轮框环绕固定件松脱检测系统、方法与侦测器与流程

1.本发明涉及一种车辆配件状态的检测装置，尤其涉及一种轮框环绕固定件松脱检测系统、方法与侦测器。


背景技术：

2.为避免于车辆行驶中，当车胎爆裂时轮胎会卷入轮框内侧的凹槽或者轮框直接触地打滑，会于轮框周围的凹槽以紧束的方式安装一爆胎安全锁，通过爆胎安全锁的设置，让车辆在高速行驶中发生爆胎后，仍能正常行驶一段距离，提升车辆驾驶的安全性。
3.前述现有的爆胎安全锁是一种安装于轮框周围的轮框环绕固定件，此类的轮框环绕固定件要良好地发挥原有的功能，例如发挥支撑、咬合爆裂的轮胎功能的前提，都是需要牢牢地结合固定在轮框的周围才能发挥预定的功效，若轮框环绕固定件松脱时会与轮框产生碰撞，在车辆行驶的过程中发出异音甚至造成轮胎损坏，对车辆行驶的安全造成威胁。
4.为解决侦测轮框环绕固定件松脱的问题，如图7所示，有厂商在轮框环绕固定件，例如爆胎安全锁50的内侧凹槽设置一安全装置51，该安全装置51随着该爆胎安全锁50安装于一轮框52的周围时，是夹合在该爆胎安全锁50与该轮框52之间。于该安全装置51设有一壳体511，在该壳体511的顶部穿置一压钮512，该压钮512受一弹性组件513向上推动，当该安全装置51安装于该爆胎安全锁50时，该压钮512被该安全装置51的内面压入该外壳511内，使得该压钮512向上施力顶靠于该爆胎安全锁50的内侧，在该安全装置51的该壳体511内设有一检测组件514，该检测组件514用于检测该压钮512是否向该壳体511外凸出。
5.当前述现有的爆胎安全锁50松脱时，由于该安全装置51失去了夹合的拘束力量，该压钮512不再受该爆胎安全锁50的内面压迫，这时该压钮512会被该弹性组件513推动而向外凸出于壳体511，使该检测组件514侦测到该压钮512向外凸出的状况，因此判断该爆胎安全锁50松脱并提醒驾驶人，让驾驶人能实时地处理该爆胎安全锁50松脱的问题，避免进一步的损坏与危险发生。


技术实现要素：

6.由于将轮框环绕固定件安装于车辆的轮框时，若轮框环绕固定件松脱会使原有的功能失效、发出异音甚至可能损坏轮胎造成车辆行驶时的危险。为此，本发明设有可安装于轮框环绕固定件感测加速度数据的侦测器，通过加速度数据计算出轮胎的切线速度，透过轮胎的切线速度与实际车行速度的比较，达到判断轮框环绕固定件是否从轮框周围松脱的功效。
7.为达到上述发明目的，本发明提供一种轮框环绕固定件松脱检测系统，包括一结合至轮框环绕固定件的侦测器以及一与该侦测器无线信号连接的接收装置，其中：
8.该侦测器包括一控制器，以该控制器分别电连接一加速度侦测模组以及一无线传输模组，该加速度侦测模组感测车辆行驶时该侦测器旋转的加速度，以该无线传输模组向外传输该加速度侦测模组感测的加速度数据；
9.该接收装置，由本身计算或由外部获得车辆行驶时实际的一第一车行速度，该接收装置设有一侦测器信号接收模组，该侦测器信号接收模组与该无线传输模组无线连接，接收该加速度侦测模组感测的加速度数据；该接收装置储存有轮框或轮胎尺寸，或由外部接收轮框及/或轮胎的尺寸输入，透过轮框及/或轮胎的尺寸于该接收装置计算或将该些数据传给外部装置计算的方式，将该加速度数据计算为一第二车行速度，该第二车行速度为基于该加速度数据计算出的轮胎的切线速度，最后比较该第二车行速度与该第一车行速度。
10.进一步，本发明该接收装置包括一车身控制模组以及一胎压接收器，该胎压接收器透过一控制器局域网络总线与该车身控制模组电连接；该侦测器信号接收模组设于该胎压接收器，该加速度数据为加速度计数或加速度数值，当该侦测器信号接收模组接收的是加速度计数时，该胎压接收器将该加速度计数换算为该加速度数值，将该加速度数值传输至该车身控制模组。
11.更进一步，本发明于该车身控制模组接收轮框及/或轮胎的尺寸输入，以该车身控制模组计算该第一车行速度、该第二车行速度以及比较第一、第二车行速度的落差程度以判断该轮框环绕固定件是否从该轮框周围松脱，若判断松脱则令该接收装置发出一警报。
12.较佳的，本发明所述侦测器是无线胎压侦测器，于该控制器电连接一胎压侦测模组；该轮框环绕固定件是爆胎安全锁，于该爆胎安全锁形成一扣孔，该无线胎压侦测器设有一外壳，该控制器、该加速度侦测模组、该无线传输模组以及该无线胎压侦测器安装于该外壳内，于该外壳形成一凸扣，以该凸扣插扣于该扣孔将该无线胎压侦测器可拆卸地结合于该爆胎安全锁。
13.较佳的，本发明所述侦测器是无线胎压侦测器，于该控制器电连接一胎压侦测模组；所述轮框环绕固定件是束带，于该束带的一侧形成一以魔鬼毡黏扣而成的拘束构造，该无线胎压侦测器可拆卸地固定在该拘束构造内。
14.较佳的，本发明所述侦测器是无线胎压侦测器，于该控制器电连接一胎压侦测模组；所述轮框环绕固定件是爆胎安全锁，该爆胎安全锁设有一圆环本体，于该圆环本体的表面设有一容置槽，该无线胎压侦测器可拆卸地嵌设在该容置槽内，于该圆环本体的外表面形成一环绕该圆环本体且穿过该容置槽顶侧的长沟，在该长沟设置一环套在该圆环本体周围的固定带，该固定带穿过该容置槽顶侧的部分横跨、覆盖在该容置槽的顶部，藉此定位固定该无线胎压侦测器。
15.为达到上述发明目的，本发明提供一种轮框环绕固定件松脱检测方法，其步骤包括：
16.设置一应用于轮框环绕固定件的侦测器，该侦测器感测车辆行驶时该侦测器旋转的加速度，并且向外传输感测的加速度数据；
17.该车辆行驶的实际速度为一第一车行速度，接收该加速度数据、该轮框及/或轮胎的尺寸计算一第二车行速度，该第二车行速度为基于该加速度数据计算出的该轮胎的切线速度，比较该第二车行速度与该第一车行速度的落差程度判断该轮框环绕固定件是否从该轮框周围松脱。
18.进一步，本发明所述的侦测器是无线胎压侦测器；该加速度数据为加速度计数或加速度数值，当接收的是加速度计数时，将该加速度计数换算为该加速度数值，以该加速度
数值计算该第二车行速度。
19.更进一步，本发明判断第二、第一车行速度的落差程度的方式，是于车辆行驶过程中的多个时间点计算该第一车行速度与该第二车行速度，排除第二车行速度与第一车行速度的差值为最大以及最小的两个时间点的数据后，若其余第二车行速度与第一车行速度的差值大于一设定阀值的时间点超过一半，则判断该轮框环绕固定件已从该轮框周围松脱。
20.为达到上述发明目的，本发明还提供一种轮框环绕固定件松脱检测的侦测器，其步骤包括：
21.该侦测器包括一控制器，以该控制器分别电连接一加速度侦测模组以及一无线传输模组，该加速度侦测模组感测车辆行驶时该侦测器旋转的加速度数据，透过该无线传输模组由外部接收车辆行驶时实际的一车行速度以及轮框及/或轮胎的尺寸，该控制器透过轮框及/或轮胎的尺寸配合该加速度数据计算一第二车行速度，该第二车行速度为基于该加速度数据计算出的轮胎的切线速度，比较该第二车行速度与该第一车行速度的落差程度。
22.进一步，本发明所述侦测器是无线胎压侦测器，于该控制器电连接一胎压侦测模组。
23.更进一步，本发明所述比较该第二车行速度与该第一车行速度的落差程度，是于车辆行驶过程中的多个时间点计算该第一车行速度与该第二车行速度，排除第二车行速度与第一车行速度的差值为最大以及最小的两个时间点的数据后，若其余第二车行速度与第一车行速度的差值大于一设定阀值的时间点超过一半，则判断该轮框环绕固定件已从该轮框周围松脱。
24.本发明通过该侦测器感测取得该车辆行驶时，该轮框环绕固定件以及该侦测器随着该轮框旋转的加速度的数据，将该加速度数据配合该轮框及/或轮胎的尺寸计算为轮胎切线速度的第二车行速度后，比较第二车行速度与车辆实际的第一车行速度的落差程度，例如比较该车辆行驶过程中多个时间点中第一、第二车行速度的差值是否有半数超过大于设定的阀值，即可判断该轮框环绕固定件是否从该轮框周围松脱，也就是通过第一、第二车行速度的落差程度判断该轮框环绕固定件以及该侦测器是否有随着该轮框一同旋转。
25.通过上述检测该轮框环绕固定件是否有松脱的系统、方法与侦测器，让使用者在判断该轮框环绕固定件已由该轮框周围松脱后，能够重新将该轮框环绕固定件安装于该轮框的周围，使该轮框环绕固定件重新紧束于该轮框的周围而能够一同旋转，避免该轮框环绕固定件的功能因松脱而失效，或因安装状态不牢靠而在高速旋转时产生磨损、碰撞的异音，甩动该侦测器使其遭受破坏，甚至损坏轮胎造成车辆行驶时的危险。
附图说明
26.图1是本发明较佳实施例的侦测器与轮框环绕固定件的分解图。
27.图2是本发明较佳实施例的侦测器与接收装置的方块图。
28.图3是本发明较佳实施例的车辆安装接收装置的示意图。
29.图4是本发明较佳实施例的轮框环绕固定件与侦测器安装于轮胎的示意图。
30.图5是本发明另一较佳实施例的侦测器与轮框环绕固定件的立体图。
31.图6是本发明再一较佳实施例的侦测器与轮框环绕固定件的组合动作示意图。
32.图7是现有爆胎安全锁与安全装置安装于轮框周围的剖面图。
33.符号说明：
34.10车辆
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11轮框环绕固定件
35.111扣孔
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112拘束构造
36.113圆环本体
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114容置槽
37.115长沟
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116固定带
38.12轮框
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13轮胎
39.20侦测器
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21外壳
40.211凸扣
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22控制器
41.23加速度侦测模组
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24无线传输模组
42.25胎压侦测模组
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30接收装置
43.31车身控制模组
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32胎压接收器
44.321侦测器信号接收模组
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33控制器局域网络总线
45.50爆胎安全锁
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51安全装置
46.511壳体
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512压钮
47.513弹性组件
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514检测组件
48.52轮框
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轮框的切线速度为
[0049]vo
轮胎的切线速度
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[0050]ro
轮胎的半径
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加速度数值
具体实施方式
[0051]
为能详细了解本发明的技术特征及实用功效，并可依照说明书的内容来实施，进一步以如图式所示的较佳实施例，详细说明如下。
[0052]
请参看图1至图4所示的较佳实施例，本发明提供一种轮框环绕固定件松脱检测系统，包括一安装于车辆10的侦测器20以及一与该侦测器20无线信号连接的接收装置30，其中：
[0053]
该侦测器20是无线胎压侦测器并结合于一轮框环绕固定件11，该轮框环绕固定件11是链条型式的爆胎安全锁，配合该侦测器20于该轮框环绕固定件11形成一扣孔111，该轮框环绕固定件11被安装固定在该车辆10的轮框12周围的凹沟，于该轮框12周围亦安装一轮胎13；在本较佳实施例中该轮框12的直径尺寸为15英寸，该轮框12的半径约等于该侦测器20至该轮框12中心的长度，该轮胎13的尺寸规格为185/60r15，表示该轮胎13的截面宽度为185(mm)、扁平比为60(扁平比的定义为轮胎截面高度除以轮胎截面宽度，扁平比60表示轮胎截面高度为其截面宽度的60％)，并且适用安装于15英寸的轮框12。
[0054]
该侦测器20设有一外壳21，于该外壳21形成一凸扣211，以该凸扣211插扣于该扣孔111的方式，将无线胎压侦测器型态的该侦测器20可拆卸地结合于该轮框环绕固定件11，于该外壳21内设有一控制器22，以该控制器22分别电连接同样位于该外壳21内的一加速度侦测模组23、一无线传输模组24以及一胎压侦测模组25。
[0055]
该加速度侦测模组23感测该车辆10行驶时，该轮框12带动该轮框环绕固定件11以及该侦测器20旋转的加速度(向心加速度/离心加速度)，再以该无线传输模组24向外传输
该加速度侦测模组23感测的加速度数据，该加速度数据为加速度计数(count)或加速度数值(单位为m/s2)，该加速度计数是未换算成加速度数值的数据，于后续的计算运用时一概会先将该加速度计数换算为加速度数值进行计算。
[0056]
该接收装置30可为独立装置或安装在该车辆10的装置，独立装置例如手机、工具(tool)或计算机，安装在该车辆10的装置例如仪表装置，在本较佳实施例中该接收装置30是安装于该车辆10的仪表装置，该接收装置30包括一车身控制模组(body control module；bcm)31以及一胎压接收器32，该胎压接收器32透过一控制器局域网络总线(can bus)33与该车身控制模组31电连接；该车身控制模组31透过接收车辆10的abs控制系统(anti-lock braking system；abs防死锁系统)检测车轮转动速度的传感器的车速信号，或接收变速箱输出轴上的转速传感器的车速信号，将前述车速信号计算为车辆10行驶时(接近而等同于)实际的一第一车行速度；于该胎压接收器32设有一侦测器信号接收模组321，该侦测器信号接收模组321与该无线传输模组24无线连接，接收该加速度侦测模组23感测到的加速度数据，在本较佳实施例中该加速度数据是加速度计数，该胎压接收器32接收到该加速度计数后，将该加速度计数换算为该加速度数值并传输至该车身控制模组31。
[0057]
该接收装置30的车身控制模组31以透过输入接口或有线/无线联机工具的方式，接收该轮框12及该轮胎13的尺寸输入储存。透过该轮框12与该轮胎13的尺寸将该加速度数据，也就是加速度数值计算为一第二车行速度，该第二车行速度为基于该加速度数值算出的该轮胎13的切线速度。
[0058]
该轮框12的切线速度为vi；该轮胎13的切线速度为vo；该轮框12的半径为ri，其长度等于直径15英寸除以2，当计算时将其单位换算为米再经省略百分位后的数字后等于0.19m；该轮胎13的半径为ro，其轮胎直径＝轮框直径 胎边相反两侧的径向长度(轮胎截面高度*2)＝(轮框直径*2.54cm) (胎宽*扁平比)*2边再换算为公分因此除以10的长度因此该轮胎13半径ro的长度为前述的轮胎直径再除以2，经过将单位换算为米后，省略百分位后的数字等于0.3m。当车辆10行驶过程中，该侦测器20的加速度数值az为55.578g(1g＝9.8m/s2)时，此时的第一车行速度为53(km/h)，将上述数值统一以公制的单位(米、秒)代入下列公式计算，并于计算结果省略百分位以下的数字：
[0059][0060][0061][0062][0063]
比较前述第一车行速度与第二车行速度时，在本较佳实施例中是将数值以四舍五入法取概数至个位数的方式进行比较，由上述计算的结果可知：于某一时间点，当第一车行
速度为53(km/h)时，该加速度数值为55.578g，第二车行速度为58(km/h)。
[0064]
本发明前述较佳实施例系统的运用方法，是以加速度数据的加速度数值配合轮框12与轮胎13的尺寸计算出第二车行速度后，通过比较第一、第二车行速度的落差程度的方式，判断该轮框环绕固定件11是否从该轮框12的周围松脱；本较佳实施例松脱检测判断的方法说明如下：
[0065]
以下为该侦测器20安装于该车辆10左轮的该轮框环绕固定件11没有松脱的例子：于该车辆10行驶过程中的多个时间点，如本较佳实施例是在12个检测的时间点，分别以各时间点的加速度数值计算出第二车行速度，并与各时间点的第一车行速度结合为12笔数据，如以下的表格1所示：
[0066]
表格1：12个时间点的加速度数值与第一、第二车行速度及其差值表
[0067][0068]
计算表格1中12笔数据的第一、第二车行速度的差值(取绝对值)，将12笔资料的差值由小至大重新排列为12笔的数据笔数，如以下的表格2所示：
[0069]
表格2：重排表格1中12笔数据的第一、第二车行速度的差值表
[0070]
第一车行速度与第二车行速度的差值(km/h)000011134
4516
[0071]
排除表格2中差值最大与最小的两个时间点的数据(0与16)后，判断其他10笔数据，亦即判断其余10笔第二车行速度与第一车行速度的差值大于一设定阀值(例如在本较佳实施例中该设定阀值是5km/h)的时间点数量是否超过一半，如本较佳实施例差值超过5km/h的数据笔数为0，不足一半的数量，因此判断该轮框环绕固定件11没有从该左轮的轮框12的周围松脱。
[0072]
以下为该侦测器20安装于该车辆10右轮的该轮框环绕固定件11有松脱的例子：于该车辆10行驶过程中的多个时间点，如本较佳实施例是在12个检测的时间点，分别以各时间点的加速度数值计算出第二车行速度，并与各时间点的第一车行速度结合为12笔数据，如以下的表格3所示：
[0073]
表格3：12个时间点的加速度数值与第一、第二车行速度及其差值表
[0074][0075][0076]
计算表格3中12笔数据的第一、第二车行速度的差值(取绝对值)，将12笔资料的差值由小至大重新排列为12笔的数据笔数，如以下的表格4所示：
[0077]
表格4：重排表格3中12笔数据的第一、第二车行速度的差值表
[0078]
第一车行速度与第二车行速度的差值(km/h)55558
11111212121214
[0079]
排除表格4中差值最大与最小的两个时间点的数据(5与14)后，判断其他10笔数据，亦即判断其余10笔第二车行速度与第一车行速度的差值大于一设定阀值(例如在本较佳实施例中该设定阀值是5km/h)的时间点数量是否超过一半，如本较佳实施例差值超过5km/h的数据笔数为7，大于等于6次，超过一半的数量，因此判断该轮框环绕固定件11已从该右轮的轮框12的周围松脱。
[0080]
在本较佳实施例中上述车行速度的计算与判断是在该接收装置30的车身控制模组31进行，当车身控制模组31判断该轮框环绕固定件11已从该轮框12的周围松脱时，该车身控制模组31令该接收装置30发出一警报，当驾驶人受该警报的警示，得知该轮框环绕固定件11已松脱后，可将该轮框环绕固定件11重新牢靠地固定在该轮框12周围，避免该轮框环绕固定件11的功能因松脱而失效，或因安装状态不牢靠而在高速旋转时产生磨损，甚至甩动该侦测器20使其因碰撞而遭受破坏。
[0081]
本发明除前述较佳实施例，是以该接收装置30的车身控制模组31计算车速信号得出车辆10实际行驶的第一车行速度以外，该接收装置30也可以透过无线、有线连接的方式，由外部获得车辆10实际的第一车行速度，例如由位于车辆10上的gps定位装置，或能于外部侦测、计算该车辆10行进状态的监控装置来获得车辆10实际行驶的第一车行速度。
[0082]
本发明除前述较佳实施例，是将加速度数值、轮框12与轮胎13的尺寸等数据汇集于车身控制模组31后，于该车身控制模组31计算第二车行速度以及比较第一车行速度与第二车行速度的落差程度的程序以外，该接收装置30也可以将获得的加速度数值、轮框12与轮胎13的尺寸，以该侦测器信号接收模组321此类无线模组或于该车身控制模组31另设有的无线模组、有线的总线，将该些数据传输给外部装置接收，例如传输给手机、工具(tool)或计算机等其他具有无线或有线网络信号传输、数据运算能力的外部装置，来进行第二车行速度以及第二、第一车行速度的比较判断，再依据判断结果发出该轮框环绕固定件11已松脱的警报或警报信号。
[0083]
本发明除了是将系统分为该侦测器20以及该接收装置30的两部分以外，也可以将该接收装置的计算、运算功能整合于该侦测器20。这时该侦测器20可为较佳实施例中所述的无线胎压侦测器，或具有加速度侦测、无线传输及运算功能的侦测器。在此较佳实施的态样中，该侦测器20由外部以有线或无线的方式接收该轮框12及该轮胎13的尺寸输入，例如以工具(tool)向该侦测器20输入该轮框12及该轮胎13的尺寸，并由该无线传输模组24接收外部提供的第一车行速度，例如由车身控制模组31另设的无线模组或由gps装置无线传输而来的第一车行速度，于该侦测器20的控制器22将加速度数值以及接收到的轮框12与轮胎13的尺寸等数据计算为第二车行速度(计算公式如较佳实施例所述)，并于该控制器22进行比较第一车行速度与第二车行速度的落差程度的程序(列举比较程序如前述较佳实施例的
记载)，依据判断结果发出该轮框环绕固定件11已松脱的警报或警报信号。
[0084]
本发明除前述较佳实施例，是将该轮框环绕固定件11设为爆胎安全锁以外，如图5所示的另一较佳实施例，也可以将该轮框环绕固定件11设为可拆卸地紧束在该轮框12周围固定的束带，并于束带的一侧形成一以魔鬼毡黏扣而成的拘束构造112，该无线胎压侦测器型式的侦测器20(相较于前述的侦测器删减了不需要的凸扣211的构造)是以可拆卸的方式固定在该拘束构造112内；并且该侦测器20除了前述较佳实施例是设为无线胎压侦测器以外，该侦测器20的型式不限于无线胎压侦测器，只要该侦测器20具备向外无线传输该轮框12带动该轮框环绕固定件11、该侦测器20旋转的加速度数据的功能，即可构成本发明的系统并实现本发明检测、判断该轮框环绕固定件11是否松脱的方法。
[0085]
本发明除前述较佳实施例，是将该轮框环绕固定件11设为链条型式的爆胎安全锁以外。如图6所示的再一较佳实施例，也可以将该轮框环绕固定件11设为圆环型式的爆胎安全锁，其构造是设有一c形的圆环本体113，于该圆环本体113一侧的表面设有一容置槽114，于该圆环本体113外表面的中间以环绕该圆环本体113一圈的方式，形成一穿过该容置槽114顶侧的长沟115，将前述的侦测器20嵌入该容置槽114，在该长沟115设置一环套在该圆环本体113周围且能调整环套的松紧程度的固定带116，该固定带116穿过该容置槽114顶侧的部分横跨、覆盖在该容置槽114的顶部，使得该固定带116除了拘束、固定该圆环本体113以外，还将该侦测器20定位固定在该容置槽114内，使该侦测器发挥侦测该侦测器20旋转的加速度数据以及/或侦测胎压的功能。
[0086]
本发明除前述较佳实施例或该较佳实施例的其他实施变化，在计算第二车行速度时，是以该轮框12与该轮胎13的尺寸配合该加速度数据计算得出第二车行速度以外，由于一般车辆配合同尺寸轮框12的轮胎13尺寸范围有限，由轮框12的尺寸能推算出轮胎13半径的尺寸范围。
[0087]
当已知轮框12的尺寸时，于第二车行速度的计算时，选择性地取该轮胎13半径尺寸范围的中间数，再与轮框12的尺寸、加速度数据计算(概算)出轮框环绕固定件11松脱/未松脱的第二车行速度来与实际的第一车行速度比较；相对的，由轮胎13的尺寸中例如「185/60r15」的尺寸标示已包含了轮框12的尺寸。当已知轮胎13的尺寸时，于计算时由轮胎13的尺寸得出轮框12的尺寸，再与轮胎13的尺寸、加速度数据计算出该轮框环绕固定件11松脱/未松脱的第二车行速度来与实际的第一车行速度比较。也就是本发明在较佳实施例或该较佳实施例的其他实施变化中，无论是同时获得该轮框12与该轮胎13的尺寸，还是单独得到该轮框12的尺寸或该轮胎13的尺寸，都能计算得出第二车行速度来与车辆10实际的第一车行速度比较落差程度。
[0088]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明主张的权利范围，凡其它未脱离本发明所揭示的精神所完成的等效改变或修饰，均应包括在本发明的权利要求内。