TWI327114B - Pressure sensor installation method, tire and wheel installed with pressure sensor, and tire pressure sensing device - Google Patents

Pressure sensor installation method, tire and wheel installed with pressure sensor, and tire pressure sensing device Download PDF

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Description

1327114 ..· 第96102440號專利申請案 (99年4月2日) 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 * 纟發明係關於一種用以檢測汽車等之胎壓的廢力感測 器安裝方法 '安裝有麼力感測器之輪胎及車輪,以及輪胎 壓力檢測裝置,特別是關於所檢測之壓力的精確度提升。 【先前技術】 在美國已施行在汽車必須安裝胎壓警報裝置的法律。 就該輪胎氣壓的監視(TPMS:Tire pressure Μ〇ηΗ〇Γ smem,胎屋監視系統)而言,提案有一種採用無線射頻識 別(Racho Frequency Identi ficati〇n,咖)技術的系統。 採用該關之TPMS係由安裝在輪胎且具有檢測出氣愿之 功旎的轉頻器(transponder)(胎壓檢測裝置)與車體側之 讀取機(控制單元)利用聊技術來進行無線通信。 以壓力感測器取得之計測値等係利用轉頻哭 =nSP〇nder)進行數位編碼’所得之數位碼二由關 =體側之讀取機。讀取機係可由接收到之該數 位碼取仵氣壓之計測値等資料。 的也L力感測器係具備隔片(diaPhragID)等之機械性位移 、…,二二使該位移轉換為電阻或靜電電容之變化的構 ς測亚將因壓力所造成之位移予以轉換為電氣信號而加以 【發明内容】 (發明所欲解决之課題) 在TPMS中,用以檢測胎壓 的壓力感測器係安裝在輪胎 318944修正版 5 ^ (99年4月2日^ 厂“因!的t要為監視車輛行駛時、亦即輪胎旋轉時之氣 .化時之二“ Ϊ生伴隨輪胎旋轉所產生之離心力及轉速變 之二被择’'會作用在壓力感測器之位移部,而使壓力 *測夏之精確度降低的問題。 碹产接t月:目的係為解決上述問題點,以實現可進行精 確度援升之輪胎内氣壓測量的TPMs。 (解決課題之手段) 本發明之壓力感測器安裝方法係將具有因應氣壓而位 移之位移部的壓力感測器予以安裝在車輛之輪胎内的方 =並將前述位移部之位移方向設u與前述輪胎之旋轉 2平行。根據本發明,位移部之位移方向係與離心力之方 向及慣性力之方向呈直角。 本發明之輪胎係安裝有具有因應氣壓而位移之位移部 的壓力感測器者,並將前述位移部之位移方向設定為與前 述輪胎之旋轉軸平行。 本發明之車輪係安裝有具有因應㈣而位移之位移部 的塵力感測器者,並將前述位移部之位移方向設定為與前 述車輪之旋轉軸平行。 本發明之輪胎壓力檢測裝置係安裝在車輛之輪胎内, 且用以檢測出該輪胎内之氣壓者’具有··利用因應氣屋而 位移之位移部來測量前述氣愿的壓力感測器;及與從外部 供給之供給電磁場相互作用’且在基板面形成有用以將前 ^力感測器之測量資料傳送至外部之響應電路的電路基 板;其中’前述虔力感測器係以使前述位移部之位移方^ 318944修正版 6 第%102440號專利申請案 __ (99年4月2日) 、、前^基板面平行方式安裝在前述電路基板。 〜月j述輪月。|力檢測裝置係使前述位移部之位移方向與 二达輪胎之旋龍平行,並且可將前述電路基板貼附在前 ,輪胎之輪距(tread)部或安裝有前述輪胎之車輪之輪圈 Uim)部 ° (發明之效果) ;使七述也移部之位移方向與離心力之方向及慣性 力之方向呈直角,因此位移部難以因離心力及慣性力而位 移。亦即,壓力感測器不易受到離心力及慣性力之影響, 而使壓力測量之精確度提升。 【實施方式】 以下,根據圖式説明本發明之實施形態(以下稱實施 態)。 第1圖係安裝有利用RFID(無線射頻識別)之评奶(胎 壓監視系統)的汽車輪胎2及輪殼鄕…此脱)之相關 部分的不意圖’其為從車輛之側方觀看的圖式。作為輪胎 塵力檢測裝置之轉頻器6係安裝在裝設於車輪8之輪胎2 的内面S該圖中’係顯示轉頻器6貼附於輪胎之輪距 (tread)部(底面)内側的情形以做為一例。在車體中 讀取機12係安裝在輪胎2之附近位置、例如輪 轉頻器6與讀取機】2之間係無線連接。轉頻器6係檢 測所安裝之輪胎内的氣壓,並發送其資料。另一方面,讀 取機12係檢測轉頻M 6所發送之資料。表示所檢測之壓力 資訊的資料係例如通知至ECl}(電子控制單元)等車輛控制 318944修正版 7 1327114 第96丨02440號專利申諳案 W 7Γ ,并心m (99年4月2曰) 的警告利用在因應胎歷之車輛運行控制或對驅動器發出 1上。^之㈣射μ衫捷性基板 上之配線圖案由係可形成為可挽性基板 線係使ifi 口^ 距部之轉頻器6的線圏天 該直徑主月輪胎之直徑方向,而轉頻器6係具有使 〜二向成為極大方向之雙極型的指向性。另一方而, 设置於輪殼4之頂部的讀取機 朝上下方6… 貝取機以之線圏天線係使其開口面 2向配置’而具有使該方向成為極大方向之雙極型 Λ 係在轉頻器6存在於 頂π附近時相互電磁性結合,以進行通信。 第2圖係設置在轉頻器6之壓力感測器的示 二二 =力感測器係靜電電容型者,例如㈣有” +導胆所構成之隔片20作為受壓部,並在隔片20之上下 隔著間隙對向配置有形成於玻璃柄 ㈣成於玻璃板專基板上的電極24。在 片2〇之一方面側設置有密閉之空氣室26,封入該*氣 至^之空氣壓力會經由設置在基體22之孔,作用在隔片 2〇之-方面。隔片2。之另一方面側係經由設置在基體22 之孔與广胎内之空間相連’該輪胎内之氣壓會作用在隔片 之另一方面。隔片20係因應作用在上述兩面之壓力差 二2°之面産生垂直方向的位移。結杲,隔 20”上下之毛極24間的靜電電容會産生變化,該靜泰 :容之變化係以電性方式被讀出,而可作為輪胎内之氣; 、壓力貝訊來利用。此外,壓力感測器除了在此所示之靜 318944 修 JL版 ' 第96〗02440號專利申請案 . . (99 年 4 月 2 日) 變亦有藉由壓電電阻體之失真電阻的 艾化片之位移的方式,亦可使用該種壓力感測器。 :_ Μ於將壓力感測器安裝在輪胎内時的方向,具有三次 疋之自由度。第3圖係顯示壓力感測器之安裝方向之血型 二::的示意性説明圖。第3圖⑷所示之壓力感測器3〇 、文、㈣使對應於壓力檢測方向之隔片20的垂直方 :32與輪胎2之圓周方向一致者。第3圖㈦所示之塵力 感測益30的安裝方向係使隔片2()的垂直方向32與輪胎2 =周4向一致者。此外,第3圖(c)所示之虔力感測器 3〇的女裝方向係使隔片2。的垂直方向32與輪胎2之旋轉 ,34的方向—致者。在此,在本Tm中,塵力感測器⑽ :广圖(c)所示之方向配置在輪胎内。其理由為,當朝 圖(a)所示之方向安裝麗力感測器時,在隔片20會有 因^台2之旋轉所産生的離心力作用,而於輪胎内之氣壓 測置’會產生誤差’而當朝第3圖⑻所示之方向安裝壓力 感測器時,在隔片20會有因輪胎2之旋轉所産生的慣性力 作用,而在輪胎内之氣壓測量中會產生誤差之故。 第4圖係轉頻器6之示意性斜視圖。在基板⑼之表面 配置有麼力感測器30,且形成有與從讀取機12所提供之 供給電磁場相互仙、並將壓力感測器3Q之測量資料傳送 至讀取機12的響應電路。在第4圖中,顯示有積體電路 (IC,Integrated CirCuit)42作為響應電路之一部分,且 例如在基板40之相反面形成有構成響應電路之線圈天線 的印刷圖案。積體電路42除了線圈天線外,並連接於壓力 318944修正版 9 1327114 第96】02440號專利申請. •感測器30之端子(電極24及矽隔 使用例如壓力感測器3〇之端 。積體電路42係 電路,並産生對應電容c 曰\ Μ以構成iC譜振 電路42係藉由使該譜振電流數位且,積體 碼對讀取機〗2之供给電.,,並依知該數位編 送至讀取機12。^心施予調變’即可㈣力資訊傳 再者’如第4圖所示’壓力感測器 部之隔月20的位移方向盥其 便邗馮位私 板40。除了輪胎2之輪距部外土 以使基板面與輪胎之旋轉轴平行卜之方^内之基板40亦能 疋得釉十仃之方式而貼附在車輪S夕 輪圈部。該等位置係比輪2 2之月0肩部、側輪部等其他位 且行歇時之變形較少,因此適合於基板4〇之安 裝。在女裝在該等位置時’第4圖所示 使壓力感測器30之F η μ + 士一 4 川之隔片20的垂直方向32與輪胎内之旋轉 轴平行之方式*被配置。相對於此,#使壓力感測器% 之垂直方向32與基板面垂直而安裝在基板4()時,如上所 述’由於基板40係以使基板面與輪胎之旋轉軸平行之方式 而貼附在輪距部或輪圈部,因此垂直方向32係如第3圖⑷ 所示朝向輪胎2之直徑方向’而難以使垂直方向32朝向與 輪胎之旋轉軸平行的方向。 第5圖係顯示在輪距部之内側面安裝有轉頻器6之輪 胎2的示意圖。第6圖係顯示於輪圈(rim)部安裝有轉頻器 6之車輪8的示意圖。不論何種情況,轉頻器6皆係以使 壓力感測器30之隔片20的垂直方向32朝向與輪胎(或車 10 318944 修 JL 版 1327114 ' 第96102440號專利申請案 (99年4月2曰) 輪)之旋轉軸平行之方向的方式安裝。 【圖式簡單說明】 β. p第j圖^安裝有利用RFiD(無線射頻識別)之TPMS(胎 ’ I監視系統)的汽車輪胎及輪殼相關之部分的示意圖。 第2圖係設置在轉頻器之麗力感測器的示意性剖視 圖。 第3圖(a)至(c)係顯示壓力感測器之安裝方向之典型 3種情形的示意性説明圖。 第4圖係轉頻器之示意性剖視圖。 :5圖係顯示在輪距部之内側面安裝有轉頻器之 的不意圖。 回第6圖係顯示安裝有轉頻器之車輪之輪圈部的示意 【主要元件符號說明】 2 輪胎 6 轉頻器 10 車體 20 隔片 24 電極 30 壓力感測器 40 基板 C 電容 4 輪殼 8 車輪 12 讀取機 22 基體 26 空氣室 32 垂直方向 42 積體電路 318944修正版 11

Claims (1)

1327114 .· 第96102440號專利申請索 (99年4月2曰J 十、申請專利範圍: 1,一種壓力感測器安裝方法,係將具有因應氣壓而變位之 , 變位部的壓力感測器予以安裝在車輛之輪胎内的方 • 法,其特徵為: 前述壓力感測器係於前述變位部的上下隔著間隙 對向配置有形成於前述壓力感測器的基體上的電極; 以在輪胎旋轉時前述變位部與上下的前述電極間 的靜電電容會產生變化之方式’將前述壓力感測器的前 述變位部之變位方向設定為與前述輪胎之旋轉軸平行。 2 · —種輪胎’係安裝有具有因應氣壓而變位之變位部的壓 力感測器者’其特徵為: 月述壓力感測器係於前述變位部的上下隔著間隙 對向配置有形成於前述壓力感測器的基體上的電極; 以在輪胎旋轉時前述變位部與上下的前述電極間 的靜電電谷會產生變化之方式,將前述壓力感測器的前 述變位部之變位方向設定為與前述輪胎之旋轉軸平行。 3. —種車輪’係安裝有具有因應氣壓而變位之變位部的壓 力感測器者,其特徵為: L 月,J述壓力感測器係於前述變位部的上下隔著間 對向配置有形成於前述壓力感測器的基體上的電極 以在輪胎旋轉時前述變位部與上下的前述電極 的,電電容會產生變化之方式,將前述壓力感琪^器 述變位部之變位方向設定為與前述車輪之旋轉軸斗 4· 一種輪胎壓力檢測裝置,係安裝在車輛之輪胎内, 12 1327114 第96102440號專利申請案 以檢測出該輪胎内之氣塵者,其特徵為具有:("年4月2日) 壓力感測器,係利用因應前述氣屢而變位之變位 來測量前述氣壓;及 ° 電路基板,係與從外部供給之供給電磁場相互作 用’且在基板面形成有用以將前述壓力感測器之測量資 料傳送至外部之響應電路; 八中則述壓力感測器係於前述變位部的上下隔 間隙對向配置有形成於前述壓力感測器的基體上的電 極; 則述壓力感測器係以在輪胎旋轉時前述變位部盘 上下的前述電極間的靜電電容會產生變化之方式,將前 述變位部之變位方向設定為與前述基板面平行而安裝 在前述電路基板。 i如申請專利範圍帛4項之輪胎愿力檢測裝置,其中,前 述電路基板係使前述變位部之變位方向與前述輪胎之 旋轉軸平行’並且係貼附在前述輪胎之輪距(tread)部 或安寰有前述輪胎之車輪之輪圈(rim)部。 318944修正版 1327114 第96]02440號專利申請案 (99年4月2曰) 七 、指定代表圖: (一) 本案指定代表圖為:第(3 )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明: 2 輪胎 20 隔片 30 壓力感測器 32 垂直方向 八、 本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學式: 4 318944修正版
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