KR100680342B1

KR100680342B1 - Ｔｐｍｓ의 스페어 타이어 검출방법

Info

Publication number: KR100680342B1
Application number: KR1020050104323A
Authority: KR
Inventors: 한동훈
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-11-02
Filing date: 2005-11-02
Publication date: 2007-02-08

Abstract

본 발명은 TPMS의 스페어 타이어 검출방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타이어 회전시 타이어 내 장착되어 있는 타이어 압력센서의 위치가 차량내 TPMS 수신기와 멀어졌다 가까워졌다 하는 것을 이용하여 압력센서와 TPMS 상호간의 거리에 따라 TPMS 수신기 측에서 수신되어지는 신호의 크기가 달라짐으로써, 40KPH 이하의 저속 모드에서도 타이어가 롤링(Rolling) 상태인지, 또는 스페어 위치에 있는 상태인지를 감지할 수 있도록 한 TPMS의 스페어 타이어 검출방법에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 시동을 온시키는 단계와; 휠림에 장착된 압력센서가 TPMS 수신기에 RF 신호를 송신하는 단계와; CPU가 상기 TPMS 수신기로부터 RF 신호를 입력받아 최대크기 편차가 5V이상인 경우 해당 타이어가 롤링상태인 것으로 판정하는 단계와; 상기 단계에서 CPU가 상기 RF 신호의 최대크기 편차가 5V 미만이고 실차의 속도가 40KPH를 초과하는 경우 상기 압력센서 내부의 가속도센서가 TPMS 수신기에 플래그를 송신하는 단계와; 상기 단계에서 CPU가 상기 TPMS 수신기로부터 플래그 신호를 입력받아 가속도센서의 플래그가 로우(LOW)인 경우 해당타이어가 스페어 위치에 장착된 것으로 판단하는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로하는 TPMS의 스페어 타이어 검출방법을 제공한다.

TPMS, RF 신호, 가속도센서, 압력센서, 플래그

Description

ＴＰＭＳ의 스페어 타이어 검출방법{Method for seaching spare tire of Tire Pressure Monitoring System}

도 1은 본 발명에 따른 TPMS의 구성을 나타내는 장치구성도.

도 2는 타이어 회전시 수신기와 압력센서 간의 거리를 나타내는 개략도.

도 3은 타이어의 롤링시 및 타이어의 스페어 위치시에 따른 수신기 측에서의 신호 크기를 나타내는 그래프.

도 4는 본 발명에 따른 TPMS의 스페어 타이어 검출방법을 나타내는 순서도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 타이어 11 : 압력센서

12 : 수신기 13 : 휠림

14 : 경보음 출력부

본 발명은 TPMS의 스페어 타이어 검출방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 는 타이어 회전시 타이어 내 장착되어 있는 타이어 압력센서의 위치가 차량내 TPMS 수신기와 멀어졌다 가까워졌다 하는 것을 이용하여 압력센서와 TPMS 상호간의 거리에 따라 TPMS 수신기 측에서 수신되어지는 신호의 크기가 달라짐으로써, 40KPH 이하의 저속 모드에서도 타이어가 롤링(Rolling) 상태인지, 또는 스페어 위치에 있는 상태인지를 감지할 수 있도록 한 TPMS의 스페어 타이어 검출방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차를 운행하다 보면 타이어의 공기압이 낮아지는 것을 발견할 수 있는 데, 이것은 타이어 자체의 결함보다는 자동차가 운행되면서 자연 마찰로 인한 저항으로 공기가 고무를 자연투과하거나, 못박힘, 외상, 밸브 불량 등의 이상으로 공기가 배출되면서 공기압이 낮아지는 경우가 대부분이다.

타이어 공기압의 부족은 타이어의 이상 마멸을 초래하고, 브레이크 성능을 저하시킬 뿐만 아니라, 타이어의 펑크 등의 경제적 손실을 초래하는 외에 특히 고속주행에서는 운전자나 탑승객의 안전을 위협하는 요인이 된다.

그래서, 운전자들은 타이어의 공기압을 적정 수준으로 유지하고 타이어의 공기압이 균형있게 유지되도록 많은 신경을 써야 하며, 주기적으로 공기압 테스트를 실시해야 하는 번거로움이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 장치가 자동차 타이어의 공기압을 측정하여 공기압이 부족한 경우 운전자에게 경고를 하는 TPMS(Tire Pressure Monitoring System)이다.

TPMS는 압력을 감지하는 센서를 통해 타이어의 압력을 감지하여 수신 모듈로 통보하고, 수신 모듈은 이상 발생시 경보음 출력부를 통해 운전자에게 타이어 공기 압의 이상여부를 알려준다.

이러한 종래기술에 따른 타이어 공기압 측정장치에서는 휠의 각각에 구비되는 송신모듈이 RF(Radio Frequency)통신방법으로 타이어 공기압에 관한 정보를 수신 모듈로 전송한다.

여기서 각 센서의 ID는 서로 다르지만, 각 휠에 구비되는 센서가 어느 위치의 휠에 구비되는 것인지에 대한 정보는 RF통신방법으로 제공되지 않는다.

따라서, 매뉴얼 방식으로 각 ID를 4개의 휠에 배분하거나 공장 출하시 구분 가능하게 표시하는 방법으로 설정(setting)을 한다.

최근 TPMS 법규중 “Spare tire 및 Replacement 타이어(이하, "스페어 타이어"라고 함.)가 실차 동작모드로 장착시, TPMS가 타이어 압력 저하를 모니터링하지 못할 경우, TPMS 시스템 경고등이 반드시 점등되어야 함”이라는 요구사항이 추가되었다.

일반적으로 스페어 타이어에는 압력 센서가 장착되지 않기 때문에, TPMS는 상기 조건에서 TPMS 시스템 경고를 하여야 한다.

그러나, 스페어 타이어를 실차에 장착하고 센서가 정상적으로 동작하는 실차에 있던 타이어를 스페어(Spare) 위치에 장착할 경우 TPMS 입장에서는 타이어 센서 4개가 모두 정상 동작하는 것으로 판단하므로 TPMS 시스템 경고를 하지 못하는 문제점이 있다.

이를 위하여 현재 개발중인 TPMS는 모니터 되어지는 4개의 센서중 1개 이상이 스페어 위치에 있음을 감지하면 실제 스페어 타이어가 실차 동작모드로 장착되 어 있는 것으로 판단하여 필요시 TPMS 시스템 경고등 점등한다.

따라서, 상기와 같은 로직을 구현하기 위하여는 타이어가 롤링(Rolling) 상태인지, 또는 스페어 위치에 있는 상태인지를 감지하는 것이 필수적이다.

현재 기술은 타이어의 압력센서 내부에 가속도 센서가 있어 타이어가 일정 속도 이상 회전을 하게되면 가속도 센서가 이를 감지하여 TPMS 수신기 측으로 플래그(Flag)를 전송하면 시스템 측에서 이를 수신하여 해당 타이어가 롤링(Rolling) 여부를 판단하게 된다.

그러나, 현재 사용되는 가속도 센서의 정확도가 떨어져 악의조건에서는 차량 속도가 40KPH 이상이 되어야 TPMS 수신기 측으로 플래그를 전송할 수 있으므로, 저속에서는 스페어 타이어가 실차 동작모드로 장착시, TPMS가 타이어의 압력 저하를 모니터링하지 못하는 즉 시스템 경고를 못하는 한계성을 가지고 있다.

이를 개선하기 위하여 허용범위(Tolerance)가 적고 타이어의 내부온도에 둔감한 센서가 필요한데, 이는 비용 및 전류소모량이 과다한 단점이 있고, 잠재적인 오차를 포함하고 있는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 타이어 회전시 타이어 내 장착되어 있는 타이어 압력센서의 위치가 차량내 TPMS 수신기와 멀어졌다 가까워졌다 하는 것을 이용하여 압력센서와 TPMS 상호간의 거리에 따라 TPMS 수신기 측에서 수신되어지는 신호의 크기가 달라짐으로써, 40KPH 이하의 저속 모드에서도 타이어가 롤링(Rolling) 상태인지, 또는 스페어 위치에 있는 상태인지를 감지할 수 있도록 한 TPMS의 스페어 타이어 검출방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 TPMS의 스페어 타이어 검출방법에 있어서,

시동을 온시키는 단계와; 휠림에 장착된 압력센서가 TPMS 수신기에 RF 신호를 송신하는 단계와; CPU가 상기 TPMS 수신기로부터 RF 신호를 입력받아 최대크기 편차가 5V이상인 경우 해당 타이어가 롤링상태인 것으로 판정하는 단계와; 상기 단계에서 CPU가 상기 RF 신호의 최대크기 편차가 5V 미만이고 실차의 속도가 40KPH를 초과하는 경우 상기 압력센서 내부의 가속도센서가 TPMS 수신기에 플래그를 송신하는 단계와; 상기 단계에서 CPU가 상기 TPMS 수신기로부터 플래그 신호를 입력받아 가속도센서의 플래그가 로우(LOW)인 경우 해당타이어가 스페어 위치에 장착된 것으로 판단하는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직한 구현예로서, 타이어 회전시 상기 휠림에 장착된 압력센서가 TPMS 수신기에 송신하되, 압력센서 및 TPMS 수신기 상호간의 거리에 따라 TPMS 수신기에서 수신되는 RF 신호의 크기가 달라지는 것에 의해 저속모드에서 해당타이어의 롤링상태여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 TPMS의 구성을 나타내는 장치구성도이고, 도 2는 타이어 회전시 수신기와 압력센서 간의 거리를 나타내는 개략도이며, 도 3은 타이어의 롤링시 및 타이어의 스페어 위치시에 따른 수신기 측에서의 신호 크기를 나타내는 그래프이다.

본 발명은 40KPH 이하의 저속모드에서도 해당 타이어(10)의 롤링상태여부를 감지하는 TPMS의 스페어 타이어 검출방법에 관한 것이다.

전술한 바와 같이, TPMS는 압력을 감지하는 센서를 통해 타이어(10)의 압력을 감지하여 수신기(12)로 통보하고, 수신기(12)는 이상 발생시 경보음 출력부(14)를 통해 운전자에게 타이어 공기압의 이상여부를 알려준다.

차량용 휠림(13)에 각각 장착되는 압력센서(11)가 RF(Radio Frequency)통신방법으로 타이어 공기압에 관한 정보를 수신기(12)로 전송한다.

한편, 스페어 타이어에는 압력센서(12)가 장착되지 않고, 최근 TPMS 법규중 스페어 타이어가 실차 동작모드로 장착시 TPMS가 타이어(10)의 압력저하를 모니터링하지 못할 경우 TPMS 시스템 경고등이 반드시 점등되어야 한다는 요구사항을 만족시켜야 하므로, 현재 개발중인 TPMS는 모니터 되어지는 4개의 센서중 1개 이상이 스페어 위치에 있음을 감지하면 실제 스페어 타이어가 실차 동작모드로 장착되어 있는 것으로 판단하여 필요시 TPMS 시스템 경고등을 점등한다.

따라서, 상기와 같은 로직을 구현하기 위하여는 타이어(10)가 롤링(Rolling) 상태인지, 또는 스페어 위치에 있는 상태인지를 감지하는 것이 필수적이다.

그런데, 현재 기술은 타이어(10)의 압력센서(11) 내부에 가속도 센서가 있어 타이어(10)의 회전이 40KPH 이상인 경우에만 가속도 센서가 이를 감지하여 TPMS 수 신기 측으로 플래그(Flag)를 전송하면 시스템 측에서 이를 수신하여 해당 타이어(10)가 롤링(Rolling) 여부를 판단하게 되므로, 40KPH 이하의 저속모드에서는 스페어 타이어가 실차 동작모드로 장착될 경우 TPMS가 시스템 경고를 못하는 문제가 여전히 남아 있다.

따라서, 본 발명은 타이어(10) 회전시 휠림(13)에 장착된 압력센서(11)와 TPMS 수신기(12) 사이의 거리에 따른 TPMS 수신기 측에서의 RF 신호의 크기편차를 이용하여 40KPH 이하의 저속모드에서도 해당 타이어(10)의 롤링상태여부를 감지함으로써, 스페어 타이어가 실차 동작모드로 장착되어 TPMS가 타이어(10)의 압력저하를 모니터링 하지 못할 경우 시스템 경고를 할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

본 발명은 타이어(10) 회전시 휠림(13)에 장착되어 있는 압력센서(11)의 위치가 차량내 TPMS 수신기(12)와의 거리가 멀어졌다, 가까워졌다 하는 점에서 착안을 하였다.

상기 압력센서(11)는 TPMS 수신기(12) 측으로 RF 무선 신호를 송신하는데, 이는 상호간의 거리에 따라 수신기(12) 측에서 수신되어지는 신호의 크기가 달라진다.

타이어(10)가 회전하면 내부에 장착된 압력센서(11)도 같이 회전하면서 RF신호를 전송하는 바, 이때의 RF 신호 크기 형상은 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이 시간에 따라 사인곡선(SINE WAVE)과 유사한 형태로 나타나게 된다.

이때, RF 신호 크기가 가장 큰 지점은 압력센서(11)와 TPMS 수신기(12) 측 상호간의 거리가 가장 짧을 때며, 반대로 RF 신호 크기가 가장 작은 지점은 압력센 서(11)와 TPMS 수신기(12) 측 상호간의 거리가 가장 길 때이다.

상기 압력센서(11)는 RF 신호를 1 메시지(MESSAGE) 보낼 경우, 동일한 프레임(FRAME)을 4번 연속해서 보내게 되는데, 각 프레임당 100m/sec 간격이 있는바, 각 프레임이 수신되어지는 시점에서의 압력센서(11)와 TPMS 수신기(12) 측 상호간의 거리가 서로 다르다.

만약, 타이어(10)가 회전하지 않을경우(Spare 위치에 있을경우)는 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이 각 프레임의 RF 신호 크기는 거의 유사하다.

이는 저속 모드에서 명확히 구분 가능하다, 반대로 고속모드에서는 압력센서(11)와 TPMS 수신기(12) 측 상호간의 거리가 겹치거나, 유사위치에 있을 수 있어 신호크기를 구분하기가 어렵다.

따라서, 저속 모드(40KPH 이하)에서는 ECU가 각 타이어 압력 센서 측에서 수신되는 RF 신호의 시간당 변위를 확인하여 기준치(최대 크기 편차 5V) 이상 발생하게 되면 해당 타이어(10)가 롤링 중이라 판단하고, 수신되는 RF 신호의 시간당 변위를 확인하여 기준치 미만인 경우 가속도 센서에서 TPMS 수신기(12) 측으로 전송된 플래그가 하이(High) 인지 로우(Low)인지를 판단하여, 플래그가 하이인 경우에는 해당 타이어(10)가 롤링상태인 것으로 판단하고, 플래그가 로우인 경우 해당 타이어(10)가 스페어의 위치에 있음을 명확히 알 수 있어 TPMS 시스템 경고등이 점등된다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 TPMS의 스페어 타이어 검출방법에 의하면, 타이어 회전시 휠림에 장착된 압력센서와 TPMS 수신기 사이의 거리에 따른 TPMS 수신기 측에서의 RF 신호의 크기편차를 이용하여 40KPH 이하의 저속모드에서도 해당타이어의 롤링상태여부를 감지함으로써, 스페어 타이어가 실차 동작모드로 장착되어 TPMS가 타이어의 압력저하를 모니터링 하지 못할 경우 시스템 경고를 하여 최근 TPMS 법규에 적극 대응할 수 있을 뿐만 아니라, 차량의 운전자 및 승객의 안전을 도모할 수 있다.

Claims

TPMS의 스페어 타이어 검출방법에 있어서,

시동을 온시키는 단계와;

휠림에 장착된 압력센서가 TPMS 수신기에 RF 신호를 송신하는 단계와;

CPU가 상기 TPMS 수신기로부터 RF 신호를 입력받아 최대크기 편차가 5V이상인 경우 해당 타이어가 롤링상태인 것으로 판정하는 단계와;

상기 단계에서 CPU가 상기 RF 신호의 최대크기 편차가 5V 미만이고 실차의 속도가 40KPH를 초과하는 경우 상기 압력센서 내부의 가속도센서가 TPMS 수신기에 플래그를 송신하는 단계와;

상기 단계에서 CPU가 상기 TPMS 수신기로부터 플래그 신호를 입력받아 가속도센서의 플래그가 로우(LOW)인 경우 해당타이어가 스페어 위치에 장착된 것으로 판단하는 단계;

로 이루어지는 것을 특징으로 하는 TPMS의 스페어 타이어 검출방법.
청구항 1에 있어서, 타이어 회전시 상기 휠림에 장착된 압력센서가 TPMS 수신기에 송신하되, 압력센서 및 TPMS 수신기 상호간의 거리에 따라 TPMS 수신기에서 수신되는 RF 신호의 크기가 달라지는 것에 의해 저속모드에서 해당타이어의 롤링상태여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 TPMS의 스페어 타이어 검출방법.