KR101995354B1 - 느슨한 바퀴 탐지 - Google Patents

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구스타브 린드마크
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토마스 스반테슨
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니라 다이나믹스 에이비
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Abstract

개시된 본 발명은 느슨한 바퀴 또는 압력이 없는 바퀴와 같은 바퀴 이상을 탐지하기 위해 바퀴 속도 신호를 이용한다. 바퀴 속도 신호는 제 1 및 제 2 탐지 신호를 결정하기 위한 기초로서 사용된다. 제 1 및 제 2 탐지 신호를 결정하기 위한 추가의 기초는 각각 제 1 및 제 2 기준 신호이다. 예를 들어 느슨한 바퀴의 이상은 본 발명의 교시에 따라 탐지 신호 중 적어도 하나가 임계값을 초과하는 경우에 탐지된다. 특히, 본 개시 내용은 언급된 목적을 달성하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.

Description

느슨한 바퀴 탐지
본 발명은 일반적으로 차량의 바퀴 이상(wheel anomaly)을 탐지하는 영역에 관한 것이며, 예를 들어 느슨한(loose) 바퀴 또는 제로 압력을 갖는 바퀴를 탐지하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
현대의 차량은 운전자 및 다른 교통 참가자에게 안전, 편안함 및 정보를 제공하기 위해 다양한 센서 및 시스템을 포함한다.
이러한 시스템은 TCS(Traction Control System), ESP(Electronic Stability Program), 액티브 서스펜션 시스템(active suspension system) 또는 ABS(Anti-lock Braking System)를 포함한다. 이러한 액티브 제어 시스템 외에, 또한 도로 마찰 표시기 및 센서가 없는 타이어 압력 모니터링 시스템, 예를 들어 iTPMS(indirect Tire Pressure Monitoring System)와 같은 차량 운전자 안전 정보 시스템이 존재하며, 이는 운전 조건에 대한 정보를 운전자에게 제공한다.
상술한 모든 시스템은 타이어 길이 방향 강성도(stiffness), 주위 온도, 바퀴 공진 주파수, 운반된 차량 하중, 코너링 중 타이어 반경 변화 및 속도에 의존하는 바퀴 진동과 같은 추정되거나 측정된 많은 차량 특성 파라미터에 대한 지식으로부터 이익을 얻는다.
바퀴 조건에 대한 지식은 중요하다. 예를 들어, 저압에 대한 바퀴 조건 정보는 보고되지 않을 때 차량의 마모, 덜한 운전 편의 및 차량 제어 가능성 또는 심지어 사고를 유발할 수 있는 바퀴 이상을 탐지하는데 유용할 수 있다.
특히, 안전과 관련성이 높은 바퀴 조건은 차량의 축, 즉 느슨한 바퀴에 적절히 고정되지 않은 바퀴가다. 느슨한 바퀴의 탐지를 위한 알려진 접근법은 개인적 검사 및/또는 부가적인 컴포넌트의 사용이 필요로 한다. 예를 들어, 차축의 나사산에 바퀴를 고정시키는 데 사용되는 바퀴 너트에 사전 정의된 방향으로 배치된 광학 표시기를 포함하는 느슨한 바퀴를 탐지하는 것은 알려져 있다. 바퀴가 느슨해지는 경우에, 하나 이상의 광학 표시기는 바퀴가 느슨한 것을 시각적으로 나타내는 사전 정의된 방향에 있지 않다. 느슨한 바퀴 탐지를 위해, 센서 조립체를 차축의 장착 허브에 고정시키는 것이 또한 알려져 있다. 센서는 허브와 바퀴 사이의 상대 이동을 탐지하고, 바퀴가 느슨해지는 경우에는 휠이 느슨함을 나타내는 신호를 보낸다.
알려진 접근법, 특히 상술한 종류의 단점을 극복하기 위해, 본 발명의 목적은 개인적인 검사 및 부가적인 컴포넌트의 필요성을 제거하는 차량의 느슨한 바퀴의 탐지를 위한 솔루션을 제공하는 것이다.
일반적으로, 본 발명은 느슨한 바퀴를 탐지하기 위해 바퀴 속도 신호를 이용한다. 바퀴 속도 신호는 제 1 탐지 신호 및 제 2 탐지 신호를 결정하기 위한 기초로서 사용된다. 제 1 및 제 2 탐지 신호를 결정하기 위한 추가의 기초는 제 1 탐지 신호와 관련된 제 1 기준 신호 및 제 2 탐지 신호와 관련된 제 2 기준 신호이다. 탐지 신호 중 적어도 하나가 이의 관련된 임계값을 초과하면, 느슨한 바퀴의 이상은 본 발명의 교시에 따라 탐지된다. 특히, 본 개시 내용(disclosure)은 언급된 목적을 달성하기 위한 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
본 발명은 차량의 바퀴의 바퀴 속도를 나타내는 바퀴 속도 신호를 이용한다. 이것은 대부분의 차량에 부가적인 센서가 필요없다는 점에서 유리하다.
도 1a는 세그먼트화된(segmented) 회전 요소 및 센서 요소로 구성된 바퀴 속도 센서를 개략적으로 도시한다.
도 1b는 샘플 수의 함수로서 바퀴 속도 신호를 나타내는 다이어그램을 도시한다.
도 2는 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
도 3은 제 1 탐지 신호를 결정하는 예시적인 부 단계(sub-step)의 흐름도이다.
도 4는 제 2 탐지 신호를 결정하는 예시적인 부 단계의 흐름도이다.
바퀴 속도 신호는 바퀴가 느슨한 지를 결정하는 데 사용된다. 본 발명의 교시에 따르면, 탐지 신호는 바퀴가 느슨한 지를 결정할 수 있는 바퀴 속도 신호에 기초하여 결정될 수 있다.
다음에 설명되는 바람직한 실시예는 본 발명의 교시를 예시하는 역할을 할 수 있다.
바퀴 속도 신호는 입력으로서 획득된다. 이러한 바퀴 속도 신호는 세그먼트화된 바퀴 속도 센서로부터의 일련의 시점 t(n)의 형태로 획득될 수 있다. 바퀴 속도 센서의 실시예는 도 1에 도시되어 있다. 도시된 바퀴 속도 센서는 세그먼트화된 회전 타입이다. 예시적인 바퀴 속도 센서(4)는 톱니 바퀴(5)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 7개의 동일한 톱니가 있는 바퀴가 도시된다. 실제로, 이러한 바퀴는 상이한 톱니의 수, 예를 들어 48개의 톱니를 가질 수 있다. 톱니 바퀴는 7개의 동일한 세그먼트로 세그먼트화된 회전 요소로서 지칭될 수 있다. 센서 컴포넌트(7)는 톱니 바퀴의 톱니(이(cog))가 센서 컴포넌트(7)를 통과할 때마다 센서 신호를 발생시키도록 위치되고 배치된다. 센서 컴포넌트(7)는 광학 센서, 자기 센서(예를 들어, 홀 센서(HALL sensor)) 또는 상상할 수있는 임의의 다른 타입의 센서일 수 있다. 센서 컴포넌트(7)는 와이어 또는 무선 송신에 의해 추가의 처리를 위해 후속 프로세서 또는 평가자 유닛으로 이송되는 전기 신호를 생성한다. 도 2의 예에서, 톱니 바퀴의 완전한 1 회전 동안 총 7개의 센서 신호가 발생한다.
바퀴 속도 신호의 변화는 다양한 이유로 발생할 수 있다. 이러한 이유에는 운전자에 의한 가속 또는 감속이 포함된다. 그러나, 바퀴 속도 신호의 변동 또는 진동은 또한 다른 이유로 인해 있을 수 있다. 이러한 이유 중 하나는 느슨한 바퀴 또는 압력이 없는 바퀴일 수 있다. 이러한 사실은 본 발명의 교시에 따라 사용된다.
차량의 바퀴 속도 센서는 통상적으로 이상적인 센서가 아니다. 이상적인 센서는 동일한 치수의 톱니를 포함한다. 도 1에서, 이러한 치수는 각도 간격(α)으로 나타내어진다. 예를 들어, 도시된 7개의 톱니의 경우에, a = 360°/7이다. 그러나, 제조 또는 마모로 인해, 각각의 톱니는 이상적인 각도 간격(α)에서 벗어날 수 있다. 다음에는, 이상적인 각도 간격으로부터의 편차(δ)는 불완전 오차라 불리며, 회전 요소의 각각의 톱니는 그 자체의 특성화 불완전 오차 δl (l 1,..., L)를 갖는다고 가정한다.
따라서, 센서 신호의 발생은 회전 요소(5)가 불완전 오차가 없는 이상적인 경우에는
Figure 112017082137610-pct00001
의 각도 주위에서 회전하고, 불완전 오차가 있는 현실적인 경우에는
Figure 112017082137610-pct00002
의 각도 주위에서 회전한다는 것을 나타낸다. 시간 인스턴스 t(n)을 나타내는 이러한 센서 신호로부터, 대응하는 바퀴 속도 값 ω(n)은 다음의 관계식을 통해 도출될 수 있다.
Figure 112017082137610-pct00003
(식 1)
ω(n)의 높은 값은 빠르게 회전하는 바퀴를 나타내고, ω(n)의 낮은 값은 느리게 회전하는 바퀴를 나타낸다. 게다가, 차량 속도에 대한 평가 값은 바퀴 속도 ω(n)을 대응하는 타이어 반경에 관련시킴으로써 획득될 수 있다. 다음의 실시예에서, 단순화를 위해 값 t(n),
Figure 112017082137610-pct00004
및 ω(n)은 모두 바퀴 속도 신호로서 나타내어지며, 바퀴 속도 센서(4)로부터 기인하는 것으로 간주된다.
신호 t(n),
Figure 112017082137610-pct00005
또는 ω(n)의 신호 값은 일반적으로 시간적으로 비등거리로 분포된다. 보간법을 이용하여, 이러한 신호는 이벤트 도메인에서 시간 도메인으로 변환될 수 있다. 예를 들어, 이러한 타입 또는 유사한 타입의 이산화된(discretized) 입력 신호의 신호 처리를 위한 실시예는 동일한 출원인의 PCT/EP2002/012409에 개시되어 있다. 이러한 문서의 내용은 참조로 본 설명에 통합된다.
도 1b는 실제로 일정한 속도의 경우와 불완전 보정(imperfection correction)이 없는 경우에 대한 불완전을 갖는 바퀴 속도 센서로부터 추론된 바퀴 속도의 시계열을 도시한다. 이상적인 방법으로, 느슨한 바퀴와 같은 외부 요인의 영향을 무시하면, 바퀴 속도 센서의 센서 불완전이 획득된 바퀴 속도 신호 ω(n)에 미치는 영향이 예시된다. 도 4의 다이어그램은 샘플 수 n의 함수로서 바퀴 속도 값 ω(n)을 도시한다. 총 L=5개의 톱니(6)를 포함하는 회전 요소(5)의 3개의 완전한 회전에 대응하는 다이어그램에 도시된 15개의 샘플(n = 1,...,15)이 있다. 도 1b는 정확히 일정한 속도(v)로 운전하는 자동차(car)의 경우를 나타내고, 여기서, 점선은 이상적으로 세그먼트화된 회전 요소(5)를 갖는 바퀴 속도 센서(4)로부터 획득된 바퀴 속도 신호 ω(n)에 대응하고, 실선은 56 rad/s의 평균값 주위의 바퀴 속도의 주기적인 변동을 생성시키는 비이상적인 세그먼트화된 회전 요소(5)의 경우에 대응한다. 제 1 샘플의 55 rad/s의 값은 공칭 톱니보다 약간 큰 톱니에 대응하여 56 rad/s의 예상 값보다 작은 바퀴 속도 값을 생성한다. 제 3 샘플은 공칭 톱니에 정확히 대응하는 톱니에 대응하여 56 rad/s의 예상 값을 생성한다. 제 4 샘플은 공칭 톱니보다 작은 톱니에 대응하여 56 rad/s의 공칭 값보다 큰 바퀴 속도를 생성한다. 제 5 샘플은 회전 요소의 마지막 톱니에 대응하고, 제 6 샘플은 제 1 톱니에 다시 대응한다. 결과적으로, 도 1b의 실선은 바퀴 속도 센서(4)의 회전 요소(5)의 완전한 회전에 대응하는 5개의 샘플 포인트의 주기성을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 방법은 본 발명의 교시를 강조한다.
차량의 바퀴의 바퀴 속도를 나타내는 바퀴 속도 신호가 획득된다. 그것은 바퀴 속도 센서로부터 획득될 수 있다. 바퀴 속도 신호에 기초하여, 2개의 탐지 신호가 결정된다. 통상적으로, 각각의 탐지 신호를 결정하는 것은 각각의 기준 신호를 더 고려한다.
제 1 탐지 신호는 바퀴 속도 신호 및 제 1 기준 신호에 기초하여 단계(21)에서 결정된다. 제 1 탐지 신호를 결정하는 단계는 하나 이상의 계산 단계를 포함할 수 있으며, 이는 아래의 도 3을 참조하여 설명될 것이다.
제 2 탐지 신호는 바퀴 속도 신호 및 제 2 기준 신호에 기초하여 단계(22)에서 결정된다. 제 2 탐지 신호를 결정하는 단계는 하나 이상의 계산 단계를 포함할 수 있으며, 이는 아래의 도 4를 참조하여 설명될 것이다.
도 2의 실시예에서, 예를 들어, 느슨한 바퀴의 존재 또는 부재를 결정하는 것은 제 1 및 제 2 탐지 신호를 각각 제 1 및 제 2 탐지 임계값과 비교함으로써 단계(23)에서 행해질 수 있다. 다음의 조건 중 적어도 하나가 충족되면: (a) 제 1 탐지 신호가 제 1 탐지 임계값을 초과하거나, (b) 제 2 탐지 신호가 제 2 탐지 임계값을 초과하면, 차량의 바퀴는 느슨한 것으로 결정된다. 다시 말하면, 탐지 신호 중 하나가 각각의 탐지 임계값을 초과하면, 느슨한 바퀴의 존재가 탐지된다.
후속하여, 느슨한 바퀴의 존재에 관한 정보는 송신될 수 있다(도시되지 않음). 이러한 송신은 광학 또는 음향 신호를 통해 운전자에게 발생시킬 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 그것은 자동차의 운전 시스템에 전자적으로 송신될 수 있다. 더욱이, 정보는 정비사가 바퀴를 고정할 준비를 할 수 있도록 폐쇄 차고(close-by garage)에 송신된다고 생각할 수 있다. 이것은 특히 자율 구동 차량의 상황에서 유리하다.
도 3은 도 2의 단계(21)와 같은 제 1 탐지 신호를 결정하는 단계에 대한 예시적인 흐름도를 도시한다.
제 1 탐지 신호는 단계(31)에서 차량의 바퀴의 실제 바퀴 속도와 비교하여 바퀴 속도 신호의 불완전을 나타내는 불완전 신호를 추정함으로써 결정될 수 있다. 불완전의 가능한 원인 중 하나는 센서이다. 센서 불완전은 바퀴 속도 신호에 기초하여 추정될 수 있다. 센서 불완전의 추정은 US 2007/0124053 A1에 개시되어 있다.
톱니 바퀴(5)의 센서 불완전 값
Figure 112017082137610-pct00006
은 바퀴 속도 신호 t(n)로부터 추정될 수 있다.
추정된 센서 불완전 값
Figure 112017082137610-pct00007
은 이전 n-1의 센서 불완전 값 y(n) 및 톱니 바퀴(5)의 현재 회전 n의 가중된 평균값으로서 계산될 수 있다.
가중된 평균값은 예를 들어 다음의 필터 관계에 따라 구현되는 저역 통과 필터에 의해 획득될 수 있다:
Figure 112017082137610-pct00008
(식 2)
Figure 112017082137610-pct00009
(식 3)
여기서, (n mod L) + 1은 샘플 수 n에 대응하는 톱니 바퀴(5)의 톱니(6)의 수이고,
Figure 112017082137610-pct00010
는 대응하는 센서 불완전의 추정값이고, μ는 필터의 망각 인자(forgetting factor)이고, t(n) 및 t(n - 1)는 바퀴 속도 신호의 연속 값이고, L은 톱니 바퀴(5)의 전체 톱니의 수이며, TLAP(n)는 톱니 바퀴(5)의 완전한 회전의 지속 시간이다.
불완전 신호가 추정되면, 바퀴 속도 신호는 일부 실시예에서 불완전에 대해 보정될 수 있다. 따라서, 불완전 보정된 바퀴 속도 신호 ε(n)는 바퀴 속도 신호 t(n) 및 센서 불완전 신호
Figure 112017082137610-pct00011
에 기초하여 계산될 수 있다. 불완전 보정된 센서 신호 ε(n)는 반드시 시간 인스턴스 또는 회전 속도 또는 유사한 양을 나타내는 값을 포함하지는 않는다는 것을 주목하는 것이 중요하다. 그것은 또한 바퀴 속도 신호의 불완전 보정된 미분(derivative)을 적절하게 나타낼 수 있는 임의의 다른 인공적인 양일 수 있다.
일 실시예에서, 불완전 보정된 센서 신호 ε(n)는 다음의 관계식으로부터 획득될 수 있다:
Figure 112017082137610-pct00012
(식 4)
여기서, 상술한 센서 불완전 추정에 관해,
Figure 112017082137610-pct00013
여기서, (n mod L) + 1은 샘플 수 n에 대응하는 톱니 바퀴(5)의 톱니(6)의 수이고,
Figure 112017082137610-pct00014
는 대응하는 센서 불완전의 추정값이고, μ는 필터의 망각 인자이고, t(n) 및 t(n - 1)는 바퀴 속도 신호의 연속 값이고, L은 톱니 바퀴(5)의 전체 톱니의 수이며, TLAP(n)는 톱니 바퀴(5)의 완전한 회전의 지속 시간이다.
부가적으로 또는 대안적으로, 단계(32)에서, 분산(variance)은 제 1 탐지 신호의 결정 동안 계산될 수 있다. 특히, 유한 시간 윈도우 내의 불완전 보정된 바퀴 속도 신호의 분산이 계산될 수 있다. 불완전 보정된 바퀴 속도 신호의 이러한 분산은 유한 시간 윈도우 내의 불완전 보정된 바퀴 속도 신호의 시간적 변화를 나타낸다.
분산을 계산하는 단계(32)는 저역 통과 필터를 사용함으로써 불완전 보정된 센서 신호 ε(n)에 기초하여 분산
Figure 112017082137610-pct00015
을 결정할 수 있다(전체 응용에 걸쳐 사용된 용어 "분산"은 표준 수학적 정의를 지칭하지 않고 분산의 평가값을 지칭한다). 저역 통과 필터는 예를 들어 다음의 관계식에 따라 불완전 보정된 센서 신호 ε(n)의 분산
Figure 112017082137610-pct00016
을 결정할 수 있다:
Figure 112017082137610-pct00017
(식 5)
여기서,
Figure 112017082137610-pct00018
는 불완전 보정된 센서 신호 ε(n)의 저역 통과 필터링된 값이고,
Figure 112017082137610-pct00019
는 불완전 보정된 센서 신호 ε(n)의 제곱
Figure 112017082137610-pct00020
의 저역 통과 필터링된 값이다.
여기서, 저역 통과 필터는 다음의 필터 관계식에 따라 구현될 수 있다:
Figure 112017082137610-pct00021
(식 6)
여기서,
Figure 112017082137610-pct00022
는 분산
Figure 112017082137610-pct00023
의 추정값이고, λ는 필터의 망각 인자이며, ε(n)은 불완전 보정된 센서 신호이다.
그러나, 단단히 고정된 바퀴조차도 불완전 보정된 바퀴 속도 신호의 시간적 변화를 가져올 수 있다. 따라서, 신호는 제 1 기준 신호와 비교된다. 이러한 비교는 특히 단계(33)에서 신호와 제 1 기준 신호의 차이를 계산함으로써 구현될 수 있다. 일반적으로, 제 1 기준 신호를 감산하는 것이 유리할 수 있으며, 반드시 이러한 단계에서 발생하는 것은 아니다. 대안적으로, 그것은 방법의 임의의 다른 단계에서 발생할 수 있다. 예를 들어, 획득된 바퀴 속도 신호로부터 기준 바퀴 속도 신호를 감산함으로써, 유사한 결과가 달성될 수 있다. 어떤 경우, 특히 낮은 기준 신호에 대해, 감산은 필수적이지 않을 수 있고 생략될 수 있다.
느슨한 바퀴 탐지 방법은 느슨한 정도에 관계없이 느슨한 바퀴에 민감할 수 있다. 또한, 약간 느슨한 바퀴를 탐지하기 위한 감도를 획득하기 위해, 제 1 탐지 신호는 시간에 걸쳐 통합될 수 있다. 제 1 탐지 신호를 결정하는 단계는 제 1 누적 합을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 제 1 누적 합은 다음의 관계식에 따라 단계(34)에서 계산될 수 있다:
Figure 112017082137610-pct00024
(식 7)
여기서,
Figure 112017082137610-pct00025
은 누적하여 가산될 입력 신호이고, 우선적으로 센서 불완전 신호의 신호 또는 분산의 차이이며, Drift 및 CounterLimit는 튜닝 파라미터이다.
제 1 탐지 신호를 결정하는 단계는 바람직한 실시예에서 상술한 단계 중 어느 하나 또는 모두를 포함할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 방법 실시예는 제 2 탐지 신호를 결정하는 단계를 포함한다. 도 4는 도 2의 단계(22)와 같은 제 2 탐지 신호를 결정하는 단계에 대한 예시적인 흐름도를 도시한다.
바퀴 속도 신호는 제 2 탐지 신호를 결정하는 단계를 위한 입력으로서 역할을 한다.
바퀴 속도 신호에 기초하여, 대역 통과 필터링된 바퀴 속도 신호는 단계(41)에서 바퀴 속도 신호를 대역 통과 필터링함으로써 계산될 수 있다.
더욱이, 제 2 탐지 신호를 결정하는 단계는 단계(42)에서 유한 시간 윈도우 내에서 분산을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 특히, 일부 실시예에서, 대역 통과 필터링된 바퀴 속도 신호의 분산이 계산될 수 있다. 대역 통과 필터링된 바퀴 속도 신호의 이러한 분산은 대역 통과 필터링된 바퀴 속도 신호의 시간적 변화를 나타낸다.
그러나, 단단히 고정된 바퀴조차도 대역 통과 필터링된 바퀴 속도 신호의 시간적 변화를 가져올 수 있다. 통상적으로, 고정된 바퀴의 이러한 시간적 변화는 느슨한 바퀴의 시간적 변화보다 작다. 따라서, 신호는 제 2 기준 신호와 비교된다. 이러한 비교는 특히 단계(43)에서 이러한 신호와 제 2 기준 신호의 차이를 계산함으로써 구현될 수 있다. 일반적으로, 제 2 기준 신호를 감산하는 것이 유리할 수 있으며, 반드시 이러한 단계에서 발생하는 것은 아니다. 대안적으로, 그것은 방법의 임의의 다른 단계에서 발생할 수 있다. 예를 들어, 획득된 바퀴 속도 신호로부터 기준 바퀴 속도 신호를 감산함으로써, 유사한 결과가 달성될 수 있다. 어떤 경우, 특히 낮은 기준 신호에 대해, 감산은 필수적이지 않을 수 있고 생략될 수 있다.
느슨한 바퀴 탐지 방법은 느슨한 정도에 관계없이 느슨한 바퀴에 민감할 수 있다. 또한, 약간 느슨한 바퀴를 탐지하기 위한 감도를 획득하기 위해, 제 2 탐지 신호는 시간에 걸쳐 통합될 수 있다. 제 1 탐지 신호를 결정하는 단계는 누적 합을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 누적 합은 다음의 관계식에 따라 단계(44)에서 계산될 수 있다:
Figure 112017082137610-pct00026
(식 8)
여기서,
Figure 112017082137610-pct00027
은 누적하여 가산될 입력 신호이고, Drift 및 CounterLimit는 튜닝 파라미터이다.
제 2 탐지 신호를 결정하는 단계는 바람직한 실시예에서 상술한 단계 중 어느 하나 또는 모두를 포함할 수 있다.
탐지 신호를 결정하는 단계는, 도 3 및 도 4를 참조하여 상술한 바와 같이, 하나 이상의 기준 신호의 감산을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 기준 신호는 시간에 걸친 상수(constant over time)일 수 있다. 이러한 상수는, 예를 들어, 경험적으로 결정될 수 있거나, 당업자에 의해 선택되는 설계 파라미터 또는 임의의 다른 적절한 상수일 수 있다.
대안적으로, 기준 신호는 차량의 추가의 바퀴의 바퀴 속도를 나타내는 바퀴 속도 신호에 기초하여 결정된 신호일 수 있다. 이러한 실시예에서, 모든 바퀴가 똑같이 느슨하지 않으면, 즉 하나의 바퀴가 적어도 다른 바퀴보다 다소 느슨한 한(매우 작은 차이가 있더라도) 느슨한 바퀴를 탐지할 수 있다. 이론적으로, 모든 바퀴가 똑같이 느슨해지는 것도 가능할 것 같다. 그러나, 이것은 단지 오히려 짧은 기간 동안의 경우일 것이다. 모든 바퀴가 동일하게 느슨한 순간/상황을 가정하면, 순방향으로 움직이는 차량의 왼쪽에 있는 바퀴의 볼트는 이러한 바퀴의 회전 방향으로 인해 나사가 풀릴 것이지만, 차량의 오른쪽에 있는 바퀴의 볼트는 나사가 풀리지 않을 것이다. 결과적으로, 적어도 차량의 왼쪽에 있는 적어도 느슨한 바퀴(들)가 탐지될 것이다.
일정한 기준 신호와 가변 기준 신호 사이의 선택은 당업자에게 맡긴다. 또한, 당업자는 바퀴의 수, 속도, 도로 조건 등과 같은 외부 변수에 따라 일정한 기준 신호와 가변 기준 신호 사이에서 선택하는 방법을 구현할 수 있다.
또한, 제 1 기준 신호(일정하거나 가변적임)의 성질은 제 2 기준 신호의 성질과 무관할 수 있다. 예를 들어, 실시예는 제 1 기준 신호가 추가의 바퀴 상의 바퀴 속도 센서로부터의 바퀴 속도 신호에 기초한 가변 기준 신호이지만, 제 2 기준 신호는 일정한 기준 신호이거나 그 반대일 수 있다.
가능한 구현으로서, 컴퓨팅 디바이스에서 실행될 때, 본 명세서에서 설명된 방법 단계 또는 기능 중 어느 하나 또는 모두를 수행하기 위해 프로세서를 제어하도록 배치된 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다.
설명된 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품의 실시예는 프로그램 코드를 저장하거나 인코딩할 수 있는 임의의 머신 판독 가능 매체를 포함한다. 따라서 용어 "머신 판독 가능 매체"는 고체 상태 메모리, 광학 및 자기 저장 매체 및 반송파 신호를 포함하지만 이에 제한되지 않는 것으로 취해져야 한다. 프로그램 코드는 머신 코드 또는 다른 코드일 수 있으며, 이러한 다른 코드는 C++와 같은 고 레벨의 프로그래밍 언어, 또는 임의의 다른 적절한 명령형 또는 함수형 프로그래밍 언어의 소스 코드 또는 가상 머신 코드와 같이 컴파일 및/또는 해석에 의해 머신 코드로 변환될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 설명에 따라 방법을 수행하기 위해 데이터 처리 장치를 제어하거나 지시하도록 고안된 프로그램 코드 또는 다른 수단이 제공된 데이터 캐리어를 포함할 수 있다. 이러한 방법을 실행하는 데이터 처리 장치는 통상적으로 중앙 처리 유닛, 데이터 저장 수단 및 신호 또는 파라미터 값을 위한 I/O 인터페이스를 포함한다.
도 2 내지 도 4와 관련하여 상술한 방법 실시예에 부가하여, 시스템 실시예가 개시된다. 본 발명의 교시에 따른 시스템 실시예는 통상적으로 하나 이상의 방법 실시예를 수행할 수 있다. 시스템 실시예는 바퀴 속도 신호(t(n)) 및 제 1 기준 신호에 기초하여 제 1 탐지 신호를 결정하도록 구성되고, 바퀴 속도 신호(t(n)) 및 제 2 기준 신호에 기초하여 제 1 탐지 신호를 결정하도록 구성되며, 다음의 조건 중 적어도 하나가 충족될 경우에, 즉 (a) 제 1 탐지 신호는 제 1 탐지 임계값을 초과하거나, (b) 제 2 탐지 신호는 제 2 탐지 임계값을 초과하는 경우에, 차량의 바퀴가 느슨한 바퀴임을 결정하도록 구성된 차량의 바퀴의 바퀴 속도를 나타내는 바퀴 속도 신호 (t(n))를 획득하도록 구성된다.

Claims (14)

  1. 차량의 느슨한 바퀴를 탐지하는 방법에 있어서,
    차량의 바퀴의 바퀴 속도를 나타내는 바퀴 속도 신호(t(n))를 획득하는 단계,
    상기 바퀴 속도 신호(t(n)) 및 제 1 기준 신호에 기초하여 제 1 탐지 신호를 결정하는 단계,
    상기 바퀴 속도 신호(t(n)) 및 제 2 기준 신호에 기초하여 제 2 탐지 신호를 결정하는 단계,
    다음의 조건 중 적어도 하나가 충족되는 경우:
    상기 제 1 탐지 신호가 제 1 탐지 임계값을 초과하는 경우,
    상기 제 2 탐지 신호가 제 2 탐지 임계값을 초과하는 경우에 상기 차량의 바퀴가 느슨한 바퀴인 것으로 결정하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 탐지 신호를 결정하는 단계는 상기 차량의 바퀴의 실제 바퀴 속도와 비교하여 상기 바퀴 속도 신호(t(n))의 불완전을 나타내는 불완전 신호
    Figure 112019004908702-pct00045
    를 상기 바퀴 속도 신호(t(n))로부터 추정하는 단계를 포함하는, 차량의 느슨한 바퀴를 탐지하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 바퀴 속도 신호(t(n))는 상기 차량의 바퀴의 상기 바퀴 속도를 감지하는 바퀴 속도 센서로부터 획득되고,
    상기 불완전 신호
    Figure 112019004908702-pct00029
    를 추정하는 단계는 상기 바퀴 속도 센서의 센서 불완전을 나타내는 센서 불완전 값
    Figure 112019004908702-pct00030
    를 추정하는 단계를 포함하는, 차량의 느슨한 바퀴를 탐지하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 센서 불완전 값
    Figure 112017082137610-pct00031
    은 상기 바퀴 속도 센서의 회전 요소의 이전 및 현재 회전 수(n)의 센서 불완전 값(y(n))의 가중된 평균치인, 차량의 느슨한 바퀴를 탐지하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 불완전 신호
    Figure 112017082137610-pct00032
    를 추정하는 단계는 다음의 필터 관계식에 따라 저역 통과 필터링하는 단계를 더 포함하며,
    Figure 112017082137610-pct00033
    ,
    Figure 112017082137610-pct00034

    Figure 112017082137610-pct00035
    은 센서 불완전의 추정값이고, μ는 필터의 망각 인자이고, t(n) 및 t(n - 1)는 바퀴 속도 신호이고, L은 회전 요소의 전체 톱니의 수이며, TLAP(n)는 회전 요소(5)의 완전한 회전의 지속 시간인, 차량의 느슨한 바퀴를 탐지하는 방법.
  6. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 탐지 신호를 결정하는 단계는 상기 바퀴 속도 신호(t(n)) 및 상기 불완전 신호
    Figure 112019044986241-pct00036
    로부터 불완전 보정된 바퀴 속도 신호(ε(n))를 결정하는 단계를 포함하는, 차량의 느슨한 바퀴를 탐지하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 탐지 신호를 결정하는 단계는 다음의 단계:
    유한 시간 윈도우 내에서 제 1 분산을 계산하는 단계,
    상기 제 1 기준 신호와의 차이를 계산하는 단계,
    다음의 관계식에 따라 제 1 누적 합을 계산하는 단계 중 적어도 하나를 포함하며:
    Figure 112019004908702-pct00037

    Drift 및 CounterLimit는 튜닝 파라미터인, 차량의 느슨한 바퀴를 탐지하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 탐지 신호를 계산하는 단계는 다음의 단계:
    상기 바퀴 속도 신호를 대역 통과 필터링하는 단계,
    유한 시간 윈도우 내에서 제 2 분산을 계산하는 단계,
    상기 제 2 기준 신호와의 차이를 계산하는 단계,
    다음의 관계식에 따라 제 2 누적 합을 계산하는 단계 중 적어도 하나를 포함하며:
    Figure 112019004908702-pct00038

    Drift 및 CounterLimit는 튜닝 파라미터인, 차량의 느슨한 바퀴를 탐지하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 또는 제 2 기준 신호 중 적어도 하나는 상수인, 차량의 느슨한 바퀴를 탐지하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 또는 제 2 기준 신호 중 적어도 하나는 차량의 추가의 바퀴의 바퀴 속도를 나타내는 바퀴 속도 신호에 기초하여 결정되는, 차량의 느슨한 바퀴를 탐지하는 방법.
  11. 컴퓨팅 디바이스에서 실행될 때, 제 6항의 단계를 수행하도록 컴퓨터에서 독출가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  12. 처리 유닛을 포함하는 느슨한 바퀴를 탐지하는 시스템에 있어서,
    상기 처리 유닛은,
    차량의 바퀴의 바퀴 속도를 나타내는 바퀴 속도 신호(t(n))를 획득하고,
    상기 바퀴 속도 신호(t(n)) 및 제 1 기준 신호에 기초하여 제 1 탐지 신호를 결정하고,
    상기 바퀴 속도 신호(t(n)) 및 제 2 기준 신호에 기초하여 제 2 탐지 신호를 결정하며,
    다음의 조건 중 적어도 하나가 충족되는 경우:
    상기 제 1 탐지 신호가 제 1 탐지 임계값을 초과하는 경우,
    상기 제 2 탐지 신호가 제 2 탐지 임계값을 초과하는 경우에 상기 차량의 바퀴가 느슨한 바퀴인 것으로 결정하도록 구성되되,
    상기 처리 유닛은 다음의 구성 요소:
    바퀴 속도 센서 신호를 획득하도록 구성되고, 상기 차량의 바퀴의 실제 바퀴 속도와 비교하여 상기 바퀴 속도 신호(t(n))의 불완전을 나타내는 불완전 신호
    Figure 112019004908702-pct00046
    를 상기 바퀴 속도 신호(t(n))로부터 추정하도록 구성되는 불완전 추정 섹션,
    불완전 신호 보정 섹션,
    상기 바퀴 속도 센서 신호를 획득하도록 구성된 대역 통과 필터,
    분산 계산 섹션,
    누적 합 결정 섹션,
    느슨한 바퀴의 존재 또는 부재를 결정하도록 구성된 판정 섹션 중 적어도 하나를 포함하는, 느슨한 바퀴를 탐지하는 시스템.
  13. 삭제
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 차량의 바퀴의 상기 바퀴 속도를 감지하기 위한 바퀴 속도 센서를 더 포함하는, 느슨한 바퀴를 탐지하는 시스템.
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