KR101577193B1 - 자동차 바퀴들의 종 위치 설정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진을 구비한 자동차의 전단 또는 후단에서, 전자 모듈(8)이 장착된 바퀴들(4)의 종 위치 설정 방법에 관한 것이다. 본 방법에 의하면, 상응하는 바퀴에 가해지고 엔진의 회전에 의해 초래되는 진동들의 측정 수단(15)을 각 전자 모듈(8)에 포함하고, 먼저 예비 단계에서, 엔진이 구동되는 채로, 전단에 장착된 바퀴와 후단에 장착된 바퀴의 상기 측정 수단(15) 각각에 의해 전달된 신호들의 스펙트럼을 분석하여서, 상기 신호들 간의 주파수 오프셋을 구성하는 상기 신호들의 차동 척도를 설정한다. 또한, 본 방법에 의하면, 바퀴들의 종 위치 설정 절차는 엔진이 구동하는 동안 다른 측정 수단(15)에 의해 전달된 신호들의 스펙트럼을 분석하는 것과, 상기 신호들 간의 주파수 오프셋으로부터 각 바퀴의 종 위치에 관한 지표를 도출하는 것을 포함한다.

Description

자동차 바퀴들의 종 위치 설정 방법{METHOD FOR LOCATING THE LONGITUDINAL POSITION OF WHEELS OF A VEHICLE}

본 발명은 엔진을 구비한 자동차의 전단 또는 후단에서, 자동차에 실장된 중앙 처리 장치에 각 바퀴의 동작 파라미터들을 나타내고 또한 바퀴의 식별 코드(identification code)를 포함하는 신호들을 보낼 수 있는 전자 모듈을 구비하는 바퀴들의 종 위치 설정 방법에 관한 것이다.

안전성을 위하여, 자동차의 바퀴들 각각에 장착되는 센서들을 포함하고, 이들 바퀴들에 장착되는 타이어들의 온도 또는 압력과 같은 파라미터들을 측정하며, 측정된 파라미터의 어떤 비정상적인 변화들을 사용자에게 알릴 수 있는 모니터링 시스템들을 자동차들에 장착하는 것이 늘고 있다.

상기 모니터링 시스템들은 일반적으로:

― 자동차의 바퀴들 각각에 장착되고, 전술한 센서들 외에 마이크로프로세서와 라디오주파수 송신기(RF 송신기) 포함하는 전자 모듈, 및

― 자동차에 장착되어 상기 송신기가 송신한 신호들을 수신하는 중앙 처리 장치를 포함한다. 상기 중앙 처리 장치는 안테나와 연결된 라디오주파수 수신기(RF 수신기)를 포함하는 컴퓨터를 포함한다.

상기 모니터링 시스템들에서 해결되어야 할 문제들 중의 하나는 전자 모듈과 신호가 시발되는 바퀴의 위치에 관한 지표(indication)를 중앙 처리 장치의 수신기에 의해 수신된 각 신호와 연계시켜야 한다는 구속에 관한 것인데, 상기 구속은 자동차의 수명 동안 계속해서, 즉, 심지어 바퀴 변화들 또는 보다 단순히 상기 바퀴들의 위치 변화 후에도 지켜져야 한다.

최근에 제안된 제1 위치 설정 방법에서, 각 전자 모듈은 가속도계(accelerometer)를 포함하고, 다른 바퀴들의 가속도를 비교하여 상기 바퀴들 각각의 각 위치에 관한 지표를 얻는 것을 포함하는 통계적 방법에 기초한 위치 설정 기법을 수행한다.

그런데, 이 위치 설정 방법은 비효율적이라고 판명되었는데, 다른 바퀴들 간의 차이를 만들기 위해서는 상당한 주행 시간을 필요로 하기 때문이다.

제2 위치 설정 방법은 각각이 자동차의 바퀴들 중 하나에 근접하게 배치된 세 개의 저주파 안테나들을 사용하는 것을 포함하고, 저주파수 전자장을 보내서 상기 세 개의 안테나 각각을 연속적으로(successively) 여기(exciting)시키는 것을 포함하는 위치 설정 절차를 수행한다.

이 절차에 의하면, 여기된 안테나에 근접하게 위치한 바퀴에 장착된 전자 모듈은 중앙 처리 장치에 응답하여 중앙 처리 장치에 어드레스되고 상기 모듈의 식별 코드를 포함하는 저주파수 신호를 송신하여서, 세 안테나들이 연속적으로 여기되면 이들 안테나들에 근접한 바퀴들에 장착된 세 전자 모듈들의 위치를 설정할 수 있 고, 추론(deduction)에 의해 네번째 모듈의 위치를 설정할 수 있다.

이 방법의 주된 잇점은 위치 설정 절차가 매우 신속하고 자동차가 시동되고 난 거의 동시에 위치 설정을 할 수 있다는 것이다.

그런데, 이 방법은 매우 고비용을 요하는데, 연결 케이블들, 제어 앰프들(control amplifiers)과 같은 모든 각각의 제한들 하에서, 자동차에 세 개의 안테나들을 장착해야 하기 때문이다.

본 발명은 자동차의 바퀴들(전단 또는 후단)의 종(longitudinal) 위치를 설정하는 제3 방법을 제시하려는 것이고, 주된 목적은 신속성과 신뢰성의 관점에서 매우 유리한 위치 설정 방법을 제공하는 것이며, 이 방법에 의하면 전술한 두 방법들에 의하여 하나의 동일한 최종 결과를 얻는 경우와 비교하여 전체적인 비용이 현저하게 절감된다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 엔진을 구비하는 자동차의 전단(front end) 또는 후단(rear end)에서, 자동차에 장착된 중앙 처리 장치에, 각 바퀴의 동작 파라미터들을 나타내고 또한 바퀴의 식별 코드(identification code)를 포함하는 신호들을 송신하는 전자 모듈이 장착된 바퀴들의 종(longitudinal) 위치 설정 방법을 목표로 하고 있다. 본 발명에 의하면, 상기 위치 설정 방법은 상응하는 바퀴에 가해지고 엔진의 회전에 의해 초래되는 진동들의 측정 수단을 각 전자 모듈에 포함하는 것과:

― 각 자동차 타입의 특성화 예비 단계(preliminary phase of characterization)에서, 엔진이 구동되는 채로 상기 엔진의 적어도 한 회전 속도에 대하여, 전단에 장착된 바퀴와 후단에 장착된 바퀴의 상기 측정 수단 각각에 의해 전달된 주파수에 따른 진동들을 나타내는 신호들의 스펙트럼을 분석하여서, 상기 신호들 간의 주파수 오프셋을 구성하는 상기 신호들의 차동(differentiating) 척도(criterion)를 설정(establish)하는 것과,

― 엔진이 구동될 때, 적어도 한 동일한 시점(t)에서, 다른 측정 수단에 의해 전달된, 주파수에 따른 진동들의 진폭 변화들을 나타내는 신호들을 분석하는 것과, 상기 신호들 간의 주파수 오프셋으로부터 각 바퀴의 종 위치에 관한 지표를 도출하는 것을 포함하는, 상기 바퀴들의 종 위치를 설정하는 절차를 셋-업하는 것을 포함한다.

본 발명에 따르면, "측정 수단"이라는 용어는 예를 들어 진동 센서들, 음향 센서들과 같이 자동차의 엔진의 회전에 의하여 결과되고 상기 측정 수단이 받게 되는 진동들의 진폭 대 주파수 스펙트럼(amplitude versus frequency spectra)을 나타내는 신호들을 전달할 수 있는 어떤 수단을 일반적으로 정의하기 위하여 사용된 것임을 주목해야 한다.

따라서 본 발명은:

― 자동차의 엔진 회전에 의해 생성되는 진동들의, 전자 모듈들 레벨에서의, 측정치에 근거한 위치 설정 기법을 수행하는 것과,

― 앞 또는 뒤의 어느 하나의 동일한 쪽(end)에 위치한 측정 수단에 의해 전달된 신호들은 차동 오프셋(differential offset)이 실질적으로 없음에 주목하는 것과,

― 다른 쪽(end)들에 위치한 측정 수단에 의해 전달된 신호들은 바퀴들의 종 위치를 결정할 수 있도록 하는 특성 차동 오프셋(characteristic differential offset)을 나타냄에 주목하는 것을 포함한다.

이러한 기법에 의하면 신속성의 측면에서 매우 유리한데, 엔진을 시동하고 나서 거의 즉시에 바퀴들의 종 위치를 설정할 수 있기 때문이다.

바람직하게는 사용되는 측정 수단은 바퀴들에 가해지는 "고체-전파(solid-borne)" 진동들을 나타내는 신호들을 전달할 수 있는 진동 센서들을 포함한다.

센서들을 구성하는 상기 진동 센서들은 간단하고 검증된 기술에 근거한 것이고, 이로 인하여 하나의 동일한 최종 결과에 대하여, 가속도계들을 포함하는 설치의 경우에 비하여 전체적인 설치 비용(공급(supply), 설치 및 소프트웨어 적용(adaptation))을 낮출 수 있다.

상기 진동 센서들의 다른 이점은 특히 전자 모듈들의 나쁜(severe) 환경 조건들에도 적합한 강인함(robustness)이다.

본 발명의 다른 특징들, 목적들, 잇점들이 본 발명을 한정하지 아니하는 예(non-limiting example)로서의 바람직한 일 실시예를 나타내는 첨부된 도면들을 참조하여 후술할 상세한 설명에 의해 명확해질 것이다.

도 1a 및 도 1b에서 예시적으로 나타낸 본 발명에 의하면 위치 설정 장치(locating device)는 자동차 바퀴들(앞 바퀴 또는 뒷바퀴)의 종(longitudinal) 위치를 설정할 수 있다.

보다 구체적으로 위치 설정 장치는 도 1a에 도시한 것처럼 엔진(M)을 구비한 자동차(1)에 장착되는 모니터링 시스템과, 일반적으로 타이어가 장착된 네 개의 바퀴들, 즉 두 앞바퀴들(2, 3)과 두 뒷바퀴들(4, 5)을 포함하는 자동차들에 설치될 수 있다.

상기 모니터링 시스템들은 먼저 일반적으로 각 바퀴(2 내지 5)와 연계되어, 예를 들어 상기 바퀴의 테두리에 연결되어 타이어 커버 내부에 배치될 수 있는 전자 모듈(6 내지 9)를 포함한다.

상기 전자 모듈들(6 내지 9) 각각은 예를 들어 도 1b에 도시된 것처럼, 센서들(11)을 포함하는데, 센서들(11)은 타이어의 온도 및/또는 압력과 같은 파라미터들을 측정하고, 버튼 셀 배터리(13)에 의해 전력이 공급되는 마이크로프로세서와 함께 연산부(12)에 연결되며, 고주파 안테나(14)에 연결된 RF 송신기에 링크된다.

모니터링 시스템은 또한 도 1a에 도시된 바와 같이 자동차(1)에 설치되고, 마이크로프로세서를 포함하며, 네 전자 모듈들(6 내지 9) 각각이 송신하는 신호들을 수신하는 RF 수신기를 포함하는 중앙 컴퓨터 또는 중앙 처리 장치(10)를 포함한다.

일반적으로 이러한 모니터링 시스템, 특히 중앙 처리 장치(10)는 바퀴들(2 내지 5)과 연계된 센서들(11)이 측정하는 파라미터들의 어떤 비정상적인 변화들을 운전자에게 알릴 수 있도록 설계된다.

이 모니터링 시스템 및 이것이 병합된 부분과 관련하여, 본 발명에 따른 위치 설정 장치의 기능은 중앙 처리 장치(10)에 의해 수신되는 각 신호를, 이 신호가 시발되는 전자 모듈(6 내지 9)이 장착된 바퀴(2 내지 5)의 종 위치에 관한 지표와 연계시킬 수 있다.

이를 위해서, 위치 설정 장치는 각 전자 모듈(6 내지 9)에 포함되는 진동 센서 또는 음향 센서(acoustic sensor)와 같은 측정 수단(도 1b의 15)을 포함하는데, 이 측정 수단은 엔진(M)이 구동될 때 측정 수단이 받게 되는 진동들의, 주파수에 따른 진폭의 변화들을 나타내는 신호를 제공한다.

일례로서, 사용된 센서들은 "고체-전파(solid-borne)" 파동들 즉, 도 2에 도시한 것처럼 고체 경로를 통해 전파되는 진동들, 구체적으로 진원(엔진 M)으로부터 고체 채널(차체)를 거쳐 종착지(바퀴)(2 내지 5)까지 전달되는 진동들을 측정할 수 있는 진동 센서들(15)을 포함할 수 있다.

본 발명에 따라서 설치되는 이러한 측정 수단 또는 센서들(15)은 본 발명의 원리에 있어서 결정적인 후술하는 특징들을 나타낸다:

― 앞 또는 뒤의 어느 하나의 동일한 쪽(end)에 위치한 센서들(15)에 의해 전달된 진폭 스펙트럼을 나타내는 신호들은 그들간의 차동 오프셋(differential offset)이 실질적으로 없고,

― 다른 쪽(end)들에 위치한 센서들(15)에 의해 전달된 진폭 스펙트럼을 나타내는 신호들은 바퀴들의 종 위치를 결정할 수 있도록 하는 특성 차동 오프 셋(characteristic differential offset)을 나타낸다.

예시로서의 도 3은 앞바퀴(2, 3)(실선)와 뒷바퀴(4, 5)(점선)에 각각 위치한 두 센서들에 의해 전달된 두 신호들을 나타내고, 이 두 신호들 간에 존재하는 특성 주파수 오프셋(Δf), 이 예에서는 약(substantially) 3　헤르쯔(Hertz)가 두드러진다.

이 특징들은 각 일반적인 자동차(1)에 대하여, 본 발명에 따른 위치 설정 방법을 수행할 수 있도록 하는데, 상기 위치 설정 방법은:

― 예비 특성화 단계(preliminary characterization phase)에서, 엔진(M)이 구동되는 채로 상기 엔진의 적어도 한 회전 속도에 대하여, 전단(front end)에 장착된 바퀴(2, 3)와 후단(rear end)에 장착된 바퀴(4, 5)의 각 센서들(15)에 의해 전달된, 주파수에 따른 진동들을 나타내는 신호들의 스펙트럼을 분석하여 상기 신호들 간의 주파수 오프셋을 정의하는 것, 및

― 엔진이 구동될 때(자동차가 정지해 있던 주행중이던 간에), 적어도 한 동일한 시점(t)에서, 다른 센서들(15)에 의해 전달된, 주파수에 따른 진동들의 진폭 변화들을 나타내는 신호들을 분석하는 것과, 상기 신호들 간의 주파수 오프셋으로부터 각 바퀴들(2 내지 5)의 종 위치에 관한 지표를 도출하는 것을 포함하는, 바퀴들(2 내지 5)의 종 위치를 설정하는 절차를 셋-업하는 것을 포함한다.

따라서 전술한 본 발명에 따른 위치 설정 방법에 의하면, 자동차 바퀴에 장착된 각 전자 모듈에 진동 센서들 또는 음향 센서들과 같은 측정 수단을 설치함으로써, 상기 바퀴의 종 위치를 매우 빠르고 신뢰성 있게 설정할 수 있다.

도 1a는 자동차 바퀴들의 종 위치 설정을 위한 본 발명에 따른 장치와 연관된 모니터링 시스템을 포함하는 자동차의 도식적인 탑-뷰(top view)이다.

도 1b는 자동차 바퀴와 이에 장착된 전자 모듈을 나타내는 도식적인 세부 사시도이다.

도 2는 엔진의 회전에 의하여 결과되는 "고체-전파(solid-borne)" 파동들을 도식적으로 나타내는 자동차의 도식적인 탑-뷰이다.

도 3은 각각 앞바퀴(점선)과 뒷바퀴(실선)에 위치한 측정 수단에 의해 전달된 두 신호들을 비교하는 그래프이다.

Claims (2)

1. 엔진(M)을 구비하는 자동차의 전단(front end) 또는 후단(rear end)에서, 상기 자동차(1)에 장착된 중앙 처리 장치(10)에, 각 바퀴의 동작 파라미터들을 나타내고 또한 바퀴의 식별 코드를 포함하는 신호들을 송신하는 전자 모듈(6 내지 9)이 장착된 바퀴들(2 내지 5)의 종(longitudinal) 위치 설정 방법으로서,

   상응하는 바퀴에 가해지고 상기 엔진(M)의 회전에 의해 초래되는 진동들의 측정 수단(15)을 각 전자 모듈(6 내지 9)에 포함하는 것과,

   ― 각 자동차 타입의 예비 특성화 단계(preliminary characterization phase)에서, 상기 엔진(M)이 구동되는 채로 상기 엔진의 적어도 한 회전 속도에 대하여, 전단(front end)에 장착된 바퀴(2, 3)와 후단(rear end)에 장착된 바퀴(4, 5)의 상기 측정 수단(15) 각각에 의해 전달된, 주파수에 따른 진동들을 나타내는 신호들의 스펙트럼을 분석하여서, 상기 신호들 간의 주파수 오프셋을 구성하는 상기 신호들의 차동(differentiating) 척도(criterion)를 설정(establish)하는 것과,

   ― 상기 엔진이 구동될 때, 적어도 한 동일한 시점(t)에서, 다른 측정 수단(15)에 의해 전달된, 상기 주파수에 따른 진동들의 진폭 변화들을 나타내는 신호들을 분석하는 것과, 두 개의 신호들 간의 주파수 오프셋으로부터 각 바퀴(2 내지 5)의 종 위치에 관한 지표(indication)를 도출하는 것을 포함하는, 상기 바퀴들(2 내지 5)의 종 위치를 설정하는 절차를 셋-업하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는

   자동차 바퀴들의 종 위치 설정 방법.
2. 제1 항에 있어서,

   사용되는 상기 측정 수단은 상기 바퀴들(2 내지 5)에 가해지는 "고체-전파(solid-borne)" 진동들을 나타내는 신호들을 전달할 수 있는 진동 센서들(15)을 포함하는 것을 특징으로 하는

   자동차 바퀴들의 종 위치 설정 방법.

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