KR20100019007A - 타이어 압력 감지시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 타이어 압력 감지시스템은 차량의 타이어에 각각 설치되어 타이어의 공기압 및 온도를 측정하는 센서부와, 상기 센서부와 대응되는 차체에 설치되어 자기장을 형성시키는 자력 발생부와, 상기 타이어의 회전에 의해 자기장을 통과하도록 센서부에 구비되는 코일부와, 상기 코일부에 흐르는 전류의 방향 및 전류의 세기를 측정하여 타이어의 위치를 판단하는 리시버를 포함한다.
상기와 같은 발명은 값이 싼 영구 자석과 센서 내부의 코일을 이용하여 타이어의 위치를 확인함으로써, 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
타이어, 센서부, 영구 자석, 코일, 리시버

Description

타이어 압력 감지시스템{TIRE PRESSURE MONITORING SYSTEM}
본 발명은 타이어 압력 감지시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압력이 낮아진 타이어의 위치를 손쉽게 감지하기 위한 타이어 압력 감지시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차에는 타이어의 상태를 측정하기 위한 타이어 압력 측정시스템(TPMS; Tire Pressure Monitoring System}이 구비되어 있으며, 이러한 TPMS은 타이어의 공기압 및 온도를 적정한 상태로 유지시키도록 감시함으로써, 타이어의 승차감 및 제동력 등을 향상시키고, 타이어의 결함을 방지하는 역할을 한다.
이와 같은 TPMS은 타이어의 압력 및 온도를 측정하기 위해 각각의 타이어에 설치되는 TPMS 센서와, 상기 TPMS 센서로부터 측정된 압력 및 온도 값을 제공받는 리시버(Receiver)를 포함한다. 여기서, TPMS에는 저압이 발생한 타이어의 위치를 인지할 수 있도록 TPMS 센서의 위치를 감지하는 LFI(Low Frequency Initiator)가 더 구비된다.
하지만, LFI를 이용한 타이어 위치 인식 기술은 난반사 지역이나 저속 구간에서의 타이어의 위치를 정확하게 파악하지 못하며, 그 방법이 너무 복잡하다는 문 제점을 가진다.
또한, LFI는 고가의 비용을 필요로 하고, 이러한 고가의 LFI를 타이어의 개수에 따라 설치되어야 하기 때문에 원가 부담 및 장착 작업에 따른 인력과 비용이 상당히 소요되는 문제점이 발생된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 타이어의 위치를 확인하는 고가의 LFI를 제거하여 원가를 절감시키기 위한 타이어 압력 감지시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 타이어 압력 감지시스템은 차량의 타이어에 각각 설치되어 타이어의 공기압 및 온도를 측정하는 센서부와, 상기 센서부와 대응되는 차체에 설치되어 자기장을 형성시키는 자력 발생부와, 상기 타이어의 회전에 의해 자기장을 통과하도록 센서부에 구비되는 코일부와, 상기 코일부에 흐르는 전류의 방향 및 전류의 세기를 측정하여 타이어의 위치를 판단하는 리시버를 포함한다.
상기 좌우측 타이어의 위치는 코일에 흐르는 전류의 방향을 측정하여 판단할 수 있다.
상기 좌측 타이어에 설치되는 센서부와 우측 타이어에 설치되는 센서부에 대면하는 자력 발생부의 극성은 서로 반대 극성일 수 있다.
상기 전후방 타이어의 위치는 코일에 흐르는 전류의 세기를 측정하여 판단할 수 있다.
상기 차량의 전방에 장착된 자력 발생부의 자기장 세기와 차량의 후방에 장착된 자력 발생부의 자기장 세기는 서로 다른 크기를 가질 수 있다.
본 발명은 값이 싼 영구 자석과 센서 내부의 코일을 이용하여 타이어의 위치를 확인함으로써, 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 타이어 압력 감지시스템이 장착된 모습을 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 코일이 TPMS 센서 내에 구비된 모습을 나타낸 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 좌우측 타이어에 구비된 코일에 흐르는 전류의 방향을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 전후방 타이어에 구비된 코일에 흐르는 전류의 세기를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 타이어 압력 감지시스템은 센서부(300)와, 상기 센서부(300)와 대응되는 차체(100)에 설치되어 자기장을 형성시키는 자력 발생부(500)와, 상기 센서부(300)에 구비되는 코일부(400)과, 상기 코일부(400)에 흐르는 전류의 방향 및 전류의 세기를 측정하여 타이어(200)의 위치를 판단하는 리시버(600)를 포함한다.
센서부(TPMS Sensor, 300)는 타이어(200)의 압력 예컨대 타이어(200)의 공기압과 온도를 측정하는 역할을 한다. 이를 위해 센서부(300)는 타이어(200)의 일측 구체적으로는 타이어 밸브에 설치될 수 있으며, 타이어(200)의 개수에 대응되도록 구비될 수 있다. 이로 인해 센서부(300)는 타이어(200)가 회전함에 따라 타이어(200)의 회전 방향 및 속도와 대응되도록 회전될 수 있다.
자력 발생부(500)는 차량의 타이어(200)와 대응되도록 차체(100)에 설치되며, 타이어(200) 각각에 설치된 센서부(300)와 대응 이격되도록 다수개가 설치될 수 있다. 자력 발생부(500)로는 스스로 자기장을 발생시키는 영구 자석이 사용되는 것이 바람직하고, 이러한 자력 발생부(500)는 주변에 자기장을 형성시킨다.
이로 인해 센서부(300)가 타이어(200) 회전에 의해 회전되면 센서부(300)는 자력 발생부(500)와 수평을 이루는 위치에 도달하게 되고, 이로 인해 센서부(300)는 자력 발생부(500)로부터 발생된 자기장에 진입하게 된다.
상기에서는 자력 발생부(500)로 영구 자석을 사용하였지만, 이에 한정되지 않고 전자석이 사용될 수 있음은 물론이고, 자기장을 발생시킬 수 있는 구성이라면 어떠한 부재를 사용하여도 무방하다.
코일부(400)는 센서부(300)의 내부에 구비되며, 코일(410)과, 코일(410)에 흐르는 전류를 측정하는 제어 유닛(MCU: Micro Controller Unit, 420)을 포함한다. 코일(410) 및 MCU(420)는 센서부(300)에 구비된 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board, 310)에 실장되고, 이로 인해 코일부(400)는 센서부(300)와 함께 회전하게 된다.
타이어(200)가 회전되어 코일부(400)가 자력 발생부(500)와 수평을 이루어 자력 발생부(500)로부터 발생된 자기장에 통과하게 되고, 이로 인해 코일(410)에는 전류가 흐르게 된다. MCU(420)는 코일(410)에 흐르는 전류를 측정하며, 이로 인해 코일(410)에 흐르는 전류의 방향 및 전류의 세기를 측정할 수 있다.
리시버(600)는 센서부(300)로부터 측정된 값을 제공받아 타이어(200)의 위치를 판단하는 역할을 하며, 구체적으로는 타이어(200) 각각에 설치된 센서부(300)에 구비된 코일(410)에 흐르는 전류의 방향 및 전류의 세기 값을 제공받아 타이어(200)의 위치를 판단하는 역할을 한다.
여기서, 리시버(600)는 전류의 방향을 측정하여 좌우측 타이어의 위치를 판단할 수 있으며, 전류의 세기를 측정하여 전후방 타이어의 위치를 판단할 수 있다.
좌우측 타이어(200)의 위치를 판별할 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 좌측 자력 발생부(500a)와 우측 자력 발생부(500b)의 극성을 반대로 설정해줄 수 있다.
예컨대, 좌측 타이어(200a)와 대응 설치된 좌측 자력 발생부(500a)는 도 3a에 도시된 바와 같이, N극을 좌측 타이어(200a)에 설치된 좌측 센서부(300a)와 대면하도록 설치하고, 우측 타이어(200a)와 대응 설치된 우측 자력 발생부(500b)는 도 3b에 도시된 바와 같이, S극를 우측 타이어(200b)에 설치된 우측 센서부(300b)와 대면하도록 설치할 수 있다.
이로 인해 좌측 타이어(200a)에 구비된 좌측 코일(410a)에 흐르는 전류의 방향은 우측 타이어(200b)에 구비된 우측 코일(410b)의 흐르는 전류의 방향과 서로 반대가 된다.
즉, 코일(410)에 흐르는 전류의 방향은 자기장의 방향에 따라 결정이 되기 때문에 자력 발생부(500)에 의해 발생되는 자기장의 방향을 반대로 발생시키면 좌측 코일(410a) 및 우측 코일(410b)에 흐르는 전류의 방향은 서로 반대가 될 수 있다. 이로 인해 리시버(600)는 전류의 방향을 통해 좌우측 타이어(200a, 200b)의 위치를 판별할 수 있다.
전후방 타이어의 위치를 판별할 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 전후방 자력 발생부(500a, 500c)의 세기를 달리하여 전후방 코일(410a, 410c)에 흐르는 전류의 세기를 서로 상이하게 할 수 있다.
예컨대, 전방 코일(410a)에 흐르는 전류가 I라고 하면, 후방 코일(410c)에 흐르는 전류는 nI가 되도록 할 수 있다. 여기서, 코일(410)에 흐르는 전류의 세기는 자기장의 세기에 따라 결정되며, 자기장의 세기는 자력 발생부(500)의 재질에 따라 결정될 수 있다.
따라서, 전방 자력 발생부(500a)와 후방 자력 발생부(500c)는 자기 특성이 서로 상이한 분말 자성 재료를 혼합하여 후방 자력 발생부(500c)로부터 발생된 자기장의 세기를 전방 자력 발생부(500a)로부터 발생된 자기장의 세기보다 크게 형성할 수 있다.
이로 인해 리시버(600)는 전류의 세기를 통해 전후방 타이어(200a, 200c)의 위치를 판별할 수 있다. 상기에서는 후방 코일(410c)에서 흐르는 전류의 세기를 크도록 구성하였지만, 이에 한정되지 않고, 전방 코일(410a)에서 흐르는 전류의 세기를 후방 코일(410c)에서 흐르는 전류의 세기보다 크게 구성할 수 있음은 물론이다.
따라서, 좌우측 및 전후방 타이어(200) 중 어느 하나 예컨대, 좌측 전방의 타이어(200a)의 압력이 이상이 생길 경우, 리시버(600)는 전류의 방향을 통해 좌측의 타이어를 판별할 수 있으며, 전류의 세기에 의해 이상이 발생한 전방 타이어(200a)의 위치를 판단할 수 있다.
여기서, 차량(100)에는 타이어(200)의 압력 상태 및 타이어의 위치를 표시하기 위한 표시부(700)가 구비될 수 있으며, 이로 인해 운전자는 이상이 발생한 타이어(200)의 위치를 확인할 수 있다. 이러한 표시부(700)는 계기판 또는 룸미러에 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 타이어 압력 감지시스템은 전류의 방향 및 전류의 세기로부터 타이어의 위치를 판단할 수 있으며, 이로 인해 저압이 발생된 타이어의 위치를 간단한 방법으로 판별할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 타이어 압력 감지시스템은 값이 싼 영구 자석과 센서 내부의 코일을 이용하여 타이어의 위치를 확인함으로써, 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 타이어 압력 감지시스템이 장착된 모습을 나타낸 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 코일이 TPMS 센서 내에 구비된 모습을 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 좌우측 타이어에 구비된 코일에 흐르는 전류의 방향을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 전후방 타이어에 구비된 코일에 흐르는 전류의 세기를 나타낸 도면.
< 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 차량 200: 타이어
300: 센서부 410: 코일
420: MCU 500: 자력 발생부
600: 리시버 700: 표시부

Claims (5)

  1. 차량의 타이어에 각각 설치되어 타이어의 공기압 및 온도를 측정하는 센서부;
    상기 센서부와 대응되는 차체에 설치되어 자기장을 형성시키는 자력 발생부;
    상기 타이어의 회전에 의해 자기장을 통과하도록 센서부에 구비되는 코일부; 및
    상기 코일부에 흐르는 전류의 방향 및 전류의 세기를 측정하여 타이어의 위치를 판단하는 리시버;
    를 포함하는 타이어 압력 감지시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 좌우측 타이어의 위치는 코일에 흐르는 전류의 방향을 측정하여 판단하는 타이어 압력 감지시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 좌측 타이어에 설치되는 센서부와 우측 타이어에 설치되는 센서부에 대면하는 자력 발생부의 극성은 서로 반대 극성인 타이어 압력 감지시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전후방 타이어의 위치는 코일에 흐르는 전류의 세기를 측정하여 판단하는 타이어 압력 감지시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 차량의 전방에 장착된 자력 발생부의 자기장 세기와 차량의 후방에 장착된 자력 발생부의 자기장 세기는 서로 다른 크기를 가지는 타이어 압력 감지시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108099510A (zh) * 2017-10-19 2018-06-01 苏州海瓦电子科技有限公司 一种用于胎压传感器的供电装置
CN115848074A (zh) * 2022-12-04 2023-03-28 山东玲珑轮胎股份有限公司 一种具有自测温自反馈功能的轮胎装置及工作方法

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