支持间接轮胎压力监视的车轮速度传感器的制造方法

支持间接轮胎压力监视的车轮速度传感器的制造方法
【专利摘要】本申请涉及一种支持间接轮胎压力监视的车轮速度传感器。在某些实施例中，间接TPMS具有磁场传感器，其检测指示汽车轮胎的一个或多个谐振参数的已调制磁场。磁场传感器基于已调制磁场来生成已调制传感器信号。模数转换器（ADC）将已调制传感器信号转换成数字传感器信号，其被提供给执行数字传感器信号的分析以确定所述一个或多个谐振参数的数字信号处理单元。通信接口将对应于所述一个或多个谐振参数的数据传送至电子控制单元（ECU）。
【专利说明】支持间接轮胎压力监视的车轮速度传感器
【背景技术】
[0001]轮胎压力监视系统能够被实现为直接轮胎压力监视系统或间接轮胎压力监视系统。直接轮胎压力监视系统(TPMS)采用安装在每个轮胎中或上的压力传感器来物理地测量每个轮胎中的轮胎压力。间接TPMS并不使用物理压力传感器，而是替代地通过监视其他可用信号、诸如单独车轮旋转速度(例如，由自动制动系统车轮速度传感器所检测)来间接地测量轮胎压力。
[0002]在美国，要求TPMS在+/- 20%的公差内测量单独轮胎的轮胎压力。虽然间接TPMS系统是可靠的，但其并未满足20%要求。例如，如果汽车的所有轮胎由于温度变化而被同样地放气，则将不会检测到使用滚动速度比较器的间接TPMS。因此，在美国，TPMS系统常常在每个轮胎中包括轮胎压力传感器，具有电池和应答器以向电子控制单元发送信号。此类系统是昂贵的，因为其在每个轮胎中都要求传感器，并且是服务密集的，因为其是电池驱动的。
【专利附图】

【附图说明】
[0003]图1A是传统间接轮胎压力监视系统(TPMS)的框图。
[0004]图1B是示出了图1A的传统间接TPMS的操作的时序图。
[0005]图2是被配置成分析传感器信号以确定车轮速度和传感器内的谐振频率的所公开的间接TPMS的框图。
[0006]图3图示了比较由磁场传感器测量的传感器信号和由电子控制单元接收到的量化信号所提供的数据的品质的图表。
[0007]图4图示出包括在所公开的间接TPMS内的数字信号处理单元的一个实施例。
[0008]图5图示出包括在所公开的间接TPMS内的数字信号处理单元的替换实施例的框图。
[0009]图6图示出示出了作为频率的函数的轮胎半径变化的图表和示出了作为频率的函数的轮胎速度变化的图表。
[0010]图7图示出示出了传感器信号和数字化传感器信号的示例性谱密度的图表。
[0011]图8A—8B图不出不出了速度脉冲信号的时间导数和相应的已解调速度脉冲信号的图表。
[0012]图9一 11是包括在所公开的间接轮胎压力监视系统(TPMS)内的数字信号处理单元的替换实施例的框图。
[0013]图12是通过测量车轮速度和一个或多个谐振频率来检测轮胎压力的示例性方法的流程图。
【具体实施方式】
[0014]现在参考附图来描述要求保护的主题，其中，自始至终使用相同的附图标记来指示相同的元件。在以下描述中，出于说明的目的，阐述了许多特定细节以便提供对要求保护的主题的透彻理解。然而，可以显而易见的是:可以在没有这些特定细节的情况下实施要求保护的主题。
[0015]图1A图示出间接轮胎压力监视系统(TPMS) 100。间接TPMS 100包括轮胎102。轮胎102的放气促使轮胎102根据质量弹簧系统114所图示的用于给定振荡和/或振动模式的不同谐振频率或品质因数进行操作。例如，角振动δ ω在轮胎102的侧壁中引起转矩，其增加轮胎102的角速度ω (如果振动在与轮胎旋转相同的方向上)或者减小轮胎102的角速度ω (如果振动在与轮胎旋转相反的方向上)。类似地，径向振动δ ^引起轮胎102的半径的变化，其增加轮胎的角速度ω (如果半径减小)或减小轮胎的角速度ω (如果轮胎的半径增加)。将认识到的是，质量弹簧系统114的所图示的径向和角谐振是实际轮胎的更复杂振荡模式的简化。
[0016]间接TPMS 100使用车轮速度传感器进行操作，该车轮速度传感器包括被配置成检测由沿着轮胎102的轴104定位的磁极轮106生成的磁场的磁场传感器108。磁极轮106包括交替的磁极，其生成根据车轮速度改变且因此也受到振荡和/或振动模式的影响的已调制磁场。磁场传感器108被连接到通信接口 110，其经由针对防抱死系统(ABS)设计的协议向电子控制单元(ECT) 112传送电流124。
[0017]如图1B的图表116中所示，磁场传感器108被配置成找到传感器信号120的平均值118，以将平均值118与传感器信号120相比较来检测磁场的零交叉，并将该零交叉转换成对应于ABS协议的电流124(图表122中所示)。如图表122中所示，如果传感器信号120小于平均值118，则传感器输出7 mA的电流，而如果传感器信号120大于平均值118，则传感器以7 mA的步长增加电流消耗。
[0018]ECU 112接收电流124并将其转换成电压，根据该电压，ECU能够检测传感器信号的零交叉。ECU 112然后操作TPMS算法以测量零交叉之间的时间，计算作为时间的倒数的车轮速度，并且然后执行车轮速度的时间至频率变换以检测谐振振荡。
[0019]由通信接口 110传送的ABS协议将可供E⑶112用于谱分析的信息减少至对应于传感器信号的零交叉的少数样本126。该少数样本126增加间接TPMS 100中的噪声的影响，因为在零交叉点周围被添加到传感器信号120的噪声被高度放大(例如，正噪声贡献使得切换较早，而负噪声贡献使得切换被延迟)。高度放大的噪声导致具有由ECU 112分析的谱密度的高噪声水平。
[0020]相应地，本公开涉及间接轮胎压力监视系统(TPMS)，其包括数字信号处理单元，该数字信号处理单元被配置成通过来自在轮胎压力传感器内部可用的传感器信号的谐振参数的表征来减少噪声的影响。间接TPMS包括磁场传感器，其被配置成检测指示车轮速度和汽车轮胎的一个或多个谐振参数的已调制磁场，并基于该已调制磁场来生成已调制传感器信号。模数转换器(ADC)被配置成将已调制传感器信号转换成数字传感器信号，其被提供给数字信号处理单元，该数字信号处理单元被配置成执行数字传感器信号的分析以确定一个或多个谐振参数(例如，频率、品质因数等)的特性。通信接口被配置成将对应于所述一个或多个谐振参数的数据传送至电子控制单元(ECU)。通过在向ECU传送数据之前执行数字信号处理，数字信号处理单元能够对高分辨率数字传感器进行操作以减少噪声的影响。
[0021]图2是所公开的间接轮胎压力监视系统(TPMS) 200的框图。
[0022]间接轮胎压力监视系统(TPMS)包括被配置成容纳磁场传感器206、模数转换器(ADC)208、数字信号处理单元210以及通信接口 214的传感器外壳204。在某些实施例中，传感器外壳204可以沿着轮胎的轴定位。
[0023]磁场传感器206被配置成作为车轮速度传感器进行操作，其通过检测由磁极轮202产生的磁场来测量轮胎的旋转速度。磁极轮202包括交替部202a和202b，其具有相反的磁极性，从而产生具有根据轮胎的一个或多个谐振频率而变的值的已调制磁场。磁场传感器206被配置成测量已调制磁场并产生以与轮胎的旋转速度成比例的频率改变的已调制传感器信号Ssm。
[0024]已调制传感器信号Ssen被输出到ADC 208,其被配置成将传感器信号Ssen从模拟信号转换成数字信号。该数字信号被提供给数字信号处理单元210。数字信号处理单元210包括谐振参数分析元件212，该谐振参数分析元件212被配置成接收数字传感器信号并执行数字传感器信号的谱分析以确定轮胎的一个或多个谐振参数(例如，径向和/或角谐振频率或其相应的品质因数)。在某些实施例中，数字信号处理单元210还可以根据数字传感器信号来确定车轮速度。
[0025]通信接口 214被配置成通过无线或有线连接将对应于所述一个或多个谐振参数的数据(例如，值)传送至电子控制单元(E⑶)216。在某些实施例中，数据可以包括谐振峰的频率和/或振幅。在其他实施例中，在不检测频率峰的情况下，数据可以包括已解调信号的谱密度的低频部分或谱密度的低频部分的压缩型式。传送谱密度的低频部分允许ECU 21c执行复杂算法以检测谐振参数(例如，对轮胎特定和/或汽车特定特性具有相依性的算法)。
[0026]数据(例如，一个或多个谐振参数)的变化随后能够被ECU 216分析以确定轮胎压力的变化。在某些实施例中，通信接口 214被配置成向E⑶216传送谐振参数。
[0027]本发明人已经认识到通过使谐振参数分析的至少一部分移至传感器外壳204内(即，在通信接口 214的上游)的数字信号处理单元210，能够实现改善的谐振参数测量。这是因为数字信号处理单元210直接地对以高采样速率同步地采样的高分辨率数字传感器信号而不是对以由ABS协议(例如，如图1中所示)产生的低速率异步地采样的低分辨率(IBit)数字信号进行操作。
[0028]例如，图3图示出将轮胎压力传感器内(例如，在DSP 210处)可用的数据的品质与在E⑶处(例如，在E⑶216处)可用的数据的品质相比较的图表300和308。
[0029]图表300图示出由磁场传感器(在数字信号处理之前可用)测量的传感器信号302的谱密度。传感器信号302的谱密度显示出作为频率(X轴)的函数的极轮的磁场(y轴)的变化。分布在极轮的周界上的相等长度的交替极对导致具有大于轮胎的旋转速率的频率的车轮速度(例如，40个极对导致为轮胎的旋转速率的40倍的频率)。
[0030]例如，由位于约71Hz处的频谱中的最高峰304来图示出轮胎的车轮速度。轮胎的谐振振动/模式被示为频谱中的车轮速度信号周围的边带。例如，位于峰304的左侧和右侧约15Hz处的边带306a和306b对应于第一(例如，径向)振荡模式，而位于峰304的左侧和右侧约45Hz处的边带308a和308b对应于第二 (例如，横向)振荡模式。
[0031]图表310图示出提供给E⑶的量化信号312 (在数字信号处理之后可用)。该量化信号图示出已经根据车轮速度传感器协议的一般实践而确定的传感器信号的零交叉(例如，由确定传感器信号与传感器信号的平均值之间的交叉的频率的比较器来执行量化)。量化信号312包括在传感器信号的量化期间添加的附加噪声。虽然车轮速度作为最高峰314仍是显著的，但通信接口(例如，操作ABS协议的通信接口)的低采样速率和准确度促使系统的噪声被放大，使得对应于第一振荡模式316和第二振荡模式318的边带极其接近于噪声水平。
[0032]因此，图表300和310提供在传感器侧和在E⑶侧可用的数据的品质的比较。图表300的信噪失真比(SNDR)比图表310的信噪失真比(SNDR)低大约两个数量级。因此，通过确定传感器(即，在通信接口之前)内的谐振频率，能够实现轮胎压力测量方面的改善。
[0033]图4是包括在所公开的间接轮胎压力监视系统(TPMS)内的数字信号处理单元400的框图。数字信号处理单元400包括解调元件402和谱分析元件404。
[0034]解调元件402包括被连接到磁场传感器206的输出端的输入节点IN。输入节点IN从磁场传感器206接收已调制传感器信号Ssen。解调元件402被配置成执行已调制传感器信号Ssen的频率解调以产生已解调信号Sdffl，其具有比已调制传感器信号Ssen更低的用于感兴趣的信号的频率带宽，其指示车轮速度和一个或多个谐振振荡。例如，在某些实施例中，解调元件402被配置成将接收到的高频传感器信号Ssen解调成具有对应于车轮速度的DC分量和对应于第一和第二振荡的边带频率的已解调信号Sdffltl在某些实施例中，解调元件被配置成对传感器信号的时间导数进行校正或求平方以获得FM已解调信号。
[0035]谱分析元件404被配置成从解调元件402接收已解调信号Sdm且根据该已解调信号Sdm来确定车轮速度和一个或多个谐振频率。在执行谱分析之前将传感器信号Ssm解调提供具有简化已调制传感器信号的谱分析的较小频率范围的已解调信号。
[0036]图5图示出包括在所公开的间接轮胎压力监视系统(TPMS)500内的数字信号处理单元502的替换实施例的框图。
[0037]所公开的间接TPMS 500包括具有极轮202和磁场传感器206的车轮速度传感器(例如，ABS传感器)。极轮202被配置成产生磁场，其以能够超过10 KHz的频率振荡(例如，磁场的振荡频率等于:(极轮的极计数.汽车的速度)/ (2 π.车轮半径))。轮胎的振动振荡用位于车轮速度的谐振频率处的周期信号对轮胎的旋转速度进行调制。
[0038]磁场传感器206产生对应于磁场的已调制传感器信号Ssen。模数转换器(ADC)208被配置成将已调制传感器信号Ssen转换成提供给数字信号处理单元502的数字传感器信号。为了准确地分解边带频率，ADC 208被配置成以磁信号的高采样速率进行操作。例如，为了以IHz的谱分辨率来分解边带频率，针对具有IOKHz的频率的车轮速度传感器，尼奎斯特定理要求以20，000个样本/s的采样频率捕捉的至少20，000个样本(例如，2*10Khz/lHz)。
[0039]通过操作ADC 208以便以良好的分辨率以高采样速率对已调制传感器信号Ssen进行采样，TPMS 500与使用ABS协议的脉冲信号的传统TPMS相比对噪声不那么敏感。这是因为高采样速率减少了零交叉周围的传感器信号中的噪声的影响。例如，对较高采样速率执行的快速傅立叶变换给出在曲线的每个点处的噪声的相等分布，而不是在零交叉周围的被放大的噪声。
[0040]数字信号处理单元502包括带通滤波器504，其被配置成接收数字传感器信号，并根据位于对应于实际车轮速度的频率周围的通带来对传感器信号Ssm进行滤波。在某些实施例中，带通滤波器504的通带被配置成随着实际车轮速度改变而改变，从而减少传感器信号中的噪声。
[0041]已滤波传感器信号被提供给解调元件508。解调元件508被配置成执行将已滤波传感器信号解调的解调功能。将已滤波传感器信号解调导致相对于已调制传感器信号而言具有较小带宽的较低频信号，其允许样本的分析集中于减小带宽的固定频率范围。因此，减少了分解边带所需的样本的数目，因为减小了车轮速度的频率范围(例如，从IOKhz至IOOHz)ο
[0042]在某些实施例中，解调元件508可以包括微分元件506和被配置成共同地执行异步FM解调的校正/求平方元件507。例如，在某些实施例中，解调元件508对数字化磁场求微分，并且然后对导数进行校正或求平方，以输送与磁场信号的转换速率成比例且因此进一步与磁场信号的频率成比例且最终与车轮速度成比例的信号。结果得到的已解调信号具有与车轮速度成比例的DC分量(例如，DC信号的值越高，车轮速度越高)和处于一个或多个谐振频率处的边带。
[0043]已解调信号被提供给抽取滤波器510。在某些实施例中，抽取滤波器510可以包括低通滤波器(例如，具有在IOOHz以下的通带)，其被配置成从已解调信号去除其他噪声并减小已解调信号的采样速率(例如，在IOOHz和IKHz之间以输出128个和1024个样本)。操作抽取滤波器510以减小已解调信号的采样速率简化了下游处理。在某些实施例中，抽取滤波器510被配置成将采样速率减小至尼奎斯特准则所允许的最小采样速率。
[0044]时间频率变换单元512 (例如，快速傅立叶变换(FFT)计算单元、离散傅立叶变换(DFT)计算单元、滤波器组等)被配置成对从抽取滤波器输出的已解调信号的样本执行从时间域到频率域的时间到频率变换(例如，以对样本执行快速傅立叶变换)以生成已解调信号的谱密度)。时间频率变换单元512提供了作为频率的函数的已解调传感器信号的单独谐波的谱密度以使得谐振振荡的效果可检测。
[0045]在某些实施例中，时间频率变换单元512的输出被提供给频率识别器514。该频率识别器被配置成识别对应于车轮速度和/或一个或多个谐振频率的已解调信号的谱密度中的峰。通过发现车轮速度和/或谱密度的谐振频率，能够减少通信接口 214必须传输至电子控制单元(ECU)的数据的量。例如，识别并传送谱密度的最高峰和边带的值和频率将传送至E⑶的数据的量减少至由FFT计算单元512产生的谱线的子集。在替换实施例中，能够用处理元件来替换频率识别器514，该处理元件被配置成实现压缩从FFT计算单元512输出的数据的数据压缩算法(例如，有损数据压缩)。
[0046]图6 — 8B示出了在沿着间接TPMS系统500的信号处理链的不同点处的信号的图表。图7 — SB被示为不同点处的快速傅立叶变换以图示出频率峰和边带。
[0047]图6图示出示出了作为频率(X轴)的函数的轮胎半径(y轴)的变化的图表600。在图表600中，在602处示出了车轮的半径的DC值。进一步如图表600中所示，轮胎的机械谐振振荡引起径向振动，其以约15Hz的谐振频率改变轮胎的半径。该径向振动由位于约45 Hz处的第一边带604示出。
[0048]图6还图示出示出了作为频率(X轴)的函数的轮胎的角速度(y轴)的变化的图表606。在图表606中，在608处示出了车轮的DC值。进一步如图表606中所示，处于约45Hz的轮胎的半径的变化引起处于约45Hz的相同频率的角速度的变化。角速度的变化由位于约45 Hz处的第一边带610示出。
[0049]图7图示出图表700和708，其示出了使用磁传感器信号如何提供量化信号的改善的分辨率。[0050]图表700图示出由磁场传感器测量的传感器信号702的谱密度。所图示的谱密度是由极轮的磁场引起的，该极轮具有分布在其周界上的相等长度的40个交替的极对(polepair),导致具有以一定的频率的零交叉的信号，该频率是轮胎的旋转速率的40倍。轮胎的速度被图示为谱密度中的最高峰704，位于约71Hz处。由轮胎的谐振振荡产生的谐振信号作为谱密度中的最高峰704周围的边带而被发现。例如，位于峰704的左侧和右侧约15Hz处的边带706a和706b对应于径向振荡模式，而位于峰704的左侧和右侧约45Hz处的边带708a和708b对应于横向振荡模式。
[0051]图表710图示出量化信号712的谱密度。该谱密度示出了图表700的AD (模数)转换后的型式。量化信号712包括在轮胎压力传感器内部形成的11位数字化表示。与图表310的量化信号相比(即，与位于ABS接口下游的E⑶中的I位相比)，用11位分辨率对信号频谱进行量化提供了边带716和718的改善的信噪比。
[0052]图8A图示出用来实现用于传统间接TPMS的异步解调的速度脉冲信号的时间导数及其解调。
[0053]图表800图示出速度脉冲信号的时间导数。以具有随频率增加的谱密度的时间导数图示出速度脉冲的噪声(图表310)。
[0054]图表802图示出图表800中的速度脉冲信号的时间导数的校正。在已解调频谱中，804图示出实际车轮速度的DC值，第一边带806表示处于约15 Hz处的径向振荡，并且第二边带808表不处于约45 Hz处的横向振荡。
[0055]图8B图示出用来实现用于所公开的间接TPMS的异步解调的速度脉冲信号的时间导数及其解调。
[0056]图表810图示出速度脉冲信号的时间导数。由于高采样速率和TPMS传感器外壳中的11位的AD转换器分辨率，与图表800相比，速度脉冲的噪声(图表708 )是低的。
[0057]图表812图示出图表808中的速度脉冲信号的平方时间导数。在已解调频谱中，814图示出实际车轮速度的DC值，第一边带816表示处于约15 Hz处的径向振荡，并且第二边带818表示处于约45 Hz处的横向振荡。边带816和818示出了分别位于约15Hz处和约40Hz处的本底噪声以上的清楚的高峰。例如，边带816和818的信噪比几乎为3db。
[0058]图9图示出包括在所公开的间接轮胎压力监视系统(TPMS)内的数字信号处理单元900的替换实施例的框图。
[0059]数字信号处理单元900包括带通滤波器504、解调元件508以及抽取元件510，如上所述。数字信号处理单元900包括被配置成执行接收到的传感器信号Ssm的解调和分析的锁相环路902。
[0060]锁相环路902被配置成接收已调制传感器信号Ssen，锁定到已调制传感器信号Ssen的频率上，并且提供具有基本上等于输出信号频率的频率的输出信号。随着已调制传感器信号Ssm的频率改变(例如，根据轮胎压力的变化)，锁相环路902跟随该变化。
[0061]特别地，锁相环路902包括连接到振荡器(例如，数字控制的振荡器或电压控制的振荡器)的控制环路。该控制环路被配置成将已解调传感器信号作为输出信号提供给接口且作为控制信号提供给振荡器。该控制信号改变振荡器的速度，促使锁相环路902锁定到与轮胎的旋转的实际频率相对应的传感器信号上，并且生成表示FM调制的传感器信号的解调的输出信号。例如，如果车轮的速度增加，则磁传感器信号的频率增加且控制信号引起振荡器速度增加，使得控制信号表示速度(即，‘已解调的’磁场信号)。锁相环路902还根据锁相环路902的传递函数来提供传感器信号的滤波。
[0062]在某些实施例中，可以将锁相环路902配置成具有捕捉范围(例如，PLL能够锁入的频率范围，从解锁条件开始)，该捕捉范围具有在其处可预期载波信号的频率(例如，等于每秒车轮旋转乘以极轮的极对数目的频率)。
[0063]图10图示出包括在所公开的间接轮胎压力监视系统(TPMS)内的数字信号处理单元1000的替换实施例的框图。
[0064]数字信号处理单元1000包括滤波器组1002，其包括被配置成执行从解调元件508输出的已解调信号的谱分析的滤波器组。在某些实施例中，滤波器组1002包括多个带通滤波器，其中的每一个对应于已解调信号的频谱中的不同区域(即，使每个通道中的一个带通滤波器完成滤波)。可以将滤波器组1002设计成以取决于通道尺寸的任何程度的频率分辨率来提供谱分析。
[0065]图11图示出包括在所公开的间接轮胎压力监视系统(TPMS)内的数字信号处理单元1100的替换实施例的框图。
[0066]数字信号处理单元1100包括被配置成执行小波分析算法以执行已解调信号的谱分析的处理器1102。小波分析算法将接收到的已解调信号扩展成包括在时间和频率方面局部化的小波变换的一组基函数。小波变换能够用来生成在已缩放和已平移波方面表示已解调信号的信号的小波频谱。处理器1102可以以不同的比例独立地操纵小波变换的特征以抑制或加强小波变换的特定特征。
[0067]图12是通过测量轮胎的谐振参数来检测轮胎压力的示例性方法1200的流程图。
[0068]将认识到的是，虽然下文将方法1200图示为并描述为一系列的动作或事件，但不应在限制性意义上解释此类动作或事件的所示排序。例如，某些动作可以按照不同的顺序和/或与除本文中所图示和/或描述的那些之外的其他动作或事件同时地发生。另外，可能并不是需要所有所图示的动作来实现本文公开的一个或多个方面或实施例。此外，可以在一个或多个单独动作和/或阶段中执行本文所描绘的动作中的一个或多个。
[0069]在1202处，从磁场传感器接收已调制传感器信号。已调制磁场指示汽车轮胎的一个或多个谐振参数。
[0070]在1204处，将已调制传感器信号转换成数字传感器信号。在某些实施例中，传感器信号被具有高采样速率的模数转换器(例如，8位ADC、16位ADC等)转换成数字信号。
[0071]在1206处，分析数字传感器信号以确定一个或多个谐振参数。所述一个或多个谐振参数可以包括谐振频率或对应于谐振频率的品质因数。在某些实施例中，还可以分析数字传感器信号以确定车轮速度。在某些实施例中，用以确定一个或多个谐振参数的传感器信号的分析包括对接收到的传感器信号进行解调，并且然后确定对应于车轮速度的峰频率和对应于轮胎的谐振频率的一个或多个边带。
[0072]例如，在一个实施例中，在1208处，由带通滤波器对传感器信号进行滤波以去除噪声。然后在1210处对已滤波传感器信号进行解调，以生成具有低于已调制传感器信号的频率的已解调信号。在某些实施例中，通过对传感器信号的时间导数进行校正或求平方来将传感器信号解调以获得异步FM解调信号。
[0073]在1212处，可以可选地对已解调信号进行抽取以减小信号的采样速率。然后在1214处对已抽取信号进行时间频率变换，以生成具有对应于车轮速度的DC分量和对应于第一(例如，径向)和第二 (例如，角度)谐振的边带的谱密度。在各种实施例中，时间到频率变换可以包括FFT、DFT、小波分析或由滤波器组进行的操作。
[0074]在某些实施例中，在1216处识别对应于一个或多个谐振参数的谱密度中的频率峰。例如，最高峰识别的峰可以对应于车轮速度且所识别的边带可以对应于一个或多个谐
振频率。
[0075]在1218处，对应于所述一个或多个谐振参数的数据被传送至电子控制单元(ECU)0在某些实施例中，数据包括对应于一个或多个谐振参数的谱密度中的频率峰。在其他实施例中，数据包括已解调信号的谱密度的低频部分，使得在不检测谱密度中的频率峰的情况下对谱密度的低频部分进行传送或压缩并传送至ECU。
[0076]在1220处，操作E⑶以分析传送的数据以确定轮胎压力。
[0077]将认识到的是，基于本说明书和附图的阅读和/或理解，本领域的技术人员可以想到等价的变更和/或修改。本文中的公开包括所有此类修改和变更，并且一般并不意图受其限制。
[0078]另外，虽然可能已相对于若干实施方式中的仅一个公开了特定特征或方面，但可以根据需要将此特征或方面与其他实施方式的一个或多个其他特征和/或方面组合。此夕卜，在本文中使用术语“包括”、“具有”、“有着”、“带有”和/或其变体的程度上，此类术语意图在意义上是包括性的一例如“包含”。此外，“示例性”仅仅意图意指示例而不是最好的。还应认识到的是，出于理解的简单和容易的目的，用相对于彼此的特定尺寸和/或取向图示出本文中描绘的特征、层和/或元件，并且实际尺寸。
【权利要求】
1.一种间接轮胎压力监视系统(TPMS)，包括: 磁场传感器，被配置成检测指示汽车轮胎的一个或多个谐振参数的已调制磁场，并基于所述已调制磁场来生成已调制传感器信号； 模数转换器(ADC)，被配置成将已调制传感器信号转换成数字传感器信号； 数字信号处理单元，被配置成接收数字传感器信号，并执行数字传感器信号的分析以确定所述一个或多个谐振参数；以及 通信接口，被配置成将对应于所述一个或多个谐振参数的数据传送至电子控制单元(ECU)。
2.权利要求1的间接TPMS，其中，传感器外壳包括所述磁场传感器、ADC、数字信号处理单元以及通信接口。
3.权利要求2的间接TPMS，其中，所述数字信号处理单元包括: 解调元件，被配置成将所述已调制传感器信号解调以生成相对于所述数字传感器信号而言具有减小的带宽的已解调信号；以及 谱分析元件，被配置成接收所述已解调信号，并且根据该已解调信号来确定所述一个或多个谐振参数。
4.权利要求3的间接TPMS，其中，所述数字信号处理单元包括时间频率变换单元，其被配置成执行已解调信号的时间到频率变换以生成已解调信号的谱密度。
5.权利要求4的间接TPMS，其中，所述时间频率变换单元包括快速傅立叶变换计算单J Li ο
6.权利要求4的间接TPMS，还包括: 抽取滤波器，设置在传感器外壳内的、在解调元件的下游且在时间频率变换单元的上游的位置处，其中，该抽取滤波器被配置成减小已解调信号的采样频率。
7.权利要求4的间接TPMS，还包括: 频率识别器，设置在传感器外壳内的在时间频率变换单元下游的位置处，并被配置成确定对应于所述一个或多个谐振参数的谱密度中的频率峰。
8.权利要求3的间接TPMS，其中，所述数字信号处理单元包括锁相环路，其被配置成接收数字传感器信号，锁定到表示车轮速度的数字传感器信号的频率上，并提供控制锁定振荡器且表不车轮速度的输出信号。
9.权利要求3的间接TPMS，还包括: 带通滤波器，设置在传感器外壳内的在解调元件上游的位置处。
10.权利要求1的间接TPMS，其中，所述一个或多个谐振参数包括谐振的谐振频率或品质因数。
11.一种间接轮胎压力监视系统(TPMS)，包括: 车轮速度传感器，被配置成生成已调制传感器信号，其对应于指示汽车轮胎的一个或多个谐振参数的测量磁场；以及 模数转换器(ADC)，被配置成对已调制传感器信号进行采样并基于样本向解调元件提供数字信号，该解调元件被配置成生成具有低于已调制传感器信号的频率的已解调信号； 谱分析元件，被配置成接收所述已解调传感器信号并执行传感器信号的分析以确定所述一个或多个谐振参数；以及通信接口，被配置成将对应于所述一个或多个谐振参数的数据传送至电子控制单元(ECU)。
12.权利要求11的间接TPMS，其中，所述谱分析元件包括被配置成执行已解调信号的时间到频率变换以生成已解调信号的谱密度的时间频率变换单元。
13.权利要求12的间接TPMS，还包括: 抽取滤波器，设置在解调元件的下游且时间频率变换单元的上游的位置处，其中，该抽取滤波器被配置成减小已解调信号的采样速率。
14.权利要求11的间接TPMS，其中，所述谱分析元件包括锁相环路，其被配置成接收数字传感器信号，锁定到表示车轮速度的数字传感器信号的频率上，并提供控制锁定振荡器且表不车轮速度的输出信号。
15.权利要求11的间接TPMS，还包括: 带通滤波器，设置在解调元件上游的位置处。
16.权利要求11的间接TPMS，还包括: 频率识别器，设置在传感器外壳内的在FFT计算单元下游的位置处，并被配置成确定对应于车轮速度 和对应于一个或多个谐振频率的谱密度中的频率峰。
17.权利要求11的间接TPMS，其中，所述通信接口被配置成:在不检测谱密度中的频率峰的情况下，传送或压缩已解调信号的谱密度的低频部分并将该低频部分传送至E⑶。
18.—种测量轮胎压力的方法，包括: 从被配置成检测已调制磁场的磁场传感器接收已调制传感器信号，该已调制磁场指示汽车轮胎的车轮速度和一个或多个谐振频率； 将所述已调制传感器信号转换成数字传感器信号； 执行数字传感器信号的分析以确定所述一个或多个谐振参数；以及 将对应于所述一个或多个谐振参数的数据传送至电子控制单元(EOT)。
19.权利要求18的方法，其中，执行数字传感器信号的分析包括: 将接收到的数字传感器信号解调以生成相对于数字传感器信号具有减小的带宽的已解调信号；以及 执行已解调信号的谱分析以确定所述一个或多个谐振参数。
20.权利要求19的方法，还包括: 在将接收到的数字传感器信号解调之前对数字传感器信号进行滤波。
21.权利要求19的方法，还包括: 在减小已解调信号的采样速率之前对已解调信号进行抽取。
22.权利要求18的方法，其中，执行数字信号的谱分析包括执行已解调信号的时间到频率变换以生成已解调信号的谱密度。
23.权利要求18的方法，还包括: 识别对应于车轮速度和一个或多个谐振频率的谱密度中的频率峰。
24.权利要求18的方法，还包括: 在不检测谱密度中的频率峰的情况下传送或者压缩并传送已解调信号的谱密度的低频部分。
【文档编号】B60C23/04GK103909793SQ201410002025
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年1月3日 优先权日:2013年1月4日
【发明者】D.哈默施密特 申请人:英飞凌科技股份有限公司