KR101568094B1 - 타이어 압력 모니터링 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 타이어 압력 모니터링 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타이어 공기압에 따른 공진 주파수 및 저압 주파수 간의 주파수 편차로부터 타이어의 공기압이 저압인지를 판단하는 타이어 압력 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 타이어 압력 모니터링 장치는 타이어 공기압에 따른 공진 주파수를 검출하는 주파수 검출부, 상기 공진 주파수를 누적 연산하여 평균 주파수 및 주파수 분산을 산출하는 연산부, 상기 평균 주파수 및 상기 주파수 분산에 대응되는 제1 평균 분산 점을 평균-분산 평면에 배치하고, 타이어의 종류별로 미리 측정된 공진 주파수의 평균 주파수 및 주파수 분산에 각각 대응되는 제2 평균 분산 점들을 상기 평균-분산 평면에 배치하는 좌표계 설정부, 상기 제1 평균 분산 점 및 상기 제2 평균 분산 점들 간의 평균-분산 평면상의 거리를 고려하여 타이어의 종류를 결정하는 타이어 결정부 및 결정된 타이어의 종류에 따른 저압 주파수를 타이어 공기압의 저압을 판단하기 위한 기준 저압 주파수로 설정하는 저압 주파수 설정부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 타이어의 공기압에 따른 공진 주파수의 평균 주파수 및 주파수 분산을 평균 분산 점으로 평균-분산 평면에 배치하고, 타이어의 종류별로 미리 측정된 평균 주파수 및 주파수 분산의 평균 분산 점을 평균-분산 평면에 배치하여 이들의 평균-분산 평면상의 거리에 따라 타이어의 종류를 결정하고 타이어 종류에 따른 저압 주파수를 타이어의 저압 판단에 이용함으로써, 타이어 교체에 따른 주파수 특성 변화를 타이어의 저압 판단에 반영할 수 있고 그에 따라 주행 안정성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
Description
본 발명은 타이어 압력 모니터링 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타이어 공기압에 따른 공진 주파수 및 저압 주파수 간의 주파수 편차로부터 타이어의 공기압이 저압인지를 판단하는 타이어 압력 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다.
타이어의 공기압은 차량의 안정성과 직결되는 요소이며, 타이어의 공기압이 기준 압력 이하로 내려가면 큰 사고로 이어질 수 있다. 일반적으로 타이어의 압력은 직접 측정하기 어려우므로, 타이어 공기압에 따른 공진 주파수를 이용하여 간접적으로 타이어의 공기압이 저압인지 여부를 판단하는 간접 방식 타이어 압력 모니터링 시스템이 이용된다.
종래의 타이어 압력 모니터링 시스템에서는 공진 주파수를 기반으로 타이어의 압력 저감을 판단하며, 공진 주파수와 저압 주파수 간의 주파수 편차를 산출함으로써 타이어의 공기압이 저압인지를 간접적으로 판단할 수 있다.
한편, 타이어 종류별로 타이어 각각의 특성, 예를 들어 타이어의 치수, 트레드(TREAD) 패턴, 사이드 월(SIDE WALL)의 크기, 타이어의 재질 등 다양한 요소에 따라 타이어의 저압 판단의 기준이 되는 저압 주파수가 달라질 수 있다.
따라서, 차량의 타이어가 교체되어 타이어의 특성이 달라졌음에도 기존의 저압 주파수를 교체된 타이어의 저압 판단에 사용한다면, 타이어 공기압의 저압을 정확하게 판단하기 어려운 문제점이 존재한다. 또한, 타이어의 공기압이 저압인지를 정확히 판단하지 못하면 큰 사고로 이어질 수 있다.
본 발명은 타이어의 공기압에 따른 공진 주파수의 평균 주파수 및 주파수 분산을 평균 분산 점으로 평균-분산 평면에 배치하고, 타이어의 종류별로 미리 측정된 평균 주파수 및 주파수 분산의 평균 분산 점을 평균-분산 평면에 배치하여 이들의 평균-분산 평면상의 거리에 따라 타이어의 종류를 결정하고 타이어 종류에 따른 저압 주파수를 타이어의 저압 판단에 이용함으로써, 타이어 교체에 따른 주파수 특성 변화를 타이어의 저압 판단에 반영할 수 있고 그에 따라 주행 안정성을 크게 향상시킬 수 있는 타이어 압력 모니터링 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 타이어 압력 모니터링 장치는 타이어 공기압에 따른 공진 주파수를 검출하는 주파수 검출부, 상기 공진 주파수를 누적 연산하여 평균 주파수 및 주파수 분산을 산출하는 연산부, 상기 평균 주파수 및 상기 주파수 분산에 대응되는 제1 평균 분산 점을 평균-분산 평면에 배치하고, 타이어의 종류별로 미리 측정된 공진 주파수의 평균 주파수 및 주파수 분산에 각각 대응되는 제2 평균 분산 점들을 상기 평균-분산 평면에 배치하는 좌표계 설정부, 상기 제1 평균 분산 점 및 상기 제2 평균 분산 점들 간의 평균-분산 평면상의 거리를 고려하여 타이어의 종류를 결정하는 타이어 결정부 및 결정된 타이어의 종류에 따른 저압 주파수를 타이어 공기압의 저압을 판단하기 위한 기준 저압 주파수로 설정하는 저압 주파수 설정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 타이어 압력 모니터링 방법은 주파수 검출부가 타이어 공기압에 따른 공진 주파수를 검출하는 단계, 연산부가 공진 주파수를 누적 연산하여 평균 주파수 및 주파수 분산을 산출하는 단계, 좌표계 설정부가 상기 평균 주파수 및 상기 주파수 분산에 대응되는 제1 평균 분산 점을 평균-분산 평면에 배치하고, 타이어의 종류별로 미리 측정된 공진 주파수의 평균 주파수 및 주파수 분산에 각각 대응되는 제2 평균 분산 점들을 상기 평균-분산 평면에 배치하는 단계, 타이어 결정부가 상기 제1 평균 분산 점 및 상기 제2 평균 분산 점들 간의 평균-분산 평면상의 거리를 고려하여 타이어의 종류를 결정하는 단계 및 저압 주파수 설정부가 결정된 타이어의 종류에 따른 저압 주파수를 타이어 공기압의 저압을 판단하기 위한 기준 저압 주파수로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 타이어의 공기압에 따른 공진 주파수의 평균 주파수 및 주파수 분산을 평균 분산 점으로 평균-분산 평면에 배치하고, 타이어의 종류별로 미리 측정된 평균 주파수 및 주파수 분산의 평균 분산 점을 평균-분산 평면에 배치하여 이들의 평균-분산 평면상의 거리에 따라 타이어의 종류를 결정하고 타이어 종류에 따른 저압 주파수를 타이어의 저압 판단에 이용함으로써, 타이어 교체에 따른 주파수 특성 변화를 타이어의 저압 판단에 반영할 수 있고 그에 따라 주행 안정성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 타이어 압력 모니터링 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 속도 구간별 평균 주파수, 주파수 분산 및 평균-분산 평면을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 타이어 별 평균 주파수 및 주파수 분산에 대응되는 제2 평균 분산 점들을 배치한 평균-분산 평면을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 평균 분산 점 및 제2 평균 분산 점들 간의 평균-분산 평면상의 거리에 따라 타이어의 종류를 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 평균-분산 평면상의 유효 거리 범위를 표시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 타이어 압력 모니터링 방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 속도 구간별 평균 주파수, 주파수 분산 및 평균-분산 평면을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 타이어 별 평균 주파수 및 주파수 분산에 대응되는 제2 평균 분산 점들을 배치한 평균-분산 평면을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 평균 분산 점 및 제2 평균 분산 점들 간의 평균-분산 평면상의 거리에 따라 타이어의 종류를 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 평균-분산 평면상의 유효 거리 범위를 표시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 타이어 압력 모니터링 방법의 순서도.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 타이어 압력 모니터링 장치의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 타이어 압력 모니터링 장치(102)는 주파수 검출부(104), 연산부(106), 좌표계 설정부(108), 타이어 결정부(110), 저압 주파수 설정부(112) 및 저압 판단부(114)를 포함한다.
주파수 검출부(104)는 타이어 공기압에 따른 공진 주파수를 검출하는 기능을 수행한다. 보다 상세하게는, 주파수 검출부(104)는 차량의 휠에 설치된 차속 센서로부터 획득된 속도 정보를 기반으로 공진 주파수를 산출할 수 있다. 공진 주파수는 타이어의 치수, 트레드(TREAD) 패턴, 사이드 월(SIDE WALL)의 크기, 타이어의 재질과 같은 타이어 종류별 특성에 따라 달라질 수 있으며, 차량의 속도에 따라 동일한 타이어 공기압 하에서도 서로 다를 수 있다.
연산부(106)는 공진 주파수를 누적 연산하여 평균 주파수 및 주파수 분산을 산출하는 기능을 수행한다. 본 발명의 일 실시예에서, 공진 주파수의 평균은 아래와 같은 과정에 따라 산출될 수 있다.
여기서, mean(k)는 평균 주파수, mean(k-1)은 k-1번째까지의 평균 주파수, rfreq(k)는 k번째 공진 주파수를 의미한다. 이와 같이 k번째까지의 공진 주파수의 평균 주파수가 산출될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 공진 주파수의 주파수 분산은 아래와 같은 과정에 따라 산출될 수 있다.
여기서, var(k)는 k번째까지의 공진 주파수의 분산을 의미한다.
이처럼, 연산부(106)는 공진 주파수를 누적 연산하여 평균 주파수 및 주파수 분산을 산출할 수 있다. 또한, 공진 주파수는 차량의 속도에 따라 달라질 수 있으므로, 바람직하게는 연산부(106)는 미리 정해진 속도 구간별로 공진 주파수를 누적 연산하여 각각의 속도 구간에 대한 공진 주파수의 평균 주파수 및 주파수 분산을 산출할 수 있다.
좌표계 설정부(108)는 평균 주파수 및 주파수 분산에 대응되는 제1 평균 분산 점을 평균-분산 평면에 배치하고, 타이어의 종류별로 미리 측정된 공진 주파수의 평균 주파수 및 주파수 분산에 각각 대응되는 제2 평균 분산 점들을 평균-분산 평면에 배치하는 기능을 수행한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 속도 구간별 평균 주파수, 주파수 분산 및 평균-분산 평면을 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 속도 구간별 주파수 그래프(202), 속도 구간별 주파수 분산 그래프(204) 및 속도 구간별로 평균 주파수 및 주파수 분산에 대응되는 평균 분산 점을 배치한 평균-분산 평면(206)이 나타난다.
전술한 바와 같이, 연산부(106)는 공진 주파수의 평균 주파수 및 주파수 분산을 산출하며, 바람직하게는 속도 구간별 공진 주파수의 평균 주파수 및 주파수 분산을 산출할 수 있다.
여기서 속도 구간이란 차량의 속도를 일정 간격으로 구분한 구간을 의미한다. 예를 들어, 30km/h에서 130km/h까지의 속도를 5개의 구간으로 분할할 수 있다. 이 경우, 각 구간은 30km/h ~ 50km/h, 50km/h ~ 70km/h, 70km/h ~ 90km/h, 90km/h ~ 110km/h, 110km/h ~ 130km/h이 된다. 이하에서는 각각의 속도 구간을 이들의 평균 속도인 40km/h 구간, 60km/h 구간, 80km/h 구간, 100km/h 구간, 120km/h 구간으로 설명한다.
도 2에서, 속도 구간별 주파수 그래프(202)에는 속도 구간별 평균 주파수가 표시되고, 속도 구간별 주파수 분산 그래프(204)에는 속도 구간별 주파수 분산이 표시된다. 또한, 속도 구간별 주파수 그래프(202) 및 속도 구간별 주파수 분산 그래프(204)를 이용하여 평균 주파수 및 주파수 분산을 동일한 평면에 표시할 수 있다.
평균-분산 평면은 평균 주파수와 주파수 분산을 동일한 평면에 나타낸 것이다. 본 발명의 일 실시예에서, 평균-분산 평면은 x축이 평균 주파수이고 y축이 주파수 분산인 2차원 평면일 수 있다. 반대로, x축을 주파수 분산, y축을 평균 주파수로 설정하는 것도 가능하다. 도 2에서는 x축이 평균 주파수이고 y축이 주파수 분산인 평균-분산 평면을 나타낸다.
도 2에 나타난 바와 같이, 평균-분산 평면(206)에는 각 속도 구간별 평균 주파수, 주파수 분산에 대응되는 평균 분산 점이 배치될 수 있다. 즉, 40km/h 구간의 평균 주파수 및 주파수 분산에 대응되는 평균 분산 점, 60km/h 구간의 평균 주파수 및 주파수 분산에 대응되는 평균 분산 점, 80km/h 구간의 평균 주파수 및 주파수 분산에 대응되는 평균 분산 점, 100km/h 구간의 평균 주파수 및 주파수 분산에 대응되는 평균 분산 점, 120km/h 구간의 평균 주파수 및 주파수 분산에 대응되는 평균 분산 점이 각각 배치될 수 있다.
공진 주파수에는 타이어의 치수, 트레드(TREAD) 패턴, 사이드 월(SIDE WALL)의 크기, 타이어의 재질과 같은 특성이 반영될 수 있다. 따라서 평균-분산 평면상에 평균 분산 점들을 배치하고, 이들간의 관계를 분석하여 다양한 타이어의 종류 중 현재 차량에 장착된 타이어 종류와 일치하는 타이어의 종류를 구별해낼 수 있다.
이를 위하여, 미리 시험을 통해 측정된 타이어의 종류별 측정 데이터를 데이터베이스화할 수 있다. 측정 데이터는 타이어의 종류별 공진 주파수의 평균 주파수, 주파수 분산, 저압 주파수를 포함할 수 있다. 또한, 측정 데이터에는 여러 속도 구간별로 측정된 평균 주파수 및 주파수 분산이 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 타이어 데이터베이스(120)에는 미리 시험을 통해 타이어별로 측정된 측정 데이터가 기록될 수 있다. 여기서, 측정 데이터는 타이어의 종류별로 미리 측정된 평균 주파수, 주파수 분산 및 저압 주파수를 포함할 수 있다.
이처럼, 좌표계 설정부(108)는 연산부(106)가 산출한 평균 주파수 및 주파수 분산에 대응되는 제1 평균 분산 점을 평균-분산 평면에 배치하고, 타이어 데이터베이스(120)의 측정 데이터를 기반으로 타이어의 종류별로 미리 측정된 평균 주파수 및 주파수 분산에 대응되는 제2 평균 분산 점들을 평균-분산 평면에 배치하여 그래프를 생성할 수 있다. 여기서, 측정 데이터에는 하나 이상의 타이어 종류에 대한 각각의 평균 주파수, 주파수 분산 및 저압 주파수가 포함될 수 있으며, 그에 따라 평균-분산 평면에 하나 이상의 제2 평균 분산 점이 배치될 수 있다.
또한, 바람직하게는 좌표계 설정부(108)는 제1 평균 분산 점 및 제2 평균 분산 점들을 속도 구간별로 구분하여 평균-분산 평면에 배치할 수 있다.
타이어 결정부(110)는 제1 평균 분산 점 및 제2 평균 분산 점들 간의 거리를 고려하여 타이어의 종류를 결정하는 기능을 수행한다. 전술한 바와 같이, 타이어의 종류별로 하나 이상의 제2 평균 분산 점들이 평균-분산 평면에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 타이어 결정부(110)는 제1 평균 분산 점과 제2 평균 분산 점들 간의 평균-분산 평면상의 거리를 각각 산출하고, 거리들을 비교하여 제2 평균 분산 점들 중 제1 평균 분산 점과의 거리가 최소인 제2 평균 분산 점에 대응되는 타이어 종류를 현재 차량에 장착된 타이어의 종류로 결정할 수 있다.
한편, 현재 차량에 장착된 타이어의 특성과 전혀 다른 특성을 가짐에도, 제1 평균 분산 점과의 거리가 다른 제2 평균 분산 점들에 비해 가까운 경우가 존재할 수 있다. 이 경우, 전혀 다른 특성의 타이어 종류로 타이어의 종류가 결정될 수 있다. 따라서 바람직하게는, 제1 평균 분산 점 및 제2 평균 분산 점들 간의 평균-분산 평면상의 거리에 유효 거리 범위를 미리 설정하고, 이를 벗어나는 경우 미리 정해진 기본 타이어 종류를 차량에 장착된 타이어의 종류로 결정할 수 있다. 여기서, 유효 거리 범위는 일정 거리로 설정될 수 있으며, 원 또는 타원 방정식을 이용하여 유효 거리 범위를 설정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 타이어 별 평균 주파수 및 주파수 분산에 대응되는 제2 평균 분산 점들을 배치한 평균-분산 평면을 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 제1 타이어(302), 제2 타이어(304), 제3 타이어(306)의 세 가지 타이어 종류에 대하여 미리 측정된 속도 구간별 평균 분산 점들이 평균-분산 평면에 배치된다.
세 가지 타이어 종류의 공진 주파수는 모두 40Hz ~ 44Hz의 주파수 대역에서 존재하므로, 평균 주파수만을 고려하는 경우 세 가지 타이어의 종류가 서로 구별될 수 없다. 그러나 본 발명의 실시예에 의하면, 평균 주파수뿐만 아니라 주파수 분산을 함께 고려하여 평균-분산 평면에 배치하므로, 도 3에서 볼 수 있듯이 서로 다른 특성을 갖는 세 가지 타이어 종류가 서로 구별될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 평균 분산 점 및 제2 평균 분산 점들 간의 평균-분산 평면상의 거리에 따라 타이어의 종류를 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면, 도 3과 같이 타이어 별 평균 주파수 및 주파수 분산에 대응되는 제2 평균 분산 점들을 배치한 평균-분산 평면에 차량에 장착된 타이어의 평균 주파수 및 주파수 분산에 대응되는 제1 평균 분산 점을 배치하고, 이들 간의 평균-분산 평면상의 거리를 고려하여 타이어의 종류를 결정할 수 있다.
예를 들어, 속도 구간 40km/h에서 차량에 장착된 타이어의 공기압에 따른 공진 주파수의 평균 주파수는 43Hz, 주파수 분산은 2.3이고, 속도 구간 100km/h 구간에서 공진 주파수의 평균 주파수는 43Hz, 주파수 분산은 3이라고 가정한다.
타이어 결정부(110)는 40km/h 속도 구간의 제1 평균 분산 점(402)과, 40km/h 속도 구간의 제2 평균 분산 점들 간의 거리를 각각 산출하고, 제2 평균 분산 점들 중 제1 평균 분산 점(402)과의 거리가 최소인 제2 평균 분산 점에 대응되는 타이어 종류를 차량에 장착된 타이어의 종류로 결정할 수 있다. 마찬가지로, 타이어 결정부(110)는 100km/h 속도 구간의 제1 평균 분산 점(404)과, 100km/h 속도 구간의 제2 평균 분산 점들 간의 거리를 각각 산출하고, 제2 평균 분산 점들 중 제1 평균 분산 점(404)과의 거리가 최소인 제2 평균 분산 점에 대응되는 타이어 종류를 차량에 장착된 타이어의 종류로 결정할 수 있다.
위의 예시에서, 100km/h 속도 구간의 제1 타이어의 평균 주파수는 대략 41.7Hz, 제2 타이어의 평균 주파수는 대략 42.5Hz, 제3 타이어의 평균 주파수는 대략 43.5Hz에 분포한다. 따라서, 평균 주파수만을 고려하면, 차량에 장착된 타이어(43Hz)가 제2 타이어(42.5Hz) 및 제3 타이어(43Hz) 중 어느 타이어의 특성과 유사한지를 판단할 수 없다.
그러나, 본 발명에 의하는 경우 평균 주파수뿐만 아니라 주파수 분산까지 고려하므로, 제1 평균 분산 점(404)과의 거리가 최소인 제3 타이어가 차량에 장착된 타이어의 종류와 동일할 것이라고 추정할 수 있다. 그에 따라, 타이어 결정부(110)는 제3 타이어를 차량에 장착된 타이어의 종류로 결정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 평균-분산 평면상의 유효 거리 범위를 표시한 도면이다. 도 5에서 볼 수 있듯이, 평균-분산 평면에 배치된 제1 평균 분산 점을 기준으로 유효 거리(502)를 반경으로 하는 원이 유효 거리 범위로 설정될 수 있다.
그로 인하여, 40km/h 속도 구간에서 제1 평균 분산 점은 40km/h 속도 구간의 제2 평균 분산 점들 중 제2 타이어의 제2 평균 분산 점과 가장 가깝지만 유효 범위를 벗어나므로, 타이어 결정부(110)는 제2 타이어를 타이어의 종류로 결정하지 않는다. 또한, 타이어 결정부(110)는 기본 타이어 종류를 차량에 장착된 타이어의 종류로 결정할 수 있다.
저압 주파수 설정부(112)는 타이어 결정부(110)에 의해 결정된 타이어 종류에 따른 저압 주파수를 타이어 공기압의 저압을 판단하기 위한 기준 저압 주파수로 설정하는 기능을 수행한다. 이를 위하여, 저압 주파수 설정부(112)는 타이어 결정부(110)로부터 결정된 타이어 종류에 관한 정보를 수신하면, 해당 타이어 종류를 타이어 데이터베이스(120)에서 검색하고, 타이어 종류에 따른 저압 주파수를 기준 저압 주파수로 적용시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 본 발명의 타이어 압력 모니터링 장치(102)는 기준 저압 주파수 및 타이어 공기압에 따른 공진 주파수 간의 주파수 편차로부터 공기압의 저압을 판단하는 저압 판단부(114)를 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 타이어의 공기압에 따른 공진 주파수의 평균 주파수 및 주파수 분산을 평균 분산 점으로 평균-분산 평면에 배치하고, 타이어의 종류별로 미리 측정된 평균 주파수 및 주파수 분산의 평균 분산 점을 평균-분산 평면에 배치하여 이들의 평균-분산 평면상의 거리에 따라 타이어의 종류를 결정하고 타이어 종류에 따른 저압 주파수를 타이어의 저압 판단에 이용함으로써, 타이어 교체에 따른 주파수 특성 변화를 타이어의 저압 판단에 반영할 수 있고 그에 따라 주행 안정성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 타이어 압력 모니터링 방법의 순서도이다. 도 6을 참조하면, 먼저 타이어 교체 여부가 판단될 수 있다(S602). 타이어 교체 여부는 전자 제어 유닛(ECU)으로부터 타이어 교체 신호를 수신하거나, 사용자의 타이어 교체 버튼의 조작에 따른 신호를 수신하는 것에 의해 판단될 수 있다.
그다음, 타이어 공기압에 따른 공진 주파수를 검출한다(S604). 전술한 바와 같이, 차량의 휠 일측에는 차속 센서가 설치되며 차속 센서로부터 획득된 속도 정보를 기반으로 공진 주파수를 검출할 수 있다.
그다음, 공진 주파수를 누적 연산하여 평균 주파수 및 주파수 분산을 산출한다(S606). 바람직하게는, 단계(S606)는 공진 주파수를 속도 구간별로 누적 연산하여 각각의 속도 구간에 대한 평균 주파수 및 주파수 분산을 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 속도 구간은 설정에 따라 30km/h ~ 50km/h, 50km/h ~ 70km/h, 70km/h ~ 90km/h, 90km/h ~ 110km/h, 110km/h ~ 130km/h와 같이 미리 정해질 수 있으며, 속도 구간별로 공진 주파수의 평균 주파수 및 주파수 분산을 산출할 수 있다.
그다음, 산출된 평균 주파수 및 주파수 분산에 대응되는 제1 평균 분산 점을 평균-분산 평면에 배치한다(S608). 여기서, 평균-분산 평면은 x축이 평균 주파수이고 y축이 주파수 분산인 2차원 평면을 의미한다. 즉, 평균-분산 평면은 평균 주파수와 주파수 분산을 동일한 평면에서 모니터링하기 위한 것이며, x축에 주파수 분산을, y축에 평균 주파수를 배치하는 것도 가능하다.
그다음, 타이어 종류별 공진 주파수의 평균 주파수 및 주파수 분산에 대응되는 제2 평균 분산 점들을 평균-분산 평면에 배치한다(S610). 전술한 바와 같이, 미리 시험을 통해 타이어의 종류별 평균 주파수 및 주파수 분산을 측정할 수 있다. 또한, 미리 측정된 타이어의 종류별 평균 주파수 및 주파수 분산은 타이어 데이터베이스 내에 기록될 수 있다. 좌표계 설정부는 타이어 종류별 평균 주파수 및 주파수 분산을 타이어 데이터베이스로부터 읽어서 제2 평균 분산 점을 평균-분산 평면에 배치할 수 있다. 바람직하게는, 단계(S608) 내지 단계(S610)는 미리 정해진 속도 구간별로 수행될 수 있다. 이를 위하여, 단계(S608) 내지 단계(S610)는 제1 평균 분산 점 및 제2 평균 분산 점들을 속도 구간별로 구분하여 평균-분산 평면에 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
그다음, 제1 평균 분산 점 및 제2 평균 분산 점들 간의 평균-분산 평면상의 거리를 고려하여 타이어의 종류를 결정한다(S612). 바람직하게는, 단계(S612)는 제1 평균 분산 점 및 제2 평균 분산 점들 간의 평균-분산 평면상의 거리를 산출하는 단계 및 제2 평균 분산 점들 중 제1 평균 분산 점과의 거리가 최소인 제2 평균 분산 점에 대응되는 타이어의 종류를 차량에 장착된 타이어의 종류로 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 단계(S612)는 제1 평균 분산 점 및 제2 평균 분산 점들 간의 평균-분산 평면상의 거리가 미리 설정된 유효 거리 범위를 벗어나면, 기본 타이어 종류를 차량에 장착된 타이어의 종류로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
마지막으로, 단계(S612)에서 결정된 타이어 종류에 따른 저압 주파수를 이용하여 타이어 공기압의 저압을 판단한다(S614). 보다 상세하게는, 단계(S612)에서 타이어의 종류가 결정되면 타이어의 종류에 따른 저압 주파수를 기준 저압 주파수로 설정하고, 기준 저압 주파수와 타이어 공기압에 따른 공진 주파수 간의 주파수 편차를 통해 타이어 공기압의 저압을 판단할 수 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
Claims (12)
- 타이어 공기압에 따른 공진 주파수를 검출하는 주파수 검출부;
상기 공진 주파수를 누적 연산하여 평균 주파수 및 주파수 분산을 산출하는 연산부;
상기 평균 주파수 및 상기 주파수 분산에 대응되는 제1 평균 분산 점을 평균-분산 평면에 배치하고, 타이어의 종류별로 미리 측정된 공진 주파수의 평균 주파수 및 주파수 분산에 각각 대응되는 제2 평균 분산 점들을 상기 평균-분산 평면에 배치하는 좌표계 설정부;
상기 제1 평균 분산 점 및 상기 제2 평균 분산 점들 간의 평균-분산 평면상의 거리를 고려하여 타이어의 종류를 결정하는 타이어 결정부; 및
결정된 타이어의 종류에 따른 저압 주파수를 타이어 공기압의 저압을 판단하기 위한 기준 저압 주파수로 설정하는 저압 주파수 설정부
를 포함하는 타이어 압력 모니터링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 기준 저압 주파수 및 타이어 공기압에 따른 공진 주파수 간의 주파수 편차로부터 타이어 공기압의 저압을 판단하는 저압 판단부
를 더 포함하는 타이어 압력 모니터링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 연산부는
상기 공진 주파수를 속도 구간별로 누적 연산하여 각각의 속도 구간에 대한 평균 주파수 및 주파수 분산을 산출하고,
상기 좌표계 설정부는
상기 제1 평균 분산 점 및 상기 제2 평균 분산 점들을 속도 구간별로 구분하여 상기 평균-분산 평면에 배치하는 것을 특징으로 하는
타이어 압력 모니터링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 평균-분산 평면은
x축이 평균 주파수이고 y축이 주파수 분산인 2차원 평면인 것을 특징으로 하는
타이어 압력 모니터링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 타이어 결정부는
상기 제1 평균 분산 점 및 상기 제2 평균 분산 점들 간의 평균-분산 평면상의 거리를 각각 산출하고,
상기 제2 평균 분산 점들 중 상기 제1 평균 분산 점과의 거리가 최소인 제2 평균 분산 점에 대응되는 타이어 종류를 차량에 장착된 타이어의 종류로 결정하는 것을 특징으로 하는
타이어 압력 모니터링 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 타이어 결정부는
상기 제1 평균 분산 점 및 상기 제2 평균 분산 점들 간의 평균-분산 평면상의 거리가 미리 설정된 유효 거리 범위를 벗어나는 경우, 기본 타이어 종류를 차량에 장착된 타이어의 종류로 결정하는 것을 특징으로 하는
타이어 압력 모니터링 장치.
- 주파수 검출부가 타이어 공기압에 따른 공진 주파수를 검출하는 단계;
연산부가 공진 주파수를 누적 연산하여 평균 주파수 및 주파수 분산을 산출하는 단계;
좌표계 설정부가 상기 평균 주파수 및 상기 주파수 분산에 대응되는 제1 평균 분산 점을 평균-분산 평면에 배치하고, 타이어의 종류별로 미리 측정된 공진 주파수의 평균 주파수 및 주파수 분산에 각각 대응되는 제2 평균 분산 점들을 상기 평균-분산 평면에 배치하는 단계;
타이어 결정부가 상기 제1 평균 분산 점 및 상기 제2 평균 분산 점들 간의 평균-분산 평면상의 거리를 고려하여 타이어의 종류를 결정하는 단계; 및
저압 주파수 설정부가 결정된 타이어의 종류에 따른 저압 주파수를 타이어 공기압의 저압을 판단하기 위한 기준 저압 주파수로 설정하는 단계
를 포함하는 타이어 압력 모니터링 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 결정된 타이어의 종류에 따른 저압 주파수를 타이어 공기압의 저압을 판단하기 위한 기준 저압 주파수로 설정하는 단계 이후에,
저압 판단부가 상기 기준 저압 주파수 및 타이어 공기압에 따른 공진 주파수 간의 주파수 편차로부터 타이어 공기압의 저압을 판단하는 단계
를 더 포함하는 타이어 압력 모니터링 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 공진 주파수를 누적 연산하여 평균 주파수 및 주파수 분산을 산출하는 단계는
상기 공진 주파수를 속도 구간별로 누적 연산하여 각각의 속도 구간에 대한 평균 주파수 및 주파수 분산을 산출하는 단계를 포함하고,
상기 평균 주파수 및 상기 주파수 분산에 대응되는 제1 평균 분산 점을 평균-분산 평면에 배치하고, 타이어의 종류별로 미리 측정된 공진 주파수의 평균 주파수 및 주파수 분산에 각각 대응되는 제2 평균 분산 점들을 상기 평균-분산 평면에 배치하는 단계는
상기 제1 평균 분산 점 및 상기 제2 평균 분산 점들을 속도 구간별로 구분하여 상기 평균-분산 평면에 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
타이어 압력 모니터링 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 평균-분산 평면은
x축이 평균 주파수이고 y축이 주파수 분산인 2차원 평면인 것을 특징으로 하는
타이어 압력 모니터링 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 제1 평균 분산 점 및 상기 제2 평균 분산 점들 간의 평균-분산 평면상의 거리를 고려하여 타이어의 종류를 결정하는 단계는
상기 제1 평균 분산 점 및 상기 제2 평균 분산 점들 간의 평균-분산 평면상의 거리를 각각 산출하는 단계; 및
상기 제2 평균 분산 점들 중 상기 제1 평균 분산 점과의 거리가 최소인 제2 평균 분산 점에 대응되는 타이어 종류를 차량에 장착된 타이어의 종류로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
타이어 압력 모니터링 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 제1 평균 분산 점 및 상기 제2 평균 분산 점들 간의 평균-분산 평면상의 거리를 고려하여 타이어의 종류를 결정하는 단계는
상기 제1 평균 분산 점 및 상기 제2 평균 분산 점들 간의 평균-분산 평면상의 거리가 미리 설정된 유효 거리 범위를 벗어나는 경우, 기본 타이어 종류를 차량에 장착된 타이어의 종류로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
타이어 압력 모니터링 방법.
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