CN104870223A - 用以改进信号品质的轮胎中的压电装置的周向定向 - Google Patents

Abstract

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。

Description

用以改进信号品质的轮胎中的压电装置的周向定向

技术领域

本发明大体上涉及可安装到轮胎的压电装置，且更确切地说，涉及在轮胎中布置压电装置以改进从压电装置接收的信号形状的性质。

背景技术

电子装置与轮胎结构的结合已经显示出产生很多实际的优点。压电装置已与轮胎补片结合以向各种传感器和用以测量轮胎参数的轮胎可安装设备的其它组件提供电源。压电装置还已经用以获取数据，例如指示在压电装置的位置处滚动的轮胎的时变形状的压电信号。压电信号可以经过分析以评估轮胎的各种参数。此类信息可以适用于轮胎监测和警报系统并且适用于轮胎测试和设计。

用于压电装置的一个示例性结构可以包含具有一或多个压电组件的衬底，所述压电组件例如发电组件和信号产生组件。发电组件可以在发电组件弯曲时提供能量以给轮胎可安装设备的各种组件提供动力，例如用以监测轮胎温度和压力的温度和压力传感器。信号产生组件可以提供与由滚动轮胎的时变形状引起的信号产生组件的弯曲相关联的信号，例如压电波形。由信号产生组件产生的信号可以经过分析(举例来说)以对轮胎的转数计数、确定轮胎速度并且识别轮胎的接地面角度。

WO 2010/024819揭示了一种包含压电衬底的轮胎可安装设备，所述压电衬底具有用于提供轮胎可安装设备的增强承受能力的长度和宽度维度。压电衬底可以安装在轮胎中，其侧向定向使得垂直于压电衬底的长度方向的线实质上在轮胎旋转的方向上对齐，使得轮胎可安装设备上的应力基本上限于一个方向。

尽管轮胎可安装设备的侧向定向可以提供增加的耐久性，但是它可不利地影响由压电装置产生的压电信号的信号形状的性质。确切地说，在某些轮胎中，例如高纵横比轮胎，轮胎可安装设备的侧向定向提供压电装置与接地面边缘处的改变的侧向轮胎形状的增大的耦合。与改变的侧向轮胎形状的增大的耦合可导致来自压电装置的压电信号的信号形状失真。这些失真可降低从压电信号提取精确信息的能力，例如接地面进入和退出的时间、轮胎转数计数、轮胎速度和接地面角度。

发明内容

本发明的各方面以及优点将部分在以下描述中进行阐述，或者可以从所述描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践来习得。

本发明的一个示例性方面涉及一种用于监测轮胎的一或多个参数的方法。所述方法包含将轮胎可安装设备安装到轮胎。轮胎可安装设备包含具有至少一个压电组件的压电装置。压电装置具有长度L。长度L是压电装置的最长维度。所述方法进一步包含针对一或多个转数旋转轮胎并在轮胎旋转期间获得由至少一个压电组件产生的压电信号。将轮胎可安装设备安装到轮胎使得压电装置的长度L的方向在轮胎旋转方向的20°内对齐，例如在5°内对齐。

本发明的另一示例性方面涉及一种安装到轮胎上的轮胎可安装设备。轮胎可安装设备包含具有至少一个压电组件的压电装置。压电装置具有长度L和宽度W。长度L是压电装置的最长维度。轮胎可安装设备进一步包含在压电装置上的多个导电端子。多个导电端子沿着在垂直于由压电装置的长度L界定的方向的20°内的线以一般线性关系来布置。压电装置安装到轮胎的顶部的中心部分使得压电装置的长度L的方向在轮胎旋转方向的20°内对齐，例如在5°内对齐。

参考以下描述以及所附权利要求书，本发明的这些以及其它特征、方面以及优点将得到更好的理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图图示了本发明的实施例，并且与所述描述一起用以说明本发明的原理。

附图说明

本发明的针对所属领域的技术人员的完整且令人能够实现的揭示(包含其最佳模式)在说明书中得到阐述，所述揭示参考附图，在所述附图中：

图1描绘了根据本发明的示例性实施例的示例性轮胎可安装设备的分解视图；

图2描绘了根据本发明的示例性实施例的示例性压电装置的截面视图；

图3描绘了示例性轮胎的接地面的改变的侧向轮胎形状的表示；

图4描绘了示例性轮胎的接地面的改变的周向轮胎形状的表示；

图5描绘了示例性轮胎的侧向和周向表面的曲率的图形表示；

图6描绘了从以侧向定向安装在轮胎中的轮胎可安装设备获得的示例性压电信号；

图7到9描绘了根据本发明的示例性实施例的轮胎可安装设备在轮胎中的示例性周向定向；

图10描绘了从根据本发明示例性实施例的以周向定向安装在轮胎中的轮胎可安装设备获得的示例性压电信号；

图11描绘了在根据本发明的示例性实施例的轮胎可安装设备中电路板相对于压电装置的示例性布置；以及

图12描绘了根据本发明的示例性实施例的示例性方法的流程图。

具体实施方式

现将具体参考本发明的实施例，本发明的实施例中的一或多个实例在附图中图示。每个实例作为本发明的说明而非本发明的限制而提供。事实上，所属领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下可以在本发明中进行各种修改以及改变。举例来说，图示或描述为一个实施例的一部分的特征可以与另一实施例一起使用以产生再一实施例。因此，希望本发明涵盖此类修改以及变化，所述修改以及变化处于所附权利要求书以及其等效物的范围内。

一般来说，本发明涉及将用作轮胎可安装设备的一部分的压电装置以特定定向安装在轮胎中，以改进在轮胎旋转期间由压电装置产生的压电信号的信号形状的性质。确切地说，轮胎可安装设备可以包含具有一或多个压电组件的压电装置，所述压电组件用以提供指示在轮胎滚动期间在压电装置位置处轮胎的时变形状的压电信号。这些压电信号可以经过分析以评估轮胎的各种参数。举例来说，可以对由压电装置产生的压电信号进行分析，以识别由在轮胎旋转期间经过轮胎的接地面(即轮胎圆周接触地表面的部分)的压电装置引起的压电信号中的信号事件。

更确切地说，在压电装置经过轮胎的接地面时，压电装置可以在压电装置进入和退出接地面时经受增加的弯曲。可以识别由此增加的弯曲引起的压电信号中的信号事件且将其用来识别接地面进入和退出的时间。接地面进入和退出的时间可以用来确定各种参数，例如轮胎转数计数、轮胎速度以及轮胎的接地面角度。轮胎的接地面角度可以与例如轮胎压力等轮胎的其它参数组合使用，以识别或确定在滚动期间的各种轮胎负载条件。

根据本发明的具体方面，轮胎可安装设备可以在轮胎中周向性定向使得由压电装置的长度(即，长维度)界定的方向一般在轮胎旋转的方向上对齐。举例来说，可以将轮胎可安装设备安装到轮胎使得所述装置的长度的方向在轮胎旋转方向的20°内对齐，例如在5°内对齐。以此方式对齐轮胎可安装设备增大了在轮胎旋转期间当轮胎可安装设备进入和退出轮胎的接地面时压电装置与改变的周向轮胎形状的机械耦合。

另外，压电装置的周向定向也可以减小在轮胎进入和退出接地面时压电装置到改变的侧向轮胎形状的机械耦合。因此，可以减小由压电装置到改变的侧向轮胎形状的机械耦合产生的影响压电信号形状的失真。这在其中由以侧向定向安装的压电装置产生的压电信号中的失真可相当大的高纵横比轮胎中可以特别地有利。

轮胎可安装设备在轮胎中的周向定向可导致轮胎可安装设备上的应力增加，特别在与轮胎可安装设备在轮胎中的侧向定向相比时。然而，通过调整轮胎可安装设备的各个组件的设计可以减小周向定向的影响。举例来说，可以调整安装到轮胎可安装设备上的印刷电路板的大小和质量分布以减小由于周向定向而施加到衬底的额外的循环应力。

因为相较于改变的侧向轮胎形状，压电装置可以主要地与改变的周向轮胎形状耦合，所以根据本发明的示例性方面以周向定向在轮胎中安装轮胎可安装设备能改进获得接地面进入和退出时间的良好测量的能力。这可以使得从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。

参考图式，现将具体论述本发明的示例性实施例。图1描绘了根据本发明的示例性实施例的示例性轮胎可安装设备100(例如轮胎补片)的分解视图。轮胎可安装设备100可以固定到轮胎，例如充气轮胎的内衬，以监测轮胎的各种参数。尽管将参考将轮胎可安装设备安装到充气轮胎来论述本发明，但是在不偏离本发明的范围的情况下轮胎可安装设备100可以类似地安装到非充气轮胎。

如图所示，轮胎可安装设备100包含压电装置200。压电装置200可以实施为衬底或可以采用任何其它合适的形式，例如薄膜。压电装置200可以具有长度L和宽度W。长度L是压电装置200的最长维度。如图所示，压电装置200的宽度W明显小于长度L。举例来说，长度L可以是宽度W的至少两倍。就此而言，轮胎可安装设备可以视为1-D轮胎可安装设备100，因为长度L维度明显大于宽度W维度。然而，如从图1可见，1-D轮胎可安装设备100实际上具有三个维度。

尽管出于说明和论述的目的将参考1D轮胎可安装设备100论述本发明，但是所属领域的一般技术人员将理解，本发明的原理同样适用于具有具备其它合适维度的压电装置的轮胎可安装设备100。举例来说，轮胎可安装设备100可以包含经选择以减小轮胎可安装设备100与轮胎的改变的侧向形状的耦合的宽度W以及经选择以提供所述轮胎可安装设备到轮胎的改变的周向形状的充分耦合的长度L，从而获得用于识别接地面进入和退出时间的品质压电信号。举例来说，可以选择长度和宽度维度使得整个轮胎可安装设备100可以位于轮胎顶部的实质上平面部分中。

参考图1，压电装置200可以固定到弹性体补片110上，所述弹性体补片包含基底部分112和凸起的台面部分114，所述台面部分具有在弹性体补片110的基底部分112之上的高度H。弹性体补片110可以由弹性体材料形成，例如通常在充气轮胎的构造中用作侧壁材料的橡胶材料。在一个实例中，可以通过以下步骤将压电装置200固定到弹性体补片110上：在压电装置200上涂布胶粘剂，将压电装置200放置在设计为容纳压电装置200的专门设计的模具中，用弹性体材料填充模具的其余部分并且固化补片110。

如图1中所图示，压电装置200包含第一压电组件210和第二压电组件220。第一压电组件210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。

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。

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。

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。

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。

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。

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t_cpEntry和接地面退出时间t_cpExit的信号事件。

可以基于对应于接地面进入时间t_cpEntry和接地面退出时间t_cpExit的信号事件执行各种测量。举例来说，每当出现接地面退出t_cpExit(或接地面进入t_cpEntry)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，t_rev＝t_cpExit(n)-t_cpExit(n-1))或通过识别接地面进入时间之间的时间差(例如，t_rev＝t_cpEntry(n)-t_cpEntry(n-1))可以确定如通过t_rev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：

${\mathrm{cp}}_{\mathrm{angle}}=\frac{t_{\mathrm{cpExit}}-t_{\mathrm{cpEntry}}}{t_{\mathrm{rev}}}$

接地面角度可以适用于确定轮胎的各种参数，例如轮胎负载。举例来说，接地面角度可以用于与例如轮胎压力等轮胎参数组合以识别在滚动时的轮胎负载。

如参考图3和4所将理解，当包含压电装置的轮胎可安装设备100在轮胎旋转期间进入和退出接地面时，所述轮胎可安装设备100可沿着两条轴线经受机械应力。图3以覆盖图的形式代表性地图示了在轮胎可安装设备100可以安装到的示例性轮胎50的旋转顶部处(与接地面相对)与接地面进入处的横向轮廓的比较表示。如图所示，当轮胎可安装设备100进入接地面时，由于改变的侧向轮胎形状，轮胎可安装设备100可经受侧向轴线中的侧向应力310。

图4代表性地图示了示例性轮胎50的周向曲率半径中的变化。如图所示，在轮胎50的接地面55的进入点52和退出点54处在所述轮胎的周向曲率半径中存在实质性变化。如图所示，当轮胎可安装设备100进入和退出接地面时，由于改变的周向轮胎形状，轮胎可安装设备100可经受周向轴线中的周向应力320。

图5以图形方式描绘了在轮胎旋转期间轮胎的各种周向位置处的轮胎曲率。图5沿着横坐标绘制了轮胎的周向角位且沿着纵坐标绘制了轮胎曲率(定义为1/轮胎半径)。曲线330描绘了沿着侧向轴线的轮胎的曲率。曲线340描绘了沿着周向轴线的轮胎的曲率。曲线350描绘了可归因于沿着侧向轴线的曲率和沿着侧向轴线的曲率两者的轮胎的综合曲率。曲线330、340和350通过360表示的部分可归因于轮胎的接地面。如在图5中所展示，轮胎在接地面的进入和退出处的改变的曲率由轮胎的改变的周向曲率控制。因此，为了便于识别对应于接地面进入和退出时间的压电信号中的信号事件，可合乎需要的是轮胎可安装设备100主要地耦合到轮胎的改变的周向曲率上。这可以通过如下文将详细论述的以周向定向安装轮胎可安装设备100来实现。

返回参考图3和4，如此项技术中已知的以侧向定向将轮胎可安装设备100安装在轮胎50中使得轮胎可安装设备100的长度L在一般垂直于轮胎50的旋转方向的方向上对齐。通过将轮胎可安装设备100上的应力限制到大致一个维度，即轮胎可安装装置100的短维度，此侧向定向可以减小轮胎可安装设备100上的应力。然而，如图3中所示，由于轮胎可安装设备100的部分接近轮胎50的侧向边缘，因此轮胎可安装设备100的侧向定向导致轮胎可安装装置100到侧向应力310的增大的机械耦合，所述侧向应力由轮胎50的改变的侧向形状引起。特别是对于高纵横比轮胎，例如具有0.75或更大纵横比的轮胎。

另外，如图4所示，轮胎可安装设备100的较短维度W在轮胎50旋转的周向方向上对齐。这可导致轮胎可安装设备100到改变的周向轮胎形状的减小的机械耦合。然而，如图5中所展示，改变的周向轮胎形状是接地面进入和接地面退出的最佳指示。因此，如图3和4中所图示的轮胎可安装设备100的侧向定向可导致减小的品质压电信号，这使得难以识别对应于接地面进入和退出时间的信号事件。

例如，图6描绘了从具有侧向定向的轮胎可安装装置获得的示例性压电信号420和430。图6沿着横坐标绘制了时间且沿着纵坐标绘制了压电信号的幅度。信号420由在轮胎中具有侧向定向(例如，图3和4中所示的定向)的压电装置产生。信号420针对具有9bar压力且加载有2000kg的在35kph下旋转的轮胎而产生。信号430也由在轮胎中具有侧向定向(例如，图3和4中所示的定向)的压电装置产生。信号430针对具有11bar压力且加载有5000kg的在35kph下旋转的轮胎而产生。如所展示，压电信号420和430具有许多失真，这可使得难以识别对应于接地面进入和退出时间的信号事件(例如，拐点)。另外，随着负载增大(例如，从2000kg到5000kg)，压电信号的形状可大幅度改变。

为了提高由轮胎可安装设备100产生的压电信号的信号品质，本发明的各方面涉及以周向定向在轮胎中安装轮胎可安装设备100。图7描绘了根据本发明的示例性实施例的轮胎可安装设备100在轮胎50中的周向定向。轮胎50包含轮胎面部分62以及内壁64。轮胎可安装设备100安装到轮胎顶部66的中心部分。轮胎可安装设备100经布置使得由轮胎可安装设备100的长度L界定的方向在轮胎旋转方向的20°内，例如在5°内。轮胎旋转方向一般由箭头70表示。

尽管周向定向使轮胎可安装设备100受到更大应力，但是轮胎可安装设备100的周向定向提供了在周向轴线上到轮胎的周向改变形状增大的机械耦合，而同时减小在侧向轴线上与轮胎的侧向改变形状的机械耦合。

这可以参考图8和9来理解。如图8中所示，可安装装置100安装在轮胎50中使得由轮胎可安装设备100的长度L界定的方向一般与轮胎50的旋转方向对齐。这使得轮胎可安装设备的较短维度W在轮胎50的侧壁之间延伸。轮胎可安装设备100位于轮胎50中使得轮胎可安装设备100位于轮胎50的内壁的顶部的实质上平面部分中。因此，当轮胎进入和退出接地面时，轮胎可安装设备100进一步移出轮胎50的改变的侧向形状，从而减小侧向应力310在轮胎可安装设备100上的影响。这在高纵横比轮胎中可尤其明显，所述高纵横比轮胎例如具有大于.75的纵横比的轮胎，其中轮胎50的宽度相对较窄。

图9图示了轮胎可安装设备100的长维度L一般在轮胎50的旋转方向上对齐。这使得轮胎可安装设备100到周向应力320的耦合增大，所述周向应力在轮胎可安装设备100进入和退出接地面时由改变的周向轮胎形状引起。增大的耦合由轮胎可安装设备的较大维度暴露于周向应力320而产生。轮胎可安装设备100到轮胎50的改变的周向形状的耦合增大可以产生具有对应于接地面进入和退出时间的更清晰信号事件的压电信号。另外，可以增加通过轮胎可安装设备100收集的能量，例如通过轮胎可安装设备100的发电压电组件210收集的能量。举例来说，当与具有类似长度维度的在轮胎中以侧向定向安装的压电装置相比时，从具有周向定向的压电装置收集的能量可以高达三倍。

图10描绘了根据本发明的示例性方面由以周向定向安装在轮胎中的压电装置产生的示例性压电信号450。图10沿着横坐标绘制了时间且沿着纵坐标绘制了压电信号450的幅度。信号450可以由在轮胎中具有周向定向(例如，图7到9中所示的定向)的压电装置产生。信号450针对具有9bar压力且加载有2000kg的在35kph下旋转的轮胎而产生。当与在类似情况下通过具有侧向定向的压电装置产生的图6的压电信号420相比时，信号450具有明显减小的失真。另外，信号450具有可以用来识别接地面进入和退出时间的清晰信号事件。更确切地说，拐点452可以对应于接地面进入且拐点454可以对应于接地面退出。接地面角度455可以代表性地图示为在拐点454与拐点452之间的差455。

轮胎可安装设备100的改进的耦合可以另外通过选择轮胎可安装设备100的维度以减小轮胎可安装设备到改变的侧向轮胎形状的耦合同时维持与改变的周向轮胎形状的充分耦合来获得。举例来说，轮胎可安装设备100可以包含经选择以减小轮胎可安装设备100与轮胎的改变的侧向形状的耦合的宽度W以及经选择以提供所述轮胎可安装设备到轮胎的改变的周向形状的充分耦合的长度L，从而获得用于识别接地面进入和退出时间的品质压电信号。在一个特定实施方案中，长度L和宽度W维度可以实质上相等，其中长度L和宽度W维度的大小经选择使得轮胎可安装设备到改变的侧向轮胎形状的耦合减小而轮胎可安装设备到改变的周向轮胎的充分耦合得到维持。

如上文所论述，在轮胎中以周向定向安装轮胎可安装设备100可以在轮胎可安装设备100产生增加的应力。上轮胎可安装设备100可以设计为适应额外压力。作为一实例，安装到轮胎可安装设备100上的印刷电路板的大小和质量分布可以设计为适应由轮胎可安装设备100到轮胎的周向定向引起的额外循环应力。

例如，图11描绘了使用连接结构230安装到轮胎可安装设备100的压电装置200上的示例性电路板120的平面视图。印刷电路板120具有长度L和宽度W。长度L是印刷电路板120的最长维度。印刷电路板120固定到压电装置200的多个导电端子上使得印刷电路板的长度L在垂直于压电装置200的长度L的20°内对齐。这允许使得印刷电路板120的较短维度W关于连接结构230居中，从而减小在旋转期间施加到连接结构230上的力矩。以此方式，轮胎可安装设备100可以更容易地适应由轮胎可安装设备100在轮胎中的周向定向引起的额外循环应力。可以进行其它合适的修改以适应由周向定向在轮胎可安装设备上产生的额外应力。举例来说，轮胎可安装设备100可以包含缩短的长度L以增加所述轮胎可安装设备的耐久性。

图12描绘了根据本发明的示例性实施例的监测轮胎的一或多个参数的示例性方法(500)。所述方法可以使用包含压电装置的任何轮胎可安装设备来实施，例如图1的轮胎可安装设备100。另外，尽管图12出于说明和论述的目的描绘了以特定顺序执行的步骤，但是本文所论述的方法不限于任何特定顺序或布置。所属领域的技术人员使用本文所提供的揭示内容将了解，所述方法的各种步骤可以省略、重排、组合和/或以各种方式调适。

在(510)处，所述方法包含以周向定向将轮胎可安装设备安装到轮胎。确切地说，可以将轮胎可安装设备安装到轮胎顶部的中心部分(例如，如图8中所图示)，使得由轮胎可安装设备的压电装置的长度(长维度)L界定的方向在轮胎旋转方向的20°内，例如在5°内。在图7到9中描绘了轮胎可安装设备的示例性周向定向。

返回参考图12，所述方法包含旋转轮胎(520)并在轮胎旋转期间获得由轮胎可安装设备的压电组件产生的压电信号(530)。举例来说，可以通过在安装于轮胎可安装设备的印刷电路板上的处理装置处接收信号和/或将所述信号存储于安装在印刷电路板上的存储器中用于后续分析来获得压电信号。

在(540)处，该方法可包括分析压电信号以评估轮胎的一或多个参数。举例来说，可以分析压电信号以识别对应于接地面进入和接地面退出时间的信号事件。在轮胎中以周向定向安装轮胎可安装设备可以改进在接地面的进入和退出期间所述轮胎可安装设备与改变的周向轮胎形状的机械耦合，从而有助于识别对应于接地面进入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识别轮胎的各种参数。举例来说，如上文所论述，接地面进入和退出的时间可以用来确定轮胎转数计数、轮胎速度以及轮胎的接地面角度。

尽管已经相对于本发明的具体示例性实施例以及其方法详细地描述了本发明，但所属领域的技术人员应了解，在理解前述内容的基础上可以容易地对此类实施例进行更改、制得此类实施例的变化以及等效物。因此，本发明的范围是示例性的而非限制性的，并且本发明并不排除包括所属领域的技术人员使用本文所揭示的教示将容易地显而易见的对本发明的这些修改、变化和/或增加。

Claims (20)

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。

15.一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。