KR101596765B1 - Tpms의 신호 처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 TPMS의 신호 처리 시스템에 관한 것으로서, 차량의 각 타이어에 설치되어 타이어 감지 신호를 송신하는 TPMS 센서; 상기 TPMS 센서로부터 전송되는 타이어 감지 신호를 수신하는 차량의 RF 수신기; 상기 타이어 감지 신호를 분석하여 각 타이어의 타이어 정보가 화면에 출력되도록 제어하는 차량 제어장치; 및 상기 TPMS 센서로부터 전송되는 타이어 감지 신호를 모두 수신하고, 상기 타이어 감지 신호 중 상기 RF 수신기의 전송 포맷과 상이한 신호들을 추출한 후에 상기 추출한 신호들의 전송 포맷을 상기 RF 수신기에 맞게 변환하여 상기 RF 수신기로 송신하는 휴대용 중계기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 TPMS 센서로부터 전송되는 타이어 감지 신호를 전송규격이나 변조 방식에 무관하게 수신할 수 있고, 타이어 감지 신호 중에서 차량의 RF 수신기의 전송 포맷과 상이한 신호들을 선별하여 RF 수신기에 맞는 전송포맷으로 변환한 후에 RF 수신기에 전송할 수 있으며, 그로 인해 TPMS 센서의 교체시 타이어 또는 TPMS 센서의 선택폭이 넓어질 수 있으며, 차량 제어장치의 교체나 사양 변경 없이도 교체된 TPMS 센서를 차량 제어장치에서 인식할 수 있다.

Description

TPMS의 신호 처리 시스템{System for Singnal Processing of TPMS }

본 발명은 TPMS의 신호 처리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 TPMS 센서의 신호를 전송 포맷에 상관없이 수신한 후 차량의 RF 수신기에 맞는 전송포맷으로 변환하여 RF 수신기에 전송할 수 있는 TPMS의 신호 처리 시스템에 관한 것이다.

자동차 주행에서 운전자의 안전과 생명에 가장 직접적으로 영향을 미치는 것은 타이어이며, 안전운행을 위해 타이어는 반드시 적정 공기압을 유지하도록 한다. 타이어의 공기압에 이상이 발생하였지만 사용자 타이어 공기압 이상 상태를 인지하지 못하면 주행 중 타이어 손상이 발생할 수 있고, 이는 바로 대형 사고로 연결될 수 있다. 따라서, 운전자가 타이어의 손상 여부를 미리 감지할 수 있도록 하여 타이어 손상으로 인한 사고를 사전에 방지할 수 있게 해야 한다.

일반적으로, 타이어는 차체를 지지하면서 회전되어 차량의 주행을 실질적으로 가능하게 하고, 정지시에 면과의 마찰력으로 차량이 정차할 수 있도록 하는 등 차량의 필수 구성요소로서, 타이어의 공기압이 부족하거나 펑크가 나서 바람이 빠지게 되면 차량의 주행 안전성에 악역향을 미치게 된다.

타이어 공기압 모니터링 시스템(Tire Pressure Monitoring System; TPMS)은 타이어의 온도와 공기압을 실시간으로 감지하여 타이어의 상태를 운전자에게 알려줌으로써 타이어 펑크를 예방하고, 타이어로 인한 충돌사고를 최소화하기 위한 시스템이다.

미국은 2006년 11월 이후에 생산되는 모든 차량들 중 차중 이 4,500kg 이하의 승용차 및 경트럭에 대해 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS: Tire Pressure MonitoringSystem)의 설치를 의무화시켰고, 현재 국내에서도 많은 차량들은 타이어 공기압 모니터링 시스템을 장착하고 있다. 따라서, 차량의 주행 안정성을 위해서는 네 바퀴의 타이어 공기압을 실시간으로 측정할 필요가 있다.

종래 기술의 타이어 공기압 모니터링 시스템은 각 타이어 밸브에 부착된 공기압 센서들이 타이어들의 공기압을 측정한 타이어 정보를 무선주파수신호로 변조하여 차량의 전자제어유닛(ECU: Electronic Control Unit)으로 전송하고, 전자제어유닛이 공기압 센서들로부터 수신된 타이어 정보들을 분석하여 각 타이어들의 이상 유무를 판단한다.

여기서, 전자제어유닛은 타이어들 중 어느 하나라도 공기압이 설정된 압력 이하로 떨어지면 운전자에게 사전 경고를 해줌으로써 타이어로 인한 사고가 발생되기 전에 문제가 있는 타이어를 정비하거나 안전속도로 주행하도록 한다.

종래 기술의 타이어 공기압 모니터링 시스템은 무선 송수신장치에서 압력센서에 의해 감지된 디지털 신호인 타이어 정보를 진폭 변조 또는 주파수 변조 방식을 이용하여 아날로그 신호로 변조한 후에 이를 전자제어유닛으로 송신한다.

이때, 전자제어유닛은 하나의 변조 방식에 대한 수신기능만 구현되어 있어 다른 변조 방식의 신호는 수신할 수 없고, 그로 인해 4개의 압력센서 및 무선 송수신장치 중 어느 하나를 교체할 경우에 전자제어유닛의 수신 기능에 따라 동일한 변조방식을 가지는 압력센서 및 무선 송수신장치로만 교체해야 하는 문제점이 있다.

만일, 사용자가 4개의 압력센서 및 무선 송수신장치 중 어느 하나를 다른 변조 방식의 장치로 교체한 경우에, 전자제어유닛은 4개의 타이어 정보를 모두 수신할 수 없거나 신호 충돌로 인해 신호가 손실될 수 있고, 그로 인해 각 타이어들의 정확한 상태를 분석 및 표시할 수 없게 되는 문제점이 있다.

이에 출원인의 국내등록특허 제10-1326027호는 타이어 공기압 센서로부터 송신되는 진폭 변조 방식의 수신 신호와 주파수 변조 방식의 수신 신호를 복수 개의 수신부를 이용하여 각각 수신하여 각 타이어의 상태를 사용자에게 통지해줄 수 있는 타이어 공기압 감시 시스템을 제시한 바 있다.

이러한 타이어 공기압 감시 시스템은 제어부에서 복수 개의 수신부에서 출력되는 각각의 수신 신호를 지속적으로 모니터링해야 하므로 고사양으로 설계되어야 할 뿐만 아니라 제어부의 로드가 가중될 수 있는 문제점이 있다.

또한, 복수 개의 수신부를 이용하는 타이어 공기압 감시 시스템을 이용하기 위해서는, 차량 내의 전자제어유닛을 교체하거나 업그레이드 하여 사양을 변경해야 하는 등 사용자 측에서 비용이나 불편함이 가중될 수 있는 문제점이 있다.

한국등록특허 제10-1326027호 " 타이어 공기압 감시 시스템 "

본 발명은 TPMS 센서로부터 전송되는 타이어 감지 신호를 전송규격이나 변조 방식에 무관하게 수신할 수 있고, 타이어 감지 신호 중에서 차량의 RF 수신기의 전송 포맷과 상이한 신호들을 선별하여 RF 수신기에 맞는 전송포맷으로 변환한 후에 RF 수신기에 전송할 수 있는 TPMS의 신호 처리 시스템을 제공한다.

실시예들 중에서, TPMS의 신호 처리 시스템은, 차량의 각 타이어에 설치되어 타이어 감지 신호를 송신하는 복수 개의 TPMS 센서; 상기 복수 개의 TPMS 센서로부터 전송되는 타이어 감지 신호를 수신하는 차량의 RF 수신기; 상기 타이어 감지 신호를 분석하여 각 타이어의 타이어 정보가 화면에 출력되도록 제어하는 차량 제어장치; 및 상기 복수 개의 TPMS 센서로부터 전송되는 타이어 감지 신호를 수신하고, 수신된 상기 타이어 감지 신호 중 상기 RF 수신기의 전송 포맷과 상이한 신호들을 상기 RF 수신기에 맞는 전송 포맷으로 변환하여 상기 RF 수신기로 송신하는 휴대용 중계기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 TPMS 센서의 식별 정보, 전송 규격 또는 변조 방식에 대한 센서 정보를 독출하고, 상기 독출한 센서 정보를 상기 휴대용 중계기로 전송하는 TPMS 분석 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 휴대용 중계기는, 상기 타이어 감지 신호에 대한 복수 개의 전송 규격과 변조 방식을 지원하는 수신모듈을 내장하여 상기 타이어 감지 신호를 모두 수신하는 센서 통신부; 상기 TPMS 분석 장치로부터 전송받은 센서 정보를 기 저장된 초기 센서 정보와 비교하여 교체 센서 정보를 확인하고, 상기 타이어 감지 신호 중 교체 센서 정보에 해당하는 신호들을 추출한 후 상기 추출한 신호들을 상기 RF 수신기의 전송 포맷으로 변환하며, 상기 타이어 감지 신호의 전송 제어 동작을 수행하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 상기 타이어 감지 신호를 근거리 통신망을 이용하여 상기 RF 수신기로 송신하는 신호 전송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 TPMS 센서에 대한 초기 센서 정보와 TPMS 분석 장치로부터 입력된 센서 정보를 저장하는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 차량 제어장치는 상기 휴대용 중계기의 활성 신호가 감지되면, 상기 RF 수신기의 비활성 신호를 생성하여 상기 RF 수신기에 전송하고, 상기 휴대용 중계기는 상기 RF 수신기의 전송 포맷에 상응하는 타이어 감지 신호를 모두 상기 차량 제어장치로 전송하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 TPMS의 신호 처리 시스템은, TPMS 센서로부터 전송되는 타이어 감지 신호를 전송규격이나 변조 방식에 무관하게 수신할 수 있고, 타이어 감지 신호 중에서 차량의 RF 수신기의 전송 포맷과 상이한 신호들을 선별하여 RF 수신기에 맞는 전송포맷으로 변환한 후에 RF 수신기에 전송할 수 있으며, 그로 인해 TPMS 센서의 교체시 타이어 또는 TPMS 센서의 선택폭이 넓어질 수 있으며, 차량 제어장치의 교체나 사양 변경 없이도 교체된 TPMS 센서를 차량 제어장치에서 인식할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 TPMS의 신호 처리 시스템의 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 휴대용 중계기의 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1의 타이어 감지 신호의 동작 타이밍 다이어그램을 설명하는 도면이다.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 TPMS의 신호 처리 시스템의 구성을 설명하는 도면이다.

도 1을 참고하면, TPMS의 신호 처리 시스템은 TPMS 센서(10), RF 수신기(20), 차량 제어장치(30) 및 휴대용 중계기(100)를 포함한다.

TPMS 센서(10)는 차량의 각 타이어에 설치되어 타이어 압력, 온도 등의 타이어 정보를 감지하여 무선주파수 형태로 변조한 타이어 감지 신호를 송신한다.

RF 수신기(20)는 TPMS 센서(10)로부터 전송되는 타이어 감지 신호를 수신하는데, 이미 전송포맷이 설정되어 있어 자신의 전송포맷에 맞는 타이어 감지 신호만을 수신할 수 있다.

차량 제어장치(30)는 RF 수신기(20)에서 수신된 타이어 감지 신호를 읽어와 분석하여 타이어별 타이어 정보를 차량의 대시보드에 있는 디스플레이(40)에 출력되도록 제어한다.

휴대용 중계기(100)는 TPMS 센서(10)로부터 전송되는 타이어 감지 신호를 전송 규격이나 변조 방식에 무관하게 모두 수신하고, 타이어 감지 신호 중 RF 수신기(20)의 전송 포맷과 상이한 신호들을 추출한 후에 추출한 신호들의 전송 포맷을 RF 수신기(20)에 맞게 변환하여 RF 수신기(20)로 송신한다.

이때, 휴대용 중계기(100)는 차량 제어장치(30)와 블루투스 또는 저전력 블루투스와 같은 근거리 통신망을 통해 연결되도록 블루투스 접속 정보를 교환하여 블루투스 채널을 형성한다. 블루투스 접속 정보는 어드레스(Address) 정보 및 클럭 오프셋(Offset) 정보를 포함한다.

도 2는 도 1의 휴대용 중계기의 구성을 설명하는 도면이다.

도 2를 참고하면, TPMS의 신호 처리 시스템은 TPMS 센서(10)와 캔(CAN) 통신을 통해 연결되어 TPMS 센서(10)의 식별 정보(ID), 전송 규격(Packet) 또는 변조 방식(FSK/ASK)에 대한 센서 정보를 독출하고, 독출한 센서 정보를 휴대용 중계기(100)로 전송하는 TPMS 분석 장치(200)를 더 포함할 수 있다.

TPMS 분석 장치(200)는 휴대용 중계기(100) 뿐만 아니라 차량 제어장치(30)에 연결되어 센서 정보를 전송할 수 있다.

휴대용 중계기(100)는 센서 통신부(110), 제어부(120), 메모리(125) 및 신호 전송부(130)를 포함한다.

센서 통신부(110)는 타이어 감지 신호에 대한 복수 개의 전송 규격과 변조 방식을 지원하는 수신모듈을 내장하여 TPMS 센서(10)로부터 전송되는 타이어 감지 신호를 모두 수신한다.

제어부(120)는 TPMS 분석 장치(200)로부터 전송받은 센서 정보를 기 저장된 초기 센서 정보와 비교하여 교체 센서 정보를 확인한다. 제어부(120)는 타이어 감지 신호 중 교체 센서 정보에 해당하는 신호들을 추출하고, 추출한 신호들의 ID, 전송 규격 및 변조 방식을 확인하여 RF 수신기(20)의 전송 포맷으로 변환한 후 RF 수신기(20)로 전송되도록 한다.

예들 들어, TPMS 센서(10) 중에서 교체된 TPMS 센서(10)의 타이어 감지 신호가 FSK의 변조 방식을 갖는 Tx1과 Tx3일 경우에, 초기 TPMS 센서(10)의 타이어 감지 신호는 ASK의 변조 방식을 갖는 Tx2과 Tx4가 된다. 이때, RF 수신기는 ASK의 변조 방식을 갖는 타이어 감지 신호만 수신할 수 있다.

따라서, 제어부(120)는 신호변환모듈을 내장하고, Tx1과 Tx3의 타이어 감지 신호를 RF 수신기(20)의 전송 포맷에 부합되도록 변환한다.

메모리(125)는 TPMS 분석 장치(200)로부터 초기 센서 정보를 전송받아 저장하고, TPMS 센서 교체시 또는 이벤트 발생에 따라 TPMS 분석 장치(200)에서 전송되는 센서 정보를 저장한다. 메모리(125)에 저장되는 정보는 위치(Location), 센서 ID, 변조 방식(RF type), 패킷 포맷, 초기 센서 정보(Org.Sensor Information)가 될 수 있다.

RF 수신기(20)는 제어부(120)의 제어에 따라 RF 수신기(20)의 전송 포맷으로 변환한 타이어 감지 신호를 근거리 통신망을 이용하여 RF 수신기(20)로 송신한다.

도 3은 도 1의 타이어 감지 신호의 동작 타이밍 다이어그램을 설명하는 도면이다.

도 3을 참고하면, 4개의 TPMS 센서(10)로부터 전송되는 타이어 감지 신호 중 Tx1과 Tx3는 교체 센서의 신호이고, Tx2와 Tx4는 초기 센서의 신호이다.

따라서, 휴대용 중계기(100)를 통해 RF 수신기(20)에 수신되는 신호는 Tx1과 Tx3가 되고, RF 수신기(20)는 초기 센서의 신호인 Tx2와 Tx4는 TPMS 센서(10)로부터 직접 수신할 수 있다.

차량 제어장치(30)는 RF 수신기(20)에서 Tx1, Tx2, Tx3 및 Tx4의 타이어 감지 신호를 모두 읽어와 신호를 분석할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예로서, 휴대용 중계기(100)는 교체된 TPMS 센서(10)에 대한 타이어 감지 신호 뿐만 아니라 초기 TPMS 센서(10)의 타이어 감지 신호를 RF 수신기(20)를 거치지 않고, 바로 차량 제어장치(30)로 전송할 수 있다.

즉, 차량 제어장치(30)는 휴대용 중계기(100)와 블루투스 채널이 형성되면, 블루투스 접속 정보를 통해 휴대용 중계기(100)를 인식할 수 있다. 따라서, 차량 제어 장치(30)는 휴대용 중계기(100)의 활성 신호를 감지하면 RF 수신기(20)의 비활성 상태, 즉 슬립 모드로 진입하도록 한다.

따라서, 휴대용 중계기(100)는 RF 수신기(20)의 전송 포맷에 상응하는 타이어 감지 신호를 RF 수신기(20)를 거치지 않고 차량 제어장치(30)로 바로 전송할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : TPMS 센서 20 : RF 수신기
30 : 차량 제어장치 100 : 휴대용 중계기
110 : 센서 통신부 120 : 제어부
125 : 메모리 130 : 신호 전송부
200 : TPMS 분석 장치

Claims (5)

1. 차량의 각 타이어에 설치되어 타이어 감지 신호를 송신하는 복수 개의 TPMS 센서;
   상기 복수 개의 TPMS 센서로부터 전송되는 타이어 감지 신호를 수신하는 차량의 RF 수신기;
   상기 타이어 감지 신호를 분석하여 각 타이어의 타이어 정보가 화면에 출력되도록 제어하는 차량 제어장치; 및
   상기 복수 개의 TPMS 센서로부터 전송되는 타이어 감지 신호를 수신하고, 수신된 상기 타이어 감지 신호 중 상기 RF 수신기의 전송 포맷과 상이한 신호들을 상기 RF 수신기에 맞는 전송 포맷으로 변환하여 상기 RF 수신기로 송신하는 휴대용 중계기를 포함하는 것을 특징으로 하는 TPMS의 신호 처리 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 TPMS 센서의 식별 정보, 전송 규격 또는 변조 방식에 대한 센서 정보를 독출하고, 상기 독출한 센서 정보를 상기 휴대용 중계기로 전송하는 TPMS 분석 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TPMS의 신호 처리 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 휴대용 중계기는,
   상기 타이어 감지 신호에 대한 복수 개의 전송 규격과 변조 방식을 지원하는 수신모듈을 내장하여 상기 타이어 감지 신호를 모두 수신하는 센서 통신부;
   상기 TPMS 분석 장치로부터 전송받은 센서 정보를 기 저장된 초기 센서 정보와 비교하여 교체 센서 정보를 확인하고, 상기 타이어 감지 신호 중 교체 센서 정보에 해당하는 신호들을 추출한 후 상기 추출한 신호들을 상기 RF 수신기의 전송 포맷으로 변환하며, 상기 타이어 감지 신호의 전송 제어 동작을 수행하는 제어부; 및
   상기 제어부의 제어에 따라 상기 타이어 감지 신호를 근거리 통신망을 이용하여 상기 RF 수신기로 송신하는 신호 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 TPMS의 신호 처리 시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 TPMS 센서에 대한 초기 센서 정보와 TPMS 분석 장치로부터 입력된 센서 정보를 저장하는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TPMS의 신호 처리 시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 차량 제어장치는 상기 휴대용 중계기의 활성 신호가 감지되면, 상기 RF 수신기의 비활성 신호를 생성하여 상기 RF 수신기에 전송하고,
   상기 휴대용 중계기는 상기 RF 수신기의 전송 포맷에 상응하는 타이어 감지 신호를 모두 상기 차량 제어장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 TPMS의 신호 처리 시스템.
   

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