KR100373291B1 - Air injection device for removing water screen on road and control method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An air injection device for removing a water screen on a road and a control method thereof are provided to improve friction force with a tire by removing the water screen with compressed air, to increase power transmitting efficiency during rainy days, and to improve steering efficiency and braking power. CONSTITUTION: An air injection device for removing a water screen on a road is composed of an operation switch(10) operated by drivers to remove the water screen on the road, a sensor unit(20) detecting the speed of a vehicle and the condition of a brake and including speed and brake sensors(21,22), a control unit(30) calculating input signals which are input signals of the operation switch and the sensor unit and outputting a predetermined resulting value, and a nozzle valve controlling actuator(40) removing the water screen with high-pressured air by output signals.

Description

자동차의 노면 수막 제거용 공기 분사 장치 및 그 제어 방법Air spray device for removing road surface film of automobile and its control method

본 발명은 자동차의 노면 수막 제거용 공기 분사 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 노면의 수막을 압축된 공기로 제거하여 노면과 타이어와의 마찰력을 향상시킴으로서 우천중에도 동력 전달 효율을 높이고, 조향성을 향상시키며, 제동력을 향상시킬수 있는 자동차의 노면 수막 제거용 공기 분사 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an air injector for removing a road surface film of a vehicle and a control method thereof. More specifically, the present invention provides a power transmission efficiency during rainy weather by improving the friction between the road surface and a tire by removing the water film on the road surface with compressed air. The present invention relates to an air injector for removing water film of a road surface of a vehicle capable of increasing height, improving steering, and improving braking force, and a method of controlling the same.

일반적으로 우천중에는 노면에 다량의 물이 고이게 됨으로서 주행중인 자동차의 타이어와 노면 사이에 수막이 형성되게 된다. 이와 같이 노면과 타이어간에 수막이 형성되면 노면과 타이어간의 마찰력이 크게 감소됨으로서 자동차의 동력이 타이어를 통해 노면으로 적절하게 전달되지 못하게 되어 조향성이 크게 감소되고 또한 제동 거리도 평소보다 길어짐으로서 사고 확률이 높아지게 되는 문제점이 있다.In general, a large amount of water accumulates on the road during rain, and a water film is formed between the tire and the road surface of the driving vehicle. Thus, when a water film is formed between the road surface and the tire, the friction force between the road surface and the tire is greatly reduced, so that the power of the vehicle cannot be properly transmitted to the road surface through the tire, which greatly reduces the steering and the braking distance is longer than usual. There is a problem that becomes high.

종래에는 이러한 현상을 제거하기 위해 주로 제동 장치의 향상에 힘써왔다. 즉, 항공기에 사용되던 ABS(Antilock Brake System)를 자동차에 적용시킴으로서 자동차의 제동시 각 타이어에 가해지는 제동 유압을 감압 또는 증압하여 압력을 조절함으로서 적당한 코너링 포스(Cornering Force)를 확보하여 조향성을 유지시키면서 동시에 제동 거리가 가장 짧게 되도록 마찰 계수의 가장 큰 값을 얻을수 있는 슬립률(Slip Rate)이 되도록 제어 하는 방법을 이용하였던 것이다.In the past, efforts have been made to improve the braking device mainly to eliminate this phenomenon. In other words, by applying ABS (Antilock Brake System) used in the aircraft to control the pressure by reducing or increasing the braking hydraulic pressure applied to each tire during braking of the vehicle to secure proper cornering force (Cornering Force) to maintain steering At the same time, the method was used to control the slip rate to obtain the largest value of the friction coefficient so that the braking distance was the shortest.

그러나 이러한 방법 및 장치도 노면이 건조한 상태에서 최대의 효과를 얻을수 있도록 창작된 것이지 노면에 수막이 형성되었을 때를 감안하여 적극적으로 창작된 사상은 아닌 것이다.However, these methods and devices are also designed to achieve the maximum effect when the road surface is dry, but not actively created in consideration of the formation of water film on the road surface.

따라서 상기 ABS를 장착한 자동차도 노면에 수막이 형성되게 되면 타이어와 노면간의 마찰 계수가 매우 작아져 자동차의 동력이 타이어를 통해 노면으로 적절하게 전달되지 못하게 되어 자동차의 조향이 예상치 못한 방향으로 될수 있고, 또한 브레이크를 조작했을 때 그 제동 거리가 건조한 노면에서의 제동 거리보다 훨씬 길게 됨으로서 사고 빈도가 높아지게 되는 문제점이 있다.Therefore, if the water film is formed on the road surface of the vehicle equipped with ABS, the friction coefficient between the tire and the road surface becomes very small, so that the power of the car cannot be properly transmitted to the road surface through the tire, and the steering of the car may be in an unexpected direction. In addition, when the brake is operated, the braking distance is much longer than the braking distance on a dry road surface, and thus there is a problem in that an accident frequency increases.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 노면의 수막을 압축된 공기로 제거하여 노면과 타이어와의 마찰력을 향상시킴으로서 동력 전달 효율을 최대로 높이고, 조향성 및 제동력을 향상시킬수 있는 자동차의 노면 수막 제거용 공기 분사 장치 및 그 제어 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, by removing the water film of the road surface with compressed air to improve the friction between the road surface and the tire to maximize the power transmission efficiency, steering and braking force The present invention provides an air spray apparatus for removing a road surface film of a vehicle and a method of controlling the same.

도 1 은 본 발명에 의한 자동차의 노면 수막 제거용 공기 분사 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.1 is a block diagram showing the configuration of an air injector for removing water film on a road surface of a motor vehicle according to the present invention.

도 2 는 본 발명에 의한 자동차의 노면 수막 제거용 공기 분사 장치에 있어서 공기의 흐름을 나타낸 상태도이다.Figure 2 is a state diagram showing the flow of air in the air injector for removing the water film on the road surface of the vehicle according to the present invention.

도 3 은 본 발명에 의한 자동차의 노면 수막 제거용 공기 분사 장치의 제어 방법을 도시한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a control method of an air injector for removing a road film from a vehicle according to the present invention.

- 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-

10 ; 작동 스위치20 ; 센서부10; Operation switch 20; Sensor part

30 ; 제어부40 ; 기억부30; Control unit 40; Memory

40 ; 노즐 밸브 조절 엑츄에이터40; Nozzle Valve Adjustment Actuator

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 자동차의 노면 수막 제거용 공기 분사 장치의 구성은, 노면의 수막을 제거하기 위해 운전자가 조작하면 이를 전기적 신호로 변환하여 로우 신호를 출력하는 작동 스위치와; 자동차의 속도를 감지하고 이를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 속도 센서와, 자동차의 제동 상황을 감지하고 이를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 브레이크 센서로 이루어진 센서부와; 상기 작동 스위치 및 센서부의 출력 신호를 입력 신호로 해서 이를 연산처리한 값과 기억부에 미리 기억된 기준값을 비교하여 산출된 적절한 제어 신호값을 다음단으로 출력하는 제어부와; 상기 제어부의 출력 신호를 입력 신호로 해서 노면의 수막을 고압의 공기로 제거하도록 작동되는 노즐 밸브 조절 엑츄에이터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an air injection device for removing a road mandible from a vehicle according to the present invention, comprising: an operation switch for converting an electric signal into an electrical signal when the driver operates to remove the water film from the road; A sensor unit configured to detect a speed of the vehicle and convert the same into an electrical signal and output the electrical sensor; A control unit which outputs an appropriate control signal value calculated by comparing the operation signal of the operation switch and the sensor unit as an input signal and a value calculated by comparing it with a reference value stored in advance in the storage unit; And a nozzle valve adjustment actuator operable to remove the water film on the road surface with high pressure air using the output signal of the controller as an input signal.

또한 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 자동차의 노면 수막 제거용 공기 분사 장치의 제어 방법은, 작동 스위치가 온되어 동작이 시작되면 모든 메모리 변수를 초기화 하는 단계와; 자동차의 속도 및 제동력을 감지하는 단계와; 상기 감지된 속도 및 제동력 값에 대응하는 기준값을 비교하여 검색하는 단계와; 상기 검색된 기준값을 공기 분사 압력값으로 변환하는 단계와; 상기 변환된 공기 분사 압력값으로 공기를 분사할수 있도록 노즐 밸브 조절 엑츄에이터를 작동시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, a control method of an air injector for removing a road film of a vehicle according to the present invention includes: initializing all memory variables when an operation switch is turned on and an operation is started; Sensing the speed and braking force of the vehicle; Comparing and searching a reference value corresponding to the sensed speed and braking force value; Converting the retrieved reference value into an air injection pressure value; And operating a nozzle valve adjustment actuator to inject air at the converted air injection pressure value.

이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명을 용이하게 실시할수 있을 정도로 본 발명에 의한 자동차의 노면 수막 제거용 공기 분사 장치 및 그 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, an air injector for removing a road film of a vehicle and a control method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings such that those skilled in the art can easily implement the present invention. Is as follows.

도 1 은 본 발명에 의한 자동차의 노면 수막 제거용 공기 분사 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.1 is a block diagram showing the configuration of an air injector for removing water film on a road surface of a motor vehicle according to the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 자동차의 노면 수막 제거용 공기 분사 장치의 구성은 작동 스위치(10), 센서부(20), 제어부(30) 및 기억부(35), 노즐 밸브 조절 엑츄에이터(40)로 크게 구성되어 있으며 이를 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.As shown in the figure, the configuration of the air jet device for removing the road surface film of a vehicle according to the present invention includes an operation switch 10, a sensor unit 20, a control unit 30 and a storage unit 35, and a nozzle valve adjustment actuator 40. It is composed largely and it is explained in more detail as follows.

먼저 우천이나 기타 이유로 노면에 수막이 형성되었을 때 이 수막을 제거하기 위해 운전자가 작동시키면 이를 전기적 신호로 변환하여 로우(Low) 신호를 출력하는 작동 스위치가 제어부(30)에 연결되어 있다. 여기서 상기 작동 스위치는 이산적인 신호를 출력하는 스위치로서 오프시에는 하이(High)의 상태를 제어부(30)에인가하고 있다가 온되면 로우 신호를 인가하는 스위치를 사용하였으며, 상기 제어부(30)와 작동 스위치(10) 사이에는 버퍼(11)를 더 결선하여 각종 노이즈를 제거하여 안정된 신호를 제어부(30)에 출력할수 있도록 하였다.First, when the driver operates to remove the water film when the water film is formed on the road due to rain or other reasons, an operation switch which converts it into an electrical signal and outputs a low signal is connected to the controller 30. Here, the operation switch is a switch for outputting a discrete signal, and when a high state is applied to the control unit 30 when it is off, a switch for applying a low signal is used when the operation switch is turned on. The buffer 11 was further connected between the operation switches 10 to remove various noises so as to output a stable signal to the controller 30.

또한 센서부(20)에는 자동차의 속도를 감지하기 위한 속도 센서(21)와 제동력을 감지하기 위한 브레이크 센서(22)를 장착하였다. 여기서 상기 속도 센서(21) 및 브레이크 센서(22)의 신호는 아날로그 신호이기 때문에 이를 컴퓨터가 직접 다룰수 없다. 따라서 상기 속도 센서(21) 및 브레이크 센서(22)의 신호를 디지털로 변환후 제어부(30)에 인가하기 위해 상기 센서부(20)와 제어부(30) 사이에 아날로그/디지털 컨버터(23)를 더 결선하여 안정된 속도 및 제동력에 대한 디지털 값이 제어부(30)에 인가되도록 하였다.In addition, the sensor unit 20 is equipped with a speed sensor 21 for detecting the speed of the vehicle and a brake sensor 22 for detecting the braking force. Since the signals of the speed sensor 21 and the brake sensor 22 are analog signals, the computer cannot directly handle them. Accordingly, an analog / digital converter 23 is further added between the sensor unit 20 and the control unit 30 in order to convert the signals of the speed sensor 21 and the brake sensor 22 into digital units and then apply them to the control unit 30. By connecting, digital values for stable speed and braking force were applied to the controller 30.

다음으로 상기 작동 스위치(10) 및 센서부(20)의 출력단에는 상기 출력 신호를 입력 신호로 해서 이를 연산 처리하도록 제어부(30)가 연결되어 있으며 상기 제어부(30)에는 각종 기준값 및 소정의 제어 프로그램이 내장되어 있는 기억부(35)가 연결되어 본 발명에 의한 자동차의 노면 수막 제거용 공기 분사 장치가 작동되도록 하였다. 이러한 제어부(30)는 상기 작동 스위치(10) 및 센서부(20)의 출력 신호를 연산 처리하여 얻은 소정의 결과값과 기억부(35)에 미리 기억된 기준값을 비교한후 노즐(70)을 통해 분사될 분사 압력에 상응하는 제어 신호를 출력하는 역할을 한다.Next, a control unit 30 is connected to an output terminal of the operation switch 10 and the sensor unit 20 so as to process the output signal as an input signal, and the control unit 30 has various reference values and predetermined control programs. The built-in storage unit 35 is connected to operate the air spray device for removing the road surface water film of the vehicle according to the present invention. The control unit 30 compares the predetermined result obtained by arithmetic processing the output signals of the operation switch 10 and the sensor unit 20 with a reference value previously stored in the storage unit 35, and then operates the nozzle 70. It serves to output a control signal corresponding to the injection pressure to be injected through.

한편 상기 출력된 제어 신호는 디지털 신호로서 노즐 밸브 엑츄에이터(40)를 직접 구동하지 못하기 때문에 이를 아날로그 신호로 변환하고 또한 증폭하기 위해 디지털/아날로그 컨버터(41) 및 증폭부(42)가 제어부(30)에 결선되어 있고, 상기증폭부(42)의 출력단에는 노즐 밸브 조절 엑츄에이터(40)가 연결되어 있어 노면의 수막을 고압의 공기로서 제거하도록 도모하고 있다.On the other hand, since the output control signal cannot directly drive the nozzle valve actuator 40 as a digital signal, the digital / analog converter 41 and the amplifying unit 42 control the controller 30 to convert and convert the nozzle valve actuator 40 into an analog signal. The nozzle valve adjustment actuator 40 is connected to the output end of the amplification part 42 so as to remove the water film on the road surface as high pressure air.

한편, 상기 노즐 밸브 조절 엑츄에이터(40)로 조절되는 고압의 공기는 도 2 의 공기 흐름도에 도시된 바와 같이, 공기 압축기(60)가 엔진(50)으로부터 동력을 얻어서 작동되고 상기 공기 압축기(60)로부터의 공기는 노즐 밸브 조절 엑츄에이터(40)에 의해 공기량이 결정되어 노즐 밸브(70) 및 노즐(80)로 연결되어 노면의 수막을 제거하도록 되어 있다. 여기서 상기 노즐(80)은 차체 하단에 노면을 향하여 설치되어 있고 또한 타이어가 회전하는 방향의 전단에 설치되어 타이어와 노면의 마찰이 시작되는 부분의 수막이 최대로 제거될수 있도록 하였다.On the other hand, the high pressure air controlled by the nozzle valve control actuator 40 is operated by the air compressor 60 is powered from the engine 50, as shown in the air flow diagram of Figure 2 and the air compressor 60 The air from the air volume is determined by the nozzle valve adjustment actuator 40 and connected to the nozzle valve 70 and the nozzle 80 to remove the water film on the road surface. Here, the nozzle 80 is installed at the lower end of the vehicle body toward the road surface and is installed at the front end of the direction in which the tire rotates so that the water film at the portion where the friction between the tire and the road surface starts can be removed to the maximum.

이와 같은 구성을 하는 본 발명에 의한 자동차의 노면 수막 제거용 공기 분사 장치의 제어 방법은 도 3 의 순서도에 도시된 것처럼 작동 스위치가 온되어 동작이 시작되면 기억부(35)에 기억된 소정의 프로그램이 로딩되고 상기 프로그램에 의해 소정의 순서대로 제어가 시작되며 최초로 모든 메모리 변수를 초기화한다.In the control method of the air injector for removing the road film film of the vehicle according to the present invention having such a configuration, a predetermined program stored in the storage unit 35 when the operation switch is turned on and operation starts as shown in the flowchart of FIG. 3. Is loaded and control is started in the predetermined order by the program, initially initializing all memory variables.

그런후 속도 센서(21) 및 브레이크 센서(22)를 이용하여 자동차의 속도 및 제동력을 감지하고 상기 감지된 속도 및 제동력 값에 대응하는 기준값을 찾기 위해 기억부(35)의 기준값과 비교하여 검색하게 된다. 상기와 같이 기억부(35)에 미리 기억된 기준값을 검색한후에는 그 검색된 기준값을 공기 분사 압력값으로 변환하게 된다.Then, the speed sensor 21 and the brake sensor 22 are used to detect the speed and braking force of the vehicle and to compare the reference value of the storage unit 35 to find a reference value corresponding to the detected speed and braking force value. do. After retrieving the reference value stored in advance in the storage unit 35 as described above, the retrieved reference value is converted into the air injection pressure value.

마지막으로 상기 변환된 공기 분사 압력값으로 공기를 분사할수 있도록 노즐 밸브 조절 엑츄에이터(40)를 작동시키게 되는데 이때 상기 공기 분사 압력값은 감지된 자동차의 속도 및 제동력에 비례하여 커지도록 되어 있다.Finally, the nozzle valve adjustment actuator 40 is operated to inject air at the converted air injection pressure value, wherein the air injection pressure value is increased in proportion to the detected speed and braking force of the vehicle.

이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여만 설명하였지만 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 여러가지로 변형된 실시예가 가능할 것이다.As described above, although the present invention has been described only for the above embodiments, various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the present invention.

따라서 본 발명에 의한 자동차의 노면 수막 제거용 공기 분사 장치 및 그 제어 방법은, 노면의 수막을 압축된 공기로 제거하여 노면과 타이어와의 마찰력을 향상시킴으로서 우천중에도 동력 전달 효율을 높이고, 조향성을 향상시키며, 제동력을 향상시킬수 있는 자동차의 노면 수막 제거용 공기 분사 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.Therefore, according to the present invention, an air injector for removing a road surface film of a vehicle and a control method thereof remove the road surface water film with compressed air to improve friction between the road surface and the tire, thereby improving power transmission efficiency even in rainy weather and improving steering characteristics. The present invention provides an air injector for removing a road surface film of a vehicle and a method of controlling the same, which can improve braking force.

Claims (3)

노면의 수막을 제거하기 위해 운전자가 조작하면 이를 전기적 신호로 변환하여 로우 신호를 출력하는 작동 스위치와; 자동차의 속도를 감지하고 이를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 속도 센서와, 자동차의 제동 상황을 감지하고 이를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 브레이크 센서로 이루어진 센서부와; 상기 작동 스위치 및 센서부의 출력 신호를 입력 신호로 해서 이를 연산처리한 값과 기억부에 미리 기억된 기준값을 비교하여 산출된 적절한 제어 신호값을 다음단으로 출력하는 제어부와; 상기 제어부의 출력 신호를 입력 신호로 해서 노면의 수막을 고압의 공기로 제거하되, 공기 분사 압력값이 자동차의 속도 및 제동력에 비례하여 커지도록 된 노즐 밸브 조절 엑츄에이터와; 상기 노즐 밸브 조절 엑츄에이터로 고압의 공기를 송출할수 있도록 엔진에 장착된 공기 압축기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 노면 수막 제거용 공기 분사 장치.An operation switch for outputting a low signal by converting the signal into an electrical signal when the driver operates to remove the water film on the road surface; A sensor unit configured to detect a speed of the vehicle and convert the same into an electrical signal and output the electrical sensor; and a brake sensor to detect a braking situation of the vehicle and convert the converted signal into an electrical signal; A control unit which outputs an appropriate control signal value calculated by comparing the operation signal of the operation switch and the sensor unit as an input signal and a value calculated by comparing it with a reference value stored in advance in the storage unit; A nozzle valve adjustment actuator configured to remove the water film on the road surface with high pressure air using the output signal of the control unit as an input signal, wherein the air injection pressure value is increased in proportion to the speed and braking force of the vehicle; And an air compressor mounted on an engine to send high pressure air to the nozzle valve adjustment actuator. 작동 스위치가 온되어 동작이 시작되면 모든 메모리 변수를 초기화 하는 단계와; 자동차의 속도 및 제동력을 감지하는 단계와; 상기 감지된 속도 및 제동력 값에 대응하는 기준값을 비교하여 검색하는 단계와; 상기 검색된 기준값을 공기 분사 압력값으로 변환하는 단계와; 상기 변환된 공기 분사 압력값으로 공기를 분사할 수 있도록 노즐 밸브 조절 엑츄에이터를 작동시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 노면 수막 제거용 공기 분사 장치의 제어 방법.Initializing all memory variables when an operation switch is turned on to start an operation; Sensing the speed and braking force of the vehicle; Comparing and searching a reference value corresponding to the sensed speed and braking force value; Converting the retrieved reference value into an air injection pressure value; And operating a nozzle valve adjustment actuator to inject air at the converted air injection pressure value. 청구항 2 에 있어서, 상기 공기 분사 압력값은 자동차의 속도 및 제동력에 비례하여 커지도록 한 것을 특징으로 하는 자동차의 노면 수막 제거용 공기 분사 장치의 제어 방법.The method according to claim 2, wherein the air injection pressure value is increased in proportion to the speed and braking force of the vehicle.
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