KR20060050764A - 차량의 휠에 장착된 압력 센서에 의해서 전송되는 정보를필터링하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어가 갖추어진 차량 휠에 장착된 압력 센서에 의해서 획득된 압력 측정치들에 기초해서 상기 차량에 장착된 중앙 유닛에 전송되는 정보를 필터링하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 방법에 따르면, 타이어에 있는 공기의 압력을 나타내는 값은 주기적으로(주기 θ) 측정되며, 연속적으로 측정되는 압력들의 값들간의 임의의 압력 변차(ΔP)가 상기 값으로부터 추론되고, 동시에, 동일한 주기(θ)로 타이어에 있는 공기의 온도를 나타내는 값이 측정된다. 또한, 절대 값에 있어서 미리 결정된 임계치(Sp)보다 큰 두 측정된 압력값들간의 압력 변차(ΔP)가 존재하는 경우에는, 상기 측정된 압력과 동일한 순간에 측정된 두 온도 값들간의 변차(ΔT)가 계산된다. 압력 변차를 나타내는 신호를 중앙 유닛으로 전송하는 것은 단지 압력 및 측정된 온도의 상대적인 변화가 타이어에 있는 공기의 양의 변차를 나타낼 수 있는 경우에만 지시된다.

Description

차량의 휠에 장착된 압력 센서에 의해서 전송되는 정보를 필터링하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR FILTERING INFORMATION EMITTED BY A PRESSURE SENSOR MOUNTED ON A WHEEL OF A VEHICLE}
본 발명은 차량의 휠에 장착된 압력 센서에 의해서 획득되는 압력 측정치들에 기초하여 상기 차량의 중앙 유닛에 전송된 정보를 필터링하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
점점 더 많은 수의 자동차들은, 안전상의 이유로, 압력 센서들을 포함하는 모니터링 시스템들을 구비하는데, 상기 압력 센서들은 차량의 휠들 각각에 장착되며 이러한 휠들에 장착된 타이어들의 압력을 측정하기 위해 사용되며 상기 측정된 압력의 임의의 비정상적인 변화를 운전자에게 알리도록 의도된다.
모니터링 시스템들은 통상적으로:
- 특히 센서, 배터리에 의해 전기 전원이 공급되는 마이크로프로세서, 및 예컨대 무선 주파수 전송기이거나 유도성 전송기 타입인 전송기를 포함하고 있으면서 휠 유닛으로 지칭되는 박스(차량의 휠들 각각에 장착됨), 및
- 전송기들에 의해 전송되는 신호들을 수신하고, 특히 안테나에 연결되어 있 는 무선 주파수 수신기나 유동성 수신기와 같은 수신기를 포함하는 컴퓨터가 제공되는 중앙 유닛(차량에 장착됨)을 포함한다.
일반적으로, 각각의 타이어에 대해서는:
- 타이어에 있는 공기의 압력에 대한 측정치들이 연결된 압력 센서에 의해서 주기적으로 획득되고,
- 연속해서 측정되는 압력 값들간의 임의의 압력 변차(ΔP)가 그러한 측정치들로부터 추론되며,
- 마지막으로, 두 측정된 압력 값들간의 압력 변차(ΔP)가 미리 결정된 임계치(Sp)보다 절대값에 있어서 더 클 때, 압력 변차를 나타내는 신호가 중앙 유닛에 전송되도록 명령된다.
중앙 유닛은 각각의 휠에 있는 센서에 의해서 전송되는 신호들을 처리하고 특히 상기 신호들을 비교하여 서로 상관시킨 이후에는 차량의 휠들 중 하나에서의 비정상적인 압력 변차를 운전자에게 알려줄 수 있는 메시지를 전달하여 그 해당 휠을 식별할 수 있도록 프로그래밍된다.
이러한 설계의 단점들 중 하나는 미리 결정된 임계치보다 높은 타이어 압력의 변차는 단지 여러 센서들로부터 수신되는 신호들을 비교하여 서로 상관시키는 능력과 계산 능력에 의해서 수신된 신호들이 실제로 타이어 팽창 압력의 정확한 비정상을 나타내는지를 결정하기 위해 그러한 방식으로 수신된 신호를 처리할 수 있는 중앙 유닛으로의 신호 전송을 발생시킨다는 점이다.
이제는, 중앙 유닛에 의해서 수행되는 처리과정은 상기 유닛에 전송된 신호 들의 대부분이 타이어 팽창 압력의 정확한 비정상을 나타내지 않고 따라서 이러한 신호들은 전송되는데 있어서 아무런 정당성을 갖지 않는다는 것을 보여준다.
그러므로 이러한 관측으로부터, 매우 많은 신호들이 휠 유닛에 의해서 중앙 유닛으로 불필요하게 전송되고 그로인해 휠들에 장착된 마이크로프로세서들에 전원을 인가하기 위해 사용되는 배터리들의 수명을 단축시키며 차량의 주변 환경을 불필요하게 상당히 "오염"시키며 따라서 인접한 차량들간에 기생적인 간섭(parasitic interference)이 발생할 위험성을 증가시킨다는 것이 드러났다.
본 발명은 이러한 단점을 해결하는데 목적이 있고, 주요 목적은 차량에 장착된 모니터링 시스템의 중앙 유닛에 전송되는 신호들을 필터링하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
이를 위해서, 본 발명은 첫째로 휠 유닛에 배치되는 압력 센서에 의해서 획득된 압력 측정치들에 기초하여서 전송 정보를 필터링하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 휠 유닛 자체는 차량에 장착된 중앙 유닛을 향하여 타이어가 장착되어진 차량 휠에 장착되고, 상기 방법은 상기 휠 유닛이 다음과 같은 동작을 하는 것을 특징으로 한다:
- 타이어에 있는 공기의 압력을 나타내는 값을 주기적으로(주기 θ) 측정하며, 연속적으로 측정되는 압력들의 값들간의 임의의 압력 변차(ΔP)를 상기 값으로부터 추론한다,
- 동시에, 동일한 주기(θ)로 타이어에 있는 공기의 온도를 나타내는 값을 측정한다,
- 연속적으로 측정되는 두 압력 값들간의 압력 변차(ΔP)가 미리 결정된 임계치(Sp)보다 절대 값에 있어서 더 클 경우, 상기 휠 유닛은,
* 상기 측정된 압력들과 동일한 순간에 측정되어진 두 온도 값들간의 변차(ΔT)를 계산하고,
* Cp=ΔP/ΔT이도록 보상 계수(Cp)를 상기 변차(ΔT)로부터 추론하며,
* 다음과 같은 경우에는 압력 변차를 나타내는 신호를 중앙 유닛에 전송하도록 명령받는다:
a) ΔT=0인 경우, 또는
b) 보상 계수(Cp)가 양의 값이며 미리 결정된 임계 계수(Cp1)보다 큰 경우, 또는
c) 보상 계수(Cp)가 음의 값이며 최소 임계치와 최대 임계치 사이에 있지 않을 경우.
따라서, 본 발명에 따르면, 단지 휠 유닛에 의해 측정된 압력의 변차가 상응하는 온도 변차에 상응하지 않다고 여겨지는 경우에만 압력 경고 메시지가 휠 유닛에 의해서 중앙 유닛에 전송된다. 압력 변차와 온도 변차 사이의 이러한 비상관성은 다음과 같은 세 가지 경우에 발생한다:
첫 번째 경우 : 온도 변차는 없고(ΔT) 압력 변차만 존재한다.
두 번째 경우 : 온도 증가와 연관된 압력 증가 또는 온도 감소와 연관된 압 력 감소가 존재하지만, 이러한 변차들이 정상적인 상관성에 상응하지 않는다(Cp가 양의 값이지만 임계치 이상인 경우).
세 번째 경우 : 반대 방향으로의 압력 변차 및 온도 변차가 존재하고, Cp가 Cp 최소 값과 Cp 최대 값 사이에 있지 않다(정해진 대역폭 내에 있지 않은 경우).
이러한 각각의 세 가지 경우에는, 압력 변차 및 온도 변차간의 정상적인 상관성을 존재하지 않고, 따라서 상기 유닛은 경고 메시지를 중앙 유닛에 전송한다. 다른 모든 경우에는, 압력 변차와 온도 변차가 상관되고 따라서 휠 유닛에 의해 아무런 메시지도 전송되지 않을 것이다.
압력 변차 임계치(Sp)는 절대 값으로 표현되고 실제로 음의 압력 변차 임계치(Spn) 및 양의 압력 변차 임계치(Spp)는 절대 값을 통해 구별될 수 있다는 것을 알게 될 것이다.
따라서, 본 발명은 휠 유닛에 의해서 중앙 유닛으로 전송되는 메시지들을 필터링할 수 있다. 정확한 압력 비정상에 상응할 것 같은 메시지들만이 처리되기 위해 중앙 유닛으로 전송된다.
그러므로, 본 발명은 휠 유닛에 의해 전송되는 메시지들의 수를 감소시키고 그럼으로써 휠 유닛의 전력 소모를 제한할 수 있다. 배터리들에 의해 전력이 공급되는 휠 유닛은 따라서 수명이 연장된다.
압력 변차와 "정상적인" 온도 변차간에 존재하는 상관성은 타이어에 포함되어 있는 공기에 완전 가스 규칙(perfect gas law)과 유사한 규칙을 적용함으로써 생기는데, 이러한 원칙은 다음과 같은 유형이다:
PV = nRT
P : 공기 압력
R : 완전 가스 상수
V : n 몰(moles)에 의해서 점유되는 공기 부피
T : 공기의 절대 온도
n : 공기의 몰의 수
압력 변차와 온도 변차간의 상관성을 조절하는 규칙은 단지 완전 가스 규칙과 유사한데, 그 이유는 다음과 같다:
- 공기는 완전 가스가 아니다.
- 측정된 값들 P 및 T는 공기의 압력 및 온도를 나타내지만 휠 테(wheel rim)의 진동들, 노크(knock), 및 온도와 같은 다른 요인들에 의해서 "오염"된다.
- 공기 부피는 정확하게 평가될 수 없는 한 타이어의 형질(definition)에 따라 변할 수 있다.
- 압력 및 온도 측정치들의 동시성은 바람직하지 않은데, 그 이유는 비록 압력이 거의 순간적으로 측정될 수 있을지라도, 그들의 일부에 대한 온도 측정은 그들이 타이어의 주변물(휠 테, 타이어 등)에 의해서 방해받기 때문에 공기 온도의 변화로 인해 지연되기 때문이다.
완전 가스 규칙(각 유형의 차량 및 타이어에 대해 실험을 통해서 설정됨)과 유사한 이러한 규칙에 따르면, 따라서 측정된 압력 변차들이 동반되는 온도의 변차와 상관되는지 여부를 결정하는 것이 가능하다. 완전 가스 규칙과 유사한 이러한 규칙을 적용함으로써, 10 mbar의 압력 변차가 예컨대 만약 정해진 유형의 차량에 대해 대략 1℃의 온도 변차가 존재한다면 정상적인 것으로 간주된다.
임계치(Cp1)(Cp가 양의 값인 경우)와 최소 및 최대 임계치들(Cp가 음의 값인 경우)이 각각의 통상적인 차량에 대해서 결정된다. 마찬가지로, 그 이상을 넘으면 상당한 압력 변차가 발생한 것으로 간주되는 임계치(Sp)는 압력이 상당히 변한 경우에만 본 발명에 따른 필터링 방법을 구현하도록 미리 결정된다. 이러한 임계치의 레벨은 타이어 압력 측정 시스템의 감응도를 설정할 수 있게 한다.
물론, 온도 변차들과 동시적인 압력 변차들은 타이어에 포함되어 있는 공기의 양에 있어서 변차를 나타내지 않는 것으로 해석된다. 그 결과, 이러한 압력 변차들은 중앙 유닛으로의 신호들 전송을 유도하지 않고, 이러한 전송 횟수는 현재의 모니터링 시스템들에서 개시되는 횟수에 비해 상당히 감소된다.
일예로서, 신호 전송의 상당한 감소는 자동차가 정지된 이후의 냉각 단계 동안에 발생한다.
유리하게는 본 발명에 따르면, 휠 유닛은 위에서 a) 내지 c)에 기재된 조건들이 미리 결정된 시간 보다 큰 지속시간(t) 동안에 충족되는 경우에만 제어 유닛에 신호를 전송하도록 명령을 받는다.
이러한 추가적인 조건은 온도 변차가 중요하지 않은 것으로 간주되도록 서로 상관되는 타이어의 특히 타이어 압력의 단기간 변차를 유도한다.
일예로서, 이런 유리한 실시예는 차량이 굴곡 지역을 통과할 때 타이어의 "일그러짐 현상(squashing)"으로 인해 발생하는 압력의 증가를 "필터링"할 수 있다.
본 발명은 타이어가 갖추어진 차량 휠에 장착된 휠 유닛에 배치되어 있는 압력 센서에 의해서 획득된 압력 측정치들에 기초해서 상기 차량에 장착되어 있는 중앙 유닛에 전송되는 정보를 필터링하기 위한 장치를 포함하는데, 상기 장치는 상기 휠 상에 장착되는 다음과 같은 성분들을 포함하는 것을 특징으로 한다:
- 타이어에 있는 공기의 압력을 나타내는 값을 측정하는 수단,
- 타이어 내의 온도를 나타내는 값을 측정하는 수단,
- 상기 측정 수단에 연결되며 다음과 같은 동작을 하도록 프로그래밍되는 계산 유닛: 및
* 타이어에 있는 공기의 압력을 나타내는 상기 측정 값들을 주기적으로(주기 θ) 획득하며, 연속적으로 측정되는 압력들의 값들간의 임의의 가능한 변차(ΔP)를 계산, 및
* 동시에, 동일한 주기(θ)로 타이어에 있는 공기의 온도를 나타내는 상기 측정 값들을 획득,
- 연속적으로 측정되는 두 압력 값들간의 압력 변차(ΔP)가 미리 결정된 임계치(Sp)보다 절대 값에 있어서 더 클 경우,
* 상기 측정된 압력들과 동일한 순간에 측정되어진 두 온도 값들간의 변차(ΔT)를 계산하고,
* Cp=ΔP/ΔT이도록 보상 계수(Cp)를 상기 변차(ΔT)로부터 추론하며,
* 다음과 같은 경우, 즉,
a) ΔT=0인 경우, 또는
b) 보상 계수(Cp)가 양의 값이며 미리 결정된 임계 계수(Cp1)보다 큰 경우, 또는
c) 보상 계수(Cp)가 음의 값이며 최소 임계치와 최대 임계치 사이에 있지 않을 경우에는 압력 변차를 나타내는 신호를 중앙 유닛에 전송하도록 명령받는 휠 유닛을 포함한다.
차량에 장착된 모니터링 시스템의 중앙 유닛에 전송되는 신호들을 필터링함으로써, 매우 많은 신호들이 휠 유닛에 의해서 중앙 유닛으로 불필요하게 전송되어 휠들에 장착된 마이크로프로세서들에 전원을 인가하기 위해 사용되는 배터리들의 수명을 단축시키는 것을 방지하며 또한 차량의 주변 환경을 불필요하게 상당히 "오염"시켜 인접한 차량들간에 기생적인 간섭(parasitic interference)이 발생시키는 것을 방지하는 효과를 갖는다.

Claims (4)

  1. 타이어가 갖추어진 차량 휠에 장착된 휠 유닛에 배치되어 있는 압력 센서에 의해서 획득된 압력 측정치들에 기초해서 상기 차량에 장착된 중앙 유닛에 전송되는 정보를 필터링하기 위한 방법으로서, 상기 방법은 상기 휠 유닛이,
    - 타이어에 있는 공기의 압력을 나타내는 값을 주기적으로(주기 θ) 측정하며, 연속적으로 측정되는 압력들의 값들간의 임의의 압력 변차(ΔP)를 상기 값으로부터 추론하고;
    - 동시에, 동일한 주기(θ)로 타이어에 있는 공기의 온도를 나타내는 값을 측정하며;
    - 연속적으로 측정되는 두 압력 값들간의 압력 변차(ΔP)가 미리 결정된 임계치(Sp)보다 절대 값에 있어서 더 클 때는,
    * 상기 측정된 압력들과 동일한 순간에 측정되어진 두 온도 값들간의 변차(ΔT)를 계산하고,
    * Cp=ΔP/ΔT이도록 보상 계수(Cp)를 상기 변차(ΔT)로부터 추론하며,
    * 다음과 같은 경우, 즉,
    a) ΔT=0인 경우, 또는
    b) 보상 계수(Cp)가 양의 값이며 미리 결정된 임계 계수(Cp1)보다 큰 경우, 또는
    c) 보상 계수(Cp)가 음의 값이며 최소 임계치와 최대 임계치 사 이에 있지 않을 경우에는 압력 변차를 나타내는 신호를 상기 중앙 유닛에 전송하도록 명령받는 것을 특징으로 하는 정보 필터링 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 음의 압력 변차 임계치(Spn) 및 상기 양의 압력 변차 임계치(Spp)는 절대 값에 의해서 구별되는 것을 특징으로 하는 정보 필터링 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 중앙 유닛으로의 신호 전송은 단지 청구항 제 1항 및 제 2항에서 정의되었으며 서로 다를 수 있는 임계치들을 갖는 전송 조건들이 미리 결정된 시간보다 큰 시간기간 동안에 유효하게 되는 경우에만 지시되는 것을 특징으로 하는 정보 필터링 방법.
  4. 타이어가 갖추어진 차량 휠에 장착된 휠 유닛에 배치되어 있는 압력 센서에 의해서 획득된 압력 측정치들에 기초해서 상기 차량에 장착되어 있는 중앙 유닛에 전송되는 정보를 필터링하기 위한 장치로서, 상기 장치는 상기 휠에 장착되는 다음과 같은 성분들, 즉
    - 타이어에 있는 공기의 압력을 나타내는 값을 측정하는 수단;
    - 타이어 내의 온도를 나타내는 값을 측정하는 수단;
    - 상기 측정 수단에 연결되며 다음과 같은 동작을 하도록 프로그래밍되는 계산 유닛:
    * 타이어에 있는 공기의 압력을 나타내는 상기 측정 값들을 주기적으 로(주기 θ) 획득하며, 연속적으로 측정되는 압력들의 값들간의 임의의 가능한 변차(ΔP)를 계산, 및
    * 동시에, 동일한 주기(θ)로 타이어에 있는 공기의 온도를 나타내는 상기 측정 값들을 획득,
    - 연속적으로 측정되는 두 압력 값들간의 압력 변차(ΔP)가 미리 결정된 임계치(Sp)보다 절대 값에 있어서 더 클 경우,
    * 상기 측정된 압력들과 동일한 순간에 측정되어진 두 온도 값들간의 변차(ΔT)를 계산하고,
    * Cp=ΔP/ΔT이도록 보상 계수(Cp)를 상기 변차(ΔT)로부터 추론하며,
    * 다음과 같은 경우, 즉,
    a) ΔT=0인 경우, 또는
    b) 보상 계수(Cp)가 양의 값이며 미리 결정된 임계 계수(Cp1)보다 큰 경우, 또는
    c) 보상 계수(Cp)가 음의 값이며 최소 임계치와 최대 임계치 사이에 있지 않을 경우에는 압력 변차를 나타내는 신호를 상기 중앙 유닛에 전송하도록 명령받는 휠 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 필터링 장치.
KR1020050079434A 2004-09-01 2005-08-29 차량의 휠에 장착된 압력 센서에 의해서 전송되는 정보를필터링하기 위한 방법 및 장치 KR101216448B1 (ko)

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