KR102518652B1 - 간접식 타이어 압력 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어마다 타이어 압력 센서를 설치하지 않고도 타이어의 압력을 모니터링할 수 있으면서도 저압이 발생한 위치를 알 수 있도록 한 간접식 타이어 압력 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 간접식 타이어 압력 모니터링 시스템은, 각 바퀴(2)마다 설치되는 휠 스피드 센서(12)와, 상기 바퀴(2)의 표면과의 사이의 거리(D)를 측정하는 초음파 센서(14)와, 각 바퀴(2)의 속도를 입력받고, 상기 초음파 센서(14)로부터 입력된 상기 바퀴(2)의 표면과 상기 휠 하우징(3) 사이의 거리를 입력받는 처리부(11)를 포함하고, 본 발명에 따른 간접식 타이어 압력 모니터링 방법은, 상기 휠 스피드 센서(12)로부터 입력된 각 바퀴(2)의 속도로 상기 차량(1)이 정차중인지를 판단하는 차량 정차 판단 단계(S120)와, 상기 차량(1)이 정차가 아니면, 각 바퀴(2)의 상대 속도를 연산하는 휠속 연산 단계(S131)와, 상기 초음파 센서(14)들로부터 상기 휠 하우징(3)과 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리를 입력받는 주행중 초음파 센서값 획득 단계(S132)와, 상기 바퀴(2)들 중에서 어느 하나의 바퀴(2)가 나머지 바퀴(2)보다 속도가 빠르면서 휠 하우징(3) 사이의 거리가 감소하면, 타이어의 압력이 감소한 것으로 판단하는 주행중 타이어 저압 판단 단계(S140)를 포함한다.

Description

간접식 타이어 압력 모니터링 시스템 및 방법{INDIRECT TYPE TIRE PRESSURE MONITORING SYSTEM AND MONITORING METHOD FOR TIRE PRESSURE USING THE SYSTEM}
본 발명은 차량의 타이어의 압력을 모니터링하는 타이어 압력 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타이어마다 타이어 압력 센서를 설치하지 않고도 타이어의 압력을 모니터링할 수 있으면서도 저압이 발생한 위치를 알 수 있도록 한 간접식 타이어 압력 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근에는 차량의 타이어의 압력을 감지하여, 타이어 압력이 부족한 경우, 이를 운전자에게 경고하는 타이어 압력 모니터링 시스템(TPMS; Tire Pressure Monitoring System)이 보편화되고 있다.
상기 타이어 압력 모니터링 시스템은 직접 타이어의 압력을 모니터링하는 직접식과 압력센서를 사용하지 않고 타이어의 압력을 추정하는 간접식으로 분류될 수 있다.
직접식 타이어 압력 모니터링 시스템은 각 타이어마다 센서어셈블리를 설치하고, 차체에 리시버를 설치하여, 상기 압력센서와 상기 리시버 간의 통신을 통하여 각 타이어의 압력을 모니터링한다. 상기 직접식 타이어 압력 모니터링 시스템은 각 타이어의 압력을 직접 센싱하므로, 타이어의 압력을 정확하게 측정할 수 있고, 저압이 발생한 타이어의 위치도 함께 파악할 수 있는 장점이 있지만, 상기 센서어셈블리와 상기 리시버간의 통신이 원활하지 않은 경우, 타이어 압력을 제대로 모니터링하지 못하는 문제점이 있다. 상기 타이어에 설치되는 센서어셈블리에는 온도/압력/가속도 센서와 내장배터리가 설치되는데, 상기 내장배터리가 방전되는 경우, 상기 센서어셈블리의 출력신호가 약해져 상기 리시버에서 상기 센서어셈블리에 측정한 값을 제대로 수신하지 못할 수 있다. 또한, 외부 또는 차량 내부에서 발생하는 각종 노이즈에 의해서 상기 리시버의 수신성능이 저하될 수 있다. 아울러, 각 타이어마다 상기 센서어셈블리를 장착해야 하기 때문에 제조원가가 상승할 수 밖에 없다.
간접식 타이어 압력 모니터링 시스템은 각 차륜에 설치된 휠스피드센서와 ESC(Electronic Stability Control, 차제 자세 제어 시스템)의 로직을 이용하여, 각 바퀴의 상대속도 및 타이어 반경의 변화량을 추정함으로써, 기준 값 대리 휠 속 변화량에 따른 상대적인 값으로 타이어의 압력을 감지한다. 그러나, 상기 간접식 타이어 압력 모니터링 시스템은 실제 타이어의 압력을 측정하는 센서가 구비되지 않고 각 바퀴의 상대속도를 이용하기 때문에 정차시 타이어의 압력을 모니터링 할 수 없고, 타이어의 마모정도, 노면 상태 등 외부 환경적 요인에 의해 측정된 타이어 압력의 정확성이 낮은 문제점이 있다. 또한, 실제 저압이 발생한 타이어의 위치도 파악하기 어려워 저압 표시만 가능하다.
한편, 하기의 선행기술문헌에는 '타이어 공기압력 모니터링 장치와 외부 통신장치’에 관한 기술이 개시되어 있다.
KR 10-2001-0039539 A
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 간접식 타이어 압력 모니터링 시스템을 적용하여 원가가 낮으면서도, 저압이 발생한 타이어의 위치를 파악할 수 있고, 정차시에도 타이어의 압력을 모니터링할 수 있는 간접식 타이어 압력 모니터링 시스템 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 간접식 타이어 압력 모니터링 시스템은, 차량에 설치된 각 바퀴의 속도를 측정하기 위해 각 바퀴마다 설치되는 휠 스피드 센서와, 상기 차량의 각 휠 하우징의 내부에 설치되고 상기 휠 하우징과 상기 바퀴의 표면과의 사이의 거리를 측정하는 초음파 센서와, 상기 휠 스피드 센서로 측정한 각 바퀴의 속도를 입력받고, 상기 초음파 센서로부터 입력된 상기 바퀴의 표면과 상기 휠 하우징 사이의 거리를 입력받는 처리부를 포함하고, 상기 처리부는 주행중 어느 하나의 바퀴가 나머지 바퀴보다 속도가 빠르면서 휠 하우징 사이의 거리가 감소하면, 해당 바퀴)의 타이어의 압력이 감소한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 처리부는, 상기 차량이 정차중이면, 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리 변화가 미리 설정된 타이어 저압 판단 기준값보다 큰 지를 판단하고, 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리가 상기 타이어 저압 판단 기준값보다 크면, 해당 바퀴의 타이어가 저압인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 차량에 승객이 탑승하거나 짐이 적재되었는지를 감지하여 상기 처리부로 출력하는 차량중량변화감지부를 더 포함하고, 상기 처리부는 상기 차량중량변화감지부로부터 상기 차량에 승객이 탑승하지 않거나 짐이 적재되지 않은 것으로 판단되면, 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리 변화로 정차중 타이어의 저압을 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 처리부는, 상기 초음파 센서가 정상인 것으로 판단되면, 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리로 상기 타이어의 저압을 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 처리부는, 상기 초음파 센서에 이상이 발생한 것으로 판단되면, 상기 바퀴들의 속도차이만으로 상기 차량에 장착된 바퀴 중 어느 하나의 바퀴에서 타이어의 압력이 저하된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 처리부와 연결되고, 상기 처리부에서 타이어의 압력이 감소한 것으로 판단하면, 상기 타이어의 압력이 감소하였음을 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 간접식 타이어 압력 모니터링 방법은, 차량이 키온(Key ON)되거나 시동되면, 상기 차량의 각 바퀴에 설치된 휠 스피드 센서로부터 입력된 각 바퀴의 속도로 상기 차량이 정차중인지를 판단하는 차량 정차 판단 단계와, 상기 차량이 정차가 아니면, 각 바퀴의 상대 속도를 연산하는 휠속 연산 단계와, 상기 차량의 휠 하우징에 설치된 초음파 센서들로부터 상기 휠 하우징과 상기 바퀴의 표면 사이의 거리를 입력받는 주행중 초음파 센서값 획득 단계와, 상기 바퀴들 중에서 어느 하나의 바퀴가 나머지 바퀴보다 속도가 빠르면서 휠 하우징 사이의 거리가 감소하면, 해당 바퀴의 타이어의 압력이 감소한 것으로 판단하는 주행중 타이어 저압 판단 단계와, 어느 하나의 바퀴의 타이어 압력이 감소한 것으로 판단되면, 이를 운전자에게 경고하는 주행중 저압 경고 단계를 포함한다.
상기 주행중 타이어 저압 판단 단계와 상기 주행중 저압 경고 단계 사이에는 상기 초음파 센서가 정상인지를 판단하는 초음파 센서 정상 판단 단계를 더 포함하고, 상기 초음파 센서 정상 판단 단계에서 상기 초음파 센서가 정상인 것으로 판단되면, 상기 주행중 저압 경고 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 초음파 센서 정상 판단 단계에서 상기 초음파 센서가 정상이 아닌 것으로 판단되면, 상기 바퀴들의 속도차이만으로 차량에 장착된 바퀴 중 어느 하나의 바퀴에서 타이어의 압력이 저하된 것으로 판단하는 페일-세이프 운용 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
초음파 센서 정상 판단 단계에서는 상기 초음파 센서와 상기 바퀴 사이의 거리가 직전에 획득한 상기 초음파 센서와 상기 바퀴 사이의 거리에 비하여 정해진 변화량 이상으로 급격히 변하면서, 상기 차량의 바퀴들의 속도와 각 바퀴 사이의 상대 속도의 차이가 없으면, 상기 초음파 센서가 정상이 아닌 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 주행중 타이어 저압 판단 단계에서 상기 바퀴의 타이어의 압력이 모두 정상이면, 차량 정차 판단 단계로 리턴되는 것을 특징으로 한다.
상기 차량 정차 판단 단계에서 상기 차량이 정차중인 것으로 판단되면, 상기 초음파 센서들로부터 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리를 입력받는 정차중 초음파 센서값 획득 단계와, 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리 변화가 상기 차량이 정차시 상기 타이어의 저압을 판단하도록 미리 설정된 타이어 저압 판단 기준값보다 큰 지를 판단하는 정차중 타이어 저압 판단 단계와, 상기 정차중 타이어 저압 판단 단계에서, 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리 변화가 상기 타이어 저압 판단 기준값보다 크면, 상기 타이어가 저압임을 운전자에게 경고하는 정차중 저압 경고 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 정차중 저압 경고 단계에서, 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리 변화가 상기 타이어 저압 판단 기준값보다 크지 않으면, 상기 차량 정차 판단 단계로 리턴되는 것을 특징으로 한다.
상기 정차중 타이어 저압 판단 단계와 상기 정차중 저압 경고 단계 사이에는, 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리의 변화가 상기 타이어 압력의 저하를 정상적으로 모니터링할 수 없는 것으로 미리 설정된 페일-세이프 진입 기준값보다 큰 지를 판단하는 페일 세이프 진입 판단 단계를 더 포함하고, 상기 페일 세이프 진입 판단 단계에서 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리의 변화가 페일-세이프 진입 기준값보다 크지 않으면, 상기 정차중 저압 경고 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 정차중 타이어 저압 판단 단계와 상기 페일 세이프 진입 판단 단계 사이에는, 상기 차량에 승객이 탑승하거나 짐을 적재된 상태인지를 판단하는 차량 중량 변경 판단 단계를 더 포함하고, 상기 차량 중량 변경 판단 단계에서, 상기 차량에 승객과 짐이 없는 것으로 판단되면, 상기 페일 세이프 진입 판단 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 차량 중량 변경 판단 단계에서, 상기 차량에 승객이 탑승하거나 짐이 적재된 것으로 판단되면, 상기 휠속 연산 단계로 리턴되는 것을 특징으로 한다.
상기 페일 세이프 진입 판단 단계에서 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리 변화가 상기 페일-세이프 진입 기준값보다 크면, 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리 변화가 상기 타이어에 이상이 있는 것으로 미리 설정된 타이어 이상 판단 기준값보다 작은지를 판단하는 타이어 이상 판단 단계를 더 포함하고, 상기 타이어 이상 판단 단계에서 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리 변화가 상기 타이어 이상 판단 기준값보다 작으면, 상기 바퀴들의 속도차이만으로 차량에 장착된 바퀴 중 어느 하나의 바퀴에서 타이어의 압력이 저하된 것으로 판단하는 페일-세이프 운용 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 타이어 이상 판단 단계에서 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리 변화가 상기 타이어 이상 판단 기준값보다 작지 않으면, 상기 타이어의 점검을 운전자에게 경고하는 타이어 점검 경고 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 페일-세이프 운용 단계는, 상기 초음파 센서의 이상을 고장코드로 기록하는 고장코드 기록 단계와, 상기 바퀴들의 속도차이만으로 상기 차량에 장착된 바퀴 중 어느 하나의 바퀴에서 타이어의 압력이 저하된 것으로 판단하는 비상시 저압 감지 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 페일-세이프 진입 기준값은 상기 타이어 저압 판단 기준값 보다 크게 설정되고, 상기 타이어 이상 판단 기준값은 상기 페일-세이프 진입 기준값 보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 간접식 타이어 압력 모니터링 시스템 및 방법에 따르면, 간접식으로 타이어의 압력을 모니터링하기 때문에 타이어의 압력을 직접 측정하기 위한 센서가 필요없어 차량의 제조원가가 절감된다.
또한, 초음파센서를 이용하여 휠하우징과 타이어와의 거리를 측정함으로써, 정차중에도 타이어의 압력을 모니터링할 수 있다.
아울러, 저압이 발생한 타이어의 위치를 파악할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 간접식 타이어 압력 모니터링 시스템 및 방법을 위해 차량에 휠센서서와 초음파센서가 설치된 상태를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 간접식 타이어 압력 모니터링 시스템 및 방법에서 초음파 센서와 타이어간의 거리를 측정하는 상태를 도시한 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 간접식 타이어 압력 모니터링 시스템을 도시한 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 간접식 타이어 압력 모니터링 방법을 도시한 순서도.
도 5는 본 발명에 따른 간접식 타이어 압력 모니터링 방법에서 초음파 센서의 오류시 페일-세이프과정을 도시한 순서도.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 간접식 타이어 압력 모니터링 시스템 및 방법에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 간접식 타이어 압력 모니터링 시스템은, 차량(1)에 설치된 각 바퀴의 속도를 측정하기 위해 각 바퀴(2)마다 설치되는 휠 스피드 센서(12)와, 상기 차량(1)의 각 휠 하우징(3)의 내부에 설치되고 상기 휠 하우징(3)과 상기 바퀴(2)의 표면과의 사이의 거리(D)를 측정하는 초음파 센서(14)와, 상기 휠 스피드 센서(12)로 측정한 각 바퀴(2)의 속도를 입력받고, 상기 초음파 센서(14)로부터 입력된 상기 바퀴(2)의 표면과 상기 휠 하우징(3) 사이의 거리를 입력받는 처리부(11)를 포함한다.
휠 스피드 센서(12)는 차량(1)에 설치된 각 바퀴(2)의 속도를 측정하기 위해 각 바퀴(2)마다 설치된다. 상기 휠 스피드 센서(12)는 상기 바퀴(2)의 속도를 지속적으로 측정한다.
초음파 센서(14)는 상기 차량(1)의 각 휠 하우징(3)의 내부에 설치된다. 상기 초음파 센서(14)는 상기 휠 하우징(3)과 상기 바퀴(2)의 표면과의 사이의 거리(D)를 측정한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 휠 하우징(3)의 안쪽에 상기 바퀴(2)의 타이어에 수직하게 설치된다. 상기 초음파 센서(14)는 상기 초음파 센서(14)와 상기 타이어의 트레드 사이의 거리(D)를 지속적으로 측정한다.
처리부(11)는 상기 휠 스피드 센서(12)와 상기 초음파 센서(14)로부터 입력되는 값을 이용하여 상기 바퀴(2) 중에서 저압이 발생한 타이어가 있는 지를 판단한다. 상기 처리부(11)는 자체 제어 시스템, 예컨대 ESC(Electronic Stability Control) 유닛이 될 수 있다.
상기 처리부(11)는 상기 휠 스피드 센서(12)를 이용하여 상기 각 바퀴(2)의 상대 속도를 이용하여, 주행중 타이어의 저압을 판단한다. 또한, 상기 처리부(11)는 상기 초음파 센서(14)를 이용하여, 상기 정차시 타이어의 저압을 판단하고, 주행중에는 저압 발생시 저압이 발생한 바퀴(2)의 위치를 판단하는데 사용된다.
상기 처리부(11)는 주행중 어느 하나의 바퀴(2)가 나머지 바퀴(2)보다 속도가 빠르면서 휠 하우징(3) 사이의 거리가 감소하면, 해당 바퀴)의 타이어의 압력이 감소한 것으로 판단한다. 또한, 상기 처리부는 상기 차량(1)이 정차중이면, 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리 변화(ΔD)가 미리 설정된 타이어 저압 판단 기준값(A)보다 크면, 해당 바퀴(2)의 타이어가 저압인 것으로 판단한다.
상기 처리부(11)는 상기 초음파 센서(14)가 정상이면, 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리로 상기 타이어의 저압을 판단하지만, 상기 초음파 센서(14)에 이상이 발생하면, 상기 바퀴(2)들의 속도차이만으로 상기 차량(1)에 장착된 바퀴(2) 중 어느 하나의 바퀴(2)에서 타이어의 압력이 저하된 것으로 판단한다. 상기 처리부(11)는 상기 초음파 센서(14)에 이상이 발생하면, 이를 고장코드로 기록하고, 이를 별도의 표시수단을 이용하여 운전자에게 경고할 수 있다.
상기 처리부(11)는 후술되는 간접식 타이어 압력 모니터링 방법에 기재된 기능을 수행한다.
표시부(13)는 상기 처리부(11)에서 타이어 압력의 저하가 감지된 경우, 이를 운전자에게 경고하도록 표시한다. 상기 표시부(13)는 타이어 압력의 저하가 감지된 경우, 저압이 발생한 바퀴의 위치까지 감지된 경우에는 상기 차량(1)의 바퀴(2) 중에서, 저압이 발생한 바퀴(2)도 함께 표시한다. 만약, 어느 바퀴(2)에서 저압이 발생했는지를 판단할 수 없는 경우에는 타이어의 압력이 저하되었다는 것만 표시하도록 한다. 한편, 상기 표시부(13)는 상기 초음파 센서(14)에 이상이 발생한 경우, 상기 타이어의 저압을 표시하는 것과 다른 방식으로 상기 초음파 센서(14)의 이상을 표시하는 표시수단이 될 수 있다.
차량중량변화감지부(15)는 상기 차량(1)에 승객이 탑승하였는지 또는 짐이 적재되어 있는 지를 감지하여, 상기 처리부(11)로 출력한다. 상기 차량중량변화감지부(15)는 정차시 승객의 탑승 또는 짐의 적재에 의해 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리가 감소하는 경우, 이를 감지하도록 한다. 승객이 탑승하거나 짐이 적재되어 상기 차량(1)의 하중이 증가하는 경우도 상기 타이어의 저압이 발생한 경우와 같이 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리가 감소하는데, 이를 서로 구별하기 위해 적용된다. 즉, 상기 처리부(11)가 상기 차량중량변화감지부(15)로부터 상기 차량(1)에 승객이 탑승하지 않거나 짐이 적재되지 않은 것으로 감지되면, 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리 변화(ΔD)로 정차중 타이어의 저압을 판단하여, 상기 거리 변화(ΔD)가 상기 타이어 저압 판단 기준값(A)보다 크면 타이어의 저압을 판단한다.
상기 차량중량변화감지부(15)는 승객감지 시스템(ODS, Occupant　Detection System)이 될 수 있다.
이하에서는 도 4를 이용하여 본 발명에 따른 간접식 타이어 압력 모니터링 방법을 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 간접식 타이어 압력 모니터링 방법은, 차량(1)이 키온(Key ON)되거나 시동되면(S110), 상기 차량(1)의 각 바퀴(2)에 설치된 휠 스피드 센서(12)로부터 입력된 각 바퀴(2)의 속도로 상기 차량(1)이 정차중인지를 판단하는 차량 정차 판단 단계(S120)와, 상기 차량(1)이 정차가 아니면, 각 바퀴(2)의 상대 속도를 연산하는 휠속 연산 단계(S131)와, 상기 차량(1)의 휠 하우징(3)에 설치된 초음파 센서(14)들로부터 상기 휠 하우징(3)과 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리를 입력받는 주행중 초음파 센서값 획득 단계(S132)와, 상기 바퀴(2)들 중에서 어느 하나의 바퀴(2)가 나머지 바퀴(2)보다 속도가 빠르면서 휠 하우징(3) 사이의 거리가 감소하면, 해당 바퀴(2)의 타이어의 압력이 감소한 것으로 판단하는 주행중 타이어 저압 판단 단계(S140)와, 어느 하나의 바퀴(2)의 타이어 압력이 감소한 것으로 판단되면, 이를 운전자에게 경고하는 주행중 저압 경고 단계(S191)를 포함한다.
타이어 압력 모니터 개시 단계(S110)는 차량이 키온(Key On) 되거나, 시동됨으로써, 자동으로 상기 차량(1)의 타이어의 압력을 모니터링하기 위한 로직이 수행되는 단계이다.
차량 정차 판단 단계(S120)는 상기 차량(1)의 정차 중인 지를 판단한다. 상기 차량(1)이 정차중일 때에는 타이어 압력을 모니터링시 상기 휠 스피드 센서(12)를 이용할 수 없으므로, 상기 차량의 정차 여부를 판단하여, 상기 휠 스피드 센서(12)와 상기 초음파 센서(14)를 이용하여 상기 타이어의 압력을 모니터링 할 것인지(주행시), 상기 초음파 센서(14)만으로 상기 타이어의 압력을 모니터링 할 것인지(정차시)를 결정하기 위해 상기 차량(1)의 정차 여부를 판단한다.
휠속 연산 단계(S131)는 상기 차량(1)이 정차가 아닌 것으로 판단된 경우, 각 바퀴(2)의 상대 속도를 연산한다. 상기 휠 스피드 센서(12)로 입력되는 값으로부터 상기 각 바퀴(2)의 상대속도를 연산한다. 압력이 저하된 타이어는 반경이 감소하므로, 정상인 타이어에 비하여 더 빠르게 회전하게 되므로, 각 바퀴(2)의 상대속도를 연산한다.
주행중 초음파 센서값 획득 단계(S132)는 상기 차량이 주행중일 때, 상기 차량(1)의 휠 하우징(3)에 설치된 초음파 센서(14)들로부터 상기 휠 하우징(3)과 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리를 처리부(11)가 입력받는다.
주행중 타이어 저압 판단 단계(S140)는 주행중인 상기 차량(1)에서 압력이 저하된 타이어가 있는지를 판단한다. 상기 주행중 타이어 저압 판단 단계(S140)에서는 어느 하나의 바퀴(2)가 나머지 바퀴(2)보다 속도가 빠르면서 휠 하우징(3) 사이의 거리가 감소하면, 해당 바퀴(2)의 타이어의 압력이 감소한 것으로 판단한다.
만약, 상기 주행중 타이어 저압 판단 단계(S140)에서 상기 차량(1)의 모든 바퀴(2)에서 압력 저하가 발생하지 않았다면, 상기 차량 정차 판단 단계(S120)로 리턴된다.
주행중 저압 경고 단계(S191)는 상기 주행중 타이어 저압 판단 단계(S140)에서 어느 하나의 바퀴(2)의 타이어 압력이 감소한 것으로 판단되면, 이를 운전자에게 경고한다. 클러스터에 타이어가 저압임을 표시하거나, 저압이 발생한 위치까지 함께 표시할 수 있다.
한편, 상기 주행중 타이어 저압 판단 단계(S140)와 상기 주행중 저압 경고 단계(S191) 사이에는 상기 초음파 센서(14)가 정상인지를 판단하는 초음파 센서 정상 판단 단계(S150)가 수행되는 것이 바람직하다. 상기 초음파 센서(14)는 상기 휠 하우징(3)에 설치되는 바, 주행 중 노면으로부터 각종 이물질에 노출되어 있다. 예컨대, 상기 초음파 센서(14)에 이물질이 묻는다면, 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리(D)가 급격하게 감소하게 되므로, 이를 타이어의 저압으로 판단할 수 있으므로, 정상적으로 타이어 압력을 모니터링할 수 없게 된다.
상기 초음파 센서 정상 판단 단계(S150)에서는 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2) 사이의 거리(D)가 직전에 획득한 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2) 사이의 거리(D)에 비하여 정해진 변화량(ΔD) 이상으로 급격히 변하면서, 상기 차량의 바퀴(2)들의 속도와 각 바퀴(2) 사이의 상대 속도의 차이가 없으면, 상기 초음파 센서(14)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기 초음파 센서 정상 판단 단계(S150)에서 상기 초음파 센서(14)가 정상이면, 상기 주행중 저압 경고 단계(S191)가 수행되고, 상기 초음파 센서(14)에서 정상이 아니라면, 후술되는 페일-세이프 운용 단계(S180)가 수행된다.
한편, 상기 차량 정차 판단 단계(S120)에서 상기 차량이 정차중인 것으로 판단되면, 상기 초음파 센서(14)들로부터 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리(D)를 입력받는 정차중 초음파 센서값 획득 단계(S161)가 수행된다. 상기 정차중 초음파 센서값 획득 단계(S161)에서는 처리부가 각 초음파 센서(14)들로부터 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리(D)를 입력받는다.
정차중 타이어 저압 판단 단계(S162)는 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리 변화(ΔD)가 상기 차량(1)이 정차시 상기 타이어의 저압을 판단하도록 미리 설정된 타이어 저압 판단 기준값(A)보다 큰 지를 판단한다. 상기 정차중 타이어 저압 판단 단계(S162)에서는 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리 변화(ΔD)가 상기 타이어 저압 판단 기준값(A)보다 크면 타이어에 저압을 발생된 것으로 판단할 수 있다.
차량 중량 변경 판단 단계(S171)는 상기 정차중 타이어 저압 판단 단계(S162)에서 타이어에 저압이 발생된 것으로 판단되는 경우, 즉, 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리 변화(ΔD)가 상기 타이어 저압 판단 기준값(A)보다 큰 경우에 수행된다. 상기 차량 중량 변경 판단 단계(S171)에서는 상기 차량중량변화감지부(15)를 통하여, 정차중인 차량에 승객이 탑승하고 있는지 또는 짐이 적재되어 있는지를 판단한다.
만약, 상기 차량 중량 변경 판단 단계(S171)에서, 상기 차량(1)에 승객이 탑승하거나 짐이 적재된 것으로 판단되면, 상기 휠속 연산 단계(S131)로 리턴된다. 상기 차량이 정차된 상태에서, 승객이나 짐이 있으면, 상기 초음파 센서(14)로 측정한 값이 상기 승객이나 짐에 의한 것인지, 아니면 상기 타이어의 저압에 의한 것인지 명확하지 않으므로, 주행중 타이어 저압을 판단하도록 상기 휠속 연산 단계(S131)로 리턴된다.
페일 세이프 진입 판단 단계(S172)는 상기 차량 중량 변경 판단 단계(S171)에서, 상기 차량(1)에 승객이 탑승하지 않고 짐이 적재되지 않은 것으로 판단되면 수행된다.
상기 페일 세이프 진입 판단 단계(S172)에서는 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리의 변화(ΔD)가 상기 타이어 압력의 저하를 정상적으로 모니터링할 수 없는 것으로 미리 설정된 페일-세이프 진입 기준값(B)보다 큰 지를 판단한다.
상기 페일-세이프 진입 기준값(B)는 상기 타이어 저압 판단 기준값(A)보다 크게 설정된다.
정차중 저압 경고 단계(S192)는 상기 페일 세이프 진입 판단 단계(S172)에서 상기 페일 세이프 진입 판단 단계(S172)에서 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리의 변화(ΔD)가 페일-세이프 진입 기준값(B)보다 크지 않으면 수행된다.
상기 페일 세이프 진입 판단 단계(S172)에서 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리의 변화(ΔD)가 페일-세이프 진입 기준값(B)보다 크지 않으면, 정상인 경우이므로, 운전자에게 상기 타이어가 저압임을 경고하기 위하여 상기 정차중 저압 경고 단계(S192)가 수행된다.
만약 거리의 변화(ΔD)가 페일-세이프 진입 기준값(B) 이하면 이는 승객 또는 짐은 없는 상태에서 상기 초음파 센서(14)의 거리가 변화 되었기 때문에 상기 타이어가 저압인 것으로 판단한다.
상기 정차중 타이어 저압 판단 단계(S192)에서는 클러스터에 경고등을 점등하거나, 문자로 표시함으로써, 타이어의 저압을 알릴 수 있다. 여기서, 상기 정차중 타이어 저압 판단 단계(S192)가 수행된 후에는 상기 차량 정차 판단 단계(S120)로 리턴되도록 하여, 주행시 휠속 연산과 초음파 센서(14)의 값을 이용하여 타이어의 저압을 판단하도록 한다.
한편, 상기 페일 세이프 진입 판단 단계(S172)에서 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리 변화(ΔD)가 상기 페일-세이프 진입 기준값(B)보다 크면, 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리 변화(ΔD)가 상기 타이어에 이상이 있는 것으로 미리 설정된 타이어 이상 판단 기준값(C)보다 작은지를 판단하는 타이어 이상 판단 단계(S173)가 수행된다. 상기 거리의 변화(ΔD)가 페일-세이프 진입 기준값(B)보다 크다는 것은 초음파 센서(14)에 이물질이 있거나, 방해물에 영향을 받은 것으로 볼 수 있으므로, 페일-세이프 운용 단계(S180)를 수행한다. 또는 상기 초음파 센서(14) 자체에 문제가 없더라도, 상기 초음파 센서(14)의 위치가 초기와 다르게 틀어진 경우에도 상기 거리의 변화(ΔD)가 페일-세이프 진입 기준값(B)보다 클 수 있으므로, 이 경우에도 페일-세이프 운용 단계(S180)를 수행한다. 다만, 거리의 변화(ΔD)가 페일-세이프 진입 기준값(B)보다 큰 경우, 바로 페일-세이프 운용 단계(S180)를 수행하지 않고, 타이어 이상 판단 단계(S173)를 수행한 후, 페일-세이프 운용 단계(S180)가 수행되는 것이 바람직하다.
상기 타이어 이상 판단 단계(S173)에서 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리 변화(ΔD)가 상기 타이어 이상 판단 기준값(C)보다 작으면, 상기 바퀴(2)들의 속도차이만으로 차량에 장착된 바퀴(2) 중 어느 하나의 바퀴에서 타이어의 압력이 저하된 것으로 판단하는 페일-세이프 운용 단계(S180)가 수행된다.
여기서, 상기 타이어 이상 판단 단계(S173)에서 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리 변화(ΔD)가 상기 타이어 이상 판단 기준값(C)보다 작지 않으면, 상기 타이어의 점검을 운전자에게 경고하는 타이어 점검 경고 단계(S193)가 수행된다.
상기 타이어 이상 판단 기준값(C)는 상기 페일-세이프 진입 기준값(B)보다 크게 설정되는데, 상기 초음파 센서(14)와 상기 바퀴(2)의 표면 사이의 거리 변화(ΔD)가 매우 크다는 것은 타이어에 펑크가 발생한 것과 같이, 상기 타이어에 이상이 있는 경우이므로, 운전자에게 상기 타이어를 점검할 것을 경고하도록 한다.
상기 페일-세이프 운용 단계(S180)는, 상기 초음파 센서(14)의 이상을 고장코드로 기록하는 고장코드 기록 단계(S181)와, 운전자에게 초음파 센서(14)의 이상을 경고하는 센서 이상 경고 단계(S182)와, 상기 바퀴(2)들의 속도차이만으로 상기 차량(1)에 장착된 바퀴(2) 중 어느 하나의 바퀴(2)에서 타이어의 압력이 저하된 것으로 판단하는 비상시 저압 감지 단계(S183)를 포함한다.
상기 페일-세이프 운용 단계(S180)는 상기 초음파 센서(14)에 이상이 생긴 경우이므로, 상기 고장코드 기록 단계(S181)에서 향후 진단시 사용할 수 있도록 상기 초음파 센서(14)의 고장을 기록한다.
상기 센서 이상 경고 단계(S182)에서는 상기 초음파 센서(14)의 고장을 클러스터에 표시등, 문자 등으로 표시함으로써, 운전자가 상기 초음파 센서(14)의 고장을 인지할 수 있도록 한다.
상기 비상시 저압 감지 단계(S183)에서는 상기 초음파 센서(14)에 이상이 발생하여 정상적으로 타이어 압력의 저하와 그 위치를 파악할 수 없는 바, 상기 바퀴(2)들의 속도차이만으로 상기 차량(1)에 장착된 바퀴(2) 중 어느 하나의 바퀴(2)에서 타이어의 압력이 저하된 것으로 판단한다. 상기 비상시 저압 감지 단계(S183)에서는 상기 ESC(Electronic Stability Control) 유닛의 로직만으로 타이어의 저압을 판단할 수 있다.
1 : 차량
2 : 바퀴
3 : 휠하우징
11 : 처리부
12 : 휠 스피드 센서
13 : 표시부
14 : 초음파 센서
15 : 차량중량변화감지부
S110 : 타이어 압력 모니터 개시 단계
S120 : 차량 정차 판단 단계
S131 : 휠속 연산 단계
S132 : 주행중 초음파 센서값 획득 단계
S140 : 주행중 타이어 저압 판단 단계
S150 : 초음파 센서 정상 판단 단계
S161 : 정차중 초음파 센서값 획득 단계
S162 : 정차중 타이어 저압 판단 단계
S171 : 차량 중량 변경 판단 단계
S172 : 페일 세이프 진입 판단 단계
S173 : 타이어 이상 판단 단계
S180 : 페일-세이프 운용 단계
S181 : 고장코드 기록 단계
S182 : 센서 이상 경고 단계
S183 : 비상시 저압 감지 단계
S191 : 주행중 저압 경고 단계
S192 : 정차중 저압 경고 단계
S193 : 타이어 점검 경고 단계

Claims (20)

  1. 차량에 설치된 각 바퀴의 속도를 측정하기 위해 각 바퀴마다 설치되는 휠 스피드 센서와,
    상기 차량의 각 휠 하우징의 내부에 설치되고 상기 휠 하우징과 상기 바퀴의 표면과의 사이의 거리를 측정하는 초음파 센서와,
    상기 휠 스피드 센서로 측정한 각 바퀴의 속도를 입력받고, 상기 초음파 센서로부터 입력된 상기 바퀴의 표면과 상기 휠 하우징 사이의 거리를 입력받는 처리부를 포함하고,
    상기 처리부는 주행중 어느 하나의 바퀴가 나머지 바퀴보다 속도가 빠르면서 휠 하우징 사이의 거리가 감소하면, 해당 바퀴의 타이어의 압력이 감소한 것으로 판단하고,
    상기 처리부는, 상기 차량이 정차중이면, 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리 변화가 미리 설정된 타이어 저압 판단 기준값보다 큰 지를 판단하고, 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리가 상기 타이어 저압 판단 기준값보다 크면, 해당 바퀴의 타이어가 저압인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 간접식 타이어 압력 모니터링 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차량에 승객이 탑승하거나 짐이 적재되었는지를 감지하여 상기 처리부로 출력하는 차량중량변화감지부를 더 포함하고,
    상기 처리부는 상기 차량중량변화감지부로부터 상기 차량에 승객이 탑승하지 않거나 짐이 적재되지 않은 것으로 판단되면, 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리 변화로 정차중 타이어의 저압을 판단하는 것을 특징으로 하는 간접식 타이어 압력 모니터링 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 초음파 센서가 정상인 것으로 판단되면,
    상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리로 상기 타이어의 저압을 판단하는 것을 특징으로 하는 간접식 타이어 압력 모니터링 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 초음파 센서에 이상이 발생한 것으로 판단되면,
    상기 바퀴들의 속도차이만으로 상기 차량에 장착된 바퀴 중 어느 하나의 바퀴에서 타이어의 압력이 저하된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 간접식 타이어 압력 모니터링 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 처리부와 연결되고, 상기 처리부에서 타이어의 압력이 감소한 것으로 판단하면, 상기 타이어의 압력이 감소하였음을 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 간접식 타이어 압력 모니터링 시스템.
  7. 차량이 키온(Key ON)되거나 시동되면, 상기 차량의 각 바퀴에 설치된 휠 스피드 센서로부터 입력된 각 바퀴의 속도로 상기 차량이 정차중인지를 판단하는 차량 정차 판단 단계와,
    상기 차량이 정차가 아니면, 각 바퀴의 상대 속도를 연산하는 휠속 연산 단계와,
    상기 차량의 휠 하우징에 설치된 초음파 센서들로부터 상기 휠 하우징과 상기 바퀴의 표면 사이의 거리를 입력받는 주행중 초음파 센서값 획득 단계와,
    상기 바퀴들 중에서 어느 하나의 바퀴가 나머지 바퀴보다 속도가 빠르면서 휠 하우징 사이의 거리가 감소하면, 해당 바퀴의 타이어의 압력이 감소한 것으로 판단하는 주행중 타이어 저압 판단 단계와,
    어느 하나의 바퀴의 타이어 압력이 감소한 것으로 판단되면, 이를 운전자에게 경고하는 주행중 저압 경고 단계를 포함하고,
    상기 주행중 타이어 저압 판단 단계와 상기 주행중 저압 경고 단계 사이에는 상기 초음파 센서가 정상인지를 판단하는 초음파 센서 정상 판단 단계를 더 포함하고,
    상기 초음파 센서 정상 판단 단계에서 상기 초음파 센서가 정상인 것으로 판단되면, 상기 주행중 저압 경고 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 간접식 타이어 압력 모니터링 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 초음파 센서 정상 판단 단계에서 상기 초음파 센서가 정상이 아닌 것으로 판단되면,
    상기 바퀴들의 속도차이만으로 차량에 장착된 바퀴 중 어느 하나의 바퀴에서 타이어의 압력이 저하된 것으로 판단하는 페일-세이프 운용 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 간접식 타이어 압력 모니터링 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    초음파 센서 정상 판단 단계에서는 상기 초음파 센서와 상기 바퀴 사이의 거리가 직전에 획득한 상기 초음파 센서와 상기 바퀴 사이의 거리에 비하여 정해진 변화량 이상으로 급격히 변하면서, 상기 차량의 바퀴들의 속도와 각 바퀴 사이의 상대 속도의 차이가 없으면, 상기 초음파 센서가 정상이 아닌 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 간접식 타이어 압력 모니터링 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 주행중 타이어 저압 판단 단계에서 상기 바퀴의 타이어의 압력이 모두 정상이면, 차량 정차 판단 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 간접식 타이어 압력 모니터링 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 차량 정차 판단 단계에서 상기 차량이 정차중인 것으로 판단되면,
    상기 초음파 센서들로부터 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리를 입력받는 정차중 초음파 센서값 획득 단계와,
    상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리 변화가 상기 차량이 정차시 상기 타이어의 저압을 판단하도록 미리 설정된 타이어 저압 판단 기준값보다 큰 지를 판단하는 정차중 타이어 저압 판단 단계와,
    상기 정차중 타이어 저압 판단 단계에서, 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리 변화가 상기 타이어 저압 판단 기준값보다 크면, 상기 타이어가 저압임을 운전자에게 경고하는 정차중 저압 경고 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 간접식 타이어 압력 모니터링 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 정차중 저압 경고 단계에서,
    상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리 변화가 상기 타이어 저압 판단 기준값보다 크지 않으면,
    상기 차량 정차 판단 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 간접식 타이어 압력 모니터링 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 정차중 타이어 저압 판단 단계와 상기 정차중 저압 경고 단계 사이에는,
    상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리의 변화가 상기 타이어 압력의 저하를 정상적으로 모니터링할 수 없는 것으로 미리 설정된 페일-세이프 진입 기준값보다 큰 지를 판단하는 페일 세이프 진입 판단 단계를 더 포함하고,
    상기 페일 세이프 진입 판단 단계에서 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리의 변화가 페일-세이프 진입 기준값보다 크지 않으면, 상기 정차중 저압 경고 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 간접식 타이어 압력 모니터링 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 정차중 타이어 저압 판단 단계와 상기 페일 세이프 진입 판단 단계 사이에는,
    상기 차량에 승객이 탑승하거나 짐을 적재된 상태인지를 판단하는 차량 중량 변경 판단 단계를 더 포함하고,
    상기 차량 중량 변경 판단 단계에서, 상기 차량에 승객과 짐이 없는 것으로 판단되면, 상기 페일 세이프 진입 판단 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 간접식 타이어 압력 모니터링 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 차량 중량 변경 판단 단계에서, 상기 차량에 승객이 탑승하거나 짐이 적재된 것으로 판단되면, 상기 휠속 연산 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 간접식 타이어 압력 모니터링 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 페일 세이프 진입 판단 단계에서 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리 변화가 상기 페일-세이프 진입 기준값보다 크면,
    상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리 변화가 상기 타이어에 이상이 있는 것으로 미리 설정된 타이어 이상 판단 기준값보다 작은지를 판단하는 타이어 이상 판단 단계를 더 포함하고,
    상기 타이어 이상 판단 단계에서 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리 변화가 상기 타이어 이상 판단 기준값보다 작으면,
    상기 바퀴들의 속도차이만으로 차량에 장착된 바퀴 중 어느 하나의 바퀴에서 타이어의 압력이 저하된 것으로 판단하는 페일-세이프 운용 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 간접식 타이어 압력 모니터링 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 타이어 이상 판단 단계에서 상기 초음파 센서와 상기 바퀴의 표면 사이의 거리 변화가 상기 타이어 이상 판단 기준값보다 작지 않으면, 상기 타이어의 점검을 운전자에게 경고하는 타이어 점검 경고 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 간접식 타이어 압력 모니터링 방법.
  19. 제9항 또는 제17항에 있어서,
    상기 페일-세이프 운용 단계는,
    상기 초음파 센서의 이상을 고장코드로 기록하는 고장코드 기록 단계와,
    상기 바퀴들의 속도차이만으로 상기 차량에 장착된 바퀴 중 어느 하나의 바퀴에서 타이어의 압력이 저하된 것으로 판단하는 비상시 저압 감지 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간접식 타이어 압력 모니터링 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 페일-세이프 진입 기준값은 상기 타이어 저압 판단 기준값 보다 크게 설정되고,
    상기 타이어 이상 판단 기준값은 상기 페일-세이프 진입 기준값 보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 간접식 타이어 압력 모니터링 방법.

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