轮胎位置信息发送装置及方法
【专利摘要】本发明提供一种轮胎压力监测系统，尤其涉及与轮胎的压力状态相关信息一同传送轮胎位置信息的装置及方法。本发明提供一种逻辑，计算从地磁传感器获得的多个地磁场样本信息之间的旋转角度，计算出旋转方向，基于所述旋转方向的累计次数决定轮胎的左侧或右侧位置。根据本发明利用地磁传感器，在行驶时运行优化的轮胎位置决定逻辑，即使在危险道路行驶时，也提供轮胎的左侧或者右侧位置判断的准确性，减小位置决定算法(algorithm)的演算数，使耗费电流实现最小化，提供因部件数减少而带来的TPMS产品价格下降的效果。
【专利说明】轮胎位置信息发送装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及感知轮胎的压力并向驾驶员显示轮胎压力或显示发生低压的轮胎的位置的轮胎压力监测系统，尤其涉及一种在轮胎压力监测系统中，基于地磁传感器感知的信息，确认轮胎的位置是车辆的左侧还是右侧，并发送轮胎的位置信息的装置及方法。
【背景技术】
[0002]所谓轮胎压力监测系统(Tire Pressure Monitoring System:TPMS),是指用于感知轮胎压力并保持适当压力的装置，由传感器和控制装置构成，其中，所述传感器加装于轮胎内部，感知轮胎的压力并利用射频向车辆上加装的控制装置传递传感值和传感器的固有识别名(ID);所述控制装置接收从传感器发送的射频数据和车辆的信息，判断各轮胎的状态和接收器的状态，向驾驶员能够感知的显示装置传递显示信息。
[0003]TPMS根据向驾驶员显示的方法,可以分为高端系统(High End System)和低端系统(Low End System)。该高端系统是具有显示各个轮胎压力或者向驾驶员显示发生低压的轮胎位置的功能的系统；该低端系统是具有当车辆上加装的轮胎中的至少一个发生低压时只向驾驶员显示发生了低压的警告的功能的系统。
[0004]为体现高端系统，各轮胎上加装的传感器应发送关于传感器位置的信息，控制装置应利用可用的信息，决定传感器的加装位置。
[0005]在作为现有TPMS之一的美国专利号US 7，010, 968 (专利权人:喜莱德，Schrader)中提出的系统中，在传感器内部，把z、X轴的加速度传感器加装于左右侧车轮，z、x轴的加速度传感器信号利用左右侧相位表现不同的原理，进行左右侧的区分。而且，在控制装置中，应用了利用感知的传感器的射频信号强度与传感器的距离平方成反比的原理区分前后的方法。
[0006]就该技术方案而言，为区分左右侧，需要两轴的加速度传感器，从而空间、材料费必然增加，并且为感知信号的相位差，导致对车辆的速度、道路的平坦度等的限制。另外，为区分前后，控制装置要求加装于传感器的射频信号强度不会因车辆的底架(chassis)或电子装置、驾乘者而减小的位置，因此只能加装于诸如保险杠的限定的位置，并且具有需要诸如追加电线及防水的材料费上升和空间限制。
[0007]为解决这种问题，提出了一种在传感器中追加感知所加装的轮胎的运行信息旋转速度的功能，在汽车防抱死制动系统(ABS:antilock brakingsystem)或者电子稳定控制系统(ESC:Electronic Stability Control System)中使用的轮速传感器信息比较并判别位置的方法。在该技术方案中，在传感器内部内置Z轴的加速度传感器，利用加速度传感器随着轮的旋转而以正弦(Sine)波形输出信号的现象，利用传感器的信号波形周期感知轮速，通过射频(RF)信号向控制装置传递数据，控制装置利用车辆上加装的底架控制器(ABS/ESC)使用的轮速传感器，把各轮的轮速与传感器接收的轮速进行比较并判别位置。
[0008]就该技术方案而言，从Z轴加速度传感器信号强度可以看出，Z轴加速度传感器随着轮的旋转速度而发生轮旋转速度偏移(Offset)，存在的缺点是在高速旋转时，与信号的正弦(Sine)波形相比偏移(Offset)较大，因此感知正弦波形的周期十分困难，存在要追加用于在信号的正弦(Sine)波形中感知周期的电路的问题。
【发明内容】
[0009]技术问题
[0010]为解决前述问题，本发明的目的在于提供一种轮胎位置信息发送装置及方法，其基于地磁传感器感知的磁场样本信息，测量连续的磁场样本信息的旋转角度，利用旋转角度的大小或方向决定轮胎的位置并发送。
[0011]技术方案
[0012]本发明提供一种轮胎位置信息发送装置包括:地磁传感器，其位于车辆的轮胎，感知磁场；以及控制部，其接受所述地磁传感器感知的磁场样本信息的输入，运行所述轮胎的位置决定逻辑，其中，所述位置决定逻辑求出所述磁场样本信息之间的旋转角度，利用所述旋转角度的大小及旋转方向中的至少一种信息，决定所述轮胎的位置。并且，轮胎压力监测系统提供轮胎位置信息。
[0013]根据本发明的一方面，能够提供一种轮胎位置信息发送装置，其中，所述控制部在所述旋转方向为逆时针方向的情况下，决定为所述轮胎的位置是左侧，在所述旋转方向为顺时针方向的情况下，决定为所述轮胎的位置是右侧，并且所述控制部测量所述旋转方向为逆时针方向时的次数及为顺时针方向时的次数，并且确认所述次数是否为临界值以上，从而决定所述轮胎的位置。
[0014]根据本发明的另一方面，能够提供一种轮胎位置信息发送装置，其中，所述控制部在所述旋转角度为正数的情况下，决定为所述轮胎的位置是左侧，在所述旋转角度为负数的情况下，决定所述轮胎的位置是右侧。
[0015]另一方面，本发明能够用作轮胎位置信息发送方法，其包括:周期性地通过地磁传感器的磁场样本信息，判别车辆是否行驶的步骤；当判别为所述车辆是行驶状态时，从所述地磁传感器按一定时间间隔获得多个连续的传感器的磁场样本信息的步骤；基于获得的所述传感器的磁场样本信息，计算出所述磁场样本信息的中心点的步骤；求出所述磁场样本信息以所述中心点为中心旋转的角度的步骤；基于所述旋转的角度的方向，决定所述车辆的轮胎的位置的步骤；以及把所述轮胎的位置信息传送给接收装置的传送步骤。
[0016]技术效果
[0017]本发明利用地磁传感器，在行驶时运行优化的轮胎位置决定逻辑，即使在危险道路行驶时，也提供轮胎的左侧或右侧位置判断的准确性，减小位置决定算法(algorithm)的演算数，使耗费电流实现最小化，提供因部件数减少而带来的TPMS产品价格下降的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为显示根据本发明一个实施例的轮胎位置信息发送装置的结构的框图；
[0019]图2为显示根据本发明一个实施例的轮胎位置信息发送方法中的关于确认车辆是否处于行驶状态的方法的流程图；
[0020]图3为显示根据本发明一个实施例的轮胎位置信息发送方法中的关于决定轮胎位置的方法的流程图；
[0021]图4为显示在本发明一个实施例的轮胎位置信息发送方法中用于获得轮胎位置信息的进行地磁传感器信息取样的步骤的附图；
[0022]图5为用于说明在本发明一个实施例的轮胎位置信息发送方法中计算地磁传感器的磁场样本信息的中心点的过程的附图；
[0023]图6为用于说明在本发明一个实施例的轮胎位置信息发送方法中计算磁场样本信息的旋转角度的过程的附图。
[0024]附图标记说明
[0025]100:轮胎位置信息发送装置
[0026]101:地磁传感器
[0027]102:控制部
[0028]103:发送部
[0029]110:接收装置
【具体实施方式】
[0030]参照附图及一同详细说明的后述的实施例，本发明的优点及特征以及达成其的方法将会明确。但是，本发明并非限定于以下公开的实施例，而是以相互不同的多种形态体现，本实施例仅提供用于使本发明的公开更加完整，使本发明所属【技术领域】的普通技术人员容易理解发明的范畴，本发明只由权利要求项的范畴所定义。
[0031]另一方面，本说明书中使用的术语用于说明实施例，并非要限定本发明。在本说明书中，只要在句子中未特别言及，单数型也包括复数型。说明书中使用的“包括(comprises) ”或“包含的(comprising) ”,是指言及的构成元件、步骤、动作及/或元件不排除存在或追加一个以上的其他构成元件、步骤、动作及/或元件。下面参照附图，详细说明本发明的实施例。
[0032]图1为显示根据本发明一个实施例的轮胎位置信息发送装置的结构的框图。
[0033]轮胎位置信息发送装置100包括地磁传感器101、控制部102及发送部103。
[0034]地磁传感器101是指感知地球的磁场，象指南针一样感知诸如东西南北的方向信息的传感器，其感知地球磁场，从而感知传感器的位置。地磁传感器101以车辆的行驶方向为X轴，并以天空方向为Z轴，轮胎随着车辆的行驶而旋转后，该传感器的加装角度发生变化，因而生成关于各个传感器的位置的磁场样本信息。
[0035]地磁传感器101把所述生成的磁场样本信息传递给控制部102。
[0036]控制部102从所述地磁传感器101接受磁场样本信息的输入，运行能够基于所述信息决定轮胎的位置的逻辑。
[0037]控制部102确认车辆是否处于行驶中，能够使轮胎位置决定逻辑只有在车辆的行驶中才运行。
[0038]控制部102判断车辆是否行驶的方法是按一定时间间隔，从地磁传感器101接受连续的两个磁场样本信息的输入。如果所述两个地磁场样本信息之间的距离足够小，则可以视为车辆处于停车中，所以，不运行轮胎位置决定逻辑。
[0039]因此，使得只有在周期性地接受输入的两个地磁场样本信息之间的距离为预定距离以上的情况下，才运行轮胎位置决定逻辑。
[0040]在图2中，显示出关于控制部102为了决定轮胎位置决定逻辑是否运行而判断车辆是否行驶的步骤的流程图。
[0041]步骤S200中，周期性地(例如，20秒间隔)获得连续的两个磁场样本信息，在步骤S220中，计算获得的两个磁场样本信息之间的距离D。步骤S240中，确认所述距离D是否为预先设置的预定距离以上，在具有小于预定距离的值的情况下，可以视为车辆处于停车中，因此，不运行位置决定逻辑，反复进行周期性地获得磁场样本信息的步骤。在所述距离D为预定距离以上的情况下，可以视为车辆处于行驶中，因此，在步骤S260中，运行轮胎位置决定逻辑。
[0042]图3显示关于控制部102决定车辆轮胎位置逻辑的流程图。
[0043]如果判断为车辆处于行驶状态，则为了决定轮胎位置，在步骤S300中，按一定间隔，从地磁传感器101接受连续的N个磁场样本信息的传递。磁场样本信息之间的时间间隔根据车辆的行驶速度决定。
[0044]图4显示按一定时间S间隔获得磁场样本信息的情形。
[0045]步骤S310中，控制部102如果获得连续的N个磁场样本信息的输入，则计算出所述磁场样本信息的中心点。
[0046]图5显示计算磁场样本信息的中心点的过程。由于磁场样本信息构成圆形，所以，可以利用磁场样本信息的坐标计算磁场样本信息的中心点。
[0047]步骤S320中，控制部102计算出磁场样本信息的中心点后，计算连续的两个磁场样本信息Pi和Pi+1间的旋转角度。此时，所述i的初始值为1，在图6中，显示出计算旋转角度的情形。
[0048]步骤S330中，控制部102计算连续的两个磁场样本信息之间的旋转角度后，确认旋转角度是否具有大于0的值。如果旋转角度大于0，则是向逆时针方向(CounterClockwise)旋转，因此，在步骤S340中，使CCW的值增加1，并使i的值也增加I。
[0049]步骤S331中，如果旋转角度不大于0，则确认旋转角度是否具有小于0的值。如果旋转角度小于0，则是向顺时针方向(Clockwise)旋转，因此，在步骤S341中，使CW的值增加1，并使i的值也增加I。
[0050]步骤S342中，如果旋转角度既不大于也不小于0，则无法获知旋转方向，因此，只使i的值增加I。
[0051]由于位置决定逻辑计算N个地磁场样本信息之间的旋转角度，所以，在步骤S350中比较i与N的值，反复进行旋转角度计算过程，直至i具有N的值为止。
[0052]计算出所有地磁场样本信息之间的旋转角度后，确认所述CCW值与CW值是否为临界值以上，决定轮胎的位置。此时，就利用N个磁场样本信息执行位置决定逻辑的情形而言，临界值为N-2。
[0053]因此，在步骤S360中控制部102确认CCW是否为N_2以上，如果CCW为N_2以上，则在步骤S370中决定为轮胎的位置是车辆的左侧。在CCW并非为N-2以上的情况下，在步骤S361中确认CW是否为N-2以上，如果CW为N-2以上，则在步骤S371中决定为轮胎的位置是车辆的右侧。在CCW和CW全部小于临界值N-2的情况下，在步骤S372中决定为无法获知轮胎的位置。此时，确认CCW与CW是否为临界值以上的顺序也可以相反。[0054]另外，虽然控制部102也可以从磁场样本信息全部计算N个磁场样本信息之间的旋转角度，基于旋转方向的累计次数，决定轮胎的位置，但是，也可以在旋转角度的大小为正数的情况下，决定为是左侧轮胎，在旋转角度的大小为负数的情况下，决定为是右侧轮胎，还可以从先行测量的磁场样本信息与后续的磁场样本信息的位置关系，判断轮胎的旋转方向，决定轮胎的左右位置。
[0055]另一方面，为提高可靠度，还可以包括一个使控制部102对根据位置决定逻辑决定的位置信息累计在一定时间(例如，15分钟)进行最终判断的步骤。
[0056]控制部102把根据位置决定逻辑决定的轮胎的位置信息传递给发送部103。
[0057]步骤S380中，发送部103把从控制部102输入的轮胎的位置信息传送给接收装置110。接收装置110 —般是轮胎压力监测系统TPMS的接收装置，发送部103能够与轮胎位置信息一同传送关于轮胎的压力状态的信息，TPMS可以基于从发送部103传送的信息,把作为低压状态的轮胎的位置信息提供给驾驶员。
[0058]以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种轮胎位置信息发送装置，其特征在于包括: 地磁传感器，其位于车辆的轮胎，感知磁场；以及 控制部，其接受所述地磁传感器感知的磁场样本信息的输入，运行所述轮胎的位置决定逻辑， 其中，所述位置决定逻辑求出所述磁场样本信息之间的旋转角度，利用所述旋转角度的大小及旋转方向中的至少一种信息，决定所述轮胎的位置。
2.根据权利要求1所述的轮胎位置信息发送装置，其特征在于: 所述控制部在所述旋转方向为逆时针方向的情况下，决定为所述轮胎的位置是左侧，在所述旋转方向为顺时针方向的情况下，决定为所述轮胎的位置是右侧。
3.根据权利要求1所述的轮胎位置信息发送装置，其特征在于: 所述控制部测量所述旋转方向为逆时针方向时的次数及为顺时针方向时的次数，并且确认所述次数是否为临界值以上，从而决定所述轮胎的位置。
4.根据权利要求1所述的轮胎位置信息发送装置，其特征在于: 所述控制部在所述旋转角度为正数的情况下，决定为所述轮胎的位置是左侧，在所述旋转角度为负数的情况下，决定所述轮胎的位置是右侧。
5.根据权利要求1所述的轮胎位置信息发送装置，其特征在于: 所述控制部基于所述磁场样本信息，计算出所述磁场样本信息的中心点，以所述中心点为中心，求出所述磁场样本信息的旋转角度。
6.根据权利要求1所述的轮胎位置信息发送装置，其特征在于: 所述控制部在根据所述磁场样本信息决定的所述磁场样本信息之间的距离为预定距离以上的情况下，识别为所述车辆是行驶状态。
7.根据权利要求1所述的轮胎位置信息发送装置，其特征在于: 所述控制部周期性地确认所述磁场样本信息，判别所述车辆是否为行驶状态。
8.根据权利要求6或7所述的轮胎位置信息发送装置，其特征在于: 所述控制部在识别或判别所述车辆是行驶状态的情况下，运行所述轮胎的位置决定逻辑。
9.根据权利要求1所述的轮胎位置信息发送装置，其特征在于，还包括:发送部，把由所述控制部决定的所述轮胎的位置信息传送给接收装置。
10.一种轮胎位置信息发送方法，其特征在于包括: 周期性地通过地磁传感器的磁场样本信息，判别车辆是否行驶的步骤； 当判别为所述车辆是行驶状态时，从所述地磁传感器按一定时间间隔获得多个连续的传感器的磁场样本信息的步骤； 基于获得的所述传感器的磁场样本信息，计算出所述磁场样本信息的中心点的步骤； 求出所述磁场样本信息以所述中心点为中心旋转的角度的步骤； 基于所述旋转的角度的方向，决定所述车辆的轮胎的位置的步骤；以及 把所述轮胎的位置信息传送给接收装置的传送步骤。
11.根据权利要求10所述的轮胎位置信息发送方法，其特征在于: 求出所述磁场样本信息以所述中心点为中心旋转的角度的所述步骤是在所述磁场样本信息的旋转角度的大小为正数的情况下，识别为按逆时针方向旋转，在所述磁场样本信息的旋转角度的大小为负数的情况下，识别为按顺时针方向旋转。
12.根据权利要求11所述的轮胎位置信息发送方法，其特征在于:决定所述车辆的轮胎的位置的所述步骤是在所述旋转方向为逆时针方向的情况下，决定为所述轮胎的位置是左侧，在所述旋转方向为顺时针方向的情况下，决定为所述轮胎的位置是右侧。
13.根据权利要求11所述的轮胎位置信息发送方法，其特征在于:决定所述车辆的轮胎的位置的所述步骤是测量所述磁场样本信息的向逆时针方向的旋转次数及向顺时针方向的旋转次数，并且确认所述旋转次数是否为临界值以上，从而决定所述轮胎的位置。
14.根据权利要求13所述的轮胎位置信息发送方法，其特征在于:决定所述车辆的轮胎的位置的所述步骤是在所述向逆时针方向的旋转次数为所述临界值以上的情况下，决定为所述轮胎的位置是左侧，在所述向顺时针方向的旋转次数为所述临界值以上的情况下，决定为所述轮胎的位置是右侧，在所述旋转次数全部小于所述临界值的情况下，决定为无法获知所述轮胎的位置。
15.根据权利要求10所述的轮胎位置信息发送方法，其特征在于:获得多个连续的传感器的磁场样本信息的所述步骤是根据车辆的行驶速度决定磁场样本信息之间的时间间隔，按决定的所述时间间隔获得连续的传感器的磁场样本信息。
【文档编号】B60C23/04GK103481733SQ201210395012
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年10月17日 优先权日:2012年6月11日
【发明者】林志炯 申请人:现代摩比斯株式会社