Устройство передачи давления воздуха в шине и система наблюдения за давлением воздуха в шинах

Устройство передачи давления воздуха в шине и система наблюдения за давлением воздуха в шинах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству передачи давления воздуха в шине и системе наблюдения за давлением воздуха в шинах.

Уровень техники

В устройстве наблюдения за давлением воздуха или пневматическим давлением в шине, описанном в патентном документе 1, за счет передачи TPMS-данных (TPMS - система наблюдения за давлением воздуха в шинах) в момент времени, в который ускорение в направлении вращения TPMS-датчика, установленного на каждом колесе, достигает 1 G или -1 G, TPMS-датчик передает TPMS-данные в постоянном угловом положении колеса. Блок управления TPMSECU, установленный на стороне кузова транспортного средства, определяет положение колеса TPMS-датчика на основе числа зубцов, которое получается из цепочки импульсов скорости вращения колеса, обнаруженных посредством датчика скорости вращения колеса в момент времени, в который TPMS-данные были приняты.

Документы предшествующего уровня техники

Патентный документ

Патентный документ 1: Публикация японской патентной заявки №2010-122023

Сущность изобретения

Задача, которая должна быть решена изобретением

Однако согласно предшествующему уровню техники, описанному выше, хотя необходимо обнаруживать ускорение в направлении вращения в предварительно определенном цикле или периоде выборки, когда этот период выборки является коротким, потребление энергии TPMS-датчика будет больше и не может быть гарантирован длительный срок эксплуатации аккумулятора TPMS-датчика, тогда как, в случае когда цикл выборки является длительным, точность обнаружения в направлении вращения будет плохой, так что существует проблема в том, что TPMS-датчик (устройство передачи давления воздуха в шине) не может отправлять TPMS-данные (информацию о давлении воздуха в шине) в постоянном угловом положении колеса.

Цель настоящего изобретения заключается в предоставлении устройства передачи давления воздуха в шине и системы наблюдения за давлением воздуха в шинах, которые уменьшают потребление энергии устройством передачи давления воздуха в шине и обеспечивают точность, с которой устройство передачи давления воздуха передает информацию о давлении воздуха в шине.

Средства достижения цели

Для того чтобы достигать цели, описанной выше, согласно первому и второму вариантам осуществления изобретения период или частота выборки задается на основе ускорения в центробежном направлении (центробежное ускорение) колеса и компонент гравитационного ускорения центробежного ускорения обнаруживается в каждом предварительно определенном периоде или интервале выборки.

Согласно третьему и четвертому вариантам осуществления изобретения период выборки задается на основе частоты вращения колеса и угловое положение колеса обнаруживается в каждом предварительно определенном периоде выборки.

Дополнительно, согласно пятому и шестому вариантам осуществления изобретения обнаружение компонента гравитационного ускорения центробежного ускорения начинается, чтобы обнаруживать его в предварительно определенном периоде выборки перед передачей беспроводного сигнала механизмом передачи, и обнаружение значения компонента гравитационного ускорения центробежного ускорения будет прекращаться, после того как беспроводной сигнал передан блоком передачи.

Технический результат изобретения

Следовательно, согласно настоящему изобретению в дополнение к уменьшению потребления энергии устройством передачи давления воздуха в шине, может быть обеспечена точность обнаружения значения компонента гравитационного ускорения центробежного ускорения.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - это конфигурационная схема, иллюстрирующая конфигурацию устройства наблюдения за давлением воздуха в шине в первом варианте осуществления;

Фиг.2 - это схематичный чертеж, иллюстрирующий колесо в первом варианте осуществления;

Фиг.3 - это конфигурационная схема TPMS-датчика в первом варианте осуществления;

Фиг.4 показывает графики, иллюстрирующие изменения в скорости вращения колеса и центробежном ускорении в первом варианте осуществления;

Фиг.5 - это диаграмма, иллюстрирующая изменения в компоненте гравитационного ускорения в соответствии со скоростью вращения колеса в первом варианте осуществления;

Фиг.6 - это диаграмма периода выборки в соответствии с центробежным ускорением в первом варианте осуществления;

Фиг.7 - это структурная схема управления блока управления TPMS в первом варианте осуществления;

Фиг.8 - это диаграмма, иллюстрирующая способ вычисления углового положения каждого колеса в первом варианте осуществления;

Фиг.9 - это диаграмма, иллюстрирующая способ вычисления значения дисперсионной характеристики;

Фиг.10 - это блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процесс управления определением положения колеса в первом варианте осуществления;

Фиг.11 - это диаграмма, иллюстрирующая соотношение между угловыми положениями каждого колеса и числом приемов TPMS-данных;

Фиг.12 - это диаграмма, иллюстрирующая изменение в значении X дисперсионной характеристики в соответствии с числом приемов TPMS-данных в первом варианте осуществления;

Фиг.13 - это конфигурационная схема TPMS-датчика во втором варианте осуществления;

Фиг.14 - это график, показывающий изменения в нагрузке и скорости вращения колеса во втором варианте осуществления;

Фиг.15 - это диаграмма, иллюстрирующая период выборки в соответствии с частотой изменения нагрузки во втором варианте осуществления;

Фиг.16 - это диаграмма, иллюстрирующая состояние наблюдения компонента гравитационного ускорения в третьем варианте осуществления;

Фиг.17 - это диаграмма, иллюстрирующая изменение в компоненте гравитационного ускорения в соответствии со скоростью вращения колеса в третьем варианте осуществления;

Фиг.18 - это диаграмма, иллюстрирующая период выборки в соответствии с центробежным ускорением в третьем варианте осуществления;

Фиг.19 - это диаграмма, иллюстрирующая период выборки в соответствии с компонентом гравитационного ускорения в третьем варианте осуществления; и

Фиг.20 - это блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая алгоритм процесса управления наблюдением за компонентом гравитационного ускорения в третьем варианте осуществления.

Варианты осуществления для реализации изобретения

В последующем варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на варианты осуществления на основе чертежей.

Первый вариант осуществления

Общая конфигурация

Фиг.1 - это конфигурационная схема, иллюстрирующая систему 13 наблюдения за давлением воздуха в шинах или пневматическим давлением в первом варианте осуществления. На этом чертеже конечные символы, присоединенные к каждому ссылочному знаку, предназначены, чтобы указывать следующее: FL означает левое переднее колесо, FR означает правое переднее колесо, RL означает левое заднее колесо, а RR означает правое заднее колесо соответственно. В последующем описании, когда специально не требуется, описание FL, FR, RL и RR будет опущено.

Устройство 13 наблюдения за давлением воздуха в шинах в первом варианте осуществления снабжено TPMS (система наблюдения за давлением в шинах) датчиками 2 и основным блоком 14 TPMS. Основной блок 14 TPMS снабжен приемником 3, блоком 4 управления TPMS, дисплеем 5 и блоком 6 управления ABS (антиблокировочная тормозная система) и датчиками 8 скорости вращения колес.

Конфигурация TPMS-датчика

Фиг.2 показывает колесо 1. Как показано на фиг.2, TPMS-датчик 2 устанавливается на каждом из колес 1 в положении воздушного клапана рядом с внешней окружной стороной колеса 1.

Фиг.3 - это схема конфигурации TPMS-датчика 2. TPMS-датчик 2 содержит датчик 2a давления, датчик 2b ускорения, блок 2c управления датчика, передатчик 2d и аккумулятор 2e таблеточного типа.

Датчик 2a давления обнаруживает давление воздуха в шине. Датчик 2b ускорения обнаруживает ускорение в центробежном направлении (центробежное ускорение) G, действующее на колесо. Блок 2c управления датчика работает за счет мощности, подаваемой от аккумулятора 2e таблеточного типа, и принимает информацию о давлении воздуха в шине от датчика 2a давления и информацию о центробежном ускорении от датчика 2b ускорения соответственно. Кроме того, TPMS-данные, содержащие информацию о давлении воздуха в шине и ID (идентификационную информацию) датчика, которая предварительно задана и уникальна для каждого TPMS-датчика 2, отправляются в беспроводном сигнале из передатчика 2d. В первом варианте осуществления ID датчиков определены цифрами от 1 до 4, ассоциированными с TPMS-датчиками 2.

Блок 2c управления датчика сравнивает ускорение в центробежном направлении, обнаруженное датчиком 2b ускорения, с предварительно заданным пороговым значением для определения состояния движения транспортного средства. Когда центробежное ускорение меньше, чем пороговое значение определения движения, выполняется определение, что транспортное средство остановлено или неподвижно, так что передача TPMS-данных прекращается. С другой стороны, когда центробежное ускорение превышает пороговое значение определения движения, выполняется определение, что транспортное средство движется, и TPMS-данные будут передаваться в предварительно определенный момент времени.

Конфигурация датчика скорости вращения колеса

Датчик 8 скорости вращения колеса состоит из ротора 11 и обнаруживающей части 12. Как показано на фиг.2, ротор 11 сформирован в форме зубчатого колеса и закреплен соосно с центром вращения колеса 1, чтобы иметь возможность вращения как неотъемлемая часть. Предусмотрена обнаруживающая часть 12, обращенная к выступающей поверхности ротора 11. Обнаруживающая часть 12 состоит из постоянного магнита и катушки. Когда ротор вращается, вогнуто-выпуклая или выступающая поверхность ротора пересекает магнитное поле, сформированное на внешней границе датчика 8 скорости вращения колеса, так что плотность магнитного потока изменяется, что формирует электродвижущую силу в катушке, и такое изменение в напряжении выводится в качестве импульсного сигнала скорости вращения колеса в блок 6 управления ABS.

Ротор 11 состоит из 48 зубцов, так что обнаруживающая часть 12 сконфигурирована, чтобы выводить цепочку импульсов 48 раз каждый раз, когда колесо 1 делает один оборот.

Конфигурация блока управления ABS

Блок 6 управления ABS принимает изменение импульсных сигналов скорости вращения колеса от каждого датчика 8 скорости вращения колеса, чтобы подсчитывать число импульсов, чтобы определять скорость вращения колеса для каждого колеса 1 на основе изменения в числе импульсов в предварительно определенное время. Когда обнаруживается тенденция к блокировке колеса 1 на основе скорости вращения колеса для каждого колеса 1, антиблокировочное управление с помощью тормоза выполняется посредством регулировки или удерживания давления колесного гидравлического тормозного цилиндра этого колеса, чтобы пресекать тенденцию к блокировке, посредством задействования непоказанного ABS-актуатора. Дополнительно, блок 6 управления ABS выводит значение счетчика импульсов скорости вращения колеса в CAN-линию 7 связи с постоянным интервалом (например, каждые 20 мс).

Конфигурация приемника

Приемник 3 принимает беспроводной сигнал, выводимый из каждого TPMS-датчика, чтобы декодировать и выводить его в блок 4 управления TPMS.

Конфигурация блока управления TPMS

Блок 4 управления TPMS принимает TPMS-данные от каждого TPMS-датчика, декодированные в приемнике 3. Блок 4 управления TPMS хранит соотношение соответствия между ID каждого датчика и положением каждого колеса в энергонезависимой памяти 4d (см. фиг.7), и со ссылкой на соотношение соответствия, хранящее ID датчика TPMS-данных, определяет, какому положению колеса TPMS-данные соответствуют. Давление воздуха в шине, содержащееся в TPMS-данных, будет отображено на дисплее 5 как давление воздуха, соответствующее положению колеса. Когда давление воздуха в шине падает ниже нижнего предельного значения, снижение в давлении воздуха в шине будет сообщено водителю посредством изменения цвета дисплея, мигающего указания или предупреждающего сигнала.

Как описано выше, на основе соотношения соответствия между ID датчика и положением колеса, сохраненного в памяти 4d, блок 4 управления TPMS определяет, какому колесу принятые TPMS-данные принадлежат. Однако, когда выполняется перестановка шин, пока транспортное средство стоит, соотношение соответствия между ID датчика и положением колеса, сохраненное в памяти 4d, не согласуется с фактическим соотношением соответствия и невозможно определять, какому колесу TPMS-данные принадлежат, так что никто не может сказать, с каким колесом TPMS-данные ассоциированы. Здесь, "перестановка шин" ссылается на операцию обмена местами положений установки шин на колесах с тем, чтобы обеспечивать равномерный износ протектора шин и, таким образом, продлевать срок эксплуатации (срок службы протектора). Например, для пассажирского транспортного средства обычно шины передних/задних колес меняются местами, как и шины левых/правых колес.

Следовательно, необходимо обновлять соотношение соответствия между ID каждого датчика и положением каждого колеса, сохраненное в памяти 4d, после перестановки шин. Однако, поскольку существует взаимосвязь между TPMS-датчиком 2, установленным на колесе 1, и блоком 4 управления TPMS, установленным на кузове транспортного средства, в системе наблюдения за давлением воздуха в шинах в первом варианте осуществления протокол памяти 4d при обновлении задается заранее.

Теперь приводится описание управления блока 4 управления TPMS.

Когда время определения остановки транспортного средства равно или больше чем 15 минут, TPMS-датчик 2 определяет, что могла быть выполнена перестановка шин.

Когда время определения остановки транспортного средства меньше чем 15 минут, определяется, что обновление памяти 4d не требуется, и выбирается "режим передачи в фиксированный момент времени". Когда время определения остановки транспортного средства равно или больше чем 15 минут, определяется, что необходимо обновление памяти 4d, и будет выбран "режим передачи в фиксированной позиции".

Режим передачи в фиксированный момент времени

Сначала приводится описание управления TPMS-датчика 2 в режиме передачи в фиксированный момент времени.

Блок 2c управления датчика определяет остановку транспортного средства, когда центробежное ускорение, обнаруженное датчиком 3b ускорения, меньше, чем пороговое значение для определения движения транспортного средства, и прекращает передавать TPMS-данные. С другой стороны, когда центробежное ускорение меньше, чем пороговое значение движения транспортного средства, определяется состояние движения транспортного средства и TPMS-данные будут передаваться в постоянном периоде (каждую одну минуту, например).

Режим передачи в фиксированной позиции

Теперь, приводится описание управления TPMS-датчика 2 во время режима передачи в фиксированной позиции.

В режиме передачи в фиксированной позиции с более коротким интервалом (с интервалом в 16 с, например), чем период передачи режима передачи в фиксированной позиции, и когда TPMS-датчик 2 достигает фиксированного углового положения (верхнего положения колеса 1), TPMS-данные транслируются. Другими словами, в режиме передачи в фиксированной позиции, после передачи TPMS-данных, после прохождения 16 с, когда TPMS-датчик 2 достигает верхнего положения колеса 1, следующие TPMS-данные будут переданы, таким образом, продолжительность интервала необязательно равна 16 с.

Режим передачи в фиксированной позиции выполняется до тех пор, пока число передач TPMS-данных не достигнет предварительно определенного числа раз (например, 40 циклов). Когда число случаев передачи достигает 40 раз, режим передачи в фиксированной позиции переходит в обычный режим. Когда выполнено определение, что транспортное средство стоит во время режима передачи в фиксированной позиции, и время определения остановки транспортного средства меньше чем 15 мин, подсчет передач TPMS-данных будет продолжен при повторном запуске. Когда время определения остановки транспортного средства равно или больше чем 15 мин, при повторном запуске счетчик TPMS-данных перед остановкой транспортного средства сбрасывается и выполняется подсчет передач.

Управление обнаружением фиксированной позиции

TPMS-датчик передает, как описано выше, TPMS-данные, когда TPMS-датчик 2 достигает фиксированного углового положения (например, верхнего положения колеса 1). TPMS-датчик обнаруживает, что его собственное положение достигает верхнего положения колеса 1, посредством датчика 2b ускорения.

Фиг.4 - это графики, иллюстрирующие изменения как в скорости вращения колеса, так и в центробежном ускорении, обнаруженном датчиком 2b ускорения. Фиг.4(a) показывает скорость вращения колеса, фиг.4(b) показывает центробежное ускорение, фиг.4(c) показывает компонент гравитационного ускорения центробежного ускорения, и фиг.4(d) показывает график, иллюстрирующий центробежный компонент центробежного ускорения соответственно.

Центробежное ускорение может быть разделено на центробежный компонент, который формируется вследствие центробежной силы, создаваемой в соответствии с вращением колеса 1, и компонент гравитационного ускорения, который формируется вследствие гравитационного ускорения.

Центробежное ускорение показывает волнистый профиль, но изменяется так, чтобы следовать скорости вращения колеса, как показано на фиг.4(a), в целом. Как показано на фиг.4(d), компонент центробежной силы развивается, по существу, синхронно со скоростью вращения колеса. С другой стороны, компонент гравитационного ускорения становится синусоидой, которая движется назад и вперед между -1 G и +1 G, как показано на фиг.4(c), его период становится короче, когда скорость вращения колеса увеличивается. Это обусловлено тем, что, когда TPMS-датчик 2 приходит в верхнюю точку колеса, компонент гравитационного ускорения достигает +1 G, а когда он приходит в нижнюю точку, направление TPMS-датчика 2 противоположно направлению в верхней точке с обнаружением "-1" G. В положении 90 градусов относительно верхней и нижней точек, он становится "0" G.

Поскольку период компонента гравитационного ускорения для центробежного ускорения синхронизируется с периодом вращения колеса 1, посредством наблюдения как за величиной, так и за направлением компонента гравитационного ускорения может быть определено угловое положение TPMS-датчика 2. Таким образом, например, TPMS-датчик 2 будет определен как расположенный в верхней или наивысшей точке колеса 1 на пике компонента гравитационного ускорения (+1 G), TPMS-датчик 2 может выводить TPMS-данные непрерывно или постоянно в верхней точке, выводя TPMS-данные в этом положении.

(Переменное регулирование периода выборки)

Фиг.5 - это диаграмма, показывающая изменения в компоненте гравитационного ускорения в соответствии со скоростью вращения колеса. На фиг.5 скорость вращения колеса изображена изменяющейся от низкого значения до высокого значения при продвижении сверху вниз на чертеже. Как показано на фиг.5, поскольку период вращения колеса 1 становится короче, когда скорость вращения колеса увеличивается, период гравитационного ускорения будет также более коротким.

Хотя блок 2c управления датчика наблюдает за значением компонента гравитационного ускорения с каждой предварительно определенной частотой выборки или периодом, необходимо обеспечивать некоторое число выборок в одном цикле или периоде компонента гравитационного ускорения. С другой стороны, увеличение числа выборок будет вести к большему потреблению энергии, так что длительный срок эксплуатации аккумулятора 2e таблеточного типа не может быть гарантирован.

Выражаясь другими словами, необходимо уменьшать потребление энергии, удлиняя период выборки, когда скорость вращения колеса низкая. Дополнительно, необходимо увеличивать точность обнаружения компонента гравитационного ускорения, сокращая период выборки, когда скорость вращения колеса высокая.

Фиг.6 показывает диаграмму задания периода выборки в соответствии с центробежным ускорением. Как описано выше, хотя центробежное ускорение имеет волнистый профиль, как показано на фиг.4(b), оно изменяется в целом, чтобы следовать скорости вращения колеса, показанной на фиг.4(a).

Таким образом, как показано на фиг.8, задавая период выборки более коротким, когда центробежное ускорение становится больше, возможно надлежащее задание периода выборки, и будут улучшены как снижение в потреблении энергии, так и точность обнаружения в компоненте гравитационного ускорения. Отметим, что, поскольку компонент центробежной силы изменяется, по существу, синхронно со скоростью вращения колеса, как показано на фиг.4(d), компонент центробежной силы может быть использован вместо центробежного ускорения.

Дополнительно, когда обнаруженное значение центробежного ускорения датчика 2b ускорения превышает предварительно определенное ускорение, наблюдение компонента гравитационного ускорения будет прекращено. Предварительно определенное ускорение задается в такое ускорение, которое не произошло бы во время движения транспортного средства, и когда обнаруженное значение центробежного ускорения датчика 2b ускорения превышает предварительно определенное значение, оно конфигурируется так, что может быть выполнено определение возникновения неисправности или т.п.

Это сделано для того, чтобы предотвращать увеличение потребления энергии с помощью задания периода выборки в более короткое значение, когда возникает неисправность в датчике 2b ускорения.

Управление блока управления TPMS

Блок 4 управления TPMS определяет, что существует вероятность того, что перестановка шин выполнена, когда время определения остановки транспортного средства равно или более 15 мин. Определяется, что нет необходимости обновлять память 4d, когда время определения остановки транспортного средства меньше 15 мин, и будет выбран "режим наблюдения". Необходимость обновления памяти 4d определяется, когда время определения остановки транспортного средства равно или более 15 мин, и будет выбран "режим обучения".

Режим наблюдения

Теперь, приводится описание управления блока управления TPMS во время режима наблюдения.

Во время режима наблюдения блок 4 управления TPMS принимает ID датчика из TPMS-данных, введенных из приемника 3, и со ссылкой на соотношение соответствия между ID каждого датчика и положением каждого колеса, сохраненное в энергонезависимой памяти 4d, определяет, каким данным положения колеса эти TPMS-данные принадлежат. Затем давление воздуха в шине, содержащееся в TPMS-данных, будет отображено на дисплее 5 как давление воздуха колеса 1. Дополнительно, когда давление воздуха шины падает ниже нижнего предела, водитель предупреждается о снижении давления воздуха в шине, водитель информируется о снижении давления воздуха посредством изменения цвета дисплея, мигания дисплея и предупреждающего звука.

Режим обучения

Теперь приводится описание управления блока 4 управления TPMS во время режима обучения.

Режим обучения продолжает выполняться до тех пор, пока выполняется определение, в котором определяется, положению какого колеса каждый TPMS-датчик 2 принадлежит, или пока не пройдет совокупное время движения (например, 8 минут) от начала режима обучения. После завершения режима обучения управление переходит в режим наблюдения.

Отметим, что даже в середине режима обучения, поскольку TPMS-данные будут вводиться время от времени, отображение давления воздуха и, таким образом, предупреждение о снижении давления воздуха будут выполняться на основе соотношения соответствия перед обновлением между ID каждого датчика и положением каждого колеса, сохраненного в памяти 4d.

В режиме обучения угловое положение каждого колеса получается в момент времени и в положении того TPMS-датчика 2, который передал TPMS-данные, включающие в себя определенный ID датчика, на основе значения счетчика импульсов скорости вращения колеса от блока 6 управления ABS и времени, в которое TPMS-данные, включающие в себя этот определенный ID датчика, приняты.

В режиме передачи в фиксированной позиции, поскольку TPMS-датчик 2 передает TPMS-данные при достижении фиксированного углового положения, так что, когда угловое положение каждого из колес 1 доступно, когда TPMS-датчик с ID1, например, передал TPMS-данные множество раз, угловое положение колеса 1, на котором TPMS-датчик с ID1 установлен, всегда является постоянным. С другой стороны, угловое положение для других колес 1 будет изменяться в зависимости от каждой передачи.

Это обусловлено тем, что, когда транспортное средство перемещается или движется, скорость вращения каждого колеса 1 может отличаться друг от друга вследствие различия в колеях между внешними и внутренними колесами, блокировки и проскальзывания колес 1 и различия в давлении воздуха в шинах. Даже когда транспортное средство движется прямо, поскольку водитель все еще может совершать мгновенные корректировки на рулевом колесе, и существует некоторое различие в поверхности дороги между левой и правой сторонами, различие в скорости вращения опять же развивается между передними и задними колесами и между левыми и правыми колесами.

Теперь приводится подробное описание управления определением положения колеса, которое имеет место во время режима обучения посредством блока 4 управления TPMS. Для простоты описания описывается только процесс определения положения колеса TPMS-датчика 2 с ID1, процесс определения положения колес других TPMS-датчиков 2 выполняется аналогичным образом.

Фиг.7 - это структурная схема управления блока 4 управления TPMS для выполнения управления определением положения колеса. Блок 4 управления TPMS имеет блок 4a вычисления углового положения, блок 4b вычисления дисперсии, блок 4c определения положения колеса (механизм определения положения колеса) и память 4d.

Управление вычислением углового положения

Блок 4a вычисления углового положения принимает TPMS-данные после декодирования, которые выведены из приемника 3, и значения счетчика импульсов скорости вращения колеса, выведенные из блока 6 управления ABS, чтобы вычислять угловое положение для каждого колеса, когда угловое положение TPMS-датчика с ID1 занимает верхнюю точку.

Как описано выше, ротор 11 имеет 48 зубцов. Однако блок 6 управления ABS подсчитывает только импульсы скорости вращения колеса и не в состоянии идентифицировать каждый зубец. Таким образом, блок 4a вычисления углового положения назначает номер зубца каждому из 48 зубцов и определяет угловое положение колеса 1 на основе назначенного номера зубца. После начала режима обучения блок 4a вычисления углового положения накапливает и сохраняет значение счетчика импульсов скорости вращения колеса, введенных из блока 6 управления ABS. Номер зубца может быть получен посредством добавления 1 к остатку после деления суммарного значения импульсов скорости вращения колеса на число зубцов, равное 48.

Возникает временная задержка между временем, в которое TPMS-датчик 2 с ID1 передает TPMS-данные, и временем, в которое приемник 3 принимает TPMS-данные. Дополнительно, временная задержка также возникает между временем, в которое TPMS-датчик 2 с ID1 достигает верхней точки, и временем, в которое TPMS-данные фактически передаются.

Поскольку блок 6 управления TPMS не может непосредственно распознать время, в которое TPMS-датчик достигает верхней точки, время, в которое TPMS-датчик 2 достигает верхней точки, оценивается посредством обратного отсчета от времени, в которое приемник 3 принял TPMS-данные, и необходимо вычислять угловое положение каждого колеса в это время.

Кроме того, значение счетчика импульсов скорости вращения колеса не будет приниматься от блока 6 управления ABS каждые 20 мс. Другими словами, поскольку значение счетчика при каждом отдельном импульсе не вводится, необходимо вычислять номер зубца, когда TPMS-датчик 2 с ID1 достигает верхней или наивысшей точки.

Фиг.8 - это диаграмма, описывающая способ вычисления, чтобы получать номер зубца (угловое положение колеса 1) ротора 11, когда TPMS-датчик 2 передал TPMS-данные.

На фиг.8 t1 представляет время, когда значение счетчика импульсов скорости вращения колеса вводится; t2 представляет время, когда угловое положение TPMS-датчика 2 с ID1 достигает верхней точки; t3 представляет время, когда TPMS-датчик 2 с ID1 фактически начинает передачу TPMS-данных; t4 представляет время, когда прием TPMS-данных завершается; и t5 представляет время, когда значение счетчика импульсов скорости вращения колеса вводится. Блок 6 управления TPMS непосредственно знает время t1, t4 и t5. Время t3 может быть вычислено посредством вычитания длины данных (номинальное значение, например, около 10 мс) для TPMS-данных из времени t4; а t2 может быть вычислено посредством вычитания временного запаздывания (заранее доступно посредством эксперимента и т.п.) в передаче. В течение 20 мс изменение в скорости вращения колеса достаточно мало, так что предполагается постоянная скорость.

Предполагая номер зубца n1 в момент времени t1, номер зубца n2 в момент времени t2, и n5 в момент времени t5 соответственно задается выражением:

(t2-t1)/(t5-t1)=(n2-n1)/(n5-n1)

Таким образом,

n2-n1=(n5-n1)·(t2-t)/-(t5-t1)

Номер зубца n2 в момент времени t2, в который угловое положение TPMS-датчика 2 с ID1 достигает верхней точки, может быть получен посредством следующей формулы;

n2=n1+(n5-n1)·(t2-t1)/(t5-t1)

Управление блока вычисления дисперсии

Блок 4b вычисления дисперсии накапливает номер зубца каждого колеса 1, вычисленный посредством блока 4a вычисления углового положения в момент времени t2, в который TPMS-датчик 2 с ID1 достигает верхней точки, и вычисляет степень дисперсии в данных вращения каждого колеса как значение дисперсионной характеристики.

Фиг.9 - это диаграмма, иллюстрирующая способ вычисления значения дисперсионной характеристики. Согласно первому варианту осуществления предполагается единичная окружность (окружность с радиусом, равным 1) с исходной точкой (0, 0) на двухмерной плоскости, и угловое положение θ град. (=360×число зубцов ротора/48) каждого колеса 1 преобразуется в окружные координаты (cos θ, sin θ) на единичной окружности. Более конкретно, угловое положение каждого колеса 1 вычисляется следующим образом: рассмотрим вектор, имеющий исходную точку (0, 0) в качестве начальной точки и координаты (cos θ, sin θ) в качестве конца с длиной, равной 1, получаются средние векторы (ave_cos θ, ave_sin θ) каждого вектора одних и тех же данных углового положения, и скалярная величина среднего вектора вычисляется в качестве значения X дисперсионной характеристики данных углового положения:

(cos θ, sin θ)=(cos((n2+1)·2π/48), sin((n2+1)*2π/48))

Следовательно, предположим число случаев приема TPMS-данных относительно идентичного ID датчика как N (N является положительным целым), средние векторы (ave_cos θ, ave_sin θ) выражаются следующим образом:

(ave_cos θ, ave_sin θ)=((Σ(cos θ))/N, (Σ(sin θ))/N)

Значение X дисперсионной характеристики может, таким образом, быть представлено как следующее:

X=ave_cos θ²+ave_sin θ²

Управление блока определения положения колеса

Блок 4c определения положения колеса работает следующим образом. Значения X дисперсионной характеристики данных углового положения каждого колеса 1 сравниваются друг с другом, и когда наибольшее значение из значений X дисперсионной характеристики больше, чем первое пороговое значение (например, 0,57), а остальные 3 значения X дисперсионной характеристики меньше, чем второе пороговое значение (например, 0,37), выполняется определение, что колесо 1, соответствующее максимальному значению X дисперсионной характеристики, установлено с TPMS-датчиком 2 с ID1 и соотношение соответствия между TPMS-датчиком с ID1 и положением колеса 1 обновляется в памяти 4d.

Процесс управления определением положения колеса

Фиг.10 - это блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая алгоритм процесса управления определением положения колеса. В последующем соответствующие этапы операции будут описаны. В последующем описании предполагается случай, когда ID датчика равен "1". Однако для других ID (ID=2, 3, 4) процесс управления определением положения колеса также выполняется параллельно.

На этапе S1 блок 4a вычисления углового положения принимает TPMS-данные с ID датчика, равным 1.

На этапе S2 секция 4a вычисления углового положения вычисляет угловое положение каждого колеса 1.

На этапе S3 блок 4b вычисления дисперсии вычисляет значение X дисперсионной характеристики данных углового положения каждого колеса 1.

На этапе S4 выполняется определение относительно того, приняты ли TPMS-данные с ID датчика, равным 1, предварительно определенное число раз (например, 10 раз) или более. Если результатом определения является "Да", операция переходит к этапу S5. Если определением является "Нет", операция возвращается к этапу S1.

На этапе S5 секция 4c определения положения колеса определяет, превышает или нет наибольшее или максимальное значение для значения дисперсионной характеристики первое пороговое значение 0,57, и меньше или нет значение оставшихся значений дисперсионной характеристики второго порогового значения 0,37. Если определением является "Да", операция переходит к этапу S6; если результатом определения является "Нет", операция переходит к этапу S7.

На этапе S6 секция 4c определения положения колеса определяет положение колеса из данных углового положения, соответствующих максимальному или наивысшему значению дисперсионной характеристики, в качестве положения колеса для ID1 датчика. Затем процесс обучения заканчивается.

На этапе S7 секция 4c определения положения колеса определяет, прошло ли предварительно определенное совокупное или накопленное время движения (например, 8 мин) от начала режима обучения. Если результатом определения является "Да", режим обучения завершается. Если результатом определения является "Нет", операция возвращается к этапу S1.

Когда секция 4c определения положения колеса может определять положения колес для всех ID датчиков в течение предварительно определенного накопленного времени движения, соотношение соответствия между ID датчика и положением колеса обновляется и сохраняется в памяти 4d для регистрации. С другой стороны, когда невозможно определять положение колеса для всех ID датчиков в течение предварительно определенного накопленного времени движения, никакого обновления не выполняется и продолжается использование соотношения соответствия между множеством ID датчиков и положением каждого колеса, в настоящий момент сохраненного в памяти 4d.

Действие

Теперь приводится описание, предполагающее, что положение колеса TPMS-датчика 2 с ID1 было задано левому переднему колесу 1FL в результате перестановки шин.

Операция определения положения колеса

Каждый TPMS-датчик 2 работает следующим образом: когда время определения остановки транспортного средства непосредственно перед началом движения транспортного средства равно или более 15 мин, выполняется определение, что существует вероятность того, что выполнена перестановка шин, и операция переходит из режима передачи в фиксированный момент времени в режим передачи в постоянной позиции. В режиме передачи в фиксированной позиции, после того как 16 секунд прошло от времени предыдущей передачи, и угловое положение рассматриваемого TPMS-датчика достигает верхней точки, вслед за этим каждый TPMS-датчик 2 передает TPMS-данные.

С другой стороны, когда время определения остановки транспортного средства равно или более 15 мин, блок 4 управления TPMS переходит из режима наблюдения в режим обучения. В режиме обучения каждый раз, когда TPMS-данные принимаются от каждого TPMS-датчика 2, блок 4 управления TPMS вычисляет угловое положение (номер зубца ротора) каждого колеса 1, когда угловое положение TPMS-датчика 2 достигает верхней точки, каждый раз при приеме TPMS-данных от TPMS-датчика 2, на основе времени ввода значения счетчика импульсов скорости вращения колеса, времени завершения приема TPMS-данных и т.п. Это выполняется повторно 10 или более раз и накапливается в качестве данных углового положения. Среди данных углового положения положение колеса данные углового положения которого имеют