KR20160013682A - Apparatus and method for detecting flaw of tire - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a method and a device to detect a tire defect which protects a driver from potential danger by detecting the tire defect using an ultrasonic sensor mounted on a tire wheel, and outputting an alarm in accordance with the detected defect. The device to detect the tire defect of the tire comprises: the ultrasonic sensor including a first sensor and a second sensor; and a defect position detection unit calculating a distance from the first sensor to an inner defect using a time until a reflection signal is received, detecting a position of the inner defect in accordance with the distance. The ultrasonic sensor comprises: the first sensor transmitting an ultrasonic signal at a predetermined inclination angle onto the inner surface of the tire by being attached to a vehicle wheel; and the second sensor attached to the vehicle wheel on a fixated interval from the first sensor, receiving the reflection signal of the ultrasonic signal returned by being reflected by the inner tire defect.

Description

타이어의 결함 검출 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING FLAW OF TIRE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an apparatus and a method for detecting a defect in a tire,

본 발명은 타이어의 결함을 검출하는 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는, 타이어 휠에 장착된 초음파센서를 이용하여 타이어의 결함을 검출하고 검출된 결함에 따른 경보를 출력하여 잠재적인 위험으로부터 운전자를 보호하는 타이어의 결함 경보 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for detecting a defect in a tire, and more particularly, to an apparatus for detecting a defect in a tire by using an ultrasonic sensor mounted on the tire wheel and outputting an alarm according to the detected defect to protect the driver from potential danger The present invention relates to a defect alarming apparatus for a tire and a method thereof.

종래의 타이어의 교체시기를 결정하는 방법으로는 타이어 둘레에 타이어의 마모 정도를 확인할 수 있는 기호를 표시하고, 표시된 기호를 사용자가 육안으로 확인하여 결정하는 방법이 있다. 그러나 이러한 타이어의 교체시기 결정 방법은 타이어에 소형으로 표시되는 기호를 이용하기 때문에 표시된 기호가 타이어와 함께 쉽게 마모되어 확인하기 불가능한 경우가 발생하는 문제점이 존재한다.As a method for determining the replacement timing of the conventional tire, there is a method of displaying a symbol for confirming the degree of wear of the tire around the tire and confirming the displayed symbol by the user's eyes. However, since the method of determining the replacement timing of such a tire uses a symbol displayed on the tire in a small size, there is a problem that the displayed symbol easily wears together with the tire, which makes it impossible to check.

따라서 전술한 문제점을 해결하기 위하여 타이어 휠에 초음파센서를 장착하고, 장착된 초음파센서가 타이어의 결함을 검출하는 방법(공개특허 제10-2009-0053002호)이 이용된다.Accordingly, a method of mounting an ultrasonic sensor on a tire wheel and detecting a defect of the tire using the mounted ultrasonic sensor is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2009-0053002.

구체적으로 종래의 타이어의 결함 검출 방법은 타이어 리브(Rib) 안쪽에 다수 개 장착된 초음파센서로부터 발생한 초음파신호가 타이어 리브에 반사되어 돌아오는 반사신호의 세기를 이용하여 타이어의 두께를 측정한다. 그리고 각 리브의 초기와 현재의 두께를 비교하여 각 리브의 마모량을 계산하고, 만약 어느 한 리브의 마모율이 타 리브의 마모율 대비 20% 이상으로 나타나면 알람을 발생시켜 사용자에게 타이어의 교체를 알리는 방법이다.More specifically, in a conventional tire defect detection method, the thickness of a tire is measured by using the intensity of a reflected signal reflected by an ultrasonic signal generated from an ultrasonic sensor mounted on a plurality of inner side of a tire rib. The wear amount of each rib is calculated by comparing the initial and current thicknesses of the ribs. If the wear rate of one rib is more than 20% of the wear rate of the ribs, an alarm is generated to inform the user of the replacement of the tire .

그러나 종래의 타이어의 결함 검출 방법은 타이어의 리브가 초기 상태와 비교 가능한 상태로 마모가 된다는 조건에서만 사용이 가능하다.However, the conventional tire defect detection method can be used only under the condition that the rib of the tire becomes wearable in a state comparable to the initial state.

즉, 종래의 타이어의 결함 검출 방법은 타이어 리브 내에 생긴 내부 결함은 검출할 수 없고, 타이어의 마모 정도만을 이용하여 타이어의 교체 시기를 판단하는 방법이다. 따라서 타이어 리브 내에 결함이 발생하더라도 리브의 마모량이 타 리브의 마모량과 비슷할 경우 타이어의 상태를 오판단할 수 있는 문제점이 있다.That is, in the conventional method of detecting defects in a tire, it is not possible to detect internal defects formed in the tire ribs, and it is a method of determining the replacement timing of a tire by using only the degree of wear of the tire. Therefore, even if a defect occurs in the tire rib, if the wear amount of the rib is close to the wear amount of the rib, there is a problem that the state of the tire can be misjudged.

또한 종래의 타이어의 결함 검출 방법은 초음파 탐상 방법 중 수직 탐상 방법을 이용하여 타이어 리브의 두께를 측정하는 방법으로서, 초음파센서가 각 리브마다 장착되어야 타이어 전체의 마모 상태가 확인이 가능한 한계가 존재 한다.
In addition, in the conventional tire defect detection method, the thickness of the tire rib is measured by using the vertical flaw detection method among the ultrasonic flaw detection methods, and there is a limitation that the wear state of the entire tire can be confirmed if the ultrasonic sensor is mounted for each rib .

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 초음파 탐상 방법 중 사각 탐상 방법을 이용하여 타이어의 내측면으로 임의의 경사 각도를 갖는 초음파신호를 발생시켜 타이어 전체의 내부 결함 및 표면 결함을 검출하고, 검출된 결함과 타이어의 두께를 비교하여 비교된 결과에 따른 경보신호를 출력하는 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a method of detecting an internal defect and a surface defect of an entire tire by generating an ultrasonic signal having an arbitrary inclination angle on the inner surface of a tire by using a square test method in the ultrasonic testing method, And outputting an alarm signal according to the comparison result, and a method thereof.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 타이어의 결함 검출 장치는 차량 휠에 부착되어 타이어의 내측면에 대해 임의의 경사 각도로 초음파신호를 송신하는 제1센서와, 상기 제1센서로부터 일정한 거리를 두고 상기 차량 휠에 부착되어 상기 타이어의 내부 결함에 의해 반사되어 돌아오는 상기 초음파신호의 반사신호를 수신하는 제2센서를 포함하는 초음파센서 및 상기 반사신호를 수신하기까지 걸린 시간을 이용하여 상기 제1센서로부터 상기 내부 결함까지의 거리를 계산하고, 상기 거리에 따른 상기 내부 결함의 위치를 검출하는 결함위치검출부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a defect detection apparatus for a tire, including a first sensor attached to a vehicle wheel and transmitting an ultrasonic signal to an inner surface of the tire at an arbitrary inclination angle, An ultrasonic sensor attached to the vehicle wheel at a predetermined distance to receive a reflected signal of the ultrasonic signal reflected by the internal defect of the tire and using a time taken to receive the reflected signal; And calculates a distance from the first sensor to the internal defect, and detects a position of the internal defect according to the distance.

한편, 본 발명의 다른 일면에 따른 타이어의 결함 검출 장치는 차량 휠에 상기 내부 결함의 위치에 따라 다르게 설정된 경보신호를 출력하는 경보신호출력부를 더 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting a defect in a tire, the apparatus further comprising an alarm signal output unit for outputting an alarm signal differently set according to the position of the internal defect on the vehicle wheel.

다른 한편, 본 발명의 다른 일면에 따른 타이어의 결함 검출 방법은 차량 휠에 부착된 제1센서가 타이어의 내측면에 대해 임의의 경사 각도로 초음파신호를 조사하는 단계, 상기 제1센서로부터 일정한 간격을 두고 상기 차량 휠에 부착된 제2센서가 상기 타이어의 결함에 의해 반사되는 상기 초음파신호의 반사신호를 수신하는 단계, 상기 반사신호를 수신하기까지 걸린 시간을 이용하여 상기 제1센서로부터 상기 결함까지의 거리를 계산하는 단계, 상기 거리를 이용하여 상기 타이어 내 상기 결함의 위치를 검출하는 단계 및 상기 위치에 따라 서로 다른 종류의 경보신호를 출력하는 단계를 포함한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for detecting defects in a tire, comprising: a first sensor attached to a vehicle wheel irradiating an ultrasonic signal at an arbitrary inclination angle with respect to an inner surface of the tire; A second sensor attached to the vehicle wheel receives a reflected signal of the ultrasonic signal reflected by a defect of the tire, and a second sensor which receives the reflected signal from the first sensor using the time taken to receive the reflected signal, Detecting a position of the defect in the tire using the distance, and outputting different kinds of alert signals according to the position.

본 발명에 따르면, 차량 휠에 장착된 초음파센서를 이용하여 타이어 표면의 마모뿐 아니라 타이어 내부의 찢김까지 검출할 수 있는 이점을 제공한다.
According to the present invention, an ultrasonic sensor mounted on a vehicle wheel can be used to provide an advantage of being able to detect not only the wear of the tire surface but also the tear inside the tire.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 타이어의 결함 검출 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 타이어의 결함 검출 장치의 초음파센서가 초음파신호를 송수신하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 타이어의 결함 검출 장치가 초음파신호의 도달시간을 거리로 환산하여 결함신호를 검출한 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 사각탐상법을 이용한 타이어의 결함 검출 방법의 과정을 나타낸 흐름도이다.1 is a block diagram showing a configuration of a defect detection apparatus for a tire according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a method of transmitting and receiving ultrasonic signals by an ultrasonic sensor of a defect detection apparatus for a tire according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example in which a defect detection apparatus of a tire according to an embodiment of the present invention detects a defect signal by converting the arrival time of an ultrasonic signal into a distance.
4 is a flowchart illustrating a method of detecting a defect in a tire using a square test method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이므로 본 발명의 권리범위는 청구항의 기재에 의해 정하여진다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. The scope of the present invention is defined by the description of the claims.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가함을 배제하지 않는다. 이하, 본 발명의 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular forms herein include plural forms unless the context clearly dictates otherwise. &Quot; comprises " and / or "comprising" when used in this specification is taken to specify the presence or absence of one or more other components, steps, operations and / Or add-ons. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 타이어의 결함 검출 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing a configuration of a defect detection apparatus for a tire according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 타이어의 결함 검출 장치(100)는 초음파센서(110), 결함위치검출부(120) 및 결함경보출력부(130)을 포함한다.As shown in FIG. 1, a defect detection apparatus 100 for a tire according to an embodiment of the present invention includes an ultrasonic sensor 110, a defect position detection unit 120, and a defect alarm output unit 130.

초음파센서(110)는 차량 휠에 복수 개 장착되어 있으며, 초음파센서(110) 각각은 송신모듈(111)과 수신모듈(112) 일체형으로 구성되어 초음파신호의 TOF(Time Of Flight)를 측정한다.A plurality of ultrasonic sensors 110 are mounted on a vehicle wheel and each of the ultrasonic sensors 110 is integrally formed with a transmitting module 111 and a receiving module 112 to measure time of flight of a ultrasonic signal.

구체적으로 초음파센서(110)의 송신모듈(111)은 타이어의 내측면으로 임의의 경사를 가진 초음파신호를 송신한다. 초음파센서(110)의 수신모듈(112)은 송신된 초음파신호가 타이어의 내부를 통과하여 내측면의 반대편인 저면(Back Wall)으로부터 반사되는 저면신호 또는 타이어의 결함으로부터 반사되는 결함신호를 수신한다. 이하, 도 2를 참조하여 초음파센서(110)가 초음파신호를 송수신하는 방법을 더욱 구체적으로 설명한다.Specifically, the transmitting module 111 of the ultrasonic sensor 110 transmits an ultrasonic signal having an arbitrary inclination to the inner surface of the tire. The receiving module 112 of the ultrasonic sensor 110 receives a bottom signal reflected from a back wall that is opposite to the inner side of the inner side of the tire through the transmitted ultrasonic signal or a defective signal reflected from a defect of the tire . Hereinafter, a method of transmitting and receiving ultrasound signals by the ultrasonic sensor 110 will be described in more detail with reference to FIG.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 타이어의 결함 검출 장치의 초음파센서가 초음파신호를 송수신하는 방법을 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a method of transmitting and receiving ultrasonic signals by an ultrasonic sensor of a defect detection apparatus for a tire according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 초음파센서(110)는 일정한 간격을 두고 차량 휠에 4개(200, 210, 220, 230) 장착되어, 제1센서(200)의 송신모듈이 타이어의 내측면(240)으로 초음파신호를 송신한다.As shown in FIG. 2, four ultrasonic sensors 110 are mounted on the vehicle wheels 200, 210, 220 and 230 at regular intervals so that the transmission module of the first sensor 200 is mounted on the inner surface of the tire 240 to transmit the ultrasonic signal.

그리고 제1센서(200)의 송신모듈이 타이어의 내측면(240)으로 임의의 경사를 가진 초음파신호를 송신하고, 송신된 초음파신호는 타이어의 내부를 통과하여 타이어의 저면(250)에 의해 반사되거나, 타이어의 결함에 의해 반사되어 제2센서(210)의 수신모듈로 그 반사신호가 수신된다.The transmitting module of the first sensor 200 transmits an ultrasonic signal having an arbitrary inclination to the inner surface 240 of the tire and the transmitted ultrasonic signal passes through the inside of the tire and is reflected by the bottom surface 250 of the tire Or reflected by a defect in the tire, and the reflected signal is received by the receiving module of the second sensor 210.

제2센서(210)의 수신모듈은 수신된 반사신호의 세기 및 제1센서(200)로부터 송신되어 도달되기까지 걸린 시간을 측정한다.The receiving module of the second sensor 210 measures the intensity of the received reflected signal and the time it takes for the first sensor 200 to transmit and arrive.

이때 제2센서(210), 제3센서(220) 및 제4센서(230)도 제1센서(200) 및 제2센서(210)와 동일한 방식으로 초음파신호를 송수신하며, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 초음파센서(110)가 휠에 장착되는 개수는 휠 사이즈 및 휠 개수 등에 따라 다르게 구현될 수 있다.At this time, the second sensor 210, the third sensor 220 and the fourth sensor 230 also transmit and receive ultrasound signals in the same manner as the first sensor 200 and the second sensor 210, According to the example, the number of the ultrasonic sensors 110 mounted on the wheel may be different depending on the wheel size, the number of wheels, and the like.

초음파센서(110)는 각각의 수신모듈(112)을 통해 획득한 초음파신호의 도달시간 및 수신세기를 측정하여 결함위치검출부(120)로 전달한다.The ultrasonic sensor 110 measures arrival times and reception intensities of the ultrasonic signals acquired through the respective reception modules 112 and transmits them to the defect position detection unit 120.

결함위치검출부(120)는 초음파센서(110)의 개수에 따라 분할된 검사영역을 설정하고, 초음파센서(110)로부터 전달된 초음파신호의 도달시간 및 수신세기를 이용하여 설정된 검사영역에서의 결함의 위치를 검출한다.The defect position detecting unit 120 sets a divided inspection region according to the number of the ultrasonic sensors 110 and detects a defect in the inspection region set using the arrival time and the reception intensity of the ultrasonic signal transmitted from the ultrasonic sensor 110. [ Position.

전술한 바와 같이, 차량 휠에 4개의 초음파센서(110)가 장착된 경우, 결함위치검출부(120)는 제1센서 및 제2센서에 의해 검사되는 영역을 제1검사영역으로 설정한다. 이때 제2검사영역, 제3검사영역 및 제4검사영역도 제1검사영역과 동일한 방식으로 설정되며, 이하 설명의 편의를 돕기 위해 제1센서 및 제2센서에 의해 검사되는 제1검사영역을 예로 들어 설명한다.As described above, when four ultrasonic sensors 110 are mounted on the vehicle wheel, the defect position detecting unit 120 sets the region inspected by the first sensor and the second sensor to the first inspection region. In this case, the second inspection area, the third inspection area and the fourth inspection area are also set in the same manner as the first inspection area. For convenience of explanation, the first inspection area inspected by the first sensor and the second sensor For example,

구체적으로 결함위치검출부(120)는 초음파신호의 캘리브레이션(Calibration) 과정을 통해 제1센서가 송신한 초음파신호가 타이어의 저면으로부터 반사되어 제2센서로 수신되기까지 걸린 시간을 제1센서로부터 저면까지의 거리로 환산한다. 그리고 결함위치검출부(120)는 환산한 거리 축 상에 초기신호의 세기와 저면신호의 세기를 기준값으로 입력한다.Specifically, the defect location detecting unit 120 detects the time taken for the ultrasonic signal transmitted from the first sensor to be reflected from the bottom of the tire to be received by the second sensor through the calibration process of the ultrasonic signal from the first sensor to the bottom . Then, the defect location detector 120 inputs the intensity of the initial signal and the intensity of the bottom signal on the converted distance axes as reference values.

이때 초기신호는 제1센서로부터 송신된 초음파신호를 의미하며, 초기신호가 입력되는 거리가 제1센서로부터 결함까지의 거리를 계산하는 시작점이 된다.In this case, the initial signal means an ultrasonic signal transmitted from the first sensor, and the distance at which the initial signal is input is a starting point for calculating the distance from the first sensor to the defect.

결함신호는 제1센서와 타이어의 저면 사이에서 발생하는 결함으로부터 반사되는 신호이기 때문에 제1센서로부터 저면까지의 거리로 환산한 거리 축 상에서 초기신호와 저면신호의 사이에서 나타나게 된다. 이하, 도 3을 참조하여 결함신호를 구체적으로 설명한다.Since the defect signal is a signal reflected from the defect occurring between the first sensor and the bottom surface of the tire, it appears between the initial signal and the bottom signal on the distance axis converted to the distance from the first sensor to the bottom surface. Hereinafter, the defect signal will be described in detail with reference to FIG.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 타이어의 결함 검출 장치가 초음파신호의 도달시간을 거리로 환산하여 결함신호를 검출한 예시를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating an example in which a defect detection apparatus of a tire according to an embodiment of the present invention detects a defect signal by converting the arrival time of an ultrasonic signal into a distance.

도 3에 도시된 바와 같이, 결함위치검출부(120)에서 수행한 캘리브레이션 과정에 의해 제1센서가 송신한 초음파신호가 타이어의 저면으로부터 반사되어 제2센서로 수신되기까지 걸린 시간이 제1센서로부터 저면까지의 거리로 환산된다.3, the time taken for the ultrasound signal transmitted by the first sensor to be reflected from the bottom surface of the tire and received by the second sensor in the calibration process performed by the defect position detecting unit 120 is transmitted from the first sensor It is converted to the distance to the bottom.

그리고 환산된 거리 축 상에서 거리가 0인 지점에는 제1센서의 초기신호(Initial Pulse, 300)가 측정되고, 타이어의 두께를 의미하는 지점에는 저면신호(Back Wall Echo, 310)가 측정된다.An initial signal (initial pulse) 300 of the first sensor is measured at a distance 0 on the converted distance axis, and a back wall echo 310 is measured at a point of the thickness of the tire.

결함신호(Flaw Echo, 320, 330)는 제1센서와 타이어의 저면 사이에서 발생하는 결함으로부터 반사되는 신호이기 때문에 결함위치검출부(120)는 초기신호(300)와 저면신호(310)의 사이에서 나타나는 결함신호(320, 330)를 검출하고, 검출된 결함신호(320, 330)를 통해 결함의 종류를 판단한다.Since the defect signals (Flaw Echo) 320 and 330 are signals that are reflected from a defect occurring between the first sensor and the bottom surface of the tire, the defect position detecting unit 120 detects a defect between the initial signal 300 and the bottom signal 310 The defect signals 320 and 330 appearing thereon are detected, and the type of the defect is determined through the detected defect signals 320 and 330.

구체적으로 결함위치검출부(120)는 검출된 결함신호(320, 330)와 저면신호(310) 사이의 거리가 타이어 트레드의 두께보다 작은 값을 가지면 이 결함신호(320, 330)를 타이어 표면의 마모 정도를 나타내는 외부 결함으로부터 반사된 신호로 판단한다. 그리고, 결함위치검출부(120)는 결함신호(320, 330)와 저면신호(310) 사이의 거리와 타이어의 두께를 비교한다.Specifically, if the distance between the detected defect signals 320 and 330 and the bottom signal 310 is less than the thickness of the tire tread, the defect position detecting unit 120 detects the defect signals 320 and 330 as wear on the tire surface Is judged as a signal reflected from an external defect indicating the degree of the defect. Then, the defect position detecting unit 120 compares the distance between the defect signals 320 and 330 and the bottom signal 310 with the thickness of the tire.

만약, 결함신호(320, 330)와 저면신호(310) 사이의 거리가 타이어 트레드의 두께보다 큰 값을 가지면 이 결함신호(320, 330)를 타이어 내부에 생긴 크랙(Crack)으로부터 반사된 신호로 판단한다.If the distance between the defect signals 320 and 330 and the bottom signal 310 is greater than the thickness of the tire tread, the defect signals 320 and 330 may be reflected by a crack .

검출된 결함신호(320, 330)의 수신세기가 기설정된 임계치를 초과하면 결함위치검출부(120)는 전술한 방식으로 측정된 제1센서로부터 결함까지의 거리를 이용하여 타이어의 제1검사영역에서의 결함의 위치를 저장한다.When the reception intensity of the detected defect signals 320 and 330 exceeds a predetermined threshold value, the defect position detecting unit 120 detects the defect in the first inspection region of the tire using the distance from the first sensor to the defect measured in the above- And stores the position of the defect of the defect.

동일한 방식으로 결함위치검출부(120)는 제2검사영역, 제3검사영역 및 제4검사영역에서 검출된 결함의 위치를 저장한다.In the same manner, the defect position detecting unit 120 stores the positions of defects detected in the second inspection region, the third inspection region, and the fourth inspection region.

결함경보출력부(130)는 결함위치검출부(120)로부터 검출된 결함의 위치와 동일한 위치를 검출한 횟수가 기설정된 횟수(예컨대, 150회)를 초과하면 초음파센서(110)로부터 결함까지의 거리에 따라 다르게 설정된 경보신호를 출력한다.The defect alarm output unit 130 outputs the distance from the ultrasonic sensor 110 to the defect when the number of times of detecting the same position as the position of the defect detected from the defect position detecting unit 120 exceeds a preset number of times (for example, 150 times) And outputs an alarm signal set differently according to the alarm signal.

구체적으로 결함경보출력부(130)는 검출된 결함과 제1센서 사이의 거리가 타이어 두께의 절반 미만이면 타이어의 교체를 명령하는 경보신호를 출력하고, 검출된 결함과 제1센서 사이의 거리가 타이어 두께의 절반 이상이면 주행 위험을 알리는 경보신호를 출력한다.Specifically, the defect alarm output unit 130 outputs an alarm signal for instructing replacement of the tire when the distance between the detected defect and the first sensor is less than half of the thickness of the tire, and the distance between the detected defect and the first sensor is If the tire is more than half of the thickness of the tire, an alarm signal indicating the risk of running is output.

예컨대 결함경보출력부(130)는 차량의 네트워크 통신을 이용하여 차량에 장착된 AVM(Around View Monitoring, 20)시스템을 통해 타이어의 각 상태를 디스플레이하거나, 클러스터(10)를 이용해 타이어 교체 또는 고장을 알리는 경보신호를 출력하여 잠재적인 위험으로부터 운전자를 보호한다.For example, the defect alarm output unit 130 may display each state of the tire through an AVM (Around View Monitoring) system installed in the vehicle using the network communication of the vehicle, or may use the cluster 10 to replace or fail the tire Ali outputs an alarm signal to protect the driver from potential hazards.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 사각탐상법을 이용한 타이어의 결함 검출 방법의 과정을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of detecting a defect in a tire using a square test method according to an embodiment of the present invention.

타이어의 교체 등에 의한 초기화모드를 판단하고(S400), 초기화모드 신호가 입력되면 전술한 방식을 이용하여 타이어의 두께, 휠에 장착된 센서와 타이어의 저면 사이의 거리 등을 측정하는 캘리브레이션 과정을 수행한다(S410).(S400). When the initialization mode signal is input, a calibration process is performed to measure the thickness of the tire, the distance between the sensor mounted on the wheel and the bottom surface of the tire, and the like using the above-described method (S410).

여기서 캘리브레이션 과정은 초음파센서로부터 송신된 초음파신호가 타이어의 저면으로부터 반사되어 다른 초음파센서로 수신되기까지 걸린 시간을 타이어의 저면까지의 거리로 환산하는 과정으로써, 후에 환산된 거리 축을 이용하여 결함으로부터 반사되는 신호를 검출한다.The calibration process is a process of converting the time taken for the ultrasonic signal transmitted from the ultrasonic sensor to be reflected from the bottom of the tire to be received by the other ultrasonic sensor to the distance to the bottom of the tire, As shown in Fig.

초기화모드 신호가 입력되지 않거나, 캘리브레이션 과정이 끝나면 차량의 ECU로부터 차속 정보를 획득하고, 안정적인 주행상태에서의 타이어 결함을 검출하기 위하여 획득한 차속의 임계속도 초과여부를 판단한다(S420).When the initialization mode signal is not inputted or the calibration process is completed, the vehicle speed information is obtained from the ECU of the vehicle, and it is determined whether the obtained vehicle speed exceeds the critical speed in order to detect a tire defect in a stable running state (S420).

안정적인 주행상태에서의 타이어 결함을 검출함으로써 타이어의 결함을 검출하는데 이용되는 초음파신호 값의 오차발생률을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.There is an advantage that it is possible to reduce the error occurrence rate of the ultrasonic signal value used for detecting defects in the tire by detecting the tire defects in the stable running state.

차속이 임계속도를 초과하면 차량 휠에 복수 개 장착된 초음파센서가 타이어의 내측면으로 임의의 경사를 가진 초음파신호를 조사한다(S430).When the vehicle speed exceeds the critical speed, a plurality of ultrasonic sensors mounted on the vehicle wheel irradiate an ultrasonic signal having an arbitrary inclination to the inner surface of the tire (S430).

본 발명의 일실시예에 따른 초음파센서는 송신모듈과 수신모듈이 일체형으로 구성되며, 일정한 간격을 두고 차량 휠에 장착되어 하나의 초음파센서의 송신모듈이 송신한 초음파신호를 다음 초음파센서의 수신모듈이 수신하는 형태로 구성된다.The ultrasonic sensor according to an embodiment of the present invention includes a transmitting module and a receiving module that are integrated with each other. The ultrasonic sensor is mounted on a vehicle wheel at a predetermined interval, and transmits the ultrasonic signal transmitted by the transmitting module of one ultrasonic sensor to a receiving module As shown in FIG.

조사된 초음파신호는 타이어의 내부를 통과하여 타이어의 결함으로부터 반사되며(S440), 수신된 초음파신호의 세기의 임계치 초과 여부를 판단한다(S450).The irradiated ultrasonic signal passes through the inside of the tire and is reflected from a defect of the tire (S440), and it is determined whether the intensity of the received ultrasonic signal exceeds a threshold value (S450).

수신된 초음파신호의 세기가 임계치를 초과하면 초음파신호가 수신되기까지 걸린 시간을 이용하여 타이어 내 결함의 위치를 검출하고, 검출된 위치를 저장한다(S460).If the intensity of the received ultrasonic signal exceeds the threshold value, the position of the defect in the tire is detected using the time taken until the ultrasonic signal is received, and the detected position is stored (S460).

검출된 결함의 위치와 동일한 위치를 검출한 횟수가 기설정된 횟수(예컨대, 150회)를 초과하면(S470), 초음파센서로부터 결함까지의 거리에 따라 다르게 설정된 경보신호를 출력한다.If the number of times of detecting the position of the detected defect exceeds the preset number of times (for example, 150 times) (S470), an alarm signal differently set according to the distance from the ultrasonic sensor to the defect is outputted.

구체적으로는 검출된 결함과 초음파센서 사이의 거리를 비교하고(S480), 검출된 결함과 초음파센서 사이의 거리가 타이어 두께의 절반 미만이면 타이어의 교체를 명령하는 경보신호를 출력한다(S490).More specifically, the distance between the detected defect and the ultrasonic sensor is compared (S480). If the distance between the detected defect and the ultrasonic sensor is less than half of the thickness of the tire, an alarm signal is issued to command replacement of the tire (S490).

또는 검출된 결함과 초음파센서 사이의 거리가 타이어 두께의 절반 이상이면 주행 위험을 알리는 경보신호를 출력한다(S491).Or if the distance between the detected defect and the ultrasonic sensor is half or more of the thickness of the tire, an alarm signal indicating the risk of running is output (S491).

본 발명은 차량 휠에 장착된 초음파센서를 이용하여 타이어의 결함을 검출하고, 검출된 결함과 타이어의 두께를 비교함으로써 타이어 표면의 마모뿐 아니라 타이어 내부의 찢김까지 검출할 수 있는 이점을 제공한다. 또한, 비교 결과에 따라 따른 경보신호를 출력하여 운전자를 잠재적인 위험으로부터 보호할 수 있는 이점을 제공한다.The present invention provides an advantage of detecting a defect in a tire by using an ultrasonic sensor mounted on a vehicle wheel, and comparing the thickness of the tire with the detected defect, thereby detecting not only the wear of the tire surface but also the tear inside the tire. In addition, it provides an advantage of outputting an alarm signal according to the comparison result, thereby protecting the driver from potential danger.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments of the present invention are not intended to limit the scope of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these embodiments. It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents, which fall within the scope of the present invention as claimed.

100: 타이어의 결함 검출 장치 100: Defect detection device of tire

Claims (13)

차량 휠에 부착되어 타이어의 내측면에 대해 임의의 경사 각도로 초음파신호를 송신하는 제1센서와, 상기 제1센서로부터 일정한 거리를 두고 상기 차량 휠에 부착되어 상기 타이어의 내부 결함에 의해 반사되어 돌아오는 상기 초음파신호의 반사신호를 수신하는 제2센서를 포함하는 초음파센서; 및
상기 반사신호를 수신하기까지 걸린 시간을 이용하여 상기 제1센서로부터 상기 내부 결함까지의 거리를 계산하고, 상기 거리에 따른 상기 내부 결함의 위치를 검출하는 결함위치검출부
를 포함하는 타이어의 결함 검출 장치.
A first sensor attached to a vehicle wheel to transmit an ultrasonic signal at an arbitrary inclination angle with respect to an inner surface of the tire; a second sensor attached to the vehicle wheel at a predetermined distance from the first sensor and reflected by the inner defect of the tire An ultrasonic sensor including a second sensor for receiving a reflection signal of the returning ultrasonic signal; And
Calculating a distance from the first sensor to the internal defect using the time taken until the reflection signal is received, and detecting a position of the internal defect according to the distance,
And a defect detection unit for detecting a defect in the tire.
제1항에 있어서, 상기 결함위치검출부는
상기 내측면의 반대편인 저면(Back Wall)으로부터 반사되는 저면신호를 수신하기까지 걸린 시간을 상기 제1센서로부터 상기 저면까지의 거리로 환산하고, 상기 환산된 거리 축 상에 나타나는 상기 반사신호로부터 상기 내부 결함의 위치를 검출하는 것
인 타이어의 결함 검출 장치.
The apparatus as claimed in claim 1, wherein the defect position detecting unit
A distance from the first sensor to the bottom surface is calculated as a time taken to receive a bottom signal reflected from a back wall opposite to the inner side, Detecting the location of internal defects
An apparatus for defect detection of an internal tire.
제2항에 있어서, 상기 결함위치검출부는
상기 거리 축 상에서 상기 저면신호의 위치에 근접한 상기 반사신호를 상기 타이어 표면의 마모 정도를 나타내는 외부 결함으로 판단하고, 상기 거리 축 상에 나타나는 상기 반사신호로부터 상기 외부 결함의 위치를 더 검출하는 것
인 타이어의 결함 검출 장치.
3. The apparatus of claim 2, wherein the defect position detector
Determining that the reflection signal in proximity to the position of the bottom signal on the distance axis is an external defect indicating the degree of wear of the tire surface and further detecting a position of the external defect from the reflection signal appearing on the distance axis
An apparatus for defect detection of an internal tire.
제1항에 있어서, 상기 제1센서 및 제2센서 각각은
상기 초음파신호를 송신하는 송신모듈과 상기 반사신호를 수신하는 수신 모듈이 일체형으로 구현된 것
인 타이어의 결함 검출 장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein each of the first and second sensors
A transmitting module for transmitting the ultrasonic signal and a receiving module for receiving the reflected signal are integrated
An apparatus for defect detection of an internal tire.
제4항에 있어서,
상기 제2센서로부터 송신되는 초음파신호의 반사신호를 수신하는 제3센서; 및 상기 제3센서로부터 송신되는 초음파신호의 반사신호를 수신하는 제4센서를 더 포함하고,
상기 타이어의 둘레는
상게 제1센서 및 제2센서에 의해 커버되는 제1검사영역;
상기 제2센서 및 제3센서에 의해 커버되는 제2검사영역;
상기 제3센서 및 제4센서에 의해 커버되는 제3검사영역; 및
상기 제4센서 및 제1센서에 의해 커버되는 제4검사영역으로 구분되는 것
인 타이어의 결함 검출 장치.
5. The method of claim 4,
A third sensor for receiving a reflection signal of an ultrasonic signal transmitted from the second sensor; And a fourth sensor for receiving a reflection signal of an ultrasonic signal transmitted from the third sensor,
The circumference of the tire
A first inspection area covered by the first sensor and the second sensor;
A second inspection area covered by the second sensor and the third sensor;
A third inspection area covered by the third sensor and the fourth sensor; And
And a fourth inspection area covered by the fourth sensor and the first sensor
An apparatus for defect detection of an internal tire.
제1항에 있어서,
상기 내부 결함의 위치에 따라 다르게 설정된 경보신호를 출력하는 경보신호출력부
를 더 포함하는 타이어의 결함 검출 장치.
The method according to claim 1,
An alarm signal output unit for outputting an alarm signal differently set according to the position of the internal defect,
Further comprising: a defect detection unit for detecting a defect of the tire.
제6항에 있어서, 상기 경보신호출력부는
상기 결함위치검출부로부터 검출된 상기 내부 결함의 위치와 동일한 위치를 검출한 횟수가 기설정된 횟수를 초과하면 상기 경보신호를 출력하는 것
인 타이어의 결함 검출 장치.
7. The apparatus of claim 6, wherein the alarm signal output unit
And outputting the alarm signal when the number of times of detecting the same position as the position of the internal defect detected by the defect position detecting unit exceeds a predetermined number
An apparatus for defect detection of an internal tire.
제6항에 있어서, 상기 경보신호출력부는
상기 검출된 내부 결함과 상기 제1센서 사이의 거리가 상기 타이어 두께의 절반 미만이면 상기 타이어의 교체를 명령하는 상기 경보신호를 출력하고,
상기 검출된 내부 결함과 상기 제1센서 사이의 거리가 상기 타이어 두께의 절반 이상이면 주행 위험을 알리는 상기 경보신호를 출력하는 것
인 타이어의 결함 검출 장치.
7. The apparatus of claim 6, wherein the alarm signal output unit
And outputting the alarm signal instructing replacement of the tire if the distance between the detected internal defect and the first sensor is less than half of the thickness of the tire,
And outputting the alarm signal indicating the risk of running if the distance between the detected internal defect and the first sensor is half or more of the thickness of the tire
An apparatus for defect detection of an internal tire.
차량 휠에 부착된 제1센서가 타이어의 내측면에 대해 임의의 경사 각도로 초음파신호를 조사하는 단계;
상기 제1센서로부터 일정한 간격을 두고 상기 차량 휠에 부착된 제2센서가 상기 타이어의 결함에 의해 반사되는 상기 초음파신호의 반사신호를 수신하는 단계;
상기 반사신호를 수신하기까지 걸린 시간을 이용하여 상기 제1센서로부터 상기 결함까지의 거리를 계산하는 단계;
상기 거리를 이용하여 상기 타이어 내 상기 결함의 위치를 검출하는 단계; 및
상기 위치에 따라 서로 다른 종류의 경보신호를 출력하는 단계
를 포함하는 타이어의 결함 검출 방법.
The first sensor attached to the vehicle wheel irradiating the ultrasonic signal at an arbitrary inclination angle with respect to the inner surface of the tire;
Receiving a reflection signal of the ultrasonic signal reflected from a defect of the tire by a second sensor attached to the vehicle wheel at regular intervals from the first sensor;
Calculating a distance from the first sensor to the defect using a time taken until the reflection signal is received;
Detecting a position of the defect in the tire using the distance; And
And outputting different types of alarm signals according to the position
And detecting a defect of the tire.
제9항에 있어서, 상기 경보신호를 출력하는 단계는
상기 거리와 상기 타이어의 두께를 비교하는 단계;
상기 거리가 상기 타이어 두께의 절반 미만인 경우 상기 타이어의 교체를 알리는 상기 경보신호를 출력하는 단계; 및
상기 거리가 상기 타이어 두께의 절반 이상인 경우 주행 위험을 알리는 상기 경보신호를 출력하는 단계를 포함하는 것
인 타이어의 결함 검출 방법.
10. The method of claim 9, wherein outputting the alert signal comprises:
Comparing the distance and the thickness of the tire;
Outputting the alarm signal indicating the replacement of the tire when the distance is less than half of the thickness of the tire; And
And outputting the alarm signal indicating the risk of running when the distance is more than half of the thickness of the tire
A method for detecting defects in an internal tire.
제9항에 있어서
상기 내측면의 반대편인 저면으로부터 반사되는 저면신호를 수신하기까지 걸린 시간을 상기 제1센서로부터 상기 저면까지의 거리로 환산하는 캘리브레이션(Calibration)단계를 더 포함하는 것
인 타이어의 결함 검출 방법.
The method of claim 9, wherein
And a step of calibrating the time taken to receive the bottom signal reflected from the bottom surface opposite to the inner side to a distance from the first sensor to the bottom surface
A method for detecting defects in an internal tire.
제11항에 있어서, 상기 결함까지의 거리를 계산하는 단계는
상기 환산한 거리 축 상에 나타나는 상기 반사신호를 상기 결함으로부터 반사된 신호로 판단하는 단계; 및
상기 결함과 상기 제1센서 사이의 거리를 계산하는 단계를 포함하는 것
인 타이어의 결함 검출 방법.
12. The method of claim 11, wherein calculating the distance to the defect
Determining the reflected signal appearing on the converted distance axis as a signal reflected from the defect; And
And calculating a distance between the defect and the first sensor
A method for detecting defects in an internal tire.
제11항에 있어서, 상기 결함까지의 거리를 계산하는 단계는
상기 환산한 거리 축 상에서 상기 저면신호의 위치에 근접한 상기 반사신호를 상기 타이어 표면의 결함으로 판단하는 단계; 및
상기 타이어 표면의 결함과 상기 제1센서 사이의 거리를 계산하는 단계를 포함하는 것
인 타이어의 결함 검출 방법.12. The method of claim 11, wherein calculating the distance to the defect
Determining the reflection signal near the position of the bottom signal on the converted distance axis as a defect on the surface of the tire; And
And calculating a distance between the defect of the tire surface and the first sensor
A method for detecting defects in an internal tire.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102104724B1 (en) * 2018-10-25 2020-04-24 백웅재 Automobile tire wear detection system
KR20200042623A (en) 2018-10-16 2020-04-24 주식회사 성안테크 Tire tread defect detection device

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