CN110774838B - 多位置系统化的轮胎用传感器及包括其的轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多位置系统化的轮胎用传感器及包括其的轮胎。更详细地，涉及一种多位置系统化的轮胎用传感器及包括其的轮胎，其特征在于，包括：传感器部，用于监控轮胎状态及路面状态，附着于上述轮胎的内侧面，由多个传感器构成；以及连接部，有线连接上述多个传感器，上述多个传感器之间有线连接，并以一列配置，来垂直于轮胎的行驶方向。

Description

多位置系统化的轮胎用传感器及包括其的轮胎
技术领域
本发明涉及多位置系统化的轮胎用传感器及包括其的轮胎，更详细地，涉及为了实时检测轮胎的状态，在轮胎内侧沿着行驶的垂直方向系统化，来附着于多个部位的多个传感器及包括其的轮胎。
背景技术
在汽车行驶过程中轮胎的作用尤为重要，但是，驾驶人员等容易忽视胎压等轮胎的状态检查。若忽视轮胎的状态检查，则会因胎压不足而引起措手不及的大型事故，并且可能产生轮胎磨损等的安全问题。
尤其，在即将迎来的无人驾驶时代，与无人驾驶车有关的安全技术备受关注。为了确保无人驾驶车的安全性，需通过传感器检测汽车行驶过程中发生的轮胎行动现象并直接提供警告信号，或者向车辆控制装置和道路管制系统持续提供轮胎的信息，而不是由驾驶人员检测并提供上述信息。
由此，最近，在全球范围内尝试下述方法，即，在轮胎内部面附着胎压警报装置(TPMS)并追加功能来测量胎压、压力、温度、加速度等的信号，上述胎压警报装置附着于胎压阀。
在韩国授权专利第20-0450432号(发明名称：胎压检测用压力传感器及包括其的胎压监控系统)公开容易安装于所有汽车轮胎的轮圈且通过无线发送或接收数据的误差少的充气轮胎适用压力传感器及包括其的胎压监控系统技术。
在另一韩国授权专利第10-1198924号(发明名称：胎压监控系统的胎压传感器模块)公开可通过柔性天线发送在传感器中检测的数据并解决适用金属天线时发生的振动、耗电等的问题的技术。
传感器为了执行检测汽车的行动现象并提供警告信号的本身功能，需精密地掌握行驶中的路面状况或轮胎本身的的状态问题。
只是，通过上述现有专利，无法通过附着于轮胎的内部面的一个传感器完整地检测在轮胎中发生的状态变化及其引起的问题，因此，需在轮胎内部面的多个部位附着传感器来获取温度、压力、加速度等的信号。
因此，本发明提出用于有效且精密地检测轮胎状态的多位置系统化的轮胎用传感器技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国授权专利公报第10-1198924号
专利文献2：韩国授权实用新型公报第20-0450432号
发明内容
用于解决如上所述的问题的本发明的目的在于，提供为了更精密地掌握路面状况或轮胎自身的状态而附着于轮胎的多个部位来进行多位置系统化的轮胎用传感器及包括其的轮胎。
本发明所要解决的技术问题并不局限于以上所提及的技术问题，本发明所属技术领域的普通技术人员可通过以下记载明确理解未提及的其他技术问题。
用于实现如上所述的目的的本发明的构成提供多位置系统化的轮胎用传感器，其特征在于，包括：传感器部，用于监控轮胎状态及路面状态，附着于上述轮胎的内侧面，由多个传感器构成；以及连接部，有线连接上述多个传感器，上述多个传感器以一列配置，来垂直于轮胎的行驶方向。
本发明实施例的特征在于，上述传感器部可包括：主传感器部，通过无线发送或接收数据，并接收能量；子传感器部，以上述主传感器部为中心相向地配置，由多个传感器构成；以及能量供给元件，用于向上述主传感器部供给能量，上述子传感器部可通过上述连接部与上述主传感器部电连接，来与上述主传感器部共享数据和能量。
本发明实施例的特征在于，上述能量供给元件可安装于上述主传感器部，来向上述主传感器部供给能量。
本发明实施例的特征在于，上述能量供给元件能够以与上述主传感器部分离的方式单独形成，上述能量供给元件通过上述连接部与上述主传感器部电连接来供给能量。
本发明实施例的特征在于，上述能量供给元件可形成于轮胎的轮辋或胎面中心部，来防止变形。
本发明实施例的特征在于，上述能量供给元件可由电池或能量采集器构成。
本发明实施例的特征在于，上述连接部可由导电性膜连接器构成。
本发明实施例的特征在于，上述导电性膜连接器可包括柔性印刷电路板。
本发明实施例的特征在于，两个以上的上述传感器部可同时适用于上述轮胎的内侧面。
本发明实施例的特征在于，一体型膜可附着于上述轮胎的整个内侧面，来在没有轮胎内部的橡胶内部气密层的情况下防止胎压的泄漏。
本发明实施例的特征在于，上述传感器部可通过使用粘合剂或粘结剂来附着于轮胎的内部。
用于实现如上所述的目的的本发明的另一结构提供适用多位置系统化的轮胎用传感器的轮胎，在上述轮胎的内部附着有用于检测轮胎状态及路面状态的轮胎用传感器，其特征在于，上述轮胎用传感器为本发明一实施例的多位置系统化的轮胎用传感器中的一种。
具有上述结构的本发明的效果如下，即，沿着垂直于行驶方向的方向在轮胎内侧附着多位置系统化的轮胎用传感器，来可通过适当且最小数量的传感器更精密地掌握轮胎的整体状态。
具有上述结构的本发明的另一效果如下，即，在根据情况需要精密地监控的情况下，可同时适用多个传感器来进行精密的监控，仅向主传感器赋予能量供给及通过无线发送或接收数据的功能，来可大大减少传感器系统整体的重量和大小。
应当理解的是，本发明的效果并不局限于如上所述的效果，包括可从本发明的详细说明或在发明要求保护范围记载的发明结构推论的所有效果。
附图说明
图1为现有技术的附着有一个轮胎用传感器的轮胎的内部面的放大图。
图2为本发明一实施例的附着有多位置系统化的轮胎用传感器的轮胎的内部面的放大图。
图3为本发明一实施例的多位置系统化的轮胎用传感器的框图。
附图标记的说明
100：传感器部
110：主传感器部
120：子传感器部
130：能量供给元件
200：连接部
具体实施方式
以下，参照附图对本发明进行说明。本发明能够以各种不同方式实现，因此，并不局限于在此说明的实施例。并且，为了明确说明本发明，在附图中省略了与说明无关的部分，在说明书全文中，对相似的部分赋予了相似的附图标记。
在说明书全文中，当提及一个部分与另一部分“相连接(相联接、相接触、相结合)”时，不仅包括“直接连接”的情况，还包括两者之间隔着其他部件“间接连接”的情况。并且，当提及一个部分“包括”一个结构要素时，除非具有特别反对的记载，则还包括其他结构要素，而不是排除其他结构要素。
在本说明书中使用的术语仅用于说明特定实施例，并不限定本发明。除非在文脉上另行定义，则单数的表达包括复数的表达。在本说明书中，“包括”或“具有”等的术语用于指定在说明书上记载的特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合，而并未事先排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合的存在或附加可能性。
以下，参照附图详细说明本发明的实施例。
最近，为了迎接无人驾驶时代，正在尝试在轮胎内部面附着胎压警报装置(TPMS)并追加功能来测量胎压、压力、加速度等的信号，上述胎压警报装置附着于胎压阀。
如上所述，在即将迎来的无人驾驶时代，需通过传感器检测汽车行驶过程中发生的汽车的行动现象并直接提供警告信号，或者向车辆控制装置和道路管制系统持续提供轮胎的信息，而不是由驾驶人员检测并提供上述信息。
图1示出上述附着于上述轮胎内部面的胎压警报装置。利用上述胎压警报装置的胎压检测系统为一种无线传输技术，检测车辆轮胎内的高低，在行驶或停止状态下检测车辆轮胎的压力和温度数据等并向驾驶座内的仪表盘传递。
在车辆轮胎的压力等中发现异常的情况下，可通过回声及声音等的方式通知驾驶人员，使驾驶人员将轮胎的压力和温度维持在标准范围内，来防止轮胎问题引起的事故等。
不过，在无人驾驶时代，当轮胎发生异常时，轮胎用传感器不仅提供警告信号，而且主动向车辆控制装置及道路管制系统提供信息，来参与车辆的行驶，因此，与轮胎状态有关的更精密的传感技术备受瞩目。
现有技术公开更有效且精密的轮胎内部传感器技术，为了适应无人驾驶时代并显著减少安全事故发生等的危险性，无法仅通过一个传感器来实现对轮胎状态的精密检测。
因此，本发明提出适合适用于轮胎的多位置系统化的轮胎用传感器及包括其的轮胎技术。以下，进行说明。
图2示出本发明一实施例的适用多位置系统化的轮胎用传感器的轮胎的内侧面，图3示出上述多位置系统化的轮胎用传感器的框图。
本发明一实施例的多位置系统化的轮胎用传感器的特征在于，可包括：传感器部100，用于监控轮胎状态及路面状态，附着于上述轮胎的内侧，由多个传感器构成；以及连接部200，有线连接上述多个传感器，上述多个传感器以一列配置，来垂直于轮胎的行驶方向。
相比于沿着轮胎的行驶方向以一列配置上述多个传感器的情况，在本发明一实施例的沿着垂直于轮胎的行驶方向的方向以一列配置上述多个传感器的情况下，可综合性的集散包括轮胎的中心部在内的与轮胎的两侧外围部分的状态及地面状态有关的数据，因此，可更精密地监控轮胎及路面的综合状态。
考虑到传感器的整体重量，上述多个传感器可附着于5个位置，以利用最小数量的传感器来精密地掌握轮胎的整体状态，根据需求，可添加5个以上的传感器来构成系统。
本发明一实施例的特征在于，构成上述传感器部100的多个传感器可包括：主传感器部110，通过无线发送或接收数据，包括能量供给元件；以及多个子传感器部120，以上述主传感器部110为中心相向地配置，通过与上述主传感器部110电连接来共享数据。
不过，根据需求，可将上述主传感器部110配置于上述传感器部100的一侧，而不是配置于上述传感器部100的中心，并将除此之外的上述多个子传感器部120与上述主传感器部110配置在一列上，来有效地共享数据及能量。
上述子传感器部120可测量轮胎的加速度，通过有线电连接向上述主传感器部110发送通过上述方式获取的数据，来通过上述主传感器部110共享上述多个传感器的数据。
上述主传感器部110测量包括轮胎的加速度在内的胎压、温度等，并集散及发送或接收数据。并且，通过包括上述能量供给元件130来与构成上述子传感器部120的多个传感器共享通过上述能量供给元件130供给的电力。
本发明一实施例的特征在于，上述能量供给元件130可由纽扣电池等的电池或能量采集器构成来附着于上述主传感器部110，从而向上述主传感器部110供给能量。
如太阳光发电，将个别装置收集如太阳光、振动、热量、风等的自然能源产生的能量并切换为有用的电能来使用的技术称为能量收集(Energy Harvesting)，将为此而使用的装置或元件称为能量采集器。
上述能量收集技术根据为了获取能量而使用的方法及元件而具有各种方式，由于可从自然直接获取电能，作为可维持能量供给的稳定性、安全性及可持续性并可减少环境污染的环保能量利用技术备受关注。
具体地，为一种不丢弃在车辆行驶过程中可在轮胎中产生的振动、热量、压力等的能量并收集来转换为电能的技术，由转换收集所产生的能量的部分与蓄积所收集的上述能量的部分构成。
如上所述，上述能量供给元件130可由能量采集器构成，上述能量采集器包括：能量转换收集部分，收集在车辆的行驶过程中产生的振动、热量、压力等的能量并转换为电能；以及能量蓄积部，用于蓄积上述电能。
由此，在适用本发明一实施例的情况下，应对所产生的轮胎用传感器的耗电，可通过再次利用车辆的行驶过程中被丢弃的能量的方法来再次供电。轮胎用传感器的大部分耗电在车辆行驶过程中产生，因此，可在能量有效方面优秀，并且，可起到可持续的环保能量供给单元的作用。
根据本发明的一实施例，将作为上述能量供给元件130的上述电池或能量采集器与上述主传感器部110分离，来与上述主传感器部110有线连接并使用。
在此情况下，当上述电池寿命耗尽或在能量采集器中产生问题等需要更换上述能量供给元件130时，相比于上述能量供给元件130附着于上述主传感器部110的情况，可更简单地更换上述能量供给元件130。
并且，本发明一实施例的特征在于，与上述主传感器部110分离来单独形成的上述能量供给元件130可附着于轮胎的不容易变形的轮辋或胎面中心部。
由此，与构成上述能量供给元件130的电池或能量采集器的轮胎有关的固定力增加，当高速行驶时，可提高与高速旋转条件有关的持久力。
如上所述，根据本发明的一实施例，在以利用上述主传感器部110发送或接收所集散的数据并共享能量供给的方式体现系统的情况下，构成上述子传感器部120的多个传感器中无需安装数据发送或接收装置及能量供给元件，由此，可减少轮胎用传感器整体重量和大小。
上述连接部200使上述主传感器部110与上述子传感器部120有线电连接，如上所述，在上述能量供给元件130以与上述主传感器部110分离的方式单独形成的情况下，使上述主传感器部110与上述能量供给元件130有线电连接。
本发明一实施例的特征在于，上述连接部200可具有导电性，来实现电连接，并且，上述连接部200可由膜连接器构成，来实现本发明的薄膜化及轻量化，尤其，在上述膜连接器中使用柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit Board，FPCB)。
印刷电路板(Printed Circuit Board)为在绝缘体上侧形成导电性良好的导体电路来制造的电子部件，柔性印刷电路板为为了应对电子产品小型化且复杂化的趋势而克服以往的印刷电路板的弱点的电子部件。
上述柔性印刷电路板为跟随电子产品呈小型化及轻量化的趋势而研发的电子部件，其作业性优秀且耐热，广泛用于许多电子产品的核心部件。并且，在利用上述柔性印刷电路板的情况下，不仅可实现本发明的薄膜化及轻量化，还可实现三维高密度配线。
并且，在适用于本发明的过程中，为了轻量化及薄膜化，本发明的一实施例可利用半导体工艺或3D打印工艺。
3D打印，即，三维印刷技术通过打印来获取物体的技术，与在纸上印刷文字的以往的打印相似，但是是制造立体模型，因此称为3D打印。与以往的制造材料的方式不同，通过层叠材料来完成形态的层叠式为大部分3D打印机所使用的方式。
在半导体工艺中，作为为了将硅制造成半导体的基本材料的晶片，通过剪切并研磨为很薄的形态等的工序来具有电特性。
通过上述半导体工艺或3D打印技术实现上述导电性膜连接器，可使在适用于本发明的过程中需要的薄膜化及轻量化最大化，本发明形成由多个传感器构成的系统。
如上所述，若实现极度的薄膜化，可根据需求将多个本发明一实施例的5个位置或多个位置传感器系统的轮胎用传感器附着于轮胎的内部面，从而可进一步提高状态监控精密度。
例如，若同时附着16个本发明一实施例的5个位置传感器系统的轮胎用传感器，则可精细地监控轮胎内部面的共80处的状态。
不过，如上所述，若附着传感器的传感位置变多，则构成多个位置传感器系统的本发明的重量增加。为解决上述问题，在整体轮胎内部面附着一体型膜，在代替防止胎压泄漏的橡胶内部气密层而使用上述一体型膜的情况下，可解决上述本发明的重量增加的问题。
因此，本发明的特征在于，可将上述一体型膜附着于整体轮胎的内部面，来在没有轮胎的橡胶内部气密层的情况下防止胎压的泄漏。
并且，本发明一实施例的特征在于，可通过使用液体或浆料状态的粘合剂或粘结剂将上述传感器部附着于轮胎的内部面。
由此，在适用本发明的一实施例的情况下，可在多个部位附着轮胎用传感器，因此，可更加精密地掌握轮胎及路面状况。并且，即使由多个传感器构成，也可对上述多个传感器进行多位置系统化，从而可减少传感器系统的整体重量和大小。
可根据需求同时适用多个本发明一实施例的多位置系统化的轮胎用传感器，在此情况下，可通过上述膜连接器实现薄膜化及轻量化。并且，将上述一体型膜附着于整体轮胎内部面，来起到轮胎的橡胶内部气密层的作用，从而可解决传感器系统的重量增加的问题。
可以理解的是，上述本发明的说明仅用于例示，本发明所属技术领域的普通技术人员可在不变更本发明的技术思想或必要特征的情况下容易变形为其它具体形态。因此，以上所记述的实施例在所有方面仅为例示，并不限定本发明。例如，以单一型说明的各结构要素可分散来实施，相同地，以分散型说明的结构要素也能够以结合的形态实施。
本发明的范围通过发明要求保护范围呈现，从发明要求的含义及范围以及等同概念导出的所有变更或变形的形态均属于本发明的范围。

Claims (10)

1.一种多位置系统化的轮胎用传感器，其特征在于，
包括：
传感器部，用于监控轮胎状态及路面状态，附着于上述轮胎的内侧面，由多个传感器构成；以及
连接部，有线连接上述多个传感器，
上述多个传感器以一列配置，来垂直于轮胎的行驶方向，
上述传感器部包括：
主传感器部，通过无线发送或接收数据，并接收能量；
子传感器部，以上述主传感器部为中心相向地配置，由多个传感器构成；以及
能量供给元件，用于向上述主传感器部供给能量，
上述子传感器部通过上述连接部与上述主传感器部电连接，来与上述主传感器部共享数据和能量，
一体型膜附着于上述轮胎的整个内侧面，来在没有轮胎内部的橡胶内部气密层的情况下防止胎压的泄漏。
2.根据权利要求1所述的多位置系统化的轮胎用传感器，其特征在于，上述能量供给元件安装于上述主传感器部，来向上述主传感器部供给能量。
3.根据权利要求1所述的多位置系统化的轮胎用传感器，其特征在于，上述能量供给元件以与上述主传感器部分离的方式单独形成，上述能量供给元件通过上述连接部与上述主传感器部电连接来供给能量。
4.根据权利要求3所述的多位置系统化的轮胎用传感器，其特征在于，上述能量供给元件形成于轮胎的轮辋或胎面中心部，来防止变形。
5.根据权利要求1所述的多位置系统化的轮胎用传感器，其特征在于，上述能量供给元件由电池或能量采集器构成。
6.根据权利要求1所述的多位置系统化的轮胎用传感器，其特征在于，上述连接部由导电性膜连接器构成。
7.根据权利要求6所述的多位置系统化的轮胎用传感器，其特征在于，上述导电性膜连接器包括柔性印刷电路板。
8.根据权利要求1所述的多位置系统化的轮胎用传感器，其特征在于，两个以上的上述传感器部同时适用于上述轮胎的内侧面。
9.根据权利要求1所述的多位置系统化的轮胎用传感器，其特征在于，上述传感器部通过使用粘合剂或粘结剂来附着于轮胎的内部。
10.一种适用多位置系统化的轮胎用传感器的轮胎，在上述轮胎的内部附着有用于检测轮胎状态及路面状态的轮胎用传感器，其特征在于，上述轮胎用传感器为上述权利要求1至8中的任一项所述的多位置系统化的轮胎用传感器中的一种。
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