KR20110004655A - Ｔｐｍｓ 좌우측 판별 방법 및 이를 이용한 ｔｐｍｓ 좌우측 판별 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 좌측과 우측 타이어에 장착된 1축 가속도 센서와, 가속도 센서의 측정값을 수신하여, 가속도 결과값을 산출하는 연산부를 포함하며, 좌측과 우측 타이어에 장착된 1축 가속도 센서는 타이어 진행 방향에 대하여 서로 반대 방향으로 설치되어 있는 것인 TPMS 좌우측 판별 장치로서, 본 발명에 의하면, 1축의 가속도 센서만을 사용하여, 간단하게 좌측 타이어와 우측 타이어를 구별할 수 있다.

1축 가속도 센서, TPMS, LFI

Description

ＴＰＭＳ 좌우측 판별 방법 및 이를 이용한 ＴＰＭＳ 좌우측 판별 장치{Right Side And Left Side Distinction Method Using TPMS And Distiction Device Thereof}

본 발명은 타이어 압력 모니터링 시스템(Tire Pressure Monitoring System: TPMS)에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 타이어의 가속도 또는 타이어의 가속도와 조향각을 이용하여 자동차의 좌측 타이어와 우측 타이어를 구별하는 방법에 관한 것이다.

자동차 타이어의 압력을 측정하여 운전자에게 정보를 알려주고, 압력에 이상이 발생하였을 때 운전자에게 경고 신호를 전함으로써 사고의 위험을 미리 방지하도록 도와주는 시스템이 타이어 압력 모니터링 시스템(Tire Pressure Monitoring System; 이하, TPMS라 함)이다.

TPMS는 ABS(Anti-lock Brake System) 센서를 통해 각 바퀴의 회전수를 감지해 타이어의 상태를 감지하는 방법과 타이어(훨)에 압력센서를 내장하여 타이어의 압력을 감지하는 방법 등 다양한 방법을 통해 구현되고 있다.

직접적으로 타이어의 상태를 감지하는 유형으로는 하이라인(High-Line)과 로우라인(Low-Line)이 있다. 로우라인의 경우는, 규정 압력을 벗어난 타이어의 존재만을 알려줄 수 있다. 반면에 하이라인의 경우는 LFI(Low Frequency Initiator)를 이용하여 압력이 규정치를 벗어난 타이어의 위치를 알려줄 수 있어 널리 사용되고 있다.

이와 같이, 하이라인 TPMS를 구현하는 방법으로 종래에는 LFI를 이용하여 타이어 장착된 송신기를 깨워 위치를 판별하는 방법을 이용하였으나, LFI TPMS의 경우에는 LFI의 제조와 장착에 따른 추가 비용이 발생하여 가격 상승의 요인이 되고 있다. 아울러, LFI 장착에 필요한 공간을 차량 내에 확보하기가 어려워 제조상의 문제점도 야기되고 있다.

LFI를 사용하지 않고 TPMS를 구현하는 방법들이 제시되고 있으나, 이 경우에 종래에는 2 축의 가속도 센서를 사용함으로써 차량 운행 환경에 따른 신호의 왜곡을 보상하기 위해 복잡한 알고리즘을 사용해야 한다.

아울러, 복잡한 알고리즘을 처리하기 위해 고성능 마이크로 프로세서를 차량에 탑재하고 사용해야만 하는 어려움도 있다.

본 발명은 LFI를 사용하지 않는 TPMS를 간단하게 구현하는 방법을 제공한다.

본 발명은 1축의 가속도 센서만을 사용하여, 간단하게 좌측 타이어와 우측 타이어를 구별하는 방법을 제공한다.

본 발명은 저렴한 비용으로 좌측 타이어와 우측 타이어를 구별하는 TMPS를 구현하는 방법을 제공한다.

본 발명의 제1 형태는, 차량의 좌측과 우측 타이어에 장착된 1축 가속도 센서와, 가속도 센서의 측정값을 수신하여, 가속도 결과값을 산출하는 연산부를 포함하며, 좌측과 우측 타이어에 장착된 1축 가속도 센서는 좌측과 우측 타이어에 장착된 1축 가속도 센서는 타이어의 진행 방향 가속도가 서로 반대방향으로 감지되도록, 상호 반대 방향으로 장착되어 있는 TPMS 좌우측 판별 장치이다.

본 발명의 제2 형태는, 제1 형태에서, 좌우측의 1축 가속도 센서가, 차량의 가속 또는 감속에 따라, 서로 반대 방향의 가속도 값을 출력하는 것인 TPMS 좌우측 판별 장치이다.

본 발명의 제3 형태는, 제1 형태에서, TPMS 좌우측 판별 장치가 조향각 센서를 더 포함하여, 차량 회전시의 좌우측 타이어를 판별하는 TPMS 좌우측 판별 장치이다.

본 발명의 제4 형태는, 차량을 진행하는 단계와, 차량 좌측과 우측 타이어에 각각 반대방향으로 장착된 1축 가속도 센서를 통해, 가속도를 측정하는 단계와,측정한 가속도를 이용하여, 좌측과 우측 타이어에 대해 서로 반대되는 가속도 결과값을 산출하는 단계와, 가속도 결과값을 통해 좌측 타이어와 우측 타이어를 판별하는 단계를 포함하는 TPMS 좌우측 판별 방법이다.

본 발명의 제5 형태는, 제4 형태에서, 차량의 조향각을 측정하는 단계를 더 포함하며, 가속도 결과값은 조향각과 1축 가속도 센서에 의한 가속도 값을 통해 산출되는 것인 TPMS 좌우측 판별 방법이다.

본 발명의 제6 형태는, 제5 형태에서, 상기 좌측과 우측 타이어 중 어느 하나로부터 산출되는 가속도 결과값이,

(g는 중력 가속도, θ는 차축에 대한 반시계방향 조향각, r은 타이어의 중심으로부터 가속도 센서까지의 반경, α는 타이어의 각가속도, R은 타이어의 반경)이며, 다른 하나의 타이어로부터 산출되는 가속도 결과값은,

인 것인 TPMS 좌우측 판별 방법이다.

본 발명에 의하면, LFI 장치를 사용하지 않고 TPMS를 간단하게 구현할 수 있다.

본 발명에 의하면, 1축의 가속도 센서만을 사용하여, 간단하게 좌측 타이어 와 우측 타이어를 구별할 수 있다.

본 발명에 의하면, 저렴한 비용으로 좌측 타이어와 우측 타이어를 구별하는 TMPS를 구현할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시예를 참조하여 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명의 TPMS 좌우측 판별 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.

TPMS 좌우측 판별 장치는 x축 방향으로 진행하는 자동차의 두 타이어(1, 3)와 좌측 타이어(1) 상에 장착된 가속도 센서(5)와 우측 타이어(3) 상에 장착된 가속도 센서(7) 그리고 가속도 센서(5, 7)로부터 데이터를 수신하여 처리하는 연산 장치(13)를 포함한다.

좌측 타이어(1)에 장착된 가속도 센서(5)와 우측 타이어(3)에 장착된 가속도 센서(7)는 진행 방향의 가속도를 서로 반대 방향으로 감지한다.

예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 좌측 타이어(1)에 장착된 가속도 센서(5)는 타이어가 진행하는 방향의 가속도(9)를 감지하며, 우측 타이어(3)에 장착된 가속도 센서(7)는 타이어가 진행하는 방향의 반대 방향 가속도(11)를 감지한다.

결과적으로 가속도 센서(5)와 가속도 센서(7)는 타이어의 진행 방향에 대하 여 서로 반대 방향 가속도, 즉 반대 부호의 가속도를 검출한다.

도 1에서는 좌측 타이어(1)에 장착된 가속도 센서(5)가 타이어의 진행방향 가속도(9)를 검출하고, 우측 타이어(3)에 장착된 가속도 센서(7)가 타이어 진행 방향과 역방향의 가속도(11)를 검출하는 것으로 도시되어 있으나, 이와는 반대로 좌측 타이어(1)의 가속도 센서(5)가 타이어 진행 방향과 역방향의 가속도를 검출하고, 우측 타이어(3)의 가속도 센서(7)가 타이어 진행 방향의 가속도(9)를 검출해도 된다.

타이어 진행 방향에 대하여 검출하는 가속도의 방향이 다르면, 검출 결과에 따라 산출되는 가속도 결과값의 부호가 바뀌게 된다.

이하 설명하는 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 좌측 타이어(1)의 가속도 센서(5)가 타이어 진행 방향의 가속도를 검출하고, 우측 타이어(3)의 가속도 센서(7)가 타이어 진행 방향과는 역방향의 가속도를 검출하는 것으로 설명한다.

본 발명에서 사용하는 TPMS 가속도 센서는 1축 가속도 센서로서, 2축 혹은 3축의 가속도 센서와 다르다.

도 2(a)는 본 발명에서 사용하는 1축 가속도 센서를 개략적으로 도시한 것이고, 도 2(b)는 2축 가속도 센서를 개략적으로 도시한 것이다.

2축 가속도 센서의 경우에는 타이어(205)에 대하여 두 방향으로 장착된 가속도 센서(207, 209)를 통해 두 방향의 가속도를 측정한다. 이 경우에는 가속도의 처리를 위해 복잡한 알고리즘을 수행하여야 하며, 이를 위해 고성능의 처리 수단이 필요하다.

본 발명에서는 진행 방향의 가속도만을 측정하여 이를 통해 가속도 결과값을 산출하고, 좌우측 타이어를 판별한다. 따라서 단순한 알고리즘을 이용하여 간단하게 좌우측 타이어를 판별할 수 있다.

1축 가속도 센서(201)는 타이어(201)에 도시된 방향과 같이 나란하게 장착된다. 장착의 방향에 따라서, 진행방향과 동일한 방향의 가속도를 측정할 수도 있고, 반대로 장착하여 진행 방향 반대쪽의 가속도, 즉 진행 방향의 가속도와 부호가 다른 가속도를 검출할 수도 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 두 타이어(1, 3)는 축(15)으로 연결되어 있다.

차량이 주행을 하다가, 회전을 하게 되면, 축(15)을 중심으로 좌우측의 타이어(1, 3)가 움직인다. 이때, 조향각(θ)을 측정하여 회전시의 가속도를 산출함으로써, 좌우측 타이어의 판별에 이용할 수도 있다. 조향각을 이용하면, 더욱 정교하게 또는 회전시에 손쉽게 좌우측 타이어를 판별할 수 있다.

조향각(θ)의 감지는 핸들의 움직임에 따라서 자동적으로 감지되는 것이 일반적이나, 1축 가속도 센서(5, 7)에 조향각(θ)을 탐지하는 센서를 더 포함시킬 수도 있고, 별도의 센서를 구비하여 탐지할 수도 있다.

차량의 주행시에 좌우측의 타이어(1, 3)에서 가속도 센서(5, 7)를 통해 검출되는 가속도 결과값은 연산부(13)에서 산출된다. 연산부(13)는 좌우측 가속도 센서로부터 가속도 데이터를 수신하고, 별도의 조향각 센서 또는 차량 내 탑재된 조향각 탐지기 또는 조향각 탐지 성능을 갖는 가속도 센서(5, 7)로부터 조향각 데이터를 수신한다.

연산부(13)는 수신된 데이터를 처리하여, 좌후측 타이어를 분별할 수 있는 값으로서 출력한다.

도 1에서와 같이 좌측 타이어(1)의 가속도 센서(5)가 타이어 진행 방향의 가속도를 검출하고, 우측 타이어(3)의 가속도 센서(7)가 타이어 진행 방향과는 역방향의 가속도를 검출하는 경우에, 우측 타이어(1)에서 검출되는 가속도 결과값은 아래의 수학식 1을 이용하여 산출할 수 있다.

이때, g는 중력 가속도이며, θ는 진행방향을 기준으로 반시계 방향으로 측정한 조향각, r은 타이어 중심으로부터 가속도 센서까지의 거리, R은 타이어의 반경, α는 타이어(가속도 센서)의 각가속도이다.

앞서 설명한 것처럼, 좌측 타이어에서 산출되는 가속도 결과값은 우측 타이어에서 산출되는 가속도 결과값과 반대 부호의 값이다. 따라서, 좌측 타이어에서의 가속도 결과값은 아래 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

수학식 1과 2에서 보듯이, 각가속도 α는 양 식에서 크기가 같지만 방향이 반대가 된다.

또한, 각 θ에 의해 차량이 회전할 때는 회전 방향에 따라 좌측 타이어와 우 측 타이어의 각가속도 결과값이 차이를 갖게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 TPMS 좌우측 판별 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.

차량이 진행하면(S301), 타이어의 회전에 의해 (각)가속도가 발생한다.

가속도 센서(5, 7)는 타이어의 회전에 의한 가속도를 측정한다(S302). 이때, 조향각 센서를 통해 조향각을 함께 측정해도 되고, 조향각 측정 기능을 포함하는 가속도 센서를 이용하여 조향각과 각가속도를 함께 측정해도 된다.

직선 주행을 하는 경우에는 조향각을 검출할 필요가 없으며, 회전시에도 좌우측에서 타이어의 각가속도를 통해 좌우측 판별을 도모할 수도 있다.

측정된 각가속도값 또는 측정된 각가속도값과 조향각을 통해, 상기 수학식을 이용하여, 연산부가 가속도 결과값을 산출한다(S303).

산출된 결과값을 이용하면, 운전자는 손쉽게 좌우측 타이어를 판별할 수 있게 된다(S304).

도 4는 본 발명에 의해 산출되는 결과값의 일 예를 간단하게 도시한 그래프이다.

도 4와 같이, 좌측 타이어에서 검출되는 가속도 결과값과 우측 타이어에서 검출되는 가속도 결과값은 같은 크기를 가지며 서로 반대 부호를 갖는다.

도시된 그래프는 검출된 가속도 결과값의 한 예로서, 회전하지 않고 정가속도 주행을 하고 있는 동안에는 일정한 값을 유지하며, 회전하여 조향각(θ)의 변화가 생기거나, 감속 또는 가속 주행하여 α값의 변화가 생기는 경우에는 가속도 결 과값에 변화가 발생한다.

지금까지 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예들에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서, 다양한 형태로 구현될 수 있다. 상술한 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공된 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하는 것이 아니다. 명세서에서 사용되는 단수의 표현들은 구체적인 언급이 없는 한, 복수의 의미를 나타낼 수도 있으며, "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1은 본 발명의 TPMS 좌우측 판별 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 1축 가속도 센서와 종래의 2축 가속도 센서를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 TPMS 좌우측 판별 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.

도 4는 본 발명에 따라 좌측 타이어와 우측 타이어에서 다르게 산출된 가속도 결과값의 일예를 개략적으로 도시한 도면이다.

Claims (6)

1. 차량의 좌측과 우측 타이어에 장착된 1축 가속도 센서와,

   상기 가속도 센서의 측정값을 수신하여, 가속도 결과값을 산출하는 연산부를 포함하며,

   상기 좌측과 우측 타이어에 장착된 1축 가속도 센서는 타이어의 진행 방향 가속도가 서로 반대방향으로 감지되도록, 상호 반대 방향으로 장착되어 있는 것인 TPMS 좌우측 판별 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 좌우측의 1축 가속도 센서는,

   차량의 가속 또는 감속에 따라, 서로 반대 방향의 가속도 값을 출력하는 것인 TPMS 좌우측 판별 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 TPMS 좌우측 판별 장치는,

   조향각 센서를 더 포함하여, 차량 회전시의 좌우측 타이어를 판별하는 TPMS 좌우측 판별 장치.
4. 차량을 진행하는 단계;

   차량 좌측과 우측 타이어에 각각 반대방향으로 장착된 1축 가속도 센서를 통해, 가속도를 측정하는 단계;

   상기 측정한 가속도를 이용하여, 상기 좌측과 우측 타이어에서 대해 서로 반대되는 가속도 결과값을 산출하는 단계; 및

   상기 가속도 결과값을 통해 좌측 타이어와 우측 타이어를 판별하는 단계

   를 포함하는 TPMS 좌우측 판별 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 TPMS 좌우측 판별 방법은,

   차량의 조향각을 측정하는 단계를 더 포함하며,

   상기 가속도 결과값은 상기 조향각과 상기 1축 가속도 센서에 의한 가속도 값을 통해 산출되는 것인 TPMS 좌우측 판별 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 좌측과 우측 타이어 중 어느 하나로부터 산출되는 가속도 결과값은,

   

   (g는 중력 가속도, θ는 차축에 대한 반시계방향 조향각, r은 타이어의 중심 으로부터 가속도 센서까지의 반경, α는 타이어의 각가속도, R은 타이어의 반경)

   이며,

   다른 하나의 타이어로부터 산출되는 가속도 결과값은,

   

   인 것인 TPMS 좌우측 판별 방법.

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