KR101998261B1 - 차량의 타이어 마모 감지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 타이어의 부근에 타이어에 형성된 트래드패턴을 물리적으로 찍어내어 찍어낸 트래드패턴의 형상에 대하여 마모 정도를 측정하여 타이어의 마모정도를 보다 정확하게 감지할 수 있는 차량의 타이어 마모 감지 장치에 관한 것으로서, 사용자에 입력된 정비주기에 대응하는 시간을 체크하여 상기 정비주기가 도래하는 것을 카운팅하는 타이머; 상기 정비주기가 도래한 차량이 정지 중인 상태인 것으로 판단되면 상기 각각의 타이어의 트래드패턴을 찍어내는 몰딩부; 상기 몰딩부에 의해 찍어낸 트래드패턴의 돌출부분 형상에서 돌출된 부분의 길이를 측정하는 측정부; 상기 타이머의 동작에 따라 상기 정비주기가 도래한 경우 차량이 정지상태인지의 여부를 판단하고, 상기 측정부의 측정에 따라 상기 타이어의 마모 상태를 판단하는 제어부;를 포함하여 구성되어 운전자에게 보다 안전한 주행을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량의 타이어 마모 감지 장치{APPARATUS FOR DETECTING TIRE WEAR OF A VEHICLE}

본 발명은 타이어 마모 감지 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 타이어의 부근에 타이어에 형성된 트래드패턴을 물리적으로 찍어내어 찍어낸 트래드패턴의 형상에 대하여 마모 정도를 측정하여 타이어의 마모정도를 보다 정확하게 감지할 수 있는 차량의 타이어 마모 감지 장치에 관한 것이다.

종래의 타이어 마모 감지 장치 및 방법은 대한민국 등록특허 제10-0811993호(발명의 명칭 : 타이어 수명 예측 장치 및 방법. 이하 인용발명1이라 함)에 개시되어 있는 바와 같이, 차량의 주행에 따라 노면의 마찰력에 의해 타이어에 변동 요인이 발생한다. 이 변동요인은 타이어 내부의 온도 및 압력이며, 마찰력이 증가하면 내부 압력과 내부 온도가 상승한다. 내부 온도를 감지하여 온도 기준값과 비교하여 내부 온도가 온도 기준값 이상인 경우 교체시기로 판단한다. 즉, 인용발명은 내부 압력을 감지하여 압력 기준값과 비교하여 내부 압력이 압력 기준값 이상이면 교체시기로 판단할 수 있다.

그러나, 인용발명1에 개시된 타이어의 수명 예측 장치는 타이어의 내부 온도 및 압력 변동치를 측정하여 교체시기를 알려주는 것으로 간접적인 측정치를 이용하기 때문에 정확한 교체시키를 알려주기 어렵다는 문제점이 있다. 예컨대, 계절 및 온도에 따라 타이어의 압력은 가변되기 때문에 정확한 교체시기를 알려준다고 볼 수 없다는 문제점이 있다.

또한, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 공개특허 제10-2014-0124989호(발명의 명칭 : 타이어 동접지압 감지 모듈 및 이를 이용한 타이어 시험장치, 인용발명2라 함)에서는 타이어의 트래드패턴을 촬상하는 카메라를 이용하여 타이어의 변형량 및 타이어의 마모성능 등의 타이어의 전반적인 성능을 측정하는 장치에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 일반적으로 타이어는 검정색으로 되어 있으며 게다가 팬더(fender) 또는 휠하우스(wheel house)에 가려진 채로 촬상되기 때문에 팬더와 휠하우스의 그늘에 가려져 타이어의 정확한 마모 정도를 활상하는 것을 거의 불가능하다. 그래서 인용발명2에서는 측면 조명을 가해 음영 지역을 강제로 만든 다음에 촬상하여 타이어의 보다 정확한 마모 정도를 측정하도록 구성되어 있다. 하지만, 타이어의 색이 검정색이기 때문에 촬상된 데이터를 이용하여도 마모 정도를 정확하게 분간하기는 쉽지 않은 작업이라는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0811993호(발명의 명칭 : 타이어 수명 예측 장치 및 방법) 대한민국 공개특허 제10-2014-0124989호(발명의 명칭 : 타이어 동접지압 감지 모듈 및 이를 이용한 타이어 시험장치)

따라서 본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 차량의 타이어 부근 타이어의 트래드패턴을 물리적으로 찍어 내고 찍어낸 트래드 패턴으로부터 타이어의 마모에 대응하는 돌출부분의 길이를 측정하여 타이어의 마모정도를 측정할 수 있는 차량의 타이어 마모 감지 장치를 제공하기 위한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 차량의 타이어 마모 감지 장치는

사용자의 입력에 따라 차량의 정비주기를 체크하는 타이머;

상기 정비주기가 도래한 차량이 정지 중인 상태인 것으로 판단되면 상기 각각의 타이어의 트래드패턴을 찍어내는 몰딩부;

상기 몰딩부에 의해 찍어낸 트래드패턴의 돌출부분 형상에서 돌출된 부분의 길이를 측정하는 측정부;

상기 타이머의 동작에 따라 상기 정비주기가 도래한 경우 차량이 정지상태인지의 여부를 판단하고, 상기 측정부의 측정에 따라 상기 타이어의 마모 상태를 판단하는 제어부;를 포함하여 구성된다.

상기 몰딩부는,

몰딩재료를 얹어 올려 고정시키는 스테이지;

상기 스테이지를 타이어를 향하여 구동시켜 상기 트래드패턴의 음각형상에 대응하는 돌출부분 형상을 획득하도록 하는 구동부; 및

상기 얻어진 돌출부분 형상의 몰딩재료를 획득하고 새로운 몰딩재료로 교체시키는 교체부;를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 측정부는,

상기 획드거된 양각형상의 몰딩재료의 양각형상에서 상기 트래드패턴의 음각형상에 대응하는 양각형상의 돌출부분을 높이를 측정하는 센서;

상기 센서에 의해 돌출부분의 높이를 상기 제어부에 전송하는 통신부;

차량의 타이어 마모 감지 장치는,

상기 돌출부분의 높이가 일정 크기 이하인 경우 교체시키로 판단하여 교체시기를 알리는 알람부;를 더포함하여 구성될 수 있다.

따라서 본 발명의 차량의 타이어 마모 감지 장치는 차량의 타이어 부근 타이어의 트래드패턴을 물리적으로 찍어 내고 찍어낸 트래드 패턴으로부터 타이어의 마모에 대응하는 돌출부분의 길이를 측정하여 타이어의 마모정도를 정확하게 측정함으로써 운전자에게 보다 안전한 주행을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 타이어 마모 감지 장치의 구성을 나타낸 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 몰딩부의 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 측정부의 구성을 나타낸 구성도.

이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 타이어 마모 감지 장치의 구성을 나타낸 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 타이머(100), 몰딩부(110), 측정부(120) 제어부(130) 및 알람부(140)를 포함하여 구성된다.

타이머(100)는 사용자에 입력된 정비주기에 대응하는 시간을 체크하여 상기 정비주기가 도래하는 것을 카운팅한다. 예컨대, 대쉬보드에 설치된 입력창을 통해 정비주기를 1주일로 입력하면, 1주일을 카운팅하여 1주일이 도래하면 타이어(10)의 상태를 체크하게 된다.

상기 타이머(100)의 카운팅에 의해 차량의 타이어(10) 정비주기가 도래하면, 제어부(130)는 차량의 엔진과 타이어를 체크하여 차량이 정지상태인지의 여부를 판단한다. 제어부(130)에 의해 차량이 정비주기가 도래한 상태에서 차량이 정지 상태인 것으로 판단되면, 몰딩부(110)는 차량의 각각의 타이어(10)의 트래드패(12)턴의 음각형상을 찍어 양각형상을 찍어낸다. 몰딩부(110)의 상세한 구성은 후술하는 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. 양각형상을 찍어내는 중에 시동이 걸리거나 운전자의 탑승이 탑지되면 양각형상을 찍어내는 것이 중지될 수 있다.

측정부(120)는 몰딩부(110)에 의해 찍어낸 트래드패턴(12)의 음각형상에 대응하는 양각형상에서 돌출된 부분의 길이를 측정한다.

제어부(130)는 타이머(100)의 동작에 따라 상기 정비주기가 도래한 경우 차량이 정지상태인지의 여부를 판단하고, 상기 측정부(120)의 측정에 따라 타이어(10)의 마모 상태를 판단한다. 타이어의 마모상태는 몰딩부(110)에 찍힌 양각형상의 양각의 길이를 측정하는 것으로 기설정된 임계값보다 작은 경우에는 교체시키로 판단할 수 있다. 예컨대, 8mm를 교체시기를 결정하는 임계값으로 설정하고 8mm이하로 측정된 경우에는 교체시키를 알리는 알람을 발생시킬 수 있다. 바람직하게 임계값은 타이어의 종류에 따라 6mm 내지 10mm의 값 중에서 선택된 값을 사용할 수 있다.

알람부(140)는 상기 돌출부분의 높이가 일정 크기 이하인 경우 교체시키로 판단하여 교체시기를 경고음 또는 메시지 등을 통해 출력하여 교체시기가 도래하였음을 알린다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 몰딩부의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 몰딩부(110)는 스테이지(114), 구동부(116) 및 교체부(118)를 포함하여 구성된다.

먼저, 스테이지(114)는 레진형태의 몰딩재료(112)를 올려놓고 구동부(116)의 구동에 따라 구동된다. 스테이지(114)는 타이어의 곡률에 대응하는 곡면 형태로 구성하여 그 위에 올려진 몰딩재료(112)도 대응하여 곡면 형태로 올려지게 된다. 스테이지(114)는 타이어(10)를 수용하는 차량 몸체인 휠하우스의 내측에 구성된다. 구동부(116)가 모터에 의해 구동되면 스테이지(114)가 하부에 구성된 타이어(10)측으로 이동하면서 몰딩재료(112)를 타이어(10)의 트래드패턴(12)측에 찍어내어 몰딩재료(112)가 타이어(10)의 트래드패턴(12)을 역상으로 찍어낸다. 특히 트래드패턴(12)의 음각부분의 깊이는 타이어의 교체시기를 판단하는 기준이 되며, 찍어낸 몰딩재료(112)의 돌출부분이 대응하여 교체시기를 알리는 기준이 된다.

이와 같이 트래드패턴(12)을 찍어낸 몰딩재료(112)는 일정한 시간 굳힌 다음에 완전하게 경화되면 사용될 수 있다. 사용되는 몰딩재료(112)는 레진을 사용하며, 레진은 크리스탈레진, 에폭시레진, UV레진 등이 사용될 수 있다. 바람직하게는 사용되는 레진은 에폭시레진 또는 UV레진 중 어느 하나를 사용하며, 카메라로 촬상 시, 대비감을 높이기 위하여 명도가 높은 색깔의 레진을 사용하는 것이 바람직하다. 레진의 경화는 UV램프, 열, 햇빛 등으로 촉진시킬 수도 있고 또는 자연적으로 경화시킬 수도 있다.

구동부(116)는 스테이지(114)를 타이어를 향하여 구동시켜 상기 트래드패턴(12)의 음각형상에 대응하는 돌출부분을 갖는 몰딩재료(112)를 획득할 수 있도록 한다. 구동부(116)는 모터(미도시 됨)에 의해 구동되며, 스테이지(114)를 상하 또는 좌우로 이동시켜 돌출부분을 갖는 몰딩재료(112)를 획득하도록 한다.

교체부(118)는 사용이 완료된 몰딩재료(112)를 교체하고 새로운 몰딩재료를 채워넣도록 구성된다. 교체부(118)는 유동성이 있는 고체 상태의 몰딩재료(112)를 떼어내고 이후에 새로운 몰딩재료로 교체된다. 특히, 교체부(118)는 교체시기가 도래하여 차량이 정지하고 있는 경우 교체된다. 즉, 몰딩재료(112)의 배치는 교체시기가 도래하면 밀봉되어 있는 상태의 몰딩재료(112)의 밀봉을 제거한 뒤에 교체되어 교체된 이후 레진의 종류에 따라 하루에서 이틀 정도 몰딩재료로서의 유동성이 확보된 상태로 유지된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 측정부의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 4를 참조하면, 상기 측정부는(120)는 프로브(122), 카메라(124), 판독부(126) 및 통신부(128)를 포함하여 구성된다.

프로브(122)의 눈금은 발광하는 야광의 재료 또는 광학유리로 구성된다. 프로브(122)는 트래드패턴(12)을 찍은 몰딩재료(112)의 돌출부분(113)을 측정하기 위햐여 경화된 몰딩재료(112)의 양각부분(113)에 인접하여 이동된다. 이때 프로브(122)의 단부는 뭉뚝하게 구성하여 몰딩재료(112)의 내부로 침투하는 것을 방지한다. 만약, 몰딩재료(112)가 완전하게 경화되지 않은 경우라고 하여도 프로브(122)의 단부가 뭉뚝하게 구성되어 몰딩재료(122)로 침투하지 못하게 되며 또한 몰딩재료(112)의 돌출부분(113)의 높이 측정에 대한 계측의 정확성을 높이게 된다.

카메라(124)는 눈금이 새겨져 있는 프로브(122)와 인접한 경화된 몰딩재료(112)를 함께 촬상한다. 이때, 전술한 바와 같이 몰딩재료(112)의 색은 명도가 높은 색으로 하여 카메라(124)는 몰딩재료(112)와 배경이 대비되는 이미지를 촬상할 수 있다.

판독부(126)는 몰딩재료(112)와 프로브(122)가 함께 찍힌 이미지를 보고 몰딩재료(112)의 돌출부분(113)의 높이(길이)를 측정한다. 이때, 판독부(26)는 몰딩재료와 배경이 대비되는 지점과 프로브(122)의 눈금의 가장 인접한 눈금을 측정한다. 측정된 높이를 측정한다. 측정된 돌출부분(113)의 높이는 타이어(10)의 트래드패턴(12)의 깊이로 인지될 수 있다.

통신부(128)는 판독부(126)에 의해 판독된 몰딩재료(112)의 돌출부분(113)의 높이를 상기 제어부(130)로 전송한다.

제어부(130)는 전술한 바와 같이 타이어(10)의 트래드패턴(12)에 찍혀 경화된 몰딩재료(112)의 돌출부분(113)의 높이를 측정한 정보를 판독부(126) 및 통신부(128)를 통해 수신한다. 제어부(130)는 몰딩재료(112)의 돌출부분(113)의 높이를 측정한 정보를 수신하여 타이어(10)의 마모 상태를 판단한다. 만약 제어부(130) 가 몰딩재료(112)의 돌출부분(113)의 높이를 측정한 정보를 임계값과 비교하여 교체시기로 판단한 경우에는 알람부(140)로 알람을 울리라는 명령을 전송한다. 알람부(140)는 명령을 수신하여 제어부(130)로부터 교체시기를 알리는 알람을 출력하여 타이어의 교체시키가 도래하였음을 알린다.

상기 본 발명의 내용은 도면에 도식된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 타이어 12 : 트래드패턴
100 : 타이머 110 : 몰딩부
112 : 몰딩재료 114 : 스테이지
116 : 구동부 118 : 교체부
120 : 측정부 122 : 프로브
124 : 카메라 126 : 판독부
128 : 통신부 130 : 제어부
140 : 알람부

Claims (4)

1. 사용자에 입력된 정비주기에 대응하는 시간을 체크하여 상기 정비주기가 도래하는 것을 카운팅하는 타이머;
   상기 정비주기가 도래한 차량이 정지 중인 상태인 것으로 판단되면 각각의 타이어의 트래드패턴을 찍어내는 몰딩부;
   상기 몰딩부에 의해 찍어낸 트래드패턴의 돌출부분 형상에서 돌출된 부분의 길이를 측정하는 측정부;
   상기 타이머의 동작에 따라 상기 정비주기가 도래한 경우 차량이 정지상태인지의 여부를 판단하고, 상기 측정부의 측정에 따라 상기 타이어의 마모 상태를 판단하는 제어부;를 포함하는 차량의 타이어 마모 감지 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 몰딩부는,
   몰딩재료를 얹어 올려 고정시키는 스테이지;
   상기 스테이지를 타이어를 향하여 구동시켜 상기 트래드패턴의 음각형상에 대응하는 돌출부분 형상을 획득하는 구동부; 및
   상기 획득된 돌출부분 형상의 몰딩재료를 획득하고 새로운 몰딩재료로 교체시키는 교체부;를 포함하는 것인 차량의 타이어 마모 감지 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 측정부는,
   
   상기 측정되어 경화된 상기 몰딩재료 돌출부분에 인접하여 이동되고 단부는 뭉뚝하게 구성되며 눈금이 형성되고 상기 눈금은 발광하는 야광의 재료 또는 광학유리로 구성된 프로브;
   상기 프로브와 인접한 경화된 몰딩재료를 함께 촬상하는 카메라;
   상기 몰딩재료와 상기 프로브가 함께 찍힌 이미지를 보고 상기 몰딩재료의 돌출부분의 높이를 측정하는 판독부; 및
   상기 판독부에 의해 판독된 몰딩재료의 높이 정보를 상기 제어부에 전송하는 통신부;를 포함하는 것인 차량의 타이어 마모 감지 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 돌출부분의 높이가 일정 크기 이하인 경우 교체시키로 판단하여 교체시기를 알리는 알람부;를 더포함하는 것인 차량의 타이어 마모 감지 장치.

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