KR101349854B1 - 타이어 압력 감지 모듈, 이를 포함하는 타이어 압력 감지 시스템 및 타이어 압력 감지 모듈의 위치 자동 할당 방법 - Google Patents

타이어 압력 감지 모듈, 이를 포함하는 타이어 압력 감지 시스템 및 타이어 압력 감지 모듈의 위치 자동 할당 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 타이어 압력 감지 시스템은, 휠의 위상각을 감지하는 위상각 센서; 타이어의 압력 또는 온도를 감지하는 타이어 압력 감지 센서; 휠의 위상각에 기초하여 감지된 압력값 또는 온도값을 포함하는 타이어정보를 송신하는 압력 감지 송신부; 타이어 정보를 수신하고, 타이어 정보에 기초하여 복수의 휠 각각의 위치가 확인된 경우, 고유식별자를 할당하는 제어유닛; 및 휠에 고유식별자가 할당되었는지 여부를 판단하고, 고유식별자가 할당된 경우, 타이어 정보를 송신하는 경우의 수를 감소시키는 압력 감지 제어부;를 포함한다.

Description

타이어 압력 감지 모듈, 이를 포함하는 타이어 압력 감지 시스템 및 타이어 압력 감지 모듈의 위치 자동 할당 방법 {Tire Pressure Monitoring Module, Tire Pressure Monitoring System comprising the same, and Method for Performing Auto-location of the same}
본 발명은 타이어 압력 감지 모듈 및 타이어 압력 감지 모듈의 위치 자동 할당 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각각의 휠의 위치가 할당된 경우, 신호를 송신하는 간격을 조절하여, 타이어 압력 감지 모듈의 에너지 소모량을 줄이는 타이어 압력 감지 모듈 및 타이어 압력 감지 모듈의 위치 자동 할당 방법에 관한 것이다.
타이어 압력 감지 시스템은 타이어의 압력 및/또는 온도를 감지한 뒤, 이를 운전석으로 보내 운전자가 실시간으로 타이어의 압력 상태를 점검할 수 있도록 하는 것이다.
자동차 타이어의 공기압이 너무 높거나 낮으면 타이어가 터지거나 차량이 쉽게 미끄러져 대형사고로 이어질 가능성이 있다. 또 연료 소모량이 많아져 연비가 악화되고, 타이어 수명이 짧아질 뿐 아니라, 승차감과 제동력도 많이 떨어진다.
이러한 타이어의 결함을 막기 위해 차량에 장착하는 안전장치가 타이어 압력 감지 시스템이다. 타이어 압력 감지 시스템은 휠에 장착된 타이어 압력 감지 센서가 타이어 내부의 압력 및/또는 온도를 측정해 이 정보를 무선으로 보낸다. 휠 또는 타이어의 최초 장착, 교체 또는 위치 변경시 무선으로 수신된 타이어의 압력 및/또는 온도 정보가 어느 타이어 압력 감지 센서로부터 발신된 것인지 파악할 수 없는 문제점이 있었다.
타이어 압력 감시 모듈은 자동차의 배터리와 이격되어 자동차의 전자 제어 장치와 무선으로 통신하므로, 배터리를 따로 내장해야 한다. 따라서, 타이어 압력 감시 모듈의 배터리의 소모를 줄이는 문제에 대한 연구가 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 타이어 감시 모듈의 위치를 간단하게 판별하여 자동으로 할당하는 타이어 압력 감지 모듈을 포함하는 타이어 압력 감지 시스템 및 타이어 압력 감지 모듈의 위치 자동 할당 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 타이어 감시 모듈의 위치를 할당하는 경우, 타이어정보 송신량을 줄여 타이어 압력 감지 모듈의 배터리 소모량을 감소시키는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 타이어 압력 감지 시스템은, 휠의 위상각을 감지하는 위상각 센서; 타이어의 압력 또는 온도를 감지하는 타이어 압력 감지 센서; 휠의 위상각에 기초하여 감지된 압력값 또는 온도값을 포함하는 타이어정보를 송신하는 압력 감지 송신부; 타이어 정보를 수신하고, 타이어 정보에 기초하여 복수의 휠 각각의 위치가 확인된 경우, 고유식별자를 할당하는 제어유닛; 및 휠에 고유식별자가 할당되었는지 여부를 판단하고, 고유식별자가 할당된 경우, 타이어 정보를 송신하는 경우의 수를 감소시키는 압력 감지 제어부;를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 타이어 압력 감지 시스템 및 타이어 압력 감지 시스템의 위치 자동 할당 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
일 실시예에 따른 타이어 압력 감지 시스템은 타이어정보를 파악하여 휠에 고유식별자가 할당된 경우, 타이어정보를 송신하는 경우의 수를 감소시켜, 타이어 압력 감지 모듈이 포함하는 압력 감지 배터리의 전력소모량을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 타이어 압력 감지 시스템은 타이어정보에 이상이 발생하거나, 사용자의 요청이 있는 등의 특별한 사정이 있는 경우, 타이어에 고유식별자가 할당된 경우에도, 타이어정보를 송신하는 경우의 수를 초기화하여, 타이어정보를 정확하게 파악하도록 할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 압력 감지 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 압력 감지 모듈에 대한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 압력 감지 모듈의 송신 위치 해상도를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 송신 패턴을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 정보의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 압력 감지 모듈의 송신 패턴의 변화를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 압력 감지 모듈의 위치 자동 할당 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 유닛에 대한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 유닛의 제어방법에 대한 순서도이다.
도 10은 복수의 휠의 회전 정보를 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "~부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 타이어 압력 감지 모듈, 이를 포함하는 타이어 압력 감지 시스템 및 타이어 압력 감지 모듈의 위치 자동 할당 방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 압력 감지 시스템을 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 압력 감지 시스템(100)은, 타이어(20)의 압력 및/또는 온도를 감지하고 감지된 압력값 및/또는 온도값과 기타 정보를 포함하는 타이어 정보를 무선으로 송신하는 타이어 압력 감지 모듈(120)과, 휠(10)의 회전 정보를 감지하는 휠 회전 감지 모듈(130)과, 타이어 압력 감지 모듈(120)로부터 송신된 타이어 정보를 무선으로 수신하는 타이어 정보 수신 모듈(150)과, 휠 회전 감지 모듈(130)로부터 휠(10)의 회전 정보를 전달받고 타이어 정보 수신 모듈(150)로부터 타이어 정보를 전달받아 타이어 압력 감지 모듈(120)의 위치를 자동으로 할당하는 제어 유닛(140)을 포함한다.
일반적으로 차량의 휠(10)은 복수로 구비된다. 본 실시예에서는 휠(10)은 차량 본체(1)의 앞 오른쪽에 구비되는 FR 휠(10FR), 앞 왼쪽에 구비되는 FL 휠(10FL), 뒤 오른쪽에 구비되는 RR 휠(10RR) 및 뒤 왼쪽에 구비되는 RL 휠(10RL)을 포함한다. 실시예에 따라 휠(10)은 다양한 개수로 구비될 수 있다.
타이어(20)는 차량의 휠(10) 바깥 둘레에 장착되는 것으로서 고무 재질로 형성된다. 타이어(20)는 휠(10)의 림에 장착된다. 타이어(20)는 복수로 구비되며, 본 실시예에서 타이어(20)는 차량 본체(1)의 앞 오른쪽에 구비되는 FR 타이어(20FR), 앞 왼쪽에 구비되는 FL 타이어(20FL), 뒤 오른쪽에 구비되는 RR 타이어(20RR) 및 뒤 왼쪽에 구비되는 RL 타이어(20RL)를 포함한다. FR 타이어(20FR)는 FR 휠(10FR)에 포함되고, FL 타이어(20FL)는 FL 휠(10FL)에 포함되며, RR 타이어(20RR)는 RR 휠(10RR)에 포함되고, RL 타이어(20RL)는 RL 휠(10RL)에 포함된다.
타이어 압력 감지 모듈(120)은 타이어(20)의 공기압의 정도를 판별하기 위한 타이어(20)의 압력 및/또는 온도를 감지한다. 타이어 압력 감지 모듈(120)은 타이어(20)의 공기압을 산출하거나 그 정도를 판별할 수 있는 압력, 온도 등 기타 정보를 감지할 수 있으며, 본 실시예에서 타이어 압력 감지 모듈(120)은 타이어(20)의 압력과 온도를 감지한다.
타이어 압력 감지 모듈(120)은 휠(10)의 림 또는 타이어(20)의 측면 등 휠(10)의 다양한 위치에 설치 될 수 있다. 타이어 압력 감지 모듈(120)은 복수로 구비되며, 본 실시예에서 타이어 압력 감지 모듈(120)은 차량 본체(1)의 앞 오른쪽에 구비되는 FR 타이어 압력 감지 모듈(120FR), 앞 왼쪽에 구비되는 FL 타이어 압력 감지 모듈(120FL), 뒤 오른쪽에 구비되는 RR 타이어 압력 감지 모듈(120RR) 및 뒤 왼쪽에 구비되는 RL 타이어 압력 감지 모듈(120RL)을 포함한다.
본 실시예에서, FR 타이어 압력 감지 모듈(120FR)는 FR 타이어(20FR)의 압력 및 온도를 감지하고, FL 타이어 압력 감지 모듈(120FL)은 FL 타이어(20FL)의 압력 및 온도를 감지하며, RR 타이어 압력 감지 모듈(120RR)는 RR 타이어(20RR)의 압력 및 온도를 감지하고, RL 타이어 압력 감지 모듈(120RL)는 RL 타이어(20RL)의 압력 및 온도를 감지한다.
타이어 압력 감지 모듈(120)은 타이어(20)의 압력 및/또는 온도와 함께 휠(10)의 위상각을 감지한다. 복수의 타이어 압력 감지 모듈(120)은 각각 다른 타이어 압력 감지 모듈(120)과 구분되는 고유한 번호인 고유 식별자를 갖는다. 복수의 타이어 압력 감지 모듈(120)은 복수의 타이어 압력 감지 모듈(120)은 각각 감지된 타이어(20)의 압력값 및/또는 온도값, 고유 식별자 등을 포함하는 타이어 정보를 타이어 정보 수신 모듈(150)에 무선으로 송신한다.
타이어 압력 감지 모듈(120)은 휠(10)의 위상각에 따라 타이어 정보를 송신하는 시점이 설정된 복수의 송신 패턴을 저장하고, 복수의 송신 패턴 중 하나의 송신 패턴을 선택한다. 타이어 압력 감지 모듈(120)은 선택된 송신 패턴의 정보인 송신 패턴 정보를 타이어 정보에 포함하여 선택된 송신 패턴에 따라 타이어 정보를 송신한다.
타이어 압력 감지 모듈(120)에 대한 자세한 설명은 도 2 이하를 참조하여 후술한다.
휠 회전 감지 모듈(130)은 휠(10)의 회전 정도를 나타내는 휠(10)의 회전 정보를 감지한다. 휠 회전 감지 모듈(130)은 휠(10) 또는 차량 본체(1)에 구비되어 다양한 방법으로 휠(10)의 회전 정보를 감지한다.
본 실시예에서, 타이어(20)와 함께 회전하는 휠(10)의 디스크(30)에 톱니가 형성되고, 휠 회전 감지 모듈(130)은 디스크(30)의 톱니가 지나가는 것을 감지하여 휠(10)의 회전 정보로 출력한다. 휠 회전 감지 모듈(130)은 디스크(30)의 톱니가 지나갈 때를 감지할 수 있는 신호를 제공하고, 톱니가 지나갈 때와 톱니가 없는 부분을 지나갈 때 휠 회전 감지 모듈(130)은 펄스를 발생한다. 본 실시예에서, 휠 회전 감지 모듈(130)이 생성하는 펄스의 개수가 휠(10)의 회전 정보이다. 휠 회전 감지 모듈(130)의 센서는 톱니가 지나가는 것을 감지할 수 있는 광센서, 유도 센서, 또는 홀효과 센서 등 다양한 센서가 이용될 수 있다.
디스크(30)의 톱니는 설정된 개수를 가진다. 차량 또는 휠(10)의 종류에 따라 톱니의 개수는 변경될 수 있으며, 이에 따라 휠(10)이 한 바퀴 회전할 때 휠 회전 감지 모듈(130)이 발생하는 펄스의 개수도 변경될 수 있다. 본 실시예에서 디스크(30)의 톱니는 48개가 형성될 수 있다. 따라서, 휠 회전 감지 모듈(130)은 휠(10)이 한 바퀴 회전할 때 96개의 펄스를 발생시킬 수 있다.
휠 회전 감지 모듈(130)은 임의의 시점으로부터 지나간 톱니의 개수를 감지하여 그 펄스 횟수를 출력한다. 휠(10)이 한 바퀴 회전할 때 휠 회전 감지 모듈(130)이 발생하는 펄스의 개수를 N_pul 라하면 임의의 지점에서 P도 만큼 회전할 때 휠 회전 감지 모듈(130)이 출력하는 펄스의 개수 N_sh 는 다음과 같다.
펄스의 개수 N_sh = N_pul * (P / 360도)
예를 들어, 휠(10)이 45도 회전한 경우 휠 회전 감지 모듈(130)은 12개의 펄스를 출력한다.
휠 회전 감지 모듈(130)은 타이어 압력 감지 시스템(100)을 위하여 별도로 구비될 수 있지만, 일반적으로 차량의 잠금 방지 브레이크 시스템(Anti-Lock Brake System; ABS)의 일부인 것이 바람직하다.
휠 회전 감지 모듈(130)은 복수로 구비되며, 본 실시예에서 휠 회전 감지 모듈(130)은 차량 본체(1)의 앞 오른쪽에 구비되는 FR 휠 회전 감지 모듈(130FR), 앞 왼쪽에 구비되는 FL 휠 회전 감지 모듈(130FL), 뒤 오른쪽에 구비되는 RR 휠 회전 감지 모듈(130RR) 및 뒤 왼쪽에 구비되는 RL 휠 회전 감지 모듈(130RL)을 포함한다. 또한, 디스크(30)는 복수로 구비되며, 디스크(30)는 차량 본체(1)의 앞 오른쪽에 구비되는 FR 디스크(30FR), 앞 왼쪽에 구비되는 FL 디스크(30FL), 뒤 오른쪽에 구비되는 RR 디스크(30RR) 및 뒤 왼쪽에 구비되는 RL 디스크(30RL)를 포함한다.
FR 휠 회전 감지 모듈(130FR)은 FR 휠(10FR)의 FR 디스크(30FR)의 회전 정보를 감지하고, FL 휠 회전 감지 모듈(130FL)은 FL 휠(10FL)의 FL 디스크(30FL)의 회전 정보를 감지하고, RR 휠 회전 감지 모듈(130RR)은 RR 휠(10RR)의 RR 디스크(30RR)의 회전 정보를 감지하고, RL 휠 회전 감지 모듈(130RL)은 RL 휠(10RL)의 RL 디스크(30RL)의 회전 정보를 감지한다.
복수의 휠 회전 감지 모듈(130)은 각각 휠(10)의 회전 정보를 제어 유닛(140)으로 전달한다. 복수의 휠 회전 감지 모듈(130) 각각은 제어 유닛(140)과 유선으로 연결된다. 복수의 휠 회전 감지 모듈(130) 각각은 계측 제어기 통신망(Controller Area Network; CAN) 버스로 제어 유닛(140)과 연결되는 것이 바람직하다.
타이어 정보 수신 모듈(150)은 타이어 압력 감지 모듈(120)이 송신한 타이어 정보를 무선으로 수신한다. 타이어 정보 수신 모듈(150)은 차량 본체(1)에 구비되어 복수의 타이어 정보 수신 모듈(150)로부터 각각의 타이어 정보를 수신한다. 타이어 정보 수신 모듈(150)은 제어 유닛(140)과 유선으로 연결되어 수신된 타이어 정보를 제어 유닛(140)으로 전달한다. 실시예에 따라 타이어 정보 수신 모듈(150)은 제어 유닛(140)에 포함될 수 있다.
제어 유닛(140)은 복수의 휠 회전 감지 모듈(130)로부터 각각의 휠(10)의 회전 정보를 수신한다. 제어 유닛(140)은 임의의 시점으로부터 전달 받은 휠(10)의 회전 정보를 시간에 따라 적산하여 저장한다.
제어 유닛(140)은 휠 회전 감지 모듈(130)로부터 전달받은 휠(10)의 회전 정보와, 타이어 정보 수신 모듈(150)로부터 전달받은 타이어 정보로부터 타이어 압력 감지 모듈(120)의 위치를 판단한다.
제어 유닛(140)은 타이어 압력 감지 시스템(100)을 위하여 별도로 구비될 수 있지만, 일반적으로 차량의 엔진, 자동변속기, ABS 등의 상태를 제어하는 전자 제어 장치(Electronic Control Unit; ECU)인 것이 바람직하다.
제어 유닛(140)은 타이어 정보 수신 모듈(150)로부터 전달받은 타이어 정보가 복수의 타이어 압력 감지 모듈(120) 중 어느 타이어 압력 감지 모듈(120)로부터 송신된 것인지 판단하여 이를 저장한다. 제어 유닛(140)은 타이어 정보가 FR 타이어(20), FL 타이어(20), RR 타이어(20) 및 RL 타이어(20) 중 어느 타이어(20)에 관한 정보인지 판단한다.
제어 유닛(140)은 타이어 정보에 포함된 고유 식별자가 FR 타이어 압력 감지 모듈(120FR), FL 타이어 압력 감지 모듈(120FL), RR 타이어 압력 감지 모듈(120RR) 및 RL 타이어 압력 감지 모듈(120RL) 중 어느 타이어 압력 감지 모듈(120)의 고유 식별자인지 판단하여 이를 저장한다.
제어 유닛(140)의 위치 할당 방법에 대한 자세한 설명은 도 7 이하를 참고하여 후술한다
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 압력 감지 모듈에 대한 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 압력 감지 모듈의 송신 위치 해상도를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 송신 패턴을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 정보의 구성을 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 압력 감지 모듈(120)은, 타이어(20)의 압력 및/또는 온도를 감지하는 압력 감지 센서(121)와, 휠(10)의 위상각을 감지하는 위상각 센서(122)와, 타이어 정보를 무선으로 송신하는 압력 감지 송신부(124)와, 전원을 공급하는 압력 감지 배터리(121)와, 휠(10)의 위상각에 따라 압력 감지 센서(121)가 감지한 압력값 및/또는 온도값을 송신하는 시점이 설정된 복수의 송신 패턴 중 하나의 송신 패턴을 선택하는 압력 감지 제어부(123)를 포함한다.
압력 감지 센서(121)는 타이어(20)의 압력 및/또는 온도를 감지한다. 압력 감지 센서(121)는 다양한 방법으로 타이어(20)의 압력 및/또는 온도를 측정하여 타이어(20)의 공기압을 측정할 수 있도록 한다. 압력 감지 센서(121)가 측정한 타이어(20)의 압력값 및/또는 온도값은 압력 감지 제어부(123)로 전달되어 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환된다.
위상각 센서(122)는 휠(10)의 위상각을 감지한다. 위상각 센서(122)는 휠(10)의 타이어(20)의 위상각을 감지하거나, 휠(10)의 림의 위상각을 감지하거나, 휠(10)에 설치된 타이어 압력 감지 모듈(120)의 위상각을 감지할 수 있다.
위상각 센서(122)는 휠(10)의 회전시 기준점으로부터의 정확한 위상각을 산출하는 것이 바람직하나, 실시예에 따라 휠(10)의 회전시 설정된 시간 동안의 위상각 변위를 측정하거나, 휠(10)이 회전할 때 특정 위상각에 도달했을 때 신호를 출력할 수 있다.
위상각 센서(122)는 중력의 변화에 따라 전기적 신호를 출력하거나, 가속도의 변화에 따라 전기적 신호를 출력하거나, 지면의 충격시 신호를 출력할 수 있다. 위상각 센서(122)는 신호 출력 방법에 따라 압전 센서, 가속도 센서 또는 충격 센서 등 다양한 센서가 이용될 수 있다.
본 실시예에서 위상각 센서(122)는 중력 방향으로 설치되어 중력의 변화에 따라 전기적 신호를 출력하는 가속도 센서이다. 위상각 센서(122)는 휠(10)의 회전에 따라 사인곡선과 유사한 연속적으로 값이 변화하는 신호를 출력한다
도 3을 참조하면, 타이어 압력 감지 모듈(120)은 중력 방향의 가속도를 측정하도록 휠(10)의 반지름 방향으로 구비된다. 타이어 압력 감지 모듈(120)은 휠(10)의 반지름 방향의 가속도를 측정하되 차량에 움직임에 따른 가속도 성분을 제외한 중력 방향 가속도 성분만을 출력하다.
타이어 압력 감지 모듈(120)이 휠(10)의 가장 높은 지점에 있을 때 중력이 최대가 되어 위상각 센서(122)는 최소값을 출력하고, 휠(10)의 가장 낮은 지점이 있을 때 중력이 최소가 되어 위상각 센서(122)는 최대값을 출력하게 된다.
따라서, 휠(10)의 회전시 위상각 센서(122)가 최소값을 출력할 때 위상각 P은 0도이고, 중간값을 출력할 때 위상각 P은 90도이고, 최대값을 출력할 때 위상각 P은 180도이고, 다시 중간값을 출력할 때 270도이다. 위상각 센서(122)의 연속되는 출력값에 따라 위상각 P을 산출할 수 있다.
위상각 센서(122)가 출력한 신호는 압력 감지 제어부(123)로 전달되어 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환된다.
압력 감지 배터리(121)는 압력 감지 제어부(123), 압력 감지 센서(121), 위상각 센서(122) 및 압력 감지 송신부(124)에 전원을 공급한다. 타이어 압력 감지 모듈(120)은 차량의 전장장치와 유선으로 연결되지 못하므로 자체적인 배터리가 필요하므로 압력 감지 배터리(121)가 타이어 압력 감지 모듈(120)의 전원이다. 압력 감지 배터리(121)는 자체 전압을 감지하여 감지된 전압값을 압력 감지 제어부(123)에 전달한다. 압력 감지 배터리(121)의 전압값은 타이어 정보에 포함되어 제어 유닛(140)에 송신됨으로써 제어 유닛(140)이 압력 감지 배터리(121)의 수명을 예측할 수 있도록 한다.
압력 감지 송신부(124)는 타이어 정보를 타이어 정보 수신 모듈(150)에 무선으로 송신한다. 압력 감지 송신부(124)는 압력 감지 제어부(123)에서 가공된 타이어 정보를 부호화된 무선 주파수(Radio Frequency; RF) 신호로 출력한다.
압력 감지 제어부(123)는 압력 감지 센서(121)로부터 감지된 타이어(20)의 압력값 및/또는 온도값을 전달받아 타이어 정보로 가공한다. 압력 감지 제어부(123)는 압력 감지 센서(121)가 출력한 타이어(20)의 압력값 및/또는 온도값에 대한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변화한다. 압력 감지 제어부(123)는 압력값 및/또는 온도값을 타이어 정보로 가공하여 압력 감지 송신부(124)가 타이어 정보를 송신할 수 있도록 한다.
압력 감지 제어부(123)는 고유 식별자를 저장한다. 고유 식별자는 타이어 압력 감지 모듈(120) 마다 서로 상이한 것이 바람직하며 숫자의 조합으로 이루어진 번호인 것이 바람직하다. 압력 감지 제어부(123)는 저장된 고유 식별자를 타이어 정보로 가공하여 출력한다.
압력 감지 제어부(123)는 위상각 센서(122)로부터 출력되는 신호로부터 휠(10)의 위상각 P을 산출한다. 압력 감지 제어부(123)는 위상각 센서(122)가 출력한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변화하여 휠(10)의 위상각 P을 산출한다.
압력 감지 제어부(123)는 휠(10)의 위상각에 따라 타이어 정보를 송신하는 시점이 설정된 복수의 송신 패턴을 저장한다. 복수의 송신 패턴은 타이어 정보를 송신하는 시점에서의 휠(10)의 위상각을 시간 순서에 따라 나열한 것이다. 이 때, 휠(10)의 위상각은 위상각의 값 자체를 나타낼 수 있으나 휠(10)의 1회전을 분할하여 분할된 각각의 지점에 고유 번호인 위상각 번호를 부여할 수 있다. 위상각 번호는 타이어 정보를 송신하는 지점을 나타내는 고유 번호이다.
휠(10)의 1회전을 N_res 개로 분할하고 분할된 각 지점에 N_res 개의 위상각 번호를 각각 부여한다. 휠(10)의 1회전을 N_res 개로 분할할 때 불균등하게 분할할 수도 있으나 계산의 편의를 위하여 균등하게 분할하는 것이 바람직하다. 휠(10)의 1회전을 N_res개로 분할하고 0에서 N_res - 1까지의 위상각 번호가 부여된 경우, 위상각 번호 N_ph 에 해당하는 휠(10)의 위상각 P은 다음과 같이 계산된다.
위상각 P = (360도) * (N_ph / N_res)
도 3을 참조하면, 본 실시예에서 휠(10)의 1회전을 8개로 균등 분할한다. 휠(10)의 분할된 각 지점은 12시 방향을 기준으로 시계방향으로 회전하며 0부터 7까지의 위상각 번호가 각각 부여된다. 각각의 위상각 번호 간의 휠(10)의 위상각 차이는 45도가 된다.
송신 패턴은 타이어 정보가 송신되는 시점의 위상각 번호를 임의로 지정하여 시간 순서에 따라 설정된 개수만큼 나열한 것이다. 송신 패턴은 복수로 설정되어 압력 감지 제어부(123)에 저장된다. 복수의 송신 패턴 각각은 고유 번호인 송신 패턴 번호가 설정된다. 송신 패턴 번호는 송신 패턴 별로 부여되어 압력 감지 제어부(123)에 저장된다.
도 4는 복수의 송신 패턴에 대한 송신 패턴 번호 및 각 송신 패턴의 위상각 번호가 부여된 예시이다. 본 실시예에서 각각의 송신 패턴은 5개의 위상각 번호가 설정되고, 복수의 송신 패턴은 4개가 설정된다. 4의 송신 패턴은 0부터 3까지의 송신 패턴 번호가 부여된다.
송신 패턴 번호 1번이 부여된 제 2 송신 패턴은 [0, 2, 5, 1, 7]의 위상각 번호가 설정된다. 제 2 송신 패턴을 휠(10)의 위상각으로 계산하면 [0도, 90도, 225도, 45도, 315도]가 된다.
압력 감지 제어부(123)는 복수의 송신 패턴 중 하나의 송신 패턴을 선택한다. 송신 패턴의 선택은 다양한 방법으로 선택될 수 있다. 압력 감지 제어부(123)는 압력 감지 제어부(123)에 저장된 고유 식별자를 송신 패턴의 개수로 나눈 값의 나머지와 같은 송신 패턴 번호를 선택할 수 있다. 압력 감지 제어부(123)는 압력 감지 제어부(123)에 저장된 고유 식별자를 시드(seed)로 하여 랜덤(random) 처리 후 송신 패턴을 선택할 수 있다.
압력 감지 제어부(123)는 선택된 송신 패턴에 따라 타이어 정보를 가공한다. 타이어 정보는, 압력 감지 제어부(123)에 저장된 고유 식별자와, 압력 감지 센서(121)가 감지한 압력값 및/또는 온도값과, 압력 감지 제어부(123)가 선택한 송신 패턴의 정보인 송신 패턴 정보와, 기타 다양한 정보를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에서 타이어 정보는, 고유 식별자와, 압력값과, 전압값과, 온도값과, 송신 패턴 정보와, 재송신 횟수와, 체크섬을 순서대로 가공하여 생성한다.
고유 식별자는 압력 감지 제어부(123)된 번호로서 32bit 크기를 갖는다. 압력값은 압력 감지 센서(121)가 감지하여 압력 감지 제어부(123)로 전달한 타이어(20)의 압력에 대한 값으로서 16bit 크기를 갖는다. 전압값은 압력 감지 배터리(121)가 감지하여 압력 감지 제어부(123)로 전달된 자체 전압에 대한 값으로서 16bit 크기를 갖는다. 온도값은 압력 감지 센서(121)가 감지하여 압력 감지 제어부(123)로 전달한 타이어(20)의 온도에 대한 값으로서 16bit 크기를 갖는다.
송신 패턴 정보는 압력 감지 제어부(123)가 복수의 송신 패턴 중 선택한 송신 패턴에 대한 정보이다. 송신 패턴 정보는 8bit의 크기를 갖는다. 송신 패턴 정보는, 선택된 송신 패턴의 송신 패턴 번호와, 선택된 송신 패턴에서 타이어 정보가 송신되는 시점의 위상각 번호의 순서인 순서 정보를 포함한다. 송신 패턴 정보는, 송신 패턴 번호와 위상각 번호의 순서 정보가 조합된 번호이다.
도 4를 참조하면, 선택된 송신 패턴이 제 2 송신 패턴이고 제 2 송신 패턴에서 3번째 위상각 번호인 위상각 번호 5일때 타이어 정보가 송신되는 경우 송신 패턴 정보는 [13]이 된다. 송신 패턴 정보가 [24]인 경우 선택된 송신 패턴은 제 3 송신 패턴이고 타이어 정보가 송신된 시점의 위상각 번호는 제 3 송신 패턴의 4번째 위상각 번호인 5임을 알 수 있다.
재송신 횟수는 타이어 정보를 재송신한 횟수이다. 압력 감지 송신부(124)가 송신한 타이어 정보는 각종 노이즈 및 기타 오류에 의하여 타이어 정보 수신 모듈(150)이 수신할 수 없는 경우가 발생할 수 있으므로, 압력 감지 제어부(123)는 재송신 횟수를 제외한 나머지 값이 동일한 타이어 정보를 압력 감지 송신부(124)를 통하여 반복하여 송신한다.
타이어 정보 중 재송신 횟수는 송신을 할 때마다 1씩 적산되어 변경된다. 타이어 정보는 8bit의 크기를 갖는 것이 바람직하다. 실시예에 따라 재송신 횟수는 설정되며 본 실시예에서는 3회 반복하여 타이어 정보를 송신한다. 따라서 재송신 횟수는 0에서 2까지의 값을 가지게 된다. 타이어 정보는 일정한 시간 간격으로 재송신되는 것이 바람직하며, 본 실시예에서 타이어 정보의 재송신 간격은 t_repeat로 정하여 진다.
체크섬은 데이터의 무결성을 체크하기 위한 값으로서 8bit의 크기를 가지는 것이 바람직하다.
타이어 정보는 차종코드정보를 더 포함할 수 있다. 차종코드정보는 타이어 정보를 타 차량에서 송출된 신호와 구별되도록 할 수 있다. 예를 들어, 타 차량에서도 타이어 압력 감지 시스템의 위치 자동 할당을 위한 신호가 발생될 수 있고, 자 차량의 제어유닛(140)에서 타 차량에서 발생된 신호를 수신할 수 있다.
타이어 정보는 차종코드정보를 포함하여 타 차량에서 발생된 신호와 구별되어 다른 차량의 신호를 자 차량의 신호로 보고 휠의 위치를 파악하는 상황을 차단시킬 수 있다.
실시예에 따라 타이어 정보에 포함된 고유 식별자와, 압력값과, 전압값과, 온도값과, 송신 패턴 정보와, 재송신 횟수와, 체크섬의 순서는 변경될 수 있으며, 압력값 또는 온도값 중 어느 하나, 또는 전압값, 또는 재송신 횟수, 또는 체크섬은 제외될 수 있다.
압력 감지 제어부(123)는 선택된 송신 패턴에 따라 타이어 정보를 압력 감지 송신부(124)를 통하여 송신한다. 압력 감지 제어부(123)는 선택된 송신 패턴에 따라 타이어 정보를 가공하여 압력 감지 송신부(124)로 출력한다. 압력 감지 송신부(124)는 선택된 송신 패턴에 따라 출력된 타이어 정보를 송신한다.
압력 감지 제어부(123)가 제 2 송신 패턴을 선택하면 제 2 송신 패턴의 위상각 번호는 [0, 2, 5, 1, 7]이므로, 압력 감지 제어부(123)는 위상각 번호 0일 때 타이어 정보를 송신하고, 위상각 번호 2일 때 타이어 정보를 송신하고, 위상각 번호 5일 때 타이어 정보를 송신하고, 위상각 번호 1일 때 타이어 정보를 송신하고, 위상각 번호 7일 때 타이어 정보를 송신한다. 위상각 번호를 휠(10)의 위상각으로 계산하면, 압력 감지 제어부(123)는 휠(10)의 위상각이 0도 일 때 타이어 정보를 송신하고, 90도 일 때 타이어 정보를 송신하고, 225도 일 때 타이어 정보를 송신하고, 45도 일 때 타이어 정보를 송신하고, 315도일 때 타이어 정보를 송신한다.
본 실시예에서 타이어 정보는 고유 식별자와, 압력값과, 전압값과, 온도값과, 송신 패턴 정보와, 재송신 횟수와, 체크섬을 포함하며, 실시예에 따라 타이어 정보는, 차량 종류를 나타내는 차종코드, 센서의 동작모드를 나타내는 센서모드, 센서의 고장정보를 나타내는 센서정보 등을 더 포함할 수 있다.
압력 감지 제어부(123)는 상기 타이어정보를 송신한 전송이력을 저장할 수 있다. 압력 감지 제어부(123)는 제어유닛(140)으로부터 휠(10)이 고유식별자를 할당받았는지 여부를 파악할 수 있다. 압력 감지 제어부(123)는 압력 감지 송신부(124)가 송신하는 타이어 정보의 데이터 량을 조절할 수 있다.
압력 감지 제어부(123)는 타이어(20)의 압력값 또는 온도값을 송출하기 위하여 수행하는 샘플링 숫자를 조절하여, 타이어 정보가 송출되는 정보를 조절할 수 있다.
압력 감지 송신부(124)는 휠의 위상각이 송신 패턴이 기존에 정한 위상각에 도달하는 경우, 온도값 또는 압력값을 샘플링하여 타이어 정보를 형성하여 신호를 송출할 수 있다.
송신 패턴의 개수는 네 가지일 수 있고, 네 개의 타이어(20)에 구비된 네 개의 타이어 압력 감지 모듈(120)은, 상기 네 개의 송신 패턴 중 어느 하나를 선택하여 타이어 정보를 송출할 수 있다.
도 4 를 참조하면, 상기 네 개의 송신 패턴은 각각 다섯개의 위상각 번호를 포함하고, 타이어(20)가 회전하는 중, 언급된 다섯개의 위상각 번호 중 어느 하나와 타이어(20)의 위상각이 일치하는 경우, 타이어정보를 송출할 수 있다.
압력 감지 제어부(123)는 휠(10)이 제어유닛(140)으로부터 고유식별자를 할당받은 경우, 타이어 정보를 송신하는 경우의 수를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 네 개의 송신 패턴은 각각 다섯개의 위상각과 타이어(20)의 위상각이 일치하는 경우, 타이어 정보를 송신하나, 타이어 정보 전송이력이 있는 경우, 송신 패턴을 변경하여, 다섯개보다 적은 위상각 개수에 따라서 타이어 정보를 송신할 수 있으나, 위상각의 개수는 예시에 불과하며 그에 한정하지 아니한다.
도 6 을 참조하면, 송신 패턴은 타이어 정보를 송신하는 휠(10)의 위상각 번호의 개수가 감소될 수 있다.
예를 들어, 타이어(20)를 갈아 끼우거나 하여 휠(10)의 위치파악이 필요한 경우, 압력 감지 제어부(123)는 도 6 상단의 그래프와 같은 송신패턴을 가지고, 타이어 정보를 제어유닛(140)에 송신할 수 있다.
제어유닛(140)은 타이어 정보를 수신하여, 휠의 회전정보와 매칭하여, 수신한 타이어 정보가 자동차에 구비된 네 개의 타이어(20) 중 어떤 타이어(20)에서 송출된 것인지를 파악할 수 있다. 제어유닛(140)은 모든 타이어(20)의 위치가 파악되고, 각각의 휠(10)에 고유 식별자를 할당할 수 있다.
압력 감지 제어부(123)는 휠(10)에 고유 식별자가 할당된 경우, 타이어 정보를 송신하는 송신 패턴을 조정할 수 있다. 예를 들어, 도 6 의 하단에 도시된 표와 같이 타이어 정보를 송신하는 휠(10)의 위상각 번호의 개수를 줄일 수 있다.
설명의 편의를 위해 이하에서는, 휠에 고유 식별자가 할당되기 이전에 사용되는 송신 패턴을 제1 송신 패턴, 휠에 고유식별자가 할당된 이후에 사용되는 송신 패턴을 제2 송신 패턴이라고 한다.
도 6 에서는 휠(10)에 고유 식별자가 할당되기 전에 타이어 정보를 송신하는 기준인 제1 송신 패턴은 각각이 위상각 번호가 다섯 개씩 정하며, 모든 휠(10)에 고유 식별자가 할당되고 난 이후에 타이어 정보를 송신하는 제2 송신 패턴은 각각이 위상각 번호가 세 개씩 정해져 있으나, 이에 한정하지 않으며, 기존 송신 패턴은 위상각 번호가 열 개이고, 제2 송신 패턴의 경우, 위상각 번호가 세 개일 수 있고, 이는 실시예에 따라서 달라질 수 있다.
압력 감지 제어부(123)는 타이어 정보의 신뢰도를 파악할 수 있다. 압력 감지 제어부(123)는 위상각 센서 또는 타이어 압력 감지 센서의 오작동 여부를 파악할 수 있다.
예를 들어, 압력 감지 제어부(123)는 타이어 정보가 포함하는 압력값, 온도값 또는 휠의 위상각의 변화를 파악하여, 변화과정이 적절하지 않아 타이어 정보의 신뢰도가 기설정된 한계값 이하라고 판단한 경우, 다시 타이어 정보 송신을 최초의 송신 패턴에 의하여 수행할 수 있다. 즉, 압력 감지 제어부(123)는 타이어 정보를 송신하는 경우의 수를 복구할 수 있다.
압력 감지 제어부(123)는 타이어 정보에 포함된 타이어의 압력값이 기설정된 한계값 이하인 경우, 타이어 정보를 송신하는 경우의 수를 복구하여 최초에 사용한 송신 패턴으로 타이어 정보를 송신할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 압력 감지 모듈의 제어방법에 대한 순서도이다.
타이어 압력 감지 모듈(120)은 복수의 송신 패턴 중 하나의 송신 패턴을 선택한다(S310). 타이어 압력 감지 모듈(120)의 압력 감지 제어부(123)는 저장된 복수의 송신 패턴 중 하나의 송신 패턴을 선택한다.
타이어 압력 감지 모듈(120)은 선택된 송신 패턴에 따라 타이어 정보를 송신한다(S320). 압력 감지 제어부(123)는 선택된 송신 패턴의 위상각 번호가 위상각 센서(122)가 감지한 휠(10)의 위상각에 대응될 때 타이어 정보를 가공하여 압력 감지 송신부(124)를 통하여 송신한다.
선택된 송신 패턴의 위상각 번호가 위상각 센서(122)가 감지한 휠(10)의 위상각과 일치할 때, 압력 감지 제어부(123)는, 압력 감지 센서(121)로부터 전달받은 측정된 압력값 및 온도값과, 압력 감지 배터리(121)이 감지한 전압값을 고유 식별자, 송신 패턴 정보 및 재송신 횟수와 함께 가공하여 압력 감지 송신부(124)를 통하여 송신한다.
압력 감지 제어부(123)는 재송신 횟수를 제외한 나머지 값이 동일한 타이어 정보를 압력 감지 송신부(124)를 통하여 일정한 시간 간격으로 반복하여 송신하는 것이 바람직하다. 압력 감지 제어부(123)는 기 지정된 횟수만큼 일정한 시간 간격으로 재송신 횟수만 바뀐 타이어 정보를 반복하여 송신한다.
타이어 압력 감지 모듈(120)은 선택된 송신 패턴의 모든 위상각 번호가 송신되었는지 판단한다(S330). 압력 감지 제어부(123)는 선택된 송신 패턴의 설정된 개수의 위상각 번호가 모두 송신되었는지 판단하여 선택된 송신 패턴의 모든 위상각 번호가 전부 송신되지 않았으면 순서에 따라 다음 위상각 번호에 해당하는 타이어 정보를 송신한다(S320).
본 실시예에서 송신 패턴별로 위상각 번호는 5개가 설정되므로, 압력 감지 제어부(123)는 선택된 송신 패턴의 첫번째부터 다섯번째까지 위상각 번호가 포함된 타이어 정보를 송신한다. 압력 감지 제어부(123)는 타이어 정보의 송신 패턴 정보의 뒷자리인 순서 정보가 1부터 5까지 순서대로 모두 송신되는지 확인하는 것이 바람직하다.
상술한 내용의 실시예를 살펴보면, 압력 감지 제어부(123)가 송신 패턴 번호 중 1을 선택하면 제 2 송신 패턴이 선택된다. 선택된 제 2 송신 패턴의 위상각 번호 중 첫번째 위상각 번호인 0에 대응하여 휠(10)의 위상각이 0도 일 때, 압력 감지 제어부(123)는 송신 패턴 정보가 [11]이고, 재송신 횟수가 [0]인 타이어 정보를 송신한다.
압력 감지 제어부(123)는 재송신 횟수만 적산하며 일정한 시간 간격으로 타이어 정보를 3회 재송신 한다.
재송신 횟수가 [2]이 된 후, 압력 감지 제어부(123)는 선택된 제 2 송신 패턴의 위상각 번호 중 두번째 위상각 번호인 2에 대응하여 휠(10)의 위상각이 90도 일 때 송신 패턴 정보가 [12]이고, 재송신 횟수가 [0]인 타이어 정보를 송신한다.
마찬가지로 압력 감지 제어부(123)는 재송신 횟수만 적산하며 일정한 시간 간격으로 타이어 정보를 3회 재송신 한다.
상술한 과정을 반복하여 송신 패턴 정보가 [15]인 타이어 정보를 3회 반복하여 송신하면, 압력 감지 제어부(123)는 송신 패턴 정보의 뒷자리가 [5]이고 재송신 횟수가 [3]임을 확인한 후, 선택된 송신 패턴에 대한 타이어 정보 송신을 끝낸다.
압력 감지 제어부(123)는 제어유닛(140)이 복수의 휠(10)의 각각의 위치를 파악했는지 여부를 파악할 수 있다. 예를 들어, 압력 감지 제어부(123)는 제어유닛(140)으로부터 고유 식별자가 할당되었는지 여부를 파악할 수 있다.(S340)
압력감지 제어부(123)는 휠(10)에 고유 식별자가 할당된 경우(S340), 타이어 정보를 송신하는 경우의 수를 감소시킬 수 있다. 설명의 편의를 위해 이하에서는, 휠에 고유 식별자가 할당되기 이전에 사용되는 송신 패턴을 제1 송신 패턴, 휠에 고유식별자가 할당된 이후에 사용되는 송신 패턴을 제2 송신 패턴이라고 한다. 즉, 압력감지 제어부(123)는 휠에 고유 식별자가 할당된 경우, 제2 송신 패턴에 따라서 타이어 정보를 송신할 수 있다(S350). 제2 송신 패턴은 도 6 의 하단에 도시된 송신 패턴과 같이 휠(10)에 고유 식별자가 할당되기 이전에 타이어 정보를 송신하기 위한 송신 패턴에 비하여, 타이어 정보 송신 간격이 길 수 있다.
제2 송신 패턴은 압력 감지 제어부(123)가 최초에 사용한 송신 패턴에 비하여 타이어 정보를 송신하는 시간을 결정하는 휠의 위상각 번호의 개수를 감소시킨 것일 수 있다.
압력 감지 제어부(123)는 위상각 센서, 타이어 압력 감지 센서 등의 고장 신호를 수신할 수 있다. 압력 감지 제어부(123)는 타이어 압력 감지 센서가 감지한 타이어의 압력값의 정상 여부를 파악할 수 있다.
압력 감지 제어부(123)는 타이어 정보가 비정상으로 판명되는 경우, 타이어 정보를 송신하는 경우의 수를 복구하여, 제어 유닛(140)이 기존에 할당된 고유 식별자가 타당한 것인지 다시 확인하도록 할 수 있다. 예를 들어, 타이어의 압력값이 기설정된 한계값 이하로 떨어지거나, 위상각 센서 또는 타이어 압력 감지 센서 등 타이어정보라 포함하는 데이터를 측정하는 구성요소에 고장이 발생한 경우, 압력 감지 제어부(123)는 휠(10)에 고유 식별자가 할당되기 이전에 사용된 송신 패턴을 이용하여 타이어 정보를 송신할 수 있다.(S360)
압력 감지 제어부(123)는 타이어의 압력값을 계속적으로 체크할 수 있고, 압력값이 기설정된 한계값 이하인 경우, 타이어 정보가 비정상이라고 판단할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 유닛에 대한 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어 유닛(140)은, 복수의 휠 회전 감지 모듈(130)로부터 각각의 휠(10)의 회전 정보를 전달받아 이를 저장하고 처리하는 회전 정보 처리부(143)와, 타이어 정보 수신 모듈(150)이 수신한 타이어 정보를 전달받아 이를 저장하고 처리하는 타이어 정보 처리부(142)와, 시간을 연산하거나 시간 변위를 연산하는 시간 연산부(144)와, 타이어 정보 처리부(142)가 처리한 타이어 정보와 회전 정보 처리부(143)가 처리한 휠(10)의 회전 정보로부터 타이어 압력 감지 모듈(120)의 위치를 자동으로 할당하는 제어 처리부(141)를 포함한다.
회전 정보 처리부(143)는 복수의 휠 회전 감지 모듈(130)로부터 각각의 휠(10)의 회전 정보를 수신한다. 회전 정보 처리부(143)는 임의의 시점으로부터 전달 받은 휠(10)의 회전 정보를 시간에 따라 적산하여 저장한다. 회전 정보 처리부(143)는 시간 연산부(144)가 제공하는 시간 정보에 따라 시점별로 휠(10)의 회전 정보를 저장한다.
예를 들어, 임의의 시점에서 기록된 휠(10)의 회전 정보가 10이고, 휠(10)이 135도 회전하여 휠 회전 감지 모듈(130)이 36개의 펄스를 출력하면 회전 정보 처리부(143)는 휠(10)이 135도 회전한 시점의 회전 정보를 46으로 기록한다. 휠(10)이 한 바퀴 회전할 때 96개의 펄스를 발생하므로 휠(10)의 회전 정보는 96이 넘을 경우 0으로 초기화하여 적산한다. 임의의 시점에서 기록된 휠(10)의 회전 정보가 94고 휠(10)이 45도 회전하여 휠 회전 감지 모듈(130)이 12개의 펄스를 출력하면 제어 유닛(140)은 휠(10)이 45도 회전한 시점의 회전 정보를 10으로 기록한다.
타이어 정보 처리부(142)는 타이어 정보 수신 모듈(150)로부터 전달받은 타이어 정보의 송신 시각을 연산하고, 특정 송신 패턴에 대한 모든 위상각 정보가 수신되었는지 판단한다. 타이어 정보 처리부(142)는 타이어 정보 수신 모듈(150)로부터 전달받은 타이어 정보를 연산된 송신 시각과 함께 저장한다. 타이어 정보 처리부(142)는 타이어 압력 감지 모듈(120)의 압력 감지 제어부(123)과 동일한 복수의 송신 패턴을 저장한다.
시간 연산부(144)는 공진 회로가 포함되어 기준 시간으로부터 현재 시간을 연산하거나 서로 다른 시점간의 시간 변위를 연산할 수 있다. 시간 연산부(144)는 회전 정보 처리부(143)에 시간 정보를 제공하여 휠(10)의 회전 정보를 시점별로 저장할 수 있도록 한다. 시간 연산부(144)는 타이어 정보 처리부(142)에 시간 정보를 제공하여 타이어 정보의 송신 시각을 연산할 수 있도록 한다.
제어 처리부(141)는 타이어 정보 처리부(142)가 처리한 타이어 정보에 포함된 송신 패턴 정보를 회전 정보 처리부(143)가 처리한 휠(10)의 회전 정보와 매칭하여 타이어 압력 감지 모듈(120)의 위치를 자동으로 할당한다.
시간 연산부(144)와 제어 처리부(141)에 대한 자세한 설명은 이하 도 9 및 도 10을 참조하여 후술한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 유닛의 제어방법에 대한 순서도이고, 도 10은 복수의 휠의 회전 정보를 나타내는 도면이다.
제어 유닛(140)은 타이어 정보 수신 모듈(150)을 통하여 타이어 정보를 수신한다(S410). 타이어 정보 수신 모듈(150)은 송신된 타이어 정보를 수신하고 이를 제어 유닛(140)의 타이어 정보 처리부(142)에 전달한다.
제어 유닛(140)은 수신된 타이어 정보의 송신 시각을 연산한다(S420). 제어 유닛(140)의 타이어 정보 처리부(142)는 타이어 정보의 수신 시각과 타이어 정보에 포함된 재송신 횟수를 통하여 해당 타이어 정보의 송신 시각을 연산한다. 타이어 정보 처리부(142)는 시간 연산부(144)로부터 시간 정보를 전달받아 타이어 정보의 수신 시각을 파악한다.
일반적으로 무선을 통한 송수신시 그 딜레이는 일정하다. 본 실시예에서 복수의 타이어 압력 감지 모듈(120) 각각이 타이어 정보 수신 모듈(150)으로 타이어 정보를 전송할 때 그 딜레이는 일정하다. 압력 감지 모듈(120)이 송신한 시점과 타이어 정보 수신 모듈(150)이 수신한 시점의 시간 간격인 송수신 딜레이는 t_delay로 정하여진다.
압력 감지 모듈(120)은 재송신 횟수만 다른 타이어 정보를 일정 간격으로 재송신하므로 재송신 횟수에 따라 재송신 횟수를 제외한 나머지 값이 동일한 타이어 정보의 최초 송신 시각이 연산된다. 본 실시예에서 타이어 정보의 재송신 간격은 t_repeat이다.
타이어 정보 처리부(142)는 타이어 정보를 수신한 시각에서 송수신 딜레이와 재송신에 따른 시간 간격을 차감하여 타이어 정보의 송신 시각을 연산한다. 재송신에 따른 시간 간격은 재송신 횟수에 재송신 간격을 곱한 값이다.
타이어 정보에 포함된 재송신 횟수가 R이고, 타이어 정보를 수신한 시각을 t_receive라 할 때 타이어 정보의 송신 시각 t_send는 다음과 같이 연산된다.
송신 시각 t_send = t_receive - (t_delay * R) - (t_repeat * R)
타이어 정보 처리부(142)는 수신된 타이어 정보를 송신 시각과 함께 저장한다.
제어 유닛(140)은 특정 송신 패턴의 모든 위상각 번호에 대한 타이어 정보가 수신되었는지 판단한다(S430). 제어 유닛(140)의 타이어 정보 처리부(142)는 타이어 정보에 포함된 송신 패턴 정보를 통하여 특정 송신 패턴의 타이어 정보가 모두 송신되었는지 판단하여 모두 송신되지 않았으면 계속하여 타이어 정보를 수신한다(S410).
본 실시예에서 송신 패턴별로 위상각 번호는 5개가 설정되므로, 타이어 정보 처리부(142)는 특정 송신 패턴의 첫번째부터 다섯번째까지 위상각 번호가 포함된 타이어 정보를 모두 수신하였는지 확인한다.
타이어 정보 처리부(142)는 타이어 정보의 송신 패턴 정보의 뒷자리인 순서 정보가 1부터 5까지 순서대로 모두 수신되었는지 확인하는 것이 바람직하다. 타이어 정보 처리부(142)는 타이어 정보를 수신한 뒤 송신 패턴 정보를 확인한다. 타이어 정보 처리부(142)는 수신된 타이어 정보의 송신 패턴 정보가 [11] 인 경우 첫번째 위상각 번호에 해당함을 알 수 있으며 다음 타이어 정보를 수신하여 다음 타이어 정보의 송신 패턴정보가 [12]인지 확인한다. 타이어 정보 처리부(142)는 송신 패턴 정보가 [15]인 타이어 정보가 수신될 때까지 타이어 정보를 수신한다.
타이어 정보 처리부(142)는 수신된 타이어 정보의 송신 패턴 정보가 [12]임을 확인한 후 다음 수신된 타이어 정보의 송신 패턴 정보가 [14]인 경우 누락된 타이어 정보가 있음을 확인 할 수 있다. 이 경우 다시 송신 패턴 정보의 순서 정보가 1인 새로운 송신 패턴에 대한 타이어 정보를 수신할 때까지 대기한다.
또한, 타이어 정보 처리부(142)는 수신된 타이어 정보의 송신 패턴 정보가 [12]임을 확인한 후 다음 수신된 타이어 정보의 송신 패턴 정보가 [24]인 경우 송신 패턴 번호가 잘못되었음을 확인할 수 있다. 이 경우 다시 송신 패턴 정보의 순서 정보가 1인 새로운 송신 패턴에 대한 타이어 정보를 수신할 때까지 대기한다.
타이어 정보 처리부(142)는 수신된 복수의 타이어 정보가 동일한 송신 패턴 번호에서 모든 순서 정보가 순서대로 수신되었음을 확인한 경우 이를 연산된 송신 시각과 함께 저장한다. 예를 들어, 타이어 정보 처리부(142)는 타이어 정보에 포함된 송신 패턴 정보가 [11]에서 [15]까지 순차적으로 수신되었음을 확인하여 수신된 모든 타이어 정보를 송신 시각과 매칭하여 저장한다.
특정 송신 패턴의 모든 위상각 번호에 대한 타이어 정보가 수신되었음을 확인하면, 제어 유닛(140)은 저장된 타이어 정보를 확인하여 타이어 정보의 송신 시각에 대한 각각의 휠(10)의 회전 정보를 호출한다(S440).
제어 처리부(141)는 타이어 정보 처리부(142)에 저장된 복수의 타이어 정보의 송신 시각을 확인하고, 회전 정보 처리부(143)에 저장된 휠(10)의 회전 정보에서 확인된 송신 시각에 해당하는 모든 휠(10)의 회전 정보를 호출한다.
예를 들어 타이어 정보 처리부(142)에 저장된 복수의 타이어 정보의 송신 시각이 각각 t1, t2, t3, t4, t5인 경우 t1, t2, t3, t4, t5의 시점의 각각의 휠(10)의 회전 정보를 회전 정보 처리부(143)로부터 호출하여 도 9와 같이 나열한다.
제어 유닛(140)은 수신된 타이어 정보의 송신 패턴 번호에 해당하는 송신 패턴을 호출한다(S450). 제어 처리부(141)는 타이어 정보 처리부(142)에 저장된 복수의 타이어 정보의 송신 패턴 정보를 확인하여 선택된 송신 패턴 번호를 확인한다. 제어 처리부(141)는 송신 패턴 정보의 앞자리를 확인하여 송신 패턴 번호를 확인한다. 제어 처리부(141)는 타이어 정보 처리부(142)에 저장된 복수의 송신 패턴에서 확인된 송신 패턴 번호에 해당하는 송신 패턴을 호출한다.
예를 들어 타이어 정보에 포함된 송신 패턴 정보가 [11]에서 [15]인 경우 제어 처리부(141)는 송신 패턴 번호가 1임을 확인하여 타이어 정보 처리부(142)에서 제 2 송신 패턴을 호출한다.
제어 유닛(140)은 호출된 송신 패턴의 위상각 번호와 호출된 휠(10)의 회전정보를 매칭하여 타이어 압력 감지 모듈(120)을 자동으로 할당한다(S460). 제어 처리부(141)는 호출된 휠(10) 회전 정보의 변위가 호출된 송신 패턴의 위상각 번호의 변위와 같거나 거의 같은지 판단한다.
휠(10) 회전 정보의 변위는 타이어 정보의 송신 시각을 기준으로 인접한 휠(10) 회전 정보의 차이이고, 위상각 번호의 변위는 타이어 정보의 송신 시각을 기준으로 인접한 위상각 번호의 차이이다. 위상각 번호의 변위는 위상각 센서(122)가 측정한 휠()의 위상각 P의 변위이다.
n 번째 타이어 정보의 송신 시각이 t(n) 이고, 이 때 타이어 정보에 포함된 위상각 번호가 N_ph(n)이고, 송신 시각이 t(n)에서 휠(10)의 회전정보가 N_sh(n)이라 할 때, 송신 시각 t(n)과 t(n+1) 사이의 휠(10) 회전정보의 변위 ΔN_sh = N_sh(n+1) - N_sh(n) 이고, 위상각 번호의 변위 ΔN_ph = N_ph(n+1) - N_ph(n) 이다.
휠(10) 회전정보의 변위 ΔN_sh 와 위상각 번호의 변위 ΔN_ph 는 직접 비교가 불가능하므로 각각 위상각의 변위로 변화하여 비교하여야 한다.
휠(10) 회전정보의 변위 ΔN_sh 에 의한 위상각 변위 ΔP_sh 는 다음과 같다.
ΔP_sh = 360도 * (ΔN_sh / N_pul)
(단, N_pul 는 휠(10)의 1회전시 발생되는 펄스의 개수)
위상각 번호의 변위 ΔN_ph 에 의한 위상각 변위 ΔP_phase 는 다음과 같다.
ΔP_phase = (360도) * (ΔN_ph / N_res)
(단, N_res 는 위상각 번호 분할 개수)
제어 처리부(141)는 ΔP_sh 와 ΔP_phase 가 같거나 거의 같은지 연산하여 매칭여부를 판단한다.
즉, ΔP_sh ? ΔP_phase 인지 판단하며 이를 풀어쓰면 다음과 같다.
360도 * (ΔN_sh / N_pul) ? (360도) * (ΔN_ph / N_res),
360도 * ((N_sh(n+1) - N_sh(n)) / N_pul)
? (360도) * ((N_ph(n+1) - N_ph(n)) / N_res)
호출된 송신 패턴이 제 2 송신 패턴인 경우 각 타이어 정보의 위상각 번호는 도 4와 같이 [0, 2, 5, 1, 7]이다. 제 2 송신 패턴의 위상각 번호의 변위는 [2, 3, 4, 6]가 되고 이를 위상각으로 환산하면, [90도, 135도, 180도, 270도]가 된다.
도 10을 참조하면, FL 휠 회전 감지 모듈(130FL)의 타이어 정보 송신시 휠(10)의 회전 정보가 [0, 24, 70, 22, 94]이고 그 변위를 살펴보면, [24, 36, 48, 72]가 된다. 휠(10)이 한 바퀴 회전할 때 96개의 펄스를 발생하므로 이를 위상각 차이로 환산하면 [90도, 135도, 180도, 270도]가 되어 제 2 송신 패턴의 위상각 번호의 변위와 매칭된다.
제어 처리부(141)는 타이어 정보에 포함된 고유 식별자를 FL 타이어 압력 감지 모듈(120FL)로 할당한다. 따라서, 제어 처리부(141)는 타이어 정보를 송신한 타이어 압력 감지 모듈(120)을 자동으로 할당한다.
본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 실시예에 따라서는 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있으나, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다.
컴퓨터 프로그램을 구성하는 복수의 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 타이어 압력 감지 시스템
10 : 휠
20 : 타이어
30 : 디스크
120 : 타이어 압력 감지 모듈
130 : 휠 회전 감지 모듈
140 : 제어 유닛
150 : 타이어 정보 수신 모듈

Claims (14)

  1. 휠의 위상각을 감지하는 위상각 센서;
    타이어의 압력 또는 온도를 감지하는 타이어 압력 감지 센서;
    상기 휠의 위상각에 기초하여 감지된 압력값 또는 온도값을 포함하는 타이어정보를 송신하는 압력 감지 송신부;
    상기 타이어 정보를 수신하고, 상기 타이어 정보에 기초하여 복수의 상기 휠 각각의 위치가 확인된 경우, 상기 휠에 고유식별자를 할당하는 제어유닛; 및
    상기 휠에 고유식별자가 할당되었는지 여부를 판단하고, 상기 고유식별자가 할당된 경우, 상기 타이어 정보를 송신하는 경우의 수를 감소시키는 압력 감지 제어부;를 포함하고,
    상기 타이어정보를 송신하는 시점은 기설정된 복수의 송신 패턴에 의하여 결정되고,
    상기 송신 패턴은 상기 타이어정보가 송신되는 지점을 나타내는 복수의 위상각 번호를 포함하는 타이어 압력 감지 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 휠에 상기 고유식별자가 할당된 경우,
    상기 압력 감지 제어부는 상기 복수의 위상각 번호의 개수가 감소된 제2 송신 패턴에 따라 상기 타이어정보를 송신하는 타이어 압력 감지 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 감지 제어부는 상기 타이어정보의 신뢰도를 파악하는 타이어 압력 감지 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 타이어정보의 신뢰도가 기설정된 한계값 이하인 경우,
    상기 타이어정보를 송신하는 경우의 수를 복구하는 타이어 압력 감지 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 감지 제어부는 상기 위상각 센서 또는 상기 타이어 압력 감지 센서의 오작동 여부를 파악하는 타이어 압력 감지 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 위상각 센서 또는 상기 타이어 압력 감지 센서가 오작동하는 경우,
    상기 타이어정보를 송신하는 경우의 수를 복구하는 타이어 압력 감지 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 감지 제어부는 상기 압력값이 기설정된 한계값 이하인 경우, 상기 타이어정보를 송신하는 경우의 수를 복구하는 타이어 압력 감지 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이어정보는 타 차량에서 송출된 신호와 구별되는 차종코드정보를 포함하는 타이어 압력 감지 시스템.
  10. 타이어의 압력값 또는 온도값을 감지하는 단계;
    휠의 위상각을 감지하는 단계;
    상기 휠의 위상각이 기설정된 송신 패턴에 부합하는 경우, 상기 압력값 또는 온도값을 포함하는 타이어정보를 송신하는 단계;
    상기 타이어정보를 수신하여 상기 휠의 위치를 파악하는 단계;
    상기 휠의 위치가 파악된 경우, 상기 휠에 고유식별자를 할당하는 단계; 및
    상기 고유식별자가 할당된 경우, 상기 타이어정보를 송신하는 경우의 수를 감소시키는 단계;를 포함하는 타이어 압력 감지 시스템의 위치 자동 할당 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 송신패턴은 상기 타이어 정보가 송신되는 지점을 나타내는 복수의 위상각 번호를 나열하고,
    상기 타이어 정보를 송신하는 경우의 수를 감소시키는 단계에서,
    상기 복수의 위상각 번호의 개수를 감소시키는 타이어 압력 감지 시스템의 위치 자동 할당 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 타이어 정보가 비정상으로 판명되는 경우,
    상기 타이어 정보를 송신하는 경우의 수를 복구하는 단계;를 더 포함하는 타이어 압력 감지 시스템의 위치 자동 할당 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 압력값이 기설정된 한계값 이하인 경우, 상기 타이어정보가 비정상이라고 판단하는 타이어 압력 감지 시스템의 위치 자동 할당 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 타이어정보는 타 차량에서 송출된 신호와 구별되도록 차종코드정보를 포함하는 타이어 압력 감지 시스템의 위치 자동 할당 방법.
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