KR101685484B1 - Tire separation warning system using indirect tpms - Google Patents
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Abstract
본 발명은 휠속을 이용하여 타이어의 압력을 계산적으로 산출하는 방식의 간접방식 타이어 공기압 자동감지 시스템(TPMS, Tire Pressure Monitoring System)을 이용하여, 주행중인 차량의 타이어 이탈 위험을 모니터링하기 위한 종래기술의 부가적인 압력센서의 부설을 배제하고, 휠속을 모니터링하고 타이어의 이탈을 계산하여 타이어 이탈 예측시 운전자에게 타이어 이탈 경고메세지를 제공함으로써, 주행 안전성을 증대시키는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for monitoring the risk of tires departing from a running vehicle by using an indirect tire pressure monitoring system (TPMS) in which a tire pressure is calculated by using a wheel, The present invention relates to a technology for enhancing driving safety by eliminating the installation of an additional pressure sensor, monitoring the wheel speed, calculating a departure of a tire, and providing a driver with a tire departure warning message in predicting tire departure.
Description
본 발명은 간접방식 TPMS를 이용한 타이어 이탈 경고 시스템에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 차량에 적용된 간접방식 타이어 공기압 자동감지 시스템(TPMS, Tire Pressure Monitoring System)을 이용하여, 주행중인 차량의 타이어 이탈 위험을 모니터링하고, 타이어 이탈 예측시 운전자에게 경고메세지를 제공함으로써, 주행 안전성을 증대시키는 기술에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a tire departure warning system using an indirect type TPMS, and more particularly, to a tire departure warning system using an indirect type TPMS, And provides a warning message to the driver when predicting tire deviation, thereby improving driving safety.
일반적으로, 차량의 주행 안전성을 저해하는 주요 요인 중 하나인 주행 중 타이어 이탈은 사고 발생시 큰 사고로 이어질 가능성이 높은 위험 요인 중 하나이다.Generally, one of the main factors that impede the driving safety of a vehicle is the risk of leading to a major accident when an accident occurs.
상기 주행중 타이어 이탈은 차량에 장착된 타이어의 결함으로 인하여 유발되는 경우 보다는 차량에 타이어 장착시 잘못 장착이 되는 경우, 또는 타이어에 주입된 공기압에 불량이 발생하여 유발되는 경우가 대부분이다. The deviation of the running tire during the running is mostly caused by a faulty installation of a tire on a vehicle or a failure of an inflated air pressure in a tire, rather than caused by a defect in a tire mounted on a vehicle.
그 중, 공기압 불량에 의하여 발생하는 주행중 타이어 이탈은 사용자(운전자)에 의하여 시각적으로 확인이 가능하거나, 또는 차량에 장착된 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS: tire pressure monitoring system)를 이용하여 공기압을 모니터링 함으로써 발생 가능성을 제거할 수 있다.Among them, the deviation of the tire during the running caused by the air pressure failure can be visually confirmed by the user (driver) or by monitoring the air pressure using a tire pressure monitoring system (TPMS) mounted on the vehicle The possibility of occurrence can be eliminated.
그러나, 주행중 타이어 이탈을 유발하는 또 다른 요인인 차량에 타이어 장착이 불량인 경우, 예를 들어, 타이어 장착 시, 볼트의 조임이 느슨하게 이루어지거나, 타이어를 장착시키는데 사용된 볼트에 불량이 발생하거나, 또는, 전륜 또는 후륜에 적용해야 할 볼트를 바꿔서 장착하는 등의 경우에는 운전자에 의하여 시각적으로 인지되기 쉽지 않기 때문에 주행중 타이어 이탈이 유발될 가능성이 있었다.However, when the tire is poorly mounted on the vehicle, which is another factor that causes tire disconnection during traveling, for example, when the tire is mounted, loosening of the bolt may be loosened or a bolt used for mounting the tire may be defective, Alternatively, when the bolts to be applied to the front wheel or the rear wheel are to be changed and replaced, it is not easy for the driver to visually perceive the tire, so that there is a possibility that the tire is released during the running.
이러한 주행중 타이어 이탈을 방지하기 위한 공지의 기술로서, 타이어의 공기압을 모니터링할 수 있는 압력센서를 포함하는 타이어 공기압 모니터링 시스템(이하, '직접방식 TPMS'라 함)이 공지되어 있다.As a known technique for preventing tire departure during running, there is known a tire inflation pressure monitoring system (hereinafter, referred to as 'direct method TPMS') including a pressure sensor capable of monitoring air pressure of a tire.
도 1은 이러한 종래의 직접방식 TPMS가 적용된 차량을 도시한다.
Fig. 1 shows a vehicle to which such a conventional direct type TPMS is applied.
공지의 직접방식 TPMS를 이용하는 타이어 이탈 방지 특허로는, 특허공개공보 제10-2014-0077714호 "타이어이탈경고시스템"에 기술된 바와 같이, 압력센서를 포함하는 직접방식 TPMS가 구비된 차량의 타이어 공기압을 압력센서를 통하여 모니터링 하고, 타이어의 반경 변화를 모니터링 함으로써, 기준치를 초과하는 변화량이 검출되면 경고메세지를 표시하는 구성을 제시하고 있다.
As a tires departure-avoiding patent using a known direct TPMS, there is a tire of a vehicle equipped with a direct TPMS including a pressure sensor, as described in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-0077714 entitled " The air pressure is monitored through the pressure sensor, and a change in the tire radius is monitored, thereby displaying a warning message when a change exceeding the reference value is detected.
상기와 같은 종래의 직접방식 TPMS를 이용한 타이어 이탈 경고 시스템은 압력센서를 통한 정확한 타이어의 압력 측정을 이용한 우수한 성능의 타이어 이탈 방지 경고메세지를 제공한다는 점에서 장점을 가지고 있으나, 차량에 구비된 각 타이어, 즉, 전륜(FL, FR) 및 후륜(RL, RR) 각각의 타이어 공기압을 측정하기 위한 별도의 압력센서를 구비해야 한다는 점에서 제조비용을 증가시키는 단점을 가지고 있었다.
The conventional tires departure warning system using the direct TPMS as described above has an advantage in that it provides a superior performance warning message of tires departure prevention using accurate tire pressure measurement through a pressure sensor, That is, a separate pressure sensor for measuring the tire air pressure of each of the front wheels FL and FR and the rear wheels RL and RR.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 창안된 것으로서, The present invention has been made to solve the above problems,
휠속을 이용하여 타이어의 압력을 계산적으로 산출하는 방식의 간접방식 타이어 공기압 자동감지 시스템(TPMS, Tire Pressure Monitoring System)을 이용하여, 주행중인 차량의 타이어 이탈 위험을 모니터링하기 위한 종래기술의 부가적인 압력센서의 부설을 배제하고, 휠속을 모니터링하고 타이어의 이탈을 계산하여 타이어 이탈 예측시 운전자에게 타이어 이탈 경고메세지를 제공함으로써, 주행 안전성을 증대시키는 것을 목적으로 한다.
The additional pressure of the prior art for monitoring the risk of tires departing from a running vehicle by using an indirect tire pressure monitoring system (TPMS) that computes the pressure of the tire using a wheel, It is an object of the present invention to increase the driving safety by eliminating the installation of the sensor, monitoring the wheel speed, calculating the departure of the tire, and providing the driver with the tire departure warning message in predicting the departure of the tire.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,According to an aspect of the present invention,
차량의 휠속을 검출하여 휠속신호를 출력하는 휠속센서; 상기 휠속센서부터 휠속신호를 수신하여 산출된 휠속값의 변화를 모니터링하고, 타이어 이탈 예측시 경고메세지를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 출력된 경고메세지를 수신하여 표시하는 표시부를 포함하고, 상기 제어부는, 정상상태의 휠속신호로부터 산출된 기준값을 사전 설정하여 저장하고, 상기 휠속센서로부터 수신되어 산출된 휠속값과 상기 기준값을 비교판단하여 타이어 이탈을 예측하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.A wheel speed sensor for detecting a wheel speed of the vehicle and outputting a wheel speed signal; A control unit for monitoring a change in the calculated wheel speed value by receiving a wheel speed signal from the wheel speed sensor and outputting a warning message in predicting tire tread; And a display unit for receiving and displaying the warning message output from the control unit, wherein the control unit presets and stores a reference value calculated from a steady-state wheel speed signal, and stores the wheel speed value calculated and received from the wheel speed sensor, And estimating the tire departure by comparing and judging the reference value.
또한, 상기 제어부는, 상기 휠속값과 상기 기준값을 비교판단함에 있어서, 상기 휠속값과 기준값의 차이가 사전 설정된 문턱값(Threshold)을 초과하는지 판단하여 타이어의 이탈을 예측하는 것을 특징으로 한다.The controller may determine whether the difference between the wheel speed value and the reference value exceeds a preset threshold value by comparing the wheel speed value with the reference value, and predicts the departure of the tire.
또한, 상기 제어부는, 상기 휠속값의 미분값을 산출하는 미분값 산출모듈; 및 상기 미분값 산출모듈에서 산출된 미분값의 증감변화를 모니터링하는 휠속 파형 이상감지 모듈을 더 포함하고, 상기 휠속값의 미분값의 증감이 사전 설정된 수치를 초과하거나 또는 사전 설정된 횟수이상으로 발생하는 것 중 어느 하나를 만족하는 것으로부터 타이어의 이탈을 예측하는 것을 특징으로 한다.The control unit may further include: a differential value calculating module for calculating a differential value of the wheel speed value; And a wheel wave waveform abnormality detection module for monitoring a variation of the differential value calculated by the differential value calculation module, wherein the variation of the differential value of the wheel speed value exceeds a preset value or occurs more than a preset number of times And estimates the departure of the tire from the satisfaction of any one of the following.
또한, 상기 휠속센서는, 타이어공기압모니터링 시스템(TPMS)에 포함된 휠속센서인 것을 특징으로 한다.Further, the wheel speed sensor is a wheel speed sensor included in a tire air pressure monitoring system (TPMS).
또한, 상기 제어부는, 복수의 타이어중 타이어 불량이 발생한 특정 타이어를 검출하기 위하여 이하의 동반경분석 알고리즘 중 둘 이상의 알고리즘을 수행하되, 상기 동반경분석 알고리즘은, 전륜과 후륜을 비교하는 제1알고리즘과, 좌륜과 후륜을 비교하는 제2알고리즘과, 전좌륜 및 후우륜과 전우륜 및 후우륜을 비교하는 제3알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the control unit performs two or more of the following dynamic radius analysis algorithms in order to detect a specific tire in which a tire failure occurs among a plurality of tires, and the dynamic radius analysis algorithm includes a first algorithm A second algorithm for comparing the left wheel and the rear wheel, and a third algorithm for comparing the front wheel and the rear wheel with the front wheel and the rear wheel.
또한, 상기 제어부가 출력하는 경고메세지는, 동반경분석 알고리즘을 수행하여 검출된 타이어 불량이 발생한 특정 타이어의 위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The warning message output by the control unit may include a position of a specific tire in which the detected tire failure occurred by performing the radius analysis algorithm.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 이하의 장점을 제공한다.The present invention having the above-described configuration provides the following advantages.
1) 종래기술의 경우 압력센서를 이용하여 타이어 이탈을 판단하였으나, 본 발명은 차량에 구비된 휠속신호를 통하여 타이어의 공기압을 계산적으로 산출하는 간접방식 TPMS를 이용하여 타이어의 이탈을 판단하도록 구성되어, 압력센서의 부가적인 설치 및 이에 따른 제조비용의 증가를 방지할 수 있다.1) In the case of the related art, the tire detachment is determined by using the pressure sensor. However, the present invention is configured to determine the detachment of the tire by using the indirect TPMS that computes the tire air pressure through the wheel speed signal , It is possible to prevent the additional installation of the pressure sensor and the increase in the manufacturing cost.
2) 주행중인 차량의 타이어 이탈을 지속적으로 모니터링 하고, 이탈시점을 예측하여 운전자에게 경고메세지를 제공함으로써, 차량 주행 안전성을 향상시키는 장점을 제공한다.
2) It provides an advantage of improving the safety of the vehicle by continuously monitoring tire departure of the vehicle while driving and providing a warning message to the driver by predicting the departure time.
도 1은 종래의 직접방식 TPMS가 적용된 차량을 도시한다.
도 2는 본 발명의 간접방식 TPMS를 이용한 타이어 이탈 경고 시스템의 바람직한 실시예에 따른 기본 구성을 간략하게 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명이 사용하는 간접방식 타이어 공기압 자동감지 시스템을 개략적으로 블럭도로서 도시한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 간접방식 TPMS를 이용한 타이어 이탈 경고 시스템의 동반경 분석에 다른 타이어의 이탈 가능성을 예측하는 알고리즘의 이해를 돕기 위한 그래프이다.
도 5는 정상상태의 타이어의 휠속과 타이어의 불량이 발생한 경우의 타이어의 휠속을 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어 방법을 나타내는 플로우차트이다. 1 shows a vehicle to which a conventional direct method TPMS is applied.
2 is a block diagram briefly illustrating a basic configuration of a tire departure warning system using an indirect TPMS of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram schematically showing an indirect type tire inflation pressure detection system used by the present invention.
FIG. 4 is a graph for helping an understanding of an algorithm for predicting the possibility of departure of another tire in the dynamic radius analysis of the tire departure warning system using the indirect TPMS according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a graph showing a comparison between a wheel speed of a tire in a steady state and a wheel speed of the tire when a failure occurs in the tire.
6 is a flowchart showing a control method according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명은, 주행중인 차량의 타이어가 이탈함에 따라 유발되는 사고를 미연에 방지하기 위하여, 타이어의 이탈을 사전에 예측하여 운전자에게 경고메세지를 제공하는 시스템을 구축하는 것을 목적으로 하고 있으며, 그 구성상 타이어의 압력을 측정하기 위한 압력센서를 사용하는 종래의 직접방식 TPMS를 포함하는 타이어 이탈 경고 시스템의 문제, 즉, 제조비용의 상승 등의 문제를 해결하기 위한 발명이다.An object of the present invention is to construct a system for predicting a departure of a tire and providing a warning message to a driver in order to prevent an accident caused by a tires of a vehicle being driven away from occurring in advance, A problem of a tire departure warning system including a conventional direct type TPMS using a pressure sensor for measuring the pressure of an upper tire, that is, an increase in manufacturing cost is solved.
이를 위하여, 본 발명은 차량의 휠속을 이용하여 타이어의 압력을 계산적으로 산출하는 방식의 간접방식 타이어 공기압 자동감지 시스템(TPMS, Tire Pressure Monitoring System)을 이용하여 구성된다. 따라서, 주행중인 차량의 타이어 이탈 위험을 모니터링하기 위한 종래기술의 부가적인 압력센서가 가지는 단점을 배제하고, 휠속을 모니터링하고 타이어의 이탈을 계산하여 타이어 이탈 예측시 운전자에게 타이어 이탈 경고메세지를 제공함으로써, 주행 안전성을 증대시킬 수 있다.
To this end, the present invention is configured using an indirect tire pressure monitoring system (TPMS) in which a tire pressure is calculated using a vehicle's wheel speed. Accordingly, it is possible to eliminate the disadvantage of the prior art additional pressure sensor for monitoring the risk of tearing off the vehicle during running, monitor the wheel speed and calculate the departure of the tire, thereby providing the driver with a tire departure warning message , The driving safety can be increased.
이하 도면을 참조하여 상기와 같은 목적 및 구성에 기반하는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 간접방식 TPMS를 이용한 타이어 이탈 경고 시스템의 바람직한 실시예에 따른 기본 구성을 간략하게 나타내는 블럭도이다.2 is a block diagram briefly illustrating a basic configuration of a tire departure warning system using an indirect TPMS of the present invention.
상술한 바와 같이, 본 발명은 주행중인 타이어의 이탈에 따른 사고를 방지하기 위한 발명으로서, 타이어의 불량발생을 사전에 인식하여 경고함으로써 타이어의 이탈을 방지하도록 구성된다.As described above, the present invention is an invention for preventing an accident caused by a departure of a tire during running, and is configured to prevent the departure of a tire by recognizing and warning of occurrence of a failure of the tire in advance.
본 발명은, 기본적으로 차량의 휠속을 이용하여 타이어의 압력을 계산적으로 산출하는 간접방식 타이어 공기압 자동 감지 시스템이 적용된 차량의 구성을 이용하여 타이어의 이탈을 예측하도록 구성된다.
The present invention is configured to predetermine a departure of a tire by using a configuration of a vehicle to which an indirect type tire inflation pressure detecting system that basically calculates the pressure of the tire by using the vehicle's wheel speed.
본 발명의 간접방식 TPMS를 이용한 타이어 이탈 경고 시스템은 이하의 개략적인 구성을 가진다.The tire departure warning system using the indirect type TPMS of the present invention has the following schematic configuration.
도 2에 도시된 바와 같이, 최초 차량 제조시, 또는 타이어의 교체에 의하여 타이어의 장착 불량이 발생하거나, 또는 타이어의 장착에 사용되는 장착수단, 예를 들어, 볼트의 조임 또는 볼트 그 자체의 불량이 발생할 수 있다.(이하 설명의 편의상 타이어의 장착 불량을 기준으로 설명하도록 한다.)As shown in Fig. 2, when the initial vehicle is manufactured or the tire is replaced by a replacement of the tire, the mounting failure of the tire occurs or the mounting means used for mounting the tire, for example, tightening of the bolt, (For convenience of explanation, it will be described based on the mounting failure of the tire.)
이 경우, 타이어의 장착 불량이 발생한 상태로 차량이 주행되면, 정상 상태의 차량에 비하여 휠토크가 발생하여 타이어가 차량 횡방향으로 빠르게 흔들리게 된다. 결과적으로, 타이어의 빠른 흔들림은 타이어의 이탈 요소 중 하나가 되어 타이어의 이탈을 더욱 가속화시키게 된다.In this case, when the vehicle is driven in a state in which the mounting failure of the tire occurs, the wheel torque is generated as compared with the vehicle in the steady state, and the tire rapidly swings in the transverse direction of the vehicle. As a result, the rapid shaking of the tire becomes one of the departure elements of the tire, thereby further accelerating the departure of the tire.
따라서, 본 발명은 차량에 구비된 간접방식 TPMS를 이용하여, 상기 간접방식 TPMS에 포함된 휠속센서(10)로부터 차량에 구비된 각 타이어들의 동반경 분석을 함으로써, 타이어의 이탈을 예측하고, 타이어의 이탈을 방지하도록 구성된다.
Therefore, the present invention predicts the deviation of the tire by analyzing the radius of each tire provided in the vehicle from the
도 3은 본 발명이 사용하는 간접방식 타이어 공기압 자동감지 시스템을 개략적으로 블럭도로서 도시한다.FIG. 3 is a block diagram schematically showing an indirect type tire inflation pressure detection system used by the present invention.
간접방식 타이어 공기압 자동감지 시스템(이하, '간접방식 TPMS' 라 함)은 상술한 직접방식 TPMS의 단점을 해결하기 위하여 압력센서를 배제하고, 휠속센서(10)로부터 검출되는 휠속신호를 바탕으로 타이어의 이탈을 예측 산출하는 구조를 가진다. In order to solve the disadvantage of the direct type TPMS described above, the indirect type tire inflation pressure detecting system (hereinafter referred to as 'indirect TPMS') eliminates the pressure sensor, and based on the wheel speed signal detected from the
도시된 바와 같이, 간접방식 TPMS는 차량 주행 중 휠속센서(10)로부터 휠속신호를 지속적으로 검출하여 획득하고, 획득된 휠속신호를 주파수분석 알고리즘을 통하여 휠속신호의 주파수를 분석하고, 동반경 분석 알고리즘을 통하여 휠속신호로부터 타이어의 동반경을 분석하고 최종적으로 타이어의 공기압을 산출하여 획득하도록 이루어진다.As shown in the figure, the indirect method TPMS continuously detects and acquires the wheel speed signal from the
상기 간접방식 TPMS에서 휠속신호로부터 타이어의 공기압을 산출하는 원리는 차량에 적용된 타이어(복수의 타이어 중 임의의 타이어)의 공기압이 저하되는 경우, 해당 타이어의 동반경 및 타이어의 진동주파수의 감소를 수반하는 작용을 기반으로 하는 것으로서, 타이어의 공기압을 직접적으로 측정하기 위한 압력센서를 요구하지 않기 때문에 제조비용을 절감하는데 효과적이다.The principle of calculating the air pressure of the tire from the wheel speed signal in the above indirect method TPMS is accompanied by a decrease in the dynamic radius of the tire and the vibration frequency of the tire when the air pressure of the tire (any one of the plurality of tires) And does not require a pressure sensor for directly measuring the tire air pressure, which is effective in reducing manufacturing cost.
따라서, 본 발명은 상기 간접방식 TPMS를 이용하여 주행 중 찰량 타이어 이탈 위험을 판단하도록 구성하고, 타이어 이탈 위험이 예상되는 경우, 경고메세지를 출력하도록 구성된다.
Therefore, the present invention is configured to determine the risk of departing from the tire being touched while driving using the indirect method TPMS, and to output a warning message when the risk of tire separation is expected.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 간접방식 TPMS를 이용한 타이어 이탈 경고 시스템의 동반경 분석에 다른 타이어의 이탈 가능성을 예측하는 알고리즘의 이해를 돕기 위한 그래프로서, 타이어의 동반경이 변화되는 경우의 각도변화를 나타내고, 도 5는 정상상태의 타이어의 휠속과 타이어의 불량이 발생한 경우의 타이어의 휠속을 비교하여 나타내는 그래프이다. 또한, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어 방법을 나타내는 플로우차트이다.
FIG. 4 is a graph for helping understanding of an algorithm for predicting the possibility of departure of other tires in the dynamic radius analysis of the tire departure warning system using the indirect TPMS according to a preferred embodiment of the present invention. 5 is a graph showing a comparison between the wheel speed of a tire in a steady state and the wheel speed of the tire when a failure of the tire occurs. 6 is a flowchart showing a control method according to a preferred embodiment of the present invention.
상술한 바와 같이, 본 발명은 타이어의 이탈을 간접방식 TPMS에 적용된 휠속센서(10)의 휠속신호로부터 타이어의 동반경을 판단함으로써 예측하도록 이루어진다.As described above, the present invention is made to predict the deviation of the tire by judging the radius of the tire from the wheel speed signal of the
따라서, 상기 간접방식 TPMS의 제어부(20)가 상기 휠속센서(10)로부터 휠속신호를 수신하여 이를 통하여 타이어의 압력을 계산적으로 산출하고, 주행중인 차량의 타이어 압력을 지속적으로 모니터링하는 것으로부터 본 발명이 실시된다(도 6의 S011).
Accordingly, the
정상상태로 주행중인 차량의 타이어는 도 4에 도시된 바와 같이 그래프의 세로축과 동일 방향(즉, 차량의 주행방향)으로 지향되는 것으로 그래프상에 도시된다.The tire of the vehicle running in a steady state is shown graphically as being oriented in the same direction as the longitudinal axis of the graph (i.e., the running direction of the vehicle) as shown in Fig.
반면, 주행중인 차량의 타이어의 불량이 발생하는 경우, 즉, 최초 차량 제조시, 또는 타이어의 교체에 의하여 타이어의 장착 불량이 발생하거나, 또는 타이어의 장착에 사용되는 장착수단, 예를 들어, 볼트의 조임 또는 볼트 그 자체의 불량이 발생한 상태로 타이어가 장착된 차량의 주행시, 불량이 발생한 타이어에 휠토크가 발생하고, 해당 타이어는 차량의 횡방향으로 빠르게 흔들리는 현상이 발생한다.On the other hand, when the tire of the vehicle under running is defective, that is, when the initial vehicle is manufactured or the tire is replaced, the mounting failure of the tire occurs or the mounting means used for mounting the tire, A wheel torque is generated in a tire in which a failure occurs, and a phenomenon that the tire swings rapidly in the lateral direction of the vehicle occurs.
여기에서, 정상상태의 타이어의 반지름을 r이라 하면, 도 4에 도시된 바와 같이 타이어 불량이 발생한 상태의 타이어에서는 동반경이 변화되어, 틀어진 각도θ만큼 반지름이 변화되는 결과를 가져온다. 즉, 타이어 불량이 발생한 상태의 동반경이 변화된 타이어의 반지름은 실질적으로 rCOSθ이다.Here, if the radius of the tire in the steady state is r, as shown in Fig. 4, in the tire in which the tire failure occurs, the accompanying radius is changed, and the radius is changed by the angle? That is, the radius of the tire whose accompanying curvature is changed in the tire defective state is substantially rCOS ?.
따라서, 타이어 불량이 발생한 상태의 반지름은 정상상태의 반지름 보다 작아지는 결과가 나타나므로, 휠속의 증가가 이루어지고, 휠토크의 적용에 따라 지속적으로 휠속의 증가와 감소를 반복하는 결과를 가져온다.Therefore, the radius of the state in which the tire failure occurs is smaller than the radius of the steady state, so that the amount of the wheel is increased, and the increase and decrease in the wheel are continuously repeated according to the application of the wheel torque.
따라서, 본 발명의 제어부(20)는 상기와 같이 타이어 불량이 발생하였을 때, 타이어의 동반경 변화에 따라 휠속이 변화되는 것으로부터 타이어의 불량을 예측하도록 구성된다. 타이어의 불량 예측과정의 휠속값의 변화에 따른 동반경 분석은 도 5에 구체적으로 도시된 그래프를 통하여 보여진다.
Therefore, when the tire failure occurs, the
통상적으로 차량에는 4개의 타이어가 적용되는데, 휠속의 변화를 판단하여 차량에 적용된 4개의 타이어 중 불량이 발생한 특정 타이어를 검출하기 위해서는 도시된 3가지의 동반경분석 알고리즘을 통하여 비교 판단을 수행한다(도 6의 S002).Generally, four tires are applied to a vehicle. In order to detect a change in a wheel and detect a specific tire in which four defects have occurred in the vehicle, comparison judgment is performed through three illustrated dynamic radius analysis algorithms S002 in Fig. 6).
먼저 차량의 전륜과 후륜을 비교하여 현재 휠속을 변화시키는 부분이 차량의 전륜인지 후륜인지 판단하며, 이 과정은 아래의 수식을 따른다.First, the front wheel and the rear wheel of the vehicle are compared with each other to determine whether the current wheel speed is a front wheel or a rear wheel of the vehicle.
[수식 1][Equation 1]
[ {FL + FR) - (RL + RR)} / (FL+FR+RL+RR) ] / 4/ (FL + FR + RL + RR) / 4
상기한 수식 1의 결과는 도 6의 (a) 그래프로서 도시된다.The result of the above-described equation (1) is shown as a graph of FIG. 6 (a).
도 6(a)에 도시된 바와 같이, 정상상태에서 타이어의 저압이 발생하는 경우, 저압이 발생한 시점으로부터 휠속이 상승하고, 상승한 휠속이 유지된다. As shown in Fig. 6 (a), when a low pressure of the tire occurs in a steady state, the wheel spindle rises from the point of time when the low pressure is generated, and the wheel spindle is maintained.
그러나, 타이어의 불량이 발생하면, 휠토크의 발생으로 타이어의 동반경이 주기적으로 변화하기 때문에, 저압 시점으로부터 휠속이 크게 증가되었다 감소되는 반복적인 그래프를 나타낸다.However, when the failure of the tire occurs, the accompanying curve of the tire periodically changes due to the generation of the wheel torque, so that the wheel circumference is greatly increased from the low pressure point to the repetitive graph.
도 5(a)에서는 상기 수식을 통하여 산출된 그래프가 양의 값(+)을 나타내고 있으므로, 현재 타이어 불량이 발생한 타이어는 전륜임을 알 수 있다.
In FIG. 5 (a), since the graph calculated through the above equation shows a positive value (+), it can be known that the tire in which the current tire failure has occurred is the front wheel.
한편, 이후, 차량의 좌륜과 우륜을 비교하여 현재 휠속을 변화시키는 부분이 차량의 좌륜인지 우륜인지 판단하며, 이 과정은 아래의 수식을 따른다.Then, the left and right wheels of the vehicle are compared with each other to determine whether the current wheel speed is the left or right wheel of the vehicle.
[수식 2][Equation 2]
[ {FL + RL) - (FR + RR)} / (FL+FR+RL+RR) ] / 4/ (FL + FR + RL + RR) / 4
상기한 수식 2의 결과는 도 5의 (b) 그래프로서 도시된다.The result of the above-described equation (2) is shown as a graph of FIG. 5 (b).
도 5(b)에 도시된 그래프는 상기 도 5(a)와는 반대로 음(-)의 값을 나타내고 있다. 다시말해서, 정상상태에서 타이어의 저압이 발생하는 경우, 저압이 발생한 시점으로부터 휠속이 하강하고, 하강한 휠속이 유지되는 것으로 도시된다.The graph shown in FIG. 5 (b) shows a negative value in contrast to FIG. 5 (a). In other words, when a low pressure of the tire occurs in a steady state, it is shown that the inside of the wheel descends from the time when the low pressure is generated, and the inside of the descended wheel is maintained.
이때, 타이어의 불량이 발생하면, 휠토크의 발생으로 타이어의 동반경이 주기적으로 변화하기 때문에, 저압 시점으로부터 휠속이 크게 감소되었다 증가하는 반복적인 그래프를 나타낸다.At this time, if a failure of the tire occurs, since the accompanied light of the tire changes periodically due to the generation of the wheel torque, the repetitive graph shows that the wheel circumference increases greatly from the low pressure point.
따라서, 현재 도 5(b)의 그래프는 상기와 같은 상태에서 음(-)의 값을 나타내고 있으므로, 좌륜이 우륜보다 적은 값을 가지고 있는 것을 알 수 있으며, 따라서, 현재 타이어 불량이 발생한 타이어는 좌륜임을 알 수 있다.
Therefore, since the graph of FIG. 5 (b) shows a negative value in the above-described state, it can be seen that the left wheel has a smaller value than the right wheel, .
마지막으로, 차량의 4개의 타이어를 대각선으로 비교하여 현재 휠속을 변화시키는 부분을 판단하며, 이 과정은 아래의 수식을 따른다.Finally, the four tires of the vehicle are compared diagonally to determine the portion that changes the current wheel speed, and this process follows the following equation.
[수식 3][Equation 3]
[ {FR + RL) - (FL + RR)} / (FL+FR+RL+RR) ] / 4/ (FL + FR + RL + RR) / 4
상기한 수식 3의 결과는 도 5의 (c) 그래프로서 도시된다.The result of the above-described equation (3) is shown as a graph of FIG. 5 (c).
도 5(c)에 도시된 그래프는 상기 도 5(a)와 마찬가지로 양(+)의 값을 나타내고 있다. 다시말해서, 정상상태에서 타이어의 저압이 발생하는 경우, 저압이 발생한 시점으로부터 휠속이 상승하고, 상승한 휠속이 유지되는 것으로 도시된다.The graph shown in FIG. 5 (c) shows a positive value as in FIG. 5 (a). In other words, when a low pressure of the tire occurs in a steady state, the wheel sprang up from the time when the low pressure is generated, and the wheel sprung up is maintained.
이때, 타이어의 불량이 발생하면, 휠토크의 발생으로 타이어의 동반경이 주기적으로 변화하기 때문에, 저압 시점으로부터 휠속이 크게 증가되었다 감소하는 반복적인 그래프를 나타낸다.At this time, when a failure of the tire occurs, since the accompanied diameter of the tire changes periodically due to the generation of the wheel torque, the wheel circumference increases greatly from the low pressure point, and the repetitive graph is shown.
따라서, 현재 도 5(cb)의 그래프는 상기와 같은 상태에서 양(+)의 값을 나타내고 있으므로, Therefore, since the graph of FIG. 5 (cb) shows a positive value in the above-described state,
전우륜과 후좌륜의 조합이 전좌륜과 후우륜의 조합 보다 큰 값을 가지고 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 현재 타이어 불량이 발생한 타이어는 전좌륜과 후우륜 중 하나임을 알 수 있다.It can be seen that the combination of the front wheel and the rear left wheel has a larger value than the combination of the front wheel and the rear wheel. Therefore, it can be known that the tire in which the current tire failure occurs is one of the front wheel and the rear wheel.
따라서, 상기와 같은 계산을 통하여 동반경 변화에 따른 휠속의 변화로부터 차량에 적용된 타이어 중 불량이 발생한 특정 타이어를 검출해 낼 수 있다.
Therefore, it is possible to detect a specific tire in which a failure occurred in the tire applied to the vehicle from the change in the wheel due to the change in radius, through the above calculation.
이때, 도 5에 도시된 각 그래프에서, 일반 저압시 휠속이 상승하거나, 하강하여 유지되는 값을 사전 측정하여 상기 제어부(20)에 기준값으로 저장하고, 타이어 불량 발생에 따라 변하는 검출된 휠속값이 상기 기준값에 인접하는지 지속적으로 모니터링 하고, 기준값과 검출된 휠속값의 차이가 사전 설정된 문턱값(Threshold)를 초과하면 타이어의 이탈이 발생하는 것으로 판단한다(도 6의 S003).
In this case, in each graph shown in FIG. 5, a value obtained by preliminarily measuring the value of the wheel up or down during the normal low pressure is stored in the
한편, 상기 제어부(20)는 상기와 같이 타이어의 이탈을 예측하는 알고리즘과 더불어, 타이어의 불량에 따라 발생한 휠속값의 증감변화를 휠속값을 미분하여 산출하고, 이를 통하여 타이어의 이탈을 보다 상세하게 예측하도록 이루어질 수 있다.In addition to the algorithm for predicting the deviation of the tire as described above, the
이때, 상기 제어부(20)는 휠속센서(10)로부터 검출된 휠속값으로부터 상기 휠속값의 미분값을 산출하는 미분값 산출모듈과, 상기 미분값 산출모듈에서 산출된 미분값의 증감변화를 모니터링하되, 휠속값의 미분값이 사전 설정된 수치 이상으로 증감하는것으로부터 타이어의 이탈을 예측하는 휠속 파형 이상감지 모듈을 포함한다.Here, the
이것은, 상기와 같이 제어부(20)의 동반경 분석 중에 타이어 불량에 따른 이상 파형이 도출되는 것을 모니터링하기 위한 것으로서, 상기 제어부(20)는 상기 미분값 산출모듈을 통하여 휠속값을 미분한 값을 산출하고, 산출된 미분값의 증감변화를 모니터링 하여, 미분값의 증감변화, 즉, 미분값이 + 에서 -로 변화하거나, 또는 - 에서 +로 변화하는 상태(증감된 수치 또는 증감된 횟수)를 모니터링하여, 사전 설정된 수치(특정값으로 한정하지 않으며, 실험적으로 산출된 값이 될 수 있다) 이상으로 발생하는 경우, 타이어의 불량이 발생하여 타이어 이탈이 예측되는 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
This is to monitor the derivation of the abnormal waveform according to the tire failure during the same radius analysis of the
따라서, 상술한 바와 같이, 상기 제어부(20)는 타이어의 이탈이 예측되는 순간, 차량 내부의 클러스터 등에 구비된 표시부(30)를 통하여 경고메세지를 출력하도록 함으로써, 운전자에게 타이어 이탈 가능성을 경고하여 사고 발생을 미연에 발생하도록 할 수 있다(도 6의 S004). 상기 표시부(30)는 차량에 이미 구비되어 있는 각종 디스플레이수단 중 어느 하나가 될 수 있으며, 필요시 부가적으로 차량에 부설되는 수단일 수도 있다.Therefore, as described above, the
상기 경고메세지에는 타이어의 이탈 가능성을 경고하는 경고메세지와 함께, 이탈 가능성이 있는 타이어의 위치를 포함하여 제공하는 것이 바람직하다.
It is preferable that the warning message includes a warning message warning of the possibility of tire dismissure and a position of a tire that may be dismounted.
이상으로 본 발명의 간접방식 TPMS를 이용한 타이어 이탈 경고 시스템의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 특정한 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도, 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims. It is not. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.
10: 휠속센서
20: 제어부
30: 표시부10: Wheel speed sensor
20:
30:
Claims (6)
상기 휠속센서부터 휠속신호를 수신하여 산출된 휠속값의 변화를 모니터링하고, 타이어 이탈 예측시 경고메세지를 출력하는 제어부; 및
상기 제어부로부터 출력된 경고메세지를 수신하여 표시하는 표시부;
를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 휠속값의 미분값을 산출하는 미분값 산출모듈; 및 상기 미분값 산출모듈에서 산출된 미분값의 증감변화를 모니터링하는 휠속 파형 이상감지 모듈을 더 포함하고, 상기 휠속값의 미분값의 증감이 사전 설정된 수치를 초과하거나 또는 사전 설정된 횟수이상으로 발생하는 것 중 어느 하나를 만족하는 것으로부터 타이어의 이탈을 예측하고,
상기 제어부는, 전륜과 후륜을 비교하는 제1알고리즘, 좌륜과 후륜을 비교하는 제2알고리즘, 또는 전좌륜 및 후우륜과 전우륜 및 후우륜을 비교하는 제3알고리즘 중 둘 이상을 포함하는 동반경분석 알고리즘을 수행하여 복수의 타이어중 타이어 불량이 발생한 특정 타이어를 검출하며,
상기 제어부가 출력하는 경고메세지는, 상기 동반경분석 알고리즘을 수행하여 검출된 불량이 발생한 특정 타이어의 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 간접방식 TPMS를 이용한 타이어 이탈 경고 시스템.
A wheel speed sensor for detecting a wheel speed of the vehicle and outputting a wheel speed signal;
A control unit for monitoring a change in the calculated wheel speed value by receiving a wheel speed signal from the wheel speed sensor and outputting a warning message in predicting tire tread; And
A display unit for receiving and displaying the warning message output from the control unit;
Lt; / RTI >
Wherein the control unit comprises: a differential value calculating module for calculating a differential value of the wheel speed value; And a wheel wave waveform abnormality detection module for monitoring a variation of the differential value calculated by the differential value calculation module, wherein the variation of the differential value of the wheel speed value exceeds a preset value or occurs more than a preset number of times The deviation of the tire from the one satisfying any one of them is predicted,
Wherein the control unit includes a first algorithm for comparing the front wheel and the rear wheel, a second algorithm for comparing the left wheel and the rear wheel, or a third algorithm for comparing the front wheel and the rear wheel with the front wheel and the rear wheel, An analysis algorithm is executed to detect a specific tire in which a tire failure occurs among a plurality of tires,
Wherein the warning message output by the controller includes a position of a specific tire detected by performing the dynamic radius analysis algorithm to detect a defective tire.
상기 제어부는,
정상상태의 휠속신호로부터 산출된 기준값을 사전 설정하여 저장하고,
상기 휠속값과 기준값의 차이가 사전 설정된 문턱값(Threshold)을 초과하는지 판단하여 타이어의 이탈을 예측하는 것을 특징으로 하는 간접방식 TPMS를 이용한 타이어 이탈 경고 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein,
A reference value calculated from a steady-state wheel speed signal is preset and stored,
And estimates the departure of the tire by determining whether the difference between the wheel speed value and the reference value exceeds a preset threshold value.
상기 휠속센서는,
타이어공기압모니터링 시스템(TPMS)에 포함된 휠속센서인 것을 특징으로 하는 간접방식 TPMS를 이용한 타이어 이탈 경고 시스템.
The method according to claim 1,
The wheel speed sensor,
Wherein the tire is a wheel speed sensor included in a tire air pressure monitoring system (TPMS).
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