和第二压电组件220可以在压电装置200内具有任何合适的形状和定向。举 例来说，第一压电组件210和第二压电组件220可以具有矩形形状、圆形形状、正方形形状、 梯形形状或任何其它合适的形状。第一压电组件210可以是发电压电组件，在第一压电组 件210弯曲时用以收集能量。此能量可以用来给轮胎可安装设备100的各个组件提供动力。 第二压电组件220可以是信号/传感器压电组件，在第二压电组件220弯曲时用以提供用 于分析的压电信号。通过第二压电组件220提供的压电信号可以经过分析（举例来说）以 识别对应于接地面进入时间和接地面退出时间的信号事件。接地面进入和退出时间可以用 来确定如下文将更详细地论述的轮胎的各种参数。
[0033] 压电组件210和220中的每一者可以包含夹层结构，所述夹层结构包含布置在两 个导电层之间的压电层。图2描绘了压电装置200的压电组件210的截面视图。压电组件 210包含压电层216,所述压电层布置在压电层216的第一侧上的第一导电层212与压电层 216的第二侧上的第二导电层214之间。压电层216可以由任何合适的压电材料形成，例如 锆钛酸铅（PZT)材料。导电层212和214可以由任何合适的导电材料形成，例如铜。
[0034] 如图2中所图示，压电组件210布置在压电装置200的第一绝缘层240与压电装 置200的第二绝缘层250之间。由于在轮胎旋转期间压电装置200经受应变，因此第一绝 缘层240和第二绝缘层250可以由相对刚性材料形成，例如耐火材料FR4。在一个方面中， 第二绝缘层250可以比绝缘层240更厚，以在压电组件210弯曲时使压电层216偏离压电 装置200的中性面从而增加能量的产生。
[0035] 返回参考图1，轮胎可安装设备100可以进一步包含印刷电路板120。印刷电路板 120可以包含各种组件和装置，例如微处理器、存储器、温度和/或压力传感器、滤波电路、 通信电路、电池、用于将信息传送至远程装置的一或多个天线、以及其它装置。发电压电组 件210可以在所述压电组件210弯曲时提供能量以给印刷电路板120的各种组件提供动 力。信号压电组件220可以提供与在轮胎旋转期间压电组件220的弯曲相关联的压电信号。 这些信号可以通过处理器处理，存储于在印刷电路板120上提供的存储器中和/或传输到 远端装置。
[0036] 印刷电路板120可以通过包含多个导电端子的连接结构230电耦合到压电装置 200的发电压电组件210和信号压电组件220上。尽管在图1中描绘了四个导电端子，但是 所属领域的一般技术人员使用本文所提供的揭示内容将理解，在不偏离本发明的范围的情 况下可以提供更多或更少导电端子。连接结构230可以包含或耦合到一或多个导电柱上， 所述导电柱用以提供印刷电路板120与压电装置200之间的电气和机械连接。图1中图示 出两个导电柱。然而，在不偏离本发明的范围的情况下可以使用任何数目的导电柱。
[0037] 如图2中所示，可以沿着线A-A'以一般线性关系来布置多个导电端子。应了解， 如本文所使用，短语" 一般线性关系"既定表示在对准上可能存在与理想线性关系的变化。 根据本发明的具体方面，可以沿着线A-A'以一般线性关系来布置多个导电端子，线A-A'可 以一般来说垂直于（即90° )由压电装置200的长度L界定的方向。举例来说，可以沿着 在垂直于由压电装置200的长度L界定的方向的20°内（例如，在5°内）的线A-A'以一 般线性关系来布置多个导电端子。以此方式布置多个导电端子可以减小在轮胎旋转期间在 印刷电路板120与压电装置200之间的电气和机械连接上的应力。
[0038] 轮胎可安装设备100可以安装轮胎上且用以评估在轮胎旋转期间轮胎的各种参 数。如下文将更详细地论述，当在轮胎旋转期间轮胎可安装设备100进入和退出轮胎的接 地面时，轮胎可安装设备100的压电组件220将经受增加的机械应力。当轮胎可安装设备 100经过接地面时在轮胎可安装设备100上引起的应力将致使压电组件220产生对应于进 入和退出接地面的具有信号事件（例如，拐点）的压电信号。压电信号可以经过分析（举 例来说）以识别对应于接地面进入时间U toy和接地面退出时间t的信号事件。
[0039] 可以基于对应于接地面进入时间Uaitay和接地面退出时间t ^xit的信号事件执 行各种测量。举例来说，每当出现接地面退出&ρΕχη(或接地面进入时可以通过递 增计数器来确定轮胎转数的数目。作为另一实例，通过识别接地面退出时间之间的时间差 (例如，trav= 或通过识别接地面进入时间之间的时间差（例如，t MV = ^cpEntry (n) ^cpEntry (η-1) )可以确定如通过理解的轮胎速度。作为又一实例，可以基于以下公 式确定接地面角度：
【主权项】
1. 一种用于监测轮胎的一或多个参数的方法，其包括： 将轮胎可安装设备安装到轮胎，所述轮胎可安装设备包括具有至少一个压电组件的压 电装置，所述压电装置具有长度L，所述长度L是所述压电装置的最长维度， 针对一或多个转数旋转所述轮胎；以及 在所述轮胎旋转期间获得由所述至少一个压电组件产生的压电信号； 其中将所述轮胎可安装设备安装到所述轮胎，使得所述压电装置的所述长度L的方向 在所述轮胎旋转方向的20 °内对齐。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中将所述轮胎可安装设备安装到所述轮胎，使得所 述压电装置的所述长度L的所述方向在所述轮胎旋转的所述方向的5°内对齐。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述轮胎可安装设备包括多个导电端子，所述多 个导电端子沿着在垂直于由所述压电装置的所述长度L界定的所述方向的20 °内的线以 一般线性关系来布置。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中所述多个导电端子沿着在垂直于由所述压电装置 的所述长度L界定的所述方向的5°内的线以一般线性关系来布置。
5. 根据权利要求3所述的方法，其中所述轮胎可安装设备进一步包括固定到所述多个 导电端子上的印刷电路板，所述印刷电路板具有一定长度，所述长度是所述印刷电路板的 最长维度，所述印刷电路板固定到所述多个导电端子上使得所述印刷电路板的所述长度在 垂直于由所述压电装置的所述长度L界定的所述方向的20°内对齐。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述压电装置具有宽度W，所述长度L是所述压电 装置的所述宽度W的至少两倍。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中将所述轮胎可安装设备安装到轮胎包括将所述轮 胎可安装设备安装到所述轮胎的内壁的顶部的中心部分。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括分析所述压电信号以评估所 述轮胎的一或多个参数。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中分析所述压电信号以评估所述轮胎的一或多个轮 胎参数包括分析所述信号以识别接地面进入时间和接地面退出时间。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中分析所述压电信号进一步包括基于所述轮胎的 所述接地面进入时间和所述接地面退出时间来识别所述轮胎的接地面角度。
11. 根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个压电组件包括第一压电组件和第 二压电组件，所述第一压电组件是发电组件且所述第二压电组件是信号产生组件。
12. 根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个压电组件包括布置在第一导电层 与第二导电层之间的压电层。
13. 根据权利要求1所述的方法，其中所述轮胎可安装设备包括弹性体补片，所述弹性 体补片包括基底部分和台面部分，所述压电装置固定到所述台面部分。
14. 根据权利要求1所述的方法，其中安装所述轮胎可安装设备使得所述轮胎可安装 设备位于所述轮胎的内壁的所述顶部的实质上平面部分中。
15. -种安装到轮胎的轮胎可安装设备，其包括： 具有至少一个压电组件的压电装置，所述压电装置具有长度L和宽度W，所述长度L是 所述压电装置的最长维度；以及 在所述压电装置上的多个导电端子，所述多个导电端子沿着在垂直于由所述压电装置 的所述长度L界定的方向的20°内的线以一般线性关系来布置； 其中所述压电装置安装到所述轮胎的顶部的中心部分，使得所述压电装置的所述长度 L的所述方向在所述轮胎旋转方向的20°内对齐。
16. 根据权利要求15所述的轮胎可安装设备，其中所述轮胎可安装设备进一步包括固 定到所述多个导电端子上的印刷电路板，所述印刷电路板具有一定长度，所述长度是所述 印刷电路板的最长维度，所述印刷电路板固定到所述多个导电端子上使得由所述印刷电路 板的所述长度界定的方向在垂直于由所述压电装置的所述长度L界定的所述方向的20° 内对齐。
17. 根据权利要求15所述的轮胎可安装设备，其中所述轮胎可安装设备进一步包括弹 性体补片，所述弹性体补片包括基底部分和台面部分，所述压电装置固定到所述台面部分。
18. 根据权利要求15所述的轮胎可安装设备，其中所述至少一个压电组件包括第一压 电组件和第二压电组件，所述第一压电组件是发电组件且所述第二压电组件是信号产生组 件。
19. 根据权利要求15所述的轮胎可安装设备，其中所述轮胎可安装设备安装到轮胎使 得所述轮胎可安装设备位于所述轮胎的内壁的所述顶部的实质上平面部分中。
20. 根据权利要求15所述的轮胎可安装设备，其中所述至少一个压电组件布置在第一 绝缘层与第二绝缘层之间，所述至少一个压电组件包括布置在第一导电层与第二导电层之 间的压电层。
【专利摘要】提供一种用于使用压电装置监测轮胎的参数的设备和方法。所述压电装置作为轮胎可安装设备的一部分以周向定向安装在轮胎中，使得由所述压电装置的长度界定的方向一般与所述轮胎的旋转方向对齐。这可以引起在所述压电装置进入和退出所述轮胎的所述接地面时所述压电装置到改变的周向轮胎形状的增大的耦合，而同时减小所述压电装置到改变的侧向轮胎形状的耦合。可以更容易地从由所述压电装置产生的压电信号中识别接地面进入和退出时间，从而使得从所述接地面进入和退出时间中确定的轮胎参数的精确性增加，所述轮胎参数例如轮胎转数计数、轮胎速度和接地面角度。
【IPC分类】B60C23-08
【公开号】CN104870223
【申请号】CN201280077703
【发明人】D·A·韦斯顿
【申请人】米其林集团总公司, 米其林研究和技术股份有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2012年11月20日
【公告号】EP2922714A1, WO2014081409A1