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TWI771173B - 車輛運動狀態的監測方法、輪胎壓力監測晶片、裝置及系統 - Google Patents

車輛運動狀態的監測方法、輪胎壓力監測晶片、裝置及系統 Download PDF

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TWI771173B
TWI771173B TW110132689A TW110132689A TWI771173B TW I771173 B TWI771173 B TW I771173B TW 110132689 A TW110132689 A TW 110132689A TW 110132689 A TW110132689 A TW 110132689A TW I771173 B TWI771173 B TW I771173B
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axis
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張濤
李森林
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大陸商武漢杰開科技有限公司
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Abstract

本申請公開了一種車輛運動狀態的監測方法、輪胎壓 力監測晶片、裝置及系統，其中，車輛運動狀態的監測方法包括：分別獲取在預設時間段內對第一軸向加速度進行N次採樣的N個第一軸向加速度值和第一軸向的最大加速度變化值，以及對第二軸向加速度進行N次採樣的N個第二軸向加速度值和第二軸向的最大加速度變化值；基於所述第一軸向加速度值和第二軸向加速度值，確定車輛處於運動狀態或第一靜止狀態；若確定車輛處於第一靜止狀態，則進一步基於所述第一軸向的最大加速度變化值和所述第二軸向的最大加速度變化值，確定車輛處於運動狀態或第二靜止狀態。

Description

車輛運動狀態的監測方法、輪胎壓力監測晶片、裝置及系統
本申請涉及車輛電子技術領域，特別是涉及一種車輛運動狀態的監測方法、輪胎壓力監測晶片、裝置及系統。
據統計，在國內的高速公路上，由輪胎引發的交通事故占事故總數的70%，因爆胎引發的交通事故占交通事故總數的42%以上。在美國，這一比例更高，美國聯邦運輸法要求2003年11月以後的新車把輪胎氣壓監測系統作為標準配置。近幾年，我國政府對輪胎引發的交通事故引起高度重視。2020年，在國內將執行強制安裝法規，在產乘用車均要求安裝直接式或間接輪胎壓力監測系統(Tire-Pressure Monitoring System，TPMS)。
TPMS一般會存在兩種工作模式：一種休眠模式，一種正常工作模式。通常TPMS會在正常工作模式下採集輪胎壓力資料並進行發送，完成後會進入休眠模式等待下一次資料獲取，正常工作模式電流會比休眠模式電流大很多，因此休眠模式占比越大功耗就會越小。由於TPMS由電池供電，因此需要整個系統儘量工作在低功耗模式下來降低電池消耗。想要實現這個目的，就需要TPMS判斷車輛是處於運動狀態還是靜止狀態，以此來設置休眠模式時間的長短。
本申請主要解決的技術問題是提供一種車輛運動狀態的監測方法、輪胎壓力監測晶片、裝置及系統，能夠監測車輛的運動狀態。
為了解決上述問題，本申請第一方面提供了一種車輛運動狀態的監測方法，所述監測方法包括：通過安裝於車輪上的加速度傳感器，分別獲取在預設時間段內對第一軸向加速度進行N次採樣的N個第一軸向加速度值和第一軸向的最大加速度變化值，以及對第二軸向加速度進行N次採樣的N個第二軸向加速度值和第二軸向的最大加速度變化值；其中，所述第一軸向與所述第二軸向相垂直；基於所述第一軸向加速度值和第二軸向加速度值，確定車輛處於運動狀態或靜止狀態；若確定車輛處於靜止狀態，則進一步基於所述第一軸向的最大加速度變化值和所述第二軸向的最大加速度變化值，確定車輛處於運動狀態或靜止狀態。
為了解決上述問題，本申請第二方面提供了一種輪胎壓力監測晶片，包括：壓力傳感器，用於檢測得到車輪上的輪胎的壓力資料；加速度傳感器，用於隨車輛的運行輸出第一軸向加速度值和第二軸向加速度值；射頻發射器，用於將所述輪胎的壓力資料發送至車輛處理器；控制器，所述控制器分別與所述壓力傳感器、所述加速度傳感器和所述射頻發射器耦接，所述控制器用於監測所述車輛的車輛運動狀態，並根據所述車輛的車輛運動狀態控制所述射頻發射器發射所述輪胎的壓力資料，其中，所述控制器通過上述第一方面的方法實現監測所述車輛的車輛運動狀態。
為了解決上述問題，本申請第三方面提供了一種輪胎壓力監測裝置，包括輪胎壓力監測晶片和電池，所述電池用於給所述輪胎壓力監測晶片進行供電，所述輪胎壓力監測晶片為上述第二方面的輪胎壓力監測晶片。
為了解決上述問題，本申請第四方面提供了一種輪胎壓力監測系統，所述輪胎壓力監測系統包括相互耦接的輪胎壓力監測裝置、車輛處理器和顯示器、胎壓信號接收裝置；所述輪胎壓力監測裝置安裝在車輛的車輪上，用於檢測車輛的輪胎的壓力資料以及監測所述車輛的車輛運動狀態，並根據所述車輛的車輛運動狀態控制發射所述輪胎的壓力資料至所述胎壓信號接收裝置；所述車輛處理器用於根據所述胎壓信號接收裝置接收到的所述輪胎的壓力資料控制所述顯示器對每個輪胎的壓力資料進行顯示；其中，所述輪胎壓力監測裝置為上述第三方面的輪胎壓力監測裝置。
為了解決上述問題，本申請第五方面提供了一種車輛運動狀態監測系統，所述車輛運動狀態監測系統包括相互耦接的加速度傳感器和處理器；所述加速度傳感器用於檢測得到車輛輪胎的第一軸向加速度值和第二軸向加速度值；其中，所述第一軸向與所述第二軸向相垂直；所述處理器用於通過上述第一方面的方法實現監測車輛的車輛運動狀態。
本發明的有益效果是：區別於現有技術的情況，本申請的車輛運動狀態的監測方法包括：通過安裝於車輪上的加速度傳感器，分別獲取在預設時間段內對第一軸向加速度進行N次採樣的N個第一軸向加速度值和第一軸向的最大加速度變化值，以及對第二軸向加速度進行N次採樣的N個第二軸向加速度值和第二軸向的最大加速度變化值；其中，第一軸向與第二軸向相垂直；基於第一軸向加速度值和第二軸向加速度值確定車輛處於運動狀態或靜止狀態；若確定車輛處於靜止狀態，則進一步基於第一軸向的最大加速度變化值和第二軸向的最大加速度變化值來確定車輛處於運動狀態或靜止狀態。可以理解的是，通過判斷車輪的離心加速度是否超過了預定閾值，可以判定車輛是處於運行狀態還是靜止狀態，由於安裝於車輪上的加速度傳感器的第一軸向與第二軸向之間相互垂 直，因此，通過同時檢測加速度傳感器的第一軸向和第二軸向的輸出值，可以得到車輪的離心加速度值，從而可以基於第一軸向加速度值和第二軸向加速度值確定車輛處於運動狀態或靜止狀態。另外，在汽車運動的過程中，輪胎的離心加速度和切向加速度均會產生較大的相對加速度值變化量，而在汽車停止的過程中，輪胎的離心加速度和切向加速度基本不會產生相對加速度值變化量，由於輪胎的離心加速度與切向加速度之間相互垂直，而安裝於車輪上的加速度傳感器的第一軸向與第二軸向之間也相互垂直，因此，通過同時檢測加速度傳感器的第一軸向和第二軸向的輸出值的變化情況，即得到在一段時間內加速度傳感器的第一軸向的最大加速度變化值和第二軸向的最大加速度變化值，若任意一個最大加速度變化值超過第一預設閾值時，均可以表示輪胎的離心加速度和切向加速度中的至少一個產生了較大的相對加速度值變化量，即可以認為車輛處於運動狀態；這種方式不要求車輪上的加速度傳感器的第一軸向和第二軸向分別與輪胎的離心加速度方向和切向加速度方向直接對應，因此對於不同的車輛均可以實現對其運動狀態的監測；另外，採用比較傳感器的加速度變化值的方式，不需要對具體的數值進行分析，因此降低了對加速度傳感器的精度要求。
70:輪胎壓力監測晶片
700,800:壓力傳感器
702,802,1000:加速度傳感器
704,804:射頻發射器
706,806:控制器
80:輪胎壓力監測裝置
801:電池
90:輪胎壓力監測系統
900:輪胎壓力監測裝置
902:車輛處理器
904:顯示器
100:車輛運動狀態監測系統
1002:處理器
A:依賴於車輪類型和加速度傳感器在車輪上安裝位置的常數
D1:設置值
D2:設置值
F:離心力
g:車輪的離心加速度
m:品質
r:車輪半徑
S11,S111,S112,S12,S13,S131,S132,S133,S134,S51,S52,S53,S54,S55:步驟
v:車輛的運行速度
X:軸方向
Y:軸方向
Z:軸方向
ω:加速度傳感器的角速率
圖1是本申請車輛運動狀態的監測方法一實施例的流程示意圖；圖2a為加速度傳感器檢測的加速度的方向示意圖；圖2b為輪胎的加速度的方向示意圖；圖2c為輪胎轉動過程中加速度的大小關係示意圖；圖3是圖1中步驟S13一實施例的流程示意圖；圖4是圖1中步驟S11一實施例的流程示意圖； 圖5是本申請車輛運動狀態的監測方法另一實施例的流程示意圖；圖6是本申請車輛運動狀態的監測方法一應用場景的流程示意圖；圖7是本申請輪胎壓力監測晶片一實施例的框架示意圖；圖8是本申請輪胎壓力監測裝置一實施例的框架示意圖；圖9是本申請輪胎壓力監測系統一實施例的框架示意圖；圖10是本申請車輛運動狀態監測系統一實施例的框架示意圖。
下面結合說明書圖式，對本申請實施例的方案進行詳細說明。
以下描述中，為了說明而不是為了限定，提出了諸如特定系統結構、介面、技術之類的具體細節，以便透徹理解本申請。
本文中術語“系統”和“網路”在本文中常被可互換使用。本文中術語“和/或”，僅僅是一種描述關聯物件的關聯關係，表示可以存在三種關係，例如，A和/或B，可以表示：單獨存在A，同時存在A和B，單獨存在B這三種情況。另外，本文中字元“/”，一般表示前後關聯物件是一種“或”的關係。此外，本文中的“多”表示兩個或者多於兩個。
請參閱圖1，圖1是本申請車輛運動狀態的監測方法一實施例的流程示意圖。具體而言，可以包括如下步驟：
步驟S11：通過安裝於車輪上的加速度傳感器，分別獲取在預設時間段內對第一軸向加速度進行N次採樣的N個第一軸向加速度值和第一軸向的最大加速度變化值，以及對第二軸向加速度進行N次採樣的N個第二軸向加速度值和第二軸向的最大加速度變化值；其中，所述第一軸向與所述第二軸向相垂直。
步驟S12：基於所述第一軸向加速度值和第二軸向加速度值，確定車輛處於運動狀態或第一靜止狀態。
步驟S13：若確定車輛處於第一靜止狀態，則進一步基於所述第一軸向的最大加速度變化值和所述第二軸向的最大加速度變化值，確定車輛處於運動狀態或第二靜止狀態。
由於加速度傳感器安裝在車輪上，它隨著車輪旋轉，這樣在旋轉過程受到離心力，該離心力是慣性力，它具有徑向向外的方向，並且離心力F可以表示為：F=m*r*ω2，其中，m是品質，r是車輪半徑，且ω是加速度傳感器的角速率。因此，加速度傳感器可以獲取車輪的離心加速度g，g=r*ω2=A*r×v2，其中，A是依賴於車輪類型和加速度傳感器在車輪上安裝位置的常數。因此，離心加速度g與車輛的運行速度v相關，即可以基於加速度傳感器獲取的離心加速度g來判定車輛的運動狀態。
當然，實際應用時，加速度傳感器存在精度公差，因此，可以通過確定加速度傳感器感測的離心加速度是否超過了預定閾值來判定車輛是處於運行狀態還是停止狀態；由於安裝於車輪上的加速度傳感器的第一軸向與第二軸向之間相互垂直，因此，通過同時檢測加速度傳感器的第一軸向和第二軸向的輸出值，可以得到車輪的離心加速度值，從而可以基於第一軸向加速度值和第二軸向加速度值確定車輛處於運動狀態或靜止狀態。
一般來說，可以通過確定加速度傳感器檢測到的車輪的離心加速度是否超過了預定閾值來判定車輛是處於運行狀態還是靜止狀態；但是，加速度傳感器的檢測精度通常受到加速度傳感器因溫度特性和老化等因素而產生的誤差的影響，由於誤差原因，加速度傳感器檢測的加速度會偏離實際值，於是難以適當地預先確定用於判定車輛運動狀態的加速度的閾值，因此，當車輛以低速行駛時，無法準確地判定車輛是 處於運行狀態還是靜止狀態。例如，為了檢測出車輛的運行狀態而將預定閾值設置得較低，於是可能出現車輛實際處於靜止狀態，但由於加速度傳感器的檢測誤差，導致檢測的加速度值大於預定閾值，則車輛被誤判為正處於運行狀態；又例如，當預定閾值設置得較高時，當車輛實際以低速運行時，車輛可能被誤判為正處於靜止狀態。
請結合圖2a至圖2c，其中，圖2a為加速度傳感器檢測的加速度的方向示意圖，圖2b為輪胎的加速度的方向示意圖，圖2c為輪胎轉動過程中加速度的大小關係示意圖。如圖2a所示，加速度傳感器內部可以規定，加速度傳感器晶片的Z軸方向為其上下方向，加速度傳感器晶片的X軸方向為其為長度方向。如圖2b所示，可以規定在輪胎運動時，輪胎的離心力方向即為Z軸方向，輪胎運動面的切向方向即為X軸方向，與Z軸和X軸均正交的輪胎的垂直方向即為Y軸方向。由於在轉動過程中，從駕駛員的角度看過去，左右輪的轉動方向是相反的，一個輪子為順時針旋轉，另一個則為逆時針旋轉，因此，在運動過程中，輪胎Z軸方向的加速度和X軸方向的加速度具有如圖2c所示的大小關係。可以理解的是，當車輛處於前進時，圖2c中的左圖為左輪的輪胎轉動過程中加速度的大小關係示意圖，圖2c中的右圖為右輪的輪胎轉動過程中加速度的大小關係示意圖，而當車輛處於倒車時，則剛好反過來，即圖2c中的左圖為右輪的輪胎轉動過程中加速度的大小關係示意圖，圖2c中的右圖為左輪的輪胎轉動過程中加速度的大小關係示意圖，而本申請是以車輛處於前進時進行舉例說明的。具體地，在左輪轉動一圈的過程中，依次會出現X軸方向的加速度達到最大值、Z軸方向的加速度達到最大值、X軸方向的加速度達到最小值、Z軸方向的加速度達到最小值，而在右輪轉動一圈的過程中，則依次會出現Z軸方向的加 速度達到最大值、X軸方向的加速度達到最大值、Z軸方向的加速度達到最小值、X軸方向的加速度達到最小值。
因此，可以理解的是，當加速度傳感器晶片的Z軸正方向對應輪胎的Z軸正方向、加速度傳感器晶片的X軸正方向對應輪胎的X軸正方向或X軸負方向時，加速度傳感器晶片的Z軸方向可以檢測輪胎的離心加速度，即加速度傳感器晶片的Z軸方向檢測的是輪胎Z軸方向的加速度，而加速度傳感器晶片的X軸方向可以檢測車輪的切向加速度，即加速度傳感器晶片的X軸方向檢測的是輪胎X軸方向的加速度。於是，在汽車處於勻速運動狀態時，加速度傳感器晶片的Z軸方向會輸出大於1g的加速度值，加速度傳感器晶片的X軸方向輸出的加速度值會在-1g到+1g之間，而加速度傳感器晶片的Z軸方向所輸出的加速度值之間的最大變化值則會大於等於2g，加速度傳感器晶片的X軸方向所輸出的加速度值之間的最大變化值也會大於等於2g；而在汽車處於靜止狀態時，加速度傳感器晶片的Z軸方向和X軸方向均會輸出小於1g的加速度值，而加速度傳感器晶片的Z軸方向所輸出的加速度值之間的變化值則會小於0.1g，加速度傳感器晶片的X軸方向所輸出的加速度值之間的變化值也會小於0.1g。因此，通過判斷加速度傳感器晶片的Z軸方向所輸出的加速度值之間的變化值是否小於預設閾值，或者加速度傳感器晶片的X軸方向所輸出的加速度值之間的變化值是否小於預設閾值，例如預設閾值可以設置為0.3g，只要滿足至少一個變化值不小於0.3g，就可以判斷此時車輛處於運動狀態。
可以理解的是，輪胎的Z軸方向的加速度和X軸方向的加速度，可以通過加速度傳感器檢測過程中輸出的Z軸方向的加速度值和X軸方向的加速度值來表示，由於輪胎的Z軸方向的加速度和X軸方向的加速度隨著車輛的運行而變化，在汽車運動的過程中，輪胎的離心加速度和切向加速度均 會產生較大的相對加速度值變化量，而在汽車停止的過程中，輪胎的離心加速度和切向加速度基本不會產生相對加速度值變化量。因此，請參閱圖3，圖3是圖1中步驟S13一實施例的流程示意圖。在一實施方式中，上述步驟S13具體可以包括：
步驟S131：判斷所述第一軸向的最大加速度變化值和所述第二軸向的最大加速度變化值是否均小於第一預設閾值。若否，則執行步驟S132，若是，則執行步驟S133。
步驟S132：確定所述車輛處於運動狀態。
步驟S133：確定所述車輛處於第二靜止狀態。
可以理解的是，通過同時檢測加速度傳感器的第一軸向和第二軸向的輸出值的變化情況，即得到在一段時間內加速度傳感器的第一軸向的最大加速度變化值和第二軸向的最大加速度變化值，若任意一個最大加速度變化值超過第一預設閾值時，均可以表示輪胎的離心加速度和切向加速度中的至少一個產生了較大的相對加速度值變化量，即可以認為車輛處於運動狀態；這種方式不要求車輪上的加速度傳感器的第一軸向和第二軸向分別與輪胎的離心加速度方向和切向加速度方向直接對應，因此對於不同的車輛均可以實現對其運動狀態的監測；另外，採用比較傳感器的加速度變化值的方式，不需要對具體的數值進行分析，因此降低了對加速度傳感器的精度要求。
進一步地，在步驟S133之後，還可以包括：
步驟S134：調節輪胎壓力監測系統至休眠模式。
可以理解的是，由於輪胎壓力監測系統由電池供電，因此需要整個輪胎壓力監測系統儘量工作在低功耗模式下來降低電池消耗。於是，可以基於加速度傳感器的第一軸向的最大加速度變化值和第二軸向的最大加速度變化值，確定車輛處於運動狀態或靜止狀態，而輪胎壓力監測系統可以根據所確定的車輛運動狀態來選擇是否發射輪胎壓力信號，具體地，當 車輛處於靜止狀態時，可以調節輪胎壓力監測系統至休眠模式，於是可以減小輪胎壓力監測系統的功耗。
具體地，請參閱圖4，圖4是圖1中步驟S11一實施例的流程示意圖。在一實施例中，上述步驟S11具體包括：
步驟S111：利用所述加速度傳感器在所述預設時間段內分別對所述加速度傳感器的第一軸向加速度值和第二軸向加速度值進行N次採樣。
步驟S112：根據採樣得到的N個第一軸向加速度值中的最大值和最小值，得到所述加速度傳感器的第一軸向的最大加速度變化值，根據採樣得到的N個第二軸向加速度值中的最大值和最小值，得到所述加速度傳感器的第二軸向的最大加速度變化值。
可以理解的是，利用加速度傳感器在預設時間段內分別對加速度傳感器的第一軸向加速度值和第二軸向加速度值進行N次採樣，可以得到N個第一軸向加速度值和N個第二軸向加速度值，其中，任意相鄰兩次採樣之間的時間間隔相同或不同。於是，根據N個第一軸向加速度值中的最大值和最小值，可以得到加速度傳感器的第一軸向的最大加速度變化值，根據N個第二軸向加速度值中的最大值和最小值，可以得到加速度傳感器的第二軸向的最大加速度變化值。
請參閱圖5，圖5是本申請車輛運動狀態的監測方法另一實施例的流程示意圖。具體而言，可以包括如下步驟：
步驟S51：對所述加速度傳感器的第一軸向加速度值和第二軸向加速度值進行第M次採樣，得到第M個第一軸向加速度值和第M個第二軸向加速度值。其中，M小於N。
步驟S52：判斷所述第M個第一軸向加速度值的絕對值和所述第M個第二軸向加速度值的絕對值是否均小於第二預設閾值。若否，則執行步驟S53，若是，則執行步驟S54。
步驟S53：停止採樣，基於所述第一軸向加速度值和第二軸向加速度值確定所述車輛處於運動狀態。
步驟S54：繼續對所述加速度傳感器的第一軸向加速度值和第二軸向加速度值進行第M+1次採樣，並繼續判斷第M+1個第一軸向加速度值和第M+1個第二軸向加速度值是否均小於第二預設閾值。
步驟S55：若採樣至第N次，並判斷第N個第一軸向加速度值的絕對值和第N個第二軸向加速度值的絕對值仍均小於第二預設閾值，則停止採樣，並基於所述第一軸向的最大加速度變化值和所述第二軸向的最大加速度變化值，確定車輛處於運動狀態或第二靜止狀態。
具體地，M為小於N的正整數，由於可以通過確定加速度傳感器檢測到的輪胎的離心加速度是否超過了預定閾值來判定車輛是處於運行狀態還是靜止狀態；因此，在對加速度傳感器的第一軸向加速度值和第二軸向加速度值進行第M次採樣，得到第M個第一軸向加速度值和第M個第二軸向加速度值後，可以判斷第M個第一軸向加速度值的絕對值和第M個第二軸向加速度值的絕對值是否均小於第二預設閾值；此時可以將第二預設閾值設置得較高，若第M個第一軸向加速度值的絕對值和第M個第二軸向加速度值的絕對值不是均小於第二預設閾值，則說明輪胎的離心加速度超過了預定閾值，此時可以停止採樣，實現基於第一軸向加速度值和第二軸向加速度值來確定車輛處於運動狀態，若第M個第一軸向加速度值的絕對值和第M個第二軸向加速度值的絕對值均小於第二預設閾值，則不能說明輪胎的離心加速度超過了預定閾值，於是需要繼續對加速度傳感器的第一軸向加速度值和第二軸向加速度值進行下一次採樣。可以理解的是，每一次採樣之後，均可以採用步驟S51至步驟S54的方式來判定車輛是處於運行狀態還是靜止狀態。另外，在迴圈執行上述步驟S51至步 驟S54，直至採樣第N次，得到第N個第一軸向加速度值和第N個第二軸向加速度值，並判斷第N個第一軸向加速度值的絕對值和第N個第二軸向加速度值的絕對值仍均小於第二預設閾值，此時說明不能基於第一軸向加速度值和第二軸向加速度值來確定車輛處於運動狀態，於是可以停止採樣，並基於第一軸向的最大加速度變化值和第二軸向的最大加速度變化值，來確定車輛處於運動狀態或靜止狀態。
可以理解的是，加速度傳感器晶片的Z軸正方向並不一定剛好對應輪胎的Z軸正方向、加速度傳感器晶片的X軸正方向並不一定剛好對應輪胎的X軸正方向或X軸負方向，即加速度傳感器晶片的Z軸正方向和X軸正方向，與輪胎的Z軸/X軸/Y軸方向可以呈現不同的夾角。通過對不同夾角的情況進行檢測，可以得到對應的加速度傳感器檢測過程中輸出的Z軸方向的加速度值、X軸方向的加速度值、以及對應的加速度變化值的情況。具體如下表所示：
Figure 110132689-A0305-02-0015-1
Figure 110132689-A0305-02-0016-2
Figure 110132689-A0305-02-0017-3
其中，無論加速度傳感器晶片的Z軸正方向和X軸正方向，與輪胎的Z軸/X軸/Y軸方向呈現怎樣的夾角，均可以發現：汽車處於停止狀態時，加速度傳感器檢測過程中輸出的Z軸方向的加速度變化值小於0.1g、X軸方向的加速度變化值小於0.1g，因此，通過同時檢測加速度傳感器的第一軸向和第二軸向的輸出值的變化情況，即得到在一段時間內加速度傳感器的第一軸向的最大加速度變化值和第二軸向的最大加速度變化值，若任意一個最大加速度變化值超過第一預設閾值時，均可以表示輪胎的離心加速度和切向加速度中的至少一個產生了較大的相對加速度值變化量，即可以認為車輛處於運動狀態，這種方式不要求車輪上的加速度傳感器的第一軸向和第二軸向分別與輪胎的離心加速度方向和切向加速度方向直接對應，因此對於不同的車輛均可以實現對其運動狀態的監測。另外，在輪胎的離心力方向與加速度傳感器晶片的Z軸方向不垂直時，可以通過判斷加速度傳感器檢測過程中輸出的Z軸方向的加速度值是否大於第二預設閾值，來確定車輛是否處於運動狀態，而在輪胎的離心力方向與加速度傳感器晶片的X軸方向不垂直時，也可以通過判斷加速度傳感器檢測過程中輸出的X軸方向的加速度值是否大於第二預設閾值，來確定車輛是否處於運動狀態。
請參閱圖6，圖6是本申請車輛運動狀態的監測方法一應用場景的流程示意圖。在對車輛運動狀態進行監測時，先利用加速度傳感器採集得到加速度傳感器輸出的第一次Z軸加速度值和第一次X軸加速度值，然後判斷第一次Z軸加速 度值的絕對值和第一次X軸加速度值的絕對值分別與設置值D1之間的大小關係，預設值D1可以為6.5g，當第一次Z軸加速度值的絕對值和第一次X軸加速度值的絕對值中的至少一個大於等於設置值D1時，則可以判斷車輛處於運動狀態，當第一次Z軸加速度值的絕對值和第一次X軸加速度值的絕對值均小於設置值D1時，則會存儲下第一次Z軸加速度值和第一次X軸加速度值，並等待一段時間，通常需要等待1s以上，然後採集得到加速度傳感器輸出的第二次Z軸加速度值和第二次X軸加速度值，通過判斷第二次Z軸加速度值的絕對值和第二次X軸加速度值的絕對值分別與設置值D1之間的大小關係，也可以判斷車輛運動狀態，當第二次Z軸加速度值的絕對值和第二次X軸加速度值的絕對值中的至少一個大於等於設置值D1時，則可以判斷車輛處於運動狀態，當第二次Z軸加速度值的絕對值和第二次X軸加速度值的絕對值均小於設置值D1時，則會存儲下第二次Z軸加速度值和第二次X軸加速度值；由於此時存儲有第一次Z軸加速度值和第一次X軸加速度值、第二次Z軸加速度值和第二次X軸加速度值，因此可以比較第一次Z軸加速度值和第二次Z軸加速度值之間的Z軸加速度變化值、第一次X軸加速度值和第二次X軸加速度值之間的X軸加速度變化值，當Z軸加速度變化值和X軸加速度變化值中的至少一個大於等於設置值D2時，預設值D2可以為0.8g，則可以判斷車輛處於運動狀態，當Z軸加速度變化值和X軸加速度變化值均小於設置值D2時，則可以繼續採集加速度傳感器輸出的第三次Z軸加速度值和第三次X軸加速度值。然後採用類似的判斷方法，通過判斷每次採集得到的Z軸加速度值和X軸加速度值的絕對值分別與設置值D1之間的大小關係、以及Z軸的最大加速度變化值和X軸的最大加速度變化值分別與設置值D2之間的大小關係，若某次採集得到的Z軸加速度值的絕對值和X軸加速度值的絕對值中的至少一個 大於等於設置值D1時，或者Z軸的最大加速度變化值和X軸的最大加速度變化值中的至少一個大於等於設置值D2時，均可以判斷車輛處於運動狀態，否則可以判斷車輛處於靜止狀態。可以理解的是，當車輛處於靜止狀態時，可以調節輪胎壓力監測系統至休眠狀態，於是可以減小輪胎壓力監測系統的功耗；在實際應用過程中，所採集到的加速度傳感器輸出的Z軸加速度值和X軸加速度值，可以通過迴圈覆蓋的方式進行存儲，從而可以減少資料存儲壓力，且可以保證資料的即時性。迴圈覆蓋是指在下一個採樣週期中，第一軸向的N個加速度值和第二軸向的N個加速度值覆蓋了當前採樣週期中第一軸向的N個加速度值和第二軸向的N個加速度值。
請參閱圖7，圖7是本申請輪胎壓力監測晶片一實施例的框架示意圖。輪胎壓力監測晶片70包括：壓力傳感器700，用於檢測得到車輪上的輪胎的壓力資料；加速度傳感器702，用於隨車輛的運行輸出第一軸向加速度值和第二軸向加速度值；射頻發射器704，用於將所述輪胎的壓力資料發送至車輛處理器；控制器706，控制器706分別與壓力傳感器700、加速度傳感器702和射頻發射器704耦接，控制器706用於監測所述車輛的車輛運動狀態，並根據所述車輛的車輛運動狀態控制所述射頻發射器704發射所述輪胎的壓力資料，其中，控制器706通過上述任意一種車輛運動狀態的監測方法實現監測所述車輛的車輛運動狀態。
在一實施例中，上述的加速度傳感器702可以是一個可以檢測X軸和Z軸加速度的雙軸加速度傳感器，或者是一個可以檢測X軸、Y軸和Z軸加速度的三軸加速度傳感器。在其他實施例中，加速度傳感器702也可以由一個第一加速度傳感器和一個第二加速度傳感器替代，第一加速度傳感器和第二加速度傳感器為單軸加速度傳感器，第一加速度傳感器用於 檢測並輸出第一軸向加速度值，第二加速度傳感器用於檢測並輸出第一軸向加速度值，第一軸向與第二軸向相垂直。
請參閱圖8，圖8是本申請輪胎壓力監測裝置一實施例的框架示意圖。本實施例中，輪胎壓力監測裝置80包括輪胎壓力監測晶片和電池801，其中，該輪胎壓力監測晶片為上述的輪胎壓力監測晶片70，即本實施例中的輪胎壓力監測晶片包括壓力傳感器800、加速度傳感器802、控制器806和射頻發射器804。具體地，控制器806可以為MCU(Microcontroller Unit；微控制器單元)，通過電池801進行供電，而壓力傳感器800、加速度傳感器802可以通過多工器(Multiplexer)MUX以及差分放大電路等實現與MCU耦接，射頻發射器804採用434M天線進行資料傳輸。
關於本申請控制器806實現監測車輛的車輛運動狀態的具體內容請參閱上述車輛運動狀態的監測方法實施例中的內容，此處不再贅述。
請參閱圖9，圖9是本申請輪胎壓力監測系統一實施例的框架示意圖。輪胎壓力監測系統90包括相互耦接的輪胎壓力監測裝置900、胎壓信號接收裝置(未圖示)、車輛處理器902和顯示器904；輪胎壓力監測裝置900安裝在車輛的車輪上，用於檢測車輛的輪胎的壓力資料以及監測所述車輛的車輛運動狀態，並根據所述車輛的車輛運動狀態控制發射所述輪胎的壓力資料至所述胎壓信號接收裝置；車輛處理器902用於根據胎壓信號接收裝置接收到的輪胎的壓力資料控制顯示器904對每個輪胎的壓力資料進行顯示；其中，輪胎壓力監測裝置900為上述任意一種輪胎壓力監測裝置。可以理解的是，車輛的每一個車輪上均可以安裝有一個輪胎壓力監測裝置900。
進一步地，顯示器904還包括與每個輪胎相對應的報警燈，車輛處理器902還用於：當輪胎的胎壓不處於預設 區間時，控制該輪胎所對應的報警燈點亮。具體地，顯示器904可顯示包括左前輪胎壓、左後輪胎壓、右前輪胎壓和右後輪胎壓，並在顯示器904上設有與其所對應的左前輪報警燈、左後輪報警燈、右前輪報警燈和右後輪報警燈，當輪胎的胎壓太高或者太低時，車輛處理器902可以控制該輪胎對應的報警燈點亮報警。
具體而言，車輛處理器902還可以稱為CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)。車輛處理器902可能是一種積體電路晶片，具有信號的處理能力。車輛處理器902還可以是通用處理器、數位訊號處理器(Digital Signal Processor，DSP)、應用特定積體電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可程式邏輯陣列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可程式設計邏輯器件、分立門或者電晶體邏輯器件、分立硬體元件。通用處理器可以是微處理器或者該處理器也可以是任何常規的處理器等。另外，車輛處理器902可以由積體電路晶片共同實現。
請參閱圖10，圖10是本申請車輛運動狀態監測系統一實施例的框架示意圖。車輛運動狀態監測系統100包括相互耦接的加速度傳感器1000和處理器1002；加速度傳感器1000用於檢測得到車輛輪胎的第一軸向加速度值和第二軸向加速度值；其中，所述第一軸向與所述第二軸向相垂直；處理器1002用於通過上述任意一種車輛運動狀態的監測方法實現監測車輛的車輛運動狀態。
在一實施例中，上述的加速度傳感器1000可以是一個可以檢測X軸和Z軸加速度的雙軸加速度傳感器，或者是一個可以檢測X軸、Y軸和Z軸加速度的三軸加速度傳感器。在其他實施例中，加速度傳感器1000也可以由一個第一加速度傳感器和一個第二加速度傳感器替代，第一加速度傳感器和 第二加速度傳感器為單軸加速度傳感器，第一加速度傳感器用於檢測並輸出第一軸向加速度值，第二加速度傳感器用於檢測並輸出第一軸向加速度值，第一軸向與第二軸向相垂直。
在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的方法、裝置和系統，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的裝置實施方式僅僅是示意性的，例如，模組或單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如單元或元件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特徵可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些介面，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性、機械或其它的形式。
作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分佈到網路單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施方式方案的目的。
另外，在本申請各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以採用硬體的形式實現，也可以採用軟體功能單元的形式實現。
集成的單元如果以軟體功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個電腦可讀取存儲介質中。基於這樣的理解，本申請的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的全部或部分可以以軟體產品的形式體現出來，該電腦軟體產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一台電腦設備(可以是個人電腦，伺服器，或者網路設備等)或處理器(processor)執行本 申請各個實施方式方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：通用序列匯流排(USB，Universal Serial Bus)、移動硬碟、唯讀記憶體(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取記憶體(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程式碼的介質。
應理解的是，除非特別指明，術語“靜止狀態”可指“第一靜止狀態”和/或“第二靜止狀態”，具體取決於上下文。
S11,S12,S13:步驟

Claims (9)

  1. 一種車輛運動狀態的監測方法，其特徵在於，所述監測方法包括：通過安裝於車輪上的加速度傳感器，分別獲取在預設時間段內對第一軸向加速度進行N次採樣的N個第一軸向加速度值，以及對第二軸向加速度進行N次採樣的N個第二軸向加速度值，根據採樣得到的N個第一軸向加速度值中的最大值和最小值，得到所述加速度傳感器的第一軸向的最大加速度變化值，根據採樣得到的N個第二軸向加速度值中的最大值和最小值，得到所述加速度傳感器的第二軸向的最大加速度變化值；其中，所述第一軸向與所述第二軸向相垂直；基於所述N個第一軸向加速度值和N個第二軸向加速度值，確定車輛處於運動狀態或第一靜止狀態；若確定車輛處於第一靜止狀態，則進一步基於所述第一軸向的最大加速度變化值和所述第二軸向的最大加速度變化值，確定車輛處於運動狀態或第二靜止狀態。
  2. 如請求項1所述的方法，其中，所述基於所述第一軸向的最大加速度變化值和所述第二軸向的最大加速度變化值，確定車輛處於運動狀態或第二靜止狀態，包括：判斷所述第一軸向的最大加速度變化值是否小於第一預設閾值，判讀所述第二軸向的最大加速度變化值是否小於所述第一預設閾值；若所述第一軸向的最大加速度變化值大於等於所述第一預設閾值，和/或所述第二軸向的最大加速度變化值大於等於所述第一預設閾值，則確定所述車輛處於運動狀態；若所述第一軸向的最大加速度變化值小於第一預設閾值，且所述第二軸向的最大加速度變化值小於所述第一預設閾 值，則確定所述車輛處於第二靜止狀態。
  3. 如請求項1所述的方法，其中，所述通過安裝於車輪上的加速度傳感器，分別獲取在預設時間段內對第一軸向加速度進行N次採樣的N個第一軸向加速度值和第一軸向的最大加速度變化值，以及對第二軸向加速度進行N次採樣的N個第二軸向加速度值和第二軸向的最大加速度變化值；其中，所述第一軸向與所述第二軸向相垂直；基於所述N個第一軸向加速度值和N個第二軸向加速度值，確定車輛處於運動狀態或第一靜止狀態；若確定車輛處於第一靜止狀態，則進一步基於所述第一軸向的最大加速度變化值和所述第二軸向的最大加速度變化值，確定車輛處於運動狀態或第二靜止狀態，包括：對所述加速度傳感器的第一軸向加速度值和第二軸向加速度值進行第M次採樣，得到第M個第一軸向加速度值和第M個第二軸向加速度值：其中，M小於N；判斷所述第M個第一軸向加速度值的絕對值是否小於第二預設閾值，以及所述第M個第二軸向加速度值的絕對值是否小於所述第二預設閾值；若所述第M個第一軸向加速度值的絕對值大於等於所述第二預設閾值，和/或所述第M個第二軸向加速度值的絕對值大於等於所述第二預設閾值，則停止採樣并確定所述車輛處於運動狀態；若所述第M個第一軸向加速度值的絕對值小於所述第二預設閾值，和/或所述第M個第二軸向加速度值的絕對值小於所述第二預設閾值，則繼續對所述加速度傳感器的第一軸向加速度值和第二軸向加速度值進行第M+1次採樣，並繼續判斷第M+1個第一軸向加速度值和第M+1個第二軸向加速度值是否均小於第二預設閾值；若採樣至第N次，並判斷第N個第一軸向加速度值的絕 對值和第N個第二軸向加速度值的絕對值仍均小於第二預設閾值，則停止採樣，並基於所述第一軸向的最大加速度變化值和所述第二軸向的最大加速度變化值，確定車輛處於運動狀態或第二靜止狀態。
  4. 如請求項3所述的方法，其中，所述第一預設閾值不小於0.8g，和/或，所述第二預設閾值不小於6.5g。
  5. 如請求項1所述的方法，其中，任意相鄰兩次採樣之間的時間間隔相同或不同。
  6. 一種輪胎壓力監測晶片，其特徵在於，包括：壓力傳感器，用於檢測得到車輪上的輪胎的壓力資料；加速度傳感器，用於隨車輛的運行輸出第一軸向加速度值和第二軸向加速度值；射頻發射器，用於將所述輪胎的壓力資料發送至車輛處理器；控制器，所述控制器分別與所述壓力傳感器、所述加速度傳感器和所述射頻發射器耦接，所述控制器用於監測所述車輛的車輛運動狀態，並根據所述車輛的車輛運動狀態控制所述射頻發射器發射所述輪胎的壓力資料，其中，所述控制器通過請求項1至5任一項所述的方法實現監測所述車輛的車輛運動狀態。
  7. 一種輪胎壓力監測裝置，其特徵在於，包括輪胎壓力監測晶片和電池，所述電池用於給所述輪胎壓力監測晶片進行供電，所述輪胎壓力監測晶片為請求項6中的輪胎壓力監測晶片。
  8. 一種輪胎壓力監測系統，其特徵在於，所述輪胎壓力監測系統包括相互耦接的輪胎壓力監測裝置、車輛處理器和顯示器、胎壓信號接收裝置；所述輪胎壓力監測裝置安裝在車輛的車輪上，用於檢測車輛的輪胎的壓力資料以及監測所述車輛的車輛運動狀態，並根 據所述車輛的車輛運動狀態控制發射所述輪胎的壓力資料至所述胎壓信號接收裝置；所述車輛處理器用於根據所述胎壓信號接收裝置接收到的所述輪胎的壓力資料控制所述顯示器對每個輪胎的壓力資料進行顯示；其中，所述輪胎壓力監測裝置為請求項7所述的輪胎壓力監測裝置。
  9. 一種車輛運動狀態監測系統，其特徵在於，所述車輛運動狀態監測系統包括相互耦接的加速度傳感器和處理器；所述加速度傳感器用於檢測得到車輛輪胎的第一軸向加速度值和第二軸向加速度值；其中，所述第一軸向與所述第二軸向相垂直；所述處理器用於通過請求項1至5任一項所述的方法實現監測車輛的車輛運動狀態。
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