本發(fā)明涉及檢測車輛的運(yùn)動(dòng),所述車輛包括輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(tpms)。
背景技術(shù):
通常,輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(tpms)的車輪可安裝單元包括運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置,用于檢測它們安裝在其上的車輪正在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間,并因此檢測車輛正在運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。因此當(dāng)車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),所述tpms可采用“睡眠”模式以保存電池能量。一般地,運(yùn)動(dòng)感應(yīng)裝置為加速度計(jì)或者震動(dòng)傳感器。震動(dòng)傳感器的缺點(diǎn)在于它們較大,且占據(jù)車輪單元上的可用有限空間的相當(dāng)大一部分,一般在它的印刷電路板(pcb)上。它們還需要具有高輸入阻抗的接口電路。所述接口電路對在pcb上的任何污染物都敏感,如焊劑殘留物和水氣。這些問題可導(dǎo)致當(dāng)車輛不運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)檢測的失?。贿@個(gè)問題有時(shí)被稱為恒定喚醒(constantwake)。消除振動(dòng)傳感器將會(huì)避免這些問題,且還減少了成本。
加速度計(jì)一般與至少一個(gè)信號(hào)調(diào)解電路和/或asic或數(shù)據(jù)處理集成電路集裝在一起,且一般用已建立的mems工藝微加工。加速度計(jì)的缺點(diǎn)在于其需要校準(zhǔn)且價(jià)格昂貴。
因此希望提供可替代的工具,用于檢測車輪轉(zhuǎn)動(dòng)和因此檢測車輛運(yùn)動(dòng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的第一方面提供一種用于輪式車輛的輪胎壓力監(jiān)測裝置,所述裝置包括:
壓力傳感器,其用于在所述車輛的輪胎中測量流體壓力并產(chǎn)生表明所述流體壓力的輸出信號(hào);
用于從所述輸出信號(hào)確定所述輸出信號(hào)的功率指示的工具;和
用于依據(jù)所述確定的功率指示,檢測所述車輛是處于靜止中還是處于運(yùn)動(dòng)中的工具。
所述檢測工具可配置成如果所述確定的功率指示超出閾值,則確定所述車輛在運(yùn)動(dòng)中。
所述檢測工具可配置成如果所述確定的功率指示顯示為所述功率已經(jīng)改變多于閾限量,則確定所述車輛是否在運(yùn)動(dòng)中。
優(yōu)選地,所述功率指示包括所述輸出信號(hào)差別的測量。
便利地,所述確定工具配置成用于確定關(guān)于所述輸出信號(hào)整個(gè)頻譜的所述功率指示。任選地,所述確定工具配置成用于確定關(guān)于至少一個(gè)頻帶的所述功率指示,所述至少一個(gè)頻帶對應(yīng)于所述輸出信號(hào)的一部分頻譜。例如,所述至少一個(gè)頻帶包括如下頻帶的任意一個(gè)或多個(gè):0至500hz;0至300hz;0至100hz;200-300hz。
通常地,所述確定工具包括用于測量所述輸出信號(hào)的特性(如幅度)的工具,從所述輸出信號(hào)可以計(jì)算所述功率指示。
在一些實(shí)施例中,所述輸出信號(hào)包括第一和第二互補(bǔ)差分信號(hào),所述特性為所述第一和第二差分信號(hào)之差。
所述測量工具可配置成采樣所述輸出信號(hào),并測量關(guān)于每個(gè)信號(hào)樣本的所述特性。優(yōu)選地,所述確定工具配置成從多個(gè)所述信號(hào)樣本的相應(yīng)測量的特性中確定所述功率指示。關(guān)于評(píng)估期,可采用所述多個(gè)信號(hào)樣本,所述確定工具被配置成為所述評(píng)估期確定所述功率指示。所述裝置可配置成執(zhí)行所述評(píng)估期的多種情況,優(yōu)選地為周期性地。所述運(yùn)動(dòng)檢測工具可配置成確定關(guān)于評(píng)估期或每個(gè)評(píng)估期,所述車輛是否處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
在優(yōu)選實(shí)施例中,至少所述測量工具由測量裝置執(zhí)行,所述測量裝置包括用于測量所述輸出信號(hào)的電路。所述測量裝置可包括用于采樣所述壓力傳感器輸出信號(hào)的采樣電路,且其中,優(yōu)選地,所述壓力傳感器配置成用于產(chǎn)生包括第一和第二互補(bǔ)差分信號(hào)的輸出信號(hào),所述采樣電路配置成用于采樣兩個(gè)所述差分信號(hào)。任選地,所述測量裝置包括用于測量關(guān)于每個(gè)樣本的所述特性的測量電路,優(yōu)選地從每個(gè)所述差分信號(hào)的各自對應(yīng)樣本值中測量。
在優(yōu)選實(shí)施例中,所述測量裝置包括用于儲(chǔ)存通過所述采樣電路得到的信號(hào)樣本值或每個(gè)信號(hào)樣本值的工具。所述壓力傳感器可配置成產(chǎn)生包括第一和第二互補(bǔ)差分信號(hào)的輸出信號(hào),且其中所述測量裝置包括:用于采樣所述壓力傳感器輸出信號(hào)的兩個(gè)所述差分信號(hào)的采樣電路;用于儲(chǔ)存相應(yīng)樣本值的工具;和用于從每個(gè)所述差分信號(hào)的各自對應(yīng)樣本值中測量關(guān)于每個(gè)樣本的所述特性的測量電路。
在優(yōu)選實(shí)施例中,所述儲(chǔ)存工具包括至少一個(gè)用于信號(hào)樣本值或每個(gè)信號(hào)樣本值的相應(yīng)電容器。
所述測量電路可配置成用于測量每個(gè)所述差分信號(hào)的各自對應(yīng)樣本值之差。每個(gè)所述差分信號(hào)的各自對應(yīng)樣本值可由相應(yīng)的儲(chǔ)存裝置儲(chǔ)存,且所述測量電路配置成用于從相應(yīng)的儲(chǔ)存裝置中釋放所述樣本值中的一個(gè),所述測量電路包括以下工具或可與以下工具合作:用于確定所述釋放的樣本值與所述其它樣本值匹配所花時(shí)間的工具,其中所述時(shí)間優(yōu)選地提供所述特性的測量。所述相應(yīng)的儲(chǔ)存裝置優(yōu)選地包括至少一個(gè)相應(yīng)電容器。
在優(yōu)選實(shí)施例中,在使用中,所述一個(gè)樣本值被釋放至第一比較器輸入端,而其它的樣本值被呈現(xiàn)在第二比較器輸入端,當(dāng)所述釋放的樣本值與其它的樣本值相匹配時(shí),所述比較器提供輸出指示。
一般地,所述裝置包括控制器,所述控制器配置成用于執(zhí)行所述運(yùn)動(dòng)檢測工具。
所述裝置可包括配置成用于執(zhí)行所述確定工具而不是所述測量工具的控制器。
本發(fā)明的第二方面提供一種用于輪式車輛的輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明第一方面的輪胎壓力監(jiān)測裝置,在使用時(shí),所述輪胎壓力監(jiān)測裝置安裝在所述車輛的車輪上,所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括與所述至少一個(gè)輪胎壓力監(jiān)測裝置無線通訊的中央控制器。
本發(fā)明的第三方面提供一種包括本發(fā)明第一方面所述的輪胎壓力監(jiān)測裝置的輪式車輛。
本發(fā)明第四方面提供一種由輪胎壓力傳感器檢測車輛運(yùn)動(dòng)的方法,所述方法包括:
從所述壓力傳感器的輸出信號(hào)確定所述輸出信號(hào)的功率指示;和
根據(jù)所述確定的功率指示檢測所述車輛是處于靜止中還是處于運(yùn)動(dòng)中。
在一些實(shí)施例中,可從所述tpms的車輪可安裝單元中省略掉震動(dòng)傳感器、加速度計(jì)或其它加速度傳感裝置。這不僅減少了車輪單元的成本,還減少了測試的費(fèi)用。它還節(jié)省了空間。
由于對污染物(如焊劑殘留物和水氣)不敏感,因此優(yōu)選實(shí)施例為運(yùn)動(dòng)檢測的問題提供更可靠的解決方案。
在震動(dòng)傳感器等不能被省略掉的情況,例如在用振動(dòng)傳感器等執(zhí)行車輪自動(dòng)定位的tpms中,可加入本發(fā)明實(shí)施例來實(shí)施恒定喚醒的檢查。例如,若振動(dòng)傳感器指示運(yùn)動(dòng),且壓力傳感器運(yùn)動(dòng)檢查電路指示不運(yùn)動(dòng),則可假設(shè)車輛沒有在運(yùn)動(dòng),因此防止了恒定喚醒情況的發(fā)生。
對于不執(zhí)行自動(dòng)定位的車輪可安裝tpms裝置,本發(fā)明允許省略掉加速度傳感裝置(如振動(dòng)傳感器或加速度計(jì)),用從所述壓力傳感器的輸出來代替確定所述車輛是否正在運(yùn)動(dòng)。
在瀏覽以下具體實(shí)施例的描述和參照附圖后,本發(fā)明的其他有利方面對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講將是顯而易見的。
附圖說明
現(xiàn)通過實(shí)例和參照附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例,其中:
圖1為包括輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)的車輛的框圖;
圖2為體現(xiàn)本發(fā)明一方面的輪胎壓力監(jiān)測裝置的框圖,所述裝置為圖1的輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)的車輪可安裝組件;
圖3為說明來自壓力傳感器的示例性輸出信號(hào)的圖,所述壓力傳感器包括在圖1的輪胎壓力監(jiān)測裝置中;
圖4為說明在頻域中,壓力傳感器的輸出信號(hào)的圖;和
圖5為信號(hào)測量裝置的一個(gè)實(shí)例的電路圖,所述信號(hào)測量裝置適用于本發(fā)明的實(shí)施例,顯示連接至壓力傳感器。
具體實(shí)施方式
圖1示出了輪式車輛100的系統(tǒng)示意圖,每個(gè)車輪包括安裝在輪輞上的輪胎。車輪的布置和數(shù)量可根據(jù)車輛而變化。在這個(gè)實(shí)例中,示出了4個(gè)車輪101、102、103和104。每個(gè)車輪與輪胎壓力監(jiān)測裝置(也被稱為tpms傳感器或tpms裝置)111、112、113和114相適應(yīng),所述輪胎壓力監(jiān)測裝置為輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(tpms)的車輪可安裝組件。所述tpms裝置可安裝至輪胎或相應(yīng)車輪的輪輞。所述車輛包括控制單元,例如電子控制單元(ecu)120,其配置成用于接收和處理來自所述tpms裝置111、112、113、114的傳輸,并因此形成所述tpms的一部分。所述ecu120一般包括至少tpms接收器121、控制器122和與其它車輛電子裝置123通訊的工具,如can或lin總線。所述tpms接收器121接收信號(hào),一般從tpms裝置111、112、113、114無線地接收信號(hào),且所述控制器122配置成用于處理信號(hào),以執(zhí)行輪胎壓力監(jiān)測,其性質(zhì)可根據(jù)系統(tǒng)的不同而不同。
圖2示出所述tpms裝置111、112、113、114的實(shí)施例的框圖。所述tpms裝置包括中央控制器201,它可包括相配的程序處理器,例如專用微型處理器或微型控制器,或其它可編程處理裝置??商峁?biāo)準(zhǔn)組件如ram儲(chǔ)存器、adc、i/o接口、時(shí)鐘振蕩器和中央微型處理器(未示出),所述組件一般被集成到單個(gè)芯片上?;蛘撸捎猛耆貫閠pms應(yīng)用而設(shè)計(jì)的定制微型處理器,例如專用集成電路(asic),并且可使輔助的組件(如溫度傳感器)一體化。
所述tpms裝置一般由電池204提供動(dòng)力,雖然可以使用其它微型電源,如熱電的和/或壓電的發(fā)電機(jī)和/或電磁感應(yīng)裝置來替代電池,或者除了電池以外,可以使用其它微型電源,如熱電的和/或壓電的發(fā)電機(jī)和/或電磁感應(yīng)裝置??商峁┺D(zhuǎn)發(fā)器206,以接收命令信號(hào)(如,用于編程tpms裝置),優(yōu)選地在125khz。任選地,可提供一個(gè)或多個(gè)其它傳感器,如溫度傳感器或震動(dòng)傳感器(未示出)??商峁﹤鹘y(tǒng)的接口電路(未示出),以使這些傳感器能夠與控制器201連接。有利地,本發(fā)明允許從tpms裝置中省略掉運(yùn)動(dòng)檢測裝置,如震動(dòng)傳感器、加速度計(jì)或滾動(dòng)開關(guān)。然而,在一些情況下,可提供這些傳感器用于除了運(yùn)動(dòng)檢測以外的其它目的。例如,可提供一個(gè)或多個(gè)震動(dòng)傳感器,以使tmps執(zhí)行輪胎自動(dòng)定位。
提供壓力傳感器208,如壓阻傳感器或壓電或電容基壓力傳感器,用于測量在相應(yīng)輪胎中的流體(一般為空氣或其它氣體)壓力。在優(yōu)選實(shí)施例中,所述壓力傳感器208為mems(微機(jī)電的)壓力傳感器。
所述壓力傳感器208連接至測量裝置203,用于采用從壓力傳感器208接收的信號(hào)來測量輪胎壓力,并用于將相應(yīng)的測量信息提供至控制器201。在一般的實(shí)施例中,所述測量裝置203包括電子電路(未示出),其用于執(zhí)行為了輪胎壓力監(jiān)測目的的壓力測量。這種電路的配置可以是常規(guī)的且可以變化,但一般包括至少一個(gè)放大器,任選地至少一個(gè)濾波器,通常地還有用于測量壓力值的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)(未示出)。在常規(guī)的壓力測量期間,在控制器201的控制下,所述測量裝置203間隔地采樣所述壓力傳感器208的輸出,并將相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)傳達(dá)至控制器201。
在本發(fā)明實(shí)施例中,所述測量裝置203配置成為了運(yùn)動(dòng)檢測的目的而監(jiān)測壓力傳感器208的輸出,如下面更詳細(xì)的描述。
配有天線209的發(fā)射器205用于向車輛ecu120進(jìn)行傳輸,優(yōu)選地在315或者433mhz處。
在一般的實(shí)施例中,所述tpms裝置111、112、113、114可類似于已知的tpms裝置,且可與已被本領(lǐng)域技術(shù)人員所知悉的那些裝置共享很多特征。tpms系統(tǒng)的基本原理可保持相同-在使用中附接至車輛車輪的自供電tpms裝置,以允許其測量壓力和任選地測量輪胎中氣體的溫度的方式。通常周期性地進(jìn)行壓力測量。在使用中,所述tpms裝置將表示所測量參數(shù)的數(shù)據(jù)傳輸至外部控制器(如車輛ecu120)。也可以提供溫度傳感器??砂惭b氧傳感器,以確定在輪胎中的氣體為空氣還是大氣氮。
在完成本發(fā)明時(shí),認(rèn)識(shí)到當(dāng)車輛在運(yùn)動(dòng)時(shí),輪胎壓力呈現(xiàn)出相對小的變化,但這沒有在當(dāng)車輛在靜止時(shí)觀察到。例如,對于一般的車輛,車輛運(yùn)動(dòng)在輪胎壓力中產(chǎn)生波動(dòng),具有大約+/-30mpsi的偶發(fā)峰值。因此,將車輛在運(yùn)動(dòng)時(shí)與車輛靜止時(shí)相比,在壓力傳感器的輸出之間存在明顯的差別。這在圖3中說明,圖3示出當(dāng)車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)(p_stat)和當(dāng)車輛在運(yùn)動(dòng)時(shí)(p_mov),來自壓力傳感器208的相應(yīng)的采樣輸出信號(hào)??梢钥吹?,當(dāng)車輛處于靜止時(shí),輸出信號(hào)p_stat的幅度基本上為零(盡管一般地存在一些信號(hào)噪音),然而當(dāng)車輛正在運(yùn)動(dòng)時(shí),輸出信號(hào)p_mov包括具有峰-峰幅度約為0.1mv至1mv的信號(hào)分量。
這樣的壓力變化可由許多因素的任意一個(gè)或多個(gè)引起。例如,可以觀察到輪胎與地面的滾動(dòng)接觸可在輪胎內(nèi)引起聲波共振,一般地以200hz至300hz之間的頻率。其它因素包括輪胎在與地面滾動(dòng)接觸期間的變形,地面與輪胎滾動(dòng)接觸期間的相對粗糙度,和由車輛減震器的動(dòng)作產(chǎn)生的并傳遞到輪胎的力。輪胎壓力變化導(dǎo)致一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的信號(hào)分量存在于壓力傳感器208的輸出信號(hào)中,所述信號(hào)分量在可預(yù)測的頻率呈現(xiàn),或存在于可預(yù)測的頻帶中。
例如,參考圖4,壓力傳感器208的輸出信號(hào)可包括約200hz至300hz之間的信號(hào)分量401,對應(yīng)于由輪胎和地面滾動(dòng)接觸所引起的聲波共振,以及一個(gè)或多個(gè)在最高達(dá)約100hz頻率的其它信號(hào)分量402,對應(yīng)于其它因素,例如以上所述的那些。更普遍地,由車輛運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的信號(hào)分量可以最高達(dá)約500hz的頻率呈現(xiàn),但最普遍地以約0-300hz的頻率呈現(xiàn)。
因此,通過分析壓力傳感器的輸出并確定其是否包括一個(gè)或多個(gè)與車輛運(yùn)動(dòng)相關(guān)的信號(hào)分量,關(guān)于所述車輛是否在運(yùn)動(dòng),可做出決定。
任選地,這可通過以下方法來實(shí)現(xiàn):檢測(直接地)一個(gè)或多個(gè)相關(guān)信號(hào)分量(如對應(yīng)于聲波共振的在200hz至300hz的信號(hào)分量)是否存在于壓力傳感器輸出端中,如果是,確定所述車輛在運(yùn)動(dòng)中。這可涉及將測量裝置203和/或控制器201配置到濾波器,和/或執(zhí)行壓力傳感器輸出信號(hào)的頻率分析,例如用模擬和/或數(shù)字信號(hào)處理電路和/或信號(hào)處理軟件?;蛘?,可測量在一個(gè)或多個(gè)相關(guān)頻帶(如高達(dá)100hz、高達(dá)300hz、高達(dá)500hz和/或200-300hz)的壓力傳感器輸出信號(hào)的功率,若它超出了閾值,則可確定所述車輛正在運(yùn)動(dòng)。然而,涉及濾波和/或頻率分析的信號(hào)處理相對昂貴,因此可優(yōu)選較不復(fù)雜的方法。
為此,可以觀察到,可通過測量橫跨壓力傳感器輸出信號(hào)的整個(gè)頻譜的功率,來測量與車輛運(yùn)動(dòng)相關(guān)的信號(hào)分量所產(chǎn)生的壓力傳感器輸出信號(hào)的功率,即不限于任意特別的頻帶。這是因?yàn)?,?dāng)車輛處于靜止時(shí),一般地在壓力傳感器的輸出信號(hào)中基本沒有功率,雖然少量的功率可作為信號(hào)噪音的結(jié)果而存在。在任意情況下,當(dāng)所述車輛在運(yùn)動(dòng)時(shí)與其不運(yùn)動(dòng)時(shí)相比,完整信號(hào)(即不僅僅在某一個(gè)(些)頻帶)的功率可辨別地更高。因此,可通過判斷所述壓力傳感器輸出信號(hào)的功率是否達(dá)到一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測閾,對所述車輛是否在運(yùn)動(dòng)作出判斷。在優(yōu)選實(shí)施例中,若所述壓力傳感器輸出信號(hào)的功率水平超過了閾值,可判斷所述車輛正在運(yùn)動(dòng)?;蛘?,或另外,若所述壓力傳感器輸出信號(hào)的功率水平增加大于一個(gè)閾值,可判斷所述車輛正在運(yùn)動(dòng)??蓱{經(jīng)驗(yàn)判斷所述閾值或每個(gè)閾值,但在任意情況下,將其設(shè)定以防止可作為信號(hào)噪音的結(jié)果存在的任意功率所引起的錯(cuò)誤檢測,或使其最小化。
因此,在優(yōu)選實(shí)施例中,所述測量裝置203配置成用于充當(dāng)功率監(jiān)測器,且為此包括用于監(jiān)測壓力傳感器輸出信號(hào)的功率的工具,所述工具一般包括電的和/或電子的電路。所述測量裝置203可配置成用于測量功率,如確定總功率的值、平均功率、rms水平或信號(hào)的其它功率測量。然而優(yōu)選地,所述測量裝置203配置成用于監(jiān)測所述壓力傳感器輸出信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)特性,其指示信號(hào)功率水平。在優(yōu)選實(shí)施例中,所述測量裝置203配置成用于監(jiān)測,更特別是用于測量所述壓力傳感器輸出信號(hào)的差異,所述差異指示信號(hào)功率。
在任意情況下,在優(yōu)選實(shí)施例中,所述測量裝置203產(chǎn)生輸出信號(hào),所述輸出信號(hào)指示壓力傳感器輸出信號(hào)的功率,或其可用于評(píng)估壓力傳感器輸出信號(hào)的功率。將來自測量裝置203的輸出信號(hào)傳送至控制器201,所述控制器201對所述信號(hào)進(jìn)行分析以判斷車輛的運(yùn)動(dòng)是否被檢測。因此,控制器201起到運(yùn)動(dòng)檢測器的作用。這可涉及將測量的差異(或其它測量的功率指示)與相關(guān)的閾值或每個(gè)相關(guān)的閾值進(jìn)行對比,且若達(dá)到一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的閾值,則判斷所述車輛在運(yùn)動(dòng)中?;蛘呋蛄硗?,這可涉及將測量的差異變化(或其它測量的功率指示)與相關(guān)的閾值或每個(gè)相關(guān)的閾值進(jìn)行對比,且若達(dá)到一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的閾值,則判斷所述車輛在運(yùn)動(dòng)中。
或者,所述測量裝置203可配置成用于將測量的差異(或其它測量的功率指示)與相關(guān)的閾值或每個(gè)相關(guān)的閾值進(jìn)行對比,或?qū)y量的差異變化(或其它測量的功率指示)與相關(guān)的閾值或每個(gè)相關(guān)的閾值進(jìn)行對比。這可以通過例如提供相配的比較器電路(未闡明)來實(shí)現(xiàn)。因此,所述測量裝置203可起到運(yùn)動(dòng)檢測器的作用。在這些實(shí)施例中,由所述測量裝置203提供至控制器201的輸出信號(hào)指示運(yùn)動(dòng)是否被檢測,且所述控制器201相應(yīng)地配置成用于解讀它。
有許多方法用常規(guī)電的和/或電子的電路執(zhí)行測量裝置203,這對于技術(shù)人員來說將是顯而易見的。現(xiàn)參考圖5對優(yōu)選的實(shí)施進(jìn)行描述。
圖5示出了測量裝置203的實(shí)施例,其連接至壓力傳感器208的實(shí)施例。僅僅示出測量裝置203的用于為運(yùn)動(dòng)檢測的目的而監(jiān)測壓力傳感器輸出端的功率(或相關(guān)的特性)的那些組件。實(shí)際上,測量裝置203可包括用于執(zhí)行其它測量(如常規(guī)的壓力測量)的其它電路。假設(shè)所述壓力傳感器208為電阻電橋傳感器,并且包括電阻電橋電路230。傳感器230包括布置在電橋電路中的電阻元件r1、r2、r3、r4,在該實(shí)例中為惠斯特電橋配置。在電阻器r1和r2之間的共同節(jié)點(diǎn)連接至電池204的正極端,在電阻器r3和r4之間的共同節(jié)點(diǎn)連接至電池204的負(fù)極端。在電阻器r1和r3之間的共同節(jié)點(diǎn)vp-和在電阻器r2和r4之間的共同節(jié)點(diǎn)vp+分別提供傳感器208的正極和負(fù)極輸出信號(hào),即傳感器208產(chǎn)生差分輸出信號(hào)。電阻器r1、r2、r3、r4中的至少一個(gè)具有隨壓力變化的電阻,且為此可例如包括壓阻元件。在使用中,當(dāng)壓力傳感器208暴露于輪胎中的流體時(shí),電橋電路的至少一個(gè)臂的電阻隨著流體壓力而變化,因此在vp+、vp-的傳感器輸出信號(hào)相應(yīng)地變化。優(yōu)選地,提供電容器c1和c2,以限制輸出信號(hào)的帶寬。例如,可選擇電容器以將帶寬限制到例如最高達(dá)500hz或允許需要的信號(hào)分量被檢測,同時(shí)過濾更高頻率的噪音的其它上限。電容器c1、c2連接在相應(yīng)的輸出端節(jié)點(diǎn)vp-、vp+和電池負(fù)極端之間。
所述測量裝置203包括采樣電路232,所述采樣電路232包括一個(gè)或多個(gè)用于儲(chǔ)存采樣信號(hào)值的儲(chǔ)存裝置或工具。在這個(gè)實(shí)施例中,儲(chǔ)存工具包括電容器c3、c4,分別用于儲(chǔ)存來自于傳感器208的負(fù)極和正極輸出端vp+、vp-的采樣信號(hào)值。所述采樣電路232包括開關(guān)sw1、sw2,它們可操作以分別采樣在vp+、vp-的負(fù)極和正極輸出信號(hào)。該布置使得當(dāng)開關(guān)sw1、sw2關(guān)閉時(shí),相應(yīng)的輸出信號(hào)(電壓)水平控制相應(yīng)的電容器c3、c4,因此儲(chǔ)存相應(yīng)的樣本值??砂葱枰x擇采樣速率,但優(yōu)選地在每秒10至50個(gè)樣本的范圍內(nèi)。
測量裝置203進(jìn)一步包括樣本測量電路234,用于測量輸出信號(hào)的特性,所述輸出信號(hào)的特性指示信號(hào)功率,或至少其可用于計(jì)算信號(hào)功率的指示。在這個(gè)實(shí)施例中,所述樣本測量電路234測量各自對應(yīng)的樣本值之差,所述樣本值取自輸出端vp+、vp-,在本例中,儲(chǔ)存于電容器c3、c4中。由于傳感器輸出為差分信號(hào),相應(yīng)正極和負(fù)極樣本值之差指示輸出信號(hào)的幅度,其可用于估計(jì)所述信號(hào)的差異,因此估計(jì)信號(hào)功率。
為此,所述樣本測量電路234包括比較器236,各自對應(yīng)的樣本值被提供至比較器236的相應(yīng)的輸入端。在本實(shí)例中,為此目的,電容器c3、c4連接至比較器236的相應(yīng)的輸入端(分別地為正極和負(fù)極輸入端)。所述電路234進(jìn)一步包括用于將所述樣本值(在本例中為正極樣本值)中的一個(gè)釋放至相應(yīng)的比較器輸入端的工具,而其它樣本值呈現(xiàn)于其它比較器輸入端。在本實(shí)例中,釋放工具包括與電容器c3并聯(lián)的電流源is1,所述電容器c3儲(chǔ)存待釋放的樣本。所述電流源is1用開關(guān)sw3選擇地切換進(jìn)入電路或離開電路。比較器236的輸出指示在其輸入的樣本值是相等的時(shí)候。由于正極樣本值至電容器輸入端的釋放是線性的,直到釋放的樣本值與在其它比較器輸入端的樣本值相匹配所花的時(shí)間長度表示相應(yīng)的正極和負(fù)極樣本值之差。比較器236的輸出可由計(jì)數(shù)器240進(jìn)行監(jiān)測,每次操作所述計(jì)數(shù)器240,都采樣壓力傳感器輸出信號(hào),以計(jì)數(shù)比較器236指示其輸入值匹配所用的時(shí)間長度。因此,每個(gè)樣本的計(jì)數(shù)值表示相應(yīng)樣本值之差,且可因此用于估算信號(hào)功率/差異。所述計(jì)數(shù)器240可以是樣本測量電路234的一部分,或者提供在其它位置,如作為控制器201的一部分,方便即可。
在使用中,操作開關(guān)sw1和sw2以采樣壓力傳感器208在vp+和vp-的輸出。在采樣過程中,所述開關(guān)sw1、sw2暫時(shí)地關(guān)閉,且然后再打開。來自于vp+和vp-的采樣值分別儲(chǔ)存在電容器c3和c4上。通過開關(guān)sw3開啟和關(guān)閉電流源is1。在采樣期間,開關(guān)sw3一般是打開的,使得電流源is1處于關(guān)閉狀態(tài)。在輸出端vp+、vp-被采樣(也就是打開開關(guān)sw1、sw2時(shí))之后,電流源is1被開啟(sw3關(guān)閉),且將正極樣本值(儲(chǔ)存在c3上)線性地釋放至比較器輸入端,直到它達(dá)到與儲(chǔ)存在c4(電橋的負(fù)極側(cè))上的值相同為止。兩個(gè)值達(dá)到相等時(shí)的時(shí)間由比較器236檢測。在釋放過程中,計(jì)數(shù)器240計(jì)數(shù)(與計(jì)數(shù)的方向無關(guān))電橋的正極側(cè)釋放至與負(fù)極側(cè)相同的水平所用的時(shí)間。當(dāng)比較器輸入值相等時(shí),所述比較器輸入值由比較器輸出表示,所述計(jì)數(shù)器240關(guān)閉且對相應(yīng)的樣本記錄計(jì)數(shù)值。由于所述釋放是線性的,儲(chǔ)存在計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)與電橋的正極側(cè)和負(fù)極側(cè)之間的電壓差成正比。
一般地,測量裝置203的操作,包括開關(guān)sw1、sw2、sw3和計(jì)數(shù)器240的操作,由控制器(未示出)控制,所述控制器為裝置203的一部分。在需要時(shí),所述測量裝置203可由控制器201啟動(dòng)。
舉例來說,壓力傳感器輸出信號(hào)的采樣可在一般持續(xù)0.5至5秒(優(yōu)選地約為1秒)的評(píng)估期內(nèi)進(jìn)行,且周期性地重復(fù),例如每10秒(或優(yōu)選地在5至60秒之間的其它期間)。在每個(gè)評(píng)估期期間,多次采樣輸出信號(hào),一般地以相應(yīng)地每秒5至50次的采樣速率,且計(jì)算每個(gè)樣本的相應(yīng)計(jì)數(shù)值。應(yīng)理解,所述評(píng)估期和重復(fù)周期可以比所述的時(shí)間更長或更短,且采樣速率可以更高或更低,在適用于本申請時(shí)。
每個(gè)樣本的相應(yīng)計(jì)數(shù)值可以任意便利的方式儲(chǔ)存,例如在存儲(chǔ)器(未示出)或包含在或可接入到控制器201的任意其它儲(chǔ)存裝置中??捎萌我庑枰姆绞教幚碛?jì)數(shù)值,以評(píng)估(直接地或間接地)壓力傳感器輸出信號(hào)的功率。便利地,這種處理由控制器201執(zhí)行。例如,每個(gè)樣本的計(jì)數(shù)值可由測量裝置203提供至控制器201,用于儲(chǔ)存和處理。舉例來說,處理計(jì)數(shù)值可包括對關(guān)于預(yù)定數(shù)量的樣本計(jì)算的計(jì)數(shù)值進(jìn)行平均,并且比較平均值與閾值。若平均值高于閾值,則可得出結(jié)論:車輛正在運(yùn)動(dòng)。設(shè)定閾值以防止可僅由信號(hào)噪音產(chǎn)生的計(jì)數(shù)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)誤檢測。閾值可通過經(jīng)驗(yàn)來確定。應(yīng)注意,所述計(jì)數(shù)值可被輪胎的潛在壓力(例如,輪胎的一般膨脹程度)所影響。因此,根據(jù)測量的輪胎壓力可布置所述控制器201或測量裝置203(如方便的話)以調(diào)節(jié)閾值,例如對于較高的輪胎壓力,增大閾值,對于較低的壓力則減小閾值。
在圖5的實(shí)施例中,多個(gè)樣本的相應(yīng)計(jì)數(shù)值用于評(píng)估壓力傳感器輸出信號(hào)的差異,所述差異表示信號(hào)功率。所述計(jì)數(shù)值表示壓力傳感器輸出信號(hào)的相應(yīng)樣本的幅度,所述幅度為所述信號(hào)的特性,所述信號(hào)可用于測量差異并因此獲得功率指示。因此,在優(yōu)選實(shí)施例中,可以說,測量裝置203采樣壓力傳感器輸出信號(hào),并且關(guān)于每個(gè)樣本都提供給控制器201可用于評(píng)估信號(hào)功率的信號(hào)特性的值。所述特性可以是信號(hào)樣本的幅度。在本實(shí)例中,所述特性為取自于壓力傳感器差分輸出信號(hào)的正極和負(fù)極樣本值之差。
在優(yōu)選實(shí)施例中,將由測量裝置203測量的所述特性值提供至控制器201,用于分析和用在運(yùn)動(dòng)的檢測上。所述分析一般地包括用在給定的評(píng)估期內(nèi)所取得的多個(gè)樣本的特性值,來測量壓力傳感器輸出信號(hào)的差異,或者以其他的方式評(píng)估信號(hào)功率。如上所述,這可以包括將特性值進(jìn)行平均,并將平均值與閾值進(jìn)行對比。
在備選的實(shí)施例中,特性值分析的一些或全部可由測量裝置203執(zhí)行。例如,所述測量裝置可包括用于執(zhí)行以下任務(wù)的任意一個(gè)或多個(gè)的電路:儲(chǔ)存計(jì)數(shù)值或其它特性值;在給定評(píng)估期將值進(jìn)行平均;和/或?qū)⑵骄蹬c閾值進(jìn)行對比。因此可能的是:在備選的實(shí)施例中,由測量裝置提供至控制器的輸出表示信號(hào)功率,或甚至表示運(yùn)動(dòng)是否被檢測。因此,應(yīng)理解,在備選的實(shí)施例中,本文描述的用于從壓力傳感器輸出信號(hào)檢測運(yùn)動(dòng)的不同任務(wù)可由測量裝置或控制器執(zhí)行,如方便時(shí)。
本發(fā)明并不限制于本文描述的實(shí)施例,但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可對其進(jìn)行修改或改進(jìn)。