KR102528661B1 - 경전철 타이어에서 타이어 상태 측정을 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 경전철 타이어에서 타이어 상태 측정을 위한 장치는 경전철의 타이어에 배치되어 타이어의 내부 공기압을 감지하도록 구성된 공기압 센서; 상기 타이어의 내부 온도를 감지하도록 구성된 온도 센서; 상기 타이어에 배치되어, 상기 경전철의 가속도를 감지하도록 구성된 가속도 센서; 무선 신호를 이용하여 데이터 통신을 수행하도록 구성된 무선 통신 모듈; 및 웨이크 업 신호를 수신하여 상기 타이어 내부의 센서들 중 적어도 하나를 웨이크 업 하도록 구성된 웨이크 업 신호 수신기(wake-up signal receiver)를 포함하여, 타이어 내부에 배치된 가속도 센서의 웨이크 업 되게 하여 가속도를 측정할 수 있다.

Description

경전철 타이어에서 타이어 상태 측정을 위한 장치{Apparatus for measuring the state of wheel in light rail}
본 발명은 경전철 타이어에서 타이어 상태 측정을 위한 장치 및 이를 이용한 타이어 상태 측정 방법과 관련된 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 경량전철(이하 "경전철"이라 함)에는 안내방식의 철제 차륜 AGT와 고무 차륜 AGT, 모노레일, 자기력을 이용하는 자기부상식 철도 등이 있다. 이 중 모노레일은 단궤도 위를 주행하는 것에 해당한다. 통상의 철도가 일정한 간격으로 된 2개의 강철레일 위를 강철제 바퀴를 가진 차량이 주행하는 것에 대해 모노레일은 높은 지주 위에 콘크리트제 빔(beam)을 설치한다. 모노레일은 콘트리트제 빔을 주행로로 하여 세로 방향으로 복렬의 고무타이어 바퀴를 장비한 차량이 주행하는 것이다.
모노레일을 비롯한 경전철의 대부분은 도시의 지하 및 고가에 건설되기 때문에 노선의 선형은 많은 종곡선과 평면곡선의 변화를 이루면서 복잡하게 구성된다. 경전철은 곡선 구간에서는 차량주행에 따른 원심력에 의해 차량이 탈선될 염려가 있어 저속으로 주행할 수 있다. 하지만, 직선 구간에서는 비교적 고속으로 주행할 수 있다.
이에 따라, 직선 구간의 직선 경로를 경전철이 운행 시 고속 주행에 따라 타이어 마모가 발생할 수 있다는 문제점이 있다. 한편, 이러한 타이어 마모 상태를 항상 측정하고 예측하기 위해서는 전력 소비가 증가할 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 경전철 타이어에서 타이어 상태 측정을 위한 장치 및 이를 이용한 타이어 상태 측정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 경전철용 타이어 내부에 배치된 가속도 센서의 웨이크 업 되게 하여 가속도를 측정하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 가속도를 측정한 이후에 다시 가속도 센서를 슬립 상태로 전환하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 경전철 타이어에서 타이어 상태 측정을 위한 장치는 경전철의 타이어에 배치되어 타이어의 내부 공기압을 감지하도록 구성된 공기압 센서; 상기 타이어의 내부 온도를 감지하도록 구성된 온도 센서; 상기 타이어에 배치되어, 상기 경전철의 가속도를 감지하도록 구성된 가속도 센서; 무선 신호를 이용하여 데이터 통신을 수행하도록 구성된 무선 통신 모듈; 및 웨이크 업 신호를 수신하여 상기 타이어 내부의 센서들 중 적어도 하나를 웨이크 업 하도록 구성된 웨이크 업 신호 수신기(wake-up signal receiver)를 포함하여, 타이어 내부에 배치된 가속도 센서의 웨이크 업 되게 하여 가속도를 측정할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 웨이크 업 신호 수신기는 상기 경전철이 특정 조건으로 주행 시 외부의 웨이크 업 송신기로부터 상기 웨이크 업 신호를 수신하고, 상기 타이어 내부의 센서들이 웨이크 업 되어 일정 기간 동안 가속도를 측정하도록 제어할 수 있다. 상기 웨이크 업 신호 수신기는 상기 일정 기간이 경과하면 상기 측정된 가속도와 내부 공기압 및 내부 온도를 송신하고 상기 타이어 내부의 센서들이 다시 슬립 상태로 복귀하도록 제어할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 웨이크 업 신호 수신기는 상기 웨이크 업 신호를 수신하도록 동작할 수 있다. 상기 웨이크 업 신호 수신기는 상기 측정된 내부 공기압, 내부 온도 및 가속도를 송신하는 송신기 모드로 동작하고, 상기 웨이크 업 신호를 수신하는 것과 연관하여 상기 웨이크 업 신호 수신기는 저전력 구동 모드에 따른 저전력 동작을 수행할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 웨이크 업 신호 수신기는 LF (low frequency) 방식 또는 RF (Radio frequency) 신호 변조 방식을 이용하여 저전력 구동 모드에서 상기 웨이크 업 신호를 수신하고, LF 방식의 제1 신호의 제1 주파수는 RF 신호 변조 방식의 제2 신호의 제2 주파수보다 낮은 것을 특징으로 한다.
일실시예에 따르면, 상기 웨이크 업 신호 수신기는 상기 경전철이 직선 구간의 직선 경로에서 상기 특정 조건과 관련하여 임계 속도 이상으로 주행하는 구역을 지날 때 상기 경전철의 외부에 배치된 웨이크 업 신호 송신기로부터 상기 웨이크 업 신호를 수신하고, 상기 타이어 내부의 가속도 센서가 웨이크 업 되어 일정 기간 동안 가속도를 측정하도록 제어한다. 상기 측정된 가속도에 기반하여 상기 타이어의 마모 예측이 수행될 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 웨이크 업 신호 수신기는 상기 일정 기간이 경과하면 상기 측정된 가속도와 내부 공기압 및 내부 온도를 송신하고 상기 타이어 내부의 센서들이 다시 슬립 상태로 복귀하도록 제어하고, 상기 내부 공기압 및 상기 내부 온도가 웨이크 업 신호의 수신 여부와 무관하게 주기적으로 전송되도록 제어할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 타이어 상태 측정 장치는 상기 웨이크 업 신호 수신기와 동작 가능하게 결합되는 MCU를 더 포함할 수 있다. 상기 MCU는 상기 경전철의 가속도를 측정하기 위해 상기 가속도 센서로부터 수신된 신호를 특정 샘플링 주파수 이상으로 샘플링하고, 상기 샘플링된 신호에 대한 신호 처리를 수행하여 상기 경전철의 가속도를 측정하는, 타이어 상태 측정 장치.
일실시예에 따르면, 상기 타이어 상태 측정 장치는 상기 공기압 센서, 상기 온도 센서 및 상기 가속도 센서로 전원을 공급하도록 구성된 에너지 하베스터 유닛을 더 포함할 수 있다. 상기 에너지 하베스터 유닛은 상기 경전철이 주행하는 동안 에너지를 저장하고, 상기 공기압 센서, 상기 온도 센서 및 상기 가속도 센서의 전원이 임계 치 이하이면 상기 공기압 센서, 상기 온도 센서 및 상기 가속도 센서로 전원을 공급하고, 상기 경전철이 직선 구간의 직선 경로에서 상기 임계 속도 이상으로 주행하는 구역을 통과할 것으로 판단되면, 상기 구역을 통과하기 이전에 상기 웨이크 업 신호 수신기로 전원을 공급하도록 구성될 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 MCU는 상기 웨이크 업 신호 수신기를 송신기 모드로 동작하게 하여, 상기 측정된 가속도와 내부 공기압 및 내부 온도를 LF 방식으로 송신하도록 상기 웨이크 업 신호 수신기를 제어하고, 상기 측정된 가속도와 내부 공기압 및 내부 온도를 RF 신호 변조 방식으로 송신하도록 상기 무선 통신 모듈을 제어할 수 있다.
일실시예에 따르면, 경전철 타이어에서 타이어 상태 측정을 위한 장치 및 이를 이용한 타이어 상태 측정 방법을 통해, 타이어 마모 상태를 예측할 수 있다.
일실시예에 따르면, 경전철용 타이어 내부에 배치된 가속도 센서의 웨이크 업 되게 하여 가속도를 측정하는 방법을 통해, 저전력 기반으로 타이머 마모 상태를 예측할 수 있다.
일실시예에 따르면, 경전철용 타이어 내부에 배치된 가속도 센서를 특정 구간에서만 웨이크 업 되게 하여, 타이머 마모가 발생할 것으로 판단되는 경우 저전력 기반으로 타이머 마모 상태를 예측할 수 있다.
일실시예에 따르면, 경전철용 타이어 내부에 배치된 가속도 센서를 경전철의 속도 기반으로 웨이크 업 되게 하여, 고속 주행에 따라 타이머 마모가 발생할 것으로 판단되는 경우 저전력 기반으로 타이머 마모 상태를 예측할 수 있다.
일실시예에 따르면, 가속도를 측정한 이후에 다시 가속도 센서를 슬립 상태로 전환하는 방법을 제공하여, 저전력 기반으로 타이머 마모 상태를 예측할 수 있다.
도 1a는 경전철(100) 및 경전철용 바퀴(110)를 설명하는 도면이다.
도 1b에서는 고무차륜으로 구분될 수 있는 경전철용 바퀴(110)에 대해서 설명한다.
도 2는 일실시예에 따른 경전철용 바퀴 상태감시 장치(200)를 설명하는 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 가속도 센서가 경전철의 바퀴에 배치된 경우 외부 송신기와 통신하기 위한 구성을 나타낸다.
도 4는 일 실시 예에 따른 경전철용 바퀴 상태감시 장치의 무선 통신 모듈의 구성을 나타낸 것이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 RF 신호 변조 방식 및 LF 방식으로 구현된 웨이크 업 신호 수신기의 구성을 나타낸다.
도 6은 일실시예에 따라, 적용된 경전철용 바퀴에 설치된 경전철용 바퀴 상태감시 장치의 동작 원리를 설명하는 도면이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 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 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1a는 경전철(100) 및 경전철용 바퀴(110)를 설명하는 도면이다. 일반적인 경전철용 바퀴는 철차륜과 고무차륜으로 구분될 수 있다. 중전철과 달리 경전철은 바퀴의 형식이 철차륜과 고무차륜으로 구분된다.
철차륜은 지하철을 통해 익히 알고 있는 것으로서, 철길 위에서 달리는 철바퀴는 전통적인 철도의 상징이다. 반면 고무차륜은 콘크리트 바닥 위에서 고무 타이어로 달리는 방식으로서, 철차륜은 바퀴 안쪽에 솟아있는 테두리인 플랜지(Flange)가 철길에서 벗어나지 않게 잡아주지만, 바닥에 닿는 면이 평평한 고무차륜은 그런 것이 없다. 그래서 고무차륜은 별도의 안내 장치가 차량 옆쪽에 설치된다.
철차륜은 곡선이 적고, 역간거리가 긴 노선에 적합하며, 고무차륜은 곡선이 많고 역간거리가 짧아 가감속을 자주 해야 하는 노선에 적합하다.
도 1b에서는 고무차륜으로 구분될 수 있는 경전철용 바퀴(110)에 대해서 설명한다.
일실시예에 따른 경전철용 바퀴(110)는 휠(111)과 타이어(112)를 포함할 수 있고, 휠(111)의 테두리에 결속되는 보조림(113)을 더 포함할 수 있다. 또한, 타이어(112) 내의 일측에는 경전철용 바퀴 상태감시 장치 또는 경전철용 바퀴 상태감시 장치를 구성하는 적어도 일부분의 구성요소가 장착될 수 있다.
타이어(112) 내의 일측에는 경전철용 바퀴 상태감시 장치는 타이어의 보조림과 타이어 내측 간 거리의 변화에 따라 발생하는 에너지를 수집하며, 바퀴(110) 내부의 상태를 파악하기 위해 공기압, 마모도, 회전속도 등의 정보들을 수집할 수 있다.
경전철용 바퀴(110)는 차축의 양단에 장착되며, 고무타이어를 적용한다. 또한, 경전철용 바퀴(110)는 차량 운용 중 발생할 수 있는 펑크 시 내부에 장착된 보조림(113)이 내장되어 있어 정상적 운행이 가능하다.
경전철용 바퀴(110)는 고무 재질의 타이어(112)를 적용함으로써 스프링 질량을 최소화하여 차량의 승차감을 높일 수 있다. 또한, 타이어(112) 내의 불연소성 질소 가스를 충진하여 열 부하에 의한 화재발생을 방지할 수도 있다.
경전철용 바퀴(110)는 철차륜에 비해 WET(비에 젖은 상태) 조건에 서도 점착력이 우수하고, 보조림(113)으로 인해 펑크가 발생하더라도 40㎞이하로 운행이 가능하다.
일반적으로 보조림(113)은 금속으로 구현될 수 있다. 따라서, 보조림(113)은 상당한 무게를 가지며, 경전철의 무게와 함께 고무 재질의 타이어(112)에 무거운 하중으로 작용할 수 있다.
한편, 고무 재질의 타이어(112)가 사용되는 경전철용 바퀴(110)는 공기를 주입하는 타이어(112)의 특성상 지면과 닿는 부분이 눌리게 된다. 즉, 타이어(112)와 지면의 접지면에 해당하는 타이어의 내측면과, 보조림(113)까지의 거리가, 접지면의 반대측면과 보조림(113)까지의 거리 보다 가까워진다.
다시 말해, 접지면 쪽의 타이어(112)가 눌려있는 현상에 기인하여, 타이어(112)의 특정지점은 주기적으로 보조림(113)과의 거리가 멀어졌다 가까워졌다는 운행 중에 반복할 수 있다. 이렇게 타이어(112)의 내측면과 보조림(113)이 멀어졌다 가까워졌다 하는 현상으로부터 에너지를 하베스팅할 수 있다.
본 발명을 이용하면 경전철용 바퀴에서 발생하는 에너지를 하베스팅하여, 경전철용 바퀴에 대한 상태를 감지하는 장치를 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 경전철용 바퀴의 보조림과 타이어 내측 간 거리의 변화에 의해 발생하는 에너지를 하베스팅함으로써, 에너지 공급의 안정성, 보안성 및 지속 가능성을 유지할 수 있고, 경전철용 바퀴의 보조림과 타이어 내측 간 거리의 변화에 의해 발생하는 에너지를 하베스팅함으로써, 환경공해를 줄일 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 경전철용 바퀴 상태감시 장치(200)를 설명하는 도면이다. 한편, 도 3은 일실시예에 따른 가속도 센서가 경전철의 바퀴에 배치된 경우 외부 송신기와 통신하기 위한 구성을 나타낸다.
일실시예에 따른 경전철용 바퀴 상태감시 장치(200)는 경전철용 바퀴의 보조림과 타이어 내측 간 거리의 변화에 의해 생성되는 전기 에너지를 이용하여 경전철 바퀴의 상태를 모니터링할 수 있다.
이를 위해, 경전철용 바퀴 상태감시 장치(200)는 에너지 하베스터 유닛(210), 전력 관리부(220), 센서(230) 및 무선 통신 모듈(240)을 포함할 수 있다. 바퀴 상태감시 장치(200)는 웨이크 업 신호 수신기(wake-up signal receiver)(250)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 웨이크 업 신호 수신기(250)는 경전철의 주행 경로, 일 예로 주행 경로 상의 벽면에 배치된 웨이크 업 신호 송신기(300)로부터 웨이크 업 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 무선 통신 모듈(240) 및 웨이크 업 신호 수신기(250)를 포함하여 무선 통신부(400)로 지칭할 수 있다.
무선 통신 모듈(240)은 수신기(receiver) 모드에서 소비전력이 높게 구성될 수 있다. 무선 통신 모듈(240)과 별도로 구성된 웨이크 업 신호 수신기(250)는 LF 방식을 사용하거나, RF signal의 변조를 통해 저전력 구동이 가능하다. 한편, 무선 통신 모듈(240)과 별도로 구성된 웨이크 업 신호 수신기(250)는 저전력 모드로 웨이크 업 신호를 수신할 수 있다.
에너지 하베스터 유닛(210)은 경전철용 바퀴에 장착되어 경전철의 이동에 따라 바퀴에서 발생하는 보조림과 타이어 내측 간 거리의 변화에 의해 발생하는 에너지를 수집할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 경전철용 바퀴는 타이어, 휠, 및 타이어와 휠 사이에 존재하는 보조림을 포함할 수 있다.
주행 중에는 보조림과 타이어 내측면 사이 거리 변화가 지속적으로 반복하여 발생한다.
즉, 바퀴가 회전함에 따라 타이어와 보조림 사이에 간격의 변화가 발생할 수 있으며, 에너지 하베스터 유닛(210)은 타이어와 보조림 사이의 간격의 변화에 의한 왕복의 운동 에너지를 수집할 수 있다.
예를 들어, 경전철과 바퀴의 무게로 인해, 고무 재질의 타이어는 접지면 측에서 눌릴 수 있다. 따라서, 보조림에 고정된 자성체와 바퀴의 타이어 내측에 고정된 코일 간 간격이 좁아졌다 멀어졌다를 반복할 수 있다. 또는 탄성체의 탄성력 또는 자성체에서 발생하는 복원력으로 인해 자성체와 코일 간 간격이 멀어지는 동작이 발생할 수 있다. 또한, 에너지 하베스터 유닛(210)은 이러한 동작에 의해 발생하는 유도전압을 통해 운동 에너지를 수집할 수 있다.
전력 관리부(220)는 수집된 에너지를 전기 에너지로 변환하여 저장할 수 있다.
센서(230)는 변환된 전기 에너지로 동작하되, 경전철용 바퀴에 대한 상태정보를 수집할 수 있다.
상태정보는 경전철용 바퀴에 대한 상태로서 센서들을 통해 수집되는 정보로 해석될 수 있다. 예를 들어, 상태정보는 타이어에 대한 공기압, 타이어의 마모도, 바퀴의 최고 회전수, 바퀴의 누적 회전수, 온도, 습도 등의 정보들을 포함할 수 있다.
센서(230)는 공기압 센서(231), 온도 센서(232) 및 가속도 센서(233)를 포함하도록 구성될 수 있다.
공기압 센서(231)는 경전철의 타이어에 배치되어 타이어의 내부 공기압을 감지하도록 구성될 수 있다. 온도 센서(232)는 타이어의 내부 온도를 감지하도록 구성될 수 있다. 가속도 센서(233)는 타이어에 배치되어, 경전철의 가속도를 감지하도록 구성될 수 있다. 무선 통신 모듈(240)은 무선 신호를 이용하여 데이터 통신을 수행하도록 구성될 수 있다.
무선 통신 모듈(240)은 변환된 전기 에너지로 동작하되, 수집된 상태정보를 관리시스템으로 송출할 수 있다.
관리시스템은 관리자의 단말기로 해석될 수도 있고, 관리를 위해 조직화된 서버, 데이터베이스, 소프트웨어 등을 포함하는 시스템으로 해석될 수도 있다.
무선 통신부(400)가 무선 통신 모듈(240) 및 웨이크 업 신호 수신기(250)를 포함하도록 구성되면, 무선 통신부(400)는 데이터 통신 모드로 동작하면서 웨이크 업 모드로 동작할 수 있다. 무선 통신부(400)가 무선 통신 모듈(240) 또는 웨이크 업 신호 수신기(250)로 동작할 수도 있다. 이와 관련하여, 무선 통신부(400)는 웨이크 업 모드로 동작하거나 또는 데이터 통신 모드로 동작할 수 있다.
웨이크 업 신호 수신기(250)는 웨이크 업 신호를 수신하여 타이어 내부의 센서들 중 적어도 하나를 웨이크 업 하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 웨이크 업 신호 수신기(250)는 가속도 센서(233)를 웨이크 업 하도록 구성될 수 있다. 나머지 센서들인 공기압 센서(231) 및 온도 센서(232)는 감지된 공기압 및 온도를 주기적으로 송신하도록 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 경전철의 바퀴 내부에 구비되는 센서들 중 제1 가속도 센서(233a)는 웨이크 업 상태이고 제2 가속도 센서(233a)는 슬립 상태일 수 있다. 이와 관련하여, 경전철이 특정 조건으로 주행 시 제1 경로 상의 제1 가속도 센서(233a)는 웨이크 업 상태일 수 있다. 이와 관련하여, 특정 조건은 경전철이 임계 속도 이상으로 주행하는 것으로 설정될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 특정 조건은 경전철이 노선의 특정 구간으로 주행하는 것으로 설정될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
반면에, 제2 경로 상의 제2 가속도 센서(233a)는 웨이크 업 상태일 수 있다. 이와 관련하여, 임계 속도는 40km/h로 설정될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 제1 경로는 직선 구간의 직선 경로일 수 있다. 또한, 제1 경로는 웨이크 업 신호 송신기(300)가 설치된 구간 상의 경로일 수 있다.
웨이크 업 신호 수신기(250)는 경전철이 임계 속도 이상으로 주행 시 외부의 웨이크 업 송신기(300)로부터 웨이크 업 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 웨이크 업 신호 수신기(250)는 타이어 내부의 센서들 중 적어도 하나가 웨이크 업 되어 일정 기간 동안 가속도를 측정하도록 제어할 수 있다. 웨이크 업 신호 수신기(250)는 일정 기간이 경과하면 상기 측정된 가속도와 내부 공기압 및 내부 온도를 송신하는 송신기 모드로 동작할 수 있다.
이와 관련하여, 웨이크 업 신호 수신기(250)는 일정 기간이 경과하면 측정된 가속도를 웨이크 업 송신기(300) 및/또는 게이트웨이(500)로 송신할 수 있다. 게이트웨이(500)를 통해 측정된 가속도에 기초하여 예측된 타이어 마모도에 관한 정보를 경전철 내에서 획득할 수 있다. 이에 따라, 타이어 마모도가 임계치 이상이면 경전철 주행 속도를 임계 속도 이하가 되도록 제어할 수 있다.
또한, 웨이크 업 송신기(300)를 통해 가속도 정보와 타이어 마모도에 관한 정보가 게이트웨이(500)를 통해 경전철로 전달된다. 이에 따라, 타이어 마모도가 임계치 이상이면 경전철 주행 속도를 임계 속도 이하가 되도록 제어할 수 있다.
웨이크 업 신호 수신기(250)는 타이어 내부의 센서들이 다시 슬립 상태로 복귀하도록 제어할 수 있다. 특히, 웨이크 업 신호 수신기(250)는 타이어 내부의 센서들 중 가속도 센서(233)가 다시 슬립 상태로 복귀하도록 제어할 수 있다.
웨이크 업 신호 수신기(250)는 수신기 모드로 동작하거나 또는 송신기 모드로 동작할 수 있다. 또는, 웨이크 업 신호 수신기(250)는 신호를 수신하면서 신호를 송신하도록 송수신기 모드로 동작할 수도 있다. 웨이크 업 신호 수신기(250)와 무선 통신 모듈(240)은 하나의 무선 통신부로 구현될 수 있다. 이와 관련하여, 웨이크 업 신호 수신기(250)와 무선 통신 모듈(240)은 별도의 무선 통신 모듈을 구성할 수도 있다. 응용에 따라 웨이크 업 신호 수신기(250)가 무선 통신 모듈로 사용될 수 있다.
이와 관련하여, 도 4는 일 실시 예에 따른 경전철용 바퀴 상태감시 장치의 무선 통신 모듈의 구성을 나타낸 것이다. 도 2 및 도 4를 참조하면, 무선 통신부(400)는 무선 통신 모듈(240) 및 웨이크 업 신호 수신기(250)을 포함하도록 구성될 수 있다. 다른 예로, 무선 통신부(400)는 무선 통신 모듈(240)로 동작하거나 또는 웨이크 업 신호 수신기(250)로 동작할 수 있다.
무선 통신부(400)가 무선 통신 모듈(240) 및 웨이크 업 신호 수신기(250)를 포함하도록 구성되면, 무선 통신부(400)는 웨이크 업 모드로 동작하면서 데이터 통신 모드로 동작할 수 있다. 무선 통신부(400)가 무선 통신 모듈(240) 또는 웨이크 업 신호 수신기(250)로 동작할 수도 있다. 이와 관련하여, 무선 통신부(400)는 웨이크 업 모드로 동작하거나 또는 데이터 통신 모드로 동작할 수 있다.
도 4를 참조하면, 무선 통신부(400)는 웨이크 업 신호 수신기(250)로 동작할 수 있다. 웨이크 업 신호 수신기(250)는 제어부에 해당하는 MCU(micro controller unit)(180)와 동작 가능하게 결합될 수 있다. MCU(180)는 타이어 상태 측정 장치를 제어하는 프로세서 또는 컨트롤러에 해당한다. 한편, 웨이크 업 신호 수신기(250)와 MCU(180)가 분리된 구성에 한정되는 것은 아니다. 웨이크 업 신호 수신기(250)가 MCU(180)를 내장하여 하나의 IC (Integrated Chip)로 구성될 수 있다.
MCU(180)는 도 2의 센서들과 동작 가능하게 결합될 수 있다. 이에 따라, MCU(180)는 제1 MCU(181) 내지 제3 MCU(183)를 포함하도록 구성될 수 있다. MCU(180)는 웨이크 업 신호 수신기(250)와 동작 가능하게 결합될 수 있다. 이에 따라, 웨이크 업 신호 수신기(250)는 제1 웨이크 업 신호 수신기(251) 내지 제3 웨이크 업 신호 수신기(253)를 포함하도록 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 내지 제3 웨이크 업 신호 수신기(251-253) 각각은 이에 대응하는 제1 내지 제3 MCU(181-183)를 내장하여 하나의 IC (Integrated Chip)로 구성될 수 있다.
웨이크 업 신호 수신기(250)는 각 센서로부터 수신된 정보를 웨이크 업 신호 송신기(300)로 송신할 수 있다. 일 예로, 웨이크 업 신호 수신기(250)는 웨이크 업 모드에서 가속도 센서(233)로부터 수신된 정보를 웨이크 업 신호 송신기(300)로 송신할 수 있다.
한편, 웨이크 업 신호 수신기(250)는 웨이크 업 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 웨이크 업 신호를 수신하는 것과 연관하여 웨이크 업 신호 수신기(250)는 저전력 구동 모드에 따른 저전력 동작을 수행할 수 있다. 웨이크 업 신호 수신기(250)는 웨이크 업 신호를 포함하여 신호들을 수신하는 수신기 모드로 동작할 수 있다. 수신기 모드에서 웨이크 업 신호 수신기(250)는 저전력 구동 모드에 따른 저전력 동작을 수행할 수 있다. 또한, 웨이크 업 신호 수신기(250)는 측정된 가속도를 송신하는 송신기 모드로 동작할 수 있다.
일 예로, 웨이크 업 신호 수신기(250)는 측정된 내부 공기압, 내부 온도 및 가속도를 웨이크 업 신호 송신기(300)로 송신하는 송신기 모드로 동작할 수 있다. 다른 예로, 웨이크 업 신호 수신기(250)는 측정된 가속도를 웨이크 업 신호 송신기(300)로 송신하는 송신기 모드로 동작할 수 있다. 이와 관련하여, 측정된 내부 공기압, 내부 온도는 무선 통신 모듈(240)을 통해 게이트웨이(500)로 송신할 수 있다.
도 4를 참조하면, 무선 통신부(400)는 데이터 통신을 수행하는 무선 통신 모듈(240)로 동작할 수 있다. 무선 통신 모듈(240)은 제어부에 해당하는 MCU(micro controller unit)(180)와 동작 가능하게 결합될 수 있다.
무선 통신 모듈(240)은 수집된 정보를 게이트웨이(500)로 송신할 수 있다. 일 예로, 웨이크 업 신호 수신기(250)는 가속도 센서(233)를 제외한 다른 센서들, 예컨대 공기압 센서(231) 및 온도 센서(232)로부터 수신된 정보를 게이트웨이(500)로 송신할 수 있다.
웨이크 업 신호 수신기(250)는 LF (low frequency) 방식 또는 RF (Radio frequency) 신호 변조 방식을 이용하여 저전력 구동 모드에서 웨이크 업 신호를 수신할 수 있다. 이와 관련하여, 도 5는 일 실시 예에 따른 RF 신호 변조 방식 및 LF 방식으로 구현된 웨이크 업 신호 수신기의 구성을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 웨이크 업 신호 수신기(250)는 RF 신호를 이용하여 저전력 구동 모드에서 웨이크 업 신호를 수신하는 구성을 나타낸다. 이에 따라, 웨이크 업 신호 수신기(250)는 웨이크 업 RF 신호 수신기(250a)로 구현될 수 있다. 일 예로, RF 신호는 868MHz 대역의 신호를 이용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 관련하여, 웨이크 업 RF 신호 수신기(250a) 내지 MCU(180)가 하나의 IC (Integrated Chip)로 구성될 수 있다.
또한, 웨이크 업 신호 수신기(250)는 LF 신호를 이용하여 저전력 구동 모드에서 웨이크 업 신호를 수신하는 구성을 나타낸다. 이에 따라, 웨이크 업 신호 수신기(250)는 웨이크 업 LF 신호 수신기(250b)로 구현될 수 있다. 일 예로, LF 신호는 125KHz 대역의 신호를 이용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. LF 방식의 제1 신호의 제1 주파수는 RF 신호 변조 방식의 제2 신호의 제2 주파수보다 낮은 것을 특징으로 한다. 이와 관련하여, 웨이크 업 LF 신호 수신기(250b) 내지 MCU(180)가 하나의 IC (Integrated Chip)로 구성될 수 있다.
웨이크 업 신호 수신기(250)는 경전철이 직선 구간의 직선 경로에서 상기 임계 속도 이상으로 주행하는 구역을 지날 때 경전철의 외부에 배치된 웨이크 업 신호 송신기(300)로부터 웨이크 업 신호를 수신할 수 있다. 웨이크 업 신호 수신기(250)는 타이어 내부의 가속도 센서가 웨이크 업 되어 일정 기간 동안 가속도를 측정하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 측정된 가속도에 기반하여 타이어의 마모 예측이 수행될 수 있다.
웨이크 업 신호 수신기(250)는 일정 기간이 경과하면 측정된 가속도와 내부 공기압 및 내부 온도를 송신하고 상기 타이어 내부의 센서들이 다시 슬립 상태로 복귀하도록 제어할 수 있다. 웨이크 업 신호 수신기(250)는 내부 공기압 및 상기 내부 온도가 웨이크 업 신호의 수신 여부와 무관하게 주기적으로 전송되도록 제어할 수 있다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 타이어 상태 측정 장치는 웨이크 업 신호 수신기와 동작 가능하게 결합되는 MCU(180)를 더 포함할 수 있다. MCU(180)는 경전철의 가속도를 측정하기 위해 상기 가속도 센서(233)로부터 수신된 신호를 특정 샘플링 주파수 이상으로 샘플링 되게 제어할 수 있다. MCU(180)는 샘플링된 신호에 대한 신호 처리를 수행하여 경전철의 가속도를 측정할 수 있다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 타이어 상태 측정 장치는 공기압 센서(231), 온도 센서(233) 및 가속도 센서(233)로 전원을 공급하도록 구성된 에너지 하베스터 유닛(210)을 더 포함할 수 있다. 에너지 하베스터 유닛(210)은 경전철이 주행하는 동안 에너지를 저장하고, 공기압 센서(231), 온도 센서(233) 및 가속도 센서(233)의 전원이 임계 치 이하이면 공기압 센서(231), 온도 센서(233) 및 가속도 센서(233)로 전원을 공급할 수 있다. 경전철이 직선 구간의 직선 경로에서 임계 속도 이상으로 주행하는 구역을 통과할 것으로 판단되면, 에너지 하베스터 유닛(210)은 상기 구역을 통과하기 이전에 웨이크 업 신호 수신기(250)로 전원을 공급하도록 구성될 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, MCU(180)는 웨이크 업 신호 수신기(240)를 송신기 모드로 동작하게 하여, 측정된 가속도와 내부 공기압 및 내부 온도를 LF 방식으로 송신하도록 웨이크 업 신호 수신기(240)를 제어할 수 있다. 도 5를 참조하면, LF 신호를 송신하도록 웨이크 업 LF 신호 수신기(250b)가 사용될 수 있다.
MCU(180)는 측정된 가속도와 내부 공기압 및 내부 온도를 RF 신호 변조 방식으로 송신하도록 무선 통신 모듈(240)을 제어할 수 있다. 따라서, MCU(180)는 타이어의 마모와 연관된 중요한 데이터인 가속도 데이터를 서로 다른 형태의 신호를 통해 동시에 송신할 수 있어, 데이터 송신 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 6은 일실시예에 따라, 적용된 경전철용 바퀴에 설치된 경전철용 바퀴 상태감시 장치의 동작 원리를 설명하는 도면이다.
경전철의 주행 중에는 타이어(313)의 내측면 중에서 지면과 닿는 부분이 보조림(314) 사이의 거리가 301과 같이 멀어졌다 302와 같이 좁아졌다 할 수 있다.
경전철용 바퀴 상태감시 장치는 이 거리 차이를 이용하여 수집된 전기에너지를 활용하여 경전철용 바퀴에 대한 상태정보를 수집하고, 이를 원격지로 송출할 수 있다.
이를 위해, 경전철용 바퀴 상태감시 장치의 에너지 하베스터는 타이어의 내측면에 고정되는 코일(311), 보조림(314)의 움직임에 연동하여 보조림(314)의 움직임과 같은 방향으로 움직이는 자성체(315)를 포함하고, 코일(311)과 자성체(315) 간에 간격(301, 302)의 변화에 의해 코일(311)에 발생하는 유도전압을 운동에너지로서 수집할 수 있다.
구체적으로, 도 6에서는 이 거리 차이를 이용하여 보조림(314)에 자성체(315)를 부착하고 타이어(313)의 내측면에 코일(311)을 부착하여 자성체와 코일 사이의 거리(301) 변화를 통해 코일(311)에서 발생하는 자기장의 변화에 의해 생성되는 유도전압을 수집할 수 있다.
또한, 이렇게 수집된 유도전압(312)은 전력관리 회로를 통해 사용 가능하도록 변환 저장되어 센서와 무선 모듈에 전원으로 사용될 수 있다.
실시예(310)에서는 코일(311)이 장착된 타이어(313)의 내측면과 보조림(314)에 장착된 자성체(315) 간의 거리(301)가 멀어진 상태인데 반해, 실시예(320)에서는 코일(311)이 장착된 타이어(313)의 내측면과 보조림(314)에 장착된 자성체(315) 간의 거리(302)가 가까워진 상태이고, 거리(301)에 의해서는 자기장과는 다른 크기의 자기장이 형성될 수 있다.
실시예(320)는 경전철의 하중에 따라 타이어(313)의 내측면 중 지면과 닿는 부분이 보조림(314)에 보다 가까워지는 것이고, 실시예(310)에서는 내측면이 지면과 닿는 부분의 반대 방향으로 이동하면서 타이어(313)의 내측면과 보조림(314)이 멀어지는 것이다.
즉, 실시예(310)의 거리(301)와 실시예(320)에서의 거리(302)의 차이에 의해서 생성되는 자기장 간 크기 변화로 인해 유도전압이 생성될 수 있다. 보조림(314)에 장착되는 자성체(315)는 보조림(314)을 둘러싸면서 부착될 수 있고, 또는 보조림(314) 자체가 자성체를 띌 수도 있다.
또한, 생성된 유도전압은 전기에너지로 변환되어, 바퀴에 대한 상태를 수집하는 센서의 구동전력으로 사용될 수 있다. 또한, 센서를 통해 수집된 바퀴에 대한 상태정보를 원격지로 전송하는 동작의 구동전력으로 사용될 수도 있다.
이와 관련하여, 도 2 및 도 5를 참조하면, 타이어 상태 측정 장치는 공기압 센서(231), 온도 센서(233) 및 가속도 센서(233)로 전원을 공급하도록 구성된 에너지 하베스터 유닛(210)을 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 자기장 간 크기 변화로 인해 생성된 유도전압은 전기에너지로 변환되어, 바퀴에 대한 상태를 수집하는 센서의 구동전력으로 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 에너지 하베스터 유닛(210)은 경전철이 주행하는 동안 자기장 간 크기 변화로 인해 생성된 유도전압으로부터 변환된 전기 에너지를 저장할 수 있다. 에너지 하베스터 유닛(210)은 공기압 센서(231), 온도 센서(233) 및 가속도 센서(233)의 전원이 임계 치 이하이면 공기압 센서(231), 온도 센서(233) 및 가속도 센서(233)로 전원을 공급할 수 있다. 경전철이 직선 구간의 직선 경로에서 임계 속도 이상으로 주행하는 구역을 통과할 것으로 판단되면, 에너지 하베스터 유닛(210)은 상기 구역을 통과하기 이전에 웨이크 업 신호 수신기(250)로 전원을 공급하도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 경전철 타이어에서 타이어 상태 측정을 위한 장치 및 이를 이용한 타이어 상태 측정 방법을 통해, 타이어 마모 상태를 예측할 수 있다.
일실시예에 따르면, 경전철용 타이어 내부에 배치된 가속도 센서의 웨이크 업 되게 하여 가속도를 측정하는 방법을 통해, 저전력 기반으로 타이어 마모 상태를 예측할 수 있다.
일실시예에 따르면, 경전철용 타이어 내부에 배치된 가속도 센서를 특정 구간에서만 웨이크 업 되게 하여, 타이어 마모가 발생할 것으로 판단되는 경우 저전력 기반으로 타이어 마모 상태를 예측할 수 있다.
일실시예에 따르면, 경전철용 타이어 내부에 배치된 가속도 센서를 경전철의 속도 기반으로 웨이크 업 되게 하여, 고속 주행에 따라 타이어 마모가 발생할 것으로 판단되는 경우 저전력 기반으로 타이어 마모 상태를 예측할 수 있다.
일실시예에 따르면, 가속도를 측정한 이후에 다시 가속도 센서를 슬립 상태로 전환하는 방법을 제공하여, 저전력 기반으로 타이어 마모 상태를 예측할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (8)

  1. 경전철 타이어에서 타이어 상태 측정을 위한 장치에 있어서,
    경전철의 타이어에 배치되어 타이어의 내부 공기압을 감지하도록 구성된 공기압 센서;
    상기 타이어의 내부 온도를 감지하도록 구성된 온도 센서
    상기 타이어에 배치되어, 상기 경전철의 가속도를 감지하도록 구성된 가속도 센서;
    무선 신호를 이용하여 데이터 통신을 수행하도록 구성된 무선 통신 모듈;
    웨이크 업 신호를 수신하여 상기 타이어 내부의 센서들 중 적어도 하나를 웨이크 업 하도록 구성된 웨이크 업 신호 수신기(wake-up signal receiver);
    상기 공기압 센서, 상기 온도 센서 및 상기 가속도 센서로 전원을 공급하도록 구성된 에너지 하베스터 유닛; 및
    상기 웨이크 업 신호 수신기와 동작 가능하게 결합되는 MCU를 포함하고,
    상기 웨이크 업 신호 수신기는,
    상기 경전철이 특정 조건으로 주행 시 외부의 웨이크 업 송신기로부터 상기 웨이크 업 신호를 수신하고,
    상기 타이어 내부의 센서들 중 적어도 하나가 웨이크 업 되어 일정 기간 동안 가속도를 측정하도록 제어하고,
    상기 일정 기간이 경과하면 상기 측정된 가속도와 내부 공기압 및 내부 온도를 송신하고 상기 타이어 내부의 센서들이 다시 슬립 상태로 복귀하도록 제어하고,
    상기 MCU는,
    상기 웨이크 업 신호 수신기를 송신기 모드로 동작하게 하여, 상기 측정된 가속도와 내부 공기압 및 내부 온도를 LF 방식의 제1 주파수의 제1 신호로 송신하도록 상기 웨이크 업 신호 수신기를 제어하고,
    상기 측정된 가속도와 내부 공기압 및 내부 온도를 RF 신호 변조 방식의 제2 주파수의 제2 신호로 송신하도록 상기 무선 통신 모듈을 제어하여, 상기 측정된 가속도와 내부 공기압 및 내부 온도가 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호로 동시에 송신하고,
    상기 에너지 하베스터 유닛은,
    상기 경전철이 직선 구간의 직선 경로에서 상기 특정 조건과 관련하여 임계 속도 이상으로 주행하는 구역을 통과할 것으로 판단되면, 상기 구역을 통과하기 이전에 상기 웨이크 업 신호 수신기로 전원을 공급하도록 구성되고,
    상기 웨이크 업 신호 수신기는,
    상기 경전철이 직선 구간의 직선 경로에서 상기 특정 조건과 관련하여 임계 속도 이상으로 주행하는 구역을 지날 때 상기 경전철의 주행 경로 상의 벽면에 배치된 웨이크 업 신호 송신기로부터 상기 웨이크 업 신호를 수신하는, 타이어 상태 측정 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 웨이크 업 신호 수신기는,
    상기 웨이크 업 신호를 수신하고,
    상기 측정된 내부 공기압, 내부 온도 및 가속도를 송신하는 송신기 모드로 동작하고,
    상기 웨이크 업 신호를 수신하는 것과 연관하여 상기 웨이크 업 신호 수신기는 저전력 구동 모드에 따른 저전력 동작을 수행하는, 타이어 상태 측정 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 웨이크 업 신호 수신기는,
    LF (low frequency) 방식 또는 RF (Radio frequency) 신호 변조 방식을 이용하여 저전력 구동 모드에서 상기 웨이크 업 신호를 수신하고,
    LF 방식의 제1 신호의 제1 주파수는 RF 신호 변조 방식의 제2 신호의 제2 주파수보다 낮은 것을 특징으로 하는, 타이어 상태 측정 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 웨이크 업 신호 수신기는,
    상기 타이어 내부의 가속도 센서가 웨이크 업 되어 일정 기간 동안 가속도를 측정하도록 제어하고,
    상기 측정된 가속도에 기반하여 상기 타이어의 마모 예측이 수행되는, 타이어 상태 측정 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 웨이크 업 신호 수신기는,
    상기 일정 기간이 경과하면 상기 측정된 가속도와 내부 공기압 및 내부 온도를 송신하고 상기 타이어 내부의 센서들이 다시 슬립 상태로 복귀하도록 제어하고,
    상기 내부 공기압 및 상기 내부 온도가 웨이크 업 신호의 수신 여부와 무관하게 주기적으로 전송되도록 제어하는, 타이어 상태 측정 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 웨이크 업 신호 수신기와 동작 가능하게 결합되는 MCU를 더 포함하고,
    상기 MCU는,
    상기 경전철의 가속도를 측정하기 위해 상기 가속도 센서로부터 수신된 신호를 특정 샘플링 주파수 이상으로 샘플링하고,
    상기 샘플링된 신호에 대한 신호 처리를 수행하여 상기 경전철의 가속도를 측정하는, 타이어 상태 측정 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 공기압 센서, 상기 온도 센서 및 상기 가속도 센서로 전원을 공급하도록 구성된 에너지 하베스터 유닛을 더 포함하고,
    상기 에너지 하베스터 유닛은,
    상기 경전철이 주행하는 동안 에너지를 저장하고, 상기 공기압 센서, 상기 온도 센서 및 상기 가속도 센서의 전원이 임계 치 이하이면 상기 공기압 센서, 상기 온도 센서 및 상기 가속도 센서로 전원을 공급하는, 타이어 상태 측정 장치.
  8. 삭제
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JP2007170815A (ja) * 2005-08-31 2007-07-05 Nsk Ltd 異常診断装置
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