KR102376658B1 - 타이어의 공기압 상태 검출 시스템 및 이를 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법 - Google Patents

타이어의 공기압 상태 검출 시스템 및 이를 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타이어의 공기압 상태 검출 시스템 및 이를 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기압 상태와 원인을 정확하게 도출하기 위한 타이어의 공기압 상태 검출 시스템 및 이를 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법에 관한 것이다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 타이어의 마모 상태를 측정하도록 마련된 카메라부; 상기 타이어의 공기압 및 온도를 측정하도록 마련된 센서부; 및 상기 센서부 및 카메라부에 의해 측정된 값에 따라, 상기 타이어의 공기압 상태 및 마모도를 검출하도록 마련된 판단부를 포함하도록 마련된 타이어의 공기압 상태 검출 시스템을 제공한다.

Description

타이어의 공기압 상태 검출 시스템 및 이를 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법{TIRE AIR PRESSURE CONDITION DETECTION SYSTEM AND DETECTION METHOD}
본 발명은 타이어의 공기압 상태 검출 시스템 및 이를 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기압 상태와 원인을 정확하게 도출하기 위한 타이어의 공기압 상태 검출 시스템 및 이를 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법에 관한 것이다.
TPMS(Tire Pressure Monitoring System)란 타이어의 압력과 온도를 실시간으로 감지하여 이를 운전자에게 알리는 시스템이다.
적정 공기압 수준에서 10 % 이상 떨어지면, 타이어 수명 또한 15% 줄어들고 연료도 더 소비되어 연비가 감소하기 ‹š문에 적정 공기압을 유지시킬 필요가 있다.
일반적으로, TPMS는 온도와 공기압을 기준으로 알림을 발생시키거나, 타이어 플랫을 기준으로 알림을 발생시킨다.
이러한 TPMS는 새벽에 기온이 영하로 뚝 떨어지거나 한겨울 아침에 갑작스럽게 계기판에 타이어 공기압 경고등을 점등시키는 원인이 되었다.
구체적으로, 기온이 오르는 오후나 일정시간 주행 시 타이어 내부 공기온도 상승하여 정상이 되는 식으로 타이어 펑크가 아님에도 불구하고 경고등 점등으로 인해 운전자의 혼란을 야기했다.
이러한 혼란을 막기 위해, 타이어 펑크로 인해 압력이 낮아졌는지, 혹은 단순히 타이어 내 공기압이 낮아진 것인지에 대한 구분이 필요하나, 종래의 TPMS는 이러한 구분이 불가능했다.
일본공개특허 제2005-096554호
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 공기압 상태와 원인을 정확하게 도출하기 위한 타이어의 공기압 상태 검출 시스템 및 이를 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 타이어의 마모 상태를 측정하도록 마련된 카메라부; 상기 타이어의 공기압 및 온도를 측정하도록 마련된 센서부; 및 상기 센서부 및 카메라부에 의해 측정된 값에 따라, 상기 타이어의 공기압 상태 및 마모도를 검출하도록 마련된 판단부를 포함하도록 마련된 타이어의 공기압 상태 검출 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 카메라부는, 상기 타이어를 향해 기설정된 패턴을 갖도록 형성된 패턴화된 빛을 조사하도록 마련된 프로젝터모듈; 및 상기 타이어로부터 반사되어 돌아오는 상기 패턴화된 빛을 수신하도록 마련된 카메라모듈을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 판단부는, 상기 타이어의 트레드 표면의 굴곡에 변형되어 반사되는 상기 패턴의 변형 정도를 통해 상기 타이어의 굴곡값을 측정하고, 상기 굴곡값을 통해 상기 타이어의 마모도를 검출하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 프로젝터모듈은, 상기 타이어를 수직 방향으로 3개 영역으로 나누었을 때, 타이어의 중앙 영역에 패턴화된 빛을 조사하도록 마련된 제1 프로젝터; 타이어의 일측 영역에 패턴화된 빛을 조사하도록 마련된 제2 프로젝터; 및 타이어의 타측 영역에 패턴화된 빛을 조사하도록 마련된 제3 프로젝터를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 판단부는, 상기 타이어의 영역 별 마모도를 검출하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 판단부는, 상기 타이어의 영역 별 굴곡값을 이용하여 상기 타이어의 그루브 깊이를 더 도출하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 타이어의 공기압 상태 검출 시스템을 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법에 있어서, a) 상기 타이어의 공기압 및 온도를 측정하는 단계; b) 상기 타이어의 마모도 및 마모 발생 위치를 검출하는 단계; c) 상기 타이어의 공기압, 온도 및 마모도에 따라 타이어 공기압의 이상 여부 및 타이어 마모 상태를 판단하는 단계; 및 d) 상기 공기압의 이상 여부 및 타이어 마모 상태를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 공기압 상태 검출 시스템을 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 a) 단계에서, 상기 공기압 및 온도는 상기 센서부에 의해 측정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 b) 단계는, b1) 상기 타이어를 향해 기설정된 패턴을 갖도록 형성된 패턴화된 빛을 조사하는 단계; b2) 상기 타이어로부터 반사되어 돌아오는 상기 패턴화된 빛을 수신하는 단계; b3) 수신된 상기 패턴화된 빛이 상기 타이어의 트레드 표면의 굴곡에 의해 변형된 변형 정도에 따라 상기 타이어의 굴곡값을 측정하는 단계; 및 b4) 측정된 상기 굴곡값을 통해 상기 타이어의 마모도를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 b1) 단계에서, 상기 타이어를 수직 방향으로 3개 영역으로 나누었을 때, 타이어의 중앙 영역, 일측 영역 및 타측 영역에 각각 패턴화된 빛을 조사하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 b4) 단계에서, 상기 타이어의 마모도를 상기 영역 별로 도출하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 b4) 단계에서, 상기 타이어의 상기 타이어의 영역 별 굴곡값을 이용하여 상기 타이어의 그루브 깊이를 더 도출하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 d) 단계에서, 상기 타이어의 펑크 여부를 더 표시하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 타이어의 펑크 유무를 확인함으로써, 타이어의 압력 변화가 단순히 기온에 의한 것인지 실제 펑크에 의한 것인지 원인 파악이 가능하다.
또한, 타이어의 위치별 마모 상태에 따른 타이어의 상태를 파악함으로, 타이어 내 공기압의 정상, 저압, 고압 여부를 판별할 수 있다.
또한, 타이어의 그루브 깊이를 측정하여 타이어의 교체시기를 도출할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 타이어의 공기압 상태 검출 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라부의 위치를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 타이어의 공기압 상태 검출 시스템의 마모도 측정 예시도이다.
도 4는 TOF 방식 카메라와 본 발명의 일실시예에 따른 카메라부의 피사체와의 거리 별 측정 정확도를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 타이어의 공기압 상태 검출 시스템의 마모도 측정 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 메인그루브의 굴곡 측정 궤적을 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 굴곡값에 따른 타이어의 마모 위치 및 마모도를 파악하는 예시도이다.
도 8의 (a)는 중앙측이 마모된 타이어를 나타낸 예시도이고, 도 8의 (b)는 측면쪽이 마모된 타이어를 나타낸 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 마모 위치에 따른 타이어의 정상 여부 판단 방법을 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 타이어의 공기압 상태 검출 시스템을 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법의 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 타이어의 공기압 상태 검출 시스템을 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법의 알고리즘이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 타이어의 마모도 및 마모 발생 위치를 검출하는 단계의 순서도이다.
도 13은 그루브 깊이 별 타이어 상태를 나타낸 예시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 타이어의 공기압 상태 검출 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 것처럼, 타이어의 공기압 상태 검출 시스템(1000)은 센서부(1100), 카메라부(1200), 판단부(1300), 표시부(1400), 통신부(1500) 및 데이터베이스(1600)를 포함한다.
상기 센서부(1100)는 타이어의 공기압 및 온도를 측정하도록 마련될 수 있으며, 공기압 센서(1110) 및 온도 센서(1120)를 포함한다.
상기 공기압 센서(1110)는 상기 타이어의 공기압을 측정하도록 마련된다.
상기 온도 센서(1120)는 상기 타이어 내 온도를 측정하도록 마련될 수 있다.
상기 카메라부(1200)는, 타이어의 마모 상태 마모 위치 등을 측정하도록 마련될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라부(1200)의 위치를 나타낸 예시도이다.
도 2를 더 참조하면, 상기 카메라부(1200)는 각 타이어에 대응되도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 전방에 위치한 타이어에는 후방 쪽에 상기 카메라부(1200)가 마련되며, 후방에 위치한 타이어에는 전방쪽에 상기 카메라부(1200)가 위치하도록 마련될 수 있다.
즉, 상기 카메라부(1200)는 상기 전방 타이어와 후방 타이어 사이에 위치하도록 마련되며, 각 카메라부(1200)가 각 대응되는 타이어를 촬영하도록 마련될 수 있다.
상기 카메라부(1200)는 프로젝터모듈(1210) 및 카메라모듈(1220)을 포함할 수 있다.
상기 프로젝터모듈(1210)은 상기 타이어를 향해 기설정된 패턴을 갖도록 형성된 패턴화된 빛을 조사하도록 마련될 수 있다. 여기서, 상기 패턴화된 빛은 적외선일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 타이어의 공기압 상태 검출 시스템의 마모도 측정 예시도이다.
도 3에 도시된 것처럼, 상기 프로젝터모듈(1210)은 상기 타이어를 향해 패턴화된 빛을 조사하도록 마련될 수 있다.
그리고, 상기 카메라모듈(1220)은 상기 타이어로부터 반사되어 돌아오는 상기 패턴화된 빛을 수신하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 프로젝터모듈(1210)은 3만개 이상의 적외선 도트를 갖는 특정 패턴으로 피사체에 빛을 조사하도록 마련될 수 있다. 이처럼 조사된 패턴화된 빛은 피사체인 타이어 트레드의 표면 모양에 따라 변형되어 반사된다.
따라서, 상기 판단부(1300)는 상기 카메라모듈(1220)에 의해 수신된 패턴화된 빛의 패턴 변형 정도를 분석하여 타이어 트레드의 메인그루브(10)의 굴곡값을 측정하게 될 수 있다.
도 4는 TOF 방식 카메라와 본 발명의 일실시예에 따른 카메라부(1200)의 피사체와의 거리 별 측정 정확도를 나타낸 그래프이다.
도 4를 참조하면, 이처럼 마련된 본 발명의 카메라부(1200)의 방식은 종래의 TOF(Time of Flight) 카메라에 비해 근거리에서 더 정확한 값을 나타내며, 특히, 깊이 인식 정확도가 um ~ cm로 TOF방식보다 정확도가 훨씬 높은 장점이 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 타이어의 공기압 상태 검출 시스템의 마모도 측정 예시도이다.
도 5를 더 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 상기 프로젝터모듈(1210)은 복수개의 프로젝터로 이루어질 수도 있다.
일 예로, 상기 타이어를 수직 방향으로 3개 영역으로 나누었을 때, 상기 프로젝터 모듈은 제1 프로젝터(1211), 제2 프로젝터(1212) 및 제3 프로젝터(1213)를 포함할 수 있다.
상기 제1 프로젝터(1211)는 타이어의 중앙 영역에 패턴화된 빛을 조사하도록 마련될 수 있다.
상기 제2 프로젝터(1212)는 타이어의 일측 영역에 패턴화된 빛을 조사하도록 마련될 수 있다.
상기 제3 프로젝터(1213)는 타이어의 타측 영역에 패턴화된 빛을 조사하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 타이어는 둘레를 따라 4개의 메인 그루브가 형성된다. 따라서, 상기 제1 프로젝터(1211)는 타이어의 중앙에 위치한 제2 그루브(12), 제3 그루브(13)를 포함하도록 패턴화된 빛을 조사하도록 마련될 수 있다.
그리고, 제2 프로젝터(1212)는 타이어의 일측에 위치한 제3 그루브(13)를 포함하도록 패턴화된 빛을 조사하고, 제3 프로젝터(1213)는 타이어의 타측에 위치한 제4 그루브(14)를 포함하도록 패턴화된 빛을 조사하도록 마련될 수 있다.
이처럼 상기 제1 프로젝터(1211), 제2 프로젝터(1212) 및 제3 프로젝터(1213)가 각 영역에 대해 패턴화된 빛을 조사함에 따라, 상기 카메라모듈(1220)은 상기 패턴화된 빛에 따른 굴곡값을 얻음과 동시에 이의 위치도 동시에 얻게 될 수 있다.
한편, 본 발명에서의 프로젝터의 개수는 일실시예에 한정되지 않으며 하나 이상으로 마련되는 것을 모두 포함할 수 있다.
상기 판단부(1300)는 상기 센서부(1100) 및 상기 카메라부(1200)에 의해 측정된 값에 따라, 상기 타이어의 공기압 상태 및 마모도를 검출하도록 마련될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 메인그루브(10)의 굴곡 측정 궤적을 나타낸 예시도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 굴곡값에 따른 타이어의 마모 위치 및 마모도를 파악하는 예시도이다.
구체적으로, 도 6 및 도 7을 더 참조하면, 상기 판단부(1300)는 상기 타이어의 트레드 표면의 굴곡에 변형되어 반사되는 상기 패턴 이미지를 상기 카메라모듈(1220)로부터 제공받을 수 있다. 그리고 상기 판단부(1300)는 상기 패턴의 변형 정도를 통해 상기 타이어의 굴곡값을 측정하고, 상기 굴곡값을 통해 상기 타이어의 마모도를 검출하도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 판단부(1300)는, 상기 타이어의 영역 별 마모도를 검출하도록 마련될 수 있다.
즉, 상기 판단부(1300)는, 상기 제1 프로젝터(1211)에 의해 패턴화된 빛이 조사된 중앙 영역, 상기 제2 프로젝터(1212)에 의해 패턴화된 빛이 조사된 일측 영역, 제3 프로젝터(1213)에 의해 패턴화된 빛이 조사된 타측 영역 각각의 마모도를 검출하도록 마련될 수 있다.
이처럼 상기 판단부(1300)는 각 영역에 대한 마모도를 검출하여 어느 부분이 더 많은 마모가 발생했는지와 공기압 상태를 판단하게 될 수 있다.
도 8의 (a)는 중앙측이 마모된 타이어를 나타낸 예시도이고, 도 8의 (b)는 측면쪽이 마모된 타이어를 나타낸 예시도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 마모 위치에 따른 타이어의 정상 여부 판단 방법을 나타낸 예시도이다.
일 예로, 타이어의 중앙 영역의 마모가 일측 및 타측 영역보다 더 심한 경우에는, 중앙영역의 굴곡값이 일측 및 타측 영역의 굴곡값에 비해 더 적게 나올 것이다. 이의 차이가 일정 범위 이상으로 날 경우 상기 타이어의 공기압의 정상보다 높은 고압 상태로 판단하게 될 수 있다.
반면에, 타이어의 일측 및 타측 영역의 마모가 중앙 영역의 마모보다 더 심한 경우에는, 중앙영역의 굴곡값이 일측 및 타측 영역의 굴곡값에 비해 더 높게 나올 것이다. 이의 차이가 일정 범위 이상으로 날 경우 상기 타이어의 공기압의 정상보다 낮은 저압 상태로 판단하게 될 수 있다.
그리고, 상기 데이터베이스(1600)(1600)에 저장된 상기 타이어의 초기 굴곡값과 측정된 현재 타이어 트레드의 굴곡값을 비교하여 90% 이상 일치할 경우, 정상으로 판단될 수 있다.
이때, 상기 마모도의 편차는 초기 타이어의 굴곡값과 현재의 굴곡값을 비교한 것일 수도 있고, 최근 일정시간 범위 이내의 굴곡값 변화량을 기준으로 비교한 것으로 설정될 수도 있다.
또한, 상기 판단부(1300)는, 상기 타이어의 영역 별 굴곡값을 이용하여 상기 타이어의 메인그루브(10) 깊이를 더 도출하여 타이어의 교체 시점을 판단하도록 마련될 수 있다.
또한, 메인그루브(10)는 트레드 영역에서 홈같이 깊숙하게 파인 부분으로서, 메인그루브(10)에는 타이어 마모 정도를 파악하는 타이어 마모 한계선이 표시되어 있다. 이 마모한계선은 보통 1.6 mm 기준으로 되어 있으며 삼각형 마크를 숄더 부분에 넣어 그 위치가 명확히 육안으로 보일정도로 표시되어 있다.
따라서, 상기 판단부(1300)는 상기 카메라모듈(1220)에 의해 촬영된 메인그루브(10)와 마모한계선 사이의 거리를 통해 메인그루브(10)의 깊이를 도출하거나, 교체 시기를 판단하도록 마련될 수도 있다.
상기 판단부(1300)는 상기 센서부(1100)에 의해 측정된 타이어의 공기압 및 온도가 초기 출고시 설정기준을 벗어난 경우 이상이 있는 것으로 판단하도록 마련될 수 있다.
일 예로, 상기 판단부(1300)는 공기압이 25psi 이하 또는 47psi 이상일 경우, 그리고 온도가 5도 이하 및 70도 이상일 경우 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.
단, 상기 판단부(1300)는 상기 공기압만으로 공기압 이상을 판단할 경우, 공기압은 정상인데 마모도는 편차가 발생하게 될 수도 있다. 따라서, 상기 판단부(1300)는 상기 센서부(1100) 및 상기 카메라부(1200)의 정보를 종합하여 타이어의 공기압 상태를 판단하도록 마련될 수 있다.
그리고, 상기 판단부(1300)는 상기 카메라부(1200)에 의해 측정된 굴곡값에 따라 상기 타이어의 펑크 여부도 판단하도록 마련될 수 있다.
즉, 상기 판단부(1300)는 상기 센서부(1100)에 의해 타이어 공기압에 이상이 발생했음을 감지했을 때, 상기 카메라부(1200)에 의해 측정된 정보를 통해 타이어 펑크에 의해 압력 변화가 발생한 것인지, 아니면 외부 온도 및 압력에 의해 타이어의 압력이 변화한 것인지를 판단하도록 마련될 수 있다.
상기 표시부(1400)는 상기 판단부(1300)에 의해 판단된 결과를 표시하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 표시부(1400)에는 타이어의 공기압 이상 여부, 타이어 공기압 이상 원인, 타이어 교체 시점 등을 표시하도록 마련될 수 있다.
상기 통신부(1500)는 상기 판단부(1300) 및 상기 데이터베이스(1600)와 연동되어 상기 데이터베이스(1600)에 있는 정보를 상기 판단부(1300)에 제공하도록 마련될 수 있다.
이하, 타이어의 공기압 상태 검출 시스템(1000)을 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 타이어의 공기압 상태 검출 시스템을 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법의 순서도이고, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 타이어의 공기압 상태 검출 시스템을 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법의 알고리즘이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 먼저, 타이어의 공기압 및 온도를 측정하는 단계(S10)를 수행할 수 있다.
타이어의 공기압 및 온도를 측정하는 단계(S10)에서 상기 공기압 및 온도는 상기 센서부(1100)에 의해 측정될 수 있다.
상기 온도 및 공기압은 상기 통신부(1500)에 의해 상기 데이터베이스(1600)에 저장되거나 상기 판단부(1300)에 직접 제공될 수 있다.
타이어의 공기압 및 온도를 측정하는 단계(S10) 이후에는, 타이어의 마모도 및 마모 발생 위치를 검출하는 단계(S20)가 수행될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 타이어의 마모도 및 마모 발생 위치를 검출하는 단계의 순서도이다.
도 12를 더 참조하면, 타이어의 마모도 및 마모 발생 위치를 검출하는 단계(S20)는 먼저, 타이어를 향해 기설정된 패턴을 갖도록 형성된 패턴화된 빛을 조사하는 단계(S21)가 수행될 수 있다.
타이어를 향해 기설정된 패턴을 갖도록 형성된 패턴화된 빛을 조사하는 단계(S21)에서, 상기 프로젝터모듈(1210)은 상기 타이어를 향해 하나 이상의 패턴화된 빛을 조사하도록 마련될 수 있다.
일 예로 본 발명에서와 같이, 복수의 프로젝트를 구비하여 상기 타이어를 수직 방향으로 3개 영역으로 나누었을 때, 타이어의 중앙 영역, 일측 영역 및 타측 영역에 각각 패턴화된 빛을 조사하도록 마련될 수 있다.
단, 상기 패턴화된 빛을 조사하는 프로젝터의 수는 이에 한정되지 않는다.
타이어를 향해 기설정된 패턴을 갖도록 형성된 패턴화된 빛을 조사하는 단계(S21) 이후에는, 타이어로부터 반사되어 돌아오는 패턴화된 빛을 수신하는 단계(S22)가 수행될 수 있다.
타이어로부터 반사되어 돌아오는 패턴화된 빛을 수신하는 단계(S22)에서는, 상기 타이어의 트레드로부터 반사되어 돌아오는 패턴화된 빛을 상기 카메라모듈(1220)이 수신하도록 마련될 수 있다.
이때, 상기 트레드로부터 반사되어 돌아오는 패턴화된 빛은 상기 트레드에 형성된 메인그루브(10)의 깊이를 포함한 형상에 따라 패턴이 변형되게 된다.
타이어로부터 반사되어 돌아오는 패턴화된 빛을 수신하는 단계(S22) 이후에는, 수신된 패턴화된 빛이 타이어의 트레드 표면의 굴곡에 의해 변형된 변형 정도에 따라 타이어의 굴곡값을 측정하는 단계(S23)가 수행될 수 있다.
수신된 패턴화된 빛이 타이어의 트레드 표면의 굴곡에 의해 변형된 변형 정도에 따라 타이어의 굴곡값을 측정하는 단계(S23) 상기 판단부(1300)는 상기 카메라모듈(1220)에 의해 측정된 패턴의 변형 정도를 통해 메인그루브(10)의 굴곡값을 측정하도록 마련될 수 있다.
여기서, 메인그루브(10)의 굴곡값은 마모도가 적을수록 높게 나타나게 될 수 있다.
수신된 패턴화된 빛이 타이어의 트레드 표면의 굴곡에 의해 변형된 변형 정도에 따라 타이어의 굴곡값을 측정하는 단계(S23) 이후에는, 측정된 굴곡값을 통해 타이어의 마모도를 검출하는 단계(S24)가 수행될 수 있다.
측정된 굴곡값을 통해 타이어의 마모도를 검출하는 단계(S24)에서, 상기 판단부(1300)는 상기 굴곡값을 통해 상기 타이어의 마모 정도를 도출할 수 있다. 일예로, 상기 굴곡값이 적을수록 상기 타이어의 마모도가 큰것으로 도출할 수 있으며, 굴곡값에 따른 그루브의 깊이를 도출할 수도 있다.
또한, 상기 판단부(1300)는 타이어의 마모도를 상기 영역 별로 도출하여 타이어의 중앙과 사이드 중 어느 쪽의 마모가 더 심한지를 도출할 수 있다.
타이어의 마모도 및 마모 발생 위치를 검출하는 단계(S20) 이후에는, 타이어의 공기압, 온도 및 마모도에 따라 타이어 공기압의 이상 여부 및 타이어 마모 상태를 판단하는 단계(S30)가 수행될 수 있다.
타이어의 공기압, 온도 및 마모도에 따라 타이어 공기압의 이상 여부 및 타이어 마모 상태를 판단하는 단계(S30)에서, 상기 판단부(1300)는, 상기 센서부(1100)에 의해 측정된 타이어의 공기압 및 온도에 따라 타이어의 공기압 이상을 감지하도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 판단부(1300)는, 사이드의 마모도가 중앙의 마모도에 비해 일정 범위 이상 클 경우 저압 상태인 것으로 판단하고, 외부 온도 및 압력에 의해 타이어에 압력이 변화된 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 상기 판단부(1300)는, 중앙의 마모도가 사이드의 마모도에 비해 일정 범위 이상 클 경우 고압 상태인 것으로 판단하고, 타이어 펑크 여부를 판단하여 타이어 펑크에 의해 압력이 변화한 것인지 외부 온도 및 압력에 의해 타이어 압력이 변화한 것인지 판단하도록 마련될 수 있다.
도 13은 그루브 깊이 별 타이어 상태를 나타낸 예시도이다.
도 13을 참조하면, 상기 판단부(1300)는 상기 메인그루브(10)의 깊이를 도출하고 각 깊이에 따라 타이어의 상태가 좋은지 아니면 교체해야 하는지를 판단하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 일반승용차 타이어의 정상 그루브 깊이는 6~8mm이다.
따라서, 정상 범위 대비 굴곡값을 통해 그루브 깊이를 판단하였을 때, 그루브 깊이가4~8 mm 경우 정상으로 판단할 수 있다.
그리고 그루브 깊이가 2~3mm인 경우에는 마모 심각으로 판단할 수 있으며, 그루브 깊이가 마모한계선인 1.6mm에 근접할 경우, 마모 심각 및 타이어 교체 알림을 하도록 마련될 수 있다.
타이어의 공기압, 온도 및 마모도에 따라 타이어 공기압의 이상 여부 및 타이어 마모 상태를 판단하는 단계(S30) 이후에는, 공기압의 이상 여부 및 타이어 마모 상태를 표시하는 단계(S40)가 수행될 수 있다.
공기압의 이상 여부 및 타이어 마모 상태를 표시하는 단계(S40)에서, 상기 표시부(1400)는 상기 공기압의 이상 여부, 타이어의 마모 상태, 타이어의 교체시기, 타이어의 펑크 여부 등을 표시하도록 마련될 수 있다.
이처럼 마련된 본 발명은 타이어의 펑크 유무를 확인함으로써, 타이어의 압력 변화가 단순히 기온에 의한 것인지 실제 펑크에 의한 것인지 원인 파악이 가능하다.
또한, 타이어의 위치별 마모 상태에 따른 타이어의 상태를 파악함으로, 타이어 내 공기압의 정상, 저압, 고압 여부를 판별할 수 있다.
즉, 타이어의 공기압이 정상 범위 내에 있다고 하더라도 편마모가 발생하게 될 수 있다, 이처럼 편마모가 발생할 경우, 타이어의 수명이 줄어드는 문제가 있다.
본 발명에 따르면 공기압과 마모도를 동시에 측정하여 편마모 발생 여부를 알 수 있기 때문에 공기압을 적절히 조정하여 타이어의 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 타이어의 그루브 깊이를 측정하여 타이어의 교체시기도 도출할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 메인그루브
11: 제1 그루브
12: 제2 그루브
13: 제3 그루브
14: 제4 그루브
1000: 타이어의 공기압 상태 검출 시스템
1100: 센서부
1110: 공기압 센서
1120: 온도 센서
1200: 카메라부
1210: 프로젝터모듈
1211: 제1 프로젝터
1212: 제2 프로젝터
1213: 제3 프로젝터
1220: 카메라모듈
1300: 판단부
1400: 표시부
1500: 통신부
1600: 데이터베이스

Claims (13)

  1. 타이어를 향해 기설정된 패턴을 갖도록 형성된 패턴화된 빛을 조사하도록 마련된 프로젝터모듈 및 상기 타이어로부터 반사되어 돌아오는 상기 패턴화된 빛을 수신하도록 마련된 카메라모듈을 포함하고, 타이어의 마모 상태를 측정하도록 마련된 카메라부;
    상기 타이어의 공기압을 측정하도록 마련된 공기압 센서 및 상기 타이어의 내부온도를 측정하도록 마련된 온도 센서를 포함하는 센서부; 및
    상기 센서부 및 카메라부에 의해 측정된 값에 따라, 상기 타이어의 공기압 상태, 상기 타이어의 영역 별 마모도 및 상기 타이어의 영역 별 굴곡값을 이용하여 상기 타이어의 메인그루브 깊이를 검출하도록 마련된 판단부를 포함하고,
    상기 프로젝터모듈은 3만개 이상의 적외선도트를 갖는 특정 패턴으로 상기 타이어의 트레드에 상기 패턴화된 빛을 조사하고, 카메라모듈은 상기 타이어의 트레드의 표면 모양에 따라 변형되어 반사되는 상기 조사된 패턴화된 빛을 수신하며,
    상기 프로젝터모듈은,
    상기 타이어를 수직 방향으로 3개 영역으로 나누었을 때,
    타이어의 중앙 영역에 패턴화된 빛을 조사하도록 마련된 제1 프로젝터;
    타이어의 일측 영역에 패턴화된 빛을 조사하도록 마련된 제2 프로젝터; 및
    타이어의 타측 영역에 패턴화된 빛을 조사하도록 마련된 제3 프로젝터를 포함하고,
    상기 메인그루브에는 상기 타이어의 마모도를 파악하기 위한 타이어 마모한계선이 1.6mm 기준으로 표시되며,
    상기 판단부는 상기 카메라모듈에 의해 촬영된 상기 메인그루브와 상기 마모한계선 사이의 거리를 통해 상기 메인그루브의 깊이를 도출하여 상기 타이어의 교체 시점을 판단하며,
    상기 판단부는 상기 공기압 센서로부터 측정된 상기 타이어의 공기압이 25psi 이하이거나 47psi 이상이고, 상기 온도 센서로부터 측정된 상기 타이어의 온도가 5도 이하이거나 70도 이상일 경우 상기 타이어에 이상이 있는 것으로 판단하며,
    상기 판단부는, 상기 타이어의 트레드 표면의 굴곡에 변형되어 반사되는 상기 패턴의 변형 정도를 통해 측정된 상기 타이어의 굴곡값을 통해 상기 타이어의 마모도를 검출한 후 상기 센서부로부터 측정된 상기 타이어의 공기압 및 상기 온도센서로부터 측정된 상기 타이어의 온도를 종합하여 기저장된 타이어의 초기 굴곡값과 상기 타이어의 굴곡값이 90% 이상 일치할 경우 상기 타이어가 정상인 것으로 판단하고,
    상기 판단부는 상기 카메라부에 의해 측정된 상기 타이어의 굴곡값에 따라 상기 타이어의 펑크 여부도 판단하는 것을 특징으로 하는 타이어의 공기압 상태 검출 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
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  7. 제1 항에 따른 타이어의 공기압 상태 검출 시스템을 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법에 있어서,
    a) 상기 타이어의 공기압 및 온도를 측정하는 단계;
    b) 상기 타이어의 마모도 및 마모 발생 위치를 검출하는 단계;
    c) 상기 타이어의 공기압, 온도 및 마모도에 따라 타이어 공기압의 이상 여부 및 타이어 마모 상태를 판단하는 단계; 및
    d) 상기 공기압의 이상 여부 및 타이어 마모 상태를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 공기압 상태 검출 시스템을 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 a) 단계에서,
    상기 공기압 및 온도는 상기 센서부에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 타이어의 공기압 상태 검출 시스템을 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    b1) 상기 타이어를 향해 기설정된 패턴을 갖도록 형성된 패턴화된 빛을 조사하는 단계;
    b2) 상기 타이어로부터 반사되어 돌아오는 상기 패턴화된 빛을 수신하는 단계;
    b3) 수신된 상기 패턴화된 빛이 상기 타이어의 트레드 표면의 굴곡에 의해 변형된 변형 정도에 따라 상기 타이어의 굴곡값을 측정하는 단계; 및
    b4) 측정된 상기 굴곡값을 통해 상기 타이어의 마모도를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 공기압 상태 검출 시스템을 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 b1) 단계에서,
    상기 타이어를 수직 방향으로 3개 영역으로 나누었을 때, 타이어의 중앙 영역, 일측 영역 및 타측 영역에 각각 패턴화된 빛을 조사하도록 마련된 것을 특징으로 하는 타이어의 공기압 상태 검출 시스템을 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 b4) 단계에서,
    상기 타이어의 마모도를 상기 영역 별로 도출하도록 마련된 것을 특징으로 하는 타이어의 공기압 상태 검출 시스템을 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 b4) 단계에서,
    상기 타이어의 상기 타이어의 영역 별 굴곡값을 이용하여 상기 타이어의 그루브 깊이를 더 도출하도록 마련된 것을 특징으로 하는 타이어의 공기압 상태 검출 시스템을 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 d) 단계에서,
    상기 타이어의 펑크 여부를 더 표시하도록 마련된 것을 특징으로 하는 타이어의 공기압 상태 검출 시스템을 이용한 타이어의 공기압 상태 검출 방법.
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