KR20210057654A - 타이어 측벽 온도 감지 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

회전 휠로부터 타이어 파라메터를 감지하기 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 일부 실시예에서, 시스템은 회전하도록 구성된 회전 가능한 구성 요소, 회전 가능한 구성 요소의 둘레를 따라 배치된 압전 변환기로서, 압전 변환기의 기계적 변형에 기초하여 오프로드 전압을 발생시키도록 구성된 압전 변환기, 및 압전 변환기와 통신하며 오프로드 전압에 기초하여 온도값을 결정하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함한다.

Description

타이어 측벽 온도 감지 시스템 및 방법{TIRE SIDEWALL TEMPERATURE SENSING SYSTEMS AND METHODS}
본 출원은 일반적으로 센서 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으는 회전 휠로부터 타이어 측벽 온도를 감지하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전통적인 차량 기반 센서 시스템은 회전 휠의 온도를 결정할 수 없다. 전통적인 차량 기반 센서 시스템의 일 예가 관성 항법 시스템(INS:inertial navigation system)이다. INS는 이동 물체의 위치, 방위, 및 속도를 결정하는 데 사용될 수도 있다. INS는 외부 참조를 필요로 하지 않고 추측 항법에 의해 이동 물체의 위치, 방위, 및 속도를 지속적으로 산출하기 위해, 예를 들어, 가속도계 및 회전 센서를 포함할 수도 있다. INS는, 보다 정확한 판독치를 제공하도록, 휠과 같은 이동 부품 상이 아닌 차량 섀시의 고정 부품 상에 중앙으로 배치되는 것이 전형적이다. 그러나, INS에 의해 수집되는 데이터가 차량 섀시의 고정 부품으로부터 감지된 데이터로만 제한될 수도 있다. 이 때문에, 제한 없는 개선된 센서 시스템이 필요할 수도 있다.
종래 기술의 전술한 예 및 이와 관련된 제한은 배타적인 것이 아니라 예시를 위한 것이다. 종래 기술의 다른 제한 사항이 도면을 참조하여 본 명세서를 읽음으로써 명백해질 것이다.
본 명세서에 개시된 예시적인 실시예는 종래 기술에서 제시된 하나 이상의 문제점과 관련된 주제를 해결하는 것뿐만 아니라 첨부 도면과 함께 아래의 상세한 설명을 참조하여 쉽게 알 수 있는 추가적인 특징의 제공에 관한 것이다. 다양한 실시예에 따라, 본 명세서에는 예시적인 시스템, 방법, 장치, 및 컴퓨터 프로그램 제품이 개시된다. 그러나, 이들 실시예는 제한이 아닌 예시로서 제시된 것으로 이해되며, 본 개시 내용을 읽은 당업자에게는 본 발명의 범위 내에 유지되는 한 개시된 실시예에 대한 다양한 수정이 이루어질 수 있음이 명백할 것이다.
일부 실시예에서, 시스템은 회전하도록 구성된 회전 가능한 구성 요소, 상기 회전 가능한 구성 요소의 둘레를 따라 배치된 압전 변환기로서, 이 압전 변환기의 기계적 변형에 기초하여 오프로드 전압을 발생시키도록 구성된 압전 변환기, 및 상기 압전 변환기와 통신하며, 상기 오프로드 전압에 기초하여 온도값을 결정하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 온도값은 상기 압전 변환기와 접촉하는 가요성 측벽과 연관된다.
일부 실시예에서, 상기 회전 가능한 구성 요소는 휠의 일부이며, 상기 압전 변환기는 상기 휠의 가요성 측벽과 직접 접촉한다.
일부 실시예에서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 회전 가능한 구성 요소가 장착되는 차체 내부에 배치된다.
일부 실시예에서, 전압 센서가 상기 압전 변환기와 통신한다. 전압 센서는 상기 오프로드 전압의 오프로드 전압값을 결정하도록 구성될 수도 있으며, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 오프로드 전압값에 기초하여 상기 온도값을 결정하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 회전 가능한 구성 요소는 림을 포함하며, 상기 림은 상기 회전 가능한 구성 요소의 둘레가 결합된 내부 대면 표면에 대향하는 외부 대면 표면을 포함하며, 상기 전압 센서는 상기 내부 대면 표면을 따라 중앙 하우징의 내부에 위치된다.
일부 실시예에서, 상기 압전 변환기는 상기 외부 대면 표면을 따라 위치되며, 전도성 라인을 통해 상기 전압 센서와 연결된다.
일부 실시예에서, 타이어가 상기 회전 가능한 구성 요소에 결합되며, 상기 타이어는, 팽창 시에, 도로와 접촉하는 타이어 부분에 작용하는 압축력으로 인해 상기 회전 가능한 구성 요소에 힘을 전달하도록 구성되며, 상기 압전 변환기는, 상기 회전 가능한 구성 요소가 회전함에 따라, 도로와 접촉하는 상기 타이어 부분에 작용하는 압축력에 응답하여 기계적으로 변형되도록 구성된다.
일부 실시예에서, 방법은 시작 온도를 결정하는 단계, 상기 시작 온도에서 회전 가능한 구성 요소를 회전시키는 단계, 상기 회전 가능한 구성 요소의 둘레를 따라 배치된 압전 변환기로부터 시작 전압값을 결정하는 단계로서, 상기 압전 변환기는 압전 변환기의 기계적 변형에 기초하여 전압을 발생시키도록 구성되는 것인, 단계, 상기 시작 전압값을 결정한 후, 상기 압전 변환기로부터 작동 전압값을 결정하는 단계, 및 상기 작동 전압값에 기초하여 작동 온도를 결정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 방법은 집계 센서 데이터에 기초하여 동작을 수행하는 단계를 더 포함하며, 상기 집계 센서 데이터는 상기 작동 온도를 포함한다.
일부 실시예에서, 방법은 상기 작동 온도에 기초하여 타이어 파열 확률을 결정하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 방법은 문턱값을 초과하는 타이어 파열 확률에 응답하여 경고를 생성하는 단계를 추가로 포함한다.
일부 실시예에서, 방법은 상기 작동 온도를 포함하는 센서 데이터에 적용된 통계 모델을 사용하여 이상치를 문턱값으로서 결정하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 압전 변환기는 압전 재료를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 회전 가능한 구성 요소는 차체에 장착된다.
일부 실시예는 명령이 저장된 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체를 포함하며, 상기 명령은, 프로세서에 의해 실행 시에, 장치로 하여금, 회전 가능한 구성 요소와 연관된 시작 온도를 수신하는 동작, 상기 회전 가능한 구성 요소의 둘레를 따라 배치된 압전 변환기로부터 시작 전압값을 수신하는 동작으로서, 상기 압전 변환기는 압전 변환기의 기계적 변형에 기초하여 전압을 발생시키도록 구성되는 것인, 동작, 상기 시작 전압값을 수집한 후, 상기 압전 변환기로부터 작동 전압값을 수신하는 동작, 및 상기 작동 전압값, 상기 시작 전압값, 및 상기 시작 온도에 기초하여 작동 온도를 결정하는 동작을 포함하는 작동을 수행하도록 한다.
일부 실시예에서, 상기 작동은 작동 전압값 및 시작 전압값을 기초로 한 시작 온도의 스케일링에 기초하여 상기 작동 온도를 결정하는 작동을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 작동은 일정 기간 동안 수집된 작동 온도에 기초하여 이력 작동 온도 세트를 결정하는 동작 및 이력 작동 온도 세트에 기초하여 타이어 파열 확률을 결정하는 동작을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 압전 변환기는 무선 연결을 통해 상기 프로세서에 작동 전압값을 전송하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 무선 연결은 차량 버스를 우회한다.
본 발명의 다양한 예시적인 실시예가 아래의 도면을 참조하여 이하 상세히 설명된다. 도면은 예시의 목적으로만 제공되며 단지 본 발명의 예시적인 실시예를 보여준다. 이들 도면은 읽는 사람이 본 발명을 용이하게 이해할 수 있도록 하기 위해 제공되며, 본 발명의 폭, 범위, 또는 적용성을 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다. 명확성 및 예시의 용이성을 위해, 이들 도면이 반드시 실제 크기 비율로 도시되어야 하는 것은 아님에 유의하여야 한다.
도 1은 다양한 실시예에 따른, 적어도 하나의 스마트 휠이 통합된 스마트 휠 센서 시스템의 다이어그램.
도 2는 다양한 실시예에 따른, 예시적인 컴퓨팅 장치의 블록도.
도 3a는 다양한 실시예에 따른, 스마트 휠의 사시도.
도 3b는 다양한 실시예에 따른, 가요성 구성 요소가 없는 스마트 휠의 사시도.
도 4는 다양한 실시예에 따른, 압전 변환기의 사시도.
도 5a는 다양한 실시예에 따른, 전도성 핀을 갖는 압전 변환기의 중앙 하우징의 사시도.
도 5b는 다양한 실시예에 따른, 중앙 하우징 내부의 센서 통합기 플랫폼의 사시도.
도 6은 다양한 실시예에 따른, 온도 감지 공정의 순서도.
도 7은 다양한 실시예에 따른, 스마트 휠 공정의 순서도.
도 8은 다양한 실시예에 따른, 온도가 압전 변환기에 의해 생성된 전압과 어떻게 관련될 수도 있는지를 보여주는 차트.
당업자가 본 발명을 제조 및 사용할 수 있게 하기 위하여 본 발명의 다양한 예시적인 실시예가 첨부 도면을 참조하여 아래에 설명된다. 당업자에게는 명백한 바와 같이, 본 개시 내용을 읽은 후, 본 명세서에 설명된 예에 대한 다양한 변경 또는 수정이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명이 본 명세서에 설명 및 도시된 예시적인 실시예 및 용례로 제한되는 것은 아니다. 추가적으로, 본 명세서에 개시된 방법의 단계의 특정 순서 또는 체계는 단지 예시적인 접근법일 뿐이다. 설계 선호도에 기초하여, 개시된 방법 또는 공정의 단계의 특정 순서 또는 체계가 본 발명의 범위 내에 유지되는 한 재배열될 수 있다. 따라서, 당업자라면 본 명세서에 개시된 방법 및 기술이 표본으로서의 순서의 다양한 단계 또는 작용을 제시하는 것으로서, 달리 명시적으로 언급하지 않는 한 본 발명이 제시된 특정 순서 또는 체계로 제한되는 것은 아님을 이해할 것이다.
위에서 언급한 바와 같이, 관성 항법 시스템(INS)은 차량 중앙의 고정 부품 상의 이동 물체의 위치, 방위, 및 속도를 결정하는 데 사용될 수도 있다. INS는 휠과 같은 이동 부품으로부터 센서 데이터를 수집하지 않는다. 예를 들어, INS는 휠의 온도를 결정할 수 없다. 또한, INS에는, 전형적으로, 차량의 엔진 또는 집중 배터리와 같은 차량의 집중 전원에 의해 전력이 공급된다. 추가적으로, 압력 모니터링 장치와 같은 휠용 센서는 통신을 위해 저속 CAN(Controller Area Network) 버스에 의존할 수도 있다.
이에 따라, 타이어 측벽 온도 감지를 위한 시스템 및 방법을 고려하는 새로운 접근법이 제안된다. 이러한 온도 감지는 타이어 변형을 전압으로 변환하는 압전 변환기에 의해 생성된 전압값에 기초하여 수행될 수도 있다. 전압의 양이 타이어 측벽(예를 들어, 압전 변환기와 접촉하는 타이어 측벽)의 온도와 관련될 수도 있다. 또한, 일부 실시예에서, 압전 변환기는 타이어 변형을 전압으로 보다 효과적으로 변환하기 위해 휠의 림(rim)에 배치될 수도 있다.
다양한 실시예에서, 압전 변환기는 림 및 타이어의 온도 및 림 및 타이어를 통해 아래에 있는 표면(예를 들어, 도로)에 작용하는 차량의 중량에 기초하여 변화하는 차량 속도에서 지속적인 출력치를 생성할 수도 있다. 예를 들어, 차량은 휠(예를 들어, 공압 타이어를 구비한 휠)을 구비할 수도 있다. 팽창 타이어와 단단한 림을 갖춘 휠은 단단한 림과 계면 접촉하는 타이어의 비드(bead) 영역을 따라 차량의 동작을 바꿀 수 있다. 이들 차량 동작에는 견인, 제동, 조향, 부하 지지 등이 포함될 수도 있다. 휠이 회전함에 따라, 타이어의 하측 부분이 비드 영역에 힘을 가하여 자동차의 중량을 상쇄시킬 수도 있다. 이러한 힘에 의해 휠의 측벽이 휘어지며 타이어의 내부 공기 압력으로 인해(예를 들어, 고무 타이어와 금속 림 사이의 밀접한 접촉으로 인해) 압전 변환기에 힘이 가해질 수도 있다.
다양한 실시예에서, 압전 변환기는 림의 둘레 주위에 배치되어, 타이어 측벽의 온도에 기초하여 휠이 회전함에 따라 전압을 발생시킬 수도 있다. 일부 실시예에서, 압전 변환기가 휠의 림에 장착되는 경우, 압전 변환기는 림 및/또는 타이어로부터 물리적으로 분리 가능할 수도 있다. 따라서, 타이어를 교체할 때 압전 변환기를 교체하거나 변경할 필요가 없다. 압전 변환기는 또한, 에너지 저장 장치(예를 들어, 배터리)와 결합되어 휠 내에, 휠 상에, 또는 휠에 근접하여 배치된 센서 어레이에 전력을 공급할 수 있는 충전 사이클을 제공할 수도 있다. 이에 따라, 압전 변환기는 변형률(예를 들어, 상대 운동/편향을 나타내는 기계적 변형률)을 사용하여 타이어 측벽 온도를 결정하기 위해 사용될 수도 있는 전압을 발생시킬뿐만 아니라 압전 변환기에 근접한 다른 장치 또는 센서에 전력을 공급할 수도 있다.
일부 실시예에서, 압전 변환기가 회전 가능한 구성 요소(예를 들어, 회전하도록 구성되는 휠의 단단한 부분)의 둘레를 따라 배치될 수도 있다. 이러한 압전 변환기는 압전 변환기의 기계적 변형에 기초하여 전압(예를 들어, 전위)을 발생시키도록 구성될 수도 있다. 또한, 프로세서가 압전 변환기와 통신하며 발생된 전압에 기초하여 온도값(예를 들어, 온도)을 결정하도록 구성될 수도 있다. 온도값은 압전 변환기와 접촉하는 가요성 측벽의 온도(예를 들어, 발생된 전압에 기초한 온도)를 나타낼 수도 있다. 달리 말하면, 회전 가능한 구성 요소는 휠의 일부일 수도 있으며, 압전 변환기는 휠의 가요성 측벽과 직접 접촉할 수도 있다. 특정 실시예에서, 적어도 하나의 프로세서가 회전 가능한 구성 요소가 장착된 차체 내부에 배치될 수도 있다. 다양한 실시예에서, 압전 변환기가 오프로드 전압(offload voltage)의 오프로드 전압값을 결정하도록 구성된 전압 센서를 포함할 수도 있어, 프로세서가 오프로드 전압값에 기초하여 온도값을 결정하도록 구성될 수도 있다.
다양한 실시예에서, 회전 가능한 구성 요소는 회전 가능한 구성 요소의 둘레가 결합되는 내부 대면 표면에 대향하는 외부 대면 표면을 포함하는 림을 포함할 수도 있다. 전압 센서는 내부 대면 표면을 따라 중앙 하우징의 내부에 위치될 수도 있다. 또한, 휠의 가요성 측벽을 형성하는 타이어가 회전 가능한 구성 요소에 결합될 수도 있어, 팽창 타이어가 도로(예를 들어, 타이어가 횡단하는 밑에 있는 표면)와 접촉하는 타이어 부분에 작용하는 압축력으로 인해 회전 가능한 구성 요소에 힘을 전달하도록 구성될 수도 있다. 따라서, 압전 변환기는 회전 가능한 구성 요소가 회전함에 따라 도로와 접촉하는 타이어의 부분에 작용하는 압축력에 응답하여 기계적으로 변형되도록 구성될 수도 있다.
다수의 실시예에서, 타이어의 온도는 작동 전압값, 시작 전압값, 및 시작 온도에 기초하여 결정될 수도 있다. 시작 온도는 시작 전압값과 연관된 기준 온도일 수도 있다. 이것은 압전 변환기가 접촉하고 있는 타이어 및/또는 측벽의 알려진 온도값일 수도 있다. 시작 전압값은 휠(타이어를 포함)이 회전하는 동안 시작 온도에서 압전 변환기에 의해 생성된 전압값(예를 들어, 단일 시작값 및/또는 정규 시작 전압값)일 수도 있다. 이후, 타이어가 더 이상 알려진 온도에 있지 않게 되면(예를 들어, 시작 온도에서의 시작 전압값을 수집한 후), 압전 변환기로부터 작동 전압값(예를 들어, 단일 작동 전압값 및/또는 정규 작동 전압값)이 생성될 수도 있다). 이에 따라, 작동 전압값의 수집 동안 압전 변환기의 위치에서 타이어의 작동 온도를 결정하기 위해 작동 전압값, 시작 전압값, 및 시작 온도의 사이의 미리 결정된 관계가 사용될 수도 있다. 일부 실시예에서, 이러한 미리 결정된 관계는 작동 전압값 및 시작 전압값에 기초한 시작 온도의 스케일링(scaling)을 포함할 수도 있다.
다양한 실시예에서, 작동 온도를 포함하는 집계 센서 데이터에 기초하여 동작(예를 들어, 경고, 통지, 또는 데이터 저장소에 기록되는 기록치의 생성)이 취해질 수도 있다. 일부 실시예에서, 타이어 파열 확률이 작동 온도에 기초하여 결정될 수도 있다. 예를 들어, 문턱값을 초과하는 타이어 파열 확률에 응답하여 경고 생성과 같은 동작이 취해질 수도 있다. 이러한 문턱값은 작동 온도값을 포함하는 센서 데이터에 적용된 통계 모델을 사용하여 결정된 이상치(outlier value)일 수도 있다. 예를 들어, 센서 데이터에는 일정 기간 동안 수집된 작동 온도값에 기초한 이력 작동 온도 세트(historical operational temperature set)가 포함될 수도 있다.
다양한 실시예에서, 압전 변환기는 결정체 및 반도체 재료 또는 폴리머 및 유기 재료 중 적어도 하나인 압전 재료를 포함할 수도 있다. 결정체 및 반도체 재료의 예에는, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 갈륨 포스페이트, 나트륨 비스무트 티타네이트, 납 지르코네이트 티타네이트, 석영, 베를린나이트(AlPO4), 수크로스(설탕), 로셸 염, 토파즈, 토르말린-그룹 미네랄, 티탄산 납(PbTiO3), 라나아카이트(La3Ga5SiO14), 갈륨 오르토인산염(GaPO4), 리튬 니오베이트(LiNbO3), 리튬 탄탈레이트(LiTaO3), 페로브스카이트가 포함된 세라믹 계열 중 어느 하나, 텅스텐-청동, 칼륨 니오베이트(KNbO3), 나트륨 텅스텐(Na2WO3), Ba2NaNb5O5, Pb2KNb5O15, 나트륨 칼륨 니오베이트((K,Na)NbO3)(예를 들어, NKN 또는 KNN), 비스무트 페라이트(BiFeO3), 나트륨 니오베이트(NaNbO3), 바륨 티타네이트(BaTiO3), 비스무트 티타네이트(Bi4Ti3O12), 나트륨 비스무트 티타네이트(NaBi(TiO3)2), 아연 블렌드 결정, GaN, InN, AlN, 및 ZnO가 포함될 수도 있다. 폴리머 및 유기 재료의 예에는, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 및 그 공중합체, 폴리아미드, 및 파라린-C, 폴리이미드 및 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC), 및 디페닐알라닌 펩티드 나노튜브(PNT)가 포함될 수도 있다.
다양한 실시예에서, 압전 변환기는 스마트 휠 센서 시스템의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 압전 변환기는 스마트 휠 센서 시스템의 다른 센서와 함께 차량의 휠(예를 들어, 휠 구동 물체) 상에 배치될 수도 있다. 스마트 휠 센서 시스템은 다수의 유형의 센서를 포함할 수도 있으며, 각각의 센서는 서로 다른 유형의 스마트 휠 센서 시스템 데이터를 수집하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 스마트 휠 센서 시스템은 대기압 센서 데이터를 생성하도록 구성된 높이 센서, 음향 센서 데이터를 생성하도록 구성된 음향 센서, 이미지 센서 데이터를 생성하도록 구성된 이미지 센서, 가스 센서 데이터를 생성하도록 구성된 가스 센서, 자기 센서 데이터를 생성하도록 구성된 자기 센서, 가속도 센서 데이터를 생성하도록 구성된 가속도계 센서, 자이로스코프 센서 데이터를 생성하도록 구성된 자이로스코프 센서, 및 습도 센서 데이터를 생성하도록 구성된 습도 센서를 포함할 수도 있다. 스마트 휠 센서 시스템에 의해 생성된 스마트 휠 센서 시스템 데이터는 차량 및/또는 개별 스마트 휠의 상태를 결정하기 위해 이동을 위한 스마트 휠에 의존하는 차량의 중앙으로 위치되어 국소적으로 분석(예를 들어, 차체 내부의 또는 차체에 의해 지지되는 컴퓨터 또는 서버에 의해)될 수도 있다. 유리하게는, 스마트 휠 센서 시스템은, 자율 차량의 안전 시스템을 보강하기 위한 백업 센서 시스템의 일부와 같이, 자율 차량에서 구현될 수도 있다. 다양한 실시예에서, 스마트 휠 센서 시스템의 장치가 배열된 개별 휠이 스마트 휠로 지칭될 수도 있다.
도 1은 다양한 실시예에 따른, 적어도 하나의 스마트 휠(102)이 통합된 스마트 휠 센서 시스템(100)의 다이아그램이다. 스마트 휠 센서 시스템(100)은 개개의 스마트 휠(102) 상에 배열된 다수의 센서 플랫폼(106)으로 이루어진 로컬 센서 시스템(104)(예를 들어, 로컬 스마트 휠 센서 시스템)을 포함할 수도 있다. 센서 플랫폼(106) 중 적어도 하나가 압전 변환기를 포함할 수도 있다. 또한, 각각의 센서 플랫폼 및 구성 요소로서의 압전 변환기는 스마트 휠을 따라 일정한 간격(예를 들어, 스마트 휠을 가로질러 120° 간격)으로 마련될 수도 있다.
이러한 로컬 센서 시스템(104)은 센서 플랫폼(106) 내부의 센서와 통신하는 로컬 스마트 휠 서버(108)를 포함할 수도 있다. 이에 따라, 각각의 센서 플랫폼(106)은 적어도 하나의 센서를 포함할 수도 있으며, 또한 로컬 스마트 휠 서버(108)와의 통신을 위해 통신 인터페이스와 같은 보조 인터페이스를 포함할 수도 있다. 로컬 스마트 휠 서버(108)는 또한, 로컬 스마트 휠 데이터 저장소(110) 및 스마트 폰과 같은 임의의 로컬 사용자 장치(112)와 통신할 수도 있다. 설명의 편의를 위해, "로컬(local)"이라는 용어는 차량(116)의 차체(114) 또는 스마트 휠(102)의 내부에 또는 그 위에 결합된 장치를 지칭할 수도 있다.
반대로, "원격(remote)"이라는 용어는 차량(116)의 차체(114) 또는 스마트 휠(102)의 외부에 있는 장치를 지칭할 수도 있다. 예를 들어, 로컬 스마트 휠 서버(108)는 인터넷과 같은 원격 네트워크(120)와 통신하도록 구성될 수도 있다. 이 원격 네트워크(120)는 원격 데이터 저장소(124) 또는 원격 사용자 장치(126)와 통신하는 원격 서버(122)와 로컬 스마트 휠 서버(108)를 추가로 연결할 수도 있다. 또한, 로컬 스마트 휠 서버(108)는 위성 위치 확인 시스템(GPS) 정보용 원격 위성(128)과 같은 외부 센서 또는 장치와 통신할 수도 있다.
다양한 실시예에서, 센서 플랫폼(106)은 통신 인터페이스를 통해 로컬 스마트 휠 서버(108)와 통신하도록 구성될 수도 있다. 이러한 통신 인터페이스는 장치가 임의의 통신 매체 및 프로토콜을 사용하여 서로 통신할 수 있도록 할 수도 있다. 이에 따라, 통신 인터페이스(280)는 센서 플랫폼(106)을 로컬 스마트 휠 서버(108)와 결합할 수 있는 임의의 적절한 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 포함할 수도 있다. 통신 인터페이스는 원하는 한 세트의 통신 프로토콜, 서비스, 또는 작동 절차를 사용하여 정보 신호를 제어하기 위한 임의의 적절한 기술로 작동하도록 배치될 수도 있다. 통신 인터페이스는 대응하는 통신 매체와 연결하기 위한 적절한 물리적 커넥터를 포함할 수도 있다. 일부 실시예에서,이러한 통신 인터페이스는 CAN(Controller Area Network) 버스와 별개일 수도 있다. 예를 들어, 통신 인터페이스는 로컬 센서 시스템(104) 내부의(예를 들어, 센서 플랫폼(106)과 로컬 스마트 휠 서버(108)의 사이의) 무선 통신을 용이하게 할 수도 있다. 이러한 통신 인터페이스에 대한 추가의 논의가 아래에 보다 상세히 제공된다.
일부 실시예에서, 센서 플랫폼(106)은 원격 네트워크(120)와 통신하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 센서 플랫폼(106)은 원격 네트워크(120)를 통해 센서 플랫폼(106)에 의해 생성된 센서 데이터를 원격 서버(122), 원격 데이터 저장소(124), 원격 사용자 장치(126), 및/또는 원격 위성(128)과 통신할 수도 있다. 다양한 실시예에서, 센서 플랫폼(106)은 원격 네트워크(120), 원격 위성(128), 사용자 장치(112), 및/또는 원격 사용자 장치(126)와 직접 통신할 수도 있다. 예를 들어, 센서 플랫폼(106)은 원격 네트워크(120), 원격 위성(128), 사용자 장치(112), 및/또는 원격 사용자 장치(126)와 로컬 서버(108)를 우회하는 방식으로 직접 통신하도록 구성될 수도 있는 통신 인터페이스(아래에서 추가로 논의됨)를 포함할 수도 있다.
다른 실시예에서, 센서 플랫폼(106)은 원격 네트워크(120), 원격 위성(128), 사용자 장치(112), 및/또는 원격 사용자 장치(126)와 간접적으로 통신할 수도 있다. 예를 들어, 센서 플랫폼(106)은 로컬 서버(108)를 통해 원격 네트워크(120), 원격 위성(128), 사용자 장치(112), 및/또는 원격 사용자 장치(126)와 간접적으로 통신하도록 구성될 수도 있는 통신 인터페이스(아래에서 추가로 논의됨)(예를 들어, 중개자로서의 로컬 서버(108)를 통해 통신이 전송되는 곳)를 포함할 수도 있다. 일부 실시예에서, 센서 플랫폼(106)은 사용자 장치(112)(예를 들어, 스마트 폰)와 직접 통신할 수도 있으며, 사용자 장치는 이어서 로컬 서버(108), 원격 네트워크(120), 원격 사용자 장치(126), 및/또는 원격 위성(128)과 직접적으로 또는 간접적으로 통신할 수 있다. 추가의 실시예에서, 휠(102)(예를 들어, 안테나 역할을 함) 및/또는 센서 플랫폼(106)은 원격 사용자 장치(126) 또는 원격 위성(128)과의 직접 통신 링크(예를 들어, 인터넷 접근 및/또는 GPS 애플리케이션 용도)를 구비할 수도 있다.
센서 플랫폼(106)으로부터 원격 서버(122)로의 통신은, 직접적이든 간접적이든지, 원격 서버(122)에 의한 분석을 위해 센서 플랫폼에 의해 수집된 센서 데이터를 포함할 수도 있다. 이러한 센서 데이터가 원격 서버(122)에 의해 분석되어 로컬 서버(108)에 의해 수행될 수도 있는 동작을 결정할 수도 있다. 예를 들어, 아래에서 추가로 상세히 논의되는 바와 같이, 센서 데이터(예를 들어, 압전 변환기에 의해 생성된 전압값)는 파라메터값(예를 들어, 작동 온도 및/또는 타이어 파열 확률과 같은 파라메터값)을 결정하기 위해 사용될 수도 있다. 이후, 특정 문턱값(예를 들어, 사용자 인터페이스를 통해 제공되는 경고 또는 통지를 위한)을 충족하는 파라메터값에 응답하는 바와 같이, 파라메터값의 상태에 기초하여 특정 동작이 수행될 수도 있다. 이러한 파라메터값의 결정은 원격 서버에서 수행될 수도 있으며, 이후, 파라메터값이 로컬 서버(108)에 통신되어 수행될 동작이 파라메터값의 상태에 기초하여 결정될 수도 있다. 다른 실시예에서, 이러한 파라메터값의 결정 및 그로 인한 동작의 결정이 원격 서버에 의해 수행될 수도 있다. 이후, 원격 서버는 통신에 의해 구현을 위해 로컬 서버로 수행될 동작을 지시(예를 들어, 구현을 위해 로컬 서버로 명령)할 수도 있다. 일부 실시예가 센서 데이터를 처리를 위해 원격 서버로 통신되는 것으로 설명하긴 하지만, 센서 데이터는 다양한 실시예에 따라 상이한 용례에 바람직한 바와 같은 다른 방식으로 처리될 수도 있다. 예를 들어, 센서 데이터는 아래에서 추가로 논의되는 바와 같이 원격 서버(122), 원격 사용자 장치, 및/또는 원격 위성(128)으로부터 제공되는 추가의 입력에 의해 또는 이러한 입력 없이 로컬 서버(108)에서 국소적으로 처리될 수도 있다.
일부 실시예에서, 각각의 센서 플랫폼 및 구성 요소로서의 압전 변환기는 스마트 휠을 따라 일정한 간격(예를 들어, 스마트 휠을 가로질러 120° 간격)으로 마련될 수도 있다. 따라서, 이러한 규칙적인 간격의 압전 변환기는 규칙적인 간격의 압전 변환기의 위치(예를 들어, 스마트 휠을 따라 규칙적인 위치)에서 온도를 추론하는 데 사용될 수도 있는 전압값을 생성할 수도 있다. 예를 들어, 이러한 규칙적인 간격의 압전 변환기는 규칙적인 간격의 압전 변환기가 위치한 비드 영역에서(예를 들어, 가요성 타이어와 단단한 림이 접촉하는 영역에서) 스마트 휠에 대한 정규 또는 평균 온도값을 결정하는 데 사용될 수도 있는 센서 데이터로서 전압값을 생성할 수도 있다.
도 2는 다양한 실시예에 따른, 예시적인 컴퓨팅 장치(200)의 블록도이다. 위에서 언급한 바와 같이, 컴퓨팅 장치(200)는 도 1과 관련하여 위에서 논의된 바와 같이 특정한 로컬 스마트 휠 서버(108), 로컬 사용자 장치(112), 원격 서버(122), 원격 사용자 장치(126), 센서 플랫폼(106), 또는 원격 위성(128)의 예시적인 구성 요소를 나타낼 수도 있다. 도 2로 돌아가서, 일부 실시예에서, 컴퓨팅 장치(200)는 하드웨어 유닛(225) 및 소프트웨어(226)를 포함한다. 소프트웨어(226)가 하드웨어 유닛(225)(예를 들어, 처리 하드웨어 유닛) 상에서 실행될 수 있어, 다양한 애플리케이션 또는 프로그램이 소프트웨어(226)를 통해 하드웨어 유닛(225) 상에서 실행될 수도 있다. 일부 실시예에서, 소프트웨어(226)의 기능이 하드웨어 유닛(225)에서 직접 구현될 수 있다(예를 들어, 시스템 온 칩(system-on-a-chip), 펌웨어, 필드 프로그래밍 가능한 게이트 어레이("FPGA") 등). 일부 실시예에서, 하드웨어 유닛(225)은 프로세서(230)와 같은 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 일부 실시예에서, 프로세서(230)는 마이크로프로세서 칩 상의 실행 유닛 또는 "코어(core)"이다. 일부 실시예에서, 프로세서(230)는, 제한 없이, 집적 회로("IC"), 주문형 집적 회로(ASIC), 디지털 신호 프로세서(DSP), 부가 지원 프로세서(ASP), 마이크로 컴퓨터, 프로그래밍 가능한 논리 컨트롤러("PLC"), 및/또는 임의의 다른 프로그래밍 가능한 회로와 같은 처리 유닛을 포함할 수도 있다. 대안으로서, 프로세서(230)가 다수의 처리 유닛(예를 들어, 다중-코어 구성)을 포함할 수도 있다. 위의 예는 단지 예시일 뿐이며, 따라서, "프로세서(processor)"라는 용어의 정의 및/또는 의미를 어떤 방식으로든 제한하려는 의도가 있는 것은 아니다. 하드웨어 유닛(225)은 또한, 시스템 버스(234)를 통해 프로세서(230)에 결합되는 시스템 메모리(232)를 포함한다. 메모리(232)는 일반적인 휘발성 RAM일 수 있다. 예를 들어, 하드웨어 유닛(225)은 2 Mbit ROM 및 64 Kbit RAM을 갖는 32 비트 마이크로컴퓨터, 및/또는 다수의 GB의 RAM을 포함할 수 있다. 메모리(232)는 또한, ROM, 네트워크 인터페이스(NIC), 및/또는 다른 장치(들)일 수 있다.
일부 실시예에서, 시스템 버스(234)가 각각의 다양한 시스템 구성 요소를 함께 결합할 수도 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "결합(couple)"은 구성 요소 간의 직접적인 기계적, 통신 상의, 및/또는 전기적 연결로 제한되는 것은 아니며, 두 개 이상의 구성 요소 간의 간접적인 기계적, 통신 상의, 및/또는 전기적 연결 또는 중간 요소 또는 공간을 통해 영향을 미치는 결합을 포함할 수도 있음에 유의하여야 한다. 시스템 버스(234)는 9-비트 버스, 산업 표준 아키텍처(ISA), 마이크로-채널 아키텍처(MSA), 확장 ISA(EISA), 지능적 드라이브 전자 기기(IDE), VESA 로컬 버스(VLB), 주변 구성 요소 상호 연결 카드 국제 연합 버스(PCMCIA), 소형 컴퓨터 인터페이스(SCSI) 또는 기타 전매 버스, 또는 컴퓨팅 장치 용례에 적합한 임의의 사용자 지정 버스를 포함하지만 이것으로 제한되는 것은 아닌 임의의 각종 이용 가능한 버스 아키텍처를 사용하는 메모리 버스 또는 메모리 컨트롤러, 주변 버스 또는 외부 버스, 및/또는 로컬 버스를 포함하는 여러 가지 유형의 버스 구조(들) 중 임의의 하나일 수 있다.
일부 실시예에서, 선택적으로, 컴퓨팅 장치(200)는 또한, 사용자에게 정보를 제공하는 데 사용하기 위한 적어도 하나의 매체 출력 구성 요소 또는 표시 인터페이스(236)를 포함할 수 있다. 표시 인터페이스(236)는 사용자에게 정보를 전달할 수 있는 임의의 구성 요소일 수 있으며, 제한 없이, 표시 장치(도시하지 않음)(예를 들어, 액정 디스플레이("LCD") 또는 유기 발광 다이오드("OLED") 디스플레이), 또는 오디오 출력 장치(예를 들어, 스피커 또는 헤드폰)를 포함할 수도 있다. 일부 실시예에서, 컴퓨팅 장치(200)는 데스크탑(240)과 같은 적어도 하나의 데스크탑을 출력할 수 있다. 데스크탑(240)은 운영 체제 및/또는 컴퓨팅 장치(200) 내에서 실행되는 애플리케이션에 의해 제공되는 대화형 사용자 환경일 수 있으며, 적어도 하나의 화면 또는 표시 이미지, 예를 들어, 표시 이미지(242)를 포함할 수 있다. 데스크탑(240)은 또한, 키보드 및 마우스 입력과 같은 장치 입력 형태의 사용자로부터의 입력을 수신할 수 있다. 일부 실시예에서, 데스크탑(240)은 또한, 시뮬레이션 키보드 및 마우스 입력과 같은 시뮬레이션 입력을 수신할 수 있다. 사용자 입력 및/또는 출력에 추가하여, 데스크탑(240)은 로컬 사용자 또는 로컬 프린터에 플래시(FLASH) 메모리 장치용 입력 및/또는 출력과 같은 장치 데이터를 송수신할 수 있다.
일부 실시예에서, 컴퓨팅 장치(200)는 사용자로부터의 입력을 수신하기 위한 입력부 또는 사용자 인터페이스(250)를 포함한다. 사용자 인터페이스(250)는, 예를 들어, 키보드, 포인팅 장치, 마우스, 스타일러스(stylus), 터치 감지 패널(예를 들어, 터치 패드 또는 터치 스크린), 위치 검출기, 및/또는 오디오 입력 장치를 포함할 수도 있다. 터치 스크린과 같은 단일 구성 요소는 매체 출력 구성 요소의 출력 장치 및 입력 인터페이스 두 가지로 기능할 수도 있다. 일부 실시예에서, 태블릿과 같은 휴대용 장치가 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 컴퓨팅 장치(200)는 메모리(232) 내부의 데이터 저장소로서 데이터베이스(260)를 포함할 수 있어, 다양한 정보가 데이터베이스(260) 내에 저장될 수 있다. 대안으로서, 일부 실시예에서, 데이터베이스(260)가 파일 공유 능력을 갖춘 원격 서버(도시하지 않음)의 내부에 포함될 수 있어, 컴퓨팅 장치(200) 및/또는 원격 최종 사용자가 데이터베이스(260)에 접근할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체(270)(도 2에는 한개만 도시됨)와 같은 메모리(232)에 복수의 컴퓨터 실행 가능한 지시가 저장될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체(270)는 비일시적 매체를 포함하며, 컴퓨터 판독 가능한 지시, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성의 제거 가능한 매체 및 제거 불가능한 매체를 포함할 수도 있다. 지시는 본 명세서에 설명된 다양한 기능을 수행하도록 프로세서(230)에 의해 실행될 수도 있다.
도 2의 예에서, 컴퓨팅 장치(200)는 통신 장치, 저장 장치, 또는 소프트웨어 구성 요소를 실행시킬 수 있는 임의의 장치일 수 있다. 비제한적인 예로서, 컴퓨팅 장치(200)는 로컬 스마트 휠 서버, 로컬 사용자 장치, 원격 서버, 원격 사용자 장치, 센서 플랫폼, 원격 위성, 스마트 폰, 랩탑 PC, 데스크탑 PC, 태블릿, 구글(Google)™/안드로이드(Android)™ 장치, 아이폰(iPhone®), 아이패드(iPad®), 및 음성 제어 스피커 또는 컨트롤러일 수 있지만 이것으로 제한되는 것은 아니다.
컴퓨팅 장치(200)는 TCP/IP, http, https, ftp, 및 sftp 프로토콜과 같은 특정 통신 프로토콜을 따르는 하나 이상의 통신 네트워크를 통해 컴퓨팅 장치가 서로 통신할 수 있도록 하거나, 사용자 및 다른 장치와 통신할 수 있도록 하는 통신 인터페이스(280)를 구비한다. 여기서, 통신 네트워크는 인터넷, 인트라넷, 광역 통신망(WAN), 근거리 통신망(LAN), 무선 네트워크, 블루투스, WiFi, 및 이동 통신 네트워크(예를 들어, 4G-LTE 및/또는 5G 네트워크)일 수 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다.
일부 실시예에서, 통신 인터페이스(280)는 컴퓨팅 장치(200)를 하나 이상의 네트워크 및/또는 추가 장치에 결합할 수 있는 임의의 적절한 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 포함할 수도 있다. 통신 인터페이스(280)는 원하는 한 세트의 통신 프로토콜, 서비스, 또는 작동 절차를 사용하여 정보 신호를 제어하기 위한 임의의 적절한 기술에 의해 작동하도록 배치될 수도 있다. 통신 인터페이스(280)는, 유선이든 무선이든, 대응하는 통신 매체와 연결하기위한 적절한 물리적 커넥터를 포함할 수도 있다.
네트워크는 통신 수단으로서 사용될 수도 있다. 다양한 양태에서, 네트워크는 인터넷, 유선 채널, 무선 채널, 데이터 통신 가능한/데이터 통신과 연관된 구성 요소 및/또는 다른 장치를 포함한 전화, 컴퓨터, 유선, 전파, 광학 또는 기타 전자기 채널 및 그 조합을 포함한 통신 장치를 포함하지만 이것으로 제한되는 것은 아닌 광역 통신망(WAN)뿐만 아니라 근거리 통신망(LAN)을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 통신 환경은 차체 내부 통신, 다양한 장치, 및 무선 통신, 유선 통신, 및 이들의 조합과 같은 다양한 통신 모드를 포함한다.
무선 통신 모드는 무선 전송, 데이터, 및 장치와 연관된 다양한 프로토콜 및 프로토콜 조합을 포함하는 무선 기술을 적어도 부분적으로 사용하는 포인트(point)(예를 들어, 노드(node)) 간의 임의의 통신 모드를 포함한다. 포인트는, 예를 들어, 무선 헤드셋과 같은 무선 장치, 오디오 플레이어 및 멀티미디어 플레이어와 같은 오디오 및 멀티미디어 장치 및 장비, 휴대폰 및 무선 전화기를 포함한 전화기, 및 프린터, 네트워크-연결 기계, 및/또는 기타 적절한 장치 또는 제3자 장치와 같은 컴퓨터 및 컴퓨터 관련 장치 및 구성 요소를 포함한다.
유선 통신 모드는 유선 전송, 데이터, 및 장치와 연관된 다양한 프로토콜 및 프로토콜 조합을 포함한 유선 기술을 사용하는 포인트 간의 임의의 통신 모드를 포함한다. 포인트는, 예를 들어, 오디오 및 멀티미디어 장치와 같은 장치 및 오디오 플레이어 및 멀티미디어 플레이어와 같은 장비, 휴대폰 및 무선 전화기를 포함한 전화기, 및 프린터, 네트워크-연결 기계, 및/또는 기타 적절한 장치 또는 제3자 장치와 같은 컴퓨터 및 컴퓨터 관련 장치 및 구성 요소를 포함한다. 다양한 구현에서, 유선 통신 모듈은 광섬유 통신 프로토콜을 포함하는 다수의 유선 프로토콜에 따라 통신할 수도 있다. 유선 프로토콜의 예에는, 단지 몇 가지 예를 들자면, 범용 직렬 버스(USB) 통신, RS-232, RS-422, RS-423, RS-485 직렬 프로토콜, 파이어와이어(FireWire), 이더넷, 파이버 채널, MIDI, ATA, 직렬 ATA, PCI 익스프레스(Express), T-1(및 변형), 산업 표준 아키텍처(ISA) 병렬 통신, 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스(SCSI) 통신, 또는 주변 구성 요소 상호 연결(PCI) 통신이 포함될 수도 있다.
이에 따라, 다양한 양태에서, 통신 인터페이스(280)는, 예를 들어, 무선 통신 인터페이스, 유선 통신 인터페이스, 네트워크 인터페이스, 전송 인터페이스, 수신 인터페이스, 매체 인터페이스, 시스템 인터페이스, 구성 요소 인터페이스, 전환 인터페이스, 칩 인터페이스, 컨트롤러 등과 같은 하나 이상의 인터페이스를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 무선 장치에 의해 또는 무선 시스템 내에서 구현되는 경우, 통신 인터페이스(280)는 하나 이상의 안테나, 송신기, 수신기, 트랜시버, 증폭기, 필터, 제어 논리 등을 포함하는(예를 들어, 포함하는(including)) 무선 인터페이스를 포함할 수도 있다.
다양한 양태에서, 통신 인터페이스(280)는 다수의 통신 프로토콜에 따라 데이터 통신 기능을 제공할 수도 있다. 프로토콜의 예에는, IEEE 802.11a/b/g/n, IEEE 802.16, IEEE 802.20 등과 같은 전기 전자 엔지니어 협회(IEEE) 802.xx 시리즈 프로토콜을 포함한 다양한 무선 근거리 통신망(WLAN) 프로토콜이 포함될 수도 있다. 무선 프로토콜의 다른 예에는, GPRS를 사용하는 GSM 무선 휴대 전화 시스템 프로토콜, 1xRTT를 사용하는 CDMA 무선 휴대 전화 통신 시스템, EDGE 시스템, EV-DO 시스템, EV-DV 시스템, HSDPA 시스템, 4G-LTE, 5G 등과 같은 다양한 무선 광역 통신망(WWAN) 프로토콜이 포함될 수도 있다. 무선 프로토콜의 추가의 예에는, 적외선 프로토콜과 같은 무선 개인 통신망(PAN) 프로토콜, 향상된 데이터 속도(EDR)를 갖는 블루투스 사양 버전 v1.0, v1.1, v1.2, v2.0, v2.0을 포함한 프로토콜의 블루투스 SIG(특별 관심 그룹) 시리즈의 프로토콜뿐만 아니라 하나 이상의 블루투스 프로파일 등이 포함될 수도 있다. 무선 프로토콜의 또 다른 예에는 전자기 유도(EMI) 기술과 같은 근거리 통신 기술 및 프로토콜이 포함될 수도 있다. EMI 기술의 예에는 수동 또는 능동 무선 주파수 식별(RFID) 프로토콜 및 장치가 포함될 수도 있다. 다른 적절한 프로토콜에는 초광역(UWB), 디지털 오피스(DO), 디지털 홈, 신뢰 플랫폼 모듈(TPM), 지그비(ZigBee) 등이 포함될 수도 있다.
도 3a는 다양한 실시예에 따른, 스마트 휠(300)의 사시도이다. 스마트 휠(300)은 적어도 하나의 센서 플랫폼(302)을 포함할 수도 있다. 각각의 센서 플랫폼(302)은 중앙 하우징(304) 및 압전 변환기(306)를 포함할 수도 있다. 아래에서 추가로 논의되는 바와 같이, 각각의 센서 플랫폼은 스마트 휠(300)의 회전 가능한 구성 요소(308)를 따라 지지(예를 들어, 배치)될 수도 있다. 회전 가능한 구성 요소(308)는, 예를 들어, 내부에 회전 가능한 구성 요소(308)의 둘레가 결합되는 스마트 휠(300)의 림을 포함할 수도 있다. 일부 실시예에서 각각의 센서 플랫폼(302)이 단일 중앙 하우징(304) 및 단일 압전 변환기(306)를 포함할 수도 있지만, 다양한 실시예에서, 상이한 용례에서 원하는 바와 같이 임의의 개수의 중앙 하우징 및 압전 변환기가 센서 플랫폼에 구현될 수도 있다. 예를 들어, 다른 실시예는 각각의 압전 변환기용으로 다수의 중앙 하우징을 포함할 수도 있으며, 또 다른 실시예는 각각의 중앙 하우징용으로 다수의 압전 변환기를 포함할 수도 있다. 일부 실시예에서 중앙 하우징(304)이 스마트 휠(300)의 림(308A)(예를 들어, 스마트 휠(300)의 회전 가능한 구성 요소(308)의 림) 상에 직접 위치하는 것으로 설명되긴 하지만, 중앙 하우징이 또한, 다양한 실시예에서, 다른 용례에 바람직한 바와 같이 스마트 휠(300)의 다른 부분에 위치할 수도 있다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 중앙 하우징(및 중앙 하우징의 구성 부품)이 회전 가능한 구성 요소(308)의 스포크(308B)를 따라 또는 회전 가능한 구성 요소(308)의 중심(308C)의 주위와 같이 회전 가능한 구성 요소(308)의 중심에 더 가깝게(예를 들어, 캡에 근접하여) 위치할 수도 있다.
압전 변환기(306)는 회전 가능한 구성 요소(308)가 회전함에 따라 도로 또는 물체와 접촉하는 스마트 휠(300)의 가요성 구성 요소(310)(예를 들어, 공압식 또는 팽창식 타이어, 튜브 등)에 작용하는 압축력에 응답하여 운동 에너지를 포착하도록 구성된 방식으로 스마트 휠(300)의 회전 가능한 구성 요소(308)(예를 들어, 림)를 따라 위치할 수도 있다. 일부 실시예에서, 압전 변환기(306) 및/또는 센서 플랫폼(302)은 차량 또는 스마트 휠(300)의 측면에서 보일 수도 있다(예를 들어, 차량 또는 스마트 휠(300)의 측면 측벽에 인접함). 그러나, 다른 실시예에서는, 압전 변환기(306) 및/또는 센서 플랫폼(302)이 차량 또는 스마트 휠(300)의 측면에서 보이지 않을 수도 있다. 압전 변환기(306)에 의해 생성된 전압은 압전 변환기(306)의 위치에서 가요성 구성 요소(310) 및/또는 회전 가능한 구성 요소(308)의 온도를 결정하는 데 사용될 수도 있다. 일부 실시예에서, 이러한 전압은 중앙 하우징(304) 내부의 다양한 센서 및/또는 통신 인터페이스와 같은 센서 플랫폼(302)의 다양한 구성 요소에 또한 전력을 공급할 수도 있는 에너지를 나타낼 수도 있다.
다양한 실시예에서, 압전 변환기(306)는 회전 가능한 구성 요소(308)의 측벽 상에 위치될 수도 있다. 예를 들어, 압전 변환기(306)는 회전 가능한 구성 요소(308)(예를 들어, 림, 휠, 샤프트 등)와 가요성 구성 요소(310)(예를 들어, 타이어, 튜브, 벨트 등)의 비드 영역의 사이에 위치할 수도 있다. 이에 따라, 가요성 구성 요소(310)는 회전 가능한 구성 요소(308) 상에 장착될 수도 있다. 압전 변환기(306)는 가요성 구성 요소(310)(예를 들어, 타이어, 튜브 등)의 비드 영역 상에 작용하는 압축력으로 인해 전압을 생성할 수도 있다.
도 3b는 다양한 실시예에 따른, 가요성 구성 요소가 없는 스마트 휠(300)의 사시도이다. 도시된 바와 같이, 압전 변환기(306)는 회전 가능한 구성 요소(308)의 둘레의 주위에 위치할 수도 있다. 이에 따라, 압전 변환기(306)는 이동 물체(예를 들어, 차량)의 압축력(예를 들어, 회전 가능한 구성 요소(308)에 장착된 타이어의 비드 영역에 작용하는 힘)으로 인한 에너지(예를 들어, 전압)를 발생시킬 수도 있다. 일부 실시예에서, 압축력은 부하(예를 들어, 가속, 감속 등)로 인해 초래될 수도 있다. 또한, 압축력의 양은 압전 변환기(예를 들어, 압전 변환기(306)와 직접 접촉하는 측벽에서)에서 경험되는 스마트 휠(300)의 온도에 기초할 수도 있다. 추가의 실시예에서, 압전 변환기(306)는 회전 가능한 구성 요소(308)가 회전하는 것에 응답하여 이송부의 운동 에너지를 포착할 수도 있다. 이에 따라, 압전 변환기(306)는 기계적 응력이 압전 변환기(306)에 가해질 때 에너지(예를 들어, 전압)를 발생시킬 수도 있다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 압전 변환기(306)의 사시도이다. 압전 변환기(306)는 회전 가능한 구성 요소(308)(예를 들어, 림)의 둘레를 따라 위치할 수도 있다. 압전 변환기(306)는 회전 가능한 구성 요소(308)와 접촉하는 백킹(backing) 부분(402)을 포함할 수도 있다. 백킹 부분(402)은 압전 변환기를 지지할 수도 있다. 압전 변환기(306)는 또한, 압전 변환기를 중앙 하우징(아래에서 추가로 논의됨)에 연결할 수도 있는 전도성 핀(410)(가상선으로 도시됨) 또는 다른 전도성 라인(예를 들어, 가요성이며 반드시 단단하지 않을 수도 있음)을 포함할 수도 있다. 이러한 전도성 핀(410)은 압전 재료에 의해 생성된 전위를 중앙 하우징으로 전달하도록 압전 재료에 연결될 수도 있다. 이에 따라, 전도성 핀(410)은 압전 재료에 의해 생성된 에너지를 중앙 하우징으로 전달하기 위한 전도성 재료를 포함할 수도 있다.
도 5a에는 다양한 실시예에 따른, 전도성 핀(410)을 갖는 중앙 하우징(304)의 사시도가 도시되어 있다. 중앙 하우징(304)이 회전 가능한 구성 요소의 곡률과 일치되도록 중앙 하우징(304)에 만곡 특징부(502)가 포함될 수도 있다. 중앙 하우징(304)은 중앙 하우징(304)의 메인 부분(506)에 제거 가능하게 부착될 수도 있는 커버(504)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 커버(504)는 나사, 래치, 또는 커버(504)를 메인 부분(506)에 부착할 수도 있는 임의의 다른 유형의 제거 가능한 부착 장치를 통해 중앙 하우징(304)의 메인 부분(506)에 제거 가능하게 부착될 수도 있다. 또한, 메인 부분(506)은 바람직하지 않은 미립자(예를 들어, 물, 눈, 염분, 먼지, 또는 기타 주변 미립자)의 침투를 방지하기 위해 개스킷(508)을 포함할 수도 있다.
도 5b에는 다양한 실시예에 따른, 중앙 하우징(304) 내부의 센서 통합기 플랫폼(510)의 사시도가 도시되어 있다. 센서 통합기 플랫폼(510)은 전도성 핀(410)을 통해 수신되는 바와 같은, 압전 변환기에 의해 생성된 에너지를 저장하도록 구성되는, 예를 들어, 배터리(514) 또는 다른 에너지 저장 매체와 같은 기능성 모듈과 함께 중앙 하우징(304)의 내부에 다양한 센서(512)(예를 들어, 압전 변환기의 구조와 물리적으로 별개의 센서 구성 요소)를 함께 통합할 수도 있다. 일부 실시예에서, 센서 통합기 플랫폼(510)은 센서 통합기 플랫폼(510)의 다양한 부분을 함께 연결하는 시스템 버스(예를 들어, 인쇄 회로 기판의 전도성 요소)를 포함할 수도 있다.
또한, 센서 통합기 플랫폼은 센서 통합기 플랫폼(510)의 다양한 센서에 의해 포착된 센서 데이터를 로컬 스마트 휠 서버로 통신하기 위한 통신 인터페이스(516)와 같은 다른 기능성 모듈을 포함할 수도 있다. 이 통신 인터페이스는, 예를 들어, 로컬 스마트 휠 서버, 다른 차량, 기반 시설(예를 들어, 원격 네트워크) 및/또는 사용자 장치에 대한 데이터 오프로드용 통신 인터페이스(예를 들어, 밀리미터 및/또는 기가 헤르츠 파장 통신을 통한)를 포함할 수도 있다. 추가의 예로서, 이러한 통신 인터페이스는 블루투스, 무선 주파수, 전파, 초음파, 및/또는 임의의 다른 유형의 통신 프로토콜 또는 매체와 같은 무선 통신을 용이하게 할 수도 있다. 이러한 통신 인터페이스는, 예를 들어, 차량 상의 내장형 전자 제어 유닛(ECU) 및/또는 첨단 운전자 지원(ADAS) 시스템과 통신하도록 구성될 수도 있다. 추가적으로, 센서 통합기 플랫폼(510)은, 선택적으로, 센서 통합기 플랫폼(510)의 구성 센서에 의해 생성된 센서 데이터의 수집, 통신, 및/또는 분석을 용이하게 하는 프로세서(518) 또는 임의의 다른 회로를 포함할 수도 있다.
센서(516)는, 다양한 실시예에 따라, 센서 통합기 플랫폼(510)의 내부에 통합될 수도 있는 다양한 유형의 센서 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 센서(516)는 압전 변환기(306)에 의해 생성된 전위(예를 들어, 전압)의 양을 감지할 수도 있는 전압 센서를 포함할 수도 있다. 이러한 전압 센서는 스마트 휠의 가요성 구성 요소(예를 들어, 타이어)에서의 온도를 결정하기 위해 압전 변환기(306)에 의해 생성된 전위의 양을 측정하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시예에서, 전압 센서는 또한, 압전 변환기(306)에 의해 충분한 양의 전위가 생성되면 센서 통합기 플랫폼(510)의 센서 및/또는 기능성 모듈의 작동을 개시하거나 그렇지 않으면 활성화하도록 구성될 수도 있다. 논의의 용이성을 위해, 다양한 실시예에서, 전압 센서가 압전 변환기를 포함할 수도 있어, 전압 센서가 온도 결정을 위해 압전 변환기에 의해 생성된 전압값 또는 레벨을 결정하도록 구성된다. 추가의 실시예에서, 전압 센서가 압전 변환기를 포함할 수도 있으며, 압전 변환기가 특정 온도에서의 기계적 변형에 응답하여 한계량을 초과하여 에너지를 생성하는 것에 기초하여, 센서 통합기 플랫폼의 다양한 센서 및/또는 기능성 모듈을 저전력 또는 비활성 상태로부터 전원이 켜진 상태 또는 활성 상태로 전환하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시예에서, 전압 센서에 의해 감지된 전위(예를 들어, 전압)는 압전 변환기가 에너지를 생성하지 않을 때(예를 들어, 압전 변환기에 기계적 응력이 인가되지 않을 때)의 대기 전력용으로 배터리에 저장될 수도 있다.
특정 실시예에서, 센서(516)는 대기압 센서 데이터를 생성하도록 구성된 높이 센서를 포함할 수도 있다. 일부 실시예에서, 높이 센서는 차량 부하 또는 접촉 패치(patch)로 인한 내부 타이어 표면의 편향도를 또한 측정하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 거리 측정 센서가 타이어의 가압 부분에 배치될 수 있다. 타이어가 회전함에 따라, 중앙의 회전 림에 대한 타이어의 상대적인 거리가 변한다. 이러한 주기적인 거리 변화가 높이 센서에 의해 검출 가능하다. 이에 따라, 이러한 높이 센서는 고도 또는 높이를 나타낼 수도 있는 대기압을 측정할 수도 있는 대기압 센서 또는 대기 공기 압력 센서일 수도 있다. 이 대기압 센서 데이터는, 예를 들어, 도로와 같은 기준점으로부터의 및/또는 차량의 다른 스마트 휠에 대해 상대적인 스마트 휠의 높이를 결정하기 위해 사용될 수도 있다. 이를 통해, 전복 위험 또는 파이어 펑크의 결정이 허용될 수도 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 스마트 휠 상의 높이 센서는 휠의 회전 가능한 구성 요소 상에 있을 수도 있으며, 따라서, 차량의 섀시 상에는 없을 수도 있다. 따라서, 이러한 높이 센서는 어느쪽(예를 들어, 어떤 스마트 휠)에서 전복이 시작됐는지에 관한 대기압 센서 데이터를 제공할 수도 있다(예를 들어, 이러한 대기압 센서 데이터가 연속적인 또는 반연속적인 방식으로 생성 및 기록되는 경우). 또한, 차량 섀시의 고정 부품으로부터 생성되는 센서 데이터와 비교하여, 스마트 휠에 의해 생성되는 대기압 센서 데이터에 의해 포트 홀(pot hole)과 같은 도로 상태가 보다 정확하게 감지될 수 있다.
추가의 실시예에서, 센서(516)는 음향 센서 데이터를 생성하도록 구성된 음향 센서를 포함할 수도 있다. 이에 따라, 이 음향 센서는 수진기(geophone), 마이크로폰, 지진계, 및 음향 탐지기 등과 같은 임의의 유형의 음향, 소리, 또는 진동 센서일 수도 있다. 음향 센서 데이터는 회전 가능한 구성 요소(예를 들어, 휠)의 브레이크 또는 로터의 오디오 징후(signature)를 감지하는 것과 같은 오디오 패턴 인식에 사용될 수도 있다. 이것은 차량 서비스 일정을 예측하기 위해 및/또는 성능 최적화 데이터를 생성하기 위해 사용될 수도 있다. 보다 구체적으로, 음향 센서 데이터는 상이한 파손 및 마모 조건에 대한 고유한 징후를 식별 및/또는 모니터링하기 위해 분석될 수도 있다.
다양한 실시예에서, 센서(516)는 가변 파동 감쇠로부터 이미지 센서 데이터를 생성하도록 구성된 이미지 센서를 포함할 수도 있다. 이미지 센서의 예에는, 상보형 금속 산화물 반도체(CMOS) 또는 N-형 금속 산화물 반도체(NMOS) 기술의 반도체 전하 결합 소자(CCD) 또는 능동 픽셀 센서가 포함될 수도 있다. 다양한 실시예에서, 이미지 센서를 포함하는 센서 플랫폼은 중앙 하우징(304)의 외부로부터 이미지 센서 상으로 광파가 집중되는 렌즈, 또는 다른 투명 매체를 포함할 수도 있다. 특정 실시예에서, 이러한 이미지 센서는, 보다 구체적으로, 비행 시간(TOF)을 특성화할 수도 있는 비행 시간 데이터를 포착하기 위한 비행 시간 센서일 수도 있다. 이러한 비행 시간 센서는, 예를 들어, 초음파 TOF 센서 데이터를 수집하도록 구성된 초음파 TOF 센서일 수도 있다. 보다 구체적인 예로서, 이미지 센서는 타이어 성능 평가 및 최적화를 위한 타이어 트레드(tread)의 깊이의 가시성을 결정하기 위한 카메라로서 기능할 수도 있다. 타이어 트레드 깊이를 특성화하는 이미지 데이터를 포착하는 이러한 이미지 센서는 또한, 타이어 트레드의 이미지 데이터가 포착될 수도 있는 방식으로(예를 들어, 이러한 이미지 센서가 위치한 스마트 타이어의 또는 이미지 센서가 위치하지 않은 스마트 타이어의 트레드 깊이를 특성화하는 이미지 데이터를 이미지 센서가 포착하도록 하는 방식으로) 위치될 수도 있다. 다른 구체적인 예로서, 이미지 센서는 인증 또는 식별을 위한 적외선 이미지 센서를 포함할 수도 있다. 이 적외선 센서는, 예를 들어, 인증을 위해 로컬 환경 또는 로컬 물체(예를 들어, 차량에 접근하는 사람)의 특성을 스캔하는 데 사용될 수도 있다.
특정 실시예에서, 센서(516)는 가스 센서 데이터를 생성하도록 구성된 가스 센서를 포함할 수도 있다. 이러한 가스 센서는 기상 분위기를 모니터링하며 특성화하는 임의의 유형의 센서일 수도 있다. 예를 들어, 가스 센서는 전기 화학식 가스 센서, 촉매 비드 가스 센서, 광이온화 가스 센서, 적외선 포인트 가스 센서, 자기 온도적 가스 센서, 반도체 가스 센서, 초음파 가스 센서, 홀로그래픽 가스 센서 등과 같은 가스 검출을 위한 다양한 기구 중 어느 하나를 사용할 수도 있다. 이러한 가스 센서는, 예를 들어, 배기 가스, 폭발성 가스(예를 들어, 배터리 고장 검출용)와 같은 특정 유형의 가스에 대해, 대기 습도, 대기 질, 미립자, pH 수준 등을 검출할 수도 있다.
특정 실시예에서, 센서(516)는 자기 센서 데이터를 생성하도록 구성된 자기 센서를 포함할 수도 있다. 이러한 자기 센서는, 예를 들어, 자기장 지도(예를 들어, 건물 내부의 또는 폐쇄 환경 내부의)를 사용하여 항법용 자기(magnetism)를 측정하는 자기계일 수도 있다.
추가의 실시예에서, 센서(516)는 가속도 센서 데이터를 생성하도록 구성된 가속도계 센서 및/또는 자이로스코프 센서 데이터를 생성하도록 구성된 자이로스코프 센서를 포함할 수도 있다. 이러한 가속도 센서 데이터 및/또는 자이로스코프 센서 데이터는 비상 브레이크 시스템 용례용의 가속량을 결정하는 바와 같이 항법용으로 사용될 수도 있다. 일부 실시예에서, 가속도계 센서 및/또는 자이로스코프 센서는 스마트 휠 상에 위치한 관성 항법 시스템(INS)의 일부일 수도 있다.
도 6은 다양한 실시예에 따른, 온도 감지 공정(600)의 순서도이다. 공정(600)는 적어도 하나의 프로세서(예를 들어, 위에서 소개된 바와 같은 로컬 스마트 휠 서버 또는 다른 컴퓨팅 장치)와 통신하는 개개의 스마트 휠 상에 배열된 다수의 센서 플랫폼의 스마트 휠 센서 시스템에서 수행될 수도 있다. 공정(600)은 단지 일 예일 뿐이며 본 개시 내용을 제한할 의도가 있는 것은 아님에 유의한다. 이에 따라, 도 6의 공정(600) 이전, 도중 및 이후에, 추가의 작동(예를 들어, 블록)이 제공될 수도 있으며, 특정 작동이 생략될 수도 있으며, 특정 작동이 다른 작동과 동시에 수행될 수도 있으며, 일부 다른 작동은 본 명세서에서 간단히만 설명될 수도 있는 것으로 이해된다.
블록(602)에서, 시작 온도가 결정될 수도 있다. 일부 실시예에서, 이러한 시작 온도는 스마트 휠 프로세서에 의한 데이터 저장소 또는 메모리로부터의 검색에 의해 결정될 수도 있다. 보다 구체적으로, 시작 온도는 시작 전압(아래에서 추가로 논의됨)과 연관된 일정 시간에 수동으로 취한 압전 변환기의 기준 온도일 수도 있다. 예를 들어, 이러한 시작 온도는 제어 환경 내에서의 특정 작동 시간에 기초하여 공장 또는 작업자의 설정치로부터 미리 결정될 수도 있다. 다른 실시예에서는, 시작 온도가 시작 전압이 수집된 때의 스마트 휠(예를 들어, 스마트 휠이 장착된 차량)의 주변 온도일 수도 있다. 다양한 실시예에서, 이러한 시작 온도는 특정 위치의 온도를 판독하는 온도계, 적외선 카메라, 또는 다른 기술을 사용하여 측정될 수도 있다.
블록(604)에서, 시작 전압은 시작 온도에서 작동하는 스마트 휠로부터 수집 될 수도 있다. 보다 구체적으로, 압전 변환기는, 압전 변환기가 알려진 시작 온도에서 작동하는 동안, 변형(예를 들어, 기계적으로 변형)되어 회전 가능한 구성 요소에 장착된 타이어의 비드 영역에 작용하는 이동 물체(예를 들어, 차량)의 압축력으로 인한 에너지(예를 들어, 시작 전압)를 발생시킬 수도 있다. 달리 말하면, 압전 변환기는 시작 온도에서의 회전 가능한 구성 요소의 회전에 응답하여 이동하는 이송부의 운동 에너지를 포착할 수도 있다(예를 들어, 시작 온도와 시작 전압이 동시에 수집되도록). 이러한 에너지는 직류(DC) 신호로 정류될 수 있는 교류(AC) 신호의 형태일 수도 있다. 일부 실시예에서, AC 신호는 센서(516)의 내부에 포함된 정류 회로 또는 센서 통합기 플랫폼(510) 내부의 개별 회로에 의해 정류된다.
다양한 실시예에서, 압전 변환기에 의해 발생된 에너지(예를 들어, 시작 전압)가 압전 변환기를 포함하는 센서 플랫폼의 센서 통합기 플랫폼으로 전달될 수도 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 이러한 에너지는, 예를 들어, 에너지를 압전 변환기로부터 센서 통합기 플랫폼으로 전달하기 위한 전도성 재료로 제조된 핀(예를 들어, 전도성 핀) 또는 다른 전도성 라인(예를 들어, 가요성의 전도성 라인)에 의해 전달될 수도 있다. 센서 통합기 플랫폼은 압전 변환기에 의해 생성된 시작 전압의 양(예를 들어,값)을 결정할 수도 있는 전압 센서를 포함할 수도 있다.
블록(606)에서, 알려지지 않은 작동 온도에서 작동하는 스마트 휠로부터 작동 전압이 수집될 수도 있다. 작동 온도가 아직 알려지지 않은 이유는 작동 온도가 작동 전압, 시작 전압, 및 시작 온도에 기초하여 아직 결정되지 않았기 때문이다. 보다 구체적으로, 압전 변환기는, 압전 변환기가 알려지지 않은 작동 온도에서 작동하는 동안, 변형되어(예를 들어, 기계적으로 변형되어) 회전 가능한 구성 요소에 장착된 타이어의 비드 영역에 작용하는 이동 물체(예를 들어, 차량)의 압축력으로 인한 에너지(예를 들어, 작동 전압)를 발생시킬 수도 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 압전 변환기는 시작 온도에서의 회전 가능한 구성 요소의 회전에 응답하여 이동하는 이송부의 운동 에너지를 포착할 수도 있다. 이러한 에너지는 직류(DC) 신호로 정류될 수 있는 교류(AC) 신호의 형태일 수도 있다.
다양한 실시예에서, 압전 변환기에 의해 발생된 에너지(예를 들어, 작동 전압)는 압전 변환기를 포함하는 센서 플랫폼의 센서 통합기 플랫폼으로 전달될 수도 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 이러한 에너지는, 예를 들어, 에너지를 압전 변환기로부터 센서 통합기 플랫폼으로 전달하기 위한 전도성 재료로 제조된 핀(예를 들어, 전도성 핀) 또는 다른 전도성 라인(예를 들어, 가요성의 전도성 라인)에 의해 전달될 수도 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 센서 통합기 플랫폼은 압전 변환기에 의해 생성된 작동 전압의 양(예를 들어,값)을 결정할 수도 있는 전압 센서를 포함할 수도 있다.
블록(608)에서, 작동 온도가 시작 온도, 시작 전압, 및 작동 전압에 기초하여 결정될 수도 있다. 작동 온도는, 압전 변환기가 작동 전압을 생성함에 따라, 압전 변환기의 압전 재료에 압축력을 부여하는 압전 변환기와 접촉하는 가요성 구성 요소(예를 들어, 타이어 측벽)의 온도일 수도 있다. 예를 들어, 시작 온도, 시작 전압, 및 작동 전압은 각각, 적어도 하나의 프로세서(예를 들어, 위에서 소개된 바와 같은 로컬 스마트 휠 서버 또는 다른 컴퓨팅 장치)에 의해 분석된 파라메터를 나타낼 수도 있다. 적어도 하나의 프로세서가 아래의 관계를 기초로 작동 온도를 결정할 수도 있다:
Figure pat00001
[수식 1]
여기서, To는 작동 온도이며, Vo는 작동 전압이며, Vs는 시작 전압이며, Ts는 시작 온도이다.
일부 실시예에서, 시작 온도, 시작 전압, 및 작동 전압은 작동 온도의 결정을 위해 스마트 휠 상에 배열된 센서 플랫폼으로부터 로컬 스마트 휠 서버로 국소적으로 통신될 수도 있다. 이러한 통신은 통신 인터페이스를 통해 이루어질 수도 있다. 이 통신 인터페이스는 장치가 임의의 통신 매체 및 프로토콜을 사용하여 서로 통신할 수 있도록 할 수도 있다. 이에 따라, 통신 인터페이스는 개개의 센서 플랫폼을 로컬 스마트 휠 서버와 결합할 수 있는 임의의 적절한 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 포함할 수도 있다. 통신 인터페이스는 원하는 세트의 통신 프로토콜, 서비스, 또는 작동 절차를 사용하여 정보 신호를 제어하기 위한 임의의 적절한 기술에 의해 작동하도록 배열될 수도 있다. 일부 실시예에서, 이러한 통신 인터페이스는 CAN(controller area network) 버스와 별개일 수도 있으므로, CAN 버스를 통한 통신보다 지연 시간이 더 적다.
도 7은 다양한 실시예에 따른, 스마트 휠 공정(700)의 순서도이다. 공정(700)은 위에서 소개된 바와 같이 로컬 스마트 휠 서버와 통신하는 개개의 스마트 휠에 배열된 다수의 센서 플랫폼의 스마트 휠 센서 시스템에서 수행될 수도 있다. 공정(700)은 단지 일 예일 뿐이며 본 개시 내용을 제한하려는 의도가 있는 것은 아님에 유의한다. 이에 따라, 도 7의 공정(700) 이전, 도중 및 이후에, 추가의 작동(예를 들어, 블록)이 제공될 수도 있으며, 특정 작동이 생략될 수도 있으며, 특정 작동이 다른 작동과 동시에 수행될 수도 있으며, 일부 다른 작동은 본 명세서에서 간단히만 설명될 수도 있는 것으로 이해된다.
블록(702)에서, 시작 온도, 시작 전압, 및 작동 전압에 기초하여 작동 온도가 결정될 수도 있다. 이 작동 온도는 위에서 논의된 도 6의 온도 감지 공정(600)에 따라 결정될 수도 있으며, 따라서, 여기서는 간명성을 위해 반복 설명하지 않기로 한다. 또한, 이러한 작동 온도는 스마트 휠 센서 시스템 데이터의 일부(예를 들어, 스마트 휠 센서 시스템에 의해 생성 및/또는 분석된 임의의 유형의 센서 데이터 및/또는 파라메터)일 수도 있다.
도 7로 돌아가, 블록(704)에서, 전체 관련 스마트 휠 센서 시스템 데이터로부터 파라메터값이 결정될 수도 있다. 일부 실시예에 따라, 센서 데이터와 파라메터값의 차이점은, 파라메터값은 문턱값에 대해 추가로 분석될 수도 있는값을 지칭할 수도 있는 반면, 센서 데이터는 문턱값에 대한 추가의 비교 또는 분석 없이 센서에 의해 생성된 데이터일 수도 있다는 점이다. 이에 따라, 일부 실시예에서는 작동 온도가 파라메터값일 수도 있으며, 다른 실시예에서는 센서 데이터일 수도 있어 이로부터 파라메터값이 결정될 수도 있다. 파라메터값이 작동 온도인 실시예에서, 작동 온도가 결정되며 파라메터값임을 언급하는 것 외에 센서 데이터의 추가 수집 및/또는 분석은 필요하지 않을 수도 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 스마트 휠은 휠 자체에 배열된 적어도 하나의 센서의 로컬 네트워크 연결 센서 시스템을 갖는 차량의 휠일 수도 있다. 스마트 휠 센서 시스템은 다수의 유형의 센서를 포함할 수도 있으며, 각각의 센서는 온도 결정을 위해 압전 변환기에 의해 생성된 작동 온도 및/또는 전압 데이터 외에 상이한 유형의 스마트 휠 센서 시스템 데이터를 수집하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 스마트 휠 센서 시스템은 대기압 센서 데이터를 생성하도록 구성된 높이 센서, 음향 센서 데이터를 생성하도록 구성된 음향 센서, 이미지 센서 데이터를 생성하도록 구성된 이미지 센서, 가스 센서 데이터를 생성하도록 구성된 가스 센서, 자기 센서 데이터를 생성하도록 구성된 자기 센서, 가속도 센서 데이터를 생성하도록 구성된 가속도계 센서, 자이로스코프 센서 데이터를 생성하도록 구성된 자이로스코프 센서, 및 습도 센서 데이터를 생성하도록 구성된 습도 센서 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 일부 실시예에서, 이들 센서는 압전 변환기에 의해 생성된 에너지(예를 들어, 전압)의 양을 감지할 수도 있는 충격 센서에 의해 작동 개시될 수도 있다.
일부 실시예에서, 스마트 휠 센서 시스템 데이터는 스마트 휠 상에 배열된 센서 플랫폼으로부터 로컬 스마트 휠 서버로 국소적으로 통신될 수도 있다. 이러한 통신은 통신 인터페이스를 통해 이루어질 수도 있다. 이 통신 인터페이스는 장치가 임의의 통신 매체 및 프로토콜을 사용하여 서로 통신할 수 있도록 할 수도 있다. 이에 따라, 통신 인터페이스는 개개의 센서 플랫폼을 로컬 스마트 휠 서버와 결합 할 수 있는 임의의 적절한 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 포함할 수도 있다. 통신 인터페이스는 원하는 세트의 통신 프로토콜, 서비스, 또는 작동 절차를 사용하여 정보 신호를 제어하기 위한 임의의 적절한 기술로 작동하도록 배열될 수도 있다. 일부 실시예에서, 이러한 통신 인터페이스는 CAN(controller area network) 버스와 별개일 수도 있으므로 CAN 버스를 통한 통신보다 지연 시간이 더 적다.
이에 따라, 스마트 휠 센서 시스템 데이터가 파라메터값을 결정하기 위해 분석 또는 처리될 수도 있다. 이 파라메터값은 타이어 파열 확률과 같은 임의의 유형의 실제 파라메터를 특성화할 수도 있다. 일부 실시예에서, 이러한 파라메터값은 상이한 유형의 로컬 스마트 휠 센서 시스템 데이터의 조합 및/또는 로컬 스마트 휠 서버에 접근 가능한 다른 데이터와 로컬 스마트 휠 센서 시스템 데이터의 조합을 특성화할 수도 있다. 이러한 조합은 미리 결정된 공식으로서 표현될 수도 있다. 예를 들어, 파라메터값은 대기압 센서 데이터, 음향 센서 데이터, 이미지 센서 데이터, 가스 센서 데이터, 자기 센서 데이터, 가속도 센서 데이터, 자이로스코프 센서 데이터, 습도 센서 데이터 등 중 하나 이상의 조합을 특성화할 수도 있다. 다른 예로서, 파라메터값은, 미리 결정되었든지(예를 들어, 차량 자체 구축 사양 및 기타 사양) 로컬 스마트 휠 센서 시스템 데이터의 외부에서 수신되었든지(예를 들어, 위성으로부터 수신한 GPS 데이터 또는 원격 네트워크를 통해 원격 서버로부터 수신한 데이터와 같은 원격 데이터), 로컬 스마트 휠 센서 시스템 데이터와 다른 데이터의 조합을 특성화할 수도 있다. 예를 들어, 파라메터값이 마일리지, 휠 역학, 타이어 압력, 부하 조건, 도로 조건, 균형 정보, 높이 조건, 주변 소리, 브레이크 역학 등과 같은 다양한 입력치 중 어느 하나를 고려(예를 들어, 반영)할 수도 있다.
다양한 실시예에서, 파라메터값은 로컬 스마트 휠 서버 및/또는 원격 서버에 의해 결정 또는 훈련된 통계 모델의 적용을 통해 결정되는 바와 같은 확률(예를 들어, 타이어 파열 확률과 같은 고장 확률)을 나타낼 수도 있다. 이 통계 모델은 이력 집계 데이터(예를 들어, 로컬 스마트 휠 센서 시스템 또는 다수의 스마트 휠 센서 시스템 간의 집계 데이터)를 사용하여 훈련될 수도 있다. 이러한 훈련은 기계 학습 기술을 사용하여 생성될 수도 있다(예를 들어, 감독 또는 비감독 학습을 통해). 이들 기계 학습 기술은, 예를 들어, 의사 결정 트리 학습(decision tree learning), 연관 규칙 학습, 인공 신경망, 심층 구조 학습, 유도 논리 프로그래밍, 지원 벡터 기계, 클러스터 분석, 베이지안(Bayesian) 네트워크, 표현 학습, 유사성 학습, 희소 사전 학습, 학습 분류기 시스템 등일 수도 있다. 이후, 이 통계 모델은 새로운 또는 현재의 스마트 휠 센서 데이터에 적용되어 현재 파라메터값(예를 들어, 고장 확률)을 결정할 수도 있다. 이러한 통계 모델은 확률을 표현하기 위한 숨겨진 변수, 상호 작용 변수 등을 설명할 수도 있다. 예를 들어, 확률은 적어도 부분적으로 작동 온도에 기초한 타이어 파열 확률 또는 기타 타이어 고장 확률을 나타낼 수도 있다.
블록(708)에서, 로컬 스마트 휠 서버가 문턱값을 결정할 수도 있다. 일부 실시예에서, 이들 문턱값은 즉시 결정될 수도 있으며, 파라메터값이 문턱값을 충족(예를 들어, 초과)하는지의 결정과 함께 결정될 수도 있다. 그러나, 다른 실시예에서는, 문턱값의 결정이 파라메터값이 문턱값을 충족하는지 여부를 결정하기 이전에 행해질 수도 있다. 일부 실시예에서, 파라메터값의 결정은 메모리 또는 원격 서버로부터의 미리 결정된 파라메터값의 검색을 포함할 수도 있다.
다양한 실시예에서, 문턱값은 각각의 유형의 파라메터값에 대해 결정될 수도 있다. 예를 들어, 작동 온도, 고장 확률, 타이어 파열 확률 등의 각각 또는 이들의 조합에 대해 별개의 문턱값이 마련될 수도 있다. 문턱값은, 예를 들어, 임계 작동 온도, 적어도 부분적으로 작동 온도에 기초한 임계 고장 확률, 및/또는 적어도 부분적으로 작동 온도에 기초한 임계 타이어 파열 확률 등을 특성화할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 파라메터값은 파라메터값의 데이터 세트의 통계 분석에 따라 결정될 수도 있다. 예를 들어, 파라메터값은 파라메터값(예를 들어, 작동 온도 및/또는 타이어 파열 확률과 같은 고장 확률)의 유형별로 상이한 시간(예를 들어, 이력 파라메터값), 상이한 스마트 휠, 상이한 센서 플랫폼, 상이한 차량 등과 같은 상이한 기준을 통해 집계될 수도 있다. 다른 예로서, 파라메터값이 통계 모델에 의해 결정되는 바와 같은 확률을 나타낼 수도 있다. 일부 실시예에서, 다양한 기준으로부터 집계된 데이터를 분석함으로써, 문턱값은 파라메터값으로부터의 이상치의 검출에 기초하여 결정될 수도 있다. 일부 실시예에서, 이러한 이상치는 충족 시에 불리한 조건(예를 들어, 바람직하지 않은 작동 온도 및/또는 바람직하지 않은 고장 확률)을 정의할 수도 있는 문턱값을 결정할 수도 있다. 이러한 이상치는 이상치에 대한 기존의 통계 분석에 따라 결정될 수도 있다. 예를 들어, 다양한 확률(예를 들어, 이상치인 확률값) 중에서 이상치로서 문턱값을 설정할 수도 있다.
블록(710)에서, 임의의 파라메터값이 임의의 연관된 문턱값을 충족하는지 여부에 대한 결정이 이루어질 수도 있다. 위에서 소개한 바와 같이, 파라메터(예를 들어, 파라메터값)가 반드시 단일값을 나타내는 것은 아니지만, 값의 패턴 및/또는값의 범위 또는 스펙트럼 및/또는 상이한 데이터값의 미리 결정된 조합을 사용하는 미리 결정된 공식에서 파생된 값을 나타낼 수도 있다. 충족한다면, 공정(700)은 블록(712)으로 진행할 수도 있다. 그렇지 않다면, 공정(700)이 블록(702)으로 되돌아갈 수도 있다.
블록(712)에서, 문턱값을 충족하는 파라메터값에 응답하여 동작이 수행 될 수도 있다. 일부 실시예에서, 동작은 특정 파라메터값이 특정 문턱값을 충족 할 때 취해질 수도 있다. 이에 따라, 취해진 동작은 충족되는 특정 파라메터값을 기반으로 할 수도 있다. 취해진 동작은, 예를 들어, 온라인 데이터베이스 등의 차량 운전자 또는 차량의 다른 조작자에게로의 경고의 생성, 특정 안전 또는 운전 시스템의 활성화, 차량과 연관된 안전하지 않은 운전 상태에 대한 통지 등일 수도 있다.
도 7과 관련하여 참조되며 아래에서 추가로 참조되는 다양한 실시예가 로컬 스마트 휠 서버에서의 센서 데이터의 처리를 설명할 수도 있긴 하지만, 다른 실시예에서는, 스마트 휠 센서 시스템이 원격 네트워크를 통해 원격 스마트 휠 서버로 전송되는 센서 데이터를 처리할 수도 있다. 도 1과 관련하여 위에서 논의된 바와 같이, 센서 데이터의 이러한 처리는 로컬 스마트 휠 서버에서 국소적인 방식으로만 수행되는 처리와 유사할 수도 있지만, 로컬 스마트 휠 서버 및 원격 스마트 휠 서버의 조합에 의해 수행될 수도 있다.
도 8은 일부 실시예에 따른, 온도가 압전 변환기(306)에 의해 생성된 전압과 어떻게 관련될 수도 있는지를 보여주는 차트이다. X-축은 압전 변환기와 접촉하는 타이어(예를 들어, 스마트 휠의 가요성 구성 요소)의 온도값을 나타낼 수도 있다. Y-축은 압전 변환기에 의해 생성된 전압값(예를 들어, 작동 시간 동안의 정규 전압값)을 나타낼 수도 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 전압값은 최소 전압값과 최대 전압값의 사이에서 달라질 수도 있다. 이에 따라, 전압값은 각각의 전압값에 대해 두 개의 가능한 온도가 있도록 특정 온도에서 피크일 수도 있다. 일부 실시예에서, 압전 변환기(예를 들어, 압전 변환기에 의해 생성된 전압값에 기초한 바와 같은)와 접촉하는 타이어(예를 들어, 스마트 휠의 가요성 구성 요소)의 온도를 결정하기 위해 도 8의 차트를 참조할 수도 있다. 특정 실시예에서, 타이어 온도의 결정은 전압값과 연관된 2 개의 가능한 온도값 중 더 높거나 더 낮은 값을 선택하기 위한 임의의 결정에 기초하여 이루어질 수도 있다. 특정 실시예에서, 작동 온도는 알려진 시작 온도 및 시작 전압값으로부터 도 8의 곡선을 가로지르는 전압값에 기초하여 지속적으로 추적될 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예가 위에서 설명되었지만, 이들 실시예는 제한이 아니라 단지 예시로서 제시된 것임을 이해하여야 한다. 마찬가지로, 다양한 다이어그램은 당업자가 본 발명의 예시적인 특징 및 기능을 이해할 수 있도록 제공되는 예시적인 아키텍처 또는 구성을 묘사할 수도 있다. 그러나, 당업자는 본 발명이 도시된 예시적인 아키텍처 또는 구성으로 제한되지 않고 다양한 대안의 아키텍처 및 구성을 사용하여 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 추가적으로, 당업자라면 이해하는 바와 같이, 일 실시예의 하나 이상의 특징은 본 명세서에 설명된 다른 실시예의 하나 이상의 특징과 조합될 수도 있다. 따라서, 본 개시의 폭과 범위가 전술한 예시적인 실시예 중 어느 하나에 의해 제한되어서는 안된다.
또한, "제 1(first)", "제 2(second)" 등과 같은 지정의 의미를 갖는 용어를 사용하는 본 명세서의 요소에 대한 임의의 참조가, 일반적으로, 이러한 요소의 양 또는 순서를 제한하는 것은 아닌 것으로 이해된다. 오히려, 이들 지정의 의미를 갖는 용어는 본 명세서에서 둘 이상의 요소 간의 또는 하나의 요소의 사례 간의 구별을 위한 편리한 수단으로서 사용될 수도 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 요소에 대한 참조가 두 개의 요소만 사용될 수 있다는 것을 의미하거나 어떤 방식으로든 제 1 요소가 제 2 요소보다 선행하여야 함을 의미하는 것은 아니다.
추가적으로, 당업자는 정보 및 신호가 다양한 상이한 기술(technology) 및 기술(technique) 중 임의의 기술을 사용하여 표현될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 위의 설명에서 참조될 수도 있는 데이터, 지시, 명령, 정보, 신호, 비트, 및 기호가, 예를 들어, 전압, 전류, 전자기파, 자기장 또는 입자, 광학 장 또는 입자, 또는 이들의 임의의 조합으로 표현될 수 있다.
본 기술 분야의 통상의 기술자는 본 명세서에 개시된 양태와 관련하여 설명 된 다양한 예시적인 논리 블록, 모듈, 프로세서, 수단, 회로, 방법, 및 기능 중 임의의 하나가 전자 하드웨어(예를 들어, 디지털 구현, 아날로그 구현, 또는 소스 코딩 또는 일부 다른 기술을 사용하여 설계될 수 있는 디지털 구현, 아날로그 구현, 또는 이 두 가지의 조합), 명령을 통합하는 다양한 형태의 프로그램 또는 설계 코드(편의를 위해 "소프트웨어" 또는 "소프트웨어 모듈"로서 본 명세서에서 지칭될 수 있음), 또는 이 두 가지의 조합에 의해 구현될 수 있음을 추가로 알 수 있을 것이다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 상호 호환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 구성 요소, 블록, 모듈, 회로, 및 단계가 일반적으로, 그 기능 면에서 설명되었다. 이러한 기능은, 하드웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어, 또는 이들 기술의 조합으로서 구현되든지 간에, 전체 시스템에 부과되는 특정 용례 및 설계 제약에 의존한다. 숙련된 기술자라면 각각의 특정 용례에 대해 다양한 방식으로 설명된 기능을 구현할 수 있지만, 이러한 구현의 결정이 본 개시의 범위를 벗어나는 것으로 해석되어서는 안 된다.
또한, 당업자는 본 명세서에 설명된 다양한 예시적인 논리 블록, 모듈, 장치, 구성 요소 및 회로가 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래밍 가능한 게이트 어레이(FPGA) 또는 기타 프로그래밍 가능한 논리 장치, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있는 집적 회로(IC) 내에서 또는 집적 회로에 의해 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 논리 블록, 모듈, 및 회로는 네트워크 내부의 또는 장치 내부의 다양한 구성 요소와 통신하기 위한 안테나 및/또는 송수신기를 추가로 포함할 수 있다. 범용 프로세서가 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안으로서, 프로세서가 기존의 프로세서, 컨트롤러, 또는 상태 기계(state machine)일 수 있다. 프로세서는 또한, 컴퓨팅 장치의 조합, 예를 들어, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로 프로세서, DSP 코어와 결합한 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 본 명세서에 설명된 기능을 수행하기 위한 임의의 다른 적절한 구성으로 구현될 수 있다.
소프트웨어로 구현되는 경우, 기능은 컴퓨터 판독 가능한 매체 상에 하나 이상의 명령 또는 코드로 저장될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 방법 또는 알고리즘의 단계는 컴퓨터 판독 가능한 매체에 저장된 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 컴퓨터 프로그램 또는 코드를 한 장소에서 다른 장소로 전달할 수 있는 임의의 매체를 포함하는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터가 접근할 수 있는 임의의 사용 가능한 매체일 수 있다. 제한이 아닌 예시로서, 이러한 컴퓨터 판독 가능한 매체는, 컴퓨터가 접근할 수 있으며 지시 또는 데이터 구조 형태의 원하는 프로그램 코드를 저장하는 데 사용될 수 있는, RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 기타 광 디스크 저장 장치, 자기 디스크 저장 장치 또는 기타 자기 저장 장치, 또는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다.
본 문서에서, 용어 "모듈(module)"은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및 본 명세서에 설명된 관련 기능을 수행하기 위한 이들 요소의 임의의 조합을 지칭한다. 추가적으로, 논의의 목적으로, 다양한 모듈이 개별 모듈로서 설명된다. 그러나, 당업자에게는 명백한 바와 같이, 2 개 이상의 모듈이 조합되어 본 발명의 실시예에 따른 관련 기능을 수행하는 단일 모듈을 형성할 수도 있다.
추가적으로, 메모리 또는 다른 저장 장치뿐만 아니라 통신 구성 요소가 본 발명의 실시예에서 채용될 수도 있다. 명료성을 위해, 상기 설명에서는 상이한 기능성 유닛 및 프로세서를 참조하여 본 발명의 실시예가 설명되었다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 상이한 기능성 유닛, 처리 논리 요소 또는 도메인 사이의 임의의 적절한 기능 분배가 본 발명을 손상시키지 않고 사용될 수도 있다는 것이 명백할 것이다. 예를 들어, 별도의 처리 논리 요소 또는 컨트롤러에 의해 수행되는 것으로 예시된 기능이 동일한 처리 논리 요소 또는 컨트롤러에 의해 수행될 수도 있다. 따라서, 특정 기능 유닛에 대한 참조가 엄격한 논리적 또는 물리적 구조 또는 조직을 나타내는 것이 아니라 설명된 기능을 제공하는 데 적합한 수단에 대한 참조일 뿐이다.
당업자라면 본 개시에서 설명된 구현에 대한 다양한 수정을 용이하게 알 수 있을 것이며, 본 명세서에 정의된 일반적인 원리가 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 다른 구현에 적용될 수 있다. 따라서, 본 개시가 본 명세서에 도시된 구현으로 제한되어야 하는 것은 아니며, 아래의 청구범위에 언급된 바와 같은, 본 명세서에 개시된 신규 특징 및 원리와 일치하는 가장 넓은 범위에 부합되어야 한다.

Claims (20)

  1. 회전하도록 구성된 회전 가능한 구성 요소;
    상기 회전 가능한 구성 요소의 둘레를 따라 배치된 압전 변환기로서, 이 압전 변환기의 기계적 변형에 기초하여 오프로드 전압을 발생시키도록 구성된 압전 변환기; 및
    상기 압전 변환기와 통신하며, 상기 오프로드 전압에 기초하여 온도값을 결정하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서
    를 포함하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도값은 상기 압전 변환기와 접촉하는 가요성 측벽과 연관되는 것인 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 가능한 구성 요소는 휠의 일부이며, 상기 압전 변환기는 상기 휠의 가요성 측벽과 직접 접촉하는 것인 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 회전 가능한 구성 요소가 장착되는 차체 내부에 배치되는 것인 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 압전 변환기와 통신하고, 상기 오프로드 전압의 오프로드 전압값을 결정하도록 구성된 전압 센서를 더 포함하며,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 오프로드 전압값에 기초하여 상기 온도값을 결정하도록 구성되는 것인 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 회전 가능한 구성 요소는 림(rim)을 포함하며,
    상기 림은 상기 회전 가능한 구성 요소의 둘레가 결합된 내부 대면 표면에 대향하는 외부 대면 표면을 포함하며,
    상기 전압 센서는 상기 내부 대면 표면을 따라 중앙 하우징의 내부에 위치하는 것인 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 압전 변환기는 상기 외부 대면 표면을 따라 위치되며, 전도성 라인을 통해 상기 전압 센서와 연결되는 것인 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 가능한 구성 요소에 결합된 타이어를 더 포함하며,
    상기 타이어는, 팽창 시에, 도로와 접촉하는 타이어 부분에 작용하는 압축력으로 인해 상기 회전 가능한 구성 요소에 힘을 전달하도록 구성되며,
    상기 압전 변환기는, 상기 회전 가능한 구성 요소가 회전함에 따라, 도로와 접촉하는 상기 타이어 부분에 작용하는 압축력에 응답하여 기계적으로 변형되도록 구성되는 것인 시스템.
  9. 시작 온도를 결정하는 단계;
    상기 시작 온도에서 회전 가능한 구성 요소를 회전시키는 단계;
    상기 회전 가능한 구성 요소의 둘레를 따라 배치된 압전 변환기로부터 시작 전압값을 결정하는 단계로서, 상기 압전 변환기는 이 압전 변환기의 기계적 변형에 기초하여 전압을 발생시키도록 구성되는 것인, 단계;
    상기 시작 전압값을 결정한 후, 상기 압전 변환기로부터 작동 전압값을 결정하는 단계; 및
    상기 작동 전압값에 기초하여 작동 온도를 결정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    집계 센서 데이터에 기초하여 동작을 수행하는 단계를 더 포함하며,
    상기 집계 센서 데이터는 상기 작동 온도를 포함하는 것인 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 작동 온도에 기초하여 타이어 파열 확률을 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    문턱값을 초과하는 타이어 파열 확률에 응답하여 경고를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 작동 온도를 포함하는 센서 데이터에 적용된 통계 모델을 사용하여 이상치(outlier value)를 문턱값으로서 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 압전 변환기는 압전 재료를 포함하는 것인 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 회전 가능한 구성 요소는 차체에 장착되는 것인 방법.
  16. 명령이 저장된 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체로서, 상기 명령은, 프로세서에 의해 실행 시에, 장치로 하여금,
    회전 가능한 구성 요소와 연관된 시작 온도를 수신하는 작동;
    상기 회전 가능한 구성 요소의 둘레를 따라 배치된 압전 변환기로부터 시작 전압값을 수신하는 작동으로서, 상기 압전 변환기는 압전 변환기의 기계적 변형에 기초하여 전압을 발생시키도록 구성되는 것인, 작동;
    상기 시작 전압값을 수집한 후, 상기 압전 변환기로부터 작동 전압값을 수신하는 작동; 및
    상기 작동 전압값, 상기 시작 전압값, 및 상기 시작 온도에 기초하여 작동 온도를 결정하는 작동
    을 포함하는 작동을 수행하도록 하는 것인 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 작동은 작동 전압값 및 시작 전압값을 기초로 한 시작 온도의 스케일링(scaling)에 기초하여 상기 작동 온도를 결정하는 작동을 더 포함하는 것인 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 작동은
    일정 기간 동안 수집된 작동 온도에 기초하여 이력 작동 온도 세트(historical operational temperature set)를 결정하는 작동; 및
    이력 작동 온도 세트에 기초하여 타이어 파열 확률을 결정하는 작동
    을 더 포함하는 것인 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 압전 변환기는 무선 연결을 통해 상기 프로세서에 작동 전압값을 전송하도록 구성되는 것인 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 무선 연결은 차량 버스를 우회하는 것인 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체.
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