KR20230155149A

KR20230155149A - Sensing module for tire and apparatus for tire condition monitoring including the same

Info

Publication number: KR20230155149A
Application number: KR1020220054646A
Authority: KR
Inventors: 최훈
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2022-05-03
Filing date: 2022-05-03
Publication date: 2023-11-10

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어용 센싱 모듈은 타이어 내측면에 배치되는 제1 센서를 포함하고, 상기 제1 센서와 휠 사이의 제1 거리를 측정하는 제1 센싱부, 타이어의 트레드(tread)에 형성된 그루브(groove)의 저면에 배치되는 제2 센서를 포함하고, 상기 제2 센서와 지면 사이의 제2 거리를 측정하는 제2 센싱부 및 상기 제1 센싱부와 상기 제2 센싱부가 장착되며, 타이어의 트레드와 이너라이너(inner-liner) 사이에 설치되는 본체부를 포함한다. A sensing module for a tire according to an embodiment of the present invention includes a first sensor disposed on the inner side of the tire, a first sensing unit that measures a first distance between the first sensor and the wheel, and a tread of the tire. ) includes a second sensor disposed on the bottom of the groove formed in the groove, a second sensing unit that measures a second distance between the second sensor and the ground, and the first sensing unit and the second sensing unit are mounted It includes a main body portion installed between the tread and the inner liner of the tire.

Description

Sensing module for tires and tire condition monitoring device including the same {SENSING MODULE FOR TIRE AND APPARATUS FOR TIRE CONDITION MONITORING INCLUDING THE SAME}

본 발명은 타이어의 상태를 측정하는 타이어용 센싱 모듈과 상기 타이어용 센싱 모듈을 이용하여 타이어의 상태를 확인할 수 있는 타이어 상태 모니터링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tire sensing module that measures the state of a tire and a tire state monitoring device that can check the state of the tire using the tire sensing module.

타이어는 자동차의 주행에 큰 영향을 미친다. 타이어의 공기압이 높으면 승차감이 나빠지고, 타이어의 마모가 심해진다. 반면에, 타이어의 공기압이 낮으면 타이어가 옆으로 퍼져서 타이어 사이드월(sidewall)이 손상되고, 조향성도 나빠진다. 이에, 자동차 제조사들은 자동차 마다 타이어의 적정 공기압을 표시하고 있다.Tires have a big impact on the driving of a car. If the tire pressure is high, ride comfort deteriorates and tire wear becomes worse. On the other hand, if the tire pressure is low, the tire spreads to the side, damaging the tire sidewall and worsening steering. Accordingly, automobile manufacturers are indicating the appropriate tire pressure for each vehicle.

타이어 공기압 모니터링 시스템(tire pressure monitoring system, TPMS)는 타이어 내부의 공기압을 측정하여 사용자에게 알려주는 시스템이다. 타이어 공기압 모니터링 시스템은 타이어 내부 공기압 측정을 통해 공기압이 부족하거나 과도한 경우 사용자에게 알려줌으로써, 타이어 공기압을 적정 수준으로 유지할 수 있도록 도와줄 수 있고, 타이어의 펑크로 인한 만일의 사고에 대비할 수 있도록 해 준다. A tire pressure monitoring system (TPMS) is a system that measures the air pressure inside a tire and informs the user. The tire air pressure monitoring system measures the air pressure inside the tire and notifies the user when the air pressure is insufficient or excessive, helping to maintain tire pressure at an appropriate level and preparing for accidents caused by tire punctures. .

한편, 기존의 타이어 공기압 모니터링 시스템의 압력 측정 방식은 외부의 기온 변화에 매우 민감하다. 환절기와 같이 일교차가 큰 경우에는 타이어 내부 온도 변화 및 압력 변화가 발생한다. 기온이 낮은 새벽에는 타이어 저압 경보가 발생하고, 기온이 상승하는 오후에는 타이어 공기압의 정상 회복을 반복하는 문제가 발생하고 있다. 다만, 반복적인 저압 경보는 타이어에 큰 문제가 없음에도 불구하고 사용자에게 불필요한 주의를 집중시키며, 불안감을 주고 있어 사용자의 불만이 꾸준히 발생하고 있다. 또한, 사용자는 반복적인 저압 경보를 시스템의 고장 등으로 인식하여 시스템에 대한 신뢰성을 떨어뜨리고 있다.Meanwhile, the pressure measurement method of existing tire pressure monitoring systems is very sensitive to changes in external temperature. When the daily temperature difference is large, such as during a season change, temperature and pressure changes inside the tire occur. In the early morning when the temperature is low, a tire low pressure warning is issued, and in the afternoon when the temperature rises, the tire pressure is repeatedly restored to normal. However, repeated low pressure warnings, even though there is no major problem with the tires, focus unnecessary attention on users and cause anxiety, resulting in constant user complaints. Additionally, users perceive repeated low pressure alarms as a system failure, which reduces the reliability of the system.

상기와 같은 문제점 중 적어도 일부를 해결하기 위하여, 본 발명은 일 측면으로서 외부 기온 변화에도 안정적으로 타이어의 공기압을 모니터링 할 수 있는 타이어용 센싱 모듈 및 이를 포함하는 타이어 상태 모니터링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve at least some of the above problems, the purpose of the present invention is to provide a tire sensing module that can stably monitor tire air pressure even when external temperature changes and a tire condition monitoring device including the same. do.

또한, 본 발명의 다른 측면으로서 타이어의 공기압뿐만 아니라 마모 상태를 모니터링 할 수 있는 타이어용 센싱 모듈 및 이를 포함하는 타이어 상태 모니터링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, as another aspect of the present invention, an object of the present invention is to provide a tire sensing module capable of monitoring not only the air pressure of the tire but also the wear state of the tire, and a tire condition monitoring device including the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어용 센싱 모듈은 타이어 내측면에 배치되는 제1 센서를 포함하고, 상기 제1 센서와 휠 사이의 제1 거리를 측정하는 제1 센싱부, 타이어의 트레드(tread)에 형성된 그루브(groove)의 저면에 배치되는 제2 센서를 포함하고, 상기 제2 센서와 지면 사이의 제2 거리를 측정하는 제2 센싱부 및 상기 제1 센싱부와 상기 제2 센싱부가 장착되며, 타이어의 트레드와 이너라이너(inner-liner) 사이에 설치되는 본체부를 포함한다. A sensing module for a tire according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a first sensor disposed on the inner side of the tire, and a first sensing unit that measures a first distance between the first sensor and the wheel. , a second sensor disposed on the bottom of a groove formed in the tread of a tire, a second sensing unit that measures a second distance between the second sensor and the ground, and the first sensing unit; The second sensing unit is mounted and includes a main body unit installed between the tread and inner-liner of the tire.

상기 본체부는, 상기 본체부의 외면에 돌출되어 형성된 적어도 하나의 보강지지부를 포함할 수 있다. The main body portion may include at least one reinforcing support portion protruding from an outer surface of the main body portion.

상기 제1 거리 및 제2 거리에 대한 정보를 모니터링부로 전송하는 송신부를 더 포함할 수 있다.It may further include a transmitting unit that transmits information about the first distance and the second distance to the monitoring unit.

상기 송신부는, 상기 제1 거리 및 제2 거리에 대한 정보와 함께, 상기 타이어의 위치를 확인할 수 있는 ID(identification)를 전송할 수 있다. The transmitter may transmit an ID (identification) that can confirm the location of the tire, along with information about the first distance and the second distance.

타이어 내부의 공기압을 계측하는 공기압 센싱부를 더 포함할 수 있다.It may further include an air pressure sensing unit that measures the air pressure inside the tire.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이어 내측면에 배치되는 제1 센서를 포함하고, 상기 제1 센서와 휠 사이의 제1 거리를 측정하는 제1 센싱부를 포함하는 타이어용 센싱 모듈 및 상기 타이어용 센싱 모듈로부터 제1 거리 정보를 수신하고, 상기 제1 거리 정보를 토대로 타이어 공기압의 저압 여부를 판단하는 모니터링부를 포함한다. Sensing for tires including a first sensor disposed on the inner side of a tire according to another embodiment of the present invention to achieve the above object, and including a first sensing unit that measures a first distance between the first sensor and the wheel. It includes a monitoring unit that receives first distance information from the module and the tire sensing module, and determines whether the tire pressure is low based on the first distance information.

상기 모니터링부는, 제1 거리가 임계 값 이하로 소정의 시간 이상 지속되는 경우, 타이어 상태를 저압 상태로 판단할 수 있다. The monitoring unit may determine that the tire is in a low pressure state when the first distance remains below the threshold for a predetermined period of time or more.

상기 타이어용 센싱 모듈은, 타이어의 트레드(tread)에 형성된 그루브(groove)의 저면에 배치되는 제2 센서를 포함하고, 상기 제2 센서와 지면 사이의 제2 거리를 측정하는 제2 센싱부를 포함하고, 상기 모니터링부는, 상기 제2 거리를 토대로 타이어 마모 상태를 판단할 수 있다.The sensing module for the tire includes a second sensor disposed on the bottom of a groove formed in the tread of the tire, and includes a second sensing unit that measures a second distance between the second sensor and the ground. And, the monitoring unit may determine the tire wear state based on the second distance.

상기 모니터링부는, 상기 제2 센서가 지면과 근접하는 구간에서 측정된 제2 거리가 임계 값 이하로 소정의 시간 이상 지속되는 경우, 타이어의 마모 상태가 위험한 상태로 판단할 수 있다. If the second distance measured in the section where the second sensor is close to the ground remains below a threshold value for a predetermined period of time or more, the monitoring unit may determine that the wear state of the tire is in a dangerous state.

상기 타이어용 센싱 모듈은 복수의 타이어에 설치되고, 적어도 일부의 타이어에 설치된 타이어용 센싱 모듈은 타이어의 공기압을 계측할 수 있는 공기압 센싱부를 더 포함하고, 상기 모니터링부는, 상기 공기압 센싱부로부터 측정된 압력을 기초로 타이어의 압력을 환산할 수 있다. The tire sensing module is installed on a plurality of tires, and the tire sensing module installed on at least some tires further includes an air pressure sensing unit capable of measuring the air pressure of the tire, and the monitoring unit measures the air pressure measured from the air pressure sensing unit. You can convert tire pressure based on pressure.

사용자에게 저압 상태이거나 마모 수준이 위험한 타이어에 대한 메시지를 안내하는 표시부를 더 포함할 수 있다. It may further include a display unit that informs the user of a message about tires that are in a low pressure state or have a dangerous level of wear.

상기 타이어용 센싱 모듈은, 상기 제1 거리 및 제2 거리에 대한 정보와 함께 ID(identification)를 전송하고, 상기 표시부는, 상기 메시지와 함께 해당 타이어의 위치를 함께 안내할 수 있다. The tire sensing module transmits an ID (identification) along with information about the first and second distances, and the display unit can guide the location of the tire along with the message.

상기 모니터링부는, 제2 센싱부에서 송출된 신호와 지면에 반사되어 수신된 신호의 차이를 확인하여 도로의 상태를 판단할 수 있다.The monitoring unit may determine the condition of the road by checking the difference between a signal transmitted from the second sensing unit and a signal received after being reflected on the ground.

본 발명의 실시예에 의하면, 타이어용 센싱 모듈 및 이를 포함하는 타이어 상태 모니터링 장치는 외부의 기온 변화에도 안정적으로 타이어의 공기압을 모니터링 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a tire sensing module and a tire condition monitoring device including the same can stably monitor tire air pressure even when external temperature changes.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 타이어용 센싱 모듈 및 이를 포함하는 타이어 상태 모니터링 장치는 타이어의 공기압 뿐만 아니라 마모 상태도 모니터링 할 수 있다.Additionally, according to an embodiment of the present invention, a tire sensing module and a tire condition monitoring device including the same can monitor not only the air pressure of the tire but also the wear condition of the tire.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 타이어용 센싱 모듈 및 이를 포함하는 타이어 상태 모니터링 장치는 종래 기술에 의한 타이어 압력 모니터링 시스템과 동일한 개수의 센서를 통하여, 타이어의 공기압 뿐만 아니라 타이어 마모 상태에 대한 모니터링을 수행할 수 있어 원가절감 효과가 있다.In particular, the tire sensing module and the tire condition monitoring device including the same according to an embodiment of the present invention monitor not only the air pressure of the tire but also the tire wear condition through the same number of sensors as the tire pressure monitoring system according to the prior art. This can be done, resulting in cost savings.

도 1은 타이어의 단면을 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어에 설치된 타이어용 센싱 모듈을 보여주는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어용 센싱 모듈의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어용 센싱 모듈을 도시한 것으로서, 도 4(a)는 사시도, 도 4(b)는 정면도, 도 4(c)는 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 상태 모니터링 장치를 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링부를 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 거리를 측정하여 타이어를 모니터링하는 방법을 설명하기 위한 개념도로서, 도 7(a)는 정상 상태에 대한 도면이고, 도 7(b)는 저압 상태에 대한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 거리를 측정하여 타이어 마모 상태를 모니터링하는 방법을 설명하기 위한 개념도로서, 도 8(a)는 정상 상태에 대한 도면이고, 도 8(b)는 마모가 위험한 상태에 대한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 상태를 모니터링 하는 방법을 도시한 흐름도이다.Figure 1 is a partially cut-away perspective view showing the cross section of a tire.
Figure 2 is an exemplary diagram showing a tire sensing module installed on a tire according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a sensing module for a tire according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows a sensing module for a tire according to an embodiment of the present invention, where Figure 4(a) is a perspective view, Figure 4(b) is a front view, and Figure 4(c) is a side view.
Figure 5 is a block diagram showing a tire condition monitoring device according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a block diagram showing a monitoring unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a method of monitoring a tire by measuring a first distance according to an embodiment of the present invention. FIG. 7(a) is a diagram for a normal state, and FIG. 7(b) is a diagram for a low pressure state. This is a drawing for.
FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a method for monitoring tire wear by measuring a second distance according to an embodiment of the present invention. FIG. 8(a) is a diagram for a normal state, and FIG. 8(b) is a diagram for a normal state. This is a drawing of a state where wear is dangerous.
Figure 9 is a flowchart showing a method for monitoring tire conditions according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention. The term and/or includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.

본 출원에서 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 출원에서, "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.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

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 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an idealized or excessively formal sense. No.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings.

먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어용 센싱 모듈(200)에 대해 설명한다.First, with reference to FIGS. 1 to 4 , a tire sensing module 200 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 타이어(10)의 단면을 도시한 부분 절개 사시도이다.1 is a partially cut-away perspective view showing a cross section of the tire 10.

도 1을 참조하여 타이어(10)의 단면을 간략히 살펴보면, 타이어(10)는 트레드(tread)(11), 그루브(groove)(12), 벨트(belt)(13), 숄더(shoulder)(14), 사이드월(sidewall)(15), 카카스(carcass)(16), 비드(bead)(17), 및 이너라이너(inner-liner)(18)를 포함할 수 있다.Briefly looking at the cross section of the tire 10 with reference to FIG. 1, the tire 10 has a tread (11), a groove (12), a belt (13), and a shoulder (14). ), a sidewall (15), a carcass (16), a bead (17), and an inner-liner (18).

트레드(11)는 지면과 접촉하는 부분의 두꺼운 고무층을 말하며, 내마모성, 내컷성이 좋고, 외부의 충격에도 크게 손상되지 않는다. 그루브(12)는 트레드(11)의 홈 부분으로써, 조종 안정성과 견인력, 제동성, 배수 등의 기능을 한다. 벨트(13)는 트레드(11)와 카카스(16)를 강하게 결합시켜 트레드(11)의 강성을 높여준다. 벨트(13)는 외부로부터 받은 충격을 완화하여 트레드(11)의 갈라짐 등 외상이 직접적으로 카카스(16)에 도달하는 것을 방지한다. 숄더(14)는 트레드(11) 가장자리부터 사이드월(15)의 윗부분을 일컬으며, 카카스(16)를 보호하면서 열을 발산하는 역할을 한다. 사이드월(15)은 숄더 아랫부분부터 비드(17) 사이의 고무층을 포함할 수 있고, 내부의 카카스(16)를 보호한다. 카카스(16)는 타이어(10) 내부의 코드(cord)층으로, 하중을 지지하고, 충격을 흡수한다. 카카스(16)는 내충격성, 내골격성 및 주행 중 굴신 운동에 대한 내피로성이 우수하도록 형성된다. 비드(17)는 코드의 끝부부분을 감아주어 타이어(10)를 림에 장착시키는 역할을 한다. 비드(17)는 비드 와이어와 코어 및 고무 등을 포함할 수 있다. 이너라이너(18)는 타이어(10) 내부의 튜브를 대신해 공기 밀폐성이 우수한 고무 재질로 되어 있어, 타이어(10) 내의 공기를 유지시켜 주는 역학을 한다.The tread 11 refers to a thick rubber layer in the area in contact with the ground, has good abrasion resistance and cut resistance, and is not significantly damaged by external impacts. The groove 12 is a groove portion of the tread 11 and functions such as steering stability, traction, braking performance, and drainage. The belt 13 strongly combines the tread 11 and the carcass 16 to increase the rigidity of the tread 11. The belt 13 alleviates shock received from the outside and prevents trauma, such as cracks in the tread 11, from directly reaching the carcass 16. The shoulder (14) refers to the upper part of the sidewall (15) from the edge of the tread (11), and serves to radiate heat while protecting the carcass (16). The sidewall 15 may include a rubber layer between the lower part of the shoulder and the bead 17, and protects the internal carcass 16. The carcass 16 is a cord layer inside the tire 10, supports the load, and absorbs shock. The carcass 16 is formed to have excellent impact resistance, skeletal resistance, and fatigue resistance against flexion and extension movement while driving. The bead 17 serves to attach the tire 10 to the rim by wrapping the end of the cord. The bead 17 may include a bead wire, a core, and rubber. The inner liner 18 replaces the tube inside the tire 10 and is made of a rubber material with excellent air sealing properties, thereby maintaining the air inside the tire 10.

타이어(10)는 지면과 직접적으로 접촉하여 차량의 동력과 제동력을 지면에 전달하여 출발, 가속, 감속, 정지, 주행 방향 변경 등 차량의 움직임을 제어할 수 있다. 또한, 타이어(10)는 지면으로부터 차량의 하중을 지지하고, 지면에서의 충격을 흡수하며, 승차감에 직접적인 영향을 미친다. 타이어(10)의 공기압이 부족한 경우, 연비가 저하되고 타이어(10)의 마모가 불균형 하게 이루어 진다. 또한, 공기압이 부족한 상태에서 고속 주행하게 되면, 타이어(10) 접지부의 뒷부분이 부풀어 물결처럼 주름이 접히는 스탠딩 웨이브(standing wave) 현상이 나타날 수 있다. 스탠딩 웨이브 현상이 발생하면 타이어(10) 내부에 많은 열이 발생하고, 이런 상태로 계속 주행하는 경우 타이어(10)가 파손될 수 있다. 또한, 타이어(10)의 공기압이 적정 공기압을 초과하는 경우, 승차감이 좋지 않고 타이어(10)의 마모가 고르지 않게 된다. 특히 트레드(11)의 중앙이 더 많이 마모되어, 여름철 고속 주행하는 경우, 공기의 부피가 팽창해 타이어(10)가 파열되는 사고가 발생할 수 있다. 이에, 차량의 제조사는 타이어(10)의 내구성과 연비, 승차감, 접지력, 주행 안전성 등을 고려하여 차량마다 적정 타이어 공기압을 표시하여, 사용자에게 타이어의 적정 공기압을 유지할 것을 요구하고 있다.The tires 10 are in direct contact with the ground and can transmit the vehicle's power and braking force to the ground to control vehicle movements such as starting, acceleration, deceleration, stopping, and changing driving direction. Additionally, the tire 10 supports the load of the vehicle from the ground, absorbs shock from the ground, and directly affects riding comfort. If the air pressure of the tire 10 is insufficient, fuel efficiency decreases and the wear of the tire 10 becomes unbalanced. In addition, when driving at high speed with insufficient air pressure, a standing wave phenomenon in which the rear part of the contact area of the tire 10 swells and folds like a wave may appear. When a standing wave phenomenon occurs, a lot of heat is generated inside the tire 10, and if driving continues in this state, the tire 10 may be damaged. In addition, when the air pressure of the tire 10 exceeds the appropriate air pressure, riding comfort is poor and the wear of the tire 10 becomes uneven. In particular, the center of the tread 11 is more worn, so when driving at high speeds in the summer, the air volume expands and an accident in which the tire 10 ruptures may occur. Accordingly, vehicle manufacturers display the appropriate tire air pressure for each vehicle in consideration of the durability, fuel efficiency, ride comfort, grip, and driving safety of the tires 10, and require users to maintain the appropriate tire pressure.

한편, 종래기술에 의한 타이어 공기압 모니터링 시스템은 외부 기온의 변화에 민감한 문제, 특히 일교차가 큰 날에는 외부 기온의 변화에 따라 저압 경보 및 정상 동작을 반복하게 되는 문제가 있었다. 외부 기온이 크게 변화하는 경우에 있어서, 타이어(10) 내부의 온도 변화 또는 압력 변화는 크지만, 타이어(10)의 트레드(11)(tread)와 휠 사이의 거리의 변화는 크지 않다. 본 발명의 일 실시예는 타이어 내측면과 휠 사이의 거리를 측정하여 타이어(10)의 내부압력을 모니터링 할 수 있다. Meanwhile, the tire pressure monitoring system according to the prior art was sensitive to changes in external temperature, and especially on days with large daily temperature differences, there was a problem in that low pressure warnings and normal operations were repeated depending on changes in external temperature. When the outside temperature changes significantly, the temperature change or pressure change inside the tire 10 is large, but the change in the distance between the tread 11 of the tire 10 and the wheel is not large. One embodiment of the present invention can monitor the internal pressure of the tire 10 by measuring the distance between the inner surface of the tire and the wheel.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어(10)에 설치된 타이어용 센싱 모듈(200)을 보여주는 예시도이다.Figure 2 is an exemplary diagram showing a tire sensing module 200 installed on a tire 10 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 타이어용 센싱 모듈(200)은 타이어(10)에 설치될 수 있다. 일 예로서, 타이어용 센싱 모듈(200)은 타이어(10)의 일부를 관통하는 방식으로 설치될 수 있다. 제1 센서(211)는 타이어(10)의 이너라이너(18) 방향에 위치하여, 제1 센서(211)와 휠(20) 사이의 거리(d1)를 측정할 수 있다. 또한, 제2 센서(221)는 타이어(10)의 트레드(11)에 형성되어 있는 그루브(12)의 저면에 설치되어, 제2 센서(221)와 지면 사이의 거리(d2)를 측정할 수 있다. 여기서, 제1 센서(211)와 휠(20) 사이의 거리(d1)를 제1 거리라고 하며, 제2 센서(221)와 지면 사이의 거리(d2)를 제2 거리라고 할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the tire sensing module 200 may be installed on the tire 10 . As an example, the tire sensing module 200 may be installed to penetrate a portion of the tire 10. The first sensor 211 is located in the direction of the inner liner 18 of the tire 10 and can measure the distance d1 between the first sensor 211 and the wheel 20. In addition, the second sensor 221 is installed on the bottom of the groove 12 formed in the tread 11 of the tire 10, and can measure the distance d2 between the second sensor 221 and the ground. there is. Here, the distance d1 between the first sensor 211 and the wheel 20 may be referred to as the first distance, and the distance d2 between the second sensor 221 and the ground may be referred to as the second distance.

본 발명의 일 실시예는 타이어(10)의 이너라이너(18) 방향에 위치하는 제1 센서(211)와 휠(20) 사이의 제1 거리를 통하여 타이어의 내부 압력을 모니터링할 수 있다. 온도의 변화에 따라 타이어 내부의 공기압의 변화는 크지만, 타이어 자체의 강성에 따라 타이어(10) 내측면과 휠(20) 사이의 거리의 변화는 크지 않다. 따라서, 본 발명의 일 실시예는 제1 거리를 측정할 수 있는 타이어용 센싱 모듈(200)을 활용하여, 기온이 크게 변화하는 경우에도 안정적으로 타이어(10)의 저압 경보를 수행할 수 있다.One embodiment of the present invention may monitor the internal pressure of the tire through the first distance between the wheel 20 and the first sensor 211 located in the direction of the inner liner 18 of the tire 10. Although the change in air pressure inside the tire is large according to the change in temperature, the change in the distance between the inner surface of the tire 10 and the wheel 20 is not large depending on the rigidity of the tire itself. Accordingly, an embodiment of the present invention utilizes the tire sensing module 200 capable of measuring the first distance to stably perform a low pressure warning of the tire 10 even when the temperature changes significantly.

또한, 제2 센서(221)는 타이어(10)의 외측면에 형성되어 있는 그루브(12)의 저면에 위치하여, 제2 센서(221)와 지면 사이의 제2 거리를 측정할 수 있다. 타이어(10)의 마모가 심해질수록 그루브(12)의 저면과 지면의 거리는 가까워질 수 있다. 따라서, 제2 거리를 모니터링함으로써, 타이어(10)의 마모 상태에 대한 정보를 획득할 수 있다.Additionally, the second sensor 221 is located on the bottom of the groove 12 formed on the outer surface of the tire 10, and can measure the second distance between the second sensor 221 and the ground. As wear of the tire 10 becomes more severe, the distance between the bottom of the groove 12 and the ground may become closer. Accordingly, by monitoring the second distance, information about the wear state of the tire 10 can be obtained.

다음으로, 도 2와 함께 도 3 및 도 4를 참조하여 타이어용 센싱 모듈에 대해 보다 상세히 설명한다. Next, the sensing module for tires will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4 along with FIG. 2 .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어용 센싱 모듈(200)의 구성을 도시한 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어용 센싱 모듈(200)을 도시한 것으로서, 도 4(a)는 사시도, 도 4(b)는 정면도, 도 4(c)는 측면도이다.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a tire sensing module 200 according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 shows a tire sensing module 200 according to an embodiment of the present invention. Figure 4(a) is a perspective view, Figure 4(b) is a front view, and Figure 4(c) is a side view.

도 3 및 도 4를 참조하면, 타이어용 센싱 모듈(200)은 제1 센싱부(210), 제2 센싱부(220), 본체부(230)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4 , the tire sensing module 200 may include a first sensing unit 210, a second sensing unit 220, and a main body unit 230.

제1 센싱부(210)는 제1 센서(211)를 포함할 수 있다. 제1 센서(211)는 타이어의 이너라이너(18) 방향에 위치할 수 있고, 제1 센싱부(210)는 제1 센서(211)와 휠(20) 사이의 제1 거리를 측정할 수 있다. 제1 센서는 일 예로서 레이저 TOF(time of flight) 센서일 수 있다. 제1 센싱부(210)는 제1 센서(211)의 송출한 레이저가 휠(20)에 반사되어 되돌아오는 시간을 측정하고, 측정된 시간에 빛의 속도를 곱하여 제1 거리를 측정할 수 있다. 다만, 제1 센싱부(210)는 이에 한정되지 않고, 초음파, 전파, 적외선 등을 이용하여 다양한 방식으로 거리를 측정할 수 있다.The first sensing unit 210 may include a first sensor 211. The first sensor 211 may be located in the direction of the inner liner 18 of the tire, and the first sensing unit 210 may measure the first distance between the first sensor 211 and the wheel 20. . As an example, the first sensor may be a laser time of flight (TOF) sensor. The first sensing unit 210 measures the time for the laser transmitted from the first sensor 211 to be reflected on the wheel 20 and returns, and can measure the first distance by multiplying the measured time by the speed of light. . However, the first sensing unit 210 is not limited to this and can measure the distance in various ways using ultrasonic waves, radio waves, infrared rays, etc.

제2 센싱부(220)는 제2 센서(221)를 포함할 수 있다. 제2 센서(221)는 타이어 트레드(11)에 형성되어 있는 그루브(12) 저면에 위치하고, 제2 센서(221)에서 지면까지의 제2 거리를 측정할 수 있다. 제2 센서는 레이저 TOF 센서일 수 있으나, 이에 한정하지 않고 초음파, 적외선 등을 활용한 다양한 거리 센서가 적용될 수 있다. 제2 센서(221)가 일 예로서 레이저 TOF 센서인 경우, 제2 센싱부(220)는 제2 센서(221)가 송출한 레이저가 반사되어 되돌아오는 시간을 측정하고, 측정된 시간에 빛의 속도를 곱하여 거리를 측정할 수 있다.The second sensing unit 220 may include a second sensor 221. The second sensor 221 is located on the bottom of the groove 12 formed in the tire tread 11 and can measure the second distance from the second sensor 221 to the ground. The second sensor may be a laser TOF sensor, but is not limited to this and various distance sensors using ultrasonic waves, infrared rays, etc. may be applied. When the second sensor 221 is, for example, a laser TOF sensor, the second sensing unit 220 measures the time when the laser transmitted by the second sensor 221 is reflected and returns, and detects the light at the measured time. You can measure distance by multiplying the speed.

한편, 타이어용 센싱 모듈(200)은 타이어에 고정되어 있어, 타이어와 함께 운동하게 된다. 여기서, 제1 센서(211)는 타이어용 센싱 모듈의 움직임에도 휠을 향해 있어 항상 제1 거리를 측정할 수 있으나, 제2 센서(221)는 타이어용 센싱 모듈의 위치에 따라서 지면이 아닌 다른 물체, 예를 들면 차량의 하부 프레임 등의 거리를 측정할 수 있다. 따라서, 제2 거리는 제2 센서(221)가 측정한 거리에서 추출된 거리일 수 있다. Meanwhile, the tire sensing module 200 is fixed to the tire and moves together with the tire. Here, the first sensor 211 can always measure the first distance because it faces the wheel even when the tire sensing module moves, but the second sensor 221 detects objects other than the ground depending on the position of the tire sensing module. , for example, the distance to the lower frame of a vehicle can be measured. Accordingly, the second distance may be a distance extracted from the distance measured by the second sensor 221.

제2 거리를 추출하는 방법 중 하나는 측정결과 처리부(240)를 통하여 타이어용 센싱 모듈(200)의 위치를 확인하고, 타이어용 센싱 모듈(200)이 지면과 근접하는 위치에 있을 때의 측정 값을 제2 거리로 추출할 수 있다. 또한, 타이어의 그루브(12)의 저면에 위치하는 제2 센서(221)는 타이어용 센싱 모듈(200)이 지면과 근접한 곳에서 최저 거리 값을 가진다. 제2 센서(221)의 측정 값은 타이어와 함께 회전하며 측정하게 되어, 타이어의 회전에 따라 일정한 주기성을 가진다. 따라서, 제2 센서(221)가 측정한 거리 정보를 분석하여, 하나의 주기를 추출하고, 그 주기 내에서 최소 거리 값을 확인함으로써, 제2 거리를 추출할 수도 있다.One of the methods of extracting the second distance is to check the position of the tire sensing module 200 through the measurement result processing unit 240 and obtain the measured value when the tire sensing module 200 is close to the ground. can be extracted as the second distance. Additionally, the second sensor 221 located on the bottom of the groove 12 of the tire has the lowest distance value where the tire sensing module 200 is close to the ground. The measured value of the second sensor 221 is measured while rotating with the tire, and has a certain periodicity according to the rotation of the tire. Accordingly, the second distance may be extracted by analyzing the distance information measured by the second sensor 221, extracting one cycle, and confirming the minimum distance value within the cycle.

제2 센싱부(220)는 지면에 반사되는 레이저의 위상, 진폭 등의 성분을 추출할 수 있다. 레이저는 반사되는 물질에 따라 반사 후의 위상, 진폭 등의 특성이 변화한다. 따라서, 반사되는 레이저의 정보를 분석함으로써, 지면 상태에 대한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 빗길의 경우, 송출한 신호가 지면 위의 빗물 층에서 일부 반사되고, 빗물 층을 통과한 신호는 지면에서 반사될 수 있다. 빗물 층에서 반사되는 신호와 지표면에서 반사되는 신호의 차이를 확인되면, 차량이 주행하는 도로가 빗길인지 여부 및 어느 정도의 수막이 형성되어 있는지를 확인할 수 있다. 또한, 레이저는 반사되는 물질에 따라서도 성분이 변화함으로, 반사되는 신호를 분석하여 물기가 있는 도로인지, 빙판길인지, 비포장 도로인지 등의 주행중인 도로에 대한 정보를 확인할 수도 있다. 제2 센싱부(220)를 통하여 지면 상태 정보를 수집함으로써, 지면상태에 따른 위험 상황을 예측하고 사용자에게 미리 안내할 수 있다. 뿐만 아니라, 차량이 자율 주행을 하는 경우에 있어서도, 지면 상태 정보를 수집하며 주행함으로써 위험 상황 예측 및 대응 능력을 향상시켜 보다 안정적인 자율 주행을 수행 할 수 있다.The second sensing unit 220 can extract components such as phase and amplitude of the laser reflected on the ground. The characteristics of a laser, such as phase and amplitude, change after reflection depending on the material it is reflected from. Therefore, by analyzing the information of the reflected laser, information about the ground condition can be obtained. For example, in the case of a rainy road, the transmitted signal may be partially reflected from the rainwater layer on the ground, and the signal that passed through the rainwater layer may be reflected from the ground. By confirming the difference between the signal reflected from the rainwater layer and the signal reflected from the ground surface, it is possible to check whether the road on which the vehicle is traveling is rainy and to what extent a water film is formed. In addition, since the composition of the laser changes depending on the material on which it is reflected, the reflected signal can be analyzed to check information about the road on which the driver is driving, such as whether it is a wet road, an icy road, or a dirt road. By collecting ground condition information through the second sensing unit 220, it is possible to predict a dangerous situation according to the ground condition and inform the user in advance. In addition, even when the vehicle is driving autonomously, the ability to predict and respond to dangerous situations is improved by collecting ground condition information while driving, thereby enabling more stable autonomous driving.

다시 도 4(a) 내지 도 4(c)를 참조하면, 본체부(230)는 타이어에 내부 압력 또는 외부 충격으로부터 센서 및 센서로 계측된 정보를 처리하는 프로세서 등을 구비하는 기판 등을 보호할 수 있도록 충분한 강성을 가진 재질로 이루어 질 수 있다. 본체부(230)는 타이어의 그루브(12)의 저면과 이너라이너(18)를 관통하여 설치될 수 있고, 이너라이너(18) 방향에는 제1 센서(211)를 구비하고, 그루브(12)의 저면 방향에는 제2 센서(221)를 구비할 수 있다. 또한, 본체부(230)는 타이어의 공기가 외부로 누출되지 않도록 타이어와 밀착되어 고정될 수 있다. 여기서, 타이어와 본체사이의 공간으로 내부 공기가 외보로 누출되는 것을 막기 위하여 별도의 밀봉부재 등을 사용할 수 있다.Referring again to FIGS. 4(a) to 4(c), the main body portion 230 protects the substrate including a sensor and a processor for processing information measured by the sensor from internal pressure or external shock in the tire. It may be made of a material with sufficient rigidity to allow The main body 230 may be installed penetrating the bottom of the groove 12 of the tire and the inner liner 18, and may be provided with a first sensor 211 in the direction of the inner liner 18, and in the groove 12. A second sensor 221 may be provided in the bottom direction. Additionally, the main body portion 230 may be fixed in close contact with the tire to prevent air from the tire from leaking to the outside. Here, a separate sealing member may be used to prevent internal air from leaking to the outside through the space between the tire and the main body.

본체부(230)는 타이어용 센싱 모듈(200)이 타이어에서 이탈하지 않도록 고정시켜주는 적어도 하나의 보강지지부(231)를 더 포함할 수 있다. 보강지지부(231)는 본체부(230)와 타이어가 접하는 외면을 따라 돌출된 구조를 가지고 있을 수 있다. 보강지지부(231)는 본체부(230)의 외면에 돌출됨으로써, 본체부(230)가 외부의 충격으로 타이어 내부로 들어가거나, 타이어 내부의 압력에 의해 타이어 외부로 나오는 것을 막아 줄 수 있다. 또한 보강지지부(231)는 타이어 내부의 공기가 외부로 누출되는 것을 막아 줄 수 있다.The main body 230 may further include at least one reinforcing support part 231 that secures the tire sensing module 200 so that it does not come off the tire. The reinforcement support portion 231 may have a protruding structure along the outer surface where the main body portion 230 and the tire are in contact. The reinforcement support portion 231 protrudes from the outer surface of the main body portion 230, thereby preventing the main body portion 230 from entering the tire due to an external impact or coming out of the tire due to pressure inside the tire. Additionally, the reinforcing support portion 231 can prevent air inside the tire from leaking to the outside.

다시 도 3을 참조하면, 타이어용 센싱 모듈(200)은 측정결과 처리부(240), 송신부(250), 및 공기압 센싱부(260)를 더 포함할 수 있다.Referring again to FIG. 3, the tire sensing module 200 may further include a measurement result processing unit 240, a transmitting unit 250, and an air pressure sensing unit 260.

측정결과 처리부(240)는 휠의 정지, 회전 여부를 확인할 수 있다. 또한, 휠의 회전에 따라 변화하는 타이어용 센싱 모듈(200)의 위치를 판단할 수 있다. 측정결과 처리부(240)는 제1 센싱부(210)에서 측정한 제1 거리 값의 변화를 통하여 휠(20)의 회전 또는 정지 여부 및 센서의 위치를 판단할 수 있다. 타이어는 정상 공기압을 가진 경우에 있어서도, 차량의 하중에 의해 타이어 하부에는 지면과 접하는 접지면이 생긴다. 또한, 접지면에서는, 휠(20)과 타이어(10)의 내측면의 거리는 접지면을 제외한 부분의 휠(20)과 타이어(10)의 내측면의 거리 보다 짧게 된다. 즉, 타이어용 센싱 모듈(200)이 지면과 근접하는 경우에는 제1 거리가 작게 측정될 수 있다. 따라서, 제1 거리의 변화를 측정하여 제1 거리가 변화하는 경우에는, 휠은 회전하고 있다고 볼 수 있다. 또한, 제1 거리가 작게 측정되는 구간이 지면과 근접하는 구간임을 확인할 수 있다. 다만, 이에 한정하지 않고, 별도의 센서 또는 계측 시스템을 통하여 센싱 모듈(200)의 위치를 확인할 수도 있다.The measurement result processing unit 240 can check whether the wheel is stopped or rotating. Additionally, it is possible to determine the position of the tire sensing module 200 that changes according to the rotation of the wheel. The measurement result processing unit 240 may determine whether the wheel 20 is rotating or stopped and the position of the sensor through a change in the first distance value measured by the first sensing unit 210. Even when tires have normal air pressure, a contact surface with the ground is created at the bottom of the tire due to the load of the vehicle. Additionally, in the contact surface, the distance between the wheel 20 and the inner surface of the tire 10 is shorter than the distance between the wheel 20 and the inner surface of the tire 10 excluding the contact surface. That is, when the tire sensing module 200 is close to the ground, the first distance may be measured to be small. Therefore, when the change in the first distance is measured and the first distance changes, the wheel can be considered to be rotating. Additionally, it can be confirmed that the section where the first distance is measured to be small is the section that is close to the ground. However, it is not limited to this, and the location of the sensing module 200 may be confirmed through a separate sensor or measurement system.

송신부(250)는 유무선 통신을 통하여 타이어용 센싱 모듈(200)이 측정한 데이터를 모니터링부(300)에 전송할 수 있다. 송신부(250)는 이더넷(ethernet), 모스트(media oriented systems transport; MOST), 플렉스레이(flexray), 캔(controller area network; CAN), 린(local interconnect network; LIN) 등을 통하여 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 송신부(250)는 RF(radio frequency) 안테나를 포함할 수 있고, RF 안테나를 통하여 센싱 모듈(200)의 정보를 모니터링부(300)에 전송할 수 있다. 송신부(250)는 RF 안테나를 적용함으로써, 기존의 차량 컨트롤 시스템과 호환이 가능할 수 있으나, 이에 한정하지 않고 기존의 시스템과 호환될 수 있는 다양한 유무선 통신 시스템을 적용할 수 있다.The transmitter 250 may transmit data measured by the tire sensing module 200 to the monitoring unit 300 through wired or wireless communication. The transmitter 250 can transmit data through Ethernet, media oriented systems transport (MOST), flexray, controller area network (CAN), local interconnect network (LIN), etc. there is. Additionally, the transmitter 250 may include a radio frequency (RF) antenna and may transmit information on the sensing module 200 to the monitoring unit 300 through the RF antenna. The transmitter 250 may be compatible with existing vehicle control systems by applying an RF antenna, but is not limited to this and can apply various wired and wireless communication systems that are compatible with existing systems.

공기압 센싱부(260)는 타이어의 공기압을 측정할 수 있다. 예를 들어, 공기압 센싱부(260)는 타이어에 설치된 압력 센서를 통하여 공기압을 직접 측정할 수 있다. 또한, 공기압 센싱부(260)는 일정거리를 주행할 때, 바퀴 회전의 가감을 측정하여 공기압을 측정할 수 있다. 한편, 본 발명의 실시예에서, 공기압 센싱부(260)는 일부 타이어용 센싱 모듈(200)에만 설치될 수 있다. 공기압 센싱부(260)를 포함하지 않는 타이어는 공기압 센싱부(260)가 설치된 타이어의 압력을 기초로 환산하여 공기압을 확인할 수 있다. 타이어의 공기압에 따라, 차량의 하중을 지지하는 힘의 차이가 발생하고, 공기압이 낮을수록 제1 거리의 값은 작아지게 된다. 따라서, 공기압 센싱부(260)로부터 측정된 압력을 기초로, 압력을 측정한 센서의 제1 거리와 환산하고자 하는 타이어용 센싱 모듈(200)이 측정한 제1 거리 의 비에 따라 압력을 환산할 수 있다. 즉, 공기압 센싱부로부터 측정된 압력을 기초로 하여, 공기 압센싱부가 설치되어 있지 않은 타이어의 제1 거리정보를 타이어의 압력으로 환산 할 수 있다.The air pressure sensing unit 260 can measure the air pressure of the tire. For example, the air pressure sensing unit 260 can directly measure air pressure through a pressure sensor installed in the tire. Additionally, the air pressure sensing unit 260 can measure air pressure by measuring the increase or decrease in wheel rotation when driving a certain distance. Meanwhile, in an embodiment of the present invention, the air pressure sensing unit 260 may be installed only in some tire sensing modules 200. For tires that do not include the air pressure sensing unit 260, the air pressure can be confirmed by converting it based on the pressure of the tire in which the air pressure sensing unit 260 is installed. Depending on the air pressure of the tire, a difference occurs in the force supporting the load of the vehicle, and the lower the air pressure, the smaller the value of the first distance becomes. Therefore, based on the pressure measured from the air pressure sensing unit 260, the pressure can be converted according to the ratio of the first distance of the sensor that measured the pressure and the first distance measured by the tire sensing module 200 to be converted. You can. That is, based on the pressure measured from the air pressure sensing unit, the first distance information of the tire on which the air pressure sensing unit is not installed can be converted to the pressure of the tire.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 상태 모니터링 장치(100)에 대해 설명한다.Next, the tire condition monitoring device 100 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 상태 모니터링 장치(100)를 도시한 블록도이다.Figure 5 is a block diagram showing a tire condition monitoring device 100 according to an embodiment of the present invention.

타이어 상태 모니터링 장치(100)는 타이어용 센싱 모듈(200)을 이용하여 타이어의 상태를 모니터링할 수 있다. 타이어 상태 모니터링 장치(100)는 타이어용 센싱 모듈(200)과 모니터링부(300)를 포함할 수 있다.The tire condition monitoring device 100 can monitor the condition of the tire using the tire sensing module 200. The tire condition monitoring device 100 may include a tire sensing module 200 and a monitoring unit 300.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 타이어용 센싱 모듈(200)은 제1 센서(211)와 휠 사이의 제1 거리를 측정할 수 있다. 타이어 내부의 압력이 저하되는 경우, 차량의 하중에 의해 휠과 지면사이의 거리는 감소하게 된다. 한편, 온도가 크게 변화하는 경우에도, 타이어의 공기압은 온도에 따라 급격히 변화하나, 제1 거리는 타이어의 강성으로 인하여 비교적 작게 변화한다. 따라서, 제1 거리를 모니터링함으로써, 타이어의 저압 경보를 수행할 수 있고, 기존의 공기압 모니터링 시스템의 외부 기온에 따라 경보와 정상 상태가 반복하는 문제를 해결할 수 있다.Referring to FIGS. 2 to 4 , the tire sensing module 200 may measure the first distance between the first sensor 211 and the wheel. When the pressure inside the tire decreases, the distance between the wheel and the ground decreases due to the load of the vehicle. Meanwhile, even when the temperature changes significantly, the air pressure of the tire changes rapidly depending on the temperature, but the first distance changes relatively small due to the rigidity of the tire. Therefore, by monitoring the first distance, it is possible to perform a tire low pressure warning and solve the problem of the alarm and normal state being repeated depending on the external temperature in the existing air pressure monitoring system.

타이어용 센싱 모듈(200)은 타이어 외측면의 그루브(12)의 저면에 위치하는 제2 센서(221)와 지면 사이의 제2 거리를 측정할 수 있다. 타이어는 사용할수록 트레드(11)에 마모가 발생하고, 그루브(12) 홈의 깊이는 줄어들게 된다. 즉, 타이어가 마모될수록 제2 거리는 점점 감소하게 된다. 따라서, 제2 거리를 모니터링하여 변화를 감지함으로써, 차량의 마모 상태에 대한 정보를 얻을 수 있다.The tire sensing module 200 can measure the second distance between the ground and the second sensor 221 located on the bottom of the groove 12 on the outer surface of the tire. As tires are used, wear occurs on the tread 11, and the depth of the groove 12 decreases. That is, as the tire wears out, the second distance gradually decreases. Accordingly, by monitoring the second distance and detecting a change, information about the wear condition of the vehicle can be obtained.

타이어용 센싱 모듈(200)의 구체적인 설명은 도 2 내지 도 4를 참조한 설명으로 갈음하기로 한다.A detailed description of the tire sensing module 200 will be replaced with a description referring to FIGS. 2 to 4 .

모니터링부(300)는 타이어용 센싱 모듈(200)로부터 수신한 정보를 토대로 타이어의 상태를 판단하고, 판단한 결과를 사용자에게 알려줄 수 있다. 모니터링부(300)의 세부 구성은 도 6을 참조하여 설명한다.The monitoring unit 300 may determine the state of the tire based on the information received from the tire sensing module 200 and inform the user of the determination result. The detailed configuration of the monitoring unit 300 will be described with reference to FIG. 6.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링부(300)를 도시한 블록도이다.Figure 6 is a block diagram showing the monitoring unit 300 according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 모니터링부(300)는 수신부(310), 상태판단부(320), 및 표시부(330)를 포함할 수 있다. 수신부(310)는 유무선 통신을 활용하여 타이어용 센싱 모듈(200)의 송신부(250)의 정보를 수신할 수 있다. 수신부(310)는 신호를 수신하는 리시버 또는 안테나 일 수 있다. 수신부(310)는 수신한 정보를 상태판단부(320)에 전달할 수 있다. 수신부(310)는 타이어용 센싱 모듈(200)의 송신부(250)와 대응되는 유무선 통신을 사용할 수 있다. 수신부(310)는 RF 안테나를 포함하여 타이어용 센싱 모듈(200)의 송신부(250)와 정보를 주고 받을 수 있다.Referring to FIG. 6, the monitoring unit 300 may include a receiving unit 310, a status determination unit 320, and a display unit 330. The receiving unit 310 may receive information from the transmitting unit 250 of the tire sensing module 200 using wired or wireless communication. The receiving unit 310 may be a receiver or an antenna that receives a signal. The receiving unit 310 may transmit the received information to the status determination unit 320. The receiving unit 310 may use wired or wireless communication corresponding to the transmitting unit 250 of the tire sensing module 200. The receiving unit 310 includes an RF antenna and can exchange information with the transmitting unit 250 of the tire sensing module 200.

상태판단부(320)는 전자제어유닛(Electronic Control Unit)을 포함할 수 있다. 상태판단부(320)는 수신부(310)를 통해 수신한 정보를 처리하여 타이어의 상태를 판단할 수 있다. 여기서, 타이어에 대한 정보는 타이어의 공기압에 대한 정보와 타이어의 마모 상태에 대한 정보 중 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 상태판단부(320)에서 타이어의 상태를 판단하는 과정은 도 7 및 도 8을 참조하여 후술한다.The state determination unit 320 may include an electronic control unit. The condition determination unit 320 can determine the condition of the tire by processing the information received through the receiver 310. Here, the information about the tire may be one or more of information about the air pressure of the tire and information about the wear state of the tire, but is not limited thereto. The process of determining the state of the tire in the state determination unit 320 will be described later with reference to FIGS. 7 and 8.

표시부(330)는 상태판단부(320)에 의해 처리된 정보를 사용자에게 보여줄 수 있는 차량에 부착된 계기판 또는 별도의 인터페이스를 가진 디스플레이 화면을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정하지 않고 사용자에게 메시지를 전달할 수 있는 오디오 및 핸들의 진동 수단 등 다양한 수단을 포함할 수 있다. 예를 들면, 저압 상태 이거나 마모가 심한 경우에 사용자에게 계기판의 특정 기호를 깜빡이게 할 수 있고, 별도의 소리 또는 핸들, 좌석의 진동 등을 통하여 사용자에게 타이어의 이상을 안내할 수도 있다.The display unit 330 may include an instrument panel attached to the vehicle or a display screen with a separate interface that can show the user information processed by the status determination unit 320. However, it is not limited to this and may include various means such as audio and handle vibration means that can deliver a message to the user. For example, in the case of low pressure or severe wear, a specific symbol on the instrument panel can be flashed to the user, and the user can be informed of tire problems through a separate sound or vibration of the steering wheel or seat.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 거리를 측정하여 타이어를 모니터링하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 도 7(a)는 적정 공기압을 가진 타이어(10)에 관한 도면이며, 도 7(b)는 타이어(10)의 공기압이 저압 상태인 경우를 보여주는 도면이다. 타이어용 센싱 모듈은 제1 센서와 휠(20) 사이의 제1 거리(d1)를 측정할 수 있다. 송신부는 제1 센서가 측정한 제1 거리를 모니터링부의 수신부로 전송하고, 모니터링부의 수신부는 전송 받은 데이터를 기록하고, 취합할 수 있다. 모니터링부는 전송 받은 제1 거리를 전송 받은 거리 값으로 기록 할 수도 있고, 기준 상태의 제1 거리 대비 측정된 제1 거리의 비율에 대한 값으로 기록 할 수 있다.Figure 7 is a conceptual diagram illustrating a method of monitoring a tire by measuring a first distance according to an embodiment of the present invention. FIG. 7(a) is a diagram of a tire 10 having an appropriate air pressure, and FIG. 7(b) is a diagram showing a case where the tire 10 has a low air pressure. The tire sensing module can measure the first distance d1 between the first sensor and the wheel 20. The transmitter transmits the first distance measured by the first sensor to the receiver of the monitoring unit, and the receiver of the monitoring unit may record and collect the transmitted data. The monitoring unit may record the transmitted first distance as a transmitted distance value, or may record it as a value for the ratio of the measured first distance to the first distance in the reference state.

도 7(b)를 참조하면, 타이어(10)는 차량의 하중을 지지해 주는 역할을 하는 것으로, 공기압이 낮은 경우에는 지면과 근접한 지점에서의 제1 거리는 짧아지지만, 지면에서 떨어진 지점의 제1 거리는 정상 상태와 큰 차이가 없다. 타이어용 센싱 모듈이 지면에 근접하여 위치하는 경우에는, 차량의 하중으로 인하여 제1 거리가 짧게 측정되고, 지면에서 멀어진 경우에는 정상 상태의 제1 거리가 측정될 수 있다. 타이어(10)의 공기압이 낮아지면, 접지면이 증가하면서 타이어(10)의 내측면과 휠(20) 사이의 거리 값이 감소하게 된다. 한편, 차량의 중량의 방향은 항상 지면 방향을 향하는데 반하여, 타이어용 센싱 모듈은 타이어(10)의 회전에 따라 움직인다. 타이어용 센싱 모듈이 지면과 가까워지는 경우, 제1 거리는 짧아지고, 지면에서 멀어지면 제1 거리는 다시 정상 상태가 된다. 또한, 타이어(10)의 접지면이 길어지면, 타이어용 센싱 모듈이 측정하는 제1 거리 값이 정상 상태 이하의 값으로 측정되는 시간이 증가한다. 이와 같은 점을 이용하여 제1 거리 값을 모니터링함으로써, 타이어(10)의 저압 상태 여부를 판단할 수 있다. 다시 말하면, 모니터링부는 타이어(10)의 공기압이 저압으로 볼 수 있는 상태에서의 제1 거리 값을 임계 값으로 설정하고, 측정되는 제1 거리 값이 임계 값 이하로 내려가게 되면 타이어 공기압이 저압 상태로 판단할 수 있다. 또는 일시적인 충격 등에 따라, 제1 거리가 임계 값 이하로 내려 가는 상황을 대비하여, 측정되는 제1 거리 값이 임계 값 이하로 내려가서 회복되는 시간이 일정 시간 이상인 경우 타이어 공기압이 저압 상태로 판단할 수 있다. Referring to FIG. 7(b), the tire 10 plays a role in supporting the load of the vehicle. When the air pressure is low, the first distance at a point close to the ground becomes shorter, but the first distance at a point away from the ground becomes shorter. The distance is not much different from the normal state. When the tire sensing module is located close to the ground, the first distance may be measured briefly due to the load of the vehicle, and when it is located far from the ground, the first distance in a normal state may be measured. When the air pressure of the tire 10 decreases, the contact surface increases and the distance between the inner surface of the tire 10 and the wheel 20 decreases. Meanwhile, while the direction of the vehicle's weight is always toward the ground, the tire sensing module moves according to the rotation of the tire 10. When the tire sensing module approaches the ground, the first distance becomes shorter, and when it moves away from the ground, the first distance becomes normal again. In addition, as the tread of the tire 10 becomes longer, the time for which the first distance value measured by the tire sensing module is measured below the steady state increases. By monitoring the first distance value using this point, it is possible to determine whether the tire 10 is in a low pressure state. In other words, the monitoring unit sets the first distance value in a state in which the air pressure of the tire 10 can be considered low pressure as the threshold value, and when the measured first distance value falls below the threshold value, the tire air pressure is in the low pressure state. It can be judged as follows. Alternatively, in preparation for a situation where the first distance falls below the threshold due to a temporary impact, etc., if the measured first distance value falls below the threshold and the recovery time is more than a certain period of time, the tire air pressure may be determined to be in a low pressure state. You can.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 거리를 측정하여 타이어(10) 마모 수준을 판단하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a method of determining the wear level of the tire 10 by measuring the second distance according to an embodiment of the present invention.

도 8(a)를 참조하면, 타이어용 센싱 모듈이 지표면에 근접하였을 때, 타이어용 센싱 모듈은 그루브의 저면에 위치하는 제2 센서와 지표면 사이의 제2 거리를 측정할 수 있다. 한편, 타이어(10)에 설치되는 타이어용 센싱 모듈은 타이어(10)와 함께 회전하게 된다. 타이어용 센싱 모듈의 위치 변화에 상관없이 타이어(10) 내부의 휠(20)과의 거리를 측정하는 제1 센서와는 달리, 제2 센서는 타이어용 센싱 모듈의 위치에 따라 지면을 포함한 타이어(10) 외부의 다양한 물체까지의 거리를 측정하게 된다. 즉, 제2 센서는 지면과 근접한 곳에서만 제2 거리를 측정할 수 있다. 예를 들면, 제2 센서가 지면의 반대편에 위치하는 경우, 타이어용 센싱 모듈은 제2 센서와 차량의 프레임 또는 샤시와의 거리를 측정할 수 있다. 따라서 타이어용 센싱 모듈이 제2 센서를 통해 측정한 거리 값 중 제2 센서와 지면 사이의 제2 거리를 추출할 필요가 있다.Referring to FIG. 8(a), when the tire sensing module approaches the ground surface, the tire sensing module may measure the second distance between the second sensor located at the bottom of the groove and the ground surface. Meanwhile, the tire sensing module installed on the tire 10 rotates together with the tire 10. Unlike the first sensor, which measures the distance to the wheel 20 inside the tire 10 regardless of the change in position of the tire sensing module, the second sensor measures the tire (including the ground) according to the position of the tire sensing module. 10) Measures the distance to various external objects. That is, the second sensor can measure the second distance only in places close to the ground. For example, when the second sensor is located on the opposite side of the ground, the tire sensing module can measure the distance between the second sensor and the frame or chassis of the vehicle. Therefore, it is necessary for the tire sensing module to extract the second distance between the second sensor and the ground from the distance values measured through the second sensor.

제2 센서가 측정한 값 중에서 제2 거리에 대한 값을 추출하는 방법은 여러가지가 있을 수 있다. 먼저, 타이어용 센싱 모듈이 측정결과 처리부를 통해 센싱 모듈의 위치를 확인하여 제2 센서를 통해 측정한 값 중 제2 거리 값을 추출할 수 있다. 측정결과 처리부를 타이어용 센싱 모듈의 위치를 확인하고, 타이어용 센싱 모듈이 지면에 가장 가까운 지점에서 측정한 거리 값을 추출함으로써 직접적으로 제2 거리를 추출할 수 있다.There may be several ways to extract the value for the second distance from the values measured by the second sensor. First, the tire sensing module can check the location of the sensing module through the measurement result processing unit and extract the second distance value from the values measured through the second sensor. The second distance can be directly extracted by using the measurement result processing unit to check the location of the tire sensing module and extracting the distance value measured at the point where the tire sensing module is closest to the ground.

다음으로, 제2 센서를 통해 측정한 거리 값을 분석하여 제2 거리 값을 추출할 수 있다. 타이어용 센싱 모듈은 타이어(10)와 함께 회전하며 제2 센서를 통해 측정되는 데이터 값은 크기 변화는 불규칙적일 수 있으나, 주기성을 가지고 있을 수 있다. 한편, 제2 센서를 통해 측정되는 거리는 제2 센서가 지면과 근접한 경우에 가장 짧을 수밖에 없다. 다시 말하면, 타이어용 센싱 모듈이 타이어(10)와 함께 회전하는 동안 측정한 거리 값을 통하여 주기를 확인하고, 확인된 하나의 주기내에서 측정한 거리 값 중 최저 값을 제2 거리 값으로 추출할 수 있다.Next, the second distance value can be extracted by analyzing the distance value measured through the second sensor. The tire sensing module rotates together with the tire 10, and the data values measured through the second sensor may vary in size irregularly, but may have periodicity. Meanwhile, the distance measured through the second sensor is inevitably the shortest when the second sensor is close to the ground. In other words, the cycle is confirmed through the distance value measured while the tire sensing module rotates with the tire 10, and the lowest value among the distance values measured within one confirmed cycle is extracted as the second distance value. You can.

제2 거리 값을 모니터링 함으로써, 타이어(10)의 마모 상태를 확인할 수 있다. 타이어의 트레드가 마모될수록 그루브의 깊이는 점점 감소하게 된다. 따라서, 모니터링부는 타이어용 센싱 모듈(200)에서 전달받은 제2 거리 값을 모니터링하여 타이어(10)의 마모 상태를 확인할 수 있다. 모니터링부는 타이어용 센싱 모듈에서 전달 받은 제2 거리 값을 통하여 모니터링 할 수 있고, 정상 상태의 제2 거리 대비 측정된 제2 거리 값의 비로 변환하여 타이어(10)의 마모 상태를 모니터링 할 수도 있다. By monitoring the second distance value, the wear state of the tire 10 can be confirmed. As the tire's tread wears, the depth of the groove gradually decreases. Accordingly, the monitoring unit can check the wear state of the tire 10 by monitoring the second distance value received from the tire sensing module 200. The monitoring unit can monitor through the second distance value received from the tire sensing module, and can also monitor the wear state of the tire 10 by converting it into a ratio of the measured second distance value to the second distance in a normal state.

도 8(a)를 참조하면, 정상 상태에서의 제2 거리 측정 값을 기준으로, 타이어(10)의 마모가 진행되지 않은 경우에는 측정된 제2 거리 값은 정상 상태 대비 100%에 가까운 값을 가질 수 있다. 도 8(b)를 참조하면, 사용 시간이 증가하여 마모가 진행된 경우, 제2 거리 측정 값은 점점 감소하여 정상상태 대비 50%에 가까운 값을 가질 수 있다. 이와 같이, 제2 거리 값을 지속적으로 기록함으로써, 타이어(10)의 마모 진행 상황을 확인할 수 있다. 또한, 타이어(10) 마모 위험 수준에 대한 임계 값을 설정하여, 측정한 제2 거리가 임계 값 이하로 떨어지는 경우 타이어(10) 마모 위험에 대한 안내를 할 수 있다. 여기서, 임계 값은 제2 거리를 거리 값으로 기록하고 분석하는 경우에는 소정의 거리 값으로 설정할 수 있고, 제2 거리 값을 정상 상태의 제2 거리 대비 측정된 제2 거리의 비율에 대한 값으로 기록하고 분석한 경우, 소정의 비율로 설정될 수 있다.Referring to FIG. 8(a), based on the second distance measurement value in the normal state, when the tire 10 is not worn, the measured second distance value is close to 100% compared to the normal state. You can have it. Referring to FIG. 8(b), when wear progresses due to increased usage time, the second distance measurement value gradually decreases and may have a value close to 50% of the normal state. In this way, by continuously recording the second distance value, the wear progress of the tire 10 can be confirmed. In addition, by setting a threshold for the risk level of wear of the tire 10, if the measured second distance falls below the threshold, guidance on the risk of wear of the tire 10 can be provided. Here, the threshold value can be set to a predetermined distance value when recording and analyzing the second distance as a distance value, and the second distance value is a value for the ratio of the measured second distance to the second distance in the normal state. When recorded and analyzed, it can be set at a predetermined ratio.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 상태를 모니터링 하는 방법을 도시한 흐름도이다.Figure 9 is a flowchart showing a method for monitoring tire conditions according to an embodiment of the present invention.

외부 기온에 따라 타이어 내부의 공기의 부피 변화로 공기압이 변화하게 되며, 특히, 기온이 크게 변화하는 경우, 기존의 타이어 공기압 모니터링 시스템은 저압 경보 및 정상회복이 반복되는 문제가 있었다. 상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명의 일실시예는 급격한 기온의 변화에도 변화가 적은 타이어와 휠 사이의 거리를 이용하여 타이어 공기압을 모니터링 할 수 있다. Depending on the outside temperature, the air pressure changes due to changes in the volume of air inside the tire. In particular, when the temperature changes significantly, the existing tire pressure monitoring system has the problem of repeated low pressure alarms and normal recovery. In order to solve the above problem, an embodiment of the present invention can monitor tire air pressure using the distance between the tire and the wheel, which changes little even with rapid changes in temperature.

타이어의 공기압을 모니터링하는 과정은 타이어용 센싱 모듈에서 측정한 거리 정보를 수신하고, 수신된 거리 정보를 기록하며, 기록된 거리 정보들을 통하여 타이어 상태를 판단하고, 판단된 결과를 사용자에게 표시하는 과정을 포함할 수 있다. 또한, 판단 결과 타이어의 공기압이 저압이거나 마모 상태가 위험한 수준으로 판단된 경우, 사용자에게 경고 메시지를 안내하여 경보 할 수 있다. 경보를 한 경우, 차량의 전원이 꺼지는 경우에도 초기화 되지 않고 경보를 유지할 수 있다. 경보는 판단 결과가 일정 시간 이상 정상으로 유지되는 경우에는 중지될 수 있다.The process of monitoring tire air pressure is the process of receiving distance information measured by a tire sensing module, recording the received distance information, judging the tire condition through the recorded distance information, and displaying the determined results to the user. may include. Additionally, if the tire pressure is determined to be low or the wear condition is at a dangerous level, a warning message may be provided to the user. When an alarm is set, the alarm can be maintained without being initialized even if the vehicle's power is turned off. The alarm can be stopped if the judgment result remains normal for more than a certain period of time.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 타이어용 센싱 모듈은 제1 센서와 휠 사이의 제1 거리를 측정하여 모니터링부에 전송할 수 있다. 모니터링부는 타이어용 센싱 모듈이 전송한 제1 거리 정보를 수신할 수 있다(S501). 모니터링부는 수신된 제1 거리 정보를 측정시간에 따라 기록할 수 있다(S503). 이 때, 수신된 제1 거리 정보를 그대로 기록할 수도 있고, 수신된 제1 거리 정보를 변환하여 기록할 수도 있다. 예를 들면, 제1 거리 정보는 수신된 거리 값으로 기록될 수도 있고, 정상 상태에서의 제1 거리 대비 측정된 제1 거리의 비율로 기록될 수 있다. 상태판단부는 기록된 제1 거리를 분석하여 타이어의 상태를 판단할 수 있다(S505). 공기압이 낮으면, 타이어는 차량의 하중에 의해 접지면이 증가한다. 접지면이 증가하면, 휠과 지면사이의 거리가 가까워지게 된다. 이에, 접지면 부근에서의 제1 거리 값이 감소하고, 압력이 낮아지면 낮아질수록 접지면 부근에서의 제1 거리 값도 함께 감소하게 된다. 한편, 타이어용 센싱 모듈은 타이어와 함께 회전함에 따라, 제1 센서가 측정하는 제1 거리 값은 센싱 모듈의 측정 위치에 따라 변화한다. 제1 거리 값은 타이어용 센싱 모듈이 접지면 이외의 곳에 위치하는 동안에는 일정 거리 값을 유지할 수 있다. 제1 거리 값은 타이어용 센싱 모듈이 접지 면을 통과하는 동안에는 변화할 수 있다. 보다 상세하게는, 타이어용 센싱 모듈이 접지면에 돌입하여, 접지면 내에서 이동하는 동안, 최저 점까지 점점 감소한 후 접지면을 벗어 날 때까지 점점 증가할 수 있다. 따라서, 타이어의 저압 상태에서 제1 거리 값을 임계 값으로 설정하고, 제1 거리 값이 임계 값 이하로 측정되는 경우에 타이어를 저압 상태로 판단할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the tire sensing module may measure the first distance between the first sensor and the wheel and transmit the measurement to the monitoring unit. The monitoring unit may receive the first distance information transmitted by the tire sensing module (S501). The monitoring unit may record the received first distance information according to the measurement time (S503). At this time, the received first distance information may be recorded as is, or the received first distance information may be converted and recorded. For example, the first distance information may be recorded as a received distance value or as a ratio of the measured first distance to the first distance in a normal state. The condition determination unit may determine the condition of the tire by analyzing the recorded first distance (S505). When the air pressure is low, the tire's contact area increases under the weight of the vehicle. As the tread increases, the distance between the wheel and the ground becomes closer. Accordingly, the first distance value near the ground plane decreases, and as the pressure decreases, the first distance value near the ground plane also decreases. Meanwhile, as the sensing module for the tire rotates together with the tire, the first distance value measured by the first sensor changes depending on the measurement position of the sensing module. The first distance value may maintain a constant distance value while the tire sensing module is located somewhere other than the ground plane. The first distance value may change while the tire sensing module passes the ground plane. More specifically, while the tire sensing module enters the tread and moves within the tread, it may gradually decrease to the lowest point and then gradually increase until it leaves the tread. Accordingly, when the tire is in a low-pressure state, the first distance value is set as a threshold value, and when the first distance value is measured below the threshold value, the tire can be determined to be in a low-pressure state.

한편, 방지 턱을 주행하는 경우 또는 외부의 충격 등으로 일시적으로 제1 거리 값이 임계 값 이하로 측정될 수도 있다. 제1 거리 값이 임계 값 이하로 유지되는 시간을 측정하여, 소정의 시간 이상으로 지속되는 경우에 타이어를 저압 상태로 판단함으로써 일시적인 충격에 의한 저압 경보는 발생하지 않도록 할 수 있다.Meanwhile, when driving over a bump or due to an external impact, the first distance value may be temporarily measured below the threshold value. By measuring the time for which the first distance value remains below the threshold value and determining that the tire is in a low pressure state if it continues for more than a predetermined time, a low pressure alarm due to a temporary impact can be prevented from occurring.

타이어 상태를 판단한 결과는 차량의 계기판, 별도의 디스플레이 화면, 또는 오디오 등을 통하여 사용자에게 표시할 수 있다(S507). 타이어가 저압 상태로 판단되는 경우에는 사용자에게 알람, 또는 진동 등을 통하여, 사용자에게 보다 강력하게 안내하고, 경보 할 수 있다(S509). 또한, 차량의 전원이 초기화 되더라도 기존의 안내 메시지는 유지되도록 하여(S511), 사용자에게 조치를 유도할 수 있다. 경보가 발생한 경우, 차량이 초기화 되어도 경보를 유지하도록 할 수 있고, 반대로, 기 설정한 시간동안 정상 상태로 유지되는 경우에는 경보를 종료할 수 있다.The results of determining the tire condition can be displayed to the user through the vehicle's instrument panel, a separate display screen, or audio (S507). If the tire is determined to be in a low pressure state, the user can be more strongly guided and warned through an alarm or vibration, etc. (S509). In addition, even if the vehicle's power is reset, the existing guidance message is maintained (S511), allowing the user to be guided to take action. When an alarm occurs, the alarm can be maintained even if the vehicle is initialized. Conversely, if the vehicle remains in a normal state for a preset time, the alarm can be terminated.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 타이어용 센싱 모듈은 타이어의 그루브 저면에 위치하는 제2 센서와 지면사이의 제2 거리를 추가로 측정할 수 있다. 이 경우, S501단계 및 S503 단계는 제1 거리 정보와 제2 거리 정보를 수신하고, 수신된 정보를 기록할 수 있다. S505단계에서 타이어의 저압 여부뿐만 아니라 타이어의 마모 상태에 대해 판단할 수 있다. 타이어가 마모되면 그루브의 저면과 지면 사이의 거리는 점점 짧아지게 됨에 따라, 그루브 저면에 위치하는 제2 센서와 지면 사이의 제2 거리를 모니터링하여 타이어의 마모 상태를 확인할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the sensing module for a tire may additionally measure a second distance between a second sensor located on the bottom of the groove of the tire and the ground. In this case, steps S501 and S503 may receive first distance information and second distance information, and record the received information. In step S505, it is possible to determine not only whether the tire pressure is low but also the wear condition of the tire. As the tire wears, the distance between the bottom of the groove and the ground gradually becomes shorter, so the wear state of the tire can be confirmed by monitoring the second distance between the second sensor located on the bottom of the groove and the ground.

한편, 제2 센서는 타이어와 함께 회전함에 따라, 지면 이외 차량의 바퀴 프레임 등 다른 대상과의 거리까지 측정하게 된다. 따라서, 제2 센서가 측정한 거리 중 제2 거리를 추출하여야 한다. 제2 거리 값을 추출하는 방법은 측정결과 처리부를 통하여 타이어용 센싱 모듈의 위치를 확인하고, 제2 센서가 지면과 근접하는 위치에서 측정된 값을 제2 거리 값으로 추출할 수 있다. 아니면, 타이어와 함께 회전하는 제2 센서를 통하여 측정되는 거리 값의 주기성을 이용할 수도 있다. 제2 센서가 측정한 값들 중 하나의 주기 내에서 최저 값을 제2 거리 값으로 추출할 수 있다. 추출된 제2 거리 값을 모니터링하여 타이어의 마모 상태를 확인할 수 있고, 마모 상태에 대한 정보를 사용자에 계기판 또는 별도의 디스플레이 등을 통하여 사용자에게 표시할 수 있다(S507). 제2 거리 값이 특정 값 이하로 내려가는 경우 타이어의 마모가 위험 수준으로 사용자에게 경보 할 수 있다(S509).Meanwhile, as the second sensor rotates with the tire, it measures the distance to other objects other than the ground, such as the vehicle's wheel frame. Therefore, the second distance must be extracted from the distance measured by the second sensor. The method of extracting the second distance value is to check the location of the tire sensing module through the measurement result processor and extract the value measured at the location where the second sensor is close to the ground as the second distance value. Alternatively, the periodicity of the distance value measured through a second sensor rotating with the tire may be used. Among the values measured by the second sensor, the lowest value within one cycle may be extracted as the second distance value. The wear state of the tire can be checked by monitoring the extracted second distance value, and information on the wear state can be displayed to the user through the instrument panel or a separate display (S507). If the second distance value falls below a certain value, the user may be warned that tire wear is at a critical level (S509).

또한, 타이어용 센싱 모듈 마다 고유의 ID(identification)를 가지고 있을 수 있다. S501단계 및 S503단계에서는 제1 거리 정보 및 제2 정보와 함께 ID 정보를 함께 수신하고, 센싱 모듈의 ID 별로 수신 정보를 기록할 수 있다. 따라서, S505단계는 센싱 모듈 별로 타이어의 상태를 판별할 수 있고, 사용자에게 이상이 발생한 타이어의 위치를 함께 표시하여 안내할 수 있다.Additionally, each tire sensing module may have a unique ID (identification). In steps S501 and S503, ID information may be received along with the first distance information and the second information, and the received information may be recorded for each ID of the sensing module. Therefore, in step S505, the state of the tire can be determined for each sensing module, and the location of the tire in which an abnormality has occurred can be displayed and guided to the user.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.Methods according to the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. Computer-readable media may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination. Program instructions recorded on a computer-readable medium may be specially designed and constructed for the present invention or may be known and usable by those skilled in the computer software art.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드 뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of computer-readable media include hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc. Examples of program instructions include not only machine language code such as that produced by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc. The above-described hardware device may be configured to operate with at least one software module to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the description has been made with reference to the above examples, those skilled in the art will understand that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will be able to.

10... 타이어 11... 트레드(tread)
12... 그루브(groove) 13... 벨트(belt)
14... 숄더(shoulder) 15... 사이드월(sidewall)
16... 카카스(carcass) 17... 비드(bead)
18... 이너라이너(inner-liner) 20... 휠(wheel)
100... 타이어 상태 모니터링 장치 200... 센싱 모듈
210... 제1 센싱부 211... 제1 센서
220... 제2 센싱부 221... 제2 센서
230... 본체부 231... 보강지지부
240... 측정결과 처리부 250... 송신부
260... 공기압 센싱부 300... 모니터링부
310... 수신부 320... 상태판단부
330... 표시부10... Tire 11... Tread
12... groove 13... belt
14... shoulder 15... sidewall
16... carcass 17... bead
18... inner-liner 20... wheel
100... Tire condition monitoring device 200... Sensing module
210... first sensing unit 211... first sensor
220... second sensing unit 221... second sensor
230... main body 231... reinforcement support part
240... Measurement result processing unit 250... Transmitting unit
260... Air pressure sensing unit 300... Monitoring unit
310... Receiving unit 320... Status judgment unit
330... display

Claims

A first sensing unit including a first sensor disposed on the inner surface of the tire and measuring a first distance between the first sensor and the wheel;
a second sensing unit including a second sensor disposed on the bottom of a groove formed in a tread of a tire and measuring a second distance between the second sensor and the ground; and
a main body on which the first and second sensing units are mounted and which is installed between a tread and an inner-liner of a tire;
A sensing module for tires, including a.

According to paragraph 1,
The main body part,
A sensing module for a tire, including at least one reinforcing support portion protruding from an outer surface of the main body portion.

According to paragraph 1,
A sensing module for a tire, further comprising a transmitter that transmits information about the first distance and the second distance to a monitoring unit.

According to paragraph 3,
The transmitter,
A sensing module for a tire that transmits an ID (identification) that can confirm the location of the tire, along with information about the first distance and the second distance.

According to paragraph 1,
A sensing module for a tire, further comprising an air pressure sensing unit that measures the air pressure inside the tire.

A sensing module for a tire including a first sensor disposed on the inner surface of the tire and a first sensing unit that measures a first distance between the first sensor and the wheel; and
a monitoring unit that receives first distance information from the tire sensing module and determines whether the tire pressure is low based on the first distance information;
Including, a tire condition monitoring device.

According to clause 6,
The monitoring unit,
A tire condition monitoring device, characterized in that when the first distance remains below a threshold value for a predetermined period of time or more, the tire condition is determined to be in a low pressure state.

According to clause 6,
The sensing module for the tire is,
It includes a second sensor disposed on the bottom of a groove formed in the tread of a tire, and includes a second sensing unit that measures a second distance between the second sensor and the ground,
The monitoring unit,
A tire condition monitoring device that receives second distance information from the tire sensing module and determines a tire wear condition based on the second distance.

According to clause 8,
The monitoring unit,
A tire condition monitoring device characterized in that, when the second distance measured in the section where the second sensor is close to the ground remains below a threshold value for more than a predetermined time, the wear state of the tire is determined to be in a dangerous state.

According to clause 6,
The tire sensing module is installed on a plurality of tires, and the tire sensing module installed on at least some tires further includes an air pressure sensing unit capable of measuring the air pressure of the tire,
The monitoring unit,
A tire condition monitoring device that converts the first distance information into tire pressure based on the pressure measured from the air pressure sensing unit.

According to clause 8,
A tire condition monitoring device further comprising a display unit that informs the user of a message regarding tires that are under pressure or have a dangerous wear level.

According to clause 11,
The sensing module for the tire is,
Transmitting an ID (identification) along with information about the first distance and the second distance to the monitoring unit,
The display unit,
A tire condition monitoring device that provides information on the location of the tire along with the above message.

According to clause 8,
The monitoring unit,
A tire condition monitoring device that determines the condition of the road by checking the difference between the signal transmitted from the second sensing unit and the signal received by reflection on the ground.