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KR102001277B1 - 차량의 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

차량의 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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KR102001277B1
KR102001277B1 KR1020147026173A KR20147026173A KR102001277B1 KR 102001277 B1 KR102001277 B1 KR 102001277B1 KR 1020147026173 A KR1020147026173 A KR 1020147026173A KR 20147026173 A KR20147026173 A KR 20147026173A KR 102001277 B1 KR102001277 B1 KR 102001277B1
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wheel
vehicle
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determining
reference rim
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마티아스 크레트쉬만
홀거 파이스트
타케아키 야지마
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콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
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Abstract

본 발명은 차량의 휠(11a 내지 11d)의 절대 각위치를 결정하기 위한 장치(9) 및 방법에 관한 것이다. 장치는 휠측에 장착될 수 있는, 휠의 기준 림(29)이 결정되도록 허용하는 데이터를 결정하도록 그리고 획득된 데이터를 무선 방식으로 전송하도록 구성되는, 휠 유닛(10a 내지 10d)과, 차량측에 장착될 수 있는, 휠 유닛의 데이터를 수신하는 목적을 갖는, 수신기 유닛(12)을 포함한다. 기준 림-결정 장치(14)가 수신된 데이터에 기초하여 휠의 기준 림(29)을 결정한다. 또한, 장치는 휠이 이전에 결정된 각도만큼 회전할 때 각각의 경우에 하나의 신호를 생성하기 위한 측정 장치(16a 내지 16d)와, 측정 장치에 의해 생성된 신호를 계수하기 위한 계수 장치(18)를 포함한다. 각도-결정 장치(19)가 계수 장치에 의해 계수된 신호에 기초하여 그리고 특정 기준 림에 기초하여 휠의 절대 각위치를 결정한다.

Description

차량의 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING AN ABSOLUTE ANGULAR POSITION OF A WHEEL OF A VEHICLE}
본 발명은 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 그러한 장치는 휠이 이전에 결정된 각도만큼 회전할 때 각각의 경우에 하나의 신호를 생성하기 위한 측정 장치와, 측정 장치에 의해 생성된 신호를 계수(counting)하기 위한 계수 장치를 포함한다. 따라서, 본 방법은 휠이 이전에 결정된 각도만큼 회전할 때 각각의 경우에 하나의 신호를 생성하고, 생성된 신호를 계수한다.
그러한 측정 및 계수 장치는 종래 기술로부터 예를 들어 잠김-방지 브레이크 시스템(anti-lock brake system, ABS) 또는 트랙션 컨트롤러(traction controller)의 범위 내에서 사용되는 회전 속도 센서로 알려져 있다. DE　41　41　958　A1은 그러한 회전 속도 센서의 예를 기술한다. 기어휠이 그 치형부 각각이 초기에 제1 홀 소자(Hall element)에 이어서 제2 홀 소자를 통과하도록 회전한다. 홀 소자는 임의의 통과하는 치형부가 검출되도록 그리고 통과하는 치형부의 개수가 상응하게 계수되도록 허용하는 신호를 출력한다. 이에 기초하여, 기어휠에 연결된 차량의 휠의 회전 속도가 결정될 수 있다. 그러나, 휠의 절대 각위치가 이러한 방식으로 획득될 수 없다는 것이 문제가 된다.
DE　197　21　488　A1은 이러한 문제를 해소하기 위한 한가지 가능성으로서, 홀 소자의 신호 프로파일에서 결과적으로 발생하는 이상(anormality)에 기초하여 기어휠의 절대 각위치를 추정할 수 있게 하기 위해 기어휠의 치형부가 생략될 수 있는 것을 언급한다. 그러나, DE　197　21　488　A1은 그러한 마킹 없이 처리하는 것을 주장하고, 기어휠의 현재 위치가 상관 분석에 의해 기준 펄스 없이 결정되는 것을 제안한다. 그러나, 그러한 상관 분석은 극히 느린데, 왜냐하면 기어휠의 절대 각위치에 관한 결정이 도출될 수 있을 때까지 다수의 회전이 요구되기 때문이다.
이러한 종래 기술을 출발점으로 간주하여, 본 발명의 목적은 차량의 휠의 절대 각위치의 신속하고 신뢰성 있는 결정을 허용하는 장치 및 상응하는 방법을 특정하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이 목적은 특허청구범위 독립항의 요지에 의해 달성된다. 특허청구범위 종속항은 본 발명의 실시 형태를 특정한다.
따라서, 본 발명은 차량의 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 장치로서, 휠측에 장착될 수 있는, 휠의 기준 림(reference limb)이 결정되도록 허용하는 데이터를 획득하도록 그리고 획득된 데이터를 무선 방식으로 전송하도록 구성되는, 휠 유닛을 포함하는 장치를 포함한다. 장치는 차량측에 장착될 수 있는 그리고 휠 유닛의 데이터를 수신하는 목적을 갖는 수신기 유닛을 구비한다. 기준 림-결정 장치가 수신된 데이터에 기초하여 기준 림을 결정할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 장치는 휠이 이전에 결정된 각도만큼 회전할 때 각각의 경우에 하나의 신호를 생성하기 위한 측정 장치와, 측정 장치에 의해 생성된 신호를 계수(counting)하기 위한 계수 장치를 포함한다. 그러한 측정 장치는 예를 들어 휠과 동시에 회전하는 ABS 센서의 회전 요소를 구비할 수 있다. 각도-결정 장치가 이어서 계수 장치에 의해 계수된 신호와 결정된 기준 림에 기초하여 휠의 절대 각위치를 결정할 수 있다.
본 발명에 따른 이러한 장치는 기어휠의 절대 각위치의 결정뿐만 아니라 차량 휠의 절대 각위치의 결정도 또한 허용한다. DE　197　21　488　A1에 따르면, 이들 두 절대 각위치는 차량 휠의 장착 중, 어떻게 차량 휠이 장착되는지를 보장하기 위해 극도의 주의가 기울여지는 경우에만 동일하다. 많아야, 5개의 스크류에 의해 부착이 수행되며, 따라서 각각의 경우에 기어휠에 대한 차량 휠의 72°만큼의 회전이 가능하다. 휠 유닛이 휠 상에 직접 장착될 수 있기 때문에, 그것에 의해 입수가능한 데이터는 차량 상의 장착 위치와는 관계없다.
일 실시 형태에서, 장치는 차량의 속도에 관한 데이터를 수신하거나 획득하도록 구성되고, 기준 림-결정 장치는 속도가 이전에 결정된 한계값 아래의 값으로부터 그 한계값 위의 값으로 변하면 휠의 기준 림을 결정하도록 구성된다.
이러한 실시 형태는 종래 기술로부터 알려져 있는 측정 및 계수 장치가 흔히 저속에서 부정확한 값을 제공하기 때문에 유리하다. 이는 한편으로는, 홀 소자의 신호가 샘플링되고, 펄스가 사전규정된 시간 간격 동안 완전히 발생하지 않으면 그것들이 흔히 무시된다는 사실과 관련된다. 다른 한편으로는, 홀 소자에 유도되는 전압이 흔히 기어휠의 낮은 회전 속도에서 매우 낮아, 더 이상 측정되고 평가될 수 없다. 또 다른 문제는 차량이 쉽게 후진 이동할 수 있고, 이러한 경우에 측정 장치에 의해 생성된 신호를 더하는 대신에 빼야한다는 것이다. 따라서, 차량의 속도가 이전에 결정된 한계값 아래의 값으로부터 그 한계값 위의 값으로 변할 때마다 휠의 기준 림을 새로 결정하는 것이 적절하다. 이와 관련하여, 한계값은 한계값 위의 속도에서, 신호가 신뢰성 있게 생성되고 계수되도록 선택되어야 한다. 기준 림의 새로운 결정은 차량의 절대 각위치가 다시 정확하게 결정되는 것을 보장한다.
휠 유닛은 가속도 센서를 포함할 수 있고, 가속도 센서에 작용하는 지구의 중력, 가속도 센서가 휠의 접촉 영역에 들어갈 때 발생하는 가속도, 또는 가속도 센서가 휠의 접촉 영역에서 빠져나갈 때 발생하는 가속도에 기초하여 데이터를 획득하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 용어 가속도 센서는 또한 본 특허 출원의 의미 내에서 충격 센서로서 이해되도록 의도된다.
휠이 회전할 때, 테두리(rim) 또는 타이어 상에 장착되는 가속도 센서에 원심력이 작용한다. 이러한 원심력에 지구의 중력이 중첩되며, 이에 기초하여 가속도 센서 및 따라서 휠의 절대 각위치가 결정될 수 있다. 휠의 접촉 영역은 또한 타이어 접촉 영역으로도 지칭된다. 이러한 타이어 접촉 영역은 본질적으로 곧고, 휠의 나머지와 같이 아치형이 아니며, 그 결과 가속도 센서가 접촉 영역에 들어가고 그것에서 빠져나갈 때 가속도의 변화가 발생한다.
추가적으로 또는 대안적으로, 휠 유닛은 예를 들어 타이어 내로 가황 처리되거나 타이어의 내면에 부착되는 피에조-소자(piezo-element)를 포함할 수 있다. 휠 유닛은 피에조-소자가 휠의 접촉 영역에 들어갈 때 발생하는 피에조-소자의 굽힘의 변화, 또는 피에조-소자가 휠의 접촉 영역에서 빠져나갈 때 발생하는 피에조-소자의 굽힘의 변화에 기초하여 데이터를 획득하도록 구성될 수 있다. 피에조-소자는 요구되는 측정된 값을 입수가능하게 하기 위한 극히 간단하고 비용-효과적이며 강건한 요소이다.
일 실시 형태에서, 휠 유닛은 자기장 센서를 포함하고, 자기장 센서에 작용하는 지구의 자기장에 기초하여 데이터를 획득하도록 구성된다. 그러한 자기장 센서는 가속도 센서와 대조적으로 차량의 임의의 가속 과정 및 제동 과정과는 관계없다.
휠 유닛은 휠 유닛의 센서(예를 들어 가속도 센서, 피에조-소자 또는 자기장 센서와 같은)의 출력 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 생성하고 기준 림을 통한 휠의 통과를 검출하기 위해 그 샘플링된 신호를 분석하도록 구성되는 평가 유닛을 포함할 수 있다. 그러한 평가 유닛은 예를 들어 가속도 센서의 신호 프로파일을 샘플링할 수 있고, 그것으로부터 원심력에 의해 설명될 수 있는 신호의 부분을 계산할 수 있으며(그 결과 본질적으로 지구의 중력장의 영향만이 남으며), 나머지 신호에서 최대값 및/또는 최소값을 결정하여 기준 림을 통한 휠의 통과를 검출할 수 있다. 또한, 휠 유닛의 센서의 출력 신호의 이벤트-제어식 평가(event-controlled evaluation)를 제공하는 것이 가능하다. 예를 들어, 평가 유닛은 슬립 모드(sleep mode)에 있을 수 있고, 각각의 경우에 피에조-소자가 접촉 영역에 들어가거나 그것에서 빠져나갈 때 발생하는 피에조-소자의 전압 펄스에 의해 작동될(woken) 수 있다. 그것 동안 평가 유닛이 이벤트 사이에서 슬립 모드에 있는 그러한 이벤트-제어식 평가는 에너지 면에서 특히 경제적이다.
일 실시 형태에서, 휠 유닛은 본질적으로 휠이 기준 림을 통과하는 시간에 데이터를 전송하도록 구성된다. 그렇다면, 차량측에서, 휠이 기준 림을 통과하였을 때를 추정하기 위해 수신 시간을 사용하는 것이 가능하다. 그러나, 여기에서 휠 유닛이 기준 림을 통과할 때 이를테면 "블랙 스폿(black spot)"으로 지칭되는 것이 존재하는 경우에 휠 유닛과 수신기 유닛 사이의 연결 링크가 가능하게는 특히 나쁘다는 것이 문제가 될 수 있다.
다른 실시 형태에서, 휠 유닛은 휠이 기준 림을 통과하는 시간을 획득하고 획득된 시간을 데이터의 범위 내에서 전송하도록 구성된다. 이러한 변형 실시 형태는 데이터가 전송되는 전송 시간을 비교적 자유로이 결정할 수 있으며, 그 결과 "블랙 스폿"에서의 전송이 회피될 수 있다. 그러나, 이러한 변형 실시 형태는 휠 유닛과 차량측 사이의 클록 동기화(clock synchronization)를 필요로 한다.
또한, 본 발명은 차량의 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 방법을 포함한다. 이 방법에서, 휠측에 장착될 수 있는 휠 유닛이 휠의 기준 림이 결정되도록 허용하는 데이터를 획득한다. 획득된 데이터는 휠 유닛으로부터 차량측에 장착될 수 있는 수신기 유닛으로 무선 방식으로 전송된다. 이어서, 전송된 데이터에 기초하여 휠의 기준 림이 결정된다. 휠이 이전에 결정된 각도만큼 회전할 때, 각각의 경우에 하나의 신호가 생성되고, 생성된 신호가 계수된다. 계수된 생성된 신호와 결정된 기준 림에 기초하여, 휠의 절대 각위치가 결정된다.
이와 관련하여, 바람직하게는 휠의 기준 림이 결정되도록 허용하는 데이터가 획득되고 전송되며, 차량의 속도가 이전에 결정된 한계값 아래의 값으로부터 그 한계값 위의 값으로 변할 때 이들 데이터에 기초하여 휠의 대응하는 기준 림이 결정된다.
본 발명의 특징이 장치를 참조하여 그리고/또는 방법을 참조하여 기술되었다. 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 장치 특징은 또한 방법에 상응하게 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 그것을 위해 장치 요소가 구성되는 것을 수행하기 위해 방법의 실시 형태에 대응하는 단계를 제공한다. 물론, 본 발명에 따른 방법은 따라서 가속도 센서에 작용하는 지구의 중력에 기초하여 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 일 실시 형태에서, 본 발명에 따른 방법은 피에조-소자가 휠의 접촉 영역에 들어갈 때 발생하는 피에조-소자의 굽힘의 변화에 기초하여 데이터를 획득하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 차량의 휠의 절대 각위치의 신속하고 신뢰성 있는 결정을 허용하는 장치 및 상응하는 방법이 제공된다.
이하에서는 본 발명의 또 다른 이점과 세부 사항이 도면에 예시된 실시 형태를 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 회전 속도 센서를 도시한다.
도 2는 도 1에 따른 회전 속도 센서의 문제를 설명하기 위한 차량의 속도 프로파일을 도시한다.
도 3은 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 본 발명에 따른 장치의 일 실시 형태를 도시한다.
도 4는 도 3으로부터의 휠 유닛을 상세히 도시한다.
도 5는 휠 유닛에 대한 2가지 가능한 장착 위치를 도시한다.
도 6은 가속도 센서의 신호 프로파일을 도시한다.
도 7은 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 본 발명에 따른 방법의 일 실시 형태를 도시한다.
하기의 설명에서, 동일한 그리고 동일하게 작용하는 요소는 달리 언급되지 않는 한 동일한 도면 부호로 지정된다.
도 1은 DE　41　41　958　A1에 기재된 회전 속도 센서(1)를 예시한다. 기어휠(2)이 차량 휠(미도시)과 동시에 화살표(3)의 방향으로 회전한다. 이와 관련하여, 기어휠(2)의 치형부(4)가 홀 센서(5)를 통과한다. 홀 센서(5)는 자석(6)과 2개의 홀 소자(7, 8)를 포함하며, 이러한 2개의 홀 소자는 치형부(4)가 그것들을 통과할 때 각각 전압 펄스를 생성한다. 기어휠(2)이 총 24개의 치형부를 구비하기 때문에, 24개의 전압 펄스 후 기어휠(2)이 하나의 완전한 회전을 완료하였다는 것으로 가정하는 것이 가능하다. 물론, 상이한 개수의 치형부가 또한 고려될 수 있을 것이다. 하기의 식에서, 휠의 하나의 완전한 회전에 대응하는 전압 펄스의 개수가 N에 의해 표시되도록 의도된다. 전압 펄스가 계수되고, 계수된 전압 펄스의 개수가 M에 의해 표시된다. I는 기어휠(2)의 초기 위치를 지정한다. 기어휠(2)의 절대 각위치(P)가 하기의 방정식을 사용하여 이러한 파라미터에 의해 결정될 수 있다:
Figure 112014088890417-pct00001

그러나, 이러한 식에서 초기 위치 I가 알려져 있지 않다는 것이 문제가 된다. 또한, 소정 주행 상황이 전압 펄스의 신뢰성 있는 계수 과정에 문제가 된다. 도 2는 이들 문제를 명확하게 하기 위해 시간에 대한 시간에 따른 차량의 속도의 프로파일을 도시한다. 발생하는 현상을 설명하기 위해, 4개의 파선 속도 라인(V1 내지 V4)이 도시된다. V1은 25 km/h의 속도에 해당하고, V2는 2 km/h의 속도에 해당하며, V3는 -2 km/h의 속도에 해당하고, V4는 -25　km/h의 속도에 해당하며, 여기에서 마이너스 부호는 후진 이동을 나타낸다. 속도 곡선 위와 아래에서 원 내에 명시된 화살표는 기어휠(2)의 회전 방향을 명확하게 보여준다. 원의 옆에 있는 식 N　=　N　+　1은 전압 펄스가 더해지는 것을 나타낸다. 원은 번호 숫자를 포함하며, 이는 기준 림(reference limb)의 경우에, 과정이 0에서 시작되고, 90°만큼의 회전 후 6개의 전압 펄스가 계수되며, 180°만큼의 회전 후 12개의 전압 펄스가 계수되고, 270°만큼의 회전 후 18개의 전압 펄스가 계수되며, 360°만큼의 회전 후 24개의 전압 펄스가 계수되는 것을 나타낸다. 물론, 이들 숫자는 기어휠이 24개와는 다른 개수의 치형부를 구비하면 달라진다.
기어휠(2)이 예를 들어 V2와 V3 사이의 속도에서 그러한 바와 같이 극히 느리게 회전하면, 기어휠(2)의 치형부(4)가 홀 센서(5)를 느리게 지나가, 상기 치형부(4)에 의해 유도된 전압이 매우 낮으며, 따라서 전압 펄스가 검출될 수 없다.
또한, 홀 센서(5)의 신호가 전반적으로 샘플링되고, 하나 초과의 시간 간격 동안 발생하는 전압 펄스가 소정 상황 하에서 무시된다. 즉, 전압 펄스는 아마도 회전 속도 센서(1)의 시간 t0 때까지 정확하게 합산되지 않는다. 시간 t1에서, 차량의 속도가 속도 V2 아래로 떨어지며, 그 결과 계수 중 오류가 발생할 수 있다. 시간 t2에서, 차량이 후진 이동한다. 이러한 속도는 전압 펄스의 정확한 계수를 허용할 것이지만, 통상적인 회전 속도 센서는 보통 후진 이동의 경우에 전압 펄스를 빼도록 구성되는 것이 아니라 그 대신에 계속해서 더하도록 구성된다. 따라서, 시간 t2와 t3 사이에서 부정확한 계수가 일어나는데, 왜냐하면 전압 펄스를 빼는 대신에 계속해서 더하기 때문이다. 시간 t4에서, 다시 정확하게 계수하는 것이 가능할 것이지만, 초기 위치 I가 시간 t1과 t4 사이에서 수행된 부정확한 계수를 없애기 위해 새로이 획득되어야 할 것이다.
도 3은 차량의 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 본 발명에 따른 장치의 일 실시 형태를 도시한다. 장치(9)는 휠 유닛이 할당되는 휠의 기준 림이 결정되도록 허용하는 데이터를 획득하도록 그리고 획득된 데이터를 무선 방식으로 전송하도록 각각 구성되는 4개의 휠 유닛(10a, 10b, 10c, 10d)을 포함한다. 4개의 휠 유닛(10a, 10b, 10c, 10d)은 차량의 대응하는 휠(11a, 11b, 11c, 11d) 상에 장착된다. 휠 유닛(10a 내지 10d)에 의해 전송되는 데이터를 수신하기 위한 수신기 유닛(12)이 차량측에 위치된다. 수신기 유닛(12)은 수신된 데이터를 라인(13)을 통해 기준 림-결정 장치(14)로 전달한다. 상기 기준 림-결정 장치(14)는 차량 전자 장치(15)의 구성요소이다. 또한, 4개의 측정 장치(16a, 16b, 16c, 16d)가 휠(11a 내지 11d) 부근에서 차량측에 제공되며, 상기 측정 장치(16a, 16b, 16c, 16d)는 그것들에 할당된 휠이 이전에 결정된 각도만큼 회전할 때 각각의 경우에 하나의 신호를 생성한다. 대응하는 라인(17a, 17b, 17c, 17d)을 통해, 측정 장치는 그것들에 의해 생성된 신호를 측정 장치(16a 내지 16d)에 의해 생성된 신호를 계수하는 중앙 계수 장치(18)로 전송한다.
차량 전자 장치(15)는 차량의 속도에 관한 결정을 제공하는 데이터를 포함하는 입력 신호(E)를 외부로부터 수신한다. 예를 들어, 그 데이터로부터 속도를 추정할 수 있는 센서가 변속기의 출력측에 배치될 수 있다. 입력 신호(E)는 속도가 이전에 결정된 한계값 아래의 값으로부터 그 한계값 위의 값으로 변할 때 휠의 기준 림을 결정하는 기준 림-결정 장치(14)로 전달된다. 대안적으로, 기준 림-결정 장치(14)는 또한 4개의 측정 장치(16a, 16b, 16c, 16d)의 데이터를 평가하여 그것으로부터 차량의 속도를 획득할 수 있다.
각도-결정 장치(19)가 기준 림-결정 장치(14)와 계수 장치(18)에 연결되고, 계수 장치에 의해 계수된 신호와 기준 림-결정 장치에 의해 결정된, 각각의 휠의 기준 림에 기초하여 휠(11a 내지 11d)의 절대 각위치를 결정한다.
도 4는 도 3에 도시된 하나의 휠 유닛(10a)을 한번 더 상세히 예시한다. 차량 유닛(10a)은 여기에서 타이어 압력 모니터링 시스템에 속하며, 따라서 압력 센서(20)를 구비한다. 압력 센서는 그 데이터를 평가 유닛(21)으로 전송한다. 또한, 휠 유닛은 가속도 센서(22)를 포함하며, 이러한 가속도 센서도 또한 그 데이터를 평가 유닛(21)으로 전송한다. 평가 유닛(21)은 메모리(23)와 접속하고 있고, 그 데이터를 송신기 유닛(24)과 대응하는 안테나(25)를 통해 차량측 수신기 유닛(12)으로 전송할 수 있다. 배터리(26)가 휠 유닛(10a)에 필요한 에너지를 공급한다.
도 5는 도 3에 도시된 휠(11a)을 이러한 휠 상에서의 휠 유닛(10a)의 2가지 가능한 배치점을 명확하게 하기 위해 한번 더 예시한다. 휠(11a)은 테두리(rim)(27)와 테두리(27) 상에 끼워맞추어지는 타이어(28)를 포함한다. 휠 유닛(10a)은 예를 들어 테두리 주위로 연장되는 강철 밴드에 의해 예를 들어 테두리 상에 배치될 수 있거나, 또는 그것은 타이어(28)의 내면 상에 본딩되거나 타이어 내로 가황 처리될 수 있다. 또한, 휠 유닛은 밸브 상에 쉽게 배치될 수 있다. 또한, 도 5에 가능한 기준 림(29)이 도시된다. 테두리 상에 배치된 휠 유닛이 그것 상에 위치되는 림(30)은 이러한 기준 림에 대해 각도 α로 위치된다.
도 6은 휠이 회전할 때 가속도 센서에 작용하는 가속도를 도시한다. 각도 α는 횡좌표에 표기되고, 가속도는 종좌표에 표기된다. 가속도는 본질적으로 원심력으로부터 유래되는 성분과, 지구의 중력에 의해 유발되는 또 다른 성분으로 구성된다. 가속도 센서가 기준 림(29) 상에 있으면, 원심력과 지구의 중력이 정확하게 동일한 방향으로 작용하며, 그 결과 가속도가 그 최대값을 취한다. 180°의 각도의 경우에, 지구의 중력이 원심력에 반대로 작용하며, 그 결과 여기에서는 최소 가속도가 발생한다. 따라서, 가속도 센서에 작용하는 가속력에 기초하여, 휠 유닛(10a)이 기준 림(29)을 통과할 때를 결정하는 것이 가능하다.
도 7은 차량의 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 본 발명에 따른 방법의 일 실시 형태를 도시한다. 단계(S1)에서, 휠의 기준 림이 결정되도록 허용하는 데이터가 휠측에 장착될 수 있는 휠 유닛에 의해 획득된다. 이들 데이터는 단계(S2)에서 휠 유닛으로부터 차량측에 장착될 수 있는 수신기 유닛으로 무선 방식으로 전송된다. 단계(S3)에서, 이어서, 전송된 데이터에 기초하여 휠의 기준 림이 결정된다. 예를 들어, 휠 유닛은 본질적으로 휠(11a)이 기준 림(29)을 통과하는 시간에 데이터를 전송할 수 있다. 수신기 유닛(12)은 그것이 이들 데이터를 수신하는 시간을 검출하고, 이때 측정 장치(16a)가 있었던 상태를 검출하여, 초기 위치 I를 결정한다. 바꾸어 말하면, 장치는 휠 유닛(10a)이 기준 림(29)을 통과하였을 때 어느 치형부가 측정 장치(16a)의 홀 센서를 현재 통과하고 있었는지를 기록한다.
대안적으로, 휠 유닛은 휠(11a)이 기준 림을 통과하는 시간을 검출하고 그 검출된 시간을 데이터의 범위 내에서 전송할 수 있다. 차량 전자 장치(15)는 휠 유닛(10a)의 클록과 동기화되는 클록에 접근할 수 있고, 전송된 데이터에 기초하여, 전송된 시간에서의 측정 장치(16a)의 상태를 검출할 수 있다. 이러한 방식으로, 초기 위치 I가 또한 검출될 수 있다.
도 7에 도시된 방법의 단계(S4)에서, 측정 장치는 휠이 이전에 결정된 각도만큼 회전할 때 각각의 경우에 하나의 신호를 생성한다. 생성된 신호는 단계(S5)에서 계수된다. 단계(S6)에서, 이어서, 생성된 신호와 결정된 기준 림에 기초하여 휠의 절대 각위치가 검출된다. 단계(S7)에서, 차량의 속도가 이전에 결정된 한계값 아래의 값으로부터 그 한계값 위의 값으로 변하였는지가 검사된다. 만일 그렇다면, 시스템은 단계(S1)로 분기된다. 그렇지 않으면, 새로운 동기화가 필요 없으며, 시스템은 단계(S4)로 분기된다.
이러한 도면에 관하여 이루어진 설명은 순전히 예시적인 그리고 비-제한적인 방식으로 이해되어야 한다. 첨부 특허청구범위에 정의된 바와 같은 보호 범위로부터 벗어남이 없이 도시된 실시 형태에 많은 변경이 수행될 수 있다.
1: 종래 기술에 따른 회전 속도 센서
2: 기어휠 3: 고려가능한 회전 방향
4: 치형부 5: 홀 센서
6: 자석 7: 제1 홀 소자
8: 제2 홀 소자
9: 절대 각위치를 결정하기 위한 본 발명에 따른 장치의 실시 형태
10a 내지 10d: 휠 유닛 11a 내지 11d: 휠
12: 수신기 유닛 13: 라인
14: 기준 림-결정 장치 15: 차량 전자 장치
16a 내지 16d: 측정 장치 17a 내지 17d: 라인
18: 계수 장치 19: 각도-결정 장치
20: 압력 센서 21: 평가 유닛
22: 가속도 센서 23: 메모리
24: 송신기 유닛 25: 안테나
26: 배터리 27: 테두리
28: 타이어 29: 기준 림
30: 림 α: 각도
S1: 휠의 기준 림이 결정되도록 허용하는 데이터를 획득함
S2: 획득된 데이터를 전송함
S3: 전송된 데이터에 기초하여 휠의 기준 림을 결정함
S4: 휠이 이전에 결정된 각도만큼 회전할 때 각각의 경우에 하나의 신호를 생성함
S5: 생성된 신호를 계수함
S6: 휠의 절대 각위치를 결정함
S7: 차량의 속도가 이전에 결정된 한계값 아래의 값으로부터 그 한계값 위의 값으로 변하였는가?
t0 내지 t4: 시간 V1: 25　km/h
V2: 2 km/h V3: -2　km/h
V4: -25　km/h

Claims (10)

  1. 차량의 휠(11a 내지 11d)의 절대 각위치를 결정하기 위한 장치(9)로서,
    - 휠측에 장착될 수 있고, 휠의 기준 림(29)이 결정되도록 허용하는 데이터를 획득하도록 그리고 획득된 데이터를 무선 방식으로 전송하도록 구성되는, 휠 유닛(10a 내지 10d);
    - 차량측에 장착될 수 있고, 휠 유닛의 데이터를 수신하는 목적을 갖는, 수신기 유닛(12);
    - 수신된 데이터에 기초하여 휠의 기준 림을 결정하기 위한 기준 림-결정 장치(14);
    - 휠이 미리 결정된 각도만큼 회전할 때 각각의 경우에 하나의 신호를 생성하기 위한 측정 장치(16a 내지 16d);
    - 측정 장치에 의해 생성된 신호를 계수하기 위한 계수 장치(18); 및
    - 계수 장치에 의해 계수된 신호와 결정된 기준 림에 기초하여 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 각도-결정 장치(19)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한장치.
  2. 제1항에 있어서,
    장치는 차량의 속도에 관한 데이터를 수신하거나 획득하도록 구성되고, 기준 림-결정 장치(14)는 속도가 미리 결정된 한계값(V2) 아래의 값으로부터 상기 한계값(V2) 위의 값으로 변하면 휠의 기준 림을 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    휠 유닛(10a 내지 10d)은 가속도 센서(22)를 포함하고,
    - 가속도 센서에 작용하는 지구의 중력,
    - 가속도 센서가 휠의 접촉 영역에 들어갈 때 발생하는 가속도, 또는
    - 가속도 센서가 휠의 접촉 영역에서 빠져나갈 때 발생하는 가속도
    에 기초하여 데이터를 획득하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    휠 유닛(10a 내지 10d)은 피에조-소자를 포함하고,
    - 피에조-소자가 휠의 접촉 영역에 들어갈 때 발생하는 피에조-소자의 굽힘의 변화, 또는
    - 피에조-소자가 휠의 접촉 영역에서 빠져나갈 때 발생하는 피에조-소자의 굽힘의 변화
    에 기초하여 데이터를 획득하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    휠 유닛(10a 내지 10d)은 자기장 센서를 포함하고, 자기장 센서에 작용하는 지구의 자기장에 기초하여 데이터를 획득하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    휠 유닛(10a 내지 10d)은, 휠 유닛의 센서의 출력 신호를 샘플링하여 샘플링된 신호를 생성하고 기준 림(29)을 통한 휠의 통과를 검출하기 위해 상기 샘플링된 신호를 분석하도록 구성되는 평가 유닛(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    휠 유닛(10a 내지 10d)은 본질적으로 휠이 기준 림(29)을 통과하는 시간에 데이터를 전송하도록, 또는 휠이 기준 림(29)을 통과하는 시간을 획득하고 획득된 시간을 데이터의 범위 내에서 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서
    측정 장치는 휠과 동시에 회전하는 ABS 센서의 회전 요소를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 장치.
  9. 차량의 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 방법으로서,
    - (a) 휠측에 장착될 수 있는 휠 유닛에 의해, 휠의 기준 림이 결정되도록 허용하는 데이터를 획득하는 단계(S1);
    - (b) 획득된 데이터를 휠 유닛으로부터 차량측에 장착될 수 있는 수신기 유닛으로 무선 전송하는 단계(S2);
    - (c) 전송된 데이터에 기초하여 휠의 기준 림을 결정하는 단계(S3);
    - (d) 휠이 미리 결정된 각도만큼 회전할 때 각각의 경우에 하나의 신호를 생성하는 단계(S4);
    - (e) 생성된 신호를 계수하는 단계(S5); 및
    - (f) 계수된 생성된 신호와 결정된 기준 림에 기초하여 휠의 절대 각위치를 결정하는 단계(S6)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    단계 (a) 내지 단계 (c)는 차량의 속도가 미리 결정된 한계값(V2) 아래의 값으로부터 상기 한계값(V2) 위의 값으로 변할 때 수행되는 것을 특징으로 하는 차량의 휠의 절대 각위치를 결정하기 위한 방법.
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