KR101735728B1 - 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 명세서는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법 및 장치에 관한 것으로서, 본 명세서의 실시 예에 따른 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치는 차량의 휠속도 신호를 획득하는 단계; 상기 획득된 휠속도 신호를 고정 시간으로 인터폴레이션하는 단계; 제로 크로싱의 시간 범위를 이용하여 상기 인터폴레이션된 휠속도 신호의 최대치를 계산하는 단계; 상기 계산된 휠속도 신호의 최대치와 기설정된 정상압의 최대치를 비교하여 최대치 변화량을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 최대치 변화량을 이용하여 차량에 장착된 타이어의 저압을 판정하는 단계를 포함한다.
Description
본 명세서는 타이어 압력 모니터링 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법 및 장치에 관한 것이다.
타이어의 공기압은 자동차가 안전하게 주행할 수 있게 하는 요소 중 하나이다. 타이어의 공기압이 낮으면 차량이 쉽게 미끄러져 대형사고로 이어질 가능성이 있고, 연료 소모량이 많아져 연비가 악화된다. 또한, 타이어 수명이 짧아질 뿐 아니라, 승차감과 제동력도 많이 떨어진다. 타이어의 공기압이 저하되면 연비 저하, 타이어 마멸과 같은 기능상 문제가 발생할 수 있다. 그뿐만 아니라, 공기압의 저하가 심하면 운전 불능 상태나 타이어 파열에 의한 사고 발생 등 차량과 인명 피해가 발생할 가능성이 있다.
하지만, 운전자 대부분은 운전 중 타이어 공기압의 변화를 인지하지 못하기 때문에 타이어의 압력 변화를 실시간으로 운전자에게 알려주는 타이어 압력 감시 장치인 타이어 압력 모니터링 시스템(TPMS: Tire Pressure Monitoring System)이 개발되고 있다.
최근, 차량에는 차량에 장착된 타이어의 공기압 저하를 검출해 운전자에게 알려주는 타이어 압력 모니터링 시스템(TPMS)이 장착되고 있다.
타이어 압력 모니터링 시스템(TPMS)은 타이어의 압력 강하를 운전자에게 알려줌으로써 타이어의 압력 상태를 점검할 수 있도록 하여 이러한 문제를 해결할 수 있게 한다.
타이어 압력 모니터링 시스템은 크게 직접 방식과 간접 방식으로 분류될 수 있다.
직접 방식의 TPMS는 타이어 휠 내부에 압력 센서를 설치하여 타이어의 공기압을 직접 측정하는 것이다. 직접 방식의 TPMS는 타이어에 부착된 압력 센서로부터 측정된 타이어의 공기압 변화를 운전자에게 알려준다.
직접 방식의 TPMS는 타이어의 공기압을 정확하게 감지할 수 있지만, 배터리의 수명에 한계가 있고 타이어를 교체할 때마다 다시 설치해야 하는 단점이 있다. 직접 방식의 TPMS는 압력 센서를 부착하므로 타이어의 불균형이 발생할 수 있고, 무선 주파수 간섭 등 문제가 발생할 수도 있다. 또한, 직접 방식의 TPMS는 센서를 타이어에 장착하여 측정하는 방식이기에 정확한 압력을 측정할 수 있는 장점이 있다. 반면, 직접 방식의 TPMS는 타이어에 장착되는 압력측정 센서와 통상 무선방식으로 측정값을 송신하기 위한 무선 통신부 등의 여러 구성요소로 이루어진다. 따라서, 직접 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템은 간접 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템에 비하여 가격이 고가이며 또한 고장률이 높은 편이다.
한편, 간접 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템은 차량에 장착되어 휠속도를 측정하는 휠 센서(wheel sensor)를 이용하여 공기압의 손실을 추정하는 방식이다. 간접 방식의 TPMS는 알고리즘만으로 타이어 압력 모니터링 시스템을 구현할 수 있어 추가적인 하드웨어가 불필요하여 비용이 많이 안 든다. 유지 및 보수 비용도 거의 들지 않는다. 간접 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템은 직접 타이어 압력 모니터링 시스템에 비해 가격 경쟁력은 있다.
간접 방식의 TPMS는 공기압이 저하되었을 때 생기는 타이어의 응답 특성(예를 들면 회전 속도나 회전 속도의 주파수 특성) 변화를 통해 타이어의 공기압 변화를 간접적으로 추정하고 이를 운전자에게 알려준다. 직접 방식의 TPMS은 타이어의 공기압의 저하를 고 정확도로 검출할 수 있으나, 전용의 휠이 필요하고 실제 환경에서 성능에 문제가 있는 등, 기술적, 비용적으로 단점이 있다.
간접 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템은 휠속도에 따라 공진 주파수가 변화하기 때문에 정확도가 다소 떨어지는 문제점이 있다. 간접 방식의 TPMS는 추정된 타이어의 공기압 변화가 실제와 다른 경우가 발생할 수 있어, 운전자에게 오경보(false alarm)를 보낼 수도 있다.
간접 방식의 TPMS는 타이어의 회전 정보로부터 타이어 공기압을 추정하는 방법이다. 간접방식 TPMS는 다시 동하중 반경(DLR: Dynamic Loaded Radius) 분석 방식과 공진 주파수(RFM: Resonance Frequency Method) 분석 방식으로 상세 분류할 수 있다. 이를 간략하게 반경 분석 방식 및 주파수 분석 방식으로 지칭할 수 있다.
주파수 분석 방식은, 타이어의 공기압이 저하되면 차륜의 회전 속도 신호의 주파수 특성이 변화하는 것을 이용하여 공기압이 정상인 타이어와의 차이를 검출한다. 주파수 분석 방식에서는, 차륜의 회전 속도 신호의 주파수 해석에 의해 구할 수 있는 공진 주파수를 바탕으로, 초기화 시에 추정한 기준 주파수보다 당해 공진 주파수가 낮게 산출되면 타이어의 공기압이 저하된 것으로 판단한다.
반경 분석 방식은, 감압된 타이어가 주행 시에 동하중 반경이 작아져, 그 결과 정상의 타이어보다 빠르게 회전하는 현상을 이용해, 4개의 타이어의 회전 속도를 비교하는 것으로 압력 저하를 검출한다. 반경 분석 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템에서는, 휠속도를 기초로 타이어의 감압 여부를 판단하기 때문에 휠속도가 감압 판단에 가장 큰 영향을 미친다.
한편, 타이어 공기압 모니터링 방식은 주로 주파수와 동반경 분석을 통해 저압인지 판단한다.
주파수 분석 방식에서는 적응 필터(Adaptive filter) 방식과 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform) 분석 방식이 주로 사용된다. 두 가지의 방식은 모두 복잡하고 계산량이 많다.
간접 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템은 복잡하고 계산량이 많기 때문에 타이어의 공기압을 추정한 결과가 실제와 다를 수 있다. 이러한 간접 방식의 타이어 압력 모니터링 시스템은 운전자에게 실제와 다른 오경보(false alarm)를 보낼 수도 있다.
따라서 복잡하고 연산량이 많은 방식 대신에 신속하고 용이하게 타이어 압력을 모니터링하는 기술이 요구되고 있다.
본 명세서의 실시 예들은 제로 크로싱의 시간 범위를 이용하여 인터폴레이션된 휠속도 신호의 최대치를 계산하고 그 계산된 최대치와 기설정된 정상압의 최대치를 비교하여 최대치 변화량을 산출함으로써, 최대치 변화량에 따라 차량에 장착된 타이어의 저압을 신속하고 용이하게 판정할 수 있는, 타이어 압력 모니터링 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 명세서의 실시 예들은 인터폴레이션된 휠속도 신호의 타임 슬롯 개수를 이용하여 주파수를 계산하고 그 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위 카운트를 이용하여 피크 주파수를 선정함으로써, 선정된 피크 주파수에 따라 차량에 장착된 타이어의 저압을 신속하고 용이하게 판정할 수 있는, 타이어 압력 모니터링 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 명세서의 실시 예들은 인터폴레이션된 휠속도 신호의 타임 슬롯 개수를 이용하여 주파수를 계산하고 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 최대치를 계산하고, 그 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 최대치를 이용하여 피크 주파수를 선정함으로써, 선정된 피크 주파수에 따라 차량에 장착된 타이어의 저압을 신속하고 용이하게 판정할 수 있는, 타이어 압력 모니터링 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 명세서의 제1 측면에 따르면, 차량의 휠속도 신호를 획득하는 단계; 상기 획득된 휠속도 신호를 고정 시간으로 인터폴레이션하는 단계; 제로 크로싱의 시간 범위를 이용하여 상기 인터폴레이션된 휠속도 신호의 최대치를 계산하는 단계; 상기 계산된 휠속도 신호의 최대치와 기설정된 정상압의 최대치를 비교하여 최대치 변화량을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 최대치 변화량을 이용하여 차량에 장착된 타이어의 저압을 판정하는 단계를 포함하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법이 제공될 수 있다.
상기 방법은, 상기 획득된 휠속도 신호의 오류를 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 인터폴레이션된 휠속도 신호를 기설정된 주파수 범위에 따라 대역 통과 필터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 최대치를 계산하는 단계는 제로 크로싱의 시간 범위 내에서 현재 휠속도 신호 값이 이전 휠속도 신호 값 미만인 변곡점에서의 값을 최대값으로 선정하고, 상기 선정된 최대값을 실시간으로 평균하여 평균 최대치를 계산할 수 있다.
상기 최대치 변화량을 산출하는 단계는 상기 계산된 평균 최대치와 기설정된 정상압의 평균 최대치를 비교하여 최대치 변화량을 산출할 수 있다.
상기 저압을 판정하는 단계는 상기 산출된 최대치 변화량이 기설정된 기준 변화량 이하이면 정상압으로 판정하고, 상기 산출된 최대치 변화량이 기설정된 기준 변화량을 초과하면 저압으로 판정할 수 있다.
한편, 본 명세서의 제2 측면에 따르면, 차량의 휠속도 신호를 획득하는 단계; 상기 획득된 휠속도 신호를 고정 시간으로 인터폴레이션하는 단계; 상기 인터폴레이션된 휠속도 신호의 타임 슬롯 개수를 이용하여 주파수를 계산하는 단계; 상기 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위 카운트를 이용하여 피크 주파수를 선정하는 단계; 및 상기 선정된 피크 주파수를 이용하여 차량에 장착된 타이어의 저압을 판정하는 단계를 포함하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법이 제공될 수 있다.
상기 방법은, 상기 획득된 휠속도 신호의 오류를 보정하는 단계를 더 포함하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법이 제공될 수 있다.
상기 방법은, 상기 인터폴레이션된 휠속도 신호를 기설정된 주파수 범위에 따라 대역 통과 필터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 주파수를 계산하는 단계는 외란을 제거하기 위해 기설정된 주기 동안 상기 인터폴레이션된 휠속도 신호의 타임 슬롯 개수를 이용하여 주파수를 계산할 수 있다.
상기 피크 주파수를 선정하는 단계는 상기 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위를 확인하여 주파수 범위 카운트를 증가시키고, 상기 증가된 주파수 범위 카운트 중에서 최대 카운트를 가지는 주파수 범위를 피크 주파수로 선정할 수 있다.
상기 저압을 판정하는 단계는 상기 선정된 피크 주파수가 기설정된 피크 주파수 이상이면 정상압으로 판정하고, 상기 선정된 피크 주파수가 기설정된 피크 주파수 미만이면 저압으로 판정할 수 있다.
한편, 본 명세서의 제3 측면에 따르면, 차량의 휠속도 신호를 획득하는 단계; 상기 획득된 휠속도 신호를 고정 시간으로 인터폴레이션하는 단계; 상기 인터폴레이션된 휠속도 신호의 타임 슬롯 개수를 이용하여 주파수를 계산하는 단계; 상기 인터폴레이션된 휠속도 신호의 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 최대치를 계산하는 단계; 상기 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 최대치를 이용하여 피크 주파수를 선정하는 단계; 및 상기 선정된 피크 주파수를 이용하여 차량에 장착된 타이어의 저압을 판정하는 단계를 포함하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법이 제공될 수 있다.
상기 방법은, 상기 획득된 휠속도 신호의 오류를 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 인터폴레이션된 휠속도 신호를 기설정된 주파수 범위에 따라 대역 통과 필터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 주파수를 계산하는 단계는 외란을 제거하기 위해 기설정된 주기 동안 상기 인터폴레이션된 휠속도 신호의 타임 슬롯 개수를 이용하여 주파수를 계산할 수 있다.
상기 최대치를 계산하는 단계는 제로 크로싱의 주파수 범위 내에서 현재 휠속도 신호 값이 이전 휠속도 신호 값 미만인 변곡점에서의 값을 최대값으로 선정하고, 상기 선정된 최대값을 누적 평균할 수 있다.
상기 피크 주파수를 선정하는 단계는 상기 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 최대치를 평균하고, 상기 최대치의 평균 중에서 가장 큰 값을 가지는 주파수를 피크 주파수로 선정할 수 있다.
상기 저압을 판정하는 단계는 상기 선정된 피크 주파수가 기설정된 피크 주파수 이상이면 정상압으로 판정하고, 상기 선정된 피크 주파수가 기설정된 피크 주파수 미만이면 저압으로 판정할 수 있다.
한편, 본 명세서의 제4 측면에 따르면, 차량의 휠속도 신호를 획득하는 신호 획득부; 상기 획득된 휠속도 신호를 고정 시간으로 인터폴레이션하는 신호 처리부; 제로 크로싱의 시간 범위를 이용하여 상기 인터폴레이션된 휠속도 신호의 최대치를 계산하거나 상기 인터폴레이션된 휠속도 신호의 타임 슬롯 개수를 이용하여 주파수를 계산하고, 상기 계산된 휠속도 신호의 최대치 또는 주파수를 이용하여 최대치 변화량을 산출하거나 피크 주파수를 선정하는 신호 분석부; 및 상기 산출된 최대치 변화량 또는 상기 선정된 피크 주파수를 이용하여 차량에 장착된 타이어의 저압을 판정하는 저압 판정부를 포함하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치가 제공될 수 있다.
상기 신호 분석부는 상기 계산된 휠속도 신호의 최대치와 기설정된 정상압의 최대치를 비교하여 최대치 변화량을 산출할 수 있다.
상기 신호 분석부는 상기 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위 카운트를 이용하여 피크 주파수를 선정할 수 있다.
상기 신호 분석부는 상기 인터폴레이션된 휠속도 신호의 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 최대치를 계산하고, 상기 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 최대치를 이용하여 피크 주파수를 선정할 수 있다.
본 명세서의 실시 예들은 제로 크로싱의 시간 범위를 이용하여 인터폴레이션된 휠속도 신호의 최대치를 계산하고 그 계산된 최대치와 기설정된 정상압의 최대치를 비교하여 최대치 변화량을 산출함으로써, 최대치 변화량에 따라 차량에 장착된 타이어의 저압을 신속하고 용이하게 판정할 수 있다.
본 명세서의 실시 예들은 인터폴레이션된 휠속도 신호의 타임 슬롯 개수를 이용하여 주파수를 계산하고 그 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위 카운트를 이용하여 피크 주파수를 선정함으로써, 선정된 피크 주파수에 따라 차량에 장착된 타이어의 저압을 신속하고 용이하게 판정할 수 있다.
본 명세서의 실시 예들은 인터폴레이션된 휠속도 신호의 타임 슬롯 개수를 이용하여 주파수를 계산하고 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 최대치를 계산하고, 그 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 최대치를 이용하여 피크 주파수를 선정함으로써, 선정된 피크 주파수에 따라 차량에 장착된 타이어의 저압을 신속하고 용이하게 판정할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 실시 예에 따른 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치의 구성도이다.
도 2는 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법에 대한 흐름도이다.
도 3은 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법에 대한 흐름도이다.
도 4는 본 명세서의 제3 실시 예에 따른 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법에 대한 흐름도이다.
도 5는 본 명세서의 실시 예에 적용되는 저압 및 정상압 타이어의 휠속도 신호에 대한 설명도이다.
도 6은 본 명세서의 실시 예에 적용되는 대역 통과 필터링된 시계열 신호에 대한 설명도이다.
도 7은 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 저압 및 정상압의 최대치 변화량에 대한 설명도이다.
도 8은 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 카운트에 대한 설명도이다.
도 9는 본 명세서의 제3 실시 예에 따른 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 최대치에 대한 설명도이다.
도 2는 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법에 대한 흐름도이다.
도 3은 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법에 대한 흐름도이다.
도 4는 본 명세서의 제3 실시 예에 따른 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법에 대한 흐름도이다.
도 5는 본 명세서의 실시 예에 적용되는 저압 및 정상압 타이어의 휠속도 신호에 대한 설명도이다.
도 6은 본 명세서의 실시 예에 적용되는 대역 통과 필터링된 시계열 신호에 대한 설명도이다.
도 7은 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 저압 및 정상압의 최대치 변화량에 대한 설명도이다.
도 8은 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 카운트에 대한 설명도이다.
도 9는 본 명세서의 제3 실시 예에 따른 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 최대치에 대한 설명도이다.
이하, 본 명세서의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 명세서가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 명세서와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 명세서의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
도 1은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 타이어 압력 모니터링 장치(100)는 신호 획득부(110), 신호 처리부(120), 신호 분석부(130), 저압 판정부(140) 및 데이터 저장부(150)를 포함한다. 여기서, 본 명세서의 타이어 압력 모니터링 장치(100)는 저압 판정 방식에 따라 제1 내지 제3 실시 예로 구분될 수 있다.
이하, 도 1의 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치(100)를 제1 내지 제3 실시 예에 따라 설명한다.
우선, 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 타이어 압력 모니터링 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명하기로 한다.
신호 획득부(110)는 차량의 휠속도 신호를 획득한다. 일례로, 신호 획득부(110)는 차량에 설치된 휠속도 센서(도면에 미도시)를 통해 차륜의 휠속도를 획득할 수 있다. 차량에서는 전방좌측 차륜(FL: Front Left), 전방우측 차륜(FR: Front Right), 후방좌측 차륜(RL: Rear Left) 및 후방우측 차륜(RR: Rear Right)의 총 4개의 휠이 장착되어 있다. 휠속도 센서는 전방 좌측 차륜(FL), 전방 우측 차륜(FR), 후방 좌측 차륜(RL) 및 후방 우측 차륜(RR)의 회전 속도를 검출한다. 예컨대, 휠속도 센서는 전자기 픽업 등을 이용하여 회전 펄스를 발생시키고, 펄스 수로부터 회전각 속도 및 차륜 속도를 측정하는 차륜 속도 센서일 수 있다. 한편, 휠속도 센서는 각속도 센서일 수도 있다. 휠속도 센서가 측정한 차륜의 회전 속도에 관한 정보는 신호 획득부(110)로 전달된다.
신호 처리부(120)는 신호 획득부(110)에서 획득된 휠속도 신호를 고정 시간으로 인터폴레이션한다. 여기서, 신호 처리부(120)는 고정 시간으로 인터폴레이션하기 전에 신호 획득부(110)에서 획득된 휠속도 신호의 오류를 보정할 수 있다. 이어서, 신호 처리부(120)는 오류가 보정된 휠속도 신호를 고정 시간으로 인터폴레이션할 수 있다.
그리고 신호 처리부(120)는 인터폴레이션된 휠속도 신호를 기설정된 주파수 범위에 따라 대역 통과 필터링한다. 예를 들어, 신호 처리부(120)는 차량의 타이어가 가질 수 있는 주파수인 30Hz 내지 60Hz의 주파수 범위에 따라 대역 통과 필터링할 수 있다.
신호 분석부(130)는 제로 크로싱의 시간 범위를 이용하여 그 인터폴레이션된 휠속도 신호의 최대치를 계산한다. 여기서, 신호 분석부(130)는 제로 크로싱의 시간 범위 내에서 현재 휠속도 신호 값(Current value of wheel speed signal)이 이전 휠속도 신호 값(Previous value of wheel speed signal) 미만인 변곡점에서의 값을 최대값으로 선정할 수 있다. 이어서, 신호 분석부(130)는 선정된 최대값을 실시간으로 평균하여 평균 최대치를 하기의 [수학식 1]과 같이 계산한다.
여기서, 평균 최대치(k)는 k번째 평균 최대치, 평균 최대치(k-1)는 k-1번째 평균 최대치, k는 k번째 인터폴레이션 샘플링된 고정 시간을 나타낸다.
그리고 신호 분석부(130)는 그 계산된 휠속도 신호의 최대치와 기설정된 정상압의 최대치를 비교하여 최대치 변화량을 산출한다. 여기서, 신호 분석부(130)는 계산된 평균 최대치와 기설정된 정상압의 평균 최대치를 비교하여 최대치 변화량을 산출한다.
한편, 저압 판정부(140)는 신호 분석부(130)에서 산출된 최대치 변화량을 이용하여 차량에 장착된 타이어의 저압을 판정한다. 여기서, 저압 판정부(140)는 그 산출된 최대치 변화량이 기설정된 기준 변화량 이하이면 정상압으로 판정한다. 반면, 저압 판정부(140)는 그 산출된 최대치 변화량이 기설정된 기준 변화량을 초과하면 저압으로 판정한다.
다음으로, 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 타이어 압력 모니터링 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명하기로 한다. 본 명세서의 제2 실시 예의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위하여, 본 명세서의 제1 실시 예와 중복되는 기술 내용에 대해서 설명을 생략하기로 한다.
신호 획득부(110)와 신호 처리부(120)는 본 명세서의 제1 실시 예와 동일한 기능을 수행한다.
본 명세서의 제1 실시 예와는 다르게, 신호 분석부(130)는 신호 처리부(120)에서 인터폴레이션된 휠속도 신호의 타임 슬롯 개수를 이용하여 주파수를 계산한다. 여기서, 신호 분석부(130)는 기설정된 주기 동안 인터폴레이션된 휠속도 신호의 타임 슬롯 개수를 이용하여 주파수를 계산한다.
주파수 계산 과정을 구체적 예를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
고정 시간 인터폴레이션의 샘플링 주파수(Sampling Frequency of Fixed Time Interpolation)는 480Hz이다. 여기서, 고정 시간(Fixed time)은 샘플링 주파수의 역수로서, 1/480 Hz = 2.08 ms 와 같이 계산된다.
예를 들어, 1주기가 11개의 고정 시간(Fixed time)이면, 1주기의 주파수는 주기 개수와 고정 시간을 곱한 값의 역수로서 1/(11×2.08ms) 43.6Hz와 같이 계산된다.
따라서 이러한 주파수 계산 예와 같이, 신호 분석부(130)는 외란 제거를 위해 20주기 동안의 타임 슬롯(Time slot) 개수를 이용하여 하기의 [수학식 2]와 같이 주파수를 계산할 수 있다.
그리고 신호 분석부(130)는 그 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위 카운트를 이용하여 피크 주파수를 선정한다. 여기서, 신호 분석부(130)는 신호 처리부(120)에서 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위를 확인하여 주파수 범위 카운트를 증가시킨다. 이어서, 신호 분석부(130)는 증가된 주파수 범위 카운트 중에서 최대 카운트를 가지는 주파수 범위를 피크 주파수로 선정한다.
30 내지 60Hz 주파수가 0.5Hz 단위 주파수로 나누어진 일례를 참조하여 설명하면, 신호 분석부(130)는 신호 처리부(120)에서 계산된 주파수가 0.5Hz 단위 주파수로 나누어진 30 내지 60Hz 주파수 중에서 해당되는 주파수 범위를 확인한다. 예를 들면, 신호 처리부(120)에서 계산된 주파수가 41.7Hz이면, 신호 분석부(130)는 41.5Hz 내지 42Hz의 주파수 범위의 카운트를 1씩 증가시킨다. 이러한 주파수 범위 카운트가 반복적으로 증가된 후, 신호 분석부(130)는 전체 주파수 범위 중에서 41.5Hz 내지 42Hz의 주파수 범위가 최대 카운트를 가지면 그 주파수 범위를 피크 주파수로 선정할 수 있다.
한편, 저압 판정부(140)는 신호 분석부(130)에서 그 선정된 피크 주파수를 이용하여 차량에 장착된 타이어의 저압을 판정한다. 여기서, 저압 판정부(140)는 그 선정된 피크 주파수가 기설정된 피크 주파수 이상이면 정상압으로 판정한다. 반면, 저압 판정부(140)는 그 선정된 피크 주파수가 기설정된 피크 주파수 미만이면 저압으로 판정한다.
다음으로, 본 명세서의 제3실시 예에 따른 타이어 압력 모니터링 장치의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명하기로 한다. 본 명세서의 제3 실시 예의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위하여, 본 명세서의 제1 및 제2 실시 예와 중복되는 기술 내용에 대해서 설명을 생략하기로 한다.
신호 획득부(110)와 신호 처리부(120)는 본 명세서의 제1 및 제2 실시 예와 동일한 기능을 수행한다.
신호 분석부(130)는 신호 처리부(120)에서 인터폴레이션된 휠속도 신호의 타임 슬롯 개수를 이용하여 주파수를 계산한다.
본 명세서의 제1 및 제2 실시 예와는 다르게, 신호 분석부(130)는 신호 처리부(120)에서 인터폴레이션된 휠속도 신호의 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 최대치를 계산한다. 여기서, 신호 분석부(130)는 제로 크로싱의 주파수 범위 내에서 현재 휠속도 신호 값(Current value of wheel speed signal)이 이전 휠속도 신호 값(Previous value of wheel speed signal) 미만인 변곡점에서의 값을 최대값으로 선정할 수 있다. 이어서, 신호 분석부(130)는 선정된 최대값을 누적 평균한다.
그리고 신호 분석부(130)는 신호 처리부(120)에서 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 최대치를 이용하여 피크 주파수를 선정한다. 여기서, 신호 분석부(130)는 신호 처리부(120)에서 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 최대치를 평균한다. 이어서, 신호 분석부(130)는 그 최대치의 평균 중에서 가장 큰 값을 가지는 주파수를 피크 주파수로 선정한다.
한편, 저압 판정부(140)는 신호 분석부(130)에서 그 선정된 피크 주파수를 이용하여 차량에 장착된 타이어의 저압을 판정한다.
한편, 데이터 저장부(150)는 차량에 장착된 타이어의 저압을 판정과 관련된 데이터를 저장한다.
데이터 저장부(150)는 휠속도 신호, 고정 시간, 기설정된 정상압의 최대치, 기설정된 주파수 범위, 기설정된 정상압의 평균 최대치, 기설정된 기준 변화량, 기설정된 주기 및 기설정된 피크 주파수 등에 대한 데이터를 저장한다.
도 2는 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법에 대한 흐름도이다.
신호 획득부(110)는 차량의 휠속도 신호를 획득한다(S202).
신호 처리부(120)는 신호 획득부(110)에서 획득된 휠속도 신호의 오류를 보정한다(S204).
신호 처리부(120)는 신호 획득부(110)에서 획득된 휠속도 신호를 고정 시간으로 인터폴레이션한다(S206)
그리고 신호 처리부(120)는 인터폴레이션된 휠속도 신호를 기설정된 주파수 범위에 따라 대역 통과 필터링한다(S208).
신호 분석부(130)는 현재 휠 속도 신호의 최대치가 이전 휠 속도 신호의 최대치 미만인지를 확인한다(S210).
상기 확인 결과(S210), 현재 휠 속도 신호의 최대치가 이전 휠 속도 신호의 최대치 미만이면, 신호 분석부(130)는 이전 휠 속도 신호의 최대치를 최대값으로 선정한다(S212).
반면, 상기 확인 결과(S210), 현재 휠 속도 신호의 최대치가 이전 휠 속도 신호의 최대치 이상이면, 신호 분석부(130)는 현재 휠 속도 신호의 최대치를 최대값으로 선정한다(S214).
그리고 신호 분석부(130)는 최대 값들을 실시간 평균하여 평균 최대치를 계산한다(S216).
신호 분석부(130)는 그 계산된 휠속도 신호의 최대치와 기설정된 정상압의 최대치를 기준으로 최대치 변화량을 산출한다(S218).
이후, 저압 판정부(140)는 신호 분석부(130)에서 산출된 최대치 변화량이 기설정된 기준 변화량 초과하는지를 확인한다(S220).
상기 확인 결과(S220), 신호 분석부(130)에서 산출된 최대치 변화량이 기설정된 기준 변화량을 초과하면, 저압 판정부(140)는 차량에 장착된 타이어를 저압으로 판정한다(S222).
반면, 상기 확인 결과(S220), 신호 분석부(130)에서 산출된 최대치 변화량이 기설정된 기준 변화량 이하이면, 저압 판정부(140)는 차량에 장착된 타이어를 정상압으로 판정한다(S224).
도 3은 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법에 대한 흐름도이다.
신호 획득부(110)는 차량의 휠속도 신호를 획득한다(S302).
신호 처리부(120)는 신호 획득부(110)에서 획득된 휠속도 신호의 오류를 보정한다(S304).
신호 처리부(120)는 신호 획득부(110)에서 획득된 휠속도 신호를 고정 시간으로 인터폴레이션한다(S306)
그리고 신호 처리부(120)는 인터폴레이션된 휠속도 신호를 기설정된 주파수 범위에 따라 대역 통과 필터링한다(S308).
신호 분석부(130)는 기설정된 주기 동안의 타임 슬롯 개수를 이용하여 주파수를 계산한다(S310).
그리고 신호 분석부(130)는 신호 처리부(120)에서 계산된 주파수가 해당되는 주파수 범위를 확인한다(S312).
이어서, 신호 분석부(130)는 그 확인된 주파수 범위의 카운트를 1씩 증가시킨다(S314).
이후, 신호 분석부(130)는 신호 처리부(120)에서 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위 카운트 중에서 최대 카운트를 가지는 주파수를 피크 주파수로 선정한다(S316).
저압 판정부(140)는 신호 분석부(130)에서 선정된 피크 주파수가 기설정된 피크 주파수 미만인지를 확인한다(S318).
상기 확인 결과(S318), 신호 분석부(130)에서 선정된 피크 주파수가 기설정된 피크 주파수 미만이면, 저압 판정부(140)는 차량에 장착된 타이어를 저압으로 판정한다(S320).
반면, 상기 확인 결과(S318), 신호 분석부(130)에서 선정된 피크 주파수가 기설정된 피크 주파수 이상이면, 저압 판정부(140)는 차량에 장착된 타이어를 정상압으로 판정한다(S322).
도 4는 본 명세서의 제3 실시 예에 따른 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법에 대한 흐름도이다.
신호 획득부(110)는 차량의 휠속도 신호를 획득한다(S402).
신호 처리부(120)는 신호 획득부(110)에서 획득된 휠속도 신호의 오류를 보정한다(S404).
신호 처리부(120)는 신호 획득부(110)에서 획득된 휠속도 신호를 고정 시간으로 인터폴레이션한다(S406)
그리고 신호 처리부(120)는 인터폴레이션된 휠속도 신호를 기설정된 주파수 범위에 따라 대역 통과 필터링한다(S408).
신호 분석부(130)는 기설정된 주기 동안의 타임 슬롯 개수를 이용하여 주파수를 계산한다(S410).
한편, 신호 분석부(130)는 현재 휠 속도 신호의 최대치가 이전 휠 속도 신호의 최대치 미만인지를 확인한다(S412).
상기 확인 결과(S412), 현재 휠 속도 신호의 최대치가 이전 휠 속도 신호의 최대치 미만이면, 신호 분석부(130)는 이전 휠 속도 신호의 최대치를 최대값으로 선정한다(S414).
반면, 상기 확인 결과(S412), 현재 휠 속도 신호의 최대치가 이전 휠 속도 신호의 최대치 이상이면, 신호 분석부(130)는 현재 휠 속도 신호의 최대치를 최대값으로 선정한다(S416).
그리고 신호 분석부(130)는 최대 값들을 누적 평균하여 최대치의 누적 평균을 계산한다(S418).
그리고 신호 분석부(130)는 신호 처리부(120)에서 계산된 주파수가 해당되는 주파수 범위의 최대치를 평균한다(S420).
이어서, 신호 분석부(130)는 최대치의 평균 중에서 가장 큰 값을 가지는 주파수를 피크 주파수로 선정한다(S422).
저압 판정부(140)는 신호 분석부(130)에서 선정된 피크 주파수가 기설정된 피크 주파수 미만인지를 확인한다(S424).
상기 확인 결과(S424), 신호 분석부(130)에서 선정된 피크 주파수가 기설정된 피크 주파수 미만이면, 저압 판정부(140)는 차량에 장착된 타이어를 저압으로 판정한다(S426).
반면, 상기 확인 결과(S424), 신호 분석부(130)에서 선정된 피크 주파수가 기설정된 피크 주파수 이상이면, 저압 판정부(140)는 차량에 장착된 타이어를 정상압으로 판정한다(S428).
도 5는 본 명세서의 실시 예에 적용되는 저압 및 정상압 타이어의 휠속도 신호에 대한 설명도이다.
정상압 타이어의 휠속도 신호(501)와 저압 타이어의 휠속도 신호(502)가 도 5에 나타나 있다.
타이어가 정상압에서 저압으로 변경되면, 주파수가 감소하는 경향을 가진다. 피크 주파수를 예로 들면, 저압 타이어의 휠속도 신호(502)의 피크 주파수는 정상압 타이어의 휠속도 신호(501)의 피크 주파수보다 작은 주파수를 가진다. 저압 타이어의 휠속도 신호(502)는 전체 주파수 범위는 유사하지만, 정상압 타이어의 휠속도 신호(501)의 주파수에 비해서 전체적으로 감소한 주파수 값을 가진다.
한편, 타이어가 정상압에서 저압으로 변경되면, 주파수가 감소하지만 이득(Gain)은 증가하는 경향을 가진다.
휠속도 신호의 최대치를 예로 들면, 저압 타이어의 휠속도 신호(502)의 최대치는 정상압 타이어의 휠속도 신호(501)의 최대치보다 큰 값을 가진다. 저압 타이어의 휠속도 신호(502)는 전체 주파수 범위는 유사하지만, 정상압 타이어의 휠속도 신호(501)의 이득에 비해서 전체적으로 증가한 신호값을 가진다.
도 6은 본 명세서의 실시 예에 적용되는 대역 통과 필터링된 시계열 신호에 대한 설명도이다.
신호 처리부(120)는 휠속도 신호를 대역 통과 필터링하고, 그 대역 통과 필터링된 휠속도 신호를 고정 시간으로 인터폴레이션한다. 즉, 신호 처리부(120)는 고정 시간으로 인터폴레이션하여 고정 시간마다 샘플링한다. 그리고 고정 시간마다 샘플링된 값은 최대치 계산이나 주파수 범위의 카운트에 이용될 수 있다. 여기서, 대역 통과 필터링된 시계열 신호는 고정 시간으로 나누어져 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 신호 분석부(130)는 제로 크로싱을 이용하여 이전 휠속도 신호의 최대치와 현재 휠속도 신호의 최대치를 각각 구할 수 있다.
또한, 신호 분석부(130)는 1주기의 시간을 이용하여 1주기의 주파수를 계산할 수 있다. 여기서, 1주기는 고정 시간 슬롯의 개수와 대응된다.
도 7은 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 저압 및 정상압의 최대치 변화량에 대한 설명도이다.
도 7에는 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 저압 타이어의 휠속도 신호에 대해서 시간 축에 대한 최대치 평균이 도시되어 있다.
신호 분석부(130)는 저압 타이어의 휠속도 신호의 최대치와 기설정된 정상압의 최대치를 비교하여 최대치 변화량을 산출할 수 있다. 여기서, 저압 타이어의 최대치 평균과 정상압 타이어의 최대치 평균은 각각 변화한다.
이때, 신호 분석부(130)는 계산된 평균 최대치와 기설정된 정상압의 평균 최대치를 비교하여 최대치 변화량을 산출한다. 일례로, 신호 분석부(130)는 기설정된 정상압의 최대치에서 저압 타이어의 휠속도 신호의 최대치를 빼서 최대치 변화량을 산출할 수 있다.
그러면, 저압 판정부(140)는 신호 분석부(130)에서 산출된 최대치 변화량이 유동적으로 변화하는 변화량을 모니터링하고 있다가, 그 최대치 변화량이 기설정된 기준 변화량을 초과하면 저압으로 판정한다. 이는 저압 타이어의 이득이 정상압 타이어의 이득에 비해서 커지는 영향이 이용되는 것이다.
도 8은 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 카운트에 대한 설명도이다.
도 8에는 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 저압 및 정상압 타이어의 전체 주파수 범위에 대한 제로 크로싱의 주파수 범위의 카운트가 도시되어 있다.
전체 주파수 범위는 38.5Hz 내지 49Hz 주파수의 범위를 가진다. 전체 주파수 범위는 0.5Hz 단위 주파수로 구분되어 있다. 여기서, 단위 주파수는 특정 주파수로 한정되지 않는다.
신호 분석부(130)는 0.5Hz 단위 주파수로 구분되어 있는 전체 주파수 범위에서 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위를 확인하여 주파수 범위 카운트를 증가시킨다.
이후, 정상압 타이어의 인터폴레이션된 휠속도 신호의 주파수 특성을 살펴보면, 38.5Hz 주파수부터 완만하게 주파수 범위의 카운트가 증가한다. 그러다가, 피크 주파수는 45Hz 내지 46.5Hz의 주파수 범위에서 피크 주파수를 가진다. 이어서, 주파수 범위의 카운트는 피크 주파수 이후부터는 급격히 감소한다.
반면, 저압 타이어의 인터폴레이션된 휠속도 신호의 주파수 특성을 살펴보면, 38.5Hz 주파수부터 급격하게 주파수 범위의 카운트가 증가한다. 그러다가, 피크 주파수는 45Hz 내지 46.5Hz의 주파수 범위에서 피크 주파수를 가진다. 즉, 저압 타이어의 주파수는 정상압 타이어의 주파수에 비해서 감소된 주파수 값을 가진다. 이어서, 주파수 범위의 카운트는 피크 주파수 이후부터는 완만하게 감소한다.
이러한 주파수 범위 카운트가 반복적으로 증가된 후, 정상압 타이어의 주파수 범위의 카운트는 45Hz 내지 46.5Hz 주파수 범위에서 최대치를 갖는다.
반면, 이러한 주파수 범위 카운트가 반복적으로 증가된 후, 저압 타이어의 주파수 범위의 카운트는 41.5Hz 내지 42Hz 주파수 범위에서 최대치를 갖는다.
이와 같이, 신호 분석부(130)는 도 9를 참조하면 정상압 타이어인 경우에는 45Hz 내지 46.5Hz 주파수 범위를 피크 주파수로 선정하고, 저압 타이어인 경우에는 41.5Hz 내지 42Hz 주파수 범위를 피크 주파수로 선정할 수 있다.
도 9는 본 명세서의 제3 실시 예에 따른 저압 및 정상압 타이어의 전체 주파수 범위에 대한 제로 크로싱의 최대치 평균이 도시되어 있다.
전체 주파수 범위는 38.5Hz 내지 49Hz 주파수의 범위를 가진다. 전체 주파수 범위는 0.5Hz 단위 주파수로 구분되어 있다. 여기서, 단위 주파수는 특정 주파수로 한정되지 않는다.
신호 분석부(130)는 0.5Hz 단위 주파수로 구분되어 있는 전체 주파수 범위에서 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위를 확인하여 주파수 범위의 최대치 평균을 계산한다.
이후, 정상압 타이어의 인터폴레이션된 휠속도 신호의 최대치 평균 특성을 살펴보면, 38.5Hz 주파수부터 완만하게 최대치 평균이 증가한다. 그러다가, 피크 주파수는 45Hz 내지 46.5Hz의 주파수 범위에서 가장 큰 최대치 평균을 가진다. 이어서, 최대치 평균은 피크 주파수 이후부터는 급격히 감소한다.
반면, 저압 타이어의 인터폴레이션된 휠속도 신호의 최대치 평균 특성을 살펴보면, 38.5Hz 주파수부터 급격하게 최대치 평균이 증가한다. 그러다가, 피크 주파수는 45Hz 내지 46.5Hz의 주파수 범위에서 가장 큰 최대치 평균을 가진다. 즉, 저압 타이어의 주파수는 정상압 타이어의 주파수에 비해서 큰 피크 주파수 값을 가진다. 이어서, 최대치 평균은 피크 주파수 이후부터는 완만하게 감소한다.
이러한 최대치 평균이 반복적으로 계산된 후, 정상압 타이어의 주파수 범위의 카운트는 45Hz 내지 46.5Hz 주파수 범위에서 가장 큰 최대치 평균을 갖는다.
반면, 이러한 주파수 범위 카운트가 반복적으로 증가된 후, 저압 타이어의 주파수 범위의 카운트는 41.5Hz 내지 42Hz 주파수 범위에서 가장 큰 최대치 평균을 갖는다.
이와 같이, 신호 분석부(130)는 도 9를 참조하면 정상압 타이어인 경우에 45Hz 내지 46.5Hz 주파수 범위를 피크 주파수로 선정하고, 저압 타이어인 경우에 41.5Hz 내지 42Hz 주파수 범위를 피크 주파수로 선정할 수 있다.
본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 명세서의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 명세서의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 명세서의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 타이어 압력 모니터링 장치
110: 신호 획득부
120: 신호 처리부
130: 신호 분석부
140: 저압 판정부
150: 데이터 저장부
110: 신호 획득부
120: 신호 처리부
130: 신호 분석부
140: 저압 판정부
150: 데이터 저장부
Claims (23)
- 차량의 휠속도 신호를 획득하는 단계;
상기 획득된 휠속도 신호를 고정 시간으로 인터폴레이션하는 단계;
제로 크로싱의 시간 범위를 이용하여, 상기 인터폴레이션된 휠 속도 신호의 최대치를 계산하되, 상기 제로 크로싱은 상기 제로 크로싱을 계산하는 시간 범위 내에서 현재 휠속도 신호값이 이전 휠속도 신호값 미만인 변곡점에서의 값을 최대값으로 선정하고, 상기 선정된 최대값을 이용하여 상기 인터폴레이션된 휠속도 신호의 최대치를 계산하는 단계;
상기 계산된 휠속도 신호의 최대치와 기설정된 정상압의 최대치를 비교하여 최대치 변화량을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 최대치 변화량을 이용하여 차량에 장착된 타이어의 저압을 판정하는 단계
를 포함하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법. - 제1항에 있어서,
상기 획득된 휠속도 신호의 오류를 보정하는 단계
를 더 포함하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법. - 제1항에 있어서,
상기 인터폴레이션된 휠속도 신호를 기설정된 주파수 범위에 따라 대역 통과 필터링하는 단계
를 더 포함하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법. - 제1항에 있어서,
상기 최대치를 계산하는 단계는
상기 선정된 최대값을 실시간으로 평균하여 평균 최대치를 계산하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법. - 제4항에 있어서,
상기 최대치 변화량을 산출하는 단계는
상기 계산된 평균 최대치와 기설정된 정상압의 평균 최대치를 비교하여 최대치 변화량을 산출하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법. - 제1항에 있어서,
상기 저압을 판정하는 단계는
상기 산출된 최대치 변화량이 기설정된 기준 변화량 이하이면 정상압으로 판정하고, 상기 산출된 최대치 변화량이 기설정된 기준 변화량을 초과하면 저압으로 판정하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법. - 차량의 휠속도 신호를 획득하는 단계;
상기 획득된 휠속도 신호를 고정 시간으로 인터폴레이션하는 단계;
상기 인터폴레이션된 휠속도 신호의 타임 슬롯 개수를 이용하여 주파수를 계산하는 단계;
상기 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위 카운트를 이용하여 피크 주파수를 선정하는 단계; 및
상기 선정된 피크 주파수를 이용하여 차량에 장착된 타이어의 저압을 판정하는 단계
를 포함하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법. - 제7항에 있어서,
상기 획득된 휠속도 신호의 오류를 보정하는 단계
를 더 포함하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법. - 제7항에 있어서,
상기 인터폴레이션된 휠속도 신호를 기설정된 주파수 범위에 따라 대역 통과 필터링하는 단계
를 더 포함하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법. - 제7항에 있어서,
상기 주파수를 계산하는 단계는
외란을 제거하기 위해 기설정된 주기 동안 상기 인터폴레이션된 휠속도 신호의 타임 슬롯 개수를 이용하여 주파수를 계산하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법. - 제7항에 있어서,
상기 피크 주파수를 선정하는 단계는
상기 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위를 확인하여 주파수 범위 카운트를 증가시키고, 상기 증가된 주파수 범위 카운트 중에서 최대 카운트를 가지는 주파수 범위를 피크 주파수로 선정하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법. - 제7항에 있어서,
상기 저압을 판정하는 단계는
상기 선정된 피크 주파수가 기설정된 피크 주파수 이상이면 정상압으로 판정하고, 상기 선정된 피크 주파수가 기설정된 피크 주파수 미만이면 저압으로 판정하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법. - 차량의 휠속도 신호를 획득하는 단계;
상기 획득된 휠속도 신호를 고정 시간으로 인터폴레이션하는 단계;
상기 인터폴레이션된 휠속도 신호의 타임 슬롯 개수를 이용하여 주파수를 계산하는 단계;
상기 인터폴레이션된 휠속도 신호의 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 최대치를 계산하는 단계;
상기 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 최대치를 이용하여 피크 주파수를 선정하는 단계; 및
상기 선정된 피크 주파수를 이용하여 차량에 장착된 타이어의 저압을 판정하는 단계
를 포함하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법. - 제13항에 있어서,
상기 획득된 휠속도 신호의 오류를 보정하는 단계
를 더 포함하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법. - 제13항에 있어서,
상기 인터폴레이션된 휠속도 신호를 기설정된 주파수 범위에 따라 대역 통과 필터링하는 단계
를 더 포함하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법. - 제13항에 있어서,
상기 주파수를 계산하는 단계는
외란을 제거하기 위해 기설정된 주기 동안 상기 인터폴레이션된 휠속도 신호의 타임 슬롯 개수를 이용하여 주파수를 계산하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법. - 제13항에 있어서,
상기 최대치를 계산하는 단계는
제로 크로싱의 주파수 범위 내에서 현재 휠속도 신호 값이 이전 휠속도 신호 값 미만인 변곡점에서의 값을 최대값으로 선정하고, 상기 선정된 최대값을 누적 평균하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법. - 제13항에 있어서,
상기 피크 주파수를 선정하는 단계는
상기 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 최대치를 평균하고, 상기 최대치의 평균 중에서 가장 큰 값을 가지는 주파수를 피크 주파수로 선정하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법. - 제13항에 있어서,
상기 저압을 판정하는 단계는
상기 선정된 피크 주파수가 기설정된 피크 주파수 이상이면 정상압으로 판정하고, 상기 선정된 피크 주파수가 기설정된 피크 주파수 미만이면 저압으로 판정하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 방법. - 차량의 휠속도 신호를 획득하는 신호 획득부;
상기 획득된 휠속도 신호를 고정 시간으로 인터폴레이션하는 신호 처리부;
제로 크로싱의 시간 범위를 이용하여 상기 인터폴레이션된 휠속도 신호의 최대치를 계산하거나 상기 인터폴레이션된 휠속도 신호의 타임 슬롯 개수를 이용하여 주파수를 계산하고, 상기 계산된 휠속도 신호의 최대치 또는 주파수를 이용하여 최대치 변화량을 산출하거나 피크 주파수를 선정하는 신호 분석부; 및
상기 산출된 최대치 변화량 또는 상기 선정된 피크 주파수를 이용하여 차량에 장착된 타이어의 저압을 판정하는 저압 판정부
를 포함하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치. - 제20항에 있어서,
상기 신호 분석부는
상기 계산된 휠속도 신호의 최대치와 기설정된 정상압의 최대치를 비교하여 최대치 변화량을 산출하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치. - 제20항에 있어서,
상기 신호 분석부는
상기 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위 카운트를 이용하여 피크 주파수를 선정하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치. - 제20항에 있어서,
상기 신호 분석부는
상기 인터폴레이션된 휠속도 신호의 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 최대치를 계산하고, 상기 계산된 주파수가 해당되는 제로 크로싱의 주파수 범위 내의 최대치를 이용하여 피크 주파수를 선정하는 제로 크로싱을 이용한 타이어 압력 모니터링 장치.
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Citations (2)
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| JP3150893B2 (ja) * | 1996-01-12 | 2001-03-26 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤ識別方法および装置 |
| JP3687465B2 (ja) * | 2000-02-15 | 2005-08-24 | トヨタ自動車株式会社 | サスペンションシステム |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004142641A (ja) * | 2002-10-25 | 2004-05-20 | Advics:Kk | タイヤ空気圧検知装置 |
| JP2010197238A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 回転速度情報検出装置、方法及びプログラム、並びに、タイヤ空気圧低下検出装置、方法及びプログラム |
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