识别车轮模块位置的方法

专利名称：识别车轮模块位置的方法
技术领域：
本发明涉及识别包括在车轮和/或其相关轮胎中的车轮模块的位置的方法；例 如，涉及一种识别车轮模块的位置的方法，该车轮模块能操作成监测车轮和/或其相关轮 胎的特征，且经由通信链路将表征这些上述特征的信息传输至电子控制单元(ECU)和/或 控制系统，例如用于为使用者显示。此外，本发明还涉及用于执行上述方法的车轮模块。此 夕卜，本发明涉及对包括这些车轮模块的车辆进行服务的方法。此外，本发明还涉及能在用于 执行这些上述方法的计算硬件上执行的软件及软件产品。
背景技术：
轮胎(tyre)是道路车辆的关键部件，其在美式英语中也称为“轮胎(tire)”。现 代的轮胎不但确保与其相关联的道路车辆在多变的天气条件下附着在道路表面上，而且还 执行隔离振动和冲击的功能。此外，在其工作寿命期间，轮胎需要经受可能高达数千乃至上 百万次变形循环而不表现出工作硬化故障，且由于粘性阻尼效果还表现出相对适中的能量 耗散程度。作为额外的运行要求，现代轮胎需要稳健地抵抗刮擦和对其冲击的物体。此外， 无内胎轮胎即使在受到较大应力时(例如，在紧急制动期间)，也需要稳健地夹持在其相关 的轮毂上。根据现代轮胎的这些上述要求，轮胎由弹性合成橡胶、金属丝网强化的天然橡胶 和/或塑性材料、碳纤维和类似材料构成。因此，现在的轮胎认作是高度优化和先进的产
P
ΡΠ O运行期间的轮胎故障可能会导致相关车辆停止移动乃至发生事故。此外，轮胎在 不适当的压力下运行可不利地影响相关车辆的燃料经济性；鉴于燃料成本，以及鉴于二氧 化碳的产生及其对世界气候变化可感知的影响，燃料经济性就变得日益相关。已知的是将传感器安装到机动车辆上来监测诸如轮胎压力和一个或多个正交轴 线上的加速度的特征，以及将代表这些特征的信息经由无线通信链路传输至形成车辆数据 管路系统的一部分的电子控制单元(ECU)中。通过使用此类布置，就有可能警告驾驶员需 要对其车辆的一个或多个轮胎充气，以便改善驾驶质量和安全性。在公布的日本专利no. JP 2003211924(Mazda Motor)中，公开了一种气动传感器 装置，其适于结合车辆轮胎使用来检测轮胎压力和产生对应的轮胎压力信息。该装置包括 用于发送压力信息和识别代码来将该传感器装置与同时包括在车辆其他车轮上的其他此 类传感器装置区分开的发送器。车辆的控制单元能操作成接收发送来的压力信息及其相关 的识别代码。接收到的压力信息储存在控制单元的存储器中。控制单元能操作成在轮胎压 力并未正确按照预定标准的情况下提出警告。在公布的英国专利申请no. GB 2385931A中描述的轮胎监测器安装在轮胎附近， 靠近其轮胎充气阀杆。轮胎监测器包括用以测量压力、温度及其相应轮胎的旋转方向的传 感器。此外，监测器能操作成将测得的传感器信号通过发送器传递至其相应的接收器中，以 用于后续处理和最终在显示单元上呈现。与接收器通信的车辆载用控制器能操作成基于接 收器处接收到的无线信号的强度来确定压力信息与前轮轮胎还是后轮轮胎相关，以及基于相关的旋转方向数据来确定压力数据与右侧轮胎还是左侧轮胎相关。由于轮胎状态是影响车辆运行的经济性和安全性的一个重要因素，因此技术问题 在于如何提供更为先进的车轮和轮胎的监测。当运输队运营者其运输队中具有许多车辆 时，确保运输队中所有车辆的车轮和轮胎监测的质量就是最为重要的。这些质量至少部分 可通过遵循严格的人工维护程序来确保，例如，通过在预定行驶公里数之后执行定期车辆 检查和系统地改变轮胎。然而，仍然会发生的是，轮胎和车轮漏掉了这些严格的维护程序的 保养，且因此可表现出潜在危害。例如，车轮可能在未经相应车辆拥有者允许的情况下进行 互换，这因此会绕过这些严格的维护程序，或车轮由于失窃而互换。此外，车轮轮毂在其工 作寿命内易于提供有许多更换的轮胎。如前文阐明的那样，轮胎监测器是已知的。为了测量车轮状态和检测未经允许的 轮胎胡乱更改，例如，当车轮临时从其相关车辆上移除时，例如，在北欧和加拿大从冬季轮 胎更换至夏季轮胎时，就需要更为先进的轮胎和车轮的监测器。然而，这里会出现关于如何 操纵轮胎和车轮监测器的复杂构造的技术问题，尤其是在轮胎在彼此不同的时间更换时， 并且车轮及其轮胎在夏季轮胎与冬季轮胎之间互换时易于保持在储存室一段时期。本发明试图解决上述技术问题
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种识别包括在车辆设备中的车轮和/或轮胎监测 器的位置的改进方法，该车辆设备能够提高此车辆的安全性和可靠性。该目的是由如附属权利要求1限定的根据本发明的第一方面的方法解决的。提 供了一种识别包括在车辆中的设备的一个或多个模块的位置的方法，该设备用于监测车辆 的至少一个车轮的运行，一个或多个模块能操作成地安装成与至少一个车轮一起回转，一 个或多个模块能操作地与车辆的处理装置(ECU)通信联接，一个或多个模块能操作成感测 车轮的至少一个物理参数且产生用于处理装置的至少一个对应的传感器信号，处理装置 (EOT)能操作成处理至少一个传感器信号，以计算表征至少一个车轮的运行的信息，其特征在于，该方法包括如下步骤(a)将至少一个细长特征部件布置成设置在相对于车辆的行驶方向至少部分横向 的方向上；(b)驾驶车辆越过细长特征部件，以使至少一个车轮及其相关的一个或多个模块 临时接触该细长特征部件，且将包括由至少一个车轮与细长特征部件接触所触发的信号分 量的信号传输到处理装置；所述信号识别至少一个车轮与细长特征部件接触的时间，并且 识别安装在至少一个车轮上的一个或多个模块的一个或多个识别代码(ID)；并且(d)按照处理装置处接收到的信号的时间顺序，识别一个或多个模块在车辆的一 个或多个车轮上所处的位置。本发明的优点在于，提供了识别设备的一个或多个模块在车辆车轮上位于何处的 简单实用的方法。“细长特征部件”意思是易于使得一个或多个模块所产生的信号类似于此类细长 特征部件所产生的信号的任何特征部件。可选的是，当执行该方法时，设备包括布置成用于感测至少一个车轮的角方位(θ)的传感器。可选的是，当执行该方法时，信号表征以下数据中的至少一种(e)至少一个车轮处感测到的一个或多个加速度分量(Ax，Ay)；以及(f)至少一个车轮的轮胎中感测到的压力。可选的是，当执行该方法时，以部分横向的角度驱动车辆，以使来自一个或多个模块的信号在车辆对应的左手侧车轮与右手侧车轮之间在时间上彼此不同，从而使得处理装 置能够区分一个或多个模块沿车辆的位置，并且区分一个或多个模块位于车辆的左手侧上 还是右手侧上。在延伸的总体方向已知的情况下，使得在细长特征部件的某一侧可用的信 息就预计首先产生信号。根据这些信息，即，如果细长特征部件从左侧向右侧倾斜，使左侧 更接近车辆，或相反，则可分别形成车轮冲击在左侧与右侧之间的预计临时分离的信息。因 此，可通过使接收的输入信号临时与模块分离来识别出布置在左侧和右侧上的相应的传感 器模块。细长特征部件的总体方向可为已知的，这是通过使用测试设备(其中已知细长特 征部件的方向)，或通过使用道路监测系统，该道路监测系统通过图像识别可识别延长的物 体，且确定细长特征部件相对于车辆的大致方向。优选的是，选择细长特征部件的倾斜，以 便布置在左侧和右侧上的车轮之间的临时分离小于布置在车辆不同轴上的车轮之间的临 时分离。通过研究车辆的几何形状和识别布置在同一轴上的左边轮胎和右边轮胎之间的距 离，以及将该距离与彼此邻近的车辆两轴之间的距离比较，就可选择适合细长特征部件的 倾斜极限。一般而言，对于具有两轴的车辆而言，该极限可选为小于45°，而对于三轴或更 多轴的车辆而言，该极限可选为小于30°。大约15-20°将提供左右之间的适当分离，以及 具有三轴的车辆的各轴之间的分离。选择测试设备中布置的细长特征部件的适合倾斜很简 单。道路监测系统可布置成确定识别的细长特征部件相对于车辆行驶方向的倾斜。该系统 然后仅在检测到的细长特征部件的倾斜在所选的适合范围内时才容许执行根据本发明的 方法。可选的是，当执行该方法来提供至少一个车轮的伪连续监测或连续监测时，就在 车辆在正常使用中行驶的同时反复执行该方法。可选的是，该方法包括附加步骤通过识别从一个或多个模块(400)中导出的对 应于至少一个车轮(10)旋转的加速度信号分量(Ay，Az)中的周期性脉冲(500)来识别安装 在至少一个车轮(10)的轮胎(30)的壁部(230)或内侧轮辋上的一个或多个模块(400)。根据本发明的第二方面，提供了一种能操作成执行按照本发明的第一方面、第二 方面和第三方面中的至少一个的方法的车轮监测设备。根据本发明的第三方面，提供了一种能操作成在车辆内起作用的模块，该模块用 于执行按照本发明的第一方面、第二方面和第三方面中的至少一个的方法。根据本发明的第四方面，提供了一种包括按照本发明第四方面的车轮监测设备的 车辆，该设备能操作成按照本发明的第一方面、第二方面和第三方面中的至少一个监测车 辆(900)的至少一个车轮(10)的运行。根据本发明的第五方面，提供了一种包括安装于其上的一个或多个模块的车轮， 一个或多个模块能操作成与本发明第四方面的车轮监测设备一起起作用，所述车轮监测设 备操作成按照本发明的第一方面、第二方面和第三方面中的至少一个监测车辆的至少一个 车轮的运行。
根据本发明的第六方面，提供了一种包括按照本发明第五方面的模块的轮胎。可选的是，模块安装到轮胎的侧壁上或胎面部分附近。当上述设备已经按照本发明第一方面、第二方面和第三方面中的至少一个“校准” 时，即，识别一个或多个模块的位置，则设备能操作成提供车轮和轮胎的监测。然后，另一技 术问题关于如何最佳使用设备所提供的信息来保持车辆在使用中的运行。该附加技术问题至少部分由本发明解决。根据本发明的第七方面，提供了一种包括一个或多个车辆的系统，其中各车辆包 括能操作成执行按照本发明的第一方面、第二方面和第三方面中的至少一个的方法的车轮 监测设备，该系统包括(a)控制中心，该控制中心用于协调一个或多个车辆的修理或维护；(b) 一个或多个服务设施，该一个或多个服务设施能操作成执行一个或多个车辆 的修理或更换；其中该系统能操作成(c)使各车轮监测设备能够监测其一个或多个相关车轮的运行，并且检测其何时 出现问题或潜在问题；(d)使各车轮监测设备能够将问题或潜在问题传输到控制中心，用于使控制中心 识别能够解决这些问题或潜在问题的一个或多个服务设施；并且(e)使控制中心能够将用于车轮监测设备已经检测到问题或潜在问题的所述一个 或多个车辆的指令传输到用于要解决所述问题或潜在问题的所述识别到的一个或多个服 务设施。可选的是，所述系统在(e)中能操作成在一个或多个车辆为维护或修理而到达之 前通知识别到的一个或多个服务设施，使得识别到的一个或多个服务设施有机会对一个或 多个车辆为维护或修理的到达而进行准备。可选的是，当执行该方法时，控制中心能操作成在不需要一个或多个车辆的一个 或多个驾驶员介入的情况下自动地安排识别到的一个或多个服务设施处的维护或修理。可选的是，在该系统中，一个或多个车辆包括其上与车轮监测设备通信联接的全 球定位感测设备，用于使一个或多个车辆能够将其位置传输到控制中心，以便控制中心操 作成识别地理上最合适地设置用于服务一个或多个车辆的一个或多个服务设施。根据本发明的第八方面，提供了操作包括一个或多个车辆的系统的方法，其中各 车辆包括能操作成执行按照本发明的第一方面、第二方面和第三方面中的至少一个的方法 的车轮监测设备，该系统包括(a)控制中心，该控制中心用于协调一个或多个车辆的修理或维护；(b) 一个或多个服务设施，该一个或多个服务设施能操作成执行一个或多个车辆 的修理或更换；其中该方法包括如下步骤(c)使各车轮监测设备能够监测其一个或多个相关车轮的运行，以及检测其何时 出现问题或潜在问题；(d)使各车轮监测设备能够将问题或潜在问题传输到控制中心，用于使控制中心 识别能够解决这些问题或潜在问题的一个或多个服务设施；并且
(e)使控制中心能够将用于车轮监测设备已经检测到问题或潜在问题的所述一个 或多个车辆的指令传输到用于要解决所述问题或潜在问题的所述识别到的一个或多个服 务设施。根据本发明的第九方面，提供了记录在数据载体上的软件产品，该产品可在计算 硬件上执行，用于执行按照本发明的第一方面、第二方面和第三方面中的至少一个的方法。本发明的特征易于以任何组合结合在一起，而不脱离如附属权利要求所限定的本 发明的范围。


现在参照以下附图仅以举例的方式来描述本发明的实施例，附图中图1为现代重型商用车辆的车轮的示图；图2为图1中的车轮的一部分的示意性截面视图；图3为图1中的车轮的轮胎(车胎)的示意性截面视图；图4为重型商用车辆的现代前轮组件的截面视图；图5为重型商用车辆的现代后轮组件的截面视图；图6为图1中的车轮的示意性截面视图，示出了为了按照本发明使用来安装监测 模块的潜在位置；潜在位置包括位置L1处的轮毂安装位置、位置L2处的轮毂缘安装位置、 以及侧壁位置L3和胎缘位置L4处的胎内安装位置；图7为图1中的车轮轮胎的示意性截面视图，其中，其监测模块通过线缆连接安装 在车轮轮毂缘上的位置L2处，该线缆连接从模块至暴露于轮毂的贴片天线；图8为图1中的车轮轮胎的示意性截面视图，其中，其监测模块安装在轮胎上的位 置L3处，该模块设有包围轮胎边缘且暴露于轮胎外表面上的薄膜天线；图9为示出安装在图1中的车轮上的监测模块的空间运动的简图，同时示出弹簧 悬架的示图和在运行时作用在车轮上的力的示图；图10为示出在运行中可从安装在如图6中所示的位置L3处的监测模块上获得的 加速度信号的总体形式的曲线图；图11为按照本发明的结合图1中的车轮使用的车轮和轮胎的监测设备的第一实 施方式，该监测设备能操作成处理加速度信号；图12为按照本发明的结合图1中的车轮使用的车轮和轮胎的监测设备的第二实 施方式；该监测设备能操作成处理压力信号；图13为按照本发明的结合图1中的车轮使用的车轮和轮胎的监测设备的第三实 施方式，该监测设备能操作成处理加速度信号和压力信号；图14为能操作成安装到图1中的车轮上且感测车轮10的运行特征的监测模块的 简图；图15a至图15e示出了安装在图1和图6的车轮上的多个位置处的监测模块的各 种备选网络通信构形；图16为按照本发明使用的用于结合远程控制设施和服务设施的重型商用车辆的 车轮监测系统的简图；图17a至图17e为按照本发明的用于定位图16中的系统的一个或多个模块的位
9置的方法的图示；图18a至图18e为按照本发明的用于定位图16中的系统的一个或多个模块的位 置的备选方法的图示；图19为与运营重型曲商务车辆运输队的企业相关的涉及服务中心和站点的业务 系统的图示；图20为设有包括加速度计的模块的图1中的车轮的示图，该模块及其加速度计安 装成使得其感测轴线未与车轮的真实的横向轴线、径向轴线和切向轴线成角度地对准；以 及图21为在结合图20中的车轮使用而执行本发明时使用车轮和轮胎检测设备的第 四实施方式，该监测设备能操作成处理加速度信号。
具体实施例方式1.本发明的背景运营运输队的商业企业(例如，重型商用车辆的运输队)相比于私有机动车辆的 车辆拥有者面临不同的车辆维护和安全性的问题，前文中阐述了为私有机动车辆拥有者研 发出的现代的简单轮胎监测装置。对于运营运输队的企业而言，由于一次事故、故障或司法 案件可能会不利地影响企业的名誉和与其客户的关系，故可靠性和安全性极为重要。车辆 的维护和在车辆技术问题出现和导致破坏之前将其避免对于运营运输队的企业相当重要。在诸如重型商用车辆的车辆运输队中有许多车辆和用于车辆的轮毂组，这些轮毂 在不同时间都装备有新轮胎。轮毂可能在车辆之间互换，且在它们现有的轮胎认为是已经 磨尽时可分散地安装新轮胎。此外，在某些天气中，例如，在北欧和加拿大，法律要求在冬季 轮胎与夏季轮胎之间转换；冬季轮胎与夏季轮胎之间的这种转换是通过更换轮毂而非从其 相应的轮毂上移除轮胎来实现的。因此，车轮在未用于车辆上时，通常会放入储存容器中。 当车轮及其相关轮胎进行储存时，可能会出现各种滥用事件，而这在车轮及其相关轮胎再 次重新安装到车辆上之后会不利地影响车辆的安全性。这些滥用事件例如包括胡乱更改事 件。运营运输队的企业通常在它们的车辆实际上所有都用来赚得收入时达到最大经 济效率；进行修理或闲置的车辆代表未产生利润的投资，且甚至可代表价值上的贬值。与此 相关的问题在于有效维护高强度使用的车辆，尤其是针对其车轮和轮胎。本发明的利益在 于能够改善车轮模块的识别来监测和预测车轮和轮胎的潜在问题；运输队的车辆例如可出 于维护的目的而召回或重新调度。提高监测质量是通过使用更为理想且创新的传感器构造 和相关数据处理来实现的。这种改善的监测是通过使用车轮监测器的复杂构造来实现的， 车轮监测器自身会表现出复杂的管理和数据搜集问题。参看图1，其以侧视的形式示出了重型商用车辆车轮的简图。车轮大体上由10指 出。此外，车轮10包括由20指出的钢轮毂和30表示的轮胎(车胎)。现代的轮胎30通常 是无内胎的，即，不包括任何单独的内胎。轮毂20的圆形内部法兰40包括用于接纳螺栓或 类似紧固件的圆形布置的安装孔50，螺栓或类似的紧固件用于将车轮10附接到其相关车 辆的轴(图1中未示出)上。从内部法兰40沿径向向外延伸的是大致为截头圆锥形的轮辐 60，其具有如图所示的形成于其中的一系列径向上的圆形或椭圆形通风孔70，例如，这些通风孔70中的一个使得能够接近空气阀80，该空气阀80与由轮胎30包围的容积流体(空 气)连通，以用于对轮胎30充气或放气的目的。在其周长处，截头圆锥形轮辐60联接到圆 形轮辋90上。圆形轮辋90能操作成接纳轮胎30。在图1中，截面轴线由A-A表示，而图2中的车轮10的对应截面视图大致示出了 车轮10的上部。出于现在将要阐述的原因，车轮10的一般形式经过多年的发展已经大致 为最为理想的实施方式。内部法兰40设有其安装孔50的规则空间构造，用于使用上述螺 栓或紧固件来将车轮10牢固地安装到对应车辆轮轴110的一端上；轮轴110能操作成围绕 轴线B-B旋转。孔50的通路通常提供成更为确定地将车轮10保持在轮轴110上。通常， 对于重型商用车辆而言，所包括的盘式制动器115在轮轴110的一端附近，相对紧邻截头圆 锥形轮辐60及其相关的通风孔70。此外，目前还包括用于实现ABS制动系统来感测轮轴 110的角方位且因此感测车轮10的角方位的ABS角传感器编码器118来作为重型商用车辆 的标准部件；角传感器编码器118操作成产生表征车轮10的角方位θ的信号。角传感器 编码器118通常实现为光学感测装置、静电传感器装置和/或磁性感测装置。在运行中，当使重达10吨的商用车辆从80km/小时在几秒内停止时，会对应地吸 收大约3X IO6焦耳的动能，这些动能可导致与轮轴110相关联的盘式制动器115的能量耗 散损失率在数十千瓦的数量级上。截头圆锥轮辐60的孔70因而使空气能够循环而到达盘 式制动器115的一个或多个金属盘来用于冷却的目的。此外，轮辐60的孔70还有助于降 低车轮10的非悬挂重量，而不会不利地影响及机械强度，且提供了阀80的通路。轮辋90 具有形成在其中的多个凸脊来提高其机械强度，且还具有末端凸脊170来在运行中提供对 轮胎30的可靠保持。轮胎30围住的体积由120表示，运行期间，该体积保持在升压P下。接下来参看图3，示出了部分轮胎30的示范性截面视图。轮胎30包括用于抵靠 在圆形轮辋90的凸脊170上的内缘180。通常使用模制在轮胎30中的钢环或钢带200来 加强内缘180。此外，轮胎30包括通过模制到轮胎30中而嵌入的一个或多个强化编织金 属丝网和/或强化纤维丝网210。轮胎30的胎面部分220相比于轮胎30侧壁320的横向 厚度具有较大的径向厚度；胎面部分220较厚，用于容纳轮胎30的胎面。在运行中，胎面部 分220能操作成提供对道路表面(未示出)的牢固抓持和排水功能，而壁部230设计成在 车轮10与其相关的轮胎30在运行中于道路表面旋转时进行周期性的弹性挠曲。轮胎30，且甚至是车轮10都存在多种潜在故障模式，使用这些车轮10的运营车辆 (例如，重型商用车辆)运输队的企业将期望在各种故障模式造成破坏、事故或延误所涉及 车辆之前进行识别和纠正。所遇到的问题包括(a)轮胎30中的气压P过低，从而导致壁部230以及相关的一个或多个丝网210 过度挠曲，使得它们有机械硬化和过早断裂的危险；当气压P过低时，轮胎30与邻接轮胎 30的道路表面之间就会出现过大的接触面积，导致过度的轮胎磨损，且还有增大的滚动阻 力，且因此降低车辆的燃料经济性；轮胎30与道路表面之间过大的接触面积反过来还可导 致轮胎30与冰雪条件下的道路表面之间的抓持下降，这是因为轮胎30与道路表面之间的 接触力并非像理想期望的那样集中，而迫使轮胎30顺应易于提 供抓持的道路表面中的表 面不规则性。轮胎30在其内部气压P过低时的过度变形可能会通过轮胎30内的非弹性变 形程度而导致过大的能量耗散，其中，由此产生的相关升温在最坏的情况下会超过制造轮 胎30的材料所能忍受的温度。此外，当轮胎30内的压力P过低时，还会有内缘180失去其与凸脊170的密封的风险，这是出现在受到极大横向应力时，例如，在沿路缘石刮擦，而随 后突然失去轮胎30中的空气；(b)应用于孔50中，用于将车轮10固定到轮轴110上的一个或多个螺栓或紧固件 在车轮10与轮轴110的附接期间可能会不当地上紧，或可能易于在运行中松脱；这样松开 和可能失去一个或多个螺栓或紧固件可导致车轮10在轮轴110上颤动或发出异响，而在最 坏的情况下，甚至会变为与轮轴110分离开且滚离开(！)；(c)轮胎30和/或阀80可显现泄漏，使得在运行中会出现轮胎30内的压力P的 部分损失；如果此类压力损失P未检测到，则就可能出现上文在(a)中提出的问题；然而， 压力P会随轮胎温度Tty,e而变化，且还随轮胎30是否经由阀80再填充压缩空气或其他气 体而周期性地保持而变化；(d)轮胎30在使用中会显现出不平衡，例如，部分轮胎30橡胶会随着使用而变得 受到不均勻的侵蚀，或之前加到车轮10上的平衡重量会变为与车轮10分离；在图5中所示 的重型商用车辆后部处常用的双轮胎布置的情形中，已知的是，建筑砖或类似物体偶尔会 夹在双轮胎之间，且在双车轮旋转的同时物体随后由离心力移出的情况下会出现危险的抛 射；从轮胎中弹射出的物体在它们通过机动车辆前窗撞击时，可能会造成极大的危险，从而 导致伤害或事故；以及(e)轮胎30可以以一些其他对称方式变成椭圆或扭曲的，这未必会导致车轮10的 非对称不平衡；此外，轮毂20自身可变为挠曲的，且从而歪斜出平面外，而未必会导致车轮 10中的非对称不平衡。参看图4和图5，示出了重型商用车辆的现代制造的前轮和后轮组件的示例的示 图，示出了怎样实现围绕车辆车轮的紧凑区域。前轮和后轮组件中只有很少的多余容积来 容纳用于监测车轮运行状态的附加设备。在其他因素中，所包括的与上述制动器115相关 的部件在运行中邻近车轮10;制动器115具有与其相关的其他部件，如用于抵靠制动器115 的盘部件推动制动衬块的伺服促动器。然而，常用的实施方法在于，使所包括的ABS传感器 编码器118(图4和图5中未示出)围绕轮轴110且紧邻车轮10，用于在车轮10安装在其 轮轴110上时测量车轮10的角位置e。有益于测量，以便监测车轮10及相关轮胎30的状态的特征包括运行期间的温度 T、压力P和瞬时加速度A。另外还可行的是，使所包括的薄膜应变仪在轮胎30的壁部230 内或连结到轮胎30的壁部230上，以便测量它们的壁部挠曲。温度T和加速度A可在车轮 10上的各种空间位置处测出彼此不同的结果，而与由轮胎30围住的以120表示的容积内形 成的压力P在运行中实际上是相似的，因为压力P在相对较短的时间周期内是均衡的；由于 压力脉冲能够在容积120内以大约250米/秒的速度传播，故压力均衡估计出现在几毫秒 内。车轮10具有的直径为大约1米。图6示意性地示出了传感器有利地安装到车轮10上的位置类型。当多个传感器 包括在各类位置上时，多个传感器就有利地分布在围绕车轮10成角度分布的位置上，用于 提供表现出轮毂20及其轮胎30的运行的最为典型的信息。在位置L1处，紧固件有利的用法是将第一传感器模块附接到轮毂20上，或甚至经 由一个或多个孔50而附接到轮轴110上。第一传感器模块能够通过与阀80流体(空气或气 体)连通来监测轮胎压力P，能够监测轮毂20的温度Thub，且取决于所使用的加速度计的类型而感测出轮毂20的一个、两个或三个正交轴线(x，y，z)上的加速度。有利的是，包括在第 一传感器模块中用于执行测量的一个或多个压力传感器和加速度计为现在称为MEMS( “微 电子机械系统”)的硅微加工的集成电子部件。轮毂20的温度Thub将通常不同于轮胎30的 温度Tty,e ；在第一模块处测得的温度Tm。d因而不能理想地代表轮胎30温度Tt_且因此不 能理想地表示轮胎30的状态；轮毂20通常会受到直接冷却空气流，而在制动情况期间，将 由从相关盘式制动器115流过来的热空气快速地加热，如前文中阐述的那样，盘式制动器 115会受到数千瓦的突然峰值能量耗散，例如，这是在执行紧急制动期间或在执行紧急制动 之后不久。在第一位置L1处的第一模块并未由传导部件完全遮蔽，这就使得第一模块与车 辆的电子控制单元(ECU)或电子管理系统之间的短距离无线通信是可能的。在位置L1处 的第一传感器模块最易接近，且对于车辆而言易于改装，而只需要最小的机械变化。第二传感器模块有利是安装到位置L2处的轮辋90内表面上，且因而在运行中直 接受到轮胎30内形成的压力P。在该位置L2处的第二模块在测量该处的温度Tm。d时，能够 提供轮胎30的温度TtyM和上述压力P的精确测量。此外，包括在第二模块内用于测量位置 L2处的加速度A的一个或多个加速度计比位置L1处的第一模块离轴线B-B (见图2)有更 大的径向距离，且因此受到车轮10旋转引起的加速度的较大径向分量。将第二传感器模块 安装在位置L2处的优点在于，与轮辋90相结合的丝网210具有形成法拉第笼的倾向，法拉 第笼严重地减弱来自于第二模块的无线传输，除非第二模块具有经由轮辋90引出的天线， 例如，小气密孔，在位置L2处联接到第二模块上的天线导线经由该小气密孔延伸出而到达 截头圆锥形轮辐60上，用于提高无线通信效率。在图7所示出的示例中，位置L2处的第二 模块经由天线导线300穿过安装在轮辋90中且能操作成经受压力P的绝缘通孔310而联 接到薄膜金属贴片天线320上；可选的是，贴片天线320附接到截头圆锥形轮辐60上来用 于机械保护。作为备选或此外，位置L2处的第二模块电性联接到轮胎30的丝网210上，且 能操作成使用该丝网210来作为天线与上述电子控制单元(ECU)或电子车辆管理系统进行 无线通信。作为又一备选方式，位置L2处的第二模块可由穿过通孔310的导线或通过传导 性薄膜连接而直接电性联接到位置L1处的第一模块上，且可选为从其中获取能量，以及将 测量数据传输至其中。第三传感器模块有利的是安装到位置L3处的轮胎30内表面上，例如在将轮胎30 安装到轮毂20上之前，通过使用橡胶或塑性材料粘合剂等将第三模块连结到轮胎30上；作 为备选，在制造和保养轮胎30时，使用搭扣型压配合来将第三传感器模块安装到轮胎30上 也是可行且使用快速的。在位置L3处的第三模块能够测量该处的温度Tm。d，且从而提供轮 胎温度Ttyre的直接典型指示，压力P的典型直接指示，且还能够通过加速度A测量或应变 仪测量来提供轮胎30壁部230挠曲特征的典型指示；然而，由位置L3处的第三模块产生的 加速度信号为车轮10在运行中旋转且其侧壁230挠曲时的各种加速度分量的复合调制，而 安装在位置L1处的第一模块的加速度计能操作成产生加速度信号，该信号包括其中的大 小相对较大的直线加速度分量，这使得位置L1处的第一模块可能很适于监测此类直线加 速度分量。可选的是，位置L3处的第三模块也联接到联接在或甚至嵌入轮胎30的橡胶材 料内的一个或多个电阻膜或光学纤维应变量传感器(未示出)上，例如，在轮胎30的侧壁 230和/或轮辋圆周上。安装在位置L3处的第三模块所遭受的与位置L2处的第二模块的 类似的无线通信问题在于，与轮辋90相结合的丝网210用作法拉第笼使与轮胎30内的容积120的无线通信减弱。为了改善无线通信，位置L3处的第三模块可选为设有薄膜传导天 线350 (例如，由金属薄膜制成)，如图8中所示，该天线350夹在挠性绝缘材料(如聚酰亚 胺)层之间。天线350有利的是围绕内缘180包覆，且向上围绕轮胎30的外壁表面。位置 L2处的第二模块也易于设有此类薄膜天线，例如，设置在轮辋90的边缘上，且甚至延伸到 截头圆锥形轮辐60上。然而，此类薄膜天线在轮胎30安装到轮毂20上时易于受损，除非 由用以提供机械保护而加装的橡胶保护膜360或类似部件充分保护。作为备选或此外，第 三模块易于使其天线电性联接到轮胎30的丝网210上，该丝网210然后能够用作天线；第 三模块有利的是设有用于在安装期间穿透侧壁230内侧的电性穿孔销钉，用于提供与传导 丝网210的电性连接。还作为备选，位置L2处的第二模块能操作成用作无线中继节点，用 于将来自于位置L3处的第三模块的信号经由位置L2处的第二模块传送至车辆的电子控制 单元(ECU)；安装到车轮10上的模块之间的此类的节点通信将在下文中更为详细地描述， 且对应于进行配合而形成通信网络的模块。第四模块可选为安装在邻近轮胎30胎面区域的位置L4处，且以与安装在位置L3 处的第三模块大致相似的方式运行。现在将参照图9来进一步阐述由分别位置Ll，L2和L3处的第一模块、第二模块和
第三模块产生的测量信号。在图9中，示出了旋转轴线B-B，车轮10在运行中围绕旋转轴线B-B回转。车轮 10通过轮轴110提供，轮轴110具有联接到车辆底盘CH上的弹簧片和/或气动悬架上；悬 架由弹簧阐述Ks表示。从与轮胎30接触的道路表面施加到轮胎30上的力由力F(t)表示； 轮胎30具有由弹簧常数Kt描述的弹簧顺应性，弹簧常数取决于轮胎30内的压力P，以及还 取决于轮胎30的机械设计。分别在位置Ll，L2和L3处的第一传感器模块、第二传感器模 块和第三传感器模块分别由模块400表示，当车轮100围绕对应于轮轴110的轴线B-B旋 转时，模块400在运行中就界定由410表示的径向路径。径向路径410具有半径r，而模块 400相对于正常径向420以倾斜角 倾斜。模块400能操作成测量以下的至少一个(a)模块400处的温度Tm。d ；(b)模块400处的温度P ；以及(c) 一个或多个轴线x，y，z上的直线加速度，例如在图9中示出的，其中，当倾斜 角小为0度时，z轴平行于轴线B-B，当倾斜角小为零度时，y轴对应于车轮10的径向，而 x轴对应于切向，其相关的加速度会由接近0度时的倾斜角 较弱地影响。当模块400安装在位置L1处时，其经由其阀80来测量的轮胎30的压力P。如前文中所述，模块400如果期望的话可选为装备有其他类型的传感器，例如，电 阻式应变仪、压电应变仪、湿度传感器等。出于识别的目的，方便的是该模块400可选为设 有磁性传感器，例如使用磁性簧片继电器开关来实现，当例如具有100毫特斯拉的近场磁 场强度的永磁铁定位成邻近模块400 (例如，距此的距离在10cm内)时，磁性簧片继电器开 关就能操作成导电。参看图9，当车轮10以恒定角速度《旋转，且倾斜角 大致为0度时，由x轴加 速度计所测得的加速度4就由等式l(Eq. 1)给出Ax = g sin(wt+入)Eq. 1其中，
Ax = x轴加速度测量结果；r =安装模块400处的轴线B-B的半径；Co =车轮10的角旋转速度；g =重力常数(大约lOm/s/s)以及A =角偏移。当车轮10以恒定角速度《旋转，且倾斜角 大致为0度时，由y轴加速度计所 测得的加速度Ay就由等式2 (Eq. 2)给出Ay = rco2+g sin(cot+A )Eq. 2其中Ay = y轴的加速度测量结果；r =安装模块400处的轴线B-B的半径；Co =车轮10的角旋转速度；g=重力常数(大约lOm/s/s)；以及A =角偏移。有利的是，车轮10在安装在其轮轴110上时设有上述ABS角传感器编码器118来 用于测量车轮10的位置角度e和车轮10的角转动速度(0 = d e /dt。来自于等式1中的 测得的加速度Ax与该ABS传感器编码器118的测量结果的差异易于用来检测以下的一个 或多个(i)检测ABS传感器编码器118的故障；以及(ii)轮胎30相对于轮毂30滑移，尤其是关于在位置L3处感测时(尽管此类滑移 很少发生，但通常会有灾难性的后果)。假定该ABS编码器传感器118正确地起作用，则克服由ABS传感器编码器118确 定的转动角0的变化来检测加速度Ax例如可用于动态地确认模块400的正确工作。当倾斜角 为非零时，这例如关于位置L3处的第三模块在轮胎30壁部230挠曲 时，或在L1和L2处，在轮毂20失去其紧固件或相对于轮轴110歪斜时，模块400还能够测 量大致分别在y方向和z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) 中限定的那样提供测得的加速度信号Az = (rco2+g sin (co t+A )) sinEq. 3Ay = (rco2+g sin (co t+A )) cosEq. 4对于位置LI和L2，以图9中所绘的方位安装的模块400的倾斜角 通常大致为 零，使得加速度K的大小通常相对较小，而加速度Ay是道路表面特征引起的力F(t)、车轮 10转动引起的离心分量r (02，以及车轮10转动而调整的重力g的力的总和。然而，在轮毂 20变歪斜而引起的车轮10不平衡的情况中，例如(a)由于用于将轮毂20经由其孔50附接到轮轴110上的紧固件或螺栓的松开；(b)由于冲击或事故或断裂造成轮毂20变形，或(c)轮轴110自身由于故障或冲击而没有对准，倾斜角 变为随等式4(Eq. 5)限 定的车轮10旋转角e而变化小=sin(wt+iOEq. 5其中
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小_=失准角；以及U =关于车轮10旋转的角偏移，使得等式3至等式5然后易于组合使用来确定由安装在位置L1和L2处的模块 400所测得的加速度Ay和Az的性质。因此，按照本发明，加速度信号Az可用于识别通过在 一个或多个位置L1和L2上使用的模块400进行监测来识别角失准或紧固件问题。然而， 安装在位置L3上的模块400会受到壁部230的较大挠曲，这趋于支配关于轮轴110的角失 准或车轮10的横向颤动的角度变化的大小。此外，如前文中所述，将模块400安装在位置 L1处有利于从其阀80上测量轮胎30的压力P，但位置L1处的模块400所测得的温度由于 制动器在运行中间断加热而并未精确代表轮胎30的温度Ttyre。此外，将模块400安装在位 置L2处有利于测量轮胎30的压力P，以及测量轮胎30的典型运行温度(即，Tm。d =位置L2 处的TtyJ。当模块400安装在位置L3处时，其能够提供轮胎30压力P和温度的典型测量结果 (即，Tm。d = Ttyre)。然而，轮胎30壁部230的周期性挠曲在模块400安装在位置L3处时会 导致倾斜角 极大地随车轮30转动角0而变化；然后，倾斜角 大致变为轮胎30壁部 230的挠曲角。对于安装在位置L3处的模块400而言，倾斜角 然后变为如等式6 (Eq. 6) 所限定的序列函数H G( ) + H(P)t (k; sin(/(^ + ￡i )))
Eq. 6其中(K=角偏移；G(P)=描述随不与道路表面接触的部分轮胎30其中的压力P变化而变化的轮胎 30壁部230角度变化的函数；H(P)=取决于压力P，描述在其部分轮胎30与道路表面接触时的壁部230的角偏 转的函数；k =谐波系数；i=谐波指数；(0 =车轮10旋转的角速度；以及e ！=角偏移。图10在信号VI中提供了模块400安装在位置L3处且车轮10旋转时的角小的 性质图；当将模块400承载与其内壁230上的部分轮胎30与道路表面接触时，倾斜角就随 轮胎壁部230的挠曲快速变化。图10中的横坐标轴代表时间t内的旋转角e，g卩，角e = t，图10中的纵坐标轴大致代表壁部的倾斜角 。周期500对应于车轮10的完全回转， 即，a e = 2 31。例如，结合本发明使用的设备能够用于第一分析方法，该方法包括如下步骤计算 轮胎30的预期性能特征，以及然后将预期性能特征与测得的特征相比较。第一方法包括如 下步骤(a)对于限定角度和等式5中的函数G和H的给定轮胎30类型而言，对于测 得的轮胎30的给定压力P而言，对于轮胎30处测得的给定温度Tty,e而言，以及对于例如从 上述ABS编码器传感器118上确定的轮胎30的给定角旋转速度《而言，计算对应的预计模拟角度 ，且从其中弓丨出如安装在位置L3处的模块400中所包括的加速度计产生的加速 度\的模拟大小；(b)感测如模块400所测得的加速度Az的典型样本；以及(c)通过检测来确定是否模拟加速度和测得的加速度Az的彼此差异大于预定的阈 值量；如果它们并非彼此大致对应，则从其中推断出轮胎30可能有缺陷，且需要更换。例如，有潜在的可能在运行中轮胎30出现故障之前识别丝网210的老化。这种模 拟有利的是需要在包括在车辆的模块400和/或电子控制单元(ECU)中的计算硬件上执行 调和合成，以便导出模拟的加速度Az。例如，结合本发明使用的设备能够用于第二分析方法，该方法包括如下步骤采样 表征轮胎30运行中出现的加速度Az的数据、对采样数据进行谐波分析(例如，通过应用快 速傅里叶变换(FFT)或类似类型的变换)、然后从谐波分析中导出参数，以及然后将将计算 的参数与轮胎30的预期参数相比较；如果轮胎30的计算参数和预计参数之间的相互差异 大于预定的阈值量，则可检测出轮胎30的潜在故障，且如果需要就更换轮胎30。第二方法 包括执行的如下步骤(a)对由模块400中的加速度计产生的表征加速度Az的信号进行采样，以提供对 应的采样数据，且然后使采样数据进行调和分析，例如，通过有效的快速傅里叶变换(FFT) 算法，以便导出其调和含量，且因此导出一系列调和系数；谐波之间可选的相位关系，如等 式6(Eq.6)中^所表示的，也通过计算来在进行比较时使用；以及(b)在结合对轮胎30的温度TtKe和压力P的了解的情况下，基于查找轮胎特征 (如柔度和弹性，以及轮胎壁部的形状和轮廓)的参考表，从谐波分析中确定车轮10上提供 的轮胎30的类型；以及(c)将预定的轮胎30类型与实际识别的轮胎30类型进行比较；如果其间的彼此 差异超过预定的阈值量，则确定轮胎30有可能有缺陷，且可能需要更换。在使用上述第二方法时，在预计的轮胎与车轮10实际的轮胎30彼此不同的情况 下，就从而可从其中推断出轮胎30的老化或故障。如下文将阐述的，有利的是，模块在如图 8中所示安装在轮胎30的壁部230上时设有进行区分的识别代码(ID)。该代码有利的是 表现出模块400于位置L3处附接于其上的轮胎30的特征。模块400能操作成通过无线形 式将识别代码(ID)传输至电子控制单元(ECU)，该电子控制单元能操作成执行差异比较。 有利的是，谐波分析还应用于一个或多个加速度信号Ax和Ay上，以便进一步证实按照该第 二方法执行的谐波分析的可靠性。而安装在位置L3处的模块400尤其可有效检测关于轮胎30内的挠曲和耗散而出 现的潜在问题或缺陷，安装在位置L1处的模块400尤其可有效测量车轮10中的非对称差 异，且还用于确定车轮10及其相关轮胎30的非对称类型。对于检测不平衡且还检测车轮 10中的不平衡类型而言，甚至更为优选的是，模块400以非旋转方式安装在轮轴110上，大 致对应于轴线B-B。然而，关于车轮10中的不平衡的更多车轮诊断信息易于在模块400安 装在车轮10上且操作成随车轮10旋转时导出，优选的是模块接近其旋转轴线B-B，例如，大 致在位置L1处。如下文将更为详细地阐述的，监测车轮10旋转时的压力P提供了关于轮 胎30性能(例如，轮胎30的多浅裂变形)的非预期的大量附加信息。大体上由1表示的车轮监测设备的示例在图11、图12、图13和图21中示出了。
17车轮监测设备1可包括图11、图12、图13和图21中示出的数据处理设备600，680，690和 2200中的任何一个。参看图11，示出了大体由600指出的按照本发明的数据处理设备；该数据处理设 备能操作成提供车轮和轮胎的监测。数据处理装置600能够在模块400和上述电子控制单 元(ECU)中至少一个上实现，这取决于处理在何处易于最为方便和高效地执行。此外，处 理装置600易于在硬件和运行中可在计算硬件上执行的软件中的至少一个上实现。软件 有利的是提供为在计算硬件上执行的软件产品。软件产品有利的是传送至数据载体上的设 备600 ；数据载体有利的是以下的至少一种固态电子数据载体、无线信号、电信号、光纤信 号、光学和/或磁性可读的数据载体。在车轮10稳态旋转下，S卩，以恒定角速度(0旋转，径向加速度Ay的临时变化，即， dAy/dt，由于倾斜角 大致为零而具有大致为零的大小，不同于重力g引起的与车轮10的 旋转角9相关的效果。车轮30在运行中所接触的道路表面产生的瞬时加速度导致如图9 中所示的力F(t)随时间t变化，且引起轮轴110所经受的垂直直线方向的加速度Av上的变 化分量与车轮10的周期性旋转无关。然而，与车轮10旋转相关的垂直直线方向的加速度 分量(例如，如参照上述ABS编码器传感器118提供的车轮10旋转角0指示及其旋转《 角频率)有利于确定车轮10中的不平衡，且还可能阐明存在于车轮10中的不平衡的类型。 ABS编码器传感器及其相关信号处理电路由图11中的118表示。当一个或多个模块400在 位置L1至L4中的一个或多个处安装在车轮10上时，它们在运行中就与车轮10 —起旋转。 结果，测量如图9中所示的加速度\和Ay的一个或多个模块400中的一个或多个加速度计 所有都响应于车轮10的旋转来感测垂直直线方向的加速度。为了适当调整加速度\和~， 对于一个或多个模块400和/或与其无线通信的电子控制单元(ECU)，需要执行角解析，如 等式7(Eq.7)中所描述的Av = sin(cot)Ax+d2 cos(cot)AyEq. 7其中，比例常数。图11中由620表示的解算器在运行中执行这种角解析。解算器620有利的是从 ABS编码器传感器及其相关电路118中接收其旋转角0的角参考。解算器620还有益于操 作成除去重力g引起的加速度Av中的角从属分量，该分量在解析加速度Av中变为恒定的。 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的自动比 例确定，用于已知车轮10正确平衡的状态下，例如，在车轮10新安装在车辆上之后执行常 规校准期间。通过在代表相对于车轮10旋转《的角频率的加速度Av的信号上执行谐波分析， 例如在图11中由630表示的谐波分析仪中执行，就可确定不平衡的严重程度；例如，谐波 Q(m)的振幅有利的是由定标器640中的谐波定标函数y(m)来独立地定标，而然后在求和单 元650中求和来计算总计St。t和值，在谐波Q(m)中，m为加速度乂信号中的谐波数。总和 值St。t然后在由660表示的阈值检测器中与预定阈值Th进行比较，以确定车轮10是否需 要注意校正不平衡，例如，通过增加平衡重量或更换轮胎30。等式8和等式9描述了所需的 相关计算
如果St。t > Th，则车轮10需要注意Eq. 9等式9对应于图11中所示的判定点DK1。可选的是，在定标器640中执行的谐波定标函数y(m)取决于安装在车轮10上的 轮胎30的类型；例如，安装在车轮10上的稳健的凸块轮胎比为了在驾驶期间降低能量消耗 而优化的倾斜高性能高速轮胎在表征任何形式的潜在危险之前能够显现出较大不平衡程 度。此外，在定标器640上执行的谐波定标函数y(m)有利的是为从轮胎30安装到轮毂20 上的初始时间t0的时间t的函数，即，等式8中的y(m，t)。此外，还有利的是，使谐波定标 函数y (m)为由ABS传感器编码器118确定的自从轮胎安装于其上车轮10所经历的回转数 的函数，即，y(m，N)，其中，N为轮胎30的回转数。使谐波定标函数y (m，t)或y(m，N)为变 量的原因在于，磨损较大的轮胎30的不平衡相比于新安装的大致未磨损的轮胎30很可能 会导致轮胎30的故障，未磨损的轮胎30的内部丝网210未经受重复挠曲造成的实质工作 硬化。从谐波Q(m)的振幅中确定的车轮10的不平衡类型是从给定谐波的相对振幅中确 定的；这种确定是由图11中的670表示的分析器中的谐波分析来执行的。此外，这种谐波 分析有利的是使用一组软件规则来实现，通过将谐波模板应用于谐波中来识别所呈现的不 平衡的特定类型的标记图，或通过将表征谐波Q(m)振幅的数据馈送到神经网络中，该神经 网络设计成识别出现的某些类型的缺陷。取决于安装在轮毂20上的轮胎30的类型，有利 的是可选地给予软件规则、谐波模板和神经网络中的一种或多种。此外，规则、谐波模板和 神经网络中的一种或多种还有利的是可选为取决于轮胎30的年限和/或磨损程度。在计 算存在于加速度Av中的谐波Q(m)的相对振幅时，谐波Q(m)振幅的标准化有利的是实现为 如图11中所使用的信号处理的一部分。例如，当上述孔50中将轮毂20附接到轮轴110上的紧固件已经不当地上紧或松 开而使得轮毂20围绕其轮轴110发出异响时，车辆的悬架(例如图9中弹簧Ks所表示的) 通常可有效地让车辆的驾驶员察觉不到任何问题。轮毂20围绕其螺栓或紧固件晃动在车 轮10旋转时导致车轮10突然的较小摇动；甚至还已知的是，截头圆锥形轮辐60在其脉冲 激励而进行对应于挠曲的“cos2 θ模式”的共振(即，轮辋90和截头圆锥形轮辐60的环形 变形)时，产生类似于钟声的铃声。这些很小的突然摇动引起相对较高的谐波中的信号能 量，例如，在谐波Q(m)中的第10和第20个谐波的范围内，定标函数y(m)可布置成隔离，以 便明确地检测车轮10上的紧固件松开，以警示车辆的驾驶员。有利的是，几个不同的定标函数y(m)同时应用于谐波Q(m)，以便由数据处理设备 600同时监测所出现的几个不同类型的不平衡。在备选方案或附加方案中，实现数据处理设备600，由模块400测得的压力P提供 给谐波分析器630，从而代替图12中所示的解析加速度Av ；在图12中，适于以谐波方式分 析压力P的数据处理设备600大体上由680指出。轮胎30中的不规则(例如，导致轮胎30 隆起的局部凸起或弱点)像某些角θ位置处的压力脉冲一样在车轮10在运行中旋转时变 得明显。通过分析随车轮10的旋转角θ而变化的压力P的变化，S卩，与转动速率ω相关的压力P的分量，就可以提供对轮胎30的附加监测来改善缺陷检测或轮胎30中的潜在缺 陷。数据处理设备680以与数据处理设备600大体上相似的方式起作用，只是分析的是压 力P，而不是加速度Av。可选的是，如图13中所示和其中的690指出的，按照本发明的数据 处理设备通过将数据处理设备600，680合并在一起来提供，以便提供一致或周期性交替的 谐波分析和加速度Av和压力P的监测；提供在数据处理设备690中的切换装置695以软件 或硬件方式实现，用于在压力P与加速度\之间选择。图13中示意性地示出的数据处理 设备690的优点在于，在运行中易于实现对车轮10的更为全面的监测。由安装在位置L3处的模块400感测到的轮胎30壁部230挠曲的上述分析有利的 是在电子控制单元(ECU)和/或模块400内与关于定位在位置L1和L2中的一个或多个上 的一个或多个模块400执行的谐波信号分析的结果比较。在比较使得定位在彼此不同的位 置L1至L3上的模块400引起相互冲突的分析结果的情况下，车轮10和/或其轮胎30就 有较高可能存在潜在问题；然后，有利的是警示信息从数据处理设备600，680或690中视情 况而传送给车辆驾驶员和/或运营这些车辆的运输队的企业的控制中心，警示信息为需要 在车辆上执行维护，例如，对车辆将来的维护计划设计后勤保障。这些后勤保障例如可包括 预先安排可用的替换轮胎，以及通知关于车辆到达时间的服务设施来用于维护的目的，以 便可在服务设施处执行适当的任务调度。安装在一个或多个位置L1至L3处的一个或多个模块400可选为与电子控制单元 (ECU)通信，易用于检测轮胎30中的更多逐渐的瞬时变化，例如，由于其中的泄漏造成的压 力P逐渐减小，例如，泄漏在数周或数月的时期内。然而，上述电子控制单元(ECU)与一个 多个模块400无线通信，可选为与上述电子控制单元(ECU)配合的一个或多个模块400可 用于监测轮胎30的突然减压，例如，突然减压，且然后与将新更换的轮胎30安装到轮胎20 上相关的再加压。当装备有安装于其中的模块400的之前的轮胎30由缺少任何此类模块 400的替换轮胎30更换时，监测这种突然减压就很重要，以便例如在图11中所示的各种信 号处理功能的参数可由设备600，680或690适当选择。在并未可靠了解轮胎30的识别信息 和状态时，在数据处理设备600，680或690中有利的是采用表现出轮胎30大致适中的胎面 磨损程度的参数的默认值。有利的是，在已经检测到这种突然减压的情况下，发出消息“非 可靠信息”来提醒驾驶员正在向电子控制单元(ECU)提供可能为非典型的信息。例如，在轮 胎30未经授权进行替换或出现与轮胎30相关的胡乱更改事件时，就会出现这种情况。现在将参照图14来概略地描述模块400。在运行中，模块400需要很稳健，而且造 价还很便宜。此外，例如在安装在上述位置L3中时，模块400就相对难以接近，且需要在无 使用者干涉的情况下可靠运行。有利的是，模块400使用上述微电子机械系统(MEMS)技术， 例如，该技术基于硅微加工制造工艺。模块400包括电池组700，除其他部件外，电池700还 包括一个或多个电化学电池，其能操作成向计算机处理器710提供电功率。包括软件产品 的数据存储器720与处理器710通信地相联；该软件产品包括软件代码，其可在处理器710 上执行，且能操作成协调模块400的功能。处理器710具有与其相关的时钟(CLK)和用于 将模拟传感器信号转换成对应的采样传感器数据的模数(A/D)转换器；有利的是，模数(A/ D)基于显现出适中的能量消耗的高速多通道E-A型转换器。E-A转换器目前用于由能 量决定的装置中，如微型助听器，其由电池组功能，且需要在无看管的情况下运行很长的时 期，该转换器例如用于电池组的变化。模块400还包括用于提供往返于模块400的双向通信的短距离无线接口 730 ；无线接口 730有利的是使用目前的蓝牙、Weebre或按照相关标准 通信协议运行的类似的无线接口技术来实现。作为备选，模块400可实现为包括逻辑电路 的专用集成电路(ASIC)。模块400还包括由750表示的一个或多个传感器的阵列，其对应的一个或多个输 出联接到上述A/D转换器上。取决于模块400的预计位置，即，位置Ll，L2，L3和L4，以及 所期望的车轮监测功能性的程度，传感器750阵列包括以下的一个或多个(a)有利的是基于MEMS结构的压力传感器760，MEMS结构包括具有应变仪或振荡 共振信号读出的硅微加工膜；(b)用于测量模块400附近的空气或表面的温度的温度传感器765，其中，温度传 感器765有利的是具有_40°C至+100°C的测量范围；(c)有利的是在MEMS结构中实现的加速度计770，MEMS结构包括弹簧悬架上的一 个或多个硅微加工检验质量，而一个或多个检验质量的对应位置读出表征加速度；可选的 是，对于提高准确度和相应而言，加速度为力反馈型加速度计；加速度计770有利的是感测 一个、两个或三个正交轴线上的加速度。为了最佳地监测车轮10以及相关轮胎30的运行， 加速度计770实现为三轴线加速度计；(d)磁性传感器775，其优选的是实现为真空封装的簧片继电器开关，而且易于实 现为霍尔效应装置；所包括的可选的磁性传感器775使用靠近模块400的强磁性来触发模 块400 ；然而，如下文更为详细阐述的那样，触发模块400的其他途径也是可能的，且按照本 发明；以及(e)应变量传感器780，在模块400安装在车轮10上的位置L3上，其最可能与模 块400相关。传感器780可在轮胎30安装到轮毂20上之前附接到轮胎30上。可选的是，模块400易于包括上文并未详细描述的其他类型的传感器。可选的是，电池组700至少部分是可再充电池组，且设有其自身的电磁性再充电 装置，该装置响应于运行中的车轮10旋转而受到促动，例如，有些类似于自动上发条的机 械腕表，其中，手腕运动可用于移动不平衡质量，以便提供给表上发条的能量。作为备选或 此外，还可使用电池700响应于车轮10旋转的压电再充电。在运行中，计算机处理器710能操作成执行自诊断，且在模块400内发生局部或总 体故障的情况下，经由其无线接口 730发送警示消息，且在模块400完全有用时发送确定消 息；在模块400故障的情况下，其相关的车辆是不移动的，但仅会导致关于车轮和相关轮胎 监测的功能性下降。有利的是，可通过电子控制单元(EOT)来通知车辆驾驶员关于功能性 降低，且车辆驾驶员可选择是否不顾模块400的故障而继续驾驶。在运行中，当计算机处理器710检测到来自于加速度计770的信号大致在预定时 间周期之外也是恒定的时，例如，在车轮10停止旋转的时期之后范围从几秒至高达10分钟 的时间周期，计算机处理器710有利的是能操作成促使模块400呈现休眠模式来在无线接 口 730基本上断电的期间保存能量。在休眠模式期间，计算机处理器710有利的是能操作 成在短时期内周期性且临时地触发无线接口 730，以检测来自于车辆电子控制单元(ECU) 的“唤醒”命令。一旦计算机处理器710检测到来自于加速度计770和/或压力传感器760 的信号临时变化，例如，在预定时间周期期间，则处理器710就操作成将模块400切换至其 活动状态，即，非休眠状态，其中，如图14中所示的所有功能零件都投入运行中。作为备选或此外，模块400可在接收到来自于电子控制单元(ECU) 950的特定休眠指令时设置成休眠 模式；有利的是，特定指令包括模块400的识别代码(ID)，其呈现了该休眠模式；类似的是， 模块400可通过接收来自于电子控制单元(E⑶)950的特定唤醒指令而明确地指示为呈现 功能活动状态，即，非休眠状态。另外作为备选或此外，包括在车辆车轮10上的所有模块 400均可通过从电子控制单元(E⑶)950无线传输来的普通明确指令而设置成休眠状态，或 设置成功能活动状态；普通明确指令有利的是响应于车辆驾驶员启动和停止车辆的内燃机 或电力牵引马达而由电子控制单元(ECU)950设置。当车辆具有混合动力系或设有由燃料 电池提供电能的电动力系时，这种电力牵引马达就是相关的。当模块400内执行大量数据处理以便围绕车辆分配计算负载时，例如，信号处理 涉及应用快速傅里叶变换(FFT)或类似信号处理算法，模块400就能操作成接收其给定相 关车轮10上的源于上述ABS传感器编码器118及其与给定车轮10关联的相关电路的同步 信号。该同步信号有利的是从车辆的上述电子控制单元(ECU)950中提供，操作成提供车辆 轮毂的数据通信。由于车辆的车轮10有可能以相互不同的速率回转，例如，在车辆转向时 或由轮胎30外径的微小差异造成，各车轮10及其相关模块就需要相对于其相关ABS传感 器编码器118独立同步。由计算机处理器710执行的数据处理有利的是能够减少通过无线接口 730传输至 电子控制单元(ECU)的大量数据。这种局部数据处理的有利之处在于，当模块400工作时， 主要是无线接口 730消耗电池组700的大多数能量。可通过处理器710周期性地在时间 帧的开始传输传感器信号的实际数据值，然后是表征每一时间帧期间数据值中的变化的数 据，就可减少模块400中的数据流。获得数据压缩的其他途径还可选为用于减少无线接口 730处的能量消耗。有利的是，模块400能操作成为各加速度计轴线和/或考虑到Nyquist 采样标准的压力传感器760以50样本/秒至200样本/秒的范围内的最大样本速率来传 输加速度计信号数据和压力P数据。对于温度T，还可选用达到每秒1个样本的较低速率， 这是因为相比于加速度A和压力P，温度T的快速变化较小。模块400还有利的是能操作成容许软件更新从电子控制模块(ECU)下载至模块 400，例如，经由其无线接口 730，用于升级或更改其运行，例如，响应于修正的安全表面或车 辆运营者所采用的政策。这些软件更新还使得能够随后使用新的和改进的数据处理算法， 即，软件升级。如前文中阐述的，模块400经编程而具有识别代码(ID)，该识别代码可由上述电 子控制单元(ECU)使用，用于使模块400与车辆上的其他类似模块400区分开，且与偶尔从 附近通过的其他车辆上的类似类型的模块400区分开，例如，这些其他车辆在高速公路行 驶期间的相邻车道上。电子控制单元(EOT)能操作成使用识别代码(ID)来识别，通过模块 400传输的部分车辆数据从识别代码(ID)中导出。下文将更为详细地描述这种识别。与其无线接口 730合并的计算机处理器710还操作成可选地提供通信网络功能。 有利的是，计算机处理器710具有直接连线的接口，以便安装在车轮10上的位置L1处的第 一模块400能够通过线缆或穿过如图7中所示的通孔310的光线通信链路直接联接到安装 在图15a中所示的容积120内的轮辋90上的位置L2处的第二模块400上。定位在位置L1 粗豪的第一模块400的处理器730因而能操作成(a)处理由其传感器750阵列产生的信号，且将处理的信号作为处理数据传送至第一模块400的其无线接口 730上，用于与电子控制单元(EOT)连通，以及(b)接收来自于位置L2处的第二模块的处理信号输出，用于经由第一模块400及其无线接口 730传送至电子控制单元(EOT)。作为备选，在位置L2处的第二模块400的数据信号可为(a)经由位置L2处的第二模块的无线接口 730传输至位置Ll处的第一模块的无 线接口 730，且然后，(b)数据信号可经由无线接口 730及其相关第一模块400的计算机处理器710传 播至电子控制单元(ECU)。此类通信链路还易于逆向使用，用于将上述ABS同步信号经由位置Ll处的第一模 块400传送至如图15b中所示的位置L2处的第二模块400。以类似的方式，位置L2处的第二模块400能够作用为用于安装在位置L3处的第 三模块400的网络继电器。有利的是，位置L2处的第二模块400由穿过通孔310的线缆或 光纤联接到位置Ll处的第一模块400上，而位置L3处的第三模块400无线联接到如图15c 中所示的位置L2处的第二模块400上。通过图15c中的构造，就可避免用作法拉第屏的丝 网210和轮辋90的问题。考虑到可能的大量时间，位置L3处的第三模块400与位置L2处 的第二模块400之间的无线通信是有益的，当车轮10在运行中旋转时，位置L3处的第三模 块400响应于轮胎30的壁部230挠曲而相对于位置L2处的第二模块400移动；链接位置 L2和L3处的模块的线缆或类似直接连接不但易于受到工作硬化效果的破坏，而且在一旦 轮胎30已经安装到轮毂20上，由于容积120随后难以由使用者接近，故实际上不能用于附 接。在备选构造中，位置L3处的第三模块400 (替换了位置L4处的模块400)电性联 接到轮胎30的丝网210上，丝网210用作无线传输至电子控制单元(EOT)的高效贴片无线 电天线。在此构造中，位置L3处的第三模块400能够用作无线中继节点，用于传输来自于 安装在轮辋90的位置L2处的第二模块400的数据。图15d中示出了此类构造。位置Li，L2，L3和L4处的模块400的其他网络构造也是可行的。例如，如图15e 中所示，模块400可选为操作成全部经由其无线接口 730直接无线地与电子控制单元(ECU) 通信。另外作为备选，模块400取决于在电子控制单元(ECU)处接收到的无线信号强度来 动态地重新构造，例如，如前文参照图15a至图15e阐述的各种网络节点之间的无线信号强 度。这种重新构造由模块400提供的通信网络的灵活性在车轮10在车辆上更换或变化时 是有益的。下文将更为详细地描述这种适应性。有利的是，安装在位置Li，L2，L3和L4处的第一模块、第二模块、第三模块和第 四模块400分别设有其独特限定的识别代码(ID)，模块400能操作成在与电子控制单元 (ECU)通信时使用识别代码(ID)来将其数据与其他模块400的数据区分开。此外，当电子 控制单元(ECU)发送源于ABS传感器编码器118的同步信号时，例如在模块400处局部执 行大量数据处理来减少运行中经由其无线接口 730传输至电子控制单元(ECU)的大量数据 的情况下，这些识别代码(ID)就是有益的。在前文中，已经描述了诸如车轮10及其相关的一个或多个模块400和安装在车辆 上的其电子控制单元(EOT)的部件。这些部件形成了车轮和轮胎监测系统的一部分，现在 将参照图16来更为详细地阐述该系统。
在图16中，示出了大体上由900指出的上述车辆的平面图。车辆900在运行中由 图16中910表示的上述驾驶员驾驶。此外，车辆900包括前部牵引单元920，前部牵引单元 920包括操作成将动力提供给一对可操纵的前轮10的内燃机930，前轮10有利的是实现为 大致如图4中所示。内燃机930至少为以下的一种现代的气缸内燃机、具有涡轮增压器的 内燃机、电性串接或并排的混合式发动机、燃气涡轮发动机、将电能提供给相关电动马达牵 引装置的燃料电池系统。车辆900还包括具有如图所示的两组双后轮10的拖挂单元940 ； 双后轮10有利的是有些像图5中所示那样实现，且可选为以类似于前部牵引单元920的前 轮10那样操纵。车辆900的车轮10的其他构造也是可能的，而图16仅为描述本发明的一 个示例。车辆900还设有由950表示的上述电子控制单元(EOT)；电子控制单元(E⑶)950 包括结合数据存储器和一个或多个无线接口和电接口的计算机处理器，计算机处理器能操 作成执行包括可执行软件代码的一个或多个软件产品。电子控制单元(ECU)950与驾驶员 910操作的操纵台915通信联接。可选的是，电子控制单元(E⑶)950还与内燃机930通信 联接，用于执行发动机管理和监测功能，例如，任意限制速度，或向驾驶员推荐适合的速度， 在该速度下，驾驶员910能够在电子控制单元(ECU) 950检测到车辆900的一个或多个车轮 10的问题或潜在问题的情况下驾驶车辆900。此外，电子控制单元(ECU)950还无线联接到 如前文所述的车辆900的一个或多个车轮10上的一个或多个模块400上。电子控制单元(E⑶)950包括天线960，天线960用于发送和接收由970表示的无 线信号，用于使车辆900能够与其他设施通信，例如，如图16中所示，这些车辆900的运输 队的企业组织后勤部门的控制中心1000，或车轮10和车辆900的轮胎30可保养和更换的 服务设施1010。有利的是，电子控制单元(E⑶)950能操作成监测车辆900车轮10的运行， 且自动地通知控制中心1000需要通信驾驶员910将车辆900驶入服务设施1010中来保养 其车轮10和相关轮胎30，例如，作为为车辆计划的运输调度的一部分，从而对企业提供给 其客户的服务引起较少干扰。对服务设施1010的访问可选的是响应于气候条件或时间而 触发，例如，与在北欧和北美将夏季轮胎30更换为冬季轮胎30有关。可选的是，电子控制单元(EOT) 950还无线地联接到全球定位系统(GPS) 1020上， 用于在运行中确定在地球表面上的车辆900的空间位置。例如，GPS系统1020是由美国管 理机构所管理的，或相当的欧洲伽利略定位系统。另外作为备选或此外，GPS系统1020基于 称为GPRS等的移动电话系统，S卩，蜂窝网系统。在运行中，电子控制单元(ECU)950能操作 成确定车辆900位于何处和在何处将此位置信息传送至控制中心1000，以便控制中心1000 了解车辆900的位置。此外，如上文所阐述的那样，在电子控制单元(EOT) 950通过一个或多 个模块400而检测到其一个或多个车轮10有缺陷且需要维护或有可能变成有缺陷的或需 要维护的情况下，控制中心1000可将车辆900引至地理上适当便利的服务中心1010。可选 的是，控制中心1000基于对车辆900位置的了解，能操作成经安排使牵引车920在适合的 地理位置处与其挂车940分离开，使得备选的牵引车可快速联接到挂车940上来更为迅速 地将挂车940及其内容物拖动至其目的地，例如，至客户处；牵引车920因此可得到保养，而 不会干扰挂车940至客户处的严格的运输时间。此外，服务中心1010还可受到直接来自于 车辆900或间接经由控制中心或两者的预先警示，警示关于车辆900的到达，以及车辆900 的一个或多个车轮10的可能问题的指示。向控制中心1000，且可选地向服务中心1010这 样通知关于车辆900的问题易于自动地发生，而不需要驾驶员910解释消息和积极地通知控制中心1000、服务中心1010或客户中的一个或多个。因此，就易于实现改善对客户的服务。在其电子控制单元950检测到关于车辆900的一个或多个车轮10的问题或其一 个或多个模块400的故障的情况下，为了使车辆900不会不移动，则电子控制单元(ECU) 950 就操作成产生各种警示消息。在一个或多个模块400出故障的情况下，电子控制单元 (E⑶)950就将该故障的警告发送给控制中心1000和驾驶员910中的至少一个，但继续监测 其模块400继续正确运行的其他车轮10。安装在一个或多个车轮10上的模块400的监测 功能的这样友好的衰减易于改善车辆900的运行稳健性，即，一个或多个模块400的损坏不 会使车辆900不移动。然后，鉴于其一个或多个模块400变得不运行，驾驶员900和/或控 制中心1000就决定是否继续驾驶车辆900。一个或多个模块400损坏的潜在原因例如在于 其中的电池组700耗尽，或更换了轮胎30。2.按照本发明的识别模块位置的方法关于本发明，以上说明描述了各种设备和模块，本发明易于结合这些设备和模块 来实现。然而，本发明涉及一种识别包括在车轮和/或其相关轮胎中的车轮模块的位置的 方法；例如，涉及识别车轮模块场所的方法，该车轮模块能操作成监测车轮和/或其相关轮 胎的特征，且经由通信链路将表征这些上述特征的信息传输至电子控制单元(ECU)和/或 控制系统，以便例如用于使用者显示。此外，本发明还涉及用于执行上述方法的车轮模块； 这些车轮模块的各种执行方式已经在前文中描述了，且还将在以下段落中描述。将从图16中认识到，车辆900具有许多车轮10，S卩，前文中所述示例中有十个。当 各车轮10设有在其位置Ll，L2和L3上的三个模块400时，车辆900就可能装备有三十个 这样的模块400 ；如果各位置Ll，L2，L3或L4处包括一个以上的模块400，例如，位置L2处 的一个模块400的径向设置为e =0°而另一个为e =180°，则有可能存在三十个以上 的这样的模块400。实际上，可以确定的是，车轮10有利的是设有三个以下的模块400，以 便总共大约五至二十个模块400 (例如，十个模块400)可方便地完全用于例如车辆900。在 对电子控制单元(ECU) 950进行编程来识别其相应的模块400，以及得到关于模块400位于 车辆900上那些位置的所需信息中，出现了一个问题。对于驾驶员910或对车辆900负责的其他人员而言，得到模块400的识别代码 (ID)及其在车辆900中的位置的列表，并人工地将这些信息输入(例如，通过在计算机键 盘上键入)电子控制单元(E⑶)950中可能是极为辛苦的，且可能容易造成数据输入错误。 因此，所出现的需要在于，自动地将车辆(900)关于其模块400的空间设置定位(即，“校 准”)，即，传达电子控制单元(E⑶)950关于其模块400的空间设置。这种“校准”对于相 驾驶员910、控制中心1000和/或服务中心1010提供正确信息很重要，这些信息关于车辆 900的车轮10可能有缺陷，可能有缺陷或需要保养，例如，充入压缩空气来增大其压力P，或 需要更换轮胎30。某些类型的不平衡缺陷或轮胎壁部230缺陷不可通过仅随意目视检查车 轮10及其轮胎30来确定。在识别车辆900上的模块400的位置的第一方法中，即，“校准”车辆900，驾驶员 910或对车辆900负责的其他人员按下与电子控制单元(ECU)950通信联接的控制单元上 的按键(例如，在控制台915键盘上)，以指示将要执行模块定位程序。驾驶员910或责任 人员采用永磁铁，且然后沿围绕车辆900的路线(始于第一预定位置而终止于第二预定位置)行走。当围绕上述路线行走时，驾驶员910或责任人员沿该路线使磁铁依次接近各车 轮，使得该处的一个或多个模块400暴露于磁铁所产生的磁场下。例如，该路线包括在车辆 900的右前方转角处开始，且以顺时针方式围绕车辆900移动至车辆900的左前方转角处； 作为替代的是围绕车辆900的反时针路线。然而，其他路线也是可能的，且在本发明的范围 内，例如，首先接近一对前轮10，而然后向后沿车辆900移动，而最后到达一对后轮10 ；作为 替换的是在一对后轮处开始渐进移动而最终到达一对前轮10的路线。
当围绕该路线移动时，驾驶员910或责任人员在各车轮10处首先着手将磁铁提供 成很靠近轮轴110，用于触发位置L1处提供的模块400，且然后使永磁铁向外朝车轮10圆 周移动，用于触发其安装在位置L2，L3和/或L4处的一个或多个模块400 ；作为代替的备 选方案为，从车轮10的圆周开始，向内朝车轮10的轮毂20。作为使用永磁铁的备选方案， 可使用电磁铁，其临时很靠近各车轮10沿路线受到激励，用于执行第一校准方法。
永磁铁能操作成促使存在于各模块400中的磁性传感器775将信号发送至其相关 的计算机处理器710，该计算机处理器710响应为操作成将包括模块400的识别代码(ID) 的消息经由其无线接口 730通过无线通信发送给电子控制单元(ECU)950。电子控制单元 (ECU)950从而以对应于预定模块路线的顺序接收识别代码(ID)序列，且从而能够确定模 块400位于车辆900中的何处。然而，在驾驶员910或责任人员并未努力遵循预定路线的情 况下，电子控制单元(ECU)950就易于提供有完全错误的数据。实际上，“校准”车辆910的 第一方法是可以使用的，但对于驾驶员910或责任人员执行而言趋于冗长，且还易于错用。发明人已经认识到，很期望使用实际上较不冗长且执行更快的在车辆900上定位 模块400的位置的方法。现在将参照图17a至图17e来描述根据本发明的识别模块400在车辆900上的位 置(即，“校准”车辆900)的方法。在图17a中，车辆900以平面图示出，其中，其前轮组由 10a表示，其中间的车轮组由10b表示，而其后轮组由10c表示。车辆900沿方向x受到驱 动，朝向位于道路表面上的细长的大致为直线的物体1100 ；例如，该物体1100为大致为直 线的校准凸脊，其实现为细长的橡胶条，可临时设置成跨过道路而用于校准的目的。在识别车辆900上模块400的位置的第二方法中，即，“校准”车辆900，驾驶员910 将车辆900将要校准输入电子控制单元(ECU) 950中；例如，驾驶员910压下控制台915上 的合适的按键或按钮。驾驶员910然后如图17b至图17d中渐进绘出那样驾驶车辆900越 过物体1100，导致如图17e中所示的垂直加速度信号Av和/或压力P瞬时变化信号由电 子控制单元(EOT) 950接收。在图17e中，横轴1110表示车辆沿x表示的方向渐进运动，而 纵轴1120表示垂直加速度K的变化或压力P的变化。由于与前轮10a相关的模块400的 信号中的脉冲首先与其识别代码(ID) —起接收到，故电子控制单元(ECU)950从而能够通 过其识别代码(ID)自动地使前轮10a与其对应模块400相关联。此外，由于与中间车轮 10b相关的模块400的信号中的脉冲随后与其识别代码(ID) —起接收到，故电子控制单元 (E⑶)950从而能够通过其识别代码(ID)自动地使中间车轮10b与其对应模块400相关联。 此外，由于与在后轮10c相关的模块400的信号中的脉冲最后与其识别代码(ID) —起接收 到，故电子控制单元(E⑶)950从而能够通过其识别代码(ID)自动地使在后轮10c与其对 应模块400相关联。然而，“校准”车辆900的第二方法并未使电子控制单元(ECU)950能够 区分模块400位于车辆900的哪一侧上。
现在将参照图18a至图18e来描述识别模块400在车辆900上的位置(即，“校准” 车辆900)的方法。在图18a中，车辆900以平面图示出，其中，其前轮组由10al和图10ar 表示，以分别表示车辆900的左侧和右侧，其中间车轮组由10bl和10br表示，以分别表示 车辆900的左侧和右侧，而其后轮组由10cl和10cr表示，以分别表示车辆900的左侧和右 侧。车辆900沿方向x受到驱动，以非直角朝向位于道路表面上的上述物体1100。在识别车辆900上模块400的位置的第三方法中，即，“校准”车辆900，驾驶员910 将车辆900将要“校准”输入电子控制单元(ECU) 950中；例如，驾驶员910按下控制台915 上合适的按键或按钮，且还输入车辆的哪一侧(即，车辆900的左手侧或右手侧)将先接触 上述物体1100的指示。驾驶员910然后如图18b至图18d渐进绘出那样以不垂直的倾斜 角度驾驶车辆900越过物体1100，例如，该倾斜角在50°至85°的范围内，其中，90°对应 于图17中所示的直角设置，从而导致如图18e中所示的加速度信号Av和/或压力P瞬时变 化信号由电子控制单元(ECU) 950接收到。在图18e中，横轴1110表示车辆沿x表示的方 向渐进运动，而纵轴1120表示垂直加速度K的变化或压力P的变化。由于与前轮相关的模 块400的信号中的脉冲以10ar先于10al的顺序首先与其识别代码(ID) —起接收到，故电 子控制单元(EOT)从而能够通过识别代码(ID)将前轮10ar，10al与其对应模块400相关 联，还标记模块400安装在车辆900的哪一侧上。此外，由于与中间车轮10br相关的模块 400的信号中的脉冲以10br先于10bl的顺序随后与其识别代码(ID) —起接收到，故电子 控制单元(E⑶)950从而能够通过其识别代码(ID)自动地使中间车轮10br，10bl与其对应 模块400相关联，还标记模块400安装在车辆900的哪一侧上。此外，由于与在后轮相关的 模块400的信号中的脉冲以10cr先于10cl的顺序最后与其识别代码(ID) —起接收到，故 电子控制单元(E⑶)950从而能够通过其识别代码(ID)自动地使后轮10cr，10cl与其对应 模块400相关联，还标记模块400安装在车辆900的哪一侧上。然而，“校准”车辆900的第 二方法并未使电子控制单元(E⑶)950能够区分模块400位于车辆900的哪一侧上。第三 方法比“校准”车辆900的第二方法有所进步，但需要驾驶员910更多输入，且存在驾驶员 910错误输入关于车辆900的哪一侧首先接触物体1100的信息的风险。作为使用物体1100的备选方案，在执行识别一个或多个模块400在车辆900上的 位置(即，“校准”车辆900)的第二方法和第三方法时，可简单地驾驶车辆900越过道路的 路缘等。“校准”车辆900的第二方法和第三方法尤其适用于在模块400的压力传感器760 的信号用来提供如图17e和图18e中存在的信号时，识别在所有四个位置Ll，L2，L3和L4 处的模块400。由于位置L3处的模块400易于提供如图10所示的加速度信号，其中的脉冲 对应于其相应车轮10的转动，故第二方法和第三方法并非最佳地用于基于加速度测量结 果识别安装在轮胎30壁部230上的第三位置L3处的模块400的位置。然而，下文将阐述 解决此问题的途径。然而，第二方法和第三方法基于加速度测量结果当然适于安装在L1和 L2处的模块400。根据上文公开的本发明的“校准”车辆900的方法易于通过采用以下普通“校准”
方法来进一步得到改进(a)驾驶员910触发电子控制单元(E⑶)950将消息无线发送至其所有车轮10及 其相关模块400来识别其自身；例如，该消息有利的是在车辆900每次受到触发时由电子控制单元(E⑶)950发送出，以防车辆900在停用状态下静止时车辆900的车轮10已被更改。 模块400通过表述其存在及其对应识别代码(ID)来作出响应。电子控制单元(ECU)950转 至将识别代码(ID)的列表或类似记录保存在其数据存储器中；(b)驾驶员910然后驾驶车辆900跨过大致缺少地形特征的平坦道路表面；安装 在车轮10的位置L3处(类似于位置L4处)的模块400将以如图10中所示的方式引起脉 动加速度信号Az，而位置L1和L2处的模块400提供基本上无脉动的信号，重力g效果忽略 不计。电子控制单元(ECU) 950从而在识别代码(ID)的列表或记录中识别那些模块400安 装在其相应车轮10的位置L3或L4处；(c)驾驶员910然后执行根据本发明的一个或多个方法，这些方法清楚地识别安 装在其相应车轮10上的位置L1和L2处的模块400设置在车辆900中的何处；以及(d)电子控制单元(ECU)950然后以如图10中所示的方式监测来自于安装在车轮 10的位置L3或L4处的模块400的脉冲信号，并且将如图10中所示的车辆900给定行驶 时间周期内的脉冲数与由ABS传感器编码器118确定的车轮10的回转数相关联。由于车 轮10彼此之间略微有差别，例如，有效外径，可以确定的是，车轮10将比其他执行更多旋 转，容许关联性确定安装在位置L3处的哪一模块400对应于哪一车轮10。上述普通“校准” 方法和“校准”车辆的第一方法至第六方法的步骤可以以各种不同的组合进行合并，以便更 为可靠地检测模块400位于车辆10车轮上的何处。相比于由磁性触发进行的“校准”车辆 900的第一方法而言，这些方法易于简化车辆900的运行且避免误差。3.出于车辆维护的目的应用按照本发明的车轮和轮胎监测参看图19，从其具有多个服务中心1010a，1010b，1010c和保存在中心1010a, 1010b, 1010c和仓库2010a，2010b处的一批车轮10的控制中心来操纵车辆900的运输队 的企业(由2000表示)所遇到的潜在运行情形为，安装在车轮900上的车轮10和储存在 服务中心1010和/或仓库2010处的车轮10可能具有如19中使用的各种网格图案绘 出的安装于其上的彼此不同的模块400构造。此外，可以确定的是，模块400还可构造成具 有不同的传感器组合；例如，一些模块400将包括压力传感器760和温度传感器765，而其 他模块将包括加速度计770和温度传感器765，而另一些将包括压力传感器760、温度传感 器765和加速度计770的全体组合。加速度计770可能为单轴线加速度计、两轴线加速度 计或三轴线加速度计。此外，作为政策的一个方面，企业2000可能期望在其车辆900的前 轮10a上得到的某些限定的模块400构造，而在其车辆900后轮10b，10c上得到其他限定 的模块400构造。此外，当车轮10从车辆900上移除和安装到车辆900上时，作为企业采 用的维护计划的一部分，任何给定车辆900上的模块400的构造可能动态地变化。此外，某 些模块400可能偶尔由于其电池组700耗尽而失效。鉴于图19中的车轮10的不同形状所 代表的这些潜在的多样性，“校准”车辆900的上述第六方法并非在所有情形下都是最佳的。 为了解决这种复杂情形，上述设备600，680，690有利的是以动态变化的方式，响应于由“校 准”车辆900的一个或多个上述方法确定的可用的不同模块400构造执行，或响应于从模块 400传输至电子控制单元950的表明的功能性执行。有利的是，当模块400响应从电子控制单元(ECU) 950发送出的用于给定车辆900 中的模块的上述消息识别其自身，例如，在普通“校准”方法的步骤(a)中，模块400的响应 不但是表明其识别代码(ID)，而且还描述其功能性，即，指示包括在其中的传感器的其独立构造，以及可选择其能力来在该处执行局部数据处理。例如，某些模块400能操作成响应于 其识别代码(ID)以及它们分别仅具有压力传感器760和温度传感器765的信息，而其他模 块400能操作成响应其识别代码(ID)以及它们分别仅具有x轴和y轴加速度计770和温 度传感器765的信息，等，用于包括在电子控制单元(ECU) 950处保持的上述列表或记录中。 电子控制单元(ECU) 950从而能够动态地选择最为适合的车辆900“校准”方法，且在控制台 915上对应地通知驾驶员910。通过使电子控制单元(E⑶)950 了解其车轮10的功能性，就 能够将此信息传送至控制中心1000，以用于指导车辆900的维护计划，例如，将车辆900派 往具有适合的等同替换车轮10的服务中心1010。企业2000因此在其车辆900上有利地实行普通车轮监测方法，该方法包括如下步 骤(a)形成与一个或多个其车辆900的通信；(b)从一个或多个车辆900的电子控制模块(ECU) 950上接收响应信息，该信息关 于其车轮10上的模块400的构造和一个或多个车轮10的运行状态，例如，车轮10是否形 成不平衡或松开；(c)确定一个或多个车辆900的其一个或多个车轮10是否需要维护或更换；(d)在步骤(c)中已经发现需要更换的情况下，识别具有用于一个或多个车辆900 的一个或多个适合的替换车轮的一个或多个服务中心1010，或在步骤(c)中已经发现需要 更换的情况下，使设施进行对一个或多个车辆900的维护；以及(e)将发现需要维护或更换其一个或多个车轮10的一个或多个车辆900引导至一 个或多个服务中心1010中的一个，用于在一个或多个车辆900上进行车轮维护或更换。上述普通车轮监测方法易于通过控制中心1000和/或一个或多个服务中心1010 基于计算机的监督来自动地执行。当执行该方法时，服务中心1010和/或仓库2020能操 作成以动态方式传输其车轮10的库存信息。此外，控制中心1000还操作成至少关于装备 有按照本发明的一个或多个模块400的其车轮10动态地保持其车辆900的运行状态的记 录。采用普通车轮监测方法的有益之处在于，安全性和可靠性得到了改善，这可能会 为企业2000带来保险费用的利益，以及可能提高其对其客户的服务的质量。4.可用于改进本发明的模块的自动对准如从前文中认识到的那样，在将本发明实现为各种构造时使用模块400。当模块 400包括如图14中所示的加速度计770时，模块400就认作是一种惯性导航单元(INU)。 此外，前文中阐明了处理信号对应于径向、切向和横向加速度，即，如图9中所示的Ay，Ax和 Az，且对其解析来产生图11和图13中所示的垂直加速度Av极为有利于导出车轮10不平衡 的指示，车轮10不平衡的类型，车轮是否歪斜出平面，车轮10的紧固件是否松开，以及监测 轮胎30壁部230的挠曲特征。然而，以类似于用于操纵车辆(如，火箭、直升飞机、飞行器 等)的惯性导航单元(INU)相似的方式，通常发现惯性导航单元(INU)与这些车辆的各种 参考轴线精确角对准进行安装是很重要的。然而，实现这种精确角对准所需要的准确度和 精确度实现起来可能很耗时且昂贵。以相似的方式，按照本发明，十分期望的是一个或多个 模块400可安装在车轮10上，例如在一个或多个位置L1至L4上，而不需要很高程度的安 装精确度和准确度。通过实施本发明，使得模块400可以以不需要精确确保其方位的方式进行安装，则与给车轮装备一个或多个模块400相关的时间和成本就可减少。现在将参照 本发明的示例性实施例来阐述本发明的这些实施方式。对于正确地安装到其轮轴110上的给定车轮10而言，有利的是参照(a)作为平行于轴线B-B的z轴的横向；(b)自轴线B-B，且因此自轮轴110的径向，其作为y轴；以及(c)在车轮10的给定位置上，作为如图20中所示的x轴的切向轴线；z轴和y轴关于位置L1至L4。x轴取决于自轴线B_B的点处的半径r。图20对 应于图9中的倾斜角 大致为零。如先前所述的那样，加速度Az尤其是有用的，如图10中 所示，用于监测轮胎30的挠曲特征，以及检测车轮10是否相对于其轮轴110成歪斜角。此 外，从给定模块400处测得的Ax和Ay加速度分量中解析出的垂直加速度K有利于监测车 轮10中的不平衡，且还有所涉及的不平衡的类型。然而，如图20中所示，模块400可能安 装在车轮10上的角失准位置上，使得其由x' ,y' ,z'表示的其局部正交轴线未与产生高 度有用的Ax，Ay，Az加速度信号所需的真实轴线x，y, z对准。加速度Ax'，Ay' ,kj分别对应于沿局部正交轴线x' ,y' ,z'的加速度测量结 果。可行的是，如等式10 (Eq. 10)所限定的矩阵映射所提供的那样相对于真实轴线x，y，z 其中，角a和3为将轴线X' ,y' ,z'映射到真实轴线x，y，z上的解析角。在车轮10以恒定角速度《旋转时会出现特殊情况，例如，如可由电子控制单元 (ECU) 950从来自于ABS传感器编码器118产生的信号中确定的那样，车辆900直线向前行 驶且不转向，例如，如从联接到控制台915处的方向盘上的角传感器中确定的那样，且车轮 10的平面正交于轴线B-B，且因此正交于轮轴110上，其中(a)如等式ll(Eq. 11)限定的，横向角速度Az大致为零；(b)在结合车轮10旋转角0完整的变化时，切向加速度Ax大致为零。 其中，e i和e 2为对应于车轮10的第一和第二角旋转角e的积分上限和积分下限。
其中，Y为偏斜角，n为整数，使得n = 1，2，3，…角a和0适合的值适于通过迭代方式计算，以便可大致实现等式11和等式12， 或易于实现关于角a和0的至少最小状态。例如，存在于加速度Ax'，Ay'，kj中的干 扰性道路表面噪音可能需要为了最佳接近而满足等式11和等式12而查找的最低条件。角a和0的最佳值可从等式10，11和12中的显解中找出，或为了表征加速度Ax'，A/ ,kj的样本信号的角a和0的组合而迭代重复计算，直到实现与等式11和12 的最接近的近似。计算角a和0有利的是在电子控制单元(E⑶)950处执行。作为备选，还可使用 在模块400处执行的分布计算来用于计算角a和0。一旦在如等式11和12给出的最低 条件或零条件下计算出角a和0，应用按照等式10的这些角a和0获得加速度Ax，Ay， \来用于监测车轮10的运行，例如，如图11和图13中所示的那样，则易于在电子控制单元 (EOT) 950或模块400处实现，或在电子控制单元(EOT) 950与模块400的计算机处理器710 之间分布，以传输计算工作量。等式10至12为自动解析由模块400的加速度计770感测到的加速度的示例，用 以如图11和图13中结合前文描述所示的那样产生适于处理的对应加速度信号。尽管描述 了三轴线加速度计770的自动解析，但在加速度计770为两轴线加速度计(例如，形式简化 的)时，也可使用这种类似的自动解析。自动解析还易于认作是自动对准。自动解析(例如，如等式10至12中所述的)的有益之处在于，安装在位置L1至 L4中的一个或多个上的一个或多个模块400不需要按照高度精确的角对准来安装到车轮 10上，从而简化了一个或多个模块400在车轮10上安装，且可能会减少组装和安装成本。当按照等式10至12的自动解析用于设备600中时，对应的设备如图21中的2200 大体指出，其中，自动解算器由2210表示。设备2200包括至少一个模块400，其加速度计 770能操作成产生加速度信号Ax'，A/ ,kj，加速度信号首先在自动解算器2210中自动 解析，以产生加速度Ax，Ay，Az的对应解析加速度数据。解析的加速度K, Ay，Az然后相对于 由ABS传感器编码器118感测到的车轮10的旋转角e在解算器620中进一步解析，以产 生对应的垂直加速度K信号数据，且还有加速度K信号数据。加速度K, Az的信号数据然 后在谐波分析器630中进行谐波分析，以产生分别关于车轮10旋转的角频率《的一系列 谐波系数Qv(m)和Qz(m)。谐波系数Qv(m)和Qz(m)然后可选为在定标器640中进行谐波定 标，以产生对应的定标谐波系数yv (m). Qv (m)和yz (m). Qz (m)，它们然后按照绝对大小和相对 大小进行分析来确定是否(a)车轮10不平衡；(b)车轮10中存在不平衡类型；(c)车轮10关于轮轴110歪斜；(d)车轮10的紧固件松开且颤动；(e)轮胎30其挠曲特征有缺陷，例如，其丝网210变得破损；(f)轮胎30未充分充气；(g)轮胎30过度充气；(h)轮胎30为椭圆形或具有高等级的浅裂变形；(i)车轮10中存在质量不平衡；(j)与轮轴110相关的车轮轴承以表征故障或可能出现故障的非预期方式振动或 发出异响，以提供使用设备2200执行的一些备选类型的分析。当可选不需要定标器640中的谐波定标时，其定标值有利的是设置成统一值，例 如，yv(m) = 1，yz(m) = 1单一值，或简单地绕过定标器640。此外，对于设备2200，一个或多个模块400可选为安装在位置Ll，L2和L3中的一个或多个上。设备2200易于在硬件、 可在计算硬件上执行的软件，或这些硬件和软件的组合中执行。此外，设备2200易于大致 在电子控制单元(ECU) 950中，在模块400上，或在模块400和电子控制单元(ECU) 950的组 合上执行。软件可选为作为一个或多个软件产品提供到一个或多个数据载体上。此外，软 件可选为取决于包括在车轮10上的一个或多个模块400的可能变化的构造而动态地重新 构造。图21中所示的设备2200易于以与图13中所示的设备690相似的方式更改，即， 同时或交替地操作成对表征轮胎30容积120中的压力P的采样信号进行谐波分析。自动解算器2210需要校准，以便确定如前文所述的其修正角a和0。这种校准 有利的是实现为“校准”模块400的上述方法的一部分，即，使电子控制单元(ECU)950能够 识别哪一模块400需要与在车辆900上通信，其中，模块400安装在车轮900车轮10的各 种位置上，且模块400的运行特征可能彼此不同；如先前阐述的那样，车辆900的某些车轮 10比车辆900的其他车轮设有类型更为广泛的模块400的情况下，运行中就可能会以可能 的临时动态变化方式出现状况。在自动解算器2210中自动解析具有关于安装在位置L3处 的模块400的效果，用以将等式6中的偏斜角(K设置成大致为零值，BP, = 0，且从而可 能简化监测轮胎30挠曲特征的运行中的相关信号处理。5.本发明的应用尽管前文描述的本发明的用途关于重型商用车辆，但将会认识到的是，本发明还 可应用于其他类型的车辆，例如飞行器的轮子上、机动车的车轮上、摩托车或自行车的车轮 上、重型工程设备上、发电风力涡轮机的翼片上，用以识别可能的结构问题等。诸如“具有”、“为”、“包括”、“包含”、“构成”、“结合”的表述解释为包括未明确限定 的附加部件或项目；即，以非排他的方式理解这些项目。此外，涉及到的单数也解释为还包 括复数。此外，包括在附属权利要求中的括号内的数字和其他符号并不解释为影响所阐明 的权利要求范围，而是仅有助于在研究权利要求时理解本发明。6.本发明的可选修改前文所述的本发明实施例的改进易于实现为不脱离如附属权利要求限定的本发 明的范围。例如，前文已经描述了用于感测车轮10旋转的ABS传感器编码器118的使用。然 而，此外或作为备选，如前文阐述的那样，还可基于作用在模块400的加速度计770上的重 力g来计算角方位e的测量结果。运行中，重力g会在加速度分量Ax，Ay中显现，且叠加到 由车辆900的普通加速或减速造成的车轮10处经历的任何加速度上。由于典型的时间比 例，其中，如在加速度分量Ax，Ay中观察到的重力g的循环波动比这种普通加速或减速造成 效果大体上更快，故可行的是，在车辆900的重量和来自于车辆900的发动机或马达930的 原动力输出可估计或测量时，滤出或补偿加速度分量Ax，Ay中的这些分量。当车轮10的角 方位e从加速度分量Ax，Ay中导出时，除ABS编码器传感器118之外，或作为备选，这种导 出并不排除使用模块的轴线x' ,1' ,z'与分别表征垂直、切向和横向的轴线的车轮10的 真实轴线x，y，z的上述自动对准。角定方位9的这种导出使本发明例如能够应用于未配 备有ABS制动或仅在其某些车轮上部分地配备有ABS制动的车辆上。此外，这种导出使本 发明能够在某些情况下能够改装未配备有ABS制动的老式车辆。
轮胎30侧壁230的挠曲还易于由安装在位置L3处的第一模块400感测到，第一 模块400相对于安装在位置L2处的第二模块400移动，第二模块400在空间上紧邻第一模 块400。在运行中，侧壁230的挠曲导致第一模块400与第二模块400之间的相对空间距离 对应地变化。在第一构造中，第一模块400设有辐射源，而第二模块400能操作成监测在该处接 收到的部分辐射的大小，且将对应的信号无线传送给电子控制单元(ECU) 950。信号代表第 一模块400与第二模块400之间随其车轮10旋转而变化的空间间隔变化。在第二构造中，第二模块400设有辐射源，而第一模块400能操作成监测在该处接 收的部分辐射的大小，且将对应的信号无线传送给电子控制单元(ECU) 950，例如将轮胎30 的丝网210用作无线贴片天线。信号代表第一模块400与第二模块400之间随其车轮10 旋转而变化的空间间隔变化。辐射可为以下的至少一种举几个例子来说，由永磁铁产生的大致恒定的磁场、交 变磁场、超声辐射、无线辐射、光脉冲辐射、电容式静电联接的辐射。有利的是使用压电转换 器来产生和接收超声辐射。
权利要求
一种识别包括在车辆(900)中的设备(600，680，690，2200)的一个或多个模块(400)的位置的方法，所述设备(600，680，690，2200)用于监测所述车辆(900)的至少一个车轮(10)的运行，所述一个或多个传感器模块(400)能操作性地安装成与所述至少一个车轮(10)一起回转，所述一个或多个模块(400)能操作性地与所述车辆(900)的处理装置(710，ECU 950)以通信方式联接，所述一个或多个模块(400)能操作成感测所述车轮(10)的至少一个物理参数，且产生用于所述处理装置(950)的至少一个对应的传感器信号，所述处理装置(710，ECU 950)能操作成对所述至少一个传感器信号进行处理，以计算表征所述至少一个车轮(10)的运行的信息，其特征在于，所述方法包括如下步骤(a)将至少一个细长的特征部件(1100)布置成设置在相对于所述车辆(900)的行驶方向至少部分横向的方向上；(b)驱动所述车辆(900)越过所述细长的特征部件(1100)，以使所述至少一个车轮(10)及与其相关的一个或多个模块(400)临时接触到所述细长特征部件(1100)上，并且将信号传输到所述处理装置(950)，所述信号包括通过所述至少一个车轮(10)与所述细长特征部件(1100)的接触而被触发的信号分量，所述信号识别所述车辆(900)的至少一个车轮(10)与所述细长特征部件(1100)接触的时间，并且识别安装在所述至少一个车轮(10)上的所述一个或多个模块(400)的一个或多个识别代码(ID)；并且(c)按照所述处理装置(950)处接收到的所述信号的时间顺序，识别所述一个或多个模块(400)在所述车辆(900)的所述一个或多个车轮(10)上的所处位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述设备(1)包括用于感测所述至少一个车轮 (10)的角方位(Θ)的传感器装置(118)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信号表征以下数据中的至少一种(e)所述至少一个车轮(10)处感测到的一个或多个加速度分量(Ax，Ay)；以及(f)所述至少一个车轮(10)的轮胎(30)中感测到的压力。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，以所述部分横向的角度驱动所述车辆 (900)，以使来自所述一个或多个模块(400)的信号在所述车辆(900)的对应左手侧车轮 (10)与右手侧车轮(10)之间在时间上彼此不同，从而使得所述处理装置(950)能够区分所 述一个或多个模块(400)沿所述车辆(900)的位置，并且区分所述一个或多个模块(400) 位于所述车辆(900)的左手侧上还是右手侧上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，所述方法在正常使用情况下驱动所述车 辆(900)的同时反复地执行。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，包括如下附加步骤通过识别源自所述 一个或多个模块(400)中的、对应于所述至少一个车轮(10)旋转的加速度信号分量(Ay， Az)中的周期性脉冲(500)，从而来识别安装在所述至少一个车轮(10)的轮胎(30)的壁部 (230)或内侧轮辋上的一个或多个模块(400)。
7.一种能操作成执行如前述权利要求中任一项所述的方法的车轮监测设备(1)。
8.一种能操作成在车辆(900)中起作用以执行如权利要求1至6中任一项所述的方法 的模块(400)。
9.一种包括如权利要求7所述的车轮监测设备(1)的车辆(900)，所述车轮监测设备 (1)能操作成按照权利要求1至6中任一项所述的方法来监测所述车辆(900)的至少一个 车轮(10)的运行。
10.一种包括安装在其上的一个或多个模块(400)的车轮(10)，所述一个或多个模块 (400)能操作成与如权利要求7所述的车轮监测设备(1) 一起起作用，所述车轮监测设备 (1)能操作成按照如权利要求1至6中任一项所述的方法来监测所述车辆(900)的至少一 个车轮(10)的运行。
11.一种包括如权利要求8所述的模块(400)的轮胎(30)。
12.根据权利要求11所述的轮胎(30)，其中，所述模块(400)安装到所述轮胎(30)的 侧壁(230)。
13.—种包括一个或多个车辆(900)的系统，其中，每个车辆(900)均包括能操作成执 行如权利要求1至6中任一项所述的方法的车轮监测设备(1)，所述系统包括(a)控制中心(1000)，用于协调所述一个或多个车辆(900)的修理或维护；(b)一个或多个服务设施(1010)，能操作成对所述一个或多个车辆(900)进行修理或更换；其中，所述系统能操作成(c)使每个车轮监测设备(1)能够监测与其相关的一个或多个车轮(10)的运行，并且 检测所述一个或多个相关车轮(10)何时出现问题或潜在问题；(d)使每个车轮监测设备(1)能够将所述问题或潜在问题传输到所述控制中心 (1000)，用于使所述控制中心(1000)识别出能够解决所述问题或潜在问题的一个或多个 服务设施(1010)；并且(e)使所述控制中心(1000)能够将指令传输到车轮监测设备(1)已经检测到问题或潜 在问题的所述一个或多个车辆(900)，并且传输到用于解决所述问题或潜在问题的所述被 识别的一个或多个服务设施(1010)。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述系统在(e)中能操作成在所述一个或多个 车辆(900)为维护或修理而到达之前通知所述被识别的一个或多个服务设施(1010)，从而 所述被识别的一个或多个服务设施(1010)有机会对所述一个或多个车辆(900)为维护或 修理的到达而进行准备。
15.根据权利要求13或14所述的系统，其中，所述控制中心(1000)能操作成在不需要 所述一个或多个车辆(900)的一个或多个驾驶员(910)介入的情况下，在所述被识别的一 个或多个服务设施(1010)处自动地组织所述维护或修理。
16.根据权利要求13、14或15所述的系统，其中，所述一个或多个车辆(900)包括全球 定位感测设备(1020)，所述全球定位感测设备(1020)在所述一个或多个车辆(900)上与所 述车轮监测设备(1)通信联接，用于使所述一个或多个车辆(900)能够将其位置传输到所 述控制中心(1000)，从而所述控制中心(1000)能操作成识别出在地理上最适于被设置用 于服务所述一个或多个车辆(900)的一个或多个服务设施(1010)。
17.一种操作包括一个或多个车辆(900)的系统的方法，其中，每个车辆(900)均包 括能操作成执行如权利要求1至6中任一项所述的方法的车轮监测设备(600，680，690， 2200)，所述系统包括(a)控制中心(1000)，用于协调所述一个或多个车辆(900)的修理或维护；(b)一个或多个服务设施(1010)，能操作成对所述一个或多个车辆(900)进行修理或更换；其中，所述方法包括如下步骤(c)使每个车轮监测设备(1)能够监测与其相关的一个或多个车轮(10)的运行，并且 检测所述一个或多个相关车轮(10)何时出现问题或潜在问题；(d)使每个车轮监测设备(1)能够将所述问题或潜在问题传输到所述控制中心 (1000)，用于使所述控制中心(1000)识别出能够解决所述问题或潜在问题的一个或多个 服务设施(1010)；并且(e)使所述控制中心(1000)能够将指令传输到车轮监测设备(1)已经检测到问题或潜 在问题的所述一个或多个车辆(900)，并且传输到用于要解决所述问题或潜在问题的所述 识别到的一个或多个服务设施(1010)。
18. —种记录在数据载体上的软件产品，所述产品能在计算硬件上执行，用于执行如权 利要求1至6中任一项所述的方法。
全文摘要
提供了一种识别设备(600，680，690，2200)的模块(400)的位置的方法，所述设备(600，680，690，2200)用于监测车辆(900)的车轮(10)。传感器模块(400)能操作地与车轮(10)一起回转。模块(400)与车辆(900)的处理装置(710，ECU 950)进行通信。模块(400)感测车轮(10)的物理参数，并且产生用于处理装置(950)的对应的传感器信号。处理装置(710，ECU 950)处理传感器信号，以计算表征车轮(10)的运行的信息。设备(1)还包括用于感测车轮(10)的角方位(θ)的传感器装置(118)。该方法包括如下步骤(b)将至少一个细长特征部件(1100)布置在相对于车辆(900)的行驶方向至少部分横向的方向上；(c)驱动车辆(900)越过细长特征部件(1100)，以使车轮(10)及其相关模块(400)临时接触该细长特征部件(1100)，并且将包括由车轮(10)与细长特征部件(1100)接触所激励的信号分量的信号传输到处理装置(950)，所述信号识别其车轮(10)与细长特征部件(1100)接触的时间，并且识别模块(400)的识别代码(ID)；并且(d)按照处理装置(950)处接收到的信号的时间顺序，识别模块(400)在车辆(900)的车轮(10)上所处的位置。
文档编号B60C23/04GK101878123SQ200780101746
公开日2010年11月3日 申请日期2007年11月30日 优先权日2007年11月30日
发明者佩尔·哈塞尔贝里, 埃里克·卡莱舍 申请人:沃尔沃拉斯特瓦格纳公司