KR20030045179A - 휠 송신기의 위치를 자동으로 결정하는 장치를 포함하는차량의 타이어 감시 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 송신기(radio transmitter)의 위치를 결정하기 위한 장치를 포함하는 차량의 타이어 감시 시스템에 관한 것으로서, 제 1 안테나를 갖는 제 1 무선 수신 채널과; 제 2 안테나를 갖는 제 2 무선 수신 채널과; 상기 제 1 안테나에 의해 수신된 신호가 상기 제 2 안테나에 의해 수신된 무선 신호에 대해 위상 앞섬(ahead of lead), 위상 뒤짐(behind phase), 또는 동일 위상(identical phase)인지를 결정하기 위해 상기 제 1 및 제 2 안테나에 의해 수신된 무선 신호의 위상들을 비교하는 제 1 비교 수단과; 상기 안테나에 대한 상기 무선 송신기의 위치를 제공하도록 되어 있는 상기 비교 수단으로부터 유도된 결과를 처리하는 처리 수단을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 안테나는 축선(D1)을 한정한다.

Description

휠 송신기의 위치를 자동으로 결정하는 장치를 포함하는 차량의 타이어 감시 시스템 {System for monitoring tyres of a vehicle comprising a device automatically locating wheel transmitters}

종래의 차량용 타이어의 압력 감시 시스템은 센서들로부터 유도된 데이터를, 특히 팽창 압력 및 온도와 식별 코드를 중앙 처리 유닛에 규칙적으로 전송하는 일체형 무선 송신기를 갖는 휠 유닛들을 포함한다. 상기 휠 유닛들은 각각 차량의 휠-타이어 조립체에 배치되고 상기 중앙 처리 유닛은 차체에 위치된다. 각각의 휠 유닛은 휠 유닛을 특정하는 식별 코드를 갖는다.

예로서, 특허출원 WO 94/20317호에 상기 시스템이 개시되어 있다.

정확하게 기능하기 위해, 상기 중앙 처리 유닛은 자체의 식별 코드를 갖는 상기 차량의 휠 유닛들의 위치들을 메모리에 저장해야만 한다. 이는 수신된 신호의 신호원을 검사하고, 또한 유사한 기능이 장치된 다른 차량과의 간섭을 피하기 위해 반드시 필요하다. 그러한 경우에, 관련 타이어의 결함, 예를 들어 압력 손실 등을 지시하는 것이 필수적이다.

상기 특허출원 WO 94/20317호의 장치와 유사한 장치의 경우에, 상기와 같은 식별은 시스템이 작동을 개시함과 동시에 수동으로 수행된다.

특허출원 WO 97/06968호에는 차량의 4개의 휠에 대향 관계로 각각 배치된 4개의 수신기에 중앙 처리 유닛이 접속되어 있는 차량의 타이어 감시 장치가 개시되어 있다. 수신된 무선 신호의 강도에 따라, 수신된 신호의 공급원이 어떤 송신기인지가 용이하게 결정된다. 그러나, 이러한 장치는 상기 4개의 휠의 중간 지점에 4개의 수신기를 배치해야 하고 이들 수신기를 상기 중앙 처리 유닛에 접속시켜야 한다는 단점을 갖는다. 이는 차량에 상기 시스템을 설치함에 있어서 고비용을 초래한다.

본 발명은 무선 송신기(radio transmitter) 특히, 차량의 휠 내에 배치된 무선 송신기의 위치를 자동으로 결정하기 위한 장치에 관한 것이다.

도 1은 2차축 4륜 차량에 본 발명에 따른 타이어 감시 시스템을 설치한 것을 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 4륜 차량의 경우에, 네 개의 안테나 장치의 수신용 안테나들의 위치를 도시하는 도면.

도 3은 위상 이동의 측정에 의한 위치결정의 원리를 도시하는 도면.

도 4는 포착된 신호들 및 그 신호들의 위상 이동을 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 따른 제 1 위치결정 장치의 다이어그램.

도 6은 본 발명에 따른 제 2 위치결정 장치의 다이어그램.

도 7은 세 개의 수신용 안테나를 갖는 본 발명에 따른 제 3 위치결정 장치의 다이어그램.

도 8은 4륜 차량의 경우에, 세 개의 안테나 장치의 수신용 안테나들의 배치구조를 도시하는 도면.

본 발명의 목적은 두 개의 차축을 갖는 차량의 타이어 감시 시스템을 제공하는 것으로서, 상기 각각의 차축에는 하나의 타이어-휠 조립체가 장착되고, 두 개의 상기 타이어-휠 조립체는 하나의 축선(D1)을 한정하며, 300 ㎒ 이상의 주파수(F)의 파동을 쇼트 펄스로 송신하는 무선 송신기를 갖는 상기 타이어-휠 조립체 각각에 배치된 휠 유닛과, 상기 휠 유닛들의 송신기들에 의해 송신된 데이터를 처리하는 중앙 처리 유닛과, 상기 차량의 섀시에 배치되도록 되어 있는 상기 무선 송신기의 차량 상에서의 위치를 자동으로 결정하는 장치를 구비한다. 이러한 시스템은 상기 자동 위치결정 장치가 하기의 구성요소를 포함하도록 구성된다:

ㆍ 제 1 안테나를 갖는 제 1 무선 수신 채널;

ㆍ 제 2 안테나를 갖는 제 2 무선 수신 채널; 상기 제 1 및 제 2 안테나는실질적으로 D1 에 평행하게 배치되며 일정 간격(d)만큼 이격되도록 되어 있는 축선을 한정하고, λ가 상기 송신기들의 무선 송신 주파수(F)의 파장일 때, d 는 하기의 방정식을 충족한다:

(2n+1)λ/4 - λ/8 ≤d ≤(2n+1)λ/4 + λ/8,

여기서, n 은 정수이며, n ≥0;

ㆍ 상기 제 1 안테나에 의해 수신된 무선 신호가 상기 제 2 안테나에 의해 수신된 무선 신호에 대해 위상 앞섬(ahead of phase), 위상 뒤짐(behind phase), 또는 동일 위상(identical phase)인지를 결정하기 위해 상기 제 1 및 제 2 안테나에 의해 수신된 무선 신호의 위상들을 비교하는 제 1 비교 수단;

ㆍ 상기 안테나들에 대한 상기 무선 송신기의 위치를 지시하도록 되어 있는 상기 제 1 비교 수단에 의해 송신된 결과들을 처리하는 처리 수단.

이러한 제 1 시스템은 특히, 2륜 차량에 적용된다.

그러나, 이러한 장치는 비용상의 이유로, 또한 단지 몇 밀리초(ms)만에 송신 위치를 결정하는 것이 어렵다는 이유로, 무선 신호의 신호원을 결정하기 위해,종래의 정밀한 무선 방위 측정법(goniometric radio solutions)(도플러 효과, 회전식 안테나 등)을 사용하지 않는다.

이러한 장치는 두 개의 수신용 안테나로부터 유도되는 신호들의 상대 위상을 분석한다. 상기 신호들의 상대 위상은 상기 두 개의 수신용 안테나의 공지된 간격으로 인한 혼란 없이 결정될 수 있다. 이러한 간격(d)은 바람직하게는 λ/4 이다.

본 발명의 다른 목적은 두 개의 차축을 갖는 차량의 타이어 감시 시스템을제공하는 것으로서, 상기 각각의 차축에는 두 개의 타이어-휠 조립체가 장착되고, 네 개의 상기 타이어-휠 조립체는 두 개의 사선(D1, D2)을 한정하며, 300 ㎒ 이상의 주파수(F)의 파동을 쇼트 펄스로 송신하는 무선 송신기를 갖는 상기 타이어-휠 조립체 각각에 배치된 휠 유닛과, 상기 휠 유닛들의 송신기들에 의해 송신된 데이터를 처리하는 중앙 처리 유닛과, 상기 차량의 섀시에 배치되도록 되어 있는 상기 무선 송신기의 차량 상에서의 위치를 자동으로 결정하는 장치를 구비한다. 이러한 제 2 시스템은 상기 자동 위치결정 장치가 하기의 구성요소를 포함하도록 구성된다:

ㆍ 제 1 안테나를 갖는 제 1 무선 수신 채널;

ㆍ 제 2 안테나를 갖는 제 2 무선 수신 채널; 상기 제 1 및 제 2 안테나는 실질적으로 D1 에 평행하게 배치되며 일정 간격(d)만큼 이격되도록 되어 있는 축선을 한정하고, λ가 상기 송신기들의 무선 송신 주파수(F)의 파장일 때, d 는 하기의 방정식을 충족한다:

(2n+1)λ/4 - λ/8 ≤d ≤(2n+1)λ/4 + λ/8,

여기서, n 은 정수이며, n ≥0;

ㆍ 상기 제 1 안테나에 의해 수신된 무선 신호가 상기 제 2 안테나에 의해 수신된 무선 신호에 대해 위상 앞섬, 위상 뒤짐, 또는 동일 위상인지를 결정하기 위해 상기 제 1 및 제 2 안테나에 의해 수신된 무선 신호의 위상들을 비교하는 제 1 비교 수단;

ㆍ 제 3 안테나를 갖는 제 3 무선 수신 채널;

ㆍ 제 4 안테나를 갖는 제 4 무선 수신 채널; 상기 제 3 및 제 4 안테나는 실질적으로 D2 에 평행하게 배치되며 일정 간격(d')만큼 이격되도록 되어 있는 축선을 한정하고, λ가 상기 송신기들의 무선 송신 주파수(F)의 파장일 때, d' 는 하기의 방정식을 충족한다:

(2n+1)λ/4 - λ/8 ≤d' ≤(2n+1)λ/4 + λ/8,

여기서, n 은 정수이며, n ≥0;

ㆍ 상기 제 3 안테나에 의해 수신된 무선 신호가 상기 제 4 안테나에 의해 수신된 무선 신호에 대해 위상 앞섬, 위상 뒤짐, 또는 동일 위상인지를 결정하기 위해 상기 제 3 및 제 4 안테나에 의해 수신된 무선 신호의 위상들을 비교하는 제 2 비교 수단;

ㆍ 상기 안테나들에 대한 신호의 상기 무선 송신기의 위치를 지시하도록 되어 있는 상기 제 1 및 제 2 비교 수단에 의해 송신된 결과들을 처리하는 처리 수단.

이러한 제 2 시스템은 특히, 4륜 차량에 적용된다.

유리한 실시예에 따르면, 상기 제 1 및 제 3 무선 수신 채널은 공유된다.

상술한 바와 같이, 각각의 안테나쌍을 이격시키는 간격(d, d')은 바람직하게는, 실질적으로 λ/4 와 같다.

이러한 자동 위치결정 장치에 의하면, 실질적으로 상기 축선 D1 이나 축선 D2 를 따라 배치된 무선 송신기의 위치를 용이하게 결정할 수 있다. 상기 안테나들이 상기 파장의 1/4 과 동일한 간격으로 이격되기 때문에, 두 개의 협동 안테나들에 의해 수신된 무선 신호들은 90°에 가까운 수치로 서로에 대해 위상이 벗어나게 된다.

이러한 장치가 2 차축 4륜 차량에 조립되면, 상기 두쌍의 안테나들에 의해 한정된 두 개의 차축을 실질적으로 상기 4륜의 상기 사선들(D1, D2)을 따라 배치하는 것이 유리하다. 그후, 상기 장치의 처리 수단은 수신된 무선 신호의 신호원을 용이하게 지시할 수 있다. 상기 휠 송신기가 위치되는 상기 차축은 위상이 90°만큼 벗어난 신호를 수신하는 협동 안테나쌍에 의해 결정되고, 상기 송신기가 위치되는 D1 및 D2 를 포함하는 평면의 4분면은 위상 앞섬 상태인 신호를 수신하는 상기 안테나에 의해 결정된다.

이러한 원리는 ±45°의 정밀도를 충족하는, 상기 송신기들에 대한 상기 안테나들의 위치를 고려하여, 상기 타이어들의 압력을 감시하기 위한 시스템에 완전하게 적용할 수 있다. 또한, 이러한 장치는 비록 매우 짧은 지속시간의, 예를 들어 몇 밀리초의 쇼트 펄스에 대응하는 신호들에 대해서조차, 신호들의 신뢰도 있는 위치결정을 가능하게 하는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 상기 시스템은 상기 휠들의 정확한 상대 위치를 영구적으로 확인한다는 장점을 갖는다. 상기 시스템은 상기 휠 유닛들의 식별 코드들을 상기 중앙 처리 유닛의 메모리 내의 정확한 위치들에 자동으로 재할당할 수 있다.

결정의 신뢰성을 증가시키기 위해, 상기 장치의 처리 수단은, 상기 제 2 비교 수단이 또는 제 1 비교 수단이 상기 대응 안테나쌍에 의해 수신된 신호가 실질적으로 동일 위상인지를 기록하는 경우에만, 상기 무선 송신기가 축선 D1 또는 축선 D2 각각에 대해서 특정 안테나 측에 배치되어 있는지를 지시할 수 있다.

유리한 양태에 따르면, 상기 제 1 및 제 2 비교 수단 모두가 상기 대응 안테나쌍들에 의해 수신된 신호들이 실질적으로 동일한 위상 이동(phase shift)을 가지는 것으로 기록할 때, 상기 처리 수단은 "제로 신호(zero signal)"를 지시한다.

그에 따라, 예를 들어 차량에 예비 휠이 장착된 경우에, 상기 수신된 무선 신호가 상기 차량의 예비 휠에 배치된 무선 송신기로부터 유도되는지를 식별할 수 있다. 실제로, 상기 예비 휠들은 통상적으로 차량의 전방 또는 후방에서 그 중심에 배치된다.

상기 휠 유닛들의 무선 송신기들의 송신 주파수는 300 ㎒ 이상이다. 보다 낮은 주파수들의 경우에는, 상기 협동 안테나들을 이격시키는 간격이 너무 크다는 사실로 인해, 본 발명에 따른 원리가 더이상 적용될 수 없다. 한편, 예를 들어 433 ㎒ 의 주파수에 대해서, 상기 신호들의 파장은 70 ㎝ 이고, 이후 상기 간격 d(λ/4)는 17 ㎝ 로 되며, 8 ㎝ (λ/8)로 감소될 수 있다. 이것에 의해 예를 들어, 측면들이 10 ×10 ×3 ㎝ 인 매우 작은 하우징 내에 상기 전체 장치가 포함될 수 있다. 또한, 상기 장치는 차량의 객실 내에 있는 지시기에 데이터를 검사 및 전송하는 기능을 포함하는 모든 기능과 상기 감시 시스템의 중앙 처리 유닛을 합체할 수도 있다.

바람직하게는, 상기 안테나들은 나선형 권선(helical winding)을 포함하고, 상기 권선의 비권선 와이어의 길이는 실질적으로 상기 무선 송신기의 파장의 1/4 과 같다. 유리하게는, 상기 안테나 권선들은 상기 축선들(D1, D2)에 거의 수직하게배치되도록 되어 있는 자체의 축선들을 갖는다.

상기 위치결정 장치는 바람직하게는, 차량의 섀시에서 그 중심에 배치된다. 특히 바람직한 위치는 상기 섀시의 하부이다. 다른 유리한 위치는 상기 차량의 객실 천장의 중심부이다.

유리한 실시예에 따르면, 상기 위치결정 장치의 무선 신호의 수신 채널들 중 하나는 상기 휠 유닛으로부터 유도되어 상기 중앙 처리 유닛에 송신되는 데이터를 수신 및 해독하는데 사용된다.

상기 중앙 처리 유닛에 송신되는 상기 휠 유닛의 상기 데이터를 수신 및 해독하기 위해 보조 수신 채널이 제공될 수도 있다.

이제 복수의 실시예들이 첨부도면을 참조로 설명된다.

도 1은 2차축 4륜 차량에 본 발명에 따른 타이어 감시 시스템을 설치한 것을 개략적으로 도시한 도면이다. 상기 차량은 네 개의 타이어 휠 조립체(1)를 포함한다. 상기 타이어 감시 시스템은, 특히 무선 송신기와 압력 및 온도 센서가 장착되며 각각의 타이어(1)의 내부 공간 내측에 배치되는 휠 유닛(2)과, 중앙 처리 유닛(3)과, 상기 무선 송신기의 위치를 자동으로 결정하는 장치(4)와, 지시기(5)를 포함한다. 상기 중앙 처리 유닛(3)과 상기 자동 위치결정 장치(4)는 상기 차량의 섀시에 배치되고, 상기 지시기(5)는 객실에 위치된다. 상기 타이어-휠 조립체들의 중심들은 두 개의 사선(D1, D2)을 한정하고, 상기 섀시는 도면에 도시된 바와 같이 네 개의 4분면(A, B, C, D)으로 분할된다. 도 1의 예에서, 상기 중앙 처리 유닛(3)과 상기 자동 위치결정 장치(4)에는 무선 수신 및/또는 송신 채널이 장착된다. 이러한 경우에, 상기 장치(4)는 수신된 상기 신호를 송신하는 상기 휠 유닛의 위치를 식별하기 위해서만 사용된다. 또한, 상기 중앙 처리 유닛(3)에 대해 상기 신호를 송수신하기 위해 상기 장치(4)의 상기 무선 수신 채널들 중 하나를 사용함으로써, 보다 완전하게 두 개의 유닛을 통합할 수 있다. 동일한 방식으로, 본원의 상기 두 개의 유닛(3, 4)은 개별 요소로서 도시되지만, 상기 두 유닛을 하나로 동일 하우징에 완전하게 통합할 수 있다.

도 2는 4륜 차량의 경우에 네 개의 수신 안테나의 설치를 개략적으로 도시하는 도면이다. 본 도면은 도 1의 요소(4)의 확대도이다. 안테나(6, 7, 8, 9)는 상기 휠들에 배치된 송신기들과 상기 수신 안테나들 사이에서 무선 신호를 용이하게 송신하기 위해 차량의 중심 가까이에서 섀시에 배치되며, 바람직하게는 상기 섀시의 아래에 배치된다. 상기 네 개의 안테나는 두 개씩 배열된다. 즉, 상기 안테나(6)와 안테나(7)는 실질적으로 상기 휠들의 두 개의 축선들을 사선으로 연결하는 축선(D1)을 따라 배치된다. 상기 안테나(8)와 안테나(9)는 실질적으로 나머지 두 개의 휠의 축선들을 사선으로 연결하는 제 2 축선(D2)을 따라 배치된다. 상기 안테나들(6-7 및 8-9)은 상기 무선 송신 파장의 1/4 과 같은 거리(d)로 이격된다. 433 ㎒ 의 주파수에 대해서, 상기 파장은 70 ㎝ 이므로, 상기 d 는 15 ㎝ 내지 18 ㎝ 이다. 상기 네 개의 안테나는 비권선부의 길이가 상기 무선 송신 파장의 1/4 과 실질적으로 동일한 권선을 포함하는 나선형 안테나이다. 동조식 안테나(tuned aerials)로서 공지되어 있는 상기 형태의 안테나들은 소형 및 저가이며 양호한 출력을 제공한다.

상기 네 개의 안테나들은 거의 사각형으로 배치되므로, 각각의 안테나는 상기 축선들(D1, D2)의 평면에서 4분면을 한정한다. 상기 안테나 6 은 4분면 A 에 위치되고, 상기 안테나 7 은 4분면 D 에 위치되며, 상기 안테나 8 은 4분면 B 에 위치되고, 상기 안테나 9 는 4분면 C 에 위치된다.

이러한 간격(λ/4)에 의한 두개의 안테나들의 공간은 대부분 상기 신호들의 수신의 90°의 위상 이동을 야기한다.

도 3a에는 송신기(E)가 도시되고, 이러한 송신기와 두 개의 수신용 안테나의 무선 송신의 파동 전면(10; wave front)은 상기 송신기(E)로부터 동일한 간격으로 배치된다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 간격들 E-R1 및 E-R2 는 동일하기 때문에, R1 및 R2 에 의해 수신된 신호들은 위상이 동일하다.

도 3b는 두 개의 수신기(R1, R2)가 상기 송신기(E)를 통과하는 축선을 따라 배치된 경우를 도시한다. 이러한 경우에, 상기 간격 E-R1 및 E-R2 는 상기 신호들의 파장의 1/4 만큼 상이하고, 그 결과로서, 도 3b 및 도 4b 에 도시된 바와 같이, R1 에 의해 수신된 신호들은 R2 에 의해 수신된 신호들에 비해 위상이 90°앞서게 된다.

도 4c는 상기 송신기(E)가 상기 두 개의 수신기(R1, R2)를 통과하는 축선을 따라 배치되지만 R1 보다는 R2 에 가깝게 배치되는 경우를 도시한다. 상기 R2 에 의해 수신된 신호들은 상기 R1 에 의해 수신된 신호들에 비해 위상이 90° 앞서게 된다.

상기 위상들의 비교 이후에, 상기 신호들은 위치 검출 로직(position detection logic)에 의해 처리된다.

예로서, 제 1 및 제 2 안테나와 함께 작용하는 각각의 위상 비교기는 하기에 대응하는 신호를 생성한다:

- 상기 두 개의 안테나로부터 동일한 거리에 위치된 신호원 = 0.

- 상기 제 1 안테나에 가까운 신호원 = +1.

- 상기 제 2 안테나에 가까운 신호원 = -1.

하기의 표 1 은 도 2를 참조로 수신된 신호들의 상기 송신기의 4분면을 제공하는 로직을 지시한다.

안테나 쌍6/7	안테나 쌍8/9	휠 송신기의4분면
+1	0	A
0	+1	B
0	-1	C
-1	0	D

로직이 상기 표의 네 가지 경우 중 한가지에 대응하는 임의의 신호는 타당한 것으로 고려된다. 한편, 임의의 다른 조합은 거부된다.

도 5는 본 발명에 따른 위치결정 장치의 제 1 다이어그램을 도시한다. 이러한 장치는 상기 무선 신호의 네 개의 수신 채널을 포함한다. 각각의 채널은 상기 신호들의 진폭을 표준화하도록 되어 있는 제한 증폭기(12)와 필터(11)로 이루어진 나선형 안테나(6, 7, 8, 9)로 구성된다. 두 개의 위상 비교기는 신호를 두 개씩 수신한다. 상기 비교기(13)는 안테나들(6, 7)에 의해 수신된 신호들을 비교하고, 상기 비교기(14)는 안테나들(8, 9)에 의해 수신된 신호들을 비교한다. 또한, 상기 장치는 상기 두 개의 비교기에 의해 송신된 데이터를 처리하기 위한 수단(15)을 포함한다. 마이크로컴퓨터와 같은 상기 처리 수단은 상기 검출 및 위치결정 로직을 실행하고, 상기 무선 송신기(16)의 위치를 상기 타이어 감시 시스템의 중앙 처리 유닛(도시되지 않음)에 송신한다.

도 6은 각각의 채널이 공통 발진기(17)에 접속된 주파수 혼합기(18)를 부가로 포함하는 제 2 실시예를 도시한다. 상기 혼합기의 출력은 F - F2 의 출력이고,여기서 상기 F 는 상기 무선 신호의 주파수이고, 상기 F2 는 상기 발진기의 주파수이다. 상기 F 의 수치가 433 ㎒ 이면, 423 ㎒ 의 주파수를 갖는 혼합기가 사용될 수 있다. 그러면, 상기 F - F2 는 10 ㎒ 가 되고, 상기 위상 비교기들의 비용이 상당히 감소된다. 상기 수신 채널은 수퍼헤테로다인 수신기(superheterodyne receivers)의 원리를 이용한다.

도 7 및 도 8은 네 개가 아닌 세 개의 안테나를 포함하는 4륜 차량의 본 발명에 따른 위치결정 장치를 도시한다.

도 8은 상기 차량의 중심에 세 개의 안테나가 위치된 것을 도시한다. 실질적으로 상기 두 개씩의 휠들에 연결된 두개의 사선에 대응하는 상기 축선들(D1, D2)이 본 도면에 도시된다. 안테나(19)는 바람직하게는, 두개의 축선(D1, D2)의 교점에 위치되고, 안테나(20)는 축선 D1 상에 위치되며, 안테나(21)는 축선 D2 상에 위치된다. 공통 작동 안테나들의 제 1 쌍은 D1 상에 배치된 안테나들 19 및 20 으로 구성된다. 한편, 제 2 쌍은 D2 상에 배치된 안테나들 19 및 21 로 구성된다. 상기와 같이, 상기 안테나들(19, 20) 사이의 간격(d)은 실질적으로 λ/4 와 동일하고, 상기 안테나들(19, 21) 사이의 간격(d')도 실질적으로 λ/4 와 동일하다.

도 7은 상기 장치의 다이어그램을 도시한다. 이러한 다이어그램은 하나의 변형으로서 도 5의 다이어그램과 매우 유사하다. 안테나(19)를 포함하는 수신 채널은 상술한 바와 같은 하나의 위상 비교기 대신에 두 개의 위상 비교기(13, 14)에 접속되는 제한 증폭기(22)를 포함한다. 따라서, 상기 장치를 간단하게 구현할 수 있다.

세 개의 수신용 안테나를 갖는 상기 장치의 작동은 네 개의 안테나를 갖는상술한 장치의 작동과 전체적으로 유사하다.

본 발명에 따른 4륜 차량용 장치가 장착된 압력 감시 시스템의 작동은 다음과 같다:

ㆍ 상기 수신된 신호는 사선으로 배열된 안테나 쌍에 의해 분석된다;

ㆍ 90°로 위상 이동된 신호를 수신하는 공동 작동 안테나 쌍이 결정되고; 이는 상기 수신된 신호들의 상기 휠 송신기가 위치된 축선(D1 또는 D2)을 결정한다;

ㆍ 상기 공통 작동 안테나 쌍에서, 신호의 위상 앞섬을 수신하는 안테나가 결정되고; 이는 상기 무선 송신기가 위치되는 D1 및 D2 를 포함하는 평면의 4분면을 식별한다;

ㆍ 관련 휠 송신기의 위치가 변경되지 않았다는 것이 표를 참조로 검사된다;

ㆍ 상기 송신된 신호들에 포함된 데이터, 특히 압력 및 온도를 분석 및 처리하기 위해 상기 휠 송신기의 위치가 상기 중앙 처리 유닛에 송신된다.

신뢰도 있는 식별을 위해, 하나의 안테나가 위상의 신호 앞섬을 수신하고 다른 안테나쌍이 동일 위상의 두 개의 신호를 수신하는 경우에는, 상기 송신기의 위치는 지시될 수 있어야만 한다.

상기 휠의 임의의 방위각 위치들에서 발생된 임의의 기생 에코들(parasitic echoes)의 수신을 제거하기 위해서는, 통계학적 처리가 필요하다.

두 개의 안테나들 사이의 사선의 간격(d)은 상기 시스템의 정밀도에 영향을 주지 않으면서 파장의 1/8 까지 또는 9 ㎝ 까지 감소될 수 있다.

수신 채널들 중 하나는 상기 네 개의 휠 송신기로부터의 모든 데이터를 수신하고 상기 시스템의 중앙 처리 유닛에 송신하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 위치결정 장치는 상기 타이어 압력을 감시하기 위한 시스템의 초기화 순간에 각각의 휠 송신기의 개별적인 위치의 자동 위치결정이, 수동 조정 없이, 가능하다는 장점을 갖는다. 또한, 상기 중앙 처리 유닛은 해당 차량에 의해 사용된 네 개의 휠 유닛의 식별 코드들을 인지하고 저장할 수 있다.

상기 감시 시스템의 정상 작동시에, 본 발명에 따른 장치가 상기 식별 코드들의 영구적인 감시를 수행하는 것이 가능하다. 이는 예를 들어, 정비공장에서 상기 휠들을 부주의하게 교환한 경우에, 상기 중앙 처리 유닛이 문제점을 경고하도록 프로그래밍될 수 있도록 한다. 또한, 압력을 감시하기 위한 상기 시스템의 자동 재초기화는 휠 교환 이후에 실행될 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 소형 하우징에 포함될 수 있다. 상기 장치는 바람직하게는, 차량의 섀시 아래의 중심부에 위치되거나 객실의 천장의 중심부에 위치된다. 또한, 이러한 하우징은 모든 타이어 감시 기능들, 즉 상기 시스템의 중앙 처리 유닛을 합체하는 기능 및 상기 차량의 디스플레이 시스템과 직접 통신하는 기능을 통합할 수 있다.

Claims (18)

1. 두 개의 차축을 갖는 차량의 타이어 감시 시스템으로서, 상기 각각의 차축에는 하나의 타이어-휠 조립체가 장착되고, 두 개의 상기 타이어-휠 조립체는 하나의 축선 D1 을 한정하며, 300 ㎒ 이상의 주파수 F 의 파동을 쇼트 펄스로 송신하는 무선 송신기를 갖는 상기 타이어-휠 조립체 각각에 배치된 휠 유닛과, 상기 휠 유닛들의 송신기들에 의해 송신된 데이터를 처리하는 중앙 처리 유닛과, 상기 차량의 섀시에 배치되도록 되어 있는 상기 무선 송신기의 상기 차량 상에서의 위치를 자동으로 결정하는 장치를 구비하고,

   상기 자동 위치결정 장치는:

   ㆍ 제 1 안테나를 갖는 제 1 무선 수신 채널과;

   ㆍ 제 2 안테나를 갖는 제 2 무선 수신 채널과;

   상기 제 1 및 제 2 안테나는 실질적으로 D1 에 평행하게 배치되며 일정 간격 d 만큼 이격되도록 되어 있는 축선을 한정하고, λ가 상기 송신기들의 무선 송신 주파수(F)의 파장일 때, d 는 하기의 방정식을 충족하며:

   (2n+1)λ/4 - λ/8 ≤d ≤(2n+1)λ/4 + λ/8,

   여기서, n 은 정수이며, n ≥0 이고;

   ㆍ 상기 제 1 안테나에 의해 수신된 무선 신호가 상기 제 2 안테나에 의해 수신된 무선 신호에 대해 위상 앞섬(ahead of phase), 위상 뒤짐(behind phase), 또는 동일 위상(identical phase)인지를 결정하기 위해 상기 제 1 및 제 2 안테나에 의해 수신된 무선 신호의 위상들을 비교하는 제 1 비교 수단과;

   ㆍ 상기 안테나들에 대한 상기 무선 송신기의 위치를 지시하도록 되어 있는 상기 제 1 비교 수단에 의해 송신된 결과들을 처리하는 처리 수단을 포함하는 차량의 타이어 감시 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 d 는 실질적으로 λ/4 와 동일한 차량의 타이어 감시 시스템.
3. 두 개의 차축을 갖는 차량의 타이어 감시 시스템으로서, 상기 각각의 차축에는 두 개의 타이어-휠 조립체가 장착되고, 네 개의 상기 타이어-휠 조립체는 두 개의 사선 D1, D2 을 한정하며, 300 ㎒ 이상의 주파수 F 의 파동을 쇼트 펄스로 송신하는 무선 송신기를 갖는 상기 타이어-휠 조립체 각각에 배치된 휠 유닛과, 상기 휠 유닛들의 송신기들에 의해 송신된 데이터를 처리하는 중앙 처리 유닛과, 상기 차량의 섀시에 배치되도록 되어 있는 상기 무선 송신기의 상기 차량 상에서의 위치를 자동으로 결정하는 장치를 구비하고,

   상기 자동 위치결정 장치는:

   ㆍ 제 1 안테나를 갖는 제 1 무선 수신 채널과;

   ㆍ 제 2 안테나를 갖는 제 2 무선 수신 채널과;

   상기 제 1 및 제 2 안테나는 실질적으로 D1 에 평행하게 배치되며 일정 간격 d 만큼 이격되도록 되어 있는 축선을 한정하고, λ가 상기 송신기들의 무선 송신주파수(F)의 파장일 때, d 는 하기의 방정식을 충족하며:

   (2n+1)λ/4 - λ/8 ≤d ≤(2n+1)λ/4 + λ/8,

   여기서, n 은 정수이며, n ≥0 이고;

   ㆍ 상기 제 1 안테나에 의해 수신된 무선 신호가 상기 제 2 안테나에 의해 수신된 무선 신호에 대해 위상 앞섬, 위상 뒤짐, 또는 동일 위상인지를 결정하기 위해 상기 제 1 및 제 2 안테나에 의해 수신된 무선 신호의 위상들을 비교하는 제 1 비교 수단과;

   ㆍ 제 3 안테나를 갖는 제 3 무선 수신 채널과;

   ㆍ 제 4 안테나를 갖는 제 4 무선 수신 채널과;

   상기 제 3 및 제 4 안테나는 실질적으로 D2 에 평행하게 배치되며 일정 간격 d' 만큼 이격되도록 되어 있는 축선을 한정하고, λ가 상기 송신기들의 무선 송신 주파수(F)의 파장일 때, d' 는 하기의 방정식을 충족하며:

   (2n+1)λ/4 - λ/8 ≤d' ≤(2n+1)λ/4 + λ/8,

   여기서, n 은 정수이며, n ≥0 이고;

   ㆍ 상기 제 3 안테나에 의해 수신된 무선 신호가 상기 제 4 안테나에 의해 수신된 무선 신호에 대해 위상 앞섬, 위상 뒤짐, 또는 동일 위상인지를 결정하기 위해 상기 제 3 및 제 4 안테나에 의해 수신된 무선 신호의 위상들을 비교하는 제 2 비교 수단과;

   ㆍ 상기 안테나들에 대한 상기 신호의 상기 무선 송신기의 위치를 지시하도록 되어 있는 상기 제 1 및 제 2 비교 수단에 의해 송신된 결과들을 처리하는 처리수단을 포함하는 차량의 타이어 감시 시스템.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 3 및 제 1 채널은 공유되는 차량의 타이어 감시 시스템.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 간격들(d, d')은 실질적으로 λ/4 와 동일한 차량의 타이어 감시 시스템.
6. 제 2 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 비교 수단이 상기 제 1 안테나에 의해 수신된 상기 무선 신호가 상기 제 2 안테나에 의해 수신된 상기 무선 신호에 대해 위상이 앞서는 것으로 결정한 경우에, 상기 처리 수단은 상기 무선 송신기가 상기 축선 D1 에 대해 상기 제 1 안테나 측에 배치되어 있다는 것을 지시하고,

   상기 제 1 비교 수단이 상기 제 1 안테나에 의해 수신된 상기 무선 신호가 상기 제 2 안테나에 의해 수신된 상기 무선 신호에 대해 위상이 뒤지는 것으로 결정한 경우에, 상기 처리 수단은 상기 무선 송신기가 상기 축선 D1 에 대해 상기 제 2 안테나 측에 배치되어 있다는 것을 지시하는 차량의 타이어 감시 시스템.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 비교 수단이 상기 제 1 및 제 2 안테나에 의해 수신된 상기 무선 신호들이 실질적으로 동일 위상이라고 결정한 경우에, 상기 처리 수단은 상기 무선 송신기가 상기 제 1 및 제 2 안테나로부터 실질적으로 등거리에배치되어 있다는 것을 지시하는 차량의 타이어 감시 시스템.
8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 비교 수단이 상기 제 3 안테나에 의해 수신된 상기 무선 신호가 상기 제 4 안테나에 의해 수신된 상기 무선 신호에 대해 위상이 앞서는 것으로 결정한 경우에, 상기 처리 수단은 상기 무선 송신기가 상기 축선 D2 에 대해 상기 제 3 안테나 측에 배치되어 있다는 것을 지시하고,

   상기 제 2 비교 수단이 상기 제 3 안테나에 의해 수신된 상기 무선 신호가 상기 제 4 안테나에 의해 수신된 상기 무선 신호에 대해 위상이 뒤지는 것으로 결정한 경우에, 상기 처리 수단은 상기 무선 송신기가 상기 축선 D2 에 대해 상기 제 4 안테나 측에 배치되어 있다는 것을 지시하는 차량의 타이어 감시 시스템.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 비교 수단이 상기 제 3 및 제 4 안테나에 의해 수신된 상기 무선 신호들이 실질적으로 동일 위상이라고 결정한 경우에, 상기 처리 수단은 상기 무선 송신기가 상기 제 3 및 제 4 안테나로부터 실질적으로 등거리에 배치되어 있다는 것을 지시하는 차량의 타이어 감시 시스템.
10. 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 수단은, 상기 제 2 비교 수단이 또는 제 1 비교 수단이 상기 대응 안테나쌍에 의해 수신된 신호들이 실질적으로 동일한 위상 이동을 가지는 것으로 기록하는 경우에만, 상기 무선 송신기가 축선 D1 또는 축선 D2 각각에 대해서 특정 안테나 측에 배치되어 있다는 것을 지시하는 차량의 타이어 감시 시스템.
11. 제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 비교 수단 모두가 상기 대응 안테나쌍들에 의해 수신된 신호들이 실질적으로 동일 위상이라는 것을 기록하는 경우에, 상기 처리 수단은 "제로 신호(zero signal)"를 지시하는 차량의 타이어 감시 시스템.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나들은 나선형 권선(helical winding)을 포함하고, 상기 권선의 비권선 와이어의 길이는 실질적으로 λ/4 와 동일한 차량의 타이어 감시 시스템.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 안테나들의 권선들의 축선들은 상기 축선들 D1, D2 에 수직하게 배치되도록 되어 있는 차량의 타이어 감시 시스템.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 수신 채널은 제한 증폭기를 포함하는 차량의 타이어 감시 시스템.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 수신 채널은 상기 무선 신호의 모든 수신 채널들에 공통인 주파수 F2 의 국부 발진기에 접속되는 주파수 혼합기를 부가로 포함하는 차량의 타이어 감시 시스템.
16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위치결정 장치의 상기 무선 신호의 상기 수신 채널들 중 하나는 상기 중앙 처리 유닛에 송신되는 상기 휠 유닛으로부터 유도되는 상기 데이터를 수신 및 해독하는데 사용되는 차량의 타이어 감시 시스템.
17. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 보조 수신 채널은 상기 중앙 처리 유닛에 송신되는 상기 휠 유닛의 상기 데이터를 수신 및 해독하는 차량의 타이어 감시 시스템.
18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위치결정 장치는 차량 객실 천장의 중심부에 배치되는 차량의 타이어 감시 시스템.