KR100397951B1 - 차량의 타이어 및 휠조립체에서의 타이어 팽창압을 모니터링하는 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본발명은 진공타이어를 갖춘 휠(51, 52, 53, 54)을 가진 차량으로서 상기 휠의 일정양의 회전속도인 신호를 발생시키는 센서(55내지 62), 차량의 운전자에게 정보를 제공하도록 배열된 인디케이터(68, 69, 75 내지 79, 85 내지88, 93), 그리고 센서 및 인디케이터와 조정 가능하게 결합된 컴퓨터(67)을 포함하는 차량에 사용하는 시스템, 방법 및 장치에 관한 것이다. 컴퓨터는 차량작동시 휠속도 센서를 모니터하도록, 그리고 타이어 팽창압을 나타내는 값을 결정하여 이 값이 소정된 값 이하로 떨어지면 운전자에게 신호를 주는 기능과, 타이어 팽창압을 나타내는 값을 결정하여 이 값을 운전자에게 신호를 주는 기능과, 차량속도를 나타내는 값을 계산하여 이 값을 운전자에게 신호를 주는 기능과, 그리고 차량에 의해 주행된 거리를 나타내는 값을 계산하여 이 거리를 운전자에게 신호를 주는 기능중 적어도 하나의 기능을 수행하도록 배열되어 있다.

Description

차량의 타이어 및 휠 조립체에서의 타이어 팽창압을 모니터링하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MORNITORING TIRE INFLATION PRESSURE IN A VEHICLE TIRE AND WHEEL ASSEMBLY}

차량속도를 측정하여 디스플레이하고, 주행된 거리를 측정하여 디스플레이하는 기능들은 현재 공지된 속도계 및 주행거리계 장치에 의해 수행된다. 현존하는 이들 장치는 여러 단점이 있다. 예를 들면 주행거리계는 일련의 드럼형상 다이얼로 통상 이루어져 있는데, 이는 적절히 서로 맞물려 가요성 케이블에 의해 구동되고, 이는 다시 차량구동열에 부착된 한 쌍의 기어에 의해 또는 차량휠들 중 어느 하나의 훨에 의해 구동되도록 되어 있다. 이 작동은 통상적으로 휠이 특정의 결정가능한 마일당 회전수를 이루고 그리고 이 구동휠에 맞물려 있는 구동열 역시 결정가능한 마일당 회전수를 이룬다는 사실에 근거하여 이루어진다. 주행거리계는 기본적으로 휠회전수를 세어, 기어비에 의해 휠회전수를 주행거리로 환산시킨다.

주행거리계 구동케이블을 차량구동열에 연결시키는데 사용되는 기어들은 정수의 톱니수를 가져야 하기 때문에, 고유의 에러가 발생하게 된다. 즉, 기어는 분수의 톱니를 가질 수 없고 또한 실용적인 목적을 위해 이들 기어들 중 적어도 하나의 기어의 톱니수는 통상 적다. 따라서, 단지 한정된 비교적 작은 수의 비가 이용가능하여, 기어비를 주행거리계의 필요조건에 정확하게 적합시키는 것은 거의 불가능하다. 현재의 실무하에서는 ± 4% 까지의 매칭에러가 허용가능하다. 또한 타이어의 크기, 구조, 재료, 노화, 팽창압, 온도, 회전속도, 마모, 부하 및 타이어-대-도로 상호작용에서의 통상의 변화가 타이어의 실제 마일당 회전수를 통상치로부터 변화시키기 때문에 비정밀도가 발생하게 된다. 정밀도를 보다 크게 하고 기계적 복잡성을 감소시키는 것이 필요하게 된다.

현재 가장 일반적인 타입의 속도계는 주행거리계와 동일하게 가요성 케이블에 의해 구동되며 알루미늄과 같은 전도성재료로 만들어진 컵형상 부재 내측에서 회전하는 회전자석을 이용한다. 자석의 회전은 전도성재료에서 맴돌이 전류를 야기하고, 이는 자석회전장과 상호작용하여 자석과 동축으로 회전가능하게 장착된 부재를 자석과 동일한 방향으로 회전하도록 한다. 하지만, 컵형상부재의 회전은 스프링에 의해 저항을 받기 때문에, 이 부재는 자석회전장과 맴돌이 전류의 반작용의 힘과 스프링의 힘이 균형을 이루는 평형위치를 취하게 된다.

스프링 비율이 대략 선형이고, 맴돌이 전류 반작용력이 결과적으로 차량속도에 대략적으로 비례하는 자석회전속도에 대략적으로 비례하기 때문에, 중립위치에서 측정된 컵의 회전각도는 차량속도에 대략적으로 비례한다. 컵부재에 부착되어 함께 회전하는 바늘은 다이얼상에 배열된 숫자들을 가리켜 차량속도를 나타낸다.

이와 같은 속도계는 주행거리계와 동일한 케이블에 의해 구동되기 때문에, 동일한 에러들이 발생하게 된다. 하지만, 다이얼 상의 숫자들을 적절히 배치하여 기어비 부적합의 영향과 상이한 속도에서의 마일당 타이어 회전수의 변화의 영향은 보상될 수 있다. 그러나, 주행거리계로부터 유발되는 다른 에러들은 보상되지 않으며, 또한 속도계는 그 자체에 또다른 3개의 에러 요인을 가지고 있다. 첫째로, 맴돌이 전류 반작용력과 자석회전속도사이의 관계 및 속도계 스프링은 약간 가변가능하고 비선형적이어서, 광범위한 속도에 걸쳐 정밀한 속도 디스플레이를 얻는 것은 실용적으로 불가능하다. 둘째로, 이 메카니즘은 이력현상과 백래쉬의 영향을 받는다. 셋째로, 이 장치의 출력은 온도변화에 의해 영향을 받는다. 맴돌이 전류와 스프링 기구의 기본적인 비정밀도로 인한 시간당 3 내지 4마일의 에러와 그리고 온도변화로 인한 시간당 2 내지 3마일의 에러는 허용가능한 것으로 간주된다. 다른 특정타입의 속도계는 맴돌이 전류, 스프링 및 바늘배열 대신에 작은 제너레이터와 이것과 결합되는 미터기를 채용하지만, 이 타입도 통상적인 타입의 속도계와 동일한 에러 요인을 갖고 있다. 따라서 보다 정밀하면서도 복잡하지 않은 속도계가 요구된다.

차량주행시 타이어 팽창압을 측정하여 디스플레이하는 기능과, 그리고 위험할 정도로 부족하게 팽창된 타이어인 경우 운전자에게 경고하는 기능은 경차량에 널리 사용되고 있는 현존하는 어떠한 장치에 의해서도 수행되지 않는다. 이들 목적을 위해 여러 설계가 개발되었지만, 지금까지는 모두가 상당히 복잡하고 비용이 많이 소요되므로, 이들의 이용은 군수차량과 같은 특정분야에 한정되어 있다. 어떠한 것도 승용차 및 경트럭에 널리 사용되기에 충분할 정도로 경제적이고 신뢰성있다라고는 입증되지 않았다. 하지만, 경차량은 2가지 주요이유로 해서 이와 같은 시스템을 필요로 하고 있다. 첫째로, 운전자가 부족하게 팽창된 타이어를 알지 못한채로 차량을 이 상태로 계속 주행하는 것은 예외적인 것이 아니다. 이것은 타이어를 손상 또는 펑크낼 수도 있고, 보다 심각하게는, 위험할 정도로 부족하게 팽창된 타이어에 의해 차량의 핸들링을 변화시켜 사고를 유발할 수도 있다.

둘째로, 비용, 공간 및 무게를 줄이기 위하여, 여러 자동차 제조회사들은 경차량(즉 승용차 및 경트럭)에서 스페어 타이어를 제거하고자 한다. 이 목적을 위해서, 여러 타이어 제조회사들은 완전히 공기가 빠져나간 경우에도 제한된 속도에서 제한된 시간동안, 예를 들면 시간당 50마일의 속도에서 50마일을 주행할 수 있는 소위 런플랫타이어(run-flat tire)를 개발하고 있다. 이론적으로 이러한 타이어가 구비된 차량의 운전자는 부족하게 팽창된 또는 펑크난 타이어에 의해 발생하는 난감한 상황을 피할 수 있고, 적당한 거리만큼 계속 운전하여 정비소에 도착해서 보수를 받을 수 있다. 그 결과, 이러한 차량은 스페어 타이어를 필요로 하지 않는다. 하지만, 이것은 운전자 차량의 타이어가 압력을 손실하거나 펑크가 날 때 운전자가 그 변화를 인식하지 못하기 때문에 실제로 실시되지 못하고 있다. 결과적으로 운전자는 운전을 계속하게 되고, 그 결과 통상의 타이어보다 훨씬 나쁜 상태를 유발시킨다. 타이어가 손상되거나 파손되었을 뿐만 아니라 스페어 타이어 조차도 갖지 않은 운전자나 승객은 어떠한 타이어도 이용할 수 없는 상황에 처하게 된다. 이 때문에 여러 자동차 엔지니어는, 경차량에 런플랫 타이어가 구비되어도 이 경차량으로부터 스페어 타이어를 제거하기 위한 해결책은 타이어의 압력을 모니터링하여 압력이 위험하게 낮을 때 운전자에게 신호를 보내는 것이라는 결론에 이르게 되었다.

본 발명은 차량속도와 타이어의 회전속도 사이의 복합관계에 관한 것으로, 이 관계를 이용하여 개량된 주행거리계, 개량된 속도계, 차량운행시 타이어 팽창압을 결정하여 디스플레이하는 것 및/또는 차량운행시 타이어가 위험할 정도로 불충분하게 팽창되어 있는 경우 차량운전자에게 경고하는 것에 대한 현존하는 요구를 충족시키는 것에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 첨부된 도면과 다음의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.

도 1은 정상적으로 팽창된 타이어를 도시하는 공기 타이어 및 휠 조립체의 단면도,

도 2는 부족하게 팽창된 타이어를 도시하는 동일한 공기 타이어 및 휠 조립체의 단면도,

도 3은 본 발명의 원리를 예시하는 개괄적인 부분블록도,

도 4는 직독식 지면 속도 및 거리 측정수단과 네비게이션 수단을 구비하는 차량에 대한 일부단면 개략측면도,

도 5는 본 발명의 구성요소를 포함하는 차량의 구동장치의 개략 일부 평면도로서, 도 3의 특정 예를 도시하고 있는 도면,

도 6은 도 5의 화살표(6)의 방향으로 보았을 때 휠 속도센서의 구성요소를 도시하는 도면,

도 7 및 도 8은 도 3 및 도 5에 도시된 것의 변형 실시예로서 사용될 수 있는 디스플레이 시스템의 개략도.

본 발명의 목적은 주행시 공기 타이어의 팽창압을 측정하여 운전자에게 이들 압력을 디스플레이하는 경제적이고 신뢰적인 시스템, 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 차량속도를 측정하여 디스플레이하는 개량된 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 차량에 의해 주행된 거리를 측정하여 디스플레이하는 개량된 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 차량의 타이어 압력이 소정된 역치 이하로 떨어지면 운전자에게 경고하는 경제적이고 신뢰성있는 기구를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 주행시 타이어 팽창압을 모니터링하여, 타이어 압력이 소정된 역치 이하로 떨어지면 경고신호를 보내는 시스템, 방법 및 장치로서, 경고신호를 보낸 후 모니터링을 계속하고 그 계속된 모니터링이 압력이 실제로 역치 이하인 것을 나타내지 않으면 경고신호를 취소하고 정상작동을 회복시키는 시스템, 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 차량이 사용되기 이전에 또는 그 후 사용 중에 또는 양쪽 모두의 경우에, 특정 차량의 특성 및 그 사용목적에 따라 교정될 수 있는 상기 시스템, 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 여러 차량에 이미 존재하고 있는 시스템 또는 보조시스템을 이용할 수 있는 상기 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 휠(3) 상에 장착된 공기 타이어(2)로 구성된 타이어 및 휠 조립체(1)를 도시하고 있다. 이 타이어는 정상압력으로 팽창되어 있고 접촉부(5)에서 도로 또는 지면(4)과 접촉한다. 조립체는, 지면(4)을 따라 구를 때 중심선(6)에 대하여회전하고 그 구름반경은 중심선(6)에서 접촉부(5)의 유효중심까지의 수직거리, 즉 R이다. 그 결과 미끄럼을 무시하면 1회전시 타이어 및 휠 조립체와 그리고 이것이 장착된 차량은, 주행된 거리와 반경(R)이 예를 들면 인치, 피트 또는 미터와 같은 단위로 측정되는 것으로 가정한다면, 2π(R)의 거리만큼 주행한다.

도 2는 부족하게 팽창된 타이어(2A)를 제외하고는 도 1의 조립체와 동일한 타이어 및 휠 조립체를 도시하고 있다. 지면(4A)과의 접촉부(5A)에서의 팽창되지 않은 타이어(2A)의 변형이 지면(4)과의 접촉부(5)에서의 정상적으로 팽창된 타이어(2) (도 1)의 변형보다 크기 때문에, 부족하게 팽창된 타이어(2A)의 구름반경(R1)(중심선(6A)에서 접촉부(5A)까지의 거리)은 정상적으로 팽창된 타이어(2)의 구름반경(R)보다 작다. 유사하게, 미끄럼을 무시하면, 각각의 타이어(2A)의 회전에 대해 타이어가 장착된 차량은 2π(R1)의 거리만큼 주행한다. R1이 R보다 작기 때문에 회전당 주행거리는 부족하게 팽창된 타이어(2A)가 정상적으로 팽창된 타이어(2)보다 상대적으로 작다.

도 1 및 도 2는 단지 예시적인 것이어서, 동적상태하에서 구름반경, 또는 그 역함수, 마일당 회전수를 결정하는데 관계하는 복잡한 사항은 도시하지 않고 있다. 하지만, 이들은 통상적으로 타이어의 팽창압력이 정상값에서 내려감에 따라 구름반경이 감소하고 그리고 결과적으로 회전당 주행하는 거리가 감소한다는 사실을 예시하고 있다. 그 결과, 주어진 차량속도에서 부족하게 팽창된 타이어는 정상적으로 팽창된 때 보다 빠르게 회전하여야 한다. 결국 특정조건들하에서 타이어의 회전속도를 측정하여 이 측정된 속도를 이들 조건에 대한 기준 또는 정상 속도와 비교하도록 설계된 장치가, 이 장치의 압력범위 및 정밀도 제한치 내에서, 타이어의 팽창압을 추론할 수 있게 된다.

이러한 장치를 설계하는데 있어서는, 일정한 부가적인 인자가 고려되어야 한다. 예를 들면, 주행거리계 정밀도의 결정에 있어서, 상술한 바와 같이, 팽창압력 이외의 다른 인자들이 타이어 구름반경과 마일당 회전수에 영향을 주는 것으로 공지되어 있다. 또한, 팽창압력과 구름반경 또는 마일당 회전수 사이의 관계는 비선형이어서 통상 경험적으로 결정되어야 한다. 그럼에도 불구하고, 유효한 압력범위에 걸쳐 팽창압력과 마일당 구름반경 및 회전수사이의 정량화된 관계가 존재하고, 그리고 이러한 관계를 근거로 하여 타이어압력, 차량속도 및/또는 주행거리를 모니터링하는 시스템, 방법 및 장치가 이용가능하다. 다음의 기본원칙과 관례를 근거로 하여 이러한 발명이 아래에서 설명될 것이다 : 정상작동에서 도 1 및 도 2에 예시된 바와 같은 타이어 및 휠 조립체는 하나의 유니트로서 회전하여 타이어의 회전속도는 각각의 휠속도와 같고, 따라서 설명과 계산을 위해 각각의 휠속도로 대체 가능하다. 유사하게 각각의 주행된 마일 또는 킬로미터에 대하여, 타이어는 타이어가 장착되는 휠과 동일한 회전수를 만든다. 실제로, 타이어의 구름반경이 작동상태에서 쉽게 측정될 수는 없지만, 그 역함수, 즉 타이어가 마일 또는 킬로미터당 만드는 회전수는 쉽고 정밀하게 측정될 수 있다. 이러한 이유로, 이하 설명과 계산에 있어서는, 마일당 타이어의 회전수값이 종종 구름반경값과 대체되어 사용된다.

타이어가 주행 마일당 이루는 회전수는 예상되는 바와 같이 다수의 인자(타이어 크기, 타입, 구조, 사용된 재료, 냉팽창압, 타이어당 부과된 하중, 속도, 주위온도 등)에 관련되고, 이들 관계의 영향은 용이하게 입수가능한 장비를 이용하여 정밀하게 측정되어 차트 또는 퍼포먼스 맵에 표로 만들어질 수 있다. 이러한 차트 또는 퍼포먼스 맵으로부터, 예를 들면 타이어 크기, 구조, 재료, 냉팽창압, 각각의 타이어당 부과된 하중, 차량속도 및 주위온도와 같은 기타 판단될 변수의 동시점의 값이 공지되어 있다면, 예를 들면 순간적인 타이어압력과 같은 미지의 변수값을 표로 만들어진 관계 및 데이터의 정밀도의 제한 내에서 결정하는 것은 가능하다.

도 3은 차량에 설치하기에 적합한 압력감지 및 디스플레이시스템의 부분 블록도이다. 연결부(7∼10)는 회로이며, 이들 각각은 차량의 4개의 휠중 하나와 결합된 휠속도 감지유니트(도 6)로부터 컴퓨터(11)로 휠회전속도신호를 보낸다. 연결부(12)는, 차량의 속도계로부터, 또는 도 4에 도시된 바와 같은 직독식 속도 측정시스템으로부터, 또는 차량속도를 측정하는 적절한 다른 장치로부터, 컴퓨터(11)로 차량속도신호를 보내는 회로이다. 전자식 온도감지유니트(13)는 회로(14)에 의해 컴퓨터(11)에 연결된다. 속도계 디스플레이유니트(15)는 회로(17)에 의해 컴퓨터(11)에 연결된다. 주행거리계 디스플레이유니트(16)는 회로(17)에 의해 컴퓨터(11)에 또한 연결된다. 디지털 디스플레이 또는 LCD 유니트와 같은 타이어 압력 디스플레이유니트(18-21)는 회로(22-25) 각각에 의해 컴퓨터(11)에 연결된다. 음성경고장치(26)는 회로(27)에 의해 컴퓨터(11)에 연결된다. 비 소멸성 메모리(28)는 회로(29)에 의해 컴퓨터(11)에 연결된다. 인터페이스장치(30)는 회로(31)에 의해 컴퓨터(11)와 메모리(28)에 연결된다. 컴퓨터 프로그램장치(32)는 회로(33)에 의해 컴퓨터(11)에 연결된다.

컴퓨터(11)는 출력장치(15, 16, 18-21 및 26)를 작동시키기 위해 필요한 증폭기를 가지고 있다. 컴퓨터(11) 또는 이것과 결합된 다른 컴퓨터는 회로(7-10 및 12)에 연결된 센서로부터 다양한 신호(디지털, 아날로그 등)를 수신하여 변환시켜 이용하는데 또한 적합하게 되어 있다. 또한, 4개의 휠속도 센서에 대하여 4개의 회로(7-10)가 도시되어 있지만, 모니터링될 휠의 수에 따라 보다 많은 또는 보다 적은 회로 및 이것과 결합되는 센서도 가능하다. 또한, 이 시스템이 적용되는 대상에 따라 도 3에 도시된 구성요소의 일부가 옵션이거나 불필요하게 될 수도 있다. 예를 들면 이 시스템이 단지 낮은 타이어 압력 경고용으로 사용될 때에는, 속도계(15), 주행거리계(16), 메모리(28), 인터페이스(30), 프로그램장치(32) 및 회로(12, 14, 17, 29, 31 및 33)가 옵션이거나 불필요하게 될 수도 있다. 디지털 압력 인디케이터(18-21)는 도 5, 7, 8에 도시된 바와같이 선택적으로 아날로그, 바이너리 또는 디지털 인디케이터로 대체될 수도 있고, 아날로그 속도계 디스플레이(15)는 도 5에 도시된 바와 같은 디지털 인디케이터로 대체될 수도 있다.

비 소멸성 메모리(28)는 상이한 속도, 주위온도, 타이어 냉팽창압 및 기타 작동상태에서의 마일당 타이어 회전수와 팽창압 사이의 관계를 나타내는 상술한 바와 같은 맵, 테이블 또는 차트로 되어 있는 데이터 베이스를 가지고 있다. 이들 관계는 타이어 자체의 여러 특성, 예를 들면 사용된 탄성체의 혼합, 타이어크기, 종횡비, 구조타입(플라이의 수, 바이어스 플라이, 벨트, 레이디얼 플라이, 런플랫 등)을 포함하는 여러특성에 의해 영향을 받기 때문에 메모리(28)를 교체 또는 재프로그램할 수 있도록 규정된다. 또는, 다수의 상이한 타입의 타이어에 대한 데이터세트가 메모리(28)내에 맵핑되고, 예를 들면 프로그램장치(32) 및 회로(33)를 통하여 컴퓨터가 적합한 데이터 서브세트를 이용하는 방식으로 지시되도록 규정된다. 실제로, 이들 방법의 조합이 사용될 수도 있다.

작동시, 모니터링 및 디스플레이 단계는 컴퓨터(11)에 의해 제어된다. 이 단계는 사이클들 내에서 작동하고, 각각의 사이클은 컴퓨터 타이밍 회로로부터의 신호에 의해 개시된다. 사이클 스타트신호시, 컴퓨터(11)는 회로(12)를 통하여 차량속도측정수단으로부터 차량속도신호를 판독하고, 원하는 단위로 차량속도를 계산하여, 회로(17)를 통하여 속도계(15)상에 차량속도를 디스플레이하고, 그 다음 이전 갱신된 사이클 이후의 시간과 속도를 근거로 하여 최근 갱신된 이후에 주행된 거리를 계산하여, 역시 회로(17)를 통하여 주행거리계 디스플레이(16)를 갱신한다. 컴퓨터는 또한 회로(14)를 통하여 센서(13)로부터 주위온도 신호를 판독하여 원하는 단위로 주위온도를 계산한다. 컴퓨터(11)는 휠센서 유니트들 중 어느 하나(예를 들면 좌전륜과 결합된 것)에 의해 전송되는 신호를 보내는 회로(7-10) 중 어느 하나의 회로(예를 들면 회로(7))에서 휠 회전속도 신호를 판독하여 원하는 단위로 이 휠의 속도를 계산한다. 결정된 휠속도, 주위온도 및 차량속도에 대한 값으로, 컴퓨터는 메모리(28) 내에서 이들 값에 대응하는 타이어 팽창압 데이터를 찾는다. 이것은 필요할 때 보간 또는 특별한 계산을 수행하여, 예를 들면 인디케이터(18)와 같은 좌전륜과 결합된 정보판독부상에 결과적인 타이어압력을 디스플레이한다. 다음 사이클 스타트 신호를 수신하면, 컴퓨터는 이 단계를 반복하지만 예를 들면 회로(8)로부터의 신호와 같은 다른 휠의 휠속도 신호로 대체하여 예를 들면 인디케이터(17)와 같은 그 휠에 상응하는 정보판독부 상에 그 결과를 디스플레이한다. 그 결과 컴퓨터는 모든 것이 완료될때까지 각각의 타이어의 압력을 순서적으로 계산하여 디스플레이하고, 그 다음 맨처음 단계로 복귀하여 계속해서 그 단계를 반복한다. 각각의 컴퓨터 사이클이 비교적 짧고, 디스플레이유니트(15,16 및 18-21)가 컴퓨터의 갱신 사이클 사이의 바람직하지 않은 플릭커 또는 변동을 방지하기에 충분한 지속성을 가져야 한다.

또한 깊은 구멍에 부딛힘, 거친 도로면 상의 휠 튐, 개개의 휠 회전 또는 휠 잠금상태, 코너돌기, 심한 가속 또는 제동 등에 의해 발생되는 휠속도의 순간적인 변화는 컴퓨터가 잘못된 팽창값을 디스플레이하도록 할 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해서, 디스플레이유니트로 송신된 신호는 공지된 여러 방법에 의해, 예를 들면, 바로 직전 값과 현저하게 상이한 값을 버리는 방법, 어느 한 사이클에서 다음의 사이클까지 디스플레이되는 값이 변화할 수 있는 양을 제한하는 방법, 디스플레이되는 값이 다수의 계산사이클을 거쳐 결정된 평균값이 되도록 하는 방법 등에 의해 고르게 된다. 하지만, 정밀성과 반응시간을 위해, 이러한 제한이 이따금 잘못된 저압 경고를 운전자에게 보내는 결과를 유발하더라도, 디스플레이되는 신호를 고르게 하거나 필터링 하는 양을 제한하는 것이 바람직하다. 잘못된 경고를 검출하기 위해서, 이 시스템은 경고가 발한 후에도 휠속도를 계속해서 모니터링하여, 이후 값들이 허용가능한 것이면 경고신호를 취소하고 정상작동을 계속하게 된다.

통상의 또는 냉 타이어 팽창압변화가 타이어속도, 차량속도 및 팽창압력 사이의 현재 관계에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 정밀도를 증가시키기 위해서 냉 타이어 팽창압은 냉팽창압이 변경될 때마다 프로그램장치(32) 및 회로(33)를 통하여 컴퓨터에 입력될 수 있다. 이것은 그 압력 결정시 이 냉압력에 대응하는 메모리(28)내의 데이터 서브 세트를 컴퓨터가 검색하도록 한다. 물론, 본 발명이 근거로 하는 상관관계의 정밀도를 더욱 개선하기 위해, 차량속도, 주위온도 및 냉타이어 압력 이외에 다른 입력(예를 들면 각각의 휠에 의해 부여된 하중)도 가능하며, 본 발명은 이들 열거된 상태의 입력에 제한되는 것은 아니다.

도 3에 예시된 시스템은 (a) 차량의 개개의 휠의 회전속도가 회로(7-10)를 통하여 컴퓨터(11)에 입력되기 때문에, (b) 컴퓨터가 메모리(28) 내의 마일당 휠 회전수 데이터 베이스에 엑세스할 수 있기 때문에, 그리고 (c) 컴퓨터가 정밀한 클록을 포함하고 있기 때문에, 회로(12)에 입력되는 거리신호 또는 외부차량속도 없이도 작동할 수 있다. 이들 소스로부터의 정보로, 컴퓨터는 차량속도와 주행거리를 계산할 수 있다. 이러한 속도계와 주행거리계는 현존하는 기계적 또는 전자기계적 유니트에 비해 정밀도, 비용 및 내구성에 장점이 있다. 비용과 내구성의 장점은, 현존하는 컴퓨터(11)에 의해 작용되는 단순한 연산제어하에서 단순한 전자디스플레이(15,16) 및 회로(17)로, 구동기어, 구동케이블, 주행거리계 계산기, 그리고 속도계 맴돌이 전류 및 스프링 기구를 제거한 것에 기인한다. 종래의 유니트에 비하여, 제안된 속도계와 주행거리계의 정밀도 장점은 종래의 유니트와 다른 3개의 차이점으로부터 기인하는데, 첫째로, 종래 기계적으로 구동되는 속도계와 주행거리계의 기어비가 맞지않는 에러가 본 발명의 시스템에서는 존재하지 않고, 둘째로 종래의 속도계에서 온도변화, 이력, 백래쉬 및 맴돌이 전류와 스프링 변수에 의해 발생하는 에러가 이 개시된 시스템에서는 없으며, 셋째로, 이 개시된 시스템으로의 입력값은 종래 주행거리계와 속도계를 설계하는데 이용되는 통상의 값보다 더 정밀한 마일당 휠회전수의 경험 데이터를 근거로 하고 있다는 것이다. 더욱이, 제안된 시스템은, 어떠한 휠속도신호 또는 신호들이 실제 차량 속도에 대응하는지를 결정하여 이들 최상의 값에 근거하여 계산을 행하는 알고리즘을 용이하게 채용할 수 있다. 예를 들면, 컴퓨터는 극단적인 값(휠 회전, 휠 잠금 또는 부족하게 팽창된 타이어에 의해 발생될 수 있는 값)을 무시하도록 프로그램되거나, 또는 불규칙적이거나 신속하게 변화하는 값을 무시하도록 프로그램될 수도 있다.

상기 언급된 장점에 더하여, 보다 정밀한 주행거리계 및 속도계는 새로운 차량 특성의 가능성을 제공하고 있다. 예를 들면, 차량자체로부터 입수가능한 주행거리, 방향 등의 값만을 입력치로서 이용하는 "추측항법" 차량 네비게이션 위치결정시스템을 달성하려는 시도를 하였다. 이러한 시스템은 예를 들면 우주에 있는 위성과 같은 고정 기지국에서 발송하는 신호의 삼각 측량에 의해 차량위치를 결정하는 시스템보다 단순하지만, 이들 독립식 시스템은 종래의 주행거리계 유니트가 제공할 수 있는 것보다 정밀한 거리측정을 필요로 한다.

도 4는 공지된 타입의 독립식 위치결정 및 네비게이션 시스템을 위한 직독식 속도 및 거리 측정장치가 구비된 차량(34)을 도시하고 있다. 레이더 송수신기(35)는 광선(35A)을 방사하고 이는 각도(A)로 도로 또는 지면(36)에 부딪힌다. 광선(35A)은 분산되고, 이 광선의 일부분이 송수신기(35)로 되돌아 반사된다. 주지된 도플러 효과로 인하여 광선의 반사된 일부분은 반사된 광선과 주파수에서 명백한 차이를 갖고 있다. 송수신기(35)는 주파수 데이터를 포착하여 이것을 회로(37)를 통하여 컴퓨터(38)로 보내어 최후 갱신 이후의 주행된 거리와 차량의 순간속도를 짧은 간격으로 계산한다. 이 정보는 회로(39)를 통하여 속도계 디스플레이(40)와 주행거리계 디스플레이(41)에 전달된다. 컴퓨터(38)는 회로(45)를 통하여 나침반(44)으로부터 방향 데이터를 또한 판독하여, 이 데이터에 지금 막 계산된 거리값을 더하여 최후 계산된 사이클 이후의 차량의 증분 이동에 상응하는 벡터를 계산해낸다. 그 다음 컴퓨터는 네비게이션 계산기가 마지막으로 리세트된 이후로 계산된 이전 증분 벡터 모두의 합을 이 증분벡터에 더하고, 그리고 상기 리세트된 시간에서의 차량위치에 대한 차량의 현재위치를 결정한다. 그 다음 컴퓨터는 회로(43)를 통하여 이 위치정보를 네비게이션 디스플레이유니트(42)에 보낸다. 이러한 방식으로 디스플레이(42)는 차량이 코스를 주행함에 따라 차량의 현재 위치를 나타내도록 연속적으로 갱신된다. 이 레이더 시스템은 현재까지는 광범위하게 이용되기에 너무 복잡하고 비싸다. 도 3 및 도 5에 예시된 바와 같이 제시된 시스템은 거리측정용의 보다 단순하고 비용이 저렴한 대안을 제공한다.

도 5는 도 3에 예시된 시스템의 변형 예를 구비한 차량의 부분 개략도이다. 차량(46)은 트랜스미션/최종구동유니트(48), 축(49,50) 및 타이어 및 휠 조립체(51,52)를 구동하는 엔진(47)에 의해 동력을 받는다. 타이어 및 휠 조립체(53,54)는 구동되지 않는다. 타이어 및 휠 조립체(51-54)는 도 1에 도시된 것과 유사하다. 톱니 가공된 링(55-58)은 각각의 휠 조립체(51-54)에 고정되어 이 조립체와 함께 일체로 그리고 동축으로 회전한다.

감지유니트(59-62)는 공지된 방식으로 각각의 톱니가공된 링(55-58)과 작동가능하게 결합되어 이 링과 결합된 휠 조립체의 회전속도를 감지한다. 각각의 센서(59-62)는 회로(63-66)들 중 어느 하나에 의하여 컴퓨터(67)에 연결된다. 속도계 디스플레이 유니트(68)와 주행거리계 디스플레이유니트(69)는 회로(70)에 의해 컴퓨터(67)에 연결된다. 저압경고등(75-78)은 각각의 회로(71-74)에 의해 컴퓨터(67)에 연결된다. 음성경고장치(79)는 회로(80)에 의해 컴퓨터(67)에 연결된다. 프로그램장치(81)와 인터페이스장치(83)가 각각의 회로(84,82)에 의해 컴퓨터(67)에 연결된다. 컴퓨터(67)는 인디케이터(68, 69, 75-78)와 음성장치(79)에 동력을 공급하기 위해 필요한 증폭기를 가지고 있다.

도 6은 도 5에 있는 화살표(6)의 방향에서 바라본 톱니가공된 링(58)과 그리고 이것과 결합된 센서(62)의 배열을 도시한 도면이다. 다른 휠들 각각에서 링과 센서의 배열은 유사하다. 이들 링과 센서는 공지된 타입이고 이들은 일부 차량에서 현존하는 잠금방지브레이크 시스템에 사용되는 것과 같은 링과 센서일 수 있다. 유사하게, 도 5에서 컴퓨터(67)와 회로(63-66)는 일부 차량에 대해서 잠금방지 브레이크 시스템과 공유될 수 있다. 도 7과 도 8은 도 3 및 도 5에 도시된 양 시스템에 사용될 수 있는 대체 디스플레이를 도시하고 있다. 도 7은 도 3의 인디케이터(18-21) 및 회로(22-25)를 대체할 수 있는 또는 도 5의 인디케이터(75-78) 및 회로(71-74)를 대체할 수 있는 아날로그 인디케이터(85-88) 및 이와 결합되는 회로(89-92)를 도시하고 있다. 도 8은 도 3의 디스플레이장치(18-21) 및 회로(22-25) 또는 도 5에 있는 디스플레이(75-78) 및 회로(71-74)를 또한 대체할수 있는 단일화된 디스플레이(93)와 이것과 결합된 회로(94)를 도시하고 있다.

도 5에 도시된 시스템은 도 3에 도시된 것보다 덜 복잡하다. 이것은 실제 타이어 압력을 디스플레이하지는 않지만 타이어 압력을 모니터링하여 압력이 소정된 역치 이하로 떨어지면 타이어가 압력이 낮음을 나타내는 등을 점등하고 음성경고(부저, 신호발신장치, 차임, 음성 메시지 등)을 발하여 이 문제를 운전자에게 알린다. 또한 이 시스템은 현재의 속도계 및 주행거리계 보다 정밀하게 주행된 거리와 차량속도를 계산하여 디스플레이한다. 단지 낮은 타이어 압력 경고 시스템으로서 작용하는 도 5의 단순 실시예에서, 차량(46)은 모두가 동일 크기와 타입의 구조인 타이어 및 휠 조립체(51-54)가 구비되므로, 적절히 그리고 동일하게 팽창될 때 이들의 구름반경은 실용적인 목적상 동일, 즉 그들의 제조공차, 하중변형 등에 의한 제한 내에서 동일하게 될 것이다. 그들의 구름반경이 동일하기 때문에 모든 타이어는 차량이 주행하는 각각의 마일당 동일한 회전수를 만들것이고 반대로 주어진 차량 속도에서 모든 타이어와 휠은 거의 동일한 회전속도를 가질 것이다. 순간적인 상황(휠 튐, 휠스핀, 브레이크 잠금상승, 불공평한 견인상태 등)을 무시하면, 휠 속도에서의 작은 차이는 구동휠과 피구동휠 사이의 상이한 타이어 접촉부 동적 특성, 정상 타이어 허용공차 및 변화, 하중과 속도변화, 노화, 마모 등으로 인하여 발생한다. 양호한 조건에서 제조되어 정상상태에서 작동하는 타이어에 대해서 이들 상태의 누적효과는 일정 시간에 걸쳐 작은데, 예를 들면 차량의 어느 하나의 휠 속도는 다른 휠들의 평균속도와 4% 차이가 있다. 하지만, 타이어(51-54)중 어느 하나가 저압이 되면, 구름반경이 감소하여 다른 타이어에 대한 이 타이어의 회전속도는상응하게 증가한다. 압력손실이 크면(예를 들면 60%이면), 구름반경에서의 감소와 그리고 상대적인 회전속도에서의 증가 역시 크게(예를 들면 6%) 된다. 이 변화는 상기된 정상적인 변화보다 두드러지게 크기 때문에 저압타이어 경고를 발생시키는 역치로서 세팅될 수 있다.

이 실시예에서 컴퓨터(67)는 공지된 방식으로 그리고 일정 간격으로(예를 들면 초당 30번으로) 각각의 휠(51-54)과 결합된 각각의 센서(59-62)로부터 휠속도 신호를 판독하여 3개의 휠(예를 들면 52-54)의 평균회전속도를 계산하고, 그리고 제4의 또는 목표휠(51)의 회전속도와 이 평균값을 비교한다. 휠(51)의 속도가 계산된 평균의 106% 보다 작으면, 어떠한 출력신호도 발생하지 않지만, 휠(51)의 속도가 휠(52-54)에 대한 계산된 평균의 106% 이상이면 컴퓨터는 타이어(51)가 위험할 만큼 저압이라고 결정하여 휠(51)과 결합된 경고등(75)을 점등시키도록 신호를 보내고 장치(79)가 음성경고를 발하도록 한다. 다음 시간 간격에서 이 공정은 반복되지만, 다른 목표휠(예를 들면 52)의 속도가 모니터링되고 적절한 평균(예를 들면 휠(51, 53-54)의 평균)과 비교된다. 이 공정은 다음 목표휠에 대해서 반복되고, 모두가 비교될 때까지 계속된다. 그 다음, 사이클은 제1 목표휠에 대해 다시 시작되고, 차량이 작동중에 있는 한 연속적으로 반복된다.

이러한 휠속도 비교를 함에 있어서, 목표휠의 속도는 다른 3개의 훨의 평균속도와는 다른 값과 비교될 수도 있다는 것에 주의하여야 한다. 실제로 다른 값들을 도입한다면 유리한 점이 있다. 예를 들면 2륜 구동차량에 있어서, 구동 및 피구동 휠의 타이어는 상이한 타이어 접촉부 동적특성과 약간 상이한 회전속도를 가지며, 다른 인자들은 동일하다. 이러한 차량에서 목표휠의 속도와 그리고 동일축상의 대향 휠의 속도를 비교하는 것(예를 들면, 휠(51)의 속도와 휠(52)의 속도를 비교하는 것)은 이들 차이를 제거하여 보다 식별력 있는 결정을 할 수 있도록 한다. 또한, 차량이 코너를 돌 때, 외측휠(차량 경로의 곡률중심에서 멀리있는 것)은 내측휠보다 더 주행하며 더 빠르게 회전한다. 모니터링되는 휠의 속도와 그리고 차량의 동일 측에 있는 다른 휠의 속도를 비교하는 것(예를 들면 휠(51)의 속도와 휠(53)의 속도를 비교하는 것)은 이 차이를 감소시킨다. 실제로는 이들 인자와 그리고 다른 인자들은, 각각의 차량타입과 용도에 대하여 최적 저압 경고 알고리즘을 창출하는데 조합된다. 신호장치(75-78 및 79)로의 컴퓨터(67)의 출력은 상술한 바와 같이 고르게되거나 필터링되어 순간 조건들로 인한 잘못된 경고의 횟수를 줄이게 되고, 저압 경고를 발한후 컴퓨터는 목표휠을 계속 모니터링한다. 경고가 잘못된 것으로 입증되면, 컴퓨터는 그 경고를 취소하고 정상작동을 다시 시작한다. 도 5의 단순 실시예에서는, 속도계(68), 주행거리계(69), 프로그램장치(81), 인터페이스(83) 및 회로(70, 82 및 84)가 필요하지 않다.

도 5의 보다 정교한 실시예에서 이 시스템의 정밀성, 식별성 및 융통성은 실제 작동상태들로 교정함으로써 개선된다. 이 교정은 타이어 허용오차와 변수의 영향, 구동 및 피구동 휠 사이의 속도차의 영향, 냉팽창압 타이어크기, 구조 타입 등에 있어서의 차이로 인한 타이어 속도차의 영향을 보상한다. 이 교정을 수행하기 위해, 실제 사용 타이어가 차량에 장착되고(이들은 더 이상 동일 타입 또는 크기일 필요는 없다), 각각의 타이어가 바람직한 냉팽창압으로 팽창되고(이 타이어는 이제상이한 냉팽창압을 가져도 좋다), 그리고 차량이 타이어를 정상작동온도로 데우기에 충분하게 구동된다. 그 다음, 차량이 정상하중상에서 정식방식으로 구동됨에 따라 컴퓨터(67)는 프로그램장치(81)와 회로(82)를 통하여 컴퓨터에 있는 메모리에 또는 프로그램 장치에 저장된 교정루틴을 실행하도록 지시를 받는다. 그 다음, 특정 주기동안(예를 들면 2마일 동안), 컴퓨터는 짧은 간격으로(예를 들면 초당 10회로) 톱니 가공된 링(55-58), 센서(59-62) 및 각각의 회로(63-66)를 통하여 각각의 휠(51-54)의 속도를 모니터링하고 기록한다.

모니터링하고 기록하는 시기의 끝에서, 컴퓨터는 각각의 휠에 대한 평균속도와 기준값(예를 들면 4개의 휠에 대한 평균속도)를 계산한다. 그 다음, 컴퓨터는 각각의 휠에 대하여 해당 휠의 평균속도에 곱해지면 기준값과 동일한 값을 얻게 하는 교정인자를 계산한다. 이러한 교정인자는 컴퓨터 내의 비 휘발성 메모리에 저장되어, 각각 적절한 휠의 기준값이 된다. 교정사이클이 완료되고 컴퓨터(65)는 그 정상모드로 복귀한다. 하지만, 이제 저압경고가 발생되는지를 결정하기 위해 상술한 바와 같은 휠속도 비교를 할 때, 컴퓨터는 먼저 각각 측정된 휠속도값을 이것에 대응하는 교정인자에 곱한다. 이는 비교에서 여러 변수를 제거하고, 저압경고를 유발시키는 보다 작은 역치, 예를 들면 기준값으로부터의 3% 휠 속도편차를 선택하는 것을 허용한다. 컴퓨터(67)는 정상 모니터링 루틴을 중단하지 않고도 이들 교정과 계산을 수행할 수 있다. 컴퓨터(67)는 순간적인 또는 비정상적인 상황에서 나타나게 되는 의심스러운 휠속도 값을 무시해 버리도록 프로그램될 수도 있다.

이 교정기술은 보다 엄격한 적용이 요구되는 보다 정교한 절차에 적합하다.예를 들면 2개의 교정은 제어된 코스 상에서 대향방향으로 이루어 질 수 있다. 이 교정은 또한 상이한 속도, 주위온도, 휠 하중 등에서 이루어 질 수 있다. 보다 정교한 교정 절차에 의해, 컴퓨터(67) 내의 비 소멸성 메모리에 맵핑되는 퍼포먼스 테이블 또는 차트가 형성되는 데, 이는 도 3에 도시된 시스템에서 퍼포먼스 데이터가 별개의 비소멸성 메모리(28)에 맵핑되는 것과 동일하다. 어떠한 경우에서도 차량이 조립될 때 뿐만 아니라 바람직하게는 그 사용시에도, 예를 들면 타이어의 하나 또는 그 이상이 교체될 때, 저장된 보상값이 컴퓨터 메모리로부터 상실되었을 때, 또는 타이어 또는 차량 작동상태에서의 변화가 재교정을 필요로 할 때, 교정루틴을 실행하도록 설비된다.

단지 속도계 기능만을 수행하도록 설계된 도 5의 다른 단순 실시예에서, 차량에 있는 각각의 크기와 타입의 타이어에 대한 마일당 회전수 특성은, 표준조건하에서 그리고 표준수단에 의해서, 통상은 타이어 제조회사에 의해서 결정되고, 이들 값은 프로그램장치(81)와 회로(82)에 의해 컴퓨터(67) 내의 비소멸성 메모리에 입력된다. 이들 값이 차량에 장착된 특정타이어를 테스트함으로써 얻어지는 것이 아니라 동일한 크기와 타입의 다른 대표적인 타이어를 테스트함으로써 얻어진다는 것에 주의하여야 한다. 따라서, 이들은 일반적인 값이다. 차량속도를 결정하는데 있어서, 컴퓨터(67)는 톱니가공된 휠(55-58), 센서(59-62) 및 각각의 회로(63-66)를 통하여 속도 또는 휠(51-54)에 대한 신호를 짧은 시간간격으로(예를 들면 초당 20번) 수신하고, 그리고 각각의 휠에 대한 마일당 회전수의 저장값을 근거로 각각의 휠속도에 따른 차량속도값을 계산한다. 그 다음, 컴퓨터는 이들 개개의 차량속도값의 평균값을 구하여 이 평균값을 회로(70)를 통하여 속도계 인디케이터(68)에 보낸다. 이들 평균값을 계산할 때 보다 정확한 출력을 얻기 위하여, 컴퓨터는 다른 것보다 급격히 변화하는 것, 다른 것과 두드러지게 상이한 것, 저팽창압 경고가 실제로 발하고 있는 휠로부터 나오는 것 등과 같은 무효인 순간적인 휠속도값을 무시하도록 프로그램될 수 있다. 또한, 컴퓨터(67)로부터 인디케이터(68)로의 출력속도신호는 디스플레이되는 속도에서의 과도하게 급격한 변화를 방지하기 위해 상술한 바와 같이 어느 정도 고르게되거나 필터링된다.

모든 휠의 속도를 감지하여 평균값을 구하는 것은 예를 들면 전체 바퀴가 구동하는 차량과 같은 타입의 차량의 속도계산에 유리하다. 하지만, 차량속도계산은 어느 휠의 또는 어느 휠 조합의 속도에 근거할 수도 있다. 예를 들면, 2개의 구동휠과 2개의 피구동휠을 가진 일반타입의 차량에서, 피구동휠의 속도값만을 감지하여 사용하는 것이 유리하다. 이것은 다음의 2개의 주요사실로부터 기인한다. 첫째로, 구동휠의 타이어 접촉부 동적 특성은 가속력과 엔진 제동력에 의해 영향을 받아 피구동휠의 것보다 복잡하다. 가속과 엔진제동의 동적 특성은 구동타이어의 마일당 회전수의 실제 순간값 및 유효구름반경에서의 변화를 야기한다. 이들 힘을 받지 않는 피구동 타이어는 보다 일정한 마일당 회전수 값을 갖는다. 둘째로, 현재 가장 일반적인 전륜구동차 및 소형 밴은 통상의 조건하에서 약 60% 의 중량을 구동휠에서 지지하고 단지 약 40%의 중량을 피구동휠에서 지지하고 있는데, 이것은 동일 용량의 타이어에 대하여 구동타이어가 피구동 타이어보다 약 50% 높은 하중을 지지하고 있는 것을 의미한다. 이러한 하중에서의 차이는 타이어의 팽창압 대 구름반경 관계에서 드러나게 된다. 피구동 타이어의 구름반경과 마일당 회전수는 팽창압에서의 의도적인 또는 우연한 변화에 의해 덜 영향을 받는다. 따라서, 통상의 전륜구동차 및 소형 밴의 피구동휠로부터의 휠속도 신호는 차량속도계산에 사용될 때 일정성과 정밀성의 장점을 가진다.

도 5에 따른 속도계는 상기 도 3의 설명에서 설명된 바와 같이 종래 속도계와 비교하여 정밀도면에서 장점을 가지고 있다. 제시된 속도계의 정밀도는 상술한바와 같이 모니터링될 휠 또는 휠들의 적절한 선택에 의하여, 이들 휠로부터의 유효신호와 무효신호를 판별함으로써 향상될 수 있다. 도 5의 보다 정교한 실시예에서 속도계 정밀도는 실제 차량 작동상태하에서 그리고 이 차량에 장착된 실제 사용중인 타이어를 가지고 이 시스템을 교정함으로써 향상된다. 속도계 교정은 상술한 저압 경고 시스템 교정루틴과 유사하고, 그리고 유사하게 냉팽창압, 타이어크기, 타이어타입, 제조편차 등에서의 차이에 대한 영향도 보상된다. 하지만 속도계 교정시, 차량속도는 독립의 마스터 속도계, 예를 들면 레이더 속도 측정장치 또는 보다 일반적으로는 제5의 휠 속도계-주행거리계 장치에 의해 측정된다. 교정시 마스터 속도계의 출력은 보조 인터페이스(83)와 회로(84)를 통하여 컴퓨터(67)에 입력된다. 그 다음, 타이어가 바람직한 압력으로 팽창되고 모든 타이어가 정상 작동 온도까지 데워진 상태로, 차량은 통상적인 도로상에서 최소 내지 최대의 교정속도 범위의 다양한 속도로 구동된다. 짧은 시간 간격으로, 컴퓨터는 속도계 입력을 위해 선택된 각각의 휠로부터 회전속도신호를 판독하고, 인터페이스(83)와 회로(84)를 통하여 마스터 속도계로부터의 동시점의 속도신호를 판독한다.

그 다음, 컴퓨터(67)는, 각각의 휠에 대하여, 경험상의 마일당 회전수값을 계산하는데, 이는 관찰된 휠속도값과 함께 차량속도를 계산하기 위해 사용되는 경우 마스터 속도계에 의해 결정되는 동시점의 차량속도값과 동일한 값을 산출해 낸다. 컴퓨터는 동시점의 차량속도값 및 이와 같이 계산된 각각의 마일당 회전수값을 기록하고, 다수의 사이클동안(예를 들면 5마일동안) 이 루틴을 계속한다. 그 다음 컴퓨터는 이들 기록된 값을 이들이 관계한 속도에 대응하는 그룹으로 분류하는데, 각각의 그룹은 선택된 속도범위(예를 들면 시간당 5마일)에 걸치게 된다(즉, 하나의 그룹은 시간당 6 내지 10마일 범위에 걸치게 되고 그 다음 그룹은 시간당 11내지 15마일 범위에 걸치게 된다). 그 다음, 컴퓨터는 각각의 휠에 대한 각각의 속도범위에 대하여 경험적인 마일당 회전수값의 평균을 구하여, 이 평균값과 이들에 대응하는 속도범위를 비소멸성 메모리에 저장하고, 만일 앞서 이 메모리에 값들이 저장되어 있다면 이 값들을 지운다. 이에 의해 교정공정이 완료되며, 결과로서 일어난 속도계산은 이들 경험적인 마일당 회전수값에 근거하게 되는데, 이 값들은 상술한 일반적인 값보다 정밀하다.

이전과 같이 컴퓨터는 정상 모니터링 기능을 중단시킴없이 교정루틴을 수행할수 있고, 데이터 기록시 의심스러운 값들을 버릴 수 있다. 이 속도교정공정은 전체 교정속도 범위에 대한 하나의 평균 마일당 회전수 값의 계산에 의해 단순화될 수 있다. 반대로, 이것은, 마일당 회전수 특성의 보다 완전한 데이터베이스 또는 퍼포먼스 맵을 제공하도록, 상이한 주위온도, 냉팽창압, 타이어 하중 등에서 다수의 교정사이클을 포함하는 것으로 확장될 수도 있다. 보다 정교한 교정루틴이 사용되는 경우, 컴퓨터에는 보다 많은 데이터베이스를 담기에 충분한 비소멸성 메모리가 구비된다. 이 컴퓨터는 필수 상황입력들을 받아들이는 입력수단으로 또한 구비된다. 예를 들면 냉팽창압 값들을 프로그램장치(81)와 회로(82)를 통하여 입력되는 한편, 휠당 주위온도와 하중신호들은 인디케이터(83)와 회로(84)에 의해 입력된다. 속도계 교정루틴은 차량이 조립될 때 그리고 또한 차량의 사용기간동안 필요시마다 실행될 수 있다. 하지만, 현장에서의 교정에서 마스터 속도계가 이용될 수 없는 경우에, 루틴은 마스터 속도측정수단으로서 측정된 코스 및 스톱 워치를 이용하도록 변경될 수 있다.

도 5의 시스템의 주행거리계 기능은 속도계 기능과 유사한 방식으로 이루어지며, 주요한 차이는 주행거리를 계산하도록 컴퓨터에 의해 사용되는 알고리즘이 휠속도, 마일당 휠회전수 및 교정사이클 사이의 시간에 근거한다는 것이다. 주행거리계 교정에서는, 경험적 속도값이 아니라 경험적 거리값이 계산된다는 점에서, 속도계 교정과 또한 다르다. 변경적으로 도 5에 따른 시스템이 속도계와 주행거리계 판독부을 제공하도록 배열되는 경우에, 컴퓨터는 속도계 디스플레이의 시간간격으로 속도신호들을 수학적으로 시간 적분하고, 이 적분된 값(이것은 주행된 거리를 나타낸다)을 누적하고, 그리고 일정 간격으로 주행거리계를 갱신하는데 이 누적된 거리값을 사용하도록 단순하게 프로그램된다.

명확성을 위해서 본 발명의 여러 기능은 각각 별개로 설명되어 있다. 하지만, 실제 이들 기능의 일부 또는 모두는 단일의 시스템에 포함될 수 있다.

Claims (14)

1. 다수의 타이어 및 휠 조립체(51, 52, 53, 54)를 가지는 차량의 작동상태에 관한 정보를 얻고, 그리고 상기 차량의 운전자에게 이러한 정보를 표시하는 방법으로서, 상기 작동상태는 타이어 팽창압, 주행거리 및 차량속도의 상태 중 적어도 하나이며,

   (a) 상기 차량 상에서 작동하는 각각의 타이어 및 휠 조립체의 회전특성을 모니터링하는 단계,

   (b) 상기 단계 (a)에서 모니터링되는 적어도 하나의 타이어 및 휠 조립체의 회전특성을 기준값에 비교하는 단계로서, 상기 기준값이 차량 속도의 측정치를 포하도록 되어 있는 단계,

   (c) 상기 회전특성과 상기 기준값 사이의 차의 함수로서 상기 정보를 얻는 단계, 및

   (d) 상기 차량의 운전자에게 상기 정보를 표시하는 단계를 포함하는 방법에 있어서,

   상기 기준값이, 각각의 타이어 및 휠 조립체의 타이어 팽창압을 이 타이어 및 휠 조립체의 구름반경 및 차량속도와 관련시키는 데이터 세트의 일부를 역시 포함하며, 상기 데이터 세트가 상기 비교단계에서 엑세스되도록 되어 있으며, 그리고 상기 데이터 세트는 시간마다 교정루틴에 의해 업데이트되고, 상기 교정 루틴은 다음의 4개의 상황, 즉

   상기 차량의 타이어가 교체될 때,

   상기 차량의 타이어의 팽창압이 조정될 때,

   상기 데이터 세트의 데이터가 상실되었을 때, 그리고

   상기 차량의 타이어에서의 변화가 재교정을 필요로 할 때,

   중 적어도 3개의 상황에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 세트는 상기 타이어 및 휠 조립체의 회전 특성과 차량속도의 인자들이 조합된 함수로서 엑세스되고, 그리고 타이어 팽창압에 관한 정보가 얻어져 표시되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 세트는 상기 타이어 및 휠 조립체의 회전특성과 차량속도의 함수로서 엑세스되고, 그리고 상기 타이어 및 휠 조립체가 부족하게 팽창되어 있다는 정보가 얻어져 표시되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 세트는 상기 타이어 및 휠 조립체의 회전특성의 함수로서 엑세스되고, 그리고 차량의 속도에 관한 정보가 얻어져 표시되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 세트는 상기 타이어 및 휠 조립체의 회전특성 함수로서 엑세스되고, 그리고 차량에 의해 주행된 거리에 관한 정보가 얻어져표시되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 기준값은 차량속도 측정치 뿐만 아니라 타이어크기, 타이어 타입, 휠하중, 주위온도 및 냉 타이어 팽창압과 같은 기타 작동상태 중 적어도 하나의 값을 포함하고 있으며, 이러한 기타 작동상태가 모니터링되고, 그리고 이러한 기타 작동상태를 팽창압 및 차량속도와 관련시키는 데이터가 상기 데이터 세트에 포함되어 상기 정보를 얻는 경우 엑세스되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준값의 속도성분은 단계 (a)에서 모니터링되는 상기 차량의 다른 타이어 및 휠 조립체들 중 적어도 하나의 회전특성을 포함하는 선택된 기준값 세트의 함수로서 정의되며, 어느 휠이 소정의 실격 작동상태의 그룹 중 적어도 하나를 나타내는 회전특성을 가지는 경우 그 휠의 회전특성을 배제하는 기준에 따라 상기 기준값 세트가 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준값의 속도성분은 상기 차량의 휠과 무관한 입력으로부터 차량속도를 결정하는 속도측정장치(35)에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 독립장치(35)가 레이더 속도 측정장치인 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정보를 표시하는 상기 단계 (c)는,

    (c1) 교정작동모드에서, 상기 단계(a)에서 모니터링되는 타이어 및 휠 조립체의 회전특성을 이 타이어의 팽창압 및 차량속도와 관련시키는 데이터를 얻는 단계, 그리고 그 후

    (c2) 상기 데이터 세트 내에 기존에 담겨진 데이터 및 상기 교정작동모드에서 얻어진 데이터의 조합된 함수로서 상기 정보를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 데이터 세트는 상기 차량에 장착될 수 있는 제1 세트의 타이어 및 휠 조립체에 대한 세트 값을 포함할 뿐만 아니라 상기 차량에 장착될 수 있는 대체 타이어 및 휠 조립체에 대한 다른 세트 값을 적어도 하나 포함하고 있으며, 그리고 상기 차량에 실제로 장착된 타이어 및 휠 조립체에 적합한 세트 값은 단계 (b)에서 비교를 행할 때 엑세스되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전특성을 모니터링하는 상기 단계 (a)는 휠속도 검출수단(55 내지 62)에 의해 수행되며, 상기 데이터세트는 컴퓨터 수단(67)에 의해 엑세스 가능하며, 그리고 메모리수단 및 클록킹수단을 포함하는 컴퓨터 수단은 이러한 감지수단 및 데이터 베이스와 작동적으로 관련되어 엑세스, 비교 및 표시단계의 수행을 보조하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 교정루틴은 제1 범위의 차량속도에 대응하는 값의 제1 서브세트 및 제2 범위의 차량속도에 대응하는 값의 제2 서브세트로 상기 데이터 세트를 업데이트하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제 1 항 내지 제 6 항 및 제 13 항 중 어느 한 항에서 설명한 방법에 따라 차량의 작동상태에 관한 정보를 얻어서 표시하는 시스템.

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