Устройство контроля давления в шине

Устройство контроля давления в шине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству контроля давления в шине для контроля давления каждой шины транспортного средства.

Уровень техники

[0002] Традиционно, известно устройство контроля давления воздуха в шине для определения того, в каком положении колеса (положении установки шины относительно транспортного средства) располагается передатчик датчика давления шины, установленного на шине каждого колеса (патентный документ 1, например).

Документ предшествующего уровня техники

Патентный документ

[0003] Патентный документ 1: JP 2007-245982 А: Сущность изобретения.

Проблема, которая должна быть решена изобретением

[0004] Во время движения транспортного средства передатчик вращается вместе с колесом, и может возникать различие в скоростях вращения между соответствующими колесами.

Следовательно, для того, чтобы точно определять положение колеса передатчика, предпочтительно точно обнаруживать угловое положение (угол поворота), в котором передатчик каждого колеса выполняет передачу, на стороне кузова транспортного средства. Однако, если информация об угловом положении колеса, обнаруженная на стороне кузова транспортного средства, вводится дискретно (спорадически с предварительно определенным интервалом времени), может быть затруднительным обнаруживать точно угловое положение на стороне кузова транспортного средства и возможно ухудшение в точности обнаружения передатчика. Целью настоящего изобретения является предоставление устройства контроля давления в шине, которое может определять более точно положение колеса передатчика.

Механизм для решения проблемы

Для того, чтобы достичь вышеописанной цели, согласно изобретению по п. 1, угловое положение во время передачи из передатчика оценивается на основе угловых положений колеса, которые вводятся непосредственно перед началом приема беспроводного сигнала от передатчика и непосредственно после завершения приема, соответственно, введенных через линию связи времени ввода углового положения колеса и времени начала приема или времени завершения приема.

Преимущества изобретения

[0006] Соответственно, поскольку возможно более точно обнаруживать угловое положение передатчика каждого колеса при передаче от передатчика, положение колеса передатчика может быть обнаружено более точно.

Краткое описание чертежей

[0007] Фиг. 1 - конфигурационная схема, иллюстрирующая конфигурацию устройства контроля давления воздуха в шине в первом варианте осуществления;

Фиг. 2 - схема конфигурации TPMS-датчика 2;

Фиг. 3 - диаграмма, иллюстрирующая способ передачи каждого кадра TPMS-данных в первом варианте осуществления;

Фиг. 4 - блок-схема управления TPMSCU 4 для выполнения управления определением положения колеса;

Фиг. 5 - схема, иллюстрирующая способ вычисления углового положения TPMS-датчика 2 (передатчика 2d);

Фиг. 6 - другая схема, иллюстрирующая способ вычисления углового положения TPMS-датчика 2 (передатчика 2d);

Фиг. 7 - схема, иллюстрирующая способ вычисления значения дисперсионной характеристики;

Фиг. 8 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая последовательность операций процесса управления определением положения колеса;

Фиг. 9 - схема, иллюстрирующая соотношение между угловыми положениями (числом зубцов ротора) каждого из колес 1FL, 1FR, 1RL, 1RR, когда угловое положение TPMS-датчика 2FL левого переднего колеса 1FL принимает наивысшую точку, и числом приемов TPMS-данных;

Фиг. 10 - схема иллюстрирующая нулевую точку каждого колеса;

Фиг. 11 - схема, иллюстрирующая способ передачи каждого кадра TPMS-данных во втором варианте осуществления; и

Фиг. 12 - схема, иллюстрирующая способ передачи каждого кадра TPMS-данных в третьем варианте осуществления.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

[0008] В последующем, варианты осуществления для выполнения настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на чертежи.

[Первый вариант осуществления]

Фиг. 1 - конфигурационная схема, иллюстрирующая устройство контроля давления воздуха или пневматического давления в шине в первом варианте осуществления. На этой фигуре конечные символы, приложенные к каждой ссылочной позиции, 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 контроля давления воздуха или пневматического давления в шине в первом варианте осуществления снабжено TPMS-датчиками 2 (TPMS - система контроля давления в шине), приемником 3, блоком управления TPMS (TPMSCU) 4, дисплеем 5 и датчиками 8 скорости вращения колес. TPMS-датчик 2 устанавливается на каждом из колес 1, а приемник 3, TPMSCU 4, дисплей 5 и датчики 8 скорости вращения колес размещаются на стороне кузова транспортного средства.

[0009] TPMS-датчик 2 устанавливается в положении воздушного клапана (не показан на чертеже) каждой шины. Фиг. 2 - схема, иллюстрирующая конфигурацию TPMS-датчика 2. TPMS-датчик 2 содержит датчик давления (механизм определения давления воздуха в шине) 2a, датчик ускорения (G-датчик) 2b, блок управления датчиком (CU датчика) 2c, передатчик 2d и аккумулятор 2e таблеточного типа.

Здесь, датчик 2a давления измеряет давление [кПа] воздуха шины.

G-датчик 2b обнаруживает ускорение в центробежном направлении [G], действующее на шину.

CU 2c датчика работает от мощности, подаваемой от аккумулятора 2e таблеточного типа, и TPMS-данные, содержащие информацию о давлении воздуха в шине, обнаруженном датчиком 2a давления, и ID датчика (идентификационную информацию), отправляются в качестве беспроводного сигнала из передатчика 2d. В первом варианте осуществления ID датчиков определены цифрами от 1 до 4.

[0010] CU 2c датчика сравнивает ускорение в центробежном направлении, обнаруженное G-датчиком 2b, с предварительно заданным пороговым значением для определения состояния движения транспортного средства. Когда ускорение в центробежном направлении меньше, чем пороговое значение определения движения, выполняется определение, что транспортное средство остановлено или неподвижно, так что передача TPMS-данных прекращается. С другой стороны, когда ускорение в центробежном направлении превышает пороговое значение определения движения, выполняется определение, что транспортное средство движется, и TPMS-данные будут передаваться в предписанный момент времени.

Приемник 3 принимает беспроводные сигналы, выводимые из каждого TPMS-датчика 2, чтобы декодировать и выводить их в TPMSCU 4.

[0011] TPMSCU 4 считывает соответствующие TPMS-данные на основе ID датчика в TPMS-данных и со ссылкой на соотношение соответствия между каждым из ID датчиков и положениями колес (FL, FR, RL, RR), сохраненное в энергонезависимой памяти 4d (см. фиг. 3), TPMSCU 4 определяет, какому положению колеса TPMS-данные соответствуют, и указывает на дисплее 5 давление воздуха в шине, содержащееся в TPMS-данных, в качестве пневматического давления соответствующего положения колеса. Когда давление воздуха в шине становится ниже нижнего предельного порога, уменьшение в давлении воздуха сообщается посредством изменения цвета дисплея, мигания на дисплее, предупреждающего сигнала или т.п.

[0012] Каждый датчик 8 скорости вращения колеса является формирователем импульсов, который формирует цепочку импульсов предварительно определенного числа z (z=48, например) при каждом обороте колеса 1 и состоит из ротора в форме зубчатого колеса, который вращается синхронно с колесом 1, и статора (постоянного магнита плюс катушки), расположенного обращенным лицевой стороной к внешней окружности ротора на кузове транспортного средства. Когда ротор вращается и заставляет выступающую или протягивающуюся наружу поверхность ротора пересекать магнитное поле, образованное по окружности статора, то, тем самым, изменяется плотность магнитного потока, что создает электродвижущую силу, изменения которой выводятся в качестве импульсных сигналов в ABSCU 6.

ABSCU 6 обнаруживает скорость вращения колеса для каждого колеса 1 на основе импульсов скорости вращения колеса от каждого из датчиков 8 скорости вращения колеса, и когда какое-нибудь колесо показывает тенденцию к блокировке, выполняет антиблокировочное управление тормозами посредством задействования ABS-актуатора (не показан), чтобы регулировать или удерживать давление колесного гидравлического тормозного цилиндра этого колеса, чтобы, тем самым, пресекать тенденцию к блокировке. ABSCU 6 выводит в CAN-линию связи значение счетчика импульсов скорости вращения колеса с предварительно определенным интервалом времени ΔT0 (20 мс периода или цикла, например).

[0013] Как описано выше, на основе соотношения соответствия между ID датчика и положением колеса, сохраненного в памяти 4d, TPMSCU 4 определяет, к какому колесу принятые TPMS-данные принадлежат. Следовательно, когда выполняется перестановка шин, в то время как транспортное средство стоит, соотношение соответствия между ID датчика и положением колеса, сохраненное в памяти 4d, не согласуется с фактическим соотношением соответствия, и невозможно определять, к какому колесу принадлежат TPMS-данные. 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.

Здесь, согласно первому варианту осуществления, для того, чтобы обновлять и сохранять в памяти 4d соотношение соответствия между ID каждого датчика и положением каждого колеса после перестановки шин, когда существует вероятность того, что перестановка шин была выполнена, период передачи TPMS-данных на стороне каждого TPMS-датчика 2 будет изменен, а на стороне TPMSCU4, на основе периода передачи TPMS-данных и импульса скорости каждого колеса, будет выполнено определение, с каким колесом ассоциирован TPMS-датчик.

[0014] [Режим передачи в постоянной позиции]

Когда время определения остановки транспортного средства непосредственно перед началом движения транспортного средства составляет или больше, чем предварительно определенное время (например, 15 мин), CU 2 с датчика для TPMS-датчика 2 определяет, что могла быть выполнена перестановка шин.

Когда время определения остановки транспортного средства непосредственно перед началом движения транспортного средства меньше предварительно определенного времени T1, CU 2c датчика выполняет "обычный режим", в котором TPMS-данные передаются в каждом постоянном или предварительно определенном интервале (например, с интервалом в одну минуту). С другой стороны, когда время определения остановки транспортного средства составляет или больше предварительно определенного времени T1, CU датчика выполняет "режим передачи в постоянной или фиксированной позиции", в котором, в интервале, более коротком, чем интервал передачи в обычном режиме (например, с интервалом около 16 секунд), TPMS-данные передаются в постоянном или предварительно определенном угловом положении.

[0015] Режим передачи в постоянной позиции выполняется до тех пор, пока число передач TPMS-данных не достигнет предварительно определенного числа раз (например, 40 циклов). Когда число случаев передачи достигает предварительно определенного числа раз, режим передачи в постоянной позиции переходит в обычный режим. Когда выполнено определение о том, что транспортное средство стоит, прежде чем число случаев передачи TPMS-данных достигает предварительно определенного числа раз, если время определения остановки транспортного средства короче, чем предварительно определенное время (15 мин), режим передачи в постоянной позиции перед остановкой транспортного средства продолжается до тех пор, пока число случаев передачи не достигнет предварительно определенного числа раз. Когда время определения остановки транспортного средства дольше, чем предварительно определенное время, продолжение режима передачи в постоянной позиции перед остановкой транспортного средства отменяется, и новый режим передачи в постоянной позиции начинается.

[0016] В режиме передачи в постоянной позиции, на основе зависимой от гравитационного ускорения составляющей ускорения в центробежном направлении, обнаруженного G-датчиком 2b, CU 2c датчика определяет момент передачи TPMS-данных в режиме передачи в постоянной позиции. Ускорение в центробежном направлении, действующее на TPMS-датчик 2, изменяется в соответствии с ускорением/замедлением колес 1, кроме того, зависимая от гравитационного ускорения составляющая всегда постоянна. Т.е. ускорение в центробежном направлении, действующее на TPMS-датчик, показывает форму волны с +1 [G] в верхней точке, -1 [G] в нижней точке и 0 [G] в среднем положении в 90° между верхней точкой и нижней точкой. Другими словами, контролируя величину и направление составляющей гравитационного ускорения в ускорении в центробежном направлении, возможно улавливать или идентифицировать угловое положение TPMS-датчика 2. В результате, например, выводя TPMS-данные на пике зависимой от гравитационного ускорения составляющей, TPMS-данные могут выводиться постоянно в верхней точке.

[0017] В режиме передачи в постоянной позиции CU 2c датчика передает множество, а более конкретно, три кадра одинакового содержимого, включающего в себя информацию о давлении в шине и ID датчика. Первый кадр передается в верхней точке, и с временным интервалом передается другой кадр. Более конкретно, второй кадр передается с первым временным интервалом ΔT1 (100 мс, например) после передачи первого кадра, третий кадр - после временного интервала ΔT2 (140 мс, например). Номер кадра (1-3) добавляется в качестве идентификационной информации в каждом кадре, так что порядок кадров будет очевиден.

[0018] [Режим автообучения]

Когда время, которое прошло от положения выключения до положения включения замка зажигания, равно предварительно определенному времени T2 (например, 15 мин) или более, TPMSCU 4 определяет, что могла быть выполнена перестановка шин.

Когда время, которое прошло от выключения до включения замка зажигания, короче, чем предварительно определенное время T2, на основе информации о давлении воздуха в TPMS-данных, передаваемых от каждого TPMS-датчика 2, TPMSCU 4 выполняет "режим контроля", в котором контролируют давление воздуха в шине каждого колеса 1. С другой стороны, когда прошедшее время от выключения до включения замка зажигания продолжительнее, чем предварительно определенное время, TPMSCU 4 выполняет "режим автообучения", который будет выполняться до тех пор, пока положения колес всех TPMS-датчиков 2 не будут определены, или до тех пор, пока не пройдет предварительно определенное совокупное время движения (например, 8 минут) от начала этого режима. Когда положения колес всех TPMS-датчиков определены, или предварительно определенное совокупное время прошло, управление переходит в режим контроля.

[0019] Даже в режиме автообучения по-прежнему можно контролировать давление воздуха в шинах из информации о давлении воздуха, содержащейся в TPMS-данных. Следовательно, отображение давления воздуха и предупреждение о пониженном давлении воздуха выполняются на основе соотношения соответствия между ID датчика и положением колеса, в настоящий момент сохраненного в памяти 4d во время автоматического режима движения.

В режиме автообучения TPMSCU 4 принимает значение счетчика импульсов скорости вращения колеса от блока ABS-управления (ABSCU) 6 через CAN-шину 7 связи и выполняет управление определением положения колеса, описанное ниже.

[0020] [Управление определением положения колеса]

Фиг. 4 - блок-схема управления TPMSCU 4 для выполнения управления определением положения колеса. TPMSCU 4 имеет блок 4a вычисления углового положения (механизм обнаружения углового положения), секцию 4b вычисления дисперсии, секцию 4c определения положения колеса (механизм определения положения колеса), память 4d, блок 4e запрещения обнаружения углового положения (механизм запрещения обнаружения).

Блок 4a вычисления углового положения принимает TPMS-данные после декодирования, чтобы выводить их из приемника 3, и значения счетчика импульсов скорости вращения колеса, выведенные из ABSCU 6 в CAN-линию 7 связи, чтобы вычислять угловое положение (число зубцов ротора) для каждого ротора, когда угловое положение каждого TPMS-датчика принимает верхнюю точку. Отметим, что "число зубцов" указывает, какой зубец датчика 8 скорости вращения колеса подсчитывается, и может быть получено делением значения счетчика импульсов скорости вращения колеса на значение счетчика при каждом обороте шины (т.е., число зубцов при каждом обороте z=48). В первом варианте осуществления, когда значение счетчика импульсов скорости вращения колеса первого интервала времени от начала режима автообучения вводится, значение, полученное добавлением 1 к остатку операции деления значения счетчика числа зубцов 1 цикла или оборота, принимается в качестве опорного числа зубцов. Во второй и последующие разы, на основе подсчитанного числа импульсов скорости колеса относительно справочного числа зубцов (т.е., текущее подсчитанное значение - подсчитанное значение в первый раз), число зубцов может быть определено.

[0021] Фиг. 5 - схема, показывающая способ вычисления углового положения TPMS-датчика 2 (передатчика 2d) каждого колеса 1.

Блок 4a вычисления углового положения при каждом случае приема TPMS-данных (с первого по третий кадр) сохраняет время приема и содержимое данных. Дополнительно, каждый раз, когда принимается значение счетчика импульсов скорости вращения колеса через CAN-линию 7 связи, сохраняются и время ввода, и значение счетчика.

[0022] Сначала дается объяснение того, когда принят первый кадр. На фиг. 5 t1 представляет время, в которое значение счетчика (предыдущее значение) импульсов скорости вращения колеса вводится непосредственно перед приемом TPMS-данных (первого кадра); t2 представляет время, когда угловое положение TPMS-датчика 2 достигает верхней точки, и выдается команда передачи TPMS-данных (первого кадра); t3 представляет время, когда TPMS-датчик 2 фактически начинает передачу TPMS-данных (первого кадра), которое может считаться тем же временем, когда TPMSCU 4 начинает прием первого кадра; t4 представляет время, когда прием TPMS-данных (первого кадра) посредством TPMSCU 4 завершен; и t5 представляет время, когда вводится значение счетчика импульсов скорости вращения колеса. В этом случае, который может считаться тем же временем, что и время, в которое TPMS-датчик 2 заканчивает передавать первый кадр, t1, t4 и t5 является временем ввода значения счетчика (текущего значения) для импульсов скорости вращения колеса непосредственно после приема TPMS-данных (первого кадра). Блок 4a вычисления углового положения, в дополнение к сохранению времени t1, t4 и t5, вычисляет время t3 посредством вычитания из времени t4 времени Δt1 передачи (которое ранее предварительно задано как значение, уникальное для передатчика 2d, в зависимости от длины данных, например, 10 мс) TPMS-данных (первого кадра, т.е., t4-Δt1 = t3). Отметим, что вместо вычисления времени t2 из времени t4 время t3 может быть непосредственно определено и сохранено для вычисления времени t2 на основе времени t3.

Следовательно, предполагаемым числом зубцов в t1 является z_t1, числом зубцов в t2 является z_t2, а числом зубцов в t5 является z_t5, соответственно, устанавливается равенство, которое следует ниже.

(t2−t1)/(t5−t1)=(z _t2 −z _t1)/(z _t5 −z _t1)

Поскольку

z _t2 =z _t1+(z _t5 −z _t1)*(t2−t1)/(t5−t1)

число зубцов z_t2 выражается следующим уравнением, когда угловое положение TPMS-датчика 2 находится в верхней точке:

z _t2=z _t1+ (z _t5 −z _t1)*(t 2−t1)/(t5−t1) (1)

при этом (z_t5-z_t1)/(t5-t1) соответствует числу зубцов в единицу времени.

Следует отметить, что значение счетчика импульсов скорости вращения колеса вводится во время приема TPMS-данных (фиг. 6). В этом случае, также, на основе времени t1, в которое значение счетчика импульсов скорости вращения колеса вводится непосредственно перед приемом TPMS-данных, и времени t5, в которое значение счетчика импульсов скорости вращения колеса вводится непосредственно после приема TPMS-данных, число зубцов z_t2 во время t2 может быть вычислено с помощью уравнения, описанного выше.

Как описано выше, блок 4a вычисления углового положения вычисляет угловое положение относительно каждого колеса во время передачи из передатчика 2d (время t2 команды передачи) на основе принятой информации (время t4 завершения приема) беспроводного сигнала (передаваемых данных) от передатчика 2d и информации об угловом положении колеса 1 (время t1, t5 ввода, число зубцов z_t1, z_t5), введенной через CAN-линию 7 связи.

[0023] Далее будет дано описание способа вычисления в случае приема второго кадра без приема первого кадра. Второй кадр передается через 100 мс после передачи первого кадра, т.е. после временного интервала ΔT1, который в пять раз больше периода ΔT0 (20 мс), с которым вводится значение счетчика импульсов скорости вращения колеса. Таким образом, в вышеприведенном уравнении (1), при использовании предыдущих z_t1 и z_t5, которые в пять раз больше периода (ΔT0 × 5), с которым вводится значение счетчика скорости вращения колеса, может быть вычислено угловое положение z_t2 колеса в момент времени, в который угловое положение TPMS-датчика 2 достигло наивысшей или верхней точки (в момент времени, в который выдается команда передачи первого кадра). Более конкретно, предполагается, что время, в которое значение счетчика (предыдущее значение) импульсов скорости вращения колеса непосредственно перед приемом второго кадра равно t1', время, в которое выдается команда передачи второго кадра по прошествии времени 100 мс от времени t2 команды передачи второго кадра, равно t2', время, в которое TPMSCU 4 завершил фактически принимать второй кадр, равно t4', и время, в которое значение счетчика импульсов скорости вращения колеса (текущее значение) вводится непосредственно после завершения приема второго кадра, равно t5'. Блок 4a вычисления углового положения сохраняет время t1', t4' и t5'. Кроме того, при определении приема второго кадра на основе номера кадра, на основе следующих уравнений:

t1=t1'-100 мс

t4=t4'-100 мс

t5=t5'-100 мс

вычисляются времена t1, t4 и t5 (см. фиг. 5) соответственно. Дополнительно, блок 4a вычисления углового положения сохраняет число зубцов z_t1 в момент времени t1, z_t5 - в момент времени t5. Кроме того, устанавливается следующее уравнение.

(t2-t1)

= {t4-(t4-t3)-(t3-t2) -t1}

={t4'-(t4'-t3')-(t3'-t2)'-'t1 }.

Т.е. (t4'-t1')=(t4-t1), (t4'-t3')=(t4-t3)=Δt1, (t3'-t2')=(t3-t2)=Δt0. Следовательно, число зубцов z_t2, когда угловое положение TPMS-датчика 2 достигло наивысшей или верхней точки в момент времени t2, может быть вычислено посредством вышеприведенного уравнения (1). Кроме того, после вычисления тем же образом, что и вышеприведенное уравнение (1), чтобы получать число зубцов во время t2' команды передачи второго кадра во время t2' команды передачи второго кадра, посредством вычитания числа зубцов в момент времени в 100 мс также может быть вычислено число зубцов z_t2 во время команды t2 передачи первого кадра.

[0024] Теперь приводится описание способа вычисления при приеме третьего кадра без приема первого и второго кадров. Третий кадр задается через 140 мс после передачи второго кадра, т.е. после временного интервала ΔT2, в семь раз большего периода ввода, с которым вводится значение счетчика импульсов скорости вращения колеса (ΔT×7). Таким образом, блок 4a вычисления углового положения, при определении приема третьего кадра на основе номера кадра, вычисляет число зубцов z_t2 в момент времени, в который угловое положение TPMS-датчика 2 достигло верхней точки, с помощью значений z_t1, z_t5, которые были представлены 12 периодами (=5+7) ранее в вышеупомянутом уравнении (1).

[0025] Кстати, интервал ΔT между кадрами не ограничен кратным числом периода ввода значения счетчика импульсов скорости вращения колеса ΔT0 (20 мс), а может использовать произвольное значение. В этом случае, также, число зубцов z_t2 в момент времени, в который угловое положение TPMS-датчика 2 достигло верхней точки (в момент времени t2, в который выдается команда передачи первого кадра), вычисляется на основе принятой информации (времени начала приема и времени завершения приема кадра, отличного от первого кадра) от передатчика 2d и информации об угловом положении (времени ввода значения счетчика и числа зубцов), введенной через CAN-линию 7 связи. В первом варианте осуществления, поскольку временной интервал ΔT1 между кадрами задан кратным (100 мс, 140 мс) периоду ΔT0 ввода (20 мс) из CAN-линии 7 связи, вычисление может быть упрощено.

[0026] Секция 4b вычисления дисперсии накапливает угловое положение каждого колеса 1, которое вычисляется в блоке 4a вычисления углового положения для ID каждого датчика, чтобы получать данные углового положения, и вычисляет степень дисперсии в каждых данных углового положения для ID каждого датчика в качестве значения дисперсионной характеристики. Вычисление значения дисперсионной характеристики выполняется каждый раз, когда угловое положение для идентичного ID датчика вычисляется посредством блока 4a вычисления углового положения.

Фиг. 7 - схема, 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 вычисляется скалярная величина среднего вектора в качестве значения X дисперсионной характеристики данных углового положения:

(cos θ, sin θ)=(cos((z _t2+1)*2π/48), sin((z _t2+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.

Угловое положение колеса 1 является данными об угле периодичности. Вычисляя значение X дисперсии как скалярную величину среднего вектора, возможно определять степень изменения углового положения, избегая периодичности.

[0027] Блок 4c определения положения колеса сравнивает значения X дисперсионной характеристики каждых данных углового положения одного и того же ID датчика, которые вычислены блоком 4b вычисления дисперсии. Когда наивысшее значение из значений X дисперсионной характеристики больше первого порогового значения (например, 0,57), и значения X дисперсионной характеристики оставшихся трех характеристик все меньше второго порогового значения (например, 0,37), тогда положение колеса из данных углового положения, которые соответствуют максимальному значению X дисперсионной характеристики, т.е. положение колеса датчика 8 скорости вращения колеса, который обнаружил эти данные углового положения, определяется как положение колеса TPMS-датчика, соответствующего ID датчика этих данных углового положения. Выполняя это определение для ID всех датчиков, соотношения соответствия между ID каждого датчика и положением каждого колеса могут быть получены и сохранены в памяти 4d посредством процесса обновления.

Вместо простого выбора максимального значения для значения X дисперсионной характеристики, а дополнительно сравнивая максимальное значение с первым пороговым значением (0,57), возможно гарантировать некоторую степень точности. Более того, сравнивая значения X дисперсионной характеристики, отличные от максимального значения, со вторым пороговым значением (0,37), предварительно определенное различие между максимальным и другими тремя значениями может быть подтверждено с тем, чтобы улучшать точность обнаружения. Следовательно, возможно добиваться как сокращения времени определения, так и обеспечения точности определения в небольшом числе приемов, например 10 раз.

[0028] [Процесс управления определением положения колеса]

Фиг. 8 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая последовательность операций процесса управления определением положения колеса согласно первому варианту осуществления. 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. При приеме, по меньшей мере, одного из первого-третьего кадров предполагается, что TPMS-данные приняты один раз.

На этапе S2 блок 4a вычисления углового положения вычисляет угловое положение каждого колеса 1 на основе информации из принятых данных (любой один из первого-третьего кадров).

[0029] 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 максимальное значение 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.

[0030] На этапе S6, секция 4c определения положения колеса определяет положение колеса из данных углового положения, соответствующих наивысшему или максимальному значению дисперсионной характеристики, как положение колеса для ID этого датчика. Затем процесс автообучения 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 автообучения. Если результатом определения является "Нет", операция возвращается к этапу S1. Если результатом определения является "Да", режим автообучения завершается.

Когда секция 4c определения положения колеса может иметь возможность 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, соотношение соответствия между множеством ID датчиков и положением каждого колеса, в настоящий момент сохраненное в памяти 4d, продолжает использоваться.

[0031] Далее поясняется процесс.

TPMS-датчик 2 работает следующим образом: когда время определения остановки транспортного средства непосредственно перед началом движения транспортного средства составляет 15 мин или дольше, выполняется определение, что существует вероятность того, что выполнена перестановка шин, и операция переходит из обычного режима в режим передачи в постоянной позиции. В режиме передачи в постоянной позиции, после того как 16 секунд прошло от времени предыдущей передачи, и угловое положение собственного TPMS-датчика достигает предварительно определенного положения (верхней точки), каждый TPMS-датчик 2 передает TPMS-данные. С другой стороны, когда прошедшее время между выключением и включением замка зажигания составляет 15 мин или дольше, TPMSCU 4 переходит из режима контроля в режим автообучения. В режиме автообучения, каждый раз, когда TPMS-данные принимаются от каждого TPMS-датчика 2, TPMSCU 4 вычисляет угловое положение (число зубцов ротора) каждого колеса 1, когда угловое положение TPMS-датчика 2 достигает предварительно определенного положения (верхней точки), 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, соответствующее данным углового положения с наименьшей степенью дисперсии, определяется как положение колеса этого TPMS-датчика 2.

[0032] Отметим, что, устанавливая интервал передачи в 16 секунд + α, некоторая величина совокупного интервала перемещения будет получена, пока TPMS-данные не будут приняты десять раз или более. Следовательно, достаточное различие в значении X дисперсионной характеристики между рассматриваемым и другим колесом может быть создано, чтобы гарантировать точное определение положения колеса.

При приеме TPMS-данных сорок (40) раз во время режима передачи в постоянной позиции TPMS-датчик 2 переходит в обычный режим. В частности, TPMS-датчик 2 потребляет энергию аккумулятора 2e таблеточного типа большей частью при передаче TPMS-данных. Таким образом, когда положение каждого колеса не может быть определено, несмотря на прохождение достаточного совокупного времени перемещения, режим передачи в постоянной позиции будет завершен, чтобы переходить в обычный режим, что может пресекать сокращение срока эксплуатации аккумулятора.

С другой стороны, когда TPMSCU 4 не может определить соответствие между ID каждого датчика и положением каждого колеса, несмотря на прошедшее время совокупного перемещения в восемь (8) минут, режим автообучения будет завершен, и процесс переходит в режим контроля. Общее число TPMS-данных составляет тридцать (30) раз или менее, когда прошло совокупное время перемещения в восемь минут, режим автообучения может быть завершен, по существу, синхронно с завершением режима передачи в постоянной позиции TPMS-датчика 2.

[0033] Среди традиционных устройств контроля давления в шине известно такое устройство контроля давления в шине, в котором посредством размещения одинакового числа приемников и TPMS-датчиков, которые размещаются близко к каждому приемнику, и на основе силы сигнала (т.е., различия в ней) в принятом беспроводном сигнале определяется положение колеса каждого TPMS-датчика. Однако в этом типе устройства компоновка приемника должна рассматриваться с учетом выходного сигнала датчика, изменения чувствительности приемника, эффекта от комплекта антенн, который требуется, производительности, на которую оказывает влияние среда приема или компоновка. Дополнительно, поскольку требуется четыре приемника, стоимость будет возрастать.

В отличие от этого в устройстве контроля давления воздуха в шине первого варианта осуществления возможно определять положение колеса каждого TPMS-датчика 2 без использования (разности) силы сигнала. Следовательно, возможно определять положение TPMS-датчика 2 каждого колеса независимо от среды приема и компоновки. Дополнительно, поскольку требуется только один приемник 3, возможно сохранять затраты низкими.

[0034] В качестве одного из традиционных устройств контроля давления воздуха в шине датчик угла наклона размещается для каждого TPMS-датчика, и соотношение между положением колеса TPMS-датчика и углом наклона используется, чтобы определять положение колеса TPMS-датчика (например, см. патентный документ 1). Для этого типа устройства контроля давления воздуха в шине, в ответ на движение транспортного средства, име