KR100596458B1 - 타이어 압력 모니터링 시스템의 타이어 위치 감지 방법 - Google Patents

타이어 압력 모니터링 시스템의 타이어 위치 감지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타이어 압력 모니터링 시스템이 장착된 차량에 있어 각 차륜의 센서 위치를 자동으로 학습하여 인식할 수 있도록 하기 위한 타이어 위치 감지 방법에 관한 것으로, 차량의 조향각(θ)을 감지하여 조향각이 일정 각도 이하인 경우에는 각 차륜에서 측정되는 직진 가속도(Si)를 감지하는 제1단계(S10)와; 상기 제1단계(S10) 이후에 차량의 조향각을 감지하여 조향각이 일정 각도 이상인 경우에 각 차륜에서 측정되는 선회 가속도(Ti)를 감지하는 제2단계(S20)와; 각 차륜의 직진 가속도(Si)와 선회 가속도(Ti) 사이의 차이를 산술하는 제3단계(S30)와; 상기 제2단계에서 감지된 조향각의 부호와, 상기 제3단계에서 산술된 각 차륜의 직진 가속도(Si)와 선회 가속도(Ti) 사이의 차이로부터 우측 차륜과 좌측 차륜을 결정하는 제4단계(S40)와; 상기 제4단계(S40)에서 결정된 우측 차륜과 좌측 차륜 각각에 대하여 선회 가속도(Ti)의 절대값을 비교하여 전륜과 후륜을 결정하는 제5단계(S50)로 구성되어, 타이어 압력 모니터링 시스템의 구성을 간단히 할 수가 있으며, 사용이 편리한 효과가 있는 발명인 것이다.
타이어 압력 모니터링 시스템, 무선통신, 위치 감지, 조향각, 가속도.

Description

타이어 압력 모니터링 시스템의 타이어 위치 감지 방법{Method for detecting a position of tires for a tire pressure monitoring system}
도 1은 본 발명의 타이어 위치 감지 방법을 위한 타이어 압력 모니터링
시스템의 일례를 보여주는 구성도,
도 2는 본 발명의 타이어 위치 감지 방법의 바람직한 일례를 보여주는
흐름도,
도 3은 일반적인 차량의 선회 주행 상태를 보여주는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 디스플레이부 3 : 수신부
11, 21, 31, 41 : 가속도센서
FL : 좌측 전륜 RL : 좌측 후륜
FR : 우측 전륜 RR : 우측 후륜
본 발명은 타이어 압력 모니터링 시스템의 타이어 위치 감지 방법에 관한 것으로, 특히 타이어 압력 모니터링 시스템이 장착된 차량에 있어 각 차륜의 센서 위치를 자동으로 학습하여 인식할 수 있도록 하기 위한 타이어 위치 감지 방법에 관한 것이다.
자동차의 주행 중에 타이어의 최적 상태는 노면조건, 운행 상태, 차량의 적재 하중 등에 따라 다르며, 최근에는 타이어의 공기압 상태를 최적으로 유지할 수 있도록 타이어 압력을 감지하여 타이어 압력을 조절함으로써 주행 안정성과 연비를 높이고자 하는 노력이 활발히 진행되고 있다.
이러한 장치는 타이어의 펑크와 같은 사고를 미연을 방지할 수 있도록 하며, 주행 안정성을 높일 수가 있다.
타이어의 압력 또는 온도를 정확히 모니터링하기 위한 다양한 장치가 개발되고 있으며, 이러한 장치 중에는 타이어 내부에 직접 센서류와 함께 정보를 송수신할 수 있는 송수신장치를 구비하며, 차량에는 송수신 정보를 받거나 전달할 수 있는 별도의 무선 통신 장치와 디스플레이가 설치된다.
이때, 차량에는 각 차륜의 센서들을 서로 식별할 필요가 있으며, 이러한 식별 방법은 수동적으로 이루어질 수 있으나, 자동적인 학습 절차를 통해 각 차륜의 센서를 식별할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
각 차륜 센서의 수동적인 식별 방법의 일례로써, 컴퓨터 상에 학습 모드가 준비되어 사전 설정 작업에 의해 각 차륜의 압력센서의 코드를 요청하여 각 차륜의 센서들을 식별하도록 할 수가 있다. 그러나, 이와 같은 수동적인 방법은 타이어 교체 시마다 반복되어야 하므로 운전자가 차량의 컴퓨터 내에 직접 입력해야 하는 불편함이 있으며, 또한 이러한 절차를 무시한 상태에서 차량을 주행하는 경우에는 비정상적인 정보를 운전자에게 제공하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 공개특허 특2003-33092(2003년4월26일 공개)에는 자동적으로 차량의 우측 및 좌측 차륜을 위치 선정하기 위한 방법에 대하여 개시하고 있다.
상기 공개특허공보에는 차량의 직진 주행 상태와 선회 상태에서의 각 차륜의 구심가속도를 고려하여 우측 차륜과 좌측 차륜을 식별할 수 있는 방법에 대하여 제안하고 있다.
그러나, 상기 예에서는 차량의 우측 및 좌측 차륜의 위치를 선정하기 위한 방법만을 제안하고 있으며 전륜과 후륜을 식별하기 위한 방법에 대하여 제안하고 있지 않으므로, 차량에 장착되는 4개의 차륜 각각을 유일하게 식별할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 타이어 압력 모니터링 시스 템이 장착된 차량에 있어, 각 타이어의 위치를 자동적으로 유일하게 결정할 수 있도록 하는 타이어 위치 감지 방법을 제공하고자 한다.
이러한 본 발명의 타이어 압력 모니터링 시스템의 타이어 위치 감지 방법은 차량의 조향각(θ)을 감지하여 조향각이 일정 각도 이하인 경우에는 각 차륜에서 측정되는 직진 가속도(Si)를 감지하는 제1단계와; 상기 제1단계 이후에 차량의 조향각을 감지하여 조향각이 일정 각도 이상인 경우에 각 차륜에서 측정되는 선회 가속도(Ti)를 감지하는 제2단계와; 각 차륜의 직진 가속도(Si)와 선회 가속도(Ti) 사이의 차이를 산술하는 제3단계와; 상기 제2단계에서 감지된 조향각의 부호와, 상기 제3단계에서 산술된 각 차륜의 직진 가속도(Si)와 선회 가속도(Ti) 사이의 차이로부터 우측 차륜과 좌측 차륜을 결정하는 제4단계와; 상기 제4단계에서 결정된 우측 차륜과 좌측 차륜 각각에 대하여 선회 가속도(Ti)의 절대값을 비교하여 전륜과 후륜을 결정하는 제5단계로써 달성된다.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참고하면, 차량(1)에는 적어도 4개의 차륜(FL)(RL)(FR)(RR)이 구비되며, 각각의 차륜에는 가속도를 감지할 수 있도록 주지의 가속도센서(11)(21)(31)(41)가 장착된다.
차량(1) 내에는 타이어의 상태를 표시할 수 있는 디스플레이부(2)가 장착되 며, 이 디스플레이부(2)는 무선 신호를 수신할 수 있는 수신부(3)가 구비된다.
각각의 차륜(FL)(RL)(FR)(RR)에는 도시하지 않았으나 가속도센서를 포함하여 타이어의 압력 신호를 감지할 수 있는 각종 센서들의 신호를 수신부(3)로 전송할 수 있는 송신부가 구비된다.
도 1에는 본 발명의 실시예의 설명을 위하여 차량 전방을 기준으로 좌회전에 해당하는 조향휠의 조향각은 -θ로 표시하며, 우회전에 해당하는 조향각은 +θ로 표시한다.
또한, 이하 설명에서는 차량의 4개 차륜에 대한 직진 가속도는 Si(i=1,2,3,4)로 표시하며 선회 가속도는 Ti(i=1,2,3,4)로 표시하여 4개 차륜에 대한 가속도를 식별하도록 한다.
제1단계(S10)에는 조향휠의 조향각을 감지하여 직진 주행 상태에서의 각 차륜의 가속도(Si)를 감지하는 단계이다.
차량의 조향각(θ)은 통상의 차량에서 제공되는 주지의 조향각 센서에 의해 제공될 수가 있으며, 상술한 바와 같이 차량 전방을 기준으로 좌회전은 "-"로 표시하며, 우회전은 "+"로 표시한다(조향각의 부호는 반대로 설정하여도 작동 설명은 동일하게 이루어진다).
한편, 직진 상태에서 각 차륜의 가속도(Si)를 측정하기 위하여 조향휠에 장착된 조향각 센서를 이용하여 조향각(θ)을 감지하며(S11단계), 다음으로 측정된 조향각을 기설정된 조향각(θ0)과 비교한다(S12단계).
이때, 측정된 조향각이 기설정된 조향각(θ0) 이하인 경우에는 직진 주행 상태로 판단하여 다음의 단계로 진행이 이루어진다.
이와 같이 차량이 직진 주행 상태임이 확인되면, 각각의 차륜에 장착된 가속도센서를 이용하여 각각의 차륜에 대한 직진 가속도(Si)를 측정한다(S13단계).
한편, 본 발명에 있어서, 측정된 각각의 차륜에 대한 직진 가속도(Si)는 평균값을 취하여 차량의 우측 및 좌측 차륜을 구분할 수가 있으며, 이는 다시 구체적으로 설명하도록 한다.
제2단계(S20)에는 제1단계에서 직진 가속도(Si)를 얻은 후에 다시 차량의 조향각을 감지하여 조향각이 일정 각도 이상인 경우에 각 차륜에서 측정되는 선회 가속도(Ti)를 감지하는 단계이다.
구체적으로, 조향각(θ)의 감지는 제1단계에서 상술한 바와 같이 조향휠에 구비되는 조향각 센서를 통해 측정되며(S21), 다음으로 측정된 조향각을 기설정된 조향각(θ0)과 비교한다(S22단계).
이때, 측정된 조향각이 기설정된 조향각(θ0) 이상인 경우에는 선회 주행 상태로 판단하여 다음의 단계로 진행이 이루어진다.
이와 같이 차량이 선회 주행 상태임이 확인되면, 각각의 차륜에 장착된 가속도센서를 이용하여 각각의 차륜에 대한 선회 가속도(Ti)를 측정한다(S23단계).
제3단계(S30)는 각 차륜의 직진 가속도(Si)와 선회 가속도(Ti) 사이의 차이(Δi)를 산술한다.
한편, 본 발명에 있어서, 측정된 각각의 차륜에 대한 직진 가속도는 각 차륜의 직진 가속도(Si)의 평균값(Sav)(Sav = 1/4(S1 + S2 + S3 + S4))을 취하여 선회 가속도(Ti)와의 차이값을 동일한 방법으로 산술할 수가 있다.
즉, 차량이 직진 주행 시에는 각 휠에 대한 직진 가속도(Si)에 대한 편차는 크게 발생하지 않는다는 근거에 의해 그 평균값(Sav)을 구하여 각각의 차륜에 대한 선회 가속도(Ti) 사이의 차이를 구하여 계산하여도 무방할 것이다.
제4단계(S40)는 우측 차륜과 좌측 차륜을 결정하는 단계이다.
즉, 제2단계에서 측정된 선회 조향각의 부호와 제3단계에서 산술된 각 차륜의 직진 가속도(Si)와 선회 가속도(Ti) 사이의 차이값(Δi)에 의해 우측 차륜과 좌측 차륜을 결정할 수가 있다.
예를 들어, 도 3은 좌회전 중인 차량을 도시한 도면으로, 차량이 좌회전을 하게 되므로 선회 조향각(θ)의 부호는 "-"가 된다.
다음으로, 차량이 좌회전 중이므로 회전 안쪽의 차륜은 바깥쪽의 차륜과 비교하여 구심 가속도는 작게 된다. 따라서, 각각의 차륜 중에 선회 안쪽에 위치하는 차륜의 구심 가속도는 직진 가속도보다 작게 되며, 선회 바깥쪽에 위치하는 차륜의 구심 가속도는 직진 가속도보다 크게 된다.
다시 도 3의 예를 살펴보면, 좌측 전륜(FL) 선회 가속도(T1)와 좌측 후륜(RL) 선회 가속도(T2)는 제1단계(S10)에서 측정된 직진 상태의 좌측 전륜 직진 가속도(S1)와 좌측 후륜의 직진 가속도(S2)보다 작게 되므로, 차이값(Δ1)(Δ2)은 둘 다 "-"가 된다.
반면에, 우측 전륜(FR)의 선회 가속도(T3)와, 우측 후륜(RR)의 선회 가속도(T4)는 제1단계(S10)에서 측정된 직진 상태의 우측 전륜의 직진 가속도(S3)와, 우측 후륜의 직진 가속도(S4)보다 크게 되므로, 차이값(Δ3)(Δ4)은 둘 다 "+"가 된다.
따라서, 조향각(θ)에 대해 각각의 차륜에서 얻은 차이값(Δi;i=1-4)을 곱하게 되면, 좌측 전후륜에 대한 θ·Δi(i=1,2)는 "+"가 되며(S42단계), 우측 전후륜에 대한 θ·Δi(i=3,4)는 "-"가 된다(S43단계).
제5단계(S50)는 우측 차륜과 좌측 차륜이 결정된 후에 차량의 전륜과 후륜을 결정하기 위한 단계이다.
이는 차량의 선회 시에 전륜과 후륜의 횡축방향의 가속도는 다른 크기의 가속도 값을 갖는다는 것으로부터 결정될 수가 있다. 통상적으로 저속인 경우에는 조향각이 크기 때문에 휠 자체의 회전으로 전륜의 횡가속도가 생기며, 고속인 경우에는 선회 시에 전륜과 후륜의 회전 중심의 차이로 인하여 전륜에서의 횡가속도가 후륜보다 크게 발생한다.
따라서, 좌측 전륜의 선회 가속도(T1)와 좌측 후륜의 선회 가속도(T2)를 비 교하여 절대값의 크기가 큰 휠이 좌측 전륜이며 크기가 작은 휠이 좌측 후륜임을 유일하게 결정할 수가 있다.
다음으로, 우측 전륜 선회 가속도(T3)와 우측 후륜 선회 가속도(T4)를 비교하여 절대값의 크기가 큰 휠이 우측 전륜이며 크기가 작은 휠이 우측 후륜임을 결정할 수가 있다.
이상과 같은 본 발명의 타이어 압력 모니터링 시스템의 타이어 위치 감지 방법은 차량의 타이어에 장착된 센서를 통해 검출된 가속도 정보를 이용하여 타이어의 위치를 자동으로 학습하여 인식할 수 있도록 하여 타이어 압력 모니터링 시스템의 구성을 간단히 할 수가 있으며, 사용이 편리한 효과가 있는 발명인 것이다.

Claims (2)

  1. 차량의 조향각(θ)을 감지하여 조향각이 일정 각도 이하인 경우에는 각 차륜에서 측정되는 직진 가속도(Si)를 감지하는 제1단계와;
    상기 제1단계 이후에 차량의 조향각을 감지하여 조향각이 일정 각도 이상인 경우에 각 차륜에서 측정되는 선회 가속도(Ti)를 감지하는 제2단계와;
    각 차륜의 직진 가속도(Si)와 선회 가속도(Ti) 사이의 차이를 산술하는 제3단계와;
    상기 제2단계에서 감지된 조향각의 부호와, 상기 제3단계에서 산술된 각 차륜의 직진 가속도(Si)와 선회 가속도(Ti) 사이의 차이로부터 우측 차륜과 좌측 차륜을 결정하는 제4단계와;
    상기 제4단계에서 결정된 우측 차륜과 좌측 차륜 각각에 대하여 선회 가속도(Ti)의 절대값을 비교하여 전륜과 후륜을 결정하는 제5단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어 압력 모니터링 시스템의 타이어 위치 감지 방법.
  2. 차량의 조향각(θ)을 감지하여 조향각이 일정 각도 이하인 경우에는 각 차륜에서 측정되는 직진 가속도(Si)를 감지하여 평균값을 산술하는 제1단계와;
    상기 제1단계 이후에 차량의 조향각을 감지하여 조향각이 일정 각도 이상인 경우에 각 차륜에서 측정되는 선회 가속도(Ti)를 감지하는 제2단계와;
    각 차륜의 직진 가속도 평균값(Sav)과 선회 가속도(Ti) 사이의 차이를 산술 하는 제3단계와;
    상기 제2단계에서 감지된 조향각의 부호와, 상기 제3단계에서 산술된 직진 가속도 평균값(Sav)과 선회 가속도(Ti) 사이의 차이로부터 우측 차륜과 좌측 차륜을 결정하는 제4단계와;
    상기 제4단계에서 결정된 우측 차륜과 좌측 차륜 각각에 대하여 선회 가속도(Ti)의 절대값을 비교하여 전륜과 후륜을 결정하는 제5단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어 압력 모니터링 시스템의 타이어 위치 감지 방법.
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