KR101343168B1 - 차량바퀴의 위치 자동인식장치 및 위치 자동인식방법 - Google Patents

차량바퀴의 위치 자동인식장치 및 위치 자동인식방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량바퀴의 위치 자동인식장치로서, 차량바퀴의 회전변화량과 회전방향을 감지하는 회전센서부와, 차량바퀴의 압력변화율을 감지하는 압력센서부와, 상기 회전센서부의 회전방향을 통해 차량바퀴의 좌/우를 판별하고, 상기 회전센서부 및 압력센서부로부터 차량바퀴의 회전변화량 및 압력변화율을 통해 차량바퀴의 전/후 위치를 판별하는 센서제어부를 포함하고, 상기 회전변화량이 dw/dt이고, 압력변화율이 dp/dt인 경우, 상기 센서제어부는 dw/dt ×dp/dt에 의해 차량바퀴의 위치를 판별하고, 상기 dw/dt ×dp/dt의 값이 (-)부호인 경우, 앞바퀴이고, 상기 dw/dt ×dp/dt의 값이 (+)부호인 경우, 뒷바퀴로 판별한다.

Description

차량바퀴의 위치 자동인식장치 및 위치 자동인식방법{Auto location-distinguishable machine and method for vehicle wheel}
본 발명은 차량바퀴의 위치 자동인식장치 및 자동인식방법에 관한 것이다.
현재 자동차의 안전설계 및 제어에 관한 다양한 기술이 개발되고 있는 실정이다. 이에 따른 하나의 기술구성으로서, TPMS(Tire Pressure Monitoring System)은 차량 타이어의 위치를 자동으로 구별해주는 위치 자동인식기능으로 그의 사용 및 응용기술이 확대되고 있다. 그리고 상기 TPMS에 의해 타이어의 압력이 정상수준을 벗어났을 경우, 어느곳의 타이어에서 정상압력을 벗어났는지를 확인할 수 있다.
그리고, 이와 관련된 위치 자동인식기능을 TPMS에 탑재하기 위해 많은 방법들이 도출되고, 일부는 TPMS에 적용하여 사용되고 있다.
그리나 종래기술에 따른 방법들은 성능이 우수하면 설치비용이 많이 요구되고, 설치비용이 저렴하면 자동위치인식기능에서 타이어의 위치인식에 대한 정확도가 저하되는 등의 문제점을 지니고 있다.
보다 구체적으로, 종래기술의 한 방법으로 LF transmitter를 각각의 차량바퀴의 근처에 장착하여 LF transmitter에서 송신되는 신호와 이에 TPMS 센서모듈이 반응하여센서모듈에서 송신되는 RF신호를 분석하여 타이어의 위치를 판별하는 방법이 있다.
그러나, 이와 같은 방법은 타이어의 위치를 매우 정확하게 파악할 수 있는 장점이 있으나 각각 바퀴의 가까이 까지 신호선을 연결하고, LF transmitter를 설치해야하는 번거로움과 시스템의 설치비용이 많이드는 단점을 지니고 있다.
다른 방법으로는, 타이어의 좌/우판별을 위해 타이어의 회전방향을 인식할 수 있도록 2축가속도센서등을 설치하여 타이어의 회전방향을 인식하고, 차량의 주행방향(전진,후진)에 대한값을 조합하여 타이어의 좌/우 위치판단을 하는 방식이 있다. 즉, 차량이 전진하고 있을때, 타이어가 시계방향으로 회전하면 오른쪽 타이어, 반시계방향으로 회전할 경우 왼쪽 타이어로 인식하는 방법이다.
또한, 타이어의 좌/우를 구분하기 위해 타이어의 회전방향을 인식하는 방법은 2축가속도센서 또는 지자계센서를 이용하는 방법등이 제안되고 있으나 근본적으로 앞/뒤를 RF신호의 세기로 구분한다는 점에서는 동일하다.
이에 더하여, 타이어의 앞/뒤구분을 위해서는 통상 TPMS 센서모듈에서 ECU로 전달되는 RF신호의 세기로 판단한다. 예를들어, 만약 ECU가 차량의 앞범프에 설치되어 있으면, ECU에 전달되는 RF신호의 세기가 크면 앞타이어, 작으면 뒤타이어로 판단한다.
그러나, RF신호의 세기로 앞/뒤타이어를 구별하는 방법은 ECU의 설치장소에 제한이 있는 문제점을 지니고 있다. 보다 구체적으로, 일반적인 차량은 금속재질로 되어있고, RF신호는 이 차량의 금속재질에 의해 왜곡되게 되는데, EUC를 앞/뒤범프가 아닌 다른곳에 설치할 경우 차체에 의한 RF신호왜곡으로 RF신호세기로 앞/뒤타이어를 구별하는 방법의 정확도는 저하되는 문제점을 지니고 있다. 즉, ECU의 설치장소가 자동차의 앞/뒤범프로 제한된다는 것은 System의 설치비용이 증가하는 것을의미한다. 또한 앞/뒤범프에는 충격이 차체의 다른부분에 비해 충격을 자주받을 수있는 위치이기 때문에 ECU의 고장이 자주일어날 가능성이 있다.
또 다른 방법으로는 ABS 데이터와 TPMS 센서모듈에서 측정되는 타이어압력의 관계를 이용하여 위치를 판별하는 방식인데, 타이어의 압력이 낮아지면 차량의 무게에 의하여 타이어가 더 많이 눌리게 되고 이 상태에서 주행하면 다른 정상적인 타이어압력을 가진 바퀴에 비해 타이어의 회전수가 많아지게 되는데, 이 회전수를 ABS를 통해 측정하여 분석하는 방식이다. 이와 같은 방법은 일반적으로 차량에 장착되어진 ABS를 활용하고 TPMS에 기본으로 장착된 압력센서의 값을 이용하여 분석할 수 있으므로 가격이 저렴한 반면, 앞/뒤 혹은 좌/우 바퀴의 압력이동시에 변하게되면 타이어의 위치 판별을 할 수 없는 문제점을 지니고 있다.
결국, 종래기술에 따른 차량 타이어의 위치 자동인식기능은 ECU의 설치위치에 따른 제한을 받아 시스템의 설치비용이 증가하거나, 신뢰성문제가 발생 될 수 있을 뿐만 아니라, LF Transmitter를 각 Wheel의 근처에 설치해야 해야함에 따른 기술적곤란성 및 신뢰성 저하, 또는 판별의 신뢰성이 저하되는 등의 문제점을 지니고 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량바퀴의 회전방향 및 회전변화량을 감지하는 회전센서부와, 차량바퀴의 압력변화율을 감지하는 압력센서부를 포함하고, 회전변화량 및 압력변화율을 통해 차량바퀴의 위치를 판별함으로써, 비용이 증가되지 않고, 판별의 신뢰성이 저하되지 않고, 차량바퀴의 위치 즉, 전/후,좌/우를 자동으로 인식할 수 있는 차량바퀴의 위치 자동인식장치 및 위치 자동인식방법을 제공하기 위한 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량바퀴의 자동인식장치로서, 차량바퀴의 회전변화량을 감지하는 회전센서부와, 차량바퀴의 압력변화율을 감지하는 압력센서부와, 상기 회전센서부 및 압력센서부로부터 회전변화량 및 압력변화율을 통해 차량바퀴의 위치를 판별하는 센서제어부를 포함한다.
또한, 상기 회전변화량이 dw/dt이고, 압력변화율이 dp/dt인 경우, 상기 센서제어부는 dw/dt ×dp/dt에 의해 차량바퀴의 위치를 판별하고, 상기 dw/dt ×dp/dt의 값이 (-)부호인 경우, 앞바퀴이고, 상기 dw/dt ×dp/dt의 값이 (+)부호인 경우, 뒷바퀴로 판별한다.
본 발명에 따른 차량바퀴의 자동인식장치는 차량바퀴의 회전변화량과 회전방향을 감지하는 회전센서부와, 차량바퀴의 압력변화율을 감지하는 압력센서부와, 상기 회전센서부의 회전방향을 통해 차량바퀴의 좌/우를 판별하고, 상기 회전센서부 및 압력센서부로부터 차량바퀴의 회전변화량 및 압력변화율을 통해 차량바퀴의 전/후 위치를 판별하는 센서제어부를 포함한다.
상기 차량바퀴의 전/후 위치를 판별하는 단계는 상기 회전변화량이 dw/dt이고, 압력변화율이 dp/dt인 경우, 상기 dw/dt ×dp/dt의 값이 (-)부호인 경우, 앞바퀴이고, 상기 dw/dt ×dp/dt의 값이 (+)부호인 경우, 뒷바퀴로 판별한다.
또한, 본 발명에 따른 차량바퀴의 자동인식방법은 차량바퀴의 회전방향 및 회전변화량을 감지하는 단계와, 차량바퀴의 압력변화율을 감지하는 단계와, 상기 회전센서부의 회전방향을 통해 차량바퀴의 좌/우를 판별하고, 상기 회전센서부 및 압력센서부로부터 차량바퀴의 회전변화량 및 압력변화율을 곱하여 차량바퀴의 전/후 위치를 판별하는 단계를 포함한다.
그리고, 차량바퀴의 전/후 위치를 판별하는 단계는 상기 회전변화량이 dw/dt이고, 압력변화율이 dp/dt인 경우, 상기 dw/dt × dp/dt의 값이 (-)부호인 경우, 앞바퀴이고, 상기 dw/dt × dp/dt의 값이 (+)부호인 경우, 뒷바퀴로 판별한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 의하면 차량바퀴의 회전방향 및 회전변화량을 감지하는 회전센서부와, 차량바퀴의 압력변화율을 감지하는 압력센서부를 포함하고, 회전변화량 및 압력변화율을 통해 차량바퀴의 위치를 판별함으로써, 비용이 증가되지 않고, 판별의 신뢰성이 저하되지 않고, 차량바퀴의 위치 즉, 전/후,좌/우를 자동으로 인식할 수 있는 차량바퀴의 위치 자동인식장치 및 위치 자동인식방법을 제공하는 효과를 갖는다.
도 1은 차량의 주행시 가감에 따른 타이어의 압력변화를 추정하기 위한 개략적인 상태도.
도 2는 본 발명에 따른 차량바퀴의 위치 자동인식장치가 장착된 차량의 개략적인 사용상태도.
도 3은 본 발명에 따른 차량바퀴의 위치 자동인식장치의 개략적인 구성도.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량바퀴의 위치 자동인식장치 및 위치 자동인식방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 차량의 주행시 가감에 따른 타이어의 압력변화를 추정하기 위한 개략적인 상태도이다. 본 발명에 따른 차량바퀴의 위치 자동인식장치 및 위치 자동인식방법에 있어서, 전방 및 후방 차량바퀴를 구분하기 위해서는 바퀴에 연결된 회전센서에서 신호와 타이어에 연결된 압력센서의 신호를 분석하여 판별한다.
보다 구체적으로, 차량이 일정한속도로 주행하면 차량바퀴에 연결된 회전센서에 의한 회전변화량 데이터과 타이어 압력데이터는 일정한 값을 나타낸다. 즉, 전진하던중에 감속(Braking)을 하면 회전센서에 의한 회전변화량(dw/dt)값은 (-)부호를 나타낼 것이다. 그리고 이때 타이어의 압력변화는 앞/뒤바퀴에 따라 달라지고, 감속할 경우, 도시된 바와 같이, 앞바퀴(110)는 화살표방향을 가압됨에 따라, 앞바퀴(110)의 타이어 압력변화율(dp/dt)은 양의부호(+)가 되고, 뒷바퀴(120)의 타이어압력 압력변화율(dp/dt)은 음의부호(-)가 된다.
그리고 이는 강체(Rigid Body)인 자동차의 무게중심과 브레이크가 발생하는 바퀴사이의 거리에 의한 토크(Torque)에 의해 발생된다.
도 2는 본 발명에 따른 차량바퀴의 위치 자동인식장치가 장착된 차량의 개략적인 사용상태도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량바퀴의 위치 자동인식장치는 TPMS 센서 모듈(130)로 구현되며, 차량의 전방 우측바퀴(112), 전방 좌측바퀴(111), 후방 우측바퀴(122) 및 후방 좌측바퀴(121)에 각각 장착되고, 각 바퀴의 회전변화량, 회전방향 및 압력변화를 센싱한다.
도 3은 본 발명에 따른 차량바퀴의 위치 자동인식장치의 개략적인 구성도이다. 도시한 바와 같이, 차량바퀴의 위치 자동인식장치의 TPMS 센서 모듈(130)은 회전센서부(131), 압력센서부(132) 및 센서제어부(133)를 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 회전센서부(131)은 차량바퀴의 회전방향과, 회전변화량을 감지하기 위한 것으로, 자이로센서, 2축가속도 및 각속도센서등을 이용할 수 있다. 또한, 상기 압력센서부(132)는 차량바퀴의 압력변화율을 감지하기 위한 것이다. 그리고 상기 센서제어부(133)는 상기 회전센서부 및 압력센서부로부터 회전변화량, 회전방향 및 압력변화율을 통해 차량바퀴의 위치인 전/후,좌/우를 판별한다.
이하, 회전변화량 및 압력변화율을 통해 차량바퀴의 위치를 판별하는 방법에 대하여 자세히 기술한다.
일반적으로 차량은 주행시 항상 가/감속을 할때, TPMS 센서모듈내부에 장착된 회전센서의 값과 타이어압력이 동시에 변한다. 그리고, 차량바퀴의 회전변화량과 압력변화율을 분석하여 차량바퀴의 위치를 판별한다.
보다 구체적으로, 도 1을 통해 상술된 바와 같이, 차량이 일정속도로 주행중에 감속할 경우, 앞바퀴(110)의 타이어 압력변화율(dp/dt)은 양의부호인 (+)가 되고, 뒷바퀴(120)의 타이어압력 압력변화율(dp/dt)은 음의부호인 (-)가 된다. 그리고, 감속할 경우, 회전변화량(dw/dt)은 앞바퀴와 뒷바퀴 모두 동일하게 (-)부호이다.
결국, 차량이 감속될 경우 상기 회전변화량(dw/dt)과 압력변화율(dp/dt)의 곱인 dw/dt ×dp/dt의 값이 (-)부호인 경우 앞바퀴이고, dw/dt ×dp/dt의 값이 (+)부호인 경우, 뒷바퀴임을 확인할 수 있다.
반대로, 차량의 속도가 점차 증가하여 가속될 경우, 회전센서부(131)에 의한 차량바퀴의 회전변화량(dw/dt)은 앞바퀴와 뒷바퀴 모두 동일하게 (+)부호를 나타내고, 압력센서부(132)에 의한 차량 타이어의 압력변화율(dp/dt)은 감속할 경우와 반대로, 앞바퀴의 경우 (-)부호이고, 뒷바퀴의 경우 (+)부호이다.
따라서 차량이 가속될 경우 상기 회전변화량(dw/dt)과 압력변화율(dp/dt)의 곱인 dw/dt ×dp/dt의 값이 (-)부호인 경우 앞바퀴이고, dw/dt ×dp/dt의 값이 (+)부호인 경우, 뒷바퀴임을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 회전센서부(131)는 회전방향 즉, 시계방향회전 및 반시계방향회전을 감지하여 좌/우바퀴를 감지할 수 있다. 즉, 차량이 전진할 경우, 바퀴가 시계방향으로 회전하면 오른쪽 타이어, 반시계방향으로 회전할 경우 왼쪽 타이어로 인식한다.
따라서, 본 발명에 의하면 차량의 가속 및 감속과 무관하게, 회전변화량(dw/dt)과 압력변화율(dp/dt)의 곱인 dw/dt ×dp/dt의 값을 통해 앞바퀴인지 뒷바퀴인지 차량바퀴의 위치를 자동으로 인식할 수 있고, 회전센서부의 회전방향의 감지에 따라 좌측바퀴인지 우측바퀴인지 판별할 수 있다.
결국, 차량바퀴의 전/후,좌/우의 자동인식이 가능하게 된다.
본 발명에 따른 차량바퀴의 위치 자동인식방법은 차량바퀴의 회전방향 및 회전변화량을 감지하는 단계와, 차량바퀴의 압력변화율을 감지하는 단계와, 상기 회전센서부의 회전방향을 통해 차량바퀴의 좌/우를 판별하고, 상기 회전센서부 및 압력센서부로부터 차량바퀴의 회전변화량 및 압력변화율을 곱하여 차량바퀴의 전/후 위치를 판별하는 단계를 포함한다.
그리고, 차량바퀴의 전/후 위치를 판별하는 단계는 상기 회전변화량이 dw/dt이고, 압력변화율이 dp/dt인 경우, 상기 dw/dt × dp/dt의 값이 (-)부호인 경우, 앞바퀴이고, 상기 dw/dt × dp/dt의 값이 (+)부호인 경우, 뒷바퀴로 판별한다.
상기한 바와 같이 이루어짐에 따라, 비용이 증가되지 않고, 판별의 신뢰성이 저하되지 않고, 차량바퀴의 위치 즉, 즉, 전/후,좌/우를 자동으로 인식할 수 있는 차량바퀴의 위치 자동인식장치 및 위치 자동인식방법을 얻을 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 차량바퀴의 위치 자동인식장치 및 위치 자동인식방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100 : 자동차 110 : 전방바퀴
111 : 전방 좌측바퀴 112 : 전방 우측바퀴
120 : 후방바퀴 121 : 후방 좌측바퀴
122 : 후방 우측바퀴 130 : TPMS 센서 모듈
131 : 회전 센서부 132 : 압력 센서부
133 : 센서제어부

Claims (7)

  1. 차량바퀴의 회전변화량을 감지하는 회전센서부;
    차량바퀴의 압력변화율을 감지하는 압력센서부; 및
    상기 회전센서부 및 압력센서부로부터 회전변화량 및 압력변화율을 통해 차량바퀴의 위치를 판별하는 센서제어부를 포함하고,
    상기 회전변화량이 dw/dt이고, 압력변화율이 dp/dt인 경우,
    상기 센서제어부는 dw/dt ×dp/dt에 의해 차량바퀴의 위치를 판별하고,
    상기 dw/dt ×dp/dt의 값이 (-)부호인 경우, 앞바퀴이고,
    상기 dw/dt ×dp/dt의 값이 (+)부호인 경우, 뒷바퀴로 판별하는 것을 특징으로 하는 차량바퀴의 자동인식장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 차량바퀴의 회전변화량과 회전방향을 감지하는 회전센서부;
    차량바퀴의 압력변화율을 감지하는 압력센서부; 및
    상기 회전센서부의 회전방향을 통해 차량바퀴의 좌/우를 판별하고, 상기 회전센서부 및 압력센서부로부터 차량바퀴의 회전변화량 및 압력변화율을 통해 차량바퀴의 전/후 위치를 판별하는 센서제어부를 포함하고,
    상기 차량바퀴의 전/후 위치를 판별하는 단계는
    상기 회전변화량이 dw/dt이고, 압력변화율이 dp/dt인 경우,
    상기 dw/dt ×dp/dt의 값이 (-)부호인 경우, 앞바퀴이고,
    상기 dw/dt ×dp/dt의 값이 (+)부호인 경우, 뒷바퀴로 판별하는 것을 특징으로 하는 차량바퀴의 자동인식장치.
  5. 삭제
  6. 차량바퀴의 회전방향 및 회전변화량을 감지하는 단계;
    차량바퀴의 압력변화율을 감지하는 단계; 및
    회전센서부의 회전방향을 통해 차량바퀴의 좌/우를 판별하고, 상기 회전센서부 및 압력센서부로부터 차량바퀴의 회전변화량 및 압력변화율을 곱하여 차량바퀴의 전/후 위치를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량바퀴의 자동인식방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    차량바퀴의 전/후 위치를 판별하는 단계는
    상기 회전변화량이 dw/dt이고, 압력변화율이 dp/dt인 경우,
    상기 dw/dt × dp/dt의 값이 (-)부호인 경우, 앞바퀴이고,
    상기 dw/dt × dp/dt의 값이 (+)부호인 경우, 뒷바퀴로 판별하는 것을 특징으로 하는 차량바퀴의 자동인식방법.
KR1020100139972A 2010-12-31 2010-12-31 차량바퀴의 위치 자동인식장치 및 위치 자동인식방법 KR101343168B1 (ko)

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