TWM531906U - 無線胎壓監測系統 - Google Patents

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TWM531906U
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wireless
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wireless signal
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莊秀萍
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高福科技股份有限公司
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Description

無線胎壓監測系統
本創作是關於無線胎壓監測系統。
在習知的無線胎壓監測系統中，為了減少其電池的消耗，通常會使用重力加速度感測器(G-sensor)來作為無線訊號發射器的開關。具體而言，當車輛靜止時，重力加速度感測器不會感測到任何重力加速度的變化，此時，無線訊號發射器未被啟動而處於休眠狀態，藉以減少電池的消耗。反之，當車輛行進時，重力加速度感測器可感測到重力加速度的變化，此時，無線胎壓監測系統的控制器可根據重力加速度感測器的量測結果來啟動無線訊號發射器而使無線訊號發射器處於工作狀態。
然而，重力加速度感測器內的感測元件通常具有類似彈簧的構造，此種構造容易因為崎嶇不平的路況而受到損壞，此將導致重力加速度感測器的故障，進而縮短無線胎壓監測系統的使用壽命。
鑑於上述問題，依照本創作之一實施例，提供一種無線胎壓監測系統，其是設置在車輛輪胎或輪框上。該無線胎壓監測系統包含：磁力計，用以量測磁通量值；壓力感測器，用以量測車輛輪胎內的壓力值；控制器，用以接收由該磁力計所量測的該磁通量值以及由該壓力感測器所量測的該壓力值，並且判斷該磁通量值是否產生波動；以及無線訊號發射器，與該控制器訊號連接，並且由該控制器所控制，其中，當該控制器判斷該磁通量值產生波動時，該控制器啟動該無線訊號發射器或提高該無線訊號發射器每分鐘發射次數，並且藉由該無線訊號發射器發射代表該壓力值的訊號。
依照本創作之一實施例，提供一種無線胎壓監測系統，其是設置在車輛輪胎或輪框上。該無線胎壓監測系統包含：磁力計，用以量測磁通量值；壓力感測器，用以量測車輛輪胎內的壓力值；控制器，用以接收由該磁力計所量測的該磁通量值以及由該壓力感測器所量測的該壓力值，並且判斷該磁通量值是否達到預定閾值；以及無線訊號發射器，與該控制器訊號連接，並且由該控制器所控制，其中，當該控制器判斷該磁通量值達到預定閾值時，該控制器啟動該無線訊號發射器或提高該無線訊號發射器每分鐘發射次數，並且藉由該無線訊號發射器發射代表該壓力值的訊號。
相較於習知使用具有彈簧構造之重力加速度感測器的無線胎壓監測系統，由於本創作之無線胎壓監測系統所使用的磁力計並不具有此種彈簧構造，所以不容易因為崎嶇不平的路況而受到損壞，因此能夠在減少電池消耗的同時延長無線胎壓監測系統的使用壽命。
本創作之其他實施樣態以及優點可從以下與用以例示本創作原理範例之隨附圖式相結合的詳細說明而更顯明白。此外，為了不對本創作造成不必要的混淆，在本說明書中將不再贅述為人所熟知的元件與原理。
依照本創作之一實施例，圖1概略顯示無線胎壓監測系統1的結構示意圖。無線胎壓監測系統1可設置在車輛輪框上，或者可設置在車輛輪胎上(例如嵌入不與路面接觸的車輛輪胎內側、或固定在該車輛輪胎內側的表面上)。如圖1所示，無線胎壓監測系統1可包含：磁力計3，用以量測磁通量值；壓力感測器5，用以量測車輛輪胎內的壓力值；控制器7，與磁力計3以及壓力感測器5訊號連接；以及無線訊號發射器9，與控制器7訊號連接，並且由控制器7所控制。控制器7可用以接收由磁力計3所量測的磁通量值以及由壓力感測器5所量測的壓力值，並且判斷該磁通量值是否產生波動。
例如，在本創作之實施例中，無線胎壓監測系統1可與電池2電性連接，並且可透過電池2來對無線胎壓監測系統1提供電力。控制器7可例如為具有類比/數位訊號轉換功能的微控制器，但不限於此。
在本創作之一實施例中，當控制器7判斷該磁通量值產生波動時，控制器7可啟動無線訊號發射器9或提高無線訊號發射器9每分鐘發射次數，並且藉由無線訊號發射器9發射代表該壓力值的訊號。
在本創作之一實施例中，控制器7能夠偵測電池2之電量值。當控制器7判斷該磁通量值產生波動時，控制器7可啟動無線訊號發射器9或提高無線訊號發射器9每分鐘發射次數，並且藉由無線訊號發射器9發射代表該電量值的訊號。
此外，在一實施例中，無線胎壓監測系統1可更包含與控制器7訊號連接的溫度感測器11。溫度感測器11可用以量測車輛輪胎內的溫度值。控制器7可接收由溫度感測器11所量測的溫度值，以及當控制器7判斷該磁通量值產生波動時，控制器7可啟動無線訊號發射器9或提高無線訊號發射器9每分鐘發射次數，並且藉由無線訊號發射器9發射代表該溫度值的訊號。
在本創作之另一實施例中，控制器7可用以接收由磁力計3所量測的磁通量值以及由壓力感測器5所量測的壓力值，並且判斷該磁通量值是否達到預定閾值。當控制器7判斷該磁通量值達到預定閾值時，控制器7可啟動無線訊號發射器9或提高無線訊號發射器9每分鐘發射次數，並且藉由無線訊號發射器9發射代表該壓力值的訊號。
在本創作之一實施例中，控制器7能夠偵測電池2之電量值。當控制器7判斷該磁通量值達到預定閾值時，控制器7可啟動無線訊號發射器9或提高無線訊號發射器9每分鐘發射次數，並且藉由無線訊號發射器9發射代表該電量值的訊號。
此外，在一實施例中，控制器7接收由溫度感測器11所量測的溫度值，以及當控制器7判斷該磁通量值達到預定閾值時，控制器7可啟動無線訊號發射器9或提高無線訊號發射器9每分鐘發射次數，並且藉由無線訊號發射器9發射代表該溫度值的訊號。
在本創作之實施例中，無線訊號發射器9可例如為無線射頻(RF)訊號發射器，但不限於此。如圖1所示，由無線訊號發射器9所發射的訊號可被訊號接收器100所接收。訊號接收器100通常是安裝在車輛儀表板上或附近，以利駕駛人隨時觀看由無線訊號發射器9所發射之代表輪胎內之壓力或溫度的訊號、或代表電池電量的訊號。
依照本創作之一實施例，圖2顯示設有本創作之無線胎壓監測系統1之車輪的剖面示意圖，其用以說明當車輛行進時，無線胎壓監測系統1之磁力計3的位置與其量測數值之間的關係，其中，無線胎壓監測系統1是設置在車輛輪框13上。依照本創作之另一實施例，圖3顯示設有本創作之無線胎壓監測系統1之車輪的剖面示意圖，其用以說明當車輛行進時，無線胎壓監測系統1之磁力計3的位置與其量測數值之間的關係，其中，無線胎壓監測系統1是設置在車輛輪胎15上，例如嵌入不與路面接觸的車輛輪胎內側、或固定在該車輛輪胎內側的表面上。
如圖2所示，在無線胎壓監測系統1是設置於車輛輪框13上的情況下，當車輛行進時，無線胎壓監測系統1是隨著車輛輪框13一起轉動(如箭頭所示)。此時，由於無線胎壓監測系統1的位置會依序從位置A 1、A 2、A 3、A 4改變，所以通過無線胎壓監測系統1之磁力計3的磁通量(環境磁通量)(單位：高斯(Gauss))也會跟著改變。例如，在位置A 2與A 4，通過無線胎壓監測系統1之磁力計3的磁通量最大，如圖2中之曲線上的點a、c；而在位置A 1與A 3，通過無線胎壓監測系統1之磁力計3的磁通量則最小，如圖2中之曲線上的點b。
又，如圖3所示，在無線胎壓監測系統1是設置在車輛輪胎15上的情況下，當車輛行進時，無線胎壓監測系統1是隨著車輛輪胎15一起轉動(如箭頭所示)。此時，由於無線胎壓監測系統1的位置會依序從位置B 1、B 2、B 3、B 4改變，所以通過無線胎壓監測系統1之磁力計3的磁通量(環境磁通量)也會跟著改變。例如，在位置B 2與B 4，通過無線胎壓監測系統1之磁力計3的磁通量最大，如圖3中之曲線上的點a'、c'；而在位置B 1與B 3，通過無線胎壓監測系統1之磁力計3的磁通量則最小，如圖3中之曲線上的點b'。吾人可瞭解磁通量(環境磁通量)會因為地理位置的不同而有所差異，因此，在圖2與圖3之縱軸上所標示的磁通量值僅為示例，而非限制。
圖4A與4B是用以說明圖2與圖3所示之無線胎壓監測系統的操作原理。如圖4A所示，所量測到的磁通量值未產生波動，此乃是因為無線胎壓監測系統1的位置並未改變，所以通過無線胎壓監測系統1之磁力計3的磁通量也不會改變，即代表車輛靜止不動。相反地，如圖4B所示，所量測到的磁通量值產生波動，此乃是因為無線胎壓監測系統1的位置隨著車輛輪框13或車輛輪胎15的轉動而改變，所以通過無線胎壓監測系統1之磁力計3的磁通量也會跟著改變，即代表車輛行進中。因此，控制器7可判斷所量測到的磁通量值是否產生波動或者可判斷所量測到的磁通量值是否達到預定閾值，並且依據所判斷的結果來啟動無線訊號發射器9或改變無線訊號發射器9發射訊號的次數頻率。
舉例來說，在一實施例中，使用磁力計3來量測磁通量值以及使用壓力感測器5來量測車輛輪胎15內的壓力值，並藉由控制器7來接收由磁力計3所量測的該磁通量值以及由壓力感測器5所量測的該壓力值，然後透過控制器7來判斷該磁通量值是否產生波動。當控制器7判斷所量測的該磁通量值產生波動時，控制器7可啟動無線訊號發射器9或提高無線訊號發射器9每分鐘發射次數，並且藉由無線訊號發射器9發射代表該壓力值的訊號。
在另一實施例中，使用磁力計3來量測磁通量值以及使用壓力感測器5來量測車輛輪胎15內的壓力值，並藉由控制器7來接收由磁力計3所量測的該磁通量值以及由壓力感測器5所量測的該壓力值，然後透過控制器7來判斷該磁通量值是否達到預定閾值。當控制器7判斷該磁通量值達到預定閾值時，控制器7可啟動無線訊號發射器9或提高無線訊號發射器9每分鐘發射次數，並且藉由無線訊號發射器9發射代表該壓力值的訊號。該預定閾值可例如為圖2或圖3所示之曲線上的任一點的值，例如圖2中的點a或點b或點c的值，或圖3中的點a'或點b'或點c'的值，但不限於此。
由於車輛輪胎內的鐵絲、車輛輪框(鋼圈)以及車輛本身的金屬結構(例如車殼、底盤等等)可能會對無線訊號傳輸造成屏蔽作用，再加上安裝於車輛內的訊號接收器100和車輛輪胎的相對位置不同，所以可能會發生無線胎壓監測系統在輪胎各個位置的訊號傳輸效率不一致的情況。當無線胎壓監測系統的無線訊號發射器在訊號傳輸效率較差的位置發射訊號時，可能會發生訊號接收器100接收不到訊號的情況，因此無線訊號發射器必須長時間連續發射訊號，以保證訊號接收器100能夠接收到訊號，如此一來可能會增加電池的消耗。
如上所述，當車輛行進時，無線胎壓監測系統是隨著車輛輪胎或車輛輪框一起轉動，因此可藉由所量測到的磁通量值來判斷出無線胎壓監測系統的位置。若無線胎壓監測系統隨著車輛輪胎或車輛輪框轉動至訊號傳輸效率最佳的位置時，無線胎壓監測系統的控制器才啟動無線訊號發射器發射訊號或提高無線訊號發射器的訊號發射次數，如此便可降低電池的消耗。
依照本創作之一實施例，圖5顯示車輛16的示意圖，其中車輛16的前輪17與後輪18設有本創作之無線胎壓監測系統1。舉例來說，假設前輪17的無線胎壓監測系統1在位置A 2(其是對應於圖2中的位置A 2)可具有最佳訊號傳輸效率，而後輪18的無線胎壓監測系統1在位置A 4(其是對應於圖2中的位置A 4)可具有最佳訊號傳輸效率；當前輪17的無線胎壓監測系統1量測到與圖2中之點c對應的磁通量值時(即代表前輪17的無線胎壓監測系統1是位於位置A 2)，可啟動其無線訊號發射器或提高該無線訊號發射器每分鐘發射次數；同理，當後輪18的無線胎壓監測系統1量測到與圖2中之點a對應的磁通量值時(即代表後輪18的無線胎壓監測系統1是位於位置A 4)，可啟動其無線訊號發射器或提高該無線訊號發射器每分鐘發射次數。
雖然本創作已參考較佳實施例及圖式詳加說明，但熟習本項技藝者可瞭解在不離開本創作之精神與範圍的情況下，可進行各種修改、變化以及等效替代，然而這些修改、變化以及等效替代仍落入本創作之申請專利範圍內。
1‧‧‧無線胎壓監測系統
2‧‧‧電池
3‧‧‧磁力計
5‧‧‧壓力感測器
7‧‧‧控制器
9‧‧‧無線訊號發射器
11‧‧‧溫度感測器
13‧‧‧車輛輪框
15‧‧‧車輛輪胎
16‧‧‧車輛
17‧‧‧前輪
18‧‧‧後輪
100‧‧‧訊號接收器
A1~A4‧‧‧位置
B1~B4‧‧‧位置
依照本創作之一實施例，圖1概略顯示無線胎壓監測系統的結構示意圖。
依照本創作之一實施例，圖2顯示設有本創作之無線胎壓監測系統之車輪的剖面示意圖，其用以說明當車輛行進時，無線胎壓監測系統之磁力計的位置與其量測數值之間的關係。
依照本創作之另一實施例，圖3顯示設有本創作之無線胎壓監測系統之車輪的剖面示意圖，其用以說明當車輛行進時，無線胎壓監測系統之磁力計的位置與其量測數值之間的關係。
圖4A與4B是用以說明圖2與圖3所示之無線胎壓監測系統的操作原理。
依照本創作之一實施例，圖5顯示車輛的示意圖，其中該車輛的前輪與後輪設有本創作之無線胎壓監測系統。
1‧‧‧無線胎壓監測系統
2‧‧‧電池
3‧‧‧磁力計
5‧‧‧壓力感測器
7‧‧‧控制器
9‧‧‧無線訊號發射器
11‧‧‧溫度感測器
100‧‧‧訊號接收器

Claims (8)

  1. 一種無線胎壓監測系統，設置在車輛輪胎或輪框上，並且包含： 磁力計，用以量測磁通量值； 壓力感測器，用以量測車輛輪胎內的壓力值； 控制器，用以接收由該磁力計所量測的該磁通量值以及由該壓力感測器所量測的該壓力值，並且判斷該磁通量值是否產生波動；及 無線訊號發射器，與該控制器訊號連接，並且由該控制器所控制， 其中，當該控制器判斷該磁通量值產生波動時，該控制器啟動該無線訊號發射器或提高該無線訊號發射器每分鐘發射次數，並且藉由該無線訊號發射器發射代表該壓力值的訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之無線胎壓監測系統，更包含： 溫度感測器，用以量測車輛輪胎內的溫度值， 其中，該控制器接收由該溫度感測器所量測的該溫度值，以及當該控制器判斷該磁通量值產生波動時，該控制器啟動該無線訊號發射器或提高該無線訊號發射器每分鐘發射次數，並且藉由該無線訊號發射器發射代表該溫度值的訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之無線胎壓監測系統，其中，該無線胎壓監測系統是與電池電性連接，並且透過該電池來對該無線胎壓監測系統提供電力，該控制器能夠偵測該電池之電量值，以及其中當該控制器判斷該磁通量值產生波動時，該控制器啟動該無線訊號發射器或提高該無線訊號發射器每分鐘發射次數，並且藉由該無線訊號發射器發射代表該電量值的訊號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之無線胎壓監測系統，其中，該無線訊號發射器為無線射頻訊號發射器。
  5. 一種無線胎壓監測系統，設置在車輛輪胎或輪框上，並且包含： 磁力計，用以量測磁通量值； 壓力感測器，用以量測車輛輪胎內的壓力值； 控制器，用以接收由該磁力計所量測的該磁通量值以及由該壓力感測器所量測的該壓力值，並且判斷該磁通量值是否達到預定閾值；及 無線訊號發射器，與該控制器訊號連接，並且由該控制器所控制， 其中，當該控制器判斷該磁通量值達到預定閾值時，該控制器啟動該無線訊號發射器或提高該無線訊號發射器每分鐘發射次數，並且藉由該無線訊號發射器發射代表該壓力值的訊號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之無線胎壓監測系統，更包含： 溫度感測器，用以量測車輛輪胎內的溫度值， 其中，該控制器接收由該溫度感測器所量測的該溫度值，以及當該控制器判斷該磁通量值達到預定閾值時，該控制器啟動該無線訊號發射器或提高該無線訊號發射器每分鐘發射次數，並且藉由該無線訊號發射器發射代表該溫度值的訊號。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之無線胎壓監測系統，其中，該無線胎壓監測系統是與電池電性連接，並且透過該電池來對該無線胎壓監測系統提供電力，該控制器能夠偵測該電池之電量值，以及其中當該控制器判斷該磁通量值達到預定閾值時，該控制器啟動該無線訊號發射器或提高該無線訊號發射器每分鐘發射次數，並且藉由該無線訊號發射器發射代表該電量值的訊號。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之無線胎壓監測系統，其中，該無線訊號發射器為無線射頻訊號發射器。
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