KR20120060536A - Intelligent tire system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인텔리전트 타이어 시스템에 관한 것으로, 특히 1대의 카메라와 거울 및 조명체를 이용하여 타이어의 변형 패턴을 용이하게 인지할 수 있도록 한 인텔리전트 타이어 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
종래 인텔리전트 타이어는 타이어에 칩을 장착해 타이어 내부의 공기압과 온도 등을 모니터링 하여 운전자들이 타이어 상태를 용이하게 인식할 수 있도록 함으로써 타이어 불량으로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있도록 하고 있거나, 혹은 타이어에 내장한 센서를 이용하여 타이어에 작용하는 힘을 계측하여 자동차의 샤시 제어로직에 적용함으로써 자동차의 주행 안정감과 승차감 향상을 추구하고 있다.Conventional intelligent tires are equipped with a chip on the tire to monitor the air pressure and temperature inside the tire so that drivers can easily recognize the condition of the tire to prevent accidents due to tire failure, or The built-in sensor measures the force acting on the tire and applies it to the chassis control logic of the car, seeking to improve driving stability and ride comfort.
이러한 인텔리전트 타이어 시스템은 타이어의 내부에 타이어 변형량 계측 센서를 내장하고, 인텔리전트 타이어 전자제어유니트는 계측한 타이어의 변형량을 힘으로 변환함과 더불어 타이어의 슬립각과 노면 마찰계수 등을 추정하여 각종 샤시 제어로직에 활용하고 있다.The intelligent tire system incorporates a tire deformation measurement sensor inside the tire, and the intelligent tire electronic control unit converts the measured deformation amount of the tire into a force, estimates the slip angle of the tire and the road surface friction coefficient, and various chassis control logic. We utilize in.
타이어의 변형량을 계측하는 센서는 발광 다이오드와 수광부를 이용한 광 방식과, SAW 센서를 이용한 표면 탄성파 방식 등이 활용되고 있다.
As a sensor for measuring a deformation amount of a tire, an optical method using a light emitting diode and a light receiving unit, and a surface acoustic wave method using a SAW sensor are used.
이에 본 발명은 타이어의 변형량을 보다 정확하고 용이하게 계측하여 자동차의 샤시 제어에 적극적으로 활용할 수 있고, 나아가서 계측 데이터의 정밀성 향상으로 자동차의 샤시 제어의 정밀도를 높여서 자동차의 주행 안정성과 승차감을 보다 향상시킬 수 있으며, 구조도 간단하여 시스템 구성의 용이 및 비용 저렴화를 추구할 수 있는 인텔리전트 타이어 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention can measure the deformation amount of the tire more accurately and easily and actively use it for the chassis control of the vehicle, and further improve the driving stability and ride comfort of the vehicle by increasing the accuracy of the chassis control by improving the accuracy of the measurement data. The purpose of the present invention is to provide an intelligent tire system capable of pursuing easy and cost-effective system configuration.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 타이어의 변형에 상응하여 위치 및 크기가 변하도록 상기 타이어에 부착된 판단용 마크와, 이 판단용 마크의 위치 및 형태를 촬영하여 송신하는 무선 영상 송신부, 이 무선 영상 송신부의 신호를 받아들이는 무선 영상 수신부, 이 무선 영상 수신부의 신호를 입력받아 상기 판단용 마크의 위치 및 형태 변화로 상기 타이어에 작용하는 각종 힘을 분석하여 제공하는 인텔리전트 타이어 전자제어유니트를 구비한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a wireless image transmitter for photographing and transmitting a determination mark attached to the tire and a position and shape of the determination mark so that the position and size of the tire change according to the deformation of the tire. And an intelligent tire electronic control unit which receives signals from the wireless video transmitter and analyzes various forces acting on the tire by changing the position and shape of the determination mark. It is provided.
바람직하기로는 상기 인텔리전트 타이어 전자제어유니트는 상기 판단용 마크의 위치 변화를 판독하여 타이어에 작용하는 횡력과 전후력 및 모멘트를 분석하고, 상기 판단용 마크의 크기 변화를 판독하여 상기 타이어에 작용하는 수직력을 분석하도록 된 것을 특징으로 한다.Preferably, the intelligent tire electronic control unit reads the positional change of the mark for analysis, analyzes the lateral force, front and rear forces, and moments acting on the tire, and reads the size change of the mark for determination to read the vertical force acting on the tire. Characterized in that it is to be analyzed.
상기 판단용 마크는 상기 타이어의 내측 고무에 부착되면서 종방향 및 횡방향으로 일정한 간격을 두고 배치된 다수 열의 점들로 이루어진 것을 특징으로 한다.The determination mark is attached to the inner rubber of the tire, characterized in that consisting of a plurality of rows arranged at regular intervals in the longitudinal and transverse directions.
상기 무선 영상 송신부는 상기 판단용 마크를 촬영하는 카메라와, 상기 판단용 마크를 비추도록 상기 카메라의 좌우에 배치된 제1반사체, 상기 제1반사체에 대향하고 상기 카메라가 촬영하도록 상기 카메라에 인접해서 배치된 제2반사체, 상기 판단용 마크를 조명하는 조명체를 각각 구비한 것을 특징으로 한다.The wireless image transmitting unit faces the camera for photographing the judgment mark, a first reflector disposed on the left and right sides of the camera to illuminate the judgment mark, and the first reflector, and is adjacent to the camera to photograph the camera. And a second reflector arranged therein and an illuminator illuminating the judgment mark.
상기 제1반사체 및 제2반사체는 유리 거울 혹은 스테인레스 거울로 이루어진 것을 특징으로 한다.The first reflector and the second reflector is characterized in that consisting of a glass mirror or a stainless mirror.
상기 타이어의 림에는 지지대가 고정되게 부착되고, 상기 지지대에 카메라가 설치되고, 상기 지지대에는 상기 판단용 마크를 향해 경사진 양측 경사면에 형성되어 상기 경사면에 상기 제1반사체가 각각 부착되고, 상기 지지대의 양측 개방면에는 커버가 각각 부착되고, 상기 커버에 삼각블록 형상의 거울지지대가 부착되며, 상기 거울지지대에는 상기 제1반사체와 대향하는 양측 경사면이 형성되어 상기 경사면에 상기 제2반사체가 각각 부착되고, 상기 삼각블록의 하면에 상기 조명체가 설치된 것을 특징으로 한다.
A support is fixedly attached to the rim of the tire, a camera is installed on the support, and the support is formed on both inclined surfaces inclined toward the judgment mark, and the first reflector is attached to the inclined surface, respectively. Covers are attached to both open surfaces of the cover, and a triangular block-shaped mirror support is attached to the cover, and the mirror support is formed on both side inclined surfaces facing the first reflector to attach the second reflector to the inclined surface, respectively. The illuminator is installed on the lower surface of the triangular block.
본 발명에 따른 인텔리전트 타이어 시스템에 의하면, 타이어의 내부에 타이어 림에 부착한 1대의 카메라와, 서로 대향되게 부착된 양측의 거울, 중앙의 LED와 같은 조명체 및 타이어에 부착한 판단용 마크 등으로 구성되어, 자동차의 주행중에 타이어의 변형시에 상기 카메라를 이용하여 상기 판단용 마크의 다수개의 점들의 위치 변화를 촬영 및 판독함으로써, 타이어에 작용하는 전후 방향 힘과 좌우 방향 힘, 수직 방향 힘 및 토크 등을 타이어 힘 변환 알고리즘을 통해 분석하고, 이렇게 분석한 결과를 자동차의 샤시 제어에 이용하여 자동차의 주행 안정성과 승차감을 효과적으로 향상 및 최적화시킬 수 있고, 구조가 간단하여 저렴하고 용이하게 구성할 수 있으며, 타이어에 작용하는 힘의 계측을 정밀하게 행하여 제어 신뢰성을 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.
According to the intelligent tire system according to the present invention, there is one camera attached to a tire rim inside a tire, mirrors on both sides attached to each other, a lighting body such as an LED in the center, a judgment mark attached to the tire, and the like. And photographing and reading the positional changes of a plurality of points of the judgment mark by using the camera when the tire is deformed while the vehicle is running, so that the front and rear forces, the left and right forces, the vertical forces, Torque is analyzed through tire force conversion algorithm, and the results of the analysis can be used to control the chassis of the car to effectively improve and optimize the driving stability and ride comfort of the car. It is possible to improve the control reliability by precisely measuring the force applied to the tire. It works.
도 1은 본 발명에 따른 인텔리전트 타이어 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 무선 영상 송신부의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 무선 영상 송신부의 상세 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 인텔리전트 타이어 시스템의 판단용 마크의 위치 및 형태 변화를 통한 타이어의 작용력 분석 설명도이다.1 is a block diagram of an intelligent tire system according to the present invention,
2 is a block diagram of a wireless video transmitter according to the present invention;
3 is a detailed configuration diagram of a wireless video transmitter according to the present invention;
Figure 4 is an explanatory view of the analysis of the force of the tire through the position and shape change of the determination mark of the intelligent tire system according to the present invention.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에는 본 발명에 따라 인텔리전트 타이어 시스템의 전체 구성이 도시되어 있는 바, 즉 타이어(1)의 내부 고무에는 다수개의 점들로 이루어진 판단용 마크(2)가 부착되고, 상기 타이어의 내부 림에는 상기 판단용 마크(2)의 형상 및 위치를 촬영하여 송신하는 무선 영상 송신부(3)가 설치되며, 자동차에는 상기 무선 영상 송신부를 신호를 받아들이는 무선 영상 수신부(4)가 설치되고, 이 무선 영상 수신부(4)가 받아들인 신호를 인텔리전트 타이어 전자제어유니트(5; i-Tire ECU)가 다시 수신해서 그 내부에 프로그램된 알고리즘에 따라 타이어에 작용하는 여러 가지 힘들을 판단 및 분석하고, 이렇게 분석된 결과를 자동차의 샤시 제어 컨트롤러(6)가 받아들여 샤시 제어에 활용하게 된다.Figure 1 shows the overall configuration of the intelligent tire system according to the present invention, that is, the
도 2에는 상기 판단용 마크(2)와 무선 영상 송신부(3)의 구성이 도시되어 있는 바, 즉 타이어(1)의 내측 고무에는 상기 판단용 마크(2)가 고정되게 부착된다. 타이어(1)를 구성하는 타이어 림(1a)에는 대체로 U자 형상을 이루는 지지대(3a)가 부착되고, 상기 지지대(3a)의 중앙에는 상기 판단용 마크(2)를 촬용하기 위한 카메라(3b)가 하방을 향해 고정되게 설치되며, 상기 지지대(3a)의 양측면에 부착된 커버(3c)에는 대체로 삼각 형상을 이루는 거울지지대(3d)가 고정되게 부착되고, 상기 거울지지대(3d)의 하부에는 상기 판단용 마크(2)를 조명하기 위한 조명체로서 예컨대 LED 램프(3e)가 설치된다.2 shows the structure of the
상기 카메라(3b)는 촬영한 영상을 무선으로 송신하는 송신기를 갖춘다.The
상기 지지대(3a)의 서로 대향하는 경사진 양측면에는 상기 판단용 마크를 비추도록 제1반사체로서 제1거울(3f)이 부착되고, 상기 거울지지대에는 상기 제1거울과 대향하면서 상기 카메라가 그 영상을 촬영하도록 카메라에 인접해서 제2반사체로서 제2거울(3g)이 부착되는 데, 이들 반사체 혹은 거울은 유리나 또는 스테인레스와 같은 금속으로 만들어진다.A
이에 따라 상기 조명체(3e)가 상기 판단용 마크를 밝게 조명한 상태에서 상기 카메라(3b)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 거울지지대의 제2거울(3g)과 상기 지지대의 제1거울(3f)을 통해 상기 타이어에 부착된 판단용 마크(2)의 위치 변화를 용이하게 촬영할 수 있게 된다.Accordingly, in the state in which the
상기 판단용 마크(2)는 도 2에 도시된 바와 같이 종방향 및 횡방향으로 일정한 간격을 두고 배치된 다수 열을 이루는 점들로 구성된다. The
도 3에는 상기 지지대(3a)와 거울지지대(3d)에 카메라와 거울 및 조명체가 부착되는 구성이 도시되어 있는 바, 상기 지지대(3a)는 직사각 평판 형상을 이루고서 그 양단부에 삼각형상의 지지블록이 하방으로 연장되게 배치된 구조로 이루어지고, 상기 직사각 평판의 중앙에 원형 설치홈(3aa)이 형성되어, 상기 설치홈에 상기 카메라(3b)가 삽입되어 고정되게 설치된다.3 shows a configuration in which a camera, a mirror, and an illuminator are attached to the
상기 커버(3c)는 직사각 평판 형상을 이루고서 상기 지지대의 개방된 양측면에 고정되게 부착되고, 상기 커버의 내측면에 상기 거울지지대(3d)가 고정되게 부착되며, 상기 거울지지대(3d)는 삼각블록 형상을 이루어진다.The
상기 삼각형상의 지지블록의 서로 대향하는 경사면에 상기 제2거울(3g)이 부착되고, 상기 삼각블록의 거울지지대의 하면에 상기 조명체(3e)가 고정되게 설치된다.The
도 4에는 타이어에 각종 힘들이 작용할 때에 타이어에 부착한 판단용 마크의 위치 변화를 촬영 및 분석하는 설명이 도시되어 있는 바, 즉 타이어에 각종 힘들이 작용하여 타이어가 변형됨에 따라 상기 카메라로 촬영한 판단용 마크의 패턴에 변화가 발생할 경우에 타이어 힘 변환 알고리즘을 통해 분석하게 된다.FIG. 4 shows a description of photographing and analyzing the positional change of the judgment mark attached to the tire when various forces are applied to the tire, that is, photographed by the camera as the tire is deformed due to various forces acting on the tire. When a change occurs in the pattern of the judgment mark, the tire force conversion algorithm is used to analyze the change.
상기 판단용 마크(2)를 형성하는 점들의 패턴이 좌우로 이동할 경우에는 타이어에 횡력(Fy)이 작용하므로 이를 타이어 힘 변환 알고리즘을 통해 분석하고, 상기 패턴이 전후로 이동할 경우에는 타이어에 전후력(Fx)이 작용하므로 이를 타이어 힘 변환 알고리즘을 통해 분석하며, 상기 패턴의 크기 및 간격이 증가할 경우에는 타이어에 수직력(Fz)이 작용하므로 이를 타이어 힘 변환 알고리즘을 통해 분석하며, 상기 패턴이 회전을 할 경우에는 타이어에 모멘트(Mz)가 작용하므로 이를 타이어 힘 변환 알고리즘을 통해 분석하며, 이러한 분석 결과를 샤시 제어 컨트롤러로 송신하여 자동차의 정밀한 자세 제어로 주행 안정성 및 승차감을 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다.When the pattern of the points forming the
한편 타이어에 작용하는 수직력(Fz)의 경우에는 상기 카메라를 중심으로 좌우 2개의 영상을 이용하여 패턴의 크기 및 간격을 용이하게 촬영 및 분석할 수 있으므로, 정밀한 계측이 가능하게 된다.On the other hand, in the case of the vertical force (Fz) acting on the tire, since the size and spacing of the pattern can be easily photographed and analyzed using two left and right images around the camera, precise measurement is possible.
1-타이어 2-판단용 마크
3-무선 영상 송신부 4-무선 영상 수신부
5-인텔리전트 타이어 전자제어유니트1-Tire 2-Judge Mark
3-wireless video receiver 4-wireless video receiver
5-Intelligent Tire Electronic Control Unit
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