KR100387292B1 - 차량의하중이동을고려한선회반경계산방법과선회반경계산장치 - Google Patents

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Abstract

차량의 선회반경을 차량의 하중이동에 관계없이 정확히 구하는 방법과, 그 장치로서 좌측타이어와, 우측타이어의 회전각속도를 각각 검출할 수 있다. 검출된 회전각속도에 의거하여 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름반경의 변동을 첨가해서 차량의 선회반경이 구해진다.

Description

차량의 하중이동을 고려한 선회반경 계산방법과 선회반경 계산장치{METHOD AND DEVICE FOR CALCULATING TURNING RADIUS OF VEHICLE TAKING LOAD MOVEMENT THEREOF INTO CONSIDERATION}
본 발명은, 차량의 선회반경을 계산하기 위한 방법과 그 장치에 관한 것이다.
차량의 선회반경이라는 것은, 예를 들면, 차량의 중심이 그리는 바퀴자국의 곡률반경이다. 차량의 선회반경은, 예를 들면, 차량의 안전을 확보하는 목적을 위해 개발된 타이어 공기압저하 검출장치와, 앤티록 브레이킹시스템(ABS:Anti-lock Braking System) 또는 차량의 현재위치를 운전자에 알리기 위한 네이비게이션시스템(navigation system)에 있어서 이용된다.
차량의 선회반경을 구하는 방법은 크게 두가지로 나눌 수 있다. 그 한가지는 조타각센서의 출력을 이용하는 방법이다. 또 한가지는 차량에 구비되어 있는 4개의 타이어(W1, W2, W3, W4) 각각의 회전각속도(F1, F2, F3, F4)를 이용하는 방법이다. 타이어(W1, W2)는 각각 전면부 좌우타이어이다. 또, 타이어(W3, W4)는 각각 후면부 좌우타이어이다.
회전각속도(Fi)(i = 1, 2, 3, 4)는 차량이 코너나, 커브(이하 "코너"로 대표함)를 주행하고 있을 경을 좌우의 각 타이어(Wi)에 따라 다르다. 구체적으로는, 코너에 대해서 내측의 타이어(Wi)의 회전각속도(Fi)는 상대적으로 작고, 외측의 타이어(Wi)의 회전각속도(Fi)는 상대적으로 크다. 이것은 코너내측의 타이어(Wi)의 선회반경과 코너외측의 타이어(Wi)의 선회반경 사이에 차가 존재하기 때문이다.
따라서, 좌우타이어의 회전각속도(Fi)를 이용해서 차량의 선회반경을 구할 수가 있다.
타이어(Wi)의 회전각속도(Fi)에 의거하여 차량의 선회반경을 구하는 방법의 한가지 예는, 예를 들면 일본국 특개소60-113710호 공보에 개시되어 있다. 구체적으로는, 킹핀 사이의 거리(트레드폭(tread width))를 "K"로 한다면, 선회반경(R)은 아래 표기하는 제(1)식에 의해 계산된다.
또, 상기한 제(1)식은 F1과 F3및 F2와 F4가 각각 교환가능하다는 것을 표시하고 있다.
그런데 차량이 코너를 주행할 때에 차량에는 코너 외측방향으로 차량의 속도에 비례한 횡방향 가속도(이하 "횡G"라 함)가 작용한다. 이에 따라 차량의 하중은 코너 외측방향으로 이동한다. 그 결과, 코너외측의 타이어(Wi)에 가해지는 하중은상대적으로 증가하는 동시에 코너내측의 타이어(Wi)에 가해지는 하중은 상대적으로 저하된다.
제11도는, 타이어(Wi)에 가해지는 하중과 타이어(Wi)의 유효구름반경과의 대응 관계를 표시하는 그래프이다.
유효구름반경이라는 것은, 타이어의 자유변위시에 있어서 타이어가 1회전했을 때에 차량이 진행된 거리를 2π로 나눈 값이다. 제11도의 그래프로 분명히 밝히 듯이 타이어(Wi)의 유효구름반경은, 타이어(Wi)에 가해지는 하중이 증가함에 따라서 저하된다.
따라서 하중이 상대적으로 증가하는 코너외측의 타이어(Wi)의 유효구름반경은 작아지는 동시에, 하중이 상대적으로 저하되는 코너내측 타이어(Wi)의 유효구름반경은 커진다. 또, 타이어(Wi)의 회전각속도(Fi)는, 타이어(Wi)의 유효구름반경에 대응해서 변화한다. 즉 차량의 속도가 일정할 경우, 타이어(Wi)의 유효구름반경이 작아지면 회전각속도(Fi)는 커진다. 이와 같이 타이어(Wi)의 회전각속도(Fi)는 코너링(cornering)시에는 내륜과 외륜의 선회반경차 뿐만 아니라 차량의 하중이동의 영향까지도 받게된다. 그러므로 상기한 식(1)에 의해 산출된 선회반경(R)은 차량의 하중이동의 영향을 받은 값이어서 정확한 값은 아니다.
본 발명의 제1의 목적은 차량의 하중이동의 영향에도 불구하고 차량의 선회반경을 정확히 계산할 수 있는 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 제2의 목적은, 차량의 하중이동에 의하지 않고 차량의 선회반경을 정확히 계산할 수가 있는 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 제3의 목적은, 차량의 하중이동에 의하지 않고, 정확하게 계산된 차량의 선회반경을 이용한 공기압저하 검출방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 제4의 목적은, 차량의 하중이동에 의하지 않고 정확하게 계산된 차량의 선회반경을 이용한 타이어의 공기압저하 검출장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명에 의하면, 좌측타이어와 우측타이어를 보유하는 차량의 선회반경을 구할 수 있다. 그러므로, 좌측타이어와 우측타이어의 회전각속도가 각각 검출된다. 이 검출된 회전각속도에 의거하여 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름반경의 변동을 첨가해서 차량의 선회반경이 구해진다. 이에 따라, 차량의 하중이동에 의하지 않고, 차량의 선회반경을 정확히 계산할 수 있다.
예를 들면, 차량의 횡방향의 가속도가 검출되어도 상관없다. 이 경우에 검출된 차량의 횡방향의 가속도에 의거하여 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름반경의 변동이 회전각속도에 주어지는 영향은 배제되는 것이 바람직하다. 차량의 하중이동은 차량의 횡방향 가속도에 비례하기 때문에 횡방향 가속도를 첨가하므로써 차량의 하중이동의 영향을 배제한 차량의 선회반경이 계산된다.
또, 차량의 하중에 의거하여 보정계수를 구하고, 이 보정계수와 차량의 횡방향의 가속도를 이용하여 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름반경의 변동이 회전각속도에 주어지는 영향을 배제하도록 해도 된다. 보정계수를 구할 때에는 차량의 하중에 상당하는 정수가 사용되어도 상관없지만, 차량의 하중을 검출해서 이검출값에 의거하여 보정계수를 정하는 것이 바람직하다.
하중을 검출해서 보정계수를 구하도록 하면, 보정계수는 차량의 하중에 대응하여 변화하게 된다. 차량의 하중은, 차량에 탑승하는 인원수 또는 차량에 탑재되는 하물의 수량에 따라서 변화되기 때문에 이에 따라 이동해할 하중이 변화된다. 따라서, 차량의 하중을 그때마다 검출하므로써 차량의 하중이동의 영향을 보다 더 확실하게 배제한 차량의 선회반경을 얻을 수가 있다.
또, 검출된 회전각속도에 직선주행시의 타이어의 유효구름반경에 상당하는 정수를 곱하므로써 좌측타이어와 우측타이어의 속도를 구하고, 이 좌우타이어의 속도를 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름반경의 변동이 회전각속도에 주어지는 영향을 배제하도록 보정해도 된다. 이 경우에는 보정된 좌우의 타이어속도에 의거하여 차량의 선회반경이 구해지는 것이 바람직하다.
좌우타이어의 속도를 구체적으로는 다음의 식에 따라서 보정되도록 하는 것이 바람직하다.
단,= (Q ×H ×) / Tw ×100
V23: 좌측타이어의 보정후의 속도
V24: 우측타이어의 보정후의 속도
V13: 좌측타이어의 보정전의 속도
V14: 우측타이어의 보정전의 속도
횡G : 차량의 횡방향의 가속도(좌측타이어에서부터 우측타이어로 향하는 가속도에 대해서는 양(+)의 값을 얻고, 우측타이어에서부터 좌측타이어로 향하는 가속도에 대해서는 음(-)의 값을 얻는다.)
Q : 차량의 하중
H : 타이어의 접지면에서부터 차량의 중심까지의 높이
: 하중에 대한 타이어의 유효구름반경의 변동율(%)
Tw : 좌우의 타이어 간격
이 경우, 차량의 선회반경은 다음의 식에 따라 구하는 것이 바람직하다.
또, 검출된 회전각속도에 의거하여 차량의 하중이동에 의한 영향을 첨가하지 않는 제1차량 선회반경(R')을 구하고, 이 제1차량 선회반경(R')을 차량의 하중이동에 의한 유효구름반경의 변동영향을 첨가해서 보정하므로써 차량의 하중이동의 영향이 없는 제2차량 선회반경(R)을 구하도록 해도 된다.
이 경우, 차량의 하중에 의거하여 보정계수를 구하고, 이 보정계수를 사용해서 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름반경의 변동이 회전각속도에 주어지는 영향을 배제하도록 해도 된다. 이때에는, 차량의 하중을 검출하는 것이 바람직하다.
또, 제1차량 선회반경(R')은, 검출된 회전각속도에 직선주행시의 타이어의 유효 구름반경에 상당하는 정수를 곱하므로써, 좌측타이어와 우측타이어의 속도를 구하고, 이 좌우타이어의 속도에 의거하여 계산되는 것이 바람직하다.
구체적으로 제1차량 선회반경(R')은 다음식에 따라서 구해도 된다.
단, V13은 좌측타이어의 속도로서 검출된 회전각속도에 직선주행시의 타이어의 유효구름반경에 상당하는 정수를 곱해서 구한 것이며, V14는 우측타이어의 속도로서, 검출된 회전각속도에 직선주행시의 타이어의 유효구름반경에 상당하는 정수를 곱해서 구한 것이다.
또, 제2차량 선회반경(R)은, 제1차량 선회반경(R')을 다음식에 따라서 보정하므로써 계산하는 것이 바람직하다.
단,및는 보정계수이고,
= (1/9.8) ×(/2Tw)
= (Q ×H ×) / Tw ×100이다.
차량의 횡방향 가속도는 차량속도의 제곱에 비례된다. 그러므로 상기한 식에있어서 (V14+ V13)2은, 차량의 횡방향 가속도에 대응한 항이라고 말할 수 있다. 따라서, 상기한 식에 의해서 차량의 횡방향 가속도를 첨가해서 제1차량 선회반경(R')을 보정할 수가 있다. 그뿐 아니라, 차량의 횡방향 가속도를 직접적으로 검출할 필요가 없다.
또, 검출된 좌우타이어의 회전각속도를 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효 구름반경의 변동이 회전각속도에 주어지는 영향을 배제하도록 보정하고, 이 보정된 좌우타이어의 회전각속도에 의거하여 차량의 선회반경을 계산하도록 해도 된다.
회전각속도는, 예를 들어 다음식에 따라서 보정되는 것이 바람직하다.
F33= (1 +×횡G) F13
F34= (1 -×횡G) F14
단, F33: 좌측타이어의 보정후의 회전각속도
F34: 우측타이어의 보정후의 회전각속도
F13: 좌측타이어의 회전각속도의 검출값
V14: 우측타이어의 회전각속도의 검출값
이 경우에 차량의 선회반경(R)은 다음식에 따라서 계산되는 것이 바람직하다.
또, 좌측타이어와 우측타이어는 접지면(接地面)에 대해서 차량이 이동하므로써 따라 움직이는 종동(從動)타이어인 것이 바람직하다. 차량이 코너를 주행할때, 코너내측의 구동타이어는 잘 미끄러지는데에 반하여, 종동타이어는 잘 미끄러지지 않는다. 따라서 종동타이어의 회전각속도를 이용하므로써 미끄럼의 발생에 대한 고려를 할 필요없이 차량의 선회반경을 정확히 계산할 수 있다. 그러므로 처리를 간단하게 할 수 있다.
상기한 바와 같이 해서 구해진 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름반경의 변동의 영향이 배제된 차량의 선회반경은 차량에 구비되어 있는 타이어의 공기 압의 저하여부에 대한 판정에 활용되어도 된다. 보다 더 구체적으로는, 차량의 선회반경이 소정의 값보다도 큰 것을 조건으로 차량에 구비된 어느 한쪽의 타이어에 공기압저하의 발생여부에 대한 검출에 이용할 수 있다. 이 경우, 차량의 선회 반경이 소정의 값보다도 작을 때에는 타이어의 공기압저하의 검출을 금지하는 것이 바람직하다.
차량의 선회반경은 예를 들면, 차량이 직선주행하고 있는지 또는 코너를 주행하고 있는지를 판별하기 위해 사용할 수 있다. 급코너를 주행하고 있을 때에는 차량이 옆으로 미끄러지고 있을 가능성이 있으므로 타이어의 공기압저하를 정확하게 검출할 수 없는 우려가 있다. 그래서, 차량의 선회반경의 대소(大小)에 의거하여 타이어 공기압저하 검출의 여부를 결정하므로써, 타이어 공기압저하 검출을 적절하게 할 수 있다. 이 경우, 차량의 하중이동의 영향이 배제된 차량의 선회반경을 사용하면 타이어 공기압저하 검출 여부의 판정을 정확히 할 수 있다.
또, 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름반경의 변동영향이 배제된 차량의 선회반경을 사용해서 상기한 검출된 회전각속도를 보정해서 좌측타이어와 우측 타이어의 내륜과 외륜차에 기인하는 회전각속도의 분산이 배제된 회전각속도를 구해도 된다.
이 보정된 회전각속도에 의거하여 어느 한쪽의 타이어에 공기압저하가 발생되었는지의 여부를 판정해도 된다. 이와 같이 하면, 타이어 공기압저하의 검출을 양호하게 할 수 있다.
또, 상기한 보정된 회전각속도에 의거하여 공기압저하가 발생되고 있는 타이어를 지정하도록 해도 된다. 이렇게 하므로써, 공기압저하가 발생되고 있는 타이어를 정확하게 지정할 수 있다.
본 발명에 있어서의 상기한 목적 또는 다른 목적과 특징 및 효과는 첨부한 도면을 참조해서 다음에 설명하는 실시예의 상세한 설명에 의해 명확하게 될 것이다.
제1도는 본 발명의 실시예가 적용되는 타이어 공기압저하 검출장치의 기본적인 구성을 가리키는 개략적인 블록도이다.
이 타이어 공기압저하 검출장치는 4륜차량에 구비된 4개의 타이어(W1, W2,W3, W4)의 공기압의 저하여부를 검출한다. 단, 타이어(W1, W2)는 각각 전면 좌우타이어에 대응하고, 타이어(W3, W4)는 각각 후면 좌우타이어에 대응한다. 또, 이하 총칭할 때에는 "타이어 Wi"라고 한다.
타이어(W1, W2, W3, W4)에 각각 관련하여 회전각속도 검출수단으로서 사용하는 차륜속도센서(1)가 구비되어 있다. 차륜속도센서(1)의 출력신호는 제어유닛(2)에 부여된다. 제어유닛(2)에는 횡G센서(3), 하중센서(4) 및 표시기(5)가 접속되어 있다. 횡G센서(3)는 차량의 횡방향 가속도(이하 "횡G"라고 함)를 검출하기 위한 횡방향 가속도 검출수단으로서 사용된다. 하중센서(4)는 차량의 하중을 검출하기 위한 하중검출수단으로서 사용된다. 표시기(5)는 공기압이 저하된 타이어(Wi)를 알리기 위한 것으로서 액정표시소자, 플라스마(Plasma)소자 또는 CRT등으로 구성되어 있다.
또, 이 실시예에서는 제어유닛(2)이 선회반경 연산수단으로 대응하고 있다.
제2도는, 상기한 타이어 공기압저하 검출장치의 전기적 구성을 표시하는 블록도 이다. 제어유닛(2)은 I/O인터페이스(interface)(2a), CPU(2b), ROM(2C) 및 RAM(2d)을 포함하는 마이크로컴퓨터로 구성되어 있다. I/O인터페이스(2a)는 외부장치의 신호를 주고받기 위한 것이다. CPU(2b)는 연산처리의 중추로서 사용된다. ROM(2C)에는 CPU(2b)의 제어동작프로그램이 저장되어 있다. RAM(2d)에는 CPU(2b)가 제어동작을 할 때에 데이터 등이 일시적으로 입력되기도 하고, 그 입력된 데이터등이 출력되기도 한다.
차량속도센서(1)는 타이어(Wi)의 회전속도에 대응한 펄스(pulse)신호(이하 "차량속도펄스"라고 한다)를 출력한다. CPU(2b)는 차량속도센서(1)로부터 출력된 차륜속도펄스에 의거하여 소정의 샘플링주기 △T(sec)(예를 들면 △T=1)마다, 각 타이어(Wi)의 회전각속도(Fi)(i=1, 2, 3, 4)를 산출한다.
제3도는 제어유닛(2)이 실행하는 타이어 공기압저하 검출처리를 설명하기 위한 플로우차아트이다. 이 처리는 소프트웨어처리에 의해 실현된다. 또, 이하의 설명에 있어서는 대상차량이 FF(프런트엔진 · 프런트 드라이버)차량인 것으로 설명한다. 즉, 전면의 좌우타이어(W1및 W2)는 엔진으로부터의 구동력이 부여되어서 적극적으로 회전하는 구동타이어이다. 그리고, 후면의 좌우타이어(W2및 W4)는 차량의 이동에 따라서 접지면 위를 구르는 종동타이어이다.
이 타이어 공기압저하 검출처리에 있어서는 먼저, 각 차륜속도센서(1)에서부터 출력되는 차륜속도펄스에 의거하여 각 타이어(Wi)의 회전각속도(Fi)가 산출된다(단계 S1).
타이어(Wi)에는 제조시에 있어서 규격내의 불균일(이하 "초기차이")이 허용되고 있다. 그러므로 각 타이어(Wi)의 유효구름반경은 타이어(Wi)가 설사 정상적인 범위내의 공기압일지라도 동일하다고는 할 수 없다. 그러므로, 차량이 직선주행하고 있을 때 일지라도 각 타이어(Wi)의 회전각속도(Fi)에는 불균일이 발생된다. 또,타이어의 유효구름반경이라는 것은 타이어의 자유변위시에 있어서 타이어가 1 회전했을 때에 차량이 진행된 거리를 2π로 나눈 값이다. 차량이 직선을 주행하고 있을 때의 유효구름반경에 상당하는 정수()는 ROM(2c)에 미리 기억되어 있다.
단계 S1에 의해 회전각속도(Fi)가 산출되면 이 산출된 회전각속도(Fi)로부터 초기차이에 의한 불균일을 배제하기 위한 보정이 실시된다(단계 S2). 구체적으로는 아래 표기하는 제(2)의 식∼제(5)의 식 계산이 실행되어서 초기보정후의 회전각속도(F11, F12, F13, F14)가 구해진다.
보정계수(a, b)는 예를 들면, 차량을 처음 주행시킬 때 타이어(Wi)에 공기압을 보충했을때 또는 타이어(Wi)를 교환했을 때에 구해져서 제어유닛(2)의 ROM(2C)에 미리 기억되어 있다. 보정계수(a, b)는 예를 들면, 차량이 직선주행을 하고 있는 것을 조건으로 하여 회전각속도(Fi)를 산출하고, 이 산출된 회전각속도(Fi)에 의하여 아래 표기하는 제(6)의 식과 제(7)의 식에 따라서 각각 구해진다.
타이어(Wi)의 회전각속도(Fi)는 상기한 초기차이에 따라서 불균일이 발생될 뿐 아니라, 내외륜의 차 및 차량의 하중이동의 영향도 받는다. 즉, 예를 들면, 차량이 코너나 커브(이하, "코너"로 대표한다)를 주행할 때의 코너내측 타이어(Wi)의 선회반경과, 코너외측 타이어(Wi)의 선회반경의 차(이하, "타이어 선회반경값"이라고 함)때문에 내측과 외측의 타이어에 있어서는 선회각속도가 다르다. 또, 차량이 코너를 통과할 때에는 원심력에 의해 하중의 이동이 발생되며, 이에 따라, 내측타이어의 유효구름반경은 커지고 외측타이어의 유효구름반경은 작아진다.
그러므로, 차량의 하중이동의 영향에 따라 내측과 외측타이어는 회전각속도에 불균일이 발생된다.
보다 구체적으로 설명하면, 예를 들어 차량이 좌측방향으로 만곡(灣曲)되고 있는 코너를 주행하고 있는 경우에는 코너의 내측타이어(W1, W3)의 선회반경은 상대적으로 작고, 코너의 외측타이어(W2, W4)의 선회반경은 상대적으로 커진다. 따라서 코너의 내측타이어(W1, W3)의 회전각속도(F1, F3)는 상대적으로 커지고 코너의 외측타이어(W2, W4)의 회전각속도(F2, F3)는 상대적으로 작아진다. 그 결과, 좌우의 타이어 회전각속도(Fi)는 필연적으로 불균일하게 된다.
또, 차량이 좌측방향으로 만곡되어 있는 코너를 주행할 경우, 차량의 중심(0)에는 제4도에 표시하듯이, 선회반경(R)에 반비례하고, 차량속도(V)의 제곱에 비레되는 횡G가 코너의 외측방향(차량의 우측방향)으로 향해서 작용한다. 이 때 모우먼트의 균형을 표시하는 아래 표기하는 제(8)식이 성립된다.
단, 상기한 제(8)식에 있어서 Q는 차량의 하중(kgf), Tw는 종동타이어(W3, W4) 사이의 거리(즉, 트레드폭)(m), Q1은 차량의 하중(Q)중에서 타이어(W3)에 가해지는 부분하중에 대한 접지면으로부터의 반력(이하 "하중반력"이라 함)(kgf), H는 차량의 중심(0)의 지면으로부터의 높이(m)이다. 또, 횡G는 횡방향 가속도가 좌측 타이어(W3)로부터 우측타이어(W4)로 향하는 방향으로 작용하는 경우에는 양(+)의 값을 취하고 우측타이어(W4)로부터 좌측타이어(W3)로 향하는 방향으로 작용할 경우에는 음(-)의 값을 취한다.
상기한 제(8)식을 종동타이어(W3)의 하중반력(Q1)에 대해서 풀면 아래 표기하는 제(9)식과 같이 된다.
차량이 직선을 주행하고 있을 때에는 차량의 하중(Q)은 종동타이어(W3및 W4)에 균등하게 작용하므로 종동타이어(W3)의 하중반력(Q1)은 Q/2가 된다. 따라서, 차량이 코너를 주행하고 있을 때에는 상기한 제(9)식의 제2항의 (QH횡G)/Tw에 상당하는 하중이 코너내측에서부터 코너외측으로 이동한다는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 종동타이어(W3및 W4)의 유효구름반경은 하중에 의한 타이어(Wi)의 유효구름반경의 변동률을(%)로 하면 아래 표기하는 제(10)식에서 표시하는 값만큼만 변동한다.
따라서 하중이동에 의한 변동이 없을 때의 유효구름반경을 1이라 하면 코너내측의 종동타이어(W3)와 코너외측의 종동타이어(W4)의 유효구름반경은 각각 아래 표기하는 제(11), (12)식에 표시하는 값이 된다.
이 제(11), (12)식에 있어서,
위의 상기한 제(11), (12)식은 각각
로 변형될 수 있다.
또, 이하에서는, 상기한를 "제1의 보정계수"라고 한다.
이와 같이 차량이 코너를 주행할 때에는 타이어의 선회반경의 차에 따라 내측과 외측의 타이어 회전각속도(Fi)가 불균일하게 될 뿐아니라 내측과 외측타이어의 회전각속도(Fi)는 차량의 하중이동에 의한 타이어(Wi)의 유효구름반경의 변동때문에 상기한 제(14)와 제(15)의 식에 대응한 영향을 받게 된다.
따라서, 먼저 제3도에 표시하듯이 다음에 상세하게 설명할 선회반경 계산처리에 있어서는 차량의 하중이동의 영향을 배제한 차량의 선회반경(R)이 계산된다(단계 S3).
계속해서 상기한 계산된 선회반경(R)에 의거하여 타이어 선회반경의 차에 기인하는 불균일을 배제하도록 상기한 단계 S2에 의해 산출된 초기보정 후의 회전각속도(F1i)가 보정된다(단계 S4). 구체적으로는 아래 표기하는 제(16)식∼제(19)식에따라서 초기보정 후의 회전각속도(F1i)가 보정된다.
이것에 의해 타이어 선회반경의 차에 기인되는 불균일을 배제한 회전각속도(F2i)가 얻어진다. 즉, 어느 쪽의 타이어에도 공기압저하가 발생되어 있지 않으면 회전각속도(F21, F22, F23및 F24)는 모두 차량의 속도에 대응한 대략 동등한 값이 된다.
또, 상기한 제(16)식∼제(19)식에 있어서, WB는 차량의 차륜간격(Wheel base)을 표시한다. 또, 상기한 제(16)식∼제(19)식의 보정은 상기한 바와 같이 차량이 FF 차량인 경우를 상정한 처리이다. 만약 차량이 FR(프런트엔진·리어(rear)드라이버)차량이라면 아래 표기하는 제(20)식∼제(23)식과 같이 보정된다.
이 경우, 전면부 타이어(W1, W2)가 종동타이어이고 후면부 타이어(W3, W4)가엔진으로부터 구동력이 부여되는 구동타이어이다.
상기한 회전각속도(Fi)는 또, 차량의 선회반경(R), 차량의 속도(V), 각 타이어(Wi)의 전후가속도(이하, "전후 G1"이라 함)와 횡G가 크기에 따라서 오차를 포함하는 일이 있다.
즉, 차량의 선회반경(R)이 상대적으로 작을 경우에는 타이어(Wi)가 사이드슬립(side slip) 할 우려가 있으므로 산출되는 회전각속도(Fi)에 오차가 포함될 가능성이 높다. 또, 차량의 속도(V)가 극히 저속일 경우에는 차륜속도센서(1)의 검출 정밀도가 현저하게 낮아지므로 산출되는 회전각속도(Fi)에 오차가 포함될 가능성이 높다. 또, 각 타이어(Wi)의 전후의 Gi가 상대적으로 클 경우에는, 예를 들어서 차량이 급가속/급감속하는 데에 따르는 타이어(Wi)의 미끄럼 또는 풋 브레이킹(foot breaking)의 영향을 받기 때문에 산출되는 회전각속도(Fi)에 오차가 포함될 가능성이 높다. 또, 차량의 횡G가 상대적으로 클 경우에는 타이어(Wi)가 사이드 슬립할 우려가 있으므로 산출되는 회전각속도(F1)에 오차가 포함될 가능성이 높다.
이와 같이 회전각속도(Fi)에 오차가 포함될 가능성이 높을 경우에는 그 회전각 속도(Fi)를 공기압저하의 검출로 사용하지 않고 배제하는 편이 바람직하다.
그래서 다음으로 차량의 속도(V2)와 각 타이어(Wi)의 전후 Gi가 산출되는 동시에 차량의 횡G가 횡G센서(3)로부터 얻어진다(단계 S5). 보다 더 구체적으로 설명하면, 차량의 속도(V2)는 각 타이어(Wi)의 속도(V2i)에 의거하여 산출된다. 각 타이어(Wi)의 속도(V2i)는 아래 기재하는 제(24)식에 의해 산출된다. 또, 아래 기재하는 제(24)식에 있어서은 직선주행시에 있어서의 타이어(W1)의 유효구름반경에 대응하는 정수이고 ROM(2c)으로부터 출력되어서 사용된다.
이 산출된 각 타이어(Wi)의 속도(V2i)에 의거하여, 차량의 속도(V2)가 아래 기재하는 제(25)식에 의해 산출된다.
또, 각 타이어(Wi)의 전후 Gi는, 1주기전의 샘플링주기에 의해 산출된 각 타이어(Wi)의 속도를 BV2i로 하면 아래 기재하는 제(26)식에 의해 산출된다. 또, 아래 기재하는 제(26)식에 있어서 분모에 9.8이 삽입되어 있는 것은 각 타이어(Wi)의 전후 Gi을 G(중력가속도)로 환산하기 위해서이다. △T는 상기한 샘플링주기이다.
또, 상기한 차량의 속도(V2)와, 각 타이어(Wi)의 전후 Gi는 예를 들어 차량속도(V2), 전후 Gi를 직접적으로 검출할 수 있는 센서의 출력을 사용해서 구해도 된다.
차량의 선회반경(R), 차량의 속도(V2), 각 타이어(Wi)의 전후 Gi및 차량의 횡G에 의거하여 그 샘플링주기에 의해 산출된 회전각속도(Fi)의 배제 여부에 따라 판별된다(단계 S6). 구체적으로는 다음에 표시하는 (a)∼(d)의 4개의 조건 중에서 어느 한가지라도 해당되었을 경우에는 회전각속도(Fi)가 배제되므로 타이어 공기압저하의 검출이 금지된다.
(a) ｜R｜＜ RTH(예를 들면, RTH= 30(m))
(b) V2 ＜ VTH(예를 들면, VTH= 10(km/h))
(c) MAX {｜전후 Gi｜} ＞ ATH(예를 들면, ATH= 0.1(g) : g = 9.8m/sec2)
(d) ｜횡G｜ ＞ GTH(예를 들면 GTH= 0.4(g))
상기한 스텝(S6)에서의 판별결과, 회전각속도(Fi)를 배제하지 않는 경우에는 상기한 스텝(S4)에 의해 얻어진 회전각속도(F2i)에 의거하여 판별값(D)이 아래 기재하는 제(27)식에 의해 산출된다(단계 S7).
그 다음에, 차량이 코너를 주행하고 있을 경우에 구동타이어(W1, W2)에서의 미끄럼율의 변동에 의한 영향을 제거하기 위해서 상기의 산출된 판정값(D)이 아래 기재하는 제(28)식과 같이 보정된다(단계 S8).
미끄럼율이라는 것은 타이어에 구동 또는 제동토오크가 발생하고 있을 때의 차체속도와 타이어속도의 차의 정도를 표시하는 것이다.
또, 상기한 제(28)식에 있어서 차량의 전후 G는 아래 기재하는 제(29)식에 표시 하듯이 상기한 제(26)에 의해 얻어진 각 타이어(Wi)의 전후 Gi의 평균에 해당한다.
상기한 바와 같이 해서 얻어진 보정후의 판정값(D')을 사용해서 아래 기재하는 제(30)식의 조건에 의거하여 공기압이 저하되고 있는지의 여부가 판정된다(단계 S9).
단, D' ＜ -DTH1및 DTH2는 정수이며, 예를 들어 -DTH1= -0.1, DTH2= 0.1이다.
이 결과, 판정값(D')이 제5도에 있어서 참조부호 Sa와 Sb로 표시하듯이 -DTH1, DTH2사이에 포함하지 않으면 즉, 상기한 제(30)식의 조건을 만족하고 있으면, 어느 한쪽 타이어의 공기압이 저하되고 있다고 판정할 수 있다. 또, 상기한 판정값(D')이 -DTH1, DTH2의 사이에 있으면, 즉, 상기한 제(30)식의 조건이 만족되지 않으면 공기압이 저하되고 있는 타이어는 없다고 판정할 수 있다.
이와 같이 해서 차량의 주행 중에 타이어(Wi)의 공기압의 저하여부가 검출된다. 이때, 단지 공기압이 저하되고 있다는 것을 검출해서 그것을 운전자에게 통보하는 것에 있어서, 어느 쪽 타이어(Wi)의 공기압이 저하되고 있는지를 통보할 수 있으면 운전자에 있어서는 더욱 알기 쉽게 된다. 그래서 단계(S10)에 있어서는 공기압이 저하되고 있는 타이어(W)를 지정할 수 있다.
구체적으로는 상기한 제(29)식에 의해 구해진 판정값(D')을 사용하므로써,
D' ＞ 0이면, 압력이 감소되고 있는 타이어는 W1또는 W4이고,
D' 〈 0이면, 압력이 감소되고 있는 타이어는 W2또는 W3이라고 지정할 수 있다.
또, 이 경우에 있어서, 차량이 직진상태라면,
F21＞ F22이면 압력이 감소되고 있는 타이어는 W1,
F21＜ F22이면 압력이 감소되고 있는 타이어는 W2,
F23＞ F24이면 압력이 감소되고 있는 타이어는 W3,
F23＜ F24이면 압력이 감소되고 있는 타이어는 W4,
이와 같이 압력감소 타이어를 지정할 수 있다.
이상의 결과에 따라, 공기압이 저하되고 있는 타이어(Wi)가 지정되면, 그 결과는 표시기(5)에 출력되어서 표시된다. 표시기(5)는 예를 들면 제2도에 표시되어 있듯이 4개의 타이어(W1, W2, W3, W4)에 대응하는 표시램프를 구비하고 있고, 어느 한쪽 타이어의 공기압이 저하되었다고 하는 것이 검출되면 그 감압타이어에 대응하는 표시램프가 점등된다.
제6도는 제3도의 단계(S3)의 선회반경 계산처리를 설명하기 위한 플로우차아트이다.
먼저, 상기한 제3도의 스텝(S2)에서 초기보정된 종동타이어(W3, W4)의 선회각속도(F13, F14)에 의거하여 종동타이어(W3, W4)의 속도(V13, V14)가 아래 기재하는 제(31)식과 제(32)식에 의해 산출된다(단계 P1).
은 상기한 바와 같이 직선주행시에 있어서의 타이어(Wi)의 유효구름반경에해당하는 정수이며, ROM(2c)으로부터 출력된다.
이와 같이 종동타이어(W3, W4)의 속도(V13, V14)만을 산출하는 것은 차량이 코너를 주행하고 있을 경우에 있어서 코너내측의 구동타이어(Wi)가 미끄러지기 쉽기 때문에 선회반경(R)을 정확하게 계산하기에는 부적당하기 때문이다.
여기에서 상기한 제(14)와 제(15)식을 참조하면, 선회반경(R)의 계산에 영향을 미치는 타이어(Wi)의 유효구름반경은 차량의 횡G에 대응해서 변화된다는 것을 알수 있다. 그러므로 차량의 횡G는 횡G센서로부터 얻어진다(단계 P2).
또, 상기한 제(14)와 제(15)식을 보면 타이어(Wi)의 유효구름반경은 차량의 횡G 뿐만 아니라, 제1의 보정계수()에 의존하는 것을 이해할 수 있다. 이 계수()는 제(13)식으로도 이해할 수 있듯이 차량에 탑승하는 사람이나 차량에 탑재되는 하물에 따라서 변화되는 차량의 하중(Q)을 파라미터(parameter)로 해서 결정된다. 그래서, 하중센서(4)로부터 차량의 하중(Q)이 얻어지고(단계 P3), 이 얻어진 차량의 하중(Q)이 상기한 제(13)식에 대신해서 제1의 보정계수()가 구해진다(단계 P4).
또, 처리의 간소화를 도모하기 위하여 예를 들면 제1의 보정계수()를 미리 구해두고, 제어유닛(2)의 ROM(2c)에 저장해 두어도 된다. 이 경우에는 차량의 하중(Q)에 관계없이 일정한가 사용되게 된다.
그리고, 상기한 단계 P4에서 구해진 제1의 보정계수()와 상기한 단계 P2에서 얻어진 횡G에 의거하여 상기한 단계 P1에서 산출된 종동타이어(W3, W4)의 속도(V13, V14)가 보정된다(단계 P5). 구체적으로는 아래 기재하는 제(33)식과 제(34)식에 의한 보정이 실시된다. 이것에 의해 차량의 하중이동의 영향을 배제한 속도(V23, V24)가 얻어진다.
그리고, 이 차량의 하중이동의 영향이 배제된 종동타이어(W3, W4)의 속도(V23, V24)를 이용하여 아래 기재하는 제(35)식에 의해 선회반경(R)이 산출된다(단계 P6).
이것에 의하여 차량의 하중이동의 영향이 배제된 선회반경(R)이 산출된다.
이상과 같이 본 실시예에 의하면, 차량의 하중이동의 영향을 배제한 종동타이어(W3, W4)의 속도(V23, V24)에 의거하여 차량의 선회반경(R)이 산출된다. 이에 따라 차량의 하중이동의 영향이 배제된 정확한 선회반경(R)을 얻을 수 있다. 따라서, 차량이 직선주행하고 있는지 혹은, 코너를 주행하고 있는지를 확실하게 판별할 수 있으므로 타이어(Wi)의 공기압의 저하여부를 정확하게 검출할 수 있게 된다. 그 결과, 차량운행상의 안전성을 향상시킬 수 있다.
또, 선회반경(R)의 계산에는, 미끄럼이 잘 일어나지 않는 종동타이어(W3, W4)의 회전각속도(F3, F4)가 이용되므로 미끄럼발생에 대한 고려를 할 필요없이 선회반경(R)을 산출할 수 있다. 그러므로, 처리의 간소화를 도모할 수 있음과 아울러 선회반경(R)을 정확하게 산출할 수 있다.
제7도는, 본 발명의 제2실시예에 의한 선회반경 계산처리를 설명하기 위한 플로우차아트이다. 또, 본 실시예의 설명에서는 상기한 제1도, 제2도 및 제3도를 다시 참조하는 동시에 상기한 제1실시예의 설명에서 사용한 기호를 재차 사용하기로 한다.
이 제7도에 표시된 선회반경 계산처리는, 제어유닛(2)에 의해 제3도의 단계 S3에 있어서 실시되어야 할 처리이다.
선회반경 산출처리에서는, 먼저, 제3도의 단계 S2에서 얻어진 초기보정후의 각 타이어(W3, W4)의 회전각속도(F13, F14)에 의거하여 각 타이어(W3, W4)의 속도(V13, V14)가 상기한 제(31)식과 제(32)식에 따라서 산출된다(단계 N1). 그리고, 이 산출된 종동타이어(W3, W4)의 속도(V13, V14)에 의거하여 차량의 선회반경(R')이 아래 기재하는 제(36)식에 따라서 산출된다(단계 N2).
이 제(36)식에서 명확하게 밝혔듯이 단계 N2에서 산출되는 차량의선회반경(R')에는 차량의 하중이동의 영향은 전혀 고려되어 있지 않다.
그다음, 단계 N2에서 산출된 선회반경(R')에 차량의 하중이동의 영향을 배제하기 위한 보정이 실시된다(단계 N3). 구체적으로는 아래 기재하는 제(37)식에 따라서 보정후의 차량의 선회반경(R)이 산출된다.
이와 같이 하여 차량의 하중이동의 영향이 배제된 선회반경(R)을 얻을 수 있다.
또, 상기한및는 각각 미리 정해진 제2의 계수와, 제3의 계수이며 제어유닛(2)의 ROM(2c)에 미리 기억된 일정한 값이다.
제8도는, 상기한 제(37)식에 의해 얻어진 차량의 선회반경(R)과 차량의 하중이동을 고려하지 않은 종래의 기술(상기한 제(1)식 참조)에 의해 구해진 차량의 선회반경 지름과 차량의 속도(V)에 대한 변화를 표시하는 실험결과이다. 또, 이 제 8도는 곡률반경 40(m)의 곡선도로를 주행했을 경우의 실험결과이다. 또, 본 실시예에 의해 산출된 차량의 선회반경은 "+"모양으로 표시되어 있고, 종래기술에 의해 산출된 회전반경은 ""모양으로 표시되어 있다.
차량의 횡G는 차량의 속도(V)가 증가함에 따라서 증가된다. 즉, 차량의 속도(V)가 증가할수록 계산되는 선회반경(R)에 대한 차량의 하중이동의 영향이 증가된다. 따라서, 차량의 속도(V)가 증가할수륵 좌우의 타이어 사이의 회전각속도의 차가 커지므로 종래기술에서는 큰 오차가 발생된다.
제8도의 그래프를 보면, 상기의 제(37)식에 의해 얻어진 차량의 선회반경(R)(도면중, "+"로 표시함)은, 차량의 속도(V)에 관계없이 대략 일정한데 비하여, 종래 기술에 의해 얻어진 차량의 선회반경(도면중, ""로 표시함)은, 차량의 속도(V)가 증가할수록 저하되고 있다.
즉, 이 제8도의 그래프에 의해 명확히 밝혔듯이 상기한 제(37)식에 의해 선회반경(R)을 구하면 차량의 하중이동이 영향이 거의 완전히 배제된다.
다음에 제(37)식의 유도과정에 대하여 설명한다.
선회반경(R)은, 초기보정후의 회전각속도(F1i)에 의거하여 산출되는 차량의 속도(V1)와 차량의 횡G를 사용하여 아래 기재하는 제(38)식과 같이 표시할 수 있다.
이 제(38)식을 횡G에 대해서 풀면, 아래 기재하는 제(39)식과 같다.
여기에서 차량의 하중이동의 영향을 전혀 고려하지 않은 초기보정후의 회전각 속도(F1i)에 의거하여 산출되는 종동타이어(W3, W4)의 속도(V13, V14)와 차량의 하중이동의 영향을 고려한 종동타이어(W3, W4)의 속도(V23, V24)와의 관계는 상기한 제(33)식과 제(34)식에 표시한 바와 같다. 또, V13+ V14= 2V1 ≒ V23+ V24와 같이근사(近似)하면, 상기한 제(39)식은 아래 기재하는 제(40)식과 같이 변형시킬 수 있다.
또, 이 제(40)식을 횡G에 대해서 풀면, 아래 기재하는 제(41)식과 같이 된다.
여기에서, 차량의 선회반경(R, R')은 상기한 바와 같이 각각 제(38), 제(36)식과 같이 표시할 수 있으므로 상기한 제(41)식의 분모의 "1" 및 "1/9.8(/2Tw)"을 각각 제2의 보정계수()와 제3의 보정계수()로 대입하므로써 상기한 제(37) 식이 얻어진다.
또, 상기한 제3의 보정계수()는 제1의 보정계수()에 의해 결정되고, 이 제1의 보정계수()는 차량의 하중(Q)을 한가지의 파라미터로 갖는다. 따라서 제3의 보정계수()는, 제어유닛(2)의 ROM(2c)에 기억시켜두는 것보다도 반경계산처리를 실시할 때마다 산출하는 것이 바람직하다. 그러므로, 제9도에 표시하듯이 제3의보정계수()를 산출하는 처리를, 예를 들면, 단계 N2와 단계 N3사이에서 실시하도록 해도 된다.
제3의 보정계수()를 산출하는 처리는, 예를 들면, 제9도에 표시하듯이 하중센서(4)에서 차량의 하중(Q)을 얻는 제1공정(단계 M1)과, 이 얻어진 하중(Q)을 상기한 제(13)식에 대입하므로써 제1의 보정계수()를 구하는 제2공정(단계 M2)과, 이 구해진 제1의 보정계수()를 "=1/9.8(/2Tw)"로 대입해서 보정계수()를 구하는 제3공정(단계 M3)을 포함한다.
제10도는, 본 발명의 제3실시예에 의한 선회반경 계산처리를 설명하기 위한 플로우차아트이다.
이 제10도에서, 상기한 제6도에 표시된 단계와 동등한 처리가 실시되는 단계에는, 제6도내의 부호와 동일한 부호를 사용한다. 또, 본 실시예의 설명에서는, 상기한 제1도, 제2도 및 제3도를 다시 참조하는 동시에 상기한 제1실시예의 설명에서 사용한 기호를 다시 사용하기로 한다.
이 제7도에 표시된 선회반경 계산처리는, 제어유닛(2)에 의해 제3도의 단계 S3에서 실시되어야 할 처리이다.
먼저, 제어유닛(2)에서는, 횡G의 검출값, 하중(Q)의 검출값이 얻어진다(단계 P2와 P3). 그리고, 하중(Q)의 검출치에 의거하여 보정계수()가 구해진다(단계 P4). 이것에 계속해서 제3도의 단계 S2에 있어서, 초기보정된 종동타이어(W3과 W4)의 각 회전각속도(F13및 F14)에 대하여 하중이동에 의한 유효구름반경의 변동의 영향을 배제하기 위한 보정이 아래 기재하는 제(42)식과, 제(43)식에 의하여 실시된다(단계 T5). 이것에 의해 보정후의 회전각속도(F33와 F34)가 구해진다.
상기한 제(14)식과 제(15)식으로 이해할 수 있듯이, 직선주행시의 타이어의 유효구름반경에 해당되는 정수()를 사용하면, 차량의 하중이동의 영향을 받은 타이어(W3및 W4)의 유효구름반경(3 및4)은 아래 기재하는 제(44)식과 제(45)식에 의해 얻어진다.
따라서, 타이어(W3및 W4)의 속도(V3및 V4)는 아래 기재하는 제(46)식과 제(47)식에 의해 각각 얻어진다.
또, 타이어(W3및 W4)의 유효구름반경이 정수()에서 변동하지 않는다고 하면, 타이어(W3및 W4)의 회전각속도(F33및 F34)와, 속도(V3및 V4)의 사이에 아래 기재하는 제(48)식과, 제(49)식의 관계가 각각 성립되어야만 한다.
따라서, 상기한 제(46)식∼제(49)식에 의해 상기한 제(42)식과, 제(43)식이 얻어진다.
이와 같이 하여, 하중이동의 영향이 배제된 회전각속도(F33및 F34)가 구해지면, 다음에 아래 기재하는 제(50)식에 의해서 차량의 선회반경(R)이 구해진다(단계 T6).
이 제(50)식이 상기한 제(35)식과 동등한 값이라는 것은, 아래 기재하는 변형으로 이해될 수 있을 것이다.
이와 같이 하여, 본 실시예에 의하면 초기보정된 회전각속도와 차량의 하중이동의 영향을 첨가해서 다시 보정된다. 그리고, 이 보정후의 회전각속도를 사용해서 차량의 선회반경(R)이 구해지므로 차량의 하중이동에 의한 유효구름반경의 변동의 영향이 없는 선회반경(R)을 구할 수 있다.
본 발명의 실시예의 설명은 이상 설명한 바와 같지만, 본 발명은, 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기한 실시예에서는 본 발명의 선회반경 계산방법 또는 선회반경 계산장치가 타이어 공기압저하 검출장치에 적용된 예를 설명했지만, 본 발명은 예를 들면, 앤티록 브레이킹시스템(ABS : Anti-lock Braking System) 또는 네이비게이션시스템에도 적용이 가능하다.
보다 구체적으로 설명하면, 본 발명을 엔티록 브레이킹시스템에 적용할 경우, 계산되는 차량의 선회반경은, 시스템의 가동여부의 판단기준으로서 이용할 수 있다.
즉, 예를 들면, 차량이 코너를 주행하고 있을 경우, 만약, 타이어(Wi)가 제동되면 타이어(Wi)가 시이드슬립할 우려가 있다. 또, 차량이 직진하고 있을 경우에는 타이어(Wi)가 제동되는 일은 거의 없다. 그래서 계산되는 차량의 선회반경이 미리 정해지는 한계치 이상이 된 것에 응답해서 가동을 시키도록 하면, 타이어(Wi)가 제동되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또, 본 발명을 네이비게이션시스템에 적용시킬 경우, 계산되는 차량의 선회반경은, 소위 맵매칭(map-matching)처리를 할때에 이용할 수 있다. 즉, 계산된 차량의 선회반경과 도로지도데이터에서 얻을 수 있는 도로의 곡률반경을 비교하면, 그 비교결과는 차량이 실제로 주행하고 있는 도로를 지정하기 위해 필요한 한가지의 판단기준으로 할 수 있다.
또, 상기한 실시예에서는 타이어(Wi)의 공기압 저하여부를 검출하는 소프트제어 처리에 의해서 실현하고 있지만, 예컨대 하드웨어로 실현해도 좋다.
또, 상기한 실시예에서는, 차량이 FF차량일 경우를 예로해서 설명했지만, 예를 들어서 차량은 FR차량이라도 된다. 이 경우에는, 선회반경(R)의 계산에는 종동타이어(W1, W2)의 회전각속도(F1, F2)가 이용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 대해서 상세하게 설명했는데, 이것들은 본 발명의 기술적 내용을 명확하게 하기 위해 사용된 구체적인 예에 불과하고, 본 발명은, 이들 구체적인 예에 한정해서 해석되어야 할 것은 아니며, 본 발명의 정신과 범위는 첨부한 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
제1도는 본 발명의 한 실시예가 적용되는 타이어 공기압저하 검출장치의 기본적인 구성을 표시하는 블록도이다.
제2도는 타이어 공기압저하 검출장치의 전기적 구성을 표시하는 블록도이다.
제3도는 타이어 공기압저하 검출처리를 설명하기 위한 플로우차아트이다.
제4도는 차량에 작용하는 횡G를 설명하기 위한 도면이다.
제5도는 타이어의 공기압저하의 판정방법을 설명하기 위한 도면이다.
제6도는 본 발명의 제1실시예에 관한 선회반경 계산처리를 설명하기 위한 플로우차아트이다.
제7도는 본 발명의 제2실시예에 관한 선회반경 계산처리를 설명하기 위한 플로우차아트이다.
제8도는 제2실시예에 있어서의 선회반경 계산처리로 계산된 선회반경이 차량의 하중이동의 영향이 배제된 선회반경인 것을 표시하는 실험결과이다.
제9도는 제2실시예의 변형예에 관한 선회반경 계산처리를 설명하기 위한 플로우차아트이다.
제10도는 제3실시예에 관한 선회반경 계산처리를 설명하기 위한 플로우차아트이다.
제11도는 타이어에 가해지는 하중과, 타이어의 유효회전반경과의 대응관계를 표시하는 그래프이다.

Claims (42)

  1. 좌측타이어와, 우측타이어를 보유하는 차량의 선회반경을 구하는 방법에 있어서, 좌측타이어와 우측타이어의 회전각속도를 각각 검출하는 단계와, 검출된 회전각속도에 의거하여 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름반경의 변동을 첨가해서 차량의 선회반경을 구하는 단계를 포함하는 차량의 선회반경 계산방법.
  2. 제1항에 있어서, 차량의 선회반경을 구하는 단계는, 차량의 횡방향 가속도를 검출하는 단계와, 검출된 차량의 횡방향 가속도에 의거하여 차량의 하중이동에 의한 타이어 유효구름반경의 변동이 회전각 속도에 미치는 영향을 배제하는 단계를 포함하는 차량의 선회반경 계산방법.
  3. 제1항에 있어서, 차량의 선회반경을 구하는 단계는 차량의 횡방향 가속도를 검출하는 단계와, 차량의 하중에 의거하여 보정계수를 구하는 단계와, 이 보정계수 및 검출된 차량의 횡방향 가속도를 사용해서 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름반경의 변동이 회전각속도에 미치는 영향을 배제하는 차량의 선회반경 계산방법.
  4. 제3항에 있어서, 차량 하중에 의거하여 보정계수를 구하는 단계는, 차량의 하중을 검출하는 단계를 포함하는 차량의 선회반경 계산방법.
  5. 제1항에 있어서, 차량의 선회반경을 구하는 단계는 검출된 회전각속도에 직선주행 시의 타이어 유효구름반경에 해당하는 정수를 곱함으로써 좌측타이어와 우측타이어의 속도를 구하는 단계와, 이 좌우 타이어의 속도를 차량의 하중이동에 의한 타이여 유효구름반경의 변동이 회전각속도에 미치는 영향을 배제하도록 보정하는 단계와, 보정된 좌우 타이어의 속도에 의거하여 차량의 선회반경을 구하는 단계를 포함하는 차량의 선회반경 계산방법.
  6. 제5항에 있어서, 좌우타이어의 속도를 보정하는 단계는,
    V23= (1 +×횡G) ×V13
    V24= (1 -×횡G) ×V14
    단,= (Q ×H ×) / Tw ×100)
    V23: 좌측타이어의 보정후의 속도
    V24: 우측타이어의 보정후의 속도
    V13: 좌측타이어의 보정전의 속도
    V14: 우측타이어의 보정후의 속도
    횡G : 차량의 횡방향 가속도(좌측타이어에서 우측타이어로 향하는 가속도에 대해서는 양(+)의 값을 취하고, 우측타이어에서 좌측타이어로 향하는 가속도에 대해서는 음(-)의 값을 취한다.)
    Q : 차량의 하중
    H : 타이어의 접지면에서부터 차량의 중심까지의 높이
    : 하중에 의한 타이어의 유효구름반경의 변동률(%)
    Tw : 좌우타이어의 간격
    에 의해서 보정후의 좌우타이어의 속도를 연산하는 것을 포함하는 차량의 선회반경 계산방법.
  7. 제6항에 있어서, 차량의 선회반경을 구하는 단계는,
    에 의해서 차량의 선회반경(R)을 연산하는 것을 포함하는 차량의 선회반경 계산방법.
  8. 제1항에 있어서, 차량의 선회반경을 구하는 단계는, 검출된 회전각속도에 의거하여 차량의 하중이동에 의한 영향을 첨가하지 않은 제1차량 선회반경(R')을 구하는 단계와, 제1차량 선회반경(R')을 차량의 하중이동에 의한 유효구름반경의 변동의 영향을 첨가해서 보정하여 제2차량 선회반경(R)을 구하는 단계를 포함하는 차량의 선회반경 계산방법.
  9. 제8항에 있어서, 제1차량 선회반경(R')을 보정하는 단계는 차량 하중에 의거하여 구한 보정계수를 사용해서 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름반경의 변동이 회전각속도에 미치는 영향을 배제하도록 제1차량 선회반경(R')을 보정하는 것을 포함하는 차량의 선회반경 계산방법.
  10. 제9항에 있어서, 차량 하중에 의거하여 보정계수를 구하는 단계는 차량의 하중을 검출하는 단계를 포함하는 차량의 선회반경 계산방법.
  11. 제8항에 있어서, 제1차량 선회반경(R')을 구하는 단계는 검출된 회전각속도에 직선주행시의 타이어의 유효구름반경에 해당하는 정수를 곱함으로써 좌측타이어와 우측타이어의 속도를 구하는 단계와, 이 좌우타이어의 속도에 의거하여 제1차량 선회반경(R')을 구하는 단계를 포함하는 차량의 선회반경 계산방법.
  12. 제11항에 있어서, 제1차량 선회반경(R')은,
    단, V13: 좌측타이어의 속도(검출된 회전각속도에 직선주행시의 타이어의 유효구름반경에 해당하는 정수를 곱해서 구한 것)
    V14: 우측타이어의 속도(검출된 회전각속도에 직선주행시의 타이어의 유효구름반경에 해당하는 정수를 곱해서 구한 것)
    Tw : 좌우타이어의 간격
    에 의해 구해지는 차량의 선회반경 계산방법.
  13. 제8항에 있어서, 제1차량 선회반경(R')을 보정해서 제2차량 선회반경(R)을 구하는 단계는,
    R = R' × {+×(V14+V13)2}
    단,및는 보정계수이고,
    = (1/9.8) ×(/2Tw)
    = (Q ×H ×) / Tw ×100
    V13: 좌측타이어의 속도(검출된 회전각속도에 직선주행시의 타이어의 유효구름반경에 해당하는 정수를 곱해서 구한 것)
    V14: 우측타이어의 속도(검출된 회전각속도에 직선주행시의 타이어의 유효구름반경에 해당하는 정수를 곱해서 구한 것)
    Q : 차량의 하중
    H : 타이어의 접지면에서부터 차량의 중심까지의 높이
    : 하중에 대한 타이어의 유효구름반경의 변동률(%)
    Tw : 좌우타이어의 간격
    에 의해서 제2차량 선회반경(R)을 구하는 것을 포함하는 차량의 선회반경 계산방법.
  14. 제1항에 있어서, 차량의 선회반경을 구하는 단계는, 검출된 좌우타이어의 회전각속도를 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름반경의 변동이 회전각속도에 미치는 영향을 배제하도록 보정하는 단계와, 보정된 좌우타이어의 회전각속도에 의거하여 차량의 선회반경을 구하는 단계를 포함하는 차량의 선회반경 계산방법.
  15. 제14항에 있어서, 검출된 회전각속도를 보정하는 단계는,
    F33= (1 +×횡G) ×F13
    F34= (1 -×횡G) ×F14
    단,= (Q ×H ×) / Tw ×100
    F33: 좌측타이어의 보정후의 회전각속도
    F34: 우측타이어의 보정후의 회전각속도
    F13: 좌측타이어의 회전각속도의 검출값
    F14: 우측타이어의 회전각속도의 검출값
    횡G : 차량의 횡방향 가속도(좌측타이어에서 우측타이어로 향하는 가속도에 대해서는 양(+)의 값을 취하고, 우측타이어에서 좌측타이어로 향하는 가속도에 대해서는 음(-)의 값을 취한다.)
    Q : 차량의 하중
    H : 타이어의 접지면에서부터 차량의 중심까지의 높이
    : 하중에 대한 타이어의 유효구름반경의 변동률(%)
    Tw : 좌우타이어의 간격
    에 의해서 보정후의 좌우타이어의 회전각속도(F33및 F34)를 연산하는 것을 포함하는 차량의 선회반경 계산방법.
  16. 제15항에 있어서, 차량의 선회반경을 구하는 단계는,
    에 의해서 차량의 선회반경(R)을 연산하는 것을 포함하는 차량의 선회반경 계산방법.
  17. 제1항∼제16항중 어느 한 항에 있어서, 좌측타이어와, 우측 타이어는 접지면에 대해서 차량이 이동함으로써 따라서 움직이는 종동타이어인 차량의 선회반경 계산방법.
  18. 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름 반경의 변동의 영향이 배제된 차량의 선회반경을 제1항 내지 16항 중 어느 한 항의 방법에 의해서 구하는 단계와,구해진 차량의 선회반경이 소정치의 대소 여부를 판정하는 단계와, 차량의 선회반경이 소정치보다 클 때에는 차량에 구비된 어느 한쪽 타이어에 공기압저하가 발생되었는지의 여부를 검출하는 단계와, 차량의 선회반경이 소정치보다 작을 때에는 타이어의 공기압저하의 검출을 금지하는 단계를 포함하는 공기압력저하 검출방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름 반경의 변동의 영향이 배제된 차량의 선회반경을 사용해서 상기 검출된 회전각속도를 보정하고, 좌측타이어와 우측타이어의 내륜과 외륜의 차에 기인되는 회전각속도의 불균일이 배제된 회전각속도를 구하는 단계를 더 포함하며, 타이어 공기압 저하의 유무를 검출하는 단계는 상기 보정된 회전각속도에 의거하여 어느 한쪽의 타이어에 공기압저하의 발생여부를 판정하는 것을 포함하는 공기압력저하 검출방법.
  20. 제19항에 있어서, 어느 한쪽의 타이어에 공기압저하가 발생되고 있다고 판단되면, 상기 보정된 회전각속도에 의거하여 공기압저하가 발생되고 있는 타이어를 지정하는 단계를 더 포함하는 공기압력저하 검출방법.
  21. 좌측타이어와 우측타이어를 보유하는 차량의 선회반경을 구하는 장치로서, 좌측타이어와 우측타이어의 회전각속도를 각각 검출하는 회전각속도 검출수단(1)과, 회전각속도 검출수단(1)에 의해 검출된 회전각속도에 의거하여 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름반경의 변동을 첨가해서 차량의 선회반경을 구하는 선회반경 연산수단(2)을 포함하는 선회반경 계산장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 선회반경 연산수단(2)은, 차량의 횡방향가속도를 검출하는 횡방향가속도 검출센서(3)에 의해서 검출된 차량의 횡방향 가속도에 의거하여 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효 구름반정의 변동이 회전각속도에 미치는 영향을 배제하는 수단(P5)을 포함하는 선회반경 계산장치.
  23. 제21항에 있어서, 상기 선회반경 연산수단(2)은 차량의 하중에 의거하여 보정계수를 구하는 수단(P4)과, 이 보정계수와 차량의 횡방향가속도를 검출하는 횡방향가속도 검출센서(3)에 의해서 검출된 차량의 횡방향가속도를 사용해서 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름반경의 변동이 회전각속도에 미치는 영향을 배제하는 수단(P5)을 포함하는 선회반경 계산장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 보정계수는 차량의 하중을 검출하는 하중센서(4)에 의해서 검출된 차량의 하중에 의거하여 구해지는 선회 반경 계산장치.
  25. 제21항에 있어서, 상기 선회반경 연산수단(2)은 회전각속도 검출수단(1)에 의해 검출된 회전각속도에 직선주행시의 타이어의 유효구름반경에 해당하는 정수를 곱함으로써 좌측타이어와 우측타이어의 속도를 구하는 수단(P1)과, 이 좌우타이어의 속도를 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름반경의 변동이 회전각속도에미치는 영향을 배제하도록 보정하는 수단(P5)과, 보정된 좌우타이어의 속도에 의거하여 차량의 선회반경을 구하는 수단(P6)을 포함하는 선회반경 계산장치.
  26. 제25항에 있어서, 좌우타이어의 속도를 보정하는 수단(P5)은,
    V23= (1 +×횡G) ×V13
    V24= (1 -×횡G) ×V14
    단,= (Q × H ×) / Tw ×100
    V23: 좌측타이어의 보정후의 속도
    V24: 우측타이어의 보정후의 속도
    V13: 좌측타이어의 보정전의 속도
    V14: 우측타이어의 보정전의 속도
    횡G : 차량의 횡방향 가속도(좌측타이어에서 우측타이어로 향하는 가속도에 대해서는 양(+)의 값을 취하고, 우측타이어에서 좌측타이어로 향하는 가속도에 대해서는 음(-)의 값을 취한다.)
    Q : 차량의 하중
    H : 타이어의 접지면에서부터 차량의 중심까지의 높이
    : 하중에 대한 타이어의 유효구름반경의 변동율(%)
    Tw : 좌우타이어의 간격
    에 의해서 보정 후의 좌우타이어의 속도를 연산하는 수단(P5)을 포함하는 선회반경 계산장치.
  27. 제26항에 있어서, 선회반경 연산수단(2)은,
    에 의해서 차량의 선회반경(R)을 연산하는 수단(P5)을 포함하는 선회반경 계산장치.
  28. 제21항에 있어서, 선회반경 연산수단(2)은, 선회각속도 검출수단(1)에 의해 검출된 회전각속도에 의거하여 차량의 하중이동에 의한 영향을 첨가하지 않는 제1차량 선회반경(R')을 구하는 수단(N2)과, 제1차량 선회반경(R')을 차량의 하중이동에 의한 유효구름반경의 변동의 영향을 첨가해서 보정하여 제2차량 선회반경(R)을 구하는 수단(N3)을 포함하는 선회 반경 계산장치.
  29. 제28항에 있어서, 제2차량 선회반경(R)을 보정하는 수단(N3)은, 차량 하중에 의거하여 보정계수를 구하는 수단(M2, M3)에 의해 결정된 보정계수를 사용해서 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효 구름반경의 변동이 회전각속도에 미치는 영향을 배제하도록 제1차량 선회반경(R')을 보정하는 수단(N3)을 포함하는 선회반경 계산장치.
  30. 제29항에 있어서, 상기 보정계수를 구하는 수단(M2,M3)은, 차량의 하중을 검출하는 하중센서(4)에 의해 검출된 차량의 하중을 사용해서 보정계수를 구하는 선회반경 계산장치.
  31. 제28항에 있어서, 제1차량 선회반정(R')을 구하는 수단(N1, N2)은, 회전각속도 검출수단(3)에 의해 검출된 회전각속도에 직선주행시의 타이어의 유효구름반경에 해당하는 정수를 곱함으로써 좌측타이어와 우측타이어의 속도를 구하는 수단(N1)과, 이 좌우타이어의 속도에 의거하여 제1차량 선회반경(R')을 구하는 수단(N2)을 포함하는 선회반경 계산장치.
  32. 제31항에 있어서, 제1차량 선회반경(R')을 구하는 수단(N1, N2)은
    단, V13: 좌측타이어의 속도(검출된 회전각속도에 직선주행시의 타이어의 유효구름반경에 해당하는 정수를 곱해서 구한 것)
    V14: 우측타이어의 속도(검출된 회전각속도에 직선주행시의 타이어의 유효구름반정에 해당하는 정수를 곱해서 구한 것)
    Tw : 좌우타이어의 간격
    에 의해서 제1차량 선회반경(R')을 구하는 수단(N1)을 포함하는 선회반경 계산장치.
  33. 제28항에 있어서, 제1차량 선회반경(R')을 보정해서 제2차량 선회반경(R)을 구하는 수단(N3)은,
    R = R' ×{+×(V14+ V13)2}
    단,및는 보정계수이고,
    = (1 / 9.8) ×(/ 2Tw)
    = (Q ×H ×) / Tw ×100
    V13: 좌우타이어의 속도(검출된 회전각속도에 직선주행시의 타이어의 유효구름반경에 해당하는 정수를 곱해서 구한 것)
    V14: 우측타이어의 속도(검출된 회전각속도에 직선주행시의 타이어의 유효구름반경에 해당하는 정수를 곱해서 구한 것)
    Q : 차량의 하중
    H : 타이어의 접지면에서부터 차량의 중심까지의 높이
    : 하중에 대한 타이어의 유효구름반경의 변동률(%)
    Tw : 좌우타이어의 간격
    에 의해서 제2차량 선회반경(R)을 구하는 수단(N3)을 포함하는 선회반경 계산장치.
  34. 제21항에 있어서, 선회반경 연산수단(2)은, 회전각속도 검출수단(1)에 의해 검출된 좌우타이어의 회전각속도를 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름반경의 변동이 회전각속도에 미치는 영향을 배제하도록 보정하는 수단(T4)와, 보정된 좌우타이어의 회전각속도에 의거하여 차량의 선회반경을 구하는 수단(T5)를 포함하는 선회반경 계산장치.
  35. 제34항에 있어서, 검출된 회전각속도를 보정하는 수단(T4)은,
    F33= (1 +×횡G) F13
    F34= (1 -×횡G) F14
    단,= (Q ×H ×) / Tw ×100
    F33: 좌측타이어의 보정후의 회전각속도
    F34: 우측타이어의 보정후의 회전각속도
    F13: 좌측타이어의 회전각속도의 검출치
    F14: 우측타이어의 회전각속도의 검출치
    횡G : 차량의 횡방향의 가속도(좌측타이어에서 우측타이어로 향하는 가속도에 대해서는 양(+)의 값을 취하고, 우측타이어에서 좌측타이어로 향하는 가속돌에 대해서는 음(-)의 값을 취한다.)
    Q : 차량의 하중
    H : 타이어의 접지면에서부터 차량의 중심까지의 높이
    : 하중에 의한 타이어의 유효구름반정의 변동률(%)
    Tw : 좌우타이어의 간격
    에 의해서 보정후의 좌우타이어의 회전각속도를 연산하는 선회반경 계산장치.
  36. 제35항에 있어서, 차량의 선회반경을 구하는 수단(T5)은,
    에 의해서 차량의 선회반경(R)을 연산하는 선회반경 계산장치.
  37. 제21항∼제36항중 어느 한 항에 있어서, 좌측타이어와 우측 타이어는 접지면에 대해서 차량이 이동함으로써 따라서 움직이는 중동타이어인 선회반경 계산장치.
  38. 차량의 하중 이동에 의한 타이어의 유효구름 반경의 변동의 영향이 배제된 차량의 선회반경을 구하기 위한 제21항 내지 36항 중 어느 한 항에 기재된 차량선회반경 계산장치와, 이 차량선회반정 계산장치에 의해 구해진 차량의 선회반경이 소정의 값에 비교하여 대소 여부를 판정하는 수단(S6)과, 차량의 선회반경이 소정의 값보다도 클 때에는 차량에 구비된 어느 한쪽 타이어에 공기압 저하의 발생여부를 검출하는 수단(S7, S8, S9)과, 차량의 선회반경이 소정의 값보다도 작을 때에는 타이어의 공기압저하의 검출을 금지하는 수단(S6)을 포함하는 공기압력저하 검출장치.
  39. 제38항에 있어서, 상기 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름반경의 영향이 배제된 차량의 선회반경을 사용해서 상기 검출된 회전각속도를 보정해서, 좌측타이어와 우측타이어의 내륜과 외륜의 차에 기인하는 회전각속도의 불균일이 보정된 회전각속도를 구하는 수단(S4)을 더 포함하고, 타이어 공기압저하의 유무를 검출하는 수단(S7, S8, S9)은, 상기 보정된 회전각속도에 의거하여 어느 한쪽의 타이어에 공기압저하가 발생되어 있는지를 판정하는 공기압력저하 검출장치.
  40. 제39항에 있어서, 어느 한 쪽의 타이어에 공기압저하가 발생되어 있다고 판단되면, 상기 보정된 회전각속도에 의거하여 공기압저하가 발생되어 있는 타이어를 지정하는 수단(S10)을 더 포함하는 공기압력저하 검출방법.
  41. 차량의 하중이동에 의한 타이어의 유효구름 반경의 변동의 영향이 배제된 차량의 선회반경을 제 17항의 방법에 의해서 구하는 단계와, 구해진 차량의 선회반경이 소정치의 대소 여부를 판정하는 단계와, 차량의 선회반경이 소정치보다 클 때에는 차량에 구비된 어느 한쪽 타이어에 공기압저하가 발생되었는지의 여부를 검출하는 단계와, 차량의 선회반경이 소정치보다 작을 때에는 타이어의 공기압저하의 검출을 금지하는 단계를 포함하는 공기압력저하 검출방법.
  42. 차량의 하중 이동에 의한 타이어의 유효구름 반경의 변동의 영향이 배제된 차량의 선회반경을 구하기 위한 제37항에 기재된 차량선회 반경 계산장치와, 이 차량선회반경 계산장치에 의해 구해진 차량의 선회 반경이 소정의 값에 비교하여 대소 여부를 판정하는 수단(S6)과, 차량의 선회반경이 소정의 값보다도 클 때에는 차량에 구비된 어느 한쪽 타이어에 공기압 저하의 발생여부를 검출하는 수단(S7, S8, S9)과, 차량의 선회반경이 소정의 값보다도 작을 때에는 타이어의 공기압저하의 검출을 금지하는 수단(S6)을 포함하는 공기압력저하 검출장치.
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