支持压力传感器的自校准的传感器网络的制作方法

支持压力传感器的自校准的传感器网络的制作方法
【专利摘要】本发明涉及支持压力传感器的自校准的传感器网络。压力传感器系统包括用于基于来自静电力的薄膜偏转或薄膜位移和来自附加传感器的单个参考压力而对传感器参数进行自校准的一个或多个自校准压力传感器。附加传感器具有比自校准传感器更大的准确度水平或范围。传感器参数从电容测量结果和单个压力测量结果导出，其被用于到一个或多个目标值的自校准。
【专利说明】
支持压力传感器的自校准的传感器网络
技术领域
[0001] 本公开在压力传感器且更具体地在支持压力传感器的自校准的传感器网络的领 域中。
【背景技术】
[0002] 电容式压力传感器使用可移动隔膜和压力腔来产生可变电容器。可变电容器显示 出与由测得压力引入的力相对应地改变的电容。为了将传感器单元集成到电子装置或系统 (诸如汽车系统之类）中，传感器单元常常被连接以形成阵列或电桥;然而，从系统观点出 发，那些单元网络仍充当单个传感器。传感器最初在制造过程或生产线结束时被校准，通常 是在定义测量条件下。校准和进一步再校准可以包括不同高温度下的各种不同压力，这可 利用专用测试设备和相当长的测试时间。
【附图说明】
[0003] 图1是图示出根据所述各种方面的用于压力传感器的自校准的压力传感器系统的 框图。
[0004] 图2是图示出根据所述各种方面的用于压力传感器的自校准的另一压力传感器系 统的框图。
[0005] 图3A-3B是图示出根据所述各种方面的用于压力传感器的自校准的压力传感器模 型的图。
[0006] 图4是图示出根据所述各种方面的操作用于压力传感器的自校准的压力传感器系 统的方法的流程图。
[0007] 图5A-5B是图示出根据所述各种方面的用于压力传感器的自校准的压力传感器模 型的图。
[0008] 图6是图示出根据所述各种方面的操作用于压力传感器的自校准的压力传感器系 统的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0009] 现在将参考附图来描述本公开，其中，自始至终使用相同的参考标号来指代相同 元件，并且其中，所示结构和设备不一定按比例描绘。如本文所利用的术语"部件"、"系统"、 "接口"等意图指代计算机相关实体、硬件、软件(例如，在执行中）和/或固件。例如，部件可 以是处理器、在处理器上运行的过程、对象、可以执行指令、程序、存储设备和/或具有处理 设备的计算机。以举例说明的方式，在服务器上运行的应用程序和服务器还可以是部件。一 个或多个部件可以常驻于过程内，并且部件可以位于一个计算机上和/或分布在两个或更 多计算机之间。
[0010]此外，这些部件可以例如诸如用模块从具有存储在其上面的各种数据结构的各种 计算机可读存储介质执行。部件可以诸如根据具有一个或多个数据分组的信号(例如，来自 在本地系统、分布式系统中、经由信号跨网络与另一部件相交互的一个部件的数据，所述网 络诸如因特网、局域网、广域网或具有其它系统的类似网络)经由本地和/或远程过程进行 通信。
[0011]作为另一示例，部件可以是具有由被电或电子电路操作的机械零件提供的特定功 能的装置，其中，该电或电子电路可以被由一个或多个处理器执行的软件应用程序或固件 应用程序操作。所述一个或多个处理器可以在装置内部或外部，并且可以执行软件或固件 应用程序的至少一部分。作为另一示例，部件可以是在没有机械零件的情况下通过电子部 件来提供特定功能的装置;电子部件可以在其中包括一个或多个处理器以执行至少部分地 赋予电子部件的功能的软件和/或固件。
[0012] 概述 考虑到上述不足，描述了用于支持一个或多个压力传感器的自校准操作的各种方面， 诸如被通信耦合到车辆控制器或其它系统控制器的微机电系统(MEMS)压力传感器或其它 压力传感器。描述了一种用于支持可以被静电力刺激的压力传感器的自校准的压力传感 器，所述静电力覆盖在隔膜或薄膜处由结果产生的压力引起的偏转。该系统还使得能够根 据一个或多个目标值并基于从附加传感器导出或被其接收到的压力(例如，环境压力)实现 用于由压力传感器本身进行的自校准的压力传感器参数值的自动提取。例如，至少一个传 感器传送可以根据其来确定压力测量结果的环境压力的传感器数据。自校准压力传感器接 收传感器数据并针对传感器参数执行自校准操作以用接收传感器数据的压力信息获得目 标值。在一个方面，接收到传感器数据的自校准压力传感器进行操作以在与其从该处接收 到传感器数据的另一压力传感器相比较低的准确程度上检测系统内的压力。例如，自校准 压力传感器可以是侧面气囊压力传感器或者与可以是歧管气压传感器或大气压力传感器 的另一压力传感器相比不那么准确的另一压力传感器。
[0013] 在一个方面，压力传感器系统包括具有电极和薄膜的第一压力传感器，其根据静 电力而产生从第一位置到第二位置的偏转或位移。可以向电极施加一个或多个电压，感生 用于结果产生的偏转的静电力。该系统用作为静电力的函数的薄膜位移来确定对应于电极 处的施加电压的电容值。系统的自校准部件可以进一步用从电容值和从已从具有较高准确 度范围的第二压力传感器(例如，歧管气压传感器、大气压力传感器或其它压力传感器)接 收到的外部压力(例如，环境或大气压力）导出的传感器参数将压力传感器校准到目标值。
[0014] 传感器网络因此可以经由系统控制器/处理器（例如，气囊控制单元，引擎控制单 元、其它车辆控制器等)被通信耦合，并支持特定压力传感器的自校准，诸如车辆(例如，汽 车、卡车、飞机或其它移动机械运输手段)或其它传感器通信系统中的压力传感器。传感器 网络可以包括通过一个或多个通信路径被经由控制器相互通信耦合的一个或多个传感器。 该通信可以是用针对相同子系统内的通信协议，或者使用例如相同或不同协议经由另一控 制器与另一子系统。下面连同附图一起参考以下示例进一步描述本公开的附加方面和细 To
[0015] 示例 参考图1，图示出使得能够实现利用静电力的压力传感器的自校准且能够用另一传感 器进行自校准的压力传感器系统100的示例。自校准可以包括在某个制造公差范围或目标 值内的传感器参数的自校准。系统100可以是例如车辆或其它设备101的其它传感器通信系 统或子系统的一部分或被与之通信耦合，其中，车辆指的是用于运输的任何机动或非机动 装置或运输模式。
[0016]系统100包括第一压力传感器102、第二压力传感器104、第一压力传感器的自校准 部件106、一个或多个处理器或控制器108和数据存储器110,并且进行操作以使得能够实现 或支持用于压力传感器的自校准操作。可以将第一压力传感器102配置成通过充当换能器 并根据周围环境或感测压力的变化而生成信号来测量来自许多不同变量中的任何一个的 可计量压力，所述不同变量诸如流体/气体流量、空气、速度、水位、高度等。第一压力传感器 102可以包括力收集器，其由测量从薄膜103的区域(A)上的施加力产生的应变或偏转的隔 膜或薄膜103构成。第一压力传感器102可以充当微机电系统(MEMS)压力传感器，其包括具 有薄膜103的电极105、107,从而对由来自薄膜105与电极105或107之间的施加电压的静电 力感生的偏转做出反应。另外，如所示的第一压力传感器102可以表示单个传感器或被相互 耦合的多个压力传感器。
[0017] 在一个实施例中，第一压力传感器102产生其自己的（一个或多个)传感器参数到 存储在数据存储器110中或经由控制器108传送的一个或多个目标值的自校准。来自第一压 力传感器10 2处的静电力的薄膜103的偏转使得能够提取被存储并被用于由第一压力传感 器102进行自校准的传感器参数，其可以被进一步建模。自校准过程可以包括跨时间微分的 相对于时间的测量结果之间的比较，并且包括由第二压力传感器104提供的单个外部供应 压力读数或测量结果。比较可以被用来用与传感器参数有关的各种值来动态地对压力传感 器进行自校准，所述传感器参数可以包括薄膜面积、一个或多个弹簧常数、传感器尺寸、电 极之间的距离、从薄膜到腔体底部的高度、电容率常数、施加压力、线性化多项式系数或其 它此类参数，其是例如落在过程公差或制造范围内的传感器功能和制造规范的一部分。
[0018] 第二压力传感器104进行操作以感测外部压力（例如环境压力），并且将与外部压 力有关的传感器数据传送到第一压力传感器102以用于自校准。第二压力传感器104可以以 与第一压力传感器102相比更大的准确程度/水平来检测压力或从压力变化导出压力传感 器数据。第二压力104因此被配置成与第一压力传感器102相比以更大的准确度范围或者以 更接近于实际环境压力的准确度来检测压力的变化。
[0019] 另外，第二压力传感器104包括与第一压力传感器102不同的压力传感器。例如，第 一压力传感器1〇2(例如，气囊/撞击传感器)可以是第一控制系统的整体部分，其可以包括 例如气袋控制系统、行人检测系统、马达控制系统、其它车辆系统或传感器系统。例如，控制 器108可以充当气囊控制单元，其监视并控制来自一个或多个气囊传感器、撞击传感器、对 象检测或其它传感器的数据。第二压力传感器104可以是被耦合到例如相同控制器108、或 被耦合到另一第二控制系统的传感器，所述另一第二控制系统诸如车辆的发动机控制系 统、车辆的排气控制系统或具有监视并控制来自例如子系统或传感器网络的一个或多个其 它传感器的数据的不同控制器(未示出）的其它设备101或系统。
[0020] 第二压力传感器104例如可以是歧管气压传感器，具有比第一压力传感器102更大 的准确度的大气压力传感器或其它压力传感器。另外，可以将第二压力传感器104定位于或 集成到与控制器108相同的板或相同的芯片上，并跟与控制器108和第一压力传感器102相 同的通信网络或网络协议通信耦合。替换地，第二压力传感器104可以是车辆或设备101中 的不同子系统的一部分，具在具有相同或不同网络协议的相同或不同通信网络中具有不同 的控制器和传感器组。
[0021] 第一压力传感器102进一步直接地或经由处理器或控制器108从接收到的通信接 收来自第二压力传感器104的传感器数据或压力读数，所述处理器或控制器108被耦合到数 据存储器110以便存储或检索传感器数据，所述传感器数据包括压力数据、测量结果、读数、 目标值、参数值或其它类似传感器数据。第一压力传感器102基于一个或多个不同准则根据 目标值以及从第二压力传感器104接收到的单个、外部且更准确的压力数据或外部压力测 量结果对参数值进行自校准，所述准则诸如预定定时、预定间隔、时间发生(例如，发动机起 动、过程变化事件、老化事件或其它事件触发器）。另外，第一压力传感器102可以在不使用 来自其本身的压力测量结果/读数的情况下对其本身进行自校准，而是仅用来自第二压力 传感器104的单个压力测量结果/读数/数据来将参数值建模或导出参数值并生成自校准。
[0022] 在一个示例中，第一压力传感器102用自校准部件106进行自校准或者动态地再校 准。自校准可以是基于简化模型，针对传感器的参数各种非预定不准确性进行调整，诸如经 由操作磨损、过程公差、温度影响或者在车辆或其它系统的操作过程内可能发生的其它改 变变量。自校准部件106可以在预定时间、预定间隔或者响应于一个或多个触发事件而动态 地发起。
[0023] 例如，每天、每周、每月等，自校准部件106可以在第一压力传感器内发起自校准过 程，向控制器108进行用以具有较高准确度水平、在某个准确度水平内的外面传感器读数的 请求，或者从不同的传感器接收与外面或环境压力有关的压力数据以用于第一压力传感器 的自校准。在一个实施例中，自校准部件106可以在触发事件处发起自校准过程，所述触发 事件诸如车辆马达的起动或点火、以满功率操作的点火系统、获得温度阈值以针对车辆系 统或另一系统的温度变化进行调整或再校准。触发事件还可以包括例如海拔水平达到海平 面平均值以上、外面风速、传感器或其它部件的老化范围或可检测部件磨损、车辆或其它系 统/子系统使用或相关部件的功能的结果。
[0024] 第一压力传感器102或控制器108还可以被配置成监视环境压力以确保相对于第 一和第二传感器102、104的外部压力在自校准的发起之前在某个或预定义范围内。例如，作 为第一压力传感器102的侧面气囊传感器可以发起自校准，只要碰撞未被检测到、正在发 生、侧面撞击并未影响读数或操作或者可以引起在用于外部环境的预定义压力范围外面的 不一致读数的其它事件触发器即可。例如，自校准触发器可以包括发动机的起动、在操作之 前、或者在歧管气压传感器的情况下，当没有供电在发生或已发生时。触发器可以包括但不 限于控制器108或其它系统控制器的供电，其中可以在执行自校准之前传送外部确认。例 如，系统、控制器或其它通信部件的驾驶员或操作员可以用确认对来自传感器102或控制器 108的请求进行响应，该确认指示来自第一和第二传感器102、104的压力读数在定义范围内 或者是近似相等的。
[0025]在另一方面，控制器108可以进行操作以从第二压力传感器104产生较高准确度的 压力读数、测量结果或数据以然后将此类数据传送到第一压力传感器102,或者替换地选择 另一传感器，其可能在操作上被供电、不在使用中或者另外可用于以必需的准确度提供传 感器数据。控制器108还可以从外部发射机、诊断测试设备或其它设备发起、请求或接收具 有比第一压力传感器更大的准确度的传感器数据。另外或替换地，控制器108可以产生用于 与压力有关的具有与第二压力传感器104相比不同或更大的准确度水平的传感器数据的请 求，而且在第二传感器104不可操作或者不再与传感器网络环境通信的情况下将一个传感 器和另一传感器按优先次序排列以便向第一压力传感器102提供外部压力测量结果。
[0026] 系统100的自校准部件106被配置成用从各组电容值的测量结果导出的一组传感 器参数将压力传感器102校准到一组目标值。该目标值例如可以包括用于意图定义压力传 感器的一个或多个功能的一个或多个参数的出厂操作范围值。可以根据从测量结果和一 个或多个压力(诸如环境压力或其它压力）导出的参数值来产生自校准。例如可以在定义测 量条件下在制造过程线结束时对压力传感器102进行校准，这可以在不同的温度下用不同 的压力执行。但是，由自校准压力传感器产生的简化模型可以同样地运行以用于自校准。校 准例如常常也可以涉及到相对于压力和温度、分段线性函数或样条函数的复杂多项式。
[0027] 系统100例如通过生成简化模型并经由模型来提取参数值而经由自校准部件106 产生自校准过程。该模型例如可以是电容模型，诸如基于电容电桥的模型、基于移动板的模 型或用于执行更高效的校准和再校准以用于自校准的其它类型的电容模型。例如，压力传 感器102的电极105、107可以进行操作以形成电容性全桥，其中可以向电容性全桥的节点或 端子的输入对施加各种电压。可以在电容全桥的节点的输出对处获得电容值并进一步用来 导出、估计并重新计算传感器102的操作参数。电容值可以包括从被用来对压力传感器的不 同参数进行建模的微分输出所导出的电容值。跨电极105、107建模的电容电桥可以親合到 电极，该电极将包括用于对由静电力引起的位移进行建模的不同操作参数的一个或多个压 力传感器102桥接。
[0028]由于压力传感器102的薄膜或隔膜的偏转通过分布力而弯曲或移位，所以可以在 复杂函数中对该行为进行建模，并且其还针对压力和静电力表现不同。因此，可以用生成的 模型来描述压力传感器的宏观行为，其局限于减小的操作范围或可以小于例如用于压力传 感器102的制造或正常标准操作范围的操作范围。例如可以用与压力传感器的电极或板的 制造距离d相比沿着是三维笛卡尔坐标系的Z轴在Z方向上的小的位移来表征减小的操作范 围。在有效性范围或减小的操作范围内，位移Z可以表示作为w(x，y)的相对于X和y轴的薄膜 或隔膜弯曲的函数(w)或在隔膜的X和y尺寸上求平均的真实/实际隔膜的函数。可以通过改 变传感器偏压并测量传感器电容器值的相应反应而经由开环通路来执行电容变化的评估， 或者可以经由诸如闭合力反馈环路之类的反馈环路来执行评估。可以将模型值连同传感器 目标值、参数值、电容等一起存储(例如，数据存储器11 〇 )在数据存储器11 〇中并经由一个或 经由模型的进一步参考或计算再重复进行处理以用于自校准。
[0029] 现在参考图2,图示出根据进一步各种方面的用于促进一个或多个压力传感器中 的自校准的系统。系统200图示出如上文所讨论的类似部件，并且还包括附加方面和相关细 To
[0030] 例如，系统200包括与上文所讨论的第一压力传感器102类似的气囊压力传感器 102'，其中，任一者的讨论在本文中都可以应用于两个传感器。还可以将类似于第一压力传 感器102或传感器102'的附加气囊传感器202、204和206集成在车辆101'内并经由传感器通 信网络中的通信路径222通信连接到控制器108。网络通信路径222可以根据诸如控制器区 域网、FlexRay、汽车以太网通信或其它通信标准或协议之类的通信协议进行通信。
[0031] 在一个方面，气囊压力传感器102'、气囊压力传感器202、204和206以及控制器108 形成用于车辆101'的气囊传感器系统200。每个气囊传感器例如进行操作以检测外壳内的 压力差或压力变化，所述外壳诸如限制部分、区段、隔室、管子、部件或车辆的基本上封闭的 空间。例如，可以将气囊传感器102'、202、204和206分别地收纳在第一外壳208、第二外壳 210、第三外壳212和第四外壳214内的车辆101'的不同位置处。虽然表示了各种气囊传感器 102'、202、204和206和至少第二压力传感器104,但本公开还可设想不同数目的任何一个传 感器或传感器、外壳或控制器类型。
[0032] 在另一示例中，外壳208、210、212和214可以包括由车辆101'的门、保险杆或用于 收纳分别气囊传感器102'、202、204和206中的一个或多个的其它封闭隔室或外壳形成，所 述气囊传感器102'、202、204和206被配置成检测由分别外壳内的碰撞、被迫撞击或压力变 化的其它原因引起的外壳内的压力变化。例如，第二和第四外壳210和214可以是车辆101' 的前和后保险杆，而第一外壳和第三外壳208、212可以是侧门。替换地或另外，外壳可以表 不转向柱/轮、仪表板或例如车辆101 '内的任何其它外壳，或者在其它传感器类型(例如，行 人检测传感器或其它压力传感器）的情况下为其它设备(例如，通信设备或其它设备）中的 其它外壳。虽然传感器102 '、202、204和206被不为气囊传感器，但传感器还可以是测量外壳 中的一个或多个内部的管子内部的压力的行人或障碍物安全传感器或者例如其它类型压 力传感器。
[0033]作为用于讨论的示例，系统200因此可以包括车辆101'的气囊传感器系统，其通过 测量外壳(例如，门、保险杆等）内部的压力而利用气囊压力传感器进行撞击的检测，并且应 等于环境压力，除非外壳(例如，门隔室)如在碰撞的情况下那样快速地变形。这些传感器或 其它相同传感器还可以被用来检测行人撞击，其测量穿过前保险杆或其它外壳的管子内部 的压力，其中，该管子也处于环境压力下，除非没有发生碰撞并使管子比空气可以离开管子 的内部空间更快地使管子变形。在其中外部压力在第一和第二压力传感器104或气囊传感 器(例如，侧气囊传感器、前传感器等）和第二压力传感器104之间近似相等的情况下，该自 校准然后可以被控制器108或自校准传感器102'、202、204或206本身禁止。
[0034] 传感器102'、202、204或206由于被配置成诸如用第二压力传感器104(例如，车辆 101'的马达控制系统中的大气压力传感器、歧管气压传感器或其它气压传感器)永久地测 量也被车辆或汽车内部的其它传感器测量的环境压力而针对自校准很好地操作。气囊压力 传感器102'、202、204或206包括低于第二压力传感器104的准确度要求，因为气囊压力传感 器102'、202、204或206中的每一个被配置成用于某个频率范围内的相对变化的检测。因此， 其监视确保测量瞬态压力被独立于天气、温度、海拔、在平均海平面(MSL)之上的高度或其 它环境参数而被归一化到相同范围的检测函数
。这还解释了为什么与可以 被用于多种目的的第二压力传感器104相比压力测量结果的绝对准确度对于气囊压力传感 器102'、202、204或206而言具有首要的重要性。然而，其仍需要比1^1^制造在没有校准的情 况下可以提供（<30%的准确度误差）的更大的准确度（<5%的准确度误差）。在一个实施例 中，第二压力传感器可以检测外部压力测量结果相对于环境压力的变化，并基于该变化将 外部压力测量结果传送到控制器或第一压力传感器，这可能要求测量之间的更长或不同的 时间段以进行确定。
[0035] 气囊传感器102'、202、204或206中的每一个可以进行操作以经由通信路径222(例 如，链路、信道、总线、光纤等）向控制器108传送数据以便触发车辆101'对检测到的压力变 化或对外部压力或感测压力接近的确认的响应。传感器102'、202、204和206中的每一个还 可以包括上文相对于图1所述的自校准部件106,并且可以独立地或共同地经由第二压力传 感器104从控制器108或者直接地从车辆101'的传感器系统200的外部设备或子系统的压力 传感器104接收压力读数、测量结果或数据。
[0036] 替换地或另外，被配置成控制到第二压力传感器104的数据通信的不同控制器230 可以与控制器108通信以便为自校准部件106提供与压力函数有关的较高准确度压力读数 或传感器数据。例如，可以经由有线或无线通信路径224(其可以是形成的临时通信连接或 永久性连接)来传送来自第二压力传感器104的较高准确度压力数据。
[0037] 例如，控制器108可以向外部设备或车辆子系统220传送请求以便获得响应，该响 应具有用于导出较高准确度压力读数或测量结果的较高压力传感器数据或实际环境压力 读数测量结果。另外，外部设备或子系统220可以通过将压力读数或数据传送到控制器108 或气囊压力传感器1〇2'、202、204和206来促进气囊压力传感器102'、202、204和206中的一 个或多个的自校准。
[0038]在另一实施例中，外部设备或子系统220可以包括歧管排气系统，控制器230和第 二传感器104可以是歧管控制系统。替换地或另外，外部设备或子系统220可以是发射机或 收发机设备或者例如供在车辆修理厂或车辆诊断中心中使用的诊断测试设备或接口，其可 以在与通信路径222不同的通信协议或标准下、诸如用无线car2infrastructure通信协议 或另一协议进行通信。第二压力传感器可以是气囊控制系统或网络的一部分(在其内部）， 或者是单独的，如所示，并且可以包括压力传感器，诸如大气压力传感器或具有用于环境压 力或参考压力检测的更大准确度水平或范围以用于自校准的任何气压传感器。控制器230 还可以是车辆101'的马达控制器、发动机控制单元或其它系统控制器。
[0039]第二压力传感器104还可以是其它类型的传感器，包括大气压力传感器或歧管气 压传感器，其进行操作以计算被吸入马达的燃烧室中的空气的质量，并且因此具有<1%的 高绝对准确度或者小于1%的准确度误差百分比或用于确定压力的高于气囊压力传感器的 统计值。因此，第二压力传感器1〇4(例如，歧管气压传感器、大气压力传感器或其它传感器） 准确到足以作为用于车辆气囊压力传感器102'、202、204和206中的任何一个或多个的自校 准的参考。针对动力系大气压力数据对于气囊控制器108而言不可访问的情况，例如，可以 在气囊ECU板或作为集成部件的控制器108或基底的一部分上添加具有高准确度或比传感 器102 '、202、204和206更高准确度的另一传感器，或者永久地通信耦合到那里。
[0040] 另外，第二压力传感器104可以是多个压力传感器。例如，一个第二压力传感器104 可以是被连接到控制器108的第一大气压力传感器，并且可以经由不同的控制器230将第二 大气压力传感器通信耦合到控制器108。响应于控制器108不可操作或从第二压力传感器中 的一个通信分离，控制器108可以从不同的大气压力传感器接收外部压力测量结果(参考压 力）。也可以向每个第二压力传感器分配优先级基础。
[0041] 现在参考图3A和3B，所示的是例如根据公开的各种实施例的用于经由自校准部件 106的一个或多个压力传感器的自校准的示例性压力传感器模型的图。
[0042] 自校准部件106可以是（作为单独部件或作为一个部件）图2的每个压力传感器 102'、202、204或206或如图1中所讨论的第一压力传感器102的一部分。自校准部件106例如 可以向压力传感器102的电极产生偏压或施加的电压，并促进压力传感器薄膜随静电力的 位移的控制。自校准部件106可以经由开放路径或者基于传感器参数(例如，隔膜/薄膜面积 等）的闭环反馈路径和至少一个压力而用施加电压产生静电力，所述至少一个压力诸如不 具有超过一个压力读数或测量结果的情况下的环境或大气压力。可以从外部读数或系统内 部读数获得压力，该外部读数或系统内部读数可以是例如来自具有更大准确度的不同压力 传感器的环境压力。
[0043] 自校准部件106可以进行操作以控制偏压或施加压力并且测量与跨时间微分和对 施加的电压的各种修改的施加的电压相对应的一个或多个电容值。另外或替换地，自校准 部件106可以同时地测量包括在相同公差范围内的不同传感器参数的至少两个压力传感器 (例如传感器102、104或另一传感器)之间的电容。
[0044] 可以例如使这些传感器参数中的一个或多个相互匹配。例如，可以在模型生成之 前将传感器选择成在功能上等效或几乎等效。例如，薄膜的面积可以改变，而不同传感器的 电极或板之间的制造距离可以至少基本上相等。从制造处理期间的公差导出的制造公差至 少基本上相等或者例如在相同设计公差内，这使得能够用生成的模型内的一个可变技术参 数来描述两个传感器的制造公差以便从在自校准期间解算的等式系统消除独立变量。可以 经由作为电容性模型(例如，电容性电桥模型、移动电容器板模型等）的自校准部件106而由 传感器参数的模型产生自校准过程，所述电容性模型对第一薄膜在减小的操作范围内从第 一位置到第二位置的位移进行建模。例如，可以用第一压力传感器的实际配置的非线性函 数和第一多个电极的二维偏转曲线来表征该位移或对其进行建模。
[0045]图3A图示出显示出实现一个或多个目标值所需的电压的压力传感器(例如，传感 器102)的示例性图模型300,所述一个或多个目标值诸如基于定义传感器参数(例如，隔膜 面积(A)、距离(D)、薄膜高度(h)、弹簧常数(δ)、施加压力(p)等）的压力传感器的板302和 304之间的电容值，其中，还可以将其它参数结合在模型生成或建模过程中以用于校准/再 校准，诸如介电常数(0、膨胀系数、类似于杨氏模量之类的材料系数或其它相关参数。经由 用以感生静电力的施加的电压(V)来表征这些参数的优点是相对简单的结构，其可以适用 于相对小的处理器上的数值评估，诸如包括或作为系统部件的一部分的数字信号处理器 (DSP)〇
[0046]可以将根据图3B的模型配置成对从第一位置到第二位置的来自根据图3A的更详 细模型的压力传感器的薄膜的位移进行建模，其可以是在减小操作范围内的弯曲的函数。 以这种方式，可以经由自校准部件106而不是作为示例在图3A中示出并使得能够实现可以 在现场以充分的准确度和可靠性逼真地求解的等式的实际薄膜的复杂弯曲性质来实现根 据图3B的简化模型。例如，可以用压力传感器的真实或实际布置的复杂非线性函数和薄膜 306跨传感器电极302、304的二维偏转曲线来表征位移(w)。可以例如用相对于X方向上的X 轴位移和y方向上的y轴位移的弯曲函数在z方向上沿着z轴说明该位移。
[0047]以下等式可以进行操作以例如描述图3A和3B的模型300和330,并且可以充当在有 限有效性范围内的用于图3A中的结构的近似：

下面的等式进一步描述参数，诸如促进静电力实现例如压力传感器102的板或电极302 和304之间的某个电容的施加的电压。
[0048]等式1至6(用下面的附加公式化)说明了可以在相同压力(p)下、诸如在环境压力 下对至少两对静电驱动电压和电容(例如，Vl、Cl和V2、C2)的两个不同测量结果进行建模和 捕捉。相同压力(P)例如可以是独立于用于例如第一压力传感器102的自校准的任何其它压 力读数或其它外部压力并从第二、更准确的第二压力传感器104接收到的单个压力。
[0049] 符号(A)指定薄膜面积306,其包括用于薄膜的高度或垂直宽度且在与一个或多个 板/电极302、304的底部的距离(d)处的尺寸(h)。薄膜306可以是对压力敏感且横跨在板302 和304之间的隔膜或柔性结构。薄膜306的弯曲可以由充当静电驱动电压的施加的电压感 生。跨薄膜产生的静电力可以引起作为弯曲、偏转或从第一位置到第二位置的位移的薄膜 中的变化。该弯曲例如可以是具有笛卡尔坐标系的三维平面中的位移的函数，所述笛卡尔 坐标系具有X轴、y轴和z轴。可以将弯曲函数w(x)表示为w(x，y)或w(x，y，z)，其中，弯曲w(x, y)可以表示在隔膜的X和y维度上求平均的真实隔膜306的减小操作范围内的位移Z。减小的 操作范围例如可以是相对于标准、正常或制造操作范围被减小的操作范围。减小的操作范 围例如可以是诸如在制造商规格表或产品数据表中提供的正常、标准或制造操作范围的子 集的操作范围，或者减小操作范围可以是小于此正常、标准或制造操作范围的操作范围，诸 如以薄膜的偏转保持小或递增的方式指定的使薄膜弯曲的测量压力或施加静电力的减小 范围。另外，可以将减小操作范围表征为与板302、304的制造距离(d)相比小的位移z。
[0050] 还可以经由如下面的导出的等式组的情况下的等式C(V)的逆向解来生成和说明 模型300和330:
[0051]通过执行两个不同的测量，可以在相同压力（p)下捕捉到电容和静电驱动电压 (VI，C1)和(V2，C2)的两对相应值。由于可以非常快速地(例如，小于微秒)完成静电测量，所 以对于大多数应用而言压力（例如，大气压力）在两次测量之间并未显著地改变。响应于已 知或确定的压力传感器隔膜的面积(A)，可以导出弹簧常数(δ)。在一个示例中，压力传感器 可以包括具有MEMS压力隔膜的MEMS压力传感器，该MEMS压力隔膜具有可以由非常准确的平 版印刷过程以及具有一定的制造公差或过程公差的制造过程定义的面积(Α)。平版印刷面 积(Α)的准确度可以足以用于建模，尤其是对于具有适中精度要求的压力传感器或者与过 程的制造准确度相比具有非常大的几何结构的那些而言。一旦导出了弹簧常数(幻，可以在 纵贯整个建模过程仅已知一个压力的情况下根据静电测量结果中的一个来计算板(d)的制 造距离。例如，可以在由第二压力传感器104提供的已知环境压力下执行测量以便实现传感 器的完全校准。
[0052]可以在任何单个已知的、感测的、参考压力（例如，环境压力）下完成自校准，因为 可以将薄膜306的面积假设为不受老化的影响，并且对于自校准而言不是未知变量。然而， 该面积可以由于取决于管芯温度的硅的膨胀而被修正。用此知识，可以在其中可以确定已 知压力或者确定了环境外部压力的任何时间进行再校准。
[0053]特别是关于MEMS压力传感器，大多数老化效应是改变薄膜306上的应力的结果。该 应力可以具有两个主要原因。例如，此应力的第一部分可以由芯片本身的不同材料(例如， 单晶硅、多晶硅、氧化硅、氮化硅、铝或铜）的热膨胀产生，并且应力的第二部分可以由芯片 与封装之间的界面产生。机械应力的原因可以起因于封装及其组件到应用环境之间的机械 接触。可以认为传感器上的应力的所有原因（尤其是第二原因）将随时间推移而改变，并且 因此表示可以通过自校准和解决或修正的老化效应的主要部分。固有系统机械应力情况的 效应可以引起在相同压力和静电驱动电压下的薄膜偏转的变化，甚至在其中传感器的薄膜 距离应精确地是制造距离d的不受力情况下。明确地，此变化只能是简化模型中的参数(d)。 因此，此距离可以是在该处薄膜在实心管芯中结束的传感器电容器的边缘处的近似距离， 并且替代地是平板电容器模型的活动板的虚拟位置，其使电容等于在其中实际传感器没有 压力和静电力的情况下将测量到的值。距离(d)的自校准可以是在没有除例如由第二压力 传感器104接收到的已知常压或外部单个压力之外的任何其它压力的知识的情况下。然而， 对于传感器再校准而言仍可以存在静电力的强有力的优点，因为其可以用类似于环境压力 的单个已知压力点来完成，而不是要求例如至少两个压力点以用于偏移和灵敏度的分离。 [0054]在一方面，可以用不同的方法一起对具有通过静电力偏转的薄膜的微机电压力传 感器进行自校准。该自校准例如可以是基于非常复杂的系统到可以用具有物理背景或定义 的更简单等式来描述的近似或模型的缩减，诸如用由自校准部件106产生的模型。例如，可 以利用压力传感器隔膜的面积(A)作为被已知随时间推移将稳定的一个参数，并且因此可 以从在传感器老化之后必须被再校准的校准数据排除。因此，可以在现场的任何条件下或 者在制造和初始标准之后实时地启用传感器弹簧常数的自校准。可以响应于确定了单个压 力读数或信息(例如，环境压力)而完成例如板制造的自校准。因此，在不向已安装传感器施 加另一压力的情况下，在已知环境压力下可以进行传感器的完全再校准。
[0055]虽然在本公开内描述的方法在本文中示出并被描述为一系列动作或事件，但将认 识到的是不应在限制性意义上解释此类动作或事件的所示排序。例如，除本文中所示和/或 描述的那些之外，某些动作可以按照不同的顺序和/或与其它动作或事件同时地发生。另 外，可能并非所有动作都是实现本文中的描述的一个或多个方面或实施例所需要的。此外， 可以分一个或多个单独动作和/或阶段来执行本文描绘的动作中的一个或多个。
[0056]参考图4,图示出在402处从压力力传感器的自校准开始的方法400。在404处，诸如 从外部源且作为绝对压力而测量或获得压力。在406处，获得或提供包括用于获得压力（例 如，绝对压力）的至少两对电容(C)和电压(V)的测量结果。该压力可以是气压或大气压力。 可以在短到足以确保例如压力在两个测量结果之间的相关范围内不改变的时间距离内获 得测量结果对。
[0057]在408处，可以用传感器隔膜的最初存储的面积(A)来确定电容器(例如，模型板电 容器）的模型的弹簧常数和等效制造距离。在410处，可以存储所确定的参数，并且在412处 完成再校准。
[0058]例如，可以用经由自校准部件106产生的模型来执行自校准，例如，使用来自标准 FE/BE测试设备而不是允许施加不同压力的专用设备上的第二压力传感器104的环境压力。 因此可以独立于任何其它压力或压力读数来完成环境压力读数和建模过程，并且单独地以 单个环境压力作为动态或实时现场自校准过程。
[0059] 例如，作为利用两个不同压力来表征传感器102的真实单元面积或实际单元面积 的替代，系统600可以进行操作以产生具有不同面积的传感器单元的计算模型。传感器102 和104例如可以展示出匹配的特性或功能，或者基本上匹配，尤其是通过包括相同或基本上 相等的制造距离(d)，其可以包括在分别传感器102、104的板或电极之间的距离(d)。
[0060] 在一方面，第一压力传感器102和第二压力传感器104可以包括与可以用单个变量 (诸如技术参数(Tp)来确定、描述和建模或者称为过程参数等含义的分别设计参数(Dp)的 制造公差。过程参数可以是制造商或制造公差范围的函数或从其导出。
[0061] 作为示例，可以将压力传感器102和104设计、建模或制造为具有空间长度、诸如侧 边长度(X)的正方形薄膜。至少一个压力传感器102或104可以包括相对于另一个的较小空 间侧边长度，并且压力传感器102或104可以被作为一个或多个压力传感器并联连接一次或 多次(nc)，以便实现与另一传感器(例如，压力传感器102或104)的较大电容相当的电容，使 得例如电容-Dpl=xl; Dp2=(x2，nc)。过程变化可能是例如位于可偏转隔膜下面一定距离 (Tp= △)的腔体的过蚀刻或欠蚀刻的结果。
[0062] 参考图5Α和5Β，图示出示例性模型配置500和530或第二传感器的架构，并进一步 结合对图3Α和3Β的元件的参考来描述。第一压力传感器102和第二压力传感器104可以每个 包括沿着例如传感器的第一侧边(b、b2)的维度长度。传感器102和104例如可以分别地包括 建模的第一和第二薄膜面积A和A2,其是dy、dx或dy2和dx2的函数。第一空间长度可以不同 于另一传感器的第二空间长度。两个传感器都可以分别地包括高度h和h2,其根据过程参数 而有可忽略的差别。可以进一步将距离表示为沿着z轴的薄膜偏转与腔体底部或电极底部 之间的差，其可以基于抵抗所产生静电力的位移的施加压力弹簧而根据弯曲函数而改变。 [0063]自校准部件106可以进行操作以相对于第一压力传感器和第二压力传感器确定从 制造公差范围导出的估计过程参数。可以基于估计过程参数而导出第一薄膜和第二薄膜的 估计面积组，并且可以从估计面积组导出估计弹簧常数组。另外，经由自校准部件106的模 型可以产生这些估计，包括根据或为了两个传感器之间的良好匹配特性而对第一压力传感 器102和第二压力传感器104(也作为气囊压力传感器202、204、206)有效的估计腔体高度。 自校准部件106被进一步配置成基于估计腔体高度而重新确定估计过程参数以确定实际过 程参数、基于实际过程参数的第一薄膜的第一薄膜面积和第二薄膜的第二薄膜面积、第一 薄膜的第一弹簧常数和第二薄膜的第二弹簧常数和/或模型300的对多个电极300与模型 500的第二多个电极之间的距离。
[0064] 例如可以用两对静电驱动电压和相应电容来表征两个传感器单元102和104。自校 准部件106可以促进根据例如上文和下面描述的等式中的一个或多个进行传感器参数的建 模。
[0065]用确定或已知面积，模型500、530可以使得能够计算两个弹簧常数，其由于可以使 得隔膜更小或更硬的传感器之间的不同几何结构而不同。在其中该面积并未确定或仍未知 的情况下，由于其可以取决于技术变化（Δ )和过程参数，所以建模过程可以利用模型而从 技术参数（Δ )的已知范围发起。导出的计算弹簧常数因此也可能是不准确的，因为技术变 化是估计参数。可以根据压力读数(例如，第二压力传感器104)或源(例如，参考气压表或其 它部件)来确定环境压力(P)，其使得能够计算用于腔体高度(da、db)的估计，并且还由于对 估计弹簧常数和估计面积的依赖性而包括不准确性。从可以不同的（da)和(db)的结果开 始，可以针对技术参数（Δ ))更新该估计，并诸如用(da)和(db)针对实际参数值重新计算， 除非其被确定为充分相等。此建模过程可以提供用于过程或技术参数（Δ )、面积(A1、A2)、 弹簧常数(31、32)以及距离((1 = (1& = (113)的真实或实际值，其可以是传感器102、104中的一 个或多个的两个传感器板之间的真实/实际制造距离。
[0066]可以在任何单个已知压力（例如，环境压力）下执行经由自校准部件106的自校准， 因为可以将薄膜的面积假设为不受老化的影响，并且因此不一定是用于再校准过程的未知 数。然而，其可以由于通过取决于管芯温度的硅的膨胀引起的变化而被修正。用此知识，在 其中可以输送已知压力的任何时间可以进行自校准。
[0067] 通过使用具有匹配腔体高度和不同面积的传感器102和104,可以进行诸如技术参 数（Δ )、面积(A1、A2)、弹簧常数(δ1、δ2)和距离(d)之类的所有未知变量的提取。
[0068] 经由用于自校准的自校准部件106产生的模型使得能够基于传感器单元的两个不 同面积而实现独立于环境压力的不同自校准，其中，第一和第二传感器102、104的分别面积 A1和A2是未改变的，或者可以用已知膨胀系数来修正。可以用来自每个传感器单元的驱动 电压及其相应电容的测量对经由模型来导出参数。响应于在相同压力条件(例如，相同大气 压力）下获取两个测量结果对，这在测量被同时地或在短时间距离内完成的情况下应很容 易满足，然后可以通过直接地根据以下等式来计算距离(d)而完成计算和校准。为了获得自 校准的更大准确度，可以在计算距离(d)的更新之前针对每个传感器单元的弹簧常数(δ1，δ 2)而执行进一步自校准或校准计算的迭代。传感器再校准系统的优点是其允许在现场或系 统应用的背景下连续地重复再校准，并且其减少对隔膜的面积膨胀的修正的温度补偿，该 面积膨胀是小的并由已知且稳定的膨胀系数很好地定义。
用以上方程组11，薄膜或传感器隔膜的面积变化可以引起传感器的相应弹簧常数和电 容的改变。具有至少两个不同传感器的本文所述系统可以促进确定模型的参数，其通过在 一个或多个已知环境压力条件下施加自动生成静电力而被用于校准，并避免在不同压力下 测试的需要；因此允许例如在标准未修改测试器上的校准。此外，其允许在任何操作条件下 的经受温度和老化漂移的参数的自校准，即使是在没有实际压力的知识的情况下，诸如传 感器102处的压力或除单个参考压力之外(诸如来自第二压力传感器104)的附加压力。
[0069] 另外，可以由系统利用传感器面积的技术诱发制造变化模型的不同模型。例如，可 以通过根据不同单元几何结构的比在制造期间实现欠蚀刻的比例因数(α)的引入来扩展上 文所讨论的模型。
[0070] 比例因数(α)是可以按照已知规则根据设计几何结构(xa)和（xb)来计算的常数。 针对这种情况，校准可以在没有传感器模型的任何修改的情况下发生。另一示例可能是取 决于传感器单元相对于晶体方向的取向的不同过/欠蚀刻参数，诸如具有以下等式：
[0071] 在上述情况下，可以利用两个扩展技术参数或过程参数，并且可以将系统扩展至 使用以至少某些匹配参数和某些变化尺寸或其它参数配置的三个不同传感器。例如，可以 执行迭代以导出用于腔体(d)的制造高度的相等结果，其对于全部的三个传感器类型而言 是相同的，并且可以被计算为两个尺寸（Δ χ)和（Ay)的函数。
[0072] 另外，也可以改变并未直接地影响隔膜的面积的传感器单元的其它参数。这可以 例如是隔膜的厚度，并将导致具有不同弹簧常数的传感器。在这种情况下，传感器单元具有 相同面积，并且可以直接地在两个传感器单元的公共未知区域内直接地在(A)中完成迭代。
[0073] -个单元的隔膜可以被在单元中间的氧化物柱利用，这针对相同面积以及在具有 上述较厚薄膜的情况下将导致不同的灵敏度，并且可以通过(A)的变化以腔体的制造高度 (d)的迭代确定的相同方式来处理，只要(d)的结果对于两个单元而言匹配即可。此外，可以 有不同面积、高度且稳定化薄膜与位于下面的氧化物柱的组合。
[0074] 如果薄膜中的一个的灵敏度被降低至使得可以在压力范围内将电容假设为恒定 的程度，则程序可以被简化，因为对于这些传感器单元而言将不再需要灵敏度调整。在这种 情况下，各单元可以充当压力无关的参考单元，并且因此其可以用方程组14基于如下的技 术制造展度参数而被用于腔体高度和面积的提取：
[0075]通过将这种方法扩展至除应被校准的压力敏感单元之外还使用两个压力不敏感 单元类型，可以进一步简化由于过/欠蚀刻而引起的制造展度的计算，并使其尤其适合于为 腔体高度的计算提供良好的分辨力，与考虑单元的灵敏度无关。
[0076]另外，在等式15中也可以用上述计算模型方法进一步简化自校准，因为压力无关 单元可以被在任何时间被用于腔体高度和制造相关面积的确定，完全独立于实际压力。 [0077]最后，如上述指出，被建模的"传感器单元"或压力传感器(例如，压力传感器102、 602)中的每一个可以包括较小元素传感器单元阵列，还可以包括第一元素式单元和第二元 素式单元的阵列之间的电容差，因为这可以用电容性惠斯通电桥来产生或建模。
[0078]现在参考图6,图示出用于传感器系统中的压力传感器自校准的方法600。该方法 在602处从基于一个或多个静电力产生第一压力传感器的第一薄膜的位移以确定第一压力 开始。在604处，方法600包括经由或从第二压力传感器接收指示第二压力的传感器数据。在 606处，方法600包括经由第一压力传感器基于来自第二压力传感器的第二压力将第一压力 传感器的一个或多个传感器参数校准到一个或多个目标值。
[0079] 自校准可以包括从与第一压力传感器的多个电极处的一个或多个施加电压相对 应的一个或多个电容值导出第一压力传感器的一个或多个传感器参数，并利用作为参考电 压的第二压力和一个或多个传感器参数来将第一压力传感器自校准到一个或多个目标值。 自校准可以包括由第一压力传感器将一个或多个传感器参数自校准到独立于第一压力的 一个或多个目标值，其中，第二压力包括从第二压力传感器导出的环境压力。
[0080] 另外，第一压力传感器或被与之耦合的控制器可以进行操作以监视环境压力范围 并确定环境压力在定义范围内或者在由第一和第二压力传感器检测的测量结果之间近似 相等。如果一个传感器在范围之外，则第一压力传感器或控制器将不会触发或抑制自校准， 在这种情况下，可能或者已发生碰撞条件或可能与自校准过程相干扰的某个其它事件。
[0081] 接收传感器数据可以包括被耦合到第一压力传感器的控制器，其与被耦合到第二 压力传感器的不同控制器通信。替换地，可以将第一压力传感器耦合到与第一压力传感器 相同的控制器，或者可以将两个不同的第二压力传感器耦合到与第一个相同的控制器和不 同控制器，其中，可以基于与传感器有关的可用性、操作状态或其它因素来进行优先级确 定。
[0082] 第一压力传感器可以是气囊传感器(例如，侧气囊传感器、行人传感器、碰撞传感 器等)且第二压力传感器可以是大气压力传感器或歧管气压传感器，其与第一压力传感器 相比具有更大的准确性能力或水平。
[0083]在一方面，该方法可以通过估计与第一压力传感器和被测量且被校准为第一压力 传感器的第二压力传感器有关的估计过程变化参数来产生用于传感器校准的计算模型。可 以基于估计过程变化参数来确定与第一压力传感器和第二压力传感器相对应的估计面积 和弹簧常数。然后可以导出第一压力传感器的第一薄膜和第二压力传感器的第二薄膜的估 计高度。然后可以通过独立于实际压力读数的到目标值集合的迭代来重新计算传感器参数 的集合，其中，第一压力包括环境压力。
[0084]特别是关于由上述部件或结构(例如，组件、设备、电路、系统等)执行的各种功能， 用来描述此类部件的术语(包括对"装置"的提及)除非另外指明，否则意图对应于执行所述 部件的指定功能的任何部件或结构（例如，在功能上等价的），即使并未在结构上等价于执 行在本文中举例说明的本公开的示例性实施方式中的功能的公开结构。另外，虽然可能已 相对于多个实施方式中的仅一个公开了本公开的特定特征，可如对于任何给定或特定应用 而言可能期望且有利的那样将此类特征与其它实施方式的一个或多个其它特征组合。此外 具有在已在详细描述和权利要求中使用了术语"包含着"、"包含"、"具有"、"有"、"带有"或 其变体的程度上，此类术语意图以与术语"包括"类似的方式是包含性的。
【主权项】
1. 一种车辆传感器系统，包括： 控制器，其被配置成与具有第一压力传感器的车辆的多个压力传感器通信，所述第一 压力传感器包括： 多个电极和薄膜，其被配置成基于静电力而产生从第一位置到第二位置的位移以确定 感测的压力；以及 自校准部件，其被配置成基于外部压力测量结果而促进第一压力传感器的一个或多个 传感器参数的自校准；以及 第二压力传感器，其被配置成确定外部压力测量结果以促进第一压力传感器的自再校 准； 其中，第一压力传感器和第二压力传感器在分别地确定感测的压力和外部压力测量结 果时包括相互不同的准确度水平。2. 权利要求1的车辆传感器系统， 其中，所述第二压力传感器进一步被配置成在比第一压力传感器的较低准确度范围更 高的准确度范围下测量环境压力作为外部压力测量结果。3. 权利要求1的车辆传感器系统， 其中，所述第二压力传感器被进一步配置成检测外部压力测量结果相对于环境压力的 变化，并且基于变化将外部压力测量结果传送到控制器或第一压力传感器。4. 权利要求1的车辆传感器系统， 其中，所述控制器被配置成经由车辆的网络装置产生的控制器区域网络、flexray网络 或汽车以太网络中的至少一个而经由被配置成控制来往第二压力传感器的数据的一个或 多个其它控制器与第二压力传感器通信。5. 权利要求4的车辆传感器系统， 其中，所述第二压力传感器包括被耦合到歧管控制器的歧管气压传感器或被耦合到马 达控制器的大气压力传感器，并且第一压力传感器包括被耦合到作为控制器的气囊控制单 元的气囊压力传感器。6. 权利要求1的车辆传感器系统， 其中，所述一个或多个传感器参数包括对应于多个电极处的施加的电压的电容值、薄 膜面积、腔体高度或基于与多个电极处的一个或多个施加的电压相对应的电容值的重复测 量的弹簧常数中的至少一个。7. 权利要求1的车辆传感器系统， 其中，所述第一压力传感器进一步被配置成监视检测函数，所述检测函数独立于温度 或在平均海平面之上的高度的变化而将测量的压力瞬态归一化到相同范围，并且 其中，所述第一压力传感器或控制器被配置成监视环境压力是否在预定义范围内以发 起自校准。8. 权利要求1的车辆传感器系统，进一步包括： 测量部件，其被配置成基于在时间微分的第一时间和第二时间处的来自静电力的薄膜 位移或者基于第一压力传感器与包括与第一压力传感器匹配的第二组传感器参数的第二 压力传感器之间的电容来确定与多个电极处的一个或多个施加的电压相对应的用于自校 准的一个或多个电容值。9. 权利要求1的车辆传感器系统， 其中，所述第一压力传感器位于车辆的第一外壳内部，并且所述第二压力传感器包括 歧管气压传感器或大气压力传感器，在位于与第一外壳不同的位置处的车辆的第二外壳 处。10. 权利要求1的车辆传感器系统， 其中，所述第一压力传感器位于车辆的第一外壳内部，并且所述第二压力传感器位于 车辆的外部。11. 权利要求1的车辆传感器系统， 其中，所述第二压力传感器包括多个第二压力传感器，所述多个第二压力传感器具有 被连接到控制器的第一大气压力传感器和经由不同控制器被通信耦合到所述控制器的第 二大气压力传感器， 其中，响应于控制器被从第一大气压力传感器或第二大气压力传感器中的第一个通信 分离， 控制器被配置成从与第一大气压力传感器或第二大气压力传感器中的第一个不同的 第一大气压力传感器或第二大气压力传感器中的第二个传送外部压力测量结果。12. 权利要求11的车辆传感器系统， 其中，所述第一大气压力传感器位于作为气囊控制网络的一部分的控制器的相同电路 板或相同基底上，并且所述第二大气压力传感器位于所述相同电路板或相同基底的外部并 被耦合到作为车辆的不同控制网络的一部分的不同控制器。13. 权利要求1的车辆传感器系统， 其中，第一压力传感器的自校准部件被进一步配置成通过使用从外部压力测量结果导 出的参考压力且响应于第一压力传感器和第二压力传感器在相对于彼此的预定义范围内 感测到环境压力而产生一个或多个传感器参数的自校准。14. 一种压力传感器系统，包括： 第一压力传感器，包括： 多个电极； 薄膜，其被配置成基于由多个电极处的一个或多个施加的电压产生的静电电荷而产生 位移以确定感测的压力； 自校准部件，其被配置成根据多个电极处的一个或多个施加的电压和参考压力而产生 第一压力传感器到从电容值的一个或多个测量结果导出的一个或多个传感器参数的目标 值组的自校准；以及 第二压力传感器，其被通信耦合到第一压力传感器并且被配置成产生用于自校准的参 考压力。15. 权利要求14的压力传感器系统， 其中，第一压力传感器被进一步配置成与第二压力传感器被配置成确定参考压力相比 以较低的准确度范围来确定感测的压力。16. 权利要求14的压力传感器系统， 其中，第二压力传感器包括歧管气压传感器或大气压力传感器，并且第一压力传感器 包括气囊压力传感器。17. 权利要求14的压力传感器系统， 其中，在被配置成经由有线或无线通信链路来传送参考压力的诊断测试器或发射机 中，第一压力传感器位于车辆的第一外壳内部，并且第二压力传感器位于车辆的外部。18. 权利要求14的压力传感器系统， 其中，所述第一压力传感器被进一步配置成响应于预定时间、预定间隔或检测到预定 事件而产生自校准。19. 权利要求14的压力传感器系统， 其中，所述一个或多个传感器参数包括过程参数、薄膜的薄膜面积、薄膜的弹簧常数以 及多个电极之间的距离。20. -种用于传感器系统的方法，包括： 基于一个或多个静电力产生第一压力传感器的第一薄膜的位移以确定第一压力； 经由第二压力传感器接收指示第二压力的传感器数据；以及 基于来自第二压力传感器的第二压力促进第一压力传感器的一个或多个传感器参数 到一个或多个目标值的自校准。21. 权利要求20的方法， 其中，所述自校准还包括从与第一压力传感器的多个电极处的一个或多个施加的电压 相对应的一个或多个电容值导出第一压力传感器的一个或多个传感器参数，并且利用作为 参考压力的第二压力和一个或多个传感器参数来将第一压力传感器自校准到一个或多个 目标值。22. 权利要求21的方法， 其中，自校准进一步包括由第一压力传感器将一个或多个传感器参数自校准到独立于 第一压力的一个或多个目标值，其中，第二压力包括从第二压力传感器导出的环境压力。23. 权利要求20的方法， 其中，接收传感器数据进一步包括被耦合到第一压力传感器的控制器，其与被耦合到 第二压力传感器的不同控制器通信； 其中，第一压力传感器包括气囊传感器并且第二压力传感器包括大气压力传感器或歧 管气压传感器。24. 权利要求20的方法，进一步包括： 经由第二压力传感器基于与第一压力传感器确定第一压力相比更高的准确度来确定 第二压力。25. 权利要求20的方法，进一步包括： 经由控制器或第一压力传感器来监视环境压力是否在预定义范围内以发起第一压力 传感器的自校准。
【文档编号】G01L1/14GK105865702SQ201610078917
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月4日
【发明人】D.哈默施密特
【申请人】英飞凌科技股份有限公司