KR20200043193A - 차량의 타이어 공기압 검출 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 타이어 공기압 검출 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 장치는, 차량의 제1 내지 제4 휠 중 어느 하나의 타이어 공기압을 측정하는 제1 센서, 상기 제1 내지 제4 휠의 휠속을 측정하는 복수의 제2 센서, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서의 측정값에 기초하여 상기 제1 내지 제4 휠의 타이어 공기압을 분석하는 분석부, 및 상기 제1 내지 제4 휠의 타이어 공기압 분석 결과에 기초하여 저압 상태의 타이어를 결정하는 제어부를 포함한다.

Description

차량의 타이어 공기압 검출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MONITORING TIRE PRESSURE OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 타이어 공기압 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
타이어의 공기압을 측정하는 방식은 직접 방식과 간접 방식이 있다.
직접 방식의 경우 네 개의 타이어 공기압 센서를 각 휠에 배치하여 직접적으로 타이어의 공기압을 측정하는 방식이다.
하지만, 타이어 공기압 센서가 고가이기 때문에 비용이 많이 드는 문제가 있으며, 센서의 오류로 인해 오차가 발생할 수 있다.
한편, 간접 방식의 경우 네 개의 휠속 센서를 각 휠에 배치하고, 휠속을 토대로 동반경 분석 및 주파수 분석을 통해 타이어의 공기압을 추정하는 방식이다.
간접 방식의 경우 비용을 절약할 수 있지만 정확도가 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 하나의 타이어 공기압 센서와 복수의 휠속 센서를 이용하여 타이어 공기압을 검출함으로써 저비용으로 타이어의 저압 상태를 정확하게 검출할 수 있도록 한, 차량의 타이어 공기압 검출 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 타이어 공기압 검출 장치는, 차량의 제1 내지 제4 휠 중 어느 하나의 타이어 공기압을 측정하는 제1 센서, 상기 제1 내지 제4 휠의 휠속을 측정하는 복수의 제2 센서, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서의 측정값에 기초하여 상기 제1 내지 제4 휠의 타이어 공기압을 분석하는 분석부, 및 상기 제1 내지 제4 휠의 타이어 공기압 분석 결과에 기초하여 저압 상태의 타이어를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 센서는, 차량의 제1 휠에 배치되어 상기 제1 휠의 타이어 공기압을 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 휠은, 상기 차량의 뒤쪽에 배치된 두 개의 휠 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 제2 센서는, 차량의 제1 내지 제4 휠에 각각 배치되어 대응되는 휠의 휠속을 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 상기 제1 센서의 측정값에 대한 유효성을 판단하는 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 판단부는, 상기 제1 센서의 측정값의 범위, 배터리 상태, 무선 신호 세기, 이전 측정값과 제1 센서 측정값 간 차이값, 및 휠속 센서값을 기초로 하여 상기 제1 센서의 측정값에 대한 유효성을 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 판단부는, 제1 센서의 측정값의 측정 범위가 제1 기준값 및 제2 기준값 내의 범위에 포함되고, 배터리의 잔량이 제3 기준값을 초과하고, 무선 신호 세기가 제4 기준값을 초과하고, 이전 측정값과 제1 센서의 측정값 간 차이값이 제5 기준값 미만이고, 제1 센서의 신호를 기반으로 추정된 휠속 및 휠속 센서값 간 차이값이 제5 기준값 미만이면, 상기 제1 센서의 측정값이 유효한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 분석부는, 상기 제1 내지 제4 휠에 대한 전후 방향, 좌우 방향 및 대각선 방향의 휠속 차를 비교하여 상기 제1 내지 제4 휠의 타이어 공기압 상태를 분석하는 것을 특징으로 한다.
상기 분석부는, 상기 차량의 앞쪽에 배치된 제3 및 제4 휠의 회전 주파수를 분석하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 제1 센서의 측정값이 유효한 것으로 확인되면, 상기 제1 센서의 측정값에 기초하여 상기 제1 휠의 타이어 공기압 상태를 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 제1 휠의 타이어 공기압 상태가 결정되면, 상기 제1 휠의 타이어 공기압 상태를 기준으로 상기 제1 내지 제4 휠 간 휠속 차에 따라 상기 제2 내지 제4 휠의 타이어 공기압 상태를 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 제1 센서의 측정값이 유효하지 않은 것으로 확인되면, 상기 제1 내지 제4 휠 간 휠속 차 및 상기 차량의 앞쪽에 배치된 제3 및 제4 휠의 회전 주파수에 기초하여 상기 제1 내지 제4 휠의 타이어 공기압 상태를 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 상기 제1 내지 제4 휠 중 적어도 어느 하나의 타이어 저압 상태가 결정되면, 해당 휠의 타이어 저압 상태를 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 타이어 공기압 검출 방법은, 제1 센서로부터 차량의 제1 내지 제4 휠 중 어느 하나의 타이어 공기압을 측정하는 단계, 복수의 제2 센서로부터 상기 제1 내지 제4 휠의 휠속을 측정하는 단계, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서의 측정값에 기초하여 상기 제1 내지 제4 휠의 타이어 공기압을 분석하는 단계, 및 상기 제1 내지 제4 휠의 타이어 공기압 분석 결과에 기초하여 저압 상태의 타이어를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 하나의 타이어 공기압 센서와 복수의 휠속 센서를 이용하여 타이어 공기압을 검출함으로써 저비용으로 타이어의 저압 상태를 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 타이어 공기압 검출 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 타이어 공기압 검출 장치의 센서 배치 구조를 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 타이어 공기압 검출 장치의 타이어 저압 분석 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면이다.
도 7a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 타이어 공기압 검출 장치의 타이어 저압 상태 검출 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 타이어 공기압 검출 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 실행되는 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 타이어 공기압 검출 장치의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 타이어 공기압 검출 장치(100)는 차량의 내부에 구현될 수 있다. 이때, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 차량의 내부 제어 유닛들과 일체로 형성될 수 있으며, 별도의 장치로 구현되어 별도의 연결 수단에 의해 차량의 제어 유닛들과 연결될 수도 있다.
도 1을 참조하면, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제어부(110), 센서부(120), 출력부(130), 통신부(140), 저장부(150), 판단부(160) 및 분석부(170)를 포함할 수 있다. 여기서, 본 실시예에 따른 장치(100)의 제어부(110), 판단부(160) 및 분석부(170)는 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)로서 구현될 수 있다.
제어부(110)는 장치(100)의 각 구성요소들 간에 전달되는 신호를 처리할 수 있다.
센서부(120)는 차량에 구비된 네 개의 타이어, 즉, 제1~4 휠의 타이어 공기압을 검출하기 위한 소정의 정보를 감지할 수 있다. 여기서, 제1 휠은 기준이 되는 휠로서, 차량의 뒤쪽에 배치된 두 개의 휠 중 어느 하나일 수 있다. 제2 휠은 차량의 뒤쪽에 배치된 두 개의 타이어 중 다른 하나일 수 있다. 또한, 제3 및 제4 휠은 차량의 앞쪽에 배치된 두 개의 휠일 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 제1 휠은 뒤쪽 좌측, 제2 휠은 뒤쪽 우측, 제3 휠은 앞쪽 좌측, 그리고 제4 휠은 앞쪽 우측에 배치된 휠인 것으로 하여 설명하도록 한다.
여기서, 센서부(120)는 차량에 구비된 제1~4 휠 중 어느 하나에 배치되어 해당 휠의 타이어의 공기압을 검출하는 제1 센서를 포함할 수 있다.
또한 센서부(120)는 제1~4 휠의 휠속을 각각 검출하는 네 개의 제2 센서를 더 포함할 수 있다.
제1 센서 및 제2 센서의 배치 구조는 도 2의 실시예를 참조하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 타이어 공기압 검출 장치의 센서 배치 구조를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 센서는 기준이 되는 제1 휠에 배치되는 것으로 한다. 제1 센서는 제1 휠의 타이어 공기압을 측정하여 제어부(110)로 전달할 수 있다.
네 개의 제2 센서는 제1~4 휠에 각각 배치될 수 있다. 이때, 네 개의 제2 센서는 각 휠의 휠속을 측정하여 제어부(110)로 전달할 수 있다.
출력부(130)는 타이어 공기압 검출 장치(100)의 동작 상태 및 결과 등을 출력하는 하나 이상의 출력수단을 포함할 수 있다.
일 예로서, 출력부(130)는 제1~4 휠의 타이어 공기압 상태 및/또는 타이어의 저압 상태에 따른 경고 메시지를 표시하는 디스플레이를 포함할 수 있다. 또한, 출력부(130)는 타이어의 저압 상태에 따른 경고등을 점등하는 계기판을 더 포함할 수 있다. 또한, 출력부(130)는 타이어의 저압 상태에 따른 경고음을 출력하는 스피커, 부저 등을 더 포함할 수 있다.
이때, 디스플레이는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(Flexible Display), 전계 방출 디스플레이(Feld Emission Display, FED), 3차원 디스플레이(3D Display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
통신부(140)는 차량에 구비된 전장품 및/또는 제어유닛들과의 통신 인터페이스를 지원하는 통신모듈을 포함할 수 있다. 일 예로서, 통신모듈은 차량에 구비된 센서들과 각 제어유닛들 간의 신호 송수신을 지원하는 모듈을 포함할 수 있다. 일 예로서, 통신모듈은 CAN(Controller Area Network) 통신, LIN(Local Interconnect Network) 통신, 플렉스레이(Flex-Ray) 통신 등의 차량 네트워크 통신을 지원하는 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 통신모듈은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈 또는 근거리 통신(Short Range Communication)을 위한 모듈을 포함할 수도 있다. 여기서, 무선 인터넷 기술로는 무선랜(Wireless LAN, WLAN), 와이브로(Wireless Broadband, Wibro), 와이파이(Wi-Fi), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access, Wimax) 등이 포함될 수 있으며, 근거리 통신 기술로는 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), UWB(Ultra Wideband), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선통신(Infrared Data Association, IrDA) 등이 포함될 수 있다.
저장부(150)는 타이어 공기압 검출 장치(100)가 동작하는데 필요한 데이터 및/또는 알고리즘 등을 저장할 수 있다.
일 예로서, 저장부(150)는 제1 센서 및/또는 제2 센서로부터 측정된 정보가 저장될 수 있다. 또한, 저장부(150)는 판단부(160)에 의해 제1 센서값의 유효성을 판단하기 위한 알고리즘 및/또는 명령 등이 저장될 수도 있다. 또한, 저장부(150)는 분석부(170)에 의해 제1~4 휠의 타이어 공기압 상태를 분석하고 저압 상태를 결정하기 위한 알고리즘 및/또는 명령 등이 저장될 수도 있다.
여기서, 저장부(150)는 RAM(Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), ROM(Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)와 같은 저장매체를 포함할 수 있다.
제어부(110)는 제1 센서 및 제2 센서의 구동을 제어한다.
제어부(110)는 제1 센서 및 제2 센서가 구동되고, 제1 센서 및 제2 센서에 의해 측정된 센서값이 입력되면, 입력된 센서값들을 판단부(160) 및/또는 분석부(170)로 전달한다.
판단부(160)는 제1 센서로부터 측정된 제1 센서값의 유효성을 판단한다.
이때, 판단부(160)는 제1 센서값의 측정 범위, 배터리 상태, 무선 신호 세기, 이전 측정값과 제1 센서값 간 차이값, 휠속 센서값을 기초로 하여 제1 센서값의 유효성을 판단할 수 있다.
먼저, 판단부(160)는 제1 조건으로서, 제1 센서값의 측정 범위가 제1 기준값 및 제2 기준값 내의 범위에 해당하는지를 판단한다. 일 예로, 제1 기준값은 허용 범위 내의 최저 측정값일 수 있고, 제2 기준값은 허용 범위 내의 최고 측정값일 수 있다.
또한, 판단부(160)는 제2 조건으로서, 배터리의 잔량이 제3 기준값을 초과하는지를 판단한다. 배터리의 잔량이 기준량 이하인 경우 언제 신호가 오프(off) 상태가 될지 알 수 없고, 무선 신호 세기도 약해질 수 있다. 따라서, 판단부(160)는 배터리의 잔량이 제3 기준값을 초과하는 경우에만 제1 센서값을 신뢰하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 판단부(160)는 제3 조건으로서, 무선 신호 세기가 제4 기준값을 초과하는지를 판단한다. 무선 신호 세기가 기준 세기 이하일 경우 노이즈의 영향을 많이 받을 수 있기 때문에, 판단부(160)는 무선 신호 세기가 제4 기준값을 초과하는 경우에만 제1 센서값을 신뢰하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 판단부(160)는 제4 조건으로서, 이전 주행 시에 측정된 제1 센서값을 저장부로부터 호출하여 제1 센서값과 비교하고, 이전 측정값과 제1 센서값 간 차이값이 제5 기준값 내인지를 판단한다.
일반적으로, 정상 상태의 타이어는 한 달에 1% 정도 빠지는 것으로 알려져 있기 때문에, 제1 센서값이 이전 측정값과의 차이가 너무 큰 경우 타이어가 정상 상태가 아닐 수 있다. 따라서, 판단부(160)는 제1 센서값과 이전 측정값 간의 차이값이 제5 기준값 미만인 경우에만 제1 센서값을 신뢰하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 판단부(160)는 제5 조건으로서, 제1 센서값의 신호 세기 변화에 따른 휠속 값을 추정하고, 제2 센서로부터 측정된 휠속과 추정된 휠속 간 차이값이 제6 기준값 내 인지를 판단할 수 있다.
제1 센서의 무선 신호는 휠속에 따라 신호의 세기가 달라져 주파수가 변동하게 된다. 이때, 변동 주파수로부터 주기를 파악하여 타이어의 반경을 알 수 있다. 따라서, 판단부(160)는 제1 센서의 무선 신호 세기 변화를 통해 제1 타이어와 결합된 휠의 휠속 추정이 가능하게 된다.
이때, 제2 센서로부터 측정된 휠속과 추정된 휠속 간 차이값이 제6 기준값 이상이면 제1 센서값 또는 제2 센서값 중 어느 하나에 이상이 발생한 것일 수 있다. 따라서 유효값 판단부(160)는 제2 센서로부터 측정된 휠속과 추정된 휠속 간 차이값이 제6 기준값 미만인 경우에만 제1 센서값을 신뢰하는 것으로 판단할 수 있다.
이상에서와 같이, 판단부(160)는 제1 내지 제5 조건을 모두 만족하는 경우에 제1 센서값이 유효한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 판단부(160)는 제1 센서값이 유효한 경우 제1 센서값 유효 플래그(flag)를 온(ON) 설정하고, 그렇지 않은 경우에는 오프(off) 설정할 수 있다.
판단부(160)는 제1 센서값에 대한 유효성 판단 결과를 제어부(110)로 전달할 수 있다.
분석부(170)는 제1~4 휠에 대응되는 제2 센서값들을 이용하여 제1~4 휠의 타이어 공기압 상태를 분석한다. 이때, 분석부(170)는 제1~4 휠에 대응되는 제2 센서값들을 이용하여 동반경 분석을 수행한다.
여기서, 동반경 분석은 저압 타이어의 휠의 휠속이 증가하는 점을 이용하여, 전후 방향, 좌우 방향, 대각선 방향의 휠속 차를 비교하고 비교 결과를 토대로 각 휠의 타이어 공기압 상태를 분석하는 방식을 말한다.
동반경 분석에 대한 실시예는 도 3a 내지 도 5를 참조하도록 한다.
먼저, 도 3a는 전후 방향의 휠속 차를 비교하는 실시예를 나타낸 것이다.
분석부(170)는 도 3a에 도시된 바와 같이, 앞쪽의 제3, 제4 휠의 휠속을 합한 값과, 뒤쪽의 제1, 제2 휠의 휠속을 합한 값의 차((FL+FR)-(RL+RR))를 비교한다.
도 3b는 좌우 방향의 휠속 차를 비교하는 실시예를 나타낸 것이다.
분석부(170)는 도 3b에 도시된 바와 같이, 좌측의 제3, 제1 휠의 휠속을 합한 값과, 우측의 제4, 제2 휠의 휠속을 합한 값의 차((FL+RL)-(FR+RR))를 비교한다.
도 3c는 대각선 방향의 휠속 차를 비교하는 실시예를 나타낸 것이다.
분석부(170)는 도 3c에 도시된 바와 같이, 좌측 대각선의 제3, 제2 휠의 휠속을 합한 값과, 우측 대각선의 제4, 제1 휠의 휠속을 합한 값의 차((FL+RR)-(FR+RL))를 비교한다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 정상 휠의 휠속 차값은 기준값 미만이지만, 저압 상태의 휠은 휠속이 증가하기 때문에 휠속 차이값은 기준값 이상이 된다.
따라서, 제1~4 휠이 모두 정상인 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 전후 방향, 좌우 방향 및 대각선 방향의 휠속 차이값은 모두 0이 된다.
제1 휠이 저압 상태인 경우, 전후 방향 및 대각선 방향의 휠속 차이값은 '-' 값이 되고, 좌우 방향의 휠속 차이값은 '+' 값이 된다. 또한, 제2 휠이 저압 상태인 경우, 전후 방향 및 좌우 방향의 휠속 차이값은 '-' 값이 되고, 대각선 방향의 휠속 차이값은 '+' 값이 된다. 또한, 제3 휠이 저압 상태인 경우, 전후 방향, 좌우 방향 및 대각선 방향의 휠속 차이값은 모두 '+' 값이 된다. 또한, 제4 휠이 저압 상태인 경우, 전우 방향의 휠속 차이값은 '+' 값이 되고, 좌우 방향 및 대각선 방향의 휠속 차이값은 '-' 값이 된다.
한편, 제1, 제2 휠이 저압 상태인 경우에는 전후 방향의 휠속 차이값만 '-' 값이 되고 나머지는 0이 된다. 제1, 제3 휠이 저압 상태인 경우, 전후 방향 및 대각선 방향의 휠속 차이값은 '-' 값이 되고, 좌우 방향의 휠속 차이값은 '+' 값이 된다. 제1, 제4 휠이 저압 상태인 경우에는 대각선 방향의 휠속 차이값만 '-' 값이 되고 나머지는 0이 된다. 제2, 제3 휠이 저압 상태인 경우에는 대각선 방향의 휠속 차이값만 '+' 값이 되고 나머지는 0이 된다. 제2, 제4 휠이 저압 상태인 경우에는 좌우 방향의 휠속 차이값만 '-' 값이 되고 나머지는 0이 된다. 제3, 제4 휠이 저압 상태인 경우에는 전후 방향의 휠속 차이값만 '+' 값이 되고 나머지는 0이 된다.
한편, 제1~3 휠이 저압 상태인 경우, 전후 방향의 휠속 차이값은 '-' 값이 되고, 좌우 방향 및 대각선 방향의 휠속 차이값은 '+' 값이 된다. 또한, 제1, 2, 4 휠이 저압 상태인 경우, 전후 방향, 좌우 방향 및 대각선 방향의 휠속 차이값은 모두 '-' 값이 된다. 또한, 제1, 3, 4 휠이 저압 상태인 경우, 전후 방향 및 좌우 방향의 휠속 차이값은 '+' 값이 되고, 대각선 방향의 휠속 차이값은 '-' 값이 된다. 또한, 제2~4 휠이 저압 상태인 경우, 전후 방향 및 대각선 방향의 휠속 차이값은 '+' 값이 되고, 좌우 방향의 휠속 차이값은 '-' 값이 된다.
분석부(170)는 차량의 앞쪽에 배치된 제3, 4 휠의 회전 주파수를 추정한다. 여기서, 분석부(170)는 제3, 4 휠의 타이어 강성 및 관성 모멘트를 적용하여 제3, 4 휠의 회전 주파수를 추정하고, 이를 토대로 제3, 4휠의 타이어 공기압 상태를 분석할 수 있다.
제3, 4 휠의 회전 주파수를 추정하는 실시예는 [수학식 1]을 참조하도록 한다.
Figure pat00001
제3 또는 제4 휠의 타이어 공기압이 정상 상태인 경우, 제3 또는 제4 휠에 대응하여 추정된 회전 주파수는 도 6의 도면부호 611 그래프와 같다.
한편, 제3 또는 제4 휠의 타이어 공기압이 저압 상태인 경우, 제3 또는 제4 휠에 대응하여 추정된 회전 주파수는 도 6의 도면부호 621 그래프와 같이 회전 주파수가 기준 주파수 미만이 된다.
제어부(110)는 판단부(160)로부터의 제1 센서값의 유효성 판단 결과 및 제1 센서값과, 분석부(170)로부터의 제1~4 휠에 대한 동반경 분석 결과 및/또는 주파수 분석 결과에 기초하여 제1~4 휠 중 저압 상태의 타이어와 결합된 휠을 결정한다.
먼저, 제어부(110)는 제1 센서값 유효 플래그가 온 설정되어있는지를 확인한다.
만일, 제1 센서값 유효 플래그가 온 설정된 경우, 제어부(110)는 제1 센서값으로부터 제1 휠의 타이어에 대한 저압 상태를 결정하고, 제1 휠의 타이어 공기압 상태를 기준으로 제2~4 휠 중 저압 타이어와 결합된 휠을 결정할 수 있다.
만일, 제1 휠의 타이어가 저압 상태가 아닌 것으로 결정되면, 제어부(110)는 제1 휠의 타이어 공기압 상태를 기준으로 제1~4 휠에 대한 동반경 분석 결과 및 주파수 분석 결과에 기초하여 제1~4 휠 중 저압 상태의 타이어와 결합된 휠을 결정할 수 있다.
한편, 제1 센서값 유효 플래그가 오프 설정된 경우, 제어부(110)는 분석부(170)로부터의 제1~4 휠에 대한 동반경 분석 결과 및 주파수 분석 결과에 기초하여 제1~4 휠 중 저압 상태의 타이어와 결합된 휠을 결정할 수 있다.
제어부(110)는 제1~4 휠 중 저압 상태의 타이어와 결합된 휠이 결정되면, 해당 휠의 타이어 저압 상태에 대한 알림 및/또는 경고 신호를 생성하여 출력부로 출력한다.
상기에서와 같이 동작하는 본 실시예에 따른 타이어 공기압 검출 장치(100)는 메모리와 각 동작을 처리하는 프로세서를 포함하는 독립적인 하드웨어 장치 형태로 구현될 수 있으며, 마이크로프로세서나 범용 컴퓨터 시스템과 같은 다른 하드웨어 장치에 포함된 형태로 구동될 수 있다.
도 7a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 타이어 공기압 검출 장치의 타이어 저압 상태 검출 동작을 설명하는데 참조되는 실시예를 도시한 도면이다.
먼저, 도 7a 내지 도 7e는 제1 센서값 유효 플래그가 온 설정되고, 제1 휠의 타이어 공기압이 저압 상태인 경우의 실시예를 나타낸 것이다.
먼저, 도 7a와 같이 제1 휠의 타이어 공기압이 -25%로 저압 상태이고, 나머지 휠의 타이어 공기압이 -10%로 정상 상태인 경우, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 센서값으로부터 제1 휠의 타이어 저압 상태를 확인할 수 있다. 또한, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 휠의 타이어 저압 상태를 기준으로 제1~4 휠에 대한 동반경 분석 결과에 따른 상대 휠속에 기초하여 나머지 제2~4 휠이 정상 상태임을 확인할 수 있다.
도 7b와 같이 제1, 2 휠의 타이어 공기압이 -25%로 저압 상태이고, 나머지 휠의 타이어 공기압이 -10%로 정상 상태인 경우, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 센서값으로부터 제1 휠의 타이어 저압 상태를 확인할 수 있다. 또한, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 휠의 타이어 저압 상태를 기준으로 동반경 분석 결과 및 제1, 2 휠의 상대 휠속에 기초하여 제2 휠의 타이어 저압 상태를 확인할 수 있다.
도 7c와 같이 제1, 3 휠의 타이어 공기압이 -25%로 저압 상태이고, 나머지 휠의 타이어 공기압이 -10%로 정상 상태인 경우, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 센서값으로부터 제1 휠의 타이어 저압 상태를 확인할 수 있다. 또한, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 휠의 타이어 저압 상태를 기준으로 제1~4 휠에 대한 동반경 분석 결과 및 제1, 3 휠의 상대 휠속에 기초하여 제3 휠의 타이어 저압 상태를 확인할 수 있다.
도 7d와 같이 제1, 4 휠의 타이어 공기압이 -25%로 저압 상태이고, 나머지 휠의 타이어 공기압이 -10%로 정상 상태인 경우, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 센서값으로부터 제1 휠의 타이어 저압 상태를 확인할 수 있다. 또한, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 휠의 타이어 저압 상태를 기준으로 제1~4 휠에 대한 동반경 분석 결과 및 제1, 4 휠의 상대 휠속에 기초하여 제4 휠의 타이어 저압 상태를 확인할 수 있다.
도 7e와 같이 제1~4 휠의 타이어 공기압이 -25%로 저압 상태인 경우, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 센서값으로부터 제1 휠의 타이어 저압 상태를 확인할 수 있다. 또한, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 휠의 타이어 저압 상태를 기준으로 제1~4 휠의 휠속 차이값이 0이 됨을 확인할 수 있다. 이 경우, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1~4 휠의 타이어가 모두 저압 상태임을 확인할 수 있다.
한편, 도 8a 내지 도 8c는 제1 센서값 유효 플래그가 온 설정되고, 제1 휠의 타이어 공기압이 정상 상태인 경우의 실시예를 나타낸 것이다.
도 8a와 같이 제1, 2 휠의 타이어 공기압이 -10%로 정상 상태이고, 나머지 휠의 타이어 공기압이 -25%로 저압 상태인 경우, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 센서값으로부터 제1 휠의 타이어 공기압이 정상 상태를 확인할 수 있다. 또한, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 휠의 타이어 공기압 상태를 기준으로 제1~4 휠에 대한 동반경 분석 결과 및 제1, 2휠의 상대 휠속에 기초하여 제2 휠의 타이어 공기압이 정상 상태임을 확인할 수 있다. 또한, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제3, 4 휠의 주파수 분석 결과에 기초하여 제3, 4 휠의 타이어 저압 상태를 확인할 수 있다.
도 8b의 경우에도 마찬가지로, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제3 휠의 주파수 분석 결과에 기초하여 제3 휠의 타이어 저압 상태를 확인할 수 있다.
한편, 도 8c와 같이 제1, 3, 4 휠의 타이어 공기압이 -10%로 정상 상태이고, 나머지 제2 휠의 타이어 공기압이 -25%로 저압 상태인 경우, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 센서값으로부터 제1 휠의 타이어 공기압이 정상 상태를 확인할 수 있다. 또한, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제3, 4 휠의 주파수 분석 결과에 기초하여 제3, 4 휠의 타이어 공기압이 정장 상태임을 확인할 수 있다. 또한, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 휠의 타이어 공기압 상태를 기준으로 제1~4 휠에 대한 동반경 분석 결과 및 제1, 2휠의 상대 휠속에 기초하여 제2 휠의 타이어 저압 상태를 확인할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량의 타이어 공기압 검출 장치의 동작 흐름을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 타이어 공기압 검출 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 차량 주행 시에 측정된 제1 센서값 및 제2 센서값이 입력되면(S100), 제1 센서값의 유효성을 판단한다(S200). 'S200' 과정의 세부 동작은 도 10을 참조하도록 한다.
도 10을 참조하면, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 센서값의 측정 범위가 제1 기준값(A) 및 제2 기준값(B) 내의 범위에 포함되고(S210), 배터리의 잔량이 제3 기준값(C)을 초과하고(S220), 무선 신호 세기가 제4 기준값(D)을 초과하고(S230), 이전 측정값과 제1 센서값 간 차이값이 제5 기준값(E) 미만이고(S240), 제1 센서값 기반 휠속을 추정하여(S250), 추정된 휠속 및 휠속 센서값 간 차이값이 제5 기준값(F) 미만인 경우(S260), 제1 센서값이 유효한 것으로 판단한다. 이 경우, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 센서값 유효 플래그를 온(ON) 설정한다(S270).
한편, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 'S210' 내지 'S260' 과정 중 어느 하나라도 만족하지 않으면 제1 센서값이 유효하지 않은 것으로 판단한다. 이 경우, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 센서값 유효 플래그를 오프(OFF) 설정한다(S270).
'S200' 과정의 판단 결과 제1 센서값이 유효한 것으로 확인되면, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 센서값 및 제2 센서값에 기초하여 제1~4 휠의 타이어 공기압에 대한 저압 상태를 결정한다(S300).
'S300' 과정의 세부 동작은 도 11 및 도 12를 참조한다.
도 11을 참조하면, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 센서값 유효 플래그가 온 설정된 경우(S311), 제1 센서값이 기준압력(X) 미만인 것으로 확인되면(S312), 제1~4 휠에 대한 동반경 분석 결과에 기초하여 저압 상태의 타이어를 결정한다.
이때, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 휠의 타이어 저압 상태를 기준으로 제2~4 휠 중 휠속 차가 기준휠속(Y) 이하이면(S314), 전체 타이어가 저압 상태인 것으로 결정한다(S316).
한편, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1 휠의 타이어 저압 상태를 기준으로 제2~4 휠 중 휠속 차가 기준휠속(Y) 이상인 휠이 존재하면(S314), 제1~4 휠에 대한 동반경 분석 결과에 기초하여 제1~4 휠의 타이어 중 저압 상태의 타이어를 결정한다(S315).
한편, 'S311' 과정에서 제1 센서값 유효 플래그가 오프 설정되었거나, 혹은 'S312' 과정에서 제1 센서값이 기준압력(X) 미만인 것으로 확인되면, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 도 12의 'A' 이후 동작을 수행하도록 한다.
도 12를 참조하면, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 제1~4 휠에 대한 동반경 분석을 수행하고(S321), 제3, 4 휠에 대한 회전 주파수 분석을 수행한다(S322).
타이어 공기압 검출 장치(100)는 'S322' 과정의 회전 주파수 분석 결과, 제3 및/또는 제4 휠의 회전 주파수가 기준 주파수(Z) 미만인 것으로 확인되면(S323), 해당 휠의 타이어 저압 상태를 결정한다(S324).
또한, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 저압 상태의 타이어를 기준으로 'S312' 과정의 동반경 분석 결과에 기초하여 나머지 휠의 타이어 공기압 상태를 결정할 수 있다.
한편, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 'S322' 과정의 회전 주파수 분석 결과, 제3 및/또는 제4 휠의 회전 주파수가 기준 주파수(Z) 이상인 것으로 확인되면(S323), 해당 휠의 타이어 공기압이 정상 상태인 것으로 결정한다(S325).
또한, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 정상 상태의 타이어를 기준으로 'S312' 과정의 동반경 분석 결과에 기초하여 나머지 휠의 타이어 공기압 상태를 결정할 수 있다.
'S300' 과정으로부터 제1~4 휠 중 적어도 하나의 타이어 저압 상태가 결정되면, 타이어 공기압 검출 장치(100)는 해당 휠의 타이어에 대한 알림 및/또는 경고를 출력한다(S400).
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 실행되는 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대해 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory)(1310) 및 RAM(Random Access Memory)(1320)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
11: 제1 휠 12: 제2 휠
13: 제3 휠 14: 제4 휠:
100: 타이어 공기압 검출 장치 110: 제어부
120: 센서부 121: 제1 센서
125: 제2 센서 130: 출력부
140: 통신부 150: 저장부
160: 판단부 170: 분석부

Claims (20)

  1. 차량의 제1 내지 제4 휠 중 어느 하나의 타이어 공기압을 측정하는 제1 센서;
    상기 제1 내지 제4 휠의 휠속을 측정하는 복수의 제2 센서;
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서의 측정값에 기초하여 상기 제1 내지 제4 휠의 타이어 공기압을 분석하는 분석부; 및
    상기 제1 내지 제4 휠의 타이어 공기압 분석 결과에 기초하여 저압 상태의 타이어를 결정하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 센서는,
    차량의 제1 휠에 배치되어 상기 제1 휠의 타이어 공기압을 측정하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 휠은,
    상기 차량의 뒤쪽에 배치된 두 개의 휠 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 제2 센서는,
    차량의 제1 내지 제4 휠에 각각 배치되어 대응되는 휠의 휠속을 측정하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 센서의 측정값에 대한 유효성을 판단하는 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 제1 센서의 측정값의 범위, 배터리 상태, 무선 신호 세기, 이전 측정값과 제1 센서 측정값 간 차이값, 및 휠속 센서값을 기초로 하여 상기 제1 센서의 측정값에 대한 유효성을 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 판단부는,
    제1 센서의 측정값의 측정 범위가 제1 기준값 및 제2 기준값 내의 범위에 포함되고, 배터리의 잔량이 제3 기준값을 초과하고, 무선 신호 세기가 제4 기준값을 초과하고, 이전 측정값과 제1 센서의 측정값 간 차이값이 제5 기준값 미만이고, 제1 센서의 신호를 기반으로 추정된 휠속 및 휠속 센서값 간 차이값이 제5 기준값 미만이면, 상기 제1 센서의 측정값이 유효한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 분석부는,
    상기 제1 내지 제4 휠에 대한 전후 방향, 좌우 방향 및 대각선 방향의 휠속 차를 비교하여 상기 제1 내지 제4 휠의 타이어 공기압 상태를 분석하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 분석부는,
    상기 차량의 앞쪽에 배치된 제3 및 제4 휠의 회전 주파수를 분석하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 장치.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 센서의 측정값이 유효한 것으로 확인되면, 상기 제1 센서의 측정값에 기초하여 제1 휠의 타이어 공기압 상태를 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 휠의 타이어 공기압 상태가 결정되면, 상기 제1 휠의 타이어 공기압 상태를 기준으로 상기 제1 내지 제4 휠 간 휠속 차에 따라 제2 내지 제4 휠의 타이어 공기압 상태를 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 장치.
  12. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 센서의 측정값이 유효하지 않은 것으로 확인되면, 상기 제1 내지 제4 휠 간 휠속 차 및 상기 차량의 앞쪽에 배치된 제3 및 제4 휠의 회전 주파수에 기초하여 상기 제1 내지 제4 휠의 타이어 공기압 상태를 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 휠 중 적어도 어느 하나의 타이어 저압 상태가 결정되면, 해당 휠의 타이어 저압 상태를 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 장치.
  14. 제1 센서로부터 차량의 제1 내지 제4 휠 중 어느 하나의 타이어 공기압을 측정하는 단계;
    복수의 제2 센서로부터 상기 제1 내지 제4 휠의 휠속을 측정하는 단계;
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서의 측정값에 기초하여 상기 제1 내지 제4 휠의 타이어 공기압을 분석하는 단계; 및
    상기 제1 내지 제4 휠의 타이어 공기압 분석 결과에 기초하여 저압 상태의 타이어를 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 센서의 측정값의 범위, 배터리 상태, 무선 신호 세기, 이전 측정값과 제1 센서 측정값 간 차이값, 및 휠속 센서값을 기초로 하여 상기 제1 센서의 측정값에 대한 유효성을 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 방법.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 분석하는 단계는,
    상기 제1 내지 제4 휠에 대한 전후 방향, 좌우 방향 및 대각선 방향의 휠속 차를 비교하여 상기 제1 내지 제4 휠의 타이어 공기압 상태를 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 방법.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 분석하는 단계는,
    상기 차량의 앞쪽에 배치된 제3 및 제4 휠의 회전 주파수를 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 방법.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 저압 상태의 타이어를 결정하는 단계는,
    상기 제1 센서의 측정값이 유효한 것으로 확인되면, 상기 제1 센서의 측정값에 기초하여 제1 휠의 타이어 공기압 상태를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 휠의 타이어 공기압 상태를 기준으로 상기 제1 내지 제4 휠 간 휠속 차에 따라 제2 내지 제4 휠의 타이어 공기압 상태를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 방법.
  19. 청구항 15에 있어서,
    상기 저압 상태의 타이어를 결정하는 단계는,
    상기 제1 센서의 측정값이 유효하지 않은 것으로 확인되면, 상기 제1 내지 제4 휠 간 휠속 차 및 상기 차량의 앞쪽에 배치된 제3 및 제4 휠의 회전 주파수에 기초하여 상기 제1 내지 제4 휠의 타이어 공기압 상태를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 방법.
  20. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 휠 중 적어도 어느 하나의 타이어 저압 상태가 결정되면, 해당 휠의 타이어 저압 상태를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 타이어 공기압 검출 방법.
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