轮电子单元及其安装方法

摘要

本发明提出一种用于测量轮胎的操作参数的电子单元（10），所述轮胎安装在轮辋（21）上，经安装的组件形成能够围绕滚动轴线旋转的车轮（20），所述电子单元包括适于安装在轮（20）上的支撑件（11），所述支撑件（11）形成印刷电路，能够测量所述轮（20）的径向加速度的径向加速度传感器（12）安装在所述支撑件上，以相对于所述轮辋（20）的切向平面倾斜30至60度的角度（α）范围内的方式安装所述径向加速度传感器（12）。

权利要求

1.一种用于测量轮胎的操作参数的电子单元（10），所述轮胎安装在轮辋（21）上，经安装的组件形成能够围绕滚动轴线旋转的车轮（20），所述电子单元包括适于安装在车轮（20）上的支撑件（11），所述支撑件（11）形成印刷电路，能够测量所述车轮（20）的径向加速度的径向加速度传感器（12）安装在所述支撑件上，其特征在于，以相对于所述轮辋（21）的切向平面倾斜30至60度的角度（α）范围内的方式安装所述径向加速度传感器（12）。

2.根据权利要求1所述的电子单元，其特征在于，所述支撑件（11）安装成基本上平行于或垂直于与所述车轮（20）的所述滚动轴线垂直的平面。

3.一种用于测量轮胎的操作参数的电子单元（10），所述轮胎安装在轮辋（21）上，经安装的组件形成能够围绕滚动轴线旋转的车轮（20），所述电子单元包括适于安装在车轮（20）上的支撑件（11），所述支撑件（11）形成印刷电路，能够测量所述车轮（20）的径向加速度的径向加速度传感器（12）安装在所述支撑件上，其特征在于，以相对于所述轮辋（21）的切向平面倾斜30至60度的角度（α）范围内的方式安装所述支撑件（11）。

4.根据权利要求3所述的电子单元，其特征在于，相对于所述支撑件（11）的平面基本平行或垂直地安装所述径向加速度传感器（12）。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子单元，其特征在于，相对于所述轮辋（21）的切向平面以45度安装所述支撑件（11）或所述径向加速度传感器（12）。

6.一种车辆的胎压监控系统，其特征在于，其包括至少一个根据权利要求1至5中任一项所述的电子单元（10）。

7.根据权利要求6所述的车辆的胎压监控系统，其特征在于，其包括两个电子单元（10），第一电子单元和第二电子单元，在所述第一电子单元中，以相对于切向平面倾斜30至

60度的角度（α）范围内的方式安装所述径向加速度传感器（12）或所述支撑件（11），在所述第二电子单元中，以相对于所述切向平面倾斜30至60度的角度（α）范围内的方式安装所述径向加速度传感器（12）或所述支撑件（11），所述第一电子单元和所述第二电子单元安装在位于一体积内部的同一个支承件上。

8.一种车轮（20），其特征在于，它包括至少一个根据权利要求1至5中任一项所述的电子单元（10）。

9.一种径向加速度传感器（12）的安装方法，所述径向加速度传感器（12）能够测量车轮（20）的径向加速度，所述轮能够围绕滚动轴线旋转，所述径向加速度传感器（12）能够安装在用于测量轮胎的操作参数的电子单元（10）中，所述轮胎安装在轮辋（21）上，经安装的组件形成车轮（20），所述电子单元（10）包括支撑件（11），所述支撑件形成印刷电路并且适于安装在所述车轮（20）上，其特征在于，该方法包括以相对于所述轮辋（21）的切向平面具有

30至60度之间的倾斜度（α）的方式安装所述径向加速度传感器（12）。

10.根据权利要求9所述的安装方法，其特征在于，其还包括与垂直于所述车轮（20）的所述滚动轴线的平面基本平行或垂直地安装所述支撑件（11）。

11.一种用于测量轮胎的操作参数的电子单元（10）的安装方法，所述轮胎安装在轮辋（21）上，经安装的组件形成能够围绕滚动轴线旋转的车轮（20），所述电子单元（10）包括适于安装在车轮（20）上的支撑件（11），所述支撑件（11）形成印刷电路，能够测量所述车轮（20）的径向加速度的径向加速度传感器（12）安装在所述支撑件上，其特征在于，所述方法包括以相对于所述轮辋（21）的切向平面具有30至60度之间的倾斜度的方式安装所述支撑件（11）。

12.根据权利要求11所述的安装方法，其特征在于，其还包括相对于所述支撑件（11）的平面基本平行或垂直地安装所述径向加速度传感器（12）。

说明书

轮电子单元及其安装方法

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车领域。更准确地，本发明涉及一种安装用于测量车辆车轮的轮胎的操作参数的电子单元的方法和这种单元。

背景技术

[0002] 已知车轮的轮胎的操作参数的测量是通过安装在用于控制胎压的系统的电子壳（所谓的“车轮单元”）中的传感器所进行的，该系统的已知类型称为“TPMS”（“胎压监控系统”，英文中为“Tyre Pressure Monitoring System”）。

[0003] 以已知的方式，轮单元通常包括微处理器、存储器、射频发射器、电源电池和至少一个径向加速度传感器，该径向加速度传感器能够测量轮的径向加速度并安装在支撑件上（形成印刷电路或英文中的“PCB”（印刷电路板，Printed Circuit Board））。在本公开中，术语“电子单元10”是指由径向加速度传感器和轮单元的支撑件形成的组件。

[0004] 在图1a中示出了将这种电子单元集成到轮中的第一集成模式。在图1a中，电子单元10安装在轮20的轮辋21上。轮20配置成围绕滚动轴线旋转。电子单元10包括径向加速度传感器12，该径向加速度传感器12测量当轮20在箭头30所示的旋转方向上围绕滚动轴线旋转时（例如在如图1a和图1b所示的位置A1、A2、A3和A4处）在轮的一圈旋转上其所经历的径向加速度。优选地，以固定频率进行这些测量。

[0005] 根据图1a，电子单元10因此还包括形成印刷电路的支撑件11，径向加速度传感器12安装在该印刷电路上。如图1a所示，支撑件11相切地安装在轮辋21上，且平行于轮20的滚动轴线。径向加速度传感器12安装在支撑件11上，并且测量垂直于轮20的滚动轴线的加速度。电子单元10的这种第一集成模式使得能够在车辆运动时测量轮20的径向加速度。该径向加速度是两个径向分量的合成加速度，即对应于重力加速度在径向加速度传感器12的测量方向上的投影的第一分量和对应于在径向加速度传感器12的相同测量方向上的离心加速度的第二分量。

[0006] 基于径向加速度测量值，可以绘制随时间变化的加速度曲线Acc（t），如图1b所示。该曲线Acc（t）是正弦曲线，其最小值MIN对应于径向加速度传感器12相对于轮辋顶部在0度的位置A1处的定位，并且最大值MAX对应于径向加速度传感器12相对于轮辋顶部在180度的位置A3处的定位。

[0007] 电子单元10的处理器（未示出）对这些径向加速度测量值的数字处理使得能够确定径向加速度的值MIN并且因此确定径向加速度传感器12在位置A1处的通过，和/或确定径向加速度的值MAX并且因此确定径向加速度传感器12在位置A3处的通过。

[0008] 因此，基于这些径向加速度测量数据，可以通过适当的数字处理来知道轮单元以及由此知道电子单元10在轮20上的位置A1和/或位置A3处的通过。

[0009] 在图2中示出了将这种电子单元集成在车轮中的第二集成模式。在图2中，电子单元10也安装在轮20的轮辋21上。电子单元10包括径向加速度传感器12，该径向加速度传感器12测量当轮20如前所述围绕滚动轴线沿箭头30所示的旋转方向旋转时在轮的一圈旋转上所经历的径向加速度。根据图2，电子单元10还包括形成印刷电路的支撑件11，径向加速度传感器12安装在该印刷电路上。如图2所示，支撑件11安装在轮辋21上，处于轮20的径向平面中，即处于包括轮20的滚动轴线的平面中。径向加速度传感器12安装成垂直于支撑件11的平面，即，以垂直于包括轮20的滚动轴线的平面的方式安装。电子单元10的这种第二集成模式还使得可以在车辆运动时如先前所述地测量轮20的径向加速度。

[0010] 基于径向加速度测量值，还可以绘制随时间变化的图1b的加速度曲线Acc（t）。

[0011] 在根据图1和图2的电子单元10的上述两种集成模式中，注意到径向加速度传感器12安装成垂直于轮辋21的平面，轮辋21的平面对应于图1a和图2的平面，即垂直于轮20的滚动轴线的平面。这意味着，电子单元10的每种集成模式需要径向加速度传感器12相对于支撑件11的特定布置。实际上，在第一集成模式中，径向加速度传感器12以平行于支撑件11的方式安装，而在第二集成模式中，径向加速度传感器12以垂直于支撑件11的方式安装。

[0012] 为了能够覆盖根据图1和图2的电子单元10的上述两种集成模式，需要具有两种不同的电子单元的布置，分别专门适于电子单元10在轮20中的集成模式。因此，不可能使用允许覆盖电子单元10在轮20中的上述两种布置模式的电子单元10的单独一种布置。

[0013] 这种缺点是特别不方便的，因为它成本高，并且当希望降低与车辆中存在的轮单元相关的成本时，这限制了电子单元的集成的选择。

[0014] 本发明旨在消除或至少减少现有技术的所有或一些上述缺点。

发明内容

[0015] 本发明的第一方面的目的是提出一种电子单元，其能够避免现有技术在集成方面的约束。

[0016] 本发明的第一方面使得能够降低与车辆中存在的轮单元相关的成本，因为只需要单独一种布置来覆盖电子单元的所有集成模式。

[0017] 本发明的第二方面旨在提出一种在电子单元中安装径向加速度传感器的方法。

[0018] 本发明的第三方面旨在提出一种在车轮中安装电子单元的方法。

[0019] 根据本发明的这些方法旨在允许实现能够安装在轮上而不受集成限制的单个电子单元。

[0020] 为此，本发明提出了一种用于测量安装在轮辋上的轮胎的操作参数的第一电子单元，经安装的组件形成能够围绕滚动轴线旋转的车轮，所述电子单元包括适于安装在轮上的支撑件，所述支撑件形成印刷电路，能够测量所述车轮的径向加速度的径向加速度传感器安装在所述支撑件上。根据本发明，以相对于所述轮辋的切向平面倾斜30至60度的角度范围内的方式安装所述径向加速度传感器。

[0021] 有利地，与垂直于所述轮的所述滚动轴线的平面基本平行于或垂直地安装第一电子单元的所述支撑件。

[0022] 本发明还涉及用于测量轮胎的操作参数的第二电子单元，所述轮胎安装在轮辋上，经安装的组件形成能够围绕滚动轴线旋转的车轮，所述电子单元包括适于安装在轮上的支撑件，所述支撑件形成印刷电路，能够测量所述车轮的径向加速度的径向加速度传感器安装在所述支撑件上。根据本发明，以相对于所述轮辋的切向平面倾斜30至60度的角度范围内的方式安装所述支撑件。

[0023] 有利地，相对于所述支撑件的平面基本平行或垂直地安装第二电子单元的所述径向加速度传感器。

[0024] 试验表明，第一电子单元和第二电子单元能够测量重力加速度和离心加速度，这是确定车轮径向加速度所必需的。此外，电子单元的独特布置使得可以以各种方式集成轮单元而不受限制。

[0025] 第一电子单元和第二电子单元的有利实施例提出，相对于所述轮辋的切向平面以45度安装所述支撑件或所述径向加速度传感器。

[0026] 本发明还涉及一种车辆的胎压监控系统，其包括至少一个电子单元，例如第一电子单元或第二电子单元。

[0027] 本发明还涉及一种车辆的胎压监控系统，其包括如前所述的两个电子单元，第一电子单元和第二电子单元，在所述第一电子单元中，以相对于切向平面相对于该切向平面的平行于轮的滚动轴线的枢转轴线倾斜30至60度的角度范围内的方式安装径向加速度传感器或支撑件，以及在第二电子单元中，以相对于切向平面围绕该切向平面的也属于轮辋平面的轴线倾斜30至60度的角度范围内的方式安装径向加速度传感器或支撑件，所述第一电子单元和所述第二电子单元安装在位于一体积内部的同一个支承件上，例如所述体积是球体。

[0028] 本发明还涉及包括第一电子单元或第二电子单元的车轮。

[0029] 本发明还提出了一种径向加速度传感器的安装方法，该径向加速度传感器能够测量能够围绕滚动轴线旋转的车轮的径向加速度，所述径向加速度传感器能够安装在用于测量轮胎的操作参数的电子单元中，所述轮胎安装在轮辋上，经安装的组件形成轮，所述电子单元包括支撑件，所述支撑件形成印刷电路并且适于安装在所述轮上。根据本发明，该方法包括以相对于所述轮辋的切向平面具有在30至60度之间的倾斜度的方式安装所述径向加速度传感器的步骤。

[0030] 有利地，第一方法还包括与垂直于所述轮的所述滚动轴线的平面基本平行或垂直地安装所述支撑件。

[0031] 最后，本发明还提出了一种用于测量轮胎的操作参数的电子单元的安装方法，所述轮胎安装在轮辋上，经安装的组件形成能够围绕滚动轴线旋转的车轮，所述电子单元包括适于安装在轮上的支撑件，所述支撑件形成印刷电路，能够测量所述车轮的径向加速度的径向加速度传感器安装在所述支撑件上。根据本发明，第二方法包括以相对于所述轮辋的切向平面具有30至60度之间的倾斜度的方式安装所述支撑件的步骤。

[0032] 有利地，第二方法还包括相对于所述支撑件的平面基本平行或垂直地安装所述径向加速度传感器。

[0033] 测试表明，第一方法和第二方法允许实现电子单元的独特布置，使得可以以各种方式集成轮单元而不受限制。

附图说明

[0034] 通过参考示意性附图以及阅读下面的描述，本发明的细节和优点将变得更清楚，其中：

[0035] - 图1（图1a和图1b）是根据第一集成模式布置的现有技术的电子单元的示意图，[0036] - 图2是根据第二集成模式布置的现有技术的电子单元的示意图，

[0037] - 图3（图3a和图3b）是根据本发明第一实施例的电子单元的示意图，[0038] - 图4是根据本发明第二实施例的电子单元的示意图，

[0039] - 图5是根据本发明一个实施例的在电子单元中安装径向加速度传感器的方法的逻辑图，

[0040] - 图6是根据本发明一个实施例的电子单元的安装方法的逻辑图，以及[0041] - 图7是根据本发明另一实施例的图3的电子单元的示意图。

具体实施方式

[0042] 在下面的描述中，图1至图4和图7非常示意性地示出了装备有如前所述的电子单元10的轮20。在图1a和图2中示出了现有技术中已知的电子单元10，而在图3、图4和图7中示出了根据本发明的电子单元10。轮20和电子单元10未按实际比例示出。假定轮20沿箭头30所示的方向旋转，并且相应的车辆向前移动。

[0043] 如图3a所示，根据本发明的电子单元10（第一电子单元）能够测量安装在轮辋21上的轮胎（未示出）的操作参数，例如压力或温度，经安装的组件形成车辆（未示出）的轮20。

[0044] 在图3a中，电子单元10包括适于如前所述地安装在轮20上的支撑件11。在图3a的示例中，支撑件11相切地安装在平行于轮20的滚动轴线的平面中（并且垂直于图的平面）。

[0045] 支撑件11在此由印刷电路形成，例如印刷电路板（也称为英文中的“Printed Circuit Board”，缩写为“PCB”），径向加速度传感器12安装在该印刷电路板上。

[0046] 例如，在TPMS系统的情况下，支撑件11是放置在与轮20相关联的轮胎中的压力传感器的印刷电路板。事实上，现在TPMS系统在欧洲和美国对所有新型机动车辆而言都是强制性的。

[0047] 图3a的径向加速度传感器12被配置成，当轮20围绕滚动轴线在箭头30所示的旋转方向上旋转时（例如在位置A1’、A2’、A3’和A4’时），测量其在轮的一圈旋转中经历的径向加速度。当然，也可以设想在轮的一圈旋转中除了位置A1’、A2’、A3’和A4’之外的其它测量位置。

[0048] 基于这些径向加速度测量值，可以绘制随时间变化的加速度曲线Acc’（t），如图3b所示。加速度曲线Acc’（t）类似于如前所述的图1b的加速度曲线Acc（t）。然而，注意到，在图3a中测量位置A1’、A2’、A3’和A4’相对于图1a的测量点A1、A2、A3和A4在逆时针方向上相位偏移45度。

[0049] 位置A1’和A3’处的径向加速度的最小值和最大值不是固定的，并且取决于轮20的旋转速度。因此，最小值和最大值只能在轮的每圈旋转中局部确定，而不能相对于固定值阈值以绝对方式确定。

[0050] 然而，在测量位置A1’、A2’、A3’和A4’相对于测量点A1、A2、A3和A4相位偏移之后，位置A1’和A3’处的径向加速度的最小值和最大值相对于位置A1和A3处的径向加速度的最小值和最大值衰减。尽管如此，虽然存在此衰减，但是由电子单元10的处理器（未示出）对测量位置A1’、A2’、A3’和A4’处的径向加速度的测量值进行的数字处理仍然使得能够确定位置A1’和A3’处的径向加速度的最小值和最大值。

[0051] 更大体地，根据本发明，以相对于轮20的切向平面沿顺时针或逆时针方向倾斜30至60度的角度范围内的方式安装第一电子单元的径向加速度传感器12。在图3a的示例中，支撑件11沿切向安装于轮20上并且垂直于图平面，即平行于轮20的滚动轴线。径向加速度传感器12同样布置在垂直于图平面（并且平行于轮20的滚动轴线）的平面中，但是其以相对于包括支撑件11的平面成45度（α）的方式安装。然后，径向加速度传感器12的平面相对于一轴线枢转45°（或30°与60°之间的某个其它值），所述轴线位于支撑件11的平面中且平行于轮20的滚动轴线。因此，径向加速度传感器12在径向平面（即垂直于轮20的滚动轴线）中但相对于轮20的切线具有45°的倾斜的平面中执行径向加速度测量。然而，在另一执行（未示出）中，径向加速度传感器12可以安装成相对于轮辋21的平面（即垂直于轮20的滚动轴线的平面（或图平面））具有45°（α）。然后，包括径向加速度传感器12的平面相对于支撑件11围绕切向轴线枢转45°（或在30°与60°之间的某个其它值）。因此，经测量的径向加速度相对于轮辋21的平面倾斜45°。

[0052] 在另一个执行中，可以设想，径向加速度传感器12安装成以45度（α）枢转两次，一次相对于支撑件11的切向轴线枢转，且一次相对于支撑件的与轮20的滚动轴线平行的轴线枢转。

[0053] 如图4所示，根据本发明的电子单元10（第二电子单元）能够测量安装在轮辋21上的轮胎（未示出）的操作参数，例如压力或温度，经安装后的组件形成车辆（未示出）的轮20。

[0054] 在图4中，电子单元10包括与先前关于图3a描述的那些元件相同的元件。然而，在图4的示例中，径向加速度传感器12以相对于电子单元10的支撑件11的平面平行的方式安装。然而，在未示出的另一执行中，能够以相对于电子单元10的支撑件11的平面垂直的方式安装径向加速度传感器12。

[0055] 在该实施例中，通过围绕平行于滚动轴线的轴线枢转，以相对于轮20的切向平面倾斜30至60度的角度范围内的方式安装第二电子单元的支撑件11。在图4的示例中，支撑件11安装成相对于轮20的切向平面沿顺时针方向枢转45度（α）。然而，在另一个执行中，支撑件11可安装成沿逆时针方向枢转45度（α）。它还能够以相对于轮20的切向平面倾斜的方式安装，这是通过相对于包括在该切向平面中和轮辋平面中的轴线枢转。

[0056] 第二电子单元的这种特定布置使得可以在测量位置A1’、A2’、A3’和A4’处获得相同的径向加速度测量值，并绘制如先前所述的图3b的加速度曲线Acc’（t）。

[0057] 本发明还涉及车辆的胎压监控系统，其包括至少一个如前所述的电子单元10。

[0058] 本发明还涉及车辆的胎压监控系统，其包括如前所述的两个电子单元，第一电子单元，在该第一电子单元中，以相对于切向平面相对于该切向平面的与车轮滚动轴线平行的枢转轴线倾斜30至60度的角度范围内的方式安装径向加速度传感器或支撑件；以及第二电子单元，在该第二电子单元中，以相对于切向平面围绕该切向平面的也属于轮辋平面的轴线倾斜30至60度的角度范围内的方式安装径向加速度传感器或支撑件，所述第一电子单元和所述第二电子单元安装在位于一体积（例如，球体）内部的同一个支承件上。

[0059] 在示例性执行中，车辆的胎压监控系统包括如前面所述的两个电子单元10。例如，这种系统可以包括根据图3的第一电子单元和根据图3的第二电子单元，在第一电子单元中，以相对于切向平面相对于该切向平面的与轮的滚动轴线平行的枢转轴线枢转45度的方式安装径向加速度传感器12，在第二电子单元中，以相对于切向平面围绕该切向平面的也属于轮辋平面的轴线枢转45度的方式安装径向加速度传感器12。在此类执行中，第一电子单元和第二电子单元可以定位在位于一体积（例如，球体）内的同一支承件上。通过这种布置，可以在不妨碍确定轮20的径向加速度的情况下自由地放置在轮20的内部。实际上，无论该体积的位置如何，径向加速度传感器12中之一总能确定轮20的径向加速度。

[0060] 此外，本发明涉及一种车轮，该车轮包括根据前述实施例之一的至少一个电子单元10。

[0061] 此外，本发明涉及径向加速度传感器12在电子单元10中的安装方法。图5示出了该安装方法的实施例。

[0062] 在安装方法的第一步骤110中，以平行于或垂直于支撑件11的方式安装径向加速度传感器12。接下来，在安装方法的第二步骤120中，通过在支撑件的安装位置水平处相对于轮辋21的切向平面枢转介于30°到60°之间（例如45°），将支撑件11安装在轮辋21上，支撑件11相对于切向平面的枢转是相对于（至少）包括在切向平面中的轴线所进行的。

[0063] 本发明还涉及一种电子单元10在轮20中的安装方法。图6示出了该安装方法的实施例。

[0064] 在安装方法的第一步骤210中，将径向加速度传感器12以相对于支撑平面在顺时针或逆时针方向上具有介于30°到60°之间（例如45°）的倾斜安装在电子单元10的支撑件11上。接下来，在安装方法的第二步骤220中，将支撑件11安装在轮辋21上，同时使其相对于轮辋21及其滚动轴线处于大致切向或径向的平面中。

[0065] 在如图7所示的本发明的实施变型中，第一电子单元被布置成使得支撑件11以垂直于轮辋21的平面且垂直于与其安装位置相对应的切向平面的方式安装在轮辋21上。在径向设置支撑件的这种特定布置模式中，能获得与先前针对图3的第一电子单元所描述的相同的结果。

[0066] 因此，通过本发明能实现电子单元的独特布置，便于以各种方式集成轮单元而不受限制。

[0067] 因此，本发明可以降低与轮单元在车轮中的各种集成模式相关的成本，因为不再需要设置轮单元的多种布置来覆盖各种集成模式。

[0068] 本发明可应用于任何类型的机动车辆，例如汽车或摩托车。

[0069] 当然，本发明不限于优选实施例和以上通过非限制性示例呈现的实施变型。本发明还涉及在所附权利要求书的框架内的本领域技术人员能力范围内的实施变型。