KR100669577B1 - 차량 타이어 압력변화 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법 - Google Patents

차량 타이어 압력변화 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 차량 타이어 압력의 관찰 및 표시 장치 작동 방법은 동력원과, 제 1 시간 인터벌에서 타이어 압력을 측정하기 위해 배치된 압력 센서와, 압력 센서로부터 얻은 압력 신호를 디지탈화하기 위한 아날로그/디지탈 컨버터와, 압력 신호를 저장하기 위한 메모리와, 측정된 타이어 압력 정보를 차량에 위치된 수신 유니트에 전송하는 전송기와, 마이크로프로세서와 물리적으로 일체이며 압력 신호와 이미 저장되어 있는 기준 압력 신호를 비교하여 기준 압력 신호(드리프트)에 대한 압력 신호의 감소가 임계값을 초과하지 않는한 전송기는 제 1 시간 인터벌 보다 큰 제 2 시간 인터벌에서 신호를 전송하고 드리프트가 압력 신호를 초과할 때는 제 2 시간 인터벌 보다 작은 제 3 시간 인터벌에서 신호를 전송하는 방식으로, 전송기를 제어하는 비교기를 포함하며, 타이어 밸브를 포함하는 하나의 모듈 형태로 타이어에 배치되고, 차량 타이어의 압력 변화를 관찰 및 무선전송하는 장치를 작동시키는 방법에 있어서, 상기 제 2 시간 인터벌은, 타이어에서 측정되고 운전중 변화되는 하나이상의 물리적 상태에 응답하여 변화된다.

Description

차량 타이어 압력변화 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법{METHOD FOR OPERATING A DEVICE FOR MONITORING AND WIRELESS SIGNALLING PRESSURE CHANGES IN VEHICLE TIRES}
본 발명은 청구항 1 의 서두에 서술된 특징을 갖는 방법에 관한 것이다. 이러한 종류의 방법은 WO 97/00784 A1 호에 서술되어 있다. 상기 명세서는 밸브를 포함하는 하나의 모듈로 타이어에 배치되며 차량 타이어의 압력 변화를 관찰 및 무선전송하는 장치를 작동시키는 방법을 서술하고 있으며, 상기 장치는 동력원과, 제 1 시간 인터벌에서 타이어 압력을 측정하기 위해 배치된 압력 센서와, 상기 압력 센서로부터 얻은 압력 신호를 디지탈화하기 위한 아날로그/디지탈 컨버터와, 상기 압력 신호를 저장하기 위한 메모리와, 측정된 타이어 압력을 차량에 위치된 수신 유니트에 전송하기 위한 전송기와, 마이크로프로세서와 물리적으로 일체화되거나 또는 이와 유사한 마이크로일렉트릭 처리 유니트와 같은 비교기를 포함한다. 상기 비교기는 압력 센서에 의해 측정되어 전송된 각각의 압력 신호를 미리 저장되어 있는 기준 압력 신호와 비교한다. 측정된 최근 압력 신호 또는 예를 들어 측정된 3개의 압력값으로부터 유도된 평균값은 기준 압력 신호로 사용된다. 상기 비교기는 기준 압력 신호("압력 신호 드리프트" 로 언급되는, 이하 "드리프트" 로 언급)에 대한 압력 신호의 감소가 설정된 시간 인터벌 동안 임계값을 초과하지 않을 때는 제 1 시간 인터벌 보다 큰 제 2 시간 인터벌에서 신호를 전송하고 상기 드리프트가 압력 신호 임계값을 초과할 때는 제 2 시간 인터벌 보다 큰 제 3 시간 인터벌에서 신호를 전송하는 방식으로 전송기를 제어한다. 이러한 작동 모드는 압력 손실에 따른 타이어 펑크의 대부분은 느리게 진행되는 압력 손실에 의한 것이라는 사고에 기초하고 있다. 제 1 시간 인터벌에 대한 장치의 실질적인 실시예는 3s 이고, 제 2 시간 인터벌은 54s 이며, 제 3 시간 인터벌에서 느린 전송률(54s 의 시간 인터벌)로부터 급속 전송률로 변화가 발생되는 드리트프 임계값은 0.2 bar/분 이다.
제 3 시간 인터벌은 공지의 장치에서는 0.8s 이며, 어떠한 경우라도 위험한 압력 손실을 조기에 검출할 수 있도록 드리프트가 임계값을 초과할 때 공지 장치의 경우에서 측정이 이루어져 전송된다. 서술한 방식으로 변화될 수 있는 측정 및 전송률에 의해, 이러한 전자장치의 휘일의 수이며 7 내지 8 년에 도달된다. 그러나, 더 이상의 배터리 수명이 요구되고 있다.
타이어 압력의 관찰 및 무선전송을 위한 다른 상용가능한 장치에 대해, 휘일 전자부의 일부로서 리드 스위치 형태의 원심 스위치가 제공되는데, 이러한 스위치는 각각의 휘일이 적어도 25 ㎞/h 의 속도로 회전할 때 폐쇄되므로, 휘일 전자부는 차량이 이동될 경우에만 작동하게 되고 속도는 과속이 된다. 따라서, 휘일 전자부는 차량의 정지 상태에서 배터리 전류를 소모하지 않는다. 그러나, 이러한 시스템에서 전자기계적 부품인 원심 스위치는 수년간 신뢰성있는 작동이 보장되지 않았으므로 작동정지되기 쉽다는 단점을 갖고 있다. 또 다른 단점으로는, 타이어 압력 관찰은 낮은 운전 속도와 교통 정체와 가다 서다를 반복하는 상태에서 실시되며, 안정한 임계 속도가 없다는 점인데, 관찰은 상기 임계 속도 이하에서 이루어진다. 또한, 이동 상태에서의 동력 소모는 이러한 다른 가능한 휘일 전자부에서도 과도하게 높다.
본 발명의 목적은 타이어 압력 관찰 동작에 대한 현존의 신뢰성과 안정성을 손상시키지 않으면서 또한 차량의 만족스러운 상태에서 타이어 압력 관찰 동작을 손상시키지 않으면서 상술한 종류의 타이어 압력을 관찰하는 장치에서 배터리 수명을 연장시키는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1 에 한정된 특징을 갖는 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 압력 신호의 드리프트가 임계값을 초과하지 않는 경우에도 압력 신호가 휘일 전자부에 의해 차량에서의 수신기로 전송될 동안, 제 2 시간 인터벌은 일정하지 않지만, 타이어에서 측정되고 운정 작동중 변화되는 하나이상의 물리적 상태에 응답하여 변화된다. 이것은 감소된 안전 위험을 특징으로 하는 상태하에서 제 2 시간 인터벌을 연장시키고 이에 따라 전송기의 작동 주파수를 감소시켜 동력을 절감시킬 수 있는 가능성을 제공한다. 이런 방식으로 배터리 수명을 10년 이상 증가시킬 수 있는 것으로 판명되었다.
안전에 대한 중요한 사항중 하나는 차량 속도이다. 차량 타이어에서의 압력 손실은 저속 보다는 고속에서 더욱 위험하다. 그러나, 대부분의 차량은 주로 매우 낮은 속도에서 움직인다(도시 교통). 따라서, 상기 방법에 따르면, 제 2 시간 인터벌은 차량 속도가 상승함에 따라 감소되거나 속도가 감소됨에 따라 연장되는 방식으로 실행된다. 차량에 설치된 속도계는 휘일 전자부에 연결될 수 없기 때문에, 속도의존형 신호는 차량 전자부 자체에서 유도되어야만 한다. 이것은 전자 원심 센서를 사용하여 실행될 수 있다. 원심력은 휘일의 회전 속도에 비례하므로, 따라서 운동 속도에 비례한다. 원심 센서는 원심 가속에 응답하는 것들중 하나이다. 저렴한 비용으로 휘일 전자부에 집적될 수 있으며 반도체를 기반으로 이루어진 소형 가속 센서는 상용화될 수 있다. 예를 들어 접착 등에 의해 고정되어 있는 매스 몸체를 구비한 막을 포함하는 피에조저항성 가속 센서가 매우 적합하므로, 피에조 효과에 의해 전압이 생성되며, 이러한 크기의 전압은 원심력을 제공하게 된다. 전압과 운전 속도간 관계는 선형일 수도 있지만 이를 필요로 하는 것은 아니다. 이러한 피에조저항성 원심 센서는 신뢰성이 매우 높다.
임계값을 초과하는 타이어 압력 드리프트가 결정되지 않았을 때 센서가 작동되는 시간 인터벌은 속도 증가에 대해 선형으로 감소된다. 그러나, 이와 같은 선형 관계는 결코 강제적인 것은 아니다. 실제로, 제 2 시간 인터벌은 비선형 특성으로 변화되지만, 속도가 증가함에 따라 이를 비례적으로 감소시키는데 특히 유리하다.
휘일 전자부가 차량의 정지 상태를 완전히 절환하지 않는다해도, 상기 제 2 시간 인터벌은 차량의 정지 상태에서 가장 길다. 오히려, 차량의 정지 상태에서 발생되는 위험한 압력 손실은 출발하기 전에 이미 운전자에게 시그널화된다.
차량의 정지 상태에서 전송기를 작동시키기 위해 제 2 시간 인터벌에 가장 적합한 것은 5분 내지 30분이며, 특히 10분 내지 15분의 제 2 시간 인터벌이 더욱 적합하다. 차량의 정지 상태에서의 상기 제 2 시간 인터벌은 차량의 구동 상태의 제 2 시간 인터벌에 비해 길다.
본 발명에 따르면, 위험도가 낮은 운전 상태(느린 이동 및 정지 상태)에서, 전송기가 신호를 전송하는 제 2 시간 인터벌은 공지된 장치에 의해 사용되는 54s 의 제 2 시간 인터벌을 지나서까지 연장된다. 운전 상태에서, 높은 위험도가 존재할 때, 본 발명은 종래 기술에 공지된 엄격한 54s 보다 짧은 시간 인터벌에 신호를 전송하여 안전을 얻을 수 있게 한다. 본 발명은 위험에 대처할 수 있는 전송률을 허용하며, 이에 따라 연장된 배터리 수명과 조합하여 높은 안전성을 제공할 수 있다는 장점을 제공한다.
압력 신호 드리프트의 임계값이 초과되었을 때 만일 제 2 시간 인터벌이 감소된다면, 상기 인터벌은 압력 센서가 압력 손실을 측정하는 제 1 시간 인터벌로 감소되므로써 위험한 상황이 신속히 검출될 수 있다. 그러나, 드리프트 임계값이 초과되었을 때, WO 97/00784 호에 따른 타이어 압력 관찰 장치의 실시예에서처럼 제 1 시간 인터벌도 이와 동시에 감소되며, 압력은 제 1 시간 인터벌 보다 짧은 제 4 시간 인터벌의 수신 유니트로 측정 및 전송되어 평가된다.
DE 196 08 478 호에 서술된 방법에 따르면, 차량 출발전 수신 유니트로 전송된 신호로부터 각각의 식별자와 관련된 휘일 위치를 결정하기 위해 차량 타이어의 압력 변화를 관찰 및 무선전송하는 장치로의 연결을 공지되어 있으며, 이러한 신호는 압력 데이터 뿐만 아니라 각 휘일 위치의 식별자도 포함하고 있다. 따라서, 상기 수신 유니트는 스페어가 장착되었을 때 예를 들어 겨울 휘일을 여름 휘일로 교환하는 것처럼 휘일이 변화되었는지의 여부를 독립적으로 결정하는 위치에 있게 된다. WO 97/00784 호에 서술된 방법을 사용하였을 때, 휘일 전자부에 연합된 전송기는 고정된 제 2 시간 인터벌에서 작동되며, 상기 수신 유니트가 전송된 신호와 함께 수신된 식별자를 상이한 휘일 위치와 관련시킬 때까지 15분 내지 30분의 시간이 필요하게 된다. 수신 유니트의 학습시간은 제 2 시간 인터벌이 일정하지 않을 때는 수분으로 단축될 수 있지만, 본 발명에 따르면 운전 상태에 응답하여 감소되거나 연장될 수 있다. 수신 유니트의 학습 시간을 감소시키기 위하여, 운전 속도에 관계없이, 각 휘일 위치로의 식별자 할당은 불과 수분내에 완료되므로써 여행의 초기에 한정된 상태중 제 2 시간 인터벌을 상당히 감소시켜 짧게 한다.
가속 센서는 다른 휘일로부터의 신호를 수신하는데 필요한 안테나의 갯수를 감소시키는데도 사용된다. 다른 휘일상에서 측정된 방사방향 및 접선방향 가속도 사이의 편차에 기초하여, 스티어링 휘일과 비스티어링 휘일 사이의 식별 또한 우측 휘일과 좌측 휘일의 식별이 가능하게 되므로, 휘일을 식별하기 위해 각각의 휘일에 그 자신만의 안테나를 할당할 필요가 없다. 이에 대해서는 DE 197 35 686 호와 발명의 명칭이 "타이어 압력 관찰 시스템에서 전송기로부터 방출된 신호의 식별자를 상기 전송기가 장착된 휘일로 할당하는 방법"인 계류중인 한국 특허출원에 상세히 서술되어 있다.
이와 같은 타이어 압력과 그 드리프트는 안전이라는 관점에서 매우 중요한 상태이다.
따라서, 본 발명의 양호한 전개는 제 2 시간 인터벌은 전송률이 낮은 것으로부터 높은 것으로 변화되는 압력 신호의 임계값이 더 이상 일정한 값으로 프리셋되지 않고 압력이나 압력 드리프트에 응답하여 형성되는 방식으로 측정된 압력에 응답하여 변화되며, 상기 임계값은 압력이 감소하거나 드리프트가 상승함에 따라 감소된다. 이것은 타이어 압력이 감소함에 따라 전송률이 상승한다는 장점을 제공한다. 또한, 이것은 전송률이 실제 위험에 융통성있게 적용된다는 장점과 전송률은 저위험 상태 보다 고위험 상태하에서 높아진다는 효과도 갖는다.
압력의존형 드리프트 임계값과 타이어 압력 또는 타이어 압력 드리프트 사이의 관계는 선형일 필요는 없다. 오히려 압력이 감소하거나 드리프트가 상승함에 따라 이에 비례하여 압력 임계치를 감소시킨다. 이것은 속도에 응답하여 제 2 시간 인터벌을 선택하는 것과 마찬가지로 2가지 장점 즉, 관찰 안정성을 개선하는 동시에 배터리 수명도 연장시킬 수 있다는 효과도 제공한다.
압력 신호 드리프트에 대한 임계값의 압력의존형 선택은 제 2 시간 인터벌의 속도의존형 선택과 조합하여 특별한 장점과 함께 실현될 수 있지만, 이와는 독립적으로 실현될 수도 있다. 만일 제 2 시간 인터벌의 속도의존형 선택과 조합하여 실현될 경우에는 속도상에서 제 2 시간 인터벌의 독립성을 반영하는 특징 그룹으로 구성된 특징 필드를 마이크로프로세서나 휘일 전자부의 기타 다른 마이크로일렉트릭 처리 유니트에 갖추는 것이 바람직하며, 이들 각각은 상이한 타이어 압력이나 다른 드리프트에 적용할 수도 있다. 특정 필드에 반응한 제어는 예를 들어 내연기관의 제어와 함께 동력차(motor vehicle) 분야에 종사하는 업자에게 공지되어 있다.
본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.

Claims (21)

  1. 동력원과; 제 1 시간 인터벌에서 타이어 압력을 측정하기 위해 배치된 압력 센서와; 압력 센서로부터 얻은 압력 신호를 디지탈화하기 위한 아날로그/디지탈 컨버터와; 압력 신호를 저장하기 위한 메모리와; 측정된 타이어 압력 정보를 차량에 위치된 수신 유니트에 전송하는 전송기와; 마이크로프로세서와 물리적으로 일체로 형성된 비교기를 포함하며; 상기 비교기는 압력 신호와 이미 저장되어 있는 기준 압력 신호를 비교하며, 기준 압력 신호(드리프트)에 대한 압력 신호의 감소가 임계값을 초과하지 않는한 제 1 시간 인터벌 보다 큰 제 2 시간 인터벌에서 신호를 전송하고 드리프트가 압력 신호를 초과할 때는 제 2 시간 인터벌 보다 작은 제 3 시간 인터벌에서 신호를 전송하는 방식으로 전송기를 제어하며; 타이어 밸브를 포함하는 하나의 모듈 행태로 타이어에 배치되고, 차량 타이어의 압력 변화를 관찰 및 무선전송하는 장치의 작동 방법에 있어서,
    상기 제 2 시간 인터벌은, 타이어에서 측정되고 운전중 변화되는 하나이상의 물리적 상태에 응답하여 변화되는 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 물리적 상태는 차량 속도인 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 물리적 상태는 타이어의 공기압력인 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 물리적 상태는 타이어 공기압력의 드리프트인 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 압력 신호 드리프트의 임계값은 압력 신호나 그 드리프트에 응답하여 변화되는 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 압력 신호 드리프트의 임계값은 압력 신호가 감소되거나 드리프트가 상승함에 따라 감소되는 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 제 2 시간 인터벌은 속도와 압력 신호 드리프트상에서 제 2 시간 인터벌의 독립성을 임의로 특정화하는 마이크로프로세서에 저장된 설정의 특성 필드에 기초하여 연산되는 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  8. 제 2 항에 있어서, 제 2 시간 인터벌은 차량 속도의 상승에 따라 감소되는 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  9. 제 2 항에 있어서, 제 2 시간 인터벌은 차량의 정지 상태에서 가장 높은 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 제 2 시간 인터벌은 차량의 정지 상태에서는 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  11. 제 2 항에 있어서, 제 2 시간 인터벌은 운행중인 차량에서의 제 2 시간 인터벌에 비해 차량의 정지 상태에서 높은 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 제 2 시간 인터벌은 초기 운전시의 상태에서는 짧으며, 각각의 식별자와 연관된 휘일 위치는 상기 상태중 압력 데이터와 함께 각각의 휘일 위치에 대한 특정 식별자를 포함하는 수신 유니트에 전송된 신호로부터 결정되며, 상기 휘일 위치는 수신 유니트에 저장되는 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 제 2 시간 인터벌은 차량의 정지 상태에서 5분 내지 30분으로 세팅되는 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 제 2 시간 인터벌은 차량의 정지 상태에서 10분 내지 15분으로 세팅되는 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  15. 제 1 항에 있어서, 제 3 시간 인터벌은 측정된 각각의 압력 신호가 전송되도록 제 1 시간 인터벌에 대응하는 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  16. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 타이어 압력은 드리프트가 임계값을 초과하지 않는한 제 1 시간 인터벌 보다 짧은 제 4 시간 인터벌에서 측정 및 전송되는 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  17. 제 7 항에 있어서, 제 2 시간 인터벌은 차량 속도의 상승에 따라 감소되는 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  18. 제 7 항에 있어서, 제 2 시간 인터벌은 차량의 정지 상태에서 가장 높은 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  19. 제 7 항에 있어서, 제 2 시간 인터벌은 운행중인 차량에서의 제 2 시간 인터벌에 비해 차량의 정지 상태에서 높은 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  20. 제 7 항에 있어서, 제 2 시간 인터벌은 초기 운전시의 상태에서는 짧으며, 각각의 식별자와 연관된 휘일 위치는 상기 상태중 압력 데이터와 함께 각각의 휘일 위치에 대한 특정 식별자를 포함하는 수신 유니트에 전송된 신호로부터 결정되며, 상기 휘일 위치는 수신 유니트에 저장되는 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
  21. 제 7 항에 있어서, 제 2 시간 인터벌은 차량의 정지 상태에서 5분 내지 30분으로 세팅되는 것을 특징으로 하는 차량 타이어 압력의 관찰 및 무선전송 장치 작동 방법.
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