一种汽车运动检测集成电路的制作方法

本实用新型涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种汽车运动检测集成电路。

背景技术：

一般在对轮胎的信息进行检测时，一般是通过安装在轮胎上的胎压检测芯片在固定时间向中控台发送射频信号来传输轮胎的相关信息，但是考虑到汽车轮胎的密闭性，现有检测芯片的供电环境是体积很小的纽扣电池，所以尽可能的减少功耗就是最大的述求。为了节省胎压芯片的功耗，则可以在车辆行驶时才进行频繁的轮胎信息的采集和传输，静止或者出厂前可以长时间的不更新数据。现有技术中是采用加速度器件通过ADC采样得到加速度值来判断车辆是否处于行驶状态，但是ADC模块一般具有高功耗，所以，对于胎压检测芯片由于其功耗较高而使得其寿命较短。另外，由于车辆一般具有四个以上轮胎，胎压检测芯片安装在各个轮胎上，为了实现对各个轮胎温度、压力等信息的准确监控，必须将胎压检测芯片和轮胎位置对应起来，现有的技术采用外部的低频无线设备进行胎压检测芯片和轮胎的一一匹配，这种方式增加了外部设备，也限制了匹配的条件。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种汽车运动检测集成电路，其能够改善上述问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种汽车运动检测集成电路，所述汽车运动检测集成电路包括信号采集模块、信号放大模块、滚动检测模块以及相位检测模块，所述信号采集模块与所述信号放大模块连接，所述滚动检测模块、所述相位检测模块均与所述信号放大模块连接；

所述信号采集模块，用于采集车辆的轮胎的状态信号；

所述信号放大模块，用于对所述状态信号进行放大处理；

所述滚动检测模块，用于基于放大后的状态信号的周期个数判断所述车辆是否处于行驶状态；

所述相位检测模块，用于基于放大后的状态信号的周期获得所述状态信号的相位，输出所述相位至中控模块，以使所述中控模块根据所述相位获得所述汽车运动检测集成电路的位置信息。

在本实用新型较佳的实施例中，所述滚动检测模块包括第一比较器和第一计数模块，所述第一比较器与所述信号放大模块连接，所述第一比较器与所述第一计数模块连接，所述第一比较器用于将放大后的状态信号与预设参考阈值进行比较，获得比较后的脉冲信号输出至所述第一计数模块，所述第一计数模块用于对所述脉冲信号进行计数，在所述脉冲信号的脉冲个数大于预设值时，确定所述车辆处于行驶状态。

在本实用新型较佳的实施例中，所述相位检测模块包括滤波模块与检测模块，所述滤波模块与所述检测模块连接，所述滤波模块与所述信号放大模块连接，所述滤波模块用于对放大后的状态信号进行滤波处理后输出至所述检测模块，所述检测模块用于基于滤波后的状态信号的周期获得所述状态信号的相位，输出所述相位至中控模块，以使所述中控模块根据所述相位获得所述汽车运动检测集成电路发出的的位置信息。

在本实用新型较佳的实施例中，所述滤波模块包括低通滤波器、高通滤波器、时钟模块、第二比较器以及缓冲器，所述低通滤波器与所述信号放大模块连接，所述低通滤波器与所述高通滤波器连接，所述高通滤波器与所述检测模块连接，所述高通滤波器与所述缓冲器连接，所述缓冲器与所述第二比较器连接，所述第二比较器与所述时钟模块连接，所述时钟模块分别与所述低通滤波器、所述高通滤波器连接。

在本实用新型较佳的实施例中，所述检测模块包括第三比较器及第二计数模块，所述第三比较器与所述高通滤波器连接，所述第三比较器与所述第二计数模块连接，所述第二计数模块用于与所述中控模块连接。

在本实用新型较佳的实施例中，所述信号采集模块为压电式加速度传感器或容式加速度传感器。

在本实用新型较佳的实施例中，所述信号采集模块包括传感器模块及滤波处理模块，所述传感器模块与所述滤波处理模块连接。

在本实用新型较佳的实施例中，所述汽车运动检测集成电路还包括温度检测模块，所述温度检测模块与所述滚动检测模块连接，所述温度检测模块用于在所述车辆处于行驶状态时采集车辆轮胎的温度信息。

在本实用新型较佳的实施例中，所述汽车运动检测集成电路还包括压力检测模块，所述压力检测模块与所述滚动检测模块连接，所述压力检测模块用于在所述车辆处于行驶状态时采集车辆轮胎的压力信息。

在本实用新型较佳的实施例中，所述汽车运动检测集成电路还包括无线模块，所述无线模块用于与所述中控模块连接，所述无线模块还与所述相位检测模块连接。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型实施例提供一种汽车运动检测集成电路，所述汽车运动检测集成电路包括信号采集模块、信号放大模块、滚动检测模块以及相位检测模块，该汽车运动检测集成电路通过信号采集模块采集车辆的轮胎的状态信号，信号放大模块对状态信号进行放大处理后传输至滚动检测模块，滚动检测模块基于放大后的状态信号的周期个数判断所述车辆是否处于行驶状态，通过所述相位检测模块基于放大后的状态信号的周期获得所述状态信号的相位，输出所述相位至中控模块，以使所述中控模块根据所述相位获得所述汽车运动检测集成电路的位置信息。本方案中，通过滚动检测模块基于状态信号的周期个数来判断车辆是否处于行驶状态，从而不需要采用高功耗的ADC电路来进行采样后获得加速度值来判断车辆是否处于行驶状态，由此降低了汽车运动检测集成电路的功耗，延长了汽车运动检测集成电路的寿命。并且，通过相位检测模块输出状态信号的相位，从而使得中控模块可以根据相位信息实现对轮胎的准确、实时的定位，无需人工介入对每个轮胎进行逐一操作，从而可方便的对具体的目标轮胎实现准确监控，无需外部低频无线设备的匹配，实现轮胎定位功能的同时也减少了对外部低频无线设备的依赖。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种汽车运动检测集成电路的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种汽车运动检测集成电路的结构框图；

图3为本实用新型实施例提供的一种第一比较器的输入输出波形示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种带通滤波器的频率响应曲线图；

图5为本实用新型实施例提供的一种滤波模块的波形调节示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种第二计数模块的输入输出波形示意图。

图标：100-汽车运动检测集成电路；110-信号采集模块；120-信号放大模块；130-滚动检测模块；140-相位检测模块；132-第一比较器；134-第一计数模块；142-滤波模块；144-检测模块；1421-低通滤波器；1422-高通滤波器；1423-时钟模块；1424-第二比较器；1425-缓冲器；1442-第三比较器；1444-第二计数模块。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和提出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

请参照图1，图1为本实用新型实施例提供的一种汽车运动检测集成电路100的结构框图，所述汽车运动检测集成电路100包括信号采集模块110、信号放大模块120、滚动检测模块130以及相位检测模块140，所述信号采集模块110与所述信号放大模块120连接，所述滚动检测模块130、所述相位检测模块140均与所述信号放大模块120连接。

所述信号采集模块110，用于采集车辆的轮胎的状态信号。

其中，信号采集模块110为安装在车辆的轮胎上的加速度传感器，该加速度传感器可以为压电式加速度传感器或容式加速度传感器。以小型汽车为例，一般具有四个轮胎，该汽车运动检测集成电路100分别安装于四个轮胎上，所以每个轮胎均安装有加速度传感器，轮胎在滚动过程中，加速度传感器可以采集到轮胎的挤压信号，该挤压信号即轮胎的状态信号，状态信号一般为电压或电容的正弦交流小信号，该状态信号的周期随着轮胎滚动周期而改变，幅度不变，其频率一般在2Hz至50Hz之间，为了对状态信号的后续处理，还需对状态信号进行放大处理。

所述信号放大模块120，用于对所述状态信号进行放大处理。信号放大模块120为放大器，状态信号经信号放大模块120放大后，其幅度可达500mV，信号放大模块120将放大后的状态信号传输至滚动检测模块130及相位检测模块140。

所述滚动检测模块130，用于基于放大后的状态信号的周期个数判断所述车辆是否处于行驶状态，行驶状态是指车辆的轮胎处于持续滚动。

作为一种实施方式，所述滚动检测模块130可以检测所述放大后的状态信号在一定时间内是否是连续的正弦波信号，若是，并且，其幅度值连续几个周期超过一定值时，则可确定所述车辆处于行驶状态中。

在本实用新型实施例中，请参照图2，所述滚动检测模块130包括第一比较器132和第一计数模块134，所述第一比较器132与所述信号放大模块120连接，所述第一比较器132与所述第一计数模块134连接，所述第一比较器132用于将放大后的状态信号与预设参考阈值进行比较，获得比较后的脉冲信号输出至所述第一计数模块134，所述第一计数模块134用于对所述脉冲信号的脉冲个数进行计数，在所述脉冲信号的脉冲个数大于预设值时，则判定所述车辆处于行驶状态。

其中，第一比较器132将放大后的状态信号与预设参考阈值进行比较后获得的脉冲信号如图3所示，第一比较器132的预设参考阈值可以按需求从100mV调节至400mV，则放大后的状态信号的幅度值超过预设参考阈值的部分产生一个相应的脉冲信号。

所述第一计数模块134为一计数器，其可以对上述获得的脉冲信号的周期进行计数，如果连续几个周期(如5-10个周期)均出现脉冲信号，即脉冲信号的脉冲个数大于预设值(5-10)时，则可判断车辆处于行驶状态中，即轮胎处于滚动状态，否则判断车辆处于静止状态。

所以，通过上述的滚动检测模块130可通过获取的轮胎的状态信号来判断车辆是否处于行驶状态，由此，不需要复杂的检测电路来对车辆的行驶状态进行判断，从而节省了汽车运动检测集成电路100的功耗。滚动检测的结果可用于控制胎压检测系统中的其他模块，例如温度检测、压力检测、无线发射等，当检测到车辆滚动，就控制胎压检测系统正常工作，如果滚动检测结果为车辆处于静止状态，则使胎压检测系统进入待机模式，这样可以有效降低芯片整体功耗，延长胎压检测系统使用寿命。

在本实用新型实施例中，所述相位检测模块140包括滤波模块142与检测模块144，所述滤波模块142与所述检测模块144连接，所述滤波模块142与所述信号放大模块120连接，所述滤波模块142用于对放大后的状态信号进行滤波处理后输出至所述检测模块144，所述检测模块144用于基于滤波后的状态信号的周期获得所述状态信号的相位，输出所述相位至中控模块，以使所述中控模块根据所述相位获得所述汽车运动检测集成电路100发出的关于轮胎的位置信息。

其中，由于车辆颠簸，信号采集模块110采集的轮胎的状态信号一般会有毛刺信号，毛刺的频率在相对高频处，所以为了对毛刺进行滤除，通过滤波模块142对放大后的状态信号进行滤波处理。

所述滤波模块142包括低通滤波器1421、高通滤波器1422、时钟模块1423、第二比较器1424以及缓冲器1425，所述低通滤波器1421与所述信号放大模块120连接，所述低通滤波器1421与所述高通滤波器1422连接，所述高通滤波器1422与所述检测模块144连接，所述高通滤波器1422与所述缓冲器1425连接，所述缓冲器1425与所述第二比较器1424连接，所述第二比较器1424与所述时钟模块1423连接，所述时钟模块1423分别与所述低通滤波器1421、所述高通滤波器1422连接。

低通滤波器1421与高通滤波器1422组成一个带通滤波器，可以滤除状态信号中的毛刺信号，时钟模块1423、第二比较器1424以及缓冲器1425可以形成一个反馈系统，其目的是调节带通滤波器的截止频率，实现滤除毛刺的同时也调整滤波后的状态信号的幅度以保证不同频率信号在经过滤波器后幅度都能接近500mV。

带通滤波器的截止频率跟时钟频率有关，输入的时钟频率越高则其截止频率越高。带通滤波器的频率响应曲线如图4所示，其中，f1、f2分别为其两个截止频率，f1在1Hz-30Hz之间，f2在2Hz～60Hz之间。滤波后的状态信号经过一级缓冲器1425后进入第二比较器1424，和预先设置的参考电平(100mV～300mV)比较后输出两个控制信号up和dn。up和dn信号不可同时为高，假设进入第二比较器1424的信号太小，输出up为高，dn为低，时钟模块1423调节输出时钟信号频率变高，带通滤波器的截止频率由原来的f1、f2变化为f1’、f2’，调整后滤波器的输出信号将变大，如果信号大过阈值，则up翻低，dn翻高，带通滤波器截止频率再次调节后使得输出信号幅度变小直至幅度达到要求，up、dn信号才同时为低，系统完成调节，整个调节过程可在图5中观察到。

所述检测模块144包括第三比较器1442及第二计数模块1444，所述第三比较器1442与所述高通滤波器1422连接，所述第三比较器1442与所述第二计数模块1444连接，所述第二计数模块1444用于与所述中控模块连接。

如图6所示，高通滤波器1422的输出信号同时传输至第三比较器1442进行过零比较，得到两个输出信号Vout_p和Vout_n，在第二计数模块1444中，利用时钟对Vout_p和Vout_n两个信号的高电平阶段进行计数，计数结果可表征输入信号(即滤波后的状态信号)的周期信息。当输入信号的计数周期稳定在+/-5％范围内，就认为车辆在匀速运行，此时再根据每个周期的计数值推算出输入信号每次到达某固定相位的点，如1/4周期时输入信号为高电平，则相位检测模块140在该时刻输出状态信号的相位至中控模块，以使中控模块根据所述相位获得所述汽车运动检测集成电路100的位置信息。

本实施例中，可以通过汽车运动检测集成电路100中的相位检测模块140来实现对车辆轮胎上的加速度传感器采集的状态信号进行相位的判断，为后续对车辆的轮胎进行自动定位大大简化了算法难度，同时也节省了功耗。

作为一种实施方式，所述信号采集模块110包括传感器模块及滤波处理模块，所述传感器模块与所述滤波处理模块连接。

具体地，传感器模块可以为上述的压电式加速度传感器或容式加速度传感器，滤波处理模块为高通滤波器，其中，时钟模块1423还与信号放大模块120连接，在信号采集模块110中，对传感器模块采集的状态信号进行高通滤波处理，滤除了状态信号上的直流值。而由于状态信号在2～50Hz之间变化，就会导致不同频率的信号经过信号放大模块120后幅度有差异，为了削弱这种影响，让电路能快速响应，还可利用时钟模块1423的输出信号fclk与状态信号频率的关系，即状态信号频率越高则fclk频率越高，通过fclk反馈调节信号放大模块120的放大增益来使得电路有快速响应的效果。即在状态信号频率较低时，信号采集模块110输出的信号幅度较小，fclk较低，通过反馈调节增益变大，从而降低信号采集模块110中高通滤波器对信号幅度带来的影响，实现快速响应，反之亦然。

另外，为了实现对车辆轮胎的温度检测，所述汽车运动检测集成电路100还包括温度检测模块，所述温度检测模块与所述滚动检测模块130连接，所述温度检测模块用于在车辆处于行驶状态时采集车辆轮胎的温度信息。

在滚动检测模块130检测到车辆处于行驶状态时，可发送触发信号至温度检测模块，触发温度检测模块进行温度采集，温度检测模块可以将采集的温度信息发送至车载终端，由此，用户可通过车载终端获取到轮胎的温度信息，从而可对轮胎的温度进行监控，防止轮胎因为温度过高而发生爆胎的情况。

作为一种实施方式，所述汽车运动检测集成电路100还可包括报警模块，所述报警模块与所述温度检测模块连接，所述温度检测模块将采集的温度信息发送至报警模块，报警模块在温度信息超过预设值时发出报警提示，从而可提醒用户及时发现轮胎的温度过高的情况，避免轮胎因为温度过高而发生爆胎的情况。

作为一种实施方式，所述汽车运动检测集成电路100还包括压力检测模块，所述压力检测模块与所述滚动检测模块130连接，所述压力检测模块用于在所述车辆处于行驶状态时采集车辆轮胎的压力信息。

在滚动检测模块130检测到车辆处于行驶状态时，可发送触发信号至压力检测模块，触发压力检测模块进行压力信息采集，压力检测模块可以将采集的压力信息发送至车载终端，由此，用户可通过车载终端获取到轮胎的压力信息，从而可对轮胎的胎压进行监控，防止轮胎因为胎压过高而发生爆胎的情况。

作为一种实施方式，所述汽车运动检测集成电路100还包括无线模块，所述无线模块用于与所述中控模块连接，所述无线模块还与所述相位检测模块140连接。

汽车运动检测集成电路100可通过无线模块将相位发送至中控模块，避免了车辆上采用物理布线而造成布线困难的问题，所述无线模块可以为蓝牙、WiFi等无线模块。

综上所述，本实用新型实施例提供一种检测汽车运动检测集成电路，所述汽车运动检测集成电路包括信号采集模块、信号放大模块、滚动检测模块以及相位检测模块，该汽车运动检测集成电路通过信号采集模块采集车辆的轮胎的状态信号，信号放大模块对状态信号进行放大处理后传输至滚动检测模块，滚动检测模块基于放大后的状态信号的周期判断所述车辆是否处于行驶状态，通过所述相位检测模块基于放大后的状态信号的周期获得所述状态信号的相位，输出所述相位至中控模块，以使所述中控模块根据所述相位获得所述汽车运动检测集成电路的位置信息。本方案中，通过滚动检测模块基于状态信号的周期个数来判断车辆是否处于行驶状态，从而不需要采用高功耗的ADC电路来进行采样后获得加速度值来判断车辆是否处于行驶状态，由此降低了汽车运动检测集成电路的功耗，延长了汽车运动检测集成电路的寿命。并且，通过相位检测模块输出状态信号的相位，从而使得中控模块可以根据相位实现对轮胎的自动准确定位，无需人工介入对每个轮胎进行逐一操作，从而可方便的对具体的目标轮胎实现准确监控，无需外部低频无线设备的匹配，实现轮胎定位功能的同时也减少了对外部低频无线设备的依赖。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。