KR101683730B1

KR101683730B1 - 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR101683730B1
Application number: KR1020150099110A
Authority: KR
Inventors: 신승환; 함승근
Original assignee: 현대오트론 주식회사
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2015-07-13
Publication date: 2016-12-07
Also published as: US20170015150A1; US9757999B2; DE102016112803A1; CN106347039A; CN106347039B

Abstract

본 명세서는 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 명세서의 실시 예에 따른 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치는 차량에 장착된 차륜별로 주파수 데이터를 측정하는 주파수 측정부; 상기 측정된 주파수 데이터를 기설정된 속도 구간별로 누적 평균하여 속도 구간별 평균 주파수를 산출하는 주파수 산출부; 인접한 속도 구간별로 평균 주파수의 편차를 계산하고 상기 계산된 평균 주파수의 편차와 기설정된 주파수 범위를 비교하여 주파수 캘리브레이션을 수행하는 주파수 캘리브레이션부; 및 주파수 캘리브레이션이 완료된 속도 구간에 따라 주파수 분석을 수행하여 저압을 판정하는 저압 판정부를 포함한다.

Description

속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MONITORING TIRE PRESSURE USING SPEED SECTION}

본 명세서는 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주파수 캘리브레이션이 완료된 속도 구간에 따라 주파수 분석을 수행하여 저압을 판정할 수 있는, 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

타이어의 공기압은 자동차가 안전하게 주행할 수 있게 하는 요소 중 하나이다. 타이어의 공기압이 낮으면 차량이 쉽게 미끄러져 대형사고로 이어질 가능성이 있고, 연료 소모량이 많아져 연비가 악화된다. 또한, 타이어 수명이 짧아질 뿐 아니라, 승차감과 제동력도 많이 떨어진다. 타이어의 공기압이 저하되면 연비 저하, 타이어 마멸과 같은 기능상 문제가 발생할 수 있다. 그뿐만 아니라, 공기압의 저하가 심하면 운전 불능 상태나 타이어 파열에 의한 사고 발생 등 차량과 인명 피해가 발생할 가능성이 있다.

하지만, 운전자 대부분은 운전 중 타이어 공기압의 변화를 인지하지 못하기 때문에 타이어의 압력 변화를 실시간으로 운전자에게 알려주는 타이어 압력 감시 장치인 타이어 압력 모니터링 시스템(TPMS: Tire Pressure Monitoring System)이 개발되고 있다.

최근, 차량에는 차량에 장착된 타이어의 공기압 저하를 검출해 운전자에게 알려주는 타이어 압력 모니터링 시스템(TPMS)이 장착되고 있다.

타이어 압력 모니터링 시스템(TPMS)은 타이어의 압력 강하를 운전자에게 알려줌으로써 타이어의 압력 상태를 점검할 수 있도록 하여 이러한 문제를 해결할 수 있게 한다.

타이어 압력 모니터링 시스템은 크게 직접 방식과 간접 방식으로 분류될 수 있다.

직접 방식의 TPMS는 타이어 휠 내부에 압력 센서를 설치하여 타이어의 공기압을 직접 측정하는 것이다. 직접 방식의 TPMS는 타이어에 부착된 압력 센서로부터 측정된 타이어의 공기압 변화를 운전자에게 알려준다. 간접 방식의 TPMS는 공기압이 저하되었을 때 생기는 타이어의 응답 특성(예를 들면 회전 속도나 회전 속도의 주파수 특성) 변화를 통해 타이어의 공기압 변화를 간접적으로 추정하고 이를 운전자에게 알려준다. 직접 방식의 TPMS은 타이어의 공기압의 저하를 고 정확도로 검출할 수 있으나, 전용의 휠이 필요하고 실제 환경에서 성능에 문제가 있는 등, 기술적, 비용적으로 단점이 있다.

간접 방식의 TPMS는 타이어의 회전 정보로부터 타이어 공기압을 추정하는 방법이다. 간접방식 TPMS는 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 방식 및 주파수 분석 방식으로 지칭할 수 있다.

주파수 분석 방식은, 타이어의 공기압이 저하되면 차륜의 회전 속도 신호의 주파수 특성이 변화하는 것을 이용하여 공기압이 정상인 타이어와의 차이를 검출한다. 주파수 분석 방식에서는, 차륜의 회전 속도 신호의 주파수 해석에 의해 구할 수 있는 공진 주파수를 바탕으로, 초기화 시에 추정한 기준 주파수보다 당해 공진 주파수가 낮게 산출되면 타이어의 공기압이 저하된 것으로 판단한다.

반경 분석 방식은, 감압된 타이어가 주행 시에 동하중 반경이 작아져, 그 결과 정상의 타이어보다 빠르게 회전하는 현상을 이용해, 4개의 타이어의 회전 속도를 비교하는 것으로 압력 저하를 검출한다. 반경 분석 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템에서는, 휠 속도를 기초로 타이어의 감압 여부를 판단하기 때문에 휠 속도가 감압 판단에 가장 큰 영향을 미친다.

직접 방식의 TPMS는 타이어의 공기압을 정확하게 감지할 수 있지만, 배터리의 수명에 한계가 있고 타이어를 교체할 때마다 다시 설치해야 하는 단점이 있다. 직접 방식의 TPMS는 압력 센서를 부착하므로 타이어의 불균형이 발생할 수 있고, 무선 주파수 간섭 등 문제가 발생할 수도 있다. 또한, 직접 방식의 TPMS는 센서를 타이어에 장착하여 측정하는 방식이기에 정확한 압력을 측정할 수 있는 장점이 있다. 반면, 직접 방식의 TPMS는 타이어에 장착되는 압력측정 센서와 통상 무선방식으로 측정값을 송신하기 위한 무선 통신부 등의 여러 구성요소로 이루어진다. 따라서, 직접 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템은 간접 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템에 비하여 가격이 고가이며 또한 고장률이 높은 편이다.

한편, 간접 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템은 차량에 장착되어 휠 속도를 측정하는 휠 센서(wheel sensor)를 이용하여 공기압의 손실을 추정하는 방식이다. 간접 방식의 TPMS는 알고리즘만으로 타이어 압력 모니터링 시스템을 구현할 수 있어 추가적인 하드웨어가 불필요하여 비용이 많이 안 든다. 유지 및 보수 비용도 거의 들지 않는다. 간접 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템은 직접 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템에 비해 가격 경쟁력은 있다. 그러나 간접 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템은 휠 속도에 따라 공진 주파수가 변화하기 때문에 정확도가 다소 떨어지는 문제점이 있다. 간접 방식의 TPMS는 추정된 타이어의 공기압 변화가 실제와 다른 경우가 발생할 수 있어, 운전자에게 오경보(false alarm)를 보낼 수도 있다.

한편, 간접 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템은 주파수 로직 계산 시 성능을 높이기 위해서 속도 구간별로 주파수를 누적하여 평균할 수 있다. 이러한 방식으로 누적된 주파수는 속도에 비례하여 증가하거나 감소해야 한다. 단조 증가하거나 단조 감소하는 경우에 주파수의 기준선이 명확하게 평가될 수 있다.

하지만, 상기와 같은 방식으로 누적된 주파수가 속도에 비례하여 증가하지 않거나 감소하지 않을 수 있다. 이때, 주파수의 기준선이 변동되거나 정확하지 않아서 정확한 주파수 분석이 수행될 수 없다.

따라서, 정확한 주파수 분석을 위한 기준선을 설정하기 위해서 주파수 구간별로 누적된 주파수가 속도에 비례하여 증가하거나 감소하도록 교정할 수 있는 로직이 요구되고 있다.

본 명세서의 실시 예들은 인접한 속도 구간별로 계산된 평균 주파수의 편차와 기설정된 주파수 범위를 비교하여 주파수 캘리브레이션을 수행하고, 그 주파수 캘리브레이션이 완료된 속도 구간에 따라 주파수 분석을 수행하여 저압을 판정함으로써, 속도 구간을 이동시켜 정확한 캘리브레이션을 수행할 수 있는, 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.

본 명세서의 실시 예들은 외란에 의한 주파수 간섭에 의해 발생되는 주파수 특성을 속도 구간에 비례하여 단조 증가하거나 단조 감소하도록 속도 구간을 이동시켜 캘리브레이션을 수행함으로써, 캘리브레이션시 이동시킨 속도 구간을 통해 정확하게 저압을 판단할 수 있는, 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.

본 명세서의 제1 측면에 따르면, 차량에 장착된 차륜별로 주파수 데이터를 측정하는 주파수 측정부; 상기 측정된 주파수 데이터를 기설정된 속도 구간별로 누적 평균하여 속도 구간별 평균 주파수를 산출하는 주파수 산출부; 인접한 속도 구간별로 평균 주파수의 편차를 계산하고 상기 계산된 평균 주파수의 편차와 기설정된 주파수 범위를 비교하여 주파수 캘리브레이션을 수행하는 주파수 캘리브레이션부; 및 주파수 캘리브레이션이 완료된 속도 구간에 따라 주파수 분석을 수행하여 저압을 판정하는 저압 판정부를 포함하는 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치가 제공될 수 있다.

상기 주파수 산출부는 속도 구간별로 누적한 주파수 데이터를 기설정된 개수와 비교하여 속도 구간별 유효 플래그를 발생시키고, 모든 속도 구간에서 유효 플래그가 발생하면 속도 구간별 평균 주파수를 산출할 수 있다.

상기 주파수 캘리브레이션부는 상기 계산된 평균 주파수의 편차가 기설정된 주파수 범위를 초과하면, 속도 구간을 기설정된 속도 값만큼 이동시키고, 상기 이동시킨 속도 구간별로 평균 주파수의 편차를 반복하여 계산할 수 있다.

상기 주파수 캘리브레이션부는 상기 이동된 속도 구간별 평균 주파수의 편차 계산 횟수가 기설정된 계산 횟수 이상이면, 상기 반복하여 계산된 평균 주파수의 편차 중에서 평균 주파수의 최소 편차인 속도 구간을 설정하여 주파수 캘리브레이션을 완료할 수 있다.

상기 주파수 캘리브레이션부는 상기 계산된 평균 주파수의 편차가 기설정된 주파수 범위를 초과하면, 속도 구간을 증가시키거나 감소시켜 속도 구간의 개수를 조정하고, 상기 조정된 속도 구간별로 평균 주파수의 편차를 반복하여 계산할 수 있다.

상기 주파수 캘리브레이션부는 상기 증가시키거나 감소시킨 속도 구간별 평균 주파수의 편차 계산 횟수가 기설정된 계산 횟수 이상이면, 상기 반복하여 계산된 평균 주파수의 편차 중에서 평균 주파수의 최소 편차인 속도 구간을 설정하여 주파수 캘리브레이션을 완료할 수 있다.

상기 장치는, 기설정된 속도 구간 및 상기 주파수 캘리브레이션부에서 캘리브레이션 완료된 제1 차륜에 대한 속도 구간을 저장하는 데이터 저장부를 더 포함하고, 상기 저압 판정부는 제1 차륜 이외의 다른 차륜에 대한 주파수 분석을 캘리브레이션 완료된 제1 차륜에 대한 속도 구간에 따라 주파수 분석을 수행하여 저압을 판정할 수 있다.

한편, 본 명세서의 제2 측면에 따르면, 차량에 장착된 차륜별로 주파수 데이터를 측정하는 단계; 상기 측정된 주파수 데이터를 기설정된 속도 구간별로 누적 평균하여 속도 구간별 평균 주파수를 산출하는 단계; 인접한 속도 구간별로 평균 주파수의 편차를 계산하고 상기 계산된 평균 주파수의 편차와 기설정된 주파수 범위를 비교하여 주파수 캘리브레이션을 수행하는 단계; 및 주파수 캘리브레이션이 완료된 속도 구간에 따라 주파수 분석을 수행하여 저압을 판정하는 단계를 포함하는 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법이 제공될 수 있다.

상기 평균 주파수를 산출하는 단계는 속도 구간별로 누적한 주파수 데이터를 기설정된 개수와 비교하여 속도 구간별 유효 플래그를 발생시키고, 모든 속도 구간에서 유효 플래그가 발생하면 속도 구간별 평균 주파수를 산출할 수 있다.

상기 방법은, 상기 계산된 평균 주파수의 편차가 기설정된 주파수 범위를 초과하면, 속도 구간을 기설정된 속도 값만큼 이동시키는 단계를 더 포함하고, 상기 주파수 캘리브레이션을 수행하는 단계는 상기 이동시킨 속도 구간별로 평균 주파수의 편차를 반복하여 계산할 수 있다.

상기 주파수 캘리브레이션을 수행하는 단계는 상기 이동된 속도 구간별 평균 주파수의 편차 계산 횟수가 기설정된 계산 횟수 이상이면, 상기 반복하여 계산된 평균 주파수의 편차 중에서 평균 주파수의 최소 편차인 속도 구간을 설정하여 주파수 캘리브레이션을 완료할 수 있다.

상기 방법은, 상기 계산된 평균 주파수의 편차가 기설정된 주파수 범위를 초과하면, 속도 구간을 증가시키거나 감소시켜 속도 구간의 개수를 조정하는 단계를 더 포함하고, 상기 주파수 캘리브레이션을 수행하는 단계는 상기 조정된 속도 구간별로 평균 주파수의 편차를 반복하여 계산할 수 있다.

상기 주파수 캘리브레이션을 수행하는 단계는 상기 증가시키거나 감소시킨 속도 구간별 평균 주파수의 편차 계산 횟수가 기설정된 계산 횟수 이상이면, 상기 반복하여 계산된 평균 주파수의 편차 중에서 평균 주파수의 최소 편차인 속도 구간을 설정하여 주파수 캘리브레이션을 완료할 수 있다.

상기 저압을 판정하는 단계는 상기 저압 판정부는 제1 차륜 이외의 다른 차륜에 대한 주파수 분석을 캘리브레이션 완료된 제1 차륜에 대한 속도 구간에 따라 주파수 분석을 수행하여 저압을 판정할 수 있다.

본 명세서의 실시 예들은 인접한 속도 구간별로 계산된 평균 주파수의 편차와 기설정된 주파수 범위를 비교하여 주파수 캘리브레이션을 수행하고, 그 주파수 캘리브레이션이 완료된 속도 구간에 따라 주파수 분석을 수행하여 저압을 판정함으로써, 속도 구간을 이동시켜 정확한 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

본 명세서의 실시 예들은 외란에 의한 주파수 간섭에 의해 발생되는 주파수 특성을 속도 구간에 비례하여 단조 증가하거나 단조 감소하도록 속도 구간을 이동시켜 캘리브레이션을 수행함으로써, 캘리브레이션시 이동시킨 속도 구간을 통해 정확하게 저압을 판단할 수 있다.

도 1은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치의 구성도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법에 대한 흐름도이다.
도 3은 본 명세서의 다른 실시 예에 따른 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법에 대한 흐름도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 제1 차륜의 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법에 대한 흐름도이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 속도 구간 이동 전의 속도 구간별 평균 주파수에 대한 설명도이다.
도 6은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 속도 구간 이동 후의 속도 구간별 평균 주파수에 대한 설명도이다.
도 7은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 속도 구간 감소 후의 속도 구간별 평균 주파수에 대한 설명도이다.

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 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 타이어 압력 모니터링 장치(100)는 주파수 측정부(110), 주파수 산출부(120), 주파수 캘리브레이션부(130), 저압 판정부(140) 및 데이터 저장부(150)를 포함한다.

이하, 도 1의 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.

주파수 측정부(110)는 차량에 장착된 차륜별로 주파수 데이터를 측정한다.

그리고 주파수 산출부(120)는 주파수 측정부(110)에서 측정된 주파수 데이터를 기설정된 속도 구간별로 누적 평균한다. 이어서, 주파수 산출부(120)는 누적 평균 결과에 따라 속도 구간별 평균 주파수를 산출한다. 주파수 산출부(120)는 운전자가 리셋 버튼을 입력하면 주파수 로직의 저압 기준선을 선정하기 위해서 바퀴별로 속도 구간별 주파수 데이터를 누적 평균할 수 있다. 주파수는 차량에 장착된 다수의 타이어로부터 측정된다. 이때, 운전자의 과도한 핸들 조향이나 브레이크 페달 또는 가속 페달이 밟힌 경우 측정된 타이어의 주파수는 제외될 수 있다. 여기서, 주파수는 타이어의 휠속에 따라 발생하는 공진 주파수일 수 있다.

여기서, 주파수 산출부(120)는 속도 구간별로 누적한 주파수 데이터를 기설정된 개수와 비교하여 속도 구간별 유효 플래그를 발생시킬 수 있다. 즉, 주파수 산출부(120)는 누적한 주파수 데이터가 속도 구간별로 기설정된 개수가 넘을 때 속도 구간별 유효 플래그를 발생할 수 있다.

일례로, 주파수 산출부(120)는 속도 구간별 주파수의 평균 주파수를 계산한다. 이를 위해, 주파수 산출부(120)는 k번째까지 주파수의 평균 주파수를 하기의 [수학식 1]과 같이 계산한다.

여기서, mean(k)는 k번째까지 주파수의 평균 주파수, Freq는 k번째 주파수를 나타낸다.

예를 들어, 주파수 산출부(120)는 속도 구간별 주파수의 누적개수가 300개 이상이면 유효 플래그를 "Vel_Valid[index] = 1"과 같이 속도 구간을 인덱스(index)로 구분하여 발생할 수 있다.

여기서, 인덱스(index)는 속도구간을 하기의 [표 1] 과 같이 나타낼 수 있다.

인덱스(index)	속도 구간
index = 1	30 - 50km/h 속도구간
index = 2	50 - 70km/h 속도구간
index = 3	70 - 90km/h 속도구간
index = 4	90 - 110km/h 속도구간
index = 5	110 - 130km/h 속도구간

그리고 주파수 산출부(120)는 모든 속도 구간에서 유효 플래그가 발생하면 속도 구간별 평균 주파수를 산출한다.

한편, 주파수 캘리브레이션부(130)는 주파수 산출부(120)에서 산출된 속도 구간별 평균 주파수를 이용하여 인접한 속도 구간별로 평균 주파수의 편차를 계산한다. 이어서, 주파수 캘리브레이션부(130)는 계산된 평균 주파수의 편차와 기설정된 주파수 범위를 비교하여 주파수 캘리브레이션을 수행한다.

이하, 주파수 캘리브레이션 과정을 구체적으로 살펴보기로 한다.

주파수 캘리브레이션부(130)는 계산된 평균 주파수의 편차가 기설정된 주파수 범위를 초과하면, 속도 구간을 기설정된 속도 값만큼 이동시킨다. 이어서, 주파수 캘리브레이션부(130)는 그 이동시킨 속도 구간별로 평균 주파수의 편차를 반복하여 계산할 수 있다.

이후, 주파수 캘리브레이션부(130)는 이동된 속도 구간별 평균 주파수의 편차 계산 횟수가 기설정된 계산 횟수 이상이면, 반복하여 계산된 평균 주파수의 편차 중에서 평균 주파수의 최소 편차인 속도 구간을 설정하여 주파수 캘리브레이션을 완료할 수 있다.

한편, 주파수 캘리브레이션부(130)는 계산된 평균 주파수의 편차가 기설정된 주파수 범위를 초과하면, 속도 구간을 증가시키거나 감소시켜 속도 구간의 개수를 조정할 수 있다. 이어서, 주파수 캘리브레이션부(130)는 조정된 속도 구간별로 평균 주파수의 편차를 반복하여 계산할 수 있다.

이후, 주파수 캘리브레이션부(130)는 증가시키거나 감소시킨 속도 구간별 평균 주파수의 편차 계산 횟수가 기설정된 계산 횟수 이상이면, 반복하여 계산된 평균 주파수의 편차 중에서 평균 주파수의 최소 편차인 속도 구간을 설정하여 주파수 캘리브레이션을 완료할 수 있다.

저압 판정부(140)는 주파수 캘리브레이션부(130)에서 주파수 캘리브레이션이 완료된 속도 구간에 따라 주파수 분석을 수행한다. 이어서, 저압 판정부(140)는 주파수 분석 결과에 따라 차량에 장착된 타이어의 저압을 판정한다.

한편, 데이터 저장부(150)는 주파수 분석을 수행하기 위한 데이터를 저장하고, 주파수 측정부(110), 주파수 산출부(120), 주파수 캘리브레이션부(130) 및 저압 판정부로부터 속도 구간을 이용한 주파수 분석을 통해 저압 판정과 관련된 데이터를 저장할 수 있다. 데이터 저장부(150)는

또한, 데이터 저장부(150)는 기설정된 속도 구간 및 주파수 캘리브레이션부(130)에서 캘리브레이션 완료된 제1 차륜에 대한 속도 구간을 저장할 수 있다.

여기서, 저압 판정부는 제1 차륜 이외의 다른 차륜에 대한 주파수 분석을 캘리브레이션 완료된 제1 차륜에 대한 속도 구간에 따라 주파수 분석을 수행할 수 있다. 이는 제1 차륜에 대한 속도 구간을 다른 차륜에도 동일하게 적용하여 주파수 분석을 효율적으로 수행하기 위함이다.

도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법에 대한 흐름도이다.

타이어 압력 모니터링 장치(100)는 사용자로부터 리셋 버튼 입력받는다(S202).

그리고 주파수 측정부(110)는 차량의 차륜별로 주파수 데이터를 측정한다(S204).

이어서, 주파수 산출부(120)는 속도 구간별 주파수 데이터를 누적 평균한다(S206).

이후, 주파수 산출부(120)는 속도 구간별로 누적한 주파수 데이터가 기설정된 개수를 초과하는지 여부를 확인한다(S208).

상기 확인 결과(S208), 주파수 산출부(120)는 속도 구간별로 누적한 주파수 데이터가 기설정된 개수를 초과하면, 주파수 산출부(120)는 속도 구간별로 유효 플래그를 발생한다(S210). 반면, 상기 확인 결과(S208), 주파수 산출부(120)는 속도 구간별로 누적한 주파수 데이터가 기설정된 개수를 초과하지 않으면, 속도 구간별로 주파수 데이터를 누적 평균하는 S206 단계부터 다시 수행한다.

그리고 주파수 산출부(120)는 모든 속도 구간에서 유효 플래그가 발생하는지를 확인한다(S212).

상기 확인 결과(S212), 주파수 캘리브레이션부(130)는 모든 속도 구간에서 유효 플래그가 발생하면, 인접한 속도 구간별로 평균 주파수의 편차를 계산한다(S214).

주파수 캘리브레이션부(130)는 속도 구간별로 평균 주파수의 편차가 기설정된 주파수 범위에 포함하는지 확인한다(S216).

상기 확인 결과(S216), 속도 구간별로 평균 주파수의 편차가 기설정된 주파수 범위에 포함되지 않으면, 주파수 캘리브레이션부(130)는 평균 주파수의 편차 계산 횟수가 기설정된 계산 횟수 미만인지를 확인한다(S218).

상기 확인 결과(S218), 평균 주파수의 편차 계산 횟수가 기설정된 계산 횟수 미만이면, 주파수 캘리브레이션부(130)는 속도 구간을 기설정된 속도 값만큼 이동시킨다(S220). 이어서, 차량의 차륜별로 주파수 데이터를 측정하는 S204 단계부터 다시 진행된다.

S204 내지 S220 단계까지 반복적으로 수행된 후, 상기 확인 결과(S216), 속도 구간별로 평균 주파수의 편차가 기설정된 주파수 범위에 포함되면, 주파수 캘리브레이션부(130)는 주파수 캘리브레이션을 완료한다(S222).

그리고 저압 판정부(140)는 주파수 캘리브레이션된 속도 구간에 따라 주파수 분석을 수행하여 차량에 장착된 타이어의 저압을 판정한다(S224).

한편, 상기 확인 결과(S218), 평균 주파수의 편차 계산 횟수가 기설정된 계산 횟수 이상이면, 주파수 캘리브레이션부(130)는 평균 주파수의 최소 편차인 속도 구간을 확인하고, 그 확인된 최소 편차인 속도 구간을 캘리브레이션하고자 하는 속도 구간으로 설정할 수 있다(S226).

도 3은 본 명세서의 다른 실시 예에 따른 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법에 대한 흐름도이다.

타이어 압력 모니터링 장치(100)는 사용자로부터 리셋 버튼 입력받는다(S302).

그리고 주파수 측정부(110)는 차량의 차륜별로 주파수 데이터를 측정한다(S304).

이어서, 주파수 산출부(120)는 속도 구간별 주파수 데이터를 누적 평균한다(S306).

이후, 주파수 산출부(120)는 속도 구간별로 누적한 주파수 데이터가 기설정된 개수를 초과하는지 여부를 확인한다(S308).

상기 확인 결과(S308), 주파수 산출부(120)는 속도 구간별로 누적한 주파수 데이터가 기설정된 개수를 초과하면, 주파수 산출부(120)는 속도 구간별로 유효 플래그를 발생한다(S310). 반면, 상기 확인 결과(S308), 주파수 산출부(120)는 속도 구간별로 누적한 주파수 데이터가 기설정된 개수를 초과하지 않으면, 속도 구간별로 주파수 데이터를 누적 평균하는 S306 단계부터 다시 수행한다.

그리고 주파수 산출부(120)는 모든 속도 구간에서 유효 플래그가 발생하는지를 확인한다(S312).

상기 확인 결과(S312), 주파수 캘리브레이션부(130)는 모든 속도 구간에서 유효 플래그가 발생하면, 인접한 속도 구간별로 평균 주파수의 편차를 계산한다(S314).

주파수 캘리브레이션부(130)는 속도 구간별로 평균 주파수의 편차가 기설정된 주파수 범위에 포함하는지 확인한다(S316).

상기 확인 결과(S316), 속도 구간별로 평균 주파수의 편차가 기설정된 주파수 범위에 포함되지 않으면, 주파수 캘리브레이션부(130)는 평균 주파수의 편차 계산 횟수가 기설정된 계산 횟수 미만인지를 확인한다(S318).

상기 확인 결과(S318), 평균 주파수의 편차 계산 횟수가 기설정된 계산 횟수 미만이면, 주파수 캘리브레이션부(130)는 속도 구간을 이동시키는 것으로 설정되어 있는지를 확인한다(S320).

상기 확인 결과(S320), 속도 구간을 이동시키는 것으로 설정된 경우, 주파수 캘리브레이션부(130)는 속도 구간을 기설정된 속도 값만큼 이동시킨다(S322).

반면, 상기 확인 결과(S320), 속도 구간을 이동시키지 않는 것으로 설정된 경우 즉, 속도 구간의 개수를 조정시키는 것으로 설정된 경우, 주파수 캘리브레이션부(130)는 속도 구간을 기설정된 구간만큼 증감시켜 속도 구간의 개수를 조정한다(S324).

이후, 차량의 차륜별로 주파수 데이터를 측정하는 S304 단계부터 다시 진행된다.

S304 내지 S324 단계까지 반복적으로 수행된 후, 상기 확인 결과(S316), 속도 구간별로 평균 주파수의 편차가 기설정된 주파수 범위에 포함되면, 주파수 캘리브레이션부(130)는 주파수 캘리브레이션을 완료한다(S326).

그리고 저압 판정부(140)는 주파수 캘리브레이션된 속도 구간에 따라 주파수 분석을 수행하여 차량에 장착된 타이어의 저압을 판정한다(S328).

한편, 상기 확인 결과(S318), 평균 주파수의 편차 계산 횟수가 기설정된 계산 횟수 이상이면, 주파수 캘리브레이션부(130)는 평균 주파수의 최소 편차인 속도 구간을 확인하고, 그 확인된 최소 편차인 속도 구간을 캘리브레이션하고자 하는 속도 구간으로 설정할 수 있다(S330).

도 4는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 제1 차륜의 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법에 대한 흐름도이다.

주파수 캘리브레이션부(130)는 제1 차륜에 대한 주파수 캘리브레이션을 완료한다(S402).

그리고 주파수 캘리브레이션부(130)는 주파수 캘리브레이션된 속도 구간에 따라 제1 차륜에 대한 주파수 분석을 수행하여 저압 판정한다(S404).

여기서, 주파수 캘리브레이션부(130)는 제1 차륜의 캘리브레이션된 속도 구간을 데이터 저장부(150)에 저장한다(S406).

한편, 주파수 측정부(110)는 제1 차륜을 제외한 나머지 다른 차륜의 주파수 데이터를 측정한다(S408).

주파수 산출부(120)는 데이터 저장부(150)에서 저장된 제1 차륜의 캘리브레이션된 속도 구간에 따라 다른 차륜의 속도 구간별 주파수 데이터를 누적 평균한다(S410).

저압 판정부(140)는 누적 평균된 평균 주파수에 따라 주파수 분석을 수행하여 다른 차륜에 대한 저압을 판정할 수 있다(S412). 여기서, 주파수 캘리브레이션부(130)는 주파수 캘리브레이션을 수행하지 않고 제1 차륜의 캘리브레이션된 속도 구간이 그대로 이용된다.

도 5는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 속도 구간 이동 전의 속도 구간별 평균 주파수에 대한 설명도이다.

일례로, 속도 구간별 평균 주파수는 30kph 내지 130kph 속도 구간이 포함된 속도 범위에서 산출되어 있다. 여기서, 속도 범위는 특정 속도 범위로 한정되지 않고 차량의 주행 속도에 따라 다른 속도 범위가 될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 30kph 내지 130kph의 속도 범위는 20kph 속도 구간만큼 구분되어 있다. 주파수 산출부(120)는 20kph 속도 구간으로 구분된 속도 구간별 평균 주파수를 산출한다.

주파수 산출부(120)에서 산출된 속도 구간 이동 전의 평균 주파수, 30kph 내지 90kph 속도 구간에서는 20kph 속도 구간마다 평균 주파수가 단조 증가하는 경향을 보이고 있다.

하지만, 70kph 내지 90kph 속도 구간과 인접한 90kph 내지 110kph 속도 구간에서의 평균 주파수의 편차는 이전에 인접한 구간 대비 단조 증가하지 않고 있다. 즉, 70kph 내지 90kph 속도 구간과 인접한 90kph 내지 110kph 속도 구간에서의 평균 주파수의 편차는 마이너스 편차 값을 가져 이전에 인접한 구간에 비해 감소한 마이너스 편차값을 가지고 있다.

또한, 90kph 내지 110kph 속도 구간과 인접한 110kph 내지 130kph 속도 구간에서 평균 주파수의 편차는 이전에 인접한 구간 다시 증가하고 있다. 즉, 90kph 내지 110kph 속도 구간과 인접한 110kph 내지 130kph 속도 구간에서의 평균 주파수의 편차는 플러스 편차 값을 가져 이전에 인접한 구간에 비해 증가한 편차 값을 가지고 있다.

도 6은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 속도 구간 이동 후의 속도 구간별 평균 주파수에 대한 설명도이다.

도 6에는 도 5에 도시된 속도 구간이 기설정된 속도 값(예컨대, 5kph)만큼 이동된 후의 속도 구간별 평균 주파수가 도시되어 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 35kph 내지 135kph의 속도 범위는 20kph 속도 구간만큼 구분되어 있다. 주파수 산출부(120)는 35kph 속도부터 20kph 속도 구간으로 구분된 속도 구간별 평균 주파수를 산출한다.

즉, 주파수 캘리브레이션부(130)는 도 5에 도시된 속도 구간을 우측으로 5kph 속도 값만큼 이동시킨다. 주파수 캘리브레이션부(130)는 30kph 내지 50kph 속도 구간, 50kph 내지 70kph 속도 구간, 70kph 내지 90kph 속도 구간, 90kph 내지 110kph 속도 구간, 110kph 내지 130kph 속도 구간을 각각 우측으로 5kph 속도 값만큼 이동시킨다.

이후, 속도 구간이 5kph 속도 값만큼 이동된 35kph 내지 55kph 속도 구간, 55kph 내지 75kph 속도 구간, 75kph 내지 95kph 속도 구간, 95kph 내지 115kph 속도 구간, 115kph 내지 135kph 속도 구간에서의 속도 구간별 평균 주파수가 측정된다. 그리고 주파수 캘리브레이션부(130)는 그 속도 구간별 평균 주파수를 산출한다. 속도 구간 이동 후의 속도 구간별 평균 주파수가 도 6에 도시되어 있다.

속도 구간이 이동된 후의 속도 구간별 평균 주파수 산출 결과를 살펴보면, 30kph 내지 130kph 속도 구간이 포함된 모든 속도 범위에서는 20kph 속도 구간마다 평균 주파수가 단조 증가하는 경향을 보이고 있다. 즉, 각 속도 구간과 인접한 속도 구간에서의 평균 주파수의 편차는 이전에 인접한 구간 대비 기설정된 주파수 범위 이하가 된다.

도 7은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 속도 구간 감소 후의 속도 구간별 평균 주파수에 대한 설명도이다.

도 7에는 도 5에 도시된 속도 구간이 기설정된 속도 값(예컨대, 10kph)만큼 감소된 후의 감소된 속도 구간별 평균 주파수가 도시되어 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 30kph 내지 130ph의 속도 범위는 도 5의 20kph 속도 구간보다 10kph 속도 값만큼 감소된 10kph 속도 구간으로 구분되어 있다. 주파수 산출부(120)는 30kph 속도부터 10kph 속도 구간으로 구분되어 5개의 속도 구간이 10개의 속도 구간으로 구분된 속도 구간별 평균 주파수를 산출한다.

즉, 주파수 캘리브레이션부(130)는 도 5에 도시된 20kph 속도로 구분된 속도 구간을 10kph 속도 값으로 구분된 10개의 속도 구간으로 속도 구간 개수를 조정한다. 주파수 캘리브레이션부(130)는 5개의 속도 구간인 30kph 내지 50kph 속도 구간, 50kph 내지 70kph 속도 구간, 70kph 내지 90kph 속도 구간, 90kph 내지 110kph 속도 구간, 110kph 내지 130kph 속도 구간을 각각 2개의 속도 구간으로 구분시켜 속도 구간의 개수를 총 10개로 조정한다.

이후, 속도 구간이 30kph 내지 40kph 속도 구간부터 120kph 내지 130kph 속도 구간에서의 속도 구간별 평균 주파수가 측정된다. 그리고 주파수 캘리브레이션부(130)는 그 10개의 속도 구간별 평균 주파수를 각각 산출한다. 속도 구간 감소 후의 속도 구간별 평균 주파수가 도 7에 도시되어 있다.

속도 구간이 감소되어 속도 구간의 개수가 조정된 후의 속도 구간별 평균 주파수 산출 결과를 살펴보면, 30kph 내지 130kph 속도 구간이 포함된 모든 속도 범위에서는 10kph 속도 구간마다 평균 주파수가 단조 증가하는 경향을 보이고 있다. 즉, 각 속도 구간과 인접한 속도 구간에서의 평균 주파수의 편차는 이전에 인접한 구간 대비 기설정된 주파수 범위 이하가 된다.

상기와 같이, 주파수 캘리브레이션부(130)는 계산된 평균 주파수의 편차가 기설정된 주파수 범위를 초과하면, 도 6에 도시된 바와 같이 속도 구간을 기설정된 속도 값만큼 이동시킬 수 있다.

또한, 주파수 캘리브레이션부(130)는 계산된 평균 주파수의 편차가 기설정된 주파수 범위를 초과하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 속도 구간을 증가시키거나 감소시켜 속도 구간의 개수를 조정하고, 그 조정된 속도 구간별로 평균 주파수의 편차를 반복하여 계산할 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: 타이어 압력 모니터링 장치
110: 주파수 측정부
120: 주파수 산출부
130: 주파수 캘리브레이션부
140: 저압 판정부
150: 데이터 저장부

Claims

차량에 장착된 차륜별로 주파수 데이터를 측정하는 주파수 측정부;
상기 측정된 주파수 데이터를 기설정된 속도 구간별로 누적 평균하여 속도 구간별 평균 주파수를 산출하는 주파수 산출부;
인접한 속도 구간별로 평균 주파수의 편차를 계산하고 상기 계산된 평균 주파수의 편차와 기설정된 주파수 범위를 비교하여 주파수 캘리브레이션을 수행하는 주파수 캘리브레이션부; 및
주파수 캘리브레이션이 완료된 속도 구간에 따라 주파수 분석을 수행하여 저압을 판정하는 저압 판정부
를 포함하는 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치.
제1항에 있어서,
상기 주파수 산출부는
속도 구간별로 누적한 주파수 데이터를 기설정된 개수와 비교하여 속도 구간별 유효 플래그를 발생시키고, 모든 속도 구간에서 유효 플래그가 발생하면 속도 구간별 평균 주파수를 산출하는 타이어 압력 모니터링 장치.
제1항에 있어서,
상기 주파수 캘리브레이션부는
상기 계산된 평균 주파수의 편차가 기설정된 주파수 범위를 초과하면, 속도 구간을 기설정된 속도 값만큼 이동시키고, 이동된 속도 구간별로 평균 주파수의 편차를 반복하여 계산하는 타이어 압력 모니터링 장치.
제3항에 있어서,
상기 주파수 캘리브레이션부는
상기 이동된 속도 구간별 평균 주파수의 편차 계산 횟수가 기설정된 계산 횟수 이상이면, 상기 반복하여 계산된 평균 주파수의 편차 중에서 평균 주파수의 최소 편차인 속도 구간을 설정하여 주파수 캘리브레이션을 완료하는 타이어 압력 모니터링 장치.
제1항에 있어서,
상기 주파수 캘리브레이션부는
상기 계산된 평균 주파수의 편차가 기설정된 주파수 범위를 초과하면, 속도 구간을 증가시키거나 감소시켜 속도 구간의 개수를 조정하고, 상기 조정된 속도 구간별로 평균 주파수의 편차를 반복하여 계산하는 타이어 압력 모니터링 장치.
제5항에 있어서,
상기 주파수 캘리브레이션부는
상기 증가시키거나 감소시킨 속도 구간별 평균 주파수의 편차 계산 횟수가 기설정된 계산 횟수 이상이면, 상기 반복하여 계산된 평균 주파수의 편차 중에서 평균 주파수의 최소 편차인 속도 구간을 설정하여 주파수 캘리브레이션을 완료하는 타이어 압력 모니터링 장치.
제1항에 있어서,
기설정된 속도 구간 및 상기 주파수 캘리브레이션부에서 캘리브레이션 완료된 제1 차륜에 대한 속도 구간을 저장하는 데이터 저장부를 더 포함하고,
상기 저압 판정부는 제1 차륜 이외의 다른 차륜에 대한 주파수 분석을 캘리브레이션 완료된 제1 차륜에 대한 속도 구간에 따라 주파수 분석을 수행하여 저압을 판정하는 타이어 압력 모니터링 장치.
차량에 장착된 차륜별로 주파수 데이터를 측정하는 단계
상기 측정된 주파수 데이터를 기설정된 속도 구간별로 누적 평균하여 속도 구간별 평균 주파수를 산출하는 단계;
인접한 속도 구간별로 평균 주파수의 편차를 계산하고 상기 계산된 평균 주파수의 편차와 기설정된 주파수 범위를 비교하여 주파수 캘리브레이션을 수행하는 단계; 및
주파수 캘리브레이션이 완료된 속도 구간에 따라 주파수 분석을 수행하여 저압을 판정하는 단계
를 포함하는 속도 구간을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법.
제8항에 있어서,
상기 평균 주파수를 산출하는 단계는
속도 구간별로 누적한 주파수 데이터를 기설정된 개수와 비교하여 속도 구간별 유효 플래그를 발생시키고, 모든 속도 구간에서 유효 플래그가 발생하면 속도 구간별 평균 주파수를 산출하는 타이어 압력 모니터링 방법.
제8항에 있어서,
상기 계산된 평균 주파수의 편차가 기설정된 주파수 범위를 초과하면, 속도 구간을 기설정된 속도 값만큼 이동시키는 단계를 더 포함하고,
상기 주파수 캘리브레이션을 수행하는 단계는 이동된 속도 구간별로 평균 주파수의 편차를 반복하여 계산하는 타이어 압력 모니터링 방법.
제10항에 있어서,
상기 주파수 캘리브레이션을 수행하는 단계는
상기 이동된 속도 구간별 평균 주파수의 편차 계산 횟수가 기설정된 계산 횟수 이상이면, 상기 반복하여 계산된 평균 주파수의 편차 중에서 평균 주파수의 최소 편차인 속도 구간을 설정하여 주파수 캘리브레이션을 완료하는 타이어 압력 모니터링 방법.
제8항에 있어서,
상기 계산된 평균 주파수의 편차가 기설정된 주파수 범위를 초과하면, 속도 구간을 증가시키거나 감소시켜 속도 구간의 개수를 조정하는 단계를 더 포함하고,
상기 주파수 캘리브레이션을 수행하는 단계는 상기 조정된 속도 구간별로 평균 주파수의 편차를 반복하여 계산하는 타이어 압력 모니터링 방법.
제12항에 있어서,
상기 주파수 캘리브레이션을 수행하는 단계는
상기 증가시키거나 감소시킨 속도 구간별 평균 주파수의 편차 계산 횟수가 기설정된 계산 횟수 이상이면, 상기 반복하여 계산된 평균 주파수의 편차 중에서 평균 주파수의 최소 편차인 속도 구간을 설정하여 주파수 캘리브레이션을 완료하는 타이어 압력 모니터링 방법.
제8항에 있어서,
상기 저압을 판정하는 단계는
제1 차륜 이외의 다른 차륜에 대한 주파수 분석을 캘리브레이션 완료된 제1 차륜에 대한 속도 구간에 따라 주파수 분석을 수행하여 저압을 판정하는 타이어 압력 모니터링 방법.