KR100768059B1 - 텔레매틱스를 이용한 차량용 능동정비 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 텔레매틱스를 이용한 차량용 능동정비 시스템에 관한 것으로;

그 기술구현의 목적은 자동차 구동계 섀시부품의 이상신호를 초기단계에서 미리 감지되게하고, 이를 원격지에 있는 자동차 전문가를 통해 안정적으로 관리되게 함으로서, 적절한 시점에 부품의 교체 및 수리 등을 가능케 하여 큰 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 것이며, 아울러, 이러한 안정적인 관리에 따라 운전자의 별다른 관심 없이도 차량을 믿고 탈수 있게 하는 등, 신뢰성을 향상되도록 한 텔레매틱스를 이용한 차량용 능동정비 시스템을 제공함에 있다.

이에, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은;

자동차 구동축에 설치된 센서를 이용하여 주행 중인 차량의 상태를 파악하는 센서부와;

상기, 센서부의 신호를 검출하여 분석하는 자가 진단장치와;

상기, 자가 진단장치에서 받은 신호를 정보센터로 송신하는 텔레메틱스 시스템과;

상기, 정보센터를 경유하여 센서부의 검출신호를 수신받고, 그 수신된 신호를 분석하여, 자동차의 정비 여부를 운전자에게 알려주는 정비센터 서버를 구비되게 함으로서, 달성된다.

텔레매틱스 단말기, 샤시 자가 진단장치, 휠속도 센서, 가속도 센서

Description

텔레매틱스를 이용한 차량용 능동정비 시스템{Activeness Maintenance System for Vehicle using Telematics}

도 1은 종래 자동차용 텔레메틱스 시스템의 개략구성도

도 2, 도 3은 본 발명에 적용되는 자동차용 베어링 유니트 개략구성도

도 4는 본 발명에 따른 텔레매틱스를 이용한 차량용 능동정비 시스템 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 텔레매틱스 단말기 11 : GPS 수신기

12 : 처리기 13 : 통신부

20 : 차량정보센터 21 : 정비센터서버

22 : 차량센터 30 : 이동통신업체

40a,40b : 허브베어링 41a,41b : 센서부

42 : 외륜 43 : 회전하는 유니트

44 : 내륜 45 : 가속도 센서

46 : 휠속도 센서 60 : 샤시 자가 진단장치

본 발명은 차량 정비장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 허브베어링에 장착된 복합센서와 무선 송,수신망을 이용한 텔레매틱스 시스템을 상호 통합시켜, 상기 복합센서에 의해 실시된 구동계 섀시의 자가진단 정보를 정보센터와 사용자가 지정한 정비소에 순차적으로 전송되게 하고, 이어 그 전송된 진단정보에 따라 차량 구동계 섀시의 이상 유,무를 판단하여 운전자에게 정비실시 여부를 알려주도록 한 텔레매틱스를 이용한 차량용 능동정비 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 자동차의 안전장치를 크게 두가지로 분리하여 살펴 보면, 이는 사고를 미연에 방지토록 하는 적극적인 장치와. 사고발생 후, 이에 적절히 대처토록 하는 수동적인 장치로 분류할 수 있다.

여기서, 지금까지는 사고발생 후 대처하는 수동적인 장치, 예를 들어 에어백 등의 장치가 많이 개발되었다면 현재는 사고를 미연에 방지하는 적극적인 장치의 필요성이 급격하게 증가하고 있으며, 이에 대한 소비자의 욕구도 높은 실정이다.

한편, 최근에 들어서는 지피에스(GPS:Global Positioning System. 위치측정시스템)기술과 통신시설의 발전으로 교통관제 및 네비게이션 시스템이 널리 보급되고 있는 실정이며, 이를 통제하는 정보센터를 통해 비상시 대응하거나 유용한 정보를 운전자에게 제공하는 시스템으로 기능이 확대되고 있는 추세이다.

그러나 구동계 섀시부품의 경우에 있어서는, 자동차에 작용하는 힘과 열악한 환경에 놓여있는 구조적 특성으로 인해, 사소한 결함으로부터 피로가 누적되어 파 단 등의 큰 결함을 발생되게 하는 문제점을 갖는 것이었으며, 특히 이와 같은 결함은 큰 사고로 발전되어 운전자의 생명을 위협하게 되는 치명적인 안전상의 문제점을 야기되게 하는 것이었다. 뿐만 아니라 운전자가 이를 쉽게 살펴볼 수 없는 차량 하부에 장착되어있어 사용자가 주의를 하더라도 정비 및 관찰이 매우 불편하다.

이에, 도 1은 종래 자동차용 텔레매틱스 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 것으로서, 상기 도 1을 참조로 하면;

종래 자동차용 텔레매틱스 시스템은 지피에스(GPS) 수신기(11)를 포함한 텔레매틱스 단말기(10)와 차량정보센터(20)로 크게 이루어져 있으며, 상기 텔레매틱스 단말기(10)에서는 지피에스(GPS) 수신기(11)를 통한 지피에스(GPS)위성정보와 단말기의 각 부분으로부터 얻은 사용자의 요구사항 등을 처리기(12)를 통해 처리하여 차량의 위치정보 및 차량상태를 통신부(13)와 이동통신업체(30)를 통해 차량정보센터에 제공하고, 차량정보센터(20)에서는 이를 분석하여 운전자가 가고자하는 목적지에 대한 빠른 길을 제공하거나 사고 등의 비상사태에 긴급출동서비스, 여행지 정보등과 같은 많은 정보를 제공한다.

그러나, 섀시의 이상신호가 자세한 정보로 운전자에게 전달됨에 따라, 전문가가 아닌 운전자는 극히 위험한 상황으로 인식하여 운전을 거부할 수 있으며 이는 섀시부품에 대한 불신과 잦은 정비소의 방문으로 비용을 증가되게 하는 문제점을 갖게 하는 것이었다.

그렇다고 하여, 전술한 바와같은 상황을 피하기 위해 섀시자가진단 시스템을 극히 위험하지 않은 신호로 변환하고, 이를 운전자에게 전달하지 못하게 한다면, 그러한 이유로 인해 자동차의 사전정비가 제대로 이루어지지 않아, 이는 사고로 이어질 수도 있는 문제점을 갖게 하는 것이다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있는 또 다른 장치의 개발을 절실한 해결과제로 남게 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 종래 자동차용 자가진단장치의 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로;

본 발명의 목적은 자동차 구동계 섀시부품의 이상신호를 초기단계에서 미리 감지되게하고, 이를 원격지에 있는 자동차 전문가를 통해 안정적으로 관리되게 함으로서, 적절한 시점에 부품의 교체 및 수리 등을 가능케 하여 큰 사고를 미연에 방지할수 있도록 한 것이며, 아울러, 이러한 안정적인 관리에 따라 운전자의 별다른 관심 없이도 차량을 믿고 탈수 있게 하는 등, 신뢰성을 향상되도록 한 텔레매틱스를 이용한 차량용 능동정비 시스템을 제공함에 있는 것이다.

한편, 본 발명의 또 다른 목적으로는 복합 휠 센서로부터 수신된 신호를 섀시 자가진단장치를 통해 분석하여 섀시부품의 이상여부를 판단하고, 그 판단 결과를 텔래매틱스 시스템을 통해 정보센터로 전달하며, 재차 상기 전달된 정보를 사전에 등록된 운전자의 전문 정비소에 제공하여 정비의 필요성 및 안전여부를 판단, 그 결과를 역으로 운전자에게 알려주게 함으로서, 차량 결함에 따른 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 텔레매틱스를 이용한 차량용 능동정비 시스템을 제공함에 있는 것이다.

이에, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적 수단으로는;

자동차 구동축에 설치된 센서를 이용하여 주행 중인 차량의 상태를 파악하는 센서부와;

상기, 센서부의 신호를 검출하여 분석하는 자가 진단장치와;

상기, 자가 진단장치에서 받은 신호를 정보센터로 송신하는 텔레메틱스 시스템과;

상기, 정보센터를 경유하여 센서부의 검출신호를 수신받고, 그 수신된 신호를 분석하여, 자동차의 정비여부를 운전자에게 알려주는 정비센터 서버를 구비되게 함으로서, 달성된다.

이하, 본 발명에 따른 텔레매틱스를 이용한 차량용 능동정비 시스템의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2와 도 3은 본 발명에 적용되는 자동차용 베어링 유니트 개략구성이고, 도 4는 본 발명에 따른 텔레매틱스를 이용한 차량용 능동정비 시스템의 개략도로서, 그 일련의 구성을 살펴보면;

이는, 센서부(41a,41b)와, 샤시 자가 진단장치(60)와, 텔레메틱스 시스템(10)과, 정비센터 서버(21) 및 정보센터 서버(22)를 구비한 차량센터(20)와, 이동통신업체 서버(30)로 구성된다.

이에, 먼저, 상기 센서부(41a,41b)는 도 2로 도시된 바와같이, 통상의 허브베어링에 있어, 비 구동축 허브베어링(40a)의 외륜 끝단부에 장착되는 엔드캡 (Endcap) 형태의 복합센서(41a) 및 도 3으로 도시된 구동축 허브베어링(40b)의 외륜(42) 중간에 삽입되는 형태의 복합 센서(41b)의 구성으로서, 이는, 통상의 휠속도센서(46)와 가속도센서(45)를 통합 구성시킨 복합센서 모듈(41a, 41b)로 구성함이 바람직하다.

그리고, 상기 복합 센서(41a, 41b)를 이용한 샤시 자가 진단장치(60) 또한 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 자동차에 고정되어 있는 비회전륜인 외륜(42)과 회전하는 유니트(43)에 의해 바퀴와 같이 회전하는 회전륜인 내륜(44)으로 이루어지는 자동차의 허브베어링 유니트(40a, 40b)에 장착되어 휠 속도를 측정하는 휠 속도센서(46)과 구동계 섀시부품의 진동을 측정하는 가속도센서(45)을 포함하는 복합 센서(41a, 41b)를 이용하여 구동계 섀시부품의 휠의 회전속도에 따른 진동을 측정하여 각 부품의 고유진동을 비교함으로써 섀시부품의 이상 유무를 파악하여 텔레매틱스 장치(10)의 화상표시장치 또는 점등신호로 이상 유무를 운전자에게 알리는 기능한다.

여기서, 상기 휠속도센서(46)는 자동차의 휠과 연동하여 회전하는 로타, 즉 회전체에 대해 대향 설치되는 구조를 이루는 것으로, 그 기능은 휠속도센서에 내재된 마그네트로부터 발생된 일정 세기의 자계 내를 상기 로타로 하여금 회전되게 하여 자계저항변화에 의해 코일 양단에 유도전압을 발생시키고. 이러한 유도전압 발생에 따라 휠속도에 비례한 구형파를 출력되게 하여 휠의 속도를 감지하는 작용(Hall Effect)을 행하게 된다.

아울러, 상기, 가속도센서(45)는 운행중인 차량의 가속도를 측정하여 차량의 3축에 대한 운동(bouncemotion)을 추정하는 기능을 행하게 되는 것으로, 이와 같은 가속도센서모듈(45)은 차체운동의 가속도를 중력가속도 단위로 변환하여 이 값을 전기신호인 볼트로 환산하여 출력하는 작용을 행하게 된다.

또한, 상기 샤시 자가 진단장치(60)는 전술한 센서부(41a,41b)로 부터 감지된 신호에 의해 차량의 이상유무를 판단되게 하는 수단으로서, 이와같은 샤시 자가 진단장치(60)는 도 3으로 도시된 바와같은 허브베어링(40b)의 상,하 진동 가속도 신호를 입력받는 데이타 입력부와, 밴드패스필터에 의해 100 ~ 400Hz의 신호를 골라내는 대역설정부와, 상기, 데이타 입력부를 통해 측정된 가속도 신호와 대역설정부를 통해 설정된 주파수신호를 전력스펙트럼 밀도(PSD: Power Spectral Density)로 계산하는 신호처리부와, 상기 신호처리부를 통한 계산과정을 설정된 횟수(약10회 이상) 반복하여 베어링의 고장을 판단하여 진단알고리즘을 작동시키는 고장진단부로 구성함이 바람직하다.

또한, 상기 텔레메틱스 시스템(Telematics System)(10)은 자동차와 컴퓨터,이동통신 등 다수의 이종기술의 결합을 의미하는 것으로서, 이는 유, 무선통신망 등을 통해 정보를 교환토록 하여 운전자 및 차량의 안전과 편의성을 향상시킬 수 있도록 한 일련의 장치와 그 서비스를 통칭하는 것임을 주지의 사실로 알수 있고, 이는 일반적인 휴대용 개인 단말기와 달리 차량에 장착되는 텔레매틱스 단말기 및 모니터를 통해 차량 정보 네트워크에 연결된 상태로 운전자 정보 서비스가 이루어지는 것이다.

여기서, 상기 텔레매틱스 시스템(10)은 그 텔레매틱스 시스템(10)을 제공하 는 정보업체로 부터 모든 서비스에 관한 통제를 받게 받는 것으로, 이에 이와같은 정보업체는 사용계약 관계를 체결한 고객, 즉 운전자의 신상정보 데이타(운전자 성명, 차량종류, 차량번호, 차량생산연도등)와, 차량 진단에 따른 이상 여부 및 기타 다양한 정보를 실시간 제공하기 위한 단문메세지 전송 서비스 시스템(SMS: Shot Message Service)을 필수요소로 구축하게 된다.

또한, 상기 차량센터(20)에 구비된 정비센터 서버(21)는 사용자(운전자)가 지정한 통상의 자동차 수리전문 전문업체로서, 이는 희망에 따라 전술한 정비업체와 온라인을 통해 참여자별 계약관계를 체결하게 되는 것인바, 이에 이와 같은 정비센터 서버(21)는 전술한 센서부(41a,41b)를 통해 감지된 신호를 정비센터 서버(21)를 통해 수신할수 있도록 하는 수신부와, 그 수신된 신호를 데이타로 변환 변환, 입력하기 위한 컴퓨터 설비를 구축하도록 함이 바람직하다.

한편, 부연적인 설명으로서 전술한 정비센터 서버(21)에 설비되는 컴퓨터는 일정 용량의 데이터를 처리,관리하고, 이러한 데이터를 인터넷망에 접속하여 무리없이 전송및 수신 할수 있는 일반적인 개인용 컴퓨터(PC) 정도로서 만족된다.

따라서, 전술한 바와같은 일련의 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 텔레매틱스를 이용한 차량용 능동정비 시스템의 사용관계 및 그에 따른 상호 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 2 내지 도 4로 도시된 바와같이 자동차 허브베어링(40a,40b)에 설치된 센서부(41a,41b)를 통해 주행중인 차량의 상태를 감지토록 한다.

이어, 상기 센서부(41a,41b)를 통해 감지된 신호를 샤시 자가 진단장치(60) 로 전달하여, 그 신호를 검출, 분석토록 한 후, 그 분석된 신호를 텔레매틱스 시스템(10)을 통해 차량센터(22)로 전송되게 한다.

이후, 차량센터(22)는 전송된 신호를 정보센터 서버(22)를 통해 수신받아, 이를 토대로 고객데이타 베이스로 부터 자동차의 정보를 추출하게 되고, 그 추출된 정보와 함께 상기 텔레매틱스 시스템(10)으로 부터 수신한 자동차의 자가진단 신호를 재차 온라인을 통해 정비센터 서버(21)로 전송한다.

끝으로, 상기 전송된 신호 데이타 분석에 의해 정비센터 서버(21)에 상주하는 전문가를 통해 차량의 이상 유무를 판단하고, 그 판단결과를 정비센터 서버(21)로 부터 온라인을 통해 사용자 차량에 장착된 텔레메틱스 시스템(10)의 모니터로 전달되게 하여, 부품의 수리 및 교체여부를 알려주게 함으로서, 본 발명에 따른 텔레매틱스를 이용한 차량용 능동정비 시스템을 구현하게 되는 것이다.

이때, 전술한 일련의 사용관계에 있어, 샤시 자가 진단장치(60)에서 받은 신호를 차량센터(20)로 송신함에 있어, 그 이용되는 장치는 단순히 텔레매틱스 시스템(10)에 한정되는 것은 아니며, 사용자 선택에 따라 네비게이션 시스템 또는, 무선 인터넷 또는, 무선통신기기중 어느 하나의 구성을 임의적으로 이용할수 있는 것으로, 이 또한 본 발명의 범주에서 벗어나는 것은 아니다.

또한, 정비센터 서버(21)로 부터 최종 진단된 자동차의 이상 여부는 온라인을 통해 정비센터 서버(21)로 부터 운전자에게 직접 전달될수 있음은 물론, 차량센터(20)의 정보센터 서버(22)를 경유되게 하여 최초 전달된 차량 감지신호의 역순으로 그 정보를 제공할수도 있는 것이다.

이상, 본 발명에 따른 텔레매틱스를 이용한 차량용 능동정비 시스템은 복합 휠 센서로부터 수신된 신호를 섀시 자가진단장치를 통해 분석하여 섀시부품의 이상여부를 판단하고, 그 판단 결과를 텔래매틱스 시스템을 통해 정보센터로 전달하며, 재차 상기 전달된 정보를 사전에 등록된 운전자의 전문 정비소에 제공하여 정비의 필요성 및 안전여부를 판단, 그 결과를 역으로 운전자에게 알려주게 함으로서, 차량 결함에 따른 안전사고를 미연에 방지할수 있도록 한 것으로, 매우 유용한 기대효과를 제공하게 된다.

Claims (3)

1. 비 구동축 허브베어링(40a)일 때, 외륜 끝단부에 엔드캡(Endcap) 형태의 복합센서(41a)가 설치되고, 구동축 허브베어링(40b)일 때, 외륜(42)의 중간부에 삽입되는 형태의 복합센서(41b)가 형성되고, 상기 복합센서(41a,41b)를 이용하여 주행 중인 차량의 상태를 파악하는 센서부(41a,41b)와;

   상기, 센서부(41a,41b)의 신호를 검출하여 분석하는 샤시 자가 진단장치(60)와;

   상기, 샤시 자가 진단장치(60)에서 받은 신호를 차량센터(20)로 송신하는 텔레메틱스 시스템(10)과;

   상기, 차량센터(20)를 경유하여 센서부(41a,41b)의 검출신호를 수신받고, 그 수신된 신호를 분석하여, 자동차의 정비여부를 운전자에게 알려주는 정비센터 서버(21)로 이루어지되,

   상기, 차량센터(20)는 정보센터 서버(22)에 의해 고객 데이터베이스와 단문메세지 전송 서비스 시스템(SMS: Shot Message Service)을 구축한 후, 온라인을 통해 정비센터 서버(21)와 참여자별 계약관계를 체결하고, 상기, 참여자별 계약체결에 따른 정보공유에 따라 자동차 이상에 따른 정비실시 여부에 관한 신호를 운전자에게 전달토록 하며, 상기, 샤시 자가 진단장치(60)에서 받은 신호를 차량센터(20)로 송신하는 장치는, 네비게이션 시스템, 무선 인터넷, 무선통신기기 중 어느 하나의 구성으로 이루어고,

   상기 복합센서 모듈(41a,41b)은 휠 속도를 측정하는 휠 속도센서(46)와 구동계 섀시부품의 진동을 측정하는 가속도센서(45)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 텔레매틱스를 이용한 차량용 능동정비 시스템.
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