KR100799148B1 - Method for detecting decrease in inner pressure of tire using gps speed information - Google Patents
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Abstract
차량의 주행 상태에 대한 GPS의 위치 측정정보를 이용하는 동시에, 안정된 동하중 반경 측정이 가능할 때만 데이터를 수집하여, GPS 속도 정보와 타이어 회전 속도 정보를 비교함으로써 정확한 동하중 반경을 산출하여, 타이어의 내압 저하를 우수한 정밀도로 검출하는 방법과, 장치 및 계산 프로그램을 제공한다. By using GPS position measurement information on the driving condition of the vehicle and collecting data only when stable dynamic load radius measurement is possible, accurate dynamic load radius can be calculated by comparing GPS speed information and tire rotation speed information to reduce tire pressure drop. Provided are a method, a device and a calculation program for detecting with excellent precision.
본 발명은, 유효 동하중 반경과, 정상 내압 시의 동하중 반경으로서 미리 기억된 초기값을 비교하여, 동하중 반경의 변화의 크기로부터 타이어의 내압 저하를 판정하는 것으로서, 상기 유효 동하중 반경은, 주행 중의 차량의 속도를 GPS 장치에 의해 취득한 정보로부터 산출하고, 그 GPS 장치에 의한 차량의 산출 속도와, 차량의 4륜의 타이어 회전 부분에 설치된 타이어 회전 속도 검출 장치에 의해 취득한 타이어의 회전 속도를 연속적으로 비교하여 주행 중의 타이어의 겉보기 동하중 반경을 산출하고, GPS의 위치 측정 정보로부터 주행 상태가 일정 속도로 평탄 도로를 직진하는 것으로 판정된 때에만 상기 겉보기 동하중 반경을 유효한 것으로 판정함으로써 얻어지는 것을 특징으로 한다. The present invention compares an effective dynamic load radius with an initial value previously stored as a dynamic load radius at normal internal pressure, and determines a decrease in the internal pressure of a tire from the magnitude of change in the dynamic load radius. The speed of the vehicle is calculated from the information acquired by the GPS device, and the calculated speed of the vehicle by the GPS device is continuously compared with the rotation speed of the tire obtained by the tire rotation speed detection device provided in the tire rotation part of the vehicle. And calculating the apparent dynamic load radius of the tire while driving, and determining the apparent dynamic load radius as valid only when it is determined from the GPS position measurement information that the driving state is traveling straight on at a constant speed.
Description
도 1은 타이어의 동하중 반경을 산출하여, 타이어의 내압 저하를 검지하기 위한 계산 프로그램을 실행하는 흐름도이다. 1 is a flowchart for calculating a dynamic load radius of a tire and executing a calculation program for detecting a decrease in the internal pressure of the tire.
도 2는 동하중 반경의 측정(산출) 정밀도를 향상시키기 위해서 측정치의 평균치를 이용하는 방법과, 평균치의 산출에 채용하는 데이터를 선별하기 위해서 통계적 수법을 이용하는 경우의 계산 프로그램의 흐름도이다. Fig. 2 is a flowchart of a calculation program in the case of using the average value of the measured values in order to improve the measurement (calculation) accuracy of the dynamic load radius, and in the case of using the statistical method to select data to be used for calculating the average value.
본 발명은 타이어의 내압 저하를 저렴하게 우수한 정밀도로 검출하는 장치를 구현하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for implementing a device for detecting a reduction in the internal pressure of a tire at low cost with excellent precision.
JP-A-2005-186739, JP-A-2003-146037 및 JP-A-2003-94920은 GPS 정보로부터 산출한 차량 속도, 거리 및 타이어의 회전수로부터 타이어의 내압 저하를 검출하는 방법을 개시하고 있다. JP-A-2005-186739, JP-A-2003-146037 and JP-A-2003-94920 disclose a method for detecting a drop in tire pressure from vehicle speed, distance and number of revolutions of a tire calculated from GPS information. have.
그러나, GPS 정보로부터 산출한 차량의 속도와 타이어 회전 속도로부터 타이어의 내압 저하를 검출하기 위해서는, 단지 내압의 저하에 의해서만 타이어 회전 속도의 변화를 검출해야 한다. 즉, 차량의 주행 상태에 의해 초래되는 회전 속도의 변화를 배제해야 한다. However, in order to detect the decrease in the internal pressure of the tire from the speed of the vehicle and the tire rotation speed calculated from the GPS information, the change in the tire rotation speed should only be detected by the decrease in the internal pressure. In other words, it is necessary to exclude the change in the rotational speed caused by the running state of the vehicle.
JP-A-2003-94920은 타이어의 회전 정보로부터 산출한 차량의 주행 궤적과, GPS 등을 이용한 차량 위치 정보로부터 얻은 차량의 주행 궤적을 비교하여 타이어 공기압의 저하를 검출하는 방법을 개시하고 있지만, 차량의 주행 상태에 의해 초래되는 회전 속도의 변화를 배제하는 것에 관해서는 언급하고 있지 않다. JP-A-2003-94920 discloses a method of detecting a decrease in tire air pressure by comparing the driving trajectory of the vehicle calculated from the tire rotation information with the driving trajectory of the vehicle obtained from the vehicle position information using GPS. There is no mention of excluding a change in rotational speed caused by the running state of the vehicle.
JP-A-2005-186739 및 JP-A-2003-146037은 타이어 상호의 회전 상태의 비교로부터 주행 상태를 특정하고 있지만, 타이어의 내압 저하가 발생했을 때, 4개의 차륜의 상호 회전 속도의 관계는 이미 밸런스가 무너져 있고, 정확한 주행 상태를 특정할 수 없다. JP-A-2005-186739 and JP-A-2003-146037 specify the driving state from the comparison of the rotational state of the tires, but when the internal pressure drop of the tire occurs, the relationship between the mutual rotational speeds of the four wheels is The balance is already broken and the exact driving condition cannot be specified.
또한, GPS 정보로부터 산출한 이동 거리와 타이어 회전수로부터 타이어의 동하중반경을 산출함으로써 타이어의 내압의 저하를 검출하는 방법도 알려져 있지만, 차량의 주행 상태에 의해 초래되는 회전수의 변화가 충분하게 배제되지 않기 때문에, 정밀도가 불충분하다. Also, a method of detecting a decrease in the internal pressure of a tire by calculating the dynamic load radius of the tire from the travel distance and the tire rotation speed calculated from the GPS information is also known, but the change in the rotation speed caused by the running state of the vehicle is sufficiently excluded. In this case, the precision is insufficient.
본 발명의 목적은, 차량의 주행 상태에 대한 GPS 위치 측정 정보를 이용하는 동시에, 동하중 반경을 안정적으로 측정할 수 있을 때에만 데이터를 수집하여, GPS 속도 정보와 타이어 회전 속도 정보를 비교함으로써 정확한 동하중 반경을 산출하여, 타이어의 내압 저하를 우수한 정밀도로 검출하는 방법, 장치 및 프로그램을 제공하는 것이다. An object of the present invention, by using the GPS position measurement information on the driving state of the vehicle, at the same time collecting the data only when the dynamic load radius can be measured stably, by comparing the GPS speed information and tire rotation speed information, the exact dynamic load radius It is to provide a method, an apparatus and a program for calculating the pressure difference and detecting the reduction in the internal pressure of a tire with excellent accuracy.
본 발명의 제1 실시예는 유효 동하중 반경과, 정상 내압 시의 동하중 반경으로서 미리 기억된 초기값을 비교하여, 동하중 반경의 변화의 크기로부터 타이어의 내압 저하를 판정하는 방법을 제공하며, 상기 유효 동하중 반경은, 주행 중의 차량의 속도를 GPS 장치에 의해 취득한 정보로부터 산출하고, 그 GPS 장치에 의한 차량의 산출 속도와, 차량의 4륜의 타이어 회전 부분에 설치된 타이어 회전 속도 검출 장치에 의해 취득한 타이어의 회전 속도를 차례대로 비교하여 주행 중의 타이어의 겉보기 동하중 반경을 산출하고, GPS의 위치 측정 정보로부터 주행 상태가 일정 속도로 평탄 도로를 직진하는 것으로 판정된 때에만 상기 겉보기 동하중 반경을 유효한 것으로 판정함으로써 얻어지는 것이다. A first embodiment of the present invention provides a method for determining a drop in tire pressure from the magnitude of change in dynamic load radius by comparing an effective dynamic load radius with an initial value previously stored as the dynamic load radius at normal internal pressure. The dynamic load radius calculates the speed of the vehicle while driving from information acquired by the GPS device, and calculates the speed of the vehicle by the GPS device and the tire obtained by the tire rotation speed detection device provided in the four-wheel tire rotation part of the vehicle. By comparing the rotational speeds of the tires in turn and calculating the apparent dynamic load radius of the tire while driving, and determining the apparent dynamic load radius as valid only when it is determined from the GPS position measurement information that the driving state is traveling straight on the flat road at a constant speed. It is obtained.
동하중 반경치가 연속하여 유효한 것으로 판정된 경우라도, 동하중 반경 측정치의 변화의 크기가 설정된 변화량을 초과할 경우에는 어떠한 측정치도 무효로 하여, 무효 측정치 이외의 측정치만으로 내압의 저하를 판정하는 것이 바람직하다. Even when the dynamic load radius value is determined to be valid continuously, when the magnitude of the change in the dynamic load radius measurement exceeds the set change amount, it is preferable to invalidate any measurement value and determine the decrease in the internal pressure only by the measurement values other than the invalid measurement value.
동하중 반경치가 연속하여 유효한 것으로 판정된 경우에, 4륜 각각의 평균치를 산출하여, 그 평균치에 의해 내압 저하를 판정하는 것이 바람직하다. In the case where the dynamic load radius value is continuously determined to be valid, it is preferable to calculate the average value of each of the four wheels and determine the internal pressure drop based on the average value.
유효한 것으로 판정된 동하중 반경치와, 그때의 GPS 장치에 의한 차량의 산출 속도에 근거하여 정상 내압 시의 매 속도의 동하중 반경치로서 미리 기억된 초기값을 비교함으로써 타이어의 내압 저하를 판정하는 것이 바람직하다. It is preferable to determine the internal pressure drop of the tire by comparing the dynamic load radius value determined to be valid with an initial value previously stored as the dynamic load radius value of every speed at normal internal pressure based on the calculated speed of the vehicle by the GPS device at that time. Do.
유효한 것으로 판정된 동하중 반경치와, 그때의 GPS 장치에 의한 차량의 산출 속도에 근거하여 동하중 반경을 측정한 결과를 분류하여, 정상 내압 시의 매 속 도의 동하중 반경치로서 미리 기억된 초기값을 비교함으로써 타이어의 내압 저하를 판정하는 것이 바람직하다. The dynamic load radius value determined to be valid and the result of measuring the dynamic load radius based on the calculation speed of the vehicle by the GPS device at that time are classified, and the initial value previously stored as the dynamic load radius value of the speed at normal internal pressure is compared. It is preferable to determine the fall of the internal pressure of a tire by doing this.
매 속도 범위에 대하여 미리 정한 개수가 특정의 시간 범위에 기억되고, 4륜 각각의 모분산의 크기가 소정치보다 작은 경우에만, 그 4륜 각각의 평균치에 의해 내압의 저하를 판정하는 것이 바람직하다. It is preferable to determine the decrease in the internal pressure by the average value of each of the four wheels only when a predetermined number for each speed range is stored in a specific time range and the magnitude of the parent dispersion of each of the four wheels is smaller than a predetermined value. .
동축 2륜의 내압이 저하된 것으로 판정된 경우에, 전축 2륜의 동하중 반경의 초기값으로부터의 변화량의 평균치와, 후축 2륜의 동하중 반경의 초기값으로부터의 변화량의 평균치를 비교하여, 그 차이가 소정치보다 큰 경우에, 내압 저하의 판정과는 별도로, 노면 미끄러짐 또는 적재 경보를 발생시키는 것이 바람직하다. When it is determined that the internal pressure of the coaxial two-wheels is lowered, the average value of the change amount from the initial value of the dynamic load radius of the front shaft two wheels is compared with the average value of the change amount from the initial value of the dynamic load radius of the rear shaft two wheels. When is larger than a predetermined value, it is preferable to generate a road surface slippage or a load alarm separately from the determination of the internal pressure drop.
본 발명의 제2 실시예는 유효 동하중 반경과, 정상 내압 시의 동하중 반경으로서 미리 기억된 초기값을 비교하여, 동하중 반경의 변화의 크기로부터 타이어의 내압 저하를 판정하는 장치에 관한 것으로, 상기 유효 동하중 반경은, 주행 중의 차량의 속도를 GPS 장치에 의해 취득한 정보로부터 산출하고, 그 GPS 장치에 의한 차량의 산출 속도와, 차량의 4륜의 타이어 회전 부분에 설치된 타이어 회전 속도 검출 장치에 의해 취득한 타이어의 회전 속도를 차례대로 비교하여 주행 중의 타이어의 겉보기 동하중 반경을 산출하고, GPS의 위치 측정 정보로부터 주행 상태가 일정 속도로 평탄 도로를 직진하는 것으로 판정된 때에만 상기 겉보기 동하중 반경을 유효한 것으로 판정함으로써 얻어진다. The second embodiment of the present invention relates to an apparatus for determining a reduction in tire pressure from a magnitude of change in dynamic load radius by comparing an effective dynamic load radius with an initial value previously stored as a dynamic load radius at normal internal pressure. The dynamic load radius calculates the speed of the vehicle while driving from information acquired by the GPS device, and calculates the speed of the vehicle by the GPS device and the tire obtained by the tire rotation speed detection device provided in the four-wheel tire rotation part of the vehicle. By comparing the rotational speeds of the tires in turn and calculating the apparent dynamic load radius of the tire while driving, and determining the apparent dynamic load radius as valid only when it is determined from the GPS position measurement information that the driving state is traveling straight on the flat road at a constant speed. Obtained.
본 발명의 제3 실시예는 유효 동하중 반경과, 정상 내압 시의 동하중 반경으로서 미리 기억된 초기값을 비교하여, 동하중 반경의 변화의 크기로부터 타이어의 내압 저하를 판정하는 계산 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공하며, 상기 유효 동하중 반경은, 주행 중의 차량의 속도를 GPS 장치에 의해 취득한 정보로부터 산출하고, 그 GPS 장치에 의한 차량의 산출 속도와, 차량의 4륜의 타이어 회전 부분에 설치된 타이어 회전 속도 검출 장치에 의해 취득한 타이어의 회전 속도를 차례대로 비교하여 주행 중의 타이어의 겉보기 동하중 반경을 산출하고, GPS의 위치 측정 정보로부터 주행 상태가 일정 속도로 평탄 도로를 직진하는 것으로 판정된 때에만 상기 겉보기 동하중 반경을 유효한 것으로 판정함으로써 얻어진다. The third embodiment of the present invention is a computer readable program that records a calculation program that compares an effective dynamic load radius with an initial value previously stored as a dynamic load radius at normal internal pressure, and determines a reduction in tire pressure from the magnitude of change in dynamic load radius. A recording medium is provided, wherein the effective dynamic load radius calculates a speed of a vehicle while driving from information obtained by a GPS device, and calculates a speed of the vehicle by the GPS device and a tire provided at a tire rotation part of the vehicle. Comparing the rotational speeds of the tires acquired by the rotational speed detection device in order to calculate the apparent dynamic load radius of the tires while driving, and only when it is determined from the GPS position measurement information that the driving condition is to go straight on the flat road at a constant speed. Obtained by determining the apparent dynamic load radius to be valid.
GPS 속도 산출 시각과 타이어 회전 속도 산출 시각이 상이한 경우에, 산출 속도의 결과 중 하나를 시각 차이에 대한 시간 변화를 고려한 속도로 수정하고, 속도를 차례대로 비교하여 동하중 반경을 산출하는 것이 바람직하다. When the GPS speed calculation time and the tire rotation speed calculation time are different, it is preferable to correct one of the results of the calculation speed to a speed in consideration of the time change with respect to the time difference, and to calculate the dynamic load radius by comparing the speeds sequentially.
카 내비게이션의 보급에 기인하여 많은 차량에 GPS 장치가 부착되고 있다. 따라서, GPS 장치에 의한 위치 측정 기술도 향상되어, 현재에는 속도를 산출하는 것으로 특화된 장치(영국의 Race Logic Inc 제조의 GPS 식 속도계 VBOX)도 또한 판매되고 있다. Due to the widespread use of car navigation systems, GPS devices are attached to many vehicles. Therefore, the position measuring technique by GPS device is also improved, and the device (GPS type | formula speedometer VBOX by Race Logic Inc of England) specialized in calculating a speed is also currently sold.
본원의 발명자는 GPS 정보를 이용한 속도계에 의한 산출 속도(이하 GPS 속도)를 이용하여, 타이어의 공기압 저하를 검출하는 시스템을 안출하였다. The inventor of the present application devised a system for detecting a decrease in air pressure of a tire by using a calculation speed (hereinafter, referred to as GPS speed) by a speedometer using GPS information.
타이어에 슬립이 없는 것으로 가정하면, 차량의 속도로서 GPS 속도를 이용하고, 차량의 속도를 그 때의 타이어의 회전 속도(단위 시간당의 회전수)와 비교하여 타이어의 동하중 반경(R)을 산출할 수 있다. Assuming that the tire has no slip, it is possible to calculate the dynamic load radius R of the tire by using the GPS speed as the speed of the vehicle and comparing the speed of the vehicle with the rotational speed of the tire (the number of revolutions per unit time) at that time. Can be.
V(m/s)= 2πR(m)·Freq(Hz)/N(개수)V (m / s) = 2πR (m) ・ Freq (Hz) / N (number)
여기서, N은 타이어 회전 속도 검출 장치의 차축 1회전당의 이빨의 수이고, Freg(Hz)는 1초당 카운트된 회전 속도 검출 장치의 이빨의 수이다. Here, N is the number of teeth per axle rotation of the tire rotation speed detection device, and Freg (Hz) is the number of teeth of the rotation speed detection device counted per second.
여기서, V를 GPS 속도계의 출력 Vgps(km/h)로 대체하면, Where V is replaced by the output of the GPS speedometer Vgps (km / h),
Vgps(km/h) = 2πR(m) · Freq(Hz) · 3.6/N(개수)Vgps (km / h) = 2πR (m) Freq (Hz) 3.6 / N (count)
따라서, R(m) = (N/2π · 3.6)·Vgps(km/h)/freq(Hz) … (1)Therefore, R (m) = (N / 2 pi · 3.6) Vgps (km / h) / freq (Hz). (One)
N = 48의 경우에, 동하중 반경은, In the case of N = 48, the dynamic load radius is
R(m) = 2.122066 · Vgps(km/h)/Freq(Hz) … (1)'R (m) = 2.122066 Vgps (km / h) / Freq (Hz). (One)'
전술한 바와 같이, 직진 주행에서 슬립율의 영향을 배제할 수 있는 경우에, 주행 중의 타이어의 동하중 반경을 측정(산출)할 수 있다. As described above, when the influence of the slip ratio can be eliminated in the straight running, the dynamic load radius of the tire during the running can be measured (calculated).
또한, 내압이 저하하면, 타이어의 동하중 반경은 감소한다. 따라서 주행 중의 타이어의 동하중 반경을 측정할 수 있으면, 타이어의 내압 저하를 검출할 수 있다. In addition, when the internal pressure decreases, the dynamic load radius of the tire decreases. Therefore, if the dynamic load radius of a tire in running can be measured, the fall of internal pressure of a tire can be detected.
GPS 속도계의 출력 빈도 및 출력 정밀도에 관해서는, 전술한 VBOX를 이용하는 경우에, 20 Hz의 출력에서 O.O1 km/h의 정밀도가 공표되어 있다. Regarding the output frequency and the output accuracy of the GPS speedometer, when using the above-described VBOX, the accuracy of 0.1 km / h is published at an output of 20 Hz.
이러한 정밀도에 따르면, 속도가 적어도 1O km/h인 때에, 적어도 O.1%의 정밀도를 얻을 수 있다. 따라서 타이어의 내압을 25% 저하시킨 때를 말하는 일반적인 타이어의 동하중 반경의 변화가 10분의 수% 이므로, 검출 정밀도는 충분하다. According to this precision, at least 0.1% accuracy can be obtained when the speed is at least 10 km / h. Therefore, since the change of the dynamic load radius of the general tire which says when the internal pressure of a tire was reduced by 25% is several% of 10 minutes, detection accuracy is enough.
그러나 타이어의 동하중 반경을 정확하게 측정(산출)하기 위해서는, 측정의 목적 인 타이어 내압의 변화 이외의 원인에 의해 초래되는 타이어 회전 속도의 변 화의 영향을 방지할 필요가 있다. 즉, 타이어 내압 이외의 원인에 의해 영향을 받는 타이어 회전 속도의 측정 데이터는, 동하중 반경의 산출에 이용되지 않도록 무효 데이터로서 배제되어야 한다. However, in order to accurately measure (calculate) the dynamic load radius of a tire, it is necessary to prevent the influence of a change in tire rotation speed caused by a cause other than the change in tire internal pressure, which is the purpose of the measurement. That is, the measurement data of the tire rotation speed affected by the cause other than the tire internal pressure should be excluded as invalid data so as not to be used for the calculation of the dynamic load radius.
차량의 가속 또는 감속 시에 슬립율의 변화는 현저하다. 또한, 경사로에서 주행할 경우에는 일정 속도로 주행하더라도 중력 가속도의 영향에 의해 구동륜의 슬립율이 변화된다. The change in slip rate is noticeable when the vehicle accelerates or decelerates. In addition, when traveling on a slope, even if driving at a constant speed, the slip ratio of the driving wheel is changed by the influence of gravity acceleration.
또한, 조향 휠의 전향 시에 내륜측의 주행 궤적과 외륜측의 주행 궤적 사이에서 회전 속도가 상이하므로, 동하중 반경의 측정 결과가 영향을 받는다. In addition, since the rotation speed is different between the driving trajectory of the inner ring side and the traveling trajectory of the outer ring side when the steering wheel is turned, the measurement result of the dynamic load radius is affected.
(1) 이에 대한 대책으로서, GPS 위치 측정 정보를 이용하는 것을 고안하였다. 직진 주행인지 아닌지의 여부를 판정하기 위해서, GPS 위치 측정 정보로부터 진행 방향을 얻을 수 있으며, 진행 방향의 단위 시간당의 변화량으로부터 직진 주행인지 아닌지의 여부를 판정할 수 있다. 또한, 차량이 평탄로를 주행하고 있는지 아닌지의 여부를 판정하기 위해서, 동일한 방식으로 GPS 위치 측정 정보로부터 차량의 고도를 얻을 수 있으며, 고도의 단위 시간당의 변화량으로부터 차량이 평탄로를 주행하는지 아닌지의 여부를 판정할 수 있다. 또한, 가속 및 감속과 관련해서는, 산출된 GPS 속도 정보를 시간 미분함으로써 일정 속도 주행을 가속도의 크기로 판정할 수 있다. (1) As a countermeasure, it has been devised to use GPS positioning information. In order to determine whether it is traveling straight or not, the direction of travel can be obtained from the GPS position measurement information, and whether or not it is traveling straight can be determined from the amount of change per unit time in the direction of travel. In addition, in order to determine whether or not the vehicle is traveling on the flat road, it is possible to obtain the altitude of the vehicle from the GPS position measurement information in the same manner, and to determine whether the vehicle is traveling on the flat road from the change amount per unit time of altitude. It can be determined. In addition, with respect to acceleration and deceleration, it is possible to determine the constant speed travel as the magnitude of the acceleration by time derivative of the calculated GPS speed information.
따라서 정밀도가 높은 GPS 정보를 이용함으로써 차량의 주행 조건을 판정하여, 특정의 기준을 제공함으로써 타이어 회전 속도의 데이터가 동하중 반경의 산출에 적합한 주행 조건의 범위를 한정할 수 있다. Therefore, by using the GPS information with high accuracy, it is possible to determine the driving condition of the vehicle and to provide a specific criterion so that the data of the tire rotation speed can limit the range of the driving condition suitable for the calculation of the dynamic load radius.
(2) 주행 조건을 한정한 경우에도, 동하중 반경의 측정에는 타이어의 회전 속도의 검출 정밀도가 중요하다. 타이어의 회전 속도는, 노면의 요철의 영향이나 맨홀의 덮개를 지나가는 경우 등의 순간적인 변동을 포함하는 경우가 있다. 이들 변동 성분을 제외하는 방법으로서, 상기 (1)에서 유효한 것으로 판정된 동하중 반경에 있어서도, 변동이 연속하여 발생하는 경우에는 그 변화량으로부터 적절한지 아닌지의 여부를 판정하는 방법을 고안했다. (2) Even when the running conditions are limited, the detection accuracy of the rotational speed of the tire is important for the measurement of the dynamic load radius. The rotation speed of a tire may include instantaneous fluctuations, such as the influence of the unevenness of the road surface, and the case of passing through the cover of the manhole. As a method of excluding these fluctuation components, even when the fluctuation occurs continuously even in the dynamic load radius determined in (1) above, a method of determining whether or not it is appropriate from the change amount is devised.
(3) 또한, 측정치의 변동이 작은 경우에도, 그 평균치를 대표값으로 사용함으로써 정밀도를 더욱 향상시키는 방법을 고안하였다. (3) In addition, even when the variation of the measured value was small, a method of further improving the precision was devised by using the average value as a representative value.
(4) 타이어의 동하중 반경은 속도의 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 즉, 타이어의 회전에 의해 초래되는 원심력에 의해 트레드 부분이 연신되어, 타이어의 둘레 길이가 길어지고, 그 결과 회전 속도가 느려진다. 또한, 하중이 클 때에는, 타이어의 접지 면적이 증가하여, 동하중 반경이 감소하고, 그 결과 회전 속도는 빠르게 된다. 또한, 하중은 승무원의 수 및 적재량뿐 아니라, 차량의 주행에 따라 발생하는 공기력의 영향도 받는다. 대책으로서, 속도에 의한 기준치를 미리 설정하고, GPS에 의한 속도 정보를 이용하여 비교하는 방법을 고안하였다. (4) The dynamic load radius of a tire is known to be affected by speed. That is, the tread portion is stretched by the centrifugal force caused by the rotation of the tire, and the circumferential length of the tire becomes long, and as a result, the rotational speed becomes slow. In addition, when the load is large, the ground area of the tire increases, the dynamic load radius decreases, and as a result, the rotational speed becomes high. In addition, the load is influenced not only by the number and load of the crew, but also by the aerodynamic force generated as the vehicle travels. As a countermeasure, a method of presetting a reference value based on speed and comparing the speed value using GPS has been devised.
(5) 다른 방법으로서, GPS 속도에 의해 동하중 반경의 측정 결과를 분류하는 것을 고안하였다. 이로써, 정상 내압 시의 각 속도 범위에 있어서의 동하중 반경의 기준치를 초기값으로서 미리 기억함으로써 속도의 영향을 배제한 내압 저하 판정이 가능해진다. (5) As another method, it was devised to classify the measurement result of dynamic load radius by GPS speed. Thereby, the internal pressure fall determination which excludes the influence of a speed can be made by previously storing the reference value of the dynamic load radius in each speed range at the time of a normal breakdown voltage as an initial value.
(6) 상기 방법에서는 통계적 수단을 이용함으로써 정밀도를 향상시킬 수 있 으므로, 통계적 수단을 이용한 방법을 고안하였다. (6) In the above method, since the precision can be improved by using a statistical means, a method using the statistical means is devised.
(7) 또한, 구동륜의 타이어의 슬립율은 노면에서의 미끄럼 용이성에 의해 영향을 받는다. 이에 대한 대책으로서, 기준치로부터 전륜과 후륜의 동하중 반경 측정치의 차를 지표(indices)로서 고려하는 것을 고안하였다. 슬립이 쉽게 일어나는 노면에서는, 구동륜측의 회전 속도만이 상승하여, 동하중 반경의 측정 결과는 내압이 저하된 것으로 판단하는 경향이 있다. 이러한 현상을 운전자에게 알리기 위해서, 내압 경보와는 별도로 노면 미끄럼에 대한 경보를 함께 발생시킨다. 또한 하중에 의한 영향과 관련해서도, 적재량이 극단적으로 클 경우 전후 액슬의 액슬 하중이 변화하기 때문에, 동일한 방식으로 전륜 및 후륜의 변화의 차를 지표로서 설정하여 검출을 실시할 수 있고, 적재 경보도 함께 발생시킴으로써 하중에 의한 동하중 반경의 영향도 운전자에게 알릴 수 있다. (7) In addition, the slip ratio of the tire of the drive wheel is affected by the ease of sliding on the road surface. As a countermeasure, it has been devised to consider the difference between the measured values of the dynamic load radius of the front wheel and the rear wheel from the reference value as indices. On the road surface on which slip easily occurs, only the rotational speed on the driving wheel side increases, and the measurement result of the dynamic load radius tends to determine that the internal pressure is lowered. In order to inform the driver of such a phenomenon, an alarm for a road slip is generated together with the internal pressure alarm. Also, in relation to the influence of the load, the axle load of the front and rear axles changes when the load is extremely large, so that the detection can be performed by setting the difference between the change of the front wheel and the rear wheel as an index in the same manner. In addition, the driver can also be notified of the influence of the dynamic load radius due to the load.
본 발명의 프로그램에 있어서의 개량은 시간 동기성을 확보하는 점에 있다. GPS 속도계에 의한 속도 산출 시각과, 타이어의 회전 속도를 산출하는 시각이 일치하지 않으면, 정확한 동하중 반경은 구해지지 않는다. 이들 시각 오차를 고려하여, 어느 하나의 속도 측정치를 그 변화의 크기에 따라 시각차만큼 수정하여, 동일 시각의 속도를 추정하여 산출하는 것을 고안하였다. An improvement in the program of the present invention is to secure time synchronization. If the speed calculation time by a GPS speedometer and the time to calculate the rotation speed of a tire do not correspond, the exact dynamic load radius is not calculated. In consideration of these visual errors, it was devised to estimate and calculate the velocity at the same time by correcting any velocity measurement value by the visual difference according to the magnitude of the change.
전술한 바와 같은 기술적 사항을 기초로 하여 타이어의 동하중 반경을 산출하여, 타이어의 내압 저하를 검출하기 위한 계산 프로그램을 도 1 및 도 2의 흐름도를 참고로 설명한다. Based on the technical matters described above, a calculation program for calculating the dynamic load radius of the tire and detecting the internal pressure drop of the tire will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 1 and 2.
도 1에 있어서는, 단계 S1, S2에서 차륜(타이어) 회전 속도 검출 장치의 출 력 신호를 기초로 하여 각 차륜의 회전 속도를 취득(산출)한다. In FIG. 1, in step S1, S2, the rotation speed of each wheel is acquired (calculated) based on the output signal of the wheel (tire) rotation speed detection apparatus.
단계 S3, S4에서, GPS 정보에 기초한 차량의 주행 속도를 취득한다. In steps S3 and S4, the traveling speed of the vehicle is acquired based on the GPS information.
단계 S5에서, 차륜의 회전 속도의 산출 시각과 GPS 속도의 산출 시각 중 어느 하나에 관해서, 다른 쪽과 동시각에서의 수치를 내삽에 의해 계산하여, 동시각의 수치를 산출하여 동기화를 행한다. In step S5, either the calculation time of the rotational speed of the wheel or the calculation time of the GPS speed is calculated by interpolation of the numerical values at the simultaneous angle with the other, and the simultaneous numerical values are calculated to synchronize.
단계 S6에서, 각 차륜의 회전 속도와 차량의 GPS 속도로부터 각 차륜의 동하중 반경을 산출한다. In step S6, the dynamic load radius of each wheel is calculated from the rotational speed of each wheel and the GPS speed of the vehicle.
단계 S7, 단계 S8 및 단계 S9에서, GPS 위치 측정 정보의 시간 변화율을 산출하고, 이러한 시간 변화율을 기초로 하여 경사로에서의 상승 속도 및 하강 속도와, 핸들링(handling)에 의한 우회전 각속도 및 좌회전 각속도 등의 주행 조건에 관한 수치를 산출한다. 가속도 및 감속도는 단계 S4와 단계 S9 중 어느 단계에서 산출하더라도 좋다. In step S7, step S8 and step S9, the rate of change of the GPS position measurement information is calculated, and on the basis of this rate of change of time, the ascending and descending speeds on the slope, the right turn angular speed and the left turn angular speed due to handling, etc. The numerical value regarding the running condition of is computed. The acceleration and deceleration may be calculated in any of steps S4 and S9.
단계 S10에서, 각종의 주행 조건하에서 동하중 반경, GPS속도 및 위치 정보 변화율 등의 조합을 취득하여 데이터베이스를 형성하고, 데이터베이스의 초기화를 실행한다. 이 데이터베이스는 각각의 판정 기준치도 포함한다. In step S10, under various driving conditions, a combination of dynamic load radius, GPS speed, and positional information change rate is acquired to form a database, and the database is initialized. This database also includes each decision criterion.
단계 S11에서는, 주행 조건이 정속 주행, 평탄로 상의 주행, 직선 주행 등의 조건을 만족하는가의 여부를 각각의 판정 기준치와 비교함으로써 판정하여, 실제의 주행 중에 얻어진 데이터가 타이어의 내압을 검출하기 위한 데이터로 적합한지 아닌지의 여부를 판정한다. 부적절한 데이터인 경우에, 그러한 데이터는 타이어의 내압 검출용의 데이터로서 사용하지 않고 배제되며, 배제된 데이터는 재측정의 루 틴으로 복귀한다. 동하중 반경의 변화율에 관해서도 기준치와 비교하여, 불안정한 주행 조건이나 노면 상태로 추정되는 경우에는, 타이어의 내압 검출용 데이터로부터 배제한다. 그러나 이러한 배제된 데이터는 단계 S15 및 단계 S16에서 노면이나 적재 상황의 이상에 대한 경보 신호용으로 개별적으로 사용될 수도 있다. In step S11, it is judged by comparing with the respective criterion reference values whether or not the running condition satisfies conditions such as constant speed running, traveling on the flat road, and straight running, so that the data obtained during the actual running is for detecting the internal pressure of the tire. It is determined whether or not the data is suitable. In the case of inadequate data, such data is excluded without use as data for detecting the internal pressure of the tire, and the excluded data is returned to the routine of remeasurement. The change rate of the dynamic load radius is also excluded from the internal pressure detection data of the tire when it is estimated to be an unstable running condition or a road surface state compared with the reference value. However, this excluded data may be used separately for the alarm signal for abnormality of the road surface or loading situation in steps S15 and S16.
단계 S12에서는, GPS 속도에 따라 속도마다 데이터베이스화된 동하중 반경의 초기값과 동하중 반경의 측정치의 차(d)를 산출한다. In step S12, the difference d between the initial value of the dynamic load radius databased for each speed and the measured value of the dynamic load radius is calculated according to the GPS speed.
단계 S13에서는, 단계 S12에서 산출한 차(d)를 기준치와 비교한다. 차(d)가 기준치보다 크면, 단계 S14에서 내압 (저하) 경보를 발생하고, 차(d)가 기준치보다 작으면 재측정 루틴으로 복귀한다. In step S13, the difference d calculated in step S12 is compared with a reference value. If the difference d is larger than the reference value, an internal pressure (lowering) alarm is issued in step S14, and if the difference d is smaller than the reference value, the flow returns to the remeasurement routine.
도 2는, 동하중 반경의 측정(산출)의 정밀도를 향상시키기 위해서 측정치의 평균치를 이용하는 방법과, 평균치의 산출에 채용하는 데이터를 선별하기 위해서 통계적 수단을 이용하는 경우의 계산 프로그램의 흐름도이다. 2 is a flowchart of a calculation program in the case of using a method of using an average value of the measured values in order to improve the accuracy of the measurement (calculation) of the dynamic load radius, and of using a statistical means to select data to be used for calculating the average value.
단계 S1 내지 S11은 도 1의 흐름도와 동등한 계산 공정을 도시하며, 단계 S101에서, 동하중 반경의 측정치를 GPS 속도의 등급에 따라서 분류(구분)한다. Steps S1 to S11 show a calculation process equivalent to that of the flowchart of Fig. 1, and in step S101, the measurement of dynamic load radius is classified (divided) according to the grade of GPS speed.
단계 S102에서, 단계 S101에서 분류한 동하중 반경의 측정치를 속도 등급마다 각각 N 개(예컨대 30개)씩 축적한다. In step S102, N (e.g., 30) measurements of the dynamic load radius classified in step S101 are accumulated for each speed class.
단계 S103에서, 단계 S102에서 N 개씩 축적한 각 GPS 속도 등급마다의 동하중 반경 데이터의 변동을 모분산에 의해 판정하여, 분산치(σ2)가 기준치보다 작은 경우에 유효한 데이터로 판정한다. In step S103, the variation of the dynamic load radius data for each GPS speed class accumulated by N in step S102 is determined by the variance, and is determined to be valid data when the dispersion value σ 2 is smaller than the reference value.
단계 S104에서, 단계 S103에서 유효한 것으로 판정된 데이터를 기초로 하여 동하중 반경의 평균치를 산출한다. In step S104, the average value of the dynamic load radius is calculated based on the data determined to be valid in step S103.
단계 S105에서, 단계 S104에서 산출한 동하중 반경의 평균치를 초기값과 비교하고, 차이가 큰 경우에는, 단계 S106에서 내압 (저하) 경보를 발생한다. In step S105, the average value of the dynamic load radius calculated in step S104 is compared with the initial value, and when the difference is large, an internal pressure (lowering) alarm is generated in step S106.
단계 S107에서는, 단계 S104에서 산출한 동하중 반경의 평균치의 전륜의 평균치와 후륜 평균치를 비교하여, 전륜과 후륜 사이의 값 차이가 큰 경우에 노면에서의 저마찰계수(μ) 또는 적재 이상을 추정하여, 단계 S108에서 이상 노면 또는 이상 적재에 대한 경보를 발생한다. In step S107, the average value of the front wheels and the rear wheels of the average value of the dynamic load radius calculated in step S104 are compared, and when the value difference between the front wheels and the rear wheels is large, the low friction coefficient (μ) or the loading abnormality on the road surface is estimated. In step S108, an alarm for abnormal road surface or abnormal loading is generated.
도 1 및 도 2의 각 흐름도는, 본 발명에 따른 타이어 내압 저하 검출 방법에 사용하는 계산 프로그램의 일부를 별도의 흐름도로서 도시하지만, 이들 부분 계산 프로그램을 하나의 계산 프로그램에 내장하는 것이 가능하다. Although each flowchart of FIG. 1 and FIG. 2 shows a part of the calculation program used for the tire internal pressure fall detection method which concerns on this invention as another flowchart, it is possible to embed these partial calculation programs in one calculation program.
도 1 및 도 2에 도시한 계산 프로그램에 사용하는 각종의 초기 데이터 값 및 각종의 판정에 사용하는 기준치의 예를 적용 차종 및 적용 타이어 기종을 열거하여 이하에 설명하고 있다. Examples of various initial data values used in the calculation programs shown in Figs. 1 and 2 and reference values used for various determinations are described below, listing the applied vehicle model and the applied tire model.
또한, 도 1 및 도 2의 흐름도에 도시한 바와 같은 본 발명의 타이어 내압 검출 방법의 성능을 확인하기 위한 실제 주행 시험의 결과를 도시하는 실시예를 이하에 설명하며, 테스트 코스를 포함한 실제 주행 시험의 조건을 또한 설명한다. In addition, an embodiment showing the results of an actual driving test for confirming the performance of the tire internal pressure detection method of the present invention as shown in the flowcharts of FIGS. 1 and 2 will be described below, and an actual driving test including a test course will be described below. The condition of is also described.
실험 차량의 형식: Audi A4Type of test vehicle: Audi A4
GPS 속도계: V-B0XⅡ(Race Logic Co 제조)GPS speedometer: V-B0XII (made by Race Logic Co)
실험 장소: Sumitomo Rubber Industries, Ltd의 오카야마 테스트 코스 및 주 변 일반 도로Test location: Okayama test course and surrounding roads at Sumitomo Rubber Industries, Ltd
테스트 조건test requirements
타이어의 유형: 205/55R16 SP9000Type of tire: 205 / 55R16 SP9000
기준 내압(內壓): 220 kPa(전륜), 210 kPa(후륜). Standard internal pressure: 220 kPa (front wheel), 210 kPa (rear wheel).
40% 감압: 132 kPa(전륜), 126 kPa(후륜)40% decompression: 132 kPa (front wheel), 126 kPa (rear wheel)
동하중 반경의 초기값Initial value of dynamic load radius
@ 40 ± 20 km/h 전륜 : 304.9 mm 후륜 : 304.5 mm@ 40 ± 20 km / h Front wheels: 304.9 mm Rear wheels: 304.5 mm
@ 80 ± 20 km/h 전륜 : 305.2 mm 후륜 : 304.8 mm@ 80 ± 20 km / h Front wheels: 305.2 mm Rear wheels: 304.8 mm
@ 120 ± 20 km/h 전륜 : 306.0 mm 후륜 : 305.6 mm@ 120 ± 20 km / h Front wheels: 306.0 mm Rear wheels: 305.6 mm
@ 160 ± 20 km/h 전륜 : 307.4 mm 후륜 : 307.0 mm@ 160 ± 20 km / h Front wheels: 307.4 mm Rear wheels: 307.0 mm
주행 조건의 판정 기준 Judgment standard of running condition
직진 주행 : 1초 동안의 주행 방위 정보(0∼360도)의 변화는 1도 이내Drive straight: Change in driving direction information (0 to 360 degrees) for 1 second is within 1 degree
경사로 판정: 5초 동안의 고도 정보의 변화량은 1 m 이내Determination of slope: The change of altitude information for 5 seconds is within 1 m
가속 및 감속: GPS 속도의 시간미분이 0.1 G 이내Acceleration and deceleration: time derivative of GPS speed is within 0.1 G
분류 속도: 20 내지 60 km/h, 60 내지 100 km/h, 100 내지 140 km/h, 140 내지 180 km/h Classification speed: 20 to 60 km / h, 60 to 100 km / h, 100 to 140 km / h, 140 to 180 km / h
모분산 판정: 3O개 축적 σ2 < 0.1Determination of variance: 3O accumulation σ 2 <0.1
전륜 및 후륜 사이의 비교 기준치: 적어도 1% Comparison threshold between front and rear wheels: at least 1%
계산 방법 = [(전륜 측정의 평균치/전륜의 초기 평균치) - (후륜 측정의 평균치/후륜의 초기 평균치)]×100Calculation method = [(average average of front wheel measurement / initial average value of front wheel)-(average average of rear wheel measurement / initial average value of rear wheel)] × 100
속도 계산 시의 시각 보정Visual correction when calculating speed
GPS 취득 시각과 타이어 회전 속도 취득 시각의 차 = 0.2초 Difference between GPS acquisition time and tire rotation speed acquisition time = 0.2 seconds
GPS 보정 속도(T) = GPS(T-1) + [GPS(T) - GPS(T-1)]×0.8GPS calibration speed (T) = GPS (T-1) + [GPS (T)-GPS (T-1)] × 0.8
실시예 1Example 1
주행 조건 1 : 2명 승차, 차량이 순환 도로를 110 내지 130 km/h의 속도로 주행, 각종 핸들링 도로를 60 km/h의 속도로 주행. Driving condition 1: Two people ride, the vehicle travels on the ring road at a speed of 110 to 130 km / h, and various handling roads at a speed of 60 km / h.
어떤 경우에든, 감압 타이어의 동하중 반경이 적어도 0.5% 감소하는 것을 검출할 수 있었다. In either case, it was possible to detect a reduction in the dynamic load radius of the decompression tire by at least 0.5%.
실시예 2Example 2
주행 조건 2: 2명 승차, 차량이 일반 도로(산길 도로에서의 상하 이동 및 자갈 도로)에서 60 km/h 이하로 주행Driving condition 2: Ride 2 persons, vehicle travels below 60 km / h on public roads (up and down on mountain roads and gravel roads)
어느 경우에든, 감압 타이어의 동하중 반경이 적어도 0.5% 감소하는 것을 검출할 수 있었다. In either case, it was possible to detect a reduction in the dynamic load radius of the decompression tire by at least 0.5%.
실시예 3 Example 3
주행조건 3: 2명 승차, 차량이 저마찰 계수(μ)를 갖는 인공 도로 주행. 2명 승차한 차량이 40 km/h 이하의 속도로 주행Driving condition 3: 2 people riding, the vehicle is driving on the artificial road having a low friction coefficient (μ). 2 passengers ride at speeds below 40 km / h
전륜 : 2.1%, 후륜 : 0.72% (전륜과 후륜 사이의 차이 = 1.38%)Front wheels: 2.1%, Rear wheels: 0.72% (Difference between front and rear wheels = 1.38%)
어느 경우에든, 감압 타이어의 동하중 반경이 적어도 0.5% 감소하는 것을 검출할 수 있었고, 또한 전륜과 후륜 사이의 차이가 1%를 초과하여, 노면 (하중) 경보가 발생할 수 있다. In either case, it was possible to detect a reduction in the dynamic load radius of the decompression tire by at least 0.5%, and also the difference between the front and rear wheels exceeding 1%, so that a road surface (load) alarm can occur.
실시예 4Example 4
주행 조건 4: 2명 승차, 적재 공간에 100 kg의 화물 적재한 상태로 60 km/h 이하로 주행Driving condition 4: Ride 2 persons, drive below 60 km / h with 100 kg of cargo
전륜 : 0.68%, 후륜 : 2.03%(전륜과 후륜 사이의 차이 = 1.35%)Front wheel: 0.68%, Rear wheel: 2.03% (Difference between front and rear wheels = 1.35%)
어느 경우에든, 감압 타이어의 동하중 반경이 적어도 0.5% 감소하는 것을 검출할 수 있었고, 또한 전륜과 후륜 사이의 차이가 1%를 초과하여, 노면 (하중) 경보가 발생할 수 있다. In either case, it was possible to detect a reduction in the dynamic load radius of the decompression tire by at least 0.5%, and also the difference between the front and rear wheels exceeding 1%, so that a road surface (load) alarm can occur.
전술한 바와 같이, 어느 실시예에서도, 정확한 동하중 반경을 산출하고, 적어도 0.5%의 변화가 발생한 경우를 내압 저하로서 판정함으로써 내압의 저하를 검출할 수 있다. As described above, in any of the embodiments, the drop in the internal pressure can be detected by calculating the exact dynamic load radius and determining the case where the change of at least 0.5% occurs as the breakdown voltage.
또한, 저마찰 계수(μ)를 갖는 도로에서의 주행 시간과 하중 부하의 경우도 각각, 미끄럼 및 하중 경보를 발생할 수 있다. In addition, in the case of the running time and the load load on the road having a low friction coefficient μ, slip and load alarms can be generated, respectively.
본 발명에 따르면, 차량의 주행 상태를 GPS의 위치 측정 정보를 이용하는 동시에, 안정된 동하중 반경 측정이 가능할 때만 데이터를 수집하여, GPS 속도 정보와 타이어 회전 속도 정보를 비교함으로써 정확한 동하중 반경을 산출하여, 타이어의 내압 저하를 우수한 정밀도로 검출하는 방법, 장치 및 프로그램을 제공할 수 있다. According to the present invention, by using the GPS position measurement information for the driving state of the vehicle, and collecting data only when stable dynamic load radius measurement is possible, by calculating the exact dynamic load radius by comparing the GPS speed information and tire rotation speed information, the tire It is possible to provide a method, an apparatus, and a program for detecting a drop in the breakdown voltage with excellent accuracy.
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