集成的自供電輪胎旋轉計數器的製作方法

2023-08-22 11:16:21

專利名稱：集成的自供電輪胎旋轉計數器的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及一種壓電結構利用常規輪胎旋轉的機械能而產生用於集成輪胎電子線路的電能並提供輪胎旋轉信號的系統和方法。利用壓電技術將輪胎彎曲產生的機械應變轉化成能給諸如微控制器和射頻發射器件的電子組件供電的電能輸出。除了給相關電子線路供電之外，輪胎彎曲產生的機械應變還產生一個信號，用特殊的算法處理該信號以產生準確的輪胎旋轉計數。
背景技術：
電子器件與氣胎結構的結合產生了許多實用的優勢。輪胎電子線路可以包括傳感器和其它組件，用於獲得有關輪胎的各種物理參數的信息，諸如溫度、壓力、輪胎轉數和車速等。這些性能信息對於輪胎監控和預警系統可能是有用的，將來甚至可以用於反饋系統以調節合適的輪胎壓力水平。
美國專利5,749,984(Frey等人)公開了一種能確定諸如輪胎偏轉、輪胎速度和輪胎轉數的輪胎監控系統和方法。美國專利4,510,484(Snyder)給出了關於異常輪胎狀況警報系統的輪胎電子線路系統的另一個例子。美國專利4,862,486(Wing等人)也涉及輪胎電子線路，具體來說，公開了一種用於汽車和卡車輪胎的示例性的旋轉計數器。
與輪胎結構集成的電子線路系統的另一潛力是用於商用車的資產跟蹤和性能描述。商用卡車隊、航空器和重型推土機/採礦車輛都是可以受益於輪胎電子系統和相關信息發射的可行的工業。輪胎傳感器能確定車輛每個輪胎所行駛的距離，由此有助於這些商業系統的維護計劃。可以優化車輛的位置和性能以用於諸如涉及地球採礦設備的更廣泛的應用。可以利用射頻標籤發射來跟蹤整個車隊的車輛，其示例性方面公開於美國專利5,457,447(Ghaem等人)。
這種集成輪胎電子線路系統通常由多種技術和不同的發電系統來供電。美國專利4,061,200(Thompson)和3,760,351(Thomas)公開了由輪胎運動產生能量的機械特徵的例子。這些例子提供的系統又大又複雜，一般並不適用於現代的輪胎應用。然而美國專利4,510,484(Snyder)公開了另一種給輪胎電子線路系統供電的選擇，涉及一個沿輪胎輻射中線對稱配置的壓電簧片(piezoelectric reed)供電源。
另一種解決輪胎電子線路系統供電的典型辦法是使用非充電的電池，這自然給輪胎使用者造成不便，因為電子系統的正常操作有賴於周期性地更換電池。通常的電池常常含有不利於環境並帶來處置難題的重金屬，尤其是大量使用時。再者，當給功能性複雜的電子線路系統供電時，電池易於很快地耗盡貯藏的能量。對於在諸如從卡車車輪處到車艙接收器的相對遠的距離發射信息的電子系統，電池貯藏能量耗盡尤為顯著。即便電池是用於從車輪處到較近的接收器處發射信息的電子線路系統，信息通常通過硬線傳輸介質從射頻接收器處中繼到駕駛室，因此需要在車內安裝另外的、通常較貴的通信硬體。
還有一種用來獲得輪胎監控系統的電能的已知方法涉及用與輪胎和集成電子特徵緊鄰的探詢天線(interrogation antenna)來提取(scavenging)射頻束能量。提取從天線輻射的能量來給電子線路供電，這些電子線路通常必須是限於幾個微瓦的專門的超低功率電子線路。由於發射範圍有限，與由波束供電的電子線路一起使用的探詢天線通常必須放置在離各個車輪相對較近(大約兩英尺內)的位置。每輛車通常需要多根探詢天線，由此增加了潛在的設備成本。每根天線還非常易於受路險的損害，因此，由於諸多原因，這種方法可能不是為某些電子應用供電的最合適的方案。
與本主題一致，壓電材料的某些優勢長久以來就是公認的。然而，這種技術持續地在改進，因此潛在地能提供給使用壓電材料的應用以改進的工作性能。美國專利5,869,189(Hagood，IV等人)和6,048,622(Hagood，IV等人)提供了壓電技術相對較新的進展的例子，即致力於結構控制的組合。當前公開的技術涉及壓電技術進一步的進展，即壓電發電器件可以與輪胎或車輪組合件集成起來，以用於能量的獲取和輪胎旋轉信號的產生。
當前未授權並屬於同一所有人的美國專利申請10/143,535和10/345,040公開了利用壓電材料從旋轉輪胎的機械能來產生和獲取電能的方面。本發明涉及將這種壓電結構集成到輪胎或車輪組件的進一步應用。尤其特別的是，依據當前發明的某些方面，這種壓電結構可以與其它的特徵結合起來以提供一個自供電輪胎旋轉計數器。
輪胎旋轉計數的已有方法涉及在車輪中心安裝一個機械計數器。由於機械計數器與輪胎不是一個整體，所以維持準確的使用期旋轉計數需要準確的記錄保管。考慮到一些輪胎常常被移到不同的車輪位置或甚至不同的車輛，和/或被多次翻新胎面，記錄保管是一個不方便、易於出錯和不可靠的過程。
為了所有提及的目的，本申請因此充分結合了前述美國專利和專利申請中的公開內容。儘管已開發了各種各樣的輪胎電子線路系統和發電系統，但還沒有出現如同依據本主題技術在下文中描述的那樣通常包括所有想要特徵的設計。

發明內容
考慮到背景技術中所遇到的和本主題所說的公認的特徵，開發了一種輪胎旋轉計數的改進的系統和方法。利用壓電技術將與輪胎彎曲相關的機械應變轉化為電荷，然後利用所述電荷來操作諸如微控制器和/或射頻發射器的相關電子線路。依據所公開的技術來分析壓電輸出信號以確定相關輪胎的旋轉計數。
本主題的輪胎電子線路系統和發電器件的諸多特徵和方面提供了許多優勢。公開的技術提供了一種屬於一個給定輪胎完整部分的自供電輪胎旋轉計數器。同樣地，也促進了維持輪胎充分準確的使用期旋轉計數的能力，因為不論輪胎是否被移到不同的車輪位置或不同的車輛，或在開始使用一段時間後被翻新，都可以使用同一個旋轉計數器。
本主題某些實施例的另一個優勢是集成輪胎旋轉計數器具有自供電特徵。一個壓電發電組件可以提供一個不依賴於更換電池的自供電電子線路系統。儘管本主題某些方面仍然包括電池和由電池供電的器件，但是依據所公開的技術避免了許多有關僅僅由電池供電的輪胎電子線路的因素。所公開的壓電技術還提供了相對於已知供電方法的其它優勢，包括使用所公開的壓電器件來給電池充電的可能性。
本技術某些實施例的一個特殊方面涉及分析壓電結構產生的信號以對輪胎旋轉準確計數的方法。產生的信號包括當壓電輸出信號超過臨界值時探測到的脈衝。然後可以通過示例性的速度自適應的cadence算法來分析那些信號脈衝，以便確定哪一個脈衝代表一個有效的輪胎旋轉。確定已經發生了一個有效的輪胎旋轉導致增加一個當前旋轉的計數，這可以有選擇性地加到一個給定輪胎的使用期旋轉計數中。
在本技術一個示例性的實施例中，一個自供電輪胎旋轉計數器包括一個發電裝置、一個功率調節器、一個脈衝探測器和一個微控制器。在一個示例性的實施例中，所述發電裝置相應於一個諸如壓電複合結構的壓電片(piezoelectric patch)，用於提供工作電能和一個指示輪胎旋轉的脈衝信號。所述功率調節器接收來自發電裝置的發電機信號並產生一個可以用於給諸如微控制器的相關電子器件供電的以及給任何系統相關的電池充電的調製輸出電壓。所述脈衝探測器接收發電機信號並且產生一個探測信號，只要探測信號超過臨界值就具有各自的脈衝指示。編程所述微控制器以確定符合對應於一個有效輪胎旋轉的預定標準的探測信號中所選脈衝指示的當前值和使用期積累值。
微控制器所分析和存儲的其它信息可能涉及諸如相關輪胎溫度、壓力、偏轉量、識別變量、輪胎旋轉、車速、最高旋轉速度和/或行駛距離的數據。上述提及的在測量行駛過的裡程涉及的測量單位相關的參數有關的其它信息可被計算和存儲。例如，人們可能對輪胎的溫度變化感興趣，因為這可能與行駛裡程數有關。因此，他可能希望在記錄溫度下的裡程數、速度下的裡程數、溫度下的旋轉、速度或溫度下的負載或壓力，或潛在相關數據的其它和變化的組合。或者，人們可能對測量距離內所積累的輪胎轉數感興趣。一輛車的輪胎與輪胎間這種數據的變化可以顯示某些輪胎所經歷的轉數與其它輪胎相比大不相同。擔保部門可以利用這種數據來說明對輪胎的濫用，例如，能夠確定一輛車的後胎所經歷的轉數比同一輛車的前胎多得多，這可能暗示著故意的迅速加速的企圖。或者，某些輪胎間轉數計數總數的不同可能意味著一次或多次關注的減速事件的發生，這可能發生在由於剎車或鎖住車輪轉速突然從高變為低或零時。當然，通過監控任意一個獨立的輪胎的轉速變化率，可以探測並記錄加速和/或減速中的迅速變化。
這些數據中的一些可以從發電機信號來確定，或者可以提供其它對狀況做出響應的器件來感知所需的參數。然後微控制器中的信息可以通過直接接觸方法或選擇性的射頻發射中繼到一個數據讀取器。在一個示例性配置中，來自微控制器或外部來源的數據可以通過直接接觸方法，也就是直接電連接，送到一個射頻識別(RFID)器件，隨後通過射頻發射從射頻識別器件中讀取。這種數據接觸寫入、非接觸讀取的配置的一個優勢在於數據可以在輪胎旋轉期間由壓電發電機供電時寫入，並且數據可以在輪胎靜止時通過射頻識別探詢器件來讀取，該射頻識別探詢器件可以通過一個輻射的射頻場來給射頻識別器件供電。
依據本主題另一個示例性的實施例，一種氣胎包括一個輪胎結構和一個如上簡要描述的自供電旋轉計數器。所述輪胎結構以胎冠形式表現，其具有一個外胎面部分、胎緣部分、位於每個胎緣部分和胎冠之間的外側壁部分和沿胎冠內部及側壁面的內襯底。所述旋轉計數器可以安裝在輪胎的內襯底上或固化在輪胎結構內。
公開技術還有一個示例性的實施例涉及輪胎完成轉數的計數方法。依據本示例性的方法，提供一個發電機，當探測到一個重複的預定狀況(例如，輪胎旋轉一周)時就產生一個脈衝信號。測量發電機信號中第一和第二探測到的脈衝間的消逝時間以產生一個當前時間值。然後這個值可以存儲在圓形緩衝器中並與其它存儲在緩衝器中的值比較。與當前時間值相比較的實際參數的一個例子是緩衝器中先前存儲的時間值的最大值的一個分數值。如果當前時間值超過比較參數，那麼就將所探測到的脈衝作為一個完整的輪胎旋轉而計數，並將計數器增值。在輪胎旋轉期間持續地重複該過程。
通過在此的詳細說明，本主題的其它方面和優勢將被闡明，或對於本領域的普通技術人員而言將是顯而易見的。而且，應進一步了解到，對於在此特定示意、參考和討論的特徵和步驟的改動和變更可以在本發明的不同的實施例和應用中實施，而並不背離本主題的精神和範圍。變更可以包括，但並不限於，用等效的方法、特徵或步驟替代所示意、參考或討論的，以及各種部件、特徵或步驟等等的功能性、操作性或位置的顛倒。
更進一步，應理解的是，本主題不同的實施例以及不同的當前優選實施例可以包括當前公開的特徵、步驟或要素或其等價物(包括圖、部件、未清楚示意在圖中或在圖的詳細描述中未闡明的步驟或配置的組合)的各種組合或配置。本主題的沒有必要在本概述中表述的其它實施例可以包括和包含在上述總結的目標中所提及的特徵、組件或步驟，和/或在本申請中所討論的其它特徵、組件或步驟的各個方面的各種組合。當看過本說明書的其餘部分後，本領域的普通技術人員將更好地理解這些實施例的特徵和各個方面。


參照附圖的說明書闡明了本主題完整的可實施的公開，包括其最佳方式，適用於本領域的一般技術人員。附圖中圖1顯示了一個依據本發明的安裝在輪胎內襯底上的自供電輪胎旋轉計數器；圖2顯示了依據本發明第一實施例的自供電輪胎旋轉計數器的示意圖；圖2(a)顯示了利用電流臨界方法的脈衝探測器的示意圖，該脈衝探測器可以用來替換圖2所示自供電輪胎旋轉計數器的脈衝探測器部分；圖3顯示了依據本發明的一個壓電片的輸出電壓的波形展開圖；圖4顯示了一個描述經歷了多次輪胎旋轉的壓電片整流輸出的示例性波形；圖5顯示了依據本技術的用於輪胎旋轉計數的一個示例性算法的方塊圖；圖6顯示了依據本技術的用於從集成輪胎電子線路無線傳輸數據的示例性配置；圖6(a)顯示了通過無線技術在讀取數據時直接將數據寫入到集成輪胎電子線路器件的示例性配置；本說明書和附圖中重複使用提及的參考符號意在表示本發明相同或相似的特徵或要素。
具體實施例方式
如發明內容中所述，本技術特別涉及一種用於輪胎旋轉計數和給集成在輪胎結構中的電子線路系統供電的改進的系統和方法。除了給相關電子線路發電外，與輪胎彎曲相關的機械應變產生一個信號，用特殊的算法處理該信號以獲取輪胎旋轉的準確計數。
依據當前公開技術某些實施例的集成自供電輪胎旋轉計數器一般包括四個主要組件一個壓電結構，一個脈衝探測器，一個功率調節器和一個微控制器。在這裡將討論每一個主要組件以及包括旋轉計數器在輪胎或車輪組合件中的放置及其通信在內的其它相關組件的各個方面。公開技術上述方面的選擇性組合相應於本主題的多個不同的實施例。應注意這裡所展示和討論的每一個示例性的實施例都不意味著對本主題的限制。作為一個實施例一部分所示意或描述的特徵或步驟可以與另一個實施例各方面組合起來以產生其它的實施例。另外，某些特徵可以與沒有明確提及的完成相同或相似功能的相似的器件或特徵互換。類似地，某些處理步驟可以互換或與其它步驟一起使用以產生利用旋轉輪胎的機械能來發電的方法的其它的示例性實施例。
現在詳細說明利用在輪胎或車輪組合件內的集成自供電器件來對輪胎旋轉計數的本主題的系統和方法的示例性實施例。參照附圖，圖1描述了氣胎1的示例性透視圖，該氣胎以胎冠形式表現，其具有一個外胎面部分8、胎緣部分和位於每個胎緣部分和胎冠之間的側壁部分6。沿王冠內部及側壁面有一層內襯底2，可以在其上安裝一個依據本主題的自供電輪胎旋轉計數器和/或其它的輪胎電子線路。
圖2顯示了依據本發明第一實施例的自供電輪胎旋轉計數器的示意圖。觀察圖2可以看到，與本技術相關的電路可以視為不同的組件或子系統，在這裡將逐一討論。
依據本技術的自供電輪胎旋轉計數器的第一組件是一個壓電結構，即圖2中所示的壓電片10。依據本主題可以使用的壓電材料的類型的一個例子是諸如前述Hagood，IV等人的5,869,189號和6,048,622號專利所公開的壓電纖維複合物結構。對本領域的一般技術人員顯而易見的是，其它類型的壓電材料也可以作為壓電片10使用，如固體結構和複合物結構器件，但並不僅限於此。就此而論，對壓電片10的基本要求是它能在整個系統中完成兩個功能。第一，壓電片10為其餘電路提供一個能量源，第二，壓電片10提供與輪胎旋轉有關的信號脈衝，該信號脈衝接著被輪胎旋轉計數器電路的其它組件處理。當安裝壓電片10的輪胎或車輪旋轉時，壓電片10會受到應變和振動的影響，因此可以獲取工作電能以供應與輪胎旋轉計數器電路相關的電或電子組件的其餘部分。儘管壓電片的發電能力使本技術的輪胎旋轉計數器的自供電特徵成為可能，應該記住的是，儘管這個「自供電」特徵對本技術來說意義重大，但它並不排除使用常規電池作為唯一的電源或作為給相關電路其餘部分供電的壓電片的附加或備用。
與傳統的在輪胎組合件內供電的技術相比，壓電片作為發電器件的能力具有眾多優勢；然而，也可以使用其它電源。例如，如下所述，通過對存儲的運行數據使用接觸式和非接觸式讀取，外部電源可以與本發明示例性的實施例一起使用。所述外部電源可以包括利用對存儲數據的接觸式讀取來實施本發明的外部電池和其它供電裝置以及利用對存儲數據的非接觸式讀取來實施本發明的天線波束能量提取技術。因此，儘管當前公開的技術提供了一種可以不使用天線波束能量和電池的發電器件，應該了解的是，發電器件可以採用壓電技術和/或電池和/或天線波束提取的雜化組合來給車輪組合件內所選擇的不同的電子組件供電。很明顯，發電/供電有許多不同的可能性，包括前述組合以及其它，例如，可以配置壓電器件來給電池充電，當輪胎靜止且壓電源不能產生用於供電的電力時，該電池可以設置作為備用電源或電源。
關於壓電片的發電功能，從圖2可知，壓電片10與全波橋式整流器13的輸入端相連。應該了解的是，也可以使用諸如加倍整流器(doubling rectifier)或n級電壓倍增器的其它整流器配置。另外，可以使用包括開關式電源在內的其它類型的供電和調節電路。當壓電片10在輪胎旋轉期間彎曲時，會產生一個如圖3所示的電壓，所述電壓通過加在終端11和12上並傳到全波整流器13。橋式整流器13的一部分輸出電壓輸入到一個包含有電阻16、電容18和20以及二極體22和24的功率調節電路14。配置這些元件以提供一個作為供電信號應用到相關電路的不同元件的輸出電壓VDD。齊納二極體22和電阻16在橋式整流器13的輸出端串接，並用來調節和限制供電輸出電壓VDD，而電容18和20是作為供電濾波器和臨時的能量存儲器件。隔離二極體24阻止電容18和20中存儲的能量洩露回齊納調節器22。在一個示例性的實施例中，齊納二極體22將輸出電壓VDD限制為大約5.5伏。
還是參照圖2，全波橋式整流器13的另一部分輸出電壓連接到一個脈衝探測器電路26，該脈衝探測器電路構成本發明的輪胎旋轉計數器電路的第三主要組件。由圖2可見，脈衝探測器電路26由比較器28、電阻30、32、34、36和電容38構成。通常，脈衝探測器電路26的組件將壓電片10的輸出與一個臨界信號比較並每當探測到來自壓電片10的電能信號中的一個脈衝時就產生一個指示輸出。脈衝探測器電路26所記錄的脈衝和輪胎所經歷的轉數有關。當前技術能採用的比較器的一個例子是美國國家半導體公司生產的LMC7215微功率比較器。電阻32和電容38串聯，它們共同連接到比較器28的負輸入端的交點處和電阻30一起形成用於來自壓電片10的輪胎旋轉脈衝信號的輸入低通濾波器。該低通濾波器結構有助於除去來自壓電片的輪胎旋轉脈衝輸入信號中的雜散噪聲。在一個示例性的實施例中，低通濾波器的上位截止頻率為32赫茲。比較器28的正輸入端連接到一個分壓器配置，該分壓器配置包括電阻34和36並且給比較器28的正輸入端提供一個可變的參考值。電阻34的一個接線端作為電阻34和36的分壓器配置的輸入，並連接到電源信號VDD。脈衝探測器電路26中提供的信號VDD為比較器28提供了一個自適應的臨界值，因為VDD隨壓電片脈衝大小的增加而增加，直至齊納二極體22設定的極限。比較器28的輸出40連接到微控制器42的輸入並以下面將要描述的方式處理。當然也可以採用其它的脈衝探測器的配置，這可能涉及包括電流反轉(currentreversal)、電流臨界值探測(current threshold detection)、電源電壓隨時間的變化(dv/dt)、有/無滯後的過零點探測或波形信號分析的概念。這些概念中的一個，電流臨界值探測，將在下面參照圖2(a)做更充分的討論。
當前技術這一實施例的一個獨特的方面是在功率調節電路14和脈衝探測電路26內共用一些組件。在這一點上，電阻30起雙重作用，既作為負載電阻，又和電阻32和電容38一起作為輪胎旋轉脈衝輸入濾波器的一部分。類似地，連接在電阻30和16之間的全波橋式整流器13的二極體44與功率調節電路14的隔離二極體24一起工作，通過允許弱脈衝在輸入端11和12處提高在VDD之上的兩個二極體電壓降來增強低速脈衝探測，這甚至不用16處施加一個可感知的電壓。
現在來看示意在圖2中的示例性的自供電輪胎旋轉計數器的第四主要組件，主要關注微控制器42。微控制器42可以是一個低功率集成電路，並包括包含一個處理器、一個非易失性可編程快閃記憶體(EEProm)、一個隨機存取存儲器(RAM)、一個模數轉換器和串行通信能力的幾個組件部分。在一個示例性的實施例中，微控制器42是美國亞利桑那州錢德勒的Microchip Technologies公司生產PIC16LF876，然而，任何其它合適的微控制器都可用於本技術。在輪胎旋轉期間，通過電信號VDD來給微控制器42和輪胎旋轉計數器電路的其它組件供電。為了儘可能多地節約能源，配置微控制器42以使其在正常工作周期的絕大部分時間內處於「休眠」模式。例如，在低旋轉速度時，微控制器42有97％的時間是處於休眠模式。配置微控制器42以使其每隔20毫秒就「甦醒」一次，以便檢查是否已探測到一個脈衝及檢查電源信號VDD，然後馬上又回到休眠模式。在甦醒期間，如果微控制器42確定脈衝探測電路26已探測到一個脈衝，就會對脈衝進行分析，這將在下面做更充分的描述。另一方面，如果在甦醒期間微控制器42確定電源信號VDD可能由於輪胎旋轉速度降低到預定水平之下而變得極其低，微控制器42就開始將所積累的數據存儲到母板上的非易失性存儲器(未顯示)中，以便以後讀取。
如圖2所示，在本技術一個示例性的實施例中，可以通過將微控制器42的數據輸出端RC4/SDI/SDA連接到與一個5伏的外部電源串聯的電阻48來讀取母板上的非易失性存儲器。微控制器42在其輸出針感知一個邏輯高，將該針轉換到輸出，並將數據串行地傳輸到與其連接的讀取器。二極體46在數據下載期間從串行的數據連接獲取電能以給微控制器42供電，由此通過一根輸出線來提供數據和電能。
現在參照圖2(a)，示意了全波整流器和脈衝探測器的另一種配置.如圖2(a)所示，配置全波整流器13』以使其一只腳包括兩個二極體D4和D5，這兩個二極體的設置使得壓電片10在輪胎旋轉時所產生的電流脈衝I可以被電流臨界探測器26』探測到。用於分壓器的電阻R1和R2將比較器U1正輸入的靜止電平設置為一個預定值。當壓電片10發生應變導致電流I沿所示方向流動時，R1-R2交叉點將朝接地電位下拉。當所述交叉點降低到低於接地電位時，比較器U1的輸出端40將從高變到低。輸出端40的這個信號然後可以施加到微控制器，如前面圖2所示。二極體D5作為鉗位電路以限制R1-R2交叉點降到低於接地電位的一個二極體電壓降(大約-0.7伏)，而電阻R3和電容C2形成一個低通濾波器以削弱信號中的高頻噪聲。
應記住的是，即便脈衝探測器的這種配置也並沒有結合前述圖2的配置來提供本技術可以使用的脈衝探測器的所有形式。相反地，其它方法可能涉及利用模擬或數字電路，或計算，或這些方法的任意組合來分析壓電片10所產生波形的時序結構。這些方法可以從相對簡單，諸如導數(變化率)分析方法或積分分析方法，變到相對複雜，諸如包含更多計算的信號分析方法。
另一種脈衝探測方法可能僅僅涉及監控主儲能電容的電壓並將該電壓的任一個顯著的增加歸結於輪胎旋轉了一周。當然，在這裡，假定輪胎的旋轉是壓電片10所經歷的任何顯著的產能應變事件的原因。然而，應該注意的是，由於輪胎旋轉一周可以產生一個以上的能量脈衝，所以還是需要對時序採樣電壓讀數的某種智能的分析，諸如下面將參照圖5所描述的自適應cadence分析算法。
現在參照圖6，另一種傳輸存儲在微控制器42中的數據的選擇是通過射頻(RF)發射器94將存儲的信息傳送到遠方的接收器處96。用於所公開技術的發射器和接收器模塊分別的例子是諸如RadiometrixLtd.所出售的TX2牌UHF FM數據發射器模塊和RX2牌UHF FM數據接收器模塊。用於操作射頻發射器94的能量可以由壓電發電機供應，並按需要存儲在電容、可充電電池或任何其它的電能存儲器件中，直到有足夠的能量來傳輸數據。幾個方案中的任何一個都可以用來確定何時傳輸數據。在一種方法中，數據可以在傳輸之間的固定的或任意的時間周期性地傳輸。在另一種方法中，數據可以在一個或多個所測參數符合或超過某一個值時傳輸。在其它方法中，數據可以通過響應一個詢問來傳輸，該詢問在輪胎外通過射頻發射、磁耦合或機械起動來發起。
數據傳輸的機械起動可以包括諸如以一個特定的順序用手輕拍輪胎，該順序可以被壓電片感知並被微處理器作為指令碼來識別和解碼以起動數據傳輸。其它的機械起動方案可以包括提供一個特定配置的、永久放置或暫時安裝的「停車振動帶(rumble strip)」，如同有時安裝在路邊用以警告司機他/她的車太靠近路邊了一樣，該停車振動帶將用對應於一個「數據傳送」(或任何其它所想要的類別)指令序列的一個特定編碼的撞擊序列來編碼。當這種配置與停車區域結合使用時具有特定的優勢，這樣當車輛進入或離開這一區域時，該車輛在編碼的停車振動帶上通過將自動起動車輛輪胎的數據傳輸或其它一些輪胎數據相關的事件。
現在參照圖6(a)，示意了另一種在射頻識別器件和外部器件或系統之間傳送數據的示例性的配置。特別地，示意於圖6(a)的配置可以指定為一個接觸寫入/非接觸讀取的配置。更特別的是，射頻識別器件130可以在與其它外圍組件一起的一個配置中與微控制器142結合起來，允許通過外部器件，可能是外部的計算機或其它類型的控制器件，將數據通過外部連接器J1或通過相關傳感器在所監控輪胎的工作期間獲得的自收集數據寫入到射頻識別器件和微控制器。例如，要寫入到射頻識別器件130和微控制器142中的數據也可以從包括示例性示意的溫度傳感器190在內的與微控制器142相關的不同的傳感器獲得。也可以採用其它類型的傳感器，或者是單獨的，或者與溫度傳感器190結合起來。這些傳感器可以包括壓力傳感器，運動傳感器，電壓、電流或功率傳感器，或任何其它類型的輪胎參數或電相關的傳感器，只要對於任一給定的安裝合適即可。通過連接器J1從外部器件寫入到微控制器142和射頻識別器件130的數據可以用來控制與微控制器142或射頻識別器件130的工作相關的某些操作或參數。例如，外部提供的數據可以用來建立從射頻識別器件130讀取數據的可編程的臨界值，或者可以作為與特定器件配置相關的製造數據源(相關的序列號，製造日期和/或地點，等等)。
本技術這一實施例的接觸寫入/非接觸讀取配置的一個顯著的方面在於這樣一個事實儘管接觸可編程器件通常是用於數據不變(也就是，只讀)模式，本技術卻允許在變化數據模式使用接觸可編程器件。工作期間，當有電能時，例如，在輪胎旋轉期間當相關的壓電發電機/傳感器可能正在給器件供電時，微控制器142可以將數據寫入到射頻識別器件130內的一個非易失性存儲器。任意一段時間以後，即便沒有可用於操作微控制器142的電能，所寫入的數據仍能夠利用一個與射頻識別天線132相關的標準射頻識別探詢器以標準方式讀出，因為探詢器的射頻場會給射頻識別器件132供電，而微控制器142可以保持斷電狀態。這種類型的接觸寫入/非接觸讀取操作可能在涉及輪胎電子線路的應用中具有特殊的優勢，因為這種應用能夠避免卸掉輪胎來靠近電子器件及從中讀取數據的需要。
再次參照圖6，一輛依據本主題使用具有自供電旋轉計數器的輪胎組合件的車可以僅僅配備一個用於從每個輪胎結構獲取無線發射信息的接收器。在這種情況下，信息從每個車輪組合件發射到射頻接收器96，所接收到的信息從載波信號中解調並提供給信號處理器98。還可以從射頻接收器96提供一個載波探測信號給信號處理器98。射頻接收器96的數據輸出和載波探測信號優選在信號處理器98中相乘以獲得一個沒有雜散噪聲的信號。這個具有減少的誤差機率的數據信號然後優選發送到一個驅動電路，該驅動電路將數位訊號轉換為具有適於通過RS232接口傳輸到主機100的電平的信號。主機100優選裝有終端仿真軟體，以便所接收到的數據轉換為諸如提供在可讀顯示模塊上的終端用戶很容易就可以使用的信息。
如前所述，在甦醒期間，如果微控制器42確定終端40已接收到一個脈衝，就會對所探測到脈衝的相關參數以及與輪胎相關的其它工作情況進行分析。這一分析的主要目標是確定所探測到的脈衝是否是一個有效的輪胎旋轉脈衝，如果是，就增加一個計數以保持對輪胎總轉數的準確計數。用於分析脈衝的技術可以最佳描述為用於輪胎旋轉計數的速度自適應cadence分析算法，諸如現在分別參照圖3-5要討論的。工作期間，壓電片10產生一個如圖3所示的可以隨機械和電氣工作情況，尤其是電氣負載電流而變的波形。通常，開路波形包括兩個正脈衝51、53和兩個負脈衝52、54。邊界脈衝51、54通常幅值較低而持續時間較長；中間脈衝52、53通常幅值較高而持續時間較短。但是，當電信號如圖4所示那樣整流，並從中提取電流來操作電子器件時，信號特徵可以顯著地改變。結果導致信號經半波整流後，有時每旋轉一周顯示兩個脈衝，也就是一個雙峰61(圖4)，有時每旋轉一周顯示一個脈衝或顯示如雙峰63那樣的大小極其不同的脈衝。此外，來自壓電片附近的諸如撞擊、裂縫、碎片等的路面幹擾可以產生無關的脈衝。因此，不可能僅僅通過對脈衝計數來準確地確定旋轉的實際數目。需要對信號做一個更智能的分析。
當前技術分析來自於壓電片10的信號並用速度自適應cadence分析來確定實際旋轉數目。圖5中的方塊圖描述了這種算法的示例性步驟，現在將做更詳細的討論。當輪胎開始旋轉時，集成輪胎電子線路在超過最小工作速度的最開始的幾圈之後起動，當前的旋轉計數被初始化為接近於零的值。一旦輪胎電子線路被激活，一個圓形緩衝器在步驟70針對最近的n+1個脈衝記錄輪胎的旋轉周期或在連續的脈衝之間的消逝時間，由此產生n個時間周期測量值。所檢驗的周期測量值n的數目可以變化，但在一個示例性的實施例中，n可以設成6。所述時間可以通過對脈衝到脈衝間微控制器甦醒的次數計數來測量。微控制器42在大部分時間處於休眠模式以將能耗降至最低，但響應於一個每隔20毫秒左右就超時的監視定時器而甦醒，由此時間解析度對應於所述的20毫秒的時間周期，然而，可以使用任意多種方法來測量消逝時間，因此本發明並不受特定的消逝時間測量需求的限制。
還是參照圖5，在步驟72分析圓形緩衝器中存儲的n個值以確定周期測量值中的最大值。所確定的最大值作為變量TMAX。當信號40中探測到下一個脈衝時，在步驟74從先前所探測到的脈衝測量當前消逝時間，並將這個當前測量的時間值作為變量TC。繼續到步驟76，比較TC和步驟72所確定的圓形緩衝器中的最大值TMAX。如果當前時間(TC)大於或等於TMAX的一半，就視這個脈衝為有效的，並且在步驟78增加旋轉計數器的讀數。如果當前時間(TC)小於TMAX的一半，就拒絕這個脈衝。不管怎樣，在步驟80將當前時間(TC)記錄到圓形緩衝器中。如果當前時間(TC)大於當前存儲在圓形緩衝器中的最大時間TMAX，就在下一輪的步驟72將TMAX變量作為當前時間(TC)。
應了解的是，儘管在前述示例性的算法中用於比較的時間臨界值是TMAX的一半，依據當前公開的技術也可以使用其它特定的TMAX的分數值。
當輪胎繼續滾動時，就重複前述的探測、分析和轉數計數的過程，並且隨著每一個有效的輪胎旋轉而增加當前的旋轉計數。當輪胎減速到低於一個最小速度並且壓電元件產生的功率電平降低到工作所必需的臨界值之下時，就將當前的轉數計數加入到輪胎的使用期計數，並且將所更新的使用期計數存儲在諸如相關的微控制器中存在的非易失性存儲器中。
如果對於每一個旋轉探測到一個單脈衝，時間值(穩定速度時)就將等於TMAX，並且每一個脈衝都將作為一個旋轉而計數。如果對於每一個旋轉探測到如圖4所示的雙峰61，就將對第一個脈衝計數而拒絕第二個脈衝，因為第二個脈衝出現在前一個脈衝之後太快(少於TMAX的一半)。如果沒有旋轉、一些旋轉或所有旋轉產生了一個雙峰，效果是一樣的；每一個旋轉都被正確地計數過。Cadence分析算法被設計成拒絕公路噪聲及雙峰。在前一脈衝之後早於TMAX的一半所產生的任何單個雜散的脈衝都應被拒絕。任何晚於TMAX的一半所產生的雜散的脈衝都應被計數，但這將使下一個脈衝喪失被計數資格。所以，無論噪聲脈衝何時產生，都應保持正確的轉數計數。即便是多重噪聲脈衝，也就是噪聲雙峰或三峰，也都會被拒絕，除非它們頻繁地產生而幹擾了緩衝器。
Cadence分析算法還自動適應測量脈衝間時隙的時鐘的頻率的變更或漂移。這種對頻率漂移的適應允許使用低成本的時鐘，諸如通常用於對價格敏感的微控制器的R-C時鐘，來代替陶瓷諧振器、石英晶體或其它價格較高的高準確度的時鐘生成方法，儘管如果想要的話，可以使用其中任意的一種。此外，cadence分析算法自動適應輪胎速度的變化。在一些旋轉沒有被計數之前的最大可允許的加速度，不論是正是負，或對一個單個的雜散脈衝不正確地計數，都是輪胎速度和圓形緩衝器的函數。增加緩衝器的尺寸就增強了噪聲抗擾性並減小了最大可允許的加速度。
應了解的是，依據本主題還可以採用轉數計數以外的數據分析。其它分析的目標涉及收集其它輪胎相關數據和計算相關統計資料，以用於存儲及以後取回。例如，參照圖6，可以在輪胎電子線路中提供對情況做出響應的器件90和92，並將其連接到微控制器42。應了解的是，可以使用任意特定數目的對情況做出響應的器件，而且對環境做出響應的器件90和92可以相應於包括傳感器、轉換器、聲學器件(如表面聲波器件)或針對與輪胎或相關車輪組合件環境相關的輸入情況的改變而提供某種輸出的其它組件，但並不僅限於此。這些對情況做出響應的器件可以用來監控任意數目的輪胎或車輪特徵，包括但並不限於溫度、壓力、輪胎轉數、車速和作用於輪胎結構或與輪胎結構相關的三維靜態力和動態力的大小(如側壁偏轉或輪胎置換)。所監控的環境情況可以包括溫度、氣壓和輪胎及車的特定情況，諸如旋轉速度、行駛的總裡程數、時間/溫度關係和其它參數。
從對情況做出響應的器件90和92得到的數據可以和已經描述的所確定的旋轉計數結合起來以提供更特別的輪胎數據分析。例如，一個或多個對情況做出響應的器件可以是溫度和/或壓力傳感器，由此提供一種記錄在不同溫度和/或壓力範圍內所經歷的旋轉數目的方法。考慮溫度這種情況，應注意的是，由於在升高溫度下的旋轉趨於更快地磨損輪胎，因此與在不同溫度範圍旋轉相關的信息可能比一個簡單積累的使用期轉數計數要有用得多。這個以及其它的高級分析相對於傳統的機械輪胎旋轉計數器提供了顯著的優勢，並將在下面討論進一步的例子。
更特別的輪胎數據分析的另一個例子是在不同的輪胎速度確定輪胎旋轉數目。可以通過分析壓電片的電輸出隨時間的變化來確定輪胎速度。速度可以通過測量輪胎的旋轉周期(脈衝間的時間)或測量脈衝頻率(每單位時間的脈衝)或測量脈衝長度來確定。這提供了一種記錄在不同工作速度下輪胎旋轉數目的方法，如果想要，也可以提供一種記錄在不同速度下工作時間的方法。
高級輪胎數據分析的另一個例子是相應於輪胎偏轉確定輪胎旋轉。可以通過測量輪胎接觸片(contact patch)的長度來確定輪胎偏轉。可以通過分析壓電片的電波形來確定接觸片的長度。美國專利5,749,984(Frey等人)公開了確定氣胎的輪胎偏轉量的示例性技術的其它細節，在此為了所有目的併入這些細節以供參考。有關輪胎偏轉的信息提供了一種記錄在不同偏轉量所經歷的轉數的方法，因為偏轉主要受負載和壓力的影響。
微控制器42的存儲器中可以存儲許多其它類別的信息，用於隨後從輪胎結構通信。例如，存儲數據可以包括能唯一識別一個特定的單個輪胎的產品ID。這樣一種識別變量可能對跟蹤諸如卡車隊、飛機等的商業應用中的輪胎和車輛特別有用。可以用識別變量來幫助在各個輪胎的整個壽命中提供全面的輪胎描述和分析，這些輪胎可能被經常移動到不同的車輪位置或甚至不同的車輛，還可能好幾次被翻新。
儘管已經針對特殊的實施例對本主題做了詳細的描述，應了解的是，本領域的技術人員在理解前述的基礎上，可以很容易就對這些實施例進行變更、變化或找出等價物。因此，當前公開的範圍僅僅是為了示例，而不是為了限制，並且主題公開並不排除包括對本主題做的這些更改、變化和/或增加，因為這對本領域普通的技術人員而言是顯而易見的。
權利要求
1.一種自供電計數器，其包括一個對運動做出響應並配置以產生發電機輸出信號的發電機，所述發電機輸出信號由指示所述運動的脈衝描述；一個功率調節器，其配置用來接收所述發電機輸出信號並產生調節輸出電壓；一個脈衝探測器，其配置用來接收所述發電機輸出信號並產生一個探測信號，所述探測信號對任一個從所述發電機接收到的符合第一預定標準的脈衝具有各自的脈衝指示；和一個微控制器，其配置用來從所述功率調節器接收工作電能並從所述脈衝探測器接收所述探測信號，進一步編程所述微控制器以確定在符合第二預定標準的所述探測信號中的所選脈衝指示積累值。
2.如權利要求1所述的自供電計數器，其中所述發電機包括一個壓電器件。
3.如權利要求1所述的自供電計數器，其中第一預定標準隨所述功率調節器的輸出電壓而變化。
4.如權利要求1所述的自供電計數器，其中第二預定標準包括在所述探測信號中預定數目的連續脈衝間符合預定的時間關係。
5.如權利要求4所述的自供電計數器，其中所述微控制器還包括一個包含至少n個存儲區域的圓形緩衝器，其中所述微控制器被進一步編程以測量所述脈衝探測器連續脈衝指示間的消逝時間，在所述圓形緩衝器中存儲n個連續的消逝時間測量值，比較當前消逝時間測量值Tc與存儲在所述圓形緩衝器中的最大消逝時間測量值TMAX的大小，並視消逝時間測量值大於或等於TMAX預定分數值的任一脈衝為有效。
6.如權利要求5所述的自供電計數器，其中TMAX預定分數值為TMAX/2。
7.如權利要求1所述的自供電計數器，其進一步包括一個與所述微控制器連接的射頻發射器件，用於有選擇性地將存儲在與所述微控制器相關的存儲器中的信息發射到遠處。
8.如權利要求1所述的自供電計數器，其進一步包括至少一個對情況做出響應的器件，用於感知與溫度和/或壓力有關的環境信息。
9.如權利要求1所述的自供電計數器，其中所述微控制器被進一步配置以確定與從包括溫度、壓力、時間和速度的組中所選的至少一個次級變量相關的旋轉數據。
10.如權利要求1所述的自供電計數器，其進一步包括一種與所述微控制器連接的連接裝置，用於接收來自遠處的即將存儲在與所述微控制器相關的存儲器中的信息。
11.一種自供電輪胎旋轉計數器，其包括一個對輪胎旋轉做出響應並配置用來產生發電機輸出信號的壓電元件，所述發電機輸出信號由指示所述輪胎旋轉的脈衝描述；一個功率調節器，其配置用來接收所述發電機輸出信號並產生輸出電壓；一個脈衝探測器，其配置用來接收所述發電機輸出信號並產生一個探測信號，所述探測信號對任一個從所述發電機接收到的符合第一預定標準的脈衝具有各自的脈衝指示；和一個微控制器，其配置用來從所述功率調節器接收工作電能並從所述脈衝探測器接收所述探測信號，進一步編程所述微控制器以確定在符合第二預定標準的所述探測信號中的所選脈衝指示積累值。
12.如權利要求11所述的自供電輪胎旋轉計數器，其中第一預定標準隨所述電源的輸出電壓而變化。
13.如權利要求11所述的自供電輪胎旋轉計數器，其中第二預定標準包括在所述探測信號中預定數目的連續脈衝間符合預定的時間關係。
14.如權利要求11所述的自供電輪胎旋轉計數器，其中所述微控制器還包括一個包含至少n個存儲區域的圓形緩衝器，並且其中所述微控制器被進一步編程以測量所述脈衝探測器連續信號間的消逝時間，在所述圓形緩衝器中存儲n個連續的消逝時間測量值，比較當前消逝時間測量值Tc與存儲在所述圓形緩衝器中的最大消逝時間測量值TMAX的大小，並視消逝時間測量值大於或等於TMAX預定分數值的任一脈衝為有效。
15.如權利要求14所述的自供電輪胎旋轉計數器，其中TMAX預定分數值為TMAX/2。
16.如權利要求11所述的自供電輪胎旋轉計數器，其進一步包括一個與所述微控制器連接的射頻發射器，用於有選擇性地將存儲在與所述微控制器相關的存儲器中的信息中繼到遠處。
17.如權利要求11所述的自供電輪胎旋轉計數器，其進一步包括至少一個對情況做出響應的器件，用於感知與溫度和/或壓力有關的信息。
18.如權利要求11所述的自供電輪胎旋轉計數器，其中所述微控制器被進一步配置以確定與從包括溫度、壓力、時間、速度和輪胎偏轉的組中所選的至少一個次級變量相關的輪胎旋轉數據。
19.一種氣胎，其包括一個以胎冠表現的輪胎結構，其具有一個外胎面部分、胎緣部分、位於每個胎緣部分和所述胎冠之間的外側壁部分和沿所述胎冠內部及側壁面的內襯底；和一個自供電輪胎旋轉計數器，包括一個對輪胎旋轉做出響應並配置用來產生發電機輸出信號的發電機，所述發電機輸出信號由指示所述輪胎旋轉的脈衝描述；一個脈衝探測器，其配置用來接收所述發電機輸出信號並產生一個探測信號，所述探測信號對任一個從所述發電機接收到的符合第一預定標準的脈衝具有各自的脈衝指示；和一個微控制器，其配置用來從所述脈衝探測器接收所述探測信號，所述微控制器被進一步編程以確定在符合第二預定標準的所述探測信號中的所選脈衝指示積累值。
20.如權利要求19所述的氣胎，其中所述發電機包括一個壓電器件。
21.如權利要求19所述的氣胎，其進一步包括一個功率調節器，該功率調節器配置用來接收所述發電機輸出電壓並產生調節輸出電壓以給所述微控制器供電。
22.如權利要求21所述的氣胎，其中第一預定標準隨所述電源的輸出電壓而變化。
23.如權利要求19所述的氣胎，其中第二預定標準包括在所述脈衝發生器中預定數目的連續信號間符合預定的時間關係。
24.如權利要求19所述的氣胎，其中所述微控制器還包括一個包含n個存儲區域的圓形緩衝器，所述微控制器被進一步編程以測量所述脈衝探測器連續信號間的消逝時間，在所述圓形緩衝器中存儲n個連續的消逝時間測量值，比較當前消逝時間測量值與存儲在所述圓形緩衝器中的最大消逝時間測量值TMAX的大小，並視消逝時間測量值大於或等於TMAX/2的任一脈衝為有效。
25.如權利要求19所述的氣胎，其中所述自供電輪胎旋轉計數器固定在輪胎的內襯底上。
26.如權利要求19所述的氣胎，其中所述自供電輪胎旋轉計數器固化在輪胎結構內。
27.一種旋轉元件完成旋轉的計數方法，所述方法包括以下步驟提供一個發生器，其配置成當探測到一個重複的預定情況時產生一個信號脈衝；測量第一和第二信號脈衝間的消逝時間以產生一個當前測量時間值；存儲當前測量時間值；比較當前測量時間值與以前存儲的測量時間值的預定分數值的大小；如果當前測量時間值大於或等於以前存儲的測量時間值的預定分數值的大小，就確認所述探測脈衝代表一個完全的旋轉；及重複所述測量、存儲、比較和確認步驟以累積一個所述旋轉元件的總旋轉計數。
28.如權利要求27所述的方法，其中所述比較步驟應用於預定最近數目的存儲測量時間值的最大時間值的預定分數值。
29.如權利要求28所述的方法，其中所述比較步驟應用於預定最近數目的存儲測量時間值的最大時間值的一半。
30.如權利要求29所述的方法，其中存儲測量時間值的預定最近數目等於6。
31.如權利要求27所述的方法，其中當前測量時間值存儲在一個圓形緩衝器中。
32.一種在射頻識別器件和遠處之間通信數據的方法，包括以下步驟提供一個微控制器，所述微控制器包括處理器部分、存儲器部分、輸入部分和輸出部分；提供一個射頻識別器件，所述射頻識別器件包括存儲器部分、輸入部分和輸出部分；連接微控制器的輸出部分到射頻識別器件的輸入部分；提供至少一個傳感器，所述傳感器響應一個或多個感知的情況產生可變數據；和連接所述至少一個傳感器到微控制器的輸入部分；由此，由傳感器產生的可變數據可以存儲在射頻識別器件的存儲器部分。
33.如權利要求32所述的方法，其進一步包括以下步驟提供一個與微控制器輸入部分連接的電耦合器件；連接一個外部數據源到所述電耦合器件；和從所述外部數據源發射數據，由此，數據可以直接發射到微控制器並傳給射頻識別器件去存儲。
34.如權利要求32所述的方法，其進一步包括提供一個連接到射頻識別器件輸出部分的射頻發射器件的步驟，由此，由傳感器產生的存儲在射頻識別器件存儲器部分的可變數據可以發射到遠處。
35.如權利要求33所述的方法，其進一步包括提供一個連接到射頻識別器件輸出部分的射頻發射器件的步驟，由此，存儲在射頻識別器件存儲器部分的數據可以發射到遠處。
36.如權利要求32所述的方法，其進一步包括以下步驟提供一個移動感應發電機；提供一個功率調節器以調節所述移動感應發電機所發的電；和由所述功率調節器給微控制器提供工作電能，由此，微控制器在移動感應發電機運動和隨後的發電時可以操作，從而允許將可變數據從所述一個或多個傳感器記錄到微控制器和/或射頻識別器件的存儲器部分。
37.如權利要求36所述的方法，其進一步包括提供一個連接到射頻識別器件輸出部分的射頻發射器件的步驟，由此，存儲在射頻識別器件存儲器部分的數據可以發射到遠處。
全文摘要
一種自供電輪胎旋轉計數器包括一個移動感應發電裝置，一個功率調節器、一個脈衝探測器、一個微控制器和一個可選的射頻發射器件。在一個示例性的實施例中，發電裝置相當於一個壓電片，在運動過程中提供工作電能和指示輪胎旋轉的脈衝信號。功率調節器接收來自發電裝置的發電機信號並產生能為包括微控制器在內的相關電子器件供電的調節輸出電壓。脈衝探測器接收發電機信號，而且只要發電機信號符合預定條件就產生一個探測信號。編程微控制器以確定在符合預定標準的探測信號中的所選脈衝指示的當前值和使用期積累值。當輪胎旋轉、發電裝置通過功率調節器供電時，諸如溫度、壓力、輪胎偏轉和/或車速的輪胎環境相關參數的數據可以存儲在微控制器中。可以直接從外在源向微控制器提供其它數據，並通過直接電接觸或選擇性射頻發射從微控制器中讀取。
文檔編號G01D5/249GK1721213SQ20051008381
公開日2006年1月18日 申請日期2005年7月7日 優先權日2004年7月7日
發明者P·A·廷德爾, G·P·奧布賴恩, T·R·特卓 申請人:米其林技術公司, 米其林研究和技術股份有限公司