TWI599496B - Tire monitoring and transmission system and transmission device - Google Patents

Description

輪胎監測傳輸系統及其傳輸裝置

本發明係有關一種監測系統，特別是指一種應用於量測輪胎狀態之輪胎監測系統及其傳輸裝置。

胎壓檢測系統(Tire Pressure Monitoring System,TPMS)，顧名思義就是輪胎壓力檢測系統，能適時針對輪胎胎壓過低、胎壓過高、快速漏氣、胎溫過高等故障進行自動監測與警報。

由於輪胎壓力在不足的情況下，輪胎容易變形，導致輪胎與地面接觸面積增加，增加了輪胎的磨耗，進而減少壽命與增加爆胎機會，摩擦力也會增加，且根據實驗結果表示輪胎的壓力每減少3PSI也會增加1%以上的汽油消耗；但若輪胎壓力過高，又會降低輪胎抓地力，容易造成車輛打滑，導致事故發生，因此輪胎內部的壓力係為行車安全相當重要的一環。

除了胎壓會影響汽車的狀態之外，輪胎的溫度亦會影響汽車，若汽車輪胎溫度越高，輪胎的強度會相對越低，變形越大，輪胎磨損也就會跟著增加，壽命也跟著減少。因此，保持足夠的胎壓與溫度，除了可預防爆胎事故的發生，增加駕駛汽車的安全性之外，更可減少因胎壓不足所額外產生的油耗，並延長輪胎的使用壽命。

一般胎壓監測系統係如第一圖所示，包括一胎壓監測裝置70，設置於汽車的輪胎上，胎壓監測裝置70包括一胎壓監測單元72，其中胎壓監測單元72內更包括一角速度感測器724，亦可為重力加速度感測器，此係以角速度感測器為例，以感測車輛的輪胎是否轉動，藉此偵測車輛是否轉動，若角速度傳感器724監測到車輛輪胎已轉動，即可啟動胎壓監測單元72，以監測胎壓後將胎壓訊號傳遞至控制單元74中，控制單元74再透過無線發射單元76傳輸至與無線發射單元76配對好的一外部的無線接收裝置80中，以供無線接收裝置80接收胎壓訊號，其中胎壓監測單元72、控制單元74以及無線發射單元76之電力皆係透過一儲能單元78提供電能；上述之胎壓監測裝置70只能將訊號傳遞置無線接收裝置80中，只能單向傳輸，無線接收裝置80並無法回傳遞訊號至胎壓監測裝置70中，表示無線接收裝置80已接收到胎壓訊號，因此胎壓監測裝置70無法確認胎壓訊號是否有正確的傳輸至無線接收裝置80中。再者，一般胎壓檢測系統在傳遞胎壓訊號時，通常係使用藍牙來傳遞及接收資訊，但一般藍牙傳輸需經過無線發射單元76與無線接收裝置80配對，互相溝通好後才送資料，但配對須要較長的時間，且可能因輪胎轉動造成訊號死角，導致配對無法成功或須要更長的時間才能配對成功，但這樣會造成功耗過大，而讓電池使用年限減少。再者，無線發射單元76與無線接收裝置80之間若超過30秒沒有資料傳輸，無線發射單元76與無線接收裝置80配對就會自動斷線，此時則需重新配對連線，造成頻繁配對，導致功耗過大。

除此之外，胎壓監測裝置70的無線發射單元76無法直接傳輸至無線通訊裝置中，若要將胎壓訊號傳遞至無線通訊裝置中，則需如第二 圖所示，將訊號傳遞至無線接收單元82後，無線接收裝置80內除了有一控制單元84外，更應增設一無線傳輸單元86，以透過控制單元84控制無線傳輸單元86將胎壓訊號傳遞至攜帶式的無線通訊裝置90中。

再者，上述所述之裝置皆係透過角速度感測器724感測車輛的輪胎是否啟動，但角速度傳感器較容易損壞，且通常在汽車的時速在30hr/km時才能感覺車輛啟動，且相當耗電。

有鑑於此，本發明遂針對上述習知技術之缺失，提出一種輪胎監測傳輸系統及其傳輸裝置，以有效克服上述之該等問題。

本發明之主要目的在提供一種輪胎監測傳輸系統及其傳輸裝置，其係透過藍牙使外部無線收發主機可接收到訊號，提高資料傳輸的穩定性以及方便性，且可直接利用藍牙的訊號傳遞取代角速度傳感器或重力加速度感測器，來偵測汽車是否啟動，能有效提高偵測車輛啟動的準確性。

本發明之另一目的在提供一種輪胎監測傳輸系統及其傳輸裝置，其使用藍牙以廣播的方式傳遞訊息，消耗的功率較低，能有效節省電能，且成本低。

為達上述之目的，本發明提供一種輪胎監測傳輸系統，其係包括一藍牙無線收發主機，其具有一顯示介面，當藍牙無線收發主機在掃瞄到一上行藍牙廣播訊號時，產生一對應的上行回遞訊號，並將其訊號傳送至與藍牙無線收發主機訊號連接的複數傳輸裝置；其中每一傳輸裝置包括，一藍牙無線收發模組，可持續發送上行藍牙廣播訊號，並在藍牙無線 收發主機啟動後接收到上行藍牙廣播訊號後，接收根據上行藍牙廣播訊號對應傳送的上行回遞訊號，並將上行回遞訊號傳遞至電性連接藍牙無線收發模組之控制模組中，以根據上行回遞訊號產生一啟動控制訊號，以及一感測模組，電性連接控制模組，以根據啟動控制訊號啟動感測輪胎環境資訊，並產生相對應之傳感訊號至控制模組，其再將傳感訊號再透過藍牙無線收發模組傳送至藍牙無線收發主機，以於顯示介面顯示輪胎的環境資訊。

為達上述之目的，本發明亦提供一種輪胎監測傳輸系統之傳輸裝置，其包括一藍牙無線收發主機，當藍牙無線收發主機在掃瞄到一上行藍牙廣播訊號時，可產生一對應的上行回遞訊號，並將上行回遞訊號傳送至一藍牙無線收發模組，其係持續發送上行藍牙廣播訊號，並在藍牙無線收發主機接收到上行藍牙廣播訊號後，接收其對應傳送之上行回遞訊號，再將上行回遞訊號傳遞至與藍牙無線收發模組電性連接的控制模組，使其根據上行回遞訊號產生一啟動控制訊號並傳遞出去。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

1‧‧‧輪胎監測傳輸系統

10‧‧‧藍牙無線收發主機

12‧‧‧顯示介面

20‧‧‧傳輸裝置

22‧‧‧藍牙無線收發模組

24‧‧‧控制模組

26‧‧‧感測模組

262‧‧‧輪胎壓力傳感器

264‧‧‧輪胎溫度傳感器

266‧‧‧電壓傳感器

28‧‧‧儲能單元

30‧‧‧車輛

32‧‧‧輪胎

34‧‧‧輪胎

36‧‧‧輪胎

38‧‧‧輪胎

70‧‧‧胎壓監測裝置

72‧‧‧胎壓監測單元

724‧‧‧角速度傳感器

74‧‧‧控制單元

76‧‧‧無線發射單元

78‧‧‧儲能單元

80‧‧‧無線接收裝置

82‧‧‧無線接收單元

84‧‧‧控制單元

86‧‧‧無線傳輸單元

90‧‧‧無線通訊裝置

第一圖係為習知輪胎壓力檢測系統方塊圖。

第二圖係為另一習知輪胎壓力檢測系統方塊圖。

第三圖係為本發明傳輸裝置方塊圖。

第四圖係為本發明胎壓監測系統方塊圖。

第五圖係為本發明胎壓監測系統之使用狀態示意圖。

第六圖係為本發明使用之藍牙無線收發主機顯示示意圖。

請參照第三圖，如圖所示，本實施例之輪胎監測傳輸系統之傳輸裝置包括一藍牙無線收發主機10，當藍牙無線收發主機10在掃瞄到一上行藍牙廣播訊號時，可產生一對應的上行回遞訊號，並將上行回遞訊號傳送至一傳輸裝置20中的藍牙無線收發模組22中；藍牙無線收發模組22可持續發送上行藍牙廣播訊號，供藍牙無線收發主機10掃描，是否接收到上行藍牙廣播訊號，若藍牙無線收發主機10接收到上行藍牙廣播訊號後，會傳送對應上行藍牙廣播訊號之上行回遞訊號至藍牙無線收發模組22，藍牙無線收發模組22再將上行回遞訊號傳遞至與藍牙無線收發模組22電性連接的控制模組24，使其根據上行回遞訊號產生一啟動控制訊號並傳遞出去。

接下來請參照第四圖，如圖所示，本實施例係將上述傳輸裝置直接使用於一輪胎監測傳輸系統1中，此輪胎監測傳輸系統1包括一藍牙無線收發主機10，其可為智慧型手機，或安裝於車輛上的主機，藍牙無線收發主機10上具有一顯示介面(圖中未示)，其中顯示介面可為燈號或液晶顯示螢幕，當藍牙無線收發主機10啟動後，會開始在固定的幾個頻段上掃描，在掃瞄到一上行藍牙廣播訊號時，產生一對應上行藍牙廣播訊號的上行回遞訊號，其中上行回遞訊號包括有一身分標籤訊號，藍牙無線收發主機10並將上行回遞訊傳送至與藍牙無線收發主機10訊號連接的複數傳輸裝置20。其中每一傳輸裝置20包括，一藍牙無線收發模組22，可持續發送上行藍牙廣播訊號，至藍牙無線收發主機10，使藍牙無線收發主機10根據上行藍牙廣播訊號傳送對應的上行回遞訊號至藍牙無線收發模組22中；藍牙 無線收發模組22再將上行回遞訊號傳遞至電性連接藍牙無線收發模組22之控制模組中24，使控制模組24根據上行回遞訊號產生一啟動控制訊號；一感測模組26，電性連接控制模組24，以根據控制模組24所產生的啟動控制訊號啟動感測輪胎環境資訊，並產生相對應之傳感訊號，並將傳感訊號回傳至控制模組24中，控制模組24再控制藍牙無線收發模組22將傳感訊號編碼於一傳送訊號之廣播模式的數據包格式中，藍牙無線收發模組22再以廣播的方式傳送將帶有傳感訊號的傳送訊號至藍牙無線收發主機10中，並使傳感訊號中的輪胎環境資訊顯示在顯示介面上(圖中未示)；一儲能單元28，電性連接控制模組24、藍牙無線收發模組22及感測模組26，以提供控制模組24、藍牙無線收發模組22及該感測模組26電能；其中上述之感測模組26更包括一輪胎壓力傳感器262，以感測輪胎壓力產生壓力數據、一輪胎溫度傳感器264，以感測輪胎溫度產生溫度數據以及一電壓傳感器266，以感測儲能單元28之電壓產生電壓數據。

除此之外，本案更具有防治機制，避免藍牙無線收發模組22與藍牙無線收發主機10重複傳遞毫無意義的訊號，此機制可降低電能耗損，以及機具的損耗；其中防治機制如下所述，當藍牙無線收發模組22若釋出一上行藍牙廣播訊號超過一預定廣播次數，本實施例舉例10次，藍牙無線收發模組22釋出廣播訊號超過10次，都沒有接收到藍牙無線收發主機10所回傳的上行回遞訊號，表示藍牙無線收發主機10已關閉，代表汽車已經進入熄火狀態，控制模組24則使感測模組26停止運作，而等待下一次的接收到藍牙無線收發主機10所回傳的上行回遞訊號至藍牙無線收發模組22，這樣可確保感測模組26只有在汽車運行時工作，進而降低工耗提高電 池使用年限；藍牙無線收發模組22亦可同時停止傳遞輪胎環境資訊，但仍持續發送上行藍牙廣播訊號以偵測藍牙無線收發主機10是否啟動。

反觀藍牙無線收發主機10亦具有防治機制，若藍牙無線收發主機10若未接收到上行藍牙廣播訊號超過一預定時間，本實施例舉例預定時間為5分鐘，藍牙無線收發主機10若未接收到上行藍牙廣播訊號超過5分鐘，則表示藍牙無線收發模組22已不發送上行藍牙廣播訊號，表示藍牙無線收發模組22可能損壞或關閉，藍牙無線收發主機10此時可通知使用者，提示使用者查看藍牙無線收發模組22是否損壞。說明完結構後，接下來說明本實施例之使用狀態，請參照第四圖與第五圖，如圖所示，本實施例係將傳輸裝置20以及感測模組26設置於車輛30每一輪胎的吹氣管(圖中未示)中，本實施例舉例車輛30係為四輪車，因此具有四組傳輸裝置20以及感測模組26，並將傳輸裝置20以及感測模組26分別設置於四個輪胎32-38上，以感測輪胎32-38中的壓力以及溫度；本實施例以輪胎32作為實施例說明，傳輸裝置20中的藍牙無線收發模組22會不斷地重複釋出一上行藍牙廣播訊號；此時在車輛30發動的同時，藍牙無線收發主機10也開始啟動掃描，當藍牙無線收發主機10掃描到輪胎32中傳輸裝置20發出的上行藍牙廣播訊號，表示偵測到車輛30已啟動，此時藍牙無線收發主機10即傳送相對應上行藍牙廣播訊號之上行迴遞訊號至對應輪胎32中的藍牙無線收發模組22，藍牙無線收發模組22能根據上行迴遞訊號中的身分標籤訊號，可避免訊號傳遞錯誤及誤啟動感測模組26；藍牙無線收發模組22接收上行回遞訊號並確認身分標籤訊號後，控制模組24即根據上行回遞訊號產生一啟動控制訊號；控制模組24再將啟動控制訊號傳遞至感測模組26中，使感測模組26根 據啟動控制訊號開始感測環境狀態，並產生相對應之傳感訊號，其中傳感訊號包括一輪胎壓力傳感器262產生的壓力數據，一輪胎溫度傳感器264產生的溫度數據以及一電壓傳感器266產生的電壓數據，感測模組26量測時會量測一預定量測次數，本實例舉例預定量測次數為4次，控制模組24控制感測模組26分別量測4次的壓力數據、溫度數據以及電壓數據後，再分別平均4次的壓力數據、溫度數據、電壓數據，最後得出傳感訊號；控制模組24再控制藍牙無線收發模組22，將傳感訊號編碼於一傳送訊號之廣播模式的數據包格式中，透過至藍牙無線收發模組22以廣播的方式將帶有傳感訊號的傳送訊號傳遞出去，將傳感訊號放至廣播模式之數據包中可不用經過傳送端的藍牙與接收端藍牙互相配對，即可達到傳感訊號傳遞的目地，故可節省配對的時間，且可避免配對時輪胎轉動會造成訊號死角，讓配對無法成功使資料無法傳送，或不斷的配對造成功耗過大，而導致電池使用年限減少；最後使藍牙無線收發主機10接收帶有傳感訊號的傳送訊號，並於顯示介面12顯示傳感訊號中的狀態。

接下來請參照第六圖，本實施之藍牙無線收發主機10係為手機，手機的顯示介面12顯示每一輪胎之狀態，顯示畫面則係如第六圖所示，由於每一個傳輸裝置具有不同的識別資料，因此可分辨輪胎，以於手機的顯示介面12中對應顯示出每一輪胎目前的狀態。

綜上所述，本發明可透過藍牙使外部無線收發主機可接收到訊號，提高資料傳輸的穩定性以及方便性，且可直接利用藍牙的訊號傳遞取代角速度傳感器，來偵測汽車是否啟動，能有效提高偵測車輛啟動的準確性，且本發明使用藍牙以廣播的方式傳遞訊息，消耗的功率較低，能有 效節省電能，且成本低。

唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

1‧‧‧輪胎監測傳輸系統

10‧‧‧藍牙無線收發主機

20‧‧‧傳輸裝置

22‧‧‧藍牙無線收發模組

24‧‧‧控制模組

26‧‧‧感測模組

262‧‧‧輪胎壓力傳感器

264‧‧‧輪胎溫度傳感器

266‧‧‧電壓傳感器

28‧‧‧儲能單元

Claims (15)

1. 一種輪胎監測傳輸系統，包括：一藍牙無線收發主機，其係具一顯示介面，該藍牙無線收發主機係在掃瞄到一上行藍牙廣播訊號時，產生一對應的上行回遞訊號傳送出去；複數傳輸裝置，其係與該藍牙無線收發主機形成訊號連接，每一該傳輸裝置包括：一藍牙無線收發模組，持續發送該上行藍牙廣播訊號，並在該藍牙無線收發主機接收到該上行藍牙廣播訊號後接收其對應傳送之該上行回遞訊號；以及一控制模組，電性連接該藍牙無線收發模組，以根據該上行回遞訊號產生一啟動控制訊號；及一感測模組，電性連接該控制模組，以根據該啟動控制訊號啟動感測輪胎環境資訊，並產生相對應之傳感訊號至該控制模組，其再將該傳感訊號透過該藍牙無線收發模組傳送至該藍牙無線收發主機，並顯示在該顯示介面上。
2. 如請求項1所述之輪胎監測傳輸系統，其中該上行回遞訊號更包括一身分標籤訊號。
3. 如請求項1所述之輪胎監測傳輸系統，更包括一儲能單元，電性連接該控制模組、該藍牙無線收發模組以及該感測模組。
4. 如請求項3所述之輪胎監測傳輸系統，其中該感測模組更包括一輪胎壓力傳感器，以感測輪胎壓力產生壓力數據、一輪胎溫度傳感器，以感測輪胎溫度產生溫度數據 以及一電壓傳感器，以感測該儲能單元之電壓產生電壓數據。
5. 如請求項4所述之輪胎監測傳輸系統，其中該感測模組量測一預定量測次數，該控制模組將該預定次數的複數壓力數據平均、複數溫度數據平均、複數電壓數據平均，以產生該傳感訊號後，該藍牙無線收發模組將該感測訊號編碼於一傳送訊號之廣播模式中的數據包格式中，再以廣播的方式將帶有該感測訊號之該傳送訊號傳遞出去。
6. 如請求項1所述之輪胎監測傳輸系統，其中該藍牙無線收發模組若釋出該上行藍牙廣播訊號超過一預定廣播次數，未接收到該上行回遞訊號，表示該藍牙無線收發主機已關閉。
7. 如請求項1所述之輪胎監測傳輸系統，其中該藍牙無線收發主機若未接收到該上行藍牙廣播訊號超過一預定時間，表示該藍牙無線收發模組損壞或關閉。
8. 一種輪胎監測傳輸系統之傳輸裝置，其具有一藍牙無線收發主機，其在掃瞄到一上行藍牙廣播訊號時，產生一對應的上行回遞訊號傳送出去，該輪胎監測系統之傳輸裝置包括：一藍牙無線收發模組，持續發送該上行藍牙廣播訊號，並在該藍牙無線收發主機接收到該上行藍牙廣播訊號後接收其對應傳送之該上行回遞訊號；以及一控制模組，電性連接該藍牙無線收發模組，以根據該上行回遞訊號產生一啟動控制訊號並傳遞出去。
9. 如請求項8所述之輪胎監測傳輸系統之傳輸裝置，其中該藍牙無線收發主機更包括一顯示介面。
10. 如請求項9所述之輪胎監測傳輸系統之傳輸裝置，更包括一感測模組電性連接該控制模組，以根據該啟動控制訊號啟動感測輪胎環境資訊，並產生相對應之傳感訊號至該控制模組，其再將該傳感訊號透過該藍牙無線收發模組傳送至該藍牙無線收發主機，並顯示在該顯示介面上。
11. 如請求項10所述之輪胎監測傳輸系統之傳輸裝置，更包括一儲能模組，電性連接該控制模組、該藍牙無線收發模組以及該感測模組。
12. 如請求項11所述之輪胎監測傳輸系統之傳輸裝置，其中該感測模組更包括一輪胎壓力傳感器，以感測輪胎壓力產生壓力數據，一輪胎溫度傳感器，以感測輪胎溫度產生溫度數據以及一電壓傳感器，以感測該儲能單元之電壓產生電壓數據。
13. 如請求項12所述之輪胎監測傳輸系統之傳輸裝置，其中該感測模組量測一預定量測次數，該控制模組將該預定次數的複數壓力數據平均、複數溫度數據平均、複數電壓數據平均，以產生該傳感訊號後，該藍牙無線收發模組將該感測訊號編碼於一傳送訊號之廣播模式中的數據包格式中，再以廣播的方式將帶有該感測訊號之該傳送訊號傳遞出去。
14. 如請求項8所述之輪胎監測傳輸系統之傳輸裝 置，其中該藍牙無線收發模組若釋出該上行藍牙廣播訊號超過一預定廣播次數，未接收到該上行回遞訊號，表示傳遞該上行回遞訊號之藍牙無線收發主機已關閉。
15. 如請求項14所述輪胎監測傳輸系統之傳輸裝置，其中該藍牙無線收發主機若未接收到該上行藍牙廣播訊號超過一預定時間，表示該藍牙無線收發模組損壞或關閉。