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KR101907689B1 - 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법. - Google Patents

인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법. Download PDF

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Abstract

본 발명은 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 차량의 4개의 타이어 각각의 접지면 내측 일면에 마련되되, 상기 타이어의 폭을 양분하는 중심선 상에 마련되는 가속도센서에서 측정한 가속도 값을 고려하여 타이어 정보를 검출하며, 차량 외부환경 및 차량상태를 검출하고 상기 검출 값을 이용하여 타이어 수명예측에 필요한 판별 알고리즘을 거쳐 운전자에게 타이어의 잔조 수명 및 타이어 위험에 관한 알림이 가능한 방법에 관한 것이다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 다수개의 요소를 복합적으로 고려하여 타이어의 수명을 정확히 예측할 수 있어 타이어 관련 사고를 예방할 수 있고, 차량 안전 운행에 기여할 수 있는 효과가 있다.

Description

인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법. {Intelligent tire life prediction and notification method.}
본 발명은 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 차량의 4개의 타이어 각각의 접지면 내측 일면에 마련되되, 상기 타이어의 폭을 양분하는 중심선 상에 마련되는 가속도센서에서 측정한 가속도 값을 고려하여 타이어 정보를 검출하며, 차량 외부환경 및 차량상태를 검출하고 상기 검출 값을 이용하여 타이어 수명예측에 필요한 판별 알고리즘을 거쳐 운전자에게 타이어의 잔존 수명 및 타이어 위험에 관한 알림이 가능한 방법에 관한 것이다.
종래에는 타이어 공기압 경보 장치(Tire Pressure Monitoring System, TPMS)를 사용하여 사용자에게 타이어의 교체시기를 제공하였다. 이러한 타이어 공기압 경보 장치는 차량의 타이어에 부착된 타이어 압력 센서를 이용하여 타이어의 압력과 온도를 감지하고, 차량 바퀴의 회전 속도, 내장된 배터리의 잔량 중 적어도 하나를 감지하고, 감지된 정보를 토대로 타이어가 사용된 키로 수 또는 타이어가 사용된 기간 등을 계산 예컨대, 바퀴의 회전수를 운행 거리 수로 환산한 값과 배터리의 잔존량을 비교 검토하여 타이어의 수명을 예측하고, 타이어 관련 사고를 예방하기 위해 예측된 상기 타이어의 수명이 포함된 타이어 정보를 사용자에게 표시하였다.
그러나, 기존의 타이어 공기압 경보 장치를 이용하여 타이어 수명을 예측하는 방법은 급출발이나 급정거 등과 같은 운행 중 특정 상황을 반영하지 못하였고, 배터리의 이상 동작에 따라 오작동의 문제가 발생할 수 있다.
JP 1999-326145
본 발명은 타이어의 수명을 정확히 예측할 수 있어 타이어 관련 사고를 예방할 수 있고, 차량 안전 운행에 기여할 수 있는 타이어 수명 예측 방법 및 타이어 수명 예측 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해, 차량의 4개의 타이어 각각의 접지면 내측 일면에 마련되되, 상기 타이어의 폭을 양분하는 중심선 상에 마련되는 가속도센서에서 측정한 가속도 값을 고려하여 타이어 정보를 검출하며, 차량 외부환경 및 차량상태를 검출하고 상기 검출 값을 이용하여 타이어 수명예측에 필요한 판별 알고리즘을 거쳐 운전자에게 타이어의 잔조 수명 및 타이어 위험에 관한 알림을 제공하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따라, 타이어 수명예측 및 알림방법에 있어서, 차량에 관한 적어도 하나 이상의 정보를 검출하는 검출단계, 상기 검출단계에서 검출된 정보를 토대로 타이어 수명예측에 요구되는 변수에 대한 판별을 수행하는 판별단계 및 상기 판별단계 결과에 따라 운전자에게 알림을 수행하는 알림단계를 포함하되, 상기 검출단계는 타이어에 있어 적어도 하나 이상의 정보를 얻는 타이어 정보검출단계, 검출당시의 차량 외부환경을 정보화하여 이를 검출하는 차량 외부환경검출단계 및 차량의 구동여부를 포함하는 차량상태에 대한 사항을 검출하는 차량상태 검출단계를 포함하고, 상기 판별단계(S20)는 상기 외부환경검출단계(S12)에서 검출된 외부온도 및 강수여부 검출 값과 상기 타이어 정보검출단계(S11)에서 검출된 각 타이어 속도를 이용하여, 판별시 마련된 타이어의 속도가 해당 타이어의 외부환경을 고려한 한계속도 이상인지를 판별(S22)하는 것을 특징으로 하는 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법이 제공되는 것이 가능하다.
이에 있어서, 상기 타이어 정보검출단계는 차량의 4개의 타이어 각각의 접지면 내측 일면에 마련되되, 상기 타이어의 폭을 양분하는 중심선 상에 마련되는 가속도센서에서 측정한 가속도 값을 고려하여 타이어 정보를 검출하는 것이 가능하며, 타이어의 압력, 온도, 회전속도, 분당 회전 수, 가속도, 타이어 교체 여부 및 타이어의 물리적 정보를 포함한 타이어 정보를 검출하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 차량 외부환경검출단계는 외부온도 및 강수여부를 포함한 검출당시의 차량 외부에서 가해지는 외부환경을 검출하는 것이 가능하다.
추가적으로, 상기 차량상태 검출단계는 차량 구동여부, 검출당시의 차량속도, 주행거리, 조향상태 및 브레이크 신호를 포함하는 차량상태를 검출하는 것이 가능하다.
또한, 상기 판별단계는 다수개의 판별 알고리즘을 포함하는 것이 가능하다.
구체적으로는, 상기 타이어 정보검출단계에서 검출된 타이어 교체시기를 포함한 검출 값을 이용하여 실제 타이어 사용기간이 해당 타이어의 권장사용기간 이상 사용되고 있는지를 판별하는 것이 가능하다.
또한, 상기 판별단계는 상기 차량상태 검출단계에서 검출된 조향각도 검출 값과 차량 진행방향에 대한 검출 값을 이용하여, 해당 차량의 진행방향과 상기 조향각도를 비교하여 슬립(Slip)여부를 판별하는 것과 브레이크 신호의 수신 시, 상기 외부환경검출단계에서 검출된 외부온도 및 강수여부 검출 값과 상기 타이어 정보검출단계에서 검출된 각 타이어 속도를 이용하여 타이어의 마찰 계수를 검출하며, 검출된 상기 마찰 계수의 누적 평균값을 계산하되, 상기 누적 평균값이 기 설정된 기준값보다 이하인지를 판별하는 것이 가능하다 할 것이다.
이에 추가적으로, 상기 검출단계는 차량의 구동 등 운전자의 가속패턴, 제동패턴 및 선회패턴을 포함하는 정보를 검출하는 운전자 주행습관 검출단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 알림단계는 센터페시아의 경고등 및 경고음을 포함하는 알림수단을 통해 타이어의 주행 가능거리 또는 타이어 위험 알림 신호를 알리는 것이 가능하다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 다수개의 요소를 복합적으로 고려하여 타이어의 수명을 정확히 예측할 수 있어 타이어 관련 사고를 예방할 수 있고, 차량 안전 운행에 기여할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 판단부, 제어부 및 검출부를 포함한 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법에 대한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 가속도센서가 마련된 구성을 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
더하여, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법의 흐름도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법에 대한 프로세스를 확인하는 것이 가능하다.
구체적으로는, 타이어 수명예측 및 알림방법에 있어서 차량에 관한 적어도 하나 이상의 정보를 검출하는 검출단계(S10), 상기 검출단계(S10)에서 검출된 정보를 토대로 타이어 수명예측에 요구되는 변수에 대한 판별을 수행하는 판별단계(S20) 및 상기 판별단계(S20) 결과에 따라 운전자에게 알림을 수행하는 알림단계(S30)를 포함하되, 상기 검출단계(S10)는, 타이어에 있어 적어도 하나 이상의 정보를 얻는 타이어 정보검출단계(S11), 검출 당시의 차량 외부환경을 정보화하여 이를 검출하는 차량 외부환경검출단계(S12) 및 차량의 구동여부를 포함하는 차량상태에 대한 사항을 검출하는 차량상태 검출단계(S13)를 포함하는 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법(S1)이 제공되는 것이 가능하다.
또한, 상기 검출단계(S10)는 차량의 구동 중 운전자의 가속패턴, 제동패턴 및 선회패턴을 포함하는 정보를 검출하는 운전자 주행습관 검출단계(S14)를 더 포함하는 것이 가능하다.
상세하게는, 타이어 정보검출단계(S11), 차량 외부환경검출단계(S12), 차량상태 검출단계(S13) 및 운전자 주행습관 검출단계(S14)를 포함하는 검출단계(S10)를 마련함으로써, 추후 판별 및 알림여부를 결정함에 있어 기초가 되는 정보를 수집하는 것이 가능하다.
이에 있어서, 상기 타이어 정보검출단계(S11)는 차량의 4개의 타이어 각각의 접지면 내측 일면에 마련되되, 상기 타이어의 폭을 양분하는 중심선 상에 마련되는 가속도센서에서 측정한 가속도 값을 고려하여 타이어 정보를 검출하는 것이 가능하며, 타이어의 압력, 온도, 회전속도, 분당 회전 수, 가속도, 타이어 교체 여부 및 타이어의 물리적 정보를 포함한 타이어 정보를 검출하는 것이 바람직하다.
또한, 해당 타이어 생산연도, 타이어 치수 및 호칭(단면폭, 편평비, 레디알 구조, 링 직경, 하중 지주, 속도 기호)에 관한 정보를 기록하여 타이어의 수명 예측 방법에 사용한다.
여기에 마련되는 가속도 센서는 종래 존재하는 단순 타이어 압력을 측정하는 센서와 상이한 센서이며, 타이어 내측에 마련되어 다수의 요소를 측정하는 가속도센서임을 특징으로 한다.
보다 구체적으로는, 상기 타이어의 폭을 양분하는 중심선 상 일지점에 마련되어 가속도를 포함한 변수를 측정하며, 무선으로 측정된 가속도 데이터 값을 마이크로제어유닛 등에게 전송하게 된다.
또한, 상기 가속도센서는 지면과 평행한 x, y축 방향 및 지면과 수직한 z축 방향 성분의 가속도를 측정하는 것이 바람직하다.
여기서 도 3을 참고하면, 상기 가속도센서는 가속도를 측정하여 타이어 정보획득 및 해석이 가능하도록 타이어 각각의 접지면 내측 일면에 마련되는 센서인 것이 가능하다.
또한, 상기 차량 외부환경검출단계(S12)는 외부온도 및 강수여부를 포함한 검출당시의 차량 외부에서 가해지는 외부환경을 검출하는 것이 가능하다.
구체적으로는, 외기 온도 센서로 차량 외부의 온도를 측정하며, 우적 센서를 통해 차량 외부의 강우량에 따른 정보를 습득하고 저장한다.
추가적으로, 상기 차량상태 검출단계(S13)는 차량 구동여부, 검출당시의 차량속도, 주행거리, 조향상태 및 브레이크 신호를 포함하는 차량상태를 검출하는 것이 바람직하다.
또한, 운전자 주행습관 검출단계(S14)는 운전자에 따라 차량 주행 시에 급가속 및 급제동을 파악해서 하기의 수식에 따라 차량 주행 가능 거리를 산출하는 것이 가능하다.
급가속도 검출 비율(delta)(%) : = {1-[(가속 페달 떼는 시점의 차량 속도-가속 페달 밟은 시점의 차량 속도)/ (가속 페달 떼는 시점 - 가속 페달 밟은 시점)]}
급브레이크 검출 비율(he)(%) : = {1-[(브레이크 페달 떼는 시점의 차량 속도-브레이크 페달 밟은 시점의 차량 속도)/(브레이크 페달 떼는 시점 - 브레이크 페달 밟은 시점)]}
상기 타이어 정보검출단계(S11), 차량 외부환경검출단계(S12), 차량상태 검출단계(S13) 및 운전자 주행습관 검출단계(S14)를 포함하는 검출단계(S10)를 마련함으로써 추후 진행되는 판별단계에 대해 설명하면, 상기 판별단계(S20)는 상기 타이어 정보검출단계(S11)에서 검출된 타이어 교체시기를 포함한 검출 값을 이용하여 실제 타이어 사용기간이 해당 타이어의 권장사용기간 이상 사용되고 있는지를 판별(S21)하는 것이 가능하다.
구체적으로는, 타이어 정보검출단계에서는 타이어 교체여부 및 교체위치를 검출하고, 그에 따른 타이어 수명 예측을 진행한다.
타이어 교체여부 및 교체위치 검출은 각 바퀴별로 타이어의 고유 ID를 이용하여 시동 오프 전에 기억장치에 저장했던 내용과 비교하여 판단한다.
만일 타이어가 교체되었다면, 교체된 바퀴의 타이어에 대해서 주행거리, 타이어 수명 예측을 다시 진행하며, 브레이크 신호에 따른 제동 거리를 확인하여 신품 타이어, 중고품 타이어, 기존 사용 타이어를 검출하되. 교체되기 전의 타이어 정보를 기억 장치에 저장해둔다.
기존 타이어 정보들을 기억 장치에 저장해두었다가 계절별로 타이어를 변경하는 운전자들을 위해서 사용하며, 기존 사용한 타이어인 경우에는 기억 장치로부터 타이어 교체 전의 정보를 활용하여 타이어 수명을 예측을 다시 진행한다.
또한, 타이어 위치를 변경했다면 타이어 위치를 파악하여 바퀴 위치별로 타이어 수명 예측 및 타이어 변경 이력을 기억 장치에 저장해둔다.
타이어 사용 기간은 각 바퀴별로 실차가 주행했을 때의 기간과 주행하지 않을 때의 기간을 아래와 같이 수학식으로 표현한다.
T_TPU(Tire Periods of use) : = alpha*T_operating + beta*T_Notoperating
이와 같은 수학식은 주행하지 않더라도 오래된 타이어는 시간이 지날수록 고무가 굳거나, 내부 구조물이 변형되어 안정성이 떨어지고 품질이 저하된다는 점을 고려하기 위한 것으로서, 상기 수학식에서 예를 들어, alpha는 주행했을 때의 기간에 대해서는 1로 설정하고 beta는 주행하지 않을 때의 기간에 대해서는 0.3으로 설정하여 각 바퀴별로 최종 타이어 사용 기간을 산출하는 것이 가능하다.
상기 타이어교체주기는 대략 주행거리 4~5만km 정도이다.
국내 자동차 연간 평균 주행거리(약 1만5천km)를 감안하면 3년이 지나면 교체를 고려해야 한다.
그러나 주행거리가 짧더라도 고무 특성상 시간이 지날수록 재질이 굳는 '경화현상'이 발생할 수 있으므로 최초 장착 후 5년 이상이 지나면 주행거리와 관계없이 새것으로 교체할 것을 권장하고 있다.
따라서, 상기 예로 타이어 권장 사용 기간은 5년으로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 판별단계(S20)는 상기 외부환경검출단계(S12)에서 검출된 외부온도 및 강수여부 검출 값과 상기 타이어 정보검출단계(S11)에서 검출된 각 타이어 속도를 이용하여, 판별시 마련된 타이어의 속도가 해당 타이어의 외부환경을 고려한 한계속도 이상인지를 판별(S22)하는 것이 가능하다.
구체적으로는, 외기 온도 센서로 차량 외부의 온도를 측정하며, 우적 센서를 통해 차량 외부의 강우량에 따른 정보를 검출하게 된다.
차량 주행 속도/각 바퀴 속도가 차량 장착된 타이어 보증하는 속도인지를 판별하여 운전자에게 위험 정보를 알려준다.
또한, 이와 같은 정보와 연관하여 상기 판별단계(S20)는,
브레이크 신호의 수신 시, 상기 외부환경검출단계(S12)에서 검출된 외부온도 및 강수여부 검출 값과 상기 타이어 정보검출단계(S11)에서 검출된 각 타이어 속도를 이용하여 타이어의 마찰 계수를 검출하며, 검출된 상기 마찰 계수의 누적 평균값을 계산하되, 상기 누적 평균값이 기 설정된 기준값 이하인지를 판별(S24)하는 것이 가능하다.
구체적으로는, 차량의 주행 안정을 위한 권장 속도는 아래와 같은 수학식으로 나타난다.
V > V_refer = V_T(gamma)*(T_intemperature)*(1-T_outtemperature)*(1-T_airpressure)*(1-T_precipitation)
V : 차량 속도/ 각 바퀴 속도에 평균 값
gamma : 타이어 권장 속도 지수
T_intemperature : 타이어 내부 온도에 따른 속도 권장 지수
T_outtemperature : 타이어 외부 온도에 따른 속도 권장 지수
T_airpressure : 타이어 내부 공기압에 따른 속도 권장 지수
T_precipitation : 차량 외부 강수량에 따른 속도 권장 지수
이 경우, 타이어 권장 속도 지수 gamma는 표 1과 같다.
gamma 1 0.96 0.92 0.88 0.84 0.8 0.76
타이어
권장 속도		 80 100 120 140 160 180 200
또한, 타이어 내부 온도에 따른 속도 권장 지수 T_intemperature는 표 2와 같다.
T_intemperature 0 0.3 0.5 0.7 0.9 1 1
타이어
내부 온도		 120 100 80 60 40 20 0
타이어 외부 온도에 따른 속도 권장 지수 T_outtemperature는 표 3과 같다.
T_outtemperature 0.8 0.9 1 1 0.9 0.8 0.7
타이어
외부 온도		 70 50 30 10 -10 -30 -50
타이어 내부 공기압에 따른 속도 권장 지수 T_airpressure는 표 4와 같다.
T_airpressure 0 0.5 0.9 1 0.9 0.8 0.7
타이어 내부 공기압 15 21 27 33 39 45 51
이때, 다수의 타이어 센서(가속도센서) 중 적어도 하나의 타이어 센서(가속도센서)를 통해 타이어 변형상태를 측정한 신호를 입력받고, 검출된 다수의 차량의 가속도 신호 차속 신호, 바퀴 속도 및 입력받은 타이어 변형 신호를 이용하여 차량에서 지면으로 향하는 a_z를 검출하고, 지면에서 차량으로 향하는 a_z에 대응되는 차량 방향인 a_x를 검출하여 마찰 계수를 추정하는 것이 가능하다.
마찰 계수는 차량 구동방향 a_x에 대한 수직 방향 a_z의 비율 즉, 타이어 수명과 비례한 상수 값일 수 있다.
예컨대, 수직 방향 a_z가 5이고, 차량 구동 방향 a_x가 2.5인 경우 마찰 계수는 2일 수 있다.
또한, 제어부는 차량의 이상 상태에 의해 발생한 것이 아닌 브레이크 신호가 수신되는 11초의 시간 동안 검출부로부터 검출된 마찰 계수 1.5, 1.4, 1.8, 2, 2.3 를 9로 누적하는 것이 가능하다.
그리고, 제어부는 누적된 마찰 계수를 전 단계 이동 평균 값에 누적 평균값을 계산할 수 있다.
여기서, 이동 평균값은 브레이크 동작 시간을 기준으로 계산된 평균값일 수 있다.
예컨대, 최초 브레이크 동작 시간이 1.5초이고, 두번째 브레이크 동작 시간이 1.5초이며, 세번째 브레이크 동작 시간이 2초이며, 네번째 브레이크 동작 시간이 2초이며, 다섯번째 브레이크 동작 시간이 2초인 경우, 판단부에서 브레이크 신호가 수신되는 11초의 시간 동안 검출부로부터 검출된 마찰 계수가 1.5, 1.4, 1.8, 2, 2.3인 경우 제어부는 브레이크 동작 시간을 기준으로 하여 계산하는 것이 바람직하다.
따라서, (1,5+1.4)/1.5=1.933, (1.933+1.4)/1.5+=2.222, (2.222+1.8)/1.8=2.234, (2.234+2)/2=2.115, (2.115+2.3)/2 = 2.2075인 누적 평균값을 계산할 수 있다.
즉, 제어부는 1.933, 2.222, 2.234, 2.115, 2.2075인 누적 변화 평균값을 계산할 수 있다.
이때, 제어부는 계산된 누적 평균값과 미리 설정된 기준 값을 비교할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어부는 계산된 누적 평균값이 미리 설정된 기준 값보다 작거나 같은 경우에 타이어 교체 알림 신호를 표시 장치에 출력하고, 계산된 이동 평균값이 미리 설정된 기준 값보다 큰 경우에 타이어 수명 예측 동작을 종료할 수 있다.
여기에서, 미리 설정된 기준값은 타이어의 종류와 크기에 따라 다르게 설정될 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 제어부는 슬립율이 발생할 때에 주행 거리를 누적하며 계산된 누적 평균값이 미리 설정된 기준 값보다 큰 경우에 타이어의 주행 가능 거리를 표시 장치에 출력하는 것이 가능하다.
주행 가능 거리는 아래와 같이 수학식으로 나타난다.
[수학식 1]
T_VMU(vehicle-mile) = T_mile-(delta*T_operating)-(he*T_operatingofbrake)-T_operatingofslip
여기서, T_mile은 신품 타이어로 교체한 후에 주행 거리이다.
상기 실시 예는 5만km로 설정한다.
타이어 종류에 따라 주행 거리는 달라지면, 타이어 제조사에서 주행 거리를 제공해주고 있다.
T_operating은 차량의 슬립이나 브레이크가 동작하지 않을 때에 차량 주행 거리이다.
T_operatingofbrake는 차량이 브레이크 동작했을 때에 차량 주행 거리이다.
T_operatingofslip은 차량의 슬립이 발생했을 때에 차량 주행 거리이다
또한, 상기 판별단계(S20)는 상기 차량상태 검출단계(S13)에서 검출된 조향각도 검출 값과 차량 진행방향에 대한 진행방향검출 값을 이용하여, 해당 차량의 진행방향과 상기 조향각도를 비교하여 슬립(Slip)여부를 판별(S23)하는 것이 가능하다.
또한, 상기 슬립(Slip)여부를 판별(S23)과정에 있어서, 외부환경검출단계에서 검출된 외부온도 및 강수여부 요소가 고려되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 검출부는 판단부에서 전송된 동작 신호에 응답하여 다수의 타이어 센서(가속도센서) 중 적어도 하나를 이용하여 조향각도에 따른 차량 슬립율, 차량 외부 환경인 차량 밖의 온도와 강수 여부를 통해 마찰 계수를 검출할 수 있다.
슬립(Slip)여부를 판별(S23)과정은, 타이어 센서(가속도센서)로부터 받은 타이어 제조사에서 제공하는 타이어 속도 지수의 기준 값과 차량 속도 및 휠 속도를 비교하여 판단한다.
이때에 타이어 속도 기준 값보다 차량의 속도가 크면 운전자에게 위험 정보를 알린다.
또는, 조향각 각도와 타이어 센서(가속도센서)로부터 전륜 타이어들의 변화를 검출하여 슬립율을 검출한다.
통산적으로 차륜 속도(W)와 차속(V)의 차이를 차속(V)로 나눈 값을 휠 슬립 값으로 추정한다.
여기에서, 휠 속도를 보정하기 위해서 타이어 센서(가속도센서)로부터 받는 가속도 정보가 요구된다.
차륜 속도(W)와 타이어에서 발생하는 가속도를 2중 적분한 W'값의 차이 값을 검출하여 최종 타이어의 속도를 검출하고, 차량 속도와 비로 하여 슬립 값을 검출한다.
슬립율 = ((W-W')/W)/V)
슬립율이 발생할 때에 슬립율에 따른 거리를 누적하여 타이어 주행 가능 거리에 사용하는 것이 가능하다.
추가적으로, 상기 알림단계(S30)는 센터페시아의 경고등 및 경고음을 포함하는 알림수단을 통해 타이어의 주행 가능거리 또는 타이어 위험 알림 신호를 알리는 것이 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 판단부, 제어부 및 검출부를 포함한 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법에 대한 흐름도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 검출단계, 판별단계 및 알림단계가 어느 구성에서 수행되는지를 확인하는 것이 가능하다.
구체적으로는, 각각의 검출단계는 검출부를 통하여 검출되는 것이 가능하고, 판별단계는 ECU 등의 제어부를 통하여 판별되는 것이 가능하다.
또한, 판별여부에 따라, 표시/알림 장치 등에 의해 센터페시아의 경고등 및 경고음을 포함하는 알림수단을 통해 타이어의 주행 가능거리 또는 타이어 위험 알림 신호를 알리는 것이 바람직하다.
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.
S1 : 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법
S10 : 검출단계
S11 : 타이어 정보검출단계
S12 : 차량 외부환경검출단계
S13 : 차량상태 검출단계
S14 : 운전자 주행습관 검출단계
S20 : 판별단계
S21 : 타이어의 권장사용기간 이상 사용 여부 판별
S22 : 타이어 한계속도 이상 여부 판별
S23 : 타이어 슬립(Slip)여부 판별
S24 : 마찰 계수의 누적 평균값이 기준값 이하 여부 판별
S30 : 알림단계

Claims (11)

  1. 타이어 수명예측 및 알림방법에 있어서,
    차량에 관한 적어도 하나 이상의 정보를 검출하는 검출단계(S10);
    상기 검출단계(S10)에서 검출된 정보를 토대로 타이어 수명예측에 요구되는 변수에 대한 판별을 수행하는 판별단계(S20); 및
    상기 판별단계(S20) 결과에 따라 운전자에게 알림을 수행하는 알림단계(S30);
    를 포함하되,
    상기 검출단계(S10)는, 타이어에 있어 적어도 하나 이상의 정보를 얻는 타이어 정보검출단계(S11);
    검출당시의 차량 외부환경을 정보화하여 이를 검출하는 차량 외부환경검출단계(S12); 및
    차량의 구동여부를 포함하는 차량상태에 대한 사항을 검출하는 차량상태 검출단계(S13);
    를 포함하고,
    상기 판별단계(S20)는,
    상기 외부환경검출단계(S12)에서 검출된 외부온도 및 강수여부 검출 값과 상기 타이어 정보검출단계(S11)에서 검출된 각 타이어 속도를 이용하여, 판별시 마련된 타이어의 속도가 해당 타이어의 외부환경을 고려한 한계속도 이상인지를 판별(S22)하는 것을 특징으로 하는 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법(S1).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타이어 정보검출단계(S11)는,
    차량의 4개의 타이어 각각의 접지면 내측 일면에 마련되되, 상기 타이어의 폭을 양분하는 중심선 상에 마련되는 가속도센서에서 측정한 가속도 값을 고려하여 타이어 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법(S1).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 타이어 정보검출단계(S11)는,
    타이어의 압력, 온도, 회전속도, 분당 회전 수, 가속도, 타이어 교체 여부 및 타이어의 물리적 정보를 포함한 타이어 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법(S1).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차량 외부환경검출단계(S12)는,
    외부온도 및 강수여부를 포함한 검출당시의 차량 외부에서 가해지는 외부환경을 검출하는 것을 특징으로 하는 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법(S1).
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차량상태 검출단계(S13)는,
    차량 구동여부, 검출당시의 차량속도, 주행거리, 조향상태 및 브레이크 신호를 포함하는 차량상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법(S1).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 판별단계(S20)는,
    상기 타이어 정보검출단계(S11)에서 검출된 타이어 교체시기를 포함한 검출 값을 이용하여 실제 타이어 사용기간이 해당 타이어의 권장사용기간 이상 사용되고 있는지를 판별(S21)하는 것을 특징으로 하는 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법(S1).
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 판별단계(S20)는,
    상기 차량상태 검출단계(S13)에서 검출된 조향각도 검출 값과 차량 진행방향에 대한 진행방향검출 값을 이용하여, 해당 차량의 진행방향과 상기 조향각도를 비교하여 슬립(Slip)여부를 판별(S23)하는 것을 특징으로 하는 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법(S1).
  9. 제1항에 있어서,
    상기 판별단계(S20)는,
    브레이크 신호의 수신 시, 상기 외부환경검출단계(S12)에서 검출된 외부온도 및 강수여부 검출 값과 상기 타이어 정보검출단계(S11)에서 검출된 각 타이어 속도를 이용하여 타이어의 마찰 계수를 검출하며, 검출된 상기 마찰 계수의 누적 평균값을 계산하되, 상기 누적 평균값이 기 설정된 기준값 이하인지를 판별(S24)하는 것을 특징으로 하는 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법(S1).
  10. 제1항에 있어서,
    상기 검출단계(S10)는,
    차량의 구동 중 운전자의 가속패턴, 제동패턴 및 선회패턴을 포함하는 정보를 검출하는 운전자 주행습관 검출단계(S14);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법(S1).
  11. 제1항에 있어서,
    상기 알림단계(S30)는,
    센터페시아의 경고등 및 경고음을 포함하는 알림수단을 통해 타이어의 주행 가능거리 또는 타이어 위험 알림 신호를 알리는 것을 특징으로 하는 인텔리전트 타이어 수명예측 및 알림방법(S1).
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