KR100727544B1 - 차량 내부 영상 진단 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 엔진, 냉각계통, 흡배기 계통등 이상 발생시 분해하지 않고도 그 내부를 관측할 수 있도록 함은 물론, 필요한 화상을 데이터로 저장, 확대, 편집하고 면밀히 관측하여 정확한 진단이 가능하도록 한 차량 내부 영상 진단 시스템을 개시한다.

본 발명은 차량의 엔진이나 냉각계통, 흡기 및 배기 계통에 진입시켜 분해하지 않고도 차량 내부를 관찰할 수 있도록 하되, 관측되는 영상을 CCD에 의하여 화상 데이터로 확보하고, 이를 PC의 하드 디스크 등 보조 메모리에 저장하여 다양한 형태로 활용할 수 있도록 함과 아울러, 이에 더하여 차량의 각 기계 요소의 온도 분포를 적외선에 의한 비접촉 방식으로 인지함으로써, 차량의 진단과 처치가 더욱 정확하게 실시될 수 있도록 하며, 차량에 설치된 각종 센서나 모우터등의 요소에 인가되는 전압을 측정함으로써, 차량의 진단과 처치가 더욱 정확하게 실시될 수 있도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 광조사를 위한 광원장치와 연결된 조사광화이버와, 연성관에 내장되고,선단부의 대물렌즈와 접안부사이에 영상광화이버가 설치된 공지의 것에 있어서, 접안부에 CCD를 설치하고, CCD에 A/D변환기를 설치하며, A/D변환기의 출력 데이터를 압축하고 필요시 DSP에 의하여 해상도와 색상, 명암 보정을 실시하기 위한 화상 처리부와, 이러한 화상 데이터 출력을 하드디스크에 저장하거나 모니터로 출력시키고, 필요에 따라 필요한 부분을 확대, 축소시킬 수 있는 그래픽 소프트 웨어가 탑재된 PC로 구성된 것이다. 이에 더하여 본 발명은 적 외선 열화상 카메라와 차량의 ECU를 연결하여 실시할 수 있다.

또한 적외선 온도계를 연결하여 부분적으로 차량의 기계적 마찰부분, 전기적 부하로 인하여 열이 발생하는 부품, 마후라 등을 부위별로 온도를 측정할 수 있는 것이다.

이에 따라 본 발명은 차량의 엔진이나 냉각계통, 흡기 및 배기 계통에 진입시켜 차량 내부의 관측되는 영상을 CCD에 의하여 화상 데이터로 확보하고, 이를 저장하여 확대하거나 축소할 수 있게 됨은 물론이려니와, 적외선 열화상 카메라에 의하여 해당 부분의 온도 분포를 관측하여 종합적인 정확한 진단이 가능하게 되며, 이에 더하여 ECU의 센서 데이터를 공유하여 센서 출력값의 이상 유무를 아울러 참조하여 더욱 정확한 진단에 기초한 처치에 의하여 신속, 정확한 경제적 보수작업이 가능하게 되는 유용한 효과가 있다.

Description

차량 내부 영상 진단 시스템{Vehicle Inside Visual Diagnose System}

도1은 종래의 차량 내부 영상 관측경을 보인 설명도.

도2는 종래의 차량 내부 영상 관측경의 사용 상태를 보인 단면도.

도3은 본 발명에 의한 차량 내부 영상 진단 시스템의 전기적 구성을 보인 개략도.

도4,5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 차량 내부 영상 진단 시스템의 개략도.

도6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 차량의 부분적인 적외선 온도측정의 구성을 보인 개략도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1:광원장치 2:조사광화이버

2':영상광화이버 3:연성관

4:선단부 5:대물렌즈

6:접안부 7:CCD

8:A/D변환기 9:화상 처리부

10:입출력 인터페이스 11:CPU

12:보조 메모리 13:모니터

14: PC 15:프린터

16: ECU 17:그래픽카드

18:키보드 19:적외선 열화상 카메라

20:적외선 온도계

본 발명은 차량 정비시 엔진이나 냉각계통, 흡기 및 배기 계통등을 직접 육안으로 관찰할 수 있도록 하는 차량 내부 영상 진단 시스템에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 차량의 엔진 피스톤 링, 연소실, 헤드의 밸브, 라디에이터의 내부 부식 상태, 윤활 계통, 흡배기 계통, 변속기등은 해당 부위를 분해하여 육안으로 확인하지 않으면 상태를 진단하기 어렵다.

그러므로, 최근에는 도1로 보인 바와 같이 차량 내부 영상 관측경이 제안되었으며, 이는 도2로 보인 바와 같이 차량의 해당 기관을 분해하지 않고도 플러그 장착공등을 이용하여 엔진 내부로 진입시켜 내부 상황을 관찰하는 방법으로, 진단이 용이하게 하여 수리와 관련된 제반 비용을 절약함과 아울러 신속, 정확한 정비가 가능하도록 하였다.

반면에 이러한 종래의 차량 내부 영상 관측경은 육안으로 내부를 관찰하는 데 그치고 있으며, 이에 따라 부분적으로 확대하거나 시간을 가지고 충분한 분석을 하기 어려워 내부 영상 분석의 한계가 노출되는 문제점이 있었다.

본 발명의 제 1 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 차량의 엔진이나 냉각계통, 흡기 및 배기 계통에 진입시켜 분해하지 않고도 차량 내부를 관찰할 수 있도록 하되, 관측되는 영상을 CCD에 의하여 화상 데이터로 확보하고, 이를 저장하여 다양한 형태로 활용할 수 있도록 한 차량 내부 영상 진단 시스템을 제안한다.

본 발명의 제2목적은 이에 더하여 차량의 각 기계 요소의 온도 분포를 적외선에 의한 비접촉 방식으로 촬영함으로써, 차량의 진단과 처치가 더욱 정확하게 실시될 수 있도록 한 차량 내부 영상 진단 시스템을 제안한다.

본 발명의 제3목적은 이에 더하여 차량에 설치된 각종 센서에 의하여 출력되는 전압을 측정함으로써, 이를 감안하여 차량의 진단과 처치가 더욱 정확하게 실시될 수 있도록 한 차량 내부 영상 진단 시스템을 제안한다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 광조사를 위한 광원장치와 연결된 조사광화이버와, 연성관에 내장되고,선단부의 대물렌즈와 접안부사이에 영상광화이버가 설치된 공지의 것에 있어서, 접안부에 CCD를 설치하고, CCD에 A/D변환기를 연결하며, A/D변환기의 출력 데이터를 압축하고 필요시 DSP에 의하여 해상도와 색상, 명암 보정을 실시하기 위한 화상 처리부와, 이러한 화상 데이터 출력을 하드디스크에 저장하거나 모니터로 출력시키고, 필요에 따라 필요한 부분을 확대, 축소시킬 수 있는 그래픽 소프트 웨어가 탑재된 PC로 구성된 차량 내부 영상 진단 시스템을 제공한다.

이에 의하여 본 발명은 차량의 엔진이나 냉각계통, 흡기 및 배기 계통에 선단부를 진입시켜 차량 내부를 관찰하되, 관측되는 영상을 CCD에 의하여 화상 데이터로 확보하고, 이를 저장하여 확대하거나 축소하고, 필요에 따라 조작부의 조작링을 회동시켜 선단부의 대물렌즈가 원하는 방향을 향하도록 하여 필요한 요소를 다양한 형태로 실시간 관측할 수 있게 되므로 정확한 진단과 이에 따른 효과적인 조치가 가능하게 되어 최소의 경비로 신속, 정확한 차량 정비가 가능하게 되는 효과가 있다.

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도3으로 보인 바와 같이 본 발명은 광조사를 위한 광원장치(1)와 연결된 조사광화이버(2)와, 연성관(3)에 내장되고,선단부(4)의 대물렌즈(5)와 접안부(6)사이에 영상광화이버(2')가 설치된 공지의 것에 있어서, 접안부(6)와 연결되어 화상 데이터를 생성하기 위한 CCD(7)와, CCD(7)에 연결되어 아날로그 신호를 디지털 데이터로 출력시키기 위한 A/D변환기(8)와,

A/D변환기(8)의 출력 데이터를 압축하고 필요시 해상도와 색상, 명암의 보정을 실시하기 위한 화상 처리부(9)와, 화상 처리부(9)의 데이터를 입출력 인터페이 스(10)를 거쳐서 CPU(11)에서 연산처리하여 필요에 따라 부분 확대, 축소시킬 수 있으며, 편집가능한 그래픽 소프트 웨어를 보조 메모리(12)에 탑재하여 화상 데이터 출력을 하드디스크나 램에 저장하거나 모니터(13)로 출력시키기 위한 CPU(11)를 구비하여서 된 PC(14)로 된 것이다.

이와 같이 된 본 발명은 예를 들어 피스톤링의 마모나 손상이 의심되는 경우 플러그를 뽑아 내고, 플러그 삽입공에 본 발명에 의한 대물렌즈(5)가 설치된 선단부(4)를 넣어 그 직하방에 설치된 피스톤 링을 살펴볼 수 있다. 이러한 과정에서 광원장치(1)에 의한 광원으로 피스톤 링에 빛이 조사되고, 반사되어 선단부(4)의 대물렌즈(5)로 영상이 포착되어 영상광화이버(2')를 통하여 접안부(6)에 설치된 CCD(7)에 영상을 맺게 된다. 이러한 영상은 CCD(7)에 의하여 아날로그 데이터로 명암의 밝기에 따라 재생되는 바, 이때 CCD(7)의 픽셀에는 컬러 필터가 씌워져 있으므로 각 색상에 따라 다른 명암 밝기의 출력 신호가 생성된다. 이러한 영상 신호는 A/D변환기(8)에 공급되고, A/D변환기(8)는 각 픽셀의 색상별 명암 데이터를 읽어 내고, 이를 디지털 신호로 변환시켜 출력시키게 된다. 이러한 디지털 신호는 화상 처리부(9)에 의하여 1차 해상도, 색상, 명암의 보정을 실한 후 압축시켜 화상데이터로 출력시키게 된다. 이러한 화상 데이터는 PC(14)의 입출력인터페이스(10)를 거쳐서 CPU(11)에 의하여 획득되며, CPU(11)는 정비사가 키보드(18)를 조작함에 따라 획득된 화상데이터를 그래픽카드(17)를 거쳐서 모니터(13)에 그대로 표현될 수 있는 것이며, 필요에 따라 CPU(11)에 의하여 그래픽 소프트웨어를 작동시켜 화상 데이터의 특정 부분들만을 선정하여 확대하거나 축소하고, 필요에 따라 해상도, 색 상, 명암등을 보정하여 원하는 상태로 화상이 표시되거나 프린터(15)로 출력되도록 하는 것이다. 또한, 대물렌즈(5)의 방향이 부적절한 경우에는 조작부의 조작링을 회동시켜 영상광화이버(2')와 조사광화이버(2)가 원하는 방향으로 회동되도록 할 수도 있는 것이며, 이와 같이 하여 관찰 대상 부위를 면밀히 관측하고, 그 기록을 남길 수도 있는 것이어서, 정확한 진단에 의한 조치가 가능하게 되고, 고객에게 그 기록을 모니터(13)나 프린터(15) 출력물로 제시하고 설명하여 줌으로써 고객의 신뢰를 얻을 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 헤드의 밸브를 점검하여야 할 경우나 윤활계통의 이상 유무를 확인하기 위하여 엔진오일캡을 열고 이를 통하여 선단부(4)를 삽입하여 줌으로써 헤드의 밸브 상태를 확인할 수 있게 되는 것이다.

아울러, 본 발명은 흡기 계통을 점검하여야 할 경우에는 에어 크리너를 탈거하고 스로틀 밸브측으로 선단부(4)를 진입시켜 해당 부위를 관측하고 확인할 수 있게 되는 것이다. 또한, 배기 계통을 점검하여야 할 경우에는 머플러를 탈거하고, 배기 매니폴더 측으로 선단부(4)를 진입시켜 해당 부위를 관측하게 되는 것이다.

또한, 냉각 계통의 점검을 위하여 라디에이터의 써머스탯을 탈거하고, 이에 선단부(4)를 넣어 내부의 오염상태나 이물질 형성 상태를 관측하여 진단하고 조치를 취할 수 있게 되는 것이다.

이에 더하여 본 발명은 도 3으로 보인 바와 같이 통상의 적외선 열화상 카메라(19)를 PC(14)의 입출력인터페이스(10)에 연결하며, 이에 의하여 피 진단물인 차량의 엔진이나 동력 전달 요소를 촬영하고, 얻어진 적외선 열화상 데이터를 입출력 인터페이스(10)를 거쳐서 CPU(11)에서 화상처리함으로써, 전술한 경우와 동일하게 모니터(13)나 프린터(15)로 적외선 열화상 카메라(19)에 의하여 촬영된 열사진을 출력시키게 된다. 이때 차량의 각 요소는 온도에 따라 일정한 파장을 가지는 적외선을 방출하게 된다. 즉, 차량의 각 요소에서 방출되는 파장은 온도에 반비례하여 대기의 온도, 사람의 체온에 대하여는 8 - 12 um의 파장을 가지는 적외선이 방출되고, 온도가 높은 엔진류, 히터, 머플러, 동력전달요소 등의 물체에서는 약 3 - 5 um 의 파장을 가지는 적외선이 방출되는 것이며, 이러한 파장별로 색상을 부여하여 출력시켜 차량의 각 요소에서 이상 과열되거나 이상 냉각된 부위 유무를 판단하게 되는 것이다. 이와 같이 하여 본 발명에서는 정비사가 진단작업에 있어서, 먼저 관찰대상 부위의 상태를 육안으로 직접 세밀히 관찰할 수 있게 되는 것이며, 필요한 경우에는 적외선 열화상 카메라(19)에 의하여 진단 결과를 보완할 수 있게 되어 더욱 정확한 진단이 가능하게 되어 효과적인 처치 결과를 얻을 수 있게 된다.

즉, 예를 들어 냉각계의 경우, 본 발명에 의하여 라디에이터 내부를 촬영하여 상태 파악을 완료한 후, 물펌프에서 냉각관로에 이르는 온도 분포를 측정함으로써 특정 부품의 이상 유무를 정확히 판단할 수 있게 된다. 즉, 본 발명에서는 먼저, 라디에이터 내부에 스케일이 다수 존재하는 지를 확인 한다.

아울러, 냉각통로 스케일의 이상유무는 라디에이터 상부온도와 하부온도를 진단함에 있어서의 기준 데이터로서 현재까지 알려진 정상적인 냉각계의 상하부 온도편차는 차종에 따라 다를 수도 있지만 대게 10~15℃이다. 만약에 이러한 온도편차보다 작으면 물펌프 및 라디에이터, 서머스텟, 냉각관로에서 냉각팬에 이르기까 지 효율이 낮은 상태임을 판단할 수 있는 것이고, 그 원인이 스케일 형성에 있는 것으로 볼 수 있으므로 스케일 제거를 위한 라디에이터 내부의 세정 작업 및 냉각 통로 세정을 실시하면 되는 것이다.

또한, 엔진의 연소상태의 진단은 엔진 가동상태에서 각 연소실의 온도차를 비교하면 비정상 실린더를 용이하게 진단해 낼 수 있다.

그러므로, 각 실린더의 내부 상태를 관측한 후 이상이 발견된 경우에는 적절한 조치를 취하게 되고, 이상이 없는 경우에는 점화플러그 부분의 온도차를 비교하여 이상이 발생된 점화플러그를 교체하면 되는 것이다.

이와 같이 함으로써, 종래에 이상이 발생된 실린더가 어떤 것인가를 판독해 내기 위하여 엔진이 가동되는 소리나 진동을 정비사가 축적된 경험을 통해 청취하고 엔진전체의 이상으로 판단해 왔음이 통례이나 향후로는 상기와 같이 정확한 진단과 판단에 의해 보다 고장 실린더나 플러그를 정확히 선별하여 신속한 정비를 해낼 수 있게 되는 것이다.

배기계통의 경우에도 전술한 바와 같이 선단부(4)의 대물 렌즈에 의하여 해당 부위를 촬영한 후 머플러나 3원촉매통의 촉매컨버터의 온도를 측정하면 배기계통의 이상 유무는 물론 엔진요소상태의 연소효율까지 명확하게 판단할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명은 도 5로 보인 바와 같이, 자동차의 각종 센서에 의하여 출력되는 신호를 자동차에 탑재된 ECU(16)와 입출력 인터페이스(10)를 통하여 연결하여 줌으로써, 센서의 출력을 ECU(16)와 공유하고, 각종 센서의 출력값이 정상 작동 범위에 있는 지를 미리 입력시킨 기준값과 대비 판단하여 예를 들면 과도하게 높음, 높음, 정상, 낮음, 과도하게 낮음등으로 등급을 설정하여 이러한 센서의 출력 등급을 참조하고 전술한 관측 결과와 함께 진단에 참고함으로써, 더욱 정밀한 진단을 할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명은 도 6으로 보인 바와 같이, 적외선 온도계(20)을 입출력 인터페이스(10)를 통하여 PC(14)와 연결하여 줌으로써, 차량의 기계적 마찰부분이나 전기적 부하로 인하여 열이 발생하는 부품이나 마후라 등, 원하는 여러 부위별 온도를 개별적으로 측정하여 과열상태를 점검할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 하여 본 발명은 차량의 엔진, 흡배기 계통, 냉각계통등에 이상 발생시 일일이 분해하지 않고도 그 내부를 관측할 수 있음은 물론이려니와, 특히 관측된 내부 화상 데이터를 저장하거나 확대, 축소하여 관측할 세밀히 분석할 수 있게 되는 것이어서 정확한 진단 및 처치가 가능하게 되어 차량의 이상 발생시 최소의 비용으로 신속 정확한 보수가 가능하게 된다. 뿐만 아니라, 필요시 화면이나 프린트물을 고객에게 제시하여 줌으로써 신뢰를 구축할 수 있게 되는 효과도 있다.

아울러, 본 발명은 이에 더하여 적외선 화상 카메라(19)를 함께 사용함으로써 이상 진단의 정확성을 더욱 높일 수 있으며, 차량의 ECU(16)와 PC(14)의 CPU(11)를 연결하여 줌으로써 더 더욱 신뢰도 높은 진단이 가능하게 되어 차량의 이상 발생시 매우 경제적으로 신속, 정확한 보수가 가능하게 되는 유용한 효과가 있다.

Claims (6)

1. 광조사를 위한 광원장치(1)와 연결된 조사광화이버(2)와, 연성관(3)에 내장되고,선단부(4)의 대물렌즈(5)와 접안부(6)사이에 영상광화이버(2')가 설치된 공지의 것에 있어서,

   접안부(6)에 설치되어 화상 데이터를 생성하기 위한 CCD(7)와, CCD(7)에 연결되어 아날로그 신호를 디지털 데이터로 출력시키기 위한 A/D변환기(8)와, A/D변환기(8)의 출력 데이터를 압축하고 필요시 해상도와 색상, 명암의 보정을 실시하기 위한 화상 처리부(9)와, 화상 처리부(9)의 데이터를 입출력 인터페이스(10)를 거쳐서 CPU(11)에서 연산처리하여 필요에 따라 부분 확대, 축소시킬 수 있으며, 편집가능한 그래픽 소프트 웨어를 보조 메모리(12)에 탑재하여 화상 데이터 출력을 하드디스크나 램에 저장하거나 모니터(13)로 출력시키기 위한 CPU(11)를 구비하여서 된 PC(14)로 됨을 특징으로 하는 차량 내부 영상 진단 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   전술한 CPU(11)와 입출력 인터페이스(10)를 통하여 접속된 프린터(15)를 구비함을 특징으로 하는 차량 내부 영상 진단 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   전술한 PC(14)에 입출력인터페이스(10)를 거쳐서 통상의 적외선 열화상 카메 라(19)를 접속함을 특징으로 하는 차량 내부 영상 진단 시스템.
4. 제1항에 있어서,

   전술한 PC(14)에 입출력인터페이스(10)를 거쳐서 차량의 ECU(16)와 접속되어 센서의 출력을 공유함을 특징으로 하는 차량 내부 영상 진단 시스템.
5. 제3항에 있어서,

   전술한 PC(14)의 보조메모리(12)에 센서의 정상 출력 기준값 데이터가 수록됨을 특징으로 하는 차량 내부 영상 진단 시스템.
6. 제1항에 있어서,

   전술한 PC(14)에 입출력인터페이스(10)를 거쳐서 통상의 적외선 온도계(20)를 접속함을 특징으로 하는 차량 내부 영상 진단 시스템.

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