KR20130013102A

KR20130013102A - 타이어의 마모 상태를 측정하는 차량용 전장 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20130013102A
Application number: KR1020110074523A
Authority: KR
Inventors: 김태훈
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2013-02-06

Abstract

본 발명은 타이어와 센서까지의 거리 변화 정보를 이용하여 타이어의 마모 상태를 확인한다. 따라서, 육안으로 확인하지 않고도 자동으로 타이어의 마모 상태를 측정하여 운전자에게 알려줌으로써 타이어의 마모 관리가 용이하다.

Description

타이어의 마모 상태를 측정하는 차량용 전장 시스템 및 그 방법{Electrical system of a vehicle for measuring wear condition of a tire and method thereof}

본 발명은 타이어 마모 상태를 측정하는 차량용 전장 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 타이어 마모 상태를 육안으로 확인하지않고 측정할 수 있는 타이어의 마모 상태를 측정하는 차량용 전장 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 타이어는 승차감 및 조향 성능의 향상을 위하여 트레드 면에 다수의 그루브로 구획된 다수의 블럭이 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 트레드는 주행시 지면과 접촉하면서 지면과의 마찰력으로 상기 블럭이 마모되고, 상기 블럭이 마모됨에 따라 상기 그루브의 깊이가 얕아져 승차감 및 조향 성능이 하락되고, 심지어는 마모로 인해 타이어가 파손된다.

따라서, 타이어의 마모 정도로 그 타이어의 수명을 판단하게 되는데, 그 판단 기준이 모호하여 타이어의 마모 한계 이상까지 사용하게 됨으로써, 타이어의 파손으로 인한 사고가 빈번하게 발생하였다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 종래에는 타이어 마모시기와 교체시기를 육안으로도 쉽게 판단할 수 있도록 마모 표시구가 구비된 타이어가 도 1에 도시된 바와 같이 개시되었다.

종래의 마모표시구가 형성된 타이어는 타이어의 그루브(4) 기저에 마모 한계 표시부(2)를 구비하고 측벽부(5)에 마모표시구(1)를 구비한 차량용 공기입 타이어에 있어서, 타이어의 측벽부(5) 상방의 블럭(3)상에 원주방향으로 동심원을 이루고, 마모 한계 깊이(h)에 대하여 등간격으로 분할 설치되며, 그 단면이 삼각형상을 구비하도록 하는 마모 표시용의 돌출라인(6)을 구비하여 타이어의 마모 상태를 판단하고자 하였다.

상기와 같이 구성된 마모표시구(1)가 형성된 타이어는 타이어가 마모됨에 따라 타이어 측면에 형성된 돌출라인(6)이 마모되어 없어져, 운전자가 육안으로 타이어의 상기 마모표시구를 육안으로 확인하여 마모한계까지 타이어를 사용하게 됨으로써, 마모한계 이상으로 타이어를 사용하여 사고가 발생하는 것을 방지하였다.

하지만, 상기와 같이 마모표시구(1)를 구비한 타이어의 마모 상태를 판단하는 것은 기본적으로 육안을 이용한 판단 방법으로서, 그 정확성이 떨어지고, 또한 매번 타이어를 차량으로부터 분리한 상태에서 육안으로 확인해야 하는 불편함이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 타이어의 마모 상태를 육안으로 확인하지 않고, 타이어를 차량으로부터 분리하지 않은 상태에서 타이어의 마모 상태를 측정하여, 타이어의 교체 시점을 운전자에게 정확하게 알려주는 타이어의 마모 상태를 측정하는 차량용 전장 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 타이어의 마모 상태를 측정하는 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일면에 따른 타이어의 마모 상태를 측정하는 차량용 전장시스템은, 타이어의 트레드 표면 상부에 배치되도록 차체에 설치되어, 차량의 주행 중 상기 트레드 표면까지의 거리를 실시간으로 감지하는 센싱부와, 상기 센싱부에 의해 실시간으로 감지되는 거리의 변동값을 연산하는 연산부 및 상기 연산부에 의해 연산된 상기 거리의 변동값에 근거하여 상기 타이어의 마모 상태를 분석한 타이어 마모 상태 정보를 상기 차량의 운전자에게 제공하는 타이어 마모 관리부를 포함한다.

본 발명에서, 상기 연산부는 상기 타이어의 마모가 시작되기 이전에 상기 센싱부에 의해 측정된 초기 거리값과 상기 차량의 주행 중에 상기 센싱부에 의해 측정된 측정 거리값 간의 차이값을 상기 거리의 변동값으로서 연산하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 측정 거리값은 상기 타이어의 전체 둘레를 대상으로 측정된 복수의 측정 거리값을 평균화한 값인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서, 상기 센서부의 센싱 오차를 최소화하기 위하여, 상기 센서부의 센싱 샘플링 주기를 조절하는 샘플링 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서, 상기 타이어 마모 관리부는 상기 거리의 변동값과 기설정된 기준값 간의 비교를 통해 상기 타이어의 정상 상태 정보, 상기 타이어 교체 시기 정보를 포함하는 상기 타이어 마모 상태 정보를 상기 운전자에게 제공하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서, 상기 센서부는 중심 둘레 표면까지의 거리를 감지하는 제1 거리 센서와 상기 중심 둘레 표면에 인접한 제1 주변 둘레 표면까지의 거리를 각각 감지하는 제2 거리 센서 및 상기 중심 둘레 표면을 사이에 두고, 상기 제1 주변 둘레 표면과 마주하는 제2 주변 둘레 표면까지의 거리를 감지하는 제3 거리 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 연산부는 상기 제1 거리 센서에 의해 감지된 상기 중심 둘레 표면까지의 거리의 변동값과, 상기 제2 거리 센서에 의해 감지된 상기 제1 주변 둘레 표면까지의 거리의 변동값 및 상기 제3 거리 센서에 의해 감지된 상기 제2 주변 둘레 표면까지의 거리의 변동값을 연산하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 타이어 마모 관리부는 상기 연산부를 통해 전달받은 상기 제1 주변 둘레 표면까지의 거리의 변동값과 상기 제2 주변 둘레 표면까지의 거리의 변동값을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 타이어의 편마모 상태를 분석한 타이어 편마모 상태 정보를 포함하는 상기 타이어 마모 상태 정보를 상기 운전자에게 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일면에 따른 타이어의 마모 상태를 측정하는 방법은, 타이어의 트레드 표면 상부에 배치된 거리 센서를 통해 상기 트레드 표면까지의 거리를 실시간으로 측정하는 단계와, 상기 실시간으로 측정된 거리의 변동값을 연산하는 단계 및 상기 연산된 거리의 변동값에 근거하여 상기 타이어의 마모 상태를 분석한 타이어 마모 상태 정보를 차량의 운전자에게 제공하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 육안으로 확인하지 않고도 자동으로 타이어의 마모 상태를 측정하여 운전자에게 알려줌으로써 타이어의 마모 관리가 용이하다.

도 1은 종래의 마모 표시구가 형성된 타이어의 일부를 나타내는 정단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 타이어 마모 상태 측정 시스템의 전체 내부 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 시스템을 이용하여 타이어의 마모량을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 타이어 마모 상태를 측정하는 시스템의 내부 구성을 보여주는 블록도이고, 도 3은 타이어의 마모량을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 타이어 마모 상태를 측정하는 시스템(300)은 크게, 거리 센서에서 타이어(10)의 트레드 표면까지의 거리 정보를 이용하여 타이어의 마모량을 측정하는 타이어 마모 측정부(100) 및 타이어 마모량 측정부의 측정 결과를 분석하여 상기 타이어(10)의 마모 상태를 운전자에게 제공하는 타이어 마모 관리부(200)를 포함한다.

우선, 타이어의 마모량을 측정하는 타이어 마모 측정부(100)에 대해 상세히 설명하기로 한다.

상기 타이어 마모 측정부(100)는 센서부(110), 연산부(120), 샘플링 조절부(130), 메모리(140) 및 송신부(150)를 포함한다.

센서부(110)는 타이어(10)의 트레드 표면 상부에 배치되도록 차체에 설치되는 구성으로서, 차량의 주행 중 센서로부터 상기 트레드 표면까지의 거리를 실시간으로 측정한다. 타이어 트레드 표면에는 마모 이전에도 굴곡이 존재하며, 차량 주행중 편마모 등 굴곡이 발생할 수 있다. 따라서, 타이어의 폭 방향으로 나란히 배치된 복수의 거리 센서를 포함한다. 즉, 센서부(110)는 타이어(10)의 트레드 표면 중 중심 둘레 표면(R1)까지의 거리를 감지한 제1 측정 거리값(y1)을 출력하는 제1 거리 센서(S1)와, 상기 중심 둘레 표면(R1)에 인접한 제1 주변 둘레 표면(R2)까지의 거리를 감지한 제2 측정 거리값(y2)을 출력하는 제2 거리 센서(S2) 및 상기 중심 둘레 표면(R1)을 사이에 두고, 상기 제1 주변 둘레 표면(R2)과 마주하는 제2 주변 둘레 표면(R3)까지의 거리를 감지한 제3 측정 거리값(y3)을 출력하는 제3 거리 센서(S3)를 포함한다. 상기 제2 및 제3 거리 센서(S2, S3)에 의해 측정된 거리 정보를 통해 타이어(10)의 편마모 상태를 확인할 수 있다. 이에 대한 설명은 아래에서 상세히 설명하기로 한다. 한편, 본 실시예에서는 3개의 거리 센서로 구성된 센서부의 예를 기술하고 있으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니고, 정밀하고 정확한 타이어 마모 상태가 요구되는 경우, 또는 타이어 사양(예컨대, 사이즈)에 따라 구획된 각 표면(R1, R2, R3) 마다 적어도 2개 이상의 거리 센서를 배치할 수 있다. 또한 각 거리 센서(S1, S2, S3)의 센싱 오차를 줄이기 위해, 각 거리 센서(S1, S2, S3)의 센싱 샘플링 주기를 조절하는 샘플링 조절부(130)가 구비될 수 있다. 즉, 타이어가 N(여기서, N은 자연수)번 회전하는 동안 증가된 센싱 샘플링 주기만큼 촘촘히 측정하여 타이어 전체 둘레에 대한 평균 측정 거리값을 계산하여 센싱 오차를 줄여나갈 수 있다.

연산부(120)는 상기 센싱부에 의해 실시간으로 감지되는 거리의 변동값을 연산한다. 즉, 연산부(120)는 메모리(140)에 기저장된 초기 거리값(x1, x2, x3)을 제공받고, 이 초기 거리값과 상기 센싱부(110)에 의해 현재 측정된 측정 거리값(y1, y2, y3) 간의 차이값들(w1, w2, w3)을 타이어의 마모량으로서 연산한다. 여기서, 초기 거리값은 상기 타이어의 마모가 시작되기 이전에 상기 센싱부(110)에 의해 측정된 초기 거리값으로 예컨대, 공장 출하된 타이어(10)의 트레드 표면에서 센서까지의 거리값으로 정의될 수 있다.

일례로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 타이어의 중심 둘레 표면(R1)의 마모량(w1)은 제1 거리 센서(S1)로부터 타이어(10)의 중심 둘레 표면까지의 초기 거리값(x1)과 현재 측정된 측정 거리값(y1)의 차이값(w1 = x1 - y1)으로 계산된다. 타이어의 제1 주변 둘레 표면(R2)의 마모량은 제2 거리 센서(S2)로부터 타이어(10)의 제1 주변 둘레 표면까지의 초기 거리값(x2)과 현재 측정된 측정 거리값(y2)의 차이값(w2 = x2 - y3)으로 계산되며, 유사한 방식으로 타이어의 제2 주변 둘레 표면(R2)의 마모량(w3)은 x3 - y3로 계산된다.

아래의 표 1은 일례로서 타이어 트레드 표면의 마모량을 연산한 결과를 보여주는 표이다.

	제1 거리 센서(S1)	제2 거리 센서(S2)	제3 거리 센서(S3)
초기 거리값(x)	x1 = 200mm	x2 = 200mm	x3 = 200mm
측정 거리값(y)	y1 = 180mm	y2 = 190mm	y3 = 180mm
마모량(w = x - y)	w1 = 20mm	w2 = 10mm	w3 = 20 mm

다시 도 2를 참조하면, 송신부(150)는 상기 연산부(120)로부터 상기 차이값들(w1, w2, w3)을 전달받고, 이를 유선 또는 무선 통신 규격에 따라 변환하여 상기 타이어 마모 관리부(200)로 전송한다.

이하, 상기 타이어 마모 관리부(200)에 대해 상세히 설명하기로 한다.

상기 타이어 마모 관리부(200)는 상기 연산부(120)에 의해 연산된 상기 거리의 변동값에 근거하여 상기 타이어의 마모 상태를 분석하고, 이를 운전자에게 제공하는 구성으로서, 수신부(210), 타이어 상태 분석부(220) 및 표시부(230)를 포함한다.

수신부(210)는 상기 송신부(150)를 통해 수신된 상기 차이값들을 내부에서 처리 가능한 데이터 변환하여 상기 타이어 상태 분석부(220)로 전달한다.

타이어 상태 분석부(220)는 상기 거리의 변동값인 차이값들(w1, w2, w3)과 기설정된 기준값 간의 비교를 통해 상기 타이어의 정상 상태 정보, 상기 타이어 교체 시기 정보를 포함하는 상기 타이어 마모 상태를 분석한다. 예컨대, 차이값(w1)과 기설정된 제1 기준값을 비교하는 경우, 이 제1 기준값보다 차이값(w1)이 작으면, 타이어 중심 둘레 표면(R1)의 마모 상태가 비정상으로 판단하고, 이를 토대로 타이어(10)가 교체 시기임을 결정한다. 또는 차이값(w2)과 기설정된 제2 기준값을 비교하는 경우, 이 제2 기준값보다 차이값(w2)이 작으면, 타이어의 제2 주변 둘레 표면의 마모 상태가 비정상으로 판단하고, 이 판단에 기초하여 타이어(10)가 교체 시기임을 결정한다. 또는 차이값(w2)과 차이값(w3) 간의 비교를 통해 타이어의 편마모 상태를 판단할 수 있다. 즉, 차이값(w2)과 차이값(w3)이 동일하면, 타이어의 편마모 상태는 정상으로 판단하고, 만일 차이값(w2)과 차이값(w3)이 서로 다르면, 타이어의 편마모 상태를 비정상으로 판단하고, 이를 토대로 타이어가 교체시기임을 결정한다. 이와 같이 타이어 상태 분석부(220)에 분석된 타이어 상태 정보들은 표시부(230)로 전달된다.

표시부(230)는 이러한 타이어의 교체 시기 정보를 포함하는 타이어 마모 상태를 운전자에게 시각적 또는 청각적으로 제공하여, 운전자의 안전운전을 도모케 한다.

Claims

타이어의 트레드 표면 상부에 배치되도록 차체에 설치되어, 차량의 주행 중 상기 트레드 표면까지의 거리를 실시간으로 감지하는 센서부;
상기 센싱부에 의해 실시간으로 감지되는 거리의 변동값을 연산하는 연산부; 및
상기 연산부에 의해 연산된 상기 거리의 변동값에 근거하여 상기 타이어의 마모 상태를 분석한 타이어 마모 상태 정보를 상기 차량의 운전자에게 제공하는 타이어 마모 관리부
를 포함하는 타이어의 마모 상태를 측정하는 차량용 전장 시스템.
제1항에 있어서, 상기 연산부는,
상기 타이어의 마모가 시작되기 이전에 상기 센싱부에 의해 측정된 초기 거리값과 상기 차량의 주행 중에 상기 센싱부에 의해 측정된 측정 거리값 간의 차이값을 상기 거리의 변동값으로서 연산하는 것을 특징으로 하는 타이어의 마모 상태를 측정하는 차량 전장 시스템.
제2항에 있어서, 상기 측정 거리값은,
상기 타이어의 전체 둘레를 대상으로 측정된 복수의 측정 거리값을 평균화한 값인 것을 특징으로 하는 차량 전장 시스템.
제1항에 있어서, 상기 센서부의 센싱 오차를 최소화하기 위하여, 상기 센서부의 센싱 샘플링 주기를 조절하는 샘플링 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 마모 상태를 측정하는 차량용 전장 시스템.
제1항에 있어서, 상기 타이어 마모 관리부는,
상기 거리의 변동값과 기설정된 기준값 간의 비교를 통해 상기 타이어의 정상 상태 정보, 상기 타이어 교체 시기 정보를 포함하는 상기 타이어 마모 상태 정보를 상기 운전자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 타이어의 마모 상태를 측정하는 차량용 전장 시스템.
제1항에 있어서, 상기 센서부는,
중심 둘레 표면까지의 거리를 감지하는 제1 거리 센서;
상기 중심 둘레 표면에 인접한 제1 주변 둘레 표면까지의 거리를 각각 감지하는 제2 거리 센서; 및
상기 중심 둘레 표면을 사이에 두고, 상기 제1 주변 둘레 표면과 마주하는 제2 주변 둘레 표면까지의 거리를 감지하는 제3 거리 센서
를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 마모 상태를 측정하는 차량용 전장 시스템.
제6항에 있어서, 상기 연산부는,
상기 제1 거리 센서에 의해 감지된 상기 중심 둘레 표면까지의 거리의 변동값과, 상기 제2 거리 센서에 의해 감지된 상기 제1 주변 둘레 표면까지의 거리의 변동값 및 상기 제3 거리 센서에 의해 감지된 상기 제2 주변 둘레 표면까지의 거리의 변동값을 연산하는 것을 특징으로 하는 타이어의 마모 상태를 측정하는 차량용 전장 시스템.
제7항에 있어서, 상기 타이어 마모 관리부는,
상기 연산부를 통해 전달받은 상기 제1 주변 둘레 표면까지의 거리의 변동값과 상기 제2 주변 둘레 표면까지의 거리의 변동값을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 타이어의 편마모 상태를 분석한 타이어 편마모 상태 정보를 포함하는 상기 타이어 마모 상태 정보를 상기 운전자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 타이어의 마모 상태를 측정하는 차량용 전장 시스템.
타이어의 트레드 표면 상부에 배치된 거리 센서를 통해 상기 트레드 표면까지의 거리를 실시간으로 측정하는 단계;
상기 실시간으로 측정된 거리의 변동값을 연산하는 단계; 및
상기 연산된 거리의 변동값에 근거하여 상기 타이어의 마모 상태를 분석한 타이어 마모 상태 정보를 차량의 운전자에게 제공하는 단계;
를 포함하는 타이어의 마모 상태를 측정하는 방법.