KR20140102713A - 차륜 위치 검출기 및 이를 갖는 타이어 공기압 검출기 - Google Patents

차륜 위치 검출기 및 이를 갖는 타이어 공기압 검출기 Download PDF

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Abstract

차량(1)용 차륜 위치 검출기에서, 각각의 차륜(5a 내지 5d) 상의 송신기(2)는 송신기(2)의 각도가 송신 각도에 도달할 때 식별 정보를 포함하는 데이터 프레임을 반복적으로 송신한다. 프레임을 수신하기 위한 수신기(3)가 차량(1)의 차체(6) 상에 장착되고, 프레임이 송신되는 대상 차륜(5a 내지 5d)을 특정하기 위해 프레임에 기초하여 차륜 위치 검출을 수행한다. 수신기(3)는 프레임을 수신할 때 대응 차륜(5a 내지 5d)과 함께 회전하는 기어(12a 내지 12d)의 치형부 위치를 취득하고, 치형부 위치에 기초하여 변동 허용 가능 범위를 설정한다. 수신기(3)는 치형부 위치가 변동 허용 가능 범위 내에 있는지 여부를 판정함으로써 대상 차륜(5a 내지 5d)을 특정한다. 송신기(2)는 미리 정해진 시간 간격에 송신 각도를 변경한다.

Description

차륜 위치 검출기 및 이를 갖는 타이어 공기압 검출기 {WHEEL POSITION DETECTOR AND TIRE INFLATION PRESSURE DETECTOR HAVING THE SAME}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 그 개시 내용이 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 2011년 12월 27일 출원된 일본 특허 출원 제2011-286187호에 기초한다.
기술 분야
본 발명은 대상 차륜이 차량의 어느 위치에 장착되어 있는지를 자동으로 검출하는 차륜 위치 검출기에 관한 것이다. 차륜 위치 검출기는 압력 센서를 갖는 송신기를 타이어가 장착된 차륜에 직접 부착하고, 압력 센서로부터의 검출 결과를 송신기를 통해 송신하고, 검출 결과를 차량에 장착된 수신기에 의해 수신함으로써 타이어 공기압(tire inflation pressure)을 검출하는 직접형(direct-type) 타이어 공기압 검출기에 사용될 수도 있다.
직접형 타이어 공기압 검출기가 공지되어 있다. 이 유형의 타이어 공기압 검출기는 차량의 차륜에 직접 부착된 송신기를 사용한다. 송신기는 압력 센서와 같은 센서를 갖는다. 안테나 및 수신기가 차량의 차체에 장착된다. 송신기가 센서로부터 검출 신호를 포함하는 데이터를 송신하면, 수신기는 안테나를 통해 데이터를 수신하고 데이터에 기초하여 타이어 공기압을 검출한다. 직접형 타이어 공기압 검출기는 데이터가 직접형 타이어 공기압 검출기를 구비한 차량 또는 다른 차량으로부터 송신되는지 여부를 판정한다. 또한, 직접형 타이어 공기압 검출기는 어느 차륜이 송신기를 구비하고 있는지를 판정한다. 이를 위해, 송신기로부터 송신된 각각의 데이터는 차량과 다른 차량을 판별하고 송신기가 부착되어 있는 차륜을 식별하는 ID 정보를 포함한다.
송신기를 위치확인하기 위해, 수신기는 각각의 차륜 위치와 연계하여 각각의 송신기에 대한 ID 정보를 사전 등록할 필요가 있다. 타이어 로테이션(tire rotation)이 수행되면, 수신기는 ID 정보를 재등록할 필요가 있다. 예를 들어, 특허 문헌 1은 이 등록을 자동화하는 방법을 제안하고 있다.
구체적으로, 특허 문헌 1에 따른 방법에서, 차륜에 부착된 송신기 내에 포함된 가속도 센서로부터 가속도 검출 신호에 기초하여 차륜이 소정 회전 위치에 도달하는 것을 검출한다. 차량은 또한 송신기로부터의 무선 신호에 기초하여 차륜의 회전 위치를 검출한다. 차량은 차륜 위치를 특정하기 위해 회전 위치들 사이의 상대각의 변화를 모니터링한다. 이 방법은 소정수의 데이터의 편차에 기초하여, 차량에 의해 검출된 차륜 회전 위치와 차륜에 의해 검출된 차륜 회전 위치 사이의 상대 각도의 변화를 모니터링한다. 이 방법은 초기값에 대한 변동이 허용 가능한 값을 초과하는 것을 판정함으로써 차륜 위치를 특정한다.
그러나, 특허 문헌 1에 설명된 방법은 변동이 허용 가능한 값에 의해 규정된 변동 허용 가능 범위 이내에 있는지 여부에 기초하여 차륜 위치를 특정한다. 따라서, 이 방법은 변동이 변동 허용 가능 범위 이내에 있는 동안 차륜 위치를 특정할 수 없다. 게다가, 이 방법은 표준 편차에 기초하여 차륜 위치를 특정하기 때문에 소정의 다수의 데이터가 요구된다. 이 방법은 필요한 수의 데이터가 취득될 때까지 차륜 위치를 특정할 수 없다. 이에 따라, 차륜 위치를 특정하기 위해 장시간을 소요한다.
[선행 기술 문헌]
[특허 문헌 1]
JP-A-2010-122023
또한, 종래의 방법에서는, 차륜이 미리 정해진 회전 위치에 도달할 때 무선 신호가 송신된다. 그러나, 미리 정해진 회전 위치가 송신기로부터의 무선 신호가 차량의 차체에 장착된 수신기에 도달할 가능성이 적은 널(Null) 위치에 있는 가능성이 있다. 이러한 경우에, 송신기가 무선 신호를 다수회 송신하더라도, 무선 신호는 수신기에 도달할 가능성이 적다.
본 발명의 목적은 더 짧은 시간 기간 내에 차륜 위치를 정확하게 특정하는 것이 가능한 차륜 위치 검출기 및 차륜 위치 검출기를 갖는 타이어 공기압 검출기를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 태양에 따르면, 차륜 위치 검출기가 차체 및 차체에 장착된 차륜을 포함하는 차량에 사용된다. 각각의 차륜은 타이어를 구비한다. 차륜 위치 검출기는 송신기를 포함한다. 각각의 송신기는 대응 차륜 상에 장착되고 고유 식별 정보를 갖는다. 각각의 송신기는 고유 식별 정보를 포함하는 데이터 프레임을 생성하여 송신하기 위한 제1 제어 섹션을 포함한다. 차륜 위치 검출기는 차량의 차체에 장착되는 수신기를 더 포함한다. 수신기는 제2 제어 섹션 및 수신 안테나를 포함한다. 제2 제어 섹션은 송신기들 중 하나로부터 동시에 수신 안테나를 통해 프레임을 수신한다. 제2 제어 섹션은 프레임에 기초하여, 송신기들 중 하나가 장착되는 차륜들 중 하나를 특정하기 위해 차륜 위치 검출을 수행한다. 제2 제어 섹션은 차륜들 중 하나와 송신기들 중 하나의 고유 식별 정보 사이의 관계를 저장한다. 차륜 위치 검출기는 차륜 속도 센서를 더 포함한다. 각각의 차륜 속도 센서는 대응 차륜과 함께 회전하는 기어를 구비한다. 기어는 전기 전도도를 갖는 치형부 및 기어의 자기 저항이 외주부를 따라 변화할 수 있도록 기어의 외주부를 따라 치형부가 교대로 배열된 중간부를 구비한다. 각각의 차륜 속도 센서는 각각의 치형부의 통로를 지시하는 치형부 검출 신호를 출력한다. 각각의 송신기는 가속도 센서를 더 포함한다. 가속도 센서는 대응 차륜의 회전에 따라 변하는 중력 가속도 성분을 갖는 가속도를 지시하는 가속도 검출 신호를 출력한다. 제1 제어 섹션은 가속도 센서로부터 가속도 검출 신호의 중력 가속도 성분에 기초하여 송신기의 각도를 검출한다. 송신기는 대응 차륜의 중심축과 대응 차륜의 원주 상의 미리 정해진 기준 제로점과 각도를 형성한다. 제1 제어 섹션은 송신기의 각도가 송신 각도에 도달할 때마다 프레임을 반복적으로 송신한다. 제1 제어 섹션은 송신 각도가 기준 송신 각도 및 기준 송신 각도와는 상이한 적어도 하나의 변경된 송신 각도를 포함하도록 미리 정해진 시간 간격에서 송신 각도를 변경한다. 제2 제어 섹션은 수신기가 기준 송신 각도에서 송신기(2)에 의해 송신된 프레임을 수신할 때 차륜 속도 센서로부터 치형부 검출 신호에 기초하여 기어의 치형부 위치를 지시하는 기어 정보를 취득한다. 제2 제어 섹션은 치형부 위치에 기초하여 제1 변동 허용 가능 범위를 설정한다. 제2 제어 섹션은 수신기가 프레임을 수신할 때 제2 변동 허용 가능 범위를 설정한다. 제2 변동 허용 가능 범위는 전회 설정된 제1 변동 허용 가능 범위와 금회 설정된 제1 변동 허용 가능 범위 사이의 중첩 범위이다. 제2 제어 섹션은 특정 차륜과 함께 회전하는 기어의 치형부 위치가 제2 변동 허용 가능 범위 외에 있을 때 차륜들 중 하나의 후보로부터 특정 차륜을 배제한다. 제2 제어 섹션은 나머지 차륜을 차륜들 중 하나로서 등록한다.
본 발명의 제2 태양에 따르면, 타이어 공기압 검출기는 제1 태양에 따른 차륜 위치 검출기를 포함한다. 각각의 송신기는 대응 차륜의 타이어의 타이어 공기압을 지시하는 압력 검출 신호를 출력하기 위한 감지 섹션을 더 포함한다. 각각의 송신기의 제1 제어 섹션은 타이어 공기압에 대한 공기압 정보를 취득하도록 압력 검출 신호를 처리하고 프레임이 압력 팽창 정보를 포함하는 이러한 방식으로 프레임을 생성한다. 수신기의 제2 제어 섹션은 프레임 내에 포함된 공기압 정보에 기초하여 대응 차륜의 타이어의 타이어 공기압을 검출한다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 장점들은 첨부 도면을 참조하여 행해진 이하의 상세한 설명으로부터 더 명백해질 것이다.
도 1은 실시예에 따른 차륜 위치 검출기를 포함하는 타이어 공기압 검출기의 전체 구성을 도시한다.
도 2a는 송신기 및 수신기의 블록 구성을 도시한다.
도 2b는 송신기 및 수신기의 블록 구성을 도시한다.
도 3은 차륜 위치 검출을 도시하는 타이밍 차트이다.
도 4는 기어 정보의 변화를 도시한다.
도 5a는 차륜 위치를 판정하기 위한 로직을 개략적으로 도시한다.
도 5b는 차륜 위치를 판정하기 위한 로직을 개략적으로 도시한다.
도 5c는 차륜 위치를 판정하기 위한 로직을 개략적으로 도시한다.
도 6a는 차륜 위치의 평가 결과를 도시한다.
도 6b는 차륜 위치의 평가 결과를 도시한다.
도 6c는 차륜 위치의 평가 결과를 도시한다.
도 6d는 차륜 위치의 평가 결과를 도시한다.
도 7a는 차륜 상의 송신기의 각도를 도시한다.
도 7b는 데이터 프레임이 송신되는 송신 시간과 송신 각도 사이의 관계를 도시한다.
도 8a는 데이터 프레임의 구조를 도시한다.
도 8b는 데이터 프레임의 다른 구조를 도시한다.
본 발명의 실시예가 도면을 참조하여 이하에 설명될 것이다.
(실시예)
본 발명의 실시예에 따른 차륜 위치 검출기를 포함하는 타이어 공기압 검출기가 도 1을 참조하여 이하에 설명된다. 도 1은 타이어 공기압 검출기의 전체 구성을 도시한다. 도 1의 상부는 차량(1)의 전방을 지시한다. 도 1의 저부는 차량(1)의 후방을 지시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 타이어 공기압 검출기는 차량(1)에 부착되고, 송신기(2), 타이어 공기압 검출기용 전자 제어 유닛(ECU)(3) 및 계기(meter)(4)를 포함한다. ECU(3)는 수신기로서 기능하고, 이하 TPMS-ECU(타이어 압력 모니터링 시스템 ECU)(3)라 칭한다. 차륜 위치를 특정하기 위해, 차륜 위치 검출기는 송신기(2) 및 TPMS-ECU(3)를 사용한다. 게다가, 차륜 위치 검출기는 브레이크 제어 ECU(이하, 브레이크 ECU라 칭함)(10)로부터 기어 정보를 취득한다. 기어 정보는 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)의 검출 신호로부터 발생된다. 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)는 차륜(5)(5a 내지 5d)에 각각 제공된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 송신기(2)는 각각의 차륜(5a 내지 5d)에 부착된다. 송신기(2)는 차륜(5a 내지 도 5d)에 장착된 타이어의 공기압을 검출한다. 송신기(2)는 검출 결과로서 타이어 공기압에 대한 정보를 데이터 프레임 내에 저장하고 프레임을 송신한다. TPMS-ECU(3)는 차량(1)의 차체(6)에 부착된다. TPMS-ECU(3)는 송신기(2)로부터 송신된 프레임을 수신하고, 프레임 내에 저장된 검출 신호에 기초하여 다양한 프로세스 및 연산을 수행함으로써 차륜 위치 및 타이어 공기압을 검출한다. 송신기(2)는 예를 들어 주파수 편이 변조(FSK)에 따라 프레임을 변조한다. TPMS-ECU(3)는 프레임을 복조하고, 프레임 내에 저장된 정보를 판독하고, 차륜 위치 및 타이어 공기압을 검출한다. 도 2a는 송신기(2)의 블록 다이어그램을 도시하고, 도 2b는 TPMS-ECU(3)의 블록 다이어그램을 도시한다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 송신기(2)는 감지 섹션(21), 가속도 센서(22), 마이크로컴퓨터(23), 송신 회로(24) 및 송신 안테나(25)를 포함한다. 송신기(2)의 이들 구성요소는 배터리(도시 생략)로부터 공급된 전력에 의해 구동된다.
예를 들어, 감지 섹션(21)은 다이어프램형 압력 센서(21a) 및 온도 센서(21b)를 포함한다. 감지 섹션(21)은 타이어 공기압 및/또는 타이어 온도를 지시하는 검출 신호를 출력한다. 가속도 센서(22)는 송신기(2)가 부착되는 차륜(5a 내지 5d)에서 센서 자체의 위치를 검출한다. 즉, 가속도 센서(22)는 송신기(2)의 위치 또는 차량(1)의 속도를 검출한다. 예를 들어, 실시예에 따르면, 가속도 센서(22)는 차륜(5a 내지 5d)의 반경방향에서, 즉 차륜(5a 내지 5d)의 원주방향에 수직인 양 방향에서 회전 차륜(5a 내지 5d) 상에 작용하는 가속도를 지시하는 검출 신호를 출력한다.
마이크로컴퓨터(23)는 제어 섹션(제1 제어 섹션)을 포함하고, 공지의 기술에 따라 구성된다. 마이크로컴퓨터(23)는 제어 섹션의 내장 메모리 내에 저장된 프로그램에 따라 미리 정해진 프로세스를 수행한다. 제어 섹션의 내장 메모리는 각각의 송신기(2)를 특정하기 위한 송신기 식별 정보 및 차량(1)을 특정하기 위한 차량 식별 정보를 포함하는 개별 ID 정보를 저장한다.
마이크로컴퓨터(23)는 감지 섹션(21)으로부터 타이어 공기압을 지시하는 검출 신호를 수신하고, 필요에 따라 신호를 처리하여 수정한다. 다음에, 마이크로컴퓨터(23)는 타이어 공기압에 대한 및 송신기 식별 정보를 프레임 내에 저장한다. 마이크로컴퓨터(23)는 가속도 센서(22)로부터 검출 신호를 모니터링하여 차량(1)의 속도를 검출하고 차륜(5a 내지 5d)에 부착된 각각의 송신기(2)의 위치를 검출한다. 마이크로컴퓨터(23)가 프레임을 생성할 때, 마이크로컴퓨터(23)는 차량(1)의 속도 및 송신기(2)의 위치에 기초하여 송신 회로(24)가 송신 안테나(25)를 통해 TPMS-ECU(3)에 프레임을 송신하게 한다.
구체적으로, 마이크로컴퓨터(23)는 차량(1)이 주행중일 때 프레임을 송신하기 시작한다. 마이크로컴퓨터(23)는 가속도 센서(22)의 각도가 송신 각도에 도달할 때마다, 가속도 센서(22)로부터 검출 신호에 기초하여 프레임을 반복적으로 송신한다. 마이크로컴퓨터(23)는 차량(1)의 속도에 기초하여 차량이 주행중인지 여부를 판정한다. 마이크로컴퓨터(23)는 송신기(2)의 위치에 기초하여 가속도 센서(22)의 각도가 송신 각도에 도달하는지 여부를 판정한다.
마이크로컴퓨터(23)는 가속도 센서(22)로부터의 검출 신호를 사용하여 차량(1)의 속도를 검출한다. 마이크로컴퓨터(23)는 차량(1)의 속도가 미리 정해진 값(예를 들어, 5 km/h) 이상에 도달할 때 차량이 주행중인 것으로 판정한다. 가속도 센서(22)의 출력은 원심 가속도, 즉 원심력에 기초하는 가속도를 포함한다. 차량(1)의 속도는 원심 가속도를 적분하고 원심 가속도의 적분치에 미리 정해진 계수를 곱함으로써 계산될 수 있다. 마이크로컴퓨터(23)는 가속도 센서(22)의 출력으로부터 중력 가속도 성분을 배제함으로써 원심 가속도를 계산하고, 원심 가속도에 기초하여 차량(1)의 속도를 계산한다.
가속도 센서(22)는 차륜(5a 내지 5d)의 회전에 따라 검출 신호를 출력한다. 차량(1)이 주행중인 동안, 검출 신호는 중력 가속도 성분을 포함하고, 차륜 회전에 대응하는 진폭을 지시한다. 예를 들어, 검출 신호는 송신기(2)가 각각의 차륜(5a 내지 5d)의 중심축 바로 위에 위치될 때 최대 음의 진폭(negative amplitude)을 지시한다. 검출 신호는 송신기(2)가 중심축과 수평으로 위치될 때 0의 진폭을 지시한다. 검출 신호는 송신기(2)가 중심축 바로 아래에 위치될 때 최대 양의 진폭(positive amplitude)을 지시한다. 가속도 센서(22)의 각도, 즉 송신기(2)의 위치의 각도가 진폭에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 가속도 센서(22)의 각도는 가속도 센서(22)가 각각의 차륜(5a 내지 5d)의 중심축 바로 위에 위치될 때 각도가 0도인 것으로 가정함으로써 진폭에 기초하여 결정될 수 있다.
각각의 송신기(2)는 차량(1)의 속도가 미리 정해진 속도에 도달할 때와 동시에, 또는 차량(1)의 속도가 미리 정해진 속도에 도달한 후에 가속도 센서(22)가 송신 각도에 도달할 때와 동시에 프레임을 송신하기 시작한다(즉, 제1 프레임을 송신함). 송신기(2)는 가속도 센서(22)의 각도가 송신기(2)가 제1 프레임을 송신하는 각도가 될 때마다 프레임을 반복적으로 송신한다. 대안적으로, 송신기(2)는 미리 정해진 시간 기간(예를 들어, 15초)에 단지 1회만 프레임을 송신하여 배터리 소비를 저감할 수 있다.
송신 회로(24)는 마이크로컴퓨터(23)로부터 수신된 프레임을 송신 안테나(25)를 통해 TPMS-ECU(3)에 송신하기 위한 출력 섹션으로서 기능한다. 예를 들어, 프레임은 무선 주파수의 전자기파를 사용하여 송신된다.
예를 들어, 송신기(2)는 감지 섹션(21)이 예를 들어 타이어의 내부로 노출될 수 있는 이러한 방식으로 각각의 차륜(5a 내지 5d) 상의 팽창 밸브에 부착된다. 송신기(2)는 대응 타이어의 타이어 공기압을 검출한다. 전술된 바와 같이, 차량(1)의 속도가 미리 정해진 속도를 초과할 때, 각각의 송신기(2)는 가속도 센서(22)가 송신 각도에 도달할 때마다 송신 안테나(25)를 통해 프레임을 반복적으로 송신한다. 송신기(2)는 가속도 센서(22)가 송신에 도달할 때마다 프레임을 항상 송신할 수도 있다. 배터리 소비를 저감하기 위해 프레임 송신 간격을 연장하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 송신기(2)는 차륜 위치를 판정하는데 요구되는 시간이 경과될 때 차륜-위치설정 모드로부터 정기 송신 모드로 변경할 수 있다. 이 경우에, 차륜-위치설정 모드에서, 송신기(2)는 가속도 센서(22)가 송신 각도에 도달할 때마다 프레임을 송신한다. 대조적으로, 정기 송신 모드에서, 송신기(2)는 더 긴 간격(예를 들어, 1분마다)에 프레임을 송신하여, 이에 의해 타이어 공기압에 관한 신호를 TPMS-ECU(3)에 주기적으로 송신한다. 예를 들어, 각각의 송신기(2)가 상이한 타이밍에 프레임을 송신할 수 있도록 랜덤 지연이 각각의 송신기(2)에 제공될 수도 있다. 이러한 접근법에서, 송신기(2)로부터 무선파의 간섭이 방지되어 TPMS-ECU(3)가 송신기(2)로부터 프레임을 확실하게 수신할 수 있게 된다.
도 2b에 도시된 바와 같이, TPMS-ECU(3)는 수신 안테나(31), 수신 회로(32) 및 마이크로컴퓨터(33)를 포함한다. 후술되는 바와 같이, TPMS-ECU(3)는 제어 영역 네트워크(CAN)와 같은 차내 LAN을 통해 브레이크 ECU(10)로부터 기어 정보를 취득하여, 이에 의해 각각의 차륜(5a 내지 5d)과 함께 회전하는 기어의 치형부의 에지의 수(또는 치형부의 수)에 의해 지시된 치형부 위치를 취득한다.
수신 안테나(31)는 송신기(2)로부터 송신된 프레임을 수신한다. 수신 안테나(31)는 차량(1)의 차체(6)에 고정된다. 수신 안테나(31)는 TPMS-ECU(3) 내에 합체된 내부 안테나로서, 또는 내부로부터 TPMS-ECU(3)의 외부로 연장하는 배선을 갖는 외부 안테나로서 제공될 수도 있다.
수신 회로(32)는 송신기(2)로부터 수신 안테나(31)를 통해 프레임을 수신하고 수신된 프레임을 마이크로컴퓨터(33)에 송신하기 위한 입력 섹션으로서 기능한다.
마이크로컴퓨터(33)는 제2 제어 섹션에 대응하고, 마이크로컴퓨터(33)의 내장 메모리 내에 저장된 프로그램에 따라 차륜 위치 검출을 수행한다. 구체적으로, 마이크로컴퓨터(33)는 브레이크 ECU(10)로부터 취득된 기어 정보와 프레임이 송신기(2)로부터 수신되는 수신 타이밍 사이의 관계에 기초하여 차륜 위치 검출을 수행한다. 마이크로컴퓨터(33)는 미리 정해진 취득 간격(예를 들어, 10 ms)에 브레이크 ECU(10)로부터 기어 정보를 취득한다. 기어 정보는 차륜(5a 내지 5d)에 각각 제공된 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)로부터 생성된다.
기어 정보는 차륜(5a 내지 5d)과 함께 회전하는 기어의 치형부 위치를 지시한다. 예를 들어, 각각의 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)는 전자기 픽업 센서로서 구성되고 기어의 치형부에 대면하도록 배치된다. 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)로부터 출력된 검출 신호는 기어의 치형부가 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)를 통과할 때마다 변화한다. 특히, 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)는 기어의 치형부가 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)를 통과할 때마다 검출 신호로서 구형파(square wave) 펄스를 출력한다. 따라서, 구형파 펄스의 상승 및 하강 에지는 기어의 치형부의 에지가 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)를 통과하는 것을 표현한다. 이에 따라, 브레이크 ECU(10)는 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)로부터의 검출 신호의 상승 및 하강 에지의 수에 기초하여 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)를 통과한 기어의 치형부의 에지의 수를 카운트한다. 브레이크 ECU(10)는 취득 간격에 기어 정보로서 카운트 수를 마이크로컴퓨터(33)에 통지한다. 따라서, 마이크로컴퓨터(33)는 기어 정보에 기초하여, 언제, 어느 기어의 치형부가 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)를 통과하는지를 식별할 수 있다.
카운트 수는 기어가 1회전을 행할 때마다 리셋된다. 예를 들어, 기어가 48개의 치형부를 갖는 것으로 가정하면, 에지들은 0 내지 95로 넘버링되어, 총 96개의 에지가 카운트될 수 있다. 카운트 수가 95에 도달할 때, 브레이크 ECU(10)는 카운트 수를 0으로 리셋한 후에 에지의 수를 카운트한다.
브레이크 ECU(10)는 치형부의 에지의 수 대신에 기어 정보로서 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)를 통과한 치형부의 수의 마이크로컴퓨터(33)를 식별할 수 있다. 대안적으로, 브레이크 ECU(10)는 최종 취득 간격 중에 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)를 통과한 치형부의 수 또는 에지의 수를 마이크로컴퓨터(33)에 통지할 수 있고, 마이크로컴퓨터(33)는 에지 또는 치형부의 최종 카운트수에 통지된 수를 가산할 수 있다. 이러한 접근법에서, 마이크로컴퓨터(33)는 취득 간격에서 에지 또는 치형부의 수를 카운트할 수 있다. 즉, 마이크로컴퓨터(33)는 단지 취득 간격에 기어 정보로서 에지 또는 치형부의 수를 최종적으로 취득하는 것이 가능하기만 하면 된다. 브레이크 ECU(10)는 브레이크 ECU(10)가 전원 오프될 때마다 에지 또는 치형부의 카운트 수를 리셋한다. 브레이크 ECU(10)는 브레이크 ECU(10)가 전원 온될 때 또는 브레이크 ECU(10)가 전원 온된 후에 차량(1)의 속도가 미리 정해진 속도에 도달할 때 동시에 측정을 재시작한다. 따라서, 브레이크 ECU(10)가 전원 오프되는 동안 동일한 치형부가 동일한 수의 에지 또는 치형부에 의해 표현된다.
마이크로컴퓨터(33)는 각각의 송신기(2)로부터 송신된 프레임을 수신할 때 수신 타이밍을 측정한다. 마이크로컴퓨터(33)는 수신 타이밍에 기초하여 기어의 에지 또는 치형부의 취득된 수로부터 선택되는 기어 에지 또는 치형부의 수에 기초하여 차륜 위치 검출을 수행한다. 따라서, 마이크로컴퓨터(33)는 차륜(5a 내지 5d) 중 어느 차륜에 송신기(2)가 부착되는지를 특정하는 차륜 위치 검출을 수행할 수 있다. 차륜 위치 검출이 이하에 상세히 설명될 것이다.
차륜 위치 검출의 결과에 기초하여, 마이크로컴퓨터(33)는 송신기 식별 정보에 의해 식별된 송신기(2)가 부착되는 차륜(5a 내지 5d)의 위치와 함께 송신기 식별 정보를 저장한다. 그 후에, 마이크로컴퓨터(33)는 각각의 송신기(2)로부터 송신된 프레임에 저장된 송신기 식별 정보 및 타이어 공기압에 대한 데이터에 기초하여 차륜(5a 내지 5d)의 타이어 공기압을 검출한다. 마이크로컴퓨터(33)는 타이어 공기압을 지시하는 전기 신호를 CAN과 같은 차내 LAN을 통해 계기(4)에 출력한다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(33)는 타이어 공기압을 미리 정해진 임계치(Th)와 비교하여 타이어 공기압의 감소를 검출한다. 마이크로컴퓨터(33)가 타이어 공기압의 감소를 검출할 때, 마이크로컴퓨터(33)는 타이어 공기압의 감소를 지시하는 압력 감소 신호를 계기(4)에 출력한다. 따라서, 계기(4)에는 4개의 차륜(5a 내지 5d) 중 어느 것이 타이어 공기압이 감소하였는지가 통지된다.
계기(4)는 경보 섹션으로서 기능한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 계기(4)는 운전자가 계기(4)를 볼 수 있는 위치에 위치된다. 예를 들어, 계기(4)는 차량(1)의 계기반(instrument panel) 내에 포함된 계기 디스플레이로서 구성된다. TPMS-ECU(3)의 마이크로컴퓨터(33)로부터 압력 감소 신호를 수신할 때, 계기(4)는 차륜(5a 내지 5d) 중 어느 차륜이 타이어 공기압의 감소를 받게 되는지를 표현하는 지시를 제공한다. 계기(4)는 이에 의해 특정 차륜 상의 타이어 공기압의 감소를 운전자에게 통지한다.
이하에는 실시예에 따른 타이어 공기압 검출기의 동작을 설명한다. 이하의 설명은 타이어 공기압 검출기에 의해 수행된 차륜 위치 검출 및 타이어 공기압 검출로 분할된다.
먼저, 차륜 위치 검출이 설명된다. 도 3은 차륜 위치 검출을 도시하는 타이밍 차트이다. 도 4는 기어 정보의 변화를 도시한다. 도 5a, 도 5b 및 도 5c는 차륜 위치를 검출하기 위한 로직(즉, 원리)을 개략적으로 도시한다. 도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d는 차륜 위치의 평가 결과를 도시한다. 이들 도면을 참조하여, 차륜 위치 검출을 수행하는 방법이 설명될 것이다.
송신기(2) 상에서, 마이크로컴퓨터(23)는 배터리로부터 공급된 전력에 기초하여 미리 정해진 샘플링 간격에 가속도 센서(22)로부터 검출 신호를 모니터링한다. 마이크로컴퓨터(23)는 이에 의해 차량(1)의 속도 및 각각의 차륜(5a 내지 5d) 상의 가속도 센서(22)의 각도를 검출한다. 차량(1)의 속도가 미리 정해진 속도에 도달할 때, 마이크로컴퓨터(23)는 가속도 센서(22)가 송신 각도에 도달할 때마다 프레임을 반복적으로 송신한다. 예를 들어, 송신 각도는 차속이 미리 정해진 속도에 도달한 직후에 가속도 센서(22)의 각도일 수 있다. 대안적으로, 송신 각도는 미리 정해진 각도일 수 있다. 따라서, 마이크로컴퓨터(23)는 가속도 센서(22)의 각도가 제1 프레임이 송신되었던 각도와 동일하게 될 때마다 프레임을 반복적으로 송신한다.
도 3은 상부로부터 저부로, 브레이크 ECU(10)로부터의 기어 정보를 취득하기 위한 타이밍, 기어 에지의 수, 가속도 센서(22)의 각도, 가속도 센서(22)로부터의 검출 신호의 중력 가속도 성분 및 송신기(2)로부터 프레임을 송신하기 위한 타이밍을 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 가속도 센서(22)로부터의 검출 신호의 중력 가속도 성분은 사인 곡선이 된다. 가속도 센서(22)의 각도는 사인 곡선에 기초하여 결정될 수 있다. 프레임은 가속도 센서(22)가 사인 곡선에 기초하여 동일한 각도에 도달할 때마다 송신된다.
TPMS-ECU(3)는 취득 간격(예를 들어, 10 ms)에 브레이크 ECU(10)로부터 기어 정보를 취득한다. 기어 정보는 차륜(5a 내지 5d)을 위해 각각 제공된 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)로부터 공급된다. TPMS-ECU(3)는 각각의 송신기(2)로부터 송신된 프레임을 수신할 때 수신 타이밍을 측정한다. TPMS-ECU(3)는 수신 타이밍에 기초하여 기어의 에지 또는 치형부의 취득된 수로부터 선택된 기어 에지 또는 치형부의 수를 취득한다.
각각의 송신기(2)로부터 송신된 프레임을 수신하기 위한 타이밍은 브레이크 ECU(10)로부터 기어 정보를 취득하기 위한 간격과 항상 일치하지는 않는다. 이 이유로, 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 가장 근접한 간격에 취득된 기어 정보에 지시된 기어 에지 또는 치형부의 수는 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 기어 에지 또는 치형부의 수로서 사용될 수 있다. 즉, 프레임을 수신하기 위한 간격 직전 또는 직후에 취득된 기어 정보 내에 지시된 기어 에지 또는 치형부의 수는 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 기어 에지 또는 치형부의 수로서 사용될 수 있다. 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 기어의 에지 또는 치형부의 수는 프레임을 수신하기 위한 타이밍의 직전 또는 직후에 취득된 기어 정보에 지시된 기어 에지 또는 치형부의 수를 사용함으로써 계산될 수 있다. 예를 들어, 프레임을 수신하기 위한 타이밍 직전 및 직후에 취득된 기어 정보에 지시된 기어 에지 또는 치형부의 수의 평균값이 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 기어 에지 또는 치형부의 수로서 사용될 수 있다.
타이어 공기압 검출기는 프레임이 수신될 때마다 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 기어 에지 또는 치형부의 수를 취득하기 위해 동작을 반복한다. 타이어 공기압 검출기는 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 취득된 기어 에지 또는 치형부의 수에 기초하여 차륜 위치 검출을 수행한다. 구체적으로, 타이어 공기압 검출기는 프레임을 수신하기 위한 현재 타이밍에 기어 에지 또는 치형부의 수의 변동이 전회의 타이밍에 취득된 기어 에지 또는 치형부의 수에 기초하여 설정된 변동 허용 가능 범위 내에 있는지를 판정함으로써 차륜 위치 검출을 수행한다.
프레임이 차륜(5a 내지 5d) 중 임의의 하나 상의 특정 송신기(2)로부터 수신되는 것으로 가정하면, 특정 송신기(2)는 특정 송신기(2)의 가속도 센서(22)가 송신 각도에 도달할 때마다 프레임을 송신한다. 치형부 위치는, 치형부 위치가 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 기어 에지 또는 치형부의 수에 의해 지시되기 때문에 전회의 위치와 거의 일치한다. 따라서, 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 기어 에지 또는 치형부의 수의 변동은 작고 변동 허용 가능 범위 내에 있다. 이는 또한 프레임을 특정 송신기(2)로부터 1회 초과 수신하는 경우에도 적용된다. 즉, 특정 송신기(2)가 장착되는 차륜(5a 내지 5d) 중 하나에 관련하여, 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 기어 에지 또는 치형부의 수의 변동은 제1 프레임 특정 송신기(2)로부터 수신되는 제1 프레임 수신 타이밍에 설정된 변동 허용 가능 범위 내에 있다. 대조적으로, 차륜(5a 내지 5d) 중 다른 것들에 관련하여, 프레임은 프레임이 특정 송신기(2)로부터 송신되는 타이밍과는 상이한 타이밍에 차륜(5a 내지 5d) 중 다른 것들 상의 송신기(2)로부터 송신되기 때문에, 치형부 위치가 변한다.
구체적으로, 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)의 기어는 차륜(5a 내지 5d)과 함께 각각 회전한다. 따라서, 특정 송신기(2)가 장착되는 차륜(5a 내지 5d) 중 하나는 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 기어 에지 또는 치형부의 수의 변동을 거의 유발하지 않는다. 그러나, 차륜(5a 내지 5d)은, 차륜(5a 내지 5d)의 회전 상태가 예를 들어 도로 상황, 회전 및 차선 변경에 기인하여 변화하기 때문에 완전히 동일한 상태로 회전할 수는 없다. 따라서, 차륜(5a 내지 5d) 중 다른 것들은 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 기어 에지 또는 치형부의 수에 의해 지시된 치형부 위치의 변동을 유발한다.
도 4의 IG-온에 도시된 바와 같이, 각각의 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)의 기어(12a 내지 12d)는 차량(1)의 점화 스위치(IG)가 턴온된 직후에 에지 수 0을 지시한다. 차량(1)이 주행을 시작한 후에, 프레임은 소정 차륜으로부터 연속적으로 수신된다. 소정의 차륜과는 상이한 차륜은 기어 에지 또는 치형부의 수에 의해 지시된 치형부 위치의 변동을 유발한다. 타이어 공기압 검출기는 변동이 변동 허용 가능 범위 내에 남아 있는지를 판정함으로써 차륜 위치 검출을 수행한다.
변동 허용 가능 범위를 설정하는 방법이 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 이하에 상세히 설명된다. 변동 허용 가능 범위는 제1 변동 허용 가능 범위 및 제2 변동 허용 가능 범위를 포함한다. 예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이, 송신기(2)는 송신기(2)가 1회째 프레임을 송신할 때 제1 수신 각도로 위치되는 것으로 가정하면, 제1 변동 허용 가능 범위는 제1 수신 각도를 중심으로 하여 설정된다. 본 예에서, 변동 허용 가능 범위는 제1 수신 각도를 중심으로 하여 180도(즉, 플러스 또는 마이너스 90도) 이내로, 즉 제1 프레임 수신시에 에지의 수를 중심으로 하여 플러스 또는 마이너스 24개의 에지 이내 또는 제1 프레임 수신시에 치형부의 수를 중심으로 하여 플러스 또는 마이너스 12개의 치형부 이내로 설정된다.
다음에, 프레임이 2회째 송신기(2)로부터 수신될 때, 제1 변동 허용 가능 범위는 제2 프레임 수신시에 송신기(2)의 각도인 제2 수신 각도를 중심으로 하여 설정된다. 구체적으로, 제1 변동 허용 가능 범위는 제2 수신 각도를 중심으로 하여 180도(플러스 또는 마이너스 90도) 이내로 설정된다. 또한, 제2 변동 허용 가능 범위는 제1 수신 각도를 중심으로 하여 180도(즉, 플러스 또는 마이너스 90도) 이내인 전회 설정된 제1 변동 허용 가능 범위와, 제2 수신 각도를 중심으로 하여 180도(즉, 플러스 또는 마이너스 90도) 이내인 금회 설정된 제1 변동 허용 가능 범위에 기초하여 설정된다. 구체적으로, 제2 변동 허용 가능 범위는 전회 설정된 제1 변동 허용 가능 범위와 금회 설정된 제1 변동 허용 가능 범위 사이의 중첩 범위로서 설정된다. 본 예에서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제2 변동 허용 가능 범위는 에지 수 12 내지 에지 수 48의 범위이다. 이 방식으로, 제2 변동 허용 가능 범위는 전회 설정된 제1 변동 허용 가능 범위와 금회 설정된 제1 변동 허용 가능 범위 사이의 중첩 범위로 제한될 수 있다. 제2 프레임 수신시에 기어 에지 또는 치형부의 수가 제2 프레임 수신시에 제2 변동 허용 가능 범위 이내에, 즉 제1 프레임 수신시의 제1 변동 허용 가능 범위 이내에 있으면, 에지 또는 치형부의 수에 대응하는 차륜은 프레임을 송신하는데 사용된 차륜에 일치하는 가능성이 있고 TRUE로서 판정된다.
도 5c에 도시된 바와 같이, 제3 프레임 수신시의 기어 에지 또는 치형부의 수는 제2 프레임 수신시에 설정된 제2 변동 허용 가능 범위 외에, 즉 제1 및 제2 프레임 수신 시의 설정된 제1 변동 허용 가능 범위의 각각 외에 있는 것으로 가정하면, 에지 또는 치형부의 수에 대응하는 차륜은 프레임을 송신하는데 사용된 차륜과는 상이할 가능성이 있고 FALSE로 판정된다. 이 제3 프레임 수신시의 기어 에지 또는 치형부의 수는 제1 프레임 수신시에 설정된 제1 변동 허용 가능 범위 내에 있지만 제2 프레임 수신시에 설정된 제2 변동 허용 가능 범위 외에 있더라도 FALSE로 판정된다. 이는 TPMS-ECU(3)에 의해 수신된 프레임을 송신하는 송신기(2)가 차륜(5a 내지 5d) 중 어느 차륜에 장착되는지를 판정하는 것을 가능하게 한다.
도 6a는 송신기 식별 정보(ID1)를 갖는 송신기(2)가 장착되는 대상 차륜을 특정하기 위한 경우를 도시한다. TPMS-ECU(3)는 송신기 식별 정보(ID1)를 포함하는 프레임이 수신될 때마다 각각의 차륜[좌전륜(FL), 우전륜(FR), 좌후륜(RL) 및 우후륜(RR)]의 기어 에지 또는 치형부의 수를 취득한다. TPMS-ECU(3)는 각각의 차륜에 대한 기어 에지 또는 치형부의 취득된 수를 저장한다. 프레임이 수신될 때마다, TPMS-ECU(3)는 기어 에지 또는 치형부의 취득된 수가 변동 허용 가능 범위 이내에 있는지 여부를 판정한다. TPMS-ECU(3)는 특정 차륜(5a 내지 5d)에 대응하는 기어 에지 또는 치형부의 취득된 수가 변동 허용 가능 범위 외에 있을 때 대상 차륜의 후보로부터 특정 차륜을 배제한다. TPMS-ECU(3)는 프레임이 수신될 때마다 이 절차를 반복한다. 다음에, TPMS-ECU(3)는 마지막으로 남은 차륜을 대상 차륜으로서 등록한다. 도 6a의 예에서, 우전륜(FR), 우후륜(RR) 및 좌후륜(RL)은 이 순서로 대상 차륜의 후보로부터 배제된다. TPMS-ECU(3)는 마지막으로 남은 좌전륜(FL)을 송신기 식별 정보(ID1)를 갖는 송신기(2)가 장착되어 있는 대상 차륜으로서 등록한다.
도 6b, 도 6c 및 도 6d는 송신기 식별 정보(ID2, ID3, ID4)를 갖는 송신기(1)가 각각 장착되는 휠을 특정하기 위한 경우를 도시한다. 도 6b 내지 도 6d에 도시된 바와 같이, TPMS-ECU(3)는 송신기 식별 정보(ID1)에 대해 설명된 바와 동일한 절차를 수행한다. 이 방식으로, 타이어 공기압 검출기는 프레임을 송신한 송신기(2)가 장착된 차륜을 특정할 수 있다. 타이어 공기압 검출기는 송신기(2)가 장착된 모든 4개의 차륜을 특정할 수 있다.
전술된 바와 같이, 송신기(2)로부터 송신된 프레임에 기초하여, TPMS-ECU(3)는 차륜(5a 내지 5d) 중 어느 차륜에 송신기(2)가 장착되는지를 특정한다. 마이크로컴퓨터(33)는 송신기(2)가 장착되는 차륜의 위치와 연계하여 프레임을 송신하는 송신기(2)의 송신기 식별 정보를 저장한다.
그러나, 송신기(2)의 각도가 송신 각도에 도달할 때, 송신기(2)는 송신기(2)로부터 송신된 프레임이 TPMS-ECU(3)에 도달할 가능성이 적은 널 위치에 위치될 가능성이 있다. 이러한 것이 발생하면, TPMS-ECU(3)는 송신기(2)의 각도가 송신 각도에 도달할 때마다 송신기(2)가 널 위치에서 프레임을 송신하기 때문에 어떠한 프레임도 수신하지 않을 수도 있다. 이 장점을 예방하기 위해, 실시예에 따르면, 송신 각도는 미리 정해진 시간 간격(예를 들어, 1분)으로 변화된다.
예를 들어, 송신기(2)는 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같은 방식으로 송신 각도를 변화한다. 도 7a는 각각의 차륜(5a 내지 5d) 상에 장착된 송신기(2)의 각도를 도시한다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 송신기(2)의 각도는 송신기(2)가 각각의 차륜(5a 내지 5d)의 중심축 바로 위에 위치될 때 0도이다. 송신기(2)의 각도는 송신기(2)가 차량(1)의 전방 방향에서 중심축과 수평으로 위치될 때 90도이다. 송신기(2)의 각도는 송신기(2)가 중심축 바로 아래에 위치될 때 180도이다. 송신기(2)의 각도는 송신기(2)가 차량(1)의 후방 방향으로 중심축과 수평으로 위치될 때 270도이다. 도 7b는 차량(1)이 주행하기 시작한 이래로, 예를 들어 차량(1)의 속도가 미리 정해진 속도(예를 들어, 5 km/h)에 도달한 이래로 경과된 시간과 송신 각도 사이의 관계를 도시한다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 송신 각도는 차량(1)의 속도가 미리 정해진 속도에 도달한 후에 1분 동안 0도로 설정된다. 따라서, 송신기(2)는 차량(1)의 속도가 미리 정해진 속도에 도달한 후에 1분 동안 송신기(2)의 각도가 0도에 도달할 때마다 프레임을 송신한다. 다음에, 송신 각도는 차륜의 회전 방향에서 90도만큼 변화되고 차량(1)의 속도가 미리 정해진 속도에 도달한 이래로 경과된 1분 후에 1분 동안 90도로 설정된다. 따라서, 송신기(2)는 차량(1)의 속도가 미리 정해진 속도에 도달한 이래로 경과된 1분 후에 1분 동안 송신기(2)의 각도가 90도에 도달할 때마다 프레임을 송신한다. 다음에, 송신 각도는 회전 방향에서 90도만큼 변화되고 차량(1)의 속도가 미리 정해진 속도에 도달한 이내로 경과된 2분 후에 1분 동안 180도로 설정된다. 따라서, 송신기(2)는 차량(1)의 속도가 미리 정해진 속도에 도달한 이내로 경과된 2분 후에 1분 동안 180도에 도달한다. 다음에, 송신 각도는 회전 방향에서 90도만큼 회전되고 차량(1)의 속도가 미리 정해진 속도에 도달한 이래로 경과된 3분 후에 1분 동안 270도로 설정된다. 따라서, 송신기(2)는 차량(1)의 속도가 미리 정해진 속도에 도달한 이래로 경과된 3분 후에 1분 동안 270도에 도달한다.
이 방식으로, 송신기(2)가 프레임을 송신하는 송신 각도는 송신기(2)에 의해 송신된 프레임이 TPMS-ECU(3)에 의해 확실하게 수신될 수 있도록 미리 정해진 시간 간격(예를 들어, 1분)에 변화된다.
송신기(2)가 상기 방식으로 송신 각도를 변화시킬 때, TPMS-ECU(3)는 어느 각도로 송신기(2)가 프레임을 송신하는지를 인지할 필요가 있다. 이 이유는 동일한 송신 각도로 송신되는 프레임들에 기초하여 변동 허용 가능 범위 이내에 기어 에지 또는 치형부의 수가 있는지를 판정함으로써 TPMS-ECU(3)가 차륜 위치 검출을 수행하기 때문이다. 따라서, 송신기(2)가 송신 각도를 변화시킴으로써 상이한 송신 각도로 프레임을 송신할 때, TPMS-ECU(3)는, 동일한 송신 각도로 송신되는 프레임을 수신하기 위한 타이밍에서 기어 에지 또는 치형부의 수가 취득되는 이러한 방식으로, 상이한 송신 각도로 송신되는 프레임을 수신하기 위한 타이밍에서 취득되는 기어 에지 또는 치형부의 수를 보정하기 위해 송신 각도를 인지할 필요가 있다.
예를 들어, 도 8a에 도시된 바와 같이, 송신 각도를 지시하는 송신 각도 정보(ANGLE)는 송신기 식별 정보(ID), 타이어 공기압 정보(PRESSUER), 타이어 온도 정보(TEMP) 및 오류 검사 또는 보정 정보에 추가하여, 송신기(2)에 의해 송신되는 프레임 내에 포함될 수 있다. 이러한 접근법에서, TPMS-ECU(3)가 프레임을 수신할 때, TPMS-ECU(3)는 수신된 프레임 내에 포함된 송신 각도 정보에 의해 지시된 송신 각도로 수신된 프레임이 송신되는 것을 인지할 수 있다. 이 경우, 송신 각도 정보에 기초하여, TPMS-ECU(3)는 프레임이 기준 송신 각도로 송신되는 것을 가정함으로써 변화된 송신 각도에서 송신되는 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 취득된 기어 에지 또는 치형부의 수를 보정한다. 예를 들어, 기어의 치형부의 수가 48개이고 송신 각도가 90도만큼 변화될 때, 변화된 송신 각도로 송신된 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 취득된 기어 에지의 수는 24(=(96×90)/360)만큼 보정되고, 또는 변화된 송신 각도로 송신된 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 취득된 기어 치형부의 수는 12(=(48×90)/360)만큼 보정된다. 다음에, TPMS-ECU(3)는 기어 에지 또는 치형부의 보정된 수가 변동 허용 가능 범위 내에 있는지를 판정함으로써 차륜 위치 검출을 수행한다.
대안적으로, 도 8b에 도시된 바와 같이, 송신 각도 정보가 송신기(2)에 의해 송신된 프레임 내에 포함되지 않을 때, TPMS-ECU(3)는 송신기(2)가 시간 경과에 따라 송신 각도를 변화하는 송신 각도 변화량을 미리 저장할 수 있다. 이 경우에, TPMS-ECU(3)는 프레임이 최초로 송신된 이래로 경과된 시간을 측정하고 송신 각도 변화량 및 경과 시간에 기초하여 경과 시간 후의 송신 각도의 변화를 추정한다. TPMS-ECU(3)는 송신 각도의 추정된 변화에 의해 경과된 시간 후에 취득된 기어 에지 또는 치형부의 수를 보정한다. 다음에, TPMS-ECU(3)는 기어 에지 또는 치형부의 보정된 수가 변동 허용 가능 범위 내에 있는지를 판정함으로써 차륜 위치 검출을 수행한다.
차량(1)의 속도가 미리 정해진 속도에 도달한 것의 검출[즉, 차량(1)이 주행하기 시작한 것의 검출]시에, 송신기(2)는 예를 들어, 가속도 센서(22)가 각각의 차륜(5a 내지 5d)의 중심축 바로 위에 위치되는, 0도의 동일한 송신 각도에 송신기(2)의 각도가 도달할 때마다 프레임을 송신하기 시작한다. 대안적으로, 송신기(2)가 프레임을 송신하기 시작하는 송신 각도는 송신기(2)가 프레임을 송신하기 시작할 때마다 미리 정해진 각도(예를 들어, 90도)만큼 회전될 수 있다. TPMS-ECU(3)는 차량(1)의 속도가 미리 정해진 속도에 도달할 때 프레임을 수신하기 시작한다. TPMS-ECU(3)는 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 기어 정보를 취득하여 저장한다. TPMS-ECU(3)는 차량(1)이 정지하는지 여부를 판정하기 위해 차량(1)의 속도가 임계 속도(예를 들어, 5 km/h) 미만으로 감소할 때 저장된 기어 정보를 소거한다. 차량(1)이 주행을 재시작할 때, TPMS-ECU(3)는 새로운 기어 정보를 취득하여 저장하기 위해 전술된 바와 같이 차륜 위치 검출을 수행한다.
차륜 위치 검출을 수행한 후에, 타이어 공기압 검출기는 타이어 공기압 검출을 수행한다. 구체적으로, 각각의 송신기(2)는 타이어 공기압 검출 중에 미리 정해진 압력 검출 간격에 프레임을 송신한다. TPMS-ECU(3)는 송신기(2)가 프레임을 송신할 때마다 4개의 차륜(5a 내지 5d)에 대한 프레임을 수신한다. 각각의 프레임 내에 포함된 송신기 식별 정보에 기초하여, TPMS-ECU(3)는 어느 송신기(2)가 프레임을 송신한 차륜(5a 내지 5d)에 부착되어 있는지를 판정한다. TPMS-ECU(3)는 각각의 프레임 내에 포함된 타이어 공기압 정보에 기초하여 차륜(5a 내지 5d)의 타이어 공기압을 검출한다. 따라서, TPMS-ECU(3)는 각각의 차륜(5a 내지 5d)의 타이어 공기압의 감소를 검출하고, 차륜(5a 내지 5d) 중 어느 차륜이 타이어 공기압의 감소를 받게 되는지를 판정할 수 있다. TPMS-ECU(3)는 타이어 공기압의 감소를 계기(4)에 통지한다. 계기(4)는 차륜(5a 내지 5d) 중 임의의 차륜을 특정하면서 타이어 공기압의 감소를 표현하는 지시를 제공한다. 계기(4)는 이에 의해 특정 차륜 상의 타이어 공기압의 감소를 운전자에게 통지한다.
전술된 바와 같이, 실시예에 따르면, 차륜 위치 검출기는 차륜(5a 내지 5d)과 함께 회전하는 기어(12a 내지 12d)의 치형부의 통과를 검출하는 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)로부터의 검출 신호에 기초하여 기어(12a 내지 12d)의 치형부 위치를 지시하는 기어 정보를 취득한다. 변동 허용 가능 범위는 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 치형부 위치에 기초하여 설정된다. 변동 허용 가능 범위가 설정된 후에, 차륜은 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 변동 허용 가능 범위를 초과하는 치형부 위치를 지시할 수도 있다. 차륜 위치 검출기는 프레임을 송신한 송신기(2)가 장착된 가능성이 있는 후보 차륜들로부터 해당 차륜을 배제한다. 차륜 위치 검출기는 나머지 차륜을 프레임을 송신한 송신기(2)가 장착된 차륜으로서 등록한다. 차륜 위치 검출기는 대량의 데이터를 사용하지 않고 차륜 위치를 특정할 수 있다.
새로운 변동 허용 가능 범위는 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 치형부 위치에 기초하는 변동 허용 가능 범위와 이전의 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 설정된 변동 허용 가능 범위 사이의 중첩부를 취한다. 새로운 변동 허용 가능 범위는 중첩부에 제한될 수 있다. 따라서, 차륜 위치 검출기는 차륜 위치를 신속하고 정확하게 특정할 수 있다.
또한, 실시예에 따르면, 송신기(2)로부터 송신된 프레임이 TPMS-ECU(3)에 도달할 가능성이 적은 널 위치를 고려하여, 송신기(2)가 프레임을 송신하는 송신 각도는 미리 정해진 시간 간격으로 변화된다. 이러한 접근법에서, 송신기(2)가 널 위치에 대응하는 송신 각도로 프레임을 1회 송신하더라도, 송신기(2)는 변화된 송신 각도로 프레임을 다음회에 송신할 수 있다. 따라서, 송신기(2)에 의해 송신된 프레임은 차륜 위치가 확실하게 특정될 수 있도록 TPMS-ECU(3)에 의해 확실하게 수신될 수 있다.
프레임은 차속이 미리 정해진 속도에 도달할 때 송신된다. 각각의 차륜(5a 내지 5d) 상의 송신기(2)의 위치는 가속도 센서(22)를 사용하여 검출된다. 따라서, 차륜 위치 검출기는 단지 차량(1)이 주행을 시작한 후에만 차륜 위치 검출이 가능하더라도 차량(1)이 주행을 시작한 직후에 차륜 위치 검출을 수행할 수 있다. 또한, 차륜 위치 검출은 트리거 장치로부터 출력된 수신 신호의 강도에 기초하여 수행되는 종래의 차륜 위치 검출과는 달리 트리거 장치 없이 수행될 수 있다.
(다른 실시예)
본 발명이 그 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 실시예 및 구성에 한정되는 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 다양한 수정 및 등가의 구성을 커버하도록 의도된다. 게다가, 다양한 조합 및 구성, 더 많거나, 적거나 단지 단일의 요소만을 포함하는 다른 조합 및 구성이 또한 본 발명의 사상 및 범주 내에 있다.
실시예에서, TPMS-ECU(3)는 보정된 수가 기준 송신 각도로 송신되는 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 취득되는 기어 에지 또는 치형부의 수에 대응하는 이러한 방식으로, 변화된 송신 각도로 송신되는 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 취득되는 기어 에지 또는 치형부의 수를 보정한다. 그러나, 이러한 보정을 수행하는 것이 항상 필수적인 것은 아니다. 예를 들어, 차륜 위치 검출은 0도 또는 90도와 같은 동일한 송신 각도로 송신된 프레임을 수신하기 위한 타이밍에 취득되는 기어 에지 또는 치형부의 수만을 사용함으로써 수행될 수 있다.
실시예에서, 송신 각도는 차륜의 회전 방향에서 90도의 각도만큼 미리 정해진 시간 간격으로 변화된다. 송신 각도가 차륜의 회전 방향에서 미리 정해진 시간 간격으로 변화되는 각도는 90도에 한정되는 것은 아니고, 또한 일정값에 한정되는 것도 아니다.
실시예에서, 가속도 센서(22)의 각도는 가속도 센서(22)가 각각의 차륜(5a 내지 5d)의 중심축 바로 위에 위치될 때 0도이다. 그러나, 이는 단지 예일 뿐이다. 가속도 센서(22)의 각도는 가속도 센서(22)가 각각의 차륜(5a 내지 5d)의 원주 상의 임의의 위치에 위치될 때 0도일 수 있다.
실시예에서, 제2 변동 허용 가능 범위는 제2 변동 허용 가능 범위가 점진적으로 좁아지는 이러한 방식으로 프레임이 수신될 때마다 변화된다. 대조적으로, 치형부 위치를 중심으로 하여 설정된 제1 변동 허용 가능 범위는 일정한 크기를 갖는다. 대안적으로, 제1 변동 허용 가능 범위는 변화될 수 있다. 예를 들어, 치형부 위치의 변동은 차속이 증가함에 따라 증가할 수도 있다. 따라서, 제1 변동 허용 가능 범위는 차속이 증가함에 따라 제1 변동 허용 가능 범위를 증가시킴으로써 더 적절하게 설정될 수 있다. 또한, 가속도를 검출하기 위해 가속도 센서(22)를 위한 샘플링 간격을 증가시키는 것은 가속도 센서(22)가 송신 각도에 도달할 때 타이밍 검출 정확도를 저하시킨다. 따라서, 제1 변동 허용 가능 범위는 샘플링 간격에 따라 제1 변동 허용 가능 범위를 변화시킴으로써 더 적절하게 설정될 수 있다. 이 경우에, 송신기(2)는 샘플링 사이클을 계속 추적하기 때문에, 송신기(2)는 제1 변동 허용 가능 범위 크기를 결정하는 데이터를 포함하는 프레임을 송신할 수 있다.
실시예에서, TPMS-ECU(3)는 브레이크 ECU(10)로부터 기어 정보를 취득한다. 그러나, 다른 ECU는 TPMS-ECU(3)가 기어 정보로서 기어 치형부 에지 또는 치형부의 수를 취득할 수 있기 때문에 기어 정보를 취득할 수 있다. 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)로부터의 검출 신호는 검출 신호로부터 기어 치형부 에지 또는 치형부의 수를 취득하도록 입력될 수도 있다. 전술된 실시예에 따르면, TPMS-ECU(3) 및 브레이크 ECU(10)는 개별 ECU로서 구성되지만, 일체형 ECU로서 구성될 수도 있다. 이 경우에, ECU는 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)로부터 검출 신호를 직접 공급받고, 검출 신호로부터 기어 치형부 에지 또는 치형부의 수를 취득한다. 이 경우, 기어 치형부 에지 또는 치형부의 수는 항상 취득될 수 있다. 차륜 위치 검출은 소정 사이클에 정보를 취득하는 경우와는 달리 프레임 수신 타이밍에만 기어 정보에 기초하여 수행될 수 있다.
전술된 실시예는 4개의 차륜(5a 내지 5d)을 갖는 차량(1)에 제공된 차륜 위치 검출기를 설명하고 있지만, 본 개시 내용은 더 많은 차륜을 갖는 차량에도 적용 가능하다.
본 발명에 따르면, 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)는 단지 차륜(5a 내지 5d)과 함께 회전하는 기어의 치형부의 통과를 검출하기만 하면 된다. 따라서, 기어는 단지 도전성 외주부를 갖는 치형부와 치형부들 사이의 부분을 교대함으로써 상이한 자기 저항을 제공하도록 구성되기만 하면 된다. 기어는 그 외주부가 오목한 외연부로서 구성되는 일반적인 구조에 한정되는 것은 아니고, 도전성 돌기와 비도전성 공간의 연속부를 형성한다. 기어는 예를 들어 외주부가 도전성 부분과 비도전성 절연체로서 구성되는 회전자 스위치를 포함한다(JP-A-H10-1998-048233 참조).

Claims (7)

  1. 차량(1)용 차륜 위치 검출기로서, 차량(1)은 차체(6) 및 차체(6)에 장착된 복수의 차륜(5a 내지 5d)을 포함하고, 각각의 차륜(5a 내지 5d)은 타이어를 구비하는 차륜 위치 검출기이며,
    복수의 송신기(2)로서, 각각의 송신기(2)는 대응 차륜(5a 내지 5d) 상에 장착되고 고유 식별 정보를 갖고, 각각의 송신기(2)는 고유 식별 정보를 포함하는 데이터 프레임을 생성하여 송신하기 위한 제1 제어 섹션(23)을 포함하는, 복수의 송신기와,
    차량(1)의 차체(6)에 장착되고 제2 제어 섹션(33) 및 수신 안테나(31)를 포함하는 수신기(3)로서, 제2 제어 섹션(33)은 한 번에 복수의 송신기(2) 중 하나로부터 수신 안테나(31)를 통해 프레임을 수신하도록 구성되고, 제2 제어 섹션(33)은 프레임에 기초하여, 복수의 송신기(2) 중 하나가 장착되는 복수의 차륜(5a 내지 5d) 중 하나를 특정하기 위해 차륜 위치 검출을 수행하도록 구성되고, 제2 제어 섹션(33)은 복수의 차륜(5a 내지 5d) 중 하나와 복수의 송신기(2) 중 하나의 고유 식별 정보 사이의 관계를 저장하도록 구성되는, 수신기와,
    복수의 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)로서, 각각의 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)는 대응 차륜(5a 내지 5d)과 함께 회전하는 기어(12a 내지 12d)를 구비하고, 기어(12a 내지 12d)는 전기 전도도를 갖는 복수의 치형부 및 기어(12a 내지 12d)의 자기 저항이 외주부를 따라 변화하도록 기어(12a 내지 12d)의 외주부를 따라 복수의 치형부와 교대로 배열된 복수의 중간부를 구비하고, 각각의 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)는 복수의 치형부의 각각의 통과를 지시하는 치형부 검출 신호를 출력하도록 구성되는, 복수의 차륜 속도 센서를 포함하고,
    각각의 송신기(2)는 대응 차륜(5a 내지 5d)의 회전에 따라 변하는 중력 가속도 성분을 갖는 가속도를 지시하는 가속도 검출 신호를 출력하도록 구성된 가속도 센서(22)를 더 포함하고,
    제1 제어 섹션(23)은 가속도 센서(22)로부터 가속도 검출 신호의 중력 가속도 성분에 기초하여 송신기(2)의 각도를 검출하고,
    송신기(2)는 대응 차륜(5a 내지 5d)의 중심축과 대응 차륜(5a 내지 5d)의 원주 상의 미리 정해진 기준 제로점과 각도를 형성하고,
    제1 제어 섹션(23)은 송신기(2)의 각도가 송신 각도에 도달할 때마다 프레임을 반복적으로 송신하고,
    제1 제어 섹션(23)은 송신 각도가 기준 송신 각도 및 기준 송신 각도와는 상이한 적어도 하나의 변경된 송신 각도를 포함하도록 미리 정해진 시간 간격에서 송신 각도를 변경하고,
    제2 제어 섹션(33)은 수신기(3)가 기준 송신 각도에서 송신기(2)에 의해 송신된 프레임을 수신할 때 차륜 속도 센서(11a 내지 11d)로부터 치형부 검출 신호에 기초하여 기어(12a 내지 12d)의 치형부 위치를 지시하는 기어 정보를 취득하고,
    제2 제어 섹션(33)은 치형부 위치에 기초하여 제1 변동 허용 가능 범위를 설정하고,
    제2 제어 섹션(33)은 수신기(3)가 프레임을 수신할 때 제2 변동 허용 가능 범위를 설정하고,
    제2 변동 허용 가능 범위는 전회 설정된 제1 변동 허용 가능 범위와 금회 설정된 제1 변동 허용 가능 범위 사이의 중첩 범위이고,
    제2 제어 섹션(33)은 특정 차륜(5a 내지 5d)과 함께 회전하는 기어(12a 내지 12d)의 치형부 위치가 제2 변동 허용 가능 범위 외에 있을 때 복수의 차륜(5a 내지 5d) 중 하나의 후보로부터 특정 차륜(5a 내지 5d)을 배제하고,
    제2 제어 섹션(33)은 나머지 차륜(5a 내지 5d)을 복수의 차륜(5a 내지 5d) 중 하나로서 등록하는, 차륜 위치 검출기.
  2. 제1항에 있어서,
    제2 제어 섹션(33)은 수신기(3)가 기준 송신 각도와 변경된 송신 각도의 각각에서 송신기(2)에 의해 송신되는 프레임을 수신할 때 치형부 위치를 지시하는 기어 정보를 취득하고,
    제2 제어 섹션(33)은, 보정된 치형부 위치가 수신기(3)가 기준 송신 각도로 송신된 프레임을 수신할 때 취득된 치형부 위치에 대응하는 이러한 방식으로 수신기(3)가 기준 송신 각도와 변경된 송신 각도 사이의 각도 차이에 기초하여 변경된 송신 각도로 송신된 프레임을 수신할 때 취득된 치형부 위치를 보정하고,
    제2 제어 섹션(33)은 보정된 치형부 위치가 제2 변동 허용 가능 범위 외에 있을 때 후보로부터 특정 차륜(5a 내지 5d)을 배제하는, 차륜 위치 검출기.
  3. 제2항에 있어서,
    제1 제어 섹션(23)은 변경된 송신 각도가 각각의 차륜(5a 내지 5d)의 회전 방향에서 미리 정해진 각도만큼 기준 송신 각도와는 상이하게 되도록 미리 정해진 시간 간격에 송신 각도를 변경하고,
    제2 제어 섹션(33)은 미리 정해진 각도를 미리 저장하고 송신기(2)의 각도가 기준 송신 각도에 도달한 이래로 경과된 시간을 측정하고,
    제2 제어 섹션(33)은 미리 저장된 미리 정해진 각도 및 측정된 경과 시간에 기초하여 기준 송신 각도와 변경된 송신 각도 사이의 각도차를 추정하는, 차륜 위치 검출기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1 제어 섹션(23)은 프레임이 송신되는 송신 각도를 지시하는 송신 각도 정보를 프레임이 포함하는 이러한 방식으로 프레임을 생성하고,
    제2 제어 섹션(33)은 송신 각도 정보에 기초하여 기준 송신 각도와 변경된 송신 각도 사이의 각도차를 추정하는, 차륜 위치 검출기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 제어 섹션(33)은 제1 변동 허용 가능 범위가 차량(1)의 속도의 증가에 따라 증가하는 이러한 방식으로 제1 변동 허용 가능 범위를 설정하는, 차륜 위치 검출기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 제어 섹션(23)은 프레임이 제1 변동 허용 가능 범위의 크기를 지시하는 변동 허용 가능 범위 정보를 포함하는 이러한 방식으로 프레임을 생성하고,
    제2 제어 섹션(33)은 변동 허용 가능 범위 정보에 기초하여 제1 변동 허용 가능 범위를 설정하는, 차륜 위치 검출기.
  7. 타이어 공기압 검출기이며,
    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 차륜 위치 검출기를 포함하고,
    각각의 송신기(2)는 대응 차륜(5a 내지 5d)의 타이어의 타이어 공기압을 지시하는 압력 검출 신호를 출력하기 위한 감지 섹션(21)을 더 포함하고,
    각각의 송신기(2)의 제1 제어 섹션(23)은 타이어 공기압에 대한 공기압 정보를 취득하도록 압력 검출 신호를 처리하고 프레임이 공기압 정보를 포함하는 이러한 방식으로 프레임을 생성하고,
    수신기(3)의 제2 제어 섹션(33)은 프레임 내에 포함된 공기압 정보에 기초하여 대응 차륜(5a 내지 5d)의 타이어의 타이어 공기압을 검출하는, 타이어 공기압 검출기.
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