脉冲宽度测量方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及脉冲宽度测量方法及装置。具体地，本发明涉及但不限于测量来自安装在车用轮胎上的监视器的输出信号中的脉冲宽度的方法及装置。
【背景技术】
[0002]在许多应用中，都希望能够测量电信号的脉冲宽度。例如，对来自安装在轮胎上的监视设备的一系列脉冲的脉冲宽度测量可用于估算轮胎的压痕，从而用于估算轮胎的其他特性。
[0003]这可以在时间域中通过对脉冲信号进行低通滤波以减少噪声，之后对信号中两个慎重选择的参考点之间的时间间隔(例如，特定阈值的跨度)进行测量来实现。不幸的是，在较差的信噪比情况下，需要进行相对重的过滤，以减少噪声，而这会影响到信号的形状，从而改变信号的宽度。另外，由于取决于脉冲的形状，因此，参考点的选择会比较困难，不会普遍地适用于每种可能的情形。合适的过滤器设计由脉冲宽度和脉冲率决定，如果这些参数变化，则过滤器应对应、实时地被调整，以保持最优的降噪效果，限制脉冲变形。最后，锐截止滤波器会在信号中引入纹波，而纹波会导致测量错误。
[0004]因此，需要提供一种改进的脉冲宽度测量方法及装置。
【发明内容】
[0005]本发明的第一方面提供了用于测量目标信号中脉冲的宽度的装置，所述装置包括:
[0006]频率分析器，用于产生所述脉冲的频率表示；
[0007]信号处理器，用于确定所述脉冲的所述频率表示的最小值；
[0008]脉冲宽度估算器，用于求所述最小值的倒数，以产生所述脉冲宽度的测量值。
[0009]优选地，所述最小值为或来自相对基准频率的、在所述频率表示中检测到的一第一最小值。
[0010]有益地，所述信号处理器用于通过使用所述频率表示的两个或多个其他频率值对检测到的最小频率值进行插值，计算所述最小值。
[0011]本发明的第二方面提供了用于测量目标信号中脉冲的宽度的方法，所述方法包括:
[0012]产生所述脉冲的频率表示；
[0013]确定所述脉冲的所述频率表示的最小值；以及
[0014]求所述最小值的倒数，以产生所述脉冲宽度的测量值。
[0015]本发明的第三方面提供了一轮胎监测设备，所述轮胎监测设备包括安装在轮胎上的监测器，所述监测器在使用中生成目标信号，所述轮胎监测设备包括用于测量所述目标信号中脉冲的宽度的装置，所述装置包括:
[0016]频率分析器，用于产生所述脉冲的频率表示；
[0017]信号处理器，用于确定所述脉冲的所述频率表示的最小值；
[0018]脉冲宽度估算器，用于求所述最小值的倒数，以产生用于所述脉冲宽度的测量值，所述轮胎监测设备用于使用所述脉冲宽度测量值表示所述轮胎的至少一特性。
[0019]本发明的第四方面提供了用于通过安装在轮胎上的一监测器测量目标信号中脉冲的宽度的方法，所述方法包括:
[0020]产生所述脉冲的频率表示；
[0021]确定所述脉冲的所述频率表示的最小值；
[0022]求所述最小值的倒数，以产生所述脉冲宽度的测量值；以及
[0023]使用所述脉冲宽度测量值表示所述轮胎的至少一特性。
[0024]在优选实施例中，对脉冲的频率内容进行分析，该分析固有地不需要任何预先过滤(如果是数字化处理则假设输入信号被正确地采样)。这是因为输入信号中出现的任何附加的噪声会传遍整个频谱，而只有频率的有限范围被实际观测到，这可产生非常有效的噪声过滤。
[0025]本发明的优选实施例提供了受到噪声影响的脉冲的宽度估算，该估算不会依赖于目标信号的预过滤，因此，可保留脉冲的原始波形。
[0026]从属权利要求则描述了其他优选的特征。
[0027]在参考附图对下面特定实施例进行描述的基础上，本领域技术人员将会清楚本发明更多有益的方面。
【附图说明】
[0028]下面将参考附图，通过示例的形式对本发明的实施例进行描述，其中:
[0029]图1为结合车辆一些部分的轮胎监测系统的实施例的框图；
[0030]图2为包括在图1系统中的轮胎监测设备的框图；
[0031]图3A和图3B分别为包括内固定型轮胎监测单元的轮胎的侧视示意图以及端视示意图；
[0032]图4A为一曲线图，该曲线图示出了时间域内三个样本脉冲信号；
[0033]图4B为一曲线图，该曲线图示出了图4A中各脉冲信号各自的频率分析；
[0034]图5A为一曲线图，该曲线图描述了来自时间域中示出的轮胎监测器的输出信号的一示例；
[0035]图5B为一曲线图，该曲线图不出了图5A中输出信号的频率分析；
[0036]图6为用于确定脉冲最小频率的信号处理装置的框图，该装置适合与本发明实施例一起使用；
[0037]图7为实施本发明一方面的一流程图，该流程图示出了测量脉冲宽度一般性方法;
[0038]图8为一流程图，该流程图示出了图7中方法的一特定实施例，其中，滤波器组被用于执行目标信号的频率分析；以及
[0039]图9为一流程图，该流程图示出了图7中方法的一可选实施例，其中，快速傅里叶变换(FFT)被用于执行目标信号的频率分析。
【具体实施方式】
[0040]请参考附图中的图1，图中示出了位于车辆100原位置上的、引用数字为102的轮胎监测系统。为了描述清楚，只示出了便于理解本发明的车辆100某些部分和系统102。
[0041]车辆100包括轮子104、106、108以及110，每个轮子包括安装在轮辋上的轮胎。系统102包括控制单元112 (例如，车辆引擎控制单元(ECU)或车身控制模块(BCM))以及轮胎监测器124、126、128以及130，通常情况下这些监测器可以被称为传感器、信号传送器、轮子配件或类似称谓。轮胎监测器124、126、128以及130对轮胎特性进行测量，并将对应的轮胎数据传送给控制单元112，控制单元112接收这些数据并进行处理。通常地，一个轮胎监测器关联一个车辆100轮子。
[0042]在典型实施例中，轮胎监测器能够测量轮胎压力，并能够将数据传送到控制单元112，该数据包括但不限于表示测量的轮胎压力的数据以及唯一用于标识各个轮胎监测器的标识信息。轮胎监测器124、126、128以及130每一个都包括一合适电源的无线信号传送器，信号传送器通常情况下为一电池(或其它)供电的射频(RF)发射器，通常情况下，还包括压力传感器，以用于测量轮胎中的气体(一般是空气)的压力。在这些实施例中，系统102可以被称为轮胎压力监测系统(TPMS)。
[0043]系统102可使用任何合适的控制单元。作为示例地，在示出的实施例中，控制单元112可包括控制器132 (例如，车用E⑶)、内存设备134以及用于接收来自轮胎监测器的无线传送信息的接收器136。
[0044]现在请参考图2，图中示出了轮胎监测器200 —实施例的框图。轮胎监测器200包括控制器202、电源(例如，电池204)、一个或多个传感器(在该示例中为一压力传感器208和一个或多个压电运动传感器210、212)、无线信号传送器214以及天线216。
[0045]监测器200通常还包括应答器线圈206。明显地，监测器200可使用电池或任何非电池的通用电源，例如，热电和/或压电发电器和/或电磁感应器。轮胎监测器200通常还可以包括温度传感器，以用于测量轮胎和/或轮胎中气体的温度。在该示例中，运动传感器210、212每个都包括轮胎震动传感器，以用于产生对应于轮胎加速的电信号，其中，震动传感器可对加速度和/或加速度的变化快速作出反应，电信号则可表示感应到的加速度、加速度变化和/或加速变化率(电信号通常与这些通常成比例)。可选地，传感器210、212每个可包括一种可选类型的传感器，例如，加速度传感器、加速度测量设备、加速计或微机电系统(MEMs)传感器，类似地，该可选类型的传感器能够对加速度值和/或加速度的变化作出响应。通常地，震动传感器可被称为压电旋转传感器。在可选实施例中，其他类型的压电旋转传感器或其他类