KR100527976B1 - 타이어공기압력 및 차륜속도 전달장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어의 공기압력과 차륜의 스피드를 측정하여 전달하기 위한 장치에 있어서, 상기 타이어의 일측에 부착되어 상기 타이어의 공기압을 센싱하여 타이어공기압력신호를 출력하는 타이어압력센서; 상기 타이어압력센서와 직렬 연결되어 상기 차륜과 함께 회전하는 톤휠의 회전속도를 센싱한 차륜속도신호를 상기 타이어공기압력신호와 결합시켜 결합신호를 출력하는 휠스피드센서; 및 상기 결합신호를 인가받아 이를 타이어공기압력신호와 차륜속도신호로 분리하는 신호분리부를 구비함으로써 달성된다.

상기 휠스피드센서는 차축의 중심에 고정되어 있는 구형베어링에 전기적으로 연결되고, 상기 타이어압력센서는 차륜에 고정되어 상기 구형베어링과 맞물려 회전하는 외곽베어링에 전기적으로 연결되며,

상기 신호분리부는 합성신호를 A/D변환하는 A/D 컨버터; 상기 A/D 변환된 신호의 평균을 구하여 상기 타이어공기압력신호를 분리하는 평균기; 및 상기 합성신호에서 상기 평균기의 출력신호를 감산하여 상기 차륜속도신호를 분리하는 감산기로 이루어진다.

Description

타이어공기압력 및 차륜속도 전달장치{Tire pressure value and Wheel speed value forwarding system}

본 발명은 차량의 바퀴와 관련된 주행정보를 감지하는 센서들의 구성과 배선 및 그 처리방법에 관한 것이다.

차량의 바퀴는 실질적으로 지면과 접하며 회전하는 부분으로, 차량의 운행에 있어서 매우 중요한 역할을 수행하고 있다. 따라서 이러한 바퀴와 관련된 정보들을 감지하여 ECU로 전송하는 센서시스템의 사용이 보편화되어 있다.

ABS브레이크 시스템의 경우, 바퀴의 회전여부를 감지해서 각 바퀴의 제동력을 조절하기 때문에 각각의 바퀴의 회전속도 정보가 필수적이다. 이러한 바퀴의 회전속도는 휠스피드센서에 의해서 감지되어 ABS브레이크 시스템의 ECU로 전달된다. 휠스피드센서는 차륜의 회전에 따라 톤휠이 회전하면서 마그네트로부터 나오는 자속이 변화하여 코일에 발생하는 유도기전력을 이용한다. 여기서 발생되는 것은 교류전압으로, 톤휠의 회전수에 비례하여 주파수가 변화하기 때문에 이것에 의해 차륜의 속도를 검출하게 되는 것이다.

이와 함께, 차륜과 관련된 정보로는 타이어의 공기압력이 있다. 타이어의 공기압력은 안전운행에 있어서 매우 중요한 정보로써, 공기압이 너무 낮을 경우 운전자에게 이를 알려 조치를 취하도록 하기 위한 것이다. 타이어압력센서는 압력을 받으면 그에 따른 전압을 출력하는 피에조레지스터를 이용한다. 이러한 톤휠과 마그네트를 이용한 속도센서나 피에조소자를 이용한 압력센서는 공지기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 종래의 타이어공기압력 및 차륜속도 전달장치를 나타낸 구성도이다.

도시된 바와 같이, 각각의 차륜(10)에 모두 타이어압력센서(100)와 휠스피드센서(200)가 구비되어 각각의 차륜에서 검출되는 신호를 각각의 배선을 거쳐서 ECU(500)로 전달되도록 구성되어 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 휠스피드센서(200)는 톤휠의 회전을 검출하는 것으로 차체에 부착하여 ECU(500)와 유선으로 직접 연결할 수 있지만, 타이어압력센서(100)는 차륜(10)의 타이어에 직접 부착되어야 하므로 ECU(500)와 직접 유선으로 연결되지 못하고, 도시된 바와 같이 타이어압력센서(100)의 신호를 송신기(110)를 통해서 무선으로 전송하고, 차체에 상기 무선신호를 수신할 수 있는 수신기(120)를 부착하여, 상기 수신기(120)를 ECU(500)와 연결함으로써 타이어압력센서(100)에서 검출한 정보를 ECU(500)로 전달하는 구조를 가지고 있었다.

따라서, 각각의 차륜에서 검출된 타이어압력신호와 차륜속도신호가 별도의 배선을 통해서 거의 유사한 경로를 거쳐서 ECU(500)에 전달되고 있는 실정이다.

또한, 타이어압력센서(100)에서 검출된 신호는 송신기(110)와 수신기(120)의 무선통신을 거쳐야하기 때문에 그에 따른 여러가지 제약조건이 있고, 강전계 지역에서는 전자기파의 영향을 받게되며, 신호간섭의 요인이 많은 문제점이 있었다.

그러므로, 본 발명은 타이어의 공기압력과 차륜의 속도를 측정하여 ECU로 전달하기 위한 장치에 있어서, 타이어의 공기압력을 측정하는 타이어공기압력센서를 유선으로 ECU까지 직접 연결함으로써 무선통신을 이용하던 종래기술의 한계를 개선한 타이어공기압력 및 차륜속도 전달장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 타이어공기압력센서의 신호와 휠스피드센서의 신호를 단일 배선으로 처리함으로써, 종래의 중복배선으로 인한 비용과 노동력을 절감하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 타이어의 공기압력과 차륜의 스피드를 측정하여 전달하기 위한 장치에 있어서, 상기 타이어의 일측에 부착되어 상기 타이어의 공기압을 센싱하여 타이어공기압력신호를 출력하는 타이어압력센서; 상기 타이어압력센서와 직렬 연결되어 상기 차륜과 함께 회전하는 톤휠의 회전속도를 센싱한 차륜속도신호를 상기 타이어공기압력신호와 결합시켜 결합신호를 출력하는 휠스피드센서; 및 상기 결합신호를 인가받아 이를 타이어공기압력신호와 차륜속도신호로 분리하는 신호분리부를 구비함으로써 달성된다.

상기 휠스피드센서는 차축의 중심에 고정되어 있는 구형베어링에 전기적으로 연결되고, 상기 타이어압력센서는 차륜에 고정되어 상기 구형베어링과 맞물려 회전하는 외곽베어링에 전기적으로 연결되며,

상기 신호분리부는 합성신호를 A/D변환하는 A/D 컨버터; 상기 A/D 변환된 신호의 평균을 구하여 상기 타이어공기압력신호를 분리하는 평균기; 및 상기 합성신호에서 상기 평균기의 출력신호를 감산하여 상기 차륜속도신호를 분리하는 감산기로 이루어진다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 타이어공기압력 및 차륜속도 전달장치의 회로도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 타이어의 일측에 부착되어 상기 타이어의 공기압을 센싱하여 공기압력신호를 직류전압값으로 출력하는 타이어압력센서(100)와 상기 타이어압력센서(100)와 직렬연결되어 교류전압값인 차륜속도신호를 상기 타이어공기압력신호와 결합시킨 결합신호를 출력하는 휠스피드센서(200)를 직렬로 연결하여 ECU(500)의 신호분리부(300)로 전달하고 있다. 상기 신호분리부(300)는 ECU(500)에 내장되어 있는 것으로 표현되었으나, ECU(500)와 별도로 형성할 수도 있다.

이러한 본 발명은 타이어압력센서(100)가 휠스피드센서(200)와 직렬로 연결되어 있어서 동일한 배선을 거쳐 신호분리부(300)로 전달되므로, 종래와 같이 타이어압력센서(100)의 신호를 무선 송수신하기 위한 송수신기가 필요치 않으며, 또한 비슷한 경로를 가지는 타이어압력센서에서 센싱한 신호를 전달하기 위한 배선과, 휠스피드센서에서 센싱한 신호를 전달하기 위한 배선이 단일배선으로 통합된다.

앞서 종래기술에서 설명한 바와 같이 타이어압력센서(100)의 신호는 직류전압을 가지며, 휠스피드센서(200)의 신호는 교류전압을 가지므로 회로도 상에서, 각각 직류전원과 교류전원으로 표시하였다.

도 3은 본 발명에 따른 타이어공기압력 및 차륜속도 전달장치의 타이어압력센서와 휠스피드센서의 연결관계를 나타낸 구성도이다.

차륜(10)은 차축(15)을 중심으로 회전하는 것이므로, 차륜(10)에 부착되는 타이어압력센서(100)를 차축의 중심에 고정되는 구형베어링(250)과 차륜에 고정되는 외곽베어링(150)을 통하여 차체와 전기적으로 연결하고 있다.

도시된 바와 같이 타이어압력센서(100)는 타이어의 공기압을 측정할 수 있도록 차륜(10)에 부착되어 있으며, 상기 타이어압력센서(100)는 전기적으로 외곽베어링(150)과 연결되어 있다. 상기 외곽베어링(150)은 차축(15)에 고정되어 있는 구형베어링(250)과 접촉하고 있으므로 차륜(10)이 회전하여도 외곽베어링(150)과 구형베어링(250)은 지속적으로 접촉을 유지하게 되므로, 전기적으로 타이어압력센서(100)와 구형베이링(250)이 연결된다. 상기 구형베어링(250)은 전기적으로 휠스피드센서(200)와 연결되어 있고, 상기 휠스피드센서(200)는 도 2에서 설명한 바와 같이 신호분리부(300)와 연결되어 있어서, 타이어압력센서(100)에서 출력되는 직류전압(타이어압력신호)과 휠스피드센서(200)에서 출력되는 교류전압값(차륜속도신호)이 합성된 합성전압값(합성신호)이 ECU의 신호처리부(300)로 전달되는 것이다.

도 4는 본 발명에 타이어공기압력 및 차륜속도 전달장치의 신호분리부의 구성을 나타낸 블럭도이다.

타이어압력신호와 차륜속도신호가 합성된 합성신호는 신호분리부(300)에서 분리되어 ECU의 필요부로 전달되는 데, 상기 신호분리부(300)는 도시된 바와 같이, 합성신호를 A/D변환하는 A/D 컨버터(310)와, 상기 A/D 변환된 신호의 평균을 구하여 상기 타이어공기압력신호를 분리하는 평균기(320), 및 상기 합성신호에서 상기 평균기의 출력신호를 감산하여 상기 차륜속도신호를 분리하는 감산기(330)로 이루어진다.

합성신호는 교류인 차륜속도신호(V1)가 직류인 타이어공기압력신호(V2)만큼 평행 이동한 형태를 가지며, 이 신호의 평균을 구하게 되면 교류의 평균은 0이므로 타이어공기압력신호(V2)가 구해지고, 합성신호에서 타이어공기압력신호(V2)를 감산하면 원래의 차륜속도신호(V1)가 구해지게 된다.

이와같이, 본 발명은 타이어압력센서를 유선으로 휠스피드센서와 연결하여 합성신호를 신호분리기로 전달한 후, 신호분리기에서 이를 각각의 신호로 분리하여 ECU로 전달함으로써 중복배선을 피할수 있으며, 무선통신이 가지는 문제점들을 해결한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 타이어압력센서를 구형베어링과 외곽베어링을 통해서 차체측에 설치되는 휠스피드센서와 직접연결하고, 합성된 신호를 ECU로 전달되도록 함으로써, 배선량을 감소시킬 수 있는 효과를 가져온다.

또한, 종래에 무선통신을 거치던 타이어압력센서의 신호를 직접유선으로 전달함으로써 무선통신으로 인해서 발생하는 강전계지역에서의 문제점 및 신호간섭등의 문제점을 해결하는 효과를 가져온다.

도 1은 종래의 타이어공기압력 및 차륜속도 전달장치를 나타낸 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 타이어공기압력 및 차륜속도 전달장치의 회로도,

도 3은 본 발명에 따른 타이어공기압력 및 차륜속도 전달장치의 타이어압력센서와 휠스피드센서의 연결관계를 나타낸 구성도,

도 4는 본 발명에 타이어공기압력 및 차륜속도 전달장치의 신호분리부의 구성을 나타낸 블럭도임.

< 도면의 주요부분에 관한 부호의 설명 >

10 : 차륜 15 : 차축

100 : 타이어압력센서 110 : 송신기

120 : 수신기 150 : 외곽베어링

200 : 휠스피드센서 250 : 구형베어링

300 : 신호분리부 310 : A/D컨버터

320 : 평균기 330 : 감산기

500 : ECU

Claims (3)

1. 타이어의 공기압력과 차륜의 스피드를 측정하여 전달하기 위한 장치에 있어서,

   상기 타이어의 일측에 부착되어 상기 타이어의 공기압을 센싱하여 타이어공기압력신호를 출력하는 타이어압력센서;

   상기 타이어압력센서와 직렬연결되어 상기 차륜과 함께 회전하는 톤휠의 회전속도를 센싱한 차륜속도신호를 상기 타이어공기압력신호와 결합시킨 결합신호를 출력하는 휠스피드센서; 및

   상기 결합신호를 인가받아 이를 타이어공기압력신호와 차륜속도신호로 분리하는 신호분리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 타이어공기압력 및 차륜속도 전달장치
2. 제 1항에 있어서,

   상기 휠스피드센서는 차축의 중심에 고정되어 있는 구형베어링에 전기적으로 연결되고,

   상기 타이어압력센서는 차륜에 고정되어 상기 구형베어링과 맞물려 회전하는 외곽베어링에 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 타이어공기압력 및 차륜속도 전달장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 신호분리부는 합성신호를 A/D변환하는 A/D 컨버터;

   상기 A/D 변환된 신호의 평균을 구하여 상기 타이어공기압력신호를 분리하는 평균기; 및

   상기 합성신호에서 상기 평균기의 출력신호를 감산하여 상기 차륜속도신호를 분리하는 감산기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 타이어공기압력 및 차륜속도 전달장치.