KR102364988B1

KR102364988B1 - 범용 타이어 압력 센서

Info

Publication number: KR102364988B1
Application number: KR1020150110505A
Authority: KR
Inventors: 마르쿠스 바그너; 벤야민 뮐러
Original assignee: 후프 바오롱 일렉트로닉스 브레텐 게엠베하
Priority date: 2014-08-08
Filing date: 2015-08-05
Publication date: 2022-02-18
Also published as: US20160039254A1; DE102014111968A1; EP2982524B1; EP2982524A1; CN105365503B; KR20160018395A; CN105365503A; US9446635B2

Abstract

본 발명은, 마이크로컨트롤러(3)와 압력 센서(4)를 구비한 집적 회로(센서 IC)(2)가 내부에 수용되어 있는 하우징(1)을 포함하는 자동차용 타이어 압력 센서에 관한 것이다. 또한, 상기 압력 센서(4)에 의해 검출된 압력 측정값들을 이격되어 있는 수신 장치로 전송하기 위해, 마이크로컨트롤러(3)와 연결되어 있는 무선 통신을 위한 수단들(6, 9; 7, 10)도 제공된다.
상기 센서 IC(2)는 내부 메모리를 포함하며, 상기 내부 메모리 내에는, 실행 동안 압력 측정 데이터의 검출 및 전송을 실현하는 실행 가능한 명령어들 및 데이터가 저장될 수 있다. 전압 공급 장치(12)는 마찬가지로 상기 하우징(1) 내에 배치되어 상기 센서 IC(2)와 연결된다.
또한, 상기 센서 IC(2)는 상기 하우징(1) 내에 배치되는 보조 메모리 모듈(15)과 연결되고, 상기 메모리 모듈 내에는 각각의 명령어들 또는 데이터를 포함하는 복수의 상이한 데이터 패킷이 저장된다. 상기 보조 메모리 모듈(15)은 상기 선택된 데이터 패킷을 상기 센서 IC의 내부 메모리 내에 복사하기 위해 사익 마이크로컨트롤러(3)를 통해 제어될 수 있으며, 상기 보조 메모리 모듈은 직렬 데이터 인터페이스를 통해 상기 센서 IC의 마이크로컨트롤러와 연결된다.

Description

범용 타이어 압력 센서{Universal tire pressure sensor}

본 발명은 범용 타이어 압력 센서에 관한 것이다. 특히 본 발명은 복수의 차량 측 타이어 압력 모니터링 시스템(TPMS)과의 통신을 위해 간단한 방식으로 구성될 수 있는 타이어 압력 센서에 관한 것이다.

자동 타이어 압력 모니터링 시스템들은 종래 기술에서 공지되었다. 이 경우, 상기 시스템들의 이용은 운전자가 항상 정확한 타이어 공기압(tire inflation pressure)으로 주행하도록 보조하는데, 그 이유는 적합한 압력에서 벗어날 때, 운전자는 차실에서 상응하는 경고 메시지를 통해 정보를 제공받기 때문이다. 적합한 타이어 압력은 안전성, 최적의 주행 역동성(driving dynamics)뿐만 아니라, 주행 쾌적성에도 영향을 미친다.

특히, 소위 직접 타이어 압력 모니터링 시스템들이 매우 정확하게 작동한다. 이 경우, 타이어 압력 센서들은 각각의 휠에서 타이어 압력과 경우에 따른 추가의 타이어 정보들, 예컨대 온도를 검출한다. 이런 정보들은 타이어 압력 센서의 식별자와 함께 무선 신호를 통해 차량 내의 제어 장치로 송신된다. 예컨대 상기 데이터 전송은 434MHz 또는 315MHz(고주파 통신 또는 HF 통신)의 범위에서 수행될 수 있다.

타이어 압력 센서들과 차량 측 제어 유닛의 통신은 이른바 트리거된 시스템들의 경우 질의 신호의 송출 후에 제어 장치를 통해 수행되며, 이런 요건은 저주파 범위(예: 125kHz)에서 수행될 수 있다. 저주파수에 근거하여, 저주파 신호, 예컨대 125kHz 안팎 범위의 신호의 유효범위(coverage)는 낮다. 적합한 치수 설계에 의해, 상기 제어 장치 측 트리거 송신기(trigger sender)는, 유효범위가 수 미터에만 상당하도록 구성될 수 있으며, 그럼으로써 해당 차량 상의 타이어들에 대한 반응만이 수행된다. 복수의 트리거 송신기를 포함하는 시스템뿐만 아니라 단일의 트리거 송신기를 포함하는 시스템도 존재한다.

타이어 압력 센서는, 앞서 언급한 것처럼, 무선으로, 예컨대 고주파 범위의 데이터 프로토콜로 트리거에 응답한다.

완전하게 트리거 없이도 기능하면서 타이어 센서들의 상황 변동에 따라서 데이터를 전송하는 시스템들도 공지되었으며, 널리 보급되어 있다.

무선 타이어 압력 모니터링을 위한 방법 및 시스템은 예컨대 EP 2 280 837 B1에서 공지되었다.

또 다른 모니터링 방법은 WO 2013/022435에 기술되어 있다.

미국 공보 US 2005/0104722 A1은 특허 청구항 제1항의 전제부에 따른 이른바 범용 타이어 압력 센서를 기술하고 있다.

타이어 압력 센서들은 몇 가지 유형의 에너지원 또는 에너지 저장 장치, 예컨대 배터리 또는 압전 발전기를 포함한다. 또한, 마이크로컨트롤러와 연결된 압력 센서 및 선택적으로 온도 센서가 제공된다. 이 경우, 통상의 타이어 압력 센서들은 대응하는 안테나를 구비한 고주파 송신 유닛과 대응하는 코일을 구비한 저주파 수신 유닛을 포함한다. 그러나 고주파 수신/송신 기술만을 포함하는 시스템들도 실현될 수 있다. 경우에 따라, 가속도 센서들 및 수정 발진기들(quartz oscillator)도 센서 구성에 제공된다. 수많은 컴포넌트들은 표준화된 집적 회로에, 즉 이른바 센서 IC에 집적화될 수 있다.

타이어 압력 센서의 컴포넌트들의 획일성에도 불구하고, 센서들은 제조업체에 따라서 검출된 데이터 및 기타 특성데이터의 송출과 관련하여 차량 시스템들에 매칭되어야 한다. 예컨대 여러 차량 제조업체는 반송 주파수, 신호의 변조, 데이터 형식 또는 신호들의 부호화 기술과 관련하여 서로 상이한 요건을 갖추고 있다.

최근에 들어, 획일적인 센서들로 수많은 차량의 요건을 충족하고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 이러한 유형의 시스템들에 대해 범용 센서(범용 타이어 압력 센서)라는 개념이 확정되었다. 이 경우, 언제나, 프로그램 가능 범용 센서, 다중 프로토콜 범용 센서 및 구성 가능한 범용 센서로 구별된다.

프로그램 가능 범용 센서는, 수십 초 내지 수 분을 필요로 할 수 있는 광범위하고 대개 무선으로 전송되는 프로그래밍을 통해 완벽한 차량 고유의 프로그래밍을 유지한다. 그러나 이런 프로그래밍의 기간 및 오류가 있는 전송에 대한 민감성은, 정비소에서 장착될 다수의 타이어를 고려할 때, 상기 시스템을 낮은 수용도(acceptance)를 갖는 시스템으로 만든다.

이른바 다중 프로토콜 범용 센서들은 프로그램 가능 범용 센서와 달리 이미 완전하게 프로그램되며, 그럼으로써 광범위한 프로그래밍 과정은 생략된다. 그러나 다양한 차량들에 대한 고유의 송신 프로토콜들 및 기타 센서 매개변수들은 모두 타이어 압력 센서의 메모리에 적합하지 않다. 그러므로 각각의 센서로 차량들의 부분 그룹의 요건만이 충족되며, 센서는 이런 다양한 구성들에서 자신이 검출한 정보들을 차례로 송출한다. 제어 장치는 송신된 정보들 중에서 일부분만을, 요컨대 제어 장치 자체에 적합한 정보들만을 인식하며, 나머지 정보는 거부된다. 그 결과로, 센서로부터 송출된 정보들 중에서 일부만이 실제 메시지 전송을 위해 이용되며, 그럼으로써 강하게 증가된 에너지 소모가 발생하고, 그 외에도 수많은 불필요한 메시지를 통해 통신 환경의 장애가 야기된다.

한 개선예는, 그에 상응하게 처음부터 복수의 송신 프로토콜 및 매개변수로 프로그램되지만, 차량 측 장치와 통신을 개시할 수 있기 전에 몇몇 결정적인 정보를 필요로 하는 이른바 구성 가능한 범용 센서이다. 다시 말해, 저장된 구성들의 집합 중에서 바로 후속하여 작동이 실행되는 기준이 되는 적합한 구성이 선택된다. 성공적인 구성 후에, 확실히 구성된 범용 센서는 바로 후속하여 적합한 프로토콜만을 송신한다. 구성을 위해 필요한 정보들은 몇몇 소수의 정보만을 포함하며, 전송된 데이터량은 그에 상응하는 크기만큼 완전한 프로그래밍의 경우에서보다 더 적다. 따라서 센서가 자신의 저장된 구성들 중에서 어떤 구성을 통신을 위해 사용해야하는지 그 사항만이 센서로 전달된다.

언급한 모든 시스템은 단점들을 가지고 있다. 한편으로, 나머지 환경으로부터 분리된 타이어 압력 센서의 시스템의 경우, 최대한 적은 에너지 소모에 유의해야 하고 다른 한편으로는 단일의 센서 모델을 통해 차량들의 최대한 광범위한 요건을 충족하는 신속한 프로그래밍에 유의해야 한다.

따라서 적은 에너지 소모량을 나타내면서도 실제로 범용인 센서를 형성할 수 있는 것이 바람직할 수 있다.

상기 과제는 특허 청구항 제1항의 특징들을 갖는 범용 센서뿐만 아니라 청구항 제8항의 특징들을 갖는 방법을 통해 해결된다.

본 발명에 따라, 범용 센서는, 내장되어 센서 IC의 마이크로컨트롤러와 배선된 보조 메모리(auxiliary memory)를 포함한다.

본 출원에서 센서 IC에 대해 언급되는 점에 한해, 센서 IC는, 마이크로컨트롤러와, 압력 측정 기능과, 경우에 따라 통신 인터페이스들을 포함하는 집적 회로를 의미한다. 또한, 추가 센서들, 특히 온도 센서들 또는 가속도 센서들도 센서 IC 상에 집적화될 수 있다. 수신 코일들 또는 송신 안테나들도 마찬가지로 집적화될 수 있고, 또는 센서 IC로부터 분리되어 형성될 수 있다. 에너지 공급 장치는 센서 IC로부터 분리되어 배터리 저장 장치로서, 또는 발전기, 예컨대 압전 발전기로서도 형성될 수 있다.

보조 메모리는 임의의 유형의 영구 저장 장치(persistent storage), 예컨대 플래시 메모리(예시로서 예컨대 Micron사의 SPI[직렬 주변기기 인터페이스] 플래시 메모리)일 수 있다.

보조 메모리는 센서 하우징 내에 고정 수용되어 그 내에 영구적으로 남아 있기는 하지만, 다종다양한 제조업체 구성의 초기 저장을 위해서만 제공된다. 센서는, 서로 상이한 차량 제조업체의 사양에 따라서 데이터 검출 및 전송을 위해 필요한 모든 정보를 상기 보조 메모리 내에 보유하고 있다. 상기 정보들은 개별 매개변수 집합들일 수 있지만, 완전한 프로그램들 또는 부분 프로그램들 및 임의의 또 다른 유형의 전자 저장 가능한 데이터일 수도 있다.

센서는 자신의 초기 상태에서 센서 IC의 내부 메모리에 추가로 존재하는 보조 메모리에 액세스할 수 있다. 이를 위해 센서 IC는, 예컨대 무선 통신 장치로부터 선택 식별자(selection identifier)를 수신할 수 있고 보조 메모리와 복사를 위한 통신을 실행하는 부트로더(bootloader)의 형상인 기본 기능성을 포함한다.

차량에 장착될 때, 센서로 하여금 보조 메모리에서 구성 집합의 선택을 가능하게 하는 정보들이 상기 센서로 전송된다. 예컨대 수치 식별자 또는 기타 식별자 집합이 전송된다. 이는 종래의 방식으로 수행될 수 있으며, 특히 무선 시스템 또는 단시간 접촉으로 수행될 수 있다. 무선 시스템으로서는 이른바 TPMS(타이어 압력 모니터링 시스템) 진단 장치들이 시장에서 구입 가능하고 그에 따라 공지되어 있다. 상기 TPMS 진단 장치들은 저주파 범위에서 다양한 명령어들을 송신할 수 있다. 이 경우, 데이터 전송률은 오히려 낮지만, 그러나 앞서 이미 기술한 구성 가능한 타이어 압력 센서의 경우에서와 유사하게, 짧은 명령어 집합만이 전송되기만 하면 된다.

본 발명에 따르면, 센서 IC와 보조 메모리의 연결부는 직렬 인터페이스로서 형성된다.

상기 구성은 특히 경제적이면서도 단순한 구성을 허용한다. 따라서 표준화되어 조립 가능하도록 규격용품으로 생산되어 출시된 센서 IC가 직렬 인터페이스의 제어를 허용한다는 점에 한해 상기 센서 IC를 이용할 수 있다. 흔히, 시장에서 구할 수 있는 센서 IC의 마이크로컨트롤러는, 상응하는 프로그래밍 중에 직렬 인터페이스로서의 이용을 가능하게 하는 자유 접촉부(free contacting)를 보유하고 있다. 예컨대 freescale사의 제품(예: FXTH87)처럼 시장에서 구할 수 있는 센서 IC들이 이용될 수 있다.

직렬 인터페이스를 포함하는 상기 구성의 경우, 센서 IC와 보조 메모리 사이에 복잡한 인터페이스 또는 심지어 버스 시스템조차 설치할 필요가 없다. 직렬 통신의 경우, 센서 IC와 보조 메모리 사이의 데이터 전송은 비록 느리기는 하지만, 보조 메모리에 대한 액세스는 1회만, 요컨대 복사의 과정을 위해서만 수행된다. 이 경우, 저속의 데이터 전송은 중요하지 않은데, 그 이유는 전송되는 데이터량이 무선 프로그래밍 장치를 통한 프로그래밍의 경우보다 언제나 분명하게 훨씬 더 빠르게 전송되기 때문이다. 그 밖에도, 복사의 과정은 완전히 센서 자체 내에서 진행되며, 따라서 센서가 내부적으로 메모리를 프로그램하고 바로 후속하여 보조 메모리를 비활성화하는 동안, 조립 기술자는 구성 과정의 트리거링 후에 자신의 조립 작업을 계속 진행할 수 있다.

보조 메모리는 자신의 기능에 따라 직렬 인터페이스를 통한 액세스가 너무 느릴 수도 있는 확장 메모리로서 이용되지 않는다. 보조 메모리는 구성 중에 센서 IC로 목표하는 정보의 송출 후에 더 이상 필요하지 않거나(또는 상당히 긴 시간 후에만 비로소 다시 필요한) 하나의 데이터 컨테이너일 뿐이기 때문에, 상기 데이터량의 직렬 전송은 용인될 수 있다.

특히 바람직하게는 단일의 전기 라인으로 직렬 인터페이스를 실현한다.

비트 단위의 직렬 전송은 최소의 구조 비용으로 실현될 수 있고, 공급 라인들(전압 공급) 외에 단일의 데이터 라인만으로도 충분하다. 이런 데이터 라인을 통해, 보조 메모리 내에서 기억 영역의 요건이 해결되며, 그리고 요구되는 기억 내용들은 센서 IC로 전송되어, 센서 IC의 내부 메모리 내에서 저장된다. 이런 구성 자체에서도, 전송은, 내부 메모리의 완전한 무선 프로그래밍보다, 그에 상응하는 크기만큼 더 안정적이고 더 신속하다.

본 발명의 한 개선예에서, 본 발명에 따라 제공되는 보조 메모리는 센서 IC의 제어 하에 에너지와 관련하여 비활성화될 수 있거나, 또는 자신의 에너지 소모량이 감소될 수 있다. 다시 말하면, 상기 보조 메모리는 예컨대 에너지 공급 장치로부터 분리되거나, 또는 에너지 소모량이 감소될 수 있다.

또한, 이 경우, 본 발명에 따르면, 예컨대 오류가 있는 구성의 경우, 또는 차량 교체 시에 이미 구성된 센서들을 그 구성과 관련하여 변경할 수도 있다.

상기 보조 메모리의 작동은, 센서가 여전히 타깃 시스템에 부합하게 구성되지 않은 경우에 한해서만 제공된다. 메모리 확장에 대한 실질적인 차이점으로서, 보조 메모리는 초기에 최초 구성 후에 비활성화될 수 있다. 다시 말하면, 이는 메모리 확장에 관한 문제가 아니라, 일시적으로 활성화될 수 있는 메모리 모듈에 관한 문제이다. 본 발명에 따라서, 보조 메모리에 의해 소요되는 구성을 위한 정보들은 센서의 집적 회로(IC)의 내부 메모리 내에 영구적으로 복사된다. 센서의 내부 메모리는 가능한 구성들 중 각각의 개별 구성을 위해 데이터 및 프로그램들을 확실하게 저장할 수 있을 정도로(그러나 다양한 구성을 동시에 저장하지 않아도 되는 정도로) 소형으로 형성되기만 하면 된다. 그 결과, 정상적인 센서 작동 중에 전기 소모량은 최적화된다. 그에 대해, 보조 메모리는 분명하게 상대적으로 더 크게 형성될 수 있는데, 이는 보조 메모리가 단시간만, 요컨대 센서의 구성 동안에만 에너지를 공급받기 때문이다. 센서 IC의 내부 메모리 내에 성공적으로 복사된 후에, 보조 메모리는 비활성화되며, 비활성화는 적어도 일시적으로 수행되거나, 또는 완전히 지속적으로 수행된다.

이렇게 구성된 센서는 실질적인 범용 센서이며, 이는 상기 센서가 단일의 센서를 포함하는 두서넛 차량 모델의 요건을 충족할 수 있기 때문이다. 저장 능력 부족(storage shortage)은 실질적으로 제거되지만, 그럼에도 시스템은 작동 중에 종래의 타이어 압력 센서처럼 더 이상 에너지를 필요로 하지 않는데, 그 이유는 에너지 추가 소모량이 구성의 시간 동안에만 필요하고 성공적인 복사 후에는 보조 메모리가 비활성화될 수 있기 때문이다. 이 경우, 보조 메모리는 전송 매개변수들뿐만 아니라 완전한 애플리케이션들을 저장할 수 있다. 보조 메모리는, 센서 IC로부터 분리된 부품으로서 형성될 수 있으며(그러나 반드시 그렇게 형성되지 않아도 되며), 그리고 조립 동안 그에 상응하게 개별적으로 장착될 수 있다. 이는 변경되었거나 새로운 차량 시스템들을 위한 새로운 센서들의 생산의 매칭을 수월하게 한다.

실질적으로, 전류/전압 공급과 관련하여 비활성화될 수 있는 보조 메모리는 필요한 정보들을 구비하여 형성되고 센서 IC와 일시적으로 연결될 수 있으며, 그리고 상기 메모리는 센서 하우징 내에 영구적으로 수용된다. 다시 말하면, 보조 메모리는, 비록 그 보조 메모리가 센서의 실질적인 유효 수명 시간 동안 활성화되지 않는다고 하더라도, 실제로 센서의 부분으로 유지된다. 그러나 상기 범용 센서의 실질적인 장점은, 센서가 모든 매칭 가능성을 이미 보유하고 있으며, 목표하는 타깃 시스템과 관련하여 하나의 구성만을 필요로 한다는 것을 통해 달성된다. 센서 IC의 실질적인 프로그래밍은 센서 자체에서 보조 메모리와 센서 IC 간에 실행되며, 그리고 어떤 프로그래밍이 보조 메모리에서 센서 IC 내에 재저장되어야 하는지를 지시하는 상응하는 명령어를 포함하는 프로그래밍을 위한 트리거 신호만을 필요로 한다. 보조 메모리는 센서 IC와 배선되어 존재하기 때문에, 상기 재저장 과정은, 특히 짧은 시간에, 요컨대 무선 프로그래밍 장치를 통한 프로그래밍의 경우에서보다 그에 상응하는 크기만큼 더 신속하게 종료된다. 또한, 이런 시스템은 접촉 핀들(contact pin)을 이용한 프로그래밍보다도 우수한데, 그 이유는 센서가 프로그래밍 장치와의 커플링의 형상으로 어떠한 종류의 수동 조작을 필요로 하지 않기 때문이다. 상응하는 타이어 압력 센서의 조립 기술자는 센서로 프로그래밍 신호만을 송신하고, 이 프로그래밍 신호는 승인되며, 그리고 센서 내부적으로 복사 과정이 진행된다. 성공적인 복사 과정 후에, 승인 신호(acknowledgement signal)가 출력될 수 있으며, 바로 후속하여 센서는 독립적으로 보조 메모리의 전원 공급을 중단할 수 있다.

이 경우, 바람직하게는, 선택된 데이터 패킷이 보조 메모리로부터 내부 메모리 내에 복사된 후에, 마이크로컨트롤러는 보조 메모리를 에너지 절약 모드로 전환한다. 그러나 그 대안으로, 보조 메모리의 전원 공급은 외부로부터의 프로그래밍 신호를 근거로 비로소 중단될 수도 있다. 본 발명에 따른 개념은 구성 시간을 대폭 감소시킨다. 전체 구성 시간은 수 초 미만이며, 그리고 내부 스트립 도체들을 통한 추가 데이터의 전송은 오류가 없으면서도 신속한 전송을 허용한다.

보조 메모리의 전압 공급의 중단의 영속성의 관점에서, 수많은 구성이 가능하다. 예컨대 프로그래밍 과정이 수행되는 점에 한해서 센서 IC는 실제로 보조 메모리를 단시간만 활성화할 수 있다. 그러나 센서 IC는 상기 전원 공급을 재활성화 가능하게 유지할 수 있으며, 그런 다음 센서는, 첫 번째 구성 후에도, 보조 메모리에서 또 다른 구성 기법(configuration scheme)을 전달받기 위해 재프로그램될 수도 있다. 이를 위해, 상응하는 신호의 수신 후에 센서 IC를 통해 보조 메모리가 다시 활성화될 수도 있으며, 즉 전압을 공급받을 수도 있으며, 또 다른 프로그램 또는 데이터 영역이 보조 메모리로부터 센서 IC 내로 복사된다.

센서 IC와 보조 메모리 사이의 데이터 링크는 복사를 위해 부호화될 수 있다. 이를 위해, 예컨대, 데이터는 이미 부호화되어 보조 메모리에 저장될 수 있고, 센서 IC는 복사하는 과정 동안 상응하는 부호화를 무효화하는 프로그래밍을 이용할 수 있으며, 이렇게 복호화된 정보들은 센서 IC 내에 재저장될 수 있다.

상기 부호화는 타이어 압력 센서의 허가되지 않은 복사, 그리고 프로그래밍의 조작을 어렵게 한다.

또한, 보조 메모리 내의 데이터는 각각의 실재 센서에 근거하여 부호화될 수 있으며, 그럼으로써 각각의 개별 센서에 대해 또 다른 코드가 생성된다. 그런 다음, 보조 메모리는 대응하는 개별 센서 IC와만 함께 이용될 수 있다. 이는, 상기 유형의 안전성 관련 개념의 경우, 안전성을 계속하여 증가시킨다.

또한, 원칙상, 센서 IC를 통해 보조 메모리도 기록될 수 있다. 이는, 본 발명에 따른 유형의 범용 센서가, 그 결과, 경우에 따라서, 더 오래 지속되는 프로그래밍 과정에서 보조 메모리를 위한 새로운 내용을 공급받을 수 있다는 점을 의미한다. 이는, 예컨대 업데이트 중에, 또는 추가 차량들에서의 구성 중에, 도움이 될 수 있다. 그러나 상기 재프로그래밍은 조립 중에 곧바로 개시되는 것이 아니라, 제조업체 측에서 개시되기 때문에, 상기 과정은 그렇게 시간 임계적인 사항이 아니며, 그리고 그에 따른 가능성은 상기 유형의 범용 센서의 유횻값을 계속하여 증가시킨다.

센서의 바람직한 구성에서, 보조 메모리의 전압 공급 장치는 완전히 비활성화될 수 있거나, 또는 감소될 수 있다.

본 발명에 따라서 보조 메모리 모듈에 대한 액세스가 저지될 때 이미 대폭 에너지가 절약되기는 하지만, 실질적인 비활성화가 전체 장치의 전기 요건을 대폭 최적화한다.

본 발명은 이제부터 첨부한 도면에 따라서 더 상세하게 설명된다.

본 발명의 효과는 본 명세서에 해당되는 부분들에 개별적으로 명시되어 있다.

도 1은 본 발명에 따른 범용 센서의 구성을 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 타이어 압력 센서 내에서 내부 메모리 및 보조 메모리의 메모리 매핑(memory mapping)을 도시한 개략도이다.

도 1에는 센서가 개략도로 도시되어 있다. 하우징(1)은 센서의 모든 컴포넌트를 포함한다. 특정한 실시예의 경우, 하우징(1) 내로, 타이어 압력 밸브의 밸브 스템(valve stem)이 연장되거나, 또는 타이어 압력 밸브가 하우징(1)과 결합될 수 있다. 또 다른 센서들의 경우, 하우징(1)은 밸브 샤프트로부터 독립적으로 타이어 내의 또 다른 위치에, 예컨대 타이어 트레드에 배치된다.

하우징(1) 내에는 센서 IC(2)가 배치된다. 센서 IC는 마이크로컨트롤러(3)를 구비한 집적 회로를 포함한다. 본 실시예의 경우, 센서들로서, 센서 IC(2) 압력 센서(4), 온도 센서(5) 및 가속도 센서(8)가 제공된다. 센서 IC(2) 내에 집적화된 고주파(HF) 송신 유닛(6)은 분리되어 형성된 HF 안테나(9)와 연결된다. 센서 IC(2) 상에 배치된 저주파(LF) 수신 유닛(7)은 분리되어 형성된 LF 코일(10)과 연결된다.

센서 IC(2)는, 전체적으로 에너지 공급 장치(12)로서 지칭되는 에너지원(예: 저장 커패시터 또는 압전 발전기를 포함한 배터리 저장 장치)을 통해 전원을 공급받는다. 수정 발진기(11)는 HF 통신을 위한 클록 발생기(clock generator)로서 형성된다. 또 다른 실시예들에서는, 다소의 센서 장치들이 형성될 수 있다. 수정 발진기(11)도 센서 IC 상에 집적화될 수 있다. 또한, 마지막으로, 통신 프로토콜로서 균일한 프로토콜이 정보들의 수신뿐만 아니라 그 송출을 위해서도 이용된다면, 서로 상이한 주파수 범위들을 위해 반드시 송신 및 수신 유닛들을 형성할 필요는 없다. 이를 위해, 예컨대 또 다른 고주파 프로토콜들, 예컨대 블루투스 통신도 고려될 수 있다.

도시된 실시예에서, 보조 메모리(15)는 센서 IC(2)로부터 분리되어 형성된다. 보조 메모리(15)는 단일의 데이터 라인(13)을 통해 센서 IC(2)와 연결되며, 그럼으로써 센서 IC(2), 특히 마이크로컨트롤러(3)와 보조 메모리(15) 사이에 직렬 데이터 통신이 가능할 수 있다. 데이터 라인(13)에 추가로, 공급 라인들(전압) 및 웨이크업 라인들이 보조 메모리로 이어질 수도 있다(미도시).

센서 IC(2) 자체는, 보조 메모리(15)보다 분명히 더 작은 내부 메모리를 포함한다. 본 실시예에서, 센서 IC(2)는 예컨대 8kB 크기의 내부 영구 메모리(internal permanent memory)를 구비하며, 이 영구 메모리는 도시된 예시에서 마이크로컨트롤러(3)와 통합되어 있다.

센서 IC(2)의 내부 메모리는, 이하에서 이른바 부트로더로서 지칭되는, 저장된 명령어들의 형상인 기본 기능성을 포함한다. 부트로더는 최초 외부 환경과 센서의 통신을 조정한다. 도시된 예시에서, LF 코일(10) 및 LF 수신 유닛(7)을 통한 LF 수신은 마이크로컨트롤러(3) 내에서 부트로더의 제어하에 가능하다. 외부 제어 장치(TPMS 진단 장치, 미도시)에 의해서는 데이터 집합 식별자가 LF 인터페이스를 경유하여 마이크로컨트롤러로 전송되며, 마이크로컨트롤러(3)는 직렬 링크(13)를 통해 보조 메모리(15)에 액세스하여, 전송된 식별자에 따라서 기억 영역을 호출한다. 그런 다음, 상응하는 기억 영역은 부트로더의 점검하에 보조 메모리(15)로부터 직렬 링크(13)를 경유하여 센서 IC(2)의 내부 메모리 내로 복사되어 이 내부 메모리에 영구 저장된다. 그런 다음, 성공적인 복사 과정 후에, 센서 IC(2)는, 프로그램된 구성에 따라 센서(1)의 지속적인 작동을 허용하는 부트로더뿐만 아니라 실행 가능한 애플리케이션을 내부 메모리에 포함하게 된다.

도 2에는, 과정 및 메모리 매핑이 개략도로 도시되어 있다. 센서 IC(2)의 내부 메모리의 매핑은 도면부호 20으로 표시되어 있다. 보조 메모리의 매핑(21)은 도 1의 메모리 모듈(15) 내에 물리적으로 수용된 메모리의 구성 기법을 재현한 것이다.

내부 메모리(20)는, 센서 IC(2)의 기본 기능들 및 부트로더가 영구 저장되는 기억 섹션(20a)(storage section)을 포함한다. 섹션(20b)은 보조 메모리(21)에서의 매개변수들 및 애플리케이션들의 다양한 구성들의 저장을 위해 제공되어, 성공적인 구성 후에 정상 작동(normal operation)의 실행을 위해 호출된다.

본 실시예에 따라, 보조 메모리(21)는 구성 디렉토리(21a)가 저장되어 있는 주소 지정 가능한 기억 영역(21a)을 포함한다. 상기 구성 디렉토리는 다양한 식별자들에 대한 할당으로 기억 영역들(21b, ..., 21h)을 주소 지정한다. 예컨대 저장된 구성 디렉토리에 따라서 식별자 #1에 기억 주소들(500 ~ 8000)(storage address)의 기억 영역이 할당될 수 있다. 그리고 기억 영역 #2에는 주소 영역들(8000 ~ 14500)이 할당되며, 기억 영역 #3에는 기억 주소들(14500 ~ 21500)이 할당되며, 이는 언급한 방식으로 계속된다. 이처럼 상응하는 기억 섹션들은 도 2에 섹션들(21b, 21c, ..., 21h)을 통해 개략적으로 도시되어 있다. 자명한 사실로서, 다소의 기억 영역들이 실현될 수도 있다.

주소 지정 가능한 기억 영역들 각각은 차량 그룹에 대한 매칭을 목적으로 센서의 구성을 위해 필요한 데이터를 포함한다. 예컨대 센서로부터 차량으로 송신될 데이터 텔레그램의 형식을 정의하는 매개변수들이 저장된다. 완전하고 부합하는 프로그램 코드들도 기록될 수 있다.

기억 영역(20a)에서 부트로더의 명령어들이 실행될 때, 어떤 구성이 보조 메모리(21)에서 호출되어야 하는지가 전송된다. 이런 구성 식별자는 외부로부터, 예컨대 LF 통신 장치에 의해 전송된 것이다. 바로 후속하여, 센서 IC(2)와 보조 메모리(15) 사이에는 직렬 통신이 구성되며, 기억 섹션(21a)에서는 구성 식별자에 상응하는 데이터 패킷을 포함하는 주소 영역이 검색된다. 이는, 도시된 예시에서, 기억 영역(21d)이다. 이런 기억 영역의 내용은 바로 후속하여 직렬 인터페이스를 경유하여 기억 영역(20b) 내에 복사된다.

이 경우, 모든 기억 영역(20b)이 무조건 덮어쓰기 되지 않아도 된다. 각각 어떤 기능들 및 데이터가 내부 메모리에 이미 제공되어 있는지에 따라서, 개별 구성을 위한 고유의 매개변수들 또는 프로그램 섹션들만을 복사할 수도 있다.

성공적인 복사 후에, 기억 영역(20b)은 향후 적용에 부합하게 구성된 목표하는 애플리케이션을 영구적으로 포함하게 된다. 그런 다음, 정상적인 작동 모드에서, 센서 값들, 특히 타이어 압력 센서(4)를 통한 타이어 압력 값들의 검출이 구성에 따라서 수행될 수 있을 뿐만 아니라, 검출된 데이터의 전송도 차량에 매칭되는 구성 데이터에 따라서 수행될 수 있다. 다시 말하면, 완전하게, 실질적인 검출 과정이 복사된 구성에 따라서 수행될 수 있다. 예컨대 센서는 하드웨어 측에서 가속도의 검출을 위한 능력을 보유할 수 있지만, 가속도의 측정치는 구성들 중에서 몇몇 구성에서만 검출된다. 센서는 그 대안으로 모든 데이터를 검출할 수 있지만, 데이터의 전송을 구성에 따라서 매칭시킬 수 있으며, 예컨대 데이터의 일부분만을 전송할 수 있다. 어느 경우에서든, 전송의 유형, 다시 말하면 예컨대 데이터의 전송을 위한 데이터 텔레그램의 구조는 차량에 매칭될 수 있다.

본 실시예의 경우, 보조 메모리(15)는 성공적인 통신 후에 비활성화된다. 이는, 본 실시예에서, 보조 메모리(15)가 정상 작동 중에 더 이상 제어되지 않는다는 점, 다시 말하면 직렬 인터페이스(13)가 더 이상 이용되지 않는다는 점을 의미한다. 또한, 이런 경우, 본 실시예에서, 보조 메모리(15)의 전압 공급 장치는 전기 소모량을 계속하여 감소시키기 위해, 완전히 비활성화될 수 있다.

Claims

자동차용 타이어 압력 센서로서, 상기 타이어 압력 센서는 :
하우징(1); 및
상기 하우징(1) 내에 수용된 센서 IC(2)를 포함하고,
상기 센서 IC는 마이크로컨트롤러(3) 및 압력 센서(4)를 포함하고,
상기 하우징(1) 내에는, 상기 압력 센서(4)에 의해 검출된 압력 측정값들을 이격되어 있는 수신 장치로 전송하기 위해 상기 마이크로컨트롤러(3)와 연결되어 있는 무선 통신을 위한 수단들(6, 9; 7, 10)이 배치되고,
상기 센서 IC(2)는 영구적인 내부 메모리를 포함하고, 상기 내부 메모리 내에는, 실행 중에 압력 측정 데이터의 검출 및 전송을 실현하는 실행 가능한 명령어들 및 데이터가 저장될 수 있으며,
전압 공급 장치(12)가 하우징(1) 내에 배치되어 센서 IC(2)와 연결되며,
상기 센서 IC(2)는 상기 하우징(1) 내에 배치되는 보조 메모리 모듈(15)과 연결되고, 상기 보조 메모리 모듈 내에는 각각의 명령어들 또는 데이터를 포함하는 복수의 상이한 데이터 패킷이 저장되고,
상기 보조 메모리 모듈은 직렬 데이터 인터페이스를 통해 상기 센서 IC의 상기 마이크로컨트롤러와 연결되며,
상기 보조 메모리 모듈(15)은 서로 상이한 차량 제조업체의 사양에 따라서 데이터 검출 및 전송을 위한 정보를 저장하며 그리고 선택된 데이터 패킷을 상기 내부 메모리 내에 복사하기 위해 상기 마이크로컨트롤러(3)를 통해 제어될 수 있으며,
상기 마이크로컨트롤러는 무선 통신을 위한 수단들과 연결되어, 보조 메모리 모듈에 저장된 데이터 패킷의 선택이 무선 통신을 위한 수단들을 통해 수행되고, 바로 후속하여 상기 마이크로컨트롤러는 상기 선택된 데이터 패킷을 상기 보조 메모리 모듈로부터 상기 내부 메모리 내에 복사하는 것을 특징으로 하는, 자동차용 타이어 압력 센서.
제1항에 있어서,
상기 센서 IC와 상기 보조 메모리 모듈 사이에는 단일의 싱글 코어 데이터 라인이 형성되는, 자동차용 타이어 압력 센서.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 마이크로컨트롤러(3)는, 보조 메모리 모듈이 에너지 절약 모드로 전환될 수 있는 방식으로, 상기 보조 메모리 모듈(15)의 전압 공급을 제어하는, 자동차용 타이어 압력 센서.
제3항에 있어서,
선택된 데이터 패킷이 상기 보조 메모리 모듈로부터 상기 내부 메모리 내에 복사된 후에, 상기 마이크로컨트롤러는 상기 보조 메모리 모듈을 에너지 절약 모드로 전환하는, 자동차용 타이어 압력 센서.
삭제
제1항에 있어서,
무선 통신을 위한 상기 수단들은 고주파 신호들을 위한 송신 수단들과 저주파 신호들을 위한 수신 수단들을 포함하는, 자동차용 타이어 압력 센서.
제1항에 있어서,
상기 보조 메모리 모듈은 상기 센서 IC와 함께 인쇄회로기판상에 배열되며, 그리고 상기 센서 IC로부터 이격되어 상기 인쇄회로기판상에 배치되는, 자동차용 타이어 압력 센서.
제1항 또는 제2항에 따른 자동차용 타이어 압력 센서를 작동시키기 위한 방법에 있어서,
상기 방법은 :
전송 장치를 이용하여 타이어 압력 센서로 선택 식별자를 무선 전송하는 단계; 및
상기 타이어 압력 센서 내에 배치된 센서 IC를 이용하여 상기 타이어 압력 센서 내에 배치된 보조 메모리를 작동시켜, 센서 IC와 보조 메모리 사이의 직렬 인터페이스를 통해, 상기 보조 메모리로부터 센서 IC의 상대적으로 더 작은 메모리 내로 상기 선택 식별자에 상응하는 기억 영역을 요청하고 전송하는 단계를 포함하는, 자동차용 타이어 압력 센서의 작동 방법.
제8항에 있어서,
성공적인 복사 과정 후에 상기 보조 메모리를 비활성화시켜, 상기 보조 메모리가 에너지 공급 장치로부터 분리되거나, 또는 상기 보조 메모리의 에너지 공급이 감소되게 하는 단계를 추가로 포함하는, 자동차용 타이어 압력 센서의 작동 방법.
제8항에 있어서,
상기 선택 식별자는 LF 신호 링크를 경유하여 타이어 압력 센서 내의 LF 수신 장치로 전송되는, 자동차용 타이어 압력 센서의 작동 방법.