KR100552175B1 - Apparatus for controling tire air pressure in vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차의 타이어 공기압 조절장치에 관한 것으로, 제어부와; 타이어의 브레이크에 설치되어 브레이크의 온도변화값을 감지하여 상기 제어부로 전달하는 온도센서와; 타이어의 구동축에 설치되는 타이어와 공압라인으로 연결되는 실린더와; 상기 실린더에 설치되어 상기 제어부의 신호에 의해 타이어의 공기를 흡입하거나, 타이어측으로 공기를 공급하도록 상기 실린더의 피스톤을 구동시키는 구동수단을 포함하여 구성함으로써 급제동시에 브레이크의 온도를 감지하여 과도한 브레이크 조작에 의해 발생되는 온도의 변화량에 의해 타이어의 공기압을 감소시켜 타이어의 마찰력을 향상시킴으로써 제동거리를 단축시키도록 한 것이다.The present invention relates to a tire inflation pressure control apparatus for a vehicle, including: a control unit; A temperature sensor installed on the brake of the tire to sense a temperature change value of the brake and transmit the detected temperature to the controller; A cylinder connected to the tire installed on the drive shaft of the tire and a pneumatic line; And a driving means installed in the cylinder to suck the air of the tire by the signal of the control unit or to drive the piston of the cylinder to supply air to the tire side. It is to reduce the air pressure of the tire by the amount of change in temperature caused by the temperature change to improve the frictional force of the tire to shorten the braking distance.

타이어 공기압, 온도센서, 실린더, 피스톤, 전자석Tire pressure, temperature sensor, cylinder, piston, electromagnet

Description

자동차의 타이어 공기압 조절장치{Apparatus for controling tire air pressure in vehicle}Apparatus for controling tire air pressure in vehicle}

도 1은 종래 기술에 의한 자동차의 타이어 공기압 보충장치의 구성도.1 is a block diagram of a tire pneumatic pressure replenishment apparatus of a vehicle according to the prior art.

도 2는 본 발명에 의한 자동차의 타이어 공기압 조절장치의 구성도.Figure 2 is a block diagram of a tire inflation pressure control apparatus for a vehicle according to the present invention.

도 3은 본 발명 장치에 의한 급제동시의 공기의 흐름 상태도.Figure 3 is a flow diagram of air at the time of rapid braking by the apparatus of the present invention.

도 4는 본 발명 장치에 의해 주행시 공기의 흐름 상태도.Figure 4 is a state diagram of the flow of air when running by the device of the present invention.

도 5는 본 발명 장치에 의한 동작 순서도.5 is a flowchart illustrating the operation of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10 ; 타이어 12 ; 브레이크 캘리퍼10; Tire 12; Brake caliper

20 ; ABS 제어부 30 ; 온도센서20; ABS control unit 30; temperature Senser

40 ; 공압라인 50 ; 실린더40; Pneumatic lines 50; cylinder

52 ; 피스톤 52a ; 자성체52; Piston 52a; Magnetic material

52b ; 비자성체 54 ; 스프링52b; Nonmagnetic material 54; spring

60 ; 코일60; coil

본 발명은 자동차의 타이어 공기압 조절장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 급제동시 발생되는 브레이크 캘리퍼의 온도를 감지하여 브레이크의 작동시 타이어의 공기압을 감소시켜 제동거리를 단축하도록 한 자동차의 타이어 공기압 조절장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tire inflation pressure control device for a vehicle, and more particularly, a tire inflation pressure control device for detecting a temperature of a brake caliper generated during rapid braking to reduce the air pressure of a tire during operation of a brake to shorten a braking distance. It is about.

일반적으로 자동차 타이어의 공기압 부족은 타이어의 이상 마멸이나 고장등으로 이어져 경제적 손실을 초래하며, 특히 고속 주행시에는 운전자나 탑승객의 안전을 위협하는 사고의 위험이 있다.In general, insufficient pneumatic pressure of a car tire leads to abnormal abrasion or failure of the tire, resulting in economic loss, and particularly at high speeds, there is a risk of an accident that threatens the safety of drivers or passengers.

즉, 타이어의 공기압이 부족하게 되면 핸들의 복원력이 작아지게 되며, 규정압력 보다 공기압이 20％ 부족시 0.8∼4.0％ 연료소비가 증가하게 되고, 타이어 각부의 움직임이 커져서 이상발열이 발생하여 코드나 고무가 약화되어 박리, 코드절상, 휠로부터 타이어 비드부의 외상으로 인한 이상마모의 손상이 발생되며, 고속주행시 공기압 부족으로 발생되는 스탠딩 웨이브 현상은 극히 위험한 결과를 초래할 수 있다.In other words, when the tire pressure is insufficient, the restoring force of the handle becomes smaller. When the air pressure is 20% lower than the prescribed pressure, the fuel consumption increases by 0.8 to 4.0%, and the movement of each part of the tire increases, causing abnormal heat generation. The weakening of the rubber causes peeling, cord cutting, and abnormal abrasion damage due to the trauma of the tire bead from the wheel. Standing waves caused by insufficient air pressure during high-speed driving can cause extremely dangerous results.

따라서 종래에는 단순히 타이어의 공기압을 감시하여 경고하는 장치로부터 능동적으로 타이어의 적정공기압을 유지시키기 위한 타이어 공기압 보충장치가 제시되어 있는 바, 이러한 장치의 일례로서 도 1에 도시한 바와 같이, 타이어(1)의 적정공기압이 설정된 컨트롤 유니트(2)가 마련되고, 컨트롤유니트(2)가 타이어의 공기압을 감지하기 위한 압력센서(3)가 설치되며, 타이어의 공기압보다 높은 압력의 압축공기가 충진된 에어탱크(4)가 구비되어 있다. 또한, 에어탱크(4)에는 압축기(6)가 연결되며, 에어탱크(4)와 타이어를 연결하는 공압라인(5)에는 컨트롤유니 트(2)의 출력부로서 솔레노이드 밸브(7)가 설치되어 있다.Therefore, in the related art, a tire inflation pressure supplement device for actively maintaining a proper air pressure of a tire from a device for simply monitoring and warning the air pressure of a tire has been proposed. As an example of such a device, as shown in FIG. Is provided with a control unit (2) in which the proper air pressure is set, and a pressure sensor (3) is installed for the control unit (2) to detect the air pressure of the tire, and air filled with compressed air having a pressure higher than that of the tire is provided. The tank 4 is provided. In addition, the compressor (6) is connected to the air tank (4), the solenoid valve (7) is provided in the pneumatic line (5) connecting the air tank (4) and the tire as the output of the control unit (2) have.

이와 같이 구성된 타이어 공기압 보충장치는 타이어의 공기압 부족을 압력센서(3)가 감지하면 해당 타이어측의 솔레노이드 밸브(7)를 개방하여 적정공기압을 충진하며, 압축기(6)가 가동되어 에어탱크(4)에 압축공기가 충진되도록 하고 있다. When the pressure sensor 3 detects a lack of air pressure of the tire, the tire air pressure refilling device configured as described above opens the solenoid valve 7 on the tire side to fill the proper air pressure, and the compressor 6 is operated so that the air tank 4 ) Compressed air is filled.

그러나 이러한 타이어 공기압 보충장치는 압축기 등이 고가의 장치이기 때문에 일부 고급차종에만 장착되어 범용적으로 활용되지 못하는 문제가 있다.However, such a tire pneumatic pressure refilling device has a problem in that it is not equipped with a general purpose because it is mounted only on some high-end models because the compressor is an expensive device.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 종래에는 운전자의 브레이크 페달에 의한 유압발생을 구동원으로 피스톤을 구동시켜 타이어의 부족한 공기를 보충하도록 하는 장치가 제안되어 있다. 그러나 이와 같이 브레이크 페달에 의해 발생되는 유압에 의해 피스톤을 구동시켜 공기압을 보충하는 경우에도 공기압을 보충하기 위한 별도의 에어탱크를 구비해야 하므로 장치가 복잡해지는 문제가 있다.In order to solve this problem, a device has been conventionally proposed to replenish a lack of air in a tire by driving a piston as a driving source by generating hydraulic pressure by a driver's brake pedal. However, even when the piston is driven by the hydraulic pressure generated by the brake pedal to replenish the air pressure, a separate air tank for replenishing the air pressure has to be provided.

또한, 상술한 바와 같은 종래 타이어의 공기압 보충장치들은 단순히 공기압의 부족시 공기압을 보충하는데 그치고, 노면이 불량한 조건에서 주행중 급제동시에 정지마찰력을 향상시켜 제동거리를 단축시키기 위하여 타이어의 공기압을 감소시키는 동작은 구현할 수 없다.In addition, as described above, the conventional tire pressure supplement devices merely replenish the air pressure when the air pressure is insufficient, and reduce the air pressure of the tire to shorten the braking distance by improving the stop friction when braking while driving under bad road conditions. Cannot be implemented.

즉, 종래에는 부족한 공기압을 보충하기 위한 장치는 제공되어 있으나, 공기압을 감소시켜 급제동시에 제동능력을 향상시킴으로써 제동거리의 단축시키는 공기압 조절 동작은 구현할 수 없는 한계가 있다.That is, although a device for compensating for insufficient air pressure is provided in the related art, there is a limitation in that an air pressure adjusting operation for shortening a braking distance by reducing the air pressure and improving braking capability at the time of sudden braking is not possible.

이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 급제동시에 브레이크 의 온도를 감지하여 과도한 브레이크 조작에 의해 발생되는 온도의 변화량에 의해 타이어의 공기압을 감소시켜 타이어의 마찰력을 향상시킴으로써 제동거리를 단축시키도록 한 자동차의 타이어 공기압 조절장치를 제공함에 있다.The object of the present invention devised in view of such a problem is to reduce the air pressure of the tire by the amount of change in temperature caused by excessive brake operation by sensing the temperature of the brake during rapid braking to shorten the braking distance by improving the friction force of the tire. It is to provide a tire pressure control device of a vehicle.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제어부와; 타이어의 브레이크에 설치되어 브레이크의 온도변화값을 감지하여 상기 제어부로 전달하는 온도센서와; 타이어의 구동축에 설치되는 타이어와 공압라인으로 연결되는 실린더와; 상기 실린더에 설치되어 상기 제어부의 신호에 의해 타이어의 공기를 흡입하거나, 타이어측으로 공기를 공급하도록 상기 실린더의 피스톤을 구동시키는 구동수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the control unit; A temperature sensor installed on the brake of the tire to sense a temperature change value of the brake and transmit the detected temperature to the controller; A cylinder connected to the tire installed on the drive shaft of the tire and a pneumatic line; It is characterized in that it comprises a drive means for driving the piston of the cylinder is installed in the cylinder to suck the air of the tire by the signal of the control unit, or to supply air to the tire side.

상기 제어부는 ABS 제어부인 것이 바람직하다.The control unit is preferably an ABS control unit.

상기 구동수단은 실린더의 외주면에 코일을 권선하여 전자석을 형성하여 구성된 것이 바람직하다.The driving means is preferably configured to form an electromagnet by winding a coil on the outer peripheral surface of the cylinder.

상기 피스톤은 자성체가 형성된 부분과 형성되지 않은 부분으로 구분되게 형성된 것이 바람직하다.The piston is preferably formed to be divided into a portion where the magnetic material is formed and a portion that is not formed.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention as described above will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

첨부도면 도 2는 본 발명에 의한 자동차의 타이어 공기압 조절장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명 장치에 의한 급제동시의 공기의 흐름 상태도이며, 도 4는 본 발명 장치에 의해 주행시 공기의 흐름 상태도이고, 도 5는 본 발명 장치에 의한 동 작 순서도이다.2 is a configuration diagram of a tire inflation pressure regulating device for a vehicle according to the present invention, FIG. 3 is a state diagram of air flow during sudden braking by the device of the present invention, and FIG. 4 is a state diagram of air flow during driving by the device of the present invention. 5 is a flowchart illustrating the operation of the apparatus of the present invention.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 ABS(Anti lock Brake System) 제어부(20)와 연결되는 온도센서(30)가 타이어(10)의 브레이크 캘리퍼(12)에 설치되어 있고, 타이어(10)의 구동축에는 타이어와 공압라인(40)으로 연결되는 실린더(50)가 설치되어 있다. 온도센서(30)는 NTC 소자를 사용하는 것이 바람직하다.As shown in the drawing, in the embodiment of the present invention, the temperature sensor 30 connected to the anti-lock brake system (ABS) control unit 20 is installed in the brake caliper 12 of the tire 10, and the tire 10 The cylinder 50 is connected to the drive shaft of the tire and the pneumatic line (40). The temperature sensor 30 preferably uses an NTC element.

실린더(50)의 내부에는 피스톤(52)의 내측으로 스프링(54)이 피스톤(52)을 외측으로 탄력지지하고 있고, 실린더(50)의 외주면 후단에는 전류가 흐르는 상태에서 피스톤을 실린더의 내측으로 잡아당기는 전자석의 역할을 수행하는 코일(60)이 권선되어 있다.Inside the cylinder 50, the spring 54 is elastically supporting the piston 52 to the outside of the piston 52, and the piston is moved to the inside of the cylinder while current flows in the rear end of the outer circumferential surface of the cylinder 50. Coil 60, which serves as a pulling electromagnet, is wound.

실린더(50)의 내부 압력은 타이어(10)의 내부 압력과 동일하게 형성되어 있고, 차량이 제동 또는 가속 상태가 아닌 경우에는 실린더(50) 내의 단위면적당 작용하는 스프링(54)의 탄성력과 타이어(10)의 내부 압력은 평형 상태를 이루게 된다. The internal pressure of the cylinder 50 is equal to the internal pressure of the tire 10. When the vehicle is not braked or accelerated, the elastic force of the spring 54 and the tire ( The internal pressure of 10 is in equilibrium.

실린더(50)에 구비되어 왕복운동하는 피스톤(52)은 자성체성분이 함유된 재질로 형성된 부분(52a)과 비자성체성분이 함유된 재질로 형성된 부분(52b)으로 구분하여 형성하여 스프링(54)과 연결되지 않은 자유단을 자성체성분으로 형성된 부분(52a)으로 형성하게 된다.The piston 52 provided in the cylinder 50 to reciprocate is formed by being divided into a portion 52a formed of a material containing a magnetic substance component and a portion 52b formed of a material containing a nonmagnetic substance. The free end, which is not connected, is formed as a portion 52a formed of a magnetic component.

이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 자동차의 타이어 공기압 조절장치의 작용을 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.The operation of the tire inflation pressure control apparatus for a vehicle according to the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 3 to 5.

도 5에 도시된 바와 같은 흐름도에 나타난 바와 같이, 브레이크를 작동시키 면 브레이크의 작동 과정에서 연속적으로 브레이크를 온/오프시킴에 따라 브레이크 드럼 주위를 감싸고 있는 캘리퍼(12) 부위에 열이 급상승된다. 또는 이전의 과도한 브레이크 조작에 의해 캘리퍼의 온도가 상승된다. As shown in the flowchart as shown in FIG. 5, when the brake is operated, heat is rapidly increased at the caliper 12 surrounding the brake drum as the brake is continuously turned on and off during the operation of the brake. Or the temperature of the caliper is raised by the previous excessive brake operation.

브레이크의 캘리퍼(12)의 온도가 상승되면, 온도센서(30)인 NTC 소자에 의하여 온도의 변화량이 감지되어 ABS 제어부(20)로 전달된다. When the temperature of the caliper 12 of the brake is increased, the change in temperature is detected by the NTC element, which is the temperature sensor 30, and transmitted to the ABS controller 20.

ABS 제어부(20)에서는 이러한 온도의 변화값을 전류의 변화량으로 변환하며, 이러한 전류의 변화값이 기준 전류값보다 큰 경우에는 전류값의 차이에 따라 코일(60)에 인가하는 신호를 산출하여 실린더(50)에 설치된 코일(60)에 변화된 해당값의 전류를 흘려주게 된다. 이때, 기설정되는 기준 전류값은 베이퍼 록이 발생되는 온도를 기준으로 그 온도보다 낮은 온도값에서 NTC소자의 저항값을 측정하여 기준 전류값으로 설정하거나, 또는 실제 차량의 급제동시 NTC 소자의 온도 변화에 따른 측정된 전류값과 초기 전류값과의 차이인 전류의 변화량에 의하여 기준 전류값을 설정할 수 있다.The ABS control unit 20 converts the change value of the temperature into the change amount of the current. When the change value of the current is larger than the reference current value, the ABS controller 20 calculates a signal to be applied to the coil 60 according to the difference of the current value and the cylinder. The current of the corresponding value changed is made to flow to the coil 60 installed in the 50. At this time, the preset reference current value is set as the reference current value by measuring the resistance value of the NTC element at a temperature lower than that based on the temperature at which the vapor lock is generated, or the temperature of the NTC element during a sudden braking of the vehicle. The reference current value may be set by the amount of change in the current that is the difference between the measured current value and the initial current value according to the change.

이처럼 기준 전류값에 대하여 변화된 량의 전류값에 따라 코일(60)에 전류가 흐르면 코일(60)이 전자석의 역할을 수행하게 되므로 도 3에 도시한 바와 같이, 피스톤(52)이 실린더(50)의 내측으로 스프링(54)의 탄성력을 이기면서 이동되어 공압라인(40)을 통해 타이어(10)의 공기가 실린더(50)측으로 흡입됨으로써 타이어(10)의 공기압이 감소된다. 이와 같이 타이어의 공기압이 감소됨에 따라 타이어의 마찰면적이 증대되므로 제동거리가 단축되는 것이다.As the current flows in the coil 60 according to the amount of current value changed with respect to the reference current value, the coil 60 acts as an electromagnet, as shown in FIG. It moves while winning the elastic force of the spring 54 to the inside of the air through the pneumatic line 40, the intake of the tire 10 to the cylinder 50 side to reduce the air pressure of the tire 10. As the tire pressure decreases, the friction area of the tire increases, so that the braking distance is shortened.

브레이크를 작동하지 않는 경우에는 브레이크의 캘리퍼(12)의 온도가 하강되 므로 ABS 제어부(20)에서 코일(60)측으로 흐르는 전류가 차단되어 실린더(50)의 피스톤(52)을 잡아당기고 있던 힘이 제거되며, 피스톤(52)은 스프링(54)의 탄성력에 의해 본래의 위치로 복귀된다. 따라서 실린더(50)의 내부로 흡입되었던 공기는 공압라인(40)을 통해 다시 타이어(10)에 보충된다.When the brake is not operated, the temperature of the caliper 12 of the brake is lowered, so that the current flowing from the ABS control unit 20 to the coil 60 is cut off, and the force pulling the piston 52 of the cylinder 50 The piston 52 is removed and returned to its original position by the elastic force of the spring 54. Therefore, the air sucked into the cylinder 50 is replenished to the tire 10 through the pneumatic line 40.

한편, 차량의 차속이 증가하는 경우에는 도 4에 도시한 바와 같이, 타이어(10)의 내부 공기압은 원심력에 의해 타이어(10)의 바깥측으로 상승되므로 실린더(50) 내부의 공기는 타이어(10)의 내부로 유입되기 때문에 타이어의 공기압을 유지 또는 팽창시키는 역할을 자동적으로 수행하게 되는 것이다.On the other hand, when the vehicle speed of the vehicle is increased, as shown in FIG. 4, since the internal air pressure of the tire 10 is increased to the outside of the tire 10 by centrifugal force, the air inside the cylinder 50 is the tire 10. Since it is introduced into the interior of the tire is to automatically perform the role of maintaining or inflating the air pressure.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 자동차의 타이어 공기압 조절장치는 급제동시에 브레이크의 온도를 감지하여 과도한 브레이크 조작에 의해 발생되는 온도의 변화량에 의해 타이어의 공기압을 감소시켜 타이어의 마찰력을 향상시킴으로써 제동거리를 단축시키는 효과가 있다.As described above, the tire inflation pressure control apparatus of the vehicle according to the present invention senses the temperature of the brake during sudden braking and reduces the air pressure of the tire by the amount of temperature change caused by excessive brake operation to improve the friction force of the tire. It has the effect of shortening the distance.

또한, 차량의 주행시 차속이 증가하는 경우에는 타이어의 내부 공기압이 원심력에 의해 타이어의 바깥측으로 상승되어 실린더의 내부 공기가 타이어측으로 공급되므로 자동적으로 공기압을 보충시켜 주행성능을 향상시키는 효과가 있다.
In addition, when the vehicle speed increases while the vehicle is running, the internal air pressure of the tire is increased to the outside of the tire by the centrifugal force and the internal air of the cylinder is supplied to the tire side, thereby automatically replenishing the air pressure to improve the driving performance.

Claims (4)

제어부와;A controller; 타이어의 브레이크에 설치되어 브레이크의 온도변화값을 감지하여 상기 제어부로 전달하는 온도센서와;A temperature sensor installed on the brake of the tire to sense a temperature change value of the brake and transmit the detected temperature to the controller; 타이어의 구동축에 설치되는 타이어와 공압라인으로 연결되는 실린더와;A cylinder connected to the tire installed on the drive shaft of the tire and a pneumatic line; 상기 실린더에 설치되어 상기 제어부의 신호에 의해 타이어의 공기를 흡입하거나, 타이어측으로 공기를 공급하도록 상기 실린더의 피스톤을 구동시키는 구동수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 자동차의 타이어 공기압 조절장치.And a driving means installed in the cylinder and driving the piston of the cylinder to suck air of the tire by the signal of the controller or to supply air to the tire side. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 ABS 제어부인 것을 특징으로 하는 자동차의 타이어 공기압 조절장치.The control unit is a tire inflation pressure control device of a vehicle, characterized in that the ABS control unit. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구동수단은 실린더의 외주면에 코일을 권선하여 전자석을 형성하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 타이어 공기압 조절장치.The driving means is a tire inflation pressure adjusting device of a vehicle, characterized in that formed by winding a coil on the outer peripheral surface of the cylinder to form an electromagnet. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 피스톤은 자성체가 형성된 부분과 형성되지 않은 부분으로 구분되게 형 성된 것을 특징으로 하는 자동차의 타이어 공기압 조절장치.The piston is a tire inflation pressure regulating device of the vehicle, characterized in that it is formed to be divided into a portion and a non-formed magnetic body is formed.
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