用于轮胎压力监控的运动传感制造技术

用于轮胎压力监控系统（ＴＰＭＳ）的运动传感系统，该运动传感系统使用压电传感器来传感振动，作为车轮运动的指示。该ＴＰＭＳ使用检测到的振动在操作模式之间转换。在一个实施例中，ＴＰＭＳ具有运动模式和停放模式，其中该ＴＰＭＳ在运动模式期间具有比在停放模式中更高速率的提高了的活动性（例如，以更高速率采样轮胎压力，并以更高速率发送轮胎压力）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及轮胎压力监控系统，更特别地，涉及轮胎压力监控系统中的运动检测。
技术介绍
轮胎压力监控系统(TPMS)用于监控机动车辆的轮胎压力。一些TPMS被设置在车轮上，并包括向机动车辆的中央控制器系统发送信息的电路。一些TPMS是电池供电的，其中需要电池持续高达十年之久。为了延长电池寿命，TPMS可以包括两种模式的操作，例如，运动模式和停放模式。在运动模式下，TPMS可以更大速率地监控轮胎压力和/或以比停放模式期间更大的速率向中央控制器系统发送压力读数。典型地，希望当车辆移动时TPMS处于运动模式。过去，电子机械运动开关和加速计已经用于在TPMS中提供运动检测。然而，电子机械开关可能存在机械可靠性的问题，并且可能增加成本。此外，由于用电子机械开关实现的上拉电阻和下拉电阻，这样的电子机械开关可能在TPMS的使用期限内消耗较大量的电池能量。加速计也已经在TPMS中用于运动检测。加速计通过测量离心加速度来检测运动。然而，一些加速计在操作过程中消耗较大量(例如，与压力传感器一样多)的功率，并且比较昂贵。压电传感器已经用于在运动检测中检测车轮旋转，而不是振动。一个这样的设备使用与下面的充气轮胎接触的物理构件，从而在每一个车轮转动过程中向压电传感器传送机械力。诸如此类的传感系统存在机械可靠性的问题，并且由于它接近轮胎内表面，因此在轮胎安装过程中会容易被损坏。压电传感器也已经用于通过检测重力变化来检测车轮转动。然而，这些类型的系统可能在感兴趣的范围内具有差的低频响应，并且对于旋转力中±1G的改变可能具有低的输出。压电传感器也已经用作加速计，以检测旋转车轮内的离心加速度，但是使用这些系统也有缺点。压电传感器不能有效地测量恒定负载，例如旋转车轮内的离心加速度。恒定负载可以提供从压电传感器的耗散很快的固定电荷输出。为了补偿该问题，在一些系统中，压电传感器典型地以谐振模式工作，谐振模式需要一种电路将传感结构的一部分驱动为谐振，用于检测。然而，这导致功耗增加，从而否定了运动检测系统的优点。需要的是用于TPMS的消耗较少能量的改进型运动检测系统。附图说明 通过参考附图，可以更好地理解本专利技术，并且本专利技术的多个目的、特征、和优点对本领域技术人员来说更加明显。图1是根据本专利技术实现用于监控轮胎压力的TPMS的机动车辆一个实施例的顶俯视图。图2是根据本专利技术的TPMS一个实施例的电路图。图3是图2中TPMS运动检测系统组成部分的一个实施例的更详细的电路图。图4是根据本专利技术操作TPMS控制器的一个实施例的流程图。图5是根据本专利技术操作TPMS运动检测电路的一个实施例的流程图。图6是根据本专利技术包含TPMS的设备组件的一个实施例的横断面剖视图。图7是根据本专利技术操作TPMS运动检测电路的另一实施例的流程图。图8是根据本专利技术包含TPMS的设备的一个实施例的横断面剖视图。图9是根据本专利技术包括TPMS的设备的一个实施例的横断面剖视图。图10是根据本专利技术包括TPMS的设备的一个实施例的横断面剖视图。除非另外指出，否则，在不同附图中使用的相同参考标记指示相同的对象。具体实施例方式随后给出用于执行本专利技术的一种模式的详细描述。该描述旨在用于说明本专利技术，而不应用于限定本专利技术。图1是根据本专利技术的机动车辆一个实施例的俯视图。在示出的实施例中，机动车辆101是具有发动机103的汽车，但在其它实施例中也可以是其他类型的机动车辆中的一种，例如，卡车、双轮挂车、SUV、摩托车、公共汽车、电动汽车、和飞机。车辆101由四个车轮105，107，109和111支撑。每一个车轮包括轮圈(115，117，119和121)，在轮圈上安装有轮胎(116，118，120和122)。车辆101还包括带有轮圈123和轮胎124的备用轮113。车辆101的每一个车轮包括轮胎压力监控系统(TPMS)(125，127，129，131和133)，在该实施例中示出，TPMS安装到车轮轮圈暴露于轮胎内部加压侧的部分上。每一个TPMS包括用于测量轮胎气压的压力传感器。每一个TPMS包括用于向安装在仪表盘139内的中央控制器系统135发送压力信息的天线。在一些实施例中，每一个TPMS包括用于测量轮胎温度的温度传感器。对于这样的系统，可以针对温度影响补偿压力读数。对于一些系统，可以用比压力更慢的间隔来测量温度。控制器系统135计算接收到的信息，如果任何车轮105，107，109，111，或113的轮胎压力(在一些实施例中经温度补偿)低于某个阈值，则控制器系统135激活轮胎压力低于特定阈值的指示(例如，仪表盘灯137)。控制器系统135还包括接收机(未示出)。因为可能希望在车辆正被使用时更频繁地监控压力，因而每一个TPMS包括至少两种操作模式，运动模式和停放模式。在一个实施例中，在运动模式中，每一个TPMS以每15秒一次的速率进行轮胎压力读取，并以每分钟一次的速率发送轮胎压力数据。在停放模式中，每一个TPMS以每10分钟一次的速率进行轮胎压力读取，并以每小时一次的速率发送该数据。在其它实施例中，TPMS可以其它速率进行轮胎压力读取和/或发送轮胎压力数据。在一些实施例中，TPMS可以包括其它模式(例如，间歇模式)。在一个实施例中，TPMS在转换到停放模式之前，在预定的时间间隔(例如，30分钟)缺乏运动检测之后，从运动模式转换到间歇模式。TPMS 125，127，129，131和133每一个都包括压电传感器(例如，图2的205)，压电传感器传感在车轮运动期间产生的随机振动。每一个TPMS使用压电传感器的输出，以在停放模式和运动模式之间切换。压电传感器通常包括在受到机械应变时产生电荷的晶体或多晶体材料。压电材料的一些例子包括锆钛酸铅(PZT)、石英、和铌酸锂。在其它实施例中还可以使用其它压电材料。图2是根据本专利技术的TPMS的一个实施例的电路图。TPMS201包括压电传感器205、运动检测电路207、控制器211、振荡器209、电池225、压力传感器219、压力测量电路213、温度传感器215、RF发射机218、和天线221。响应于由控制器211提供给电路217的采样信号的确认(assert)，电路217向控制器211提供表示由压力传感器219所测量压力的信号。另外，响应于提供给电路213的采样信号，电路213向控制器211提供表示由温度传感器215所测量温度的信号。在示出的该实施例中，压力传感器219和温度传感器215的输出信号具有取决于正被测量参数的电压电平。向控制器211提供压力和温度指示的速率取决于TPMS 201正在以什么模式(例如，运动或停放)工作。TPMS 201通过RF发射机218和天线221向中央控制器系统(例如，135)发送轮胎压力(在一些实施例中，和轮胎温度)的指示。在一些实施例中，发送这些信息的速率也取决于TPMS 201正在工作的模式。为了确定TPMS 201是应处于运动模式还是停放模式，TPMS 201包括用于检测由车轮在地面上转动所造成的振动的压电传感器205。电路207使用压电传感器205的输出来提供指示车轮转动的运动信号。图3是TPMS 201一些组成部分的一个实施例的更详细的电路图。在示出的该实施例中，压电传感器205经由可选的串联电容器327(以虚线示出)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：在第一操作模式中操作轮胎压力监控系统；使用压电传感器传感振动；确定压电传感器的输出信号高于预定阈值；和基于确定压电传感器的输出信号高于预定阈值，将轮胎压力监控系统设置为第二操作模式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克L肖，理查德约翰奥古斯特，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]