KR20050063210A

KR20050063210A - 타이어 압력 모니터 시스템

Info

Publication number: KR20050063210A
Application number: KR1020030094582A
Authority: KR
Inventors: 구자남; 레니아신바실리; 원종화; 이동현; 송미정
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2005-06-28
Also published as: KR100545388B1

Abstract

두 챔버간의 압력차를 측정하여 타이어 압력 상태 및 변화를 운전자에게 알려주는 간단한 구조의 타이어 압력 모니터 시스템을 개시한다. 개시된 본 발명은 동일한 압력으로 가압된 두 개 챔버 중 하나의 챔버 압력이 변동될 때 그 압력차이를 측정하여 RF 신호로 송출하는 압력비 측정기; 및 상기 압력비 측정기에 RF 파워를 인가하여 압력비 측정기로부터 송출되는 RF 신호를 받으며, RF 신호 입력시 이를 소정의 사용자 확인 신호로 전송하는 리시버;를 포함한다. 압력비 측정기는, 기준압력으로 가압된 제1챔버 및 타이어 내부 압력과 유체가 통하는 오리피스를 갖춘 제2챔버를 구비하는 케이싱; 상기 케이싱의 제1챔버와 제2챔버 경계부에 위치되어 제1챔버와 제2챔버의 압력을 측정하는 압력 센서; 및 상기 압력 센서에서 측정되는 압력값으로 두 챔버간의 압력차이를 연산하고, 이 압력차이가 소정 범위 내이면 OFF, 그리고, 소정 범위를 벗어나면 ON 동작하며, 상기 ON 동작신호를 송출하는 안테나를 갖춘 ON/OFF 검출 회로보드;를 포함한다.

Description

타이어 압력 모니터 시스템{TIRE PRESSURE MONITOR SYSTEM}

본 발명은, 예를 들어 자동차의 타이어 압력 상태 및 변화를 감지하여 운전자에게 알려주는 타이어 압력 모니터 시스템에 관한 것이다.

자동차 및 타이어 제조업자들은 운전자 및/또는 탑승자의 안전, 쾌적함 및 편리성에 대하여 꾸준히 증가하는 요구를 고려하고자 갈수록 더 많은 노력을 하고 있다. 이에 따라 수년 전만해도 존재하지 않았던, 예를 들면 에어백, ABS 브레이크, ESP 장치 등이 개발되었다.

한편, 최근에는 타이어의 압력 측정 및/또는 모니터링 장치들이 개발되었다. 이는 타이어의 압력 상태 및 변화에 대해 운전자에게 간단하고 신뢰성 있고 규칙적으로 알려 줌으로써 안전성, 연료소비, 타이어 수명 등에 대한 개선이 이루어지도록 한다. 이러한 시스템은 일반적으로 하나 이상의 압력센서를 포함한다.

미국 특허 번호 US 6,486,776호에는 압력센서와 온도센서를 구비한 압력 모니터 시스템이 개시되어 있다. 그러나, 이 압력 모니터 시스템은 절대 압력을 측정함으로써 온도센서에 의한 압력 보상이 항상 필요하다. 따라서, 반드시 온도에 따른 압력 보상을 수반하는 복잡한 신호 처리가 따르며, 또한 파워(전원) 소모가 큰 문제가 있다.

또한, 미국 특허 번호 US 6,087,930호에는 능동형 집적회로 소자인 트랜스폰더(Transponder)를 이용한 압력 모니터 시스템이 개시되어 있다. 그러나, 이 압력 모니터 시스템은 능동 소자를 이용함으로써 별도의 배터리가 필요하다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 온도에 따른 압력 보상이 필요 없으며, 회로 연산이 간단하고 센서 신호 처리가 용이한 타이어 압력 모니터 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 별도의 배터리가 필요없는 타이어 압력 모니터 시스템을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 타이어 압력 모니터 시스템은, 동일한 압력으로 가압된 두 개 챔버 중 하나의 챔버 압력이 변동될 때 그 압력차이를 측정하여 RF 신호로 송출하는 압력비 측정기; 및 상기 압력비 측정기에 RF 파워를 인가하여 압력비 측정기로부터 송출되는 RF 신호를 받으며, RF 신호 입력시 이를 소정의 사용자 확인 신호로 전송하는 리시버;를 포함한다.

상기 압력비 측정기는 자동차 타이어 내부의 림에 설치되며, 상기 리시버는 자동차 브레이크 시스템에 지지되어 설치된다.

상기 압력비 측정기는, 기준압력으로 가압된 제1챔버 및 타이어 내부 압력과 유체가 통하는 오리피스를 갖춘 제2챔버를 구비하는 케이싱; 상기 케이싱의 제1챔버와 제2챔버 경계부에 위치되어 제1챔버와 제2챔버의 압력을 측정하는 압력 센서; 및 상기 압력 센서에서 측정되는 압력값으로 두 챔버간의 압력차이를 연산하고, 이 압력차이가 소정 범위 내이면 OFF, 그리고, 소정 범위를 벗어나면 ON 동작하며, 상기 ON 동작신호를 송출하는 안테나를 갖춘 ON/OFF 검출 회로보드;를 포함한다.

상기 케이싱의 상면, 양측면 및 전후면은 도전체로 이루어지고, 상기 케이싱의 하면은 절연체로 이루어진다.

또한, 상기 압력 센서는 압전 타입으로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 ON/OFF 검출 회로보드는 두 챔버의 압력차가 0일 때 OFF 동작하고, 0이 아닐 때 ON 동작하도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 케이싱의 제1챔버측에는 그 내부의 기준 압력을 조정하기 위하여 공기를 주입하는 밸브가 장착될 수 있다.

상기 안테나는 ON/OFF 검출 회로보드에 코일 형태로 형성되는 내장형으로 구성될 수도 있고, ON/OFF 검출 회로보드로부터 외부로 돌출되는 외장형으로 구성될 수도 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 타이어 압력 모니터 시스템을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 도면에서 참조부호 1은 타이어, 2는 림, 3은 니플, 4는 브레이크 시스템 이며, 참조부호 10은 압력비 측정기, 20은 리시버이다.

상기 압력비 측정기(10)는 동일한 압력으로 가압되는 두 개의 챔버 중 하나의 챔버 압력이 변동될 때 그 압력차이를 측정하여 RF 신호로 송출하며, 상기 리시버(20)는 상기 압력비 측정기(10)에 RF 파워를 인가하여 압력비 측정기(10)로부터 송출되는 RF 신호를 받으며 RF 신호 입력시 이를 소정의 사용자 확인 신호로 전송한다.

상기 압력비 측정기(10)는 자동차 타이어(1)의 내부에 위치하도록 림(2)에 설치되며, 케이싱(11), 압력 센서(12) 및 ON/OFF 검출 회로보드(13)를 포함한다.

상기 케이싱(11)은 기준압력(Pi)으로 가압된 제1챔버(14)와 타이어 내부 환경과 유체가 통하는 오리피스(15a)를 갖춘 제2챔버(15)를 구비한다. 따라서, 상기 제2챔버(15)는 타이어 내부 압력(Px)과 동일한 압력을 유지한다. 상기 케이싱(11)의 상면, 양측면 및 전후면은 상기 Pi과 Px가 동일한 온도를 유지하도록 도전체로 형성되며, 또한, 케이싱(11)의 하면은 림(2)으로부터 부가적인 열전달을 방지하도록 절연체로 형성되는 것이 보다 정확한 압력비 측정을 위해 바람직하다.

또한, 상기 케이싱(11)의 제1챔버(14) 측에는 그 내부의 기준 압력을 조정하기 위하여 공기를 주입할 수 있는 밸브(16)가 설치된다. 상기 밸브(16)는 도 2에서 보는 바와 같이, 구비하지 않을 수도 있다. 도 2와 같은 압력비 측정기(10)는 제1챔버(14)의 압력이 예컨대, 2.0, 2.5, 3.0atm 등으로 정해져 구성되는 것으로, 케이싱(11) 실링에 장점이 있는 등 제조 공정에서 밸브(16)를 가지는 도 1과 같은 압력비 측정기(10)보다 유리하다. 여기서, 도 2에 나타낸 본 발명의 다른 실시예에 의한 타이어 압력 모니터 시스템의 압력비 측정기(10)는 상기한 바와 같은 밸브(16)를 구비하지 않는다는 것을 제외하고는 도 1의 일 실시예와 유사하다. 따라서, 도 1과 동일한 참조부호를 부여하여 구체적인 설명은 생략하고자 한다.

상기 압력 센서(12)는 상기 케이싱(11)의 제1챔버(14)와 제2챔버(15)의 경계부에 위치되어 제1챔버(14)와 제2챔버(15)의 압력을 측정한다. 이는, 예를 들어 압전(Piezoelectric) 타입으로 구성될 수 있다. 따라서, 별도의 전원을 구비할 필요가 없다.

상기 ON/OFF 검출 회로보드(13)는 상기 압력 센서(12)에서 측정되는 압력값으로 두 챔버(14)(15)간의 압력차이를 연산하고, 이 압력차이가 소정 범위 내이면 OFF, 그리고, 소정 범위를 벗어나면 ON 동작한다. 또한, 상기 ON/OFF 검출 회로보드(13)는 상기 ON 동작 신호를 송출하는 안테나(도시되지 않음)를 구비한다. 여기서, 상기 안테나는 상기 보드에 코일 형태로 형성되는 내장형으로 구성되나, 이를 꼭 한정하는 것은 아니며, 상기 안테나는 도 3에서 보는 바와 같이, 림(2)의 외부로 돌출되는 외장형 안테나(17)로 구성될 수도 있다. 첨부된 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 것으로, 압력비 측정기(10)의 구체적인 도시를 많이 생략하고 있으나, 도 1 및 도 2에 도시한 실시예들과 유사한 구성을 가진다. 다만, 안테나(17)의 구성에 있어서, 도면과 같이, 외부로 돌출되는 외장형으로 구성된다는 차이가 있다. 따라서, 도 1 및 도 2와 동일한 참조부호를 부여하여 구체적인 설명은 생략하고자 한다.

한편, 상기 ON/OFF 검출 회로보드(13)는 압력차가 0일 때 OFF 동작하고, 0이 아닐 때 ON 동작하도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 리시버(20)는 자동차의 브레이크 시스템(4)에 설치된다. 도면에서 참조부호 21은 브레이크 디스크, 22는 브레이크 패드, 그리고, 23은 지지블록이다. 도면에서와 같이, 리시버(20)는 상기 지지블록(23)에 지지되어 설치된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 타이어 압력 모니터 시스템의 작용에 대하여 설명한다.

초기 제1챔버(14)에는 타이어의 종류에 따라 정해진 기준 압력(Pi)으로 가압되어 있고, 타이어(1)의 내부 또한 상기 기준 압력과 같은 압력(Px)으로 가압되어 있다. 그리고, 타이어(1)의 내부 환경과 유체가 통하는 오리피스(15b)로 인해 제2챔버(15)의 압력도 상기 타이어의 압력과 같게 유지된다.

따라서, 만일 타이어의 압력 누수가 없다면 양 챔버(14)(15)간의 압력차이는 없을 것이고, 이러한 압력차이가 0임을 ON/OFF 검출 회로보드(13)가 검출하여 압력비 측정기(10)는 OFF 동작하며, 리시버(20)로 아무런 신호가 송출되지 않는다.

한편, 타이어의 펑크 등으로 타이어의 압력 누수가 생기면, 타이어 압력(Px)이 점점 낮아진다. 그러나, 제1챔버(14)는 완전 실링되어 있기 때문에, 언제나 기준 압력(Pi)을 유지한다. 따라서, 압력 센서(12)에 의한 압력 측정시 제1챔버(14)의 압력과 제2챔버(15)의 압력에 차이가 생기며, 이러한 압력 차이는 ON/OFF 검출 회로보드(13)에 의해 검출된다.

상기 ON/OFF 검출 회로보드(13)는 상기와 같은 챔버(14)(15)간의 압력차이가 연산되면, ON 동작하면서 RF 신호를 리시버(20) 측으로 송출한다. 여기서, 상기 ON/OFF 검출 회로보드(13)는 상기 리시버(20)로부터 인가되는 RF 파워에 의해 RF 신호를 송출하는 수동형이다.

상기 리시버(20)는 상기 압력비 측정기(10)로부터 RF 신호를 받으면, 이를 사용자가 확인할 수 있는 신호로, 예컨대, 자동차의 패널 측에 구비되는 경고등이나 부저 등의 표시수단으로 전송한다.

따라서, 사용자는 시각적 및/또는 청각적으로 타이어의 압력이 정상이 아니라는 것을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 타이어 압력 모니터 시스템은 두 챔버간의 압력차이를 측정하여 타이어의 압력 변화를 경고하여 주는 것으로, 온도 변화에 관계없이 타이어의 압력 이상 상태를 진단할 수 있다.

또한, 절대압력 측정이 아니라 임계 범위에서 ON/OFF 동작하도록 구성됨으로써 회로 연산이 간단히 될 수 있으며, 피에조 물질을 사용한 전압 신호 발생으로 센서 신호 처리가 용이하다는 효과도 있다.

또한, 별도의 배터리를 필요로 하지 않는다는 장점도 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 타이어 압력 모니터 시스템을 개략적으로 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 타이어 압력 모니터 시스템을 개략적으로 나타낸 단면도, 그리고,

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 타이어 압력 모니터 시스템을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1;타이어 2;림

3;니플 4;브레이크 시스템

10;압력비 측정기 11;케이싱

12;압력 센서 13;ON/OFF 검출 회로보드

14,15;제1 및 제2챔버 15a;오리피스

16;밸브 17;외장형 안테나

20;리시버

Claims

동일한 압력으로 가압된 두 개 챔버 중 하나의 챔버 압력이 변동될 때 그 압력차이를 측정하여 RF 신호로 송출하는 압력비 측정기; 및

상기 압력비 측정기에 RF 파워를 인가하여 압력비 측정기로부터 송출되는 RF 신호를 받으며, RF 신호 입력시 이를 소정의 사용자 확인 신호로 전송하는 리시버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 압력 모니터 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 압력비 측정기는 자동차 타이어 내부의 림에 설치되며, 상기 리시버는 자동차 브레이크 시스템에 지지되어 설치되는 것을 특징으로 하는 타이어 압력 모니터 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 압력비 측정기는,

기준압력으로 가압된 제1챔버 및 타이어 내부 압력과 유체가 통하는 오리피스를 갖춘 제2챔버를 구비하는 케이싱;

상기 케이싱의 제1챔버와 제2챔버 경계부에 위치되어 제1챔버와 제2챔버의 압력을 측정하는 압력 센서; 및

상기 압력 센서에서 측정되는 압력값으로 두 챔버간의 압력차이를 연산하고, 이 압력차이가 소정 범위 내이면 OFF, 그리고, 소정 범위를 벗어나면 ON 동작하며, 상기 ON 동작신호를 송출하는 안테나를 갖춘 ON/OFF 검출 회로보드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 압력 모니터 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 케이싱의 상면, 양측면 및 전후면은 도전체로 이루어지고, 상기 케이싱의 하면은 절연체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어 압력 모니터 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 압력 센서는 압전 타입인 것을 특징으로 하는 타이어 압력 모니터 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 ON/OFF 검출 회로보드는 두 챔버의 압력차가 0일 때 OFF 동작하고, 0이 아닐 때 ON 동작하는 것을 특징으로 하는 타이어 압력 모니터 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 케이싱의 제1챔버측에는 그 내부의 기준 압력을 조정하기 위하여 공기를 주입하는 밸브가 장착된 것을 특징으로 하는 타이어 압력 모니터 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 안테나는 ON/OFF 검출 회로보드에 코일 형태로 형성되는 내장형으로 구성됨을 특징으로 하는 타이어 압력 모니터 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 안테나는 ON/OFF 검출 회로보드로부터 외부로 돌출되는 외장형으로 구성됨을 특징으로 하는 타이어 압력 모니터 시스템.