KR100757604B1 - 압력센서 위치 결정 방법 및 이를 구현하는 타이어 압력모니터링 시스템 - Google Patents

압력센서 위치 결정 방법 및 이를 구현하는 타이어 압력모니터링 시스템 Download PDF

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Abstract

압력센서 위치 결정 방법 및 이를 구현하는 타이어 압력 모니터링 시스템이 제공된다. 본 발명의 타이어 압력 모니터링 시스템은 차량의 각 타이어 내측에 위치하여, 타이어의 압력, 온도, 가속도, 센서 자신의 ID를 포함하는 정보를 송신하기 위한 압력센서, 차량의 각 휠에 위치하여 휠의 속도를 감지하고, 이를 송신하기 위한 휠 스피드 센서, 상기 압력센서와 휠 스피드 센서로부터 정보를 수신하며, 상기 휠 스피드 센서로부터 수신한 휠의 속도를 가속도로 변환하고, 이를 압력센서로부터 수신한 가속도와 비교하여 압력센서의 위치를 결정하고, 수신된 타이어의 압력이 기준 압력이하인지를 판정하여 타이어의 압력이 기준 압력 이하에 해당하는 압력센서의 위치를 표시하도록 하는 수신부, 상기 수신부에서 출력된 각 타이어의 상태정보를 디스플레이하기 위한 표시부를 포함한다. 본 발명에 의하면 이니시에이터를 사용하지 하고 기존의 ABS 시스템에서 사용되던 휠 스피드 센서를 이용하여 타이어 압력 모니터링 시스템을 구현할 수 있으므로, 제작비용을 절감할 수 있고, 중량을 줄일 수 있다는 효과가 있다.
압력센서, 타이어, 휠 스피드 센서, 모니터링, 압력, ABS, 이니시에이터.

Description

압력센서 위치 결정 방법 및 이를 구현하는 타이어 압력 모니터링 시스템 {Method for determining location of pressure sensor, and tire pressure monitoring system for implementing the same}
도 1은 종래 타이어 압력 모니터링 시스템을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 압력 모니터링 시스템을 보여주는 도면이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 모니터링 시스템이 차량에 구비된 모습을 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서의 위치를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서 위치 결정 방법을 보여주는 흐름도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 압력센서 200 휠 스피드 센서
300 수신부 400 표시부
500 ABS 유닛
본 발명은 타이어 압력 모니터링 시스템에서의 압력센서 위치 결정 방법 및 이를 구현하는 타이어 압력 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휠 스피드 센서와 압력센서를 이용하여 압력센서의 위치를 결정하는 방법 및 이를 구현하는 타이어 압력 모니터링 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 타이어 압력 모니터링 시스템(TPMS: Tire Pressure Monitoring system)은 타이어의 압력이 저하되는 것을 예고하는 시스템으로서, 압력 또는 온도와 같은 타이어의 상태 변수를 차량 내부의 전자제어장치(ECU) 등에 전달하는 기능을 수행한다. 이러한 타이어 압력 모니터링 시스템은 타이어의 상태에 관한 정보를 제공하므로 차량 안정성을 향상시키게 된다.
도 1은 종래 타이어 압력 모니터링 시스템을 보여주는 도면이다. 종래 타이어 압력 모니터링 시스템은 압력센서(10), 수신부(20), 이니시에이터(30), 표시부(40) 등을 포함하여 이루어진다.
도 1에서 이그니션(IGN) 스위치가 온 되면, 각 타이어 부근에 위치한 이니시에이터(30)는 압력센서(10)를 활성화시킨다. 활성화된 압력센서(10)는 타이어의 압력, 온도, 가속도, 센서 자신의 ID 등의 정보를 수신부(20)에 송신한다. 수신부(20)에서는 타이어의 압력이 기준압력 이하로 떨어지는지를 확인하고, 기준압력 이하로 떨어진 타이어가 있으면 경고음을 출력하고, 저압 타이어의 위치를 표시 부(40)에 표시한다. 예를 들어, 전방 왼쪽(FL) 타이어의 압력이 기준압력에 비해 25% 이상 저하되면, 수신부(20)는 경고음을 출력하고, 전방 왼쪽(FL) 타이어가 저압 타이어임을 표시부(40)에 표시하는 것이다.
이처럼 종래 타이어 압력 모니터링 시스템은 각 타이어에 인접한 위치에 이니시에이터를 설치해야만 하므로, 부품수의 증가에 따른 비용 상승과 중량이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 만약 이니시에이터를 제거하면 저압 타이어의 위치를 표시할 수 없다는 문제점도 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이니시에이터를 제거하고 기존의 ABS 시스템에서 사용되던 휠 스피드 센서를 이용하여 구현된 타이어 압력 모니터링 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 타이어 압력 모니터링 시스템에서 압력센서의 가속도와 휠 스피드 센서의 가속도를 이용하여 압력센서의 위치를 결정하는 방법을 제공하는데 그 다른 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 타이어 압력 모니터링 시스템은 차량의 각 타이어 내측에 위치하여, 타이어의 압력, 온도, 가속도, 센서 자신의 ID를 포함하는 정보를 송신하기 위한 압력센서, 차량의 각 휠에 위치하여 휠의 속도 를 감지하고, 이를 송신하기 위한 휠 스피드 센서, 상기 압력센서와 휠 스피드 센서로부터 정보를 수신하며, 상기 휠 스피드 센서로부터 수신한 휠의 속도를 가속도로 변환하고, 이를 압력센서로부터 수신한 가속도와 비교하여 압력센서의 위치를 결정하고, 수신된 타이어의 압력이 기준 압력이하인지를 판정하여 타이어의 압력이 기준 압력 이하에 해당하는 압력센서의 위치를 표시하도록 하는 수신부, 상기 수신부에서 출력된 각 타이어의 상태정보를 디스플레이하기 위한 표시부를 포함한다.
상기 수신부는 상기 압력센서로부터 수신된 가속도 값의 극성을 이용하여 압력센서가 좌륜 또는 우륜에 위치하는지를 판단하며, 상기 휠 스피드 센서로부터 수신한 휠 속도를 변환한 가속도와 압력센서로부터 수신한 가속도를 비교하여 압력센서가 전륜 또는 후륜에 위치하는지를 판단하여 압력센서의 위치를 결정할 수 있다.
이때, 상기 수신부는 상기 압력센서로부터 수신된 가속도 값의 극성이 양성(+)이면 압력센서가 우륜에 위치하고, 음성(-)이면 압력센서가 좌륜에 위치하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 수신부는 상기 휠 스피드 센서로부터 수신한 휠 속도를 변환한 가속도와 압력센서로부터 수신한 가속도를 비교하여, 전륜에 위치한 휠 스피드 센서의 가속도와 근사한 가속도 값을 갖는 압력센서가 전륜에 위치하고, 후륜에 위치한 휠 스피드 센서의 가속도와 근사한 가속도 값을 갖는 압력센서가 후륜에 위치하는 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서 위치 결정 방법은 이그니션(IGN) 스위치가 온(On)되면, 압력센서로부터 타이어의 압력, 온도, 가속도, 센서 자신의 ID를 포함하는 정보를 수신하는 제1단계와, 휠 스피드 센서로부터 휠 속도를 수신하는 제2단계와, 상기 휠 속도를 가속도로 변환하는 제3단계와, 상기 압력센서로부터 수신된 가속도 값의 극성을 이용하여 압력센서가 좌륜 또는 우륜에 위치하는지를 판단하는 제4단계와, 상기 휠 스피드 센서로부터 수신한 휠 속도를 변환한 가속도와 압력센서로부터 수신한 가속도를 비교하여 압력센서가 전륜 또는 후륜에 위치하는지를 판단하는 제5단계와, 결정된 압력센서의 위치정보를 저장하는 제6단계를 구비할 수 있다.
상기 제4단계는 압력센서로부터 수신된 가속도 값의 극성이 양성(+)이면 압력센서가 우륜에 위치하고, 음성(-)이면 압력센서가 좌륜에 위치하는 것으로 판단할 수 있다.
상기 제5단계는 상기 휠 스피드 센서로부터 수신한 휠 속도를 변환한 가속도와 압력센서로부터 수신한 가속도를 비교하여, 전륜에 위치한 휠 스피드 센서의 가속도와 근사한 가속도 값을 갖는 압력센서가 전륜에 위치하고, 후륜에 위치한 휠 스피드 센서의 가속도와 근사한 가속도 값을 갖는 압력센서가 후륜에 위치하는 것으로 판단할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 압력 모니터링 시스템을 보여주는 도면이다. 타이어 압력 모니터링 시스템은 압력센서(100), 휠 스피드 센서(200), 수신부(300), 표시부(400)를 포함하여 이루어진다.
압력센서(100)는 차량의 각 타이어 내측에 위치하여, 타이어의 압력, 온도, 가속도, 센서 자신의 ID를 포함하는 정보를 송신한다.
휠 스피드 센서(200)는 차량의 각 휠에 위치하여 휠의 속도를 감지하고, 이를 송신하는 역할을 한다.
수신부(300)는 압력센서(100)와 휠 스피드 센서(200)로부터 정보를 수신하며, 휠 스피드 센서(200)로부터 수신한 휠의 속도를 가속도로 변환하고, 이를 압력센서(100)로부터 수신한 가속도와 비교하여 압력센서(100)의 위치를 결정하고, 수신된 타이어의 압력이 기준 압력이하인지를 판정하여 타이어의 압력이 기준 압력 이하에 해당하는 압력센서(100)의 위치를 표시하도록 한다.
표시부(400)는 수신부(300)에서 출력된 각 타이어의 상태정보를 디스플레이하는 역할을 한다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 모니터링 시스템이 차량에 구비된 모습을 보여주는 도면이다. 도 3에서 보는 바와 같이, 차량의 네 개의 타이어부분 각각에 압력센서(100)와 휠 스피드 센서(200)가 장착되어 있다. 도 3에서 휠 스피드 센서(200)는 ABS 유닛(500)에 연결된 부품이다. 본 발명에서 리시버(300)는 이 러한 휠 스피드 센서(200)에서 감지되는 휠 속도를 이용하게 된다.
본 발명에서 수신부(300)는 압력센서(100)로부터 수신된 가속도 값의 극성을 이용하여 압력센서가 좌륜 또는 우륜에 위치하는지를 판단하며, 휠 스피드 센서(200)로부터 수신한 휠 속도를 변환한 가속도와 압력센서(100)로부터 수신한 가속도를 비교하여 압력센서(100)가 전륜 또는 후륜에 위치하는지를 판단하여 압력센서(100)의 위치를 결정한다.
먼저, 본 발명에서 압력센서(100)가 전륜 또는 후륜에 위치하는지를 판단하는 방법을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4에서 보는 바와 같이, 차량은 주행중에 구동축 휠과 비구동축 휠간에 속도 및 가속도 차이가 발생한다. 예를 들어, 도 4에서 전륜 휠이 구동축이라면 전륜 휠 가속도(aFRONT)가 후륜 휠 가속도(aREAR)보다 크다. 반대로 후륜 휠이 구동축이라면 후륜 휠 가속도(aREAR)가 전륜 휠 가속도(aFRONT)보다 크다.
본 발명에서는 이러한 원리를 이용하여 압력센서(100)가 전륜에 위치하는지 또는 후륜에 위치하는지를 판단할 수 있다. 즉, 수신부(300)는 휠 스피드 센서(200)로부터 수신한 휠 속도를 변환한 가속도와 압력센서(100)로부터 수신한 가속도를 비교하여, 전륜에 위치한 휠 스피드 센서(200)의 가속도와 근사한 가속도 값을 갖는 압력센서(100)가 전륜에 위치하고, 후륜에 위치한 휠 스피드 센서(200)의 가속도와 근사한 가속도 값을 갖는 압력센서(100)가 후륜에 위치하는 것으로 판 단할 수 있다.
다음, 본 발명에서 압력센서(100)가 좌륜 또는 우륜에 위치하는지를 판단하는 방법을 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 5 (a)는 좌측바퀴의 회전방향을 나타낸 도면이고, 도 5 (b)는 우측바퀴의 회전방향을 나타낸 도면이다.
도 5 (a) 및 도 5 (b)에서 보는 바와 같이, 좌우 바퀴의 접선방향의 가속도는 서로 반대이다. 즉, 좌우 바퀴의 접선방향의 가속도의 극성이 서로 반대임을 알 수 있다. 본 발명에서는 이러한 원리를 이용하여 압력센서(100)의 위치가 좌륜에 위치하는지 또는 우륜에 위치하는지를 판단할 수 있다. 즉, 본 발명에서 압력센서(100)에서 출력되는 가속도 값은 좌륜과 우륜에 따라 극성이 반대이므로 이를 이용하여 압력센서(100)의 위치를 판단할 수 있다. 예를 들어, 수신부(300)는 압력센서(100)로부터 수신된 가속도 값의 극성이 양성(+)이면 압력센서(100)가 우륜에 위치하고, 음성(-)이면 압력센서(100)가 좌륜에 위치하는 것으로 판단할 수 있다.
이제 본 발명의 타이어 압력 모니터링 시스템에서 압력센서(100)의 위치를 결정하는 방법을 도면을 참조하여 설명하고자 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서(100) 위치 결정 방법을 보여주는 흐름도이다.
타이어 압력 모니터링 시스템은 이그니션(IGN) 스위치가 온(On)되면(S601), 압력센서(100)로부터 타이어의 압력, 온도, 가속도, 센서 자신의 ID를 포함하는 정 보를 수신한다(S603).
다음, 휠 스피드 센서로부터 휠 속도 정보를 수신한다(S605). 그리고, 수신한 휠 속도를 가속도로 변환한다(S607).
압력센서(100)로부터 수신된 가속도 값의 극성을 이용하여 압력센서(100)가 좌륜 또는 우륜에 위치하는지를 판단한다(S609). 즉, 압력센서(100)로부터 수신된 가속도 값의 극성이 양성(+)이면 압력센서(100)가 우륜에 위치하는 것으로 판단한다(S611). 반대로 압력센서(100)로부터 수신된 가속도 값의 극성이 음성(-)이면 압력센서가 좌륜에 위치하는 것으로 판단한다(S613).
다음, 휠 스피드 센서(200)로부터 수신한 휠 속도를 변환한 가속도와 압력센서(100)로부터 수신한 가속도를 비교하여 압력센서(100)가 전륜 또는 후륜에 위치하는지를 판단한다(S615). 즉, 휠 스피드 센서(200)로부터 수신한 휠 속도를 변환한 가속도와 압력센서(100)로부터 수신한 가속도를 비교하여, 전륜에 위치한 휠 스피드 센서(200)의 가속도와 근사한 가속도 값을 갖는 압력센서(100)를 전륜에 위치하는 것으로 판단한다(S617). 또한, 후륜에 위치한 휠 스피드 센서(200)의 가속도와 근사한 가속도 값을 갖는 압력센서(100)를 후륜에 위치하는 것으로 판단한다(S619).
마지막으로, 결정된 압력센서(100)의 위치정보를 저장한다(S621).
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통 상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 이니시에이터를 사용하지 하고 기존의 ABS 시스템에서 사용되던 휠 스피드 센서를 이용하여 타이어 압력 모니터링 시스템을 구현할 수 있으므로, 제작비용을 절감할 수 있고, 중량을 줄일 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 타이어 압력 모니터링 시스템에서 압력센서의 가속도와 휠 스피드 센서의 가속도를 이용하여 압력센서의 위치를 결정할 수 있는 효과도 있다.

Claims (7)

  1. 차량의 각 타이어 내측에 위치하여, 타이어의 압력, 온도, 가속도, 센서 자신의 ID를 포함하는 정보를 송신하기 위한 압력센서;
    차량의 각 휠에 위치하여 휠의 속도를 감지하고, 이를 송신하기 위한 휠 스피드 센서;
    상기 압력센서와 휠 스피드 센서로부터 정보를 수신하며, 상기 휠 스피드 센서로부터 수신한 휠의 속도를 가속도로 변환하고, 이를 압력센서로부터 수신한 가속도와 비교하여 압력센서의 위치를 결정하고, 수신된 타이어의 압력이 기준 압력이하인지를 판정하여 타이어의 압력이 기준 압력 이하에 해당하는 압력센서의 위치를 표시하도록 하는 수신부;
    상기 수신부에서 출력된 각 타이어의 상태정보를 디스플레이하기 위한 표시부
    를 포함하는 타이어 압력 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 압력센서로부터 수신된 가속도 값의 극성을 이용하여 압력센서가 좌륜 또는 우륜에 위치하는지를 판단하며, 상기 휠 스피드 센서로부터 수신한 휠 속도를 변환한 가속도와 압력센서로부터 수신한 가속도를 비교하여 압력센서가 전륜 또는 후륜에 위치하는지를 판단하여 압력센서의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 타이어 압력 모니터링 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 압력센서로부터 수신된 가속도 값의 극성이 양성(+)이면 압력센서가 우륜에 위치하고, 음성(-)이면 압력센서가 좌륜에 위치하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 타이어 압력 모니터링 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 휠 스피드 센서로부터 수신한 휠 속도를 변환한 가속도와 압력센서로부터 수신한 가속도를 비교하여, 전륜에 위치한 휠 스피드 센서의 가속도와 근사한 가속도 값을 갖는 압력센서가 전륜에 위치하고, 후륜에 위치한 휠 스피드 센서의 가속도와 근사한 가속도 값을 갖는 압력센서가 후륜에 위치하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 타이어 압력 모니터링 시스템.
  5. 이그니션(IGN) 스위치가 온(On)되면, 압력센서로부터 타이어의 압력, 온도, 가속도, 센서 자신의 ID를 포함하는 정보를 수신하는 제1단계와,
    휠 스피드 센서로부터 휠 속도를 수신하는 제2단계와,
    상기 휠 속도를 가속도로 변환하는 제3단계와,
    상기 압력센서로부터 수신된 가속도 값의 극성을 이용하여 압력센서가 좌륜 또는 우륜에 위치하는지를 판단하는 제4단계와,
    상기 휠 스피드 센서로부터 수신한 휠 속도를 변환한 가속도와 압력센서로부터 수신한 가속도를 비교하여 압력센서가 전륜 또는 후륜에 위치하는지를 판단하는 제5단계와,
    결정된 압력센서의 위치정보를 저장하는 제6단계
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 압력센서 위치 결정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제4단계는 압력센서로부터 수신된 가속도 값의 극성이 양성(+)이면 압력센서가 우륜에 위치하고, 음성(-)이면 압력센서가 좌륜에 위치하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 압력센서 위치 결정 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제5단계는 상기 휠 스피드 센서로부터 수신한 휠 속도를 변환한 가속도와 압력센서로부터 수신한 가속도를 비교하여, 전륜에 위치한 휠 스피드 센서의 가속도와 근사한 가속도 값을 갖는 압력센서가 전륜에 위치하고, 후륜에 위치한 휠 스피드 센서의 가속도와 근사한 가속도 값을 갖는 압력센서가 후륜에 위치하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 압력센서 위치 결정 방법.
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