KR970000522B1 - 차량의 감압 타이어 검출방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

차량의 감압 타이어 검출방법

제1도는 최대 속도들을 비교하는 계산법의 블럭 다이어그램.

제2도는 각 차륜의 시간에 따른 상대 위치와 그의 사간 변화에 따른 펄스를 나타내는 다이어그램.

본 발명은 승용차, 트럭 등의 차량의 감압타이어 검출법에 관한 것으로서, 유럽 특허 공보 제291217호에 개시되어 있는 시스템의 개선에 관한 것이다.

상기 유럽특허 공보 제291217호에서는 차량의 전자식 안티록 브레이크시스템(anti-lock braking system)에 대해서 주로 기술하고 있다. 이러한 ABS시스템은 차량의 부속장치로서, 각 차륜의 1회전당 보통 48개 또는 96개의 펄스를 갖는 다중펄스 신호를 발생하는 차륜속도 신호 발생기를 구비하고 있다. 이는 ABS시스템에 대해 유사한 신뢰성을 가진 감압 경고 시스템을 제공할 뿐 아니라 ABS시스템 자체의 컴퓨터내에서 작동할 수 있으므로 부가의 차륜센서나 케이블 설비도 필요하지 않게 되어 있다. 따라서 상기 감압경고 시스템은 ABS시스템이 이미 장착되어 있는 차량에 대해서는 효과적이고 부가설치 비용도 저렴하나 ABS시스템이 장착되지 않은 차량에 대해서는 비경제적이다. 따라서, 본 발명의 목적은 간단한 차륜속도센서를 사용하는 감압 경고 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 한 특징에 의하면, 차량의 차륜에 장착된 4개의 공기압 타이어 중에서 공기압이 부분 감압된 타이어를 검출하는 부분 감압 타이어 검출법은 각각의 차륜에 차륜의 1회전당 단일의 신호 또는 펄스를 발생시키는 신호 발생기를 설치하여 각 차륜의 각속도를 감지하고, 첫번째의 차륜을 선정하여 그 차륜의 1회전당 시간을 측정하고, 이 첫번째의 측정을 시작한 뒤에 이와 유사한 방법으로 나머지 각 차륜의 회전시간을 측정하고, 각 차륜에 대하여 적오도 3회전의 회전 시간을 기억시켜 평균치를 내어 각 차륜의 평균 각속도 값으로 하고, 처리 장치에서 4개의 신호들을 처리하여 대각선으로 마주보는 1쌍의 타이어들로부터의 신호들의 합과 다른 1쌍의 대각선으로 마주보는 타이어들로부터의 신호들의 합과의 차를 계산하고, 그 결과 차의 크기가 상기 두 합들의 평균치의 0.05% 내지 0.60% 사이에 있는 경우를 감지하여 경고 장치에 어느 타이어가 부분적으로 또는 완전히 감압된 상태에 있음을 알려줌으로써 행해진다.

또한 처리 장치는 바람직하게 4개의 차륜 각각의 각속도를 차례로 살피고 있다가 상기 신호들중 하나가 4개 신호들 전체의 평균값과 0.1%이상 다른 경우를 감지하고 그 신호와 사전에 입력된 신호 팩터 양자가 특정된 범위 내에 있을때 감압 신호를 발생시킨다. 시간은 일예로 62.5kc/sec인 표준클록 주파수로 측정될 수 있다. 각 차륜마다 별도의 클록장치가 설치될 수 있으며 각 차륜의 첫번째 펄스 때에 작동을 시작하여 연속적으로 작동한다. 이때의 사간은 첫번째의 해당 펄스가 발생한 때에 기록된다. 일실시예에서, 각 차륜에 대해 적어도 3회의 연속 평균각속도가 기록되며, 보간법을 이용하여 임의 시간에서의 각 차륜의 각속도를 계산하여 전체 차륜의 각속도를 동시에 알려주도록 되어 있다.

이와는 달리, 각 차륜의 회전당 단일 펄스의 경우, 단일 펄스 신호는 소정의 단일 신호 발생 부분으로부터의 2개의 연속 신호들간의 중간 신호들을 무시하고 다중 신호 발생기에서 발생될 수도 있다. 무시될 신호(즉 중간 신호)의 수는 다중펄스 발생기로부터의 신호가 일정한 간격으로 픽업되어 각 회전마다 단일 펄스 신호가 얻어지도록 사전에 결정된다. 따라서, 이러한 경우 각 차륜에 있는 신호 발생기는 예컨대 48개의 이(tooth)를 갖고 있다. 첫번째의 이가 신호를 발생하면 컴퓨터는 자신이 계수하는 신호가 각 회전의 단일 신호가 되도록 다음번의 47개의 이를 무시해 버린다. 이때 한가지 바람직한 방법은 첫번째 펄스로부터 첫번째 차륜의 회전 시간을 시작하고 그 직후에 상기 첫 번째 펄스에 뒤이은 각 차륜의 다음번 펄스에서 나머지 다른 차륜의 회전 시간을 시작하는 것이다.

어느 경우에서든지 각 차륜의 회전이 수반되며, 15회전을 한 세트로하여 5회전씩 3그룹으로 구분하고 4개의 전체 차륜의 각속도들을 보간법으로 계산하여 소정 시간에서의 속도로 한다. 상기 소정의 시간은 시간이 기록될 4개 차륜중 최종 차륜의 시간으로 하는 것이 편리하다. 뒤이어 계산신호를 받은 처리 장치는 바람직하게, 4개의 전체 차륜의 각속도들을 측정하고 계산시에 각 차륜의 롤링 반경(rolling radius)을 고려한 계산상수를 결정하고 이어서 상기 계산상수를 이용하여 감압을 결정한다. 상수에 대한 계산은 적어도 1회 이상 차량의 속도를 높여가면서 반복하여 그 속도들에서의 차량 타이어의 롤링 반경이 변화를 고려한 상수를 제공함으로써 차량에 장착된 여러 상이한 타이어의 늘어남 특성상의 차이를 침작할 수 있도록 한다.

본 발명의 다른 특징들은 첨부도면을 참조한 여러 실시예의 설명으로부터 분명해질 것이다. 차량에 설치된 장치는 기본적으로, 가장 간단한 실시예로서 각 차륜에 부착되어 그와 함께 회전하지만 현가 장치에는 부착되지 않는 단일의 자석과 각 차륜이 회전할 때마다 단일 펄스가 얻어지도록 하는 고정 픽업 장치(pick up)로 이루어지고 차륜과 결합되는 펄스발생기이다. 다른 픽업 장치로서는 전자식 ABS로 알려져 있는 전자식 미끄럼 방지 시스템(anti-skid system)용으로 차륜에 사용되는 다수의 이를 가진 디지탈 신호 발생 시스템이 있다. 후자의 경우에, 픽업 장치는 ABS시스템에 부가로 연결될 수 있고, ABS시스템에서 사용된 바와 동일한 디지탈 신호가 사용된다. 각 차륜으로부터의 신호들은 케이블을 통해 기본적으로 ABS시스템과 동일한 컴퓨터라 할수 있는 중앙처리장치의 입력측으로 전송된다. 각 차륜마다 4개의 별도의 광표시기가 제공되고 차량의 대시보드에 편리하게 장착된다. 처리 장치는 여러 신호들을 감시 . 비교하여 차량의 어느 타이어가 감압되어 있는가를 지시하는 출력신호를 보낼 것인가의 여부를 결정한다.

제2도를 참조하여 계산방법을 설명한다. 우선적으로, 차량이 움직이기 시작하여 정지했을 때에 차륜들의 상태에 따라 불규칙하게 각 차륜에서 4개의 신호펄스가 발생할 것이라는 점을 이해하고 있어야 한다. 따라서 4개의 차륜중 어느 것에서 수신될 첫 번째 펄스가 나올 것인가는 알 수 없다. 그러나 이에 대한 설명을 위해, 첫 번째로 출력펄스를 발생한 차륜을 차륜(1)으로하고 뒤이은 첫 펄스의 순서대로 차륜(2), 차륜(3), 차륜(4)으로 하기로 가정한다.

컴퓨터에서, 62.5kc/sec의 고정주파수에서 가동하는 타이머가 가동하고 있고, 차륜(1)에서 첫펄스가 나온때의 시간을 기록한다. 그 다음에 계속되는 15개의 펄스들에 대한 시간도 역시 기록되고 차륜(1)은 모두 16회 회전된다. 차륜(1)으로부터 첫펄스가 나온 직후 차륜(2)으로부터의 다음번 펄스에 대한 시간을 기록하고 계속 해서 15회 반복하고 차륜(3)과 (4)에 대해서도 마찬가지로 실시한다. 각 차륜에 대해 동일한 클록으로 16회의 회전 시간이 기록된다. 첫신호를 낸 최종 차륜에 대해 16회를 끝낸 직후 신호들에 대한 계산이 시작된다. 먼저 각 차륜에 대해 15회의 연속 회전시간을 계산하여 5개씩 3그룹으로 묶어 평균을 내고 그 3회의 결과를 5회전의 평균치로 하여 시스템의 소음을 감소하는데 사용한다. 그런 다음, 차륜(4)이 첫신호를 발생한 때에 보간법을 이용하여 차륜들(1,2 및 3)의 각속도들을 측정한다. 이때의 차륜(4)의 각속도 마찬가지로 측정된다. 따라서 같은 순간에서의 4개 전체 차륜들의 각속도가 알려진다.

또한 처리 장치는 차량의 한쪽에 있는 차륜들의 각속도 신호들을 비교하고 이어서 전후의 차륜쌍으로부터의 신호들을 4개의 전체차륜들의 각속도들의 평균값에서 계산된 전진속도와 비교함으로써 차량의 측방향 및 종방향의 가속도를 계산한다. 상기 측방향 및 종방향 가속도를 해당 차량의 소정값과 비교한다. 종방향 가속도의 경우 가속도가 0.03g이상이 되면 감압경고 계산이 되지 않는다. 측방향 가속도의 경우에는 차륜의 5회전을 평균한 0.06g이상인 때에 감압경고 계산이 되지 않는다. 이것은 타이어의 롤링 반경의 변화를 일으키는 자중이동에 의한 잘못된 감압경고 신호들을 회피하기 위한 것이다. 이어서 시스템은 아래의 공식에 따라 차륜의 각속도들을 비교하여 에러신호 dT를 계산한다.

여기서 T14=T1+T4 T23=T2+T3

T1, T2, T3, 및 T4는 차륜들(1,2,3 및 4)각각의 5회전마다 동시에 보간된 시간이다(1은 좌전방 차륜, 2는 우전방 차륜, 3은 좌후방 차륜 그리고 4는 우후방 차륜이다). 물론 상기 시간들은 차량의 각속도에 반비례한다. 상기 dT신호는 감시되고 있고, 처리 장치는 상기 dT 신호가 0.05%이상 0.6%이하인 경우 감압을 감지할 준비를 한다. 실제로 펑크의 유무도 알려지는데 다음 단계에서 어느 타이어가 펑크났는가를 발견한다. 모니터 장치는 각 차륜의 각속도와 4개 차륜들의 평균속도의 차를 감시하고 있다가, 어느 한 차륜의 각속도와 평균속도의 차가 0.1%이상이면 두 번째의 신호를 발생한다. dT신호와 차신호 양자가 상기 범위내에 있는 경우에는 감압이 감지되어 해당 차륜을 결정하고 모니터 장치에 의해 출력감압 신호가 발생된다. 이 신호는 차량의 대시 보드 상에 있는 표시기가 빛을 내게하는데 사용되며, 상기 표시기는 각 차륜의 각속도와 평균속도간의 차신호에 따라 어느 차륜이 감압되었는가를 나타내는 4개의 표시등으로 되어 있다.

오신호에 대한 안전 장치로서, 경고 신호는 처리 장치에 3개의 연속적인 경고 결과가 얻어질 때까지 지연되는 것이 바람직하다. 처리 장치의 각 연속적인 검출계산은 의심가는 첫번째 차륜의 15회전 후에 실행된다. 관찰중인 최종 차륜의 16회전 뒤에 결과를 계산 및 비교할 약간의 시간이 주어지고 그 직후에 다음 번의 검출단계가 시작된다. 따라서, 3회의 연속 경고 신호들에 대한 필터링에 따른 시스템의 감도는 차량 차륜의 45회전을 약간 상회하는데, 이는 시스템이 불과 수초의 최대차량 속도에서도 작동 시간을 갖는 것을 의미한다. 가장 중요한 것은 시스템이 아주 느린 차량 속도에서도 작동하고 실제로 차량이 정지해 있는 밤중에 발생하는 펑크도 차륜의 회전이 최대 50회에 이르면 감지된다는 점이다.

타이어 및 차량의 특성들을 최대로 고려하기 위해서는 계산개시 신호를 수동으로 또는 다른 방법으로 트리거할 필요가 있다. 이는 차량상의 타이어를 1개 이상 교체한 후에 실시되며 경우에 따라서는 일반적인 것은 아니나 공기를 다시 주입한 후에 필요한 경우도 있다.

타이어가 고속에서 상당히 늘어나는 경우에는 타이어의 늘어남을 고려할 수 있도록 2이상의 다른 속도에서 시스템을 계산할 필요가 있다. 이는 차량상의 타이어들이 모두 동일한 구조로 되어 있는 경우에는 필요하지 않으나, 상이한 구조로 되어 있는 경우에는 고속시의 상이한 늘어남 때문에 롤링 반경이 허용공차의 범위를 벗어나게 되어 오신호를 발생시키게 된다. 이러한 문제점을 참작하여 시스템은 여러 다른 속도에서 계산할 수 있도록 프로그램될 수 있으며, 이 경우 타이어 교환 후의 최초단계가 만족스럽게 교정되고 시스템이 모든 속도에서 작동할 수 있도록 하는 필요한 상수들이 입력될 것이다.

차륜속도 신호는, 차륜과 함께 회전하는 자석과 이 자석에 인접하고 있으나 브레이크 또는 현가 장치에는 설치되지 않는 픽업 장치로 구성된 단일 펄스 발생기를 사용하여 쉽게 달성될 수 있다. 상기 발생기는 1회전당 하나의 단일 펄스를 발생하며, 이런 타입의 단일 펄스 발생기의 한 예일 뿐으로서 본 발명에 사용할 수 있는 여타 발생기도 많이 알려져 있다. 전자식 안티스키드 브레이크 시스템의 브레이크 제어 시스템 용으로 사용된 더 보편적인 다중펄스 신호 발생기도 유사하게 사용할 수 있으며, 이 경우에는 1회전당 한 신호만이 이용될 수 있도록 처리장치에서 중간 펄스를 제거한다.

후자 경우의 다중펄스 신호 발생기에서, 나머지 차륜들에 따라 계수된 펄스를 선택하는 시스템을 사용하여 응답시간을 개선할 수 있다. 따라서, 차륜(1)의 첫번째 펄스가 15회 주기의 첫회전에 대한 시간이 정해지면 그 다음에 오는 나머지 차륜들 각자의 첫번째 펄스들도 첫회전에 대한 시간이 정해진다. 따라서 4개 차륜들 각각의 첫회전 시간은 서로 차이가 거의 없으며 이에 따라 감압 경고 시스템의 최고 작동 속도가 달성된다. 전술한 실시예는 62.5kc/sec의 연속 동작 클록장치를 사용하고 있으며, 각 차륜의 신호에 있어서의 시간을 알려준다. 이외에도 각 차륜에 별도의 클록장치를 사용하여, 클록장치를 첫 번째 펄스에 스위칭은 및 스위칭오프를 하고, 계산을 단순화하도록 시간 주기를 알려주고, 계산을 더 편리하게 하고 더 높은 고속에서 저장되는데 필요한 자리수가 높아지는 것을 회피하도록 차량의 속도에 따라 클록장치의 속도를 가변시키는 등의 많은 변형이 가능하다.

상기 설명은 최단시간내에 펑크를 감지하는 것에 관한 것이나, 본 발명의 원리를 이용하여 장시간 감시하는 것도 역시 가능하다. 예컨대, 50회의 연속 계산에 걸친 긴 잠시 기간을 통해 한 타이어에 대해 0.2바아의 압력손실에 대한 결정이 가능하지만 전술한 단시간의 감시 시스템은 0.5바아정도의 압력 감도를 갖고 있다.

Claims (20)

1. 차륜의 각 회전에 대한 단일 펄스 신호를 발생하는 신호 발생기를 각 차륜에 설치하여 차륜의 각속도를 감지함으로써, 차량의 차륜에 장착된 4개의 공기압 타이어 중에서 부분적으로 감압된 타이어를 검출하는 부분 감압타이어의 검출방법에 있어서, 첫 번째의 차륜을 선택하여 그 차륜의 1회전당 시간을 측정하고, 이 첫번째의 측정 개시후에 나머지 각 차륜의 회전시간을 동일한 방법으로 측정하고, 각 차륜의 3회전 이상들에 대한 시간들을 기록하여 평균내어 각 차륜의 평균 각속도로 하고, 4개의 신호들을 처리장치에서 처리하여 한 쌍의 대각선으로 마주보는 차륜들로부터의 신호들의 합과 나머지 다른 쌍의 대각선으로 마주보는 차륜들로부터의 신호들의 합과의 차를 구하고, 그 결과, 차의 크기가 두 합들의 평균값의 0.05% 내지 0.60%사이에 있는가를 감지함으로써 차량의 작동시에 경고 장치가 어느 타이어에 부분적을 또는 완전히 감압되어 있는가를 표시해주는 것을 특징으로 하는 부분 감압 타이어의 검출방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 처리 장치는 또한, 차륜들 각각의 신호를 차례로 나머지 차륜들 각각의 신호들과 비교하고, 상기 신호들중 한 신호가 4개 전체의 신호들의 평균값과 0.1%이상 다른가를 감지하고, 그 신호가 0.1%이상 다르고 그 결과의 크기가 두 대각선 상의 합들의 평균치의 0.05% 내지 0.60%사이에 있을 경우에 상기 경고 장치를 작동시키는 것을 특징으로 하는 부분 감압 타이어의 검출방법.
3. 제1 또는 2항에 있어서, 상기 시간들은 표준 클록 주파수가 측정되는 것을 특징으로 하는 부분 감압 타이어의 검출방법.
4. 제1 또는 2항에 있어서, 각 차륜마다 별도의 클록장치가 설치된 것을 특징으로 하는 부분 감압 타이어의 검출방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 클록장치는 해당 차륜의 첫펄스에서 가동개시되는 것을 특징으로 하는 부분 감압 타이어의 검출방법.
6. 제3항에 있어서, 상기 클록장치는 연속 작동하며 그 시간은 신호가 발생할 때마다 기록되는 것을 특징으로 하는 부분 감압 타이어의 검출방법.
7. 제1, 2, 5, 6항 중의 어느 한 항에 있어서, 각 차륜에 대해 3회의 연속 평균 각속도값들이 기록되고, 보간법을 이용하여 소정시간에서의 각 차륜의 각속도를 계산함으로써 전체 차륜들의 각속도들이 동시에 알려지는 것을 특징으로 하는 부분 감압 타이어의 검출방법.
8. 제1, 2, 5, 6항 중의 어느 한 항에 있어서, 기선택된 단일신호 발생부분으로부터의 2개의 연속 신호들 사이의 중간신호들을 무시함으로써 다중 신호 발생기에서 단일신호가 나오게 하는 것을 특징으로 하는 부분 감압 타이어의 검출방법.
9. 제8항에 있어서, 첫번째 차륜의 회전 시간은 첫펄스에서 시작하며, 나머지 각 차륜의 회전 시간들은 상기 첫펄스 뒤에 나오는 각 차륜의 펄스에서 시작되는 것을 특징으호 하는 부분 감압 타이어의 검출방법.
10. 제제1, 2, 5, 6, 9항 중의 어느 한 항에 있어서, 각 차륜은 15회 회전하며, 이 15회전을 5회전씩 3그룹으로 나누어 묶고, 보간법으로 4개의 전체 차륜의 각속도를 계산하여 소정 시간에서의 속도로 하는 것을 특징으로 하는 부분 감압 타이어의 검출방법.
11. 제10항에 있어서, 시간이 기록될 네번째 차륜의 시간기록 개시시에 속도들에 대한 보간이 실시되는 것을 특징으로 하는 부분 감압 타이어의 검출방법.
12. 제1, 2, 5, 6, 9, 11항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 장치는 2회의 감지 작동을 반복하고, 2회이상의 연속결과가 압력손실된 타이어에 대한 표시를 나타낼때에 상기 경고 장치를 작동시키는 것을 특징으로 하는 부분 감압 타이어의 검출방법.
13. 제1, 2, 5, 6, 9, 11항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 장치는 또한 차량의 측방향 가속도를 감시하고, 각 차륜의 5회전 이상을 평균한 소정값 이상의 측방향 가속도에 대한 경고 신호들 억제하는 것을 특징으로 하는 부분 감압 타이어의 검출방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 소정값이 0.06g인 것을 특징으로 하는 부분 감압된 타이어의 검출방법.
15. 제1, 2, 5, 6, 9, 11, 14항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 장치 자체는 차량의 좌우로부터의 각속도 신호들과 평균속도들의 평균값에서 계산된 전진속도의 비교를 통해 측방향 가속도를 계산하는 것을 특징으로 하는 부분 감압된 타이어의 검출방법.
16. 제1, 2, 5, 6, 9, 11, 14항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 장치는 4개 전체 차륜의 시간에 대한 각속도의 합의 변화속도를 감시하여 차량의 이동 방향으로의 가속도와 감속도를 계산하고, 그 가속도 또는 감속도가 소정값을 초과하면 경고 신호를 억제하는 것을 특징으로 하는 부분 감압된 타이어의 검출방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 소정값이 0.03g인 것을 특징으로 하는 부분 감압된 타이어의 검출방법.
18. 제1, 2, 5, 6, 9, 11, 14, 17항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 클록속도는 여러 다른 차량 속도에서 가변되는 것을 특징으로 하는 부분 감압된 타이어의 검출방법.
19. 제1, 2, 5, 6, 9, 11, 14, 17항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 장치는 계산시호의 수신 후에 4개 전체 차륜의 각속도를 측정하고, 계산시에 각 타이어의 롤링 반경을 고려한 계산상수를 결정하고 이어서 그 상수를 이용하는 것을 특징으로 하는 부분 감압된 타이어의 검출방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 상수의 계산은 한 번 더 높은 속도에서 반복되어 그 속도에서의 차량 타이어의 롤링 반경의 변화를 고려한 부가의 상수를 제공하는 것을 특징으로 하는 부분 감압된 타이어의 검출방법.

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