专利名称：脱离检测设备和方法
技术领域：
本发明一般涉及一种脱离检测设备和方法，并且特别地，涉及一种能够容易地且可靠地检测车轮从车辆脱离的脱离检测设备和方法。
背景技术：
近年来，车轮与安装于其上的轮胎在一起的状态中被窃的事件正在增加，并且用于防止该盗窃的传感器是市售的。对于该防盗传感器，存在一种使用用于检测车辆倾斜的倾斜传感器的类型，其通过在盗窃车轮的窃贼托起车辆时检测车辆的倾斜来检测对车轮的盗窃。
而且，已经提出了一种方法，用于将接触式传感器安装到车辆，以便于在汽车停放时接触轮胎表面，并通过检测轮胎同接触式传感器脱离来检测盗窃，并且检测该接触式传感器自身被移动，以防止轮胎连同与该轮胎接触的接触式传感器被窃(例如，专利文献1)。[专利文献1]日本专利公开公报No.2002-037029发明内容然而，近年来，窃贼所使用的手法变得狡猾，并且存在许多这样的案例，其中通过抬起车辆而非使车辆倾斜来盗窃车轮，诸如通过在车辆下面安置石块或砖并随后为轮胎放气，或者同时托起车辆轮胎附近的四个位置。在这些案例中，对于使用倾斜传感器的传统的防盗传感器，难于检测车轮盗窃。
而且，对于专利文献1中描述的发明，需要在每次停放汽车时将防盗传感器安装在车辆上，而这对于用户而言是特别麻烦的工作。而且，由于防盗传感器在安装在车辆上的状态中暴露于外部，因此存在这样的问题，即其可能遭到破坏以防止其操作。
本发明是考虑前面的情况而设计的，并且其目的在于使得车轮从车辆的脱离检测是容易的且是可靠的。
根据本发明的第一脱离检测设备包括检测装置，用于检测安装在车辆上的车轮处或接近车轮的车辆内部的磁力；和判断装置，用于基于通过该检测装置检测的磁力值是否变化了规定的阈值或更多，以及以第一值为中心的第一稳定状态是否变化为以第二值为中心的第二稳定状态，判断车轮从车辆的脱离。
对于本发明的该第一脱离检测设备，该检测装置检测安装在车辆上的车轮处或接近车轮的车辆内部的磁力；并且该判断装置基于通过该检测装置检测的磁力值是否变化了规定的阈值或更多、以及以第一值为中心的第一稳定状态是否变化为以第二值为中心的第二稳定状态，判断车轮从车辆的脱离。
因此，可以容易地且可靠地检测车轮从车辆的脱离。
该检测装置，例如，由高度敏感的磁力传感器组成，其能够检测地磁力，而该判断装置由判断单元组成，用于基于车轮处或接近车轮的车辆内部的磁力相比于稳定状态中的变化宽度是否显著变化、以及该磁力是否在该变化状态中变得稳定，判断车轮从车辆的脱离。
该检测装置可以检测多个不同方向中的磁力，并且该判断装置可以基于通过该检测装置检测的磁力值同车轮安装在车辆上的状态中通过该检测装置预先检测的磁力值分布的比较，判断车轮从车辆的脱离。
结果，可以容易地且可靠地检测车轮从车辆的脱离。
根据本发明的第二脱离检测设备包括检测装置，用于检测安装在车辆上的车轮处或接近车轮的车辆内部的多个不同方向中的磁力；和判断装置，用于基于通过该检测装置检测的磁力值同车轮安装在车辆上的状态中通过该检测装置预先检测的磁力值分布的比较，判断车轮从车辆的脱离。
对于根据本发明的该第二脱离检测设备，该检测装置检测安装在车辆上的车轮处或接近车轮的车辆内部的多个不同方向中的磁力；并且该判断装置基于通过该检测装置检测的磁力值同车轮安装在车辆上的状态中通过该检测装置预先检测的磁力值分布的比较，判断车轮从车辆的脱离。
因此，可以容易地且可靠地检测车轮从车辆的脱离。
该检测装置，例如，由高度敏感的磁力传感器组成，其能够检测地磁力，并且该判断装置由判断单元组成，用于基于车轮处或接近车轮的车辆内部的磁力是否变为与安装了车轮的状态中的分布不同的值，判断车轮从车辆的脱离。
本发明的该第一脱离检测设备和该第二脱离检测设备可进一步包括通知装置，用于通知已检测到车轮从车辆的脱离。
结果，可以向外部通知通过该第一脱离检测设备和该第二脱离检测设备检测到的车轮从车辆的脱离。
该通知装置，例如，由无线电装置组成。
用于检测车轮从车辆的脱离的根据本发明的第一脱离检测方法包括检测步骤，用于检测安装在车辆上的车轮处或接近车轮的车辆内部的磁力；和判断步骤，用于基于通过该检测步骤中的处理所检测的磁力值是否变化了规定的阈值或更多、以及以第一值为中心的第一稳定状态是否变化为以第二值为中心的第二稳定状态，判断车轮从车辆的脱离。
该检测步骤，例如，由以下步骤组成检测步骤，用于基于通过磁力传感器检测的、安装在车辆上的车轮处或接近车轮的车辆内部的磁力而获取传感器数据；和判断步骤，例如，由用于基于所获取的传感器数据值相比于磁力稳定状态中的变化宽度是否变化显著、以及其是否在该变化值下变得稳定来判断车轮从车辆的脱离的判断步骤组成。
用于检测车轮从车辆的脱离的根据本发明的该第二脱离检测方法包括检测步骤，用于检测安装在车辆上的车轮处或接近车轮的车辆内部的多个不同方向中的磁力；和判断步骤，用于基于通过该检测步骤中的处理所检测的磁力值同车轮安装在车辆上的状态中通过该检测步骤中的处理预先检测的磁力值分布的比较，判断车轮从车辆的脱离。
该检测步骤，例如，由以下步骤组成检测步骤，用于基于通过磁力传感器检测的、安装在车辆上的车轮处或接近车轮的车辆内部的磁力而获取传感器数据；和判断步骤，例如，由用于基于所获取的传感器数据值是否变为与安装了车轮的状态中的分布不同的值来判断车轮从车辆的脱离的判断步骤组成。
根据本发明，可以检测车轮从车辆的脱离。特别地，根据本发明，可以在不需要用户基于每种情况从事特定操作的情况下，可以容易地且可靠地检测车轮从车辆的脱离。
附图简述
图1是示出了使用本发明的脱离检测设备的实施例的硬件构成的框图；
图2是示出了图1中说明的控制单元的功能构成示例的框图；图3是示出了图1中说明的脱离检测设备的安装示例的图示；图4是示出了由磁力传感器输出的传感器数据的示例的图示；图5是示出了由磁力传感器输出的传感器数据分布的示例的图示；图6是示出了由磁力传感器输出的传感器数据分布的示例的图示；图7是用于解释基于图1中说明的脱离检测设备中的变动检测系统的脱离检测处理的流程图；图8是用于解释基于图1中说明的脱离检测设备中的变动检测系统的脱离检测处理的流程图；图9是示出了使用本发明的脱离检测设备的实施例的硬件构成的框图；图10是示出了图9中说明的控制单元的功能构成示例的框图；图11是用于解释基于图9中说明的脱离检测设备中的分布数据检测系统的脱离检测处理的流程图；图12是用于解释基于图9中说明的脱离检测设备中的分布数据检测系统的脱离检测处理的流程图；图13是用于解释基于图9中说明的脱离检测设备中的组合检测系统的脱离检测处理的流程图；并且图14是用于解释基于图9中说明的脱离检测设备中的组合检测系统的脱离检测处理的流程图。
1脱离检测设备11磁力传感器12微计算机13输出单元14输入单元21控制单元
22存储单元23ROM31数据处理单元32判断单元41轮胎外罩42地板43车轴101脱离检测设备112微计算机114输入单元121控制单元131学习处理单元132判断单元实现本发明的最佳方式现将通过参考附图解释本发明的实施例。
图1是表示使用本发明的脱离检测设备1的硬件构成的图示。
脱离检测设备1由磁力传感器11、微计算机12、输出单元13和输入单元14构成。
磁力传感器11，例如，具有内装MI(磁阻抗)元件，并且检测磁力。MI元件通过利用MI效应(即其中当高频电流施加到磁敏感介质，诸如非结晶质时，磁阻抗基于外部磁场强度而显著变化)用于检测磁力，并且其还能够检测地磁(即，其能够检测绝对方位)。磁力传感器11包括两个这样的高度敏感的传感器，并且该各自传感器检测相互相交的双轴方向上的磁力(在下文中，一个方向被称为x轴方向，而另一方向被称为y轴方向)。
磁力传感器11检测双轴方向磁力作为磁通量密度的大小，其以毫高斯为其单位。因此，在后面图4～图6中说明的来自磁力传感器11的传感器数据输出的示例中，传感器数据值是磁通量密度值，其以毫高斯为其单位。毋庸置言，磁力传感器11还可以检测双轴方向磁力作为磁场强度，其以安培每米或牛顿每韦伯为其单位。而且，磁力传感器11还可以检测三轴方向或多轴方向上的磁力。
如后面参考图3所描述的，磁力传感器11安装在车辆内部，与轮胎外罩相邻，其接近直接位于车轴上面，并且检测车辆内部空间的磁力，其是在车辆的车轮处或接近车轮(下文中被称为车轮邻近区)自然累积的。磁力传感器11基于所检测到的磁力向微计算机12提供传感器数据。
如后面参考图7和图8所描述的，微计算机12通过基于由磁力传感器11提供的传感器数据检测车轮邻近区的磁力变化，检测车轮的脱离。当微计算机12检测到车轮脱离时，其控制输出单元13并输出脱离通知信号，用于通知车轮的脱离。
输出单元13基于来自微计算机12的控制，经由无线发射向脱离检测设备1的外部输出脱离通知信号。输出单元13除了发射脱离通知信号以外，还可以发出警告的声音或光，用于向外部通知车轮的脱离。
输入单元14由用户操作，并且其将来自用户的命令输出到微计算机12。例如，用户可以操作输入单元14以命令车轮脱离检测处理(下文中被简单地称为脱离检测处理)的ON或OFF，以便于开始脱离检测处理，或者在没有必要执行该脱离检测处理时(诸如在驾驶时或更换车轮时)停止脱离检测处理。例如，开关等可被提供为输入单元14，并且通过使该开关变为ON和OFF，由此可以输出处理的ON和OFF。
微计算机12具有控制单元21、存储单元22和ROM 23。
如后面参考图7和图8所描述的，由CPU(中央处理单元)和RAM(随机存取存储器)等等所构成的控制单元21，基于自ROM 23读出的程序等等，执行车轮脱离检测处理。控制单元21将由磁力传感器11提供的传感器数据存储在由半导体存储器等等构成的存储单元22中，并且基于存储在存储单元22中的传感器数据，在存储单元22中存储在每个规定的间隔(例如，1秒)中寻找的传感器数据的平均值。控制单元21通过基于传感器数据的平均值检测车轮邻近区中的磁力变化，检测车轮的脱离。控制单元21在其检测到车轮脱离时，将检测结果输出到输出单元13。
ROM 23存储作为出厂默认而预先存储的程序和数据，并且将所需的程序或数据存储到控制单元21。
图2是示出了控制单元21的功能构成示例的框图。
控制单元21由数据处理单元31、判断单元32和命令单元33构成。
数据处理单元31将由磁力传感器11提供的传感器数据存储在存储单元22中，基于存储在存储单元22中的传感器数据确定关于每个规定间隔(例如，1秒)的传感器数据的平均值，并且将其提供给判断单元32。
判断单元32将由数据处理单元31提供的传感器数据的平均值存储在存储单元22中。判断单元32在脱离检测处理开始之后，确定由磁力传感器11输出的传感器数据平均值处于稳定状态时(下文中称为平稳状态)的传感器数据值(下文中被称为传感器数据基准值)。如后面通过参考图7和图8所描述的，判断单元32通过基于传感器数据平均值的变化以及传感器数据平均值同传感器数据基准值之间的差，检测车轮邻近区中的磁力是否由平稳状态变化，判断车轮是否脱离。判断单元32在其判断车轮脱离时将检测结果输出到输出单元13。而且，判断单元32还管理基准值设定标志，其表示传感器数据基准值是否已被设定。而且，判断单元32具有内装定时器(未示出)，并且测量后面描述的输出稳定时间和异常持续时间。
命令单元33经由输入单元14获取来自用户的命令，并且基于该命令控制数据处理单元31和判断单元32。
图3是示出了磁力传感器11安装位置的示例的图示。图3是车辆后部的行李箱中左侧的平面图。半圆柱形的轮胎外罩41自行李箱内部的地板42的左端侧凸出，并且，在轮胎外罩41下面，未示出的左后轮胎安装在车辆上，此时车轮配合于其中。在地板42下面，其上安装有未示出的车轮(轮胎)的车轴43自轮胎外罩41的右端中心附近在水平向右方向上通过。
例如，如图3中所示，磁力传感器11安装于地板上面与轮胎外罩41右端侧中心附近相邻的位置。在图3中说明的示例中，磁力传感器11，如通过箭头所示出的，安装在同地板42(地面)平行的平面(水平面)上，并且接近于垂直于x轴方向(其成为车辆前进方向)和y轴方向，以便于检测具有取向为朝向车辆左侧的y轴方向的双轴方向的磁力。磁力传感器11通过双面胶带或表面固定器固定到行李箱的地板42。
磁力传感器11需要安装到尽可能与轮胎外罩41(车轮和轮胎)接近的位置，并且位于通过地板42下面的车轴43正上方，以便于可靠地检测车轮和轮胎中自然累积的磁力的变化。尽管铝车轮将不被磁化，但是某些铝车轮具有由喷射阀门或其他将被磁化的金属构成的部件，并且内装在轮胎中的金属丝也是由将被磁化的材料构成的。车轴43也将被磁化。由于通过该磁化综合获得的磁力将被检测到，因此所需的是，将磁力传感器11安置在该位置。而且，处于车辆其他位置的用于检测车轮脱离的磁力传感器11优选地安装在相似的位置。
如上文所述，通过在车辆内部安装磁力传感器11，可以防止磁力传感器11被破坏或被移除。而且，当包含磁力传感器11、微计算机12、输出单元13和输入单元14的脱离检测设备1将整体构建时，配线将不是必须的，并且仅通过将脱离检测设备1安置在轮胎外罩41的右侧端附近，其自身可以容易地安装在车辆内部。顺便提到，在后面的解释中，脱离检测设备1被解释为整体构建的磁力传感器11、微计算机12、输出单元13和输入单元14。
图4是示出了由传感器输出的传感器数据的示例的图示，该传感器用于在包含磁力传感器11的脱离检测设备安置在图3中说明的位置的状态中，当车轮自车辆移除时，检测磁力传感器11的x轴方向上的磁力。在图4中，横轴表示时间，而纵轴表示传感器数据值(单位毫高斯)。在图4中由区间T0表示的时段中，车轮自车辆移除。
如图4中所示，在其中移除了车轮的区间T0之前的区间T1中，传感器数据值处于接近于位于M1处的稳定状态中(平稳状态)。换言之，在该状态中，传感器数据值的变化宽度是小的。同时，在其中移除了车轮的区间T0之后的区间T2中，传感器数据处于不同于值M1的值M2处的稳定状态中。换言之，在移除车轮之前，作为车轮被移除的结果，稳定于第一值M1处的车轮邻近区中的磁力相比于平稳状态中的变化宽度而言变化显著，并且在第二值M2处变得稳定，其不同于移除车轮之前的状态。
图5是这样的图示，其示出了在包含磁力传感器11的脱离检测设备1安置在图3中说明的位置的状态中，当铝车轮安装在车辆上并且轮胎(铝车轮)旋转一次时，由磁力传感器11输出的传感器数据的分布的示例，以及在铝车轮自车辆移除的状态中，由磁力传感器11输出的传感器数据值。在图5中，横轴表示磁力传感器11的x轴方向上的传感器数据值(单位毫高斯)，而纵轴表示磁力传感器11的y轴方向上的传感器数据值(单位毫高斯)。曲线51在图5的曲线图上绘出了在使轮胎(铝车轮)旋转一次时，由磁力传感器11输出的传感器数据的x轴方向上和y轴方向上的值的连续测量结果。点52在图5的曲线图上绘出了在铝车轮被移除的状态中，由磁力传感器11输出的传感器数据的x轴方向上和y轴方向上的值。
曲线51按照轮胎(铝车轮)的旋转连续地变化，对于每一旋转返回其初始位置，并且成为由内部和外部双环形成的闭合曲线。换言之，当车辆停止时，根据轮胎(铝车轮)相对于车辆的相对位置，传感器数据值将变为对应于曲线51上的点中的一个的值。
同时，当铝车轮被移除时，通过磁力传感器11检测的值将成为由点52(其同曲线51是不连续的)表示的值，其同曲线51上的任何点隔开特定的距离或更多。换言之，不论铝车轮的旋转位置如何，当铝车轮被移除时，通过磁力传感器11检测的车轮邻近区中的磁力将变化特定的值或更多，并且该变化之后的值将变为不同于安装有铝车轮时的值(分布)的值。
图6是这样的图示，其示出了在包含磁力传感器11的脱离检测设备1安置在图3中说明的位置的状态中，将钢车轮而非铝车轮安装到不同于其中测量了如图5所示传感器数据的车辆的车辆中时，当钢车轮安装在车辆上并且轮胎(钢车轮)旋转一次时，由磁力传感器11输出的传感器数据的分布的示例，以及，在钢车轮自车辆移除的状态中，由磁力传感器11输出的传感器数据值。
如同图5，曲线61表示当钢车轮安装在车辆上并且轮胎(钢车轮)旋转一次时，由磁力传感器11输出的传感器数据的分布，并且点62表示在钢车轮自车辆移除的状态中由磁力传感器11输出的传感器数据值。在钢车轮的情况中，如同铝车轮的情况，曲线61按照轮胎(钢车轮)的旋转连续地变化，对于每一旋转返回其初始位置，并且成为由内部和外部双环形成的闭合曲线。而且，在钢车轮的情况中，相比于铝车轮的情况，曲线61和点62之间的距离是远的。换言之，作为移除钢车轮的结果的传感器数据值的变化是更大的。
如通过参考图4～图6所描述的，当车轮自车辆移除时，不论车轮的旋转位置如何，由磁力传感器11输出的传感器数据相比于平稳状态中的变动范围而言将变化显著(相比于平稳状态中的变化，车轮邻近区中的磁力变化显著)，并且在变动之后的值处变得稳定。脱离检测设备1通过检测车轮被移除之前和之后的车轮邻近区中的磁力变化，检测车轮从车辆的脱离。该检测系统在下文中被称为变动检测系统。
此外，由于脱离检测设备1基于车轮邻近区中自然积累的磁力来检测车轮的脱离，因此将不需要特别的操作，诸如，用户主动地利用磁体使车轮磁化，用于检测车轮的脱离。
下面，通过参考图7和图8中说明的流程图，解释通过脱离检测设备1执行的变动检测系统的脱离检测处理。此外，当用户经由输入单元14命令开始脱离检测处理时，该处理开始。
在步骤1中，执行初始化处理。具体地，判断单元32“关闭”表示是否已设定传感器数据基准值的基准值设定标志，启动定时器，并且开始测量输出稳定时间。判断单元32测量其中传感器数据平均值的变化在小于规定的阈值(在下文中被称为变动阈值)的状态中持续稳定的时间。
在步骤S2中，数据处理单元31基于通过磁力传感器11检测的车轮邻近区中的磁力，自磁力传感器11获取传感器数据，并且将其存储在存储单元22中。
在步骤S3中，数据处理单元31确定关于每个规定时段(例如，1秒)的存储在存储单元22中的传感器数据的平均值(关于1秒的传感器数据)，并且将该值输出到判断单元32。判断单元32将输出的传感器数据的平均值存储在存储单元22中。
在步骤S4中，判断单元32判断基准值设定标志是否为ON。这里，由于基准值设定标志在步骤S1中的初始化处理中是OFF的，因此该处理前进至步骤S5。
在步骤S5中，判断单元32将通过步骤S3中的处理计算的最新传感器数据的平均值与通过先前步骤S3中的处理计算的传感器数据的平均值相比较，并且判断在x轴方向和y轴方向中的至少一个方向上的传感器数据的平均值是否变动了预设的变动阈值或更多。这里，由于步骤S3中的第一处理刚刚执行，并且先前传感器数据的平均值还未存储在存储单元22中，因此其将判断传感器数据的平均值未变动了变动阈值或更多，并且该处理将前进至步骤S6。此外，在步骤S5中，作为比较传感器数据平均值的结果，可以抑制由于瞬时变动的噪声分量引起的传感器数据值的误操作。因此，当不存在多的噪声时，可以省去步骤S53中的平均值计算处理。
在步骤S6中，判断单元32判断所测量的输出稳定时间是否超过规定的时段(例如，30秒)(下文中被称为基准值测量时段)。这里，由于该处理刚刚开始，因此其将判断输出稳定时间未超过基准值测量时段，步骤S7和S8的处理将被跳过，并且该处理将前进至步骤S10。
在步骤S10中，命令单元33确定是否结束脱离检测处理，即，其确定用户是否经由输入单元14命令结束脱离检测处理。当用户命令结束脱离检测处理时，脱离检测处理结束，并且，当用户未命令结束脱离检测处理时，该处理返回到步骤S2。在下面的解释中，除非特别说明，否则所解释的是其中在步骤S10中用户未命令结束脱离检测处理，并且该处理返回到步骤S2的情况。
随后，在步骤S6中，重复前面的处理直至输出稳定时间被判断为超过基准值测量时段；即，直至其中传感器数据的平均值在小于变动阈值的范围中稳定变动的时段持续经过基准值测量时段。然而，在步骤S5中，当x轴方向和y轴方向中的至少一个方向上的传感器数据的平均值被判断为变动了变动阈值或更多时，该处理前进至步骤S9，并且判断单元32重置定时器，并且开始重新测量输出稳定时间。
在步骤S6中，当判断输出稳定时间超过基准值测量时段时，该处理前进至步骤S7，并且判断单元32设定传感器数据基准值。判断单元32确定在传感器数据的平均值变得稳定的基准值测量时段中存储在存储单元22中的传感器数据的平均值的另一平均值(基准值测量时段中的平均值)，并且将该值设定为传感器数据基准值。换言之，传感器数据基准值是在移除车轮的区间T0之前的平稳状态区间T1中由磁力传感器11输出的传感器数据的平均值(值M1)，如图4的曲线图所示。
在步骤S8中，判断单元32使表示已设定传感器数据基准值的基准值设定标志变为ON，停止定时器，并且停止测量输出稳定时间。随后，该处理前进至步骤S10，然后返回到步骤S2。
在设定传感器数据基准值之后，按照步骤S2和S3中的处理，在基于由磁力传感器11输出的传感器数据将传感器数据的平均值从数据处理单元31输出到判断单元32之后，在步骤S4中，判断基准值设定标志是ON，并且该处理前进至步骤S11。
在步骤S11中，判断单元22判断通过步骤S3中的处理计算的最新传感器数据平均值是否是相对于x轴方向和y轴方向的两个方向上的以传感器数据基准值为中心的规定范围(M1±A)内的值(其是否处于以值M1为中心的宽度A内的第一平稳状态)。当传感器数据的平均值是相对于x轴方向和y轴方向的两个方向上的以传感器数据基准值为中心的规定范围内的值时，判断传感器数据的平均值(车轮邻近区中的磁力)是处于平稳状态中，并且该处理前进至步骤S18。
在步骤S18中，判断单元32，在测量后面描述的异常持续时间的情况中，停止定时器，并且停止测量异常持续时间。随后，该处理前进至步骤S10，返回到步骤S2，并且重复后继处理步骤。
在步骤S11中，当判断x轴方向和y轴方向中的至少一个方向上的传感器数据的平均值是以传感器数据基准值为中心的规定范围外的值时，该传感器数据的平均值(车轮邻近区中的磁力)将未处于平稳状态中，并且该处理前进至步骤S12。
在步骤S12中，判断单元32将最新传感器数据的平均值与存储在存储单元22中的先前传感器数据的平均值比较，并且判断x轴方向和y轴方向中的至少一个方向上的传感器数据的平均值是否变动了预设的变动阈值或更多。例如，该变动阈值可以是0.8倍于值M1和M2的差的绝对值的值(0.8×|M1-M2|)。当判断x轴方向和y轴方向中的至少一个方向上的传感器数据的平均值V变动了变动阈值或更多时；即，当其是以传感器数据基准值为中心的规定范围外的值(小于M1-A或大于M1+A的值)(未处于平稳状态中)，并且传感器数据的平均值V变动了变动阈值或更多(变动范围(|M1-V|)大于(0.8×|M1-M2|))时，该处理前进至步骤S17。
在步骤S17中，判断单元32启动定时器，并且开始测量异常持续时间。判断单元32基于该异常持续时间，测量其中当传感器数据的平均值未处于平稳状态中时传感器数据平均值的变化持续处于小于变动阈值的稳定状态(以值M2为中心的宽度B(变动阈值)的范围内的第二平稳状态)的时间；即，车轮邻近区中的磁力在非平稳状态中变为稳定的时间。随后，该处理前进至步骤S10，返回到步骤S2，并且重复后继的处理步骤。
在步骤S12中，当判断判断x轴方向和y轴方向的两个方向上的传感器数据的平均值变动了变动阈值或更多时；即，当传感器数据的平均值V是以传感器数据基准值M1为中心的规定范围(M1±A)外的值，但是还未变动变动阈值或更多时(当变动范围(|M1-V|)小于(0.8×|M1-M2|)时)，该处理前进至步骤S13。
在步骤S13中，判断单元32判断异常持续时间是否超过规定的时段(下文中被称为脱离检测时段)。在未开始测量异常持续时间时，或者在自开始测量异常持续时间的时点起未经过脱离检测时段时，判断异常持续时间未超过脱离检测时段，并且步骤S14～S16的处理被跳过，该处理前进至步骤S10，随后返回到步骤S2，并且重复后继的处理步骤。
在步骤S13中，当判断异常持续时间超过脱离检测时段时；即，当x轴方向和y轴方向中的至少一个方向上的传感器数据的平均值V变动了变动阈值(0.8×|M1-M2|)或更多，变为以传感器数据基准值为中心的规定范围外的值时，并且，当保持于以传感器数据基准值为中心的规定范围外的值时，并且其中平均值的变动范围小于变动阈值(M2±B)的稳定时段在持续经过脱离检测时段时，例如，如通过图4中的区间T0之后的区间T2所示出的，由于车轮的脱离，车轮邻近区中的磁力将从M1变化为M2，并且，当判断为稳定于值M2时，该处理前进至步骤S14。
在步骤S14中，判断单元32经由输出单元13将脱离通知信号(用于通知用户车轮已被窃)输出到脱离检测设备1之外。
在步骤S15中，判断单元32使基准值设定标志变为OFF，并且，在步骤S16中，判断单元32停止测量异常持续时间，并且开始测量输出稳定时间。随后，该处理前进至步骤S10，随后返回到步骤S2，并且再一次执行传感器数据基准值设定处理。
此外，在测量异常持续时间的过程中，在步骤S12中，当判断x轴方向和y轴方向中的至少一个方向上的传感器数据的平均值变动了变动阈值或更多时；即，当传感器数据的平均值不稳定地在短的周期中变动成以传感器数据基准值为中心的规定范围外的值时，判断车轮邻近区中的磁力由于车轮脱离以外的原因(例如，轮胎旋转)而不稳定，并且该处理前进至步骤S17，定时器被重置，并且开始重新测量异常持续时间。
如上文所述，基于由磁力传感器11输出的传感器数据，由于车轮脱离导致车轮邻近区中的磁力相比于平稳状态而变化显著，并且通过检测该变化的状态变得稳定来检测车轮的脱离。
同时，如图5和图6中所示，由磁力传感器11输出的传感器数据值按照轮胎(车轮)的旋转而周期性地变化，并且在一方面表示特定的分布，并且，当车轮自车辆移除时，这将变为不同于车轮安装在车辆的状态中的传感器数据值分布的值。作为利用该特性的结果，通过创建表示车轮安装在车辆上的状态中的传感器数据值分布的分布数据(下文中被简单地称为分布数据)，并且将由磁力传感器11输出的传感器数据值同该所创建的分布数据比较，也可以检测车轮的脱离。该检测系统在下文中被称为分布数据检测系统。
图9是表示使用了分布数据检测系统的脱离检测设备101的硬件构成示例的图示。此外，对同图1的脱离检测设备1共有的部件给出相同的参考数字，并且将省略冗余的解释。
脱离检测设备101由磁力传感器11、微计算机112、输出单元13和输入单元114构成。
微计算机112，如后面参考图11和图12所描述的，基于由磁力传感器11提供的传感器数据创建分布数据。并且，微计算机112通过将由磁力传感器11提供的传感器数据同所创建的分布数据比较，检测车轮的脱离。微计算机112，在检测到车轮脱离时，控制输出单元13，以便于输出通知车轮脱离的脱离通知信号。
输入单元114由用户操作，并且其将来自用户的命令输出到微计算机112。例如，用户可以操作输入单元114以命令脱离检测处理的ON或OFF，以便于开始脱离检测处理，或者在没有必要执行该脱离检测处理时，诸如在驾驶时或更换车轮时，停止脱离检测处理。而且，用户可以操作输入单元114并且命令更新先前创建的分布数据。例如，开关等可被提供为输入单元114，并且通过使该开关变为ON和OFF，可以输出处理的ON和OFF，或者由此可以输出用于更新分布数据的命令。
微计算机112具有控制单元121、存储单元22和ROM 23。
如后面参考图11和图12所描述的，由诸如CPU(中央处理单元)和RAM(随机存取存储器)等等所构成的控制单元121，基于自ROM23读出的程序等等，执行车轮脱离检测处理。控制单元121将由磁力传感器11提供的传感器数据存储在由诸如半导体存储器等等构成的存储单元22中，并且基于存储在存储单元22中的传感器数据，确定传感器数据的分布数据，并且将其存储在存储单元22中。控制单元121通过将传感器数据同分布数据比较，检测车轮的脱离。控制单元121在其检测到车轮脱离时，将检测结果输出到输出单元13。
ROM 23存储作为出厂默认设定而预先存储的程序和数据，并且将所需的程序或数据存储到控制单元121。
图10是示出了控制单元121的功能构成示例的框图。
控制单元121由学习处理单元131、判断单元132和命令单元133构成。
在开始自脱离检测处理起的规定时段(下文中被称为数据采集时段)期间，学习处理单元131将由磁力传感器11提供的传感器数据存储在存储单元22中。如后面参考图11和图12描述的，学习处理单元131在自脱离检测处理开始经过了数据采集时段的时点，基于存储在存储单元22中的传感器数据，创建分布数据，并且将其提供给判断单元132。
判断单元132在自脱离检测处理开始经过了数据采集时段之后，将由磁力传感器11提供的传感器数据和由学习处理单元131提供的分布数据存储在存储单元22中。如后面参考图11和图12描述的，判断单元132通过比较传感器数据值和分布数据，判断车轮是否脱离。
判断单元132，在判断车轮已脱离时，将其检测结果输出到输出单元13。而且，判断单元132具有内装定时器(未示出)，用于测量异常持续时间。
命令单元133经由输入单元14获取来自用户的命令，并且基于该命令控制学习处理单元131和判断单元132。控制单元133管理分布数据生成标志，其表示是否已创建分布数据，并且学习处理单元131和判断单元132基于该标志的值，切换和执行分布数据创建之前的处理和分布数据创建之后的处理。
下面，通过参考图11和图12的流程图，解释通过脱离检测设备101执行的处理。此外，当用户经由输入单元14命令开始脱离检测处理时，该处理开始。
在步骤51中，执行初始化处理。具体地，命令单元133使分布数据生成标志变为OFF，该分布数据生成标志表示是否创建了分布数据。然而，在脱离检测处理暂时停止并且脱离检测处理恢复之后，当用户未经由输入单元114命令更新分布数据时(当使用在先前脱离检测处理中创建的分布数据而未改变时)，分布数据生成标志将变为ON。在下面的解释中，所解释的是其中分布数据生成标志在步骤S51中变为OFF的情况。
在步骤S52中，当分布数据生成标志是OFF的时候，学习处理单元131基于通过磁力传感器11检测的车轮邻近区中的磁力，自磁力传感器11获取传感器数据，并且将其存储在存储单元22中。当分布数据生成标志是ON的时候，判断单元132基于通过磁力传感器11检测的车轮邻近区中的磁力，自磁力传感器11获取传感器数据，并且将其存储在存储单元22中。这里，由于在步骤S1中的初始化处理中分布数据生成标志变为OFF，因此学习处理单元131自磁力传感器11获取传感器数据，并且将其存储在存储单元22中。
在步骤S53中，命令单元133判断分布数据生成标志是否是ON的。这里，由于在步骤S1中的初始化处理中分布数据生成标志变为OFF，因此该处理前进至步骤S54。
在步骤S54中，学习处理单元131判断自脱离检测处理开始是否已经经过了数据采集时段(例如，1天)。这里，由于脱离检测处理刚刚开始，因此判断自脱离检测处理开始还未经历数据采集时段，并且步骤S55和S56的处理被跳过，并且该处理前进至步骤S57。
在步骤S57中，命令单元133判断是否结束脱离检测处理；即，用户是否经由输入单元114命令结束脱离检测处理。当用户命令结束脱离检测处理时，结束脱离检测处理，并且，当用户未命令结束脱离检测处理时，该处理返回到步骤S52。在下面的解释中，除非特别说明，否则所解释的是其中在步骤S57中用户未命令结束脱离检测处理并且该处理返回到步骤S52的情况。
随后，在步骤S54中，重复前面的处理步骤，直至判断出自脱离检测处理开始已经历了数据采集时段。换言之，在车辆的多种情况中，诸如行驶或停车时，在数据采集时段期间由磁力传感器11输出的传感器数据存储在存储单元22中。
在步骤S54中，当判断出自脱离检测处理开始是否已经历了数据采集时段时，该处理前进至步骤S55。
在步骤S55中，学习处理单元131基于自脱离检测处理开始的数据采集时段中存储在存储单元22中的传感器数据创建分布数据，并且将其提供给判断单元132。判断单元132将所提供的分布数据存储在存储单元22中。
分布数据是表示在数据采集时段中由磁力传感器11输出的传感器数据的x轴和y轴的双轴值组合的分布的数据。学习处理单元131将传感器数据可能采用的值范围分为相对于x轴和y轴这两个轴的规定的单位(例如，10毫高斯)，并且对于x轴和y轴的该被划分的范围的每个组合(例如，x轴处于0至10毫高斯且y轴处于0至10毫高斯的范围中)，由存储在存储单元22中的传感器数据，确定具有包含在该范围中的值的传感器数据的数量。学习处理单元131将包含在该被划分的范围中的传感器数据的数量作为该传感器数据值的分布数据提供给判断单元132。换言之，分布数据是这样的数据，其用于表示在通过相对于x轴和y轴的各自轴的垂直线将图5或图6中说明的曲线图分为规定的栅格形状范围(单位)时，包含在各自栅格中的传感器数据的数量。
由磁力传感器11输出的传感器数据按照轮胎(车轮)的旋转周期性地变化，如通过图5的曲线51(或图6的曲线61)所示出的，例如，在数据采集时段期间存储在存储单元22中的传感器数据值也将变为接近于通过曲线51(或曲线61)示出的曲线的分布。因此，分布数据将变为具有这样的值的数据，即其中包含在曲线51(或曲线61)上或其附近的栅格(范围)内的传感器数据的数量将是众多的，并且包含在远离曲线51(或曲线61)的栅格(范围)中的传感器数据的数量是0或接近于0。
在步骤S56中，命令单元133使表示创建分布数据的分布数据生成标志变为ON。随后，该处理前进至步骤S57，并且然后返回到步骤S52。
在创建分布数据之后，按照步骤S52中的处理，在判断单元132自磁力传感器11获取传感器数据之后，在步骤S53中，判断分布数据生成标志是ON的，并且该处理前进至步骤S58。
在步骤S58中，判断单元132将通过步骤S52中的处理获取的传感器数据值同存储在存储单元22中的分布数据比较。当传感器数据值是包含分布数据上的规定传感器数据数量(例如，5个或更多)的范围的值时，判断单元132判断该传感器数据具有标准值，并且当该传感器数据值是包含少于规定数量的传感器数据的范围的值时，判断该传感器数据是异常值。换言之，标准值是处于数据采集时段期间恒定地由磁力传感器11输出的范围中的值，并且，例如，是处于图5的曲线51(或图6的曲线61)上或与其附近的范围中的值。同时，异常值是处于数据采集时段期间完全不由或几乎不由磁力传感器11输出的范围中的值，并且，例如，包括远离曲线51(或曲线61)的点52(或点62)的值。
在步骤S59中，判断单元132基于步骤S58的处理的结果，判断传感器数据值是否是标准值。
在步骤S59中，当判断传感器数据值是标准值时，该处理前进至步骤S65，并且判断单元132，在测量异常持续时间时，停止定时器，并且停止测量异常持续时间。随后，该处理前进至步骤S57，然后返回到步骤S52，并且重复后继的处理步骤。
在步骤S59中，当判断传感器数据值不是标准值(即其是异常值)时，该处理前进至步骤S60。
在步骤S60中，判断单元132判断是否已测量异常持续时间。当判断未测量异常持续时间时；即，当先前是标准值的传感器数据变为异常值时，该处理前进至步骤S64，并且判断单元132启动定时器，并且开始测量异常持续时间。判断单元132，基于该异常持续时间，测量其中传感器数据值持续处于异常值的状态的时间。随后，该处理前进至步骤S57，然后返回到步骤S52，并且重复后继的处理步骤。
在步骤S60中，当判断测量了异常持续时间时；即，当来自磁力传感器11的具有异常值的传感器数据是连续输出时，该处理前进至步骤S61。
在步骤S61中，判断单元132判断异常持续时间是否超过脱离检测时段。当判断异常持续时间未超过脱离检测时段时；即，当其中来自磁力传感器11的具有异常值的传感器数据是连续输出的时段未超过脱离检测时段时，步骤S62和S63的处理被跳过，该处理随后前进至步骤S57，返回到步骤S52，并且重复后继的处理步骤。
在步骤S61中，当判断异常持续时间已超过脱离检测时段时；即，当其中来自磁力传感器11的具有异常值的传感器数据是连续输出的时段超过脱离检测时段时，例如，作为车轮脱离的结果，当判断车轮邻近区中的磁力连续处于不同于在安装了车轮的状态中的分布的值(例如，由图5中的点52或图6中的点62表示的值)状态中时，该处理前进至步骤S62。
在步骤S62中，判断单元132经由输出单元13向脱离检测设备1的外部输出脱离通知信号(用于通知用户车轮已被窃)。
在步骤S63中，判断单元132停止定时器，并且停止测量异常持续时间。随后，该处理前进至步骤S57，然后返回到步骤S52，并且重复后继的处理步骤。
如上文所述，通过基于由磁力传感器11输出的传感器数据，检测由于车轮的脱离而引起的车轮邻近区中的磁力变为不同于在安装了车轮的状态中的分布的值，检测车轮的脱离。
而且，脱离检测设备可以组合前面的变动检测系统和分布数据检测系统，并且使用用于检测车轮脱离的组合检测系统。作为组合这两个系统的结果，该脱离检测设备将能够更加精确地检测车轮的脱离。
此外，使用该组合检测系统的脱离检测设备的构成示例同图9中示出的脱离检测设备101的构成示例相同，并且省去了其解释。
现通过参考图13和图14的流程图，解释通过脱离检测设备101执行的组合检测系统的脱离检测处理。此外，在该组合检测系统中的步骤S101～S107中执行的分布数据生成处理同分布数据检测系统中的图11的步骤S51～S57中执行的分布数据生成处理相同，并且省去了其解释。解释的是创建分布数据之后由脱离检测设备101执行的处理。而且，在下面的解释中，除非特别说明，否则所解释的情况是其中在对应于图11的步骤S57的处理的步骤S107中，用户未命令结束脱离检测处理并且该处理返回到步骤S102。
在步骤S105中，在创建分布数据之后，在步骤S106中，使分布数据生成标志变为ON，并且该处理前进至步骤S107，并且然后返回到步骤S102。
在步骤S102中，判断单元132基于通过磁力传感器11检测的车轮邻近区中的磁力，自磁力传感器11获取传感器数据，并且将其存储在存储单元22中。
在步骤S103中，命令单元133判断分布数据生成标志是否变为ON。这里，由于分布数据生成标志在步骤S106中的处理中变为ON，因此该处理前进至步骤S108。
在步骤S108中，判断单元132将通过步骤S102中的处理获取的传感器数据值同通过与前面的分布数据检测系统中的图11的步骤S58相似的处理而存储在存储单元22中的分布数据比较。
在步骤S109中，判断单元132基于步骤S108中的处理的结果，判断传感器数据值是否是标准值。
在步骤S109中，当判断传感器数据值是标准值时，该处理前进至步骤S115，并且判断单元132在测量异常持续时间时，停止定时器，并且停止异常持续时间的测量。随后，该处理前进至步骤S107，然后返回到步骤S102，并且重复后继的处理步骤。
在步骤S109中，当判断传感器数据值不是标准值时(即其是异常值)，该处理前进至步骤S110。
在步骤S110中，判断单元132将最新的传感器数据同通过与变动检测系统中的图8的步骤S12相似的处理而存储在存储单元22中的先前的传感器数据比较，并且判断x轴方向和y轴方向中的至少一个方向上的传感器数据值是否变动了变动阈值(0.8×|M1-M2|)或更多。当判断x轴方向和y轴方向中的至少一个方向上的传感器数据值变动了变动阈值或更多时，该处理前进至步骤S114。
然而，在步骤S110中，与变动检测系统中的图8的步骤S12的处理不同，传感器数据的变化不是基于传感器数据的平均值进行寻找，其是通过比较每个传感器数据值而寻找的。这是因为，分布数据不是基于传感器数据的平均值创建的，而是基于每个传感器数据创建的，并且，由于步骤S108中的传感器数据和分布数据的比较是针对每个传感器数据执行的，因此步骤S110中的处理也是基于每个传感器数据的变化而执行的。
在步骤S114中，判断单元132启动定时器，并且开始测量异常持续时间。判断单元132基于异常该持续时间，测量其中在保持异常值时传感器数据的变化连续处于小于变动阈值的稳定状态(M2±B)的时段；即，车轮邻近区中的磁力稳定于异常值M2时的时间。随后，该处理前进至步骤S107，然后返回到步骤S102，并且重复后继的处理步骤。
在步骤S110中，当判断x轴方向和y轴方向这两个方向上的传感器数据值都未变动变动阈值或更多时，该处理前进至步骤S111。
在步骤S111中，判断单元132判断异常持续时间是否超过规定的脱离检测时段。在未开始测量异常持续时间时，或者在自开始测量异常持续时间的时点起未经过脱离检测时段时，判断异常持续时间未超过脱离检测时段，并且步骤S112～S113的处理被跳过，该处理前进至步骤S107，随后返回到步骤S102，并且重复后继的处理步骤。
在步骤S111中，当判断异常持续时间超过脱离检测时段时；即，当x轴方向和y轴方向中的至少一个方向上的传感器数据值V变动了变动阈值(0.8×|M1-M2|)或更多时，传感器数据值变为异常值，并且，当保持于该异常值、并且其中平均值的变动范围小于变动阈值(M2±B)的稳定时段持续经过脱离检测时段时，例如，如通过图4中的区间T0之后的区间T2所示出的，由于车轮的脱离，车轮邻近区中的磁力将从值M1变化为值M2(通过图5的点52或图6的点62表示的值)，其不同于在安装了车轮的状态中的分布，并且，当判断为稳定于值M2时，该处理前进至步骤S112。
换言之，相比于分布数据检测系统，其在处于异常值的传感器数据持续经过脱离检测时段时判断车轮脱离，而不考虑传感器数据值是否稳定，该组和系统在传感器数据值变动了变动阈值或更多并变为异常值、并且该值在稳定状态中持续经过脱离检测时段时，判断车轮脱离。因此，更加准确的检测是可行的。
在步骤S112中，判断单元132经由输出单元13向脱离检测设备101外部输出脱离通知信号(用于通知用户车轮已被窃)。
在步骤S113中，判断单元132停止定时器，并且停止测量异常持续时间。随后，该处理前进至步骤S107，然后返回到步骤S102，并且重复后继的处理步骤。
此外，在测量异常持续时间的过程中，在步骤S110中，当判断x轴方向和y轴方向中的至少一个方向上的传感器数据的平均值变动了变动阈值或更多时；即，当传感器数据值不稳定地在短的周期中变动为异常值时，判断车轮邻近区中的磁力由于车轮脱离以外的原因而不稳定，并且该处理前进至步骤S114，定时器被重置，并且开始重新测量异常持续时间。
如上文所述，基于由磁力传感器11输出的传感器数据，由于车轮脱离导致车轮邻近区中的磁力相比于平稳状态而变化显著，并且通过检测该变化的状态变得稳定来检测车轮的脱离。
权利要求
1.一种用于检测车轮从车辆的脱离的脱离检测设备，包括检测装置，用于检测安装在所述车辆上的所述车轮处或接近所述车轮的所述车辆内部的磁力；和判断装置，用于基于通过所述检测装置检测的所述磁力值是否变化了规定的阈值或更多、以及以第一值为中心的第一稳定状态是否变化为以第二值为中心的第二稳定状态，判断所述车轮从所述车辆的脱离。
2.权利要求1的脱离检测设备，其中所述检测装置检测多个不同方向中的磁力，并且所述判断装置基于通过所述检测装置检测的所述磁力值同所述车轮安装在所述车辆上的状态中通过所述检测装置预先检测的磁力值分布的比较，判断所述车轮从所述车辆的脱离。
3.一种用于检测车轮从车辆的脱离的脱离检测设备，包括检测装置，用于检测安装在所述车辆上的所述车轮处或接近所述车轮的所述车辆内部的多个不同方向中的磁力；和判断装置，用于基于通过所述检测装置检测的所述磁力值同所述车轮安装在所述车辆上的状态中通过所述检测装置预先检测的所述磁力值分布的比较，判断所述车轮从所述车辆的脱离。
4.权利要求1～3的任何一个的脱离检测设备，进一步包括通知装置，用于通知通过所述判断装置已检测到所述车轮从所述车辆的脱离。
5.一种用于检测车轮从车辆的脱离的脱离检测方法，包括检测步骤，用于检测安装在所述车辆上的所述车轮处或接近所述车轮的所述车辆内部的磁力；和判断步骤，用于基于通过所述检测步骤中的处理所检测的所述磁力值是否变化了规定的阈值或更多、以及以第一值为中心的第一稳定状态是否变化为以第二值为中心的第二稳定状态，判断所述车轮从所述车辆的脱离。
6.一种用于检测车轮从车辆的脱离的脱离检测方法，包括检测步骤，用于检测安装在所述车辆上的所述车轮处或接近所述车轮的所述车辆内部的多个不同方向中的磁力；和判断步骤，用于基于通过所述检测步骤中的处理所检测的所述磁力值同所述车轮安装在所述车辆上的状态中通过所述检测步骤中的处理预先检测的磁力值分布的比较，判断所述车轮从所述车辆的脱离。
全文摘要
本发明涉及一种能够容易地且可靠地检测车轮从车辆脱离的脱离检测设备和方法。磁力传感器11检测安装在车辆上的车轮处或接近车轮的车辆内部空间中自然累积的磁力。控制单元21针对每个规定间隔，基于通过磁力传感器11检测的磁力，确定输出的传感器数据的平均值，在该传感器数据的平均值变动了规定的阈值或更多并且随后稳定于不处于平稳状态的值时，判断车轮从车辆脱离，并且控制输出单元13，以便于向外部输出脱离通知信号。本发明可以在用于汽车车轮的防盗设备中使用。
文档编号B60B3/16GK1759027SQ20048000653
公开日2006年4月12日 申请日期2004年11月30日 优先权日2003年12月9日
发明者大槻好之 申请人:欧姆龙株式会社