KR20220077004A - 스마트폰 센서 기반 엔진상태 측정방법 및 시스템 - Google Patents

스마트폰 센서 기반 엔진상태 측정방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 엔진의 상태를 측정하기 위한 것으로, 자동차 구매를 위해 또는 보유차량의 점검에 있어서 엔진상태를 확인하기 위하여 현재 엔진의 상태 정보를 손쉽게 확인할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 진동센서 또는 3축 가속도센서를 포함하는 사용자의 단말기 또는 스마트폰을 이용하여 엔진의 진동정도를 측정하게 되고, 측정된 진동정도에 따라 엔진의 현재 상태를 사용자에게 제공한다.

Description

스마트폰 센서 기반 엔진상태 측정방법 및 시스템 {Smartphone Sensor-Based Methods and Systems for Measuring Engine Condition}
본 발명은 자동차 엔진의 상태를 측정하기 위한 것으로, 자동차 구매를 위해 또는 보유차량의 점검에 있어서 엔진상태를 확인하기 위하여 현재 엔진의 상태 정보를 손쉽게 확인할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 자동차 엔진의 상태를 측정하기 위한 것으로, 자동차 구매를 위해 또는 보유차량의 점검에 있어서 엔진상태를 확인하기 위하여 현재 엔진의 상태 정보를 손쉽게 확인할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.
기존의 경우, 사용자가 소유한 자동차의 엔진상태를 알기 위하여 전문적인 자동차 정비업체에 맡기는 것으로, 자동차의 엔진상태를 측정하였으며, 정비업체 또한, 내부 정밀검사를 하지 않을 경우, 개략적인 감을 통하여 소리, 진동 등을 듣고 엔진의 상태를 측정하여 객관적 사실보다는 주관적 경향에 의존하는 문제점이 있다.
최근의 경우, 센서 및 컴퓨터의 발달으로 자동차의 엔진상태를 측정하기 위하여 다양한 제품군이 나와있으며, 사용자는 이를 사용하여 소유한 자동차의 엔진상태를 측정할 수 있었다. 하지만, 상기의 제품군은 고가이며, 일반 사용자가 쉽게 접근하지 못하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1864860호 대한민국 등록특허 제 10-2041390호
본 발명은 전술한 문제 중 센서 및 컴퓨터의 발달으로 엔진상태를 측정하기 위한 다양한 제품군에 대하여 고가이며, 일반 사용자가 쉽게 접근할 수 없는 점을 개선하여 일반적인 사용자가 보유한 스마트폰 내의 진동센서, 3축 가속도센서 중 하나 이상을 이용하여 사용자에게 엔진상태의 정보를 제공하고자 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 아니하며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 스마트폰 센서에 기반한 엔진상태 측정방법에 있어서, 진단의 대상이 되는 자동차의 정보를 스마트폰에 입력하는 입력단계, 상기 자동차의 종류를 서버에 전송하는 전송단계, 상기 전송된 데이터에 따라 기 설정된 데이터를 서버로부터 받아오는 수신단계, 상기 자동차 엔진의 진동을 감지하는 진동 감지단계, 상기 진동 감지단계로부터 측정된 데이터를 토대로 기준 축을 설정하는 기준축 설정단계(S150), 상기 기준축 설정단계(S150)에서 설정된 기준축의 진동을 측정하는 진동 측정단계, 상기 기 설정된 데이터와 상기 진동 측정단계의 측정된 데이터를 비교하는 비교단계(S190), 상기 비교단계(S190)에서 비교된 데이터를 기초로 엔진의 정상여부를 판단하는 판단단계 및 상기 판단단계의 결과에 따라 엔진의 상태를 출력하는 출력단계를 포함하는 스마트폰 센서기반 엔진상태 측정방법의 제공을 고려할 수 있다.
여기서, 상기 스마트폰 센서는, 진동센서, 3축 가속도센서 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하도록 제공할 수 있다.
여기서, 상기 기준축 설정단계(S150)는 상기 측정된 기준축의 데이터가 상기 서버에 기 설정된 기준값에 미달될 경우, 재시작 안내를 요청하는 재시작단계를 포함하는 스마트폰 센서기반 엔진상태 측정방법의 제공을 고려할 수 있다.
또한, 상기 재시작단계는 상기 스마트폰에 사용자가 압력을 가하도록 요청하되, 상기 스마트폰은 압력센서를 포함하고, 사용자로부터 측정되는 압력에 따라, 사용자에게 강도의 정도를 안내할 수 있는 보정단계를 포함하는 스마트폰 센서기반 엔진상태 측정방법의 제공을 고려할 수 있다.
또한, 전술한 과제 해결을 위하여, 상기 기 설정된 데이터는 같은 종류의 자동차라 연식, 주행거리에 따른 엔진의 진폭, 가속도 데이터가 다르게 입력되는 것을 특징으로 하는 스마트폰 센서기반 엔진상태 측정방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 출력단계에서 출력된 데이터를 상기 서버로 전송하는 전송단계를 포함하는 스마트폰 센서기반 엔진상태 측정방법의 제공이 고려될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 센서 및 컴퓨터의 발달으로 자동차의 엔진상태를 측정하기 위하여 다양한 제품군이 나와있으며, 사용자는 이를 사용하여 소유한 자동차의 엔진상태를 측정할 수 있었다. 하지만, 상기의 제품군은 고가이며, 일반 사용자가 쉽게 접근하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 센서 및 컴퓨터의 발달으로 엔진상태를 측정하기 위한 제품군을 일반 사용자가 쉽게 접근할 수 없는 점을 개선하여 일반적인 사용자가 보유한 스마트폰 내의 진동센서, 3축 가속도센서 중 하나 이상을 이용하여 사용자에게 엔진상태의 정보를 제공하고자 한다.
도 1은 스마트폰 센서기반 엔진상태 측정방법의 단계도이다.
도 2는 도 1의 보정단계의 세부 단계도이다.
도 3 내지 도 5는 도 1의 비교단계의 세부 단계도이다.
도 6은 도 1의 평가단계의 세부 단계도이다.
도 7은 스마트폰 센서기반 엔진상태 측정방법의 실시 예이다.
도 8은 자동차 엔진 크랭크의 진동축의 설명도이다.
도9는 스마트폰 센서기반 엔진상태 측정방법을 실시할 경우, 사용자에게 제공되는 인터페이스의 실시 예이다.
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 스마트폰 센서기반 엔진상태 측정방법의 단계도이다. 도1을 참조하면, 사용자가 측정하고자 하는 자동차에 대한 정보를 입력하는 차량정보입력단계(S110), 상기 입력단계에서 입력된 정보를 서버에 전송하는 차량정보전송단계(S120), 상기 서버에 전송된 전송 데이터를 기반으로 사용자의 자동차에 대응하는 정보를 서버로부터 수신하는 측정기준 파라미터 수신단계(S130), 상기 수신단계에서 수신된 정보를 기초로 사용자의 자동차 엔진의 진동을 감지하는 진동감지단계(S140), 상기 진동감지단계(S140)의 데이터에 따라, 기준축을 설정하는 기준축 설정단계(S150), 상기 기준축 설정단계(S150)에서 설정된 기준축의 진동을 측정하는 진동측정단계(S180), 상기 진동측정단계(S180)에서 측정된 데이터를 상기 수신단계에서 수신된 사용자의 자동차에 대응하는 엔진 진동가속도, 엔진 측정 파라미터 데이터와 비교하는 비교단계(S190)(S190), 상기 비교된 데이터를 기초로 측정된 자동차 엔진의 현 상태를 판단하는 판단단계(S200), 상기 판단단계(S200)의 결과에 따라 엔진의 상태를 출력하는 출력단계(S210)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기준축 설정단계(S150)는 상기 진동감지단계에서 감지되는 진동값을 기초로 설정되되, 측정 시 최대진동값을 가지는 축을 측정 기준축으로 설정하는 것을 특징으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 진동감지단계에서 감지되는 최대진동값이 측정기준값을 초과하지 않을 경우, 재시작단계(S160)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 재시작단계(S160)는 스마트폰이 엔진위에 놓여있지 않거나, 혹은 가해지는 압력이 적은 것으로 정의하고, 사용자에게 측정의 재시작을 안내할 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 재시작 단계(S160)를 통한 재 측정시, 사용자에게 일정수준의 압력을 가하도록 요청하는 보정단계(S170)를 포함하되, 상기 보정단계에서 요청하는 압력은 상기 스마트폰 내의 압력센서를 통하여 사용자에게 압력의 강도의 정도를 안내할 수 있는 보정단계(S170)를 포함하여 구성될 수 있다.
다만, 압력센서가 구비되지 않은 스마트폰에서의 보정을 위해서 상기 보정단계(S160)는 스마트폰의 화면 내 특정 지점에 압력을 가하도록 요청화면을 출력하는 요청화면 출력단계(S162), 상기 요청화면의 특정 지점에 사용자의 촉지 신호 인식여부를 판단하는 단계(S164)와, 스마트폰의 x,y,z축 별 진동주파수를 측정하고, 최소와 최대 진동주파수의 비값을 재시작 기준 파라미터와 비교를 통해 스마트폰 고정여부를 판단하는 단계(S166)와, 상기 최소/최대 진동주파수의 비 값이 재시작 기준 파라미터의 기준보다 크지 않을 경우 스마트폰을 엔진에 압력을 가하여 고정하도록 요청하는 화면을 출력하는 단계(S168)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 진동측정단계(S180)는 상기 기준축 설정단계(S150)에서 설정된 기준축의 진동을 측정하며, 상기 진동측정단계(S180)에서 측정된 진동값을 상기 수신단계에서 수신된 사용자의 자동차에 대응하는 파라미터 데이터와 비교하는 비교단계(S190)는 상기 측정된 진동값, 진동주파수 및 소음이 상기 수신단계에서 수신된 데이터와 비교하여 기 설정된 정상 진동범위 이내인지 비교하도록 구성될 수 있다.
보다 상세하게, 상기 비교단계(S190)는 진동가속도 파라미터와 측정된 진동가속도 비교단계(S192), 진동주파수 파라미터와 측정 진동주파수 간 비교 단계(S194), 그리고 소음 파라미터와 측정된 소음 간 비교 단계(S196)를 포함한다.
우선, 진동가속도 파라미터와 측정 진동가속도 비교 단계(S192)에서는 상기 측정 기준 파라미터 수신단계(S130)에서 수신된 진동가속도 파라미터 값을 호출한다(S310).
그리고, 상기 진동 및 소음 측정 단계(S180)에서 스마트폰의 진동센서 또는 가속도 센서 중 어느 하나로부터 측정한 진동가속도 값을 호출한다(S320).
상기 진동가속도 파라미터 값과 상기 진동 가속도 값은 RMS값, Peak to Peak 또는 Average 값 중 어느 하나를 기준으로 할 수 있으며, 바람직하게는 RMS값을 기준으로 설정될 수 있다.
이어서, 상기에서 호출한 상한 진동가속도 파라미터 값과 측정된 진동가속도 값을 비교한다(S330). 만일, 측정된 진동 가속도 값이 상한 진동 가속도값을 초과하지 않을 경우, 정상으로 판단하고 결과를 저장한다. 반면, 측정된 진동 가속도 값이 상한 진동 파라미터 값을 초과할 경우 비정상으로 판단하고 결과를 저장한다.
또한, 상기에서 호출한 하한 진동가속도 파라미터 값과 측정된 진동가속도 값을 비교한다(S340). 만일 측정된 진동가속도 값이 하한 진동가속도를 초과할 경우, 정상으로 판단하고 결과를 저장한다. 반면, 측정된 진동가속도 값이 하한 진동 파라미터 값을 초과하지 않을 경우 비정상으로 판단하여 결과를 저장한다.
상기 상한 진동가속도 파라미터값-측정 진동 가속도 값 비교 단계(S330)와 하한 진동가속도 파라미터값-측정 진동 가속도 값 비교 단계(S340)의 결과는 엔진 상태 판단단계(S200)에서 호출하여 엔진 상태를 평가한다.
다음, 진동주파수 파라미터와 측정 진동주파수 비교 단계(S194)는 상기 측정 기준 파라미터 수신단계(S130)에서 수신된 진동주파수 파라미터 값을 호출한다(S410)
그리고, 상기 진동 및 소음 측정 단계(S180)에서 스마트폰의 진동센서 또는 가속도 센서 중 어느 하나로부터 측정한 진동주파수 값을 호출한다(S420)
상기 진동주파수 파라미터 값과 측정 진동주파수 값은 진동주파수 값 또는 주기 값 중 하나를 기준으로 할 수 있을 것이다.
이어서, 상한 진동 주파수 파라미터 값과 측정 진동 주파수 값을 비교한다 (S430). 만일 측정된 진동 주파수 값이 상한 진동주파수 파라미터 값을 초과하지 않을 경우, 정상으로 판단하고 결과를 저장한다. 반면에 만일 파라미터값을 초과할 경우 비정상으로 판단하여 결과를 저장한다.
그리고, 하한 진동 주파수 파라미터 값과 측정 진동 주파수 값을 비교한다(S440). 만일 측정된 진동 주파수 값이 하한 진동주파수 파라미터 값을 초과할 경우, 정상으로 판단하고 결과를 저장한다. 반면에 만일 파라미터값을 초과하지 않을 경우 비정상으로 판단하여 결과를 저장한다.
또한, 차량의 진동 주파수의 변위를 측정하기 위해 진동 주파수 변위 값과 진동 변위 파라미터 값을 비교한다(S450). 만일, 측정된 진동변위값이 파라미터 값을 초과할 경우 엔진의 아이들링 이상으로 판단하여 비정상으로 결과를 저장한다.
다음, 소음파라미터와 측정 소음 비교 단계(S196)는 상기 측정 기준 파라미터 수신단계(S130)에서 수신된 소음 파라미터 값을 호출한다(S510).
그리고, 상기 진동 및 소음 측정 단계(S180)에서 스마트폰의 마이크 센서로부터 측정한 소음 값을 호출한다(S520).
상기 소음 파라미터 값과 소음 값은 데시벨 값(dB)을 기준으로 할 수 있을 것이다.
이어서, 측정된 소음 값과 상한 소음 파라미터 값을 비교한다(S530). 만일 측정 소음 값이 상한 소음 파라미터 값을 초과할 경우 비정상으로 판단하고 저장한다. 반면 파라미터 값을 초과하지 않을 경우 정상으로 판단하고 저장한다.
또한, 비교된 정보를 기초로 상기 스마트폰의 디스플레이에 자동차 엔진의 현 상태를 판단하는 판단단계(S200)는 정상 진동범위 이내일 경우, 엔진이 정상으로, 정상 진동범위를 초과하거나, 미달될 경우, 엔진이 비정상으로 판단하여, 스마트폰으로 판단의 결과에 따른 엔진 상태를 출력하는 출력단계를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 판단단계(S200)는 진동가속도 파라미터와 측정된 진동가속도 비교단계(S192), 진동주파수 파라미터와 측정 진동주파수 간 비교 단계(S194), 및 소음 파라미터와 측정된 소음 간 비교 단계(S196) 각각의 비교결과에 따라 정상 여부를 판단하여 엔진을 정상으로 판단하고 평가 결과를 저장하거나(S610), 엔진을 비정상으로 판단하고 평가 결과를 저장한다(S620).
또한, 상기 출력단계(S210)에서 출력된 출력값을 상기 서버로 전송하는 서버전송단계를 포함하여 구성될 수 있다.
도7및 도8을 참조하면, 도 7은 스마트폰 센서기반 엔진상태 측정방법의 실시 예이며, 도8은 자동차 엔진 크랭크 진동축의 설명도이다.
상기 스마트폰 센서기반 엔진상태 측정방법의 기본적인 측정방법은 크랭크의 수평직각축의 운동(y)이나, 사용자의 실수 또는 엔진 구조에 따라 크랭크의 수평직각축의 운동 방향이 잘못 설정 되어 있을 경우를 고려하여, 상기 진동감지단계에서 측정된 진동값을 통하여 상기 기준축 설정단계(S150)에서 기준축을 설정하여 수평방향 또는 수직방향에 개의치 않고 엔진상태를 측정할 수 있도록 구성될 수 있다.
도 9는 스마트폰 센서기반 엔진상태 측정방법을 실시할 경우, 사용자에게 제공되는 인터페이스의 실시 예이다.
상기 인터페이스는 스마트폰 뿐만 아니라, 타블릿PC와 같은 진동센서 또는 3축 가속도센서 중 하나 이상을 포함하는 모든 전자기기의 디스플레이에 출력될 수 있도록 구성될 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.

Claims (6)

  1. 스마트폰 센서에 기반한 엔진상태 측정방법에 있어서,
    진단의 대상이 되는 자동차의 정보를 스마트폰에 입력하는 입력단계;
    상기 자동차의 종류를 서버에 전송하는 전송단계;
    상기 전송된 데이터에 따라 기 설정된 데이터를 서버로부터 받아오는 수신단계;
    상기 자동차의 엔진 진동을 감지하는 진동 감지단계;
    상기 진동 감지단계로부터 측정된 데이터를 토대로 기준 축을 설정하는 기준축 설정단계(S150);
    상기 기준축 설정단계(S150)에서 설정된 기준축의 진동을 측정하는 진동 측정단계;
    상기 기 설정된 데이터와 상기 진동 측정단계의 측정된 데이터를 비교하는 비교단계(S190);
    상기 비교단계(S190)에서 비교된 데이터를 기초로 엔진의 정상여부를 판단하는 판단단계; 및
    상기 판단단계의 결과에 따라 엔진의 상태를 출력하는 출력단계;를 포함하는 스마트폰 센서기반 엔진상태 측정방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스마트폰 센서는,
    진동센서, 3축 가속도센서 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 센서기반 엔진상태 측정방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 기준축 설정단계(S150)는,
    상기 측정된 기준축의 데이터가 상기 서버에 기 설정된 기준값에 미달될 경우, 재시작 안내를 요청하는 재시작단계를 포함하는 스마트폰 센서기반 엔진상태 측정방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 재시작단계는,
    상기 스마트폰에 사용자가 압력을 가하도록 요청하되,
    상기 스마트폰은 압력센서를 포함하고, 사용자로부터 측정되는 압력에 따라, 사용자에게 강도의 정도를 안내할 수 있는 보정단계를 포함하는 스마트폰 센서기반 엔진상태 측정방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 기 설정된 데이터는,
    같은 종류의 자동차라 연식, 주행거리에 따른 엔진의 진폭, 가속도 데이터가 다르게 입력되는 것을 특징으로 하는 스마트폰 센서기반 엔진상태 측정방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 출력단계에서 출력된 데이터를 상기 서버로 전송하는 서버전송단계를 포함하는 스마트폰 센서기반 엔진상태 측정방법.
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