[发明专利]用于车轮监视系统的跟踪滤波器装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于跟踪电信号的滤波器，所述电信号具体地为从诸如移动车辆的车轮的旋转车轮发出的信号。具体地，本发明涉及用于安装于车轮的监视设备的滤波器。

背景技术

从车辆车轮上的装置发出的电信号通常包括相当数量的信号噪声，特别是当车辆在粗糙地面上行进时。在一些情况下，期望检测的信号分量取决于车轮速度，这使得从噪声中提取期望信号分量复杂。

例如，美国专利7,367,227公开了一种胎压监视系统（TPMS），其中在安装于车轮的胎压测量设备中包括一对震动传感器，震动传感器产生电信号，从该电信号能够推断出相应车轮在车辆上的位置。由震动传感器产生的电信号包括主信号分量以及信号噪声，所述主信号分量表示震动传感器的输出。信号噪声的频率和幅度充分接近于主信号分量的频率和幅度，使得可能难以可靠地检测主信号分量。此外，通过车轮的旋转速度来确定主信号分量的频率。由于主信号分量的频率最初是未知的并且其是可变的，所以这增加了检测主信号分量的难度。结果，常规的静态滤波器不能可靠地提取主信号分量，特别是当车辆在粗糙地面上行进时。当使用例如微机电系统（MEMS）传感器或加速度计的其他传感器时，出现类似问题。

因而，期望提供一种能够可靠地检测从旋转车轮上的装置发出的电信号的滤波装置。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种车轮监视系统，包括车轮监视设备，所述车轮监视设备可被安装在所述车轮上，并且被配置为生成指示所述车轮的特征的第一信号，所述车轮在使用中具有可变旋转速度，所述第一信号具有取决于所述可变旋转速度的主频率，其中所述车轮监视系统进一步包括跟踪滤波器装置，所述跟踪滤波器装置包括：

输入，用于接收所述第一信号；

可调整滤波器，被安排为接收所述第一信号和产生经滤波的第一信号，所述可调整滤波器具有可调整的截止频率；以及

滤波器控制器，被安排为测量所述经滤波的第一信号的至少一个特征，并且将所述至少一个测量的特征与参考值进行比较，所述滤波器控制器与所述可调整滤波器协同操作，用于如果所述至少一个测量的特征与所述参考值不同的量超过阈值，则调整所述截止频率。

所述阈值可以是零，或可以被设置为在比较中允许容限的水平。

经滤波的第一信号典型地具有在所述主频率处的主信号分量，所述主信号分量具有幅度，所述经滤波的第一信号的所述至少一个特征便利地包括所述幅度。

在优选的实施例中，可调整滤波器具有包括滚降（roll off）区的频率响应，在所述滚降区中所述滤波器应用随频率变化的衰减，所述滤波器控制器被安排为调整所述滤波器的截止频率，使得所述主频率处于所述滚降区内。

在一些实施例中，跟踪滤波器装置可以向所述经滤波的第一信号应用独立于频率的增益，在该情况下可以将所述频率控制器安排为调整所述滤波器的截止频率，使得所述主频率处于所述滚降区中的以下位置处：在该位置处，所述滤波器应用的所述衰减至少部分地取消所述独立于频率的增益对所述经滤波的第一信号的影响。所述滤波器在所述滚降区中的所述位置应用的所述衰减可以比所述滤波器在所述截止频率处应用的衰减更高。

可选地，所述滤波器在所述滚降区中的所述位置应用的所述衰减基本上取消所述独立于频率的增益对所述经滤波的第一信号的影响。

在优选的实施例中，所述第一信号和所述经滤波的第一信号中的每一个具有在所述主频率处的主信号分量，所述相应的主信号分量具有相应的幅度，所述跟踪滤波器装置进一步包括在所述输入和所述可调整滤波器之间的放大器，所述放大器被安排为当所述主频率处于所述滚降区中的所选择的位置处时，将所述第一信号的幅度调整到促使所述经滤波的第一信号的幅度基本上匹配所述参考值的水平。

所述可调整滤波器可以包括低通滤波器，在该情况下，所述滤波器控制器与所述可调整滤波器协同操作，用于如果所述至少一个测量的特征比所述参考值小的量超过第一阈值，则增加所述截止频率，以及如果所述至少一个测量的特征比所述参考值大的量超过第二阈值，则降低所述截止频率。

替选地，所述可调整滤波器可以包括高通滤波器，在该情况下，所述滤波器控制器与所述可调整滤波器协同操作，用于如果所述至少一个测量的特征比所述参考值大的量超过第一阈值，则增加所述截止频率，以及如果所述至少一个测量的特征比所述参考值小的量超过第二阈值，则降低所述截止频率。