KR101488439B1 - 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치에 관한 것으로, 차량의 TPMS에서 다수의 공기압 센서에 의해 실시간으로 측정되는 타이어 압력값을 음성신호 인식할 있게 하기 위한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 차량의 각 타이어 공기압을 실시간 측정하고 각 타이어에서 측정되는 공기압력값에 대한 음성신호를 라디오 주파수로 변조하여 무선 송출하는 TPMS 모듈, TPMS 모듈에서 실시간으로 무선 송출되는 변조신호를 수신하여 원래의 신호로 복조한 후 스피커를 통해 음성신호로 출력하는 AM/FM 수신모듈을 포함하는, 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치를 제공하여, 주행중 운전자의 시선을 분산시키지 않고도 용이하게 현재 타이어의 압력값을 운전자가 인식할 수 있게 함으로써, 안전운전을 도모할 수 있고 효율적인 타이어 관리를 가능하게 한다.
이를 위하여 본 발명은 차량의 각 타이어 공기압을 실시간 측정하고 각 타이어에서 측정되는 공기압력값에 대한 음성신호를 라디오 주파수로 변조하여 무선 송출하는 TPMS 모듈, TPMS 모듈에서 실시간으로 무선 송출되는 변조신호를 수신하여 원래의 신호로 복조한 후 스피커를 통해 음성신호로 출력하는 AM/FM 수신모듈을 포함하는, 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치를 제공하여, 주행중 운전자의 시선을 분산시키지 않고도 용이하게 현재 타이어의 압력값을 운전자가 인식할 수 있게 함으로써, 안전운전을 도모할 수 있고 효율적인 타이어 관리를 가능하게 한다.
Description
본 발명은 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 타이어 공기압 모니터링 시스템(Tire Pressure Monitoring System; 이하 'TPMS'라 약칭함)에서 공기압 센서에 의해 실시간으로 측정되는 타이어 압력값을 라디오 주파수로 AM 또는 FM 변조하여 무선 전송하고 이를 차량 내 AM/FM 라디오 수신기, 휴대용 AM/FM 수신기, 네비게이션의 AM/FM 수신기, 스마트폰의 AM/FM 수신기 등을 통해 해당 주파수로 튜닝하여 음성으로 확인할 수 있도록 함으로써, 주행중 운전자의 시선을 분산시키지 않고도 용이하게 현재 타이어의 압력값을 운전자가 음성으로 인식할 수 있게 하는 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치에 관한 것이다.
일반적으로 타이어는 휠에 결합되어 일체로 회전하면서 차량의 엔진에서 발생된 구동력 및 제동력을 노면에 전달하여 차량이 주행할 수 있도록 하고, 차량의 주행중 노면으로부터 전달되는 충격을 흡수하며, 조향각에 상응하는 코너링 포오스를 발생하여 노면에 전달하는 기능을 수행하게 된다.
이에 따라 상기 타이어에 충진되는 공기압은 적정압을 유지해야만 타이어의 기능을 제대로 수행함은 물론 운전자 및 탑승자의 안전을 보장할 수 있게 된다.
그러나 타이어 내의 공기압이 일정하더라도, 주행에 따른 열의 발생으로 내부공기가 팽창하여 압력이 상승되거나, 주행시 노면이 불규칙할 때 순간적인 충격으로 압력이 상승하거나, 우천 및 동절기 그리고 야간 운행에 따른 압력 감소로 인하여 타이어 공기압은 수시로 낮아지거나 높아지게 된다.
또한 타이어에 이상이 없더라도 오랜 기간 방치하게 되면 타이어 내부 공기가 고무를 자연 투과하여 미량씩 저하되며, 못 박힘, 외상, 밸브 불량 등의 이상이 있는 경우 타이어 내부의 공기압은 빠른 속도로 저하되어 운전자 및 탑승자의 안전에 위험이 뒤따르게 되는 바, 타이어 공기압의 상태를 운전자에게 인식시켜 줄 수 있는 시스템을 필요로 하게 되었고, 이에 따라 TPMS의 사용이 보편화하고 있는 실정이다.
이러한 TPMS는 차량의 4 바퀴에 각각 장착된 공기압 센서로 타이어의 내부 압력과 온도를 감지하여 타이어의 물리적 상태를 측정하고, 그 측정 결과를 실시간으로 운전석 앞까지 무선 송신하여 차량 내 제어기에 장착된 무선 수신기로 이를 수신하여 표시함으로써, 차내 운전자가 수시로 타이어의 압력 상태를 점검할 수 있도록 하는 모니터링 시스템으로서, 주행중 타이어의 압력을 체크할 수 있는 안전장치의 일종이다.
이러한 TPMS는 각 타이어 밸브에 부착된 공기압 센서들이 타이어들의 공기압을 측정하여 측정값을 갖는 무선 주파수신호를 차량의 전자제어유닛(ECU: Electronic Control Unit)에 전송하고, 전자제어유닛이 공기압 센서들로부터 수신된 전송신호들을 통해 타이어들의 이상 유무를 판단한다. 여기서, 전자제어유닛은 타이어들 중 어느 하나라도 공기압이 설정된 압력 이하로 떨어지면 운전자에게 사전 경고를 해줌으로써, 타이어로 인한 사고가 발생되기 전에 문제가 있는 타이어를 정비하거나 안전속도로 주행할 수 있도록 안내할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 일반적인 TPMS를 구비하는 차량의 개략적인 구성을 예시하는 도면으로서, 각각 고유의 ID(식별번호)를 갖는 송신 센서모듈(1a-1d)들은 차량의 4바퀴에 각각 장착되고, 이러한 송신 센서모듈(1a-1d)들은 공기압 센서를 통해 각 바퀴의 공기압을 측정하여 일정한 시간간격으로 차량 내 수신 모듈(2)로 측정된 정보를 무선 전송하며, 수신 모듈(2)은 측정값을 갖는 무선 주파수신호를 수신하여 차량 내부에 탑재된 전자제어유닛(ECU: Electronic Control Unit)에 전송하고, 전자제어유닛이 공기압 센서들로부터 수신된 전송신호들을 통해 타이어들의 이상 유무를 판단 측정된 공기압이 미리 설정된 임계값을 벗어나는 경우, 차량 내 표시장치를 통해 사용자에게 알려주어 사고를 미연에 방지할 수 있도록 구성된다.
그러나 이러한 TPMS는 단순히 타이어 압력값이나 온도값을 타이어에 설치된 측정수단으로부터 검출하고, 검출된 측정값을 무선 통신으로 차량 내부에 설치된 제어부에 제공할 수 있도록 구성되므로, 운전자는 이를 통해 타이어 공기압이 부족할 경우 다시 채우는 정도 등의 일반적인 정비만 수행할 수 있을 뿐이며, 타이어의 구체적인 정보는 획득할 수 없어 보다 체계적인 관리는 불가능하게 되는 등의 문제점이 있었다.
이와 관련하여, 국내 공개특허 제10-2005-0013762호(2005.02.05 공개)에는, 타이어의 공기압이 적정 수준 이하로 저하되었을 때 운전자에게 특정 타이어의 공기압이 저하되어 있는 것을 경고하고, 타이어의 공기압 상태를 저장하여 사고 발생시 원인 분석을 할 수 있도록 하는 타이어 공기압 모니터링 장치 및 방법에 관한 기술이 공지되어 있다.
이 공지기술에 의하면, 타이어의 공기압을 측정하여 측정된 값에 해당하는 신호를 출력하는 공기압 센서, 공기압 센서에서 출력되는 신호를 무선 신호로 변환하여 송신하는 송신부, 송신부에서 송신된 무선 신호를 수신한 후 변환하여 출력하는 수신부, 수신부에서 출력되는 신호에 의한 타이어의 위치가 저장되어 있는 제1 메모리, 수신부에서 출력된 신호를 입력받아 경고 유무 및 경고 수준을 판단하여 제1 메모리에 저장되어 있는 해당 신호를 선별하여 출력되도록 하는 제어부, 제어부에서 출력되는 경고 신호를 외부 출력하는 경고부, 경고부로 출력되는 경고 신호와 경고 상황을 저장하는 제2 메모리로 구성되어, 차량의 타이어의 공기압을 측정하여 공기압이 일정 이하인 경우에 운전자에게 타이어 공기압 저하를 경고하고 공기압을 측정한 시간과 공기압 저하 경고 시간을 저장하여 추후에 공기압 저하경고 상황에 대한 분석할 수 있도록 자료를 제공한다고 기재되어 있다.
또한, 국내 등록특허 제10-1046152호(2011.06.27 등록)에는, 타이어 공기압 정보를 실시간으로 저장하고, 누설량에 따른 타이어 상태를 기저장된 공기압정보 DB에서 비교하여 현재 타이어 상태 정보를 단기적, 중기적, 장기적으로 분할하여 디스플레이시키는 타이어 공기압 측정을 통한 진단장치에 관한 기술이 공지되어 있다.
이 공지기술에 의하면, 차량의 타이어 공기압을 측정하기 위한 측정수단, 측정수단을 통해 검출되는 공기압 정보값을 실시간으로 제공받아 저장하는 메모리부를 구비하고, 메모리부에 저장된 현재 공기압 정보를 통해 기 저장된 공기압정보 DB에서 비교하여 현재 공기압 상태에 따른 타이어 상태 정보를 출력하기 위한 디스플레이부를 구비한 단말기를 포함하여, 체계적인 타이어 정보 확인과 더불어 타이어 관리의 효율성을 향상시킬 수 있게 한다고 기재되어 있다.
그러나, 이러한 종래 기술에서는 전자의 경우 특정 타이어의 공기압이 저하되어 있는 것을 단지 경보를 통해 운전자에게 알리고 그 공기압 상태를 저장하게 되므로 주행중인 상태에서 운전자가 현재 타이어의 정확한 상태 정보를 인식하기에는 불가능하게 되는 단점이 있으며, 후자의 경우 현재 타이어 상태 정보를 표시부를 통해 시각적으로 디스플레이하고 그 공기압 상태를 저장하게 되므로 공기압 상태 확인을 위해서는 주행중인 운전자의 시선을 분산시킬 우려가 있어 주행 안전을 위해 장착된 TPMS가 오히려 사고의 위험을 불러 일으킬 우려가 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 차량의 TPMS에서 다수의 공기압 센서에 의해 실시간으로 측정되는 타이어 압력값을 음성신호로 변환한 후 그 음성신호를 라디오 주파수로 AM 또는 FM 변조하여 무선 전송하고 이를 차량 내 AM/FM 라디오 수신기, 휴대용 AM/FM 수신기, 네비게이션의 AM/FM 수신기, 스마트폰의 AM/FM 수신기 등으로 복조하여 음성으로 출력할 수 있게 하여, 주행중 운전자의 시선을 분산시키지 않고도 용이하게 현재 타이어의 압력값을 운전자가 인식할 수 있게 함으로써, 안전운전을 도모할 수 있고 효율적인 타이어 관리를 가능하게 하는 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 형태는, 차량의 각 타이어 공기압을 실시간 측정하고 각 타이어에서 측정되는 공기압력값에 대한 음성신호를 라디오 주파수로 변조하여 무선 송출하는 TPMS 모듈, TPMS 모듈에서 실시간으로 무선 송출되는 변조신호를 수신하여 원래의 신호로 복조한 후 스피커를 통해 음성신호로 출력하는 AM/FM 수신모듈을 포함하는, 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치이다.
상기 본 발명에 의한 타이어 공기압 측정 및 확인장치에서, TPMS 모듈은, 차량의 각 휠에 장착되어 각 타이어의 공기압력을 실시간으로 측정하는 제1 내지 제4 공기압 센서로 구성되는 공기압 측정부, 각 공기압 센서에서 출력되는 각 타이어의 공기 압력 측정값을 음성신호로 변환하는 음성신호 변환부, 음성신호 변환부에서 변환된 음성신호를 라디오 주파수 대역의 반송파와 혼합하여 무선 송출 가능한 음성신호로 변조하는 변조부, 변조된 음성신호를 무선 안테나를 통해 전송하는 무선 송출부, 및 공기압 측정부의 각 공기압 센서와 음성신호 변환부와 변조부 및 무선 송출부에 동작 전원을 각각 공급하는 전원 공급부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 타이어 공기압 무선 측정 및 음성 확인장치에서, 변조부는, AM 변조부 또는 FM 변조부 중의 어느 하나로 구현될 수 있다.
상기 본 발명의 타이어 공기압 무선 측정 및 음성 확인장치에서, 음성신호 변환부는, 공기압 측정부의 각 공기압 센서에서 실시간 측정되는 각 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기마다 합산하여 각 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 각각 산출하고 각각의 평균값을 음성신호로 변환하도록 구성될 수 있다
이를 위한 음성신호 변환부의 바람직한 실시 형태는, 공기압 측정부의 각 공기압 센서에서 실시간 측정되는 각 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기마다 합산하여 각 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 산출하는 제1 내지 제4 평균값 산출부, 제2 내지 제4 평균값 산출부의 출력을 일정한 시간동안 각각 지연시키는 제2 내지 제4 시간 지연부, 제1 평균값 산출부의 출력과 각 시간 지연부에서 지연 출력된 각각의 평균값을 혼합기를 통해 입력받아 각 평균값의 수치에 대응하는 음성신호를 생성하는 음성신호 생성부를 포함하여 구성되는 것이다.
상기 본 발명의 타이어 공기압 무선 측정 및 음성 확인장치에서, 공기압 측정부의 각 공기압 센서는 각 타이어의 위치 구분을 위한 식별정보를 타이어 공기압 측정신호와 함께 출력하도록 설정될 수 있으며, 이 경우 음성신호 변환부는 공기압 측정부의 각 공기압 센서에서 실시간 측정되는 각 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기마다 합산하여 각 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 각각 산출하고 각각의 평균값과 각 타이어 식별정보를 대응시켜 순차적으로 음성신호로 변환하도록 구성될 수 있다.
이를 위한 음성신호 변환부의 바람직한 실시 형태는, 공기압 측정부의 각 공기압 센서에서 실시간 측정되는 각 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기마다 합산하여 각 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 산출하여 타이어 식별정보와 함께 출력하는 제1 내지 제4 평균값 산출부, 제2 내지 제4 평균값 산출부의 출력을 일정한 시간동안 각각 지연시키는 제2 내지 제4 시간 지연부, 제1 평균값 산출부의 출력과 각 시간 지연부에서 지연 출력된 각각의 평균값과 타이어 식별정보를 혼합기를 통해 입력받아 각 평균값의 수치 및 타이어 식별정보에 대응하는 음성신호를 생성하는 음성신호 생성부를 포함하여 구성되는 것이다.
상기 본 발명에 의한 타이어 공기압 무선 측정 및 음성 확인장치에서, AM/FM 수신모듈은, TPMS 모듈에서 무선 송출되는 라디오 주파수 신호를 무선 안테나를 통해 무선 수신하는 무선 수신부, 무선 수신부에서 수신된 신호로부터 TPMS 모듈에서 변조를 위해 음성신호에 포함시킨 반송파를 제거하는 복조부, 사용자에 의해 조작 가능하며 복조부에서 반송파 제거된 신호로부터 음성 신호를 추출하기 위한 주파수 영역을 설정하는 주파수 설정부, 복조부에서 복조된 신호 중에서 주파수 설정부에 의해 설정된 주파수 대역을 선택하여 원래의 음성신호로 추출하는 음성신호 추출부, 및 음성신호 추출부에서 추출된 음성신호를 출력하는 음성신호 출력부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 본 발명에 의한 타이어 공기압 무선 측정 및 음성 확인장치에서, AM/FM 수신모듈은, 차량 내부에 탑재된 AM/FM 수신기, 휴대용 AM/FM 수신기, 네비게이션의 AM/FM 수신기, 스마트폰의 AM/FM 수신기 중의 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 의한 타이어 공기압 무선 측정 및 음성 확인장치에서, 복조부는, AM 복조부 또는 FM 복조부 중의 어느 하나로 구현될 수 있다.
본 발명에 따르면, 차량의 TPMS에서 공기압 센서에 의해 실시간으로 측정되는 현재의 각 타이어 압력값을 라디오 주파수를 이용하여 음성신호로 변환하여 무선 송출하고 차량 내부에 탑재된 AM/FM 수신기, 휴대용 AM/FM 수신기, 네비게이션의 AM/FM 수신기, 스마트폰의 AM/FM 수신기 등을 이용하여 음성으로 확인할 수 있게 되므로, 주행중인 초보 운전자나 주의력이 낮은 운전자 등에게 운전자의 시선을 분산시키지 않고도 용이하게 현재 타이어의 압력값을 청각을 통해 확인시킬 수 있게 되어 안전운전을 도모할 수 있고 효율적인 타이어 관리를 가능하게 하는 이점이 있다.
도 1은 종래의 일반적인 TPMS를 구비하는 차량의 개략적인 구성을 예시한 참고도이다.
도 2는 본 발명에 의한 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치의 전체적인 구성을 예시한 블록도이다.
도 3은 도 2의 공기압 측정부와 음성신호 변환부의 상세 구성을 예시한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 의한 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치의 전체적인 구성을 예시한 블록도이다.
도 3은 도 2의 공기압 측정부와 음성신호 변환부의 상세 구성을 예시한 블록도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치의 구성과 동작 및 그에 의한 작용 효과를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 일반적인 TPMS 설치본 발명에 의한 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치의 전체적인 구성을 개략적으로 예시한 블록도이고, 도 3은 도 2의 공기압 측정부(110)와 음성신호 변환부(120)의 상세 구성을 예시한 블록도이다.로서, 본 발명 장치는 크게 TPMS 모듈(100)과 AM/FM 수신모듈(200)을 포함하여 구성된다.
TPMS 모듈(100)은 도 2에 예시된 바와 같이 공기압 측정부(110), 음성신호 변환부(120), 변조부(130), 무선 송출부(140), 및 전원 공급부(150)를 포함하여 구성되며, 차량의 각 타이어에 대한 공기압을 실시간 측정하고 각 타이어에서 측정되는 공기 압력값에 대한 음성신호를 라디오 주파수로 AM 또는 FM 변조하여 무선 송출한다.
공기압 측정부(110)는 차량의 앞, 뒤 및 좌, 우 각 휠에 장착되어 각 타이어의 공기압력을 실시간으로 감지하고, 감지된 공기압 정보로 타이어 압력을 실시간으로 측정하는 제1 내지 제4 공기압 센서(111a-111d)로 구성된다. 여기서 각각 공기압 센서(111a-111d)는 각 타이어의 위치 구분(예를 들면 좌측 앞, 좌측 뒤, 우측 앞, 우측 뒤 등의 타이어 구분을 위한 각각의 식별 정보일 수 있음)을 위한 식별정보를 타이어 공기압 측정신호와 함께 전송하는 센서를 사용할 수도 있다. 또한 도면에 도시하진 않았으나 각각의 공기압 센서(111a-111d)는 무선으로 공기압 측정값을 송신하기 위한 안테나와 송신모듈 그리고 전원 공급장치가 함께 구성될 수도 있으며, 이러한 타이어 공기압 측정 기술은 공지의 기술임으로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
음성신호 변환부(120)는 공기압 측정부(110)의 각 공기압 센서(111a-111d)에서 전송되는 각 타이어의 공기 압력 측정값을 음성신호로 변환하게 되는데, 이때 음성신호 변환부(120)는 공기압 측정부(110)의 각 공기압 센서(111a-111d)에서 실시간 측정되는 각 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기(T1: 예를 들면 각 타이어에서 측정되는 공기 압력값을 모두 음성신호로 순차 출력하기 위해 필요로 하는 전체 시간일 수 있으며, 예를 들어 하나의 타이어에서 측정되는 공기압력값을 음성으로 출력하기 위해 필요로 하는 소요시간이 2초 정도라고 한다면 센서가 장착된 타이어가 4개인 경우는 8초가 될 수 있음)마다 합산하여 각 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 각각 산출하고, 그 산출된 각각의 평균값을 음성신호로 변환하게 된다. 이를 위해서 음성신호 변환부(120)는 제1 내지 제4 평균값 산출부(121a-121d), 제2 내지 제4 시간 지연부(122b-122d), 혼합기(123), 및 음성신호 생성부(124)를 포함하여 구성된다.
이러한 구성에서, 제1 내지 제4 평균값 산출부(121a-121d)는 공기압 측정부(110)의 각 공기압 센서(111a-111d)에서 각각 실시간 측정되는 각 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기(T1)마다 합산하여 각 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 각각 산출한다. 즉, 제1 공기압 센서(111a)가 좌측 앞 타이어에 장착되고 제2 공기압 센서(111b)가 우측 앞 타이어에 장착되고 제3 공기압 센서(111c)가 좌측 뒷 타이어에 장착되고 제4 공기압 센서(111d)가 우측 뒷 타이어에 장착된 경우라면, 제1 평균값 산출부(121a)는 공기압 측정부(110)의 제1 공기압 센서(111a)에서 실시간 측정되는 좌측 앞 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기(T1)마다 합산하여 좌측 앞 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 산출하고, 제2 평균값 산출부(121b)는 공기압 측정부(110)의 제2 공기압 센서(111b)에서 실시간 측정되는 우측 앞 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기(T1)마다 합산하여 우측 앞 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 산출하고, 제3 평균값 산출부(121c)는 공기압 측정부(110)의 제3 공기압 센서(111c)에서 실시간 측정되는 좌측 뒷 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기(T1)마다 합산하여 좌측 뒷 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 산출하고, 제4 평균값 산출부(121d)는 공기압 측정부(110)의 제4 공기압 센서(111d)에서 실시간 측정되는 우측 뒷 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기(T1)마다 합산하여 우측 뒷 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 산출한다.
제2 내지 제4 시간 지연부(122b-122d)는 제2 내지 제4 평균값 산출부(122b-121d)의 출력을 각각 일정한 시간(t2-t4)동안 각각 지연시킨다. 이때 제2 내지 제4 시간 지연부(122b-122d)의 각 지연시간(t2-t4)은 예를 들면, 하나의 타이어에서 측정되는 공기 압력값을 음성신호로 출력하기 위해 필요로 하는 소요 시간이 t라고 한다면, 제2 시간 지연부(122b)의 지연시간(t2)는 t, 제3 시간 지연부(122c)의 지연시간(t3)는 2t, 제4 시간 지연부(122d)의 지연시간(t4)는 3t일 수 있으며, 예를 들어, 하나의 타이어에서 측정되는 공기압력값을 음성으로 출력하기 위해 필요로 하는 소요시간이 2초 정도라고 한다면 제2 시간 지연부(122b)의 지연시간(t2)은 2초, 제3 시간 지연부(122c)의 지연시간(t3)는 4초, 제4 시간 지연부(122d)의 지연시간(t4)은 6초가 될 수 있을 것이다.
혼합기(123)는 제1 평균값 산출부(121a)의 출력 및 제2 내지 제4 평균값 산출부(122b-121d)의 출력을 혼합하여 음성신호 생성부(124)로 전달한다.
음성신호 생성부(124)는 제1 평균값 산출부(121a)의 출력과 각 시간 지연부(122b-122d)에서 지연 출력된 각각의 평균값을 혼합기(123)를 통해 입력받아 각 평균값의 수치에 대응하는 음성신호를 생성한다. 이로써 음성신호 생성부(124)에서는 지정된 주기(T1)마다 각 타이어에서 실시간으로 측정되는 공기 압력값에 대한 음성신호를 연속하여 순차적으로 생성할 수 있게 된다.
또한 음성신호 변환부(120)는, 각각의 공기압 센서(111a-111d)로부터 센서 고유의 식별정보, 즉 타이어 식별정보가 함께 전송되는 경우, 공기압 측정부(110)의 각 공기압 센서(111a-111d)에서 실시간 측정되는 각 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기(T2: 예를 들면 각 타이어에서 측정되는 공기 압력값과 타이어 식별정보를 모두 음성신호로 순차 출력하기 위해 필요로 하는 전체 시간일 수 있으며, 예를 들어 하나의 타이어에서 측정되는 공기압력값과 타이어 식별정보를 음성으로 출력하기 위해 필요로 하는 소요시간이 3초 정도라고 한다면 센서가 장착된 타이어가 4개인 경우는 12초가 될 수 있음)마다 합산하여 각 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 각각 산출하고, 아울러 이렇게 산출된 각각의 평균값과 각 센서에서 전송되는 각 타이어 식별정보를 대응시켜 순차적으로 음성신호로 변환할 수 있게 된다.
이 경우 제1 내지 제4 평균값 산출부(121a-121d)는 공기압 측정부(110)의 각 공기압 센서(111a-111d)에서 각각 실시간 측정되는 각 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기(T2)마다 합산하여 각 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 각각 산출한 후 각각의 타이어 식별정보와 함께 출력한다. 즉, 제1 공기압 센서(111a)가 좌측 앞 타이어에 장착되고 제2 공기압 센서(111b)가 우측 앞 타이어에 장착되고 제3 공기압 센서(111c)가 좌측 뒷 타이어에 장착되고 제4 공기압 센서(111d)가 우측 뒷 타이어에 장착된 경우라면, 제1 평균값 산출부(121a)는 공기압 측정부(110)의 제1 공기압 센서(111a)에서 실시간 측정되는 좌측 앞 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기(T2)마다 합산하여 좌측 앞 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 산출한 후 좌측 앞 타이어 식별정보와 함께 출력하고, 제2 평균값 산출부(121b)는 공기압 측정부(110)의 제2 공기압 센서(111b)에서 실시간 측정되는 우측 앞 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기(T2)마다 합산하여 우측 앞 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 산출한 후 우측 앞 타이어 식별정보와 함께 출력하고, 제3 평균값 산출부(121c)는 공기압 측정부(110)의 제3 공기압 센서(111c)에서 실시간 측정되는 좌측 뒷 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기(T2)마다 합산하여 좌측 뒷 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 산출한 후 좌측 뒷 타이어 식별정보와 함께 출력하고, 제4 평균값 산출부(121d)는 공기압 측정부(110)의 제4 공기압 센서(111d)에서 실시간 측정되는 우측 뒷 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기(T2)마다 합산하여 우측 뒷 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 산출한 후 우측 뒷 타이어 식별정보와 함께 출력한다.
또한 음성신호 생성부(124)에서는 제1 평균값 산출부(121a)의 출력과 각 시간 지연부(122b-122d)에서 지연 출력된 각각의 평균값 및 타이어 식별정보를 혼합기(123)를 통해 입력받아 각 평균값의 수치 및 타이어 식별정보에 대응하는 음성신호를 생성할 수 있게 된다. 이로써 음성신호 생성부(124)에서는 지정된 주기(T2)마다 각 타이어에서 실시간으로 측정되는 공기 압력값과 각 타이어 식별정보에 대한 음성신호를 연속하여 순차적으로 생성할 수 있게 된다.
변조부(130)는 AM 변조부 또는 FM 변조부 중의 어느 하나로 구성되며, 음성신호 변환부(120)에서 변환된 음성신호를 진폭 변조(AM) 또는 주파수 변조(FM)를 위한 라디오 주파수 대역의 반송파와 혼합하여 무선 송출 가능한 음성신호로 변조한다.
무선 송출부(140)는 라디오 주파수로 변조된 음성신호를 무선 안테나를 통해 무선 전송한다.
전원 공급부(150)는 공기압 측정부(110)의 각 공기압 센서(111a-111d)와 음성신호 변환부(120)와 변조부(130) 및 무선 송출부(140)에 동작 전원을 각각 공급한다.
AM/FM 수신모듈(200)은 무선 수신부(210), 복조부(220), 주파수 설정부(230), 음성신호 추출부(240), 및 음성신호 출력부(250)를 포함하여 구성되며, TPMS 모듈(100)에서 지정된 주기마다 평균값으로 산출되어 무선 송출되는 AM/FM 변조된 음성신호를 무선 수신부(210)를 통해 수신하고 복조부(220)를 통해 반송파를 제거하여 복조한 후, 주파수 설정부(230)와 음성신호 추출부(240)에서 원래의 음성신호로 추출하여 음성신호 출력부(250)에서 스피커 등을 통해 음성신호로 출력한다. 이러한 AM/FM 수신모듈은 필요에 따라 하나의 모듈로 자체 제작되어 구현될 수 수도 있으며, 차량 내부에 탑재된 AM/FM 수신기, 휴대용 AM/FM 수신기, 네비게이션의 AM/FM 수신기, 스마트폰의 AM/FM 수신기 중의 어느 하나로 구성될 수도 있다.
무선 수신부(210)는 상기 TPMS 모듈(100)에서 무선 송출되는 라디오 주파수 신호를 무선 안테나를 통해 무선 수신한다.
복조부(220)는 AM 복조부 또는 FM 복조부 중의 어느 하나로 구성될 수 있으며, 무선 수신부(210)에서 수신된 신호로부터 TPMS 모듈(100)에서 변조를 위해 음성신호에 포함시킨 반송파를 제거한다.
주파수 설정부(230)는 사용자에 의해 조작 가능하며, 복조부(220)에서 반송파 제거된 신호로부터 음성신호를 추출하기 위한 주파수 영역을 설정한다.
음성신호 추출부(240)는 상기 복조부(220)에서 복조된 신호 중에서 상기 주파수 설정부(230)에서 설정된 주파수 대역을 선택하여 원래의 음성신호로 추출한다.
음성신호 출력부(250)는 음성신호를 외부로 출력할 수 있는 스피커 등으로 구성되며, 음성신호 추출부(240)에서 추출된 음성신호를 운전자가 청각적으로 인식할 수 있게 외부로 출력한다.
이로써 본 발명에서는, TPMS 모듈(100)의 공기압 측정부(110)가 타이어 공기압 측정신호를 측정하여 전송하는 공기압 센서(111a-111d)로 구성되고, 제1 공기압 센서(111a)가 좌측 앞 타이어에 장착되고 제2 공기압 센서(111b)가 우측 앞 타이어에 장착되고 제3 공기압 센서(111c)가 좌측 뒷 타이어에 장착되고 제4 공기압 센서(111d)가 우측 뒷 타이어에 장착된 경우, AM/FM 수신모듈(200)에서는 TPMS 모듈(100)의 공기압 측정부(110) 및 음성신호 변환부(120)에서 측정 및 변환된 후 지정된 주기(T1)마다 무선으로 전송되는 각 타이어의 공기 압력값에 대한 음성신호를 무선 수신부(210)와 복조부(220)를 통해 수신하여 복조하고, 이후 주파수 설정부(230)와 음성신호 추출부(240)를 통해 연속적으로 추출하여 음성신호 출력부(250)를 통해 순차적으로 출력할 수 있게 되므로, 운전자로 하여금 각 타이어 공기압에 대한 수치값을 청각적으로 확인할 수 있게 한다.
또한 TPMS 모듈(100)의 공기압 측정부(110)가 타이어 공기압 측정신호를 측정하여 각 타이어의 식별정보와 함께 전송하는 공기압 센서(111a-111d)로 구성되고, 제1 공기압 센서(111a)가 좌측 앞 타이어에 장착되고 제2 공기압 센서(111b)가 우측 앞 타이어에 장착되고 제3 공기압 센서(111c)가 좌측 뒷 타이어에 장착되고 제4 공기압 센서(111d)가 우측 뒷 타이어에 장착된 경우, AM/FM 수신모듈(200)에서는 TPMS 모듈(100)의 공기압 측정부(110) 및 음성신호 변환부(120)에서 측정 및 변환된 후 지정된 주기(T2)마다 무선 전송되는 각 타이어의 식별정보와 공기 압력값에 대한 각 음성신호를 무선 수신부(210)와 복조부(220)를 통해 수신하여 복조하고, 이후 주파수 설정부(230)와 음성신호 추출부(240)를 통해 연속적으로 추출하여 음성신호 출력부(250)를 통해 순차적으로 출력할 수 있게 되므로, 운전자로 하여금 각 타이어의 식별정보(예를 들면, 음성신호로 출력되는 각 타이어는 식별정보는 좌측 앞타이어, 우측 앞 타이어, 좌측 뒷 타이어, 우측 뒷 타이어 등의 하나 이상의 단어 또는 단어의 조합일 수 있음)와 타이어 공기압에 대한 수치값을 청각적으로 확인할 수 있게 한다.
이상의 본 발명에 의하면, 공기압을 측정하는 TPMS 모듈의 통신 주파수를 AM/FM 라디오 주파수를 이용하여 정보를 전달하고 차량 안에서는 차량 내부에 탑재된 라디오 수신기, 휴대용 AM/FM 수신기, 네비게이션의 AM/FM 수신기, 스마트폰의 AM/FM 수신기 등의 특정 주파수를 설정하여 타이어 공기압 상태를 음성으로 확인할 수 있게 되므로, 운전자의 시야를 분산시키기 않고도 주행중 타이어의 공기압 상태를 정확하게 인지할 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : TPMS 모듈 110 : 공기압 측정부
111a-111d : 공기압 센서 120 : 음성신호 변환부
121a-121d : 평균값 산출부 122b-122d : 시간 지연부
123 : 혼합기 124 : 음성신호 생성부
130 : 변조부 140 : 무선 송출부
150 : 전원 공급부 200 : 무선 수신부
220 : 복조부 230 : 음성신호 추출부
240 : 주파수 설정부 250 : 음성신호 출력부
111a-111d : 공기압 센서 120 : 음성신호 변환부
121a-121d : 평균값 산출부 122b-122d : 시간 지연부
123 : 혼합기 124 : 음성신호 생성부
130 : 변조부 140 : 무선 송출부
150 : 전원 공급부 200 : 무선 수신부
220 : 복조부 230 : 음성신호 추출부
240 : 주파수 설정부 250 : 음성신호 출력부
Claims (10)
- 차량의 각 타이어 공기압을 실시간 측정하고 각 타이어에서 측정되는 공기압력값에 대한 음성신호를 라디오 주파수로 변조하여 무선 송출하는 TPMS 모듈; 및
상기 TPMS 모듈에서 실시간으로 무선 송출되는 변조신호를 수신하여 원래의 신호로 복조한 후 스피커를 통해 음성신호로 출력하는 AM/FM 수신모듈;를 포함하고,
상기 TPMS 모듈은,
차량의 각 휠에 장착되어 각 타이어의 공기압력을 실시간으로 측정하는 제1 내지 제4 공기압 센서로 구성되는 공기압 측정부;
상기 각 공기압 센서에서 출력되는 각 타이어의 공기 압력 측정값을 음성신호로 변환하는 음성신호 변환부;
상기 음성신호 변환부에서 변환된 음성신호를 라디오 주파수 대역의 반송파와 혼합하여 무선 송출 가능한 음성신호로 변조하는 변조부;
상기 변조된 음성신호를 무선 안테나를 통해 전송하는 무선 송출부; 및
상기 공기압 측정부의 각 공기압 센서와 음성신호 변환부와 변조부 및 무선 송출부(140)에 동작 전원을 각각 공급하는 전원 공급부;를 포함하며,
상기 음성신호 변환부는,
상기 공기압 측정부의 각 공기압 센서에서 실시간 측정되는 각 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기마다 합산하여 각 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 산출하는 제1 내지 제4 평균값 산출부;
상기 제2 내지 제4 평균값 산출부의 출력을 일정한 시간동안 각각 지연시키는 제2 내지 제4 시간 지연부; 및
상기 제1 평균값 산출부의 출력과 각 시간 지연부에서 지연 출력된 각각의 평균값을 혼합기를 통해 입력받아 각 평균값의 수치에 대응하는 음성신호를 생성하는 음성신호 생성부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 변조부는,
AM 변조부 또는 FM 변조부 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치.
- 제1항에 있어서, 상기 음성신호 변환부는,
상기 공기압 측정부의 각 공기압 센서에서 실시간 측정되는 각 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기마다 합산하여 각 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 각각 산출하고, 상기 산출된 각각의 평균값을 음성신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 공기압 측정부의 각 공기압 센서는 각 타이어의 위치 구분을 위한 식별정보를 타이어 공기압 측정신호와 함께 출력하며,
상기 음성신호 변환부는,
상기 공기압 측정부의 각 공기압 센서에서 실시간 측정되는 각 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기마다 합산하여 각 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 각각 산출하고, 상기 산출된 각각의 평균값과 각 타이어 식별정보를 대응시켜 순차적으로 음성신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치.
- 제6항에 있어서, 상기 음성신호 변환부는,
상기 공기압 측정부의 각 공기압 센서에서 실시간 측정되는 각 타이어의 공기 압력값을 미리 지정된 주기마다 합산하여 각 타이어의 공기 압력값에 대한 평균값을 산출하여 타이어 식별정보와 함께 출력하는 제1 내지 제4 평균값 산출부;
상기 제2 내지 제4 평균값 산출부의 출력을 일정한 시간동안 각각 지연시키는 제2 내지 제4 시간 지연부;
상기 제1 평균값 산출부의 출력과 각 시간 지연부에서 지연 출력된 각각의 평균값과 타이어 식별정보를 혼합기를 통해 입력받아 각 평균값의 수치 및 타이어 식별정보에 대응하는 음성신호를 생성하는 음성신호 생성부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치.
- 제1항에 있어서, 상기 AM/FM 수신모듈은,
상기 TPMS 모듈에서 무선 송출되는 라디오 주파수 신호를 무선 안테나를 통해 무선 수신하는 무선 수신부;
상기 무선 수신부에서 수신된 신호로부터 TPMS 모듈에서 변조를 위해 음성신호에 포함시킨 반송파를 제거하는 복조부;
사용자에 의해 조작 가능하며, 상기 복조부에서 반송파 제거된 신호로부터 음성 신호를 추출하기 위한 주파수 영역을 설정하는 주파수 설정부;
상기 복조부에서 복조된 신호 중에서 상기 주파수 설정부에 의해 설정된 주파수 대역을 선택하여 원래의 음성신호로 추출하는 음성신호 추출부; 및
상기 음성신호 추출부에서 추출된 음성신호를 출력하는 음성신호 출력부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치.
- 제8항에 있어서, 상기 AM/FM 수신모듈은,
차량 내부에 탑재된 AM/FM 수신기, 휴대용 AM/FM 수신기, 네비게이션의 AM/FM 수신기, 스마트폰의 AM/FM 수신기 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치.
- 제8항에 있어서, 상기 복조부는,
AM 복조부 또는 FM 복조부 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 라디오 주파수를 이용한 타이어 공기압 측정 및 확인장치.
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