CN106274305A - 轮胎平衡的检测方法 - Google Patents

Abstract

一种轮胎平衡的检测方法，是于一无线监测系统的监测器与接收器分别执行；于该监测器执行的步骤包含：在该车辆的车速介于一预定车速范围时，侦测该轮胎相对于一参考平面的一偏斜角度；以及在该偏斜角度大于一预定角度时，发出一异常信号至该接收器。于该接收器执行的步骤包含：在该车辆的车速介于该预定车速范围时，侦测该车辆的车体的震动；以及在该车辆的车体产生异常的震动且接收到该异常信号时，发出一警示信号。通过监测器与接收器的双重确认，可以准确地判断轮胎发生不平衡的情形。

Description

轮胎平衡的检测方法

技术领域

本发明是与轮胎平衡检测有关；特别是指一种轮胎平衡的检测方法。

背景技术

现有的车辆的无线监测系统多是用于监测胎压、胎温，该无线监测系统包括有多个监测器与一接收器，所述监测器分别安装于车辆的各个轮胎上，用以侦测轮胎的胎压、胎温及发送载有胎压、胎温的无线信号至该接收器。该接收器接收各该监测器所发送的胎压后，对胎压、胎温进行监测，在轮胎胎压、胎温发生异常初期，即得到发出警告，以达到预防爆胎的效果，避免伤亡事故发生。

现有的无线监测系统并无法监测轮胎于横向上的平衡状况，然而，当轮胎不平衡时，车辆在行进的过程中容易产生轮胎左右摆动、上下跳动或出现异常的噪音，而使得车体产生不正常的震动，久而久之，将造成轮胎磨损，且对车辆的悬吊系统将造成不良的影响，以及增加车辆的油耗。对于驾驶人而言，在驾驶过程中更容易感到疲劳。通常，驾驶人难以察觉轮胎是否平衡，只能观察轮胎是否有不规则磨损来判断是否轮胎不平衡，或是定期至保养厂以专业的轮胎平衡机进行轮胎平衡校正。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的用于提供一种轮胎平衡的检测方法，可准确得知轮胎发生异常偏斜。

缘以达成上述目的，本发明所提供轮胎平衡的检测方法，是应用于设置于一车辆上的一无线监测系统，该无线监测系统包含有一监测器与一接收器，该监测器是安装于该车辆的一轮胎，该接收器是安装于该车辆的一车体，该监测器与该接收器以无线的方式信号连接；该检测方法是分别于该监测器与该接收器执行；

于该监测器执行的步骤包含：

A-1、在该车辆的车速介于一预定车速范围时，侦测该轮胎相对于一参考平面的一偏斜角度；

A-2、在该偏斜角度大于一预定角度时，发出一异常信号至该接收器；

于该接收器执行的步骤包含：

B-1、在该车辆的车速介于该预定车速范围时，侦测该车辆的车体的震动；

B-2、在该车辆的车体产生异常的震动且接收到该异常信号时，发出一警示信号。

本发明的效果在于，由监测器与接收器的双重确认，可以准确地判断轮胎发生不平衡的情形。

附图说明

为能更清楚地说明本发明，以下结合较佳实施例并配合附图详细说明如后，其中：

图1是本发明一较佳实施例所应用的无线胎压监测系统。

图2是本发明上述较佳实施例的监测器方块图。

图3是本发明上述较佳实施例的轮胎于横向上偏斜的示意图。

图4是本发明上述较佳实施例的接收器及震动侦测装置方块图。

具体实施方式

请参图1所示，为本发明一较佳实施例轮胎平衡的检测方法所应用的以无线胎压监测系统100为例为无线监测系统，该无线胎压监测系统100是设置于一车辆V上，且包含有多个监测器10与一接收器20。

所述监测器10分别装设于该车辆200的多个不同的轮胎202中，亦可装设于气嘴上。所述监测器10分别侦测所述轮胎202的胎压、转速及轮胎202于横向的偏斜角度，所述监测器10的结构皆相同，以下列举其中一该监测器10为例说明。请参阅图2，该监测器10包含一胎压传感器12、一震动传感器(shock sensor)14、一第一重力加速度传感器(G-sensor)16、一第一处理器18与一无线信号发送电路19。该胎压传感器12用于感测轮胎202的胎压并输出一胎压信号。该震动传感器14感测轮胎202的转动频率，并输出对应轮胎202转动频率的一电信号，由于该震动传感器14是随该轮胎202转动，因此该震动传感器14输出的电信号的频率即为该轮胎202的转动频率。该第一重力加速度传感器16用于感测于该轮胎202横向上的重力加速度，并输出对应的一重力加速度信号，本实施例中，该第一重力加速度传感器为Y轴重力加速度传感器，前述的Y轴是平行于轮胎202的横向的轴向(参照图3)。

该第一处理器18启动该胎压传感器12、该震动传感器14、该第一重力加速度传感器16进行感测，并接收该胎压传感器12输出的胎压信号、该震动传感器14输出的电信号、该第一重力加速度传感器16输出的重力加速度信号。该第一处理器18依据该胎压传感器输出的胎压信号产生一对应的胎压信息，且该第一处理器18每隔一段时间将该胎压信息通过该无线信号发送电路19发送具有胎压信息的无线信号至该接收器20。

该第一处理器18依据该震动传感器14测得的轮胎转动频率对应该车辆200的车速，转动频率与车速的对应关系可于出厂前预先设定。此外，该第一处理器18亦依据该第一重力加速度传感器16输出的的重力加速度信号对应该轮胎的横向上相对于一参考平面P的一偏斜角度θ(参照图3)，举例而言，轮胎202于横向上与该参考平面P平行时，所测得的重力加速度值0G，当轮胎202偏斜时，重力加速度为0.5G，通过二者重力加速度的差值即可推算出轮胎202于横向上相对于该参考平面P的偏斜角度θ。

实务上，该第一重力加速度传感器16亦可采用具有X轴及Z轴的重力加速度传感器，前述的X轴即为轮胎202于圆周上的切线的轴向，Z轴为垂直X轴与Y轴的轴向，第一处理器18再以X轴及Z轴二者测得的重力加速度值推算出于Y轴上的重力加速度值。此外，由于具有X轴的重力加速度传感器在轮胎202转动的过程中所测得的重力加速度值变化是呈弦波变化，因此，除了以震动传感器14侦测轮胎202转动频率之外，亦可由X轴重力加速度值变化的频率来对应轮胎202转动频率。而轮胎202的偏斜角度θ亦可由X轴的重力加速度传感器所测得的重力加速度值呈弦波变化的振幅来判断，举例而言，在轮胎202平衡时，重力加速度值变化的振幅是在+1G与-1G之间，当轮胎202偏斜时，重力加速度值的振幅将会随之改变，通过预先建立于轮胎202偏斜角度θ与振幅的关系，即可由振幅的变化来推得轮胎202的偏斜角度θ。

请配合图4，该接收器20设置于该车辆的车体204中，包括一无线信号接收电路22与一第二处理器24。该无线信号接收电路22与该第二处理器24是设置于一壳体26中，该无线信号接收电路22接收各该监测器10所发送的无线信号，以取得胎压信息。该接收器20电性连接一车用计算机208，该接收器20将所接收的胎压信息传送至该车用计算机208并通过一显示器208a显示。该车用计算机208亦接收车辆行驶中的信息，例如车速、引擎转速，而该第二处理器24向该车用计算机208撷取车辆行驶中的车速、引擎转速。

该第二处理器24电性连接一震动侦测装置30，该震动侦测装置30包括多个拾音器32、一第二重力加速度传感器34及一第三重力加速度传感器36，所述拾音器32装设于车体204且分别位于邻近所述轮胎202的位置处，所述拾音器32用于接收轮胎202转动时所造成的震动的声音，而输出一对应的电信号至该第二处理器24。该第二重力加速度传感器34装设于该壳体26中，用于感测该车体204震动时造成的该接收器20的震动，而输出对应的重力加速度信号至该第二处理器24；该第三重力加速度传感器36装设于方向盘206，用于感测该车体204震动时造成的方向盘206震动，而输出对应的重力加速度信号至该第二处理器24。当然，该第三重力加速度传感器36亦可设置于方向盘206的方向机柱上。

此外，该第二处理器24具有一存储器242，该存储器242是供储存对应各该拾音器32的多个第一参考振动频率、以及分别对应该第二、第三重力加速度传感器34，36的一第二参考振动频率与一第三参考振动频率。

通过上述的结构，即可执行本发明轮胎平衡的检测方法。

首先，于该存储器242中建立前述的第一至第三参考振动频率。第一至第三参考振动频率是于该车辆200的轮胎以专业的轮胎平衡机进行轮胎平衡校正完成后，将车辆200行驶于平坦的路面上，再由该第二处理器24向该车用计算机208撷取该车辆200的车速及引擎转速，在车速介于一预定车速范围且引擎转速介于一预定引擎转速范围时，由该第二处理器24启动该震动侦测装置30，接收所述拾音器32所输出的电信号以及接收该第二、第三重力加速度传感器34，36输出的重力加速度信号。本实施例中，该预定车速范围为60-90Km/hr，此范围为正常状态下车体204最不易产生异常震动的车速范围；该预定引擎转速范围为2000-4000rpm，此范围为正常状态下引擎最不易产生异常震动的引擎转速范围。

该第二处理器24依据各该拾音器32的电信号计算其振动频率，再将所得到的振动频率储存于该存储器242中形成各该第一参考振动频率，以及依据该第二、第三重力加速度传感器34，36的重力加速度信号计算个别的振动频率，再将所得到的振动频率储存于该存储器中形成该第二、第三参考振动频率，由此，取得在轮胎平衡的状态下，该车体204的不同位置所产生的振动频率，以作为后续比较的基准。本实施例中，是将各该拾音器32的电信号及该第二、第三重力加速度传感器34，36的重力加速度信号个别进行快速傅立叶变换(FFT)及带通滤波后，以得到第一至第三参考振动频率。

之后，该检测方法由各该监测器10执行的步骤包含：

步骤A-1、该第一处理器18判断车速是否在该预定车速范围内，即60-90Km/hr。该第一处理器18由该震动传感器14所输出的电信号的频率对应车速，当频率为10～15Hz时可对应车速为60-90Km/hr，因此，该第一处理器18是判断电信号的频率是否落于10-15Hz。当频率落于10-15Hz时，该第一处理器18每隔一段时间(本实施例为4秒)启动该第一重力加速度传感器16一次，以侦测该轮胎202于横向上相对于该参考平面P的偏斜角度。各该监测器10于60-90Km/hr的预定车速范围始侦测偏斜角度，可避免车辆时速低于60Km/hr行驶时(例如市区行驶)，启动第一重力加速度传感器16过于频繁而造成电力消耗过度。

步骤A-2、该第一处理器18判断该偏斜角度θ是否大于一预定角度：

若否，则回到步骤A-1执行，以再次取得偏斜角度θ；

若是，则通过该无线信号发送电路19发送一异常信号至该接收器20。

该检测方法由该接收器20执行的步骤包含：

步骤B-1、该第二处理器24向该车用计算机208撷取该车辆200的车速及引擎转速，在车速介于该预定车速范围且引擎转速介于该预定引擎转速范围时，该第二处理器24启动该震动侦测装置30，接收所述拾音器32所输出的电信号以及接收该第二、第三重力加速度传感器34，36输出的重力加速度信号。该第二处理器将各该拾音器32的电信号及该第二、第三重力加速度传感器34、36的重力加速度信号个别进行快速傅立叶变换及带通滤波，以得到各该拾音器32所测得的振动频率及该第二、第三重力加速度传感器34、36所测得的振动频率。换言之，各该拾音器32、第二与第三重力加速度传感器34、36测得的振动频率是分别为该车体204不同位置所产生的振动频率。

步骤B-2、该第二处理器24于下列任一情形发生时判断为车体204产生异常震动，其中：

1、将各该拾音器32测得的振动频率与对应的第一参考振动频率比对，当比对结果不同时，代表轮胎202不正常震动。

2、将第二重力加速度传感器34测得的振动频率与该第二参考振动频率比对，当比对结果不同时，代表车体204不正常震动。

3、将第三重力加速度传感器36测得的振动频率与该第三参考振动频率比对，当比对结果不同，代表方向盘206不正常摆动。

在判断为车体204异常震动且收到任一该监测器10传来的该异常信号时，则判断为因轮胎202异常偏斜而不平衡，此时该第二处理器24输出一警示信号至该车用计算机208，并通过该显示器208a显示，以通知驾驶人需利用专业轮胎平衡机进行轮胎平衡的检修。

实务上，监测器10亦可不撷取引擎转速，只撷取车速，而在预定车速范围内启动该震动侦测装置30以侦测车体204是否有异常震动。该震动侦测装置30亦可为拾音器32、第二重力加速度传感器34、第三重力加速度传感器36的其中一种或二种的组合。此外，该震动侦测装置30亦可以包含多个震动传感器或多个振动传感器(vibration sensor)代替拾音器32装设于车体204且邻近所述轮胎202的位置处，以侦测轮胎202转动时传递至该车体204的震动，将震动传感器或振动传感器输出的电信号进行快速傅立叶变换及带通滤波后，即可得到对应的震动传感器或振动传感器第一参考振动频率及车体不同位置的振动频率。而装设于接收器20壳体26中的第二重力加速度传感器34亦可使用震动传感器或振动传感器代替，以感测该车体204震动时造成的该接收器20震动，将震动传感器或振动传感器输出的电信号进行快速傅立叶变换及带通滤波后，即可得到对应壳体26中震动传感器或振动传感器的第二参考振动频率及车体204的振动频率。

据上所述，本发明通过监测器侦测轮胎的横向的偏斜角度及接收器判断车体异常震动的双重确认，可以更准确的确定轮胎不平衡需进行校正，避免单独由监测器侦测轮胎偏斜而产生误判。

以上所述仅为本发明较佳可行实施例而已，凡是应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效变化，理应包含在本发明的权利要求范围内。

Claims (12)

1.一种轮胎平衡的检测方法，应用于设置于一车辆上的一无线监测系统，该无线监测系统包含有一监测器与一接收器，该监测器安装于该车辆的一轮胎，该接收器安装于该车辆的一车体，该监测器与该接收器以无线的方式信号连接；该检测方法分别于该监测器与该接收器执行；

于该监测器执行的步骤包含：

A-1、在该车辆的车速介于一预定车速范围时，侦测该轮胎相对于一参考平面的一偏斜角度；

A-2、在该偏斜角度大于一预定角度时，发出一异常信号至该接收器；

于该接收器执行的步驟包含：

B-1、在该车辆的车速介于该预定车速范围时，侦测该车辆的车体的震动；

B-2、在该车辆的车体产生异常的震动且接收到该异常信号时，发出一警示信号。

2.如权利要求1所述的轮胎平衡的检测方法，其中步骤A-1是通过一重力加速度传感器感测于该轮胎横向上的重力加速度，再依据测得的重力加速度对应该偏斜角度。

3.如权利要求1所述轮胎平衡的检测方法，其中步骤A-1是通过一重力加速度传感器感测于该轮胎切线方向上的重力加速度的变化，再依据测得的重力加速度变化的振幅对应该偏斜角度。

4.如权利要求1所述轮胎平衡的检测方法，其中步骤A-1是通过一震动传感器或一重力加速度传感器侦测该轮胎的转动频率，再依据测得的转动频率对应该车辆的车速。

5.如权利要求1所述轮胎平衡的检测方法，其中步骤B-1是于该车辆的车速介于该预定车速范围且该车辆的引擎转速介于一预定引擎转速范围时，侦测车辆的车体的震动。

6.如权利要求1所述轮胎平衡的检测方法，其中步骤B-1之前包含建立一参考振动频率于该接收器中；步骤B-1是通过一震动侦测装置侦测该车体的振动频率；步骤B-2包含将步骤B-1中所测得该车体的振动频率与该参考振动频率比对，以判断该车辆的车体是否产生异常的震动。

7.如权利要求6所述轮胎平衡的检测方法，其中步骤B-1之前包含有将该震动侦测装置装设于该车体；建立该参考振动频率的方法是于该车辆的轮胎经预先平衡校正后，将该车辆行驶于该预定车速范围，并通过该震动侦测装置测得该车体的振动频率，及将测得的该车体的振动频率建立于该接收器中以形成该参考振动频率。

8.如权利要求7所述轮胎平衡的检测方法，其中该震动侦测装置包括一拾音器，该拾音器是装设于该车体邻近该轮胎处，该拾音器侦测该轮胎转动时造成的震动的声音；步骤B-1之前及步骤B-1中该车体的振动频率是该拾音器输出的电信号的振动频率。

9.如权利要求7所述轮胎平衡的检测方法，其中该震动侦测装置包括一震动传感器或一振动传感器，该震动传感器振动传感器或该振动传感器是装设于该车体邻近该轮胎处，该震动传感器或该振动传感器侦测该轮胎转动时传递至该车体的震动；步骤B-1之前及步骤B-1中该车体的振动频率是该震动传感器或该振动传感器输出的电信号的振动频率。

10.如权利要求7所述轮胎平衡的检测方法，其中该震动侦测装置包括一重力加速度传感器、一震动传感器或一振动传感器，该重力加速度传感器、该震动传感器或该振动传感器是装设于该接收器的一壳体中，该重力加速度传感器、该震动传感器或该振动传感器是感测该车体震动时造成的该接收器震动；步骤B-1之前及步骤B-1中该车体的振动频率是该重力加速度传感器输出的重力加速度信号的振动频率、该震动传感器输出的电信号的振动频率或该振动传感器输出的电信号的振动频率。

11.如权利要求7所述轮胎平衡的检测方法，其中该震动侦测装置包括一重力加速度传感器，该重力加速度传感器装设于该车辆的一方向盘，该重力加速度传感器感测该车体震动时造成的方向盘震动；步骤B-1之前及步骤B-1中该车体的振动频率是该重力加速度传感器输出的重力加速度信号的振动频率。

12.如权利要求1所述轮胎平衡的检测方法，其中该预定车速范围为60-90Km/hr。