KR20130068717A

KR20130068717A - 주행 중인 자동차의 진동 및 소음을 이용한 안전진단 및 경고시스템

Info

Publication number: KR20130068717A
Application number: KR1020110136045A
Authority: KR
Inventors: 박종현; 고영목
Original assignee: 박종현; 고영목; (주)노하
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2013-06-26

Abstract

본 발명은 주행 중인 자동차의 상태를 진단 및 경고하는 전자시스템으로서, 자동차가 주행 시에 발생되는 진동과 잡음으로부터 유용한 정보를 추출하여 생명과 직결되는 타이어나 브레이크 를 포함하는 모든 자동차의 결함 상태를 진단함으로써 미리 위험에 대처할 수 있도록 하는 것이며, 더욱 상세하게는 자동차의 각 부분별 진동상태를 측정하고 동시에 노면상태를 측정하여 비교분석한 결과에 의해 자동차의 비정상적인 부분에 대한 정보를 운전자에게 디스플레이해주거나 경고음을 발생시켜 줌으로써, 운전 중에 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 수단을 제공함에 그 목적이 있다.
그리고 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 자동차의 각 필요 부위(도 1)에 진동센서와, 압력센서, 초음파센서, 적외선센서, 마이크로폰, 그리고 전자파 센서를 부착한 다음, 그 정보를 디지털신호처리를 통하여 분석 및 가공하여 기존의 자동차에서 사용하고 있는 CAN(Controller Area Network) 망 등과 연동시켜 운전자에게 자동차 상태정보를 인지시키고 제어도 할 수 있도록 하는 기능을 제공하게 된다.

Description

주행 중인 자동차의 진동 및 소음을 이용한 안전진단 및 경고시스템{Diagnosis and Notification System for Car Safety Utilizing the Vibration and Noise during Driving}

본 발명은 자동차의 자동차 안전을 위한 장치분야 중에 사고를 사전에 피하기 위한 예방안전기술에 속하는 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 안전진단에 관한 것이다.

본 발명이 속하는 기존의 예방안전기술로는 후방경보장치, 후방감시 카메라나 센서, 그리고 그들을 이용하여 운전자가 확인할 수 없는 장애물 또는 도로상황을 파악하여 충돌사고를 미리 예방할 수 있도록 한 장치들이 있고, 신기술로는 음주운전, 졸음운전에 의한 사고 예방을 위해 차량의 주행상태 인식, 또는 운전자의 동공상태를 센서로 감지하여 음주 또는 졸음운전상태인지를 판단하고 경고음, 또는 시트충격의 방법으로 운전자에게 위험을 통보하는 졸음운전 방지장치, 구동바퀴의 공회전을 감지하여 좌우 타이어의 마찰력을 확보하는 방법으로 안전한 주행이 되도록 유도하는 트랙션 제어장치(TCS : Traction Control System), 차량이 회전할 때 좌우 바퀴 등 한쪽에 알맞은 제동력을 인가하거나 엔진출력을 제어하여 안전한 선회가 되도록 하는 EPS(Electronic Stability Program), VDC(Vehicle Dynamic Control)과 같은 장치, 전파나 레이저를 이용하여 주행 중인 차간의 간격을 제어하는 ACC (Automatic Cruise Control) 장치, 스마트 에어백, 타이어의 공기압이 임의의 값 이하로 떨어졌을 때 운전자에게 위험을 경고해주는 타이어 압력측정기(TPMS:Tire Pressure Monitoring System) 등의 기술들이 개발되고 있다.

그러한 기존의 기술들은 모두 안전주행, 사고회피, 충돌예지, 사고발생, 승객보호 등에 관련된 것들로서, 본 발명인 자동차의 주행 중 발생되는 진동과 소음 정보를 이용한 자동차 상태 진단시스템과는 차별화되며, 따라서 본 발명의 기술은 국제적으로 최초의 개념이라 할 수 있다.

본 발명에서는 차량이 정지 상태에서는 정상적으로 동작하는 차량도 주행을 시작하고 덜컹거리면 여러 가지의 문제점들이 나타날 수 있고, 따라서 차량의 결함이나 노후상태에 따라 주행 중에 발생되는 진동과 소음이 다르게 되는 점에 착안하여 그를 자동차의 안전진단에 활용하고자 하는 것이며, 그러한 목적을 달성하기 위하여 자동차의 각 요소에 다수의 센서를 부착하고, 그로부터 나오는 진동 및 소음 신호를 디지털신호처리 기술에 의하여 분석한 다음, 자동차 자체의 통신망을 통하거나 직접 유선/무선으로 기존의 내비게이션 장치나 별도의 디스플레이 장치에 진단자료를 송출하여 운전자가 확인할 수 있도록 함으로써, 불의의 사고를 미연에 방지하며, 동시에 운전 중에도 항상 자동차의 상태를 확인하여 불안감을 해소할 수 있는 자동차의 안전진단 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 자동차 내부 전후좌우 및 엔진, 또는 브레이크 등의 중요 부위에 다수의 진동센서와 음파 및 초음파센서를 설치해 두고, 앞바퀴 부분의 전면에는 노면의 상태를 측정할 수 있는 초음파 또는 전자파 센서를 두어 바퀴가 지나가는 노면의 상태에 따른 진동 및 소음을 비교 분석함으로써, 자동차에서 발생되는 비정상적인 신호를 추출하여 고장, 파손, 헐거워짐 또는 타이어 공기압 부족 등의 결함들의 종류와 위치를 인지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 안전진단 시스템(도 2 및 도 3)을 제공하게 된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명에 따른 센서 위치를 예시하는 모식도이며, 11 의 전면 우측 진동 및 음향센서와 12 의 전면 좌측 진동 및 음향센서, 13 의 후면 좌측 진동 및 음향센서 및 14 의 후면 우측 진동 및 음향센서, 그리고 15 의 중앙 부위 진동 및 음향센서에 의해 진동 및 소음이 발생되는 위치를 파악할 수 있고, 16 의 우측 노면상태 측정센서와 17 의 좌측 노면상태 측정센서에 의해 현재의 진동 및 소음 신호를 기준신호와 비교분석할 수 있으며, 그 외에도 엔진과 브레이크 등의 중요 부위에도 진동 및 온도 센서를 부착하여 그들로부터 나오는 신호에 의해 진동 및 소음 발생원의 위치와 종류를 분석할 수 있도록 한다.

도2는 본 발명의 주행 중인 자동차의 진동 및 소음을 이용한 안전진단 및 경고시스템의 유선 구조를 나타내는 구성도이며, 전자파 센서, 초음파 센서, 음파 센서, 온도 센서, 진동 센서, 타이어 압력측정기(TPMS) 등으로 이루어진 18 의 각종 센서 그룹으로부터 나오는 신호를 24 의 데이터 수집 장치(DAQ:Data Aquisition)에 의해 디지털신호로 변환시키고, 그 신호는 25 의 데이터 입출력부를 통하여 26 의 CPU 및 디지털신호 처리부로 입력되어 분석된 다음, 그 결과를 28 의 직렬 출력부를 통하여 29 의 자동차 자체 CAN(Controlled Area Network) 등의 망에 유선으로 연결하여 30 의 디스플레이 장치에 의해 사용자에게 보여주거나 경고음을 발생시키도록 하며, 27 의 제어용 키 입력부에 의해 분석방법을 다양하게 선택할 수 있도록 한다.

도3은 본 발명의 주행 중인 자동차의 진동 및 소음을 이용한 안전진단 및 경고시스템의 무선 구조를 나타내는 구성도로서, 도2의 경우와 마찬가지로 31 의 각종 센서 그룹으로부터 나오는 신호를 32 의 데이터 수집 장치(DAQ:Data Aquisition)에 의해 디지털신호로 변환시키고, 그 신호는 33 의 데이터 입출력부를 통하여 34 의 CPU 및 디지털신호 처리부로 입력되어 분석된 다음, 그 결과는 WiFi 또는 Bluetooth, Zigbee, UWB 등의 NFC(Near Field Communication) 을 사용하는 35 의 무선 송신기와 36 의 송신안테나를 통하여 무선으로 송출되며, 그 무선신호를 39 의 수신안테나와 38 의 무선 수신기에 의하여 수신한 다음, 37 의 디스플레이 장치에 의해 사용자에게 보여주거나 경고음을 발생시키도록 한다.

이때, 디스플레이 장치 또는 같은 목적으로 사용되는 내비게이션 장치에서는 사용자의 선택에 의해 다양한 방법으로 자동차의 안전진단 결과를 볼 수 있도록 편의성을 제공함으로써, 본 발명의 사용가치를 향상시킬 수가 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 이는 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

그러므로, 본 발명의 실질적인 범위는 상술된 실시 예에 의해 한정되어져서는 안되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 청구범위와 균등한 구성에 의해 정해져야 함은 당연하다.

도1은 본 발명에 따른 센서 위치를 나타내는 모식도,
도2는 본 발명의 주행 중인 자동차의 진동 및 소음을 이용한 안전진단 및 경고시스템의 유선 구조를 나타내는 구성도,
도3은 본 발명의 주행 중인 자동차의 진동 및 소음을 이용한 안전진단 및 경고시스템의 무선 구조를 나타내는 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11: 전면 우측 진동 및 음향센서 12: 전면 좌측 진동 및 음향센서
13: 후면 좌측 진동 및 음향센서 14: 후면 우측 진동 및 음향센서
15: 중앙 부위 진동 및 음향센서 16: 우측 노면상태 측정센서
17: 좌측 노면상태 측정센서 18: 각종 센서 그룹
19: 전자파 센서 20: 음파 및 초음파 센서
21: 온도 센서 22: 진동 센서 23: 타이어 압력 측정기
24: 데이터 수집장치(DAQ:Data Aquisition) 25: 데이터 입출력부
26: CPU 및 디지털신호 처리부 27: 제어용 키 입력부
28: 직렬 출력부 29: 자동차 내부의 CAN 통신망
30: 디스플레이 장치
31: 각종 센서 그룹 32: 데이터 수집장치(DAQ:Data Aquisition)
33: 데이터 입출력부 34: CPU 및 디지털신호 처리부
35: 무선 송신기 36: 송신 안테나 37: 디스플레이 장치
38: 무선 수신기 39: 수신 안테나

ACC : Automatic Cruise Control
Bluetooth : 2.4GHz, 1Mbps 의 무선 근거리 표준 통신 기술
CAN : Controller Area Network
DAQ : Data Aquisition
EPS : Electronic Stability Program
NFC : Near Field Communication
TCS : Traction Control System
TPMS : Tire Pressure Monitoring System
UWB : Ultra-Wideband(광대역 무선 근거리 표준 통신 기술)
VDC : Vehicle Dynamic Control
WiFi : 54Mbps 의 무선 LAN 표준 통신 기술
Zigbee : 2.4GHz 의 저속 저전력 무선 근거리 표준 통신 기술

Claims

자동차의 주행 중 발생하는 진동과 소음을 이용하여 자동차의 결함 종류와 위치를 인지하고 경고할 수 있도록 하는 자동차 안전진단 장치.
청구항1의 기능을 내장시킨 모든 자동차 안전진단 시스템.
청구항1의 기능을 내장시킨 모든 자동차.
청구항1의 기능을 내장시킨 모든 내비게이션 장치.