KR100630594B1 - 타이어 상태 감시 장치 - Google Patents

타이어 상태 감시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 타이어의 상태를 감지하기 위한 시스템에 관한 것이다. 이를 위해서 타이어의 회전운동을 나타내는 회전수의 신호를 발생하는 장치, 평가장치, 그리고 이 평가장치를 이용해서 발생된 신호에 따라서 하나의 디스플레이 관련 상태를 나타내는 신호가 출력되는 장치를 구비하고 있다. 본발명의 핵심은 평가장치가 1차적으로 발생된 회전수 신호에 따라서 적어도 두 개의 차량 타이어의 회전수 차이의 제 1 차이값이 두 개의 차량측면에서 이루어지도록 하는 것이다. 얻어진 차이값과 설정된 제 1 임계값의 제 1 비교에 따라서 표시가능한 상태를 나타내는 신호를 송출한다. 본발명을 통해서 차량이 커브운전할 때에도 정확히 작동되는 매우 간단하고 저렴한 타이어상태 감지(비상타이어감지, 타이어공기손실감지)가 이루어진다.
회전수 신호, 평가장치, 임계값, 비상 타이어 감지, 타이어 공기손실 감지

Description

타이어 상태 감시 장치{system for monitoring tire status}
본 발명은 청구항 1 항의 전제부에 따른 차량 타이어의 상태를 감시하는 장치에 관한 것이다.
선행 기술에는 안티로크 제어시스템, 구동미끄럼 제어시스템(anti-slip control system), 제동력 분배시스템 그리고 주행 다이내믹 제어시스템, 즉 개별 차륜 또는 개별 차축에 대한 브레이크 및/또는 구동 작용을 제어하는 제어시스템들이 이미 공지되어 있다. 중요한 영향 변수(influence quantity)는 특히 개별 차륜 회전수(rpm)이다. 예를 들어 비상 차륜의 장착으로 인한 또는 압축 공기손실로 인한 차륜 직경의 감소에 의하여, 이러한 시스템에서는 잘못된 차륜의 회전수 검출로 인해 안전상 위험한 계산오류가 발생하게 된다. 비상 차륜은 일반적으로 정상 차륜보다 25% 작은 원주(circumference)를 갖는다.
선행 기술에는, 차륜 상태검출 또는 타이어 상태검출을 위한 시스템이 여러가지 변형예로 공지되어 있다. 특히 다른 타이어와 차이가 있는 차륜 또는 타이어 직경을 검출하는 것이 중요하다. 이러한 편차는 타이어 공기의 손실에 의해 또는 예를 들어 비상 차륜과 같은 직경이 다른 대체 타이어에 의해 일어날 수 있다.
독일 특허 DE-OS 36 30 116호와 DE-PS 32 36 520호에는 차량의 타이어 상태를 지시하는 장치가 설명되어 있으며, 이 장치에서는 특정한 작동상태(제동/가속이 되지 않은 직선주행)에서 개별 차륜들의 회전속도의 차이가 결정된다. 특히 이러한 회전속도를 특정한 차량 속도(vehicle road speed)로 표준화시키는 것을 제안하고 있다.
독일 특허 DE-OS 41 13 278호에는 타이어 공차 보상이 설명되어 있으며, 차륜의 rpm을 보상하기 위해 차량의 각각의 측면에서의 차륜들의 rpm속도의 비가 형성되고 이로부터 보상을 위한 보정값이 유도된다.
유럽 특허 EP 0 449 845B1 호에는 안티로크 제어시스템에 있어서 비상 차륜을 검출하는 시스템이 설명되어 있는데, 차륜 회전 속도와 예상된 차량속도(즉 기준속도(reference value))로부터 차륜의 미끄럼값이 결정된다. 미끄럼값이 특정 시간동안에 임계값이상으로 증가된다면, 비상 차륜의 존재가 검출되고 안티로크 제어 시스템은 차단된다.
본발명의 과제는 차륜 또는 타이어 상태의 검출을 최적화하는데 있다.
이 과제는 청구항 1 항의 특징을 통해서 해결된다.
이미 기술한 바와 같이 본 발명은 차량의 차륜 상태를 검출하는 시스템에 관한 것이다. 이를 위해서 차륜의 회전운동을 나타내는 회전수 신호를 발생하는 수단과, 상기 발생된 신호에 의존해서(dependent on) 디스플레이 관련 상태(condition relevant for display)를 나타내는 신호를 출력하는 평가수단을 구비한다. 본 발명의 핵심은 먼저, 상기 발생된 회전수신호에 의존해서 차량 두 측면상의 두 개 이상의 차륜의 회전수 차이에 대한 제 1 차이값이 형성되도록 평가수단을 구성하는 것이다. 상기 형성된 차이값과 설정가능한 제 1 임계값과의 제 1 비교에 따라서 디스플레이 관련 상태를 나타내는 신호를 출력한다.
본 발명에 의하여 차량의 커브 주행 동안에도 정확히 작동하며 아주 간단하고 저렴한 비용으로 차륜상태를 검출하게 된다. 특히 하나의 차륜의 직경이 나머지 차륜들의 직경보다도 작은지 여부(즉 비상 차륜 검출), 및/또는 차륜에서 공기손실이 발생하는지 여부(타이어 공기손실검출)를 차륜의 상태로서 검출한다.
특히 차량의 각각의 측면에 대해 구해진 제 1 차이값들이 설정가능한 제 1 임계값과 각각 비교되고, 차량의 일 측면의 제 1 차이값이 제 1 임계값을 초과하고 차량의 다른 측면의 제 1 차이값은 제 1 임계값에 미달할 경우에 신호가 출력된다.
또한, 발생된 회전수 신호에 의존해서, 차량의 전방과 후방 부분에서의 두 개 이상의 차륜의 회전수 차이에 대한 제 2 차이값들이 형성된다. 제 2 차이값들의 차이가 설정가능한 제 2 임계값에 의해 결정되는 대역(band) 내에 위치할 때에야 비로소 디스플레이 관련 상태를 나타내는 신호가 출력된다. 제 2 차이값들의 차이(difference)가 특정한 대역 내에 있는지의 여부를 검사함으로써, 비상 차륜의 존재유무를 신뢰성있고 정확하게 검출할 수 있게 된다.
지금까지 설명된 실시예들은 단지 차륜 또는 타이어의 디스플레이 관련 상태가 존재하는지 여부만을 지시하는 반면, 하기의 보충에 의해, 모니터링되는 차륜중 어느 것이 디스플레이 관련 상태를 갖는지도 결정될 수 있다.
이를 위해서 신호는 차량의 좌측과 우측에서의 차륜들의 개별 회전수 신호의 제 3 비교에도 의존한다. 또한, 신호는 제 2 차이값들(차량의 두 측면에서의 두 차륜의 회전수 차이)간의 제 4 비교에 의존한다.
본 발명의 특히 유리한 실시예에 있어서, 디스플레이 관련 상태가 설정가능한 지속시간동안 검출될 때야 비로소 디스플레이 관련 상태를 나타내는 신호가 출력된다. 즉, 필요에 따라, 시간-의존적인 필터링(time-dependent filtering)이 이루어진다.
후륜들의 rpm을 검출하기 위해 단 하나의 센서만을 갖는 시스템에서는, 형성된 제 1 차이값 둘다가 설정가능한 제 3 임계값을 초과할 때에 신호가 출력된다.
제 1, 제 2 및/또는 제 3 임계값은 특히 차량 종방향 속도를 나타내는 값에 의존해서 설정된다.
디스플레이 수단 특히, 상기 신호로 디스플레이 수단을 구동하여 디스플레이 관련 상태가 차량의 운전자에게 디스플레이되게 하는 디스플레이 수단이 제공된다. 대안적으로, 또는 보충적으로, 그 작동 상태가 출력된 신호에 의존해서 변하는 제동 제어 시스템 및/또는 구동 제어 시스템이 제공된다.
또 다른 유리한 실시예가 종속항에 제시된다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 블록회로도를 나타낸 도면.
도 1은 회전수 센서를 도면부호 10ij로 도시한다. 이들 회전수 센서는 차륜의 회전수를 검출하고 상응하는 회전수 신호(Nij)를 출력한다. 지수(index) i는 대응하는 값이 앞 차축 또는 뒷 차축에 속하는 것을 나타내며, 지수 j는 대응하는 값이 차량의 좌측 또는 우측에 속하는 것을 나타낸다. 차륜 회전수 신호(Nij)는 브레이크 제어 유니트(20)에 공급되며, 상기 브레이크 제어 유니트는 종래의 안티 로크제어 시스템, 구동미끄럼 제어 시스템, 제동력 분배 시스템 및/또는 주행 다이내믹 제어 시스템으로서 신호(Aij)를 통해 적어도 차량 브레이크(Bij)에서의 제동 작동을 제어한다.
브레이크 제어 유니트(20)는 신호(S 또는 Sij)를 결정하고, 이에 따라서 디스플레이 장치(30)를 제어하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 다른 차륜들과 차이나는 원주 또는 직경을 갖는 차륜을 검출하는 것에 관한 것이다. 이러한 실시예에 있어서, 먼저 비상 차륜의 검출을 설명한다. 이를 위해, 여러 단계가 필요하다.
1. 비상 차륜의 검출
단계 a):
각각의 차축에서의 차륜 속도 차이(△h, △v)가 뒤 차축 및 앞 차축에서 검출된 차륜 rpm으로부터 결정된다.
삭제
Figure 111999010888487-pct00001
그 다음에, 이러한 차륜 속도 차이간의 차이(△v - △h)가 제 1 대역 내에 있는지 검사되고, 상기 대역은 임계값(△vhmin, △vhmax)에 의해서 결정된다.
Figure 111999010888487-pct00002
임계값(△vhmax, △vhmin)은 이들이 차이(△v - △h)의 최소 및 최대 편차를 나타내도록 결정된다. 이러한 비상 차륜 검출에 있어서, 비상 타이어 대역은 예를 들어 하기와 같은 임계값(△vhmax, △vhmin)에 의해 결정될 수 있다:
Figure 111999010888487-pct00003
차이(△v - △h)가 대역[△vhmax; △vhmin] 내에 있으면, 즉 조건(1)이 충족되면, 이는 디스플레이에 관련한, 다른 것과 다른 직경을 갖는 차륜이 존재함을 1차적으로 나타낸다.
단계 b):
종방향 속도 차이(△r, △l)의 절대값이 차량의 우측과 좌측에서의 차륜들의 검출된 회전수로부터 구해진다:
△r = ｜Nvr - Nhr｜ 및
△l = ｜Nvl - Nhl｜
다음에, 차량 한쪽 측면에서의 종방향 속도 차이중 하나가 아주 미소한 값인 반면, 다른 종방향 속도 차이가 충분히 큰 값을 갖는지의 여부를 검사한다. 이는 하기 조건이 검사됨을 의미한다:
Figure 111999010888487-pct00005
여기서, 용어 "AND"와 "OR"는 공지된 논리 연산을 나타낸다.
임계값(SW1, SW2)은 예를 들어 비상 차륜 검출시에 하기와 같이 결정된다:
SW1 = 차량 종방향 속도의 3% + 1.5km/h
SW2 = 차량 종방향 속도의 1.5% + 3km/h
조건(2)이 충족되면, 이는 디스플레이에 관련한, 다른 것과 다른 직경을 갖는 차륜이 존재함을 나타낸다.
조건(2)는 디스플레이 관련 편차를 검출하기 위해 조건(1)과 조합하여 사용될 수 있지만; 신호(S)를 디스플레이(30)에 출력하기 위해 조건(2)만이 사용될 수도 있다.
후자의 경우에서(조건(2)만의 검사), 특히 커브주행에서도 신뢰성있게 작동하는 아주 간단하고 저렴한, 비상 차륜 검출 시스템을 얻게 된다.
전자의 경우처럼 후자의 경우에서도 비상 차륜의 유무만을 검출하지만; 비상차륜의 위치는 이에 의해 결정될 수 없다. 이를 위해 다음의 추가 단계가 필요하다.
단계 (a)와 (b)에서 조건(1, 2)가 충족되는 것이 검출되면, 플래그(flag) "플래그_NRvl", "플래그_NRhl", "플래그_NRvr"과 "플래그_NRhr"가 세팅된다.
2. 비상 차륜의 위치 검출:
비상 차륜의 위치가 종방향 및 횡방향으로 차륜 속도 차이들의 비교에 의해, 결정될 수 있다. 이는 상세하게는 하기의 조건들의 질의 또는 부분 1에 세팅된 플래그의 변동을 의미한다.
단계 c):
종방향 차이들의 평가:
Nvl-Nhl이 음이면 → 플래그_NRVl 클리어
Nvl-Nhl이 양이면 → 플래그_NRhl 클리어
Nvr-Nhr이 음이면 → 플래그_NRvr 클리어
Nvr-Nhr이 양이면 → 플래그_NRhr 클리어
여기서, "양인가?" 또는 "음인가?"의 질의는 0에 가까운 작은 양의 또는 음의 임계값과 각각의 차이의 비교를 의미할 수 있다.
단계 d):
횡방향 차이들의 평가:
△h > △v →플래그_NRv1 과 플래그_NRvr 클리어
△h < △v →플래그_NRhl과 플래그_NRhr 클리어
여기서 △v = (Nvl - Nvr)이고 △h = (Nhl - Nhr).
단계 (a), (b), (c) 및 (d) 이후에 세팅되어 있는 "플래그_NRij"는 비상 차륜의 위치(ij)를 결정하고, 그 다음에 신호(Sij)가 디스플레이 유니트(30)로 출력되고, 그 다음에 디스플레이 유니트(30)는 적절한 방식으로 비상 차륜의 위치를 디스플레이한다.
상기 디스플레이에 대해서 대안적으로 또는 이에 보충하여, 제동 제어 시스템 및/또는 구동 제어 시스템(20)의 작동 모드가 신호(S)(비상 차륜이 장착된 경우) 또는 신호(Sij)(장착된 비상 차륜이 위치(ij)를 갖는 경우)에 의해 변화될 수 있다. 이것은 특히 비상 차륜의 존재(신호(S))를 단순히 검출할 때 상기 시스템이 차단(switchoff)됨을 의미한다. 비상 차륜의 위치가 검출되면, 제어장치(30)내의 폐-루프 제어 알고리즘 또는 개-루프 제어 알고리즘이 비상 차륜의 상이한 원주에 따라 바뀔 수 있다.
또한, 필요에 따라서 결과가 필터링될 수 있다. 따라서 구동 미끄럼 제어장치(ARS)는 예를 들어, 비상 차륜조건이 주어지면 1초 후에 비상 차륜을 검출하는 반면; 안티 로크 제어 시스템(ABS)은 비상 차륜을 5초 후에 검출한다. 이 경우, 회전수 에러를 감시하는 장치는 필터링없이 제어된다.
단 하나의 rpm 센서에 의해 후륜들의 rpm(Nhr, Nhl)을 검출하는 시스템에서는, 하기의 추가 조건을 충족하면 두 개의 비상 차륜 플래그 "플래그_NRhr"과 "플래그_NRhl"가 세팅되게 된다.
Nhl-Nvl > SW3 AND Nhr - Nvr > SW3
삭제

Claims (9)

  1. 차륜의 회전 운동을 나타내는 회전수신호(Nij)를 발생하는 수단(10ij) 및 평가수단(20)을 구비하고 있으며, 이 평가수단에 의해
    - 발생된 회전수 신호(Nij)에 따라서 차량의 두 측면중의 하나에 있는 적어도 두개의 차륜의 회전수 차이에 대한 제 1 차이값(△r, △l)이 형성되고,
    - 상기 형성된 차이값(△r, △l)과 설정가능한 제 1 임계값(SW1, SW2)과의 제 1 비교에 따라서, 디스플레이 관련 상태를 나타내는 신호(S; Sij)가 출력되도록 구성된, 차륜 상태 검출 장치에 있어서,
    상기 평가수단(20)은 차량의 한쪽 측면의 제 1 차이값이 제 1의, 큰 임계값(SW1)을 초과하는 한편, 차량의 다른쪽 측면의 제 1 차이값이 제 1의, 작은 임계값(SW2)에 미달하는 경우(단계(b)), 신호(S; Sij)가 출력되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차륜 상태 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 평가 수단(20)은, 발생된 회전수신호(Nij)에 따라서 차량 전방부분 및 후방부분중 하나에서 두 개 이상의 차륜의 회전수 차이에 대한 제 2 차이값(△h, △v)이 형성되며, 상기 제 2 차이값의 차이(△vh)가 설정가능한 제 2 임계값(△vhmin, △vhmax)에 의해 결정되는 대역 내에 있을 때에야 비로소 신호(S; Sij)가 출력되도록(단계 a) 형성되는 것을 특징으로 하는 차륜 상태 검출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 평가 수단(20)은, 발생된 회전수신호(Nij)에 따라서 차량 전방부분 및 후방부분중 하나에서 두 개 이상의 차륜의 회전수 차이에 대한 제 2 차이값(△h, △v)이 형성되며, 상기 제 2 차이값의 차이(△vh)가 설정가능한 제 2 임계값(△vhmin, △vhmax)에 결정되는 대역 내에 있을 때에야 비로소 신호(S; Sij)가 출력되도록(단계 a) 형성되고, 상기 신호(Sij)는 또한
    -차량 우측면에 있는 차륜들의 회전수 신호(Nij)의 제 3 비교와 차량 좌측면에 있는 차륜들의 회전수 신호(Nij)의 제 3 비교(단계(c))에 따르며, 그리고,
    -상기 제 2 차이값(△h, △v) 간의 제 4 비교(단계(d))에 따르는 것을 특징으로 하는 차륜 상태 검출 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 디스플레이 관련 상태가 설정가능한 지속 시간동안에 검출되었을 때에야 비로소, 상기 신호(S; Sij)가 출력되는 것을 특징으로 하는 차륜 상태 검출 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 평가수단(20)은, 형성된 제 1 차이값(△r, △l)둘다가 설정가능한 제 3 임계값(SW3)을 초과하는 경우에 신호(S; Sij)가 출력되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차륜 상태 검출 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 디스플레이 수단(30)이 구비되어 있으며, 이 디스플레이 수단(30)에 의해 상기 신호(S; Sij)에 의한 상기 디스플레이 장치(30)의 제어를 통해서 디스플레이 관련 상태가 차량의 운전자에게 디스플레이되거나, 또는 제동 또는 구동제어 시스템이 구비되어 있으며, 이 시스템의 작동상태가 상기 출력된 신호(S; Sij)에 따라서 변경되는 것을 특징으로 하는 차륜 상태 검출 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 또는 제 3 임계값이 차량 종방향 속도를 나타내는 값에 따라서 설정되는 것을 특징으로 하는 차륜 상태 검출 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 평가 수단(20)은 발생된 회전수신호(Nij)에 따라서 차량 전방 및 후방부분에서 두 개 이상의 차륜의 회전수 차이에 대한 제 2 차이값(△h, △v)이 형성되며, 상기 제 2 차이값의 차이(△vh)가 설정가능한 제 2 임계값(△vhmin, △vhmax)에 의해 결정되는 대역 내에 있을 때에야 비로소 신호(S; Sij)가 출력되도록(단계 a) 형성되는 것을 특징으로 하는 차륜 상태 검출 장치.
  9. 삭제
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