KR101655376B1 - 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치 및 그 방법 - Google Patents

타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101655376B1
KR101655376B1 KR1020140167347A KR20140167347A KR101655376B1 KR 101655376 B1 KR101655376 B1 KR 101655376B1 KR 1020140167347 A KR1020140167347 A KR 1020140167347A KR 20140167347 A KR20140167347 A KR 20140167347A KR 101655376 B1 KR101655376 B1 KR 101655376B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vehicle
air pressure
wheel
tire
mass
Prior art date
Application number
KR1020140167347A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160063720A (ko
Inventor
함승근
신승환
Original Assignee
현대오트론 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대오트론 주식회사 filed Critical 현대오트론 주식회사
Priority to KR1020140167347A priority Critical patent/KR101655376B1/ko
Priority to DE102015223156.9A priority patent/DE102015223156B4/de
Priority to US14/951,607 priority patent/US10352758B2/en
Priority to CN201510848519.XA priority patent/CN105653759B/zh
Publication of KR20160063720A publication Critical patent/KR20160063720A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101655376B1 publication Critical patent/KR101655376B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/02—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles
    • G01G19/03—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles for weighing during motion
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/15—Vehicle, aircraft or watercraft design
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/08—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for incorporation in vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G17/00—Apparatus for or methods of weighing material of special form or property
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/02—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing wheeled or rolling bodies, e.g. vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G5/00—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action
    • G01G5/006—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action with pneumatic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L17/00—Devices or apparatus for measuring tyre pressure or the pressure in other inflated bodies
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration

Abstract

본 명세서의 실시 예에 따른 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치 및 그 방법은 차량 속도와 차량의 전륜 및 후륜 타이어의 공기압을 획득하고, 상기 획득된 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위에 포함되는지 판단하는 공기압 판단부; 상기 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위이면, 상기 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠의 휠 속도를 각각 측정하는 속도 측정부; 상기 측정된 전륜 휠 및 후륜 휠의 휠 속도 차이를 계산하고, 기저장된 차량 타이어 특성별 휠 속도 차이맵에 따른 휠 속도 차이와 상기 계산된 휠 속도 차이의 오차를 계산하는 오차 계산부; 기저장된 차량 속도별 질량맵을 이용하여 상기 계산된 휠 속도 차이 간의 오차에 대응하는 차량 질량을 산출하는 질량 산출부; 및 미리 설정된 공기압 범위, 차량 타이어 특성별 휠 속도 차이맵 및 차량 속도별 질량맵을 저장하는 데이터 저장부를 포함한다.

Description

타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR ESTIMATING VEHICLE MASS USING TIRE AIR PRESSURE AND METHOD THEREOF}
본 명세서는 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 타이어 공기압과 휠 속도를 이용한 차량 질량 추정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 차량에는 차량에 장착된 타이어의 공기압 저하를 검출해 운전자에게 알려주는 타이어 압력 감지 시스템(TPMS: Tire Pressure Monitoring System)이 장착되고 있다.
타이어의 공기압이 낮으면 차량이 쉽게 미끄러져 대형사고로 이어질 가능성이 있고, 연료 소모량이 많아져 연비가 악화된다. 또한, 타이어의 공기압이 낮으면, 타이어 수명이 짧아질 뿐 아니라, 승차감과 제동력도 많이 떨어진다.
타이어 압력 감지 시스템(TPMS)은 타이어의 압력 강하를 운전자에게 알려줌으로써 타이어의 압력 상태를 점검하여 이러한 문제 발생을 사전에 예방할 수 있게 한다.
타이어 압력 감지 시스템은, 크게 직접 방식과 간접 방식으로 분류할 수 있다.
직접 방식은, 타이어 휠 내부에 압력 센서를 설치하여 타이어의 공기압을 직접 측정하는 것이다. 직접 방식은 타이어의 공기압의 저하를 높은 정확도로 검출할 수 있으나, 전용의 휠이 필요하고 실제 환경에서 성능에 문제가 있는 등, 기술적, 비용적으로 단점이 있다.
간접 방식은 타이어의 회전 정보로부터 타이어 공기압을 추정하는 방법이다. 간접방식 타이어 압력 감지 시스템은, 다시 동하중 반경(DLR: Dynamic Loaded Radius) 분석 방식과 공진 주파수(RFM: Resonance Frequency Method) 분석 방식으로 상세 분류할 수 있다. 이를 간략하게 반경 분석, 주파수 분석으로 약칭한다.
주파수 분석 방식은, 감압된 타이어는 휠의 회전 속도 신호의 주파수 특성이 변화하는 것을 이용하여 정상압 타이어와의 차이를 검출하는 방식이다. 주파수 분석 방식에서는, 휠 회전 속도 신호의 주파수 해석에 의해 구할 수 있는 공진 주파수에 주목해, 초기화 시에 추정한 기준 주파수보다 당해 공진 주파수가 상대적으로 낮게 산출되면 타이어가 감압된 것으로 판단한다.
반경 분석 방식은, 감압된 타이어가 주행시에 동하중 반경이 작아져, 그 결과 정상의 타이어보다 빠르게 회전하는 현상을 이용해, 4개의 타이어의 회전 속도를 비교하는 것으로 압력 저하를 검출하는 방식이다.
한편, 차량의 질량은 다양한 샤시 제어 시스템(Chassis Control System)에 매우 중요한 정보이다. 예를 들어, 다양한 샤시 제어 시스템에는 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS: Tire Pressure Monitoring System), 전자적 차체자세 제어 장치(ESC: Electronic Stability Control), 능동 롤 제어 장치(ARS: Active Roll Stabilization) 및 연속 댐핑 제어 장치(CDC Continuous Damping Control) 등이 포함될 수 있다. 차량의 질량 변동이 발생한 경우 타이어의 슬립이 발생하여 엔진 회전수가 변동될 수 있다. 또한, 이러한 구간에서 변속 쇼크가 발생하여 승차감이 저하될 수 있다.
이러한 차량의 질량은 스프링, 댐퍼 및 차체 하중으로 모델링되어 외부의 힘 및 내부 구동력에 의하여 운동 및 진동하는 운동 방정식이 차량에 적용되어 추정될 수 있다.
다른 방법으로, 차량에 장착하여 자체 질량을 측정할 수 있는 방법으로는 고가의 차고 센서를 차량에 추가로 장착하여 차량의 질량을 추정하고 있다.
하지만, 이러한 차량의 질량 측정 방법은 정확하게 차량의 질량을 추정하지 못하고 있다. 또한, 차량 질량을 측정하기 위한 차고 센서 등을 추가로 장착해야 하며, 정확하지 못한 차량 질량의 추정은 제어 성능에 영향을 미치고 있다.
본 명세서의 실시예들은 차량 타이어 특성별 휠 속도 차이맵과 차량 속도별 질량맵을 이용하여 차량의 타이어 공기압과 휠 속도로부터 차량 질량을 추정함으로써, 차량 질량을 용이하게 추정할 수 있는, 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 명세서의 실시예들은 차량에 장착된 각 휠의 공기압 센서를 통해 각 휠의 타이어 공기압을 획득하고, 각 휠에 장착된 휠 속도 센서를 통해 휠 속도를 획득하여, 추가적인 차고 센서나 차량 질량을 추정 또는 측정하기 위한 센서 없이도 이미 차량에 장착된 센서를 이용하여 차량의 질량을 정확하게 추정할 수 있는, 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
더 나아가, 본 명세서의 실시예들은 추정된 차량 질량을 차량의 각종 샤시 제어 시스템(예컨대, iTPMS, ESC, ARS, CDC 등)에 제공함으로써, 각 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는, 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 명세서의 제1 측면에 따르면, 차량 속도와 차량의 전륜 및 후륜 타이어의 공기압을 획득하고, 상기 획득된 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위에 포함되는지 판단하는 공기압 판단부; 상기 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위이면, 상기 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠의 휠 속도를 각각 측정하는 속도 측정부; 상기 측정된 전륜 휠 및 후륜 휠의 휠 속도 차이를 계산하고, 기저장된 차량 타이어 특성별 휠 속도 차이맵에 따른 휠 속도 차이와 상기 계산된 휠 속도 차이의 오차를 계산하는 오차 계산부; 기저장된 차량 속도별 질량맵을 이용하여 상기 계산된 휠 속도 차이 간의 오차에 대응하는 차량 질량을 산출하는 질량 산출부; 및 미리 설정된 공기압 범위, 차량 타이어 특성별 휠 속도 차이맵 및 차량 속도별 질량맵을 저장하는 데이터 저장부를 포함하는 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치가 제공될 수 있다.
상기 공기압 판단부는 상기 획득된 공기압이 미리 설정된 공기압 범위에 속하고, 상기 획득된 공기압의 최대 및 최소 간의 차이가 미리 설정된 공기압 이내이면, 상기 획득된 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위에 포함되는 것으로 판단할 수 있다.
상기 오차 계산부는 전륜 휠들 및 후륜 휠들의 평균 속도를 각각 계산하고, 상기 각각 계산된 전륜 휠들 및 후륜 휠들의 평균 속도 차이를 계산할 수 있다.
상기 오차 계산부는 상기 기저장된 차량 타이어별 휠 속도 차이맵을 이용하여 상기 획득된 차량 속도에 대응하는 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠 간의 휠 속도 차이를 구하고, 상기 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠 간의 휠 속도 차이와 상기 계산된 휠 속도 차이 간의 오차를 계산할 수 있다.
상기 데이터 저장부는 차량 타이어 특성에 따라 차량 속도와 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠 간의 휠 속도 차이가 서로 맵핑되어 있는 차량 속도별 휠 속도 차이맵을 저장할 수 있다.
상기 데이터 저장부는 차량 속도에 따라 휠 속도 차이 간의 오차와 차량 질량이 서로 맵핑되어 있는 차량 속도별 질량맵을 저장할 수 있다.
상기 차량 타이어 특성은 타이어 종류, 타이어 크기, 타이어 질량, 타이어 용도 및 타이어 제조 정보 중 적어도 하나의 특성이 조합된 타이어 특성일 수 있다.
한편, 본 명세서의 제2 측면에 따르면, 차량 속도와 차량의 전륜 및 후륜 타이어의 공기압을 획득하는 단계; 상기 획득된 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위에 포함되는지 판단하는 단계; 상기 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위이면, 상기 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠의 휠 속도를 각각 측정하는 단계; 상기 측정된 전륜 휠 및 후륜 휠의 휠 속도 차이를 계산하는 단계; 기저장된 차량 타이어 특성별 휠 속도 차이맵에 따른 휠 속도 차이와 상기 계산된 휠 속도 차이 간의 오차를 계산하는 단계; 및 기저장된 차량 속도별 질량맵을 이용하여 상기 계산된 휠 속도 차이 간의 오차에 대응하는 차량 질량을 산출하는 단계를 포함하는 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 방법이 제공될 수 있다.
상기 미리 설정된 정상 공기압 범위인지 판단하는 단계는 상기 획득된 공기압이 미리 설정된 공기압 범위에 속하고, 상기 획득된 공기압의 최대 및 최소 간의 차이가 미리 설정된 공기압 이내이면, 상기 획득된 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위에 포함되는 것으로 판단할 수 있다.
상기 휠 속도 차이를 계산하는 단계는 전륜 휠들 및 후륜 휠들의 평균 속도를 각각 계산하고, 상기 각각 계산된 전륜 휠들 및 후륜 휠들의 평균 속도 차이를 계산할 수 있다.
상기 오차를 계산하는 단계는 상기 기저장된 차량 타이어별 휠 속도 차이맵을 이용하여 상기 획득된 차량 속도에 대응하는 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠 간의 휠 속도 차이를 구하는 단계; 및 상기 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠 간의 휠 속도 차이와 상기 계산된 휠 속도 차이 간의 오차를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기저장된 차량 속도별 휠 속도 차이맵은 차량 타이어 특성에 따라 차량 속도와 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠 간의 휠 속도 차이가 서로 맵핑될 수 있다.
상기 기저장된 차량 속도별 질량맵은 차량 속도에 따라 휠 속도 차이 간의 오차와 차량 질량이 서로 맵핑될 수 있다.
본 명세서의 실시예들은 차량 타이어 특성별 휠 속도 차이맵과 차량 속도별 질량맵을 이용하여 차량의 타이어 공기압과 휠 속도로부터 차량 질량을 추정함으로써, 차량 질량을 용이하게 추정할 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예들은 차량에 장착된 각 휠의 공기압 센서를 통해 각 휠의 타이어 공기압을 획득하고, 각 휠에 장착된 휠 속도 센서를 통해 휠 속도를 획득하여, 추가적인 차고 센서나 차량 질량을 추정하기 위한 센서 없이도 이미 차량에 장착된 센서를 이용하여 차량의 질량을 정확하게 추정할 수 있다.
더 나아가, 본 명세서의 실시예들은 차량 질량을 실시간으로 추정하여 주행중인 차량의 각종 샤시 제어 시스템(예컨대, iTPMS, ESC, ARS, CDC 등)에 실시간으로 제공함으로써, 차량 질량을 이용하여 샤시를 제어하는 각 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치의 블록도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 차량 타이어 특성별 휠 속도 차이맵에 대한 설명도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 차량 속도별 질량맵에 대한 설명도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 방법에 대한 흐름도이다.
이하, 본 명세서의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 명세서가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 명세서와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 명세서의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
도 1은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치의 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치(100)는 공기압 판단부(110), 속도 측정부(120), 오차 계산부(130), 질량 산출부(140) 및 데이터 저장부(150)를 포함한다.
이하, 도 1의 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.
공기압 판단부(110)는 차량 속도와 차량의 전륜 및 후륜 타이어의 공기압을 획득한다. 예를 들어, 공기압 판단부(110)는 차량의 전륜 우측(FR: Front Right) 및 전륜 좌측(FL: Front Left)의 공기압과, 차량의 후륜 우측(RR: Rear Right) 및 후륜 좌측(RL: Rear Left)의 공기압을 획득할 수 있다. 또는, 공기압 판단부(110)는 각 휠에 설치된 공기압 센서를 통해 각 휠의 공기압을 센싱할 수 있다.
그리고 공기압 판단부(110)는 획득된 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위에 포함되는지 판단한다.
여기서, 미리 설정된 공기압 범위는 정상적인 타이어를 기준으로 미리 측정된 공기압 정상 범위이다. 공기압 판단부(110)는 획득된 공기압뿐만 아니라 최대 공기압 및 최소 공기압 간의 차이를 확인하여 미리 설정된 정상적인 공기압 범위에 포함되는지를 판단할 수 있다. 즉, 공기압 판단부(110)는 공기압이 정상 범위 내에 있고 공기압 최대값에서 최소값을 뺀 결과가 특정값 이내인지를 확인할 수 있다. 이어서, 공기압 판단부(110)는 획득된 타이어의 공기압이 미리 설정된 정상적인 공기압 범위에 속하고, 획득된 공기압의 최대 및 최소 간의 차이가 미리 설정된 공기압 이내이면, 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위에 포함되는 것으로 판단할 수 있다.
공기압 판단부(110)에서 판단된 결과, 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위이면, 속도 측정부(120)는 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠의 휠 속도를 각각 측정한다. 또는, 속도 측정부(120)는 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠에 설치된 휠 속도 센서를 통해 차량의 전륜 우측(FR) 및 전륜 좌측(FL)의 휠 속도와, 차량의 후륜 우측(RL) 및 후륜 좌측(RL)의 휠 속도를 획득할 수 있다. 여기서, 휠 속도 센서는 차량의 각 휠의 회전 속도를 측정한다. 4륜 차량에서는 각각 총 4개의 휠이 마련되며 각각의 휠의 회전 속도를 측정하기 위한 4개의 휠속도 센서가 설치될 수 있다. 휠 속도 센서는 측정된 각 휠의 회전 속도 정보를 공기압 판단부(110)로 전달할 수 있다.
오차 계산부(130)는 속도 측정부(120)에서 측정된 전륜 휠 및 후륜 휠의 휠 속도 차이를 계산한다. 이때, 휠 속도는 차량의 전륜 및 후륜에 속하는 각 휠 속도들의 평균 속도가 될 수 있다. 그러면, 오차 계산부(130)는 차량의 전륜 휠들 즉, 전륜의 두 휠들의 평균 속도를 계산하고, 후륜 두 휠들의 평균 속도를 계산할 수 있다. 이어서, 오차 계산부(130)는 각각 계산된 전륜 휠들 및 후륜 휠들의 평균 속도 차이를 계산한다.
그리고 오차 계산부(130)는 저장부에 기저장된 차량 타이어 특성별 휠 속도 차이맵에 따른 휠 속도 차이와 계산된 휠 속도 차이의 오차를 계산한다.
구체적으로 살펴보면, 오차 계산부(130)는 데이터 저장부(150)에 기저장된 차량 타이어별 휠 속도 차이맵을 이용하여 차량 속도에 대응하는 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠 간의 휠 속도 차이를 구한다. 이어서, 오차 계산부(130)는 구한 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠 간의 휠 속도 차이와 계산된 휠 속도 차이 간의 오차를 계산한다.
질량 산출부(140)는 기저장된 차량 속도별 질량맵을 이용하여 오차 계산부(130)에서 계산된 휠 속도 차이 간의 오차에 대응하는 차량 질량을 산출한다.
데이터 저장부(150)는 미리 설정된 공기압 범위, 차량 타이어 특성별 휠 속도 차이맵 및 차량 속도별 질량맵을 저장한다. 즉, 데이터 저장부(150)는 차량 타이어 특성에 따라 차량 속도와 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠 간의 휠 속도 차이가 서로 맵핑되어 있는 차량 속도별 휠 속도 차이맵을 저장한다. 또한, 데이터 저장부(150)는 차량 속도에 따라 휠 속도 차이 간의 오차와 차량 질량이 서로 맵핑되어 있는 차량 속도별 질량맵을 저장한다.
여기서, 차량 타이어별 휠 속도 차이맵은 차량 타이어 특성별로 차량 속도와 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠 간의 휠 속도 차이가 미리 산출되어 저장된다. 즉, 차량 질량 추정 장치(100)는 차량의 타이어 특성에 대한 세부 정보를 미리 저장하고 있다.
도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 차량 타이어 특성별 휠 속도 차이맵에 대한 설명도이다.
도 2에 도시된 차량 타이어별 휠 속도 차이맵은 차량 타이어 특성별로 미리 측정되어 데이터 저장부(150)에 미리 저장된다. 여기서, 차량 타이어 특성은 타이어 종류, 타이어 크기, 타이어 질량, 타이어 용도 및 타이어 제조정보 중 적어도 하나의 특성이 조합된 타이어 특성일 수 있다. 예를 들어, 타이어 크기에는 타이어 폭, 편평비, 타이어 내경, 하중 지수 등이 포함될 수 있다. 또한, 타이어 용도에는 승용차용, 화물용, 사계절용, 동절기용 등이 포함될 수 있다. 또한, 타이어 제조정보에는 타이어 제조사, 타이어 모델명, 타이어 규격, 생산 시기, 생산 공장 등이 포함될 수 있다.
차량 타이어별 휠 속도 차이맵은 차량 속도에 대응하는 휠 속도 차이가 비례적으로 맵핑되어 있다. 즉, 차량 속도가 증가하면, 휠 속도 차이는 일정한 기울기로 선형적으로 증가한다. 반면, 차량 속도가 감소하면, 휠 속도 차이는 일정한 기울기로 선형적으로 감소한다.
또한, 이러한 차량 속도에 대응하는 휠 속도 차이는 각각의 타이어 특성별로 구분되어 있다.
일례로, 타이어 특성이 타이어 1, 차량 속도가 60km/h, 및 실제로 측정된 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠 간의 휠 속도 차이가 0.12인 경우를 살펴보면 다음과 같다.
우선, 오차 계산부(130)는 도 2에 도시된 차량 타이어별 휠 속도 차이맵을 이용하여 60km/h에 대응하는 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠 간의 휠 속도 차이를 0.11로 구할 수 있다.
이어서, 오차 계산부(130)는 구한 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠 간의 휠 속도 차이(0.12)와 계산된 휠 속도 차이(0.11) 간의 오차를 0.01로 계산할 수 있다.
도 3은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 차량 속도별 질량맵에 대한 설명도이다.
도 3에 도시된 차량 속도별 질량맵은 차량 속도별로 미리 측정되어 데이터 저장부(150)에 미리 저장된다.
차량 속도별 질량맵은 차량 타이어 특성별 휠 속도 차이맵에 따른 휠 속도 차이와 계산된 휠 속도 차이의 오차를 기준으로 차량 질량이 맵핑되어 있다. 즉, 휠 속도 차이의 오차가 증가하면, 차량 질량은 일정한 기울기로 선형적으로 감소한다. 반면, 휠 속도 차이의 오차가 감소하면, 차량 질량은 일정한 기울기로 선형적으로 증가한다. 또한, 이러한 차량 질량은 각각의 차량 속도별로 구분되어 있다.
일례로, 차량 속도가 도 3에 도시된 속도 1(예컨대, 60km/h), 휠 속도 차이의 오차가 0.1인 경우를 살펴보면 다음과 같다.
우선, 질량 산출부(140)는 차량 속도가 속도 1인 것과 오차 계산부(130)에서 계산된 휠 속도 차이 간의 오차가 0.1인 것을 확인한다.
그리고 질량 산출부(140)는 도 3에 도시된 차량 속도별 질량맵에서 차량 속도(속도 1)와 휠 속도 차이 간의 오차(0.1)에 대응하는 차량 질량을 1700으로 산출할 수 있다.
도 4는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 방법에 대한 흐름도이다.
공기압 판단부(110)는 차량 속도와 차량의 전륜 및 후륜 타이어의 공기압을 획득한다(S402).
그리고 공기압 판단부(110)는 획득된 차량의 전륜 및 후륜 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위에 포함되는지를 판단한다(S404). 여기서, 공기압 판단부(110)는 획득된 공기압이 미리 설정된 공기압 범위에 속하고, 획득된 공기압의 최대 및 최소 간의 차이가 미리 설정된 공기압 이내인 경우를 미리 설정된 공기압 범위에 포함되는 것으로 판단할 수 있다. S404 과정은 본 명세서에 따른 차량 질량 추정 방법의 적용 가능 여부를 판단하기 위한 것이다.
상기 확인 결과(S404), 차량의 전륜 및 후륜 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위에 포함되면, 속도 측정부(120)는 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠의 휠 속도를 측정한다. 반면, 상기 확인 결과(S404), 차량의 전륜 및 후륜 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위에 포함되지 않으면, 차량 질량 추정 과정은 종료된다.
그리고 오차 계산부(130)는 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠의 휠 속도 차이를 계산한다(S406). 이때, 오차 계산부(130)는 차량의 전륜 휠들 및 후륜 휠들의 평균 속도를 각각 계산하고, 각각 계산된 전륜 휠들 및 후륜 휠들의 평균 속도 차이를 계산할 수 있다.
이어서, 오차 계산부(130)는 차량 타이어 특성별 휠 속도 차이맵에 따른 휠 속도 차이를 구한다(S408).
이후, 오차 계산부(130)는 계산된 휠 속도 차이와 차이맵에 따른 휠 속도 차이의 오차를 계산한다(S410).
질량 산출부(140)는 차량 속도별 질량맵을 이용하여 오차에 대응하는 차량 질량을 산출한다(S412).
이와 같이, 차량 질량 추정 장치(100)는 차량에 장착된 각 휠의 공기압 센서를 통해 각 휠의 타이어 공기압을 획득하고, 각 휠에 장착된 휠 속도 센서를 통해 휠 속도를 획득하여, 추가적인 차고 센서나 차량 질량을 측정하기 위한 센서 없이도 이미 차량에 장착된 센서를 이용하여 차량의 질량을 정확하게 추정할 수 있다.
더 나아가, 차량 질량 추정 장치(100)는 실시간으로 추정된 차량 질량을 차량의 각종 샤시 제어 시스템(예컨대, iTPMS, ESC, ARS, CDC 등)에 제공할 수 있다.
본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 명세서의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 명세서의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 명세서의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 차량 질량 추정 장치
110: 공기압 판단부
120: 속도 측정부
130: 오차 계산부
140: 질량 산출부
150: 데이터 저장부

Claims (13)

  1. 차량 속도와 차량의 전륜 및 후륜 타이어의 공기압을 획득하고, 상기 획득된 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위에 포함되는지 판단하는 공기압 판단부;
    상기 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위이면, 상기 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠의 휠 속도를 각각 측정하는 속도 측정부;
    상기 측정된 전륜 휠 및 후륜 휠의 휠 속도 차이를 계산하고, 기저장된 차량 타이어 특성별 휠 속도 차이맵에 따라 획득되는 상기 차량 속도에 대응하는 상기 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠 간의 휠 속도 차이를 구하고, 상기 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠 간의 휠 속도 차이와 상기 계산된 휠 속도 차이의 오차를 계산하는 오차 계산부;
    기저장된 차량 속도별 질량맵을 이용하여 상기 계산된 휠 속도 차이 간의 오차에 대응하는 차량 질량을 산출하는 질량 산출부; 및
    미리 설정된 공기압 범위, 차량 타이어 특성에 따라 상기 차량 속도와 상기 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠 간의 휠 속도 차이가 서로 맵핑되어 있는 차량 타이어 특성별 휠 속도 차이맵 및 상기 차량 속도에 따라 휠 속도 차이 간의 오차와 차량 질량이 서로 맵핑되어 있는 차량 속도별 질량맵을 저장하는 데이터 저장부
    를 포함하는 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기압 판단부는
    상기 획득된 공기압이 미리 설정된 공기압 범위에 속하고, 상기 획득된 공기압의 최대 및 최소 간의 차이가 미리 설정된 공기압 이내이면, 상기 획득된 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위에 포함되는 것으로 판단하는 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 오차 계산부는
    전륜 휠들 및 후륜 휠들의 평균 속도를 각각 계산하고, 상기 각각 계산된 전륜 휠들 및 후륜 휠들의 평균 속도 차이를 계산하는 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차량 타이어 특성은
    타이어 종류, 타이어 크기, 타이어 질량, 타이어 용도 및 타이어 제조 정보 중 적어도 하나의 특성이 조합된 타이어 특성인 것을 특징으로 하는 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치.
  8. 차량 속도와 차량의 전륜 및 후륜 타이어의 공기압을 획득하는 단계;
    상기 획득된 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위에 포함되는지 판단하는 단계;
    상기 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위이면, 상기 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠의 휠 속도를 각각 측정하는 단계;
    상기 측정된 전륜 휠 및 후륜 휠의 휠 속도 차이를 계산하는 단계;
    차량 타이어 특성에 따라 상기 차량 속도와 상기 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠 간의 휠 속도 차이가 서로 맵핑되어 기저장된 차량 타이어 특성별 휠 속도 차이맵에 따라 획득되는 상기 차량 속도에 대응하는 상기 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠 간의 휠 속도 차이를 구하고, 상기 차량의 전륜 휠 및 후륜 휠 간의 휠 속도 차이와 상기 계산된 휠 속도 차이 간의 오차를 계산하는 단계; 및
    상기 차량 속도에 따라 휠 속도 차이 간의 오차와 차량 질량이 서로 맵핑되어 기저장된 차량 속도별 질량맵을 이용하여 상기 계산된 휠 속도 차이 간의 오차에 대응하는 차량 질량을 산출하는 단계
    를 포함하는 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 미리 설정된 정상 공기압 범위인지 판단하는 단계는
    상기 획득된 공기압이 미리 설정된 공기압 범위에 속하고, 상기 획득된 공기압의 최대 및 최소 간의 차이가 미리 설정된 공기압 이내이면, 상기 획득된 타이어의 공기압이 미리 설정된 공기압 범위에 포함되는 것으로 판단하는 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 휠 속도 차이를 계산하는 단계는
    전륜 휠들 및 후륜 휠들의 평균 속도를 각각 계산하고, 상기 각각 계산된 전륜 휠들 및 후륜 휠들의 평균 속도 차이를 계산하는 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
KR1020140167347A 2014-11-27 2014-11-27 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치 및 그 방법 KR101655376B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140167347A KR101655376B1 (ko) 2014-11-27 2014-11-27 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치 및 그 방법
DE102015223156.9A DE102015223156B4 (de) 2014-11-27 2015-11-24 Vorrichtung für die Schätzung einer Fahrzeugmasse mit Hilfe des Reifenluftdrucks und Verfahren dafür
US14/951,607 US10352758B2 (en) 2014-11-27 2015-11-25 Apparatus for estimating vehicle mass using tire air pressure and method thereof
CN201510848519.XA CN105653759B (zh) 2014-11-27 2015-11-27 利用胎压的车辆质量推测装置及其方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140167347A KR101655376B1 (ko) 2014-11-27 2014-11-27 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160063720A KR20160063720A (ko) 2016-06-07
KR101655376B1 true KR101655376B1 (ko) 2016-09-07

Family

ID=55967972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140167347A KR101655376B1 (ko) 2014-11-27 2014-11-27 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치 및 그 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10352758B2 (ko)
KR (1) KR101655376B1 (ko)
CN (1) CN105653759B (ko)
DE (1) DE102015223156B4 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10732024B2 (en) * 2018-01-29 2020-08-04 Deere & Company Tire pressure impact on on-board weighing system and method
US11298991B2 (en) 2018-11-28 2022-04-12 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire load estimation system and method
CN111071261B (zh) * 2019-12-19 2021-06-08 联创汽车电子有限公司 轮胎负载计算方法及计算模块
DE102020118041A1 (de) 2020-07-08 2022-01-13 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zum Bestimmen oder Abschätzen einer tatsächlichen Reifengröße eines Reifens eines Kraftfahrzeugs unter Verwendung eines mathematischen Modells, Computerprogramm, computerlesbares Speichermedium sowie Assistenzsystem
CN112161686A (zh) * 2020-10-27 2021-01-01 安徽江淮汽车集团股份有限公司 车辆载荷确定方法、装置、设备及存储介质
US20240001768A1 (en) * 2022-06-29 2024-01-04 Nikola Corporation Real-time mass estimation of electric vehicles

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3578311B2 (ja) 1998-03-12 2004-10-20 日産ディーゼル工業株式会社 車両の重量計測装置
JP2012202836A (ja) 2011-03-25 2012-10-22 Sumitomo Rubber Ind Ltd 車両質量推定装置、方法及びプログラム、並びに、タイヤ空気圧低下検出装置、方法及びプログラム

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7040154B2 (en) * 2004-04-19 2006-05-09 Freescale Semiconductor, Inc. Motion sensing for tire pressure monitoring
DE102007047399B4 (de) 2007-10-04 2010-04-15 Daimler Ag Verfahren zur Erkennung eines Beladungszustands eines Kraftfahrzeugs
JP2010167865A (ja) 2009-01-21 2010-08-05 Pacific Ind Co Ltd 車両積載量検出装置
CN101893472B (zh) * 2010-07-08 2012-07-04 西北工业大学 一种汽车吨位测量的方法及其装置
DE102010031464A1 (de) 2010-07-16 2012-01-19 Continental Teves Ag & Co. Ohg Beladungserkennung bei indirekt oder direkt messenden Reifendrucksystemen
US9358846B2 (en) 2012-10-19 2016-06-07 The Goodyear Tire & Rubber Company Vehicle weight and center of gravity estimation system and method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3578311B2 (ja) 1998-03-12 2004-10-20 日産ディーゼル工業株式会社 車両の重量計測装置
JP2012202836A (ja) 2011-03-25 2012-10-22 Sumitomo Rubber Ind Ltd 車両質量推定装置、方法及びプログラム、並びに、タイヤ空気圧低下検出装置、方法及びプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
CN105653759B (zh) 2019-03-29
DE102015223156A1 (de) 2016-06-02
DE102015223156B4 (de) 2023-08-03
US20160153827A1 (en) 2016-06-02
US10352758B2 (en) 2019-07-16
CN105653759A (zh) 2016-06-08
KR20160063720A (ko) 2016-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101655376B1 (ko) 타이어 공기압을 이용한 차량 질량 추정 장치 및 그 방법
KR101797939B1 (ko) 타이어 분류
KR101735938B1 (ko) 타이어 마모를 판단하기 위한 시스템 및 방법
CN111315593B (zh) 用于确定轮胎花纹的花纹深度的方法、控制装置和系统
JP5559204B2 (ja) 車輪の車輪状態量を連続的に検出するための方法及び装置
US10414218B2 (en) Apparatus and method for monitoring tire pressure using radius analysis
US11298991B2 (en) Tire load estimation system and method
CN111247010B (zh) 确定车辆中的轮胎改变状态
CN204432265U (zh) 多算法融合型商用车胎压监测系统及该商用车
US10753788B2 (en) Wheel load estimation device
CN106347044B (zh) 考虑低压状况的胎压监测装置及其方法
US9448139B2 (en) Method, control unit, and system for determining a parameter that indicates a state of at least one component of a motor vehicle
CN113382883B (zh) 用于估计车辆的轮胎的压力的方法
CN108248453B (zh) 识别路面方法、装置及汽车
US10336142B2 (en) Device for detecting low-pressure state of tire
JP5427868B2 (ja) タイヤ空気圧低下検出方法、装置及びプログラム
KR101544885B1 (ko) 타이어 압력 모니터링 장치 및 방법
JP5126048B2 (ja) タイヤ空気圧監視装置
US20220299405A1 (en) Enhanced method and system to estimate the tire operating efficiency and range of an electric vehicle
US20040148074A1 (en) System and method for monitoring the vehicle dynamics of a vehicle
KR101735729B1 (ko) 휠 속도를 이용한 차량 질량 추정 장치 및 그 방법
JP6969363B2 (ja) タイヤの減圧の検出装置
EP2161144A2 (en) A method of determining the tire conditions of a vehicle
JPH07137514A (ja) タイヤ空気圧低下判定方法および上記方法を用いたタイヤ空気圧低下検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190902

Year of fee payment: 4