專利名稱：車輪監(jiān)測模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能操作成監(jiān)測車輪和/或其相關(guān)輪胎的特征的模塊及相關(guān)設(shè)備；例 如，涉及一種模塊及相關(guān)設(shè)備，所述模塊及相關(guān)設(shè)備用于監(jiān)測車輪和/或其相關(guān)輪胎的特 征且經(jīng)由通信鏈路將表征這些上述特征的信息傳輸至電子控制單元(ECU)和/或控制系 統(tǒng)，以便例如用于為使用者顯示。此外，本發(fā)明還涉及監(jiān)測車輪和/或其相關(guān)輪胎的特征的 方法。此外，本發(fā)明還涉及能在用于執(zhí)行這些上述方法的計(jì)算硬件上執(zhí)行的軟件及軟件產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
輪胎(tyre)是道路交通工具的關(guān)鍵部件，其在美式英語中也稱為“輪胎(tire) ”。 現(xiàn)代的輪胎不但確保與其相關(guān)聯(lián)的道路交通工具在多變的天氣條件下附著在道路表面上， 而且還執(zhí)行隔離振動(dòng)和沖擊的功能。此外，在其工作壽命期間，輪胎需要經(jīng)受可能高達(dá)數(shù)千 乃至上百萬次變形循環(huán)而不表現(xiàn)出工作硬化故障，且由于粘性阻尼效果還表現(xiàn)出相對適中 的能量耗散程度。作為額外的運(yùn)行要求，現(xiàn)代輪胎需要穩(wěn)健地抵抗刮擦和對其沖擊的物體。 此外，無內(nèi)胎輪胎即使在受到較大應(yīng)力時(shí)(例如，在緊急制動(dòng)期間)，也需要穩(wěn)健地夾持在 其相關(guān)的輪轂上。根據(jù)現(xiàn)代輪胎的這些上述要求，輪胎由彈性合成橡膠、金屬絲網(wǎng)強(qiáng)化的天 然橡膠和/或塑性材料、碳纖維和類似材料構(gòu)成。因此，現(xiàn)在的輪胎認(rèn)作是高度優(yōu)化和先進(jìn) 的產(chǎn)品。運(yùn)行期間的輪胎故障可能會(huì)導(dǎo)致相關(guān)交通工具停止移動(dòng)乃至發(fā)生事故。此外，輪 胎在不適當(dāng)?shù)膲毫ο逻\(yùn)行可不利地影響相關(guān)交通工具的燃料經(jīng)濟(jì)性；鑒于燃料成本，以及 鑒于二氧化碳的產(chǎn)生及其對世界氣候變化可感知的影響，燃料經(jīng)濟(jì)性就變得日益相關(guān)。已知的是將傳感器安裝到機(jī)動(dòng)交通工具上來監(jiān)測諸如輪胎壓力和一個(gè)或多個(gè)正 交軸線上的加速度的特征，以及將代表這些特征的信息經(jīng)由無線通信鏈路傳輸至形成交通 工具數(shù)據(jù)管路系統(tǒng)的一部分的電子控制單元(ECU)中。通過使用此類布置，就有可能警告 駕駛員需要對其交通工具的一個(gè)或多個(gè)輪胎充氣，以便改善駕駛質(zhì)量和安全性。在公布的日本專利no. JP 2003211924(Mazda Motor)中，公開了一種氣動(dòng)傳感器 裝置，其適于結(jié)合交通工具輪胎使用來檢測輪胎壓力和產(chǎn)生對應(yīng)的輪胎壓力信息。該裝置 包括用于發(fā)送壓力信息和識(shí)別代碼來將該傳感器裝置與同時(shí)包括在交通工具其他車輪上 的其他此類傳感器裝置區(qū)分開的發(fā)送器。交通工具的控制單元能操作成接收發(fā)送來的壓力 信息及其相關(guān)的識(shí)別代碼。接收到的壓力信息儲(chǔ)存在控制單元的存儲(chǔ)器中?？刂茊卧懿?作成在輪胎壓力并未正確按照預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的情況下提出警告。在公布的英國專利申請no. GB 2385931A中描述的輪胎監(jiān)測器安裝在輪胎附近， 靠近其輪胎充氣閥桿。輪胎監(jiān)測器包括用以測量壓力、溫度及其相應(yīng)輪胎的旋轉(zhuǎn)方向的傳 感器。此外，監(jiān)測器能操作成將測得的傳感器信號通過發(fā)送器傳遞至其相應(yīng)的接收器中，以 用于后續(xù)處理和最終在顯示單元上呈現(xiàn)。與接收器通信的交通工具載用控制器能操作成基 于接收器處接收到的無線信號的強(qiáng)度來確定壓力信息與前輪輪胎還是后輪輪胎相關(guān)，以及基于相關(guān)的旋轉(zhuǎn)方向數(shù)據(jù)來確定壓力數(shù)據(jù)與右側(cè)輪胎還是左側(cè)輪胎相關(guān)。對于交通工具的運(yùn)輸隊(duì)運(yùn)營者而言，所引起的技術(shù)問題在于，車輪及其交通工具 的輪胎在不同的時(shí)間點(diǎn)處于維護(hù)狀態(tài)下。例如，北歐和加拿大要求按季節(jié)在夏季輪胎與冬 季輪胎之間轉(zhuǎn)換；這樣的轉(zhuǎn)換通常是通過更換車輪而非將輪胎從輪轂上移除來實(shí)現(xiàn)的。然 而，將車輪從交通工具上移除還出于其他目的，例如，扎破修理或更換輪轂上磨損的輪胎。 在這種改變出現(xiàn)的情況下，對于運(yùn)輸隊(duì)運(yùn)營者而言，很難保持其交通工具上輪胎狀態(tài)及其 交通工具的車輪所受到的處理的最新記錄。輪胎有缺陷的交通工具擁有者會(huì)遭到道路管理 機(jī)構(gòu)罰款；在顯示出交通工具擁有者已經(jīng)使用了所有努力來確保其交通工具處于良好運(yùn)行 狀態(tài)時(shí)，這些罰款就可能會(huì)減少。此外，運(yùn)輸隊(duì)運(yùn)營者所關(guān)注的是，其交通工具的車輪和相 關(guān)輪胎處于良好狀態(tài)下，以免交通工具在部分時(shí)間內(nèi)未使用且未掙錢。因此，由本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種更為先進(jìn)的車輪和輪胎的監(jiān)測設(shè)備 和模塊。此外，本發(fā)明試圖提供的此類車輪和輪胎的監(jiān)測設(shè)備和模塊在某種意義上例如更 適于商業(yè)運(yùn)輸隊(duì)運(yùn)營者的要求；這些汽車運(yùn)輸公司例如可包括重型商用車輛的運(yùn)輸隊(duì)運(yùn)營 者、出租車運(yùn)輸隊(duì)運(yùn)營者，以及機(jī)動(dòng)交通工具租賃和租用企業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種改進(jìn)的車輪和/或輪胎監(jiān)測設(shè)備和模塊，其能夠 提高交通工具的安全性和可靠性，且還檢測交通工具車輪的損壞。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種如附屬權(quán)利要求1限定的模塊。所提供的模 塊能操作成至少監(jiān)測車輪輪胎內(nèi)的壓力(P)，所述模塊能操作地安裝到所述車輪上，所述模 塊包括(a)壓力傳感器，該壓力傳感器用于測量所述壓力和產(chǎn)生對應(yīng)的壓力信號；以及bl)相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，該相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器包括數(shù)據(jù)區(qū)，所述數(shù)據(jù)區(qū)包含與輪胎的功 能狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)；其特征在于，所述模塊包括標(biāo)示器，該標(biāo)示器能夠由數(shù)據(jù)處理器設(shè)置成代表“有效”或“無效”， 以表示與輪胎的功能狀態(tài)相關(guān)的所述數(shù)據(jù)有效或無效；且一旦由所述壓力傳感器測得的所 述壓力(P)降低至所述預(yù)定閾值以下，就將所述標(biāo)示器設(shè)置成從“有效”變成“無效”。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，模塊能夠提供加強(qiáng)至少一個(gè)車輪的運(yùn)行監(jiān)測，從而通過監(jiān)測 車輪特征來提高安全性和可靠性。所包括的標(biāo)示器可由數(shù)據(jù)處理器設(shè)置成代表“有效”或“無效”，以表示與輪胎的功 能狀態(tài)相關(guān)的所述數(shù)據(jù)有效或無效，且一旦由所述壓力傳感器測得的所述壓力(P)降低至 所述預(yù)定閾值以下，就將所述標(biāo)示器設(shè)置成從“有效”變成“無效”。對于操作者而言，只要 特定輪胎在未發(fā)生壓力損失超過閾值的情況下附接到特定車輪上，就有可能確保與特定輪 胎相關(guān)的數(shù)據(jù)是有效的。壓力損失超過閾值則表示輪胎已經(jīng)從輪圈上移除，輪胎已經(jīng)在遠(yuǎn) 低于運(yùn)行壓力的壓力下使用，或已經(jīng)發(fā)生了扎破。如果這些情況中的任何一種情況發(fā)生，則 就不能確保輪胎數(shù)據(jù)，因?yàn)榭赡芤呀?jīng)更換了輪胎，或輪胎由于在不適當(dāng)?shù)膲毫ο率褂幂喬?之后出現(xiàn)的扎破或過度磨損而性能可能已經(jīng)下降。因此，通過監(jiān)測壓力和設(shè)置表示壓力已經(jīng)保持為高于預(yù)期壓力水平的標(biāo)示器，就可保證與輪胎的功能狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)是有效的。因此，交通工具載用系統(tǒng)可依靠儲(chǔ)存在相 關(guān)存儲(chǔ)器中的輪胎數(shù)據(jù)，且因此使交通工具的子系統(tǒng)(舉例來說，例如為制動(dòng)力應(yīng)用)匹配 包含在相關(guān)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)。在與輪胎的功能狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)歸類為無效的情況下，交通 工具載用系統(tǒng)將使其功能與假定次等輪胎質(zhì)量的默認(rèn)值匹配。一旦輪胎中的壓力再填充而不通過檢查來驗(yàn)證輪胎數(shù)據(jù)，為了確保標(biāo)示器不改 變，就要防止數(shù)據(jù)處理器使所述標(biāo)示器從“無效”變成“有效”，除非從模塊外部接收到關(guān)鍵 代碼信號。然而，在通過檢查來驗(yàn)證輪胎質(zhì)量之后，輪胎數(shù)據(jù)就可從“無效”狀態(tài)重新設(shè)置 成“有效”狀態(tài)。因此，這可通過所述數(shù)據(jù)處理器在模塊外部接收到關(guān)鍵代碼接收信號時(shí)實(shí) 現(xiàn)。通過這些措施，就可確保與輪胎的功能狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)有效性，且安全地將交通 工具子系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)匹配。此外，本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求19所限定的驗(yàn)證與輪胎是功能狀態(tài)相關(guān)的數(shù) 據(jù)的方法，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在安裝于車輪中的模塊內(nèi)，并且涉及一種檢測輪胎誤用的方法，其 中數(shù)據(jù)處理器能操作成連續(xù)地或周期性地更新存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)區(qū)包含與 輪胎的功能狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)，其中通過如權(quán)利要求19所限定的方法來執(zhí)行驗(yàn)證與輪胎的 功能狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)的方法。本發(fā)明的特征易于以任何組合結(jié)合在一起，而不脫離如附屬權(quán)利要求所限定的本 發(fā)明的范圍。


現(xiàn)在參照以下附圖僅以舉例的方式來描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中圖1為現(xiàn)代重型商用車輛的車輪的示圖；圖2為圖1中的車輪的一部分的示意性截面視圖；圖3為圖1中的車輪的輪胎(車胎)的示意性截面視圖；圖4為重型商用車輛的現(xiàn)代前輪組件的截面視圖；圖5為重型商用車輛的現(xiàn)代后輪組件的截面視圖；圖6為圖1中的車輪的示意性截面視圖，示出了為了按照本發(fā)明使用來安裝監(jiān)測 模塊的潛在位置；潛在位置包括位置Ll處的輪轂安裝位置、位置L2處的輪轂緣安裝位置、 以及側(cè)壁位置L3和胎緣位置L4處的胎內(nèi)安裝位置；圖7為圖1中的車輪輪胎的示意性截面視圖，其中，其監(jiān)測模塊通過線纜連接安裝 在車輪輪轂緣上的位置L2處，該線纜連接從模塊至暴露于輪轂的貼片天線；圖8為圖1中的車輪輪胎的示意性截面視圖，其中，其監(jiān)測模塊安裝在輪胎上的位 置L3處，該模塊設(shè)有包圍輪胎邊緣且暴露于輪胎外表面上的薄膜天線；圖9為示出安裝在圖1中的車輪上的監(jiān)測模塊的空間運(yùn)動(dòng)的簡圖，同時(shí)示出彈簧 懸架的示圖和在運(yùn)行時(shí)作用在車輪上的力的示圖；圖10為示出在運(yùn)行中可從安裝在如圖6中所示的位置L3處的監(jiān)測模塊上獲得的 加速度信號的總體形式的曲線圖；圖IOa描繪了車輪的簡圖，根據(jù)本發(fā)明的模塊安裝在該車輪上；圖IOb描繪了根據(jù)本發(fā)明的模塊的第一實(shí)施例，其中，數(shù)據(jù)處理器包括在模塊中，該數(shù)據(jù)處理器控制包括在模塊中的相關(guān)存儲(chǔ)器； 圖IOc描繪了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，其中，模塊設(shè)置成經(jīng)由無線鏈路與外部 數(shù)據(jù)處理器連通，該外部處理器控制包括在模塊中的相關(guān)存儲(chǔ)器；圖11為按照本發(fā)明的結(jié)合圖1中的車輪使用的車輪和輪胎的監(jiān)測設(shè)備的第一實(shí) 施例，該監(jiān)測設(shè)備能操作成處理加速度信號；圖12為按照本發(fā)明的結(jié)合圖1中的車輪使用的車輪和輪胎的監(jiān)測設(shè)備的第二實(shí) 施例；該監(jiān)測設(shè)備能操作成處理壓力信號；圖13為按照本發(fā)明的結(jié)合圖1中的車輪使用的車輪和輪胎的監(jiān)測設(shè)備的第三實(shí) 施例，該監(jiān)測設(shè)備能操作成處理加速度信號和壓力信號；圖14為能操作成安裝到圖1中的車輪上且感測車輪10的運(yùn)行特征的監(jiān)測模塊的 簡圖；圖15a至圖15e示出了安裝在圖1和圖6的車輪上的多個(gè)位置處的監(jiān)測模塊的各 種備選網(wǎng)絡(luò)通信構(gòu)形；圖16為按照本發(fā)明的用于結(jié)合遠(yuǎn)程控制設(shè)施和服務(wù)設(shè)施的重型商用車輛的車輪 監(jiān)測系統(tǒng)的簡圖；圖17為設(shè)有包括加速度計(jì)的模塊的圖1中的車輪的示圖，該模塊及其加速度計(jì)安 裝成使得其感測軸線未與車輪的真正的橫向軸線、徑向軸線和切向軸線成角度地對準(zhǔn)；以 及圖18為按照本發(fā)明的結(jié)合圖17中的車輪使用的車輪和輪胎的監(jiān)測設(shè)備的第四實(shí) 施例，該監(jiān)測設(shè)備能操作成處理加速度信號。
具體實(shí)施例方式1.本發(fā)明的背景運(yùn)營運(yùn)輸隊(duì)的商業(yè)企業(yè)(例如，重型商用車輛的運(yùn)輸隊(duì))相比于私有機(jī)動(dòng)交通工 具的交通工具擁有者面臨不同的交通工具維護(hù)和安全性的問題，前文中闡述了為私有機(jī)動(dòng) 交通工具擁有者研發(fā)出的現(xiàn)代輪胎監(jiān)測裝置。對于運(yùn)營運(yùn)輸隊(duì)的企業(yè)而言，由于一次事故、 故障或司法案件可能會(huì)不利地影響企業(yè)的名譽(yù)和與其客戶的關(guān)系，故可靠性和安全性極為 重要。交通工具的維護(hù)和在交通工具技術(shù)問題出現(xiàn)和導(dǎo)致破壞之前將其避免對于運(yùn)營運(yùn)輸 隊(duì)的企業(yè)相當(dāng)重要。在諸如重型商用車輛的交通工具運(yùn)輸隊(duì)中有許多交通工具和用于交通工具的輪 轂組，這些輪轂在不同時(shí)間都裝備有新輪胎。輪轂可能在交通工具之間互換，且在它們現(xiàn)有 的輪胎認(rèn)為是已經(jīng)磨盡時(shí)可分散地安裝新輪胎。此外，在某些天氣中，例如，在北歐和加拿 大，法律要求在冬季輪胎與夏季輪胎之間轉(zhuǎn)換；冬季輪胎與夏季輪胎之間的這種轉(zhuǎn)換是通 過更換輪轂而非從其相應(yīng)的輪轂上移除輪胎來實(shí)現(xiàn)的。運(yùn)營運(yùn)輸隊(duì)的企業(yè)通常在它們的交通工具實(shí)際上所有都用來賺得收入時(shí)達(dá)到最 大經(jīng)濟(jì)效率；進(jìn)行修理或閑置的交通工具代表未產(chǎn)生利潤的投資，且甚至可代表價(jià)值上的 貶值。與此相關(guān)的問題在于有效維護(hù)高強(qiáng)度使用的交通工具，尤其是針對其車輪和輪胎。本 發(fā)明的利益在于能夠改善對車輪和輪胎的潛在問題進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)測；運(yùn)輸隊(duì)的交通工具例 如可出于維護(hù)的目的而召回或重新調(diào)度。提高監(jiān)測質(zhì)量是通過使用更為理想且創(chuàng)新的傳感器構(gòu)造和相關(guān)數(shù)據(jù)處理來實(shí)現(xiàn)的。參看圖1，其以側(cè)視的形式示出了重型商用車輛車輪的簡圖。車輪大體上由10指出。此外，車輪10包括由20指出的鋼輪轂和30表示的輪胎(車胎)?，F(xiàn)代的輪胎30通 常是無內(nèi)胎的，即，不包括任何單獨(dú)的內(nèi)胎。輪轂20的圓形內(nèi)部法蘭40包括用于接納螺栓 或類似緊固件的圓形布置的安裝孔50，螺栓或類似的緊固件用于將車輪10附接到其相關(guān) 交通工具的軸(圖1中未示出)上。從內(nèi)部法蘭40沿徑向向外延伸的是大致為截頭圓錐 形的輪輻60，其具有如圖所示的形成于其中的一系列徑向上的圓形或橢圓形通風(fēng)孔70，例 如，這些通風(fēng)孔70中的一個(gè)使得能夠接近空氣閥80，該空氣閥80與由輪胎30包圍的容積 流體(空氣)連通，以用于對輪胎30充氣或放氣的目的。在其周長處，截頭圓錐形輪輻60 聯(lián)接到圓形輪圈90上。圓形輪圈90能操作地接納輪胎30。在圖1中，截面軸線由A-A表示，而圖2中的車輪10的對應(yīng)截面視圖大致示出了 車輪10的上部。出于現(xiàn)在將要闡述的原因，車輪10的一般形式經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)大致 為最為理想的實(shí)施方式。內(nèi)部法蘭40設(shè)有其安裝孔50的規(guī)則空間構(gòu)造，用于使用上述螺 栓或緊固件來將車輪10牢固地安裝到對應(yīng)交通工具輪軸110的一端上；輪軸110能操作成 圍繞軸線B-B旋轉(zhuǎn)。孔50的通路通常提供成確保將車輪10保持在輪軸110上。通常，對 于重型商用車輛而言，所包括的盤式制動(dòng)器115在輪軸110的一端附近，相對緊鄰截頭圓錐 形輪輻60及其相關(guān)的通風(fēng)孔70。此外，目前還包括用于實(shí)現(xiàn)ABS制動(dòng)系統(tǒng)來感測輪軸110 的角方位且因此感測車輪10的角方位的ABS角傳感器編碼器118來作為重型商用車輛的 標(biāo)準(zhǔn)部件；角傳感器編碼器118操作成產(chǎn)生表征車輪10的角方位θ的信號。角傳感器編 碼器118通常實(shí)現(xiàn)為光學(xué)感測裝置、靜電傳感器裝置和/或磁性感測裝置。在運(yùn)行中，當(dāng)使重達(dá)10噸的商用車輛從80km/小時(shí)在幾秒內(nèi)停止時(shí)，會(huì)對應(yīng)地吸 收大約3X IO6焦耳的動(dòng)能，這些動(dòng)能可導(dǎo)致與輪軸110相關(guān)聯(lián)的盤式制動(dòng)器115的能量耗 散損失率在數(shù)十千瓦的數(shù)量級上。截頭圓錐輪輻60的孔70因而使空氣能夠循環(huán)而到達(dá)盤 式制動(dòng)器115的一個(gè)或多個(gè)金屬盤來用于冷卻的目的。此外，輪輻60的孔70還有助于降 低車輪10的非懸掛重量，而不會(huì)不利地影響及機(jī)械強(qiáng)度，且提供了閥80的通路。輪圈90 具有形成在其中的多個(gè)凸脊來提高其機(jī)械強(qiáng)度，且還具有末端凸脊170來在運(yùn)行中提供對 輪胎30的可靠保持。輪胎30圍住的體積由120表示，運(yùn)行期間，該體積保持在升壓P下。接下來參看圖3，示出了部分輪胎30的示范性截面視圖。輪胎30包括用于抵靠 在圓形輪圈90的凸脊170上的內(nèi)緣180。通常使用模制在輪胎30中的鋼環(huán)或鋼帶200來 加強(qiáng)內(nèi)緣180。此外，輪胎30包括通過模制到輪胎30中而嵌入的一個(gè)或多個(gè)強(qiáng)化編織金 屬絲網(wǎng)和/或強(qiáng)化纖維絲網(wǎng)210。輪胎30的胎面部分220相比于輪胎30側(cè)壁320的橫向 厚度具有較大的徑向厚度；胎面部分220較厚，用于容納輪胎30的胎面。在運(yùn)行中，胎面部 分220能操作成提供對道路表面(未示出)的牢固抓持和排水功能，而壁部230設(shè)計(jì)成在 車輪10與其相關(guān)的輪胎30在運(yùn)行中于道路表面旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行周期性的彈性撓曲。輪胎30，且甚至是車輪10都存在多種潛在故障模式，使用這些車輪10的運(yùn)營交通 工具(例如，重型商用車輛)運(yùn)輸隊(duì)的企業(yè)將期望在各種故障模式造成破壞、事故或延誤所 涉及交通工具之前進(jìn)行識(shí)別和糾正。所遇到的問題包括(a)輪胎30中的氣壓P過低，從而導(dǎo)致壁部230以及相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)絲網(wǎng)210 過度撓曲，使得它們有機(jī)械硬化和過早斷裂的危險(xiǎn)；當(dāng)氣壓P過低時(shí)，輪胎30與鄰接輪胎30的道路表面之間就會(huì)出現(xiàn)過大的接觸面積，導(dǎo)致過度的輪胎磨損，且還有增大的滾動(dòng)阻 力，且因此降低交通工具的燃料經(jīng)濟(jì)性；輪胎30與道路表面之間過大的接觸面積反過來還 可導(dǎo)致輪胎30與冰雪條件下的道路表面之間的抓持下降，這是因?yàn)檩喬?0與道路表面之 間的接觸力并非像理想期望的那樣集中，而迫使輪胎30順應(yīng)易于提供抓持的道路表面中 的表面不規(guī)則性。輪胎30在其內(nèi)部氣壓P過低時(shí)的過度變形可能會(huì)通過輪胎30內(nèi)的非彈 性變形程度而導(dǎo)致過大的能量耗散，其中，由此產(chǎn)生的相關(guān)升溫在最壞的情況下會(huì)超過制 造輪胎30的材料所能忍受的溫度。此外，當(dāng)輪胎30內(nèi)的壓力P過低時(shí)，還會(huì)有內(nèi)緣180失 去其與凸脊170的密封的風(fēng)險(xiǎn)，這是出現(xiàn)在受到極大橫向應(yīng)力時(shí)，例如在沿路緣石刮擦，而 隨后突然失去輪胎30中的空氣；(b)應(yīng)用于孔50中，用于將車輪10固定到輪軸110上的一個(gè)或多個(gè)螺栓或緊固件 在車輪10與輪軸110的附接期間可能會(huì)不當(dāng)?shù)厣暇o，或可能易于在運(yùn)行中松脫；這樣松開 和可能失去一個(gè)或多個(gè)螺栓或緊固件可導(dǎo)致車輪10在輪軸110上顫動(dòng)或發(fā)出異響，而在最 壞的情況下，甚至?xí)優(yōu)榕c輪軸110分離開且滾離開(！)；(c)輪胎30和/或閥80可顯現(xiàn)泄漏，使得在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)輪胎30內(nèi)的壓力P的 部分損失；如果此類壓力損失P未檢測到，則就可能出現(xiàn)上文在(a)中提出的問題；然而， 壓力P會(huì)隨輪胎溫度Tty,e而變化，且還隨輪胎30是否經(jīng)由閥80再填充壓縮空氣或其他氣 體而周期性地保持而變化；(d)輪胎30在使用中會(huì)顯現(xiàn)出不平衡，例如，部分輪胎30橡膠會(huì)隨著使用而變得 受到不均勻的侵蝕，或之前加到車輪10上的平衡重量會(huì)變?yōu)榕c車輪10分離；在圖5中所示 的重型商用車輛后部處常用的雙輪胎布置的情形中，已知的是，建筑磚或類似物體偶爾會(huì) 夾在雙輪胎之間，且在雙車輪旋轉(zhuǎn)的同時(shí)物體隨后由離心力移出的情況下會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)的拋 射；從輪胎中彈射出的物體在它們通過機(jī)動(dòng)交通工具前窗撞擊時(shí)，可能會(huì)造成極大的危險(xiǎn)， 從而導(dǎo)致傷害或事故；以及(e)輪胎30可以以一些其他對稱方式變成橢圓或扭曲的，這未必會(huì)導(dǎo)致車輪10的 非對稱不平衡；此外，輪轂20自身可變?yōu)閾锨?，且從而歪斜出平面外，而未必?huì)導(dǎo)致車輪 10中的非對稱不平衡。參看圖4和圖5，示出了重型商用車輛的現(xiàn)代制造的前輪和后輪組件的示例的示 圖，示出了怎樣實(shí)現(xiàn)圍繞交通工具車輪的緊湊區(qū)域。前輪和后輪組件中只有很少的多余容 積來容納用于監(jiān)測車輪運(yùn)行狀態(tài)的附加設(shè)備。在其他因素中，所包括的與上述制動(dòng)器115 相關(guān)的部件在運(yùn)行中鄰近車輪10 ；制動(dòng)器115具有與其相關(guān)的其他部件，如用于抵靠制動(dòng) 器115的盤部件推動(dòng)制動(dòng)襯塊的伺服促動(dòng)器。然而，常用的實(shí)施方法在于，使所包括的ABS 傳感器編碼器118(圖4和圖5中未示出)圍繞輪軸110且緊鄰車輪10，用于在車輪10安 裝在其輪軸110上時(shí)測量車輪10的角位置。有益于測量，以便監(jiān)測車輪10及相關(guān)輪胎30的狀態(tài)的特征包括運(yùn)行期間的壓力 P、溫度T和瞬時(shí)加速度A。另外還可行的是，使所包括的薄膜應(yīng)變儀在輪胎30的壁部230 內(nèi)或連結(jié)到輪胎30的壁部230上，以便測量它們的壁部撓曲。溫度T和加速度A可在車輪 10上的各種空間位置處測出彼此不同的結(jié)果，而與由輪胎30圍住的以120表示的容積內(nèi)形 成的壓力P在運(yùn)行中實(shí)際上是相似的，因?yàn)閴毫在相對較短的時(shí)間周期內(nèi)是均衡的；由于 壓力脈沖能夠在容積120內(nèi)以大約250米/秒的速度傳播，故壓力均衡估計(jì)出現(xiàn)在幾毫秒
13內(nèi)。車輪10具有的直徑為大約1米。圖6示意性地示出了傳感器有利地安裝到車輪10上的位置類型。當(dāng)多個(gè)傳感器 包括在各類位置上時(shí)，多個(gè)傳感器就有利地分布在圍繞車輪10成角度分布的位置上，用于 提供表現(xiàn)出輪轂20及其輪胎30的運(yùn)行的最為典型的信息。
在位置Ll處，緊固件有利的用法是將第一傳感器模塊附接到輪轂20上，或甚至 經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)孔50而附接到輪軸110上。第一傳感器模塊能夠通過與閥80流體(空 氣或氣體)連通來監(jiān)測輪胎壓力P，能夠監(jiān)測輪轂20的溫度Thub,且取決于所使用的加速度 計(jì)的類型而感測出輪轂20的一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)正交軸線(x，y，z)上的加速度。有利的是， 包括在第一傳感器模塊中用于執(zhí)行測量的一個(gè)或多個(gè)壓力傳感器和加速度計(jì)為現(xiàn)在稱為 MEMS(“微電子機(jī)械系統(tǒng)”)的硅微加工的集成電子部件。輪轂20的溫度Thub將通常不同于 輪胎30的溫度Ttyre ；因而在第一模塊處測得的溫度Tm。d并非理想地代表輪胎30溫度TtKe， 且因此并非理想地代表輪胎30的狀態(tài)；輪轂20通常會(huì)受到直接冷卻空氣流，而在制動(dòng)情況 期間，將由從相關(guān)盤式制動(dòng)器115流過來的熱空氣快速地加熱，如前文中闡述的那樣，盤式 制動(dòng)器115會(huì)受到數(shù)千瓦的突然峰值能量耗散，例如，這是在執(zhí)行緊急制動(dòng)期間或在執(zhí)行 緊急制動(dòng)之后不久。在第一位置Ll處的第一模塊并未由傳導(dǎo)部件完全遮蔽，這就使得第一 模塊與交通工具的電子控制單元(ECU)或電子管理系統(tǒng)之間的短距離無線通信是可能的。 在位置Ll處的第一傳感器模塊最易接近，且對于交通工具而言易于改裝，而只需要最小的 機(jī)械變化。第二傳感器模塊有利是安裝到位置L2處的輪圈90內(nèi)表面上，且因而在運(yùn)行中直 接受到輪胎30內(nèi)形成的壓力P。在該位置L2處的第二模塊在測量該處的溫度Tnrod時(shí)，能夠 提供輪胎30的溫度TtyM和上述壓力P的精確測量。此外，包括在第二模塊內(nèi)用于測量位置 L2處的加速度A的一個(gè)或多個(gè)加速度計(jì)比位置Ll處的第一模塊離軸線B-B (見圖2)有更 大的徑向距離，且因此受到車輪10旋轉(zhuǎn)引起的加速度的較大徑向分量。將第二傳感器模塊 安裝在位置L2處的優(yōu)點(diǎn)在于，與輪圈90相結(jié)合的絲網(wǎng)210具有形成法拉第籠的傾向，法拉 第籠嚴(yán)重地減弱來自于第二模塊的無線傳輸，除非第二模塊具有經(jīng)由輪圈90引出的天線， 例如，小氣密孔，在位置L2處聯(lián)接到第二模塊上的天線導(dǎo)線經(jīng)由該小氣密孔延伸出而到達(dá) 截頭圓錐形輪輻60上，用于提高無線通信效率。在圖7所示出的示例中，位置L2處的第二 模塊經(jīng)由天線導(dǎo)線300穿過安裝在輪圈90中且能操作成經(jīng)受壓力P的絕緣通孔310而聯(lián) 接到薄膜金屬貼片天線320上；可選的是，貼片天線320附接到截頭圓錐形輪輻60上來用 于機(jī)械保護(hù)。作為備選或此外，位置L2處的第二模塊電性聯(lián)接到輪胎30的絲網(wǎng)210上，且 能操作成使用該絲網(wǎng)210來作為天線與上述電子控制單元(EOT)或電子交通工具管理系統(tǒng) 進(jìn)行無線通信。作為又一備選方式，位置L2處的第二模塊可由穿過通孔310的導(dǎo)線或通過 傳導(dǎo)性薄膜連接而直接電性聯(lián)接到第一模塊上，且可選為從其中獲取能量，以及將測量數(shù) 據(jù)傳輸至其中。第三傳感器模塊有利的是安裝到位置L3處的輪胎30內(nèi)表面上，例如在將輪胎30 安裝到輪轂20上之前，通過使用橡膠或塑性材料粘合劑等將第三模塊連結(jié)到輪胎30上；作 為備選，在制造和保養(yǎng)輪胎30時(shí)，使用搭扣型壓配合來將第三傳感器模塊安裝到輪胎30上 也是可行且使用快速的。在位置L3處的第三模塊能夠測量該處的溫度Tm。d，且從而提供輪 胎溫度Ttyre的直接典型指示，壓力P的典型直接指示，且還能夠通過加速度A測量或應(yīng)變儀測量來提供輪胎30壁部230撓曲特征的典型指示；然而，由位置L3處的第三模塊產(chǎn)生的 加速度信號為車輪10在運(yùn)行中旋轉(zhuǎn)且其側(cè)壁230撓曲時(shí)的各種加速度分量的復(fù)合調(diào)制，而 安裝在位置L1處的第一模塊的加速度計(jì)能操作成產(chǎn)生加速度信號，該信號包括其中的大 小相對較大的直線加速度分量，這使得位置L1處的第一模塊可能很適于監(jiān)測此類直線加 速度分量?？蛇x的是，位置L3處的第三模塊也聯(lián)接到聯(lián)接在或甚至嵌入輪胎30的橡膠材 料內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)電阻膜或光學(xué)纖維應(yīng)變式傳感器(未示出)上，例如，在輪胎30的側(cè)壁 230和/或輪圈圓周上。安裝在位置L3處的第三模塊所遭受的與位置L2處的第二模塊的 類似的無線通信問題在于，與輪圈90相結(jié)合的絲網(wǎng)210用作法拉第籠使與輪胎30內(nèi)的容 積120的無線通信減弱。為了改善無線通信，位置L3處的第三模塊可選為設(shè)有薄膜傳導(dǎo)天 線350 (例如，由金屬薄膜制成)，如圖8中所示，該天線350夾在撓性絕緣材料(如聚酰亞 胺)層之間。天線350有利的是圍繞內(nèi)緣180包覆，且向上圍繞輪胎30的外壁表面。位置 L2處的第二模塊也易于設(shè)有此類薄膜天線，例如，設(shè)置在輪圈90的邊緣上，且甚至延伸到 截頭圓錐形輪輻60上。然而，此類薄膜天線在輪胎30安裝到輪轂20上時(shí)易于受損，除非 由用以提供機(jī)械保護(hù)而加裝的橡膠保護(hù)膜360或類似部件充分保護(hù)。作為備選或此外，第 三模塊易于使其天線電性聯(lián)接到輪胎30的絲網(wǎng)210上，該絲網(wǎng)210然后能夠用作天線；第 三模塊有利的是設(shè)有用于在安裝期間穿透側(cè)壁230內(nèi)側(cè)的電性穿孔銷釘，用于提供與傳導(dǎo) 絲網(wǎng)210的電性連接。還作為備選，位置L2處的第二模塊能操作成用作無線中繼節(jié)點(diǎn)，用 于將來自于第三模塊的信號經(jīng)由第二模塊傳送至交通工具的電子控制單元(EOT)；安裝到 車輪10上的模塊之間的此類的節(jié)點(diǎn)通信將在下文中更為詳細(xì)地描述，且對應(yīng)于進(jìn)行配合 而形成通信網(wǎng)絡(luò)的模塊。如圖6中所示，第四模塊可選為包括在輪胎30內(nèi)側(cè)輪圈上的位置L4處。安裝在 位置L3處的模塊大致相似的考慮問題也關(guān)于位置L4處的模塊。然而，位置L4處的模塊在 使用中會(huì)遭受極端的機(jī)械應(yīng)力?，F(xiàn)在將參照圖9來進(jìn)一步闡述由分別位置Ll，L2和L3處的第一模塊、第二模塊和 第三模塊產(chǎn)生的測量信號。2.按照本發(fā)明的安裝在車輪上的模塊在圖9中，示出了旋轉(zhuǎn)軸線B-B，車輪10在運(yùn)行中圍繞旋轉(zhuǎn)軸線B-B回轉(zhuǎn)。車輪10 通過輪軸110提供，輪軸110具有聯(lián)接到交通工具底盤CH上的彈簧片和/或氣動(dòng)懸架上； 懸架由彈簧闡述&表示。從與輪胎30接觸的道路表面施加到輪胎30上的力由力F(t)表 示；輪胎30具有由彈簧常數(shù)Kt描述的彈簧順應(yīng)性，彈簧常數(shù)取決于輪胎30內(nèi)的壓力P，以 及還取決于輪胎30的機(jī)械設(shè)計(jì)。分別在位置Ll，L2和L3處的第一傳感器模塊、第二傳感 器模塊和第三傳感器模塊分別由模塊400表示，當(dāng)車輪100圍繞對應(yīng)于輪軸110的軸線B-B 旋轉(zhuǎn)時(shí)，模塊400在運(yùn)行中就界定由410表示的徑向路徑。徑向路徑410具有半徑r，而模 塊400相對于正常徑向420以傾斜角 傾斜。模塊400能操作成測量以下的至少一個(gè)(a)模塊400處的溫度Tm。d ；(b)模塊400處的溫度P ；以及(c) 一個(gè)或多個(gè)軸線x，y，z上的直線加速度，例如在圖9中示出的，其中，當(dāng)傾斜 角小為0度時(shí)，z軸平行于軸線B-B，當(dāng)傾斜角小為零度時(shí)，y軸對應(yīng)于車輪10的徑向，而 x軸對應(yīng)于切向， 相關(guān)的加速度會(huì)由接近0度時(shí)的傾斜角 較弱地影響。
有利的是，模塊400至少測量壓力P。當(dāng)模塊400安裝在位置Ll處時(shí)，其經(jīng)由其閥 80來測量的輪胎30的壓力P。如前文中所述，模塊400如果期望的話可選為裝備有其他類型的傳感器，例如，電 阻式應(yīng)變儀、壓電應(yīng)變儀、濕度傳感器等。對于識(shí)別交通工具上的一個(gè)或多個(gè)模塊400的 位置而言，方便的是該模塊400設(shè)有磁性傳感器，例如使用磁性簧片繼電器開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，當(dāng) 例如具有100毫特斯拉的近場磁場強(qiáng)度的永磁鐵定位成鄰近模塊400 (例如，距此的距離在 IOcm內(nèi))時(shí)，磁性簧片繼電器開關(guān)就能操作成導(dǎo)電；模塊400因而就能夠在其由磁鐵詢問 時(shí)使是身份為人所知。參看圖9，當(dāng)車輪10以恒定角速度ω旋轉(zhuǎn)，且傾斜角Φ大致為0度時(shí)，由χ軸加 速度計(jì)所測得的加速度Ax就由等式l(Eq. 1)給出Ax = gsin(cot+X )Eq. 1
其中，Ax = X軸加速度測量結(jié)果；r =安裝模塊400處的軸線B-B的半徑；ω =車輪10的角旋轉(zhuǎn)速度；g =重力常數(shù)(大約lOm/s/s)；以及λ =角偏移。當(dāng)車輪10以恒定角速度ω旋轉(zhuǎn)，且傾斜角Φ大致為O度時(shí)，由y軸加速度計(jì)所 測得的加速度Ay就由等式2 (Eq. 2)給出Ay = r ω 2+gsin (ω t+ λ ) Eq. 2其中Ay = y軸的加速度測量結(jié)果；r =安裝模塊400處的軸線B-B的半徑；ω =車輪10的角旋轉(zhuǎn)速度；g =重力常數(shù)(大約lOm/s/s)；以及λ =角偏移。有利的是，車輪10在安裝在其輪軸110上時(shí)設(shè)有上述ABS角傳感器編碼器118來 用于測量車輪10的位置角度θ和車輪10的角轉(zhuǎn)動(dòng)速度ω = d θ /dt。來自于等式1中的 測得的加速度Ax與該ABS傳感器編碼器118的測量結(jié)果的差異易于用來檢測以下的一個(gè) 或多個(gè)(i)檢測ABS傳感器編碼器118的故障；以及(ii)輪胎30相對于輪轂30滑移，尤其是關(guān)于在位置L3處感測時(shí)(盡管此類滑移 很少發(fā)生，但如果發(fā)生通常會(huì)有災(zāi)難性的后果)。假定該ABS編碼器傳感器118正確地起作用，則克服由ABS傳感器編碼器118確 定的轉(zhuǎn)動(dòng)角θ的變化來檢測加速度Ax例如可用于動(dòng)態(tài)地確認(rèn)模塊400的正確運(yùn)行。這種 對正確模塊功能的動(dòng)態(tài)確認(rèn)是本發(fā)明所提供的特征。當(dāng)傾斜角Φ為非零時(shí)，這例如關(guān)于位置L3處的第三模塊在輪胎30壁部230撓曲 時(shí)，或在Ll和L2處，在輪轂20失去其緊固件或相對于輪軸110歪斜時(shí)，模塊400還能夠測 量大致分別在y方向和ζ方向上的加速度Ay和Az。大致如等式3和等式4(Eq. 3和Eq. 4)中限定的那樣提供測得的加速度信號Az = (rw 2+g Sin (w t+ 入))Sin 小 Eq. 3Ay = (r co 2+g sin O t+入))cos 小 Eq. 4對于位置LI和L2，以圖9中所繪的方位安裝的模塊400的傾斜角 通常大致為 零，使得加速度Az的大小通常相對較小，而加速度Ay是道路表面特征引起的力F(t)、車輪 10轉(zhuǎn)動(dòng)引起的離心分量r 2，以及車輪10轉(zhuǎn)動(dòng)而調(diào)整的重力g的力的總和。然而，在輪轂 20變歪斜而引起的車輪10不平衡的情況中，例如(a)由于用于將輪轂20經(jīng)由其孔50附接到輪軸110上的緊固件或螺栓的松開；(b)由于沖擊或事故或斷裂造成輪轂20變形，或(c)輪軸110自身由于故障或沖擊而沒有對準(zhǔn)，傾斜角 變?yōu)殡S等式4(Eq. 5)限 定的車輪10旋轉(zhuǎn)角e而變化小=(j5maxsin(wt+u )Eq. 5其中小.=失準(zhǔn)角；以及u =關(guān)于車輪10旋轉(zhuǎn)的角偏移，使得等式3至等式5然后易于組合使用來確定由安裝在位置L1和L2處的模塊 400所測得的加速度Ay和Az的性質(zhì)。因此，按照本發(fā)明，加速度信號Az可用于識(shí)別通過在 一個(gè)或多個(gè)位置L1和L2上使用的模塊400進(jìn)行監(jiān)測來識(shí)別角失準(zhǔn)或緊固件問題。然而， 安裝在位置L3上的模塊400會(huì)受到壁部230的較大撓曲，這趨于支配關(guān)于輪軸110的角失 準(zhǔn)或車輪10的橫向顫動(dòng)的角度變化的大小。此外，如前文中所述，將模塊400安裝在位置 L1處有利于從其閥80上測量輪胎30的壓力P，但位置L1處的模塊400所測得的溫度由于 制動(dòng)器在運(yùn)行中間斷加熱而并未精確代表輪胎30的溫度Ttyre。此外，將模塊400安裝在位 置L2處有利于測量輪胎30的壓力P，以及測量輪胎30的典型運(yùn)行溫度(即，Tm。d =位置L2 處的TtyJ。當(dāng)模塊400安裝在位置L3處時(shí)，其能夠提供輪胎30壓力P和溫度的典型測量結(jié)果 (即，Tm。d = Ttyre)。然而，輪胎30壁部230的周期性撓曲在模塊400安裝在位置L3處時(shí)會(huì) 導(dǎo)致傾斜角 極大地隨車輪30轉(zhuǎn)動(dòng)角0而變化；然后，傾斜角 大致變?yōu)檩喬?0壁部 230的撓曲角。對于安裝在位置L3處的模塊400而言，傾斜角 然后變?yōu)槿绲仁? (Eq. 6) 所限定的序列函數(shù)於=么+ G(P) + H(P)t (k( sm(i(cot + st)))Eq. 6
i=i其中角偏移；G(P)=描述隨不與道路表面接觸的部分輪胎30其中的壓力P變化而變化的輪胎 30壁部230角度變化的函數(shù)；H(P)=取決于壓力P，描述在其部分輪胎30與道路表面接觸時(shí)的壁部230的角偏 轉(zhuǎn)的函數(shù)；k=諧波系數(shù);i=諧波指數(shù)；
=車輪10旋轉(zhuǎn)的角速度；以及￡i=角偏移。圖10在信號VI中提供了模塊400安裝在位置L3處且車輪10旋轉(zhuǎn)時(shí)的角小的 性質(zhì)圖；當(dāng)將模塊400承載與其內(nèi)壁230上的部分輪胎30與道路表面接觸時(shí)，傾斜角就隨 輪胎壁部230的撓曲快速變化。圖10中的橫坐標(biāo)軸代表時(shí)間t內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角e，g卩，角e = t，圖10中的縱坐標(biāo)軸大致代表壁部的傾斜角 。周期500對應(yīng)于車輪10的完全回轉(zhuǎn)， 即，a e = 2 31。在按照本發(fā)明的第一分析方法中，預(yù)期的輪胎30性能特征進(jìn)行計(jì)算，且然后與測 得的特征比較。第一方法包括如下步驟(a)對于限定角度和等式5中的函數(shù)G和H的給定輪胎30類型而言，對于測 得的輪胎30的給定壓力P而言，對于輪胎30處測得的給定溫度Tty,e而言，以及對于例如從 上述ABS編碼器傳感器118上確定的輪胎30的給定角旋轉(zhuǎn)速度《而言，計(jì)算對應(yīng)的預(yù)計(jì) 模擬角度 ，且從其中引出如安裝在位置L3處的模塊400中所包括的加速度計(jì)產(chǎn)生的加速 度4的模擬大??；(b)感測如模塊400所測得的加速度Az的典型樣本；以及(c)通過檢測來確定是否模擬加速度和測得的加速度Az的彼此差異大于預(yù)定的閾 值量；如果它們并非彼此大致對應(yīng)，則從其中推斷出輪胎30可能有缺陷，且需要更換。例如，有潛在的可能在運(yùn)行中輪胎30出現(xiàn)故障之前識(shí)別絲網(wǎng)210的老化。這種模 擬有利的是需要在包括在交通工具的模塊400和/或電子控制單元(ECU)中的計(jì)算硬件上 執(zhí)行調(diào)和合成，以便導(dǎo)出模擬的加速度Az。在按照本發(fā)明的第二分析方法中，在輪胎30處測得的表征運(yùn)行中產(chǎn)生的加速度Az 的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，而然后進(jìn)行調(diào)和分析，例如，通過應(yīng)用快速傅里葉變換(FFT)或類似類型 的變換，以便從其中導(dǎo)出參數(shù)，且然后將計(jì)算的參數(shù)與輪胎30的預(yù)計(jì)參數(shù)相比較；如果輪 胎30的計(jì)算參數(shù)和預(yù)計(jì)參數(shù)之間的相互差異大于預(yù)定的閾值量，則可檢測出輪胎30的潛 在故障，且如果需要就更換輪胎30。第二方法包括執(zhí)行的如下步驟(a)對由模塊400中的加速度計(jì)產(chǎn)生的表征加速度Az的信號進(jìn)行采樣，以提供對 應(yīng)的采樣數(shù)據(jù)，且然后使采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)和分析，例如，通過有效的快速傅里葉變換(FFT) 算法，以便導(dǎo)出其調(diào)和含量，且因此導(dǎo)出一系列調(diào)和系數(shù)；諧波之間可選的相位關(guān)系，如等 式6(Eq.6)中^所表示的，也通過計(jì)算來在進(jìn)行比較時(shí)使用；以及(b)在結(jié)合對輪胎30的溫度Tty,。和壓力P的了解的情況下，基于查找輪胎特征 (如柔度和彈性，以及輪胎壁部的形狀和輪廓)的參考表，從諧波分析中確定車輪10上提供 的輪胎30的類型；以及(c)將預(yù)定的輪胎30類型與實(shí)際識(shí)別的輪胎30類型進(jìn)行比較；如果其間的彼此 差異超過預(yù)定的閾值量，則確定輪胎30有可能有缺陷，且可能需要更換。在使用上述第二方法時(shí)，在預(yù)計(jì)的輪胎與車輪10實(shí)際的輪胎30彼此不同的情況 下，就從而可從其中推斷出輪胎30的老化或故障。如下文將闡述的，有利的是，模塊在如 圖8中所示安裝在輪胎30的壁部230上時(shí)設(shè)有進(jìn)行區(qū)分的識(shí)別代碼(ID)。該代碼有利的 是表現(xiàn)出模塊400于位置L3處附接于其上的輪胎30的特征。模塊400能操作成通過無線 形式將識(shí)別代碼(ID)傳輸至電子控制單元(ECU)，該電子控制單元能操作用以執(zhí)行差異比較。有利的是，諧波分析還應(yīng)用于一個(gè)或多個(gè)加速度信號Ax和Ay上，以便進(jìn)一步證實(shí)按照 該第二方法執(zhí)行的諧波分析的可靠性。而安裝在位置L3處的模塊400尤其可有效檢測關(guān)于輪胎30內(nèi)的撓曲和耗散而出 現(xiàn)的潛在問題或缺陷，安裝在位置L1處的模塊400尤其可有效測量車輪10中的非對稱差 異，且還用于確定車輪10及其相關(guān)輪胎30的非對稱類型。對于檢測不平衡且還檢測車輪 10中的不平衡類型而言，甚至更為優(yōu)選的是，模塊400以非旋轉(zhuǎn)方式安裝在輪軸110上，大 致對應(yīng)于軸線B-B。然而，關(guān)于車輪10中的不平衡的更多車輪診斷信息易于在模塊400安 裝在車輪10上且操作成隨車輪10旋轉(zhuǎn)時(shí)導(dǎo)出，優(yōu)選的是模塊接近其旋轉(zhuǎn)軸線B-B，例如，大 致在位置L1處。如下文將更為詳細(xì)地闡述的，監(jiān)測車輪10旋轉(zhuǎn)時(shí)的壓力P提供了關(guān)于輪 胎30性能(例如，輪胎30的多淺裂變形)的非預(yù)期的大量附加信息。圖10a中示出了具有輪轂20的車輪10，用于承載輪胎30的輪圈22位于輪轂處。 模塊400安裝到車輪10上，優(yōu)選在輪轂單元的輪圈22處。然而，模塊可假定在對模塊400 的說明中大致描述的任何其他位置上，模塊400具有除相關(guān)存儲(chǔ)器之外的更多特征，存儲(chǔ) 器包括數(shù)據(jù)區(qū)，數(shù)據(jù)區(qū)包含與輪胎和標(biāo)示器相關(guān)的功能狀態(tài)的數(shù)據(jù)，標(biāo)示器可設(shè)置成表征 包含在所述區(qū)中的數(shù)據(jù)的有效性。圖10a中示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例。模塊400設(shè)有用于測量輪胎10內(nèi)的壓力 的壓力傳感器760。數(shù)據(jù)處理器710接收壓力信號。數(shù)據(jù)處理器710布置成與標(biāo)示器722 連通，標(biāo)示器722可呈現(xiàn)狀態(tài)“有效”或“無效”來表示代表輪胎10功能狀態(tài)的數(shù)據(jù)的有效 性或無效性，該輪胎10與模塊710相關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù)處理器可有利地連接到布置在模塊710中 的相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器720上，以便從存儲(chǔ)器中取得信息且將信息儲(chǔ)存于存儲(chǔ)器720上。因此， 在數(shù)據(jù)處理器710與相關(guān)存儲(chǔ)器720之間提供布置在模塊710中的通信路徑712。作為備 選，通過中央ECU950與存儲(chǔ)器之間的外部通信路徑732進(jìn)行的與存儲(chǔ)器720的通信能夠替 換布置在模塊內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理器710與存儲(chǔ)器720之間的通信路徑712。自然，存儲(chǔ)器能夠 通過外部路徑732和內(nèi)部路徑712進(jìn)行存取。存儲(chǔ)器720包括數(shù)據(jù)區(qū)720'，該數(shù)據(jù)區(qū)720'包含與輪胎的功能狀態(tài)相關(guān)的數(shù) 據(jù)。數(shù)據(jù)區(qū)720'可包含不同類型的數(shù)據(jù)，如包含輪胎滑移曲線的信息的第一分區(qū)720a; 包含輪胎尺寸的信息的第二分區(qū)720b ；包含輪胎年限的信息的第三分區(qū)720c，包含輪胎已 被使用過的距離的記錄的第四分區(qū)720d ；包含壓力傳感器測量的壓力的樣本記錄的第五 分區(qū)720e ；以及包含由安裝在所述車輪上用于監(jiān)測輪胎溫度的溫度傳感器所測得的溫度 的樣本記錄的第六分區(qū)720f。還可增加其他數(shù)據(jù)區(qū)720g，例如關(guān)于閾值的信息，包含與輪 胎功能狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)的所述數(shù)據(jù)區(qū)720中的數(shù)據(jù)可加到該信息上，并且/或者還可增加 模塊的識(shí)別信息ID，該識(shí)別信息ID可用于CPU950來識(shí)別一組模塊中的哪一模塊在嘗試與 CPU950通信。存儲(chǔ)器還可包括代表標(biāo)示器722的區(qū)。作為備選，標(biāo)示器722能夠由其他硬 件部件如開關(guān)布置。模塊還可包括電源700，電源優(yōu)選的是結(jié)合本說明中所述的其他實(shí)施例描述的類型。無線接口 730布置成容許模塊與布置在外部的E⑶950進(jìn)行通信。模塊還可包括其他傳感器裝置762，如溫度傳感器765、應(yīng)變式傳感器780、加速度 計(jì)770和/或磁性傳感器。
在運(yùn)行中，一旦輪胎安裝到輪圈上且充有空氣，則標(biāo)示器就首先設(shè)置成呈現(xiàn)狀態(tài) “有效”。標(biāo)示器通過從外部信號發(fā)生器中傳送來的關(guān)鍵代碼信號來設(shè)置成“有效”，外部信 號發(fā)生器可由E⑶950或另一獨(dú)立處理器控制。壓力傳感器760測量壓力，而數(shù)據(jù)處理器 710通過監(jiān)測壓力來檢測壓力高于還是低于閾值。閾值選擇成只有明顯不當(dāng)?shù)膲毫λ剑@ 種明顯不當(dāng)?shù)膲毫λ街赋鲆呀?jīng)移除輪胎(絕對壓力水平等于大氣壓力)或輪胎可能受損 的壓力水平，也就是指出刺穿的壓力水平或輪胎將發(fā)生過度磨損的水平。因此，標(biāo)示器將保 持在其狀態(tài)“有效”中，直到當(dāng)標(biāo)示器由處理器710設(shè)置成呈現(xiàn)值“無效”時(shí)，壓力下降到閾 值以下。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，包含與輪胎功能狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)的區(qū)720'包括由壓 力傳感器760測得的壓力的樣本記錄的區(qū)720g，且所述數(shù)據(jù)處理器760能操作成在所述樣 本記錄包含低于所述預(yù)定閾值的至少一個(gè)樣本時(shí)將所述標(biāo)示器762設(shè)置成“無效”。當(dāng)標(biāo)示器762呈現(xiàn)狀態(tài)“無效”時(shí)，就阻止了數(shù)據(jù)處理器710將所述標(biāo)示器從“無 效”變成“有效”，除非從模塊外部接收到關(guān)鍵代碼信號KS。在所示的實(shí)施例中，關(guān)鍵代碼信 號經(jīng)由布置在交通工具中的外部ECU950提供。作為備選，信號可由單獨(dú)的控制單元提供。 因此，數(shù)據(jù)處理器710能操作成在從模塊外部接收到關(guān)鍵代碼信號時(shí)，將所述標(biāo)示器從“無 效”變成“有效”。圖10c中所示的實(shí)施例包括與圖10b中實(shí)施例相同的特征，其中唯一差別在于數(shù) 據(jù)處理器710布置在模塊外部。無線接口 730布置成與外部布置的處理器710通信，該處 理器710可與中央布置的E⑶950的組成部分分離開。圖10a和圖10b中所示的實(shí)施例還可包括從描述中清楚的模塊的其他實(shí)施例的特 征。參看圖11，示出了大體由600指出的按照本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理設(shè)備；該數(shù)據(jù)處理設(shè) 備能操作成提供車輪和輪胎的監(jiān)測。數(shù)據(jù)處理設(shè)備600能夠在模塊400和上述電子控制單 元(ECU)中至少一個(gè)上實(shí)現(xiàn)，這取決于處理在何處易于最為方便和高效地執(zhí)行。此外，處 理設(shè)備600易于在硬件和運(yùn)行中可在計(jì)算硬件上執(zhí)行的軟件中的至少一個(gè)上實(shí)現(xiàn)。軟件 有利的是提供為在計(jì)算硬件上執(zhí)行的軟件產(chǎn)品。軟件產(chǎn)品有利的是傳送至數(shù)據(jù)載體上的設(shè) 備600 ；數(shù)據(jù)載體有利的是以下的至少一種固態(tài)電子數(shù)據(jù)載體、無線信號、電信號、光纖信 號、光學(xué)和/或磁性可讀的數(shù)據(jù)載體。在車輪10穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)下，S卩，以恒定角速度(0旋轉(zhuǎn)，徑向加速度Ay的臨時(shí)變化，即， dAy/dt，由于傾斜角 大致為零而具有大致為零的大小，不同于重力g引起的與車輪10的 旋轉(zhuǎn)角9相關(guān)的效果。車輪30在運(yùn)行中所接觸的道路表面產(chǎn)生的瞬時(shí)加速度導(dǎo)致如圖9 中所示的力F(t)隨時(shí)間t變化，且引起輪軸110所經(jīng)受的垂直直線方向的加速度Av上的變 化分量與車輪10的周期性旋轉(zhuǎn)無關(guān)。然而，與車輪10旋轉(zhuǎn)相關(guān)的垂直直線方向的加速度 分量(例如，如參照上述ABS編碼器傳感器118提供的車輪10旋轉(zhuǎn)角0指示及其旋轉(zhuǎn)《 角頻率)有利于確定車輪10中的不平衡，且還可能闡明存在于車輪10中的不平衡的類型。 ABS編碼器傳感器及其相關(guān)信號處理電路由圖11中的118表示。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)模塊400在 位置L1至L4中的一個(gè)或多個(gè)處安裝在車輪10上時(shí)，它們在運(yùn)行中就與車輪10 —起旋轉(zhuǎn)。 結(jié)果，測量如圖9中所示的加速度\和Ay的一個(gè)或多個(gè)模塊400中的一個(gè)或多個(gè)加速度計(jì) 所有都響應(yīng)于車輪10的旋轉(zhuǎn)來感測垂直直線方向的加速度。為了適當(dāng)調(diào)整加速度\和~，對于一個(gè)或多個(gè)模塊400和/或與其無線通信的電子控制單元(ECU)，需要執(zhí)行角解析，如 等式7(Eq.7)中所描述的Av = diSin (co t) Ax+ddcos (co t) Ay Eq. 7其中，比例常數(shù)。圖11中由620表示的解算器在運(yùn)行中執(zhí)行這種角解析。解算器620有利的是從 ABS編碼器傳感器及其相關(guān)電路118中接收其旋轉(zhuǎn)角0的角參考。解算器620還有益于操 作成除去重力g引起的加速度Av中的角從屬分量，該分量在解析加速度Av中變?yōu)楹愣ǖ摹?在解析加速度K中除去重力g引起的加速度分量有利于等式7 (Eq. 7)中屯和d2的自動(dòng)比 例確定，用于已知車輪10正確平衡的狀態(tài)下，例如，在車輪10新安裝在交通工具上之后執(zhí) 行常規(guī)校準(zhǔn)期間。通過在代表相對于車輪10旋轉(zhuǎn)《的角頻率的加速度Av的信號上執(zhí)行諧波分析， 例如在圖11中由630表示的諧波分析儀中執(zhí)行，就可確定不平衡的嚴(yán)重程度；例如，諧波 Q(m)的振幅有利的是由定標(biāo)器640中的諧波定標(biāo)函數(shù)y(m)來獨(dú)立地定標(biāo)，而然后在求和單 元650中求和來計(jì)算總計(jì)St。t和值，在諧波Q(m)中，m為加速度乂信號中的諧波數(shù)。總和 值St。t然后在由660表示的閾值檢測器中與預(yù)定閾值Th進(jìn)行比較，以確定車輪10是否需 要注意校正不平衡，例如，通過增加平衡重量或更換輪胎30。等式8和等式9描述了所需的 相關(guān)計(jì)算S^^Q^yim)Eq. 8
W=1如果Stot > Th,則車輪10需要注意Eq. 9等式9對應(yīng)于圖11中所示的判定點(diǎn)DK1。可選的是，在定標(biāo)器640中執(zhí)行的諧波定標(biāo)函數(shù)y(m)取決于安裝在車輪10上的 輪胎30的類型；例如，安裝在車輪10上的穩(wěn)健的凸塊輪胎比為了在駕駛期間降低能量消耗 而優(yōu)化的傾斜高性能高速輪胎在表征任何形式的潛在危險(xiǎn)之前能夠顯現(xiàn)出較大不平衡程 度。此外，在定標(biāo)器640上執(zhí)行的諧波定標(biāo)函數(shù)y(m)有利的是為從輪胎30安裝到輪轂20 上的初始時(shí)間t0的時(shí)間t的函數(shù)，即，等式8中的y(m，t)。此外，還有利的是，使諧波定標(biāo) 函數(shù)y (m)為由ABS傳感器編碼器118確定的自從輪胎安裝于其上車輪10所經(jīng)歷的回轉(zhuǎn)數(shù) 的函數(shù)，即，y(m，N)，其中，N為輪胎30的回轉(zhuǎn)數(shù)。使諧波定標(biāo)函數(shù)y (m，t)或y(m，N)為變 量的原因在于，磨損較大的輪胎30的不平衡相比于新安裝的大致未磨損的輪胎30很可能 會(huì)導(dǎo)致輪胎30的故障，未磨損的輪胎30的內(nèi)部絲網(wǎng)210未經(jīng)受重復(fù)撓曲造成的實(shí)質(zhì)工作 硬化。從諧波Q(m)的振幅中確定的車輪10的不平衡類型是從給定諧波的相對振幅中確 定的；這種確定是由圖11中的670表示的分析器中的諧波分析來執(zhí)行的。此外，這種諧波 分析有利的是使用一組軟件規(guī)則來實(shí)現(xiàn)，通過將諧波模板應(yīng)用于諧波中來識(shí)別所呈現(xiàn)的不 平衡的特定類型的標(biāo)記圖，或通過將表征諧波Q(m)振幅的數(shù)據(jù)饋送到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，該神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)成識(shí)別出現(xiàn)的某些類型的缺陷。取決于安裝在輪轂20上的輪胎30的類型，有利 的是可選地給予軟件規(guī)則、諧波模板和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的一種或多種。此外，規(guī)則、諧波模板和 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的一種或多種還有利的是可選為取決于輪胎30的年限和/或磨損程度。在計(jì)算存在于加速度Av中的諧波Q(m)的相對振幅時(shí)，諧波Q(m)振幅的標(biāo)準(zhǔn)化有利的是實(shí)現(xiàn)為 如圖11中所使用的信號處理的一部分。例如，當(dāng)上述孔50中將輪轂20附接到輪軸110上的緊固件已經(jīng)不當(dāng)?shù)厣暇o或松 開而使得輪轂20圍繞其輪軸110發(fā)出異響時(shí)，交通工具的懸架(例如圖9中彈簧Ks所表示 的)通?？捎行У刈尳煌üぞ叩鸟{駛員察覺不到任何問題。輪轂20圍繞其螺栓或緊固件 晃動(dòng)在車輪10旋轉(zhuǎn)時(shí)導(dǎo)致車輪10突然的較小搖動(dòng)；甚至還已知的是，截頭圓錐形輪輻60 在其脈沖激勵(lì)而進(jìn)行對應(yīng)于撓曲的“cos2 θ ”模式的共振(即，輪圈90和截頭圓錐形輪輻 60的環(huán)形變形)時(shí)，產(chǎn)生類似于鐘聲的鈴聲。這些很小的突然搖動(dòng)引起相對較高的諧波中 的信號能量，例如，在諧波Q(m)中的第10和第20個(gè)諧波的范圍內(nèi)，定標(biāo)函數(shù)y(m)可布置 成隔離，以便明確地檢測車輪10上的緊固件松開，以警示交通工具的駕駛員。有利的是，幾個(gè)不同的定標(biāo)函數(shù)y(m)同時(shí)應(yīng)用于諧波Q(m)，以便由數(shù)據(jù)處理設(shè)備600同時(shí)監(jiān)測所出現(xiàn)的幾個(gè)不同類型的不平衡。在備選方案或附加方案中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理設(shè)備600，由模塊400測得的壓力P提供 給諧波分析器630，從而代替圖12中所示的解析加速度Av ；在圖12中，適于以諧波方式分 析壓力P的數(shù)據(jù)處理設(shè)備600大體上由680指出。輪胎30中的不規(guī)則(例如，導(dǎo)致輪胎30 隆起的局部凸起或弱點(diǎn))像某些角θ位置處的壓力脈沖一樣在車輪10在運(yùn)行中旋轉(zhuǎn)時(shí)變 得明顯。通過分析隨車輪10的旋轉(zhuǎn)角θ而變化的壓力P的變化，S卩，與轉(zhuǎn)動(dòng)速率ω相關(guān) 的壓力P的分量，就可以提供對輪胎30的附加監(jiān)測來改善缺陷檢測或輪胎30中的潛在缺 陷。數(shù)據(jù)處理設(shè)備680以與數(shù)據(jù)處理設(shè)備600大體上相似的方式起作用，只是分析的是壓 力P，而不是加速度Αν。可選的是，如圖13中所示和其中的690指出的，按照本發(fā)明的數(shù)據(jù) 處理設(shè)備通過將數(shù)據(jù)處理設(shè)備600，680合并在一起來提供，以便提供一致或周期性交替的 諧波分析和加速度Av和壓力P的監(jiān)測；提供在數(shù)據(jù)處理設(shè)備690中的切換裝置695以軟件 或硬件方式實(shí)現(xiàn)，用于在壓力P與加速度Av之間選擇。圖13中示意性地示出的數(shù)據(jù)處理 設(shè)備690的優(yōu)點(diǎn)在于，在運(yùn)行中易于實(shí)現(xiàn)對車輪10的更為全面的監(jiān)測。由安裝在位置L3處的模塊400感測到的輪胎30壁部230撓曲的上述分析有利的 是在電子控制單元(ECU)和/或模塊400內(nèi)與關(guān)于定位在位置Ll和L2中的一個(gè)或多個(gè)上 的一個(gè)或多個(gè)模塊400執(zhí)行的諧波信號分析的結(jié)果比較。在比較使得定位在彼此不同的位 置Ll至L4上的模塊400引起相互沖突的分析結(jié)果的情況下，車輪10和/或其輪胎30就 有較高可能存在潛在問題；然后，有利的是警示信息從數(shù)據(jù)處理設(shè)備600，680或690中視情 況而傳送給交通工具駕駛員和/或運(yùn)營這些交通工具的運(yùn)輸隊(duì)的企業(yè)的控制中心，警示信 息為需要在交通工具上執(zhí)行維護(hù)，例如，對交通工具將來的維護(hù)計(jì)劃設(shè)計(jì)后勤保障。這些后 勤保障例如可包括預(yù)先安排可用的替換輪胎，以及通知關(guān)于交通工具到達(dá)時(shí)間的服務(wù)設(shè)施 來用于維護(hù)的目的，以便可在服務(wù)設(shè)施處執(zhí)行適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)調(diào)度。安裝在一個(gè)或多個(gè)位置Ll至L4處的一個(gè)或多個(gè)模塊400可選為與電子控制單元 (ECU)通信，易用于檢測輪胎30中的更多逐漸的瞬時(shí)變化，例如，由于其中的泄漏造成的壓 力P逐漸減小，例如，泄漏在數(shù)周或數(shù)月的時(shí)期內(nèi)。然而，上述電子控制單元(ECU)與一個(gè)多 個(gè)模塊400無線通信，可選為與上述電子控制單元(ECU)配合的一個(gè)或多個(gè)模塊400可用 于監(jiān)測輪胎30的突然降壓，例如，突然降壓且然后與將新更換的輪胎30安裝到輪胎20上 相關(guān)的再加壓。當(dāng)裝備有安裝于其中的模塊400的之前的輪胎30由缺少任何此類模塊400的替換輪胎30更換時(shí)，監(jiān)測這種突然降壓就很重要，以便例如在圖11中所示的各種信號處 理功能的參數(shù)可由設(shè)備600，680或690適當(dāng)選擇。在并未可靠了解輪胎30的識(shí)別信息和 狀態(tài)時(shí)，在數(shù)據(jù)處理設(shè)備600，680或690中有利的是采用表現(xiàn)出輪胎30大致適中的胎面磨 損程度的參數(shù)的默認(rèn)值。有利的是，在已經(jīng)檢測到這種突然降壓的情況下，發(fā)出消息“非可 靠信息”來提醒駕駛員正在向電子控制單元(ECU)提供可能為非典型的信息。例如，在輪胎 30未經(jīng)授權(quán)進(jìn)行替換或出現(xiàn)與輪胎30相關(guān)的損壞事故時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種情況。即使包括模塊400的車輪10例如為了儲(chǔ)存或保養(yǎng)而從交通工具上除去時(shí)，模塊 400也可有利地操作成監(jiān)測和記錄其壓力P存儲(chǔ)器中的臨時(shí)數(shù)據(jù)記錄表。在此背景下，如下 文將闡述的那樣，模塊400的休眠模式是有利的，用于使這些臨時(shí)數(shù)據(jù)記錄表記錄很長的 時(shí)間周期，例如幾個(gè)月的時(shí)期?，F(xiàn)在將參照圖14來概略地描述模塊400。在運(yùn)行中，模塊400需要很穩(wěn)健，而且造 價(jià)還很便宜。此外，例如在安裝在上述位置L3和L4中時(shí)，模塊400就相對難以接近，且需要 在無使用者干涉的情況下可靠運(yùn)行。有利的是，模塊400使用上述微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS) 技術(shù)，例如，該技術(shù)基于硅微加工制造工藝。模塊400包括電池組700，除其他部件外，電池 700還包括一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)電池，其能操作成向計(jì)算機(jī)處理器710提供電功率。包括軟件 產(chǎn)品的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器720與處理器710通信地相聯(lián)；該軟件產(chǎn)品包括軟件代碼，其可在處理器 710上執(zhí)行，且能操作成協(xié)調(diào)模塊400的功能。處理器710具有與其相關(guān)的時(shí)鐘(CLK)和用 于將模擬傳感器信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的采樣傳感器數(shù)據(jù)的模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器；有利的是，模數(shù) (A/D)基于顯現(xiàn)出適中的能量消耗的高速多通道E -A型轉(zhuǎn)換器。E -A轉(zhuǎn)換器目前用于 由能量決定的裝置中，如微型助聽器，其由電池組功能，且需要在無看管的情況下運(yùn)行很長 的時(shí)期，該轉(zhuǎn)換器例如用于電池組的變化。模塊400還包括用于提供往返于模塊400的雙 向通信的短距離無線接口 730 ；無線接口 730有利的是使用目前的藍(lán)牙、Weebre或按照相關(guān) 標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議運(yùn)行的類似的無線接口技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。如先前闡述的那樣，模塊400實(shí)現(xiàn)為在其車輪安裝在交通工具上和從其上移除時(shí) 運(yùn)行。因此，模塊400能夠檢測出發(fā)生在車輪10臨時(shí)從其交通工具上移除時(shí)的任何突然降 壓。在該方面，如前文中闡述的那樣，模塊400能夠提供損壞事故的檢測。模塊400還包括由750表示的一個(gè)或多個(gè)傳感器的陣列，其對應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)輸 出聯(lián)接到上述A/D轉(zhuǎn)換器上。取決于模塊400的預(yù)計(jì)位置，S卩，位置Ll，L2，L3或L4，以及 所期望的車輪監(jiān)測功能性的程度，傳感器750陣列包括以下的一個(gè)或多個(gè)(a)有利的是基于MEMS結(jié)構(gòu)的壓力傳感器760，MEMS結(jié)構(gòu)包括具有應(yīng)變儀或振蕩 共振信號讀出的硅微加工膜；(b)用于測量模塊400附近的空氣或表面的溫度的溫度傳感器765，其中，溫度傳 感器765有利的是具有_40°C至+100°C的測量范圍；(c)有利的是在MEMS結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)的加速度計(jì)770，MEMS結(jié)構(gòu)包括彈簧懸架上的一 個(gè)或多個(gè)硅微加工檢驗(yàn)質(zhì)量，而一個(gè)或多個(gè)檢驗(yàn)質(zhì)量的對應(yīng)位置讀出表征加速度；可選的 是，對于提高準(zhǔn)確度和相應(yīng)而言，加速度為力反饋型加速度計(jì)；加速度計(jì)770有利的是感測 一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)正交軸線上的加速度。為了最佳地監(jiān)測車輪10以及相關(guān)輪胎30的運(yùn)行， 加速度計(jì)770實(shí)現(xiàn)為三軸線加速度計(jì)；(d)磁性傳感器775，其優(yōu)選的是實(shí)現(xiàn)為真空封裝的簧片繼電器開關(guān)，而且易于實(shí)現(xiàn)為霍爾效應(yīng)裝置；所包括的可選的磁性傳感器775使用靠近模塊400的強(qiáng)磁性來觸發(fā)模 塊400 ；然而，如下文更為詳細(xì)闡述的那樣，觸發(fā)模塊400的其他途徑也是可能的，且按照本 發(fā)明；以及(e)應(yīng)變式傳感器780，在模塊400安裝在車輪10上的位置L3上，其最可能與模 塊400相關(guān)。傳感器780可在輪胎30安裝到輪轂20上之前附接到輪胎30上?？蛇x的是，模塊400易于包括上文并未詳細(xì)描述的其他類型的傳感器?？蛇x的是，電池組700至少部分是可再充電池組，且設(shè)有其自身的電磁性再充電 裝置，該裝置響應(yīng)于運(yùn)行中的車輪10旋轉(zhuǎn)而受到促動(dòng)，例如，有些類似于自動(dòng)上發(fā)條的機(jī) 械腕表，其中，手腕運(yùn)動(dòng)可用于移動(dòng)不平衡質(zhì)量，以便提供給表上發(fā)條的能量。作為備選或 此外，還可使用電池700響應(yīng)于車輪10旋轉(zhuǎn)的壓電再充電。在運(yùn)行中，計(jì)算機(jī)處理器710能操作成執(zhí)行自診斷，且在模塊400內(nèi)發(fā)生局部或總 體故障的情況下，經(jīng)由其無線接口 730發(fā)送警示消息，且在模塊400完全有用時(shí)發(fā)送確定消 息；在模塊400故障的情況下，其相關(guān)的交通工具是不移動(dòng)的，但僅會(huì)導(dǎo)致關(guān)于車輪和相關(guān) 輪胎監(jiān)測的功能性下降。有利的是，可通過電子控制單元(ECU)來通知交通工具駕駛員關(guān) 于功能性降低，且交通工具駕駛員可選擇是否不顧模塊400的故障而繼續(xù)駕駛。在運(yùn)行中，當(dāng)計(jì)算機(jī)處理器710檢測到來自于加速度計(jì)770的信號大致在預(yù)定時(shí) 間周期之外也是恒定的時(shí)，例如，在車輪10停止旋轉(zhuǎn)的時(shí)期之后范圍從幾秒至高達(dá)10分 鐘的時(shí)間周期，計(jì)算機(jī)處理器710有利的是能操作成促使模塊400呈現(xiàn)休眠模式來在無線 接口 730基本上斷電的期間保存能量。在休眠模式期間，計(jì)算機(jī)處理器710有利的是能操 作成在短時(shí)期內(nèi)周期性且臨時(shí)地觸發(fā)無線接口 730，以檢測來自于交通工具電子控制單元 (ECU)的“喚醒”命令。一旦計(jì)算機(jī)處理器710檢測到來自于加速度計(jì)770和/或壓力傳感 器760的信號臨時(shí)變化，例如，在預(yù)定時(shí)間周期期間，則處理器710就操作成將模塊400切 換至其活動(dòng)狀態(tài)，即，非休眠狀態(tài)，其中，如圖14中所示的所有功能零件都投入運(yùn)行中。作 為備選或此外，模塊400可在接收到來自于電子控制單元(ECU)950的特定休眠指令時(shí)設(shè)置 成休眠模式；有利的是，特定指令包括模塊400的識(shí)別代碼(ID)，其呈現(xiàn)了該休眠模式 ’類 似的是，模塊400可通過接收來自于電子控制單元(E⑶)950的特定喚醒指令而明確地指示 為呈現(xiàn)功能活動(dòng)狀態(tài)，即，非休眠狀態(tài)。另外作為備選或此外，包括在交通工具車輪10上的 所有模塊400均可通過從電子控制單元(ECU) 950無線傳輸來的普通明確指令而設(shè)置成休 眠狀態(tài)，或設(shè)置成功能活動(dòng)狀態(tài)；普通明確指令有利的是響應(yīng)于交通工具駕駛員啟動(dòng)和停 止交通工具的內(nèi)燃機(jī)或電力牽引馬達(dá)而由電子控制單元(ECU)950設(shè)置。當(dāng)交通工具具有 混合動(dòng)力系或設(shè)有由燃料電池提供電能的電動(dòng)力系時(shí)，這種電力牽引馬達(dá)就是相關(guān)的。當(dāng)模塊400內(nèi)執(zhí)行大量數(shù)據(jù)處理以便圍繞交通工具分配計(jì)算負(fù)載時(shí)，例如，信號 處理涉及應(yīng)用快速傅里葉變換(FFT)或類似信號處理算法，模塊400就能操作成接收其給 定相關(guān)車輪10上的源于上述ABS傳感器編碼器118及其與給定車輪10關(guān)聯(lián)的相關(guān)電路的 同步信號。該同步信號有利的是從交通工具的上述電子控制單元(ECU)950中提供，操作成 提供交通工具輪轂的數(shù)據(jù)通信。由于交通工具的車輪10有可能以相互不同的速率回轉(zhuǎn)，例 如，在交通工具轉(zhuǎn)向時(shí)或由輪胎30外徑的微小差異造成，各車輪10及其相關(guān)模塊就需要相 對于其相關(guān)ABS傳感器編碼器118獨(dú)立同步。由計(jì)算機(jī)處理器710執(zhí)行的數(shù)據(jù)處理有利的是能夠減少通過無線接口 730傳輸至電子控制單元(ECU)的大量數(shù)據(jù)。這種局部數(shù)據(jù)處理的有利之處在于，當(dāng)模塊400運(yùn)行時(shí)， 主要是無線接口 730消耗電池組700的大多數(shù)能量?？赏ㄟ^處理器710周期性地在時(shí)間 幀的開始傳輸傳感器信號的實(shí)際數(shù)據(jù)值，然后是表征每一時(shí)間幀期間數(shù)據(jù)值中的變化的數(shù) 據(jù)，就可減少模塊400中的數(shù)據(jù)流。獲得數(shù)據(jù)壓縮的其他途徑還可選為用于減少無線接口 730處的能量消耗。有利的是，模塊400能操作成為各加速度計(jì)軸線和/或考慮到Nyquist 采樣標(biāo)準(zhǔn)的壓力傳感器760以50樣本/秒至200樣本/秒的范圍內(nèi)的最大樣本速率來傳 輸加速度計(jì)信號數(shù)據(jù)和壓力P數(shù)據(jù)。對于溫度T，還可選用達(dá)到每秒1個(gè)樣本的較低速率， 這是因?yàn)橄啾扔诩铀俣華和 壓力p，溫度T的快速變化較小。模塊400還有利的是能操作成容許軟件更新從電子控制模塊(ECU)下載至模塊 400，例如，經(jīng)由其無線接口 730，用于升級或更改其運(yùn)行，例如，響應(yīng)于修正的安全表面或交 通工具運(yùn)營者所采用的政策。這些軟件更新還使得能夠隨后使用新的和改進(jìn)的數(shù)據(jù)處理算 法，即，軟件升級。如前文中闡述的，模塊400經(jīng)編程而具有與其相關(guān)的識(shí)別代碼(ID)，該識(shí)別代碼 可由上述電子控制單元(ECU)使用，用于使模塊400與交通工具上的其他類似模塊400區(qū) 分開，且與偶爾從附近通過的其他交通工具上的類似類型的模塊400區(qū)分開，例如，這些其 他交通工具在高速公路行駛期間的相鄰車道上。電子控制單元(ECU)能操作成使用識(shí)別代 碼(ID)來識(shí)別，通過模塊400傳輸?shù)牟糠纸煌üぞ邤?shù)據(jù)從識(shí)別代碼(ID)中導(dǎo)出。下文將 更為詳細(xì)地描述這種識(shí)別。與其無線接口 730合并的計(jì)算機(jī)處理器710還操作成可選地提供通信網(wǎng)絡(luò)功能。 有利的是，計(jì)算機(jī)處理器710具有直接連線的接口，以便安裝在車輪10上的位置Ll處的第 一模塊400能夠通過線纜或穿過如圖7中所示的通孔310的光線通信鏈路直接聯(lián)接到安裝 在圖15a中所示的容積120內(nèi)的輪圈90上的位置L2處的第二模塊400上。定位在位置Ll 粗豪的第一模塊400的處理器730因而能操作成(a)處理由其傳感器750陣列產(chǎn)生的信號，且將處理的信號作為處理數(shù)據(jù)傳送至 第一模塊400的其無線接口 730上，用于與電子控制單元(EOT)連通，以及(b)接收來自于位置L2處的第二模塊的處理信號輸出，用于經(jīng)由第一模塊400及 其無線接口 730傳送至電子控制單元(EOT)。作為備選，在位置L2處的第二模塊400的數(shù)據(jù)信號可為(a)經(jīng)由位置L2處的第二模塊的無線接口 730傳輸至位置Ll處的第一模塊的無 線接口 730，且然后，(b)數(shù)據(jù)信號可經(jīng)由無線接口 730及其相關(guān)第一模塊400的計(jì)算機(jī)處理器710傳 播至電子控制單元(ECU)。此類通信鏈路還易于逆向使用，用于將上述ABS同步信號經(jīng)由位置Ll處的第一模 塊400傳送至如圖15b中所示的位置L2處的第二模塊400。以類似的方式，位置L2處的第二模塊400能夠作用為用于安裝在位置L3處的第 三模塊400的網(wǎng)絡(luò)繼電器。有利的是，位置L2處的第二模塊400由穿過通孔310的線纜或 光纖聯(lián)接到位置Ll處的第一模塊400上，而位置L3處的第三模塊400無線聯(lián)接到如圖15c 中所示的位置L2處的第二模塊400上。通過圖15c中的構(gòu)造，就可避免用作法拉第屏的絲 網(wǎng)210和輪圈90的問題?？紤]到可能的大量時(shí)間，位置L3處的第三模塊400與位置L2處的第二模塊400之間的無線通信是有益的，當(dāng)車輪10在運(yùn)行中旋轉(zhuǎn)時(shí)，位置L3處的第三模 塊400響應(yīng)于輪胎30的壁部230撓曲而相對于位置L2處的第二模塊400移動(dòng)；鏈接位置 L2和L3處的模塊的線纜或類似直接連接不但易于受到工作硬化效果的破壞，而且在一旦 輪胎30已經(jīng)安裝到輪轂20上，由于容積120隨后難以由使用者接近，故實(shí)際上不能用于附接。在備選構(gòu)造中，位置L3處的第三模塊400電性聯(lián)接到輪胎30的絲網(wǎng)210上，絲網(wǎng) 210用作無線傳輸至電子控制單元(EOT)的高效貼片無線電天線。在此構(gòu)造中，位置L3處 的第三模塊400能夠用作無線中繼節(jié)點(diǎn)，用于傳輸來自于安裝在輪圈90的位置L2處的第 二模塊400的數(shù)據(jù)。圖15d中示出了此類構(gòu)造。位置Ll，L2，L3和L4處的模塊400的其他網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造也是可行的。例如，如圖15e 中所示，模塊400可選為操作成全部經(jīng)由其無線接口 730直接無線地與電子控制單元(ECU) 通信。另外作為備選，模塊400取決于在電子控制單元(ECU)處接收到的無線信號強(qiáng)度來 動(dòng)態(tài)地重新構(gòu)造，例如，如前文參照圖15a至圖15e闡述的各種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的無線信號強(qiáng) 度。這種重新構(gòu)造由模塊400提供的通信網(wǎng)絡(luò)的靈活性在車輪10在交通工具上更換或變 化時(shí)是有益的。下文將更為詳細(xì)地描述這種適應(yīng)性。有利的是，安裝在位置Ll，L2和L3處的第一模塊、第二模塊和第三模塊400分別 設(shè)有其獨(dú)特限定的識(shí)別代碼(ID)，模塊400能操作成在與電子控制單元(ECU)通信時(shí)使用 識(shí)別代碼(ID)來將其數(shù)據(jù)與其他模塊400的數(shù)據(jù)區(qū)分開。此外，當(dāng)電子控制單元(ECU)發(fā) 送源于ABS傳感器編碼器118的同步信號時(shí)，例如在模塊400處局部執(zhí)行大量數(shù)據(jù)處理來 減少運(yùn)行中經(jīng)由其無線接口 730傳輸至電子控制單元(ECU)的大量數(shù)據(jù)的情況下，這些識(shí) 別代碼(ID)就是有益的。在前文中，已經(jīng)描述了諸如車輪10及其相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)模塊400和安裝在交通 工具上的其電子控制單元(EOT)的部件。這些部件形成了車輪和輪胎監(jiān)測系統(tǒng)的一部分， 現(xiàn)在將參照圖16來更為詳細(xì)地闡述該系統(tǒng)。圖16中示出了大體上由900指出的上述交通工具的平面圖。交通工具900在運(yùn) 行中由圖16中910表示的上述駕駛員駕駛。此外，交通工具900包括前部牽引單元920，前 部牽引單元920包括操作成將動(dòng)力提供給一對可操縱的前輪10的內(nèi)燃機(jī)930，前輪10有利 的是實(shí)現(xiàn)為大致如圖4中所示。內(nèi)燃機(jī)930至少為以下的一種現(xiàn)代的氣缸內(nèi)燃機(jī)、具有渦 輪增壓器的內(nèi)燃機(jī)、電性串接或并排的混合式發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)、將電能提供給相關(guān) 電動(dòng)馬達(dá)牽引裝置的燃料電池系統(tǒng)。交通工具900還包括具有如圖所示的兩組雙后輪10 的拖掛單元940 ；雙后輪10有利的是有些像圖5中所示那樣實(shí)現(xiàn)，且還可選為以類似于前 部牽引單元920的前輪10那樣操縱。交通工具900的車輪10的其他構(gòu)造也是可能的，而 圖16僅為描述本發(fā)明的一個(gè)示例。交通工具900還設(shè)有由950表示的上述電子控制單元 (ECU)；電子控制單元(ECU) 950包括結(jié)合數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和一個(gè)或多個(gè)無線接口和電接口的計(jì) 算機(jī)處理器，計(jì)算機(jī)處理器能操作成執(zhí)行包括可執(zhí)行軟件代碼的一個(gè)或多個(gè)軟件產(chǎn)品。電 子控制單元(ECU)950與駕駛員910操作的操縱臺(tái)915通信聯(lián)接?？蛇x的是，電子控制單 元(EOT) 950還與內(nèi)燃機(jī)930通信聯(lián)接，用于執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)管理和監(jiān)測功能，例如，任意限制速 度，或向駕駛員推薦適合的速度，在該速度下，駕駛員910能夠在電子控制單元(ECU) 950檢 測到交通工具900的一個(gè)或多個(gè)車輪10的問題或潛在問題的情況下駕駛交通工具900。此外，電子控制單元(ECU) 950還無線聯(lián)接到如前文所述的交通工具900的一個(gè)或多個(gè)車輪10 上的一個(gè)或多個(gè)模塊400上。電子控制單元(E⑶)950包括天線960，天線960用于發(fā)送和接收由970表示的無 線信號，用于使交通工具900能夠與其他設(shè)施通信，例如，如圖16中所示，這些交通工具900 的運(yùn)輸隊(duì)的企業(yè)組織后勤部門的控制中心1000，或車輪10和交通工具900的輪胎30可保 養(yǎng)和更換的服務(wù)設(shè)施1010。有利的是，電子控制單元(E⑶)950能操作成監(jiān)測交通工具900 車輪10的運(yùn)行，且自動(dòng)地通知控制中心1000需要通信駕駛員910將交通工具900駛?cè)敕?務(wù)設(shè)施1010中來保養(yǎng)其車輪10和相關(guān)輪胎30，例如，作為為交通工具計(jì)劃的運(yùn)輸調(diào)度的 一部分，從而對企業(yè)提供給其客戶的服務(wù)引起較少干擾。對服務(wù)設(shè)施1010的訪問可選的是 響應(yīng)于氣候條件或時(shí)間而觸發(fā)，例如，與在北歐和北美將夏季輪胎30更換為冬季輪胎30有 關(guān)。可選的是，電子控制單元(E⑶)950還無線地聯(lián)接到全球定位系統(tǒng)(GPS) 1020上， 用于在運(yùn)行中確定在地球表面上的交通工具900的空間位置。例如，GPS系統(tǒng)1020是由美 國管理機(jī)構(gòu)所管理的，或相當(dāng)?shù)臍W洲伽利略定位系統(tǒng)。另外作為備選或此外，GPS系統(tǒng)1020 基于稱為GPRS等的移動(dòng)電話系統(tǒng)，即，蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)。在運(yùn)行中，電子控制單元(ECU) 950能操 作成確定交通工具900位于何處和在何處將此位置信息傳送至控制中心1000，以便控制中 心1000 了解交通工具900的位置。此外，如上文所闡述的那樣，在電子控制單元(E⑶)950 通過一個(gè)或多個(gè)模塊400而檢測到其一個(gè)或多個(gè)車輪10有缺陷且需要維護(hù)或有可能變成 有缺陷的或需要維護(hù)的情況下，控制中心1000可將交通工具900引至地理上適當(dāng)便利的 服務(wù)中心1010?？蛇x的是，控制中心1000基于對交通工具900位置的了解，能操作成經(jīng)安 排使?fàn)恳?20在適合的地理位置處與其掛車940分離開，使得備選的牽引車可快速聯(lián)接 到掛車940上來更為迅速地將掛車940及其內(nèi)容物拖動(dòng)至其目的地，例如，至客戶處；牽引 車920因此可得到保養(yǎng)，而不會(huì)干擾掛車940至客戶處的嚴(yán)格的運(yùn)輸時(shí)間。此外，服務(wù)中心 1010還可受到直接來自于交通工具900或間接經(jīng)由控制中心或兩者的預(yù)先警示，警示關(guān)于 交通工具900的到達(dá)，以及交通工具900的一個(gè)或多個(gè)車輪10的可能問題的指示。向控制 中心1000，且可選地向服務(wù)中心1010這樣通知關(guān)于交通工具900的問題易于自動(dòng)地發(fā)生， 而不需要駕駛員910解釋消息和積極地通知控制中心1000、服務(wù)中心1010或客戶中的一個(gè) 或多個(gè)。因此，就易于實(shí)現(xiàn)改善對客戶的服務(wù)。在其電子控制單元950檢測到關(guān)于交通工具900的一個(gè)或多個(gè)車輪10的問題或 其一個(gè)或多個(gè)模塊400的故障的情況下，為了使交通工具900不會(huì)不移動(dòng)，則電子控制單元 (ECU)950就操作成產(chǎn)生各種警示消息。在一個(gè)或多個(gè)模塊400出故障的情況下，電子控制 單元(E⑶)950就將該故障的警告發(fā)送給控制中心1000和駕駛員910中的至少一個(gè)，但繼 續(xù)監(jiān)測其模塊400繼續(xù)正確工作的其他車輪10。安裝在一個(gè)或多個(gè)車輪10上的模塊400 的監(jiān)測功能的這樣友好的衰減易于改善交通工具900的運(yùn)行穩(wěn)健性，即，一個(gè)或多個(gè)模塊 400的損壞不會(huì)使交通工具900不移動(dòng)。然后，鑒于其一個(gè)或多個(gè)模塊400變得不運(yùn)行，駕 駛員900和/或控制中心1000就決定是否繼續(xù)駕駛交通工具900。一個(gè)或多個(gè)模塊400損 壞的潛在原因例如在于其中的電池組700耗盡，或更換了輪胎30。3.模塊的自動(dòng)對準(zhǔn)如從前文中認(rèn)識(shí)到的那樣，在將本發(fā)明實(shí)現(xiàn)為各種構(gòu)造時(shí)使用模塊400。當(dāng)模塊400包括如圖14中所示的加速度計(jì)770時(shí)，模塊400就認(rèn)作是一種慣性導(dǎo)航單元(INU)。此 夕卜，前文中闡明了處理信號對應(yīng)于徑向、切向和橫向加速度，即，如圖9中所示的Ay，Ajn Az， 且對其解析來產(chǎn)生圖11和圖13中所示的垂直加速度Av極為有利于導(dǎo)出車輪10不平衡的 指示，車輪10不平衡的類型，車輪是否歪斜出平面，車輪10的緊固件是否松開，以及監(jiān)測輪 胎30壁部230的撓曲特征。然而，以類似于用于操縱交通工具(如，火箭、直升飛機(jī)、飛行 器等)的慣性導(dǎo)航單元(INU)相似的方式，通常發(fā)現(xiàn)慣性導(dǎo)航單元(INU)與這些交通工具 的各種參考軸線精確角對準(zhǔn)進(jìn)行安裝是很重要的。然而，實(shí)現(xiàn)這種精確角對準(zhǔn)所需要的準(zhǔn) 確度和精確度實(shí)現(xiàn)起來可能很耗時(shí)且昂貴。以相似的方式，按照本發(fā)明，十分期望的是一個(gè) 或多個(gè)模塊400可安裝在車輪10上，例如在一個(gè)或多個(gè)位置L1至L4上，而不需要很高程 度的安裝精確度和準(zhǔn)確度。通過實(shí)施本發(fā)明，使得模塊400可以以不需要精確確保其方位 的方式進(jìn)行安裝，則與給車輪裝備一個(gè)或多個(gè)模塊400相關(guān)的時(shí)間和成本就可減少?，F(xiàn)在 將參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例來闡述本發(fā)明的這些實(shí)施方式。對于正確地安裝到其輪軸110上的給定車輪10而言，有利的是參照(a)作為平行于軸線B-B的z軸的橫向；(b)自軸線B-B，且因此自輪軸110的徑向，其作為y軸；以及(c)在車輪10的給定位置上，作為如圖17中所示的x軸的切向軸線；z軸和y軸關(guān)于位置L1至L4。x軸取決于自軸線B_B的點(diǎn)處的半徑r。圖17對 應(yīng)于圖9中的傾斜角 大致為零。如先前所述的那樣，加速度Az尤其是有用的，如圖10中 所示，用于監(jiān)測輪胎30的撓曲特征，以及檢測車輪10是否相對于其輪軸110成歪斜角。此 外，從給定模塊400處測得的Ax和Ay加速度分量中解析出的垂直加速度K有利于監(jiān)測車 輪10中的不平衡，且還有所涉及的不平衡的類型。然而，如圖17中所示，模塊400可能安 裝在車輪10上的角失準(zhǔn)位置上，使得其由x' ,y' ,z'表示的其局部正交軸線未與產(chǎn)生高 度有用的Ax，Ay，Az加速度信號所需的真實(shí)軸線x，y, z對準(zhǔn)。加速度Ax'，Ay' ,kj分別對應(yīng)于沿局部正交軸線x' ,y' ,z'的加速度測量結(jié) 果?？尚械氖牵绲仁?0 (Eq. 10)所限定的矩陣映射所提供的那樣相對于真實(shí)軸線x，y，z 其中，角a和3為將軸線x' ,y' ,z'映射到真實(shí)軸線x，y，z上的解析角。在車輪10以恒定角速度《旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)特殊情況，例如，如可由電子控制單元 (E⑶)950從來自于ABS傳感器編碼器118產(chǎn)生的信號中確定的那樣，交通工具900直線向 前行駛且不轉(zhuǎn)向，例如，如從聯(lián)接到控制臺(tái)915處的方向盤上的角傳感器中確定的那樣，且 車輪10的平面正交于軸線B-B，且因此正交于輪軸110上，其中(a)如等式ll(Eq. 11)限定的，橫向角速度Az大致為零；(b)在結(jié)合車輪10旋轉(zhuǎn)角0完整的變化時(shí)，切向加速度Ax大致為零。 % 其中，e i和e 2為對應(yīng)于車輪10的第一和第二角旋轉(zhuǎn)角e的積分上限和積分下限。 其中，Y為偏斜角，n為整數(shù)，使得n = 1,2,3,...角a和0適合的值適于通過迭代方式計(jì)算，以便可大致實(shí)現(xiàn)等式11和等式12， 或易于實(shí)現(xiàn)關(guān)于角a和0的至少最小狀態(tài)。例如，存在于加速度Ax'，Ay'，kj中的干 擾性道路表面噪音可能需要為了最佳接近而滿足等式11和等式12而查找的最低條件。角a和0的最佳值可從等式10，11和12中的顯解中找出，或?yàn)榱吮碚骷铀俣?Ax'，A/ ,AJ的樣本信號的角a和0的組合而迭代重復(fù)計(jì)算，直到實(shí)現(xiàn)與等式11和12 的最接近的近似。計(jì)算角a和0有利的是在電子控制單元(E⑶)950處執(zhí)行。作為備選，還可使用 在模塊400處執(zhí)行的分布計(jì)算來用于計(jì)算角a和0。一旦在如等式11和12給出的最低 條件或零條件下計(jì)算出角a和0，應(yīng)用按照等式10的這些角a和0獲得加速度Ax，Ay， \來用于監(jiān)測車輪10的運(yùn)行，例如，如圖11和圖13中所示的那樣，則易于在電子控制單元 (EOT) 950或模塊400處實(shí)現(xiàn)，或在電子控制單元(EOT) 950與模塊400的計(jì)算機(jī)處理器710 之間分布，以傳播計(jì)算工作量。等式10至12為自動(dòng)解析由模塊400的加速度計(jì)770感測到的加速度的示例，用 以如圖11和圖13中結(jié)合前文描述所示的那樣產(chǎn)生適于處理的對應(yīng)加速度信號。盡管描述 了三軸線加速度計(jì)770的自動(dòng)解析，但在加速度計(jì)770為兩軸線加速度計(jì)(例如，形式簡化 的)時(shí)，也可使用這種類似的自動(dòng)解析。自動(dòng)解析還易于認(rèn)作是自動(dòng)對準(zhǔn)。自動(dòng)解析(例如，如等式10至12中所述的)的有益之處在于，安裝在位置L1至 L4中的一個(gè)或多個(gè)上的一個(gè)或多個(gè)模塊400不需要按照高度精確的角對準(zhǔn)來安裝到車輪 10上，從而簡化了一個(gè)或多個(gè)模塊400在車輪10上安裝，且可能會(huì)減少組裝和安裝成本。當(dāng)按照等式10至12的自動(dòng)解析用于設(shè)備600中時(shí)，對應(yīng)的設(shè)備如圖22中的2200 大體指出，其中，自動(dòng)解算器由2210表示。設(shè)備2200包括至少一個(gè)模塊400，其加速度計(jì) 770能操作成產(chǎn)生加速度信號Ax'，A/ ,kj，加速度信號首先在自動(dòng)解算器2210中自動(dòng) 解析，以產(chǎn)生加速度Ax，Ay，Az的對應(yīng)解析加速度數(shù)據(jù)。解析的加速度K, Ay，Az然后相對于 由ABS傳感器編碼器118感測到的車輪10的旋轉(zhuǎn)角0在解算器620中進(jìn)一步解析，以產(chǎn) 生對應(yīng)的垂直加速度K信號數(shù)據(jù)，且還有加速度K信號數(shù)據(jù)。加速度K, Az的信號數(shù)據(jù)然 后在諧波分析器630中進(jìn)行諧波分析，以產(chǎn)生分別關(guān)于車輪10旋轉(zhuǎn)的角頻率《的一系列 諧波系數(shù)Qv(m)和Qz(m)。諧波系數(shù)Qv(m)和Qz(m)然后可選為在定標(biāo)器640中進(jìn)行諧波定 標(biāo)，以產(chǎn)生對應(yīng)的定標(biāo)諧波系數(shù)yv (m). Qv (m)和yz (m). Qz (m)，它們?nèi)缓蟀凑战^對大小和相對 大小進(jìn)行分析來確定是否(a)車輪10不平衡；(b)車輪10中存在不平衡類型；(c)車輪10關(guān)于輪軸110歪斜；(d)車輪10的緊固件松開且顫動(dòng)；
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(e)輪胎30其撓曲特征有缺陷，例如，其絲網(wǎng)210變得破損；(f)輪胎30未充分充氣；(g)輪胎30過度充氣；(h)輪胎30為橢圓形或具有高等級的淺裂變形；(i)車輪10中存在質(zhì)量不平衡；(j)與輪軸110相關(guān)的車輪軸承以表征故障或可能出現(xiàn)故障的非預(yù)期方式振動(dòng)或 發(fā)出異響，以提供使用設(shè)備2200執(zhí)行的一些備選類型的分析。當(dāng)可選不需要定標(biāo)器640中的諧波定標(biāo)時(shí)，其定標(biāo)值有利的是設(shè)置成統(tǒng)一值，例 如，yv(m) = 1，yz(m) = 1單一值，或簡單地繞過定標(biāo)器640。此外，對于設(shè)備2200，一個(gè)或 多個(gè)模塊400可選為安裝在位置Ll，L2和L3中的一個(gè)或多個(gè)上。設(shè)備2200易于在硬件、 可在計(jì)算硬件上執(zhí)行的軟件，或這些硬件和軟件的組合中執(zhí)行。此外，設(shè)備2200易于大致 在電子控制單元(ECU) 950中，在模塊400上，或在模塊400和電子控制單元(ECU) 950的組 合上執(zhí)行。軟件可選為作為一個(gè)或多個(gè)軟件產(chǎn)品提供到一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)載體上。此外，軟 件可選為取決于包括在車輪10上的一個(gè)或多個(gè)模塊400的可能變化的構(gòu)造而動(dòng)態(tài)地重新 構(gòu)造。圖18中所示的設(shè)備2200易于以與圖13中所示的設(shè)備690相似的方式更改，即， 同時(shí)或交替地操作成對表征輪胎30容積120中的壓力P的采樣信號進(jìn)行諧波分析。自動(dòng)解算器2210需要校準(zhǔn)，以便確定如前文所述的其修正角a和0。這種校準(zhǔn) 有利的是實(shí)現(xiàn)為“校準(zhǔn)”模塊400的上述方法的一部分，即，使電子控制單元(ECU)950能夠 識(shí)別哪一模塊400需要與在交通工具900上通信，其中，模塊400安裝在車輪900車輪10 的各種位置上，且模塊400的運(yùn)行特征可能彼此不同；如先前闡述的那樣，交通工具900的 某些車輪10比交通工具900的其他車輪設(shè)有類型更為廣泛的模塊400的情況下，運(yùn)行中就 可能會(huì)以可能的臨時(shí)動(dòng)態(tài)變化方式出現(xiàn)狀況。在自動(dòng)解算器2210中自動(dòng)解析具有關(guān)于安 裝在位置L3處的模塊400的效果，用以將等式6中的偏斜角 ^設(shè)置成大致為零值，即，小。 =0，且從而可能簡化監(jiān)測輪胎30撓曲特征的運(yùn)行中的相關(guān)信號處理。盡管前文描述的本發(fā)明的用途關(guān)于重型商用車輛，但將會(huì)認(rèn)識(shí)到的是，本發(fā)明還 可應(yīng)用于其他類型的交通工具，例如飛行器的輪子上、機(jī)動(dòng)車的車輪上、摩托車或自行車的 車輪上、重型工程設(shè)備上、發(fā)電風(fēng)力渦輪機(jī)的翼片上，用以識(shí)別可能的結(jié)構(gòu)問題等。諸如“具有”、“為”、“包括”、“包含”、“構(gòu)成”、“結(jié)合”的表述解釋為包括并未明確限 定的附加部件或項(xiàng)目；即，這些項(xiàng)目以非排他的方式進(jìn)行解釋。此外，涉及到的單數(shù)也解釋 為還包括復(fù)數(shù)。此外，包括在附屬權(quán)利要求中的括號內(nèi)的數(shù)字和其他符號并不解釋為影響 所闡明的權(quán)利要求范圍，而是僅有助于在研究權(quán)利要求時(shí)理解本發(fā)明。4.模塊用途的其他示例前文所述的本發(fā)明實(shí)施例的改進(jìn)易于實(shí)現(xiàn)為不脫離如附屬權(quán)利要求限定的本發(fā) 明的范圍。盡管前文中將計(jì)算機(jī)處理器710描述為能操作成執(zhí)行軟件的計(jì)算裝置，但將會(huì)認(rèn) 識(shí)到的是，計(jì)算機(jī)710易于由專用邏輯裝置替代，例如，專用集成電路(ASIC)，且本發(fā)明理 解為包括使用這些ASIC裝置。
例如，前文已經(jīng)描述了用于感測車輪10旋轉(zhuǎn)的ABS傳感器編碼器118的使用。然 而，此外或作為備選，如前文闡述的那樣，還可基于作用在模塊400的加速度計(jì)770上的重 力g來計(jì)算角方位e的測量結(jié)果。運(yùn)行中，重力g會(huì)在加速度分量Ax，Ay中顯現(xiàn)，且疊加 到由交通工具900的普通加速或減速造成的車輪10處經(jīng)歷的任何加速度上。由于典型的 時(shí)間比例，其中，如在加速度分量Ax，Ay中觀察到的重力g的循環(huán)波動(dòng)比交通工具900的這 種普通加速或減速造成效果大體上更快，故可行的是，在交通工具900的重量和來自于交 通工具900的發(fā)動(dòng)機(jī)或馬達(dá)930的原動(dòng)力輸出可估計(jì)或測量時(shí)，濾出或補(bǔ)償加速度分量Ax， Ay中的這些分量。當(dāng)車輪10的角方位0從加速度分量Ax，Ay中導(dǎo)出時(shí)，除ABS編碼器傳 感器118之外，或作為備選，這種導(dǎo)出并不排除使用模塊的軸線x' ,y' ,z'與分別表征垂 直、切向和橫向的軸線的車輪10的真實(shí)軸線x，y，z的上述自動(dòng)對準(zhǔn)。角定方位0的這種 導(dǎo)出使本發(fā)明例如能夠應(yīng)用于未配備有ABS制動(dòng)或僅在其某些車輪上部分地配備有ABS制 動(dòng)的交通工具上。此外，這種導(dǎo)出使本發(fā)明能夠在某些情況下能夠改裝未配備有ABS制動(dòng) 的老式交通工具。輪胎30側(cè)壁230的撓曲還易于由安裝在位置L3處的第一模塊400感測到，第一 模塊400相對于安裝在位置L2處的第二模塊400移動(dòng)，第二模塊400在空間上緊鄰第一模 塊400。在運(yùn)行中，側(cè)壁230的撓曲導(dǎo)致第一模塊400與第二模塊400之間的相對空間距離 對應(yīng)地變化。在第一構(gòu)造中，第一模塊400設(shè)有輻射源，而第二模塊400能操作成監(jiān)測在該處接 收到的部分輻射的大小，且將對應(yīng)的信號無線傳送給電子控制單元(ECU) 950。信號代表第 一模塊400與第二模塊400之間隨其車輪10旋轉(zhuǎn)而變化的空間間隔變化。在第二構(gòu)造中，第二模塊400設(shè)有輻射源，而第一模塊400能操作成監(jiān)測在該處 接收的部分輻射的大小，且將對應(yīng)的信號無線傳送給電子控制單元(ECU) 950，例如，將輪胎 30的絲網(wǎng)210用作無線貼片天線。信號代表第一模塊400與第二模塊400之間隨其車輪 10旋轉(zhuǎn)而變化的空間間隔變化。輻射可為以下的至少一種舉幾個(gè)離子來說，由永磁鐵產(chǎn)生的大致恒定的磁場、交 變磁場、超聲輻射、無線輻射、光脈沖輻射、電容式靜電聯(lián)接的輻射。有利的是使用壓電轉(zhuǎn)換 器來產(chǎn)生和接收超聲輻射。如上文限定的系統(tǒng)的有利特征如下可選的是，模塊能操作成檢測車輪和更換輪胎所經(jīng)歷的降壓事故，所述降壓事故 在記錄中包括對應(yīng)的信息?？蛇x的是，模塊可安裝到車輪上的一個(gè)或多個(gè)位置(Ll，L2，L3，L4)上，一個(gè)或多 個(gè)位置包括(a)大致在車輪旋轉(zhuǎn)軸線(B-B)處的車輪的輪轂上；(b)距車輪的旋轉(zhuǎn)軸線(B-B)有一定徑向距離的車輪的輪轂上；(c)在車輪輪轂上與車輪輪胎的填充閥流體連通，用于感測輪胎內(nèi)的壓力(P)；(d)在車輪輪胎內(nèi)，用于感測輪胎內(nèi)的壓力(P)，模塊安裝到車輪輪轂的外周表面 上；(e)在車輪輪胎內(nèi)，用于感測輪胎內(nèi)的壓力(P)，模塊安裝到輪胎內(nèi)側(cè)壁表面上， 用于測量側(cè)壁的撓曲特征；以及
(f)在車輪外周輪圈的內(nèi)表面上，用于測量該處的加速度。可選的是，模塊包括用于感測該處位置(Tm。d)的溫度傳感器，該溫度傳感器能操作 成產(chǎn)生表征溫度(Tm。d)的溫度信號，所述溫度信號用于接收在數(shù)據(jù)處理器處，以用于以下兩 項(xiàng)中的至少一項(xiàng)記錄在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，以及經(jīng)由無線接口向模塊外傳輸。溫度(Tm。d)的監(jiān) 測使至少一個(gè)車輪的輪胎或充氣腔體內(nèi)測得的壓力(P)能夠至少部分地為了執(zhí)行關(guān)于車 輪運(yùn)行的計(jì)算時(shí)的溫度效果而修正。此外，在檢測到過度升溫的情況下，可選為由設(shè)備發(fā)出 警示?？蛇x的是，模塊包括以下的至少一個(gè)(a)應(yīng)變式傳感器，該應(yīng)變式傳感器用于測量車輪輪胎撓度，該應(yīng)變式傳感器能操 作成產(chǎn)生表征撓度的信號，所述表征撓度的信號用于接收在數(shù)據(jù)處理器處，以用于以下兩 項(xiàng)中的至少一項(xiàng)記錄在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，以及經(jīng)由無線接口向外模塊傳輸；(b)加速度計(jì)，該加速度計(jì)用于測量車輪上的模塊的安裝位置(Ll，L2，L3，L4)處 的至少一條軸線上的加速度(Ax，Ay，Az)，該加速度計(jì)能操作成產(chǎn)生表征加速度(Ax，Ay，Az) 的信號，所述表征加速度(Ax，Ay，Az)的信號用于接收在數(shù)據(jù)處理器處，以用于以下兩項(xiàng)中的 至少一項(xiàng)記錄在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，以及經(jīng)由無線接口向模塊外傳輸；以及(c)磁性傳感器，該磁性傳感器用于測量施加到模塊上的磁場，該模塊能操作成產(chǎn) 生表征施加到數(shù)據(jù)處理器上的磁場的信號，以用于以下兩項(xiàng)中的至少一項(xiàng)記錄在數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器中，以及經(jīng)由無線接口向模塊外傳輸。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些物理參數(shù)有利于在評估至少一個(gè)車輪的運(yùn)行時(shí)進(jìn)行監(jiān)測。將會(huì)認(rèn)識(shí) 到的是，一個(gè)或多個(gè)模塊可配備有選項(xiàng)(a)至(c)的子集；例如，模塊可僅設(shè)有壓力傳感器， 或設(shè)有壓力傳感器和加速度計(jì)的組合。此外，某些模塊可選為設(shè)有單軸線加速度計(jì)，而其他 這些模塊設(shè)有三軸線加速度計(jì)。按照本發(fā)明的包括在模塊內(nèi)的傳感器的其他組合也是可能 的。更加可選的是，在模塊中，加速度計(jì)為多軸線加速度計(jì)，其能操作成測量關(guān)于車輪 旋轉(zhuǎn)的徑向軸線、切向軸線和橫向軸線中的至少一個(gè)上的加速度分量(Ax，Ay，Az)。另外更 加可選的是，加速度計(jì)為硅微加工裝置。為了使模塊緊湊且造價(jià)較為便宜，加速度計(jì)有利的 是為硅微加工裝置。該硅裝置極為穩(wěn)健，成本效益合算，且能夠提供精確和準(zhǔn)確的加速度測量?？蛇x的是，在模塊中，無線接口能操作成在交通工具的模塊與處理裝置(EOT)之 間通信，該模塊與其他類似模塊形成無線網(wǎng)絡(luò)，其中，一個(gè)或多個(gè)模塊中某些能操作成用作 一個(gè)或多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)，用于傳送在處理裝置(ECU)與一個(gè)或多個(gè)模塊中的其他模塊之間交 換的信號。通過建立這種通信網(wǎng)絡(luò)，安裝在無線屏蔽區(qū)中的模塊就能操作成經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)將它 們測得的信號提供給處理裝置，在無線屏蔽區(qū)中，模塊由傳導(dǎo)元件遮蔽?？蛇x的是，在模塊中，無線接口能操作成在交通工具的模塊與處理裝置(EOT)之 間通信，該模塊與其他類似模塊形成無線網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)地重新構(gòu)造，用于在一個(gè)或多 個(gè)模塊與處理裝置(ECU)之間傳送信號。由自身動(dòng)態(tài)地重新構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)所展現(xiàn)的能力的優(yōu) 點(diǎn)在于，在一個(gè)或多個(gè)模塊停止將其相應(yīng)信號提供給處理裝置(ECU)的情況下，包括模塊 的設(shè)備能夠繼續(xù)以減少的監(jiān)測功能運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)這種可重新構(gòu)造的性質(zhì)不但使設(shè)備更為穩(wěn) 健，而且容許設(shè)備在附加模塊加裝到設(shè)備上時(shí)進(jìn)行調(diào)整。這種運(yùn)行特征還防止了設(shè)備僅由于其模塊在運(yùn)行中產(chǎn)生問題(例如，其電池組在運(yùn)行變?yōu)橥耆烹娡戤?而變得不起作用。可選的是，模塊設(shè)有對應(yīng)的識(shí)別代碼(ID)，所述識(shí)別代碼(ID)用于傳輸至模塊外 的處理裝置(E⑶)，使得處理裝置(EOT)能夠在已經(jīng)從模塊上發(fā)送出對應(yīng)的信號數(shù)據(jù)時(shí)識(shí) 別模塊且認(rèn)為所述信號數(shù)據(jù)歸屬于所述模塊。使用此類識(shí)別代碼(ID)使得能夠清楚地識(shí) 別出已經(jīng)出現(xiàn)問題或已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有潛在問題的一個(gè)或多個(gè)車輪，而對應(yīng)的明確信息警示發(fā) 送給交通工具駕駛員和/或負(fù)責(zé)解決這些問題或潛在問題的服務(wù)設(shè)施?？蛇x的是，模塊包括一個(gè)或多個(gè)電源來為模塊通電，一個(gè)或多個(gè)電源包括至少一 個(gè)可再充電池組和用于使一個(gè)或多個(gè)電源再充電的一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)，一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī) 通過至少一個(gè)車輪的旋轉(zhuǎn)而獲取能量。由于一個(gè)或多個(gè)模塊繞其相應(yīng)的車輪旋轉(zhuǎn)，故提供 集電環(huán)或電感應(yīng)聯(lián)接件表現(xiàn)出相當(dāng)實(shí)際的復(fù)雜性，尤其是鑒于目前車輪上圍繞車輪的區(qū)域 已經(jīng)稠密地填充有其他部件，如ABS旋轉(zhuǎn)傳感器、盤式制動(dòng)器、懸架部件等。然而，在延長時(shí) 候之后，除非再充電或更換，則本地電源就會(huì)耗盡；所包括的一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)能夠解決這 些問題。更加可選的是，在模塊中，一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)為以下的至少一個(gè)(a)基于質(zhì)量運(yùn)動(dòng)的電磁式發(fā)電機(jī)，該質(zhì)量能操作成響應(yīng)于車輪旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)；以 及(b)基于由質(zhì)量產(chǎn)生的力的壓電式發(fā)電機(jī)，該質(zhì)量能操作成響應(yīng)于車輪旋轉(zhuǎn)而將 變化的力施加到壓電裝置上。至少一個(gè)車輪中或周圍的某些傳導(dǎo)性部件易于形成無線電靜區(qū)且產(chǎn)生法拉第屏。 為了解決這些無線電靜區(qū)和法拉第屏引起的問題，在模塊中可選的是，無線接口聯(lián)接到車 輪輪胎的導(dǎo)電絲網(wǎng)上，傳導(dǎo)性絲網(wǎng)能操作成用作模塊的無線貼片天線，以支持模塊與模塊 外的處理裝置(EOT)之間的無線通信。可選的是，在模塊中，數(shù)據(jù)處理器聯(lián)接到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器上，而模塊通過其壓力傳感器 能操作成關(guān)于時(shí)間⑴記錄車輪的輪胎內(nèi)的壓力(P)，時(shí)間⑴根據(jù)包括在模塊內(nèi)的時(shí)鐘裝 置(CLK)確定，且處理器能操作成監(jiān)測壓力(P)隨時(shí)間(t)的變化，以識(shí)別以下情況中的一 種或多種(a)空氣或氣體從輪胎中逐漸泄漏，這表現(xiàn)出需要將空氣或氣體再充入輪胎中，以 及(b)輪胎的任何突然降壓，這表現(xiàn)出發(fā)生了扎破事故或快速放氣事故，或者已經(jīng)更 換輪胎。更加可選的是，模塊能操作成從其上傳送消息，該消息表示由于突然降壓使得與 車輪輪胎相關(guān)的感測數(shù)據(jù)可能是不可靠的。更加可選的是，模塊能操作成監(jiān)測壓力(P)，而不論模塊是否處于其休眠節(jié)能狀態(tài) 下。這樣操作就使得可檢測到在處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)的交通工具上進(jìn)行的胡亂更改。在其休眠狀態(tài)下，一個(gè)或多個(gè)模塊有利的是能操作成短暫地瞬時(shí)切換至其活動(dòng)狀 態(tài)，以識(shí)別處理裝置是否發(fā)出活動(dòng)狀態(tài)命令和/或物理參數(shù)，如壓力和/或加速度已經(jīng)開始 波動(dòng)，某種意義上表現(xiàn)出了至少一個(gè)車輪在運(yùn)動(dòng)。可選的是，模塊能操作成在活動(dòng)狀態(tài)與節(jié)能休眠狀態(tài)之間切換。休眠狀態(tài)的有益 之處在于，其延長了與一個(gè)或多個(gè)模塊相關(guān)的電池組的使用周期，且使得很少需要對電池組頻繁再充電，從而延長了其工作壽命。可再充電電池組在其電儲(chǔ)存容量降低之前僅能夠 經(jīng)受有限的充電循環(huán)數(shù)。更加可選的是，模塊能操作成響應(yīng)于無線傳輸?shù)侥K的一個(gè)或多個(gè)指令在活動(dòng)狀 態(tài)與休眠狀態(tài)之間切換。通過使用這些無線指令，可行的是，例如在交通工具停止和關(guān)閉其 內(nèi)燃機(jī)之后，立即迫使一個(gè)或多個(gè)模塊全部進(jìn)入其休眠狀態(tài)下；當(dāng)交通工具未使用時(shí)，休眠 狀態(tài)就將能量保存在一個(gè)或多個(gè)模塊的電池組中。同樣，當(dāng)交通工具再次啟動(dòng)時(shí)，單個(gè)無線 指令能夠?qū)⒁粋€(gè)或多個(gè)模塊從其休眠狀態(tài)喚醒。更加可選的是，模塊能操作成響應(yīng)于時(shí)間(t)周期而從活動(dòng)狀態(tài)切換至節(jié)能休眠 狀態(tài)，其中，模塊檢測以下的一個(gè)或多個(gè)(a)在預(yù)定時(shí)間(t)周期期間，停止車輪輪胎的壓力(P)變化；以及，(b)在預(yù)定時(shí)間⑴周期期間，停止車輪上感測到的加速度(Ax，Ay，Az)的變化。更加可選的是，模塊能操作成響應(yīng)于模塊的檢測而從節(jié)能休眠狀態(tài)切換至活動(dòng)狀 態(tài)，該模塊檢測以下的一個(gè)或多個(gè)(a)恢復(fù)車輪輪胎與車輪旋轉(zhuǎn)相關(guān)的壓力⑵變化；以及(b)恢復(fù)車輪上感測到的加速度(Ax，Ay，Az)變化?？蛇x的是，一個(gè)或多個(gè)模塊自身能夠自發(fā)地切換至其休眠狀態(tài)來保存其電池組。 同樣，一個(gè)或多個(gè)模塊有利的是能夠自動(dòng)且自發(fā)地回到其活動(dòng)狀態(tài)，而不需要處理裝置發(fā) 送任何明確的指令?？蛇x的是，模塊能操作成還響應(yīng)表征車輪的預(yù)計(jì)特征的數(shù)據(jù)，模塊在運(yùn)行中安裝 到該車輪上。可選的是，模塊能操作成監(jiān)測應(yīng)用于車輪上的胡亂更改事故。根據(jù)第二方面，提供了一種使用模塊來監(jiān)測輪胎內(nèi)的壓力(P)的方法。根據(jù)第二 方面，提供了一種使用模塊來至少監(jiān)測車輪輪胎內(nèi)壓力(P)的方法，該模塊能操作地安裝 到車輪的輪胎和輪轂中的至少一個(gè)上，該方法的特征在于包括如下步驟(a)使用用于產(chǎn)生對應(yīng)的壓力信號的模塊的壓力傳感器來測量壓力(P)；(b)在模塊的數(shù)據(jù)處理器處接收壓力信號，該數(shù)據(jù)處理器與相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器通信 聯(lián)接；(c)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中產(chǎn)生作為時(shí)間⑴函數(shù)的壓力(p)的記錄，以監(jiān)測車輪及其輪 胎；并且(d)通過模塊的無線接口來傳輸從記錄中導(dǎo)出的信息，用于從模塊外部能夠監(jiān)測 車輪的狀態(tài)?？蛇x的是，該方法包括的下一步驟為，檢測由輪胎和更換輪胎所經(jīng)歷的降壓事故， 且該降壓事故在記錄中包括對應(yīng)的信息。更加可選的是，該方法包括將模塊安裝到車輪上的一個(gè)或多個(gè)位置(Ll，L2，L3， L4)上的步驟，一個(gè)或多個(gè)位置包括(a)大致在車輪旋轉(zhuǎn)軸線(B-B)處的車輪的輪轂上；(b)距車輪的旋轉(zhuǎn)軸線(B-B)有一定徑向距離的車輪的輪轂上；(c)在車輪輪轂上與車輪輪胎的填充閥流體連通，用于感測輪胎內(nèi)的壓力(P)；(d)在車輪輪胎內(nèi)，用于感測輪胎內(nèi)的壓力(P)，模塊安裝到車輪輪轂的外周表面上；(e)在車輪輪胎內(nèi)，用于感測輪胎內(nèi)的壓力(P)，模塊安裝到輪胎內(nèi)側(cè)壁表面上， 用于測量側(cè)壁的撓曲特征；以及(f)在車輪外周輪圈的內(nèi)表面上，用于測量該處的加速度。在這些不同位置處安裝一個(gè)或多個(gè)模塊的有益之處在于，至少一個(gè)車輪中的某些 類型的缺陷在一個(gè)或多個(gè)模塊安裝在特定有利位置上時(shí)可更為可靠地感測出。例如，利用 安裝在其輪轂附近的車輪上的模塊可更好地感測出車輪的不平衡，而利用附接到輪胎側(cè)壁 或可靈活充氣的腔體上的模塊可更好地感測出輪胎或可充氣腔體的撓曲特征。更加可選的 是，模塊安裝在輪胎的內(nèi)側(cè)輪圈上，靠近其胎面。更加可選的是，在執(zhí)行該方法時(shí)，模塊包括用于感測該處位置(Tm。d)的溫度傳感 器，該溫度傳感器能操作成產(chǎn)生表征溫度(Tm。d)的溫度信號，溫度信號用于接收在數(shù)據(jù)處理 器處，以用于以下兩項(xiàng)中的至少一項(xiàng)記錄在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，以及經(jīng)由無線接口向模塊外傳 輸。更加可選的是，在執(zhí)行該方法時(shí)，模塊包括以下部件中的至少一個(gè)(a)應(yīng)變式傳感器，該應(yīng)變式傳感器用于測量車輪輪胎的撓度，該應(yīng)變式傳感器能 操作成產(chǎn)生表征撓度的信號，所述表征撓度的信號用于接收在數(shù)據(jù)處理器處，以用于以下 兩項(xiàng)中的至少一項(xiàng)記錄在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，以及經(jīng)由無線接口向所述模塊外傳輸；(b)加速度計(jì)，該加速度計(jì)用于測量車輪上的模塊的安裝位置(Ll，L2，L3，L4)處 的至少一條軸線上的加速度(Ax，Ay，Az)，該加速度計(jì)能操作成產(chǎn)生表征加速度(Ax，Ay，Az) 的信號，所述表征加速度(Ax，Ay，Az)的信號用于接收在數(shù)據(jù)處理器處，以用于以下兩項(xiàng)中的 至少一項(xiàng)記錄在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，以及經(jīng)由無線接口向所述模塊外傳輸；以及(c)磁性傳感器，該磁性傳感器用于測量施加到模塊上的磁場，該模塊能操作成產(chǎn) 生表征施加到數(shù)據(jù)處理器上的磁場的信號，以用于以下兩項(xiàng)中的至少一項(xiàng)記錄在數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器中，以及經(jīng)由無線接口向所述模塊外傳輸。更加可選的是，在執(zhí)行該方法時(shí)，加速度計(jì)為多軸線加速度計(jì)，其能操作成測量關(guān) 于車輪旋轉(zhuǎn)的徑向軸線、切向軸線和橫向軸線中的至少一個(gè)上的加速度分量(Ax，Ay，Az)。更 加可選的是，加速度計(jì)為硅微加工裝置。更加可選的是，在執(zhí)行該方法時(shí)，無線接口能操作成在交通工具的模塊與處理裝 置(ECU)之間通信，該模塊與其他類似模塊形成無線網(wǎng)絡(luò)，其中，一個(gè)或多個(gè)模塊中某些能 操作成用作一個(gè)或多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)，用于傳送在處理裝置(ECU)與一個(gè)或多個(gè)模塊中的其他 模塊之間交換的信號。更加可選的是，在執(zhí)行該方法時(shí)，無線接口能操作成在交通工具的模塊與處理裝 置(ECU)之間通信，該模塊與其他類似模塊形成無線網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)地重新構(gòu)造，用于 在一個(gè)或多個(gè)模塊與處理裝置(ECU)之間傳送信號?？蛇x的是，在執(zhí)行該方法時(shí)，模塊設(shè)有對應(yīng)的識(shí)別代碼(ID)，所述識(shí)別代碼(ID) 用于傳輸至模塊外的處理裝置(E⑶)，使得處理裝置(EOT)能夠在已從模塊上發(fā)送出對應(yīng) 的信號數(shù)據(jù)時(shí)識(shí)別模塊且認(rèn)為信號數(shù)據(jù)歸屬于所述模塊?？蛇x的是，該方法包括的步驟為包括一個(gè)或多個(gè)電源來為模塊通電，一個(gè)或多個(gè) 電源包括至少一個(gè)可再充電池組和用于使一個(gè)或多個(gè)電源再充電的一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)，一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)通過至少一個(gè)車輪的旋轉(zhuǎn)而獲取能量。更加可選的是，在執(zhí)行該方法時(shí)，一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)為以下的至少一個(gè)(a)基于質(zhì)量運(yùn)動(dòng)的電磁式發(fā)電機(jī)，該質(zhì)量能操作成響應(yīng)于車輪旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)；以 及(b)基于由質(zhì)量產(chǎn)生的力的壓電式發(fā)電機(jī)，該質(zhì)量能操作成響應(yīng)于車輪旋轉(zhuǎn)而將 變化的力施加到壓電裝置上?？蛇x的是，該方法包括將無線接口聯(lián)接到車輪輪胎的導(dǎo)電絲網(wǎng)上的步驟，傳導(dǎo)性 絲網(wǎng)能操作成用作模塊的無線貼片天線，以支持模塊與模塊外的處理裝置(EOT)之間的無 線通信。可選的是，在執(zhí)行該方法時(shí)，數(shù)據(jù)處理器聯(lián)接到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器上，而模塊通過其壓力 傳感器能操作成關(guān)于時(shí)間(t)記錄車輪輪胎內(nèi)的壓力(P)，時(shí)間(t)根據(jù)包括在模塊內(nèi)的時(shí) 鐘裝置(CLK)確定，且處理器能操作成監(jiān)測壓力(P)隨時(shí)間(t)的變化，以識(shí)別以下情況中 的一種或多種(a)空氣或氣體從輪胎中逐漸泄漏，這表現(xiàn)出需要將空氣或氣體再充入輪胎中，以 及(b)輪胎的任何突然降壓，這表現(xiàn)出發(fā)生了扎破事故或快速放氣事故，或者已經(jīng)更 換輪胎。更加可選的是，該方法包括傳輸模塊中的消息的步驟，該消息表示由于突然降壓 使得與車輪輪胎相關(guān)的感測數(shù)據(jù)可能是不可靠的。更加可選的是，當(dāng)執(zhí)行該方法時(shí)，模塊能操作成監(jiān)測壓力(P)，而不論模塊是否處 于其休眠節(jié)能狀態(tài)下?？蛇x的是，在執(zhí)行該方法時(shí)，模塊能操作成在活動(dòng)狀態(tài)與節(jié)能休眠狀態(tài)之間切換。更加可選的是，當(dāng)執(zhí)行該方法時(shí)，模塊能操作成響應(yīng)于無線傳輸?shù)侥K的一個(gè)或 多個(gè)指令在活動(dòng)狀態(tài)與休眠狀態(tài)之間切換。更加可選的是，當(dāng)執(zhí)行該方法時(shí)，模塊能操作成響應(yīng)于時(shí)間(t)周期而從活動(dòng)狀 態(tài)切換至節(jié)能休眠狀態(tài)，其中，模塊檢測以下的一個(gè)或多個(gè)(a)在預(yù)定時(shí)間⑴周期期間，停止車輪輪胎的壓力⑵變化；以及(b)在預(yù)定時(shí)間⑴周期期間，停止車輪上感測到的加速度(Ax，Ay，Az)的變化。更加可選的是，當(dāng)執(zhí)行該方法時(shí)，模塊能操作成響應(yīng)于模塊的檢測而從節(jié)能休眠 狀態(tài)切換至活動(dòng)狀態(tài)，該模塊檢測以下的一個(gè)或多個(gè)(a)恢復(fù)車輪輪胎與車輪旋轉(zhuǎn)相關(guān)的壓力(P)變化；以及(b)恢復(fù)車輪上感測到的加速度(Ax，Ay，Az)變化?？蛇x的是，當(dāng)執(zhí)行該方法時(shí)，模塊能操作成還響應(yīng)表征車輪的預(yù)計(jì)特征的數(shù)據(jù)，模 塊在運(yùn)行中安裝到該車輪上。可選的是，該方法包括使用模塊來監(jiān)測應(yīng)用于車輪上的胡亂更改事故的步驟。根據(jù)第三方面，提供了一種用于監(jiān)測交通工具的至少一個(gè)車輪的運(yùn)行的車輪監(jiān)測 設(shè)備，該設(shè)備包括能操作地安裝到至少一個(gè)車輪上且與至少一個(gè)車輪一起回轉(zhuǎn)的一個(gè)或多 個(gè)傳感器模塊，一個(gè)或多個(gè)模塊能操作地與交通工具的處理裝置(ECU)通信聯(lián)接，一個(gè)或 多個(gè)模塊能操作成感測車輪的至少一個(gè)物理參數(shù)，且產(chǎn)生至少一個(gè)對應(yīng)傳感器信號來用于處理裝置，處理裝置(EOT)能操作成處理至少一個(gè)傳感器信號，以計(jì)算表征至少一個(gè)車輪 的運(yùn)行的信息，該設(shè)備包括用于感測至少一個(gè)車輪的角方位(0)的傳感器裝置，其特征在于，處理裝置(EOT)能操作成處理關(guān)于至少一個(gè)車輪旋轉(zhuǎn)的角方位(e )和/或角頻 率(《)的至少一個(gè)傳感器信號；以及一個(gè)或多個(gè)模塊能操作成感測至少一個(gè)物理參數(shù)中存在的動(dòng)態(tài)變化，至少一個(gè)傳 感器信號中的物理參數(shù)傳輸?shù)教幚硌b置(ECU)，用于計(jì)算表現(xiàn)出至少一個(gè)車輪的運(yùn)行的信 肩、o將會(huì)認(rèn)識(shí)到的是，旋轉(zhuǎn)(《)的角頻率從對應(yīng)角方位(0 )的一級時(shí)間導(dǎo)數(shù)中導(dǎo)出， 即 Co = d e /dt?？蛇x的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)模塊包括用于感測該處的溫度(Tm。d)的 溫度傳感器，一個(gè)或多個(gè)模塊能操作成將表征溫度(Tm。d)的信號傳輸?shù)教幚硌b置(ECU)，以 用于計(jì)算表征至少一個(gè)車輪的運(yùn)行的信息?？蛇x的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)模塊包括以下至少一個(gè)(a)壓力傳感器，其能操作成感測至少一個(gè)車輪的輪胎內(nèi)存在的壓力(P)，一個(gè)或 多個(gè)模塊能操作成將表征壓力(P)的信號傳輸?shù)教幚硌b置(ECU)，以用于計(jì)算表征至少一 個(gè)車輪的運(yùn)行的信息；(b)應(yīng)變式傳感器，該應(yīng)變式傳感器用于測量至少一個(gè)車輪的輪胎的撓度，該模塊 能操作成將表征撓度的信號傳輸?shù)教幚硌b置(E⑶)，用于計(jì)算表征至少一個(gè)車輪的運(yùn)行相 關(guān)的信息；(c)加速度計(jì)，該加速度計(jì)用于測量至少一個(gè)車輪上的一個(gè)或多個(gè)模塊的安裝位 置(L1，L2，L3，L4)處的至少一條軸線上的加速度(Ax，Ay，Az)，一個(gè)或多個(gè)加速度計(jì)能操作 成將表征加速度(Ax，Ay，Az)的信號傳輸?shù)教幚硌b置(E⑶)，用于計(jì)算表征至少一個(gè)車輪的 運(yùn)行的信息；以及(d)磁性傳感器，該磁性傳感器用于測量施加到一個(gè)或多個(gè)模塊上的磁場，一個(gè)或 多個(gè)模塊能操作成將表征施加的磁場的信號傳輸?shù)教幚硌b置(ECU)，用于控制設(shè)備的運(yùn)行。更加可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，加速度計(jì)為多軸線加速度計(jì)，其能操作成測量 關(guān)于至少一個(gè)車輪旋轉(zhuǎn)的徑向軸線、切向軸線和橫向軸線中的至少一個(gè)上的加速度分量 (Ax，Ay，Az)。另外更加可選的是，加速度計(jì)為硅微加工裝置。更加可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，處理裝置(ECU)能操作成應(yīng)用與加速度計(jì)的 一個(gè)或多個(gè)感測軸線的自動(dòng)對準(zhǔn)，以便有效地將它們與相對于至少一個(gè)車輪的旋轉(zhuǎn)的徑向 軸線、切向軸線和橫向軸線中的至少一個(gè)對準(zhǔn)。這種自動(dòng)對準(zhǔn)能夠通過使一個(gè)或多個(gè)模塊 以減小的角度重要性放置在至少一個(gè)車輪上來簡化一個(gè)或多個(gè)模塊的安裝。更加可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，處理裝置(EOT)包括角解算器，其用于執(zhí)行自 動(dòng)對準(zhǔn)，解算器能操作成在其校準(zhǔn)期間尋找零值橫向角速度分量，且尋找至少一個(gè)車輪的 一個(gè)或多個(gè)完全回轉(zhuǎn)內(nèi)結(jié)合的零值切向加速度分量。通過應(yīng)用這種自動(dòng)對準(zhǔn)，描述至少一 個(gè)車輪的運(yùn)行的更為典型的信號就導(dǎo)出，用于處理裝置進(jìn)行分析?？蛇x的是，可對至少一個(gè) 車輪的部分回轉(zhuǎn)(例如，半回轉(zhuǎn))執(zhí)行加速度測量，而至少一個(gè)車輪的剩余一半回轉(zhuǎn)的測量 從其中綜合而用于結(jié)合的目的；這樣執(zhí)行就理解為意思是車輪完全回轉(zhuǎn)的結(jié)合。
更加可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，處理裝置(ECU)能操作成在以下至少一種情 形期間校準(zhǔn)其自動(dòng)對準(zhǔn)；(a)在相對于其一個(gè)或多個(gè)模塊配置處理裝置(ECU)時(shí)的校準(zhǔn)程序；以及(b)在駕駛交通工具期間的動(dòng)態(tài)方式?？蛇x的是，在交通工具監(jiān)測設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)模塊安裝到至少一個(gè)車輪上的一 個(gè)或多個(gè)位置(Ll，L2，L3，L4)上，一個(gè)或多個(gè)位置包括(a)大致在至少一個(gè)車輪旋轉(zhuǎn)軸線(B-B)處的至少一個(gè)車輪的輪轂上；(b)距至少一個(gè)車輪的旋轉(zhuǎn)軸線(B-B)有一定徑向距離的至少一個(gè)車輪的輪轂 上；(c)在至少一個(gè)車輪的輪轂上與車輪輪胎的填充閥流體連通，用于感測輪胎內(nèi)的 壓力⑵；(d)在至少一個(gè)車輪的輪胎內(nèi)，用于感測輪胎內(nèi)的壓力(P)，至少一個(gè)模塊安裝到 至少一個(gè)車輪的輪轂的外周表面上；(e)在車輪輪胎內(nèi)，用于感測輪胎內(nèi)的壓力(P)，一個(gè)或多個(gè)模塊安裝到輪胎內(nèi)側(cè) 壁表面上，用于測量側(cè)壁的撓曲特征；以及(f)在至少一個(gè)車輪的外周輪圈的內(nèi)表面上，用于測量該處的加速度?？蛇x的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)模塊包括包括用于在一個(gè)或多個(gè)模塊 與處理裝置(ECU)之間通信的至少一個(gè)無線接口，一個(gè)或多個(gè)模塊形成無線網(wǎng)絡(luò)，其中，一 個(gè)或多個(gè)模塊中某些能操作成用作一個(gè)或多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)，用于傳送在處理裝置(EOT)與一 個(gè)或多個(gè)模塊中的其他模塊之間交換的信號?？蛇x的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)模塊包括包括用于在一個(gè)或多個(gè)模塊 與處理裝置(ECU)之間通信的至少一個(gè)無線接口，一個(gè)或多個(gè)模塊形成無線網(wǎng)絡(luò)，該無線 網(wǎng)絡(luò)可動(dòng)態(tài)地重新構(gòu)造，用于傳送在一個(gè)或多個(gè)模塊與處理裝置(ECU)之間傳送信號?？蛇x的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)模塊包括包括用于在一個(gè)或多個(gè)模塊 與處理裝置(ECU)之間通信的至少一個(gè)無線接口，一個(gè)或多個(gè)模塊形成無線網(wǎng)絡(luò)，該無線 網(wǎng)絡(luò)可響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)模塊運(yùn)行中在功能狀態(tài)與無功能狀態(tài)之間變化來動(dòng)態(tài)地重新構(gòu) 造，用于使設(shè)備能夠在監(jiān)測至少一個(gè)車輪的運(yùn)行方面以更改的功能繼續(xù)起作用?？蛇x的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)模塊分別設(shè)有對應(yīng)的識(shí)別代碼(ID)，用 于與模塊外的處理裝置(EOT)通信，使得處理裝置(EOT)能夠在對應(yīng)的信號數(shù)據(jù)已經(jīng)從哪 一模塊上發(fā)送出?？蛇x的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)模塊包括一個(gè)或多個(gè)電源來為一個(gè)或 多個(gè)模塊通電，一個(gè)或多個(gè)電源包括至少一個(gè)可再充電池組和用于使一個(gè)或多個(gè)電源再充 電的一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)，一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)通過至少一個(gè)車輪的旋轉(zhuǎn)而獲取能量。更加可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)為以下的至少一個(gè)(a)基于質(zhì)量運(yùn)動(dòng)的電磁式發(fā)電機(jī)，該質(zhì)量能操作成響應(yīng)于至少一個(gè)車輪旋轉(zhuǎn)而 移動(dòng)；以及(b)基于由質(zhì)量產(chǎn)生的力的壓電式發(fā)電機(jī)，該質(zhì)量能操作成響應(yīng)于至少一個(gè)車輪 旋轉(zhuǎn)而將變化的力施加到壓電裝置上?？蛇x的是，為了搜集表征至少一個(gè)車輪運(yùn)行的更為典型的測量結(jié)果，車輪監(jiān)測設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)模塊圍繞至少一個(gè)車輪沿徑向分布，用于在圍繞其的多個(gè)成角位置處感測 至少一個(gè)車輪的運(yùn)行。至少一個(gè)車輪中或周圍的某些傳導(dǎo)性部件易于形成無線電靜區(qū)且產(chǎn)生法拉第屏。 可選的是，為了解決由這些無線電靜區(qū)和法拉第屏引起的問題，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，一個(gè)或 多個(gè)模塊中的至少一個(gè)包括聯(lián)接到至少一個(gè)車輪的輪胎的導(dǎo)電絲網(wǎng)上的無線接口，傳導(dǎo)性 絲網(wǎng)操作成用作至少一個(gè)模塊的無線貼片天線，用于支持至少一個(gè)模塊與處理裝置(EOT) 之間的無線通信?？蛇x的是，車輪監(jiān)測設(shè)備包括與處理裝置(EOT)通信聯(lián)接的顯示器，用于向交通 工具駕駛員呈現(xiàn)信息，該信息指出了以下的至少一種(a) 一個(gè)或多個(gè)模塊的運(yùn)行狀態(tài)；(b)至少一個(gè)車輪的狀態(tài)；(c)與至少一個(gè)車輪相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)故障或潛在故障；(d)關(guān)于在識(shí)別到與至少一個(gè)車輪相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)故障或潛在故障的情況下交 通工具駕駛員所采取的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作的信息；以及(e)交通工具的至少一個(gè)車輪是否已經(jīng)改進(jìn)的指示。然而，顯示器不限于顯示如(a)至(e)中的這些信息，且可選為能夠呈現(xiàn)由處理裝 置提供的其他分析信息，例如，如一個(gè)或多個(gè)模塊感測到的一個(gè)或多個(gè)車輪參數(shù)的變化的 時(shí)間記錄；例如，顯示器有利的是可呈現(xiàn)作為時(shí)間的函數(shù)的輪胎壓力的曲線圖，描述目前與 處理裝置通信聯(lián)接的模塊的構(gòu)造的列表，是否已經(jīng)發(fā)生車輪胡亂更改的指示等。可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，處理裝置(EOT)設(shè)有與遠(yuǎn)離交通工具的服務(wù)設(shè)施 通信的無線接口，處理裝置(ECU)能操作成傳輸表征至少一個(gè)車輪功能的信息，該信息表 征在從一個(gè)或多個(gè)模塊提供的信號中計(jì)算時(shí)與至少一個(gè)車輪相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)故障或潛 在故障的信息，且用于接收來自于服務(wù)設(shè)施的關(guān)于解決一個(gè)或多個(gè)故障或潛在故障的動(dòng)作 的指令。可選的是，車輪監(jiān)測設(shè)備還包括全球定位單元，其用于產(chǎn)生表征交通工具空間位 置的信號，且用于經(jīng)由處理裝置(ECU)將信息傳送給服務(wù)設(shè)施的無線接口，該信息表征交 通工具的空間位置?？蛇x的是，車輪監(jiān)測設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)模塊包括聯(lián)接到相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器上的處 理器，一個(gè)或多個(gè)模塊通過其壓力傳感器能操作成關(guān)于時(shí)間(t)記錄至少一個(gè)車輪的輪胎 內(nèi)的壓力(P)，時(shí)間(t)根據(jù)包括在一個(gè)或多個(gè)模塊內(nèi)的時(shí)鐘裝置(CLK)確定，且處理器能 操作成監(jiān)測壓力(P)隨時(shí)間(t)的變化，以識(shí)別以下情況中的一種或多種(a)空氣或氣體從輪胎中逐漸泄漏，這表現(xiàn)出需要將空氣或氣體再充入輪胎中，以 及(b)輪胎的任何突然降壓，這表現(xiàn)出發(fā)生了扎破事故或快速放氣事故，或者已經(jīng)更 換輪胎。更加可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)模塊能操作成將消息傳輸?shù)教幚?裝置，該消息表示由于突然降壓使得與至少一個(gè)車輪的輪胎有關(guān)的感測數(shù)據(jù)可能不可靠。 該處理可用于檢測在相關(guān)輪胎臨時(shí)從交通工具上拆下且在處理裝置(EOT)的無線通信范 圍之外時(shí)發(fā)生的事故，如未經(jīng)允許的輪胎更換。產(chǎn)生該消息用于提高安全性；未經(jīng)允許或無意的交通工具輪胎或車輪的更換可能會(huì)導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)或可靠性降低，這些有利的是通知交 通工具的駕駛員。更加可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)模塊能操作成監(jiān)測壓力(P)，而不 論一個(gè)或多個(gè)模塊是否處于其休眠節(jié)能狀態(tài)?？蛇x的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)模塊能操作成在活動(dòng)狀態(tài)與節(jié)能休眠 狀態(tài)之間切換。更加可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)模塊響應(yīng)于無線傳輸至一個(gè) 或多個(gè)模塊的一個(gè)或多個(gè)指令而在活動(dòng)狀態(tài)與休眠狀態(tài)之間切換。更加可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)模塊能操作成響應(yīng)于時(shí)間⑴周 期而從活動(dòng)狀態(tài)切換至節(jié)能休眠狀態(tài)，在時(shí)間(t)周期中，一個(gè)或多個(gè)模塊監(jiān)測以下的一 個(gè)或多個(gè)(a)在預(yù)定時(shí)間⑴周期期間，停止至少一個(gè)車輪的輪胎壓力⑵變化；以及(b)在預(yù)定時(shí)間⑴周期期間，停止至少一個(gè)車輪上感測到的加速度(Ax，Ay，Az)的變化。更加可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)模塊能操作成響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè) 模塊的檢測而從節(jié)能休眠狀態(tài)切換至活動(dòng)狀態(tài)，一個(gè)或多個(gè)模塊檢測以下的一個(gè)或多個(gè)(a)恢復(fù)與至少一個(gè)車輪的旋轉(zhuǎn)相關(guān)的至少一個(gè)車輪的輪胎壓力(P)的變化；以 及(b)恢復(fù)至少一個(gè)車輪上感測到的加速度(Ax，Ay，Az)變化。可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，至少一個(gè)物理參數(shù)包括以下的至少一個(gè)(a) 一個(gè)或多個(gè)模塊處測得的至少一個(gè)車輪的輪胎內(nèi)的壓力(P)；(b)大致在一個(gè)或多個(gè)模塊處測得的加速度(Ax，Ay，Az)；其中處理裝置(EOT)能操作成向?qū)?yīng)于壓力⑵和/或加速度(Ax，Ay，Az)的信號 應(yīng)用諧波分析，諧波分析能操作成識(shí)別關(guān)于角頻率(《)的諧波分量，角頻率(《)對應(yīng)于至 少一個(gè)車輪的角方位(e)的臨時(shí)變化率。更加可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，諧波分析將計(jì)算應(yīng)用于以下的至少一個(gè)中(a)諧波分量的大??；以及(b)諧波分量之間的相對相位關(guān)系。諧波分量分析的其他途徑可選為在設(shè)備中使用。某些問題或潛在問題易于僅由諧波分量的處理大小識(shí)別到，而撓曲問題的檢測有 利的是需要分析處理裝置中的諧波磁性數(shù)據(jù)和相對諧波相位數(shù)據(jù)兩者；見圖10，例如由于 處理裝置識(shí)別的諧波分量中的相對相位變化而引起出現(xiàn)的峰值的歪斜。更加可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，處理裝置(EOT)能操作成使用諧波分析來識(shí) 別以下至少一個(gè)的發(fā)生(a)至少一個(gè)車輪10不平衡；(b)至少一個(gè)車輪中存在的不平衡的特定類型；(c)至少一個(gè)車輪關(guān)于其輪軸歪斜；(d)至少一個(gè)車輪松開且抵靠其緊固件顫動(dòng)；(e)至少一個(gè)車輪的輪胎具有其撓曲特征的缺陷；(f)至少一個(gè)車輪的輪胎未充分充氣；
(g)至少一個(gè)車輪的輪胎過度充氣；(h)至少一個(gè)車輪的輪胎為橢圓形，或具有高級淺裂變形；(i)至少一個(gè)車輪其中具有質(zhì)量不平衡；以及(j)與旋轉(zhuǎn)地支承至少一個(gè)車輪的輪軸相關(guān)的車輪軸承在運(yùn)行中以非預(yù)期的方式 振動(dòng)或發(fā)出異響，表現(xiàn)出故障或可能形成故障。處理裝置不限于檢測以上問題(a)至(j)，且能夠檢測其他問題，例如，如一個(gè)或 多個(gè)模塊的加速度或聲學(xué)感測信號表明的與車輪的輪軸相關(guān)的軸承中的異響噪音。更加可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，處理裝置(ECU)能操作成執(zhí)行諧波分量分析， 通過應(yīng)用(a)基于規(guī)則的算法，用于從諧波分量中識(shí)別一個(gè)或多個(gè)故障或潛在故障；(b)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其預(yù)先編程來在呈現(xiàn)描述諧波分量的數(shù)據(jù)時(shí)識(shí)別一個(gè)或多個(gè)故障 或潛在故障；以及/或者(c)諧波濾波器，其用于突出表征至少一個(gè)車輪的一個(gè)或多個(gè)故障或潛在故障的 一個(gè)或多個(gè)諧波分量的特定組合。此途徑易于免除執(zhí)行諧波分析的需要，且因此處理裝置的計(jì)算強(qiáng)度較小。可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，處理裝置(ECU)設(shè)有易于結(jié)合交通工具和相關(guān)期 望特征使用的車輪類型的預(yù)定列表，且一個(gè)或多個(gè)模塊能操作成將信息傳輸?shù)教幚硌b置 (ECU)，該信息關(guān)于識(shí)別一個(gè)或多個(gè)模塊安裝于其上的車輪的類型，且處理裝置(ECU)能操 作成將一個(gè)或多個(gè)模塊提供的測量信號與從預(yù)定列表中估計(jì)的一個(gè)或多個(gè)模塊的預(yù)期信 號相比較，且其中，測量信號與模擬信號之間的差異表示一個(gè)或多個(gè)故障或潛在故障?？蛇x的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)模塊在其中包括一個(gè)或多個(gè)處理器，而 在運(yùn)行中執(zhí)行的用于識(shí)別至少一個(gè)車輪中的一個(gè)或多個(gè)故障或潛在故障的計(jì)算工作在一 個(gè)或多個(gè)處理器與處理設(shè)備(EOT)之間共享。可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，處理裝置(EOT)能操作成發(fā)送消息，該消息表示請 求一個(gè)或多個(gè)模塊回應(yīng)處理裝置(ECU)，以便向處理裝置(ECU)說明其識(shí)別代碼(ID)，使處 理裝置能夠識(shí)別一個(gè)或多個(gè)模塊其構(gòu)造，且用于識(shí)別一個(gè)或多個(gè)模塊構(gòu)造出現(xiàn)的變化。更加可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，一個(gè)或多個(gè)模塊能操作成還響應(yīng)于表征一個(gè) 或多個(gè)模塊安裝于其上的至少一個(gè)車輪的期望特征的數(shù)據(jù)。更加可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，處理裝置(ECU)能操作成將用于感測至少一 個(gè)車輪的角方位(0)的傳感器裝置的旋轉(zhuǎn)測量結(jié)果與一個(gè)或多個(gè)對應(yīng)模塊提供的信號相 比較，用于檢查傳感器裝置和/或一個(gè)或多個(gè)模塊的功能運(yùn)行。更加可選的是，在車輪監(jiān)測設(shè)備中，傳感器裝置為與交通工具制動(dòng)器相關(guān)的ABS 車輪角方位傳感器。可選的是，為了從已經(jīng)包括在交通工具上的現(xiàn)有部件上獲得更多功能， 在執(zhí)行車輪監(jiān)測設(shè)備時(shí)，傳感器裝置為與交通工具制動(dòng)器相關(guān)的ABS車輪角方位傳感器。根據(jù)第四方面，提供了一種使用車輪監(jiān)測設(shè)備來監(jiān)測交通工具至少一個(gè)車輪的運(yùn) 行的方法，該設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)模塊，模塊能操作地安裝成與至少一個(gè)車輪一起回轉(zhuǎn)，一 個(gè)或多個(gè)模塊與交通工具的處理裝置(ECU)能操作地通信聯(lián)接，該方法包括如下步驟(a)使用一個(gè)或多個(gè)模塊感測至少一個(gè)車輪的至少一個(gè)物理參數(shù)，且產(chǎn)生至少一個(gè)對應(yīng)傳感器信號來用于處理裝置，(b)使用設(shè)備的傳感器裝置來感測至少一個(gè)車輪的角方位(e )；(c)在處理裝置(EOT)中處理至少一個(gè)傳感器信號，以計(jì)算表征至少一個(gè)車輪的 運(yùn)行的信息，其特征在于，處理裝置(EOT)能操作成處理關(guān)于至少一個(gè)車輪旋轉(zhuǎn)的角方位(e )和/或角頻 率(《)的至少一個(gè)傳感器信號；以及至少一個(gè)模塊能操作成在至少一個(gè)車輪的一次或多次回轉(zhuǎn)內(nèi)的至少一個(gè)物理參 數(shù)中存在的動(dòng)態(tài)變化，至少一個(gè)傳感器信號中的物理參數(shù)傳輸?shù)教幚硌b置(E⑶)，用于計(jì)算 表現(xiàn)出至少一個(gè)車輪的運(yùn)行的信息。模塊還可用于檢測輪胎誤用的方法中，其中，數(shù)據(jù)處理器能操作成連續(xù)地或周期 性地更新存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)區(qū)包含與輪胎的功能狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)區(qū)包括以下數(shù)據(jù)中的至少一種d)輪胎已被使用過的距離的記錄，e)包含由壓力傳感器測得的壓力的樣本記錄的區(qū)，f)包含由安裝在所述車輪上用于監(jiān)測輪胎溫度的溫度傳感器測得的溫度的樣本 記錄的區(qū)；通過驗(yàn)證存儲(chǔ)在安裝于車輪中的模塊內(nèi)的與輪胎功能狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)的方法來 驗(yàn)證所述數(shù)據(jù)區(qū)，其中，執(zhí)行以下方法步驟來驗(yàn)證所述數(shù)據(jù)a)監(jiān)測由壓力傳感器(760)測得的壓力(P)；b)只要所述壓力(P)保持在預(yù)定閾值以上，就將與輪胎的功能狀態(tài)相關(guān)的所述數(shù) 據(jù)保持為有效；c)只要由所述壓力傳感器測得的所述壓力(P)降低至所述預(yù)定閾值以下，就將與 輪胎的功能狀態(tài)相關(guān)的所述數(shù)據(jù)設(shè)置為無效，并且，如果驗(yàn)證的數(shù)據(jù)顯示包含由壓力傳感器測得的壓力的樣本記錄的所述區(qū)包含設(shè) 定范圍之外的數(shù)據(jù)，或者如果包含由溫度傳感器測得的溫度的樣本記錄的區(qū)包含高于閾值 的數(shù)據(jù)，則確定當(dāng)前已存在輪胎的誤用。
權(quán)利要求
一種能操作成至少監(jiān)測車輪(10)的輪胎(30)內(nèi)的壓力(P)的模塊(400)，所述模塊(400)能夠操作性地安裝至所述車輪(10)，所述模塊(400)包括(a)壓力傳感器(760)，所述壓力傳感器(760)用于測量所述壓力(P)，并產(chǎn)生對應(yīng)的壓力信號；以及b1)相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，所述相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器包括數(shù)據(jù)區(qū)，所述數(shù)據(jù)區(qū)包含與所述輪胎的功能狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)；其特征在于，所述模塊包括標(biāo)示器，所述標(biāo)示器能夠由數(shù)據(jù)處理器設(shè)置成代表“有效”或“無效”，以表示與所述輪胎的功能狀態(tài)相關(guān)的所述數(shù)據(jù)的有效性或無效性；并且由所述壓力傳感器測得的所述壓力(P)一旦降低至所述預(yù)定閾值以下，則所述標(biāo)示器被設(shè)置成從“有效”變成“無效”。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊，其特征在于，包含與所述輪胎的功能狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù) 的所述數(shù)據(jù)區(qū)包括以下數(shù)據(jù)中的一種或多種a)輪胎滑動(dòng)曲線，b)輪胎尺寸，c)輪胎年限，d)所述輪胎已被使用過的距離的記錄，e)包含由所述壓力傳感器測得的壓力樣本的記錄的區(qū)，f)包含由溫度傳感器測得的溫度樣本的記錄的區(qū)，所述溫度傳感器安裝在所述車輪 上，用于監(jiān)測所述輪胎的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模塊，其特征在于，除非從所述模塊外部接收到關(guān)鍵代碼 信號，否則阻止所述數(shù)據(jù)處理器將所述標(biāo)示器從“無效”變成“有效”。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的模塊，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理器能操作成在當(dāng)從 所述模塊外部接收到關(guān)鍵代碼信號時(shí)，將所述標(biāo)示器從“無效”變成“有效”。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的模塊，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理器能操作成 監(jiān)測由所述壓力傳感器(760)測得的所述壓力(P)，且只要所述壓力(P)保持在預(yù)定閾值以 上，則將所述標(biāo)示器保持為“有效”，而只要由所述壓力傳感器測得的所述壓力(P)降低至 所述預(yù)定閾值以下，則所述數(shù)據(jù)處理器將所述標(biāo)示器設(shè)置成“無效”。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的模塊，其特征在于，包含與所述輪胎的功能狀 態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)的所述區(qū)包括這樣的區(qū)該區(qū)包括由所述壓力傳感器測得的壓力樣本的記 錄；并且所述數(shù)據(jù)處理器能操作成當(dāng)所述樣本記錄包含低于所述預(yù)定閾值的至少一個(gè)樣 本時(shí)，將所述標(biāo)示器設(shè)置成“無效”。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的模塊，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理器(710)與布 置在所述模塊中的所述相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(720)以通信方式聯(lián)接，并且能操作成接收所述壓 力信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的模塊，其特征在于，所述壓力傳感器安裝在所述 車輪的輪圈上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求8中任一項(xiàng)所述的模塊，其特征在于，所述模塊還包括(c)無線接口(730)，所述無線接口(730)與所述處理器(710)通信聯(lián)接，用于使所述處理器(710)能夠與所述模塊(400)外部通信；(d)電源(700)，所述電源(700)用于向所述模塊(400)提供運(yùn)行電能；其中，所述數(shù)據(jù)處理器(710)能操作成在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(720)中產(chǎn)生作為時(shí)間(t) 的函數(shù)的所述壓力(P)的記錄，以監(jiān)測所述車輪(10)及其輪胎(30)，并且所述數(shù)據(jù)處理器 (710)能操作成經(jīng)由所述無線接口(730)傳輸源自所述記錄的信息，以便能夠在所述模塊 (400)的外部監(jiān)測所述車輪(10)的狀態(tài)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊(400)，其中，所述模塊(400)能操作成檢 測所述車輪(10)和更換所述輪胎(30)所經(jīng)歷的降壓事故，所述降壓事故在所述記錄中包 括對應(yīng)的信息。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊(400)，所述模塊(400)能安裝在所述車輪 (10)上的一個(gè)或多個(gè)位置(Ll，L2，L3，L4)處，所述一個(gè)或多個(gè)位置包括(a)所述車輪(10)的輪轂(20)上、大致位于所述車輪(10)的旋轉(zhuǎn)軸線(B-B)處的位置；(b)所述車輪(10)的輪轂(20)上、與所述車輪(10)的所述旋轉(zhuǎn)軸線(B-B)相距一定 徑向距離的位置；(c)所述車輪(10)的輪轂(20)上、與所述車輪(10)的輪胎(30)的填充閥(80)流體 連通、用于感測所述輪胎(30)內(nèi)的壓力(P)的位置；(d)所述車輪(10)的輪胎(30)內(nèi)、用于感測所述輪胎(30)內(nèi)的壓力(P)的位置，所述 模塊(400)安裝到所述車輪(10)的輪轂(20)的外周表面(90)上；(e)所述車輪(10)的輪胎(30)內(nèi)、用于感測所述輪胎(30)內(nèi)的壓力(P)的位置，所述 模塊(400)安裝到所述輪胎(30)的內(nèi)側(cè)壁表面(230)，用于測量所述側(cè)壁(230)的撓曲特 征；以及(f)所述車輪(10)的外周輪圈的內(nèi)表面上、用于測量該處的加速度的位置。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊(400)，其中，所述模塊(400)包括用于感 測該處溫度(Tm。d)的溫度傳感器(765)，所述溫度傳感器(765)能操作成產(chǎn)生代表所述溫度 (Tffl0d)的溫度信號，所述溫度信號用于在所述數(shù)據(jù)處理器(710)處接收，以用于以下兩項(xiàng)中 的至少一項(xiàng)記錄在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(720)中，以及經(jīng)由所述無線接口(730)向所述模塊 (400)外傳輸。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊(400)，其中，所述模塊(400)包括以下部 件中的至少一個(gè)(a)應(yīng)變式傳感器(780)，所述應(yīng)變式傳感器(780)用于測量所述車輪(10)的所述輪 胎(30)的撓度，所述應(yīng)變式傳感器(780)能操作成產(chǎn)生表征所述撓度的信號，所述表征所 述撓度的信號用于在所述數(shù)據(jù)處理器(710)處接收，以用于以下兩項(xiàng)中的至少一項(xiàng)記錄 在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(720)中，以及經(jīng)由所述無線接口(730)向所述模塊(400)外傳輸；(b)加速度計(jì)(770)，所述加速度計(jì)(770)用于測量所述車輪(10)上的所述模塊(400) 的安裝位置(L1，L2，L3，L4)處的至少一條軸線上的加速度(Ax，Ay，Az)，所述加速度計(jì)(770) 能操作成產(chǎn)生表征所述加速度(Ax，Ay，Az)的信號，所述表征所述加速度(Ax，Ay，Az)的信號 用于在所述數(shù)據(jù)處理器(710)處接收，以用于以下兩項(xiàng)中的至少一項(xiàng)記錄在所述數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器(720)中，以及經(jīng)由所述無線接口(730)向所述模塊(400)外傳輸；以及(c)磁性傳感器(775)，所述磁性傳感器(775)用于測量施加到所述模塊(400)的磁 場，所述模塊(400)能操作成產(chǎn)生表征施加到所述數(shù)據(jù)處理器(710)的所述磁場的信號， 以用于以下兩項(xiàng)中的至少一項(xiàng)記錄在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(720)中，以及經(jīng)由所述無線接口 (730)向所述模塊(400)外傳輸。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊(400)，其中，所述模塊(400)設(shè)有對應(yīng) 的識(shí)別代碼(ID)，所述識(shí)別代碼(ID)用于與所述模塊(400)外的處理裝置(ECU 950)通 信，從而能操作性地與所述模塊(400)通信的處理裝置(EOT 950)能夠在已從所述模塊 (400)發(fā)送出對應(yīng)的信號數(shù)據(jù)時(shí)識(shí)別所述模塊(400)，且認(rèn)為所述信號數(shù)據(jù)歸屬于所述模 塊(400)。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊(400)，其中，所述數(shù)據(jù)處理器(710)聯(lián)接 到所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(720)，并且所述模塊(400)通過其壓力傳感器(760)能操作成記錄所述 車輪(10)的所述輪胎(30)內(nèi)的、與時(shí)間⑴相關(guān)的所述壓力(P)，所述時(shí)間⑴由包括在 所述模塊(400)內(nèi)的時(shí)鐘裝置(CLK 710)確定，并且所述處理器(710)能操作成監(jiān)測所述 壓力⑵隨時(shí)間⑴的變化，以便識(shí)別以下情況中的一種或多種(a)空氣或氣體從所述輪胎(30)中逐漸泄漏，表示需要利用空氣或氣體對所述輪胎 (30)進(jìn)行再次充氣；以及(b)所述輪胎(30)的任何突然降壓，表示已發(fā)生了扎破事故或快速放氣事故，或者已 經(jīng)更換所述輪胎(30)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的模塊(400)，其中，所述模塊(400)能操作成由其傳輸消 息，所述消息表示由于所述突然降壓使得與所述車輪(10)的所述輪胎(30)相關(guān)的感測數(shù) 據(jù)可能不可靠。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模塊(400)，其中，所述模塊(400)能操作成還 響應(yīng)于表征所述車輪(10)的期望特征的數(shù)據(jù)，所述模塊(400)在運(yùn)行中安裝于所述車輪 (10)上。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊(400)，其中，所述模塊(400)能操作成監(jiān)測應(yīng)用于所 述車輪(10)上的胡亂更改事故。
19.一種驗(yàn)證與輪胎的功能狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)的方法，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在安裝于車輪中的 模塊內(nèi)，其中，執(zhí)行以下方法步驟a)監(jiān)測由壓力傳感器(760)測量的壓力(P)；b)只要所述壓力(P)保持在預(yù)定閾值以上，就將與所述輪胎的功能狀態(tài)有關(guān)的所述數(shù) 據(jù)保持為有效；c)只要由所述壓力傳感器測得的所述壓力(P)降低至所述預(yù)定閾值以下，就將與所述 輪胎的功能狀態(tài)有關(guān)的所述數(shù)據(jù)設(shè)置為無效。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，包含與所述輪胎的功能狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)的所 述區(qū)包括這樣的區(qū)該區(qū)包括由所述壓力傳感器測得的壓力樣本的記錄的區(qū)，其特征在于， 當(dāng)所述樣本記錄包含低于所述預(yù)定閾值的至少一個(gè)樣本時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理器就將與所述輪 胎的功能狀態(tài)有關(guān)的所述數(shù)據(jù)設(shè)置成無效。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的方法，其特征在于，還執(zhí)行以下方法步驟al)在包含與所述輪胎的功能狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)的所述區(qū)中存儲(chǔ)由所述壓力傳感器測得的壓力的樣本記錄，cl)當(dāng)所述樣本記錄包含低于所述預(yù)定閾值的至少一個(gè)樣本時(shí)，將與所述輪胎的功能 狀態(tài)有關(guān)的所述數(shù)據(jù)設(shè)置成無效。
22.根據(jù)權(quán)利要求19、20或21所述的方法，其特征在于，所述模塊所包含能夠設(shè)置成代 表“有效”或“無效”的標(biāo)示器；并且由所述壓力傳感器測得的所述壓力(P) —旦降低至所 述預(yù)定閾值以下，則所述數(shù)據(jù)處理器就將所述標(biāo)示器從“有效”變成“無效”。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，除非從所述模塊外部接收到關(guān)鍵代碼 信號，否則阻止所述數(shù)據(jù)處理器將所述標(biāo)示器從“無效”變成“有效”。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的方法，其特征在于，當(dāng)從所述模塊外部接收到關(guān)鍵代 碼信號時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理器就將所述標(biāo)示器從“無效”變成“有效”。
25.根據(jù)權(quán)利要求19至24中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包含與所述輪胎的功能 狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)的所述數(shù)據(jù)區(qū)包括以下數(shù)據(jù)中一種或多種a)輪胎滑動(dòng)曲線，b)輪胎尺寸。
26.根據(jù)權(quán)利要求19至25中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包含與所述輪胎的功能 狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)的所述數(shù)據(jù)區(qū)還包括以下數(shù)據(jù)中一種或多種c)輪胎年限，d)所述輪胎已被使用過的距離的記錄，e)包含由所述壓力傳感器測得的壓力樣本的記錄的區(qū)，f)包含由溫度傳感器測得的溫度樣本的記錄的區(qū)，所述溫度傳感器安裝在所述車輪 上，用于監(jiān)測所述輪胎的溫度；并且所述數(shù)據(jù)處理器能操作成連續(xù)地或周期性地更新所述數(shù)據(jù)。
27.根據(jù)權(quán)利要求19至26中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，執(zhí)行以下方法步驟(a)使用所述模塊(400)的壓力傳感器(760)來測量壓力(P)，以產(chǎn)生對應(yīng)的壓力信號；(b)在所述模塊(400)的數(shù)據(jù)處理器(710)處接收所述壓力信號，所述數(shù)據(jù)處理器與相 關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(720)通信聯(lián)接；(c)在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(720)中產(chǎn)生作為時(shí)間(t)的函數(shù)的所述壓力(P)的記錄，以監(jiān) 測所述車輪(10)及其輪胎(30)；并且(d)經(jīng)由所述模塊(400)的無線接口(730)傳輸源自所述記錄的信息，以便能夠在所述 模塊(400)外部監(jiān)測所述車輪(10)的狀態(tài)。
28.根據(jù)權(quán)利要求19至27中任一項(xiàng)所述的方法，還包括檢測所述車輪(10)和更換所 述輪胎(30)所經(jīng)歷的降壓事故的步驟，所述降壓事故在所述記錄中包括對應(yīng)的信息。
29.根據(jù)權(quán)利要求19至28中任一項(xiàng)所述的方法，包括將所述模塊(400)安裝在所述車 輪(10)上的一個(gè)或多個(gè)位置(Ll，L2，L3，L4)處的步驟，所述一個(gè)或多個(gè)位置包括(a)所述車輪(10)的輪轂(20)上、大致位于所述車輪(10)的旋轉(zhuǎn)軸線(B-B)處的位置；(b)所述車輪(10)的輪轂(20)上、與所述車輪(10)的所述旋轉(zhuǎn)軸線(B-B)相距一定 徑向距離的位置；(C)所述車輪(10)的輪轂(20)上的、與所述車輪(10)的輪胎(30)的填充閥(80)流 體連通的、用于感測所述輪胎(30)內(nèi)的壓力(P)的位置；(d)所述車輪(10)的輪胎(30)內(nèi)、用于感測所述輪胎(30)內(nèi)的壓力(P)的位置，所述 模塊(400)安裝到所述車輪(10)的輪轂(20)的外周表面(90)上；(e)所述車輪(10)的輪胎(30)內(nèi)、用于感測所述輪胎(30)內(nèi)的壓力(P)的位置，所述 模塊(400)安裝到所述輪胎(30)的內(nèi)側(cè)壁表面(230)上，用于測量所述側(cè)壁(230)的撓曲 特征；以及(f)所述車輪(10)的外周輪圈的內(nèi)表面上、用于測量該處的加速度的位置，。
30.根據(jù)權(quán)利要求19至29中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述模塊(400)包括用于感測 該處溫度(Tm。d)的溫度傳感器(765)，所述溫度傳感器(765)能操作成產(chǎn)生表征所述溫度 (Tfflod)的溫度信號，所述溫度信號用于在所述數(shù)據(jù)處理器(710)處接收，以用于以下兩項(xiàng)中 的至少一項(xiàng)記錄在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(720)中，以及經(jīng)由所述無線接口(730)向所述模塊 (400)外傳輸。
31.根據(jù)權(quán)利要求19至30中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述模塊(400)包括以下部件 中的至少一個(gè)(a)應(yīng)變式傳感器(780)，所述應(yīng)變式傳感器(780)用于測量所述車輪(10)的所述輪 胎(30)的撓度，所述應(yīng)變式傳感器(780)能操作成產(chǎn)生表征所述撓度的信號，所述表征所 述撓度的信號用于在所述數(shù)據(jù)處理器(710)處接收，以用于以下兩項(xiàng)中的至少一項(xiàng)記錄 在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(720)中，以及經(jīng)由所述無線接(730)向所述模塊(400)外傳輸；(b)加速度計(jì)(770)，所述加速度計(jì)(770)用于測量所述車輪(10)上的所述模塊(400) 的安裝位置(L1，L2，L3，L4)處的至少一條軸線上的加速度(Ax，Ay，Az)，所述加速度計(jì)(770) 能操作成產(chǎn)生表征所述加速度(Ax，Ay，Az)的信號，所述表征所述加速度(Ax，Ay，Az)的信號 用于在所述數(shù)據(jù)處理器(710)處接收，以用于以下兩項(xiàng)中的至少一項(xiàng)記錄在所述數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器(720)中，以及經(jīng)由所述無線接(730)向所述模塊(400)外傳輸；以及(c)磁性傳感器(775)，所述磁性傳感器(775)用于測量施加到所述模塊(400)的磁 場，所述模塊(400)能操作成產(chǎn)生表征施加到所述數(shù)據(jù)處理器(710)的所述磁場的信號， 以用于以下兩項(xiàng)中的至少一項(xiàng)記錄在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(720)中，以及經(jīng)由所述無線接口 (730)向所述模塊(400)外傳輸。
32.根據(jù)權(quán)利要求19至31中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述模塊(400)設(shè)有對應(yīng)的識(shí) 別代碼(ID)，所述識(shí)別代碼(ID)用于在所述模塊(400)外部與處理裝置(ECU 950)通信， 從而所述處理裝置(ECU 950)能夠在已從所述模塊(400)發(fā)送對應(yīng)的信號數(shù)據(jù)時(shí)識(shí)別所述 模塊(400)，且認(rèn)為所述信號數(shù)據(jù)歸屬于所述模塊(400)。
33.根據(jù)權(quán)利要求19至32中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)處理器(710)聯(lián)接到 所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(720)，并且所述模塊(400)通過其壓力傳感器(760)能操作成記錄所述車 輪(10)的所述輪胎(30)內(nèi)的、與時(shí)間⑴相關(guān)的所述壓力(P)，所述時(shí)間⑴由包括在所 述模塊(400)內(nèi)的時(shí)鐘裝置(CLK 710)確定，并且所述處理器(710)能操作成監(jiān)測所述壓 力⑵隨時(shí)間⑴的變化，以便識(shí)別以下情況中的一種或多種(a)空氣或氣體從所述輪胎(30)中逐漸泄漏，表示需要利用空氣或氣體對所述輪胎 (30)進(jìn)行再次充氣；以及(b)所述輪胎(30)的任何突然降壓，表示已發(fā)生了扎破事故或快速放氣事故，或者已 經(jīng)更換所述輪胎(30)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，包括傳輸來自于所述模塊(400)的消息的步驟，所述 消息表示由于所述突然降壓使得與所述車輪(10)的所述輪胎(30)相關(guān)的感測數(shù)據(jù)可能不可靠。
35.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，包括使用所述模塊(400)監(jiān)測應(yīng)用于所述車輪(10) 上的胡亂更改事故的步驟。
36.一種檢測輪胎誤用的方法，其中，數(shù)據(jù)處理器能操作成連續(xù)地或周期性地更新存儲(chǔ) 在數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)區(qū)包含與所述輪胎的功能狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)區(qū)包括以下數(shù)據(jù)中的至少一種d)所述輪胎已被使用過的距離的記錄，e)包含由所述壓力傳感器測得的壓力樣本的記錄的區(qū)，f)包含由安裝在所述車輪上、用于監(jiān)測所述輪胎溫度的溫度傳感器測得的溫度樣本的 記錄的區(qū)；通過根據(jù)權(quán)利要求19至35中任一項(xiàng)所述的方法來驗(yàn)證所述數(shù)據(jù)區(qū)，并且 如果被驗(yàn)證的數(shù)據(jù)顯示包含由所述壓力傳感器測得的壓力樣本的記錄的所述區(qū)包含 設(shè)定范圍之外的數(shù)據(jù)，或者如果包含由溫度傳感器測得的所述溫度樣本的記錄的所述區(qū)包 含高于閾值的數(shù)據(jù)，則確定當(dāng)前已存在輪胎的誤用。
全文摘要
提供了一種能操作成至少監(jiān)測車輪(10)的輪胎(30)內(nèi)的壓力(P)的模塊(400)，所述模塊(400)能操作成安裝到所述車輪(10)上，所述模塊(400)包括(a)壓力傳感器(760)，該壓力傳感器(760)用于測量所述壓力(P)并產(chǎn)生對應(yīng)的壓力信號；以及(b)相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，該相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器包括數(shù)據(jù)區(qū)，該數(shù)據(jù)區(qū)包含與輪胎的功能狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)。
文檔編號B60C23/04GK101873943SQ200780101705
公開日2010年10月27日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者佩爾·哈塞爾貝里, 埃里克·卡萊舍, 安德斯·特呂格 申請人:沃爾沃拉斯特瓦格納公司