CN107074047B - 轮胎状态检测装置 - Google Patents

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Abstract

轮胎状态检测装置具备：状态检测部；发送部；接收部；控制部；特性检测部；以及作为该装置的电力源的电池。状态检测部检测轮胎的状态，发送部将包括由状态检测部检测出的信息的信号进行无线发送。接收部能够接收从外部设备无线发送的信号，控制部对发送部以及接收部进行控制。特性检测部检测阀杆的电特性。控制部在从通常模式和节电模式中选择的控制模式下动作，通常模式为将接收部维持在能接收来自外部设备的无线发送信号的待机状态的模式，节电模式为针对接收来自外部设备的无线发送信号的消耗电力小于通常模式的模式。控制部在由特性检测部检测出的阀杆的电特性的变化量超过基准变化量时，将控制模式切换为通常模式，并且在通常模式下当结束条件成立时，将控制模式切换为节电模式。

Description

轮胎状态检测装置
技术领域
本发明涉及一种检测车轮轮胎的状态的轮胎状态检测装置。
背景技术
在车辆上安装有多个车轮，各个车轮的轮毂部安装有轮胎，作为能检测各轮胎的状态的装置，已提出有无线方式的轮胎状态检测装置。轮胎状态检测装置设于车辆的各车轮的轮胎内而对轮胎的状态进行检测，并且无线发送与检测出的轮胎状态相关的信号。然后，各信号由接收器接收，与对应的轮胎状态相关的信息根据需要显示于设于车内的显示器。另外，因为轮胎状态检测装置安装于车轮的关系，所以在轮胎状态检测装置设有用于供给电力的电池。
例如，在专利文献1中公开的轮胎状态检测装置能够接收来自便携终端等外部设备的无线信号。作为具体的一个例子，在进行了轮胎更换的情况下，在确认轮胎状态检测装置正常地进行动作或者轮胎气压适当时等，轮胎状态检测装置响应于来自外部设备的请求信号的接收而发送与轮胎状态相关的信号。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-138156号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，为了延长内设于轮胎状态检测装置中的电池的寿命，期望能够降低消耗电力。
本发明的目的在于提供一种能够降低消耗电力的轮胎状态检测装置。
用于解决课题的手段
解决上述问题点的轮胎状态检测装置，其以配置在车辆的车轮轮胎内的方式安装于所述车轮的阀杆，所述轮胎状态检测装置具备：状态检测部，其构成为检测所述轮胎的状态；发送部，其构成为将包括由所述状态检测部检测出的信息的信号进行无线发送；接收部，其能够接收从外部设备无线发送的信号；控制部，其构成为对所述发送部以及所述接收部进行控制；特性检测部，其构成为检测所述阀杆的电特性；以及电池，其为所述轮胎状态检测装置的电力源，所述控制部构成为，在通常模式和节电模式中选择的控制模式下动作，通常模式为将所述接收部维持在能够接收来自所述外部设备的无线发送信号的待机状态的模式，节电模式为针对接收来自所述外部设备的无线发送信号的消耗电力小于所述通常模式的模式，所述控制部构成为，在由所述特性检测部检测出的所述阀杆的电特性的变化量超过基准变化量时，将所述控制模式切换为所述通常模式，并且在所述通常模式下当结束条件成立时，将所述控制模式切换为所述节电模式。
根据该构成，在通常模式下当结束条件成立时，控制模式被切换为针对接收来自外部设备的无线发送信号消耗电力小于通常模式的节电模式，所以能够降低针对接收来自外部设备的无线发送信号的消耗电力。
关于上述轮胎状态检测装置，所述特性检测部也可以构成为检测所述阀杆的静电电容。
根据该构成，在进行了轮胎更换后等工作人员接触到阀杆的情况下，以阀杆的静电电容的变化量超过基准变化量为契机，控制模式被切换为通常模式。
关于上述轮胎状态检测装置，所述接收部也可以构成为能够接收特高频的频段的信号。
根据该构成，能够接收特高频的频段的信号，这与接收超短波的频段的信号的情况相比，针对接收信号的消耗电力变大，但是通过将控制模式从通常模式切换为节电模式，能够使接收部变成能够接收信号的待机状态的频度降低，能够降低针对接收来自外部设备的无线发送信号的消耗电力。
关于上述轮胎状态检测装置，所述结束条件也可以构成在满足如下情况中的至少一个时成立：通过所述接收部接收到来自所述外部设备的无线发送信号；所述控制模式从切换为所述通常模式开始经过了预先规定的时间；以及检测出车辆的行驶。
根据该构成，能够接收来自外部设备的无线发送信号，并且接收部能够通过接收到来自外部设备的无线发送信号而将控制模式从通常模式切换为节电模式，从而能够降低针对接收来自外部设备的无线发送信号的消耗电力。
另外，在从控制模式切换为通常模式开始经过了预先规定的时间的情况下，能够将控制模式从通常模式切换为节电模式，能够减少接收器变成待机状态的频度，从而能够降低针对接收来自外部设备的无线发送信号的消耗电力。
另外，有如下的倾向：在检测出车辆的行驶的情况与检测出车辆的停车的情况相比，接收部接收来自外部设备的无线发送信号的频度降低。因此，在检测出处于接收来自外部设备的无线发送信号的频度降低的状态的车辆处于行驶中的情况下，通过将控制模式从通常模式切换为节电模式，能够减少接收部变成待机状态的频度，能够降低针对接收来自外部设备的无线发送信号的消耗电力。
关于上述轮胎状态检测装置，所述控制部也可以构成为在所述通常模式下不执行确定所述阀杆的电特性的变化量的处理。
关于上述轮胎状态检测装置，所述控制部也可以构成为在所述车辆处于停止中时执行确定所述阀杆的电特性的变化量的处理，在所述车辆处于行驶中时不执行确定所述阀杆的电特性的变化量的处理。
发明效果
根据本发明，能够降低轮胎状态检测装置的消耗电力。
附图说明
图1是示出搭载了一实施方式的传感器单元的车辆的概要构成图。
图2是示出该实施方式的轮胎阀安装到轮圈的状态的立体图。
图3是示出该实施方式的轮胎阀以及传感器单元的立体图。
图4是示出该实施方式的传感器单元的电气构成的框图。
图5是示出该实施方式的模式控制处理的流程图。
具体实施方式
以下，对本发明的一个实施方式进行说明。
如图1所示，在车辆10安装有4个车轮13，并且搭载有轮胎状态监视装置30。各车轮13由车辆用轮毂14以及安装于车辆用轮毂14的轮胎15构成。
轮胎状态监视装置30具备：传感器单元31，其安装于各车轮13；以及接收器单元60，其设于车辆10的车身。
如图2所示，在车辆用轮毂14的轮圈16上装配有轮胎阀17，传感器单元31安装在轮胎阀17而与该轮胎阀17一体化，并且配置在装配于车辆用轮毂14的轮胎15内。
如图3所示，轮胎阀17具有由金属材料形成为筒状的阀杆18以及安装于阀杆18的外周面的橡胶制的躯干部19。在阀杆18内形成有导入通道(未予图示)。在阀杆18的顶端侧内设有阀机构(未予图示)，并且在阀杆18的顶端安装有盖20。
在传感器单元31的外壳32内收纳有压力传感器42以及静电电容传感器45等各种电子部件、电池以及天线等。压力传感器42检测轮胎15的压力，静电电容传感器45为了检测轮胎阀17的静电电容而与轮胎阀17电连接。
如图4所示，各传感器单元31具备传感器单元控制器41、压力传感器42、温度传感器43、加速度传感器44、静电电容传感器45、RF通信电路46、RF通信用天线47以及电池48。传感器单元31通过来自电池48的电力供给进行动作。
作为状态检测部的压力传感器42检测轮胎15内的气压。作为状态检测部的温度传感器43检测轮胎15内的温度。也就是说，压力传感器42以及温度传感器43检测轮胎15的状态。加速度传感器44与车轮13一体旋转，从而检测作用于加速度传感器44的加速度。作为特性检测部的静电电容传感器45对车轮13中的轮胎阀17的阀杆18的静电电容进行检测。作为发送部以及接收部的RF通信电路46是利用特高频的频段(本实施方式中为2.4GHz)的电波并通过RF通信用天线47进行信号的发送接收的电路。在本实施方式中，RF通信电路46能设定为如下状态：能接收从外部设备(例如接收器单元60或者工作人员能够携带的触发信号发送机)无线发送的信号(触发信号)的待机状态；以及不能接收从外部设备无线发送的信号的休眠状态。
传感器单元控制器41是由包括CPU41a、存储部41b(RAM和ROM等)以及输入输出口的微型计算机等构成的控制电路或者处理器。在传感器单元控制器41的存储部41b中存储有统筹控制传感器单元31的动作的程序。在存储部41b中登记有作为各传感器单元31所固有的识别信息的ID代码。该ID代码是为了在接收器单元60中识别各传感器单元31而使用的信息。传感器单元控制器41作为控制部发挥作用。
传感器单元控制器41、详细地讲CPU41a以预先规定的取得频度取得由压力传感器42检测出的轮胎气压、由温度传感器43检测出的轮胎内温度以及由加速度传感器44检测出的加速度(重力加速度)。具备传感器单元控制器41、压力传感器42以及温度传感器43的传感器单元31作为以配置于轮胎15内的方式安装于阀杆18的轮胎状态检测装置发挥作用。
传感器单元控制器41能够基于来自加速度传感器44的加速度信号，确定作用于传感器单元31、详细地讲加速度传感器44的加速度。另外，传感器单元控制器41基于来自加速度传感器44的加速度信号判断车辆10是处于停车中还是处于行驶中。例如，传感器单元控制器41在由加速度传感器44检测出的加速度在预定范围(例如-1G～+1G的范围)变化时，判断为车辆10处于行驶中。
传感器单元控制器41在预先规定的输出条件成立时，将包含轮胎气压数据、轮胎内温度数据以及ID代码的发送数据输出到RF通信电路46。RF通信电路46解调从传感器单元控制器41输出的发送数据从而生成发送信号，将发送信号从RF通信用天线47无线发送。在本实施方式中，上述输出条件在每次经过规定时间时成立。也就是说，传感器单元控制器41在每次经过规定时间时进行发送动作。上述输出条件还可以进一步包括轮胎气压或者轮胎内温度被判断为异常的情况。
传感器单元控制器41在判断为车辆10处于停车中的情况下、且判断为RF通信电路46被控制在休眠状态的情况下，基于来自静电电容传感器45的信号确定轮胎阀17的阀杆18的静电电容，将表示已确定的静电电容的静电电容数据存储于存储部41b中。在本实施方式中，传感器单元控制器41在每个预先规定的周期(例如1s)将确定静电电容并存储静电电容数据的一系列处理执行大致1ms。
传感器单元控制器41进行如下判断：已确定的阀杆18的静电电容的变化量是否超过预先规定的基准变化量。在更换轮胎15的情况下，因为工作人员接触到轮胎阀17的阀杆18，所以基准变化量规定为能够推测工作人员接触到阀杆18的静电电容的变化量。
传感器单元控制器41在判断为车辆10处于行驶中的情况下或者在判断为RF通信电路46被控制为待机状态的情况下，不执行确定阀杆18的静电电容的处理。
如图1所示，接收器单元60具备接收器单元控制器61、RF接收电路62以及接收天线64。在接收器单元控制器61连接有显示器63。接收器单元控制器61是由包括CPU以及存储部(ROM和RAM等)的微型计算机等构成的处理器，在存储部中存储有统筹控制接收器单元60的动作的程序。RF接收电路62对从各传感器单元31发送并通过接收天线64接收到的信号进行解调，将该信号发送到接收器单元控制器61。
接收器单元控制器61基于用RF接收电路62解调的信号，确定与发送源的传感器单元31对应的轮胎15的状态(轮胎气压以及轮胎内温度)。接收器单元控制器61将与轮胎15的状态相关的信息显示于显示器63。
在本实施方式中，传感器单元控制器41能够将通常模式和节电模式中的任意一个模式设置为控制模式，节电模式为能够比通常模式降低针对接收来自外部设备的无线发送信号的消耗电力的模式。传感器单元控制器41通过对分配给存储部41b的控制模式标志设定表示通常模式的值或者表示节电模式的值来设定控制模式。
在本实施方式中，在通常模式下，传感器单元控制器41将RF通信电路46设定为待机状态。另一方面，在节电模式下，传感器单元控制器41将RF通信电路46设定为休眠状态。
在此，参照图5，对由传感器单元控制器41以预先规定的周期所执行的模式控制处理进行说明。
首先，如图5所示，传感器单元控制器41从分配给存储部41b的控制模式标志读出值，基于该值判断是否为通常模式(步骤S11)。在判断为通常模式的情况下，传感器单元控制器41判断RF通信电路46是否接收到触发信号(步骤S12)。在本实施方式中，触发信号是在进行了轮胎更换的情况下确认传感器单元31正常动作或轮胎的状态为适当时、或者设定传感器单元31的ID代码时，为了控制传感器单元31而从外部设备发送的控制信号。在判断为RF通信电路46接收到触发信号的情况下，传感器单元控制器41执行与触发信号中所包含的控制信息相应的处理，并且对分配给存储部41b的控制模式标志设定表示节电模式的值，由此将控制模式设定为节电模式(步骤S15)。
在没有判断为RF通信电路46接收到触发信号的情况下，传感器单元控制器41判断是否从控制模式设定为通常模式开始经过了规定时间(步骤S13)。在判断为从控制模式设定为通常模式开始经过了规定时间的情况下，传感器单元控制器41对分配给存储部41b的控制模式标志设定表示节电模式的值，从而将控制模式设定为节电模式(步骤S15)。
在没有判断为从控制模式设定为通常模式开始经过了规定时间的情况下，传感器单元控制器41判断车辆10是否处于行驶中(步骤S14)。在判断为车辆10处于行驶中的情况下，传感器单元控制器41对分配给存储部41b的控制模式标志设定表示节电模式的值，从而将控制模式设定为节电模式(步骤S15)。在没有判断为车辆10处于行驶中的情况下，传感器单元控制器41不执行步骤S15，并结束模式控制处理。
在判断为不是通常模式的情况下(也就是说，在判断为节电模式的情况下)，传感器单元控制器41判断静电电容的变化量是否超过基准变化量(步骤S16)。在判断为静电电容的变化量超过基准变化量的情况下，传感器单元控制器41对分配给存储部41b的控制模式标志设定表示通常模式的值，从而将控制模式设定为通常模式(步骤S17)。在判断为在节电模式中静电电容的变化量没有超过基准变化量的情况下，传感器单元控制器41不执行步骤S15，并结束模式控制处理。
通常模式的开始条件(即、节电模式的结束条件)在阀杆18的静电电容的变化量超过基准变化量时成立。另一方面，通常模式的结束条件(即、节电模式的开始条件)在满足如下情况中的至少一个时成立：在通常模式下RF通信电路46接收到触发信号；从控制模式设定为通常模式开始经过了规定时间；以及车辆10处于行驶中。
接着，对本实施方式的传感器单元31的作用进行说明。
在各传感器单元31中，在通常模式下，RF通信电路46被控制在能接收来自外部设备的无线发送信号的待机状态。另一方面，在节电模式下，RF通信电路46被维持在不能接收来自外部设备的无线发送信号的休眠状态。在车辆10处于行驶中时或者RF通信电路46被控制为待机状态时，不执行确定阀杆18的静电电容的处理。在车辆10处于停止中且RF通信电路46被控制在休眠状态时，执行确定阀杆18的静电电容的处理。
在满足如下情况中的任意一个情况时，控制模式从通常模式切换为节电模式：在通常模式下RF通信电路46接收到触发信号；从控制模式设定为通常模式开始经过了规定时间；以及车辆10处于行驶中。在节电模式下阀杆18的静电电容的变化量超过基准变化量的情况下，认为在更换轮胎时工作人员接触到阀杆18，将控制模式切换为通常模式。
因此，根据上述实施方式，能够获得以下的效果。
(1)在通常模式下，通过结束条件成立，从而将控制模式切换为针对接收来自外部设备的无线发送信号的消耗电力小于通常模式的节电模式，所以能够降低针对接收来自外部设备的无线发送信号的消耗电力。
(2)在节电模式下，以在更换轮胎15时工作人员接触到阀杆18，而使阀杆18的静电电容的变化量超过预先规定的基准变化量为契机，控制模式被切换为通常模式，RF通信电路46被切换为能接收来自外部设备的无线发送信号的待机状态。
(3)RF通信电路46使用特高频的频段的电波。在这种情况下，与使用甚高频的频段的电波的情况相比，虽然针对接收信号的消耗电力变大，但是通过控制模式切换为节电模式，也能够减少RF通信电路46变成能接收信号的待机状态的频度，并且能够降低针对接收来自外部设备的无线发送信号的消耗电力。
(4)在通常模式中，通过RF通信电路46被维持在待机状态，而使其能接收触发信号。能够通过RF通信电路46接收到触发信号，从而将控制模式从通常模式切换为节电模式，能够降低针对接收来自外部设备的无线发送信号的消耗电力。
(5)在从控制模式切换为通常模式开始经过了预先规定的时间的情况下，能够将控制模式从通常模式切换为节电模式，能够减少RF通信电路46变成待机状态的频度，能够降低针对接收来自外部设备的无线发送信号的消耗电力。
(6)车辆10处于行驶中的情况与车辆10处于停止中的情况相比，有如下倾向：RF通信电路46接收到触发信号的频度降低。因此，在检测出接收到触发信号的频度降低的状况、即车辆10处于行驶中的情况下，能够通过将控制模式从通常模式切换为节电模式，从而减少RF通信电路46变成待机状态的频度，能够降低针对接收来自外部设备的无线发送信号的消耗电力。
(7)由于在车辆10处于停止中时更换轮胎15，所以能够通过在车辆10停止中进行确定阀杆18的静电电容的处理，将控制模式切换为通常模式。由于在车辆10处于行驶中时不进行轮胎15的更换，所以在车辆10行驶中不进行确定阀杆18的静电电容的处理，从而能够降低与执行上述处理相对应的消耗电力。
(8)在通常模式的情况下，由于RF通信电路46已变成待机状态，所以不进行确定阀杆18的静电电容的处理，从而能够降低与执行上述处理相对应的消耗电力。
另外，实施方式也可以变更为以下方式。
·通常模式的开始条件也可以在从阀杆18的静电电容的变化量超过基准变化量开始经过了预先规定的时间等、与上述实施方式的条件不同的其他条件成立时成立。
·在节电模式下，只要消耗电力小于通常模式的话，传感器单元31也可以将RF通信电路46控制在待机状态。作为具体的一个例子，也可以在通常模式下将RF通信电路46控制在能以第1规定周期接收来自外部设备的无线发送信号的第1待机状态，在节电模式下将RF通信电路46控制在能以比第1规定周期长的第2规定周期接收来自外部设备的无线发送信号的第2待机状态。
·传感器单元31也可以在车辆10行驶中进行针对阀杆18的静电电容的判断。也就是说，不管车辆处于停止中还是处于行驶中，传感器单元31都进行确定阀杆18的静电电容的处理。
·传感器单元31也可以在通常模式(RF通信电路46的待机状态)下进行针对阀杆18的静电电容的判断。也就是说，与控制模式无关地进行确定阀杆18的静电电容的处理。
·也可以将发送电路和接收电路分开设置，发送电路和接收电路采用的频段也可以不同。
·传感器单元31利用特高频的频段的电波发送信号，但是也可以利用特高频以外的频段的电波发送信号。
·也可以根据包括电感和电阻值的复合阻抗的测定结果将控制模式切换为通常模式。也就是说，只要能检测轮胎阀17的电特性而能推测在更换轮胎15时等的对轮胎阀17的接触即可。
·也可以根据与触发信号的接收、规定时间的经过以及车辆10的行驶不同的其他要素使通常模式的结束条件成立，也可以通过组合这些要素使通常模式的结束条件成立。
·作为轮胎的状态，传感器单元31检测轮胎内的气压以及温度，但是也可以检测这些参数中的任意一个，也可以检测轮胎的磨耗程度等其他参数。
·传感器单元31不限于适用到4轮车辆的轮胎15，也可以适用于1-3轮的车辆、5轮以上的车辆的轮胎。
附图标记说明
10…车辆、13…车轮、14…车辆用轮毂、15…轮胎、17…轮胎阀、18…阀杆、30…轮胎状态监视装置、31…传感器单元、41…传感器单元控制器、42…压力传感器、43…温度传感器、44…加速度传感器、45…静电电容传感器、46…RF通信电路、48…电池、60…接收器单元。

Claims (6)

1.一种轮胎状态检测装置，其以配置在车辆的车轮的轮胎内的方式安装于所述车轮的阀杆，所述轮胎状态检测装置具备：
状态检测部，其构成为检测所述轮胎的状态；
发送部，其构成为无线发送包含由所述状态检测部检测出的信息的信号；
接收部，其能够接收从外部设备无线发送的信号；
控制部，其构成为对所述发送部以及所述接收部进行控制；
特性检测部，其构成为检测所述阀杆的电特性；以及
电池，其为所述轮胎状态检测装置的电力源，
所述控制部构成为，在从通常模式和节电模式中选择的控制模式下动作，通常模式为将所述接收部维持在能接收来自所述外部设备的无线发送信号的待机状态的模式，节电模式为针对接收来自所述外部设备的无线发送信号的消耗电力小于所述通常模式的模式，
所述控制部构成为，在由所述特性检测部检测出的所述阀杆的电特性的变化量超过基准变化量时，将所述控制模式切换为所述通常模式，并且在所述通常模式下当结束条件成立时，将所述控制模式切换为所述节电模式。
2.根据权利要求1所述的轮胎状态检测装置，其中，
所述特性检测部构成为检测所述阀杆的静电电容。
3.根据权利要求1所述的轮胎状态检测装置，其中，
所述接收部能够接收特高频的频段的信号。
4.根据权利要求1所述的轮胎状态检测装置，其中，
所述结束条件在满足如下情况中的至少一个时成立：通过所述接收部接收到来自所述外部设备的无线发送信号；在从所述控制模式切换为所述通常模式开始经过了预先规定的时间；以及检测出车辆的行驶。
5.根据权利要求1所述的轮胎状态检测装置，其中，
所述控制部构成为，在所述通常模式下不执行确定所述阀杆的电特性的变化量的处理。
6.根据权利要求1-5中任意一所述的轮胎状态检测装置，其中，
所述控制部构成为，在所述车辆处于停止中时执行确定所述阀杆的电特性的变化量的处理，在所述车辆处于行驶中时不执行确定所述阀杆的电特性的变化量的处理。
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