CN101198854A - 附着于电子封装外壳的压电传感器的使用 - Google Patents
附着于电子封装外壳的压电传感器的使用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101198854A CN101198854A CNA2005800500726A CN200580050072A CN101198854A CN 101198854 A CN101198854 A CN 101198854A CN A2005800500726 A CNA2005800500726 A CN A2005800500726A CN 200580050072 A CN200580050072 A CN 200580050072A CN 101198854 A CN101198854 A CN 101198854A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piezoelectric sensor
- tire
- signal
- coupled
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004100 electronic packaging Methods 0.000 title 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims 6
- 239000012858 resilient material Substances 0.000 claims 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000012489 doughnuts Nutrition 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
- B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
- B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
- B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
- B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
- B60C23/041—Means for supplying power to the signal- transmitting means on the wheel
- B60C23/0411—Piezoelectric generators
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/09—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by piezoelectric pick-up
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
本发明公开了通过将压电传感器(250)和安放轮胎状况相关的传感器和电子设备的外壳(210)相关联来探测轮胎(1)转动的装置和方法。该外壳(210)可安装在轮胎(1)中受到多方向张力的位置，并且信号处理器被用于由压电传感器(250)产生的其它类型的张力感应信号中分离轮胎转动信息。
Description
技术领域
[0001]本发明涉及压电传感器和轮胎电子设备封装的共同放置。更具体地，本发明涉及将压电传感器与包含其它轮胎电子设备电路的外壳相关联。
背景技术
[0002]电子装置和充气轮胎结构的结合产生许多实用的优点。轮胎电子设备可包含传感器和其它组件，用于获取关于轮胎的各种物理参数的信息，诸如温度、压力、轮胎转数、车速、实际速度(at speed)的转数、实际速度的温度和其它物理和操作的参数，以及诸如产商名称、产商地址、生产日期等生产信息。这种性能信息在轮胎监控和报警系统中是很有用的，甚至可潜在地与反馈系统一起使用以调整正确的轮胎压力级别。例如，在同一辆汽车上的不同的轮胎转速可以表示当轮胎直径由于膨胀压力细微改变时的欠于膨胀或过于膨胀。
[0003]专利号为5,749,984的美国专利(发明人为Fery等人)公开了一种轮胎监控系统和方法，可以确定诸如轮胎偏转、轮胎速度以及轮胎转速等信息。在专利号为4,510,484的美国专利(发明人为Snyder)可以找到另一轮胎电子设备系统的实例，该实例是关于非正常轮胎情况报警系统。专利号为4,862,486的美国专利(发明人为Wing等人)同样涉及轮胎电子设备，并具体公开了与汽车轮胎和卡车轮胎结合使用的示例性转速表。
[0004]与轮胎结构集成的电子设备系统提供了另一潜在的性能，其对应于商用汽车应用的资产跟踪和性能特征。商用卡车车队、飞行器和重型推土机/采矿汽车都是可行的行业，该行业可以利用电子设备系统和相关的信息传输的益处。轮胎传感器可以确定车辆中每个轮胎驶过的距离，并因此有助于这些商用系统的维护计划。为了诸如采矿设备的更昂贵的应用，可以对车辆的位置和性能进行优化。可以使用RF标签传输来跟踪整个汽车车队，专利号为5,457,447的美国专利(发明人为Ghaem等人)公开了示例性的内容。
[0005]这种集成的轮胎电子设备系统通常通过多种技术和不同的发电系统进行供电。实例包含一些机械特征，用于产生来自轮胎移动、非可再充电电池的能源以及用靠近轮胎的询问天线收集RF电波功率。
[0006]根据本发明，可以了解到压电材料的某些优点早已公知。但是，这些技术一直在改进，因此给使用压电材料的应用潜在地提供了改进的操作性能。专利号为5,869,189的美国专利(发明人为Hagood IV等人)和专利号为6,048,622的美国专利(发明人为Hagood IV等人)提供了压电技术的相对新的改进的实例，是关于结构控制的复合材料。本发明公开的技术是关于压电技术的进一步改进，以使压电传感器和其它或现有的与轮胎情况相关的电子传感器结合，并能与轮胎或轮式装置集成在一起。
[0007]出于本申请的目的，已通过引用将前述的美国专利的所有公开内容完整地引入本申请。尽管已经将压电传感器装置的多种应用发展为应用于轮胎电子设备系统中，且尽管已经使用传统的技术将信息的各种组合从轮胎或轮式装置无线传播，但是并没有出现能完全包括随后根据本发明的技术提出的所有期望特征的设计。
发明内容
[0008]考虑到现有技术遇到的和本发明主题提出的公认特征，已经开发出一种用于将压电传感器合并在轮胎和/或车轮装置内或与其相关联的改进的方法。
[0009]在示例性的配置中，轮胎或车轮的转动探测已将作为轮胎或车轮参数的探测性能添加到现有轮胎的状况参数探测中。在其中一个更简单的形式中，本发明通过将单个压电传感器添加到诸如米其林重型推土机管理系统(MEMS)平台的现有公知传感器技术中，而提供将轮胎/车轮转动探测添加到已有传感器系统中的性能。
[0010]这种类型的装置性能扩展的一个积极的方面是，可以通过单个轮胎补片(patch)或在轮胎补片上安装的密封壳体(enclosure)而不需提供多个补片，来获得附加的轮胎参数探测性能。根据本发明的某些实施例的一些方面，由此提供了减少安装时间和装置生产时间以及与轮胎传感器安装有关的人工费用的方法。
[0011]根据本发明的其它实施例的一些方面提供了一些方法，使用在通常与轮胎转动监控不相关的位置配置其它非转动敏感装置的转动敏感传感器，替代现有已知的个别提供的通常与靠近轮胎胎冠的位置相关联的轮胎转动传感器。
[0012]还根据本发明的实施例的另外的方面，已经提出了装置和对应的方法来防止暴露轮胎转动敏感压电传感器而污染轮胎内部。
[0013]还根据本发明的另外的实施例的其它方面，已经提出了装置和方法以确保传感器和相关的电子电路之间具有坚固的连接。
[0014]其中提出了本发明的另外的目标和优点或该目标和优点根据其中详细的说明对于本领域技术人员而言是明显的。而且，还了解到在不背离本发明的原理和保护范围的情况下，可以将具体例示、引用和讨论过的特征和元件的修改和变化用于本发明的各种实施例和使用。变化可以包括但不限于关于其中例示、引用和讨论过的等同装置、特征或步骤的替换，以及对各种部件、特征、步骤等的功能性、操作性或位置的替换。
[0015]同样可以进一步了解到，本发明不同的实施例和目前不同的优选的实施例，可包括各种当前公开的特征、步骤或组件，或其它等同物(包括没有在附图中明确表示或没有在这些附图的详细说明的陈述中的特征、部件或步骤或它们的组合)的组合或配置。没有必要在发明内容部分说明的本发明另外的实施例，可包括和合并上述总结的目标中的特征、组件或步骤，和/或在本申请中另外讨论的其它特征、组件或步骤的方面的组合。当阅读本说明书的其余部分时，本领域技术人员将会更好地了解这些实施例的特征和方面。
附图说明
[0016]对于本领域技术人员，在说明书中提出了其中包含最佳模式的本发明的完整和授权的公开内容，其引用了附图，其中：
[0017]图1示出用于将轮胎转动传感器安装到轮胎内部衬垫的已知配置；
[0018]图2例示了用于支撑包括根据本发明技术的压电轮胎转动传感器的轮胎状况传感器的米其林重型推土机管理系统(MEMS)平台补片的分解图；
[0019]图3例示了将压电轮胎转动传感器与MEMS平台补片相关联并提供与MEMS平台相耦合的信号的可选的方法；
[0020]图4概略地例示了将压电轮胎转动传感器与MEMS平台补片相关联并提供与MEMS平台相耦合的信号的另外的可选的方法；
[0021]在本说明书和附图中重复使用附图标记，来表示本发明相同或相似的特征和组件。
具体实施方式
[0022]如在本申请的发明内容部分所述，本发明具体是关于轮胎转动传感器的并入或与先前只用于安放温度传感器和压力传感器以及用于米其林重型推土机管理系统(MEMS)补片的相关的电子电路的密封的外壳相关联。MEMS补片可向内安装在轮胎内侧壁部分并通常距轮胎圈的唇部有一段规定距离。这种位置通常不在轮胎的接触补片中，例如与轮胎滚过的表面接触的轮胎部分。先前，除去其它情况，转动敏感传感器已被放置在轮胎的冠部，用以将在轮胎转动时暴露的传感器的弯曲最大化，因此有助于产生更高的幅度而由此可使转动信号更容易探测。
[0023]根据本发明，已经发现压电传感器放置在通常安放MEMS传感器和电子设备的密封外壳之中或之上，尽管这种外壳的通常位置远离轮胎的接触补片部分，但是却有足够的达到压电传感器的弯曲可使压电传感器提供可用的轮胎转动响应信号。通过放置在MEMS外壳之上或之内的压电传感器产生的信号，可被电性调节以提供信号，该信号可表示轮胎转动并可以表示其它参数，包括例如加速度和其它运动有关的参数。
[0024]将轮胎转动敏感装置与MEMS传感器和相关的电子设备安装在一起的另一积极方面是，出自于消除压电轮胎转动传感器的暴露而污染轮胎内部的继承的益处，特别是将化学混合物放置在轮胎内部作为轮胎的保护机构。此外，在MEMS平台中对压电轮胎转动传感器的共同放置允许该传感器与相关的电子电路之间的坚固连接。
[0025]本发明的一些方面的选择的组合对应于本发明的多个不同的实施例。可以注意到，其中提出和讨论的每个示例性实施例都不应视为是对本发明的限制。特征或步骤是作为一个实施例的一部分而例示或说明的，也可以用来和另一实施例的一些方面相结合而产生另一实施例。此外，某些特征可以用未明确提到但执行相同或相似功能的相似的装置或组件替换。
[0026]现在将对当前本发明的压电轮胎转动传感器的安装方法和装置的优选的实施例进行详述。现在参考附图，图1例示了使用集成在轮胎或车轮装置中的自供电压电装置4计算轮胎转动的已知配置。更具体地，图1描述了充气轮胎1的示例性的外观图，其特征在于具有外部胎面部分8的冠部、轮胎圈部分10以及在每个胎圈10和冠部之间延展的侧壁部分6。内衬垫15沿着内部冠部和侧壁表面设置，可在上面安装自供电的轮胎转速表4和/或其它轮胎电子设备。
[0027]在轮胎的内衬垫15上尤其在轮胎的冠部区，安装轮胎转速表4，可以提供实际的轮胎转动信号源，但是当这种轮胎转动信号与来自其它传感器的其它轮胎状况传感器信号相关联时，这种位置还用于打开(open)有关的各种区域。有关的第一区域产生于轮胎中的另外的轮胎传感器装置的物理布置。如果该轮胎转动传感器和现存的传感器组合，可以避免或减少包含安装轮胎转动传感器的人工费用的额外的花费。本发明通过以更加全面说明的各种方式将轮胎转动传感器与已有的传感器相关联来阐述这个考虑。
[0028]现在参考图2，例示了用于支撑包括根据本发明的压电轮胎转动传感器250的轮胎状况传感器的米其林重型推土机管理系统(MEMS)平台补片200。应该可以理解，尽管本讨论内容主要涉及MEMS状况，但这并不限制本发明的主题，因为本发明的压电轮胎转动传感器，可与不限于其中例示性讨论的重型推土机状况的许多其它不同类型的轮胎的平台上的其它轮胎状况传感器相结合。
[0029]如图2中所例示，该MEMS平台补片200提供外壳210，可装在弹性外壳220中以易于附着于要监控的轮胎的内表面上。轮胎状况传感器和相关的其它元件包括但不限于温度传感器230、压力传感器240以及附加组件，包括但不限于无线发射机270和微处理器或微控制器280，二者都可包括存储各种格式的数据的存储器部分，可安装在该MEMS平台补片200的外壳210中的印刷电路板260上。电池290可提供MEMS平台补片电路运行所需的电源。
[0030]根据本发明的一个实施例，尽管在下文中将进一步讨论可用于该轮胎转动敏感压电传感器250的其它位置，但是轮胎转动敏感压电传感器250同样可以安装在外壳210上。可以注意到，电池290可用作该MEMS平台补片200的电源，但其它配置也是可能的，包括提供可充电电池，该电池可由压电传感器250获得的能量充电。可选地，用于该MEMS平台补片200的所有的工作电源都可源自于压电传感器250。
[0031]在当前例示性讨论的重型推土机状况中，已经发现补片200一个可接受的位置，即距离轮胎1的轮胎圈10的唇部大约8英寸的位置。但是，可以理解这种位置不是本发明的限制，而仅仅是表示用于连接补片200的一个可接受的位置。
[0032]根据本发明，已经发现尽管先前的轮胎转动传感器已经放置于轮胎的接触补片区域中以最大化轮胎转动信号产生，但是这种轮胎转动传感器与MEMS平台装置200的传感器的共同放置提供了一种可接受的可选结构。将该轮胎转动压电传感器250放置在当前使用的MEMS补片位置会使该传感器更多地受到多方位的受力，使得在顶点的当前使用的轮胎转动传感器的位置，但是，轮胎上的偏转和其它受力仍然通过该补片200和外壳210传输到该压电传感器250。这种受力传输路径将改变由压电传感器250产生的信号，但这种信号接着被电性调节以提供可以指示轮胎转动和与轮胎运动相关的其它可能的参数。来自压电传感器250的信号的电子信号调节可通过个别信号处理器的方式提供，例如，数字信号处理器(DSP)或先前提到过的已经与该MEMS平台装置有关的微处理器或微控制器。
[0033]与轮胎状况敏感传感器的供给有关的第二区域，涉及由于在膨胀的轮胎中包括各种化学物质所正在进行的实际过程中而产生的问题。除了其它因素外，这些化学物质用于对轮胎进行物理保护。TireLife，一种由华盛顿州奥林匹亚的福勒兄弟公司销售的冷却剂、润滑剂、抗氧化剂及抗锈剂是与重型推土机类型的大型汽车的轮胎和车轮结合使用的化学物质的一个实例。但是这种化学物质的一个负面影响是它们相对于包含的电子传感器充当了一种污染物。这种污染物对轮胎中放置的各种传感器的运行造成不利影响。本发明通过提供将压电轮胎转动传感器250密封在外壳210中的方法解决了这个考虑，外壳210是预先提供为用于如在前面提到的MEMS平台补片200中使用的温度传感器230和压力传感器240的其它轮胎状况传感器。
[0034]与轮胎状况敏感传感器的供给有关的第三区域，涉及包括将来自各种传感器的信号与该MEMS平台和/或外部查询器相耦合。该MEMS平台200可配置成使信号在连续或离散的载波上，从安装了MEMS外壳210的轮胎相关联的无线传输电路(未示出)传输到安装了接收机的车辆，或可选择地传输到手持查询器或查询器的驱动器。将压电轮胎转动传感器250和该MEMS平台共同放置，可显著减少在将MEMS平台用作机构时的信号耦合问题，由此将轮胎转动信号传送到外部接收机。
[0035]根据本发明，可以用多种方式将来自压电轮胎转动传感器250的信号与MEMS平台相耦合。根据本发明的一个实施例，可通过将传感器250如图2所示地物理安装在MEMS外壳210中，来提供轮胎转动敏感传感器250的特殊坚固的连接。这种安装方法还有利于提供完全密封的状况的期待的方面，以防止传感器和所有其它有关的MEMS平台组件受到前述的轮胎附着的化学物质的污染的影响。但是，关于本发明的另外的实施例，预期的是可选的安装和信号耦合方法。
[0036]参考图3，例示了本发明的另一实施例，其中轮胎转动敏感压电传感器350可嵌入MEMS平台补片300之上或之中。在本发明的这个实施例中，来自压电传感器350的信号可通过直接线连接352、354与MEMS平台相关联的轮胎电子设备通信。压电传感器350可在将补片300安装到轮胎前固定于补片300，并配置有电线引出端以附着于在MEMS外壳上的通孔型(thru-case)的连接器。可选择地，该引出端可使用焊接剂或导电环氧物而附着于该MEMS外壳和连接到该压电传感器。
[0037]还在本发明的另一实施例中，可以通过提供该压电传感器350作为具有导线352、354的外部封装来建立从压电传感器350到MEMS外壳电子设备的直接连接，导线352、354配置为表面接触，该表面接触配置成在该MEMS补片300上与受载弹簧接触处联合。在这种配置中的该电性连接可使用导电橡胶粘合剂或润滑油进行密封或加强。
[0038]参考图4，其中概略性例示了本发明的另外的实施例，全都包括用于耦合来自嵌入到MEMS平台补片400之上或之内的压电传感器的信号。本发明的预定技术的另外的实施例中的每一个，都预期无线信号耦合方法，其将来自压电传感器450的信号与包含在MEMS平台补片400中的电子设备相耦合，所有的实施例都通过示意性图示的能量波460而概略性例示。
[0039]在第一无线信号传输方法中，可将该压电传感器450嵌入到MEMS平台补片400之上或之内，且电子电路配置成将射频(RF)开关信号传输到该MEMS电路板260上对应的接收机(未示出)。在这个实例中，该RF传输要求发射机电路的运行电源应从压电传感器450获取，但当传输距离通常小于1英寸时仅需要获取最小的能量，并且在该MEMS电路板上的对应的接收机仅需探测是否存在该信号。
[0040]本发明的这个实施例的第一变化是替换了刚讨论过的低频率传输的、将来自压电传感器450的信号传输到该MEMS电路板的RF传输方法。在这个可选的实施例中，由该压电传感器450偏移产生的电源可通过电感器调节和放电。在MEMS电路板上的匹配电感器，结合耦合到压电传感器450的电感器，起到空心变压器的作用以将来自该压电传感器450的信号与该MEMS电路板上包含的电子设备相耦合。
[0041]进一步参考图4，其概略地表示了本发明的另一实施例，例示的能量波460还用于表示将来自压电传感器450的信号传输到MEMS电路板260上包含的电子设备的光学传输的使用。这种光学传输可配置成两种不同形式，一种是采用与压电传感器450一起安装的发射红外线二极管(LED)和安装在MEMS电路板上的对应的光电管的形式。可以认识到，在本发明的这个实施例中，在特定情况中如当前预期的重型推土机的类型的轮胎可包含削弱该光信号的液体，这种削弱由于轮胎的内部非常暗、允许使用非常敏感的照相元件的情况而抵消。
[0042]此外还可理解本发明的另一光信号传输的实施例，是通过将光电板用作前述的LED的替换物。在本发明的这个实施例中，可配置压电传感器，使得当光电板固定于衬底另一侧时，压电元件安装在该衬底的一侧。该装置接着可固定于补片400并定向，以允许与关于前述LED配置的实施例中的讨论内容相似的方式，将光学信号传输到安装在MEMS电路板的光电管。
[0043]尽管其中已经关于特定实施例详细说明了本发明，但是应该可以了解到，本领域技术人员在理解前述内容后，可以对这些实施例做出修改、改变或等同替换。因此，本发明的保护范围是以实施例的方式而非限制性的方式，并且本发明并不排除包含对本发明做出对本领域技术人员而言显而易见的修改、改变和/或添加。
Claims (20)
1.一种轮胎状况监控系统，包括：
外壳；
电路板，放置在所述外壳中；
信号发射机；
轮胎状况敏感传感器，放置在所述外壳中，所述轮胎状况敏感传感器配置成向所述信号发射机提供轮胎环境相关的信号；
弹性材料，围绕所述外壳；以及
压电传感器，与所述外壳物理耦合并配置成向所述信号发射机提供张力感应信号。
2.如权利要求1所述的轮胎状况监控系统，其中所述压电传感器放置在所述外壳中。
3.如权利要求1所述的轮胎状况监控系统，其中所述压电传感器通过所述弹性材料与所述外壳相耦合。
4.如权利要求3所述的轮胎状况监控系统，其中所述压电传感器配置成向所述电路板的一部分直接提供张力感应信号。
5.如权利要求1所述的轮胎状况监控系统，进一步包括：
光发射元件，与所述压电传感器相耦合；以及
光敏感元件，与所述电路板的一部分相耦合，
由此所述压电传感器配置成通过在所述光发射元件和光敏感元件之间建立的光学路径，向所述电路板的一部分提供张力感应信号。
6.如权利要求5所述的轮胎状况监控系统，其中所述光发射元件包括光发射二极管。
7.如权利要求5所述的轮胎状况监控系统，其中所述光发射元件包括光电板。
8.如权利要求1所述的轮胎状况监控系统，进一步包括：
第一感应元件，与所述压电传感器相耦合；以及
第二感应元件，与所述电路板的一部分相耦合，
由此所述第一和第二感应元件配置成空心变压器，以通过在所述第一感应元件和第二感应元件之间建立的磁路径，向所述电路板的一部分提供张力感应信号。
9.如权利要求1所述的轮胎状况监控系统，进一步包括：
射频发射机，与所述压电传感器相耦合；以及
射频接收机，与所述电路板的一部分相耦合，
由此通过在所述射频发射机和所述射频接收机之间建立的电磁路径，张力感应信号可与所述电路板的一部分相耦合。
10.一种用于产生轮胎转动响应信号的方法，包括以下步骤：
提供轮胎；
提供外壳；
将压电传感器与所述外壳相关联；
提供信号处理器，用以处理由所述压电传感器产生的信号以提供轮胎转动响应信号；以及
将所述外壳安装到所述轮胎中受到轮胎转动时的多方向的张力的位置。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述关联的步骤包括将该压电传感器安装在所述外壳中。
12.如权利要求10所述的方法，进一步包括下述步骤：
将所述外壳装入弹性材料。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述关联的步骤包括将该压电传感器与所述弹性材料相关联。
14.如权利要求10所述的方法，进一步包括下述步骤：
将所述信号发射机与所述压电传感器相耦合；以及
将所述信号接收机与所述信号处理器相耦合，
由此所述压电传感器产生的信号通过所述信号发射机，由所述压电传感器传送到所述接收机，用以由所述信号处理器进行处理。
15.如权利要求14所述的方法，其中将所述信号发射机与所述压电传感器相耦合的步骤包括将导电体与所述压电传感器相耦合。
16.如权利要求14所述的方法，其中将所述信号发射机与所述压电传感器相耦合的步骤包括将所述光产生装置与所述压电传感器相耦合。
17.如权利要求14所述的方法，其中将所述信号发射机与所述压电传感器相耦合的步骤包括将所述射频传输装置与所述压电传感器相耦合。
18.如权利要求14所述的方法，其中将所述信号发射机与所述压电传感器相耦合的步骤包括将所述感应装置与所述压电传感器相耦合。
19.一种用于探测轮胎转动的方法，包括以下步骤：
将张力敏感传感器安装在轮胎中受到轮胎转动时多方向的张力的位置；以及
处理所述传感器产生的信号，用以从轮胎转动时所述张力敏感传感器产生的其它信号中分离轮胎转动感应信号。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述安装的步骤包括将所述压电传感器安装在安放轮胎状况相关的传感器的外壳内。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US2005/020698 WO2006135366A1 (en) | 2005-06-10 | 2005-06-10 | Use of piezoelectric sensor attached to electronics package housing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101198854A true CN101198854A (zh) | 2008-06-11 |
| CN101198854B CN101198854B (zh) | 2012-06-20 |
Family
ID=37532609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2005800500726A Active CN101198854B (zh) | 2005-06-10 | 2005-06-10 | 附着于电子封装外壳的压电传感器的使用 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7954370B2 (zh) |
| EP (1) | EP1889025B1 (zh) |
| JP (1) | JP5101497B2 (zh) |
| CN (1) | CN101198854B (zh) |
| AT (1) | ATE545528T1 (zh) |
| TW (1) | TW200712470A (zh) |
| WO (1) | WO2006135366A1 (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104169706A (zh) * | 2011-12-29 | 2014-11-26 | 米其林集团总公司 | 用于从轮胎反偏转区域中的压电测量确定轮胎均匀性参数的系统和方法 |
| CN107116978A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-09-01 | 万力轮胎股份有限公司 | 一种可测温轮胎及一种车辆 |
| CN115830808A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-03-21 | 西南交通大学 | 一种泥石流灾后抢险救援的实时监控装置及泥石流监控系统 |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006098714A1 (en) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Societe De Technologie Michelin | Flex signature for tire condition |
| JP5219829B2 (ja) * | 2006-11-14 | 2013-06-26 | 株式会社ブリヂストン | センサ付きタイヤ |
| US7814781B2 (en) | 2008-03-17 | 2010-10-19 | Infineon Technologies, Ag | Active and adaptive tire systems |
| US8841785B2 (en) * | 2008-04-15 | 2014-09-23 | Infineon Technologies Ag | Energy harvester |
| US8344868B2 (en) * | 2008-06-24 | 2013-01-01 | GM Global Technology Operations LLC | Maintenance of proper tire inflation pressure thru active material actuation |
| CN102131659B (zh) * | 2008-08-29 | 2015-03-18 | 米其林集团总公司 | 一维轮胎装置 |
| US8742265B2 (en) | 2008-08-29 | 2014-06-03 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | 1-D tire patch apparatus and methodology |
| US8171791B2 (en) | 2009-05-13 | 2012-05-08 | Robert Bosch Gmbh | Rotation sensor with onboard power generation |
| DE112009005266A5 (de) * | 2009-09-22 | 2012-11-15 | Atlas Elektronik Gmbh | Elektroakustischer wandler, insbesondere sendewandler |
| WO2011040913A1 (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | Michelin Recherche Et Technique, S.A. | Apparatus and method for tire temperature measurement |
| JP5691275B2 (ja) * | 2010-07-20 | 2015-04-01 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤの状態に関する情報を送信する送信装置およびタイヤ状態監視システム |
| JP6076260B2 (ja) * | 2010-12-30 | 2017-02-08 | コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン | タイヤ荷重を判定するための圧電ベースのシステムおよび方法 |
| WO2012110877A1 (en) * | 2011-02-16 | 2012-08-23 | 1814393 Ontario Inc. | Tire pressure sensing mounting system |
| US9304142B1 (en) * | 2013-03-12 | 2016-04-05 | A. Steve Gurganian | Energy harvesting zero-speed sensor device, method and system |
| JP2018506462A (ja) * | 2014-12-19 | 2018-03-08 | ブリヂストン アメリカズ タイヤ オペレーションズ、 エルエルシー | デバイスを装着するための取り付け用パッチ |
| DE102015107557A1 (de) | 2015-05-13 | 2016-11-17 | USound GmbH | Leiterplattenmodul mit durchgehender Aussparung sowie diesbezügliche Schallwandleranordnung sowie Herstellungsverfahren |
| JP2017071341A (ja) | 2015-10-08 | 2017-04-13 | 株式会社デンソー | タイヤマウントセンサおよびそれに用いられるセンサ装置 |
| US10243136B2 (en) * | 2016-08-22 | 2019-03-26 | Masoud Ghanbari | Piezoelectric energy harvesting system from vehicle's tires |
| DE102017211744A1 (de) * | 2017-07-10 | 2019-01-10 | Zf Friedrichshafen Ag | Sensormodul für eine Kraftfahrzeugfelge |
| US10549587B2 (en) * | 2017-10-19 | 2020-02-04 | Infineon Technologies Ag | Method, component, tire-mounted TPMS module, TPMS system, and machine readable storage or computer program for determining time information of at least one contact patch event of a rolling tire, method for locating a tire |
| KR102127662B1 (ko) * | 2018-07-25 | 2020-06-29 | 한국타이어앤테크놀로지 주식회사 | 다점 시스템화되어 구성된 타이어용 센서 및 이를 구비한 타이어 |
| US10960714B2 (en) * | 2018-09-26 | 2021-03-30 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Tire with printed shear sensors |
| US10953710B2 (en) * | 2018-09-26 | 2021-03-23 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Tire with printed strain sensors |
| JP2024516636A (ja) * | 2021-04-30 | 2024-04-16 | テクスキャン インコーポレイテッド | 接触センサ |
| CN114969975B (zh) * | 2022-05-30 | 2023-03-24 | 北京理工大学 | 一种基于轮毂螺栓的车轮多维力测量方法和系统 |
Family Cites Families (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3192419A (en) * | 1963-07-16 | 1965-06-29 | Hoover Co | Synchronous motor and mounting |
| US4510484A (en) | 1983-03-28 | 1985-04-09 | Imperial Clevite Inc. | Piezoelectric reed power supply for use in abnormal tire condition warning systems |
| AU594397B2 (en) * | 1985-10-29 | 1990-03-08 | Interactive Devices Pty. Ltd. | Touch sensitive indicating light |
| US4862486A (en) | 1987-11-16 | 1989-08-29 | Wing J Keith | Revolution counter attached to tires |
| US5457447A (en) | 1993-03-31 | 1995-10-10 | Motorola, Inc. | Portable power source and RF tag utilizing same |
| US5869189A (en) | 1994-04-19 | 1999-02-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Composites for structural control |
| US5500065A (en) * | 1994-06-03 | 1996-03-19 | Bridgestone/Firestone, Inc. | Method for embedding a monitoring device within a tire during manufacture |
| US5749984A (en) | 1995-12-29 | 1998-05-12 | Michelin Recherche Et Technique S.A. | Tire monitoring system and method |
| GB9726594D0 (en) * | 1997-12-17 | 1998-02-18 | Sumitomo Rubber Ind | Sensor for a pneumatic tyre |
| EP1097049B1 (en) * | 1998-07-10 | 2003-09-03 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Self-powered tire revolution counter |
| DE60043263D1 (de) * | 1999-11-24 | 2009-12-17 | Michelin Rech Tech | Überwachter fahrzeugreifen sowie halter für überwachungsvorrichtung |
| US6688353B1 (en) * | 2000-03-31 | 2004-02-10 | Bridgestone/Firestone North American Tire, Llc | Attachment patch for mounting an electronic monitoring device to the inside of a pneumatic tire |
| US7331367B2 (en) * | 2000-03-31 | 2008-02-19 | Bridgestone Firestone North American Tire, Llc | Monitoring device and patch assembly |
| US7076999B1 (en) * | 2001-01-11 | 2006-07-18 | Lewis Lee Knox | Tire pressure monitoring system |
| FR2823148A1 (fr) * | 2001-04-09 | 2002-10-11 | Michelin Soc Tech | Dispositif de fixation d'un module electronique de surveillance sur un pneumatique |
| JP2003161638A (ja) * | 2001-11-28 | 2003-06-06 | Jigyo Sozo Kenkyusho:Kk | 回転信号発生装置及び回転検出システム |
| US6725713B2 (en) * | 2002-05-10 | 2004-04-27 | Michelin & Recherche Et Technique S.A. | System for generating electric power from a rotating tire's mechanical energy using reinforced piezoelectric materials |
| US7096727B2 (en) * | 2002-05-10 | 2006-08-29 | Michelin Recherche Et Technique S.A. | System and method for generating electric power from a rotating tire's mechanical energy |
| US6807853B2 (en) * | 2002-05-10 | 2004-10-26 | Michelin Recherche Et Technique S.A. | System and method for generating electric power from a rotating tire's mechanical energy using piezoelectric fiber composites |
| JP4281319B2 (ja) * | 2002-10-10 | 2009-06-17 | 株式会社ジェイテクト | 転がり軸受装置 |
| DE10253278B4 (de) | 2002-11-15 | 2009-10-08 | Continental Automotive Gmbh | Reifenmessung mit einem energieautark modulierten Backscatter-Transponder |
| JP2004281126A (ja) * | 2003-03-13 | 2004-10-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 二次電池電源装置 |
| US20050076982A1 (en) * | 2003-10-09 | 2005-04-14 | Metcalf Arthur Richard | Post patch assembly for mounting devices in a tire interior |
| KR100555659B1 (ko) * | 2003-12-22 | 2006-03-03 | 삼성전자주식회사 | 자가발전형 센싱 모듈 및 그것을 사용하는 타이어 공기압모니터링 시스템 |
| US7196617B2 (en) * | 2004-04-19 | 2007-03-27 | Michelin Recherche Et Technique S.A. | Graduated stiffness for electrical connections in tires |
| DE102004026035B4 (de) * | 2004-05-27 | 2008-02-07 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Betriebes einer einem Fahrzeugrad zugeordneten Radelektronik |
| US7138911B2 (en) * | 2004-08-04 | 2006-11-21 | Michelin Recherche Et Technique S.A. | Power conversion from piezoelectric source with multi-stage storage |
| US7343787B2 (en) * | 2005-05-19 | 2008-03-18 | Oguzhan Oflaz | Piezoelectric tire sensor and method |
| KR100817319B1 (ko) * | 2006-11-01 | 2008-03-27 | 한국과학기술연구원 | 이동형 기기의 전력 발생장치 및 이를 구비한자가발전시스템 |
-
2005
- 2005-06-10 EP EP05760374A patent/EP1889025B1/en active Active
- 2005-06-10 WO PCT/US2005/020698 patent/WO2006135366A1/en active Application Filing
- 2005-06-10 AT AT05760374T patent/ATE545528T1/de active
- 2005-06-10 US US11/916,585 patent/US7954370B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-06-10 JP JP2008515677A patent/JP5101497B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2005-06-10 CN CN2005800500726A patent/CN101198854B/zh active Active
-
2006
- 2006-05-26 TW TW095118862A patent/TW200712470A/zh unknown
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104169706A (zh) * | 2011-12-29 | 2014-11-26 | 米其林集团总公司 | 用于从轮胎反偏转区域中的压电测量确定轮胎均匀性参数的系统和方法 |
| CN104169706B (zh) * | 2011-12-29 | 2017-09-26 | 米其林集团总公司 | 用于从轮胎反偏转区域中的压电测量确定轮胎均匀性参数的系统和方法 |
| CN107116978A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-09-01 | 万力轮胎股份有限公司 | 一种可测温轮胎及一种车辆 |
| CN115830808A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-03-21 | 西南交通大学 | 一种泥石流灾后抢险救援的实时监控装置及泥石流监控系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2006135366A1 (en) | 2006-12-21 |
| US20080289407A1 (en) | 2008-11-27 |
| EP1889025A4 (en) | 2009-07-22 |
| TW200712470A (en) | 2007-04-01 |
| JP5101497B2 (ja) | 2012-12-19 |
| JP2008545986A (ja) | 2008-12-18 |
| US7954370B2 (en) | 2011-06-07 |
| ATE545528T1 (de) | 2012-03-15 |
| EP1889025A1 (en) | 2008-02-20 |
| CN101198854B (zh) | 2012-06-20 |
| EP1889025B1 (en) | 2012-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101198854B (zh) | 附着于电子封装外壳的压电传感器的使用 | |
| JP6353221B2 (ja) | 自律式のプラグイン型の摩耗または摩滅の感知システム | |
| JP4809211B2 (ja) | 回転するタイヤの静電気から電力を回収するためのシステム及び方法 | |
| EP1897078B1 (en) | Inductive coupling of pulses from piezoelectric device | |
| US6546982B1 (en) | Mounting transponders in pneumatic tires | |
| CA2256878C (en) | Method and apparatus for monitoring conditions of a vehicle tire using a monitoring device capable of transmitting data relating to an engineering condition of the tire | |
| JP4942984B2 (ja) | 回転するタイヤの機械エネルギーから電力を発生するシステム及び方法 | |
| CA2214700C (en) | Transponder and sensor apparatus for sensing and transmitting vehicle tire parameter data | |
| CN101093185B (zh) | 具有感应电源的轮胎参数监测系统 | |
| US20100147061A1 (en) | In-tire multi-element piezoelectric sensor | |
| US20150020585A1 (en) | Tire module with piezo-electric transducer and tire equipped therewith | |
| US20050285728A1 (en) | Power conversion from piezoelectric source | |
| CN106965633A (zh) | 先进的轮胎监测系统 | |
| CN101208730A (zh) | 存储声表面波校准系数的射频识别 | |
| KR20080077203A (ko) | 압력 센서 설치 방법, 압력 센서를 설치한 타이어 및 휠 및타이어 압력 검지 장치 | |
| US6842151B2 (en) | Apparatus for transmitting and/or receiving data, tire for a motor vehicle, transmitting and/or receiving device and system for the wireless transmission of data | |
| JP2005067585A (ja) | タイヤ状態測定用ｒｆｉｄシステム及びタグのアンテナ並びに該アンテナを備えるホイール |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: COMPAGNIE GENERALE DES ETABLISSEMENTS MICHELIN Free format text: FORMER OWNER: MICHELIN TECHNIQUE S.A. Effective date: 20121108 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20121108 Address after: Swiss Lagrange - Puckett Patentee after: Michelin Research & Technology Co., Ltd. Patentee after: Compagnie General Des Etablissements Michelin Address before: Swiss Lagrange - Puckett Patentee before: Michelin Research & Technology Co., Ltd. Patentee before: Michelin Co., Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20171114 Address after: French Clermont Ferrand Patentee after: Compagnie General Des Etablissements Michelin Address before: Swiss Lagrange - Puckett Co-patentee before: Compagnie General Des Etablissements Michelin Patentee before: Michelin Research & Technology Co., Ltd. |