• Journal of Magnetics
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• 제18권4호
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• pp.473-480
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• 2013

A new concept design of electromagnetic energy harvester is proposed for powering a tire pressure monitoring sensor (TPMS). The thin coil strap is attached on the circumferential surface of a rim and a permanent magnet is placed on the brake caliper system. When the wheel rotates, the relative motion between the magnet and the coil generates electrical energy by electromagnetic induction. The generated energy is stored in a storage unit (rechargeable battery, capacitor) and used for TPMS operation and wireless signal transmission. Innovative layered design of the strap is provided for maximizing energy generation. Finite Element Method (FEM) and experiment results on the proposed design are compared to validate the proposed design; further, the method for design improvement is discussed. The proposed design is excellent in terms of durability and sustainability because it utilizes the everlasting rotary motion throughout the vehicle life and does not require material deformation.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1317-1318
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• 2011

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.907-915
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• 2013

TPMS(Tire Pressure Monitoring System)는 자동차 타이어의 센서부에서 전송된 온도나 압력 등의 데이터를 기반으로 타이어의 상태를 파악하여 운전자가 수시로 이를 점검하여 차량의 주행조건을 최적의 상태로 유지시켜주기 위한 안전보조시스템이다. TPMS는 특성상 무선통신을 기반으로 데이터를 전송하는데, 무선통신 시 TPMS와 비슷한 주파수 대역을 사용하는 외부의 각종 전기 및 전자 장치들에 의한 간섭의 영향으로 통신 장애가 발생할 수 있다. 이러한 다양한 고출력의 간섭을 제거하기 위해 등간격 선형 안테나 어레이 구조의 다양한 빔형성 기술을 사용한다. 빔형성 기술은 많은 수의 안테나를 사용할수록 더욱 향상된 간섭제거 성능을 얻을 수 있는데, 차량 내부의 구조상 사용할 수 있는 안테나의 수는 제한적이다. 본 논문에서는 차량 내부에 설치되는 안테나 수를 늘리기 위해 안테나 사이의 간격을 줄였을 경우 빔형성기의 성능을 비교 분석한다. 빔형성기의 성능분석을 위해 최근에 제안된 TPMS용 스위칭(switching) 빔형성기와 MVDR(Minimum -Variance Distortionless-Response) 빔형성기를 고려한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.64-72
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• 2009

In order to convert efficiently vibration energy of a car tire wheel into electrical power by using piezoelectric materials, the design of the materials must be performed for the dynamic characteristics of the piezoelectric materials to be matched with them of the vibration energy sources well. An accelerometer was installed on the tire wheel with a slip ring to investigate the dynamic mode of the wheel as one of the vibration energy sources. During road test, the measurement on the vibration mode of the tire wheel was performed with variations of car speed and road condition. The experimental data were analyzed details for availability as a micro power source for wireless TPMS(Tire Pressure Monitoring System).

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.364-371
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• 2017

본 TPMS는 타이어의 공기압을 측정하여 운전자에게 현재 타이어의 상태를 알려주는 차량용 전장 시스템이다. TPMS 센서는 소형화, 경량화, 저가격성, 저전력을 위해서 단방향 통신을 사용한다. TPMS 센서 정보의 전송 주기는 운전자에게 제공하는 서비스의 질을 나타내는데, 최적의 전송 주기를 결정하기 위해서 프레임 충돌 확률과 생존 시간(Life time)에 대해서 분석하여야 한다. 본 논문에서는 정상모드와 경고모드가 존재하는 저전력 운영 TPMS에서 벤 다이어그램을 이용한 충돌 확률 모델을 설계하였고, 정상모드 전송 주기 대 경고모드 전송 주기에 대한 비율(n)에 따라 생존 시간과 충돌 확률을 분석하였다. 타이어 교체 시기를 5년, 7년으로 가정하고, 생존시간과 충동 확률을 이용하여 최적화하였을 때, 5년에서 $T_{nP}=31$ 초, $T_{wP}$는 2.4초이고, 7년에서 $T_{nP}=71$초, $T_{wP}$는 2.5초가 된다.

• 한국통신학회:학술대회논문집
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• 한국통신학회 2006년도 하계종합학술발표회 논문 초록집
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• pp.747-747
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• 2006

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.39-41
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• 2003

본 논문은 TPMS(Tire Pressure Monitoring System) 개발을 목적으로 압력센서를 무전원/무선 표면탄성파 센서를 이용하여 측정할 수 있는 방법을 연구한 것이다. Touch mode 방식의 압력센서의 경우 Touch down 되었을 때 정전용량은 큰 변화를 가지며 이후 압력의 증가에 대해 선형적으로 증가한다는 것을 이론적인 계산을 통해서 확인하였다. 또한 이와 같은 특성은 표면탄성파 센서의 응답 주파수의 변화를 통해 측정이 가능하다는 이론적인 모델링을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권2호
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• pp.125-130
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• 2013

TPMS(Tire pressure monitoring system)의 의무장착에 대한 법률개정에 따른 개발의 활성화를 토대로, WSN(Wireless Sensor Network)의 '설치하고 잊어버린다'는 기본 명제 하에, 차량수명과 동일한 성능의 배터리 대체용 에너지 하베스터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문은 자동차의 메커니즘적인 측면에서 가장 유용한 회전운동 성분을 이용하여 회전하는 휠과 고정된 브레이크 디스크 사이의 상대운동을 통한 전자기 유도방식 발전을 채택하였다. 휠 측에 구성된 코일과 브레이크 디스크에 매립된 자석의 다양한 배열과 코일 권선수 등을 설계변수로 잡고 직교배열표를 이용하여 최적의 조합을 찾아낸 후 실험을 통해 실제 축전되는 전기 에너지의 양을 측정하여 도출된 특성함수를 바탕으로 본 모듈의 타당성을 검증하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권2호
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• pp.1-8
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• 2012

본 논문은 자동차용 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS)의 핵심 부품인 가속도센서에 관한 연구이다. 일반적으로 압저항형 가속도센서는 정전용량형 가속도센서에 비하여 제조 비용이 적고 출력 특성이 선형적이며 주변 잡음에 면역성이 강한 장점을 갖는다. 그래서 TPMS용으로 압저항형을 선택하였고, ANSYS 프로그램을 이용하여 3가지 타입의 구조를 설계하여 공진주파수 특성을 비교하여 가장 안정적인 구조인 질량체 가장자리의 가운데에 있는 4개의 빔에 의하여 지지되는 브릿지 타입의 실리콘압저항형 가속도센서를 선택하였다. 그리고 센서 크기를 고려하여 빔의 길이는 $200{\mu}m$로 정하였으며, 빔 길이에 따른 최대응력과 최대변위를 시뮬레이션하여 센서를 설계하였다. TPMS용 4 빔 실리콘 미세 압저항형 가속도센서의 크기는 $3.0mm{\times}3.0mm{\times}0.4mm$의 크기로 제작 되었다. 휠 각도에 따른 출력 특성과 온도 특성을 측정하여 센서의 특성을 분석 하였다. 그 결과 가속도센서의 옵셋 전압은 43.2 mV 이고 감도는 $42.5{\mu}V/V/g$ 이다. 센서의 특징으로 내충격성은 1500 g 이고, 측정 범위는 0 ~ 60 g, 사용온도는 $-40^{\circ}C{\sim}125^{\circ}C$ 를 갖는다.