KR20170003074A - 이종 및 이상 타이어를 고려한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법 - Google Patents

이종 및 이상 타이어를 고려한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 이종 및 이상 타이어를 고려한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 명세서의 실시 예에 따른 이종 및 이상 타이어를 고려한 타이어 압력 모니터링 장치는 차량에 장착된 차륜의 휠 속도로부터 계산된 상대 속도차 및 평균 속도를 이용하여 반경 분석값을 산출하는 반경 분석부; 차륜의 휠 속도를 이용하여 각 타이어의 주파수 특성을 측정하는 주파수 측정부; 및 상기 계산된 반경 분석값 및 상기 측정된 각 타이어의 주파수 특성을 기초로 하여 차량에 이종 타이어 또는 이상 타이어의 장착 여부를 판단하는 타이어 판단부을 포함한다.

Description

이종 및 이상 타이어를 고려한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MONITORING TIRE PRESSURE CONSIDERING HETEROGENEOUS TIRE AND ABNORMAL TIRE}
본 명세서는 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이종 타이어 및 이상 타이어를 고려한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
타이어의 공기압은 자동차가 안전하게 주행할 수 있게 하는 요소 중 하나이다. 타이어의 공기압이 낮으면 차량이 쉽게 미끄러져 대형사고로 이어질 가능성이 있고, 연료 소모량이 많아져 연비가 악화된다. 또한, 타이어 수명이 짧아질 뿐 아니라, 승차감과 제동력도 많이 떨어진다. 타이어의 공기압이 저하되면 연비 저하, 타이어 마멸과 같은 기능상 문제가 발생할 수 있다. 뿐만 아니라, 공기압의 저하가 심하면 운전 불능 상태나 타이어 파열에 의한 사고 발생 등 차량과 인명 피해가 발생할 가능성이 있다.
하지만, 운전자 대부분은 운전 중 타이어 공기압의 변화를 인지하지 못하기 때문에 타이어의 압력 변화를 실시간으로 운전자에게 알려주는 타이어 압력 감시 장치인 타이어 압력 모니터링 시스템(TPMS: Tire Pressure Monitoring System)이 개발되고 있다.
최근, 차량에는 차량에 장착된 타이어의 공기압 저하를 검출해 운전자에게 알려주는 타이어 압력 모니터링 시스템(TPMS)이 장착되고 있다.
타이어 압력 모니터링 시스템(TPMS)은 타이어의 압력 강하를 운전자에게 알려줌으로써 타이어의 압력 상태를 점검할 수 있도록 하여 이러한 문제를 해결할 수 있게 한다.
타이어 압력 모니터링 시스템은 크게 직접 방식과 간접 방식으로 분류될 수 있다.
직접 방식의 TPMS는 타이어 휠 내부에 압력 센서를 설치하여 타이어의 공기압을 직접 측정하는 것이다. 직접 방식의 TPMS는 타이어에 부착된 압력 센서로부터 측정된 타이어의 공기압 변화를 운전자에게 알려준다. 간접 방식의 TPMS는 공기압이 저하되었을 때 생기는 타이어의 응답 특성(예를 들면 회전 속도나 회전 속도의 주파수 특성) 변화를 통해 타이어의 공기압 변화를 간접적으로 추정하고 이를 운전자에게 알려준다. 직접 방식의 TPMS은 타이어의 공기압의 저하를 고 정확도로 검출할 수 있으나, 전용의 휠이 필요하고 실제 환경에서 성능에 문제가 있는 등, 기술적, 비용적으로 단점이 있다.
간접 방식의 TPMS는 타이어의 회전 정보로부터 타이어 공기압을 추정하는 방법이다. 간접방식 TPMS는 다시 동하중 반경(DLR: Dynamic Loaded Radius) 분석 방식과 공진 주파수(RFM: Resonance Frequency Method) 분석 방식으로 상세 분류할 수 있다. 이를 간략하게 반경 분석 방식 및 주파수 분석 방식으로 지칭할 수 있다.
주파수 분석 방식은, 타이어의 공기압이 저하되면 차륜의 회전 속도 신호의 주파수 특성이 변화하는 것을 이용하여 공기압이 정상인 타이어와의 차이를 검출한다. 주파수 분석 방식에서는, 차륜의 회전 속도 신호의 주파수 해석에 의해 구할 수 있는 공진 주파수를 바탕으로, 초기화 시에 추정한 기준 주파수보다 당해 공진 주파수가 낮게 산출되면 타이어의 공기압이 저하된 것으로 판단한다.
반경 분석 방식은, 감압된 타이어가 주행 시에 동하중 반경이 작아져, 그 결과 정상의 타이어보다 빠르게 회전하는 현상을 이용해, 4개의 타이어의 회전 속도를 비교하는 것으로 압력 저하를 검출한다. 반경 분석 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템에서는, 휠 속도를 기초로 타이어의 감압 여부를 판단하기 때문에 휠 속도가 감압 판단에 가장 큰 영향을 미친다.
직접 방식의 TPMS는 타이어의 공기압을 정확하게 감지할 수 있지만, 배터리의 수명에 한계가 있고 타이어를 교체할 때마다 다시 설치해야 하는 단점이 있다. 직접 방식의 TPMS는 압력 센서를 부착하므로 타이어의 불균형이 발생할 수 있고, 무선 주파수 간섭 등 문제가 발생할 수도 있다. 또한, 직접 방식의 TPMS는 센서를 타이어에 장착하여 측정하는 방식이기에 정확한 압력을 측정할 수 있는 장점이 있다. 반면, 직접 방식의 TPMS는 타이어에 장착되는 압력측정 센서와 통상 무선방식으로 측정값을 송신하기 위한 무선 통신부 등의 여러 구성요소로 이루어진다. 따라서, 직접 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템은 간접 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템에 비하여 가격이 고가이며 또한 고장률이 높은 편이다.
한편, 간접 타이어 압력 모니터링 시스템은 차량에 장착되어 휠 속도를 측정하는 휠 센서(wheel sensor)를 이용하여 공기압의 손실을 추정하는 방식이다. 간접 방식의 TPMS는 알고리즘만으로 타이어 압력 모니터링 시스템을 구현할 수 있어 추가적인 하드웨어가 불필요하여 비용이 많이 안 든다. 유지 및 보수 비용도 거의 들지 않는다. 간접 타이어 압력 모니터링 시스템은 직접 타이어 압력 모니터링 시스템에 비해 가격 경쟁력은 있다. 그러나 간접 타이어 압력 모니터링 시스템은 휠 속도에 따라 공진 주파수가 변화하기 때문에 정확도가 다소 떨어지는 문제점이 있다. 간접 방식의 TPMS는 추정된 타이어의 공기압 변화가 실제와 다른 경우가 발생할 수 있어, 운전자에게 오경보(false alarm)를 보낼 수도 있다.
한편, 차량에는 일반적으로 동일한 타입의 타이어가 장착된다. 따라서, 간접 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템은 주로 타이어가 동일하다고 가정하고, 휠 속도의 상대적인 차이를 이용하여 각 휠의 저압 여부를 판정한다. 그러므로 간접 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템은 이종의 타이어가 일부 휠에 장착될 경우, 기존의 판정값을 기준으로 정상의 이종 타이어를 저압으로 판정할 수 있다.
본 명세서의 실시 예들은 이종의 타이어를 장착하여 수집한 데이터를 분석하여 이종 타이어 장착 시 반경 분석값의 변화를 분석하여 동종의 타이어가 장착되었는지 이종의 타이어가 장착되었는지 구분하고, 이종 타이어의 경우 캘리브레이션을 정상적으로 수행하여 저압을 판정할 수 있는, 이종 및 이상 타이어를 고려한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 명세서의 실시 예들은 스페어 타이어(Temporary Tire), 스노우 체인(Snow chain)이 사용된 타이어 등 정상적인 저압 판정이 무의미하거나 부정확한 이상 상황이 발생할 경우의 이상 타이어 유무를 구분하여 운전자에게 이상 타이어가 장착된 것을 경고하고, 타이어의 저압 여부를 판정하는 로직을 실행하지 않고 종료하는, 이종 및 이상 타이어를 고려한 타이어 압력 모니터링 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 명세서의 제1 측면에 따르면, 차량에 장착된 차륜의 휠 속도로부터 계산된 상대 속도차 및 평균 속도를 이용하여 반경 분석값을 산출하는 반경 분석부; 차륜의 휠 속도를 이용하여 각 타이어의 주파수 특성을 측정하는 주파수 측정부; 및 상기 계산된 반경 분석값 및 상기 측정된 각 타이어의 주파수 특성을 기초로 하여 차량에 이종 타이어 또는 이상 타이어의 장착 여부를 판단하는 타이어 판단부를 포함하는 타이어 압력 모니터링 장치가 제공될 수 있다.
상기 장치는, 이종 타이어가 장착된 것으로 판단되면, 이종 타이어에 대해서 캘리브레이션을 수행하여 타이어 압력이 저압인지를 판정하는 저압 판정부를 더 포함할 수 있다.
상기 저압 판정부는 상기 이종 타이어로 판단된 타이어의 휠 속도로부터 산출된 반경 분석값을 제로 편차 제거 방식에 의해 조정할 수 있다.
상기 타이어 판단부는 차량에 장착된 타이어 중에서 타이어의 제조사가 서로 상이하거나, 타이어의 제조사가 동일하고 타이어 반경이 서로 상이한 타이어로 인해 반경 분석값이 정상 타이어에 대한 반경 분석값을 초과하는 경우에 이종 타이어로 판단할 수 있다.
상기 장치는, 운전자에게 이상 타이어의 장착 유무를 경고하는 경고부를 더 포함하고, 상기 타이어 판단부는 이상 타이어가 장착된 것으로 판단되면, 이상 타이어의 휠 속도로부터 산출된 반경 분석값을 이용해 이상 타이어의 장착 개수 또는 장착 위치를 확인하여 상기 경고부를 통해 운전자에게 경고할 수 있다.
상기 타이어 판단부는 스페어 타이어(Temporary Tire), 스노우 체인(Snow Tire) 및 저압 판정이 부정확한 이상 상황이 발생한 타이어 중에서 어느 하나의 타이어로 인해 반경 분석값이 정상 타이어에 대한 반경 분석값을 초과하는 경우에 이상 타이어로 판단할 수 있다.
상기 타이어 판단부는 각 타이어의 주파수 특성이 기설정된 정상 주파수 특성을 만족하여 타이어 압력이 정상압으로 판단되고, 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값의 합계가 기설정된 시간 동안 제1 임계치를 초과하거나, 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값 중에서 어느 하나의 반경 분석값이 기설정된 시간 동안 제2 임계치를 초과하는 경우, 이종 타이어로 판단할 수 있다.
상기 타이어 판단부는 각 타이어의 주파수 특성이 기설정된 정상 주파수 특성을 만족하여 타이어 압력이 정상압으로 판단되고, 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값 중 어느 하나가 기설정된 시간 동안 제3 임계치를 초과하는 경우, 이상 타이어로 판단할 수 있다.
상기 타이어 판단부 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값의 조합을 기초로 하여 차량에 장착된 타이어 중에서 이종 타이어 또는 이상 타이어의 장착 개수 또는 장착 위치를 확인할 수 있다.
한편, 본 명세서의 제2 측면에 따르면, 차량에 장착된 차륜의 휠 속도로부터 계산된 상대 속도차 및 평균 속도를 이용하여 반경 분석값을 산출하는 단계; 차륜의 휠 속도를 이용하여 각 타이어의 주파수 특성을 측정하는 단계; 및 상기 계산된 반경 분석값 및 상기 측정된 각 타이어의 주파수 특성을 기초로 하여 차량에 이종 타이어 또는 이상 타이어의 장착 여부를 판단하는 단계를 포함하는 타이어 압력 모니터링 방법이 제공될 수 있다.
상기 방법은, 이종 타이어가 장착된 것으로 판단되면, 이종 타이어에 대해서 캘리브레이션을 수행하여 타이어 압력이 저압인지를 판정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 타이어 압력이 저압인지를 판정하는 단계는 상기 이종 타이어로 판단된 타이어의 휠 속도로부터 산출된 반경 분석값을 제로 편차 제거 방식에 의해 조정할 수 있다.
상기 타이어의 장착 여부를 판단하는 단계는 타이어의 제조사가 서로 상이한 타이어 또는 타이어의 제조사가 동일하고 타이어 반경이 서로 상이한 타이어로 인해 반경 분석값이 정상 타이어에 대한 반경 분석값을 초과하는 경우에 이종 타이어로 판단할 수 있다.
상기 방법은, 이상 타이어가 장착된 것으로 판단되면, 이상 타이어의 휠 속도로부터 산출된 반경 분석값을 이용하여 이상 타이어의 장착 개수 또는 장착 위치를 확인하여 운전자에게 경고하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 타이어의 장착 여부를 판단하는 단계는 스페어 타이어(Temporary Tire), 스노우 체인(Snow Tire)이 감긴 타이어 및 저압 판정이 부정확한 이상 상태의 타이어 중에서 어느 하나의 타이어로 인해 반경 분석값이 정상 타이어에 대한 반경 분석값을 초과하는 경우에 이상 타이어로 판단할 수 있다.
상기 타이어의 장착 여부를 판단하는 단계는 각 타이어의 주파수 특성이 기설정된 정상 주파수 특성을 만족하여 타이어 압력이 정상압으로 판단되고, 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값의 합계가 기설정된 시간 동안 제1 임계치를 초과하거나, 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값 중에서 어느 하나의 반경 분석값이 기설정된 시간 동안 제2 임계치를 초과하는 경우, 이종 타이어로 판단할 수 있다.
상기 타이어의 장착 여부를 판단하는 단계는 각 타이어의 주파수 특성이 기설정된 정상 주파수 특성을 만족하여 타이어 압력이 정상압으로 판단되고, 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값 중 어느 하나가 기설정된 시간 동안 제3 임계치를 초과하는 경우, 이상 타이어로 판단할 수 있다.
상기 타이어의 장착 여부를 판단하는 단계는 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값의 조합을 기초로 하여 차량에 장착된 타이어 중에서 이종 타이어 또는 이상 타이어의 장착 개수 또는 장착 위치를 확인할 수 있다.
본 명세서의 실시 예들은 이종의 타이어를 장착하여 수집한 데이터를 분석하여 이종 타이어 장착 시 반경 분석값의 변화를 분석하여 동종의 타이어가 장착되었는지 이종의 타이어가 장착되었는지 구분하고, 이종 타이어의 경우 캘리브레이션을 정상적으로 수행하여 저압을 판정할 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시 예들은 스페어 타이어(Temporary Tire), 스노우 체인(Snow chain)이 사용된 타이어 등 정상적인 저압 판정이 무의미하거나 부정확한 이상 상황이 발생할 경우의 이상 타이어 유무를 구분하여 운전자에게 이상 타이어가 장착된 것을 경고하고, 타이어의 저압 여부를 판정하는 로직을 실행하지 않고 종료할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 이종 및 이상 타이어를 고려한 타이어 압력 모니터링 장치의 구성도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 이종 및 이상 타이어를 고려한 타이어 압력 모니터링 방법에 대한 흐름도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 도 2의 타이어 타입의 판단 단계에 대한 상세 흐름도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 이종 타이어의 반경 분석값에 대한 예시도이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 이상 타이어의 반경 분석값에 대한 예시도이다.
이하, 본 명세서의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 명세서가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 명세서와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 명세서의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
도 1은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 이종 및 이상 타이어를 고려한 타이어 압력 모니터링 장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 타이어 압력 모니터링 장치(100)는 반경 분석부(110), 주파수 측정부(120), 타이어 판단부(130), 저압 판정부(140) 및 경고부(150)를 포함한다.
이하, 도 1의 이종 및 이상 타이어를 고려한 타이어 압력 모니터링 장치의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.
우선, 반경 분석부(110)는 차량에 설치된 휠속도 센서(도면에 미도시)로부터 차륜의 휠 속도를 전달받을 수 있다. 차량에서는 전방좌측 차륜(FL: Front Left), 전방우측 차륜(FR: Front Right), 후방좌측 차륜(RL: Rear Left) 및 후방우측 차륜(RR: Rear Right)의 총 4개의 휠이 장착되어 있다. 휠속도 센서는 전방 좌측 차륜(FL), 전방 우측 차륜(FR), 후방 좌측 차륜(RL) 및 후방 우측 차륜(RR)의 회전 속도를 검출한다. 예컨대, 휠속도 센서는 전자기 픽업 등을 이용하여 회전 펄스를 발생시키고, 펄스 수로부터 회전각 속도 및 차륜 속도를 측정하는 차륜 속도 센서일 수 있다. 한편, 휠속도 센서는 각속도 센서일 수도 있다. 휠속도 센서가 측정한 차륜의 회전 속도에 관한 정보는 반경 분석부(110)로 전달된다.
그리고 반경 분석부(110)는 차량에 장착된 차륜의 휠 속도로부터 계산된 상대 속도차 및 평균 속도를 이용하여 반경 분석값을 산출한다. 여기서, 반경 분석은 각 휠의 회전 속도를 비교하는 방식에 의하여 타이어의 감압 여부를 판단하므로 다양한 방식으로 각 휠의 회전 속도를 비교하여 실시할 수 있다. 본 실시예에서는, 다음과 같은 방법으로 반경 분석값을 산출한다.
각각의 휠 회전 속도가 전방좌측 차륜(FL), 전방우측 차륜(FR), 후방좌측 차륜(RL) 및 후방우측 차륜(RR)에 대하여 각각 VFL, VFR, VRL 및 VRR이라고 하면, 4개 휠의 평균 속도(VM)는 하기의 [수학식 1]과 같이 계산된다.
Figure pat00001
여기서, VFL, VFR, VRL 및 VRR는 각각 전방좌측 차륜(FL), 전방우측 차륜(FR), 후방좌측 차륜(RL) 및 후방우측 차륜(RR)의 휠 속도를 나타내고, VM은 4개 휠의 평균 속도를 나타낸다.
반경 분석부(110)는 전방좌측 차륜(FL), 전방우측 차륜(FR), 후방좌측 차륜(RL) 및 후방우측 차륜(RR)의 휠 속도(VFL, VFR, VRL 및 VRR)와 4개 휠의 평균 속도(VM)를 이용하여 하기의 [수학식 2 내지 4]와 같이 반경 분석값(DEL_FR, DEL_LR, DEL_DIAG)를 산출한다.
Figure pat00002
여기서, DEL_FR은 전후방 차륜의 반경 분석값, VXX는 XX 차륜의 휠 속도, VM은 4개 휠의 평균 속도를 나타낸다.
Figure pat00003
여기서, DEL_LR은 좌우측 차륜의 반경 분석값, VXX는 XX 차륜의 휠 속도, VM은 4개 휠의 평균 속도를 나타낸다.
Figure pat00004
여기서, DEL_DIAG는 대각선 차륜의 반경 분석값, VXX는 XX 차륜의 휠 속도, VM은 4개 휠의 평균 속도를 나타낸다.
주파수 측정부(120)는 차륜의 휠 속도를 이용하여 각 타이어의 주파수 특성을 측정한다. 주파수 측정부(120)는 차량에 장착된 다수의 타이어의 주파수를 측정한다. 이때, 운전자의 과도한 핸들 조향이나 브레이크 페달 또는 가속 페달이 밟힌 경우 측정된 타이어의 주파수가 제외될 수 있다. 여기서, 주파수 특성은 타이어의 휠 속도에 따라 발생하는 주파수의 고유 특징, 주파수 스펙트럼 또는 공진 주파수일 수 있다.
타이어 판단부(130)는 반경 분석부(110)에서 계산된 반경 분석값 및 주파수 측정부(120)에서 측정된 각 타이어의 주파수 특성을 기초로 하여 차량에 이종 타이어 또는 이상 타이어의 장착 여부를 판단한다.
타이어 판단부(130)는 반경 분석부(110)에서 산출된 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값(DEL_FR, DEL_LR 및 DEL_DIAG), 그 반경 분석값들의 합계 또는 반경 분석값들의 평균값을 각각의 임계치와 비교할 수 있다. 여기서, 각각의 임계치는 미리 실험 주행 등에 의하여 구해진 임계치일 수 있다.
한편, 이종 타이어에 대해서, 타이어 판단부(130)는 차량에 장착된 타이어 중에서 타이어의 제조사가 서로 상이하거나, 타이어의 제조사가 동일하고 타이어 반경이 서로 상이한 타이어로 인해 반경 분석값이 정상 타이어에 대한 반경 분석값을 초과하는 경우에 이종 타이어로 판단할 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 타이어 판단부(130)는 각 타이어의 주파수 특성이 기설정된 정상 주파수 특성을 만족하여 타이어 압력이 정상압으로 판단되고, 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값의 합계가 기설정된 시간 동안 제1 임계치를 초과하거나, 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값 중에서 어느 하나의 반경 분석값이 기설정된 시간 동안 제2 임계치를 초과하는 경우, 이종 타이어로 판단할 수 있다.
일례로, 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값의 합계가 기설정된 시간 동안 제1 임계치(예컨대, 0.6)를 초과하면, 타이어 판단부(130)는 이종 타이어로 판단할 수 있다.
다른 예로, 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값 중에서 어느 하나의 반경 분석값이 기설정된 시간 동안 제2 임계치(예컨대, 0.5)를 초과하는 경우, 타이어 판단부(130)는 이종 타이어로 판단할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 임계치는 0.6이나 0.5등의 특정한 값으로 한정되지 않으며, 차량 특성, 타이어 특성, 측정 환경 등에 의해 변경될 수 있다.
저압 판정부(140)는 이종 타이어가 장착된 것으로 판단되면, 이종 타이어에 대해서 캘리브레이션을 수행하여 타이어 압력이 저압인지를 판정한다. 여기서, 저압 판정부(140)는 이종 타이어로 판단된 타이어의 휠 속도로부터 산출된 반경 분석값을 제로 편차 제거 방식에 의해 조정할 수 있다.
한편, 타이어 판단부(130)에서 이상 타이어가 장착된 것으로 판단되면, 타이어 판단부(130)는 이상 타이어의 휠 속도로부터 산출된 반경 분석값을 이용하여 이상 타이어의 장착 개수 또는 장착 위치를 확인한다. 이어서, 경고부(150)는 타이어 판단부(130)로부터 이상 타이어의 장착 개수 또는 장착 위치를 전달받아 운전자에게 이상 타이어를 경고한다.
타이어 판단부(130)는 스페어 타이어(Temporary Tire), 스노우 체인(Snow Tire) 및 저압 판정이 부정확한 이상 상황이 발생한 타이어 중에서 어느 하나의 타이어로 인해 반경 분석값이 정상 타이어에 대한 반경 분석값을 초과하는 경우에 이상 타이어로 판단할 수 있다.
타이어 판단부(130)는 각 타이어의 주파수 특성이 기설정된 정상 주파수 특성을 만족하여 타이어 압력이 정상압으로 판단되고, 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값 중 어느 하나가 기설정된 시간 동안 제3 임계치를 초과하는 경우, 이상 타이어로 판단할 수 있다.
일례로, 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값 중 어느 하나가 기설정된 시간 동안 제3 임계치(예를 들면, 4)를 초과하는 경우, 타이어 판단부(130)는 이상 타이어로 판단할 수 있다.
또한, 타이어 판단부(130)는 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값의 조합을 기초로 하여 차량에 장착된 타이어 중에서 이종 타이어 또는 이상 타이어의 장착 개수 또는 장착 위치를 확인할 수 있다.
예를 들면, 타이어 판단부(130)는 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값의 조합을 기초로 하여 이종 타이어가 1개 장착되었는지 또는 2개 장착되었는지를 확인할 수 있다. 또한, 이상 타이어가 2개 장착된 경우, 타이어 판단부(130)는 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값의 조합을 기초로 하여 이상 타이어가 후방 우측 차륜과 전방 우측 차륜에 장착되었는지를 확인할 수 있다.
도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 이종 및 이상 타이어를 고려한 타이어 압력 모니터링 방법에 대한 흐름도이다.
반경 분석부(110)는 차량에 장착된 차륜의 휠 속도로부터 계산된 상대 속도차 및 평균 속도를 계산한다(S202).
이어서, 반경 분석부(110)는 계산된 상대 속도차 및 평균 속도를 이용하여 반경 분석값을 산출한다(204).
그리고 주파수 측정부(120)는 차륜의 휠 속도를 이용하여 각 타이어의 주파수 특성을 측정한다(S206).
이후, 타이어 판단부(130)는 반경 분석부(110)에서 계산된 반경 분석값 및 주파수 측정부(120)에서 측정된 각 타이어의 주파수 특성을 기초로 하여 타이어 타입을 판단한다(S208).
그리고 타이어 판단부(130)는 차량에 이종 타이어가 장착되는지를 판단한다(S210).
상기 판단 결과(S210), 차량에 이종 타이어가 장착된 것으로 판단되면, 저압 판정부(140)는 이종 타이어에 대해서 캘리브레이션을 수행한다(S212).
저압 판정부(140)는 타이어 압력이 저압인지를 확인한다(S214).
상기 확인 결과(S214), 이종 타이어가 저압인 것으로 확인되면, 경고부(150)는 타이어 판단부(130)로부터 이종 타이어의 저압인 것을 전달받아 운전자에게 이종 타이어의 저압을 경고한다(S216). 반면, 상기 확인 결과(S214), 이종 타이어가 저압이 아닌 것 즉, 정상압으로 확인되면, 경고부(150)는 타이어 판단부(130)로부터 타이어가 정상압인 것을 전달받아 운전자에게 타이어에 대한 경고를 수행하지 않는다.
한편, 상기 판단 결과(S210), 차량에 이종 타이어가 미장착된 것으로 판단되면, 타이어 판단부(130)는 차량에 이상 타이어가 장착되는지를 판단한다(S218).
상기 판단 결과(S218), 차량에 이상 타이어가 장착된 것으로 판단되면, 타이어 판단부(130)는 이상 타이어의 휠 속도로부터 산출된 반경 분석값을 이용하여 이상 타이어의 장착 개수 또는 장착 위치를 확인한다(S220). 반면, 상기 판단 결과(S218), 차량에 이상 타이어가 미장착된 것으로 판단되면, 타이어 판단부(130)는 차량에 이종 및 이상 타이어가 장착되지 않고 동일한 타입의 타이어가 장착된 것으로 판단한다.
이어서, 경고부(150)는 타이어 판단부(130)로부터 이상 타이어의 장착 개수 또는 장착 위치를 전달받아 운전자에게 이상 타이어를 경고한다(S222).
도 3은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 도 2의 타이어 타입의 판단 단계에 대한 상세 흐름도이다.
본 명세서의 일 실시 예에 따른 도 2에 도시된 S208, S210 및 S218 단계를 도 3을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
반경 분석부(110)는 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜에 대한 반경 분석값(DEL FR, DEL LR 및 DEL DIAG)을 산출한다(S302).
그리고 타이어 판단부(130)는 반경 분석값의 합계가 제1 임계치를 초과하는지 여부를 확인한다(S304).
상기 확인 결과(S304), 반경 분석값의 합계가 제1 임계치를 초과하지 않으면, 타이어 판단부(130)는 어느 하나의 반경 분석값이 제2 임계치를 초과하는지를 확인한다(S306).
상기 확인 결과(S306), 어느 하나의 반경 분석값이 제2 임계치를 초과하지 않으면, 타이어 판단부(130)는 어느 하나의 반경 분석값이 제3 임계치를 초과하는지를 확인한다(S308).
상기 확인 결과(S308), 어느 하나의 반경 분석값이 제3 임계치를 초과하지 않으면, 타이어 판단부(130)는 차량에 이종 타이어 및 이상 타이어가 미장착된 것으로 판단한다.
한편, 상기 확인 결과(S304), 반경 분석값의 합계가 제1 임계치를 초과하면, 타이어 판단부(130)는 차량에 이종 타이어가 장착된 것으로 판단한다(S310).
상기 확인 결과(S306), 어느 하나의 반경 분석값이 제2 임계치를 초과하면, 타이어 판단부(130)는 S310 단계와 같이 차량에 이종 타이어가 장착된 것으로 판단한다.
한편, 상기 확인 결과(S308), 반경 분석값의 합계가 제3 임계치를 초과하면, 타이어 판단부(130)는 차량에 이상 타이어가 장착된 것으로 판단한다(S312).
도 4는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 이종 타이어의 반경 분석값에 대한 예시도이다.
반경 분석부(110)는 이종 타이어인 경우에 차량에 장착된 차륜의 휠 속도로부터 계산된 상대 속도차 및 평균 속도를 이용하여 반경 분석값을 도 4와 같이 산출할 수 있다.
도 4에는 전후방 차륜의 반경 분석값(DEL FR)이 도시되어 있다. 하지만, 이종 타이어의 판단시에 전후방 차륜의 반경 분석값(DEL FR)만이 이용되는 것으로 한정되지 않고, 다른 좌우측 차륜의 반경 분석값(DEL LR) 및 대각선 차륜의 반경 분석값(DEL DIAG)도 이용될 수 있다.
예를 들어, 반경 분석부(110)에 산출된 이종 타이어의 반경 분석값들은 (+)부호, (-)부호에 상관없이 절대값이 0.1 이상인 것으로 산출되었다.
이때, 타이어 판단부(130)는 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값 중에서 어느 하나의 반경 분석값이 기설정된 시간 동안 0.1을 초과하는 것으로 확인되어 이종 타이어로 판단한다.
도 5는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 이상 타이어의 반경 분석값에 대한 예시도이다.
반경 분석부(110)는 이상 타이어인 경우에 차량에 장착된 차륜의 휠 속도로부터 계산된 상대 속도차 및 평균 속도를 이용하여 반경 분석값을 도 5와 같이 산출할 수 있다.
도 5에는 전후방 차륜의 반경 분석값(DEL FR)이 도시되어 있다. 하지만, 이상 타이어의 판단시에 전후방 차륜의 반경 분석값(DEL FR)만이 이용되는 것으로 한정되지 않고, 다른 좌우측 차륜의 반경 분석값(DEL LR) 및 대각선 차륜의 반경 분석값(DEL DIAG)도 이용될 수 있다.
예를 들어, 반경 분석부(110)에 산출된 이상 타이어의 반경 분석값들은 (+)부호, (-)부호에 상관없이 절대값이 4 이상인 것으로 산출되었다.
이때, 타이어 판단부(130)는 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값 중에서 어느 하나의 반경 분석값이 기설정된 시간 동안 4를 초과하는 것으로 확인되어 이상 타이어로 판단한다.
본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 명세서의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 명세서의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 명세서의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 타이어 압력 모니터링 장치
110: 반경 분석부
120: 주파수 측정부
130: 타이어 판단부
140: 저압 판정부
150: 경고부

Claims (18)

  1. 차량에 장착된 차륜의 휠 속도로부터 계산된 상대 속도차 및 평균 속도를 이용하여 반경 분석값을 산출하는 반경 분석부;
    차륜의 휠 속도를 이용하여 각 타이어의 주파수 특성을 측정하는 주파수 측정부; 및
    상기 계산된 반경 분석값 및 상기 측정된 각 타이어의 주파수 특성을 기초로 하여 차량에 이종 타이어 또는 이상 타이어의 장착 여부를 판단하는 타이어 판단부
    를 포함하는 타이어 압력 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    이종 타이어가 장착된 것으로 판단되면, 이종 타이어에 대해서 캘리브레이션을 수행하여 타이어 압력이 저압인지를 판정하는 저압 판정부
    를 더 포함하는 타이어 압력 모니터링 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 저압 판정부는
    상기 이종 타이어로 판단된 타이어의 휠 속도로부터 산출된 반경 분석값을 제로 편차 제거 방식에 의해 조정하는 타이어 압력 모니터링 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 타이어 판단부는
    차량에 장착된 타이어 중에서 타이어의 제조사가 서로 상이하거나, 타이어의 제조사가 동일하고 타이어 반경이 서로 상이한 타이어로 인해 반경 분석값이 정상 타이어에 대한 반경 분석값을 초과하는 경우에 이종 타이어로 판단하는 타이어 압력 모니터링 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    운전자에게 이상 타이어의 장착 유무를 경고하는 경고부를 더 포함하고,
    상기 타이어 판단부는 이상 타이어가 장착된 것으로 판단되면, 이상 타이어의 휠 속도로부터 산출된 반경 분석값을 이용해 이상 타이어의 장착 개수 또는 장착 위치를 확인하여 상기 경고부를 통해 운전자에게 경고하는 타이어 압력 모니터링 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 타이어 판단부는
    스페어 타이어(Temporary Tire), 스노우 체인(Snow Tire) 및 저압 판정이 부정확한 이상 상황이 발생한 타이어 중에서 어느 하나의 타이어로 인해 반경 분석값이 정상 타이어에 대한 반경 분석값을 초과하는 경우에 이상 타이어로 판단하는 타이어 압력 모니터링 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 타이어 판단부는
    각 타이어의 주파수 특성이 기설정된 정상 주파수 특성을 만족하여 타이어 압력이 정상압으로 판단되고, 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값의 합계가 기설정된 시간 동안 제1 임계치를 초과하거나, 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값 중에서 어느 하나의 반경 분석값이 기설정된 시간 동안 제2 임계치를 초과하는 경우, 이종 타이어로 판단하는 타이어 압력 모니터링 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 타이어 판단부는
    각 타이어의 주파수 특성이 기설정된 정상 주파수 특성을 만족하여 타이어 압력이 정상압으로 판단되고, 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값 중 어느 하나가 기설정된 시간 동안 제3 임계치를 초과하는 경우, 이상 타이어로 판단하는 타이어 압력 모니터링 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 타이어 판단부
    전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값의 조합을 기초로 하여 차량에 장착된 타이어 중에서 이종 타이어 또는 이상 타이어의 장착 개수 또는 장착 위치를 확인하는 타이어 압력 모니터링 장치.
  10. 차량에 장착된 차륜의 휠 속도로부터 계산된 상대 속도차 및 평균 속도를 이용하여 반경 분석값을 산출하는 단계;
    차륜의 휠 속도를 이용하여 각 타이어의 주파수 특성을 측정하는 단계; 및
    상기 계산된 반경 분석값 및 상기 측정된 각 타이어의 주파수 특성을 기초로 하여 차량에 이종 타이어 또는 이상 타이어의 장착 여부를 판단하는 단계
    를 포함하는 타이어 압력 모니터링 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    이종 타이어가 장착된 것으로 판단되면, 이종 타이어에 대해서 캘리브레이션을 수행하여 타이어 압력이 저압인지를 판정하는 단계
    를 더 포함하는 타이어 압력 모니터링 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 타이어 압력이 저압인지를 판정하는 단계는
    상기 이종 타이어로 판단된 타이어의 휠 속도로부터 산출된 반경 분석값을 제로 편차 제거 방식에 의해 조정하는 타이어 압력 모니터링 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 타이어의 장착 여부를 판단하는 단계는
    타이어의 제조사가 서로 상이한 타이어 또는 타이어의 제조사가 동일하고 타이어 반경이 서로 상이한 타이어로 인해 반경 분석값이 정상 타이어에 대한 반경 분석값을 초과하는 경우에 이종 타이어로 판단하는 타이어 압력 모니터링 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    이상 타이어가 장착된 것으로 판단되면, 이상 타이어의 휠 속도로부터 산출된 반경 분석값을 이용하여 이상 타이어의 장착 개수 또는 장착 위치를 확인하여 운전자에게 경고하는 단계
    를 더 포함하는 타이어 압력 모니터링 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 타이어의 장착 여부를 판단하는 단계는
    스페어 타이어(Temporary Tire), 스노우 체인(Snow Tire)이 감긴 타이어 및 저압 판정이 부정확한 이상 상태의 타이어 중에서 어느 하나의 타이어로 인해 반경 분석값이 정상 타이어에 대한 반경 분석값을 초과하는 경우에 이상 타이어로 판단하는 타이어 압력 모니터링 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 타이어의 장착 여부를 판단하는 단계는
    각 타이어의 주파수 특성이 기설정된 정상 주파수 특성을 만족하여 타이어 압력이 정상압으로 판단되고, 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값의 합계가 기설정된 시간 동안 제1 임계치를 초과하거나, 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값 중에서 어느 하나의 반경 분석값이 기설정된 시간 동안 제2 임계치를 초과하는 경우, 이종 타이어로 판단하는 타이어 압력 모니터링 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 타이어의 장착 여부를 판단하는 단계는
    각 타이어의 주파수 특성이 기설정된 정상 주파수 특성을 만족하여 타이어 압력이 정상압으로 판단되고, 전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값 중 어느 하나가 기설정된 시간 동안 제3 임계치를 초과하는 경우, 이상 타이어로 판단하는 타이어 압력 모니터링 방법.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 타이어의 장착 여부를 판단하는 단계는
    전후방 차륜, 좌우측 차륜 및 대각선 차륜의 반경 분석값의 조합을 기초로 하여 차량에 장착된 타이어 중에서 이종 타이어 또는 이상 타이어의 장착 개수 또는 장착 위치를 확인하는 타이어 압력 모니터링 방법.
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