KR101704061B1 - Ｔｐｍｓ시스템의 타이어위치 자동학습방법 및 장치 - Google Patents

Ｔｐｍｓ시스템의 타이어위치 자동학습방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

핸드툴(Hand-Tool)에서 안테나모듈(AM)이 구비하고 있는 고유의 프리앰블신호를 다운로딩하는 취득단계; 상기 핸드툴에 의해 타이어센서에 안테나모듈의 프리앰블이 저장되는 저장단계; 및 자동학습의 시작시 타이어센서에서 프리앰블과 센서아이디를 포함하는 타이어정보를 무선주파수 통신을 이용하여 상기 안테나모듈에 전송하는 전송단계;를 포함하는 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법 및 장치가 소개된다.

Description

ＴＰＭＳ시스템의 타이어위치 자동학습방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR AUTO-LEARNING POSITION OF TIRE FOR TPMS SYSTEM}
본 발명은 TPMS시스템의 Auto Learning 속도를 획기적으로 줄여 그 기간 안에 발생 가능한 사고를 미연에 방지하고, 학습기간이 단축되어 불필요하게 길었던 센서신호의 주기를 조정함으로써 배터리 수명을 연장시킬 수 있는 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법 및 장치에 관한 것이다.
운전 중에 발생하는 급작스러운 타이어 공기압 변화는 생명과도 직결되는 사안인 만큼 꾸준한 관심이 요구되는 것이다. 이러한 문제의식에서 비롯된 게 바로 '타이어 공기압 측정장치'(TPMS·Tire Pressure Monitoring System)이다. TPMS는 쉽게 말하면, 자동차가 스스로 타이어 공기압을 체크해 운전자에게 알려주는 시스템이다. TPMS는 타이어 휠 내부에 장착된 센서가 타이어 내부의 공기압과 온도를 측정해 이 정보를 무선으로 보내 실시간으로 타이어 압력상태를 점검할 수 있다. 반도체 전용칩으로 구성된 센서는 정확한 압력측정이 가능하다. TPMS는 1개 이상의 타이어에 공기압이 낮음이 감지되면 운전자에게 경고를 보내고, 보통 계기판에 타이어 저압 경고등을 점등시키는 방법이 사용되고 있다. 일부 제품은 룸미러에 경고등이 있는 경우도 있고, 경보음을 함께 내주는 제품도 있다.
이러한 TPMS(Tire Pressure Monitoring System, 타이어 공기압 경고장치) 시스템에서는 타이어의 위치(센서의 위치)가 바뀌거나 새로운 타이어(센서)로 교체한 경우, 가장 먼저 LF(Low Frequency) 핸드툴로 각 센서에 위치아이디를 부여하고 차량 시동이 ON되면 안테나모듈은 Auto Learning (AL, 자동학습)을 통해 약 10분간 50f/s 주기로 새로운 또는 위치 변경된 센서의 위치를 확인하고 메모리에 저장한다. 자동학습 모드가 끝난 후에는, 보통의 TPMS 작동모드에서 타이어센서는 50f/s로 지속적으로 안테나모듈에 타이어 온도와 압력정보를 전송한다.
그러나 이러한 종래의 기술을 사용하면 긴 학습기간 동안 발생할 수 있는 타이어의 이상현상에 대처할 수 없을 뿐 아니라, 각 타이어센서들은 짧은 주기(50sec)로 10분 동안 지속적으로, 시동이 꺼져있는 상태에서도 안테나모듈에 무선주파수(RF)신호를 전송해야 하므로 배터리의 수명이 단축되는 원인이 된다.
따라서, 이러한 자동학습의 시간을 최대한 단축함으로써 타이어센서의 짧은 주기적인 무선신호 송출과정을 단축하고, 이를 통하여 타이어센서의 배터리 교체주기를 최대한 길게 가져갈 필요가 있는 것이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, TPMS시스템의 Auto Learning(자동학습) 속도를 획기적으로 줄여 그 기간 안에 발생 가능한 사고를 미연에 방지하고, 학습기간이 단축되어 불필요하게 길었던 센서신호의 주기를 조정함으로써 배터리 수명을 연장시킬 수 있는 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법은, 핸드툴(Hand-Tool)에서 안테나모듈(AM)이 구비하고 있는 고유의 프리앰블신호를 다운로딩하는 취득단계; 상기 핸드툴에 의해 타이어센서에 안테나모듈의 프리앰블이 저장되는 저장단계; 및 자동학습의 시작시 타이어센서에서 프리앰블과 센서아이디를 포함하는 타이어정보를 무선주파수 통신을 이용하여 상기 안테나모듈에 전송하는 전송단계;를 포함한다.
안테나모듈(AM)에서 고유의 프리앰블(Preamble)신호를 의사랜덤(Pseudo Random) 방식으로 생성하는 생성단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 전송단계는, 안테나모듈이 전송된 프리앰블을 자기상관함수(Autocorrelation)를 통하여 해당되는 타이어센서와 싱크(Sync)를 맞추는 싱크단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 전송단계는, 안테나모듈이 전송된 프리앰블을 자기상관함수(Autocorrelation)를 통하여 계산하고 결과값이 특정레벨을 넘는 경우 해당 타이어센서와 데이터프레임의 싱크를 맞추고 센서아이디를 저장하는 싱크단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 전송단계에서 타이어정보는 프리앰블신호, 싱크신호 및 데이터신호를 포함할 수 있다.
상기 전송단계에서 타이어정보는 보호구간신호, 프리앰블신호, 보호구간신호, 싱크신호, 시작신호, 데이터신호, 종료신호 순으로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 또 다른 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법은, 핸드툴(Hand-Tool)에서 안테나모듈(AM)이 구비하고 있는 고유의 코드신호를 다운로딩하는 취득단계; 상기 핸드툴에 의해 타이어센서에 안테나모듈의 코드신호가 저장되는 저장단계; 및 자동학습의 시작시 타이어센서에서 센서아이디를 포함하는 타이어정보를 무선주파수 통신을 이용하여 상기 안테나모듈에 전송하되, 데이터프레임의 데이터신호에 상기 코드신호를 추가하여 전송하는 전송단계;를 포함한다.
상기 전송단계는, 안테나모듈이 전송된 타이어정보에서 코드신호를 상호 비교하여 해당되는 타이어센서와 싱크(Sync)를 맞추는 싱크단계;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법을 수행하기 위한 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습장치는, 타이어에 마련되며 타이어정보를 무선주파수 통신으로 송신하는 타이어센서; 차량에 마련되며 고유의 프리앰블신호를 구비하고, 상기 타이어센서로부터 타이어정보를 수신하는 안테나모듈; 및 상기 안테나모듈로부터 프리앰블신호를 수신하여 타이어센서에 전송하는 핸드툴;을 포함하고, 타이어위치의 자동학습시 상기 타이어센서는 프리앰블신호와 타이어아이디를 포함하는 타이어정보를 안테나모듈에 전송하고 안테나모듈은 전송된 프리앰블신호를 이용하여 타이어센서와 싱크를 맞추고 타이어아이디를 저장하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법 및 장치에 따르면, TPMS시스템의 Auto Learning 속도를 획기적으로 줄여 그 기간 안에 발생 가능한 사고를 미연에 방지하고, 학습기간이 단축되어 불필요하게 길었던 센서신호의 주기를 조정함으로써 배터리 수명을 연장시킬 수 있게 된다.
또한, 타이어의 교체나 위치이동시에도 간편하고 빠르게 변경된 타이어를 인식할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법의 데이터프레임 구조.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습장치의 구성도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법 및 장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법의 순서도로서, 본 발명의 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법은, 핸드툴(Hand-Tool)에서 안테나모듈(AM)이 구비하고 있는 고유의 프리앰블신호를 다운로딩하는 취득단계(S200); 상기 핸드툴에 의해 타이어센서에 안테나모듈의 프리앰블이 저장되는 저장단계(S220); 및 자동학습의 시작시 타이어센서에서 프리앰블과 센서아이디를 포함하는 타이어정보를 무선주파수 통신을 이용하여 상기 안테나모듈에 전송하는 전송단계(S300);를 포함한다.
본 발명의 경우 타이어센서에서 무선통신으로 안테나모듈에 전송하는 무선주파수의 특성을 최대한 이용한 것으로서, 본래 무선주파수는 규약상 데이터프레임의 서두에 프리앰블(Preamble)을 포함할 수밖에 없는 바, 이러한 무선주파수의 프리앰블신호를 이용하여 최대한 신속하고 간단하게 동기화를 수행하는 것이다.
구체적으로, 최초 TPMS의 타이어위치를 인식시키고자 하는 경우에는 먼저 안테나모듈(AM)에서 고유의 프리앰블(Preamble)신호를 의사랜덤(Pseudo Random) 방식으로 생성하는 생성단계(S100);를 수행토록 한다.
안테나모듈은 차량에 마련되어 타이어에 부착된 타이어센서로부터 타이어의 각종 정보를 무선으로 송신하고, 이를 리시버 또는 제어부로 송신하도록 하는 안테나 역할을 수행한다. 이러한 안테나모듈은 타이어센서의 데이터프레임에 붙일 고유의 프리앰블을 최초 1회 생성하도록 한다. 프리앰블신호는 해당 안테나모듈의 고유 신호로서 의사랜덤(Pseudo Random) 방식으로 생성되도록 할 수 있다.
그 후, 취득단계(S200)에서는 작업자가 별도로 구비한 핸드툴(Hand-Tool)에서 안테나모듈(AM)이 구비하고 있는 고유의 프리앰블신호를 다운로딩하도록 한다. 이를 통해 안테나모듈의 고유한 프리앰블신호는 핸드툴로 전송되어 저장된다.
작업자는 핸드툴을 통해 그 프리앰블을 해당되는 위치의 타이어센서에 전송할 수 있다. 저장단계(S220)에서는 상기 핸드툴에 의해 타이어센서에 안테나모듈의 프리앰블이 저장되도록 한다. 그리고, 자동학습의 시작시 타이어센서에서 프리앰블과 센서아이디를 포함하는 타이어정보를 무선주파수 통신을 이용하여 상기 안테나모듈에 전송하는 전송단계(S300);를 수행한다.
또한, 상기 핸드툴에서는 해당 타이어센서에 위치아이디를 부여할 수 있는바, 타이어센서는 해당 안테나모듈과 매칭되는 프리앰블, 자기 자신의 고유의 센서아이디, 그리고 핸드툴에서 부여한 위치아이디를 구비하게 되는 것이고, 이러한 정보들은 모두 자동학습의 시작과 동시에 안테나모듈로 전송된다. 그리고 안테나모듈에서는 자신에 해당되는 프리앰블을 구비한 타이어센서의 데이터프레임으로부터 동기화를 진행하고 그 타이어센서의 센서아이디를 저장함으로써 추후 위치를 정확히 파악한 상태에서 통신이 가능토록 하는 것이다.
한편, 상기 전송단계(S300)는, 안테나모듈이 전송된 프리앰블을 자기상관함수(Autocorrelation)를 통하여 해당되는 타이어센서와 싱크(Sync)를 맞추는 싱크단계(S360);를 더 포함할 수 있다.
안테나모듈에서는 전송된 프리앰블을 자기상관함수(Autocorrelation)를 통하여 싱크를 맞추는데, 구체적으로, 안테나모듈이 전송된 프리앰블을 자기상관함수(Autocorrelation)를 통하여 계산하고(S320) 결과값이 특정레벨을 넘는 경우 해당 타이어센서와 데이터프레임의 싱크를 맞추고 센서아이디를 저장하도록 한다(S340,S360,S380).
또한, 결과값이 특정레벨을 넘지 않는 경우에는 특정시간을 카운팅하고, 그 시간이 지난 후에도 동기화가 이루어지지 않는다면 자동학습의 실패로 인식하게 할 수 있다(S390).
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법의 데이터프레임 구조로서, 상기 전송단계(S300)에서의 타이어정보는 프리앰블신호, 싱크신호 및 데이터신호를 포함할 수 있으며, 구체적으로 타이어정보는 보호구간신호, 프리앰블신호, 보호구간신호, 싱크신호, 시작신호, 데이터신호, 종료신호 순으로 구성될 수 있다.
도시된 바와 같이, 무선주파수로 통신되는 데이터프레임의 프리앰블을 이용함으로써 복잡한 데이터들을 여러차례 주고받을 필요가 없어 빠른 위치파악이 가능하고 배터리의 소모 역시 현저히 줄어들게 되는 것이다.
한편, 이러한 프리앰블의 전후단에는 보호구간신호(GI)를 추가함으로써 위치파악의 근간이 되는 프리앰블신호의 강건성을 증대시킬 수도 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법은, 핸드툴(Hand-Tool)에서 안테나모듈(AM)이 구비하고 있는 고유의 코드신호를 다운로딩하는 취득단계; 상기 핸드툴에 의해 타이어센서에 안테나모듈의 코드신호가 저장되는 저장단계; 및 자동학습의 시작시 타이어센서에서 센서아이디를 포함하는 타이어정보를 무선주파수 통신을 이용하여 상기 안테나모듈에 전송하되, 데이터프레임의 데이터신호에 상기 코드신호를 추가하여 전송하는 전송단계;를 포함한다.
그리고, 상기 전송단계는, 안테나모듈이 전송된 타이어정보에서 코드신호를 상호 비교하여 해당되는 타이어센서와 싱크(Sync)를 맞추는 싱크단계;를 더 포함할 수 있다.
이 경우는 무선 주파수의 프리앰블신호 구간을 이용하는 대신에 직접 안테나모듈에 고유의 코드신호를 구비하도록 하고, 이를 핸드툴을 통하여 타이어센서에 전달한 후, 타이어센서에서 해당 코드신호를 무선신호의 데이터프레임에 섞어 전송하고, 이를 통해 안테나모듈에서 단순 매칭을 통하여 위치파악을 할 수 있도록 하는 것이다.
이러한 방식은 전자에 비해 자기상관함수(Autocorrelation)를 사용할 필요가 없어 매칭이 빠른 반면, 데이터프레임의 길이가 다소 증가되는 특성이 있다. 도 3에는 이러한 코드신호가 섞인 데이터프레임의 구조가 잘 나타나 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습장치의 구성도로서, 상기와 같은 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법을 수행하기 위한 자동학습장치는, 타이어에 마련되며 타이어정보를 무선주파수 통신으로 송신하는 타이어센서; 차량에 마련되며 고유의 프리앰블신호를 구비하고, 상기 타이어센서로부터 타이어정보를 수신하는 안테나모듈; 및 상기 안테나모듈로부터 프리앰블신호를 수신하여 타이어센서에 전송하는 핸드툴;을 포함하고, 타이어위치의 자동학습시 상기 타이어센서는 프리앰블신호와 타이어아이디를 포함하는 타이어정보를 안테나모듈에 전송하고 안테나모듈은 전송된 프리앰블신호를 이용하여 타이어센서와 싱크를 맞추고 타이어아이디를 저장하도록 한다. 이에 관하여는 상술한 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법에서 상세히 설명하였는바, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
S100 : 생성단계 S200 : 취득단계
S220 : 저장단계 S300 : 전송단계

Claims (9)

  1. 핸드툴(Hand-Tool)에서 안테나모듈(AM)이 구비하고 있는 고유의 프리앰블신호를 다운로딩하는 취득단계(S200);
    상기 핸드툴에 의해 타이어센서에 안테나모듈의 프리앰블이 저장되는 저장단계(S220); 및
    자동학습의 시작시 타이어센서에서 프리앰블과 센서아이디를 포함하는 타이어정보를 무선주파수 통신을 이용하여 상기 안테나모듈에 전송하는 전송단계(S300);를 포함하는 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    안테나모듈(AM)에서 고유의 프리앰블(Preamble)신호를 의사랜덤(Pseudo Random) 방식으로 생성하는 생성단계(S100);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전송단계(S300)는, 안테나모듈이 전송된 프리앰블을 자기상관함수(Autocorrelation)를 통하여 해당되는 타이어센서와 싱크(Sync)를 맞추는 싱크단계(S360);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전송단계(S300)는, 안테나모듈이 전송된 프리앰블을 자기상관함수(Autocorrelation)를 통하여 계산하고 결과값이 특정레벨을 넘는 경우 해당 타이어센서와 데이터프레임의 싱크를 맞추고 센서아이디를 저장하는 싱크단계(S360);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전송단계(S300)에서 타이어정보는 프리앰블신호, 싱크신호 및 데이터신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 전송단계(S300)에서 타이어정보는 보호구간신호, 프리앰블신호, 보호구간신호, 싱크신호, 시작신호, 데이터신호, 종료신호 순으로 구성된 것을 특징으로 하는 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법.
  7. 핸드툴(Hand-Tool)에서 안테나모듈(AM)이 구비하고 있는 고유의 코드신호를 다운로딩하는 취득단계;
    상기 핸드툴에 의해 타이어센서에 안테나모듈의 코드신호가 저장되는 저장단계; 및
    자동학습의 시작시 타이어센서에서 센서아이디를 포함하는 타이어정보를 무선주파수 통신을 이용하여 상기 안테나모듈에 전송하되, 데이터프레임의 데이터신호에 상기 코드신호를 추가하여 전송하는 전송단계;를 포함하는 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 전송단계는, 안테나모듈이 전송된 타이어정보에서 코드신호를 상호 비교하여 해당되는 타이어센서와 싱크(Sync)를 맞추는 싱크단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습방법.
  9. 타이어에 마련되며 타이어정보를 무선주파수 통신으로 송신하는 타이어센서;
    차량에 마련되며 고유의 프리앰블신호를 구비하고, 상기 타이어센서로부터 타이어정보를 수신하는 안테나모듈; 및
    상기 안테나모듈로부터 프리앰블신호를 수신하여 타이어센서에 전송하는 핸드툴;을 포함하고,
    타이어위치의 자동학습시 상기 타이어센서는 프리앰블신호와 타이어아이디를 포함하는 타이어정보를 안테나모듈에 전송하고 안테나모듈은 전송된 프리앰블신호를 이용하여 타이어센서와 싱크를 맞추고 타이어아이디를 저장하는 것을 특징으로 하는 TPMS시스템의 타이어위치 자동학습장치.
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