本發明涉及設計來直接安裝在輪胎表面的輪胎監測感應器。

背景技術：

胎壓監測系統(tpms)在過去的幾年中已廣泛地進行商業應用。目前市面上所能購得的tpms裝置通常通過附接在閥桿，或通過圍繞輪輞本身的帶子，來安裝到輪輞。這些附接工具足以允許tpms裝置監測輪胎腔內空氣的壓力和溫度。然而，這些附接工具無法提供輪胎觸地面積的精確評估。輪胎觸地面積可以用于確定大量的參數，這些參數將可用于將來強化車輛安全監測和車輛操控性能。

在附接方式中從輪輞到輪胎的變化的另一個關鍵方面是監測輪胎本身壽命和狀況的能力。這可進一步通過將rfid標簽嵌入tpms裝置能夠與之通訊的輪胎中進行強化。

所期望解決的一些挑戰涉及到將輪胎監測裝置直接安裝到輪胎，且還使輪胎監測裝置的更多先進的特征僅在將該裝置直接安裝到輪胎時才能夠成為可能。

技術實現要素：

本發明的第一方面提供一種胎壓監測系統，所述胎壓監測系統包括：

胎壓監測裝置，所述胎壓監測裝置用于安裝在輪胎的內表面上，且包括用于監測所述輪胎中流體的壓力的壓力傳感器；

電子數據存儲裝置，所述電子數據存儲裝置定位在所述輪胎上并與所述胎壓監測裝置相分離，

其中所述胎壓監測裝置和所述數據存儲裝置各自包含用于支持彼此間無線通訊的無線通訊工具；以及

其中，響應于通過監測所述流體的壓力來檢測胎壓事件，所述胎壓監測裝置配置成使所述電子數據存儲裝置去傳遞數據，所述胎壓監測裝置配置成接收所傳遞的數據。

通常，所述胎壓監測裝置配置成在檢測到對應于輪胎充氣事件的所述流體壓力的增大時檢測所述胎壓事件。

所述胎壓監測裝置可配置成在檢測到所述流體壓力的增大超過閾值量和/或高于閾值率時檢測所述胎壓事件。

所述無線通訊工具通常包括相應轉發器。所述相應轉發器通常包括相應電磁線圈，優選低頻(lf)轉發器線圈。

在典型的實施例中，所述電子數據存儲裝置是通常被稱為rfid標簽的rfid裝置。

所述電子數據存儲裝置通常包括用于存儲所述數據的存儲器。所述數據可包括表示所述輪胎的一個或多個輪胎參數或性質的數據。或者或另外，所述數據還包括表示與車輛有關的一個或多個參數的數據。或者或另外，所述數據還包括用于所述胎壓監測裝置的配置數據。

優選地，所述胎壓監測裝置配置成使所述電子數據存儲裝置通過向所述胎壓監測裝置轉發器(優選所述相應電磁線圈)進行通電去傳遞數據以創建電磁場，所述數據存儲裝置配置成用所述數據存儲裝置轉發器(優選所述相應電磁線圈)檢測所述電磁場，并且配置成響應于所述檢測以傳遞所述數據。

優選地，所述數據存儲裝置配置成通過調制所述數據存儲裝置轉發器(優選所述相應電磁線圈)的激發來傳遞所述數據，優選通過調制所述線圈中的電流。

通常，所述數據存儲裝置設置在用于所述胎壓監測裝置的安裝座中或用于所述胎壓監測裝置的安裝座上，優選嵌入所述安裝座中。所述數據存儲裝置有利地位于所述胎壓監測裝置的旁邊，即，橫向地與所述胎壓監測裝置間隔開，與在胎壓監測裝置的下方相反。

優選地，所述數據存儲裝置設置在所述輪胎中或設置在所述輪胎上，優選嵌入在所述輪胎中。

所述電子數據存儲裝置在使用時可由通過電磁場在其轉發器中感應出來的電力來供電，優選由所述胎壓監測裝置的轉發器生成的電磁場。

任選地，所述胎壓監測裝置包括在第一方向上間隔開的第一和第二轉發器線圈，所述胎壓監測裝置可以方向確定模式運行，其中其配置成將在每個所述轉發器線圈中感應出的相應信號的相應強度進行對比，并基于所述對比，確定所述胎壓監測裝置的方向和/或所述裝置在使用時位于其中的車輪方向。優選地，所述第一方向平行于在使用時安裝有所述胎壓監測裝置的車輪的旋轉軸。

所述系統可進一步包括在垂直于所述第一方向的方向上，與所述第一和第二轉發器線圈中的至少一個間隔開的至少一個其他轉發器線圈，且其中在所述方向確定模式中，所述胎壓監測裝置配置成將每個所述換能器線圈中感應出的相應信號的相應強度進行對比，并且基于所述對比，確定所述胎壓監測裝置的方向和/或所述裝置在使用時位于其中的車輪方向。

任選地，所述胎壓監測裝置設置在具有底座和蓋子的外殼中，所述底座和蓋子通過一個或多個激光焊接固定在一起。

本發明的另一個方面提供一種用于安裝在輪胎內表面上的輪胎監測裝置，所述裝置包括在第一方向上間隔開的第一和第二轉發器線圈，所述胎壓監測裝置可以方向確定模式運行，其中其配置成將每個所述轉發器線圈中感應出的相應信號的相應強度進行對比，并基于所述對比，確定所述胎壓監測裝置的方向和/或所述裝置在使用時位于其中的車輪方向。

本發明的一方面涉及在輪胎監測傳感器(特別是tpms傳感器)之間通訊和激活的射頻識別裝置(rfid)，和設置在輪胎中或輪胎上的電子數據存儲裝置。

對于安裝在輪胎內表面的tpms裝置來說，可期望的是還具有安裝于所述輪胎或嵌入所述輪胎中的rfid標簽(或能夠與兼容電子裝置進行無線通訊的其他電子數據存儲裝置)，所述rfid標簽可用表示一個或者多個所述輪胎本身性質的輪胎參數數據進行編程，和/或用包含用于編程所述tpms裝置的配置設置的數據來進行編程。如果將rfid標簽安裝在輪胎中，那么將需要用于在tpms裝置和rfid標簽之間通訊的工具。

嵌入或安裝在所述輪胎的rfid標簽可以被編程為包含表示一個或多個輪胎參數的數據，例如識別關于所述輪胎的一個或多個性質，例如包括輪胎的制造/型號的諸如尺寸、類型、速度和負載額定值、以及胎面深度、橡膠組成、硬度、熱系數等等的一般性質，和/或各個輪胎的諸如制造日期、id和所有權人的獨有性質。或者或另外，所述數據包括表示與車輛有關的一個或多個參數的數據，特別是所述胎壓監測系統安裝或適宜安裝在其上的車輛。或者或另外，由rfid標簽存儲的數據可包括用于配置tpms裝置的數據。例如，配置數據可包括用于部分或完全地配置所述tpms裝置的編程指令和/或計算機程序代碼。例如，所述配置數據可包括用于可編程壓力閾值、周率、傳感器運行的分辨率和/或范圍、采樣頻率、傳輸頻率、數據和/或信號格式、和/或所述tpms裝置的其他可配置參數中的任何一個或多個的設置或數值，和/或用于啟用或禁用由tpms裝置支持的一個或多個特征的數據(例如，一個或多個數據標志)，例如胎面磨損檢測功能或垂直負載確定功能。所述rfid標簽優選為不具有其自己的電源的無源裝置。更換電源是不實際和昂貴的，并且電池供電的裝置會比無源替換物來得更大、更重。這種額外的尺寸和重量將對把所述rfid標簽附接到輪胎的工具施加額外的壓力，從而使rfid標簽更容易受損。相反，可優選的是能夠從其外圍裝置中或從與其通訊的裝置中獲取其所需電力的無源裝置。實現這一點的一種方法是使用具有天線的rfid標簽，所述rfid標簽通常包括轉發器線圈，所述轉發器線圈允許其通過電感耦合來供電，以從兼容電子裝置(通常稱為讀取器)的外部初級天線(通常為轉發器線圈)接收能量。所述標簽天線和所述外部初級線圈之間的耦合也可以用于在所述標簽和讀取器之間無線地傳送數據。在優選實施例中，所述輪胎監測傳感器被配備為充當rfid讀取器。

所述rfid標簽和輪胎檢測傳感器(其在優選的實施例中為tpms傳感器)有可能通過無線電傳輸或近場感應來進行無線通訊。如果所述rfid標簽具有其自己的專用電源，那么其就有可能使用諸如315或433mhz的超高頻(uhf)無線電傳輸。然而，將優選不要求所述rfid標簽具有其專用電源。或者，在使用時，無源rfid標簽可由tpms裝置進行通電，以促進詢問，所述詢問通常包括所述數據從所述rfid標簽到所述tpms傳感器的轉移。例如，如果所述輪胎監測和rfid標簽兩者都使用用于通訊工具的轉發器線圈，則可以使用用于轉移能量和數據的有效工具，盡管該范圍相對小。優選地，這些線圈將被調諧到125khz、或被調諧到低頻(lf)范圍內(30khz到300khz)或高頻范圍內(3mhz到30mhz)的另一個頻率。lf信號具有短范圍的額外優勢，使任何的通訊都限制在緊密鄰近的裝置。這將限制來自較遠裝置的串擾的程度。此外，lf已成為用于向tpms裝置傳送數據的事實上的tpms標準。

優選地，所述tpms裝置包括至少壓力傳感器、rf發射器、包含存儲器的中央控制器、電源以及lf收發器。所述lf收發器可用于發送和接收所述tpms裝置和所述rfid標簽之間的通訊信息。

所述rfid標簽優選地包括存儲器芯片、接收器電路以及lf線圈。所述lf線圈可充當接收能量并與所述tpms裝置通訊的工具。

如果定期地向所述rfid標簽通電并且與所述rfid標簽進行通訊，這可能對tpms裝置的電池壽命造成顯著的壓力。因此，優選地，該過程僅在tpms裝置正被安裝在輪胎上時才能進行。盡管技術人員可以通過在有線或無線連接上使用諸如手工工具的通訊工具向所述tpms裝置給出指令信號來手動地啟動在所述tpms裝置和rfid標簽之間的通訊，但是優選地，該過程自動觸發，而無需技術人員手動地啟動該過程。因此，如果所述通訊的觸發可以通過在將輪胎安裝在車輪輪輞上的期間已經發生的事件來啟動，那么就無需去改變當前輪胎安裝過程。一個此類的事件是在輪胎初始裝配到輪輞期間，輪胎的快速充氣。如果壓力增長的速率和幅度表示該安裝過程，則所述快速充氣可由所述tpms裝置檢測到并且所述tpms裝置可以啟動通訊。這也意味著如果由于任何原因tpms裝置必須被更換，則當輪胎在替換的tpms裝置安裝之后進行充氣時，安裝新tpms裝置的過程將自動包括新tpms裝置和所述rfid標簽之間的通訊。或者或另外，所述tpms裝置可被編程為在檢測到諸如快速充氣的事件時或在檢測到侵犯低壓閾值(例如，其表示從輪輞上拆下輪胎)時將數據(例如，表示所行進的距離或所負載的載荷)寫入所述rfid標簽。

本發明的另一個方面涉及使用至少兩個轉發器線圈，優選一對lf線圈，來檢測輪胎監測傳感器，尤其是安裝在輪胎上的tpms傳感器的方向。

在所述tpms裝置上具有多個lf線圈(或其他轉發器線圈)是有利的。具有多于一個間隔開的線圈允許所述tpms裝置確定其相對于lf場源、或其他相關電磁場源的方向。在該上下文中，lf線圈是電磁線圈，該電磁線圈響應于lf范圍中的電磁輻射以生成相應的電信號和/或響應于被饋送電信號而生成lf范圍中的電磁輻射。

傳統的tpms裝置以固定的預定方向安裝到輪胎的輪輞上，因為閥桿必須以特定的方向進行安裝。安裝到輪胎表面的tpms裝置在方向上不具有這種約束。在確保諸如震動傳感器的某些傳感器以正確的方向安裝，或者至少精確地使用以它們所提供的信息為基礎的任何計算結果確保它們的方向是已知的方面，這可導致問題。為了精確地確定關于車輛負載和車輪速度的信息，震動傳感器或其他運動檢測裝置的方向必須是已知的。

當來自固定源的lf場被施加到帶有多個間隔開的線圈的tpms傳感器上時，所述線圈由于它們的分離而經歷lf的不同場強，并且產生相應的輸出信號。例如，帶有兩個線圈的裝置將能夠通過確定所述兩個線圈中哪一個更靠近所述lf源而分辨出左/右方向。所述線圈應當在對于方向確定有用的方向上間隔開，通常沿著所述tpms傳感器的側-側或前-后軸。

還可以提供一個或多個額外線圈來確定圍繞理論參考軸的360度方向。然而，優選的是這不是必需的。相反，優選在內輪胎表面上提供安裝座(通常為橡膠)，用于在限制數量的方向中接納所述tpms傳感器，例如，一個左方向或一個右方向，在其間所述tpms傳感器的方向圍繞參考軸旋轉180度，所述參考軸在安裝點處通常基本上垂直于所述輪胎表面。左右方向問題與具有雙輪的卡車尤其相關，所述雙輪中的兩個輪子彼此面對進行安裝。然而，有可能通過使用，例如，相對于所述參考軸彼此徑向間隔大約90度的4個線圈，以通過相對于所述參考軸的360度旋轉來確定所述tpms裝置的方向。然而，這將增加裝置的成本和尺寸。

有可能通過使用安裝說明來確保所述tpms傳感器一開始就以期望的方向安裝在輪胎上。然而，仍有可能以兩個可能的方向來將所述輪胎安裝到車輪上。對于這個問題，僅需要兩個線圈來確定這些方向中的哪一個已經被用過了。

本發明的又一方面涉及對輪胎監測傳感器的位置和方向進行編程。

使用諸如lf手工工具的編程工具，關于車輪輪軸的信息和所述輪胎監測傳感器的方向可以被直接編程到所述輪胎監測器的存儲器中。

在將tpms裝置安裝到帶有一組或多組雙輪的車輛上時的一個重要的問題是所述tpms裝置關于所述車輪方向的方向。由于雙輪傾向于以相反的方向進行安裝，因而重要的是知道特定車輪處于哪個方向，以用于自動定位確定方法。如果所述傳感器是雙輪組的一部分和/或如果所述tpms裝置安裝在內車輪或外車輪，那么在可編程到所述傳感器的數據中的便是所述tpms裝置在車輛上的相對位置。

本發明的又一個另外的方面涉及用于輪胎監測傳感器的激光焊外殼。

安裝在輪胎上的輪胎監測裝置通常被稱為胎壓監測傳感器。它與眾所周知的商業上成功的安裝在閥桿上的tpms裝置共享許多電子部件。然而，將所述tpms安裝在所述輪胎本身上存在很多優點，比如能夠通過精確地監測所述輪胎壓痕的形狀來測量輪胎的諸如垂直載荷或胎面深度的性質。安裝位置的這種變化還在保護所述電子器件方面提出了額外的挑戰，由于緊密靠近于所述輪胎的多孔橡膠壓痕區域，使得所述裝置更容易受到水汽的影響，因為水可以在壓痕區域聚集，并且如果放置在所述輪胎壓痕中，所述裝置將在進入所述壓痕區域時經受高沖擊力。

因此，需要輕小而結實的外殼來保護所述電子器件免受水汽和高沖擊力兩者的影響。優選的選項是使用激光焊聚合物封閉外殼。激光焊提供了抵抗水汽的結實密封，并且允許使用比替換的制造方式(例如，包膠模)更厚更結實的塑料。包膠模需要聚合物外殼有足夠的彈性以圍繞所述電子器件的形狀變形，因此所述聚合物薄且易于被水汽滲入，此外所述包膠模過程還可能損害所述電子器件。

本發明的另一方面涉及嵌入橡膠塞或其他安裝座的rfid標簽(或其他能夠無線通訊的電子數據存儲裝置)。

所述rfid標簽傾向于附接到所述輪胎，使得難以從所述輪胎將所述rfid標簽分離。一個選項是在輪胎的制造期間將所述rfid標簽嵌入所述輪胎的橡膠中。另一個選項是將所述rfid標簽嵌入橡膠塞中，所述橡膠塞可以粘附到輪胎的內表面(胎面區域的側壁或內襯)，例如通過粘附劑、焊接或其他合適的固定工具，或者與輪胎的內表面(胎面區域的側壁或內襯)一體成形。任選地，所述橡膠塞也可以用于容納所述tpms裝置，盡管可優選的是所述tpms裝置從塞子上移除。所述rfid標簽通常會在所述tpms裝置之前安裝到輪胎。可優選在將所述rfid標簽安裝到輪胎上或輪胎內的過程中，用任何其打算存儲的數據對所述rfid標簽進行編程，該數據可以根據實施例而變化。如上所述，所述數據可以包括用于所述tpms的輪胎參數數據、車輛參數數據和/或配置數據。對所述rfid標簽的編程可以通過使用從手工工具到所述rfid標簽的數據的無線通訊來實現。使用來自所述rfid標簽的數據對所述tmps裝置進行編程可包括更新在所述tpms裝置的存儲器中的軟件、和/或在所述tpms裝置的寄存器中設置一個或多個位，例如，用于由存儲在所述寄存器中的位值確定的校準設置的寄存器。

在瀏覽接下來的具體實施例的描述并參考附圖后，本發明的其他有利方面對于本領域普通技術人員來說將是顯而易見的。

附圖說明

現通過實例和參考附圖來描述本發明的實施例，在附圖中：

圖1是具有胎壓監測系統(tpms)的輪式車輛的示意圖，其中每個車輪都具有安裝在輪胎腔內的tpms傳感器。

圖2是典型tpms傳感器的示意圖。

圖3示出了位于輪胎壓痕中的tpms傳感器的側視圖和端視圖。

圖4是用于tpms傳感器的安裝座的截面側視圖，示出了不帶有tpms裝置的rfid標簽的編程工具。

圖5示出了具有tpms傳感器的圖4的安裝座，示出了tpms傳感器和rfid標簽在共享安裝座中的相對定位的示例。

圖6示出了包括所述rfid標簽和tpms裝置的系統的一個實施例的框圖。

圖7示出了所述tpms裝置和所述rfid標簽之間交互的示例性操作的流程圖。

圖8是具有雙后輪的車輛的示意性平面圖。

圖9是具有兩個lf線圈的tpms傳感器的示意圖。

圖10示出了激光焊接外殼的示例。

具體實施方式

圖1示出輪式車輛100的系統圖，每個車輪包括安裝在輪輞上的輪胎。車輪的布置和數量可以根據車輛變化。在此實例中示出了4個車輪101、102、103和104。每個車輪安裝有輪胎監測裝置，在優選實施例中所述輪胎監測裝置為胎壓監測裝置，也稱為tpms傳感器或者tpms裝置111、112、113和114，其是胎壓監測系統(tpms)的可車輪安裝元件。在優選實施例中，所述tpms裝置是旨在安裝在輪胎的內表面上的類型，特別是在胎面區域中，但任選地在側壁上，而不是安裝在相應車輪的輪輞上的類型，例如通過閥桿。所述車輛包括控制單元，例如電子控制單元(ecu)120，其被配置為接收和處理來自所述tpms裝置111、112、113、114的傳輸信息，并因此形成所述tpms的一部分。所述ecu120通常包括至少tpms接收器121、控制器122、以及與諸如can或lin總線的其他車輛電子裝置123通訊的工具。所述tpms接收器121從所述tpms裝置111、112、113、114接收信號，通常為無線接收，而所述控制器122被配置為處理信號以執行胎壓監測，其性質可以隨系統而變化。所述無線通訊工具可包括能夠支持無線通訊的任何無線通訊裝置，例如，包括耦合到相應天線的無線接收器和無線發射器(其中任一者任選地為無線收發器)。

圖2示出所述tpms裝置111、112、113、114的一個實施例的方框圖。所述tpms裝置包括中央控制器201，所述中央控制器201可包括經適當編程的處理器，例如專用微處理器或微控制器，或其他可編程處理裝置。可以提供諸如ram存儲器、adc、i/o接口、時鐘振蕩器以及中央微處理器(未示出)的標準元件，這些元件通常集成在單個芯片上。或者，可以使用完全為所述tpms應用設計的自定義微控制器，例如專用集成電路(asic)，并且可以集成諸如溫度傳感器的輔助元件。

所述tpms裝置通常由電池204供電，盡管也可以使用其他微電源，例如熱電和/或壓電發電機和/或電磁感應裝置來代替電池，或者除了電池之外，還可以用其他微電源，例如熱電和/或壓電發電機和/或電磁感應裝置。可以提供轉發器206以接收指令信號(例如，用于對所述tpms裝置進行編程)，優選在125khz處，如將在其他地方解釋的，此轉發器可利用多個線圈中的一個來提供電力給rfid標簽并與該rfid標簽進行通訊。通常提供運動檢測器207，例如包括一個或多個震動傳感器、加速度計或滾動開關，并且可使用任何合適的常規接口硬件202來與所述控制器201連接。

提供壓力傳感器208，例如壓電電阻換能器或基于壓電或電容的壓力傳感器，用于測量相應輪胎中的流體(通常為空氣或其它氣體)壓力。所述壓力傳感器208連接到測量裝置203，用于使用從所述壓力傳感器208接收到的信號測量壓力，并用于向所述控制器201提供相應的測量信息。在常規壓力測量期間，在所述控制器201的控制下，所述測量裝置203每隔一段時間對所述壓力傳感器208的輸出進行采樣，并將相應的測量數據傳送到所述控制器201。通常，所述測量裝置203包括用于執行其測量任務的硬件，即電子電路，其配置可以變化，但通常包括至少一個放大器，可以包括至少一個濾波器，并且為了常規壓力測量的目的，至少可以包括用于測量壓力值的模數轉換器(adc)(未示出)。因此，所述測量裝置203可以被描述為用于控制壓力測量的工具。

使用具有天線209的發射器205來使傳輸信息到達所述車輛ecu120，優選在315或433mhz處。

在典型的實施例中，所述tpms裝置111、112、113、114可以一般與已知的tpms裝置相似，并且可以與本領域技術人員已經熟知的那些裝置共享許多特征。以允許其測量輪胎中氣體的壓力(任選地測量溫度)的方式，所述tpms系統的基本原理可保持相同—在使用中附接到車輛車輪的自供電tpms裝置。壓力測量通常周期性地進行。在使用中，所述tpms裝置將表示所測量參數的數據傳送到諸如所述車輛ecu120的外部控制器。還可以提供溫度傳感器。可以安裝氧氣傳感器以確定所述輪胎中的氣體是空氣還是大氣氮。

圖3示出位于其相應車輪101的輪胎的壓痕區域的所述tpms裝置111中的一個(所述壓痕區域是通過與路面接合而變形的輪胎的區域)。盡管以下描述提供在所述tpms裝置111的上下文中，但是應當理解的是，相同或者相似的描述可應用于任何一個或多個為所述tpms一部分的其他tpms裝置。

通過將所述tpms裝置111安裝到所述輪胎胎面的內表面，所述傳感器有可能精確地追蹤其相對于輪胎圓周在壓痕長度中已經有多長，并且因此導出所述壓痕的尺寸。

圖4示出了用于所述tpms裝置111的安裝座402。在優選實施例中，所述安裝座402由橡膠形成，盡管也可以使用任何其它合適的材料。所述安裝座402成形以限定用于接納所述tpms裝置111的腔404。通常，所述腔404成形為使得相對于所述安裝座402可在多于一個的方向上接納所述tpms。例如，典型的配置是所述tpms裝置111可以處于左方向或右方向，所述裝置111圍繞軸a-a'在方向之間旋轉180度。a-a'軸可以描述為法向軸，并且通常基本上垂直于所述腔404的底面407(或更一般地，垂直于所述安裝座402的基部409)和/或在所述安裝座402在使用期間固定到所述輪胎的位置處垂直于所述輪胎的內表面。

所述安裝座402以rfid標簽401的優選形式，包括具有無線功能的電子數據存儲裝置。可以使用其他類型的具有無線功能的電子數據存儲裝置，例如，任何無線轉發器。所述rfid標簽401，或其它裝置，能夠存儲數據并且通常響應于由可共同運行的遠程裝置(有時稱為讀取器)進行詢問而無線地傳遞所存儲的數據。為此，所述rfid標簽401，或其他裝置，包含電子數據存儲工具和無線通訊工具。所述通訊工具通常包括電磁線圈(未示出)形式的天線。更一般地，所述無線通訊工具可以包括能夠支持無線通訊的任何無線通訊裝置。所述數據存儲工具可以包括任何合適的電子數據存儲裝置。在優選實施例中，所述rfid標簽401，或其他裝置，由在使用中激勵所述天線線圈的電磁場供電。在備用實施例中，所述rfid標簽401，或其它裝置，可以包括其自己的電源，并且不需要被詢問即可傳遞數據。通常，所存儲的數據涉及所述安裝座402在使用中安裝在其上的輪胎。更一般地，所述數據可以包括用于所述tpms的輪胎參數數據、車輛參數數據和/或配置數據。

方便地，所述rfid標簽401嵌入所述安裝座402中。這可以在所述安裝座402的制造期間實現。或者，所述標簽401可設置在所述安裝座402中形成的腔內，或安裝在所述安裝座402上。

在優選實施例中，所述標簽401位于所述腔404附近，優選沿著橫向方向(即垂直于法向軸a-a'的方向)，例如沿著如圖4所示的軸b-b'，與所述腔404間隔開。當所述tpms裝置111在所述安裝座402中時，所述rfid標簽401位于所述tpms裝置111旁邊，即沿著與在使用期間輪胎的旋轉軸平行的橫向方向與所述tpms裝置111間隔開。將所述標簽401定位在所述tpms裝置111旁邊有利之處在于當輪胎旋轉時，所述tpms裝置111不會在標簽401上施力，所述標簽401也不會干擾所述tpms裝置111的運行(例如，當監測表示諸如胎面磨損的變化的輪胎壓痕中的失真時)，如果所述標簽401位于所述tmps裝置111和所述輪胎之間，則它們每個都可能會有問題。將所述標簽401設置在所述安裝座402上也是有利的，因為這有助于在使用期間讓所述標簽401的定位靠近所述tpms裝置111，優選在所述tpms裝置111旁邊，更優選緊靠近在所述tpms裝置111旁邊。將所述標簽401靠近所述tpms裝置111進行定位是優選的，因為它有助于最小化功率消耗和所述標簽401與tpms裝置111之間的通訊。通常，所述標簽401與所述tpms裝置111橫向以1mm到15mm的間距隔開。

在所述rfid標簽401沒有設置在所述安裝座402內的實施例中，例如，嵌入所述輪胎內或獨立于所述tpms裝置111安裝在所述輪胎上，仍然優選的是所述標簽401定位在所述tpms裝置111的旁邊。

在使用中，所述安裝座402固定在所述輪胎的內表面，優選在所述輪胎的胎面區域中。這可以通過任何便捷的固定工具來實現，例如，粘合劑或焊接，或者可以通過將所述安裝座402與所述輪胎一體成形來實現。通常，所述安裝座402的基部409具有背面417，所述背面417優選為基本上平坦的，通過所述背面417，所述安裝座402可以固定到所述輪胎的內表面。

圖4還示出了可用于將數據編程到所述rfid標簽401的存儲器中的編程工具403。所述編程工具403可以采用任何便捷的常規形式，只要其能夠與標簽401無線通訊。

圖5示出具有位于所述腔404內的所述tpms裝置111的所述安裝座402。

圖6示出包含所述tpms和rfid裝置111、401兩者的系統的實施例的主要元件的方框圖。在圖6中，使用與圖2中相同的有關附圖標記來表示相同或相似部件，并且相同或相似的描述適用，這對于本領域技術人員來說是顯而易見的。

所述tpms裝置111具有主控制器201。這可以是標準微控制器或自定義專用集成電路(asic)。它通常包括諸如微處理器、存儲器、輸入/輸出接口以及時鐘振蕩器的標準元件。所述測量硬件203用于測量來自壓力傳感器208或溫度傳感器(未示出)的壓力和/或溫度。所述測量硬件203通常包括濾波器、放大器以及模數轉換器(未示出)。所述運動檢測硬件202用于檢測運動。所述運動檢測硬件202通常包括一個或多個加速度計或震動傳感器207以監測加速力。諸如加速度計或震動傳感器的元件的優點在于它們不只是能夠監測在靜止狀態和驅動狀態之間的二進制變化；它們還能夠監測由所述tpms裝置111在運動期間感覺到的力的變化。當所述tpms裝置111安裝在所述輪胎的胎面區域中并且因此根據所述車輪101的旋轉位置位于所述輪胎壓痕區域中時，這是特別有用的，因為可以對表示諸如載荷分布或胎面深度的車輛和輪胎性質的多個分力進行監測。在此實施例中，假設所述標簽401和tpms裝置111包括可共同運行的具有相應lf電磁線圈638、637的轉發器，所述線圈支持在lf運行頻率處(例如125khz)的所述標簽401和所述裝置111之間的無線通訊信道。在典型的實施例中，所述標簽401是無源裝置，其在存在合適的電磁場的情況下通過在其線圈638上電磁感應出的能量來供電，在該情況下所述合適的電磁場通過所述裝置111的所述線圈637提供。通常，所述標簽401響應于所述裝置111的詢問將數據經由相應線圈638、637傳遞到所述裝置111。

所述裝置111的轉發器206包括lf接口636，用于控制初級lf線圈637并且負責在所述lf信道上使用線圈637發送和接收數據。所述lf接口636由所述主控制器201進行控制。

所述uhf發射器205用于主要向所述車輛ecu發送超高頻通訊，這通常發生在315或433mhz的頻率處。這些通訊將典型地包含存儲在所述tpms裝置存儲器中的數據、由所述tpms裝置111進行的數據測量和從與所述rfid標簽401的通訊中收集的數據的組合。

所述rfid標簽包括控制器621、存儲器622和線圈638、以及相關聯的電路。響應于由所述線圈638供電，所述控制器621被配置為從所述存儲器讀取數據并且使得所檢索到的數據由線圈638進行傳遞。這涉及利用所檢索到的數據來調制對所述線圈進行激勵的信號。所述線圈638通過與諸如所述tpms裝置111的所述線圈637的外部線圈進行耦合成為所述標簽401的主通訊工具和能量源。初級和次級線圈637、638之間的這種耦合在所述次級線圈638中感應出諧振交流電壓。這種能量傳遞能夠向所述rfid標簽控制器621提供足夠的功率，以使其能夠從所述存儲器622中讀取數據，以啟動返回通訊并將所述數據調制到線圈638上。因此，所述tpms裝置111可以詢問所述標簽401，并接收來自所述標簽401的響應，所述詢問涉及激勵所述裝置線圈637，以通過電磁耦合來激勵所述標簽線圈638。

在所述tpms裝置111上，調諧電容器625通常與所述初級線圈637串聯連接。在所述rfid標簽401中，調諧電容器627通常與所述次級線圈638并聯連接。二極管629和電容器631用于對在耦合期間所述次級線圈638中感應出的交流電流進行整流，以供應到所述控制器621。通常提供晶體管633來開啟和關閉到所述次級線圈638的短路路徑。這使得所述rfid標簽控制器621能夠通過開關鍵控將數據調制到所述次級線圈638。所述次級線圈638的這種調制由所述初級線圈637檢測為連接所述線圈的lf場的能量加載調制，這反過來又引起穿過所述初級線圈637的電壓變化。所述tpms裝置111的lf接口636能夠檢測這些電壓變化并恢復所述數據。

圖7示出了激活所述tpms裝置111和rfid標簽401之間的通訊的一個可能實施例的關鍵步驟的流程圖。步驟701是由所述tpms裝置111的所述控制器201對胎壓事件的檢測，例如壓力增加。該壓力增加可以表示車輪安裝，即輪胎充氣事件。所述控制器201可以被配置為確定檢測到的壓力變化的一個或多個性質，例如壓力變化的幅度和/或變化率。這允許所述控制器201將輪胎安裝事件與諸如由于溫度或車輛負載引起的壓力升高的其它事件區分開。一旦所述tpms裝置111確定了相關胎壓事件(在該情況中假設為表示輪胎安裝的壓力增加)已經發生，則在步驟702中，所述控制器201使得所述tpms裝置的lf接口636能夠生成lf場。在步驟703中，所述rfid標簽401的所述線圈608通過感應耦合從所述tpms裝置線圈607接收能量。一旦傳送了足夠水平的能量，則激活所述rfid標簽控制器621(步驟704)。在整個通訊過程中，所述tpms裝置111繼續經由所述線圈607輻射能量。或者，所述rfid標簽401可以使用整流電容器614作為電荷儲存器。在這樣的實施例中，如果使用足夠大的電容器，則所述tpms裝置111將僅需要在初始階段期間供應能量，以對儲存電容器充電，從這一點上看，所述rfid標簽控制器621可以為能量而使用儲存在所述儲存電容器中的電荷。

在步驟705中，所述標簽控制器621從其存儲器622中讀取數據，并且對所述線圈608的激勵進行調制，使得所檢索到的數據由所述線圈608進行傳遞。在步驟706中，所調制的lf場由所述裝置111的所述線圈607進行檢測，并且所述數據通過所述lf接口636進行提取，并傳送到所述控制器201。

在備用實施例(未示出)中，所述標簽401可設置有專用無線傳輸工具(未示出)，例如，調諧到例如315或433mhz的rf電路。在這樣的實施例中，所述rfid標簽401能夠獨立于與所述tpms裝置111的任何耦合來傳遞數據。

然而，在本實施例中，從所述rfid標簽401到所述tpms裝置111的數據通訊通過使用，例如，開-關鍵控(ook)來將所述數據調制到所述rfid標簽的所述線圈608上，所述開-關鍵控(ook)通過暫時使所述線圈608短路創建關閉狀態。這在所述場中產生可以在所述初級線圈607上檢測到的擾動。也可以使用其他形式的調制，包括其他ask方法、psk或fsk。所述rfid標簽通過將數據調制到其線圈上與所述tpms裝置通訊的手段可以類似于專利us6710708中描述的lf回讀方法，主要區別在于所述tpms裝置111的所述線圈607是初級線圈，以及無源的rfid標簽401包含次級線圈。

圖8示出了具有至少一組雙輪(在本示例中為后輪803a、803b和804a、804b)的諸如卡車或貨車的車輛800的布局。雙輪對安裝在輪胎的tpms裝置存在問題，因為所述tpms裝置的方向不是由其安裝來固定的。因此，需要用于使所述tpms裝置確定其方向或通知所述tpms裝置其方向的工具。所述車輛800具有中央ecu820，所述中央ecu820能夠接收和解碼來自安裝在車輪801、802、803a、803b、804a和804b中的所述tpms裝置(未示出)的傳輸信息。在此示例中，僅示出了一組雙輪，然而，大卡車有可能具有一個或多個另外組的雙輪。雙輪配置包括安裝在一起(即并排和同軸地)但相反方向的一組(或一對)車輪。例如，車輪803a面對著車輪803b進行安裝。這意味著正確安裝在車輪803a中的tpms裝置應當檢測到與由正確安裝在車輪803b中的tpms裝置檢測到的旋轉相反的旋轉。這對于依賴于獲悉tpms裝置的方向的自動定位程序是重要的。然而，沒有閥桿來限制裝置可以安裝的方向，安裝中出現誤差的機會增大。

圖9示出了tpms裝置911(其可以與所述tpms裝置111基本上相同，除了現在描述的之外)，其具有兩個電磁轉發器線圈，優選lf線圈940、942。所述線圈940、942可以用于確定如現在描述的所述tpms裝置911的方向。如果將lf場944(或其他合適的em場)施加到所述線圈940、942，例如通過適當配備的手工工具941，那么與所述場944的源更近的線圈942將檢測到比遠離所述源的線圈940更強的場。為此，所述線圈940、942在所述tpms裝置911內間隔開，使得一個將比另一個更遠離任何可能的激勵場源。通常，所述em場由位于所述車輛800一側的用戶施加，因此，當所述tmps裝置911安裝在所述輪胎上時，所述線圈940、942優選地沿著與車輪的旋轉軸平行的方向間隔開。在圖4中，這對應于方向b-b'。在所述tpms裝置911可在以180度分開的兩個方向中的一個上安裝(例如，安裝在安裝座402中)的典型情況下，所述線圈940、942將沿該方向間隔開，而不管它們處于哪個方向上。

因此，假設所述lf激勵場從所述車輛800的外部施加，最外面的線圈942將獲得比最內側線圈940更強的場。由于場強隨著離所述源的距離而減小，可以確定哪個線圈更接近所述源，并因此確定哪個線圈更接近所述車輛800的外部。這允許確定所述裝置911的方向(即，所述tpms裝置911的所述控制器201可以使用由所述lf接口636檢測到的相應場強信息來確定它在兩個可能的方向(通常指定為左和右)中的哪一個)。

所述lf場源941可以是門閘讀取器或手工工具。基于所述源將始終在所述車輛800的外部的假設，可以確定具有多個線圈的tpms裝置的方向，所述多個線圈相對于所述lf場間隔開。所述tpms裝置911可以包括如圖2或圖6中所描述的所有相同的主要元件。圖1的實施例還具有連接到其lf轉發器或lf接口硬件的多個(至少兩個)線圈。線圈940和942以足夠遠的間距進行安裝，使得它們在由所述源941傳播的所述lf場的場強上經歷相對差異。作為結果，在跨過所述線圈940、942感應出的電流在幅度上將具有相對差異。在此示例中，線圈942的安裝比線圈940更靠近所述lf源941。因此，跨過所述線圈942感應出的電流具有更大的幅度。這由所述線圈942的輸出信號944示出，其具有比輸出信號946更高的振幅，所述輸出信號946表示跨過線圈940感應出的電流。

圖10示出了可通過將外殼置于橡膠附接塞中，或在所述安裝座402的實施例中的其他方式，安裝在輪胎內表面(例如，側壁)上的激光焊接外殼1005的示例。所述激光焊接外殼1005包括底座1007和蓋子1002，其中所述蓋子被激光焊接到所述底座，以形成保護外殼。所述電子器件包括電池1004和具有各種元件(例如，如上所述，參照圖2、圖6和圖9)和天線1001的pcb板1003。所述外殼1005的底座優選地由具有吸收劑的聚合物材料形成，所述吸收劑為例如包含在其組合物中的炭黑。所述蓋子1002優選由不含任何吸收劑的聚合物材料形成。所述吸收劑的作用是吸收激光。在此示例中，使用nd：yag激光器來傳輸炭黑容易吸收的紅外輻射。在吸收ir輻射后，炭黑分子被激發和加熱，使周圍的聚合物熔化。這發生在所述蓋子和所述底座之間的界面1006處。ir輻射輕易地穿過所述蓋子，并且其一進入所述底座就被炭黑分子吸收，導致所述界面區域1006發生加熱和熔化。隨著聚合物冷卻，在所述底座和所述蓋子之間形成的粘合確保了防水密封，以保護電子器件免受水汽侵害。

本發明不限于本文描述的實施例，其可以在不脫離本發明范圍的情況下進行改進或變化。