专利名称：轮胎位置识别系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种胎压监测系统及轮胎位置识别技术。
背景技术：
胎压监测系统(TirePressure Monitoring System, TPMS)是一种安装于载具上，用以监控各轮胎压力的系统，主要是由装设于载具的控制器以及装设于各个轮胎内的胎压传感器所组成。其中，轮胎传感器可透过无线通信的方式向主控制器传送一射频信号，其包括传感器的相关信息(例如传感器识别码及电池电量)、以及轮胎的相关信息(例如胎压及温度)；而主控制器在接收该射频信号后，可将前述信息显示于一屏幕以供驾驶人参考之用。由于胎压控测系统有利于轮胎维持正常的胎压，确保轮胎的寿命，减少不必要的油耗，间接减少二氧化碳的排放量，因此，已逐渐成为美国及欧洲轻型房车的标准配备。然而，值得注意的是，胎压监测系统的主控制器只能够由上述射频信号取得各个传感器的传感器识别码，却仍然无法从中得知各轮胎在载具的实际位置。传统上，为了使屏幕显示的轮胎传感器的位置符合其实际位置，必须在安装各轮胎时，将各轮胎及其胎压传感器的实际位置一一输入于控制器中。然而，当驾驶人在维修保养之际更换一个或多个轮胎时，或因特别因素调换轮胎位置时，透过手动方式输入轮胎新的位置信息的作法是相当不便的，除此之外，此作法对车厂自动化作业亦带来不利的影响。有鉴于此，如何设计出一种新的轮胎位置识别系统，可以简便且有效的方式取得轮胎的位置，达到提高车厂装配线及维修保养厂的效率及方便性的目的，实乃目前客不容缓而亟待解决的重要课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轮胎位置识别系统及方法，可以简便且有效的方式取得轮胎的位置。本发明提供一种轮胎位置识别系统，包括:多个胎压传感器，分别安装于多个轮胎上，用以感测各轮胎的轮胎信息；至少一天线，用以发射一第一触发信号，并接收该多个胎压传感器响应该第一触发信号的射频信号；一控制器，耦接该至少一天线，用以依据该至少一天线所接收的射频信号的信号强度判断各轮胎的相对位置。本发明另提供一种轮胎位置识别方法，包括:感测各轮胎的轮胎信息；发射一第一触发信号，并接收该多个胎压传感器响应该第一触发信号的射频信号；依据该至少一天线所接收的射频信号的信号强度判断各轮胎的相对位置。
图1为本发明一实施例中具有单一天线的轮胎位置识别系统示意图。图2A为本发明一实施例中具有两天线的轮胎位置识别系统示意图。图2B为本发明一实施例中具有两天线的轮胎位置识别系统示意图。
图2C为本发明一实施例中具有两天线的轮胎位置识别系统示意图。图2D为本发明一实施例中具有两天线的轮胎位置识别系统示意图。图3A为本发明一实施例中结合辨识轮胎用天线与被动无钥匙门禁系统的基站天线的示意图。图3B为图3A的实施例中天线与车体的结合示意图。图4A为本发明一实施例中的轮胎位置识别方法流程图。图4B为本发明一实施例中的无钥匙门禁管制方法流程图。其中，附图标记说明如下:102、104、106、106 轮胎；112、114、116、118 胎压传感器;120 天线；130 控制器；202 右前轮；204 左前轮；206 右后轮；208 左后轮；222、224、226、228 天线；302、304、306、308 轮胎；312、314、316、318 胎压传感器；320 天线；330 控制器；350 应答器。
具体实施例方式下文为介绍本发明的最佳实施例。各实施例用以说明本发明的原理，但非用以限制本发明。本文不对各种已为本领域技术人员所熟知的方法、程序、组件、电路进行详述，以免妨碍读者对本发明各实施例的理解。本发明的范围当以后附的权利要求项为准。轮胎位置识别系统图1为本发明一实施例中具有单一天线的轮胎位置识别系统示意图。为方便说明，此实施例系以具有四个轮胎102、104、106及106的载具100为例。在此实施例中，本发明的轮胎位置识别系统包括四个胎压传感器112、114、116及118、一天线120以及一控制器130。其中，各胎压传感器112、114、116及118分别安装于各轮胎102、104、106及106之上，用以感测各轮胎102、104、106及106的胎压。此实施例的天线120用以发射一触发信号以触发该胎压传感器112、114、116及118。该触发信号可为一低频信号，举例而言，频率约在125KHz左右。而后，胎压传感器112、114、116及118会响应该触发信号而发出射频信号。该射频信号可为一高频信号，举例而言，频率约在315MHz或433.92MHz左右。如同现有技术，本发明的控制器130耦接至天线120，可用以控制上述天线120发出触发信号，并从天线120所接收的该射频信号中取得关于胎压传感器112、114、116及118的信息(例如传感器识别码及电池电量)、以及其所属轮胎102、104、106及106的相关信息(例如胎压及温度)。然而，必须注意的是，除了前述用途之外，本发明的控制器130更可直接由该天线120所接收的射频信号判断各轮胎的相对位置。下文将以各种实施例说明本发明判断轮胎位置的原理。在图1的实施例中，天线120的数量为一个，其可对所有的胎压传感器112、114、116及118发送触发信号，并自各个胎压传感器112、114、116及118接收响应该触发信号的射频信号。在此实施例中，天线120在装设时即可依据各个轮胎座的既定位置配置成与各胎压传感器112、114、116及118皆间隔不等的距离。举例而言，可如图所示，可将天线120配置成位于轮胎102、104、106及108四者的中心位置的左前方，而分别与胎压传感器112、114,116及118距离A、距离B、距离C及距离D。由于信号强度随距离平方成反比，因此，透过此不等距离的配置，该控制器130即可轻易依据各个胎压传感器112、114、116及118所发送的射频信号的信号强度(received signal strength indication, RSSI)的大小判断各轮胎102、104、106及106的远近。在此实施例中，由于天线120与各轮胎的距离有A < B< C < D的大小关系，因此，控制器130即可将接收到的射频信号中信号强度最大者视为由距离最近(距离A)的胎压传感器所发出，并进一步将射频信号中所包括的信息对应至位于「左前方」的轮胎102。同理，控制器130即可将接收到的射频信号中信号强度次大者视为由距离次近(距离B)的胎压传感器所发出，并进一步将射频信号中所包括的信息对应至位于「右前方」的轮胎104 ;将接收到的射频信号中信号强度次小者视为由距离次远(距离C)的胎压传感器所发出，并进一步将射频信号中所包括的信息对应至位于「左后方」的轮胎106;并将接收到的射频信号中信号强度最小者视为由距离最远(距离D)的胎压传感器所发出，并进一步将射频信号中所包括的信息对应至位于「右后方」的轮胎108。值得注意的是，为方便说明，此实施例中仅以具有四个轮胎的载具为例，然而，在其它实施例中，载具的轮胎数目不必以四轮为限，在一载具上，只要能够依据本发明的精神将天线120配置成与各个轮胎皆间隔不等的距离，本发明的控制器130即可轻易的替各种数目的轮胎定位。虽然由前述实施例可了解到本发明透过单一天线即可达到判断轮胎位置的目的，然而，由于各轮胎在载具行进期间可能会因为转向而变动其与天线间的距离，导致轮胎定位上的不确定，因此，在较佳实施例中，本发明可配置两个或两个以上的天线以进行更精确的定位，图2A至图2D皆用以说明此较佳实施例。图2A为本发明一实施例中具有两天线的轮胎位置识别系统示意图。在此实施例中，载具具有一左前轮202、一右前轮204、一左后轮206及一右后轮208，而本发明的轮胎位置识别系统包括两天线222及226，其中一天线222位于该载具的左侧，举例而言，可使得其与左前轮与左后轮间隔约莫等距，而另一天线226则位于该载具的前侧，举例而言，可使得其与左轮与右轮间隔约莫等距。本发明的控制器230可将该天线226所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自左前轮202及右前轮204的胎压传感器212及214 ;将信号强度最弱两者判定为来自左后轮206及右后轮208的胎压传感器216及218 ;将天线222所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自左前轮202及左后轮206的胎压传感器212及216 ;并将信号强度最弱两者判定为来自右前轮204及右后轮208的胎压传感器214及218。在此实施例中，透过同时比对两天线222及226的侦则结果，即可轻易地将四个轮胎的位置一一定位。图2B为本发明一实施例中具有两天线的轮胎位置识别系统示意图。此实施例中的载具同样具有一左前轮202、一右前轮204、一左后轮206及一右后轮208，而本发明的轮胎位置识别系统包括两天线224及226，其中一天线224位于该载具的右侧，举例而言，可使得其与右前轮与右后轮间隔约莫等距，而另一天线226则位于该载具的前侧，举例而言，可使得其与左轮与右轮间隔约莫等距。本发明的控制器230可将该天线226所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自左前轮202及右前轮204的胎压传感器212及214 ;将信号强度最弱两者判定为来自左后轮206及右后轮208的胎压传感器216及218 ;将天线224所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自右前轮204及右后轮208的胎压传感器214及218 ;并将信号强度最弱两者判定为来自左前轮202及左后轮206的胎压传感器212及216。在此实施例中，透过同时比对两天线224及226的侦则结果，即可轻易地将四个轮胎的位置一一定位。图2C为本发明一实施例中具有两天线的轮胎位置识别系统示意图。此实施例中的载具同样具有一左前轮202、一右前轮204、一左后轮206及一右后轮208，而本发明的轮胎位置识别系统包括两天线222及228，其中一天线222位于该载具的左侧，举例而言，可使得其与左前轮与左后轮间隔约莫等距，而另一天线228则位于该载具的后侧，举例而言，可使得其与左轮与右轮间隔约莫等距。本发明的控制器230可将该天线228所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自左后轮206及右后轮208的胎压传感器216及218 ;将信号强度最弱两者判定为来自左前轮202及右前轮204的胎压传感器212及214 ;将天线222所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自左前轮202及左后轮206的胎压传感器212及216 ;并将信号强度最弱两者判定为来自右前轮204及右后轮208的胎压传感器214及218。在此实施例中，透过同时比对两天线222及228的侦则结果，即可轻易地将四个轮胎的位置一一定位。图2D为本发明一实施例中具有两天线的轮胎位置识别系统示意图。此实施例中的载具同样具有一右前轮202、一左前轮204、一右后轮206及一左后轮208，而本发明的轮胎位置识别系统包括两天线228及224，其中一天线224位于该载具的右侧，举例而言，可使得其与右前轮与右后轮间隔约莫等距，而另一天线228则位于该载具的后侧，举例而言，可使得其与左轮与右轮间隔约莫等距。本发明的控制器230可将该天线228所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自左后轮206及右后轮208的胎压传感器216及218 ;将信号强度最弱两者判定为来自左前轮202及右前轮204的胎压传感器212及214 ;将天线224所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自右前轮204及右后轮208的胎压传感器214及218 ;并将信号强度最弱两者判定为来自左前轮202及左后轮206的胎压传感器212及216。在此实施例中，透过同时比对两天线224及228的侦则结果，即可轻易地将四个轮胎的位置一一定位。值得注意的是，为方便说明，前述实施例中以单一天线(图1)或双天线(图2A至图2D)为例，然而，在其它实施例中，天线的数目不必以此为限。在某些实施例中，虽然超出必要数量的天线会增加系统的制造成本，但彼此能取得的信号强度可互相验证及校对，更有利于轮胎定位精确度的提升。在某些特殊的实施例中，本发明中用以辨识轮胎的天线可与一被动无钥匙门禁(passive keyless entry, PKE)系统的基站天线相结合,达到单一装置多用途的目标。图3A为本发明一实施例中结合辨识轮胎用天线与被动无钥匙门禁系统的基站天线的示意图。与图1的实施例相同之处在于:载具300具有轮胎302、304、306及308，而本发明的轮胎位置识别系统包括四个分别安装于轮胎302、304、306及308上的胎压传感器312、314、316及318、一天线320以及一控制器330;其中，天线320可用以发射一触发信号以触发该等胎压传感器312、314、316及318 ;胎压传感器112、114、116及118会响应该触发信号而发出射频信号；而控制器330则可从天线320所接收的射频信号中取得关于胎压传感器312、314、316及318的信息(例如传感器识别码及电池电量)、以及其所属轮胎302、304、306及36的相关信息(例如胎压及温度)，并直接由该天线120所接收的射频信号的强度判断各轮胎的相对位置。与前述实施例不同的处在于，此实施例的天线320可兼作被动「无钥匙门禁系统」的基站天线。该天线320可对一应答器350发出另一触发信号。此应答器350功能具有与传统钥匙相类似的功能，但使用者不需要亲手操控钥匙，只要携带该应答器350，即可在接近载具300时达到自动开启车门的效果。当该应答器350被天线320触发时，会以一高频的加密讯息回复该天线320，而控制器320即可依据该加密讯息判断是否开关车门。透过结合「轮胎位置识别系统」及「无钥匙门禁系统」，可进一步节省控制器与天线的装设成本。值得注意的是，前述各个实施例仅用以描述天线与轮胎(及轮胎传感器)间的相对位置，并不限制天线实际装设于载具的部位。举例而言，天线320可装置于车体的底盘、车顶、或各个车门的门板或把手。举例而言，如图3B所示，天线320可设置于左侧车门的门把上；然而，在其它实施例中，本发明的天线320设置的位置不必以此为限。熟悉本技艺人士可依据实际应用的考虑自行设计及配置。轮胎位置识别方法除了前述轮胎位置识别系统，本发明又提供一种轮胎位置识别方法。图4A为本发明一实施例中的轮胎位置识别方法流程图。本发明的轮胎位置识别方法400A至少包括:在步骤S402中，感测各轮胎的轮胎信息；在步骤S404中，发射一第一触发信号；在步骤S406中，接收该多个胎压传感器响应该第一触发信号的射频信号；以及在步骤S408中，依据该至少一天线所接收的射频信号的信号强度判断各轮胎的相对位置。图4B为本发明另一实施例中的无钥匙门禁管制方法流程图。在某些实施例中，本发明除了轮胎位置识别方法400A外，更结合了无钥匙门禁管制方法400B。该方法400B包括:在步骤S410中，使该天线兼作为一被动无钥匙门禁(passive keyless entry, PKE)的基站天线；在步骤S412中，发出一第二触发信号以触发一应答器；以及在步骤S414中，接收该应答器响应该第二触发信号的一加密讯息。由于熟悉本技术的技术人员可通过参照前述轮胎位置识别系统的各种实施例了解本发明的方法，因此本文不再赘述其实施细节以节省篇幅。本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的变动和调整，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种轮胎位置识别系统，包括: 多个胎压传感器，分别安装于多个轮胎上，用以感测各轮胎的轮胎信息； 至少一天线，用以发射一第一触发信号，并接收该多个胎压传感器响应该第一触发信号的射频信号； 一控制器，耦接该至少一天线，用以依据该至少一天线所接收的射频信号的信号强度判断各轮胎的相对位置。
2.如权利要求1所述的轮胎位置识别系统，其中该至少一天线数量为一个，并与各轮胎皆间隔不等的距离，而该控制器依据该多个胎压传感器所响应的射频信号的信号强度大小判断各轮胎的远近。
3.如权利要求1所述的轮胎位置识别系统，其中该多个轮胎包括一载具的右前轮、一左前轮、一右后轮及一左后轮；该至少一天线包括一第一天线及一第二天线，其中该第一天线位于该载具的前侧或后侧，而该第二天线位于该载具的左侧或右侧。
4.如权利要求3所述的轮胎位置识别系统，当该第一天线位于该载具的前侧，而该第二天线位于该载具的左侧时，则该控制器将该第一天线所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自右前轮及左前轮的胎压传感器；将信号强度最弱两者判定为来自右后轮及左后轮的胎压传感器；将该第二天线所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自左前轮及左后轮的胎压传感器；并将信号强度最弱两者判定为来自右前轮及右后轮的胎压传感器。
5.如权利要求3所述的轮胎位置识别系统，当该第一天线位于该载具的前侧，而该第二天线位于该载具的右侧时，则该控制器将该第一天线所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自右前轮及左前轮的胎压传感器；将信号强度最弱两者判定为来自右后轮及左后轮的胎压传感器；将该第二天线所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自右前轮及右后轮的胎压传感器；并将信号强度最弱两者判定为来自左前轮及左后轮的胎压传感器。
6.如权利要求3所述的轮胎位置识别系统，当该第一天线位于该载具的后侧，而该第二天线位于该载具的左侧时，则该控制器将该第一天线所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自右后轮及左后轮的胎压传感器；将信号强度最弱两者判定为来自右前轮及左前轮的胎压传感器；将该第二天线所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自左前轮及左后轮的胎压传感器；并将信号强度最弱两者判定为来自右前轮及右后轮的胎压传感器。
7.如权利要求3所述的轮胎位置识别系统，当该第一天线位于该载具的后侧，而该第二天线位于该载具的右侧时，则该控制器将该第一天线所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自右后轮及左后轮的胎压传感器；将信号强度最弱两者判定为来自右前轮及左前轮的胎压传感器；将该第二天线所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自右前轮及右后轮的胎压传感器；并将信号强度最弱两者判定为来自左前轮及左后轮的胎压传感器。
8.如权利要求1所述的轮胎位置识别系统，其中各胎压传感器所响应的该射频信号包括各胎压传感器的识别码。
9.如权利要求1所述的轮胎位置识别系统，其中各胎压传感器所响应的该射频信号包括各胎压传感器的电池电量。
10.如权利要求1所述的轮胎位置识别系统，其中各胎压传感器所响应的该射频信号包括该轮胎信息，而该轮胎信息包括各轮胎的胎压。
11.如权利要求1所述的轮胎位置识别系统，其中各胎压传感器所响应的该射频信号包括该轮胎信息，而该轮胎信息包括各轮胎的温度。
12.如权利要求1所述的轮胎位置识别系统，其中该天线兼作为一被动无钥匙门禁系统的基站天线，并发出一第二触发信号以触发一应答器，并接收该应答器响应该第二触发信号的一加密讯息。
13.一种轮胎位置识别方法，包括: 感测各轮胎的轮胎信息； 发射一第一触发信号； 接收该多个胎压传感器响应该第一触发信号的射频信号； 依据该至少一天线所接 收的射频信号的信号强度判断各轮胎的相对位置。
14.如权利要求13所述的轮胎位置识别方法，更包括: 将一天线配置成与各轮胎皆间隔不等的距离；以及 依据该多个胎压传感器所响应的射频信号的信号强度大小判断各轮胎的远近。
15.如权利要求13所述的轮胎位置识别方法，其中该多个轮胎包括一载具的右前轮、一左前轮、一右后轮及一左后轮；该轮胎位置识别方法更包括: 将一第一天线配置位于该载具的前侧或后侧；以及 将一第二天线位配置于该载具的左侧或右侧。
16.如权利要求15所述的轮胎位置识别方法，当该第一天线位于该载具的前侧，而该第二天线位于该载具的左侧时，该轮胎位置识别方法更包括: 将该第一天线所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自右前轮及左前轮的胎压传感器；将信号强度最弱两者判定为来自右后轮及左后轮的胎压传感器； 将该第二天线所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自左前轮及左后轮的胎压传感器；并将信号强度最弱两者判定为来自右前轮及右后轮的胎压传感器。
17.如权利要求15所述的轮胎位置识别方法，当该第一天线位于该载具的前侧，而该第二天线位于该载具的右侧时，该轮胎位置识别方法更包括: 将该第一天线所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自右前轮及左前轮的胎压传感器；将信号强度最弱两者判定为来自右后轮及左后轮的胎压传感器； 将该第二天线所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自右前轮及右后轮的胎压传感器；并将信号强度最弱两者判定为来自左前轮及左后轮的胎压传感器。
18.如权利要求15所述的轮胎位置识别方法，当该第一天线位于该载具的后侧，而该第二天线位于该载具的左侧时，该轮胎位置识别方法更包括: 将该第一天线所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自右后轮及左后轮的胎压传感器；将信号强度最弱两者判定为来自右前轮及左前轮的胎压传感器； 将该第二天线所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自左前轮及左后轮的胎压传感器；并将信号强度最弱两者判定为来自右前轮及右后轮的胎压传感器。
19.如权利要求15所述的轮胎位置识别方法，当该第一天线位于该载具的后侧，而该第二天线位于该载具的右侧时，该轮胎位置识别方法更包括: 将该第一天线所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自右后轮及左后轮的胎压传感器；将信号强度最弱两者判定为来自右前轮及左前轮的胎压传感器； 将该第二天线所接收到的射频信号中信号强度最强两者判定为来自右前轮及右后轮的胎压传感器；并将信号强度最弱两者判定为来自左前轮及左后轮的胎压传感器。
20.如权利要求15所述的轮胎位置识别方法，更包括: 使该天线兼作为一被动无钥匙门禁系统的基站天线； 发出一第二触发信号以触发一应答器；以及 接收该应答器响应该第二触发信 号的一加密讯息。
全文摘要
一种轮胎位置识别系统及方法，该轮胎位置识别系统包括多个胎压传感器，分别安装于多个轮胎上，用以感测各轮胎的轮胎信息；至少一天线，用以发射一第一触发信号，并接收该多个胎压传感器响应该第一触发信号的射频信号；一控制器，耦接该至少一天线，用以依据该至少一天线所接收的射频信号的信号强度判断各轮胎的相对位置。
文档编号B60C23/04GK103101408SQ20111035686
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者孙君毅, 赖宏硕, 林维俊 申请人:台达电子工业股份有限公司