KR100601182B1

KR100601182B1 - 차량의 주행상태를 판별하는 방법

Info

Publication number: KR100601182B1
Application number: KR1020000034550A
Authority: KR
Inventors: 구자춘; 김정식
Original assignee: 한국타이어 주식회사
Priority date: 2000-06-22
Filing date: 2000-06-22
Publication date: 2006-07-13
Also published as: KR20020003654A

Abstract

본 발명은 차량의 주행상태를 판별하는 방법에 관한 것으로, 차량 휠의 림(20)에 적어도 2개의 거리측정센서(31,32)를 설치하고, 이 림(20)에 장착되는 타이어(10)의 내면(11)에 래디알방향으로 반사막(12)을 설치하여, 거리측정센서(31,32)에서부터 반사막(12)까지의 거리(M,N)를 연속적으로 검출한 후, 이들 거리(M,N)를 매개로 반사막(12)의 횡변위(X3-X0)와 수직변위(Y3-Y0)를 산출하여 차량의 주행상태를 판별하는 방법으로 되어, 차량의 주행상태를 보다 정확하게 파악할 수 있으면서, 차량 조종성과 안전성이 향상되도록 된 것이다.

Description

차량의 주행상태를 판별하는 방법{Discernible method for driving of vehicles}

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 도면으로서, 타이어가 장착되어진 림을 절개한 단면도,

도 2는 도 1에 도시된 거리측정센서들과, 반사막을 매개로 하여 타이어의 수직변위와 수평변위를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 3은 거리측정센서에서부터 반사막까지의 거리가 차량 주행에 따라서 변화되는 상태를 도시한 도면,

도 4는 휠축 양쪽 선단의 타이어내면에 설치된 반사판의 수직길이가 차량 주행에 따라서 변화되는 상태를 도시한 도면,

도 5는 휠축 양쪽 선단의 타이어내면에 설치된 반사판의 수직변위를 매개로 휠축의 경사각을 연산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

- 첨부도면의 주요 부분에 대한 용어설명 -

10 ; 타이어, 11 ; 타이어내면,

12 ; 반사막, 20 ; 림,

31 ; 제1거리측정센서, 32 ; 제2거리측정센서,

40 ; 휠축.

본 발명은 차량의 주행상태를 판별하는 방법에 관한 것으로, 특히 차량의 각 타이어에 발생되는 횡변위와 수직변위를 산출하여 차량의 주행상태를 판별하도록 된 차량의 주행상태를 판별하는 방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 종래에는 차량 엔진의 rpm을 검출하면서 변속장치부분의 rpm을 검출하여 차량의 주행상태를 판별하였지만, 이러한 방법으로는 단지 차량의 주행속도만을 인식할 수 있을 뿐이므로, 차량의 실제 주행상태를 정확하게 인식할 수 없었다.

이에 근래에는, 차량의 각 휠의 회전수를 개별적으로 검출하여, 차량의 실제 주행상태를 보다 정확하게 인식하는 방법이 제시되었으며, 이러한 방법은 이미 ABS(Anti-Brake System)에 적용되어 보편적으로 사용되고 있다.

한편, 차량을 주행하게 되면, 차량의 주행상태에 따라서 차량의 각 타이어에 가해지는 하중이 서로 다르게 변동되고, 이러한 하중차이는 차량의 조종성이나 안전성 등에 큰 영향을 미치는 요인으로 작용된다.

그러나, 종래에는 주행하는 타이어에 가해지는 하중변화를 검출하여 차량의 주행상태를 판별하는 방안이 강구되지 못하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 발명된 것으로, 차량의 각 타이어 에 발생되는 횡변위와 수직변위를 산출하여 차량의 주행상태를 판별하도록 된 차량의 주행상태를 판별하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량 휠의 림에 적어도 2개의 거리측정센서를 설치하고, 이 림에 장착되는 타이어의 내면에 래디알방향으로 반사막을 설치하여, 거리측정센서에서부터 반사막까지의 거리를 연속적으로 검출한 후, 이들 거리를 매개로 반사막의 횡변위와 수직변위를 산출하여 차량의 주행상태를 판별하는 것을 특징으로 하는 방법으로 되어 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1에 의하면, 림(20)에 제1거리측정센서(31)와 제2거리측정센서(32)가 설치되고, 림(20)의 외주면에 타이어(10)가 고정되며, 타이어(10)의 내면(11)에는 거리측정을 위한 반사막(12)이 래디알방향으로 형성된다. 차량이 정차중인 경우에는 도 1의 실선으로 표시된 바와 같은 형태로 유지되지만, 차량 주행시에는 타이어에 가해지는 횡력과 수직력에 의해서 타이어(10')와, 이의 내면(11')에 설치된 반사막(12')이 점선으로 표시된 바와 같은 형태로 변형된다. 상기 반사막(12)으로는 거리측정센서(31,32)로부터 발생되는 거리측정신호를 반사시킬수 있는 공지의 모든 것들이 적용될 수 있으며, 거리측정의 정확성을 높이기 위해서는 반사막(12)의 폭을 가능한 한 작게(2mm이내로) 하는 것이 바람직하다.

도 2를 참조하여 거리측정센서들(31,32)과 반사막(12)을 매개로 한 타이어의 수직변위와 수평변위를 산출하는 방법을 설명한다.

우선, 상기 제1거리측정센서(31)로부터 반사막(12)까지의 거리를 "M", 제2거리측정센서(32)로부터 반사막(12)까지의 거리를 "N"이라고 하면, 아래 수학식1과 수학식2로부터 반사막(12)의 횡길이(X)와 수직높이(Y)가 산출되므로, 반사막(12)의 위치(P)를 알 수 있게 된다.

만일, 상기 반사막(12)이 타이어의 폭길이의 중심에 설치되고, 제1거리측정센서(31)와 제2거리측정센서(32)가 림(20)의 폭방향으로 동일선상에 배치되면서 림(20)폭의 중심으로부터 서로 동일하게 떨어진 위치에 배치되었다고 가정하고, 반사막(12)으로부터 수직으로 연장된 선을 Y축, 제1·2거리측정센서(31)를 연결하는 수평선을 X축이라 하면, 제1·2거리측정센서(31)의 설치위치(P1,P2)와, 차량 정차시의 반사판(12)의 위치(P0)를 연결하면 이등변 삼각형이 된다.

따라서, 제1거리측정센서(31)의 횡길이(X1)와, 제2거리측정센서(32)의 횡길이(X2)는 수학식3을, 제1거리측정센서(31)의 수직높이(Y1)와, 제2거리측정센서(32)의 수직높이(Y2)는 수학식4를 만족하게 된다.

또한, 차량 정차시의 반사막(12)의 횡길이(X0)는 0이 된다.

따라서, 차량 정차시의 반사막(12)의 수직높이(Y0)가 차량 주행에 따른 반사막(12)의 수직변위를 판별하는 기준값이 되고, 제1·2거리측정센서(31,32)의 횡길이(X1,X2)를 합한 평균값, 즉 0이 차량 주행에 따른 반사막(12)의 수직변위를 판별하는 기준값이 된다. 상기 "P3"의 수직높이(Y3)에서 "P0"의 수직높이(Y0)를 뺀 값이 수직변위가되고, "P3"의 횡길이(X3)에서 "P0"의 횡길이(X0)를 뺀 값이 횡변위가 된다.

한편, 타이어의 변형은 가해지는 하중에 비례하므로, 횡변위(X3-X0)에 상응하는 횡력과, 수직변위(Y3-Y0)에 상응하는 수직력을 비례식을 통해서 산출하거나, 횡력변화에 따른 횡변위(X3-X0)와, 수직력변화에 따른 수직변위(Y3-Y0)를 실험을 통해서 데이타를 산출하고, 이러한 데이타를 미리 제어수단(도시안됨)에 입력하여, 횡변위(X3-X0)와 수직변위(Y3-Y0)에 상응하는 횡력과 수직력을 각각 취할 수 있다. 또한, 상기 횡변위(X3-X0)와 수직변위(Y3-Y0)는 벡터값이므로, 횡력과 수직력이 가해지는 방향도 알 수 있다. 따라서, 차량의 각 타이어에 가해지는 횡력과 수직력으로 차량의 주행상태를 판별할 수 있게 된다.

상기 횡변위(X3-X0)는 차량의 조종성과 안전성에 큰 영향을 미치게 되므로, 각 타이어(10)로부터의 횡변위(X3-X0)를 제동조건으로 이용하게 되면, 차량의 조종성과 안전성이 향상된다.

도 3은 거리측정센서에서부터 반사막까지의 거리가 차량 주행에 따라서 변화되는 상태를 도시한 도면으로서, 제1거리측정센서(31)와 제2거리측정센서(32)에 의해서 연속적으로 측정되는 거리변화를 나타낸 것인 바, 최대거리가 유지되는 부분은 거리측정센서(31,32)에 감지되는 부분이 노면과 접해지지 않은 상태를, 최소거리부분은 거리측정센서(31,32)에 감지되는 부분이 노면과 접해진 상태를 나타낸다.

도 4는 휠축 양쪽 선단의 타이어내면에 설치된 반사판의 수직길이가 차량 주행에 따라서 변화되는 상태를 도시한 도면으로서, "Y0"는 차량 정차시의 기준 수직높이를 나타내고, "Y_L"은 휠축(40 ; 도 5 참조)의 왼쪽에 배치된 타이어의 반사판(12)의 최소 수직높이, "Y_R"은 휠축(40)의 오른쪽에 배치된 타이어의 반사판(12)의 최소 수직높이를 나타낸다.

도 5를 참조하여, 휠축(40) 양쪽 선단의 타이어내면에 설치된 반사판의 수직변위를 매개로 휠축의 경사각을 연산하는 방법을 설명해 보면, 왼쪽 타이어와 오른쪽 타이어의 트레드부분의 두께는 상호 동일하므로, 휠축(40)의 왼쪽에 배치된 타이어의 반사판 수직변위(Y_L-Y0)와, 휠축(40)의 오른쪽에 배치된 타이어의 반사판 수직변위(Y_R-Y0)를 연산한 후, 양쪽 수직변위(Y_L-Y0,Y_R-Y0)와 휠축(40)의 길이(L)를 매개변수로 하는 아래의 수학식5을 이용하여 휠축(40)의 경사각(θ)을 연산한다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 왼쪽 림(20)의 회전축을 중심으로 한 제1·2거리측정센서(31,32)의 설치위치와, 오른쪽 림(20)의 회전축을 중심으로 한 제1·2거리측정센서(31,32)의 설치위치가 동일하지 않은 경우에는, 왼쪽 타이어 반사판(12)의 최소 수직높이(Y_L)와, 오른쪽 타이어 반사판(12)의 최소 수직높이(Y_R)의 연산 타이밍이 일치되지 않지만, 이러한 딜레이에 의한 양쪽 수직높이(Y_L,Y_R)의 차이는 사실상 무시할 수 있을 정도의 미소값이 된다. 따라서, 왼쪽 타이어를 기준으로 할 경우, 왼쪽 타이어 반사판(12)의 최소 수직높이(Y_L)를 먼저 연산한 후, 이와 가장 근접한 오른쪽 타이어 반사판(12)의 최소 수직높이(Y_R)를 연산하여, 양쪽 수직변위(Y_L-Y0,Y_R-Y0)를 산출한 후, 이들 수직변위(Y_L-Y0,Y_R-Y0)를 상기 수학식5의 매개변수로 취한다.

상기 휠축(40)의 경사각(θ)도 차량의 조종성과 안전성에 큰 영향을 미치게 되므로, 각 타이어(10)로부터의 횡변위(X3-X0)를 제동조건으로 이용하게 되면, 차량의 주행성과 안전성이 향상된다.

이상 상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 림에 설치되는 적어도 2개 이상의 거리감지센서와, 타이어내면에 설치되는 반사판을 이용하여, 차량의 각 타이어에 가해지는 횡변위와 수직변위를 산출한 후, 산출된 횡변위와 수직변위로 차량의 주행상태를 판별하므로, 차량의 주행상태를 보다 정확하게 파악할 수 있게 되어, 차량 조종성과 안전성을 확보할 수 있게 되는 효과가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변형실시될 수 있음은 물론이다.

Claims

차량 휠의 림(20)에 적어도 2개의 거리측정센서(31,32)를 설치하고, 이 림(20)에 장착되는 타이어(10)의 내면(11)에 래디알방향으로 반사막(12)을 설치하여, 거리측정센서(31,32)에서부터 반사막(12)까지의 거리(M,N)를 연속적으로 검출한 후, 이들 거리(M,N)를 매개로 반사막(12)의 횡변위(X3-X0)와 수직변위(Y3-Y0)를 산출하여 차량의 주행상태를 판별하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행상태를 판별하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 각 타이어(10)로부터의 횡변위(X3-X0)를 제동조건으로 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행상태를 판별하는 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 차량의 휠축(40) 양쪽 선단에 각각 회동가능하게 배치되어진 타이어의 반사판 수직변위(Y_L-Y0,Y_R-Y0)와, 휠축(40)의 길이(L)를 매개로 휠축(40)의 경사각(θ)을 연산한 후, 휠축(40)의 경사각(θ)을 제동조건으로 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행상태를 판별하는 방법.