KR100698450B1 - 타이어 공기압 제어 장치 - Google Patents

타이어 공기압 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 타이어 공기압 제어 장치는, 자동차에 탑재되어 타이어의 공기압 상태가 적당한 상태로 유지되는데 필요한 공기를 발생시켜 상기 공기가 타이어에 유입되거나 유출되도록 하기 위한 공압시스템부; 타이어 휠(wheel)에 장착되고, 자동차가 주행중이거나 정차중에 상기 공압시스템부에 의해 공기가 유입되거나 유출된 타이어의 공기압 상태를 감지하기 위한 공기압 상태 감지수단; 상기 공기압 상태 감지수단으로부터 타이어의 공기압 상태를 소정의 신호로 전달받아 모니터를 통해 디스플레이하며, 상기 공압 시스템부에 전원을 공급하기 위한 시스템 제어수단; 및 상기 타이어 휠에 탈착가능하게 구비되어 상기 공압시스템부로부터 공기를 제공받아 자동차가 주행중이거나 정차중에 타이어에 공기를 유입시키거나 타이어로부터 공기를 유출시키기 위한 공기유입 및 유출수단; 을 포함하여 이루어져, 타이어 공기압 모니터링 시스템의 모든 내구성 및 신뢰성을 검증함으로써 보다 정밀하고 안정된 타이어 공기압 모니터링 시스템을 개발할 수 있도록 하는 효과가 있다.
공압시스템부, 공기압 상태 감지수단, 시스템 제어수단, 공기유입 및 유출수단.

Description

타이어 공기압 제어 장치{Tire pressure control system}
도1은 본 발명에 따른 타이어 공기압 제어 장치의 전체구성도.
도2는 본 발명에 따른 타이어 공기압 제어 장치의 블록 다이어그램.
도3은 본 발명에 따른 타이어 공기압 제어 장치의 공압 회로도.
도4는 본 발명에 따른 타이어 공기압 제어 장치에서 공압시스템부를 나타낸 개략 평면도.
도5는 본 발명에 따른 타이어 공기압 제어 장치에서 공기유입 및 유출수단이 타이어 휠에 장착된 상태를 나타낸 개략 단면도.
도6은 본 발명에 따른 타이어 공기압 제어 장치에서 공기유입 및 유출수단을 분해하여 나타낸 분해사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 공압시스템부 11 : 레귤레이터
12 : 압축기 13 : 압력스위치
14 : 필터 15 : 탱크
16 : 밸브유닛 16a : 유입밸브
16b : 유출밸브 18 : 압력센서
20 : 공기압 상태 감지수단 30 : 시스템 제어수단
31 : 신호처리부 32 : 전자제어장치
33 : 초소형 연산처리장치 34 : 신호 입출력 보드
35 : 노트북 컴퓨터 36 : 전원공급부
40 : 공기유입 및 유출수단 41 : 디스크
42 : 플랜지 43 : 커플링(슬리브)
44 : 몸체 45 : 볼베어링
46 : 회전체(스풀) 47 : 실링부재
48 : 마감캡 T : 타이어
W : 타이어 휠 WN : 휠 노즐
BT : 체결볼트 NT : 휠 너트
본 발명은 타이어 공기압 제어 장치에 관한 것으로, 특히 자동차가 정차중이거나 주행중에 각 타이어의 공기압 상태 이상 유무를 감지하여 운전자에게 경고하는 타이어 공기압 모니터링 시스템의 성능을 검사하여 보다 정밀하고 신뢰성 있는 타이어 공기압 모니터링 시스템을 개발할 수 있도록 하고, 자동차가 정차중이거나 주행중에 각 타이어의 공기압을 제어할 수 있도록 하는 타이어 공기압 제어 장치에 관한 것이다.
최근에는 자동차 타이어에도 유비쿼터스(ubiquitous) 혁명이 불고 있다. 능동적으로 위험을 감지하고 운전자의 안전을 보장하는 똑똑한 타이어, 일명 스마트 타이어(smart tire)가 상용화단계에 들어간 것이다.
자동차 업계가 현재 요구하는 스마트 타이어의 조건은 크게 두가지로 나뉜다. 우선 공기압을 스스로 체크해 공기가 빠졌는지를 운전자에게 알려주어야 하는 점과, 출고 이후 타이어를 아무리 험하게 사용해도 제조 정보를 쉽게 확인할 수 있어야 하는 점이다.
한편, 자동차를 운행하다 보면 타이어의 공기압이 낮아지는 것을 발견할 수 있는데, 이것은 타이어 자체의 결함보다는 자동차가 운행되면서 자연 마찰로 인한 저항으로 공기가 고무를 자연투과하거나, 못박힘, 외상, 및 밸브 불량 등의 이유로 공기가 배출되기 때문인 경우가 대부분이다.
이와 같은 타이어 공기압의 부족은 타이어의 이상 마멸을 초래하고, 브레이크 성능을 저하시킬 뿐만 아니라, 타이어의 펑크 등의 경제적 손실을 초래하게 되며, 특히 고속주행시 운전자나 탑승객의 안전을 위협하는 요인이 된다.
따라서, 운전자들은 타이어의 공기압이 적정 수준으로 유지되도록 많은 신경을 써야 하며 주기적으로 공기압 테스트를 실시해야 하는 번거로운 문제점이 있다.
상기와 같은 번거로움을 운전자로부터 덜어주기 위해서 타이어 내부의 온도 및 공기압을 타이어 내부에 장착된 센서를 통해 실시간으로 운전자에게 알려주도록 한 것이 타이어 공기압 모니터링 시스템(tire pressure monitoring system;TPMS)이다.
그러나, 상기 타이어 공기압 모니터링 시스템에 대한 연구개발은 활발히 진행되고 있는 반면, 상기 타이어 공기압 모니터링 시스템의 내구성 및 신뢰성을 검증할 만한 시험장치는 전무한 실정이다.
또한, 주행중인 자동차의 타이어 공기압 상태가 부족한 경우에 상기 타이어 공기압 모니터링 시스템이 운전자에게 경고를 하게 되어 운전자는 비상등을 켜고 자동차의 속도를 줄이며 갓길에 자동차를 세우는 등 비상조치를 취해야 하는 번거로운 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은, 자동차가 주행중이거나 정차중에 타이어 공기압 모니터링 시스템의 모든 내구성 및 신뢰성을 검증함으로써 보다 정밀하고 안정된 타이어 공기압 모니터링 시스템을 개발할 수 있도록 하는 타이어 공기압 제어 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 주행중인 자동차 타이어 공기압 상태가 부족한 경우에 자동차를 정차한 다음 타이어에 공기를 주입해야 하는 번거로움을 해소할 수 있도록 하는 타이어 공기압 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 자동차가 주행중일 때 타이어의 공기압이 낮아짐으로써 브레이크의 성능이 저하되거나 타이어가 펑크나서 교통사고로 연결되는 것 을 방지할 수 있도록 하는 타이어 공기압 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 자동차가 정차중이거나 주행중일 때 개별적인 타이어의 공기압 상태를 감지하여 타이어의 공기압이 낮은 경우 적정 상태로 제어할 수 있도록 하는 타이어 공기압 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 공기가 타이어에 유입되기 전에 불순물이 제거되도록 하고 타이어에 유입되는 공기의 양을 정밀하게 제어할 수 있도록 하는 타이어 공기압 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 자동차가 주행중일 때 외적인 요소에 의해 전원에 문제가 발생하는 경우 전원공급을 차단하여 안전사고를 방지할 수 있도록 하는 타이어 공기압 제어 장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 타이어 공기압 제어 장치는, 자동차에 탑재되어 타이어의 공기압 상태가 적당한 상태로 유지되는데 필요한 공기를 발생시켜 상기 공기가 타이어에 유입되거나 유출되도록 하기 위한 공압시스템부; 타이어 휠(wheel)에 장착되고, 자동차가 주행중이거나 정차중에 상기 공압시스템부에 의해 공기가 유입되거나 유출된 타이어의 공기압 상태를 감지하기 위한 공기압 상태 감지수단; 상기 공기압 상태 감지수단으로부터 타이어의 공기압 상태를 소정의 신호로 전달받아 각종 데이터값으로 변환하기 위한 전자제어장치(electronic control unit;ECU), 초소형 연산처리장치(micro processing unit;MPU) 및 신호입출력 보드(board)를 포함하는 신호처리부와, 상기 신호처리부에서 처리된 신호를 시각적으로 디스플레이하기 위한 노트북 컴퓨터와, 주행시험중에 필요한 전원을 공급하기 위한 전원공급부, 및 상기 전원공급부에 문제가 발생시 전원 공급을 차단하기 위한 회로차단부를 포함하여 이루어지는 시스템 제어수단; 및 상기 타이어 휠에 탈착가능하게 구비되어 상기 공압시스템부로부터 공기를 제공받아 자동차가 주행중이거나 정차중에 타이어에 공기를 유입시키거나 타이어로부터 공기를 유출시키기 위한 공기유입 및 유출수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공압시스템부는, 사용자가 공기압을 설정하는 레귤레이터; 자동차의 4개의 타이어에 필요한 공기를 발생시키는 복수개의 압축기; 공기압이 상기 레귤레이터에서 설정해 놓은 값 이상이면 상기 압축기와의 접점이 끊어져 상기 압축기의 운전을 정지시키고, 공기압이 상기 레귤레이터에서 설정해 놓은 값 이하이면 상기 압축기와의 접점이 연결되어 상기 압축기를 운전시키는 압력스위치; 상기 압축기에서 발생된 공기의 불순물을 제거하는 필터; 상기 필터에서 불순물이 제거된 공기를 저장하는 탱크; 상기 탱크에 연결되고, 각 타이어에 공기를 유입시키기 위한 하나이상의 유입밸브와 타이어로부터 공기를 유출시키기 위한 하나이상의 유출밸브로 이루어진 밸브유닛; 및 상기 타이어의 공기압 상태를 감지하여 모니터를 통해 디스플레이하여 상기 공기압 상태 감지수단에서 감지된 신호와 비교함으로써 상기 공기압 상태 감지수단의 신뢰성을 검증하기 위한 압력센서; 를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 유입밸브는, 고속으로 많은 양의 공기를 유입시키기 위한 제1유입밸브와, 저속으로 적은 양의 공기를 유입시키기 위한 제2유입밸브로 이루어지는 것이 효과적이다.
또한, 상기 유출밸브는, 고속으로 많은 양의 공기를 유출시키기 위한 제1유출밸브와, 저속으로 적은 양의 공기를 유출시키기 위한 제2유출밸브로 이루어지는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 유입밸브 및 유출밸브는, 솔레노이드(solenoid) 밸브로 이루어 지는 것이 효과적이다.
또한, 상기 공기압 상태 감지수단은, 자동차의 타이어 휠에 각각 장착되어 개별적인 타이어의 공기압 상태를 감지하여 상기 타이어의 공기압 상태를 소정의 신호에 의해 상기 시스템 제어수단으로 전달하는 공압센서를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 신호는 근거리 무선신호 또는 유선신호로서, 상기 시스템 제어수단의 전자제어장치(electronic control unit ; ECU)로 전달되는 것이 효과적이다.
삭제
아울러, 상기 공기유입 및 유출수단은, 타이어 휠에 기계적인 체결방법으로 체결되어 상기 휠과 일체로 회전하는 디스크(disk); 상기 디스크의 일면에 체결되어 상기 디스크와 일체로 회전하고, 상기 공기압 상태 감지수단과 연통되도록 관로가 형성된 플랜지(flange); 상기 플랜지와 소정의 커플링(coupling)에 의해 결합되고, 공기가 유입되거나 유출되도록 관로가 형성된 몸체; 및 상기 플랜지에 체결되 어 상기 플랜지와 일체로 회전하도록 상기 커플링내에 구비되고, 상기 몸체에 형성된 관로와 플랜지에 형성된 관로가 연통되도록 관로가 형성된 회전체; 를 포함하여 이루어지는 것이 효과적이다.
또한, 상기 커플링의 양단에는, 베어링이 구비되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 베어링은 볼베어링인 것이 효과적이다.
또한, 상기 커플링은, 슬리브(sleeve)인 것이 바람직하다.
아울러, 상기 회전체와 몸체 사이에는, 실링부재가 더 포함되는 것이 효과적이다.
또한, 상기 회전체는, 스풀(spool)인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 타이어 공기압 제어 장치를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1 내지 도6은 본 발명에 따른 타이어 공기압 제어 장치를 나타내기 위한 도면들로서, 도1은 본 발명에 따른 타이어 공기압 제어 장치의 전체구성도, 도2는 본 발명에 따른 타이어 공기압 제어 장치의 블록 다이어그램, 도3은 본 발명에 따른 타이어 공기압 제어 장치의 공압 회로도, 도4는 본 발명에 따른 타이어 공기압 제어 장치에서 공압시스템부를 나타낸 개략 평면도, 도5는 본 발명에 따른 타이어 공기압 제어 장치에서 공기유입 및 유출수단이 타이어 휠에 장착된 상태를 나타낸 개략 단면도, 도6은 본 발명에 따른 타이어 공기압 제어 장치에서 공기유입 및 유 출수단을 분해하여 나타낸 분해사시도이다.
본 발명에 따른 타이어 공기압 제어 장치는, 도1에 나타낸 바와 같이 공압시스템부(10), 공기압 상태 감지수단(20), 시스템 제어수단(30), 및 공기유입 및 유출수단(40)을 포함한다.
상기 공압시스템부(10)는, 도1에 나타낸 바와 같이 자동차에 탑재되어 타이어(T)의 공기압 상태가 적당한 상태로 유지되는데 필요한 공기를 발생시켜 상기 공기가 타이어(T)에 유입되거나 유출되도록 하기 위한 것으로서, 도2에 나타낸 바와 같이 레귤레이터(11), 압축기(12), 압력스위치(13), 필터(14), 탱크(15), 밸브유닛(16), 및 압력센서(18)를 포함하여 이루어진다.
상기 레귤레이터(regulator)(11)는 도2에 나타낸 바와 같이 사용자가 공기압을 설정하기 위한 것으로서, 상기 레귤레이터(11)에서 설정된 공기압에 따라 후술할 압력스위치(13)의 개폐동작이 이루어지게 된다.
또한, 상기 압축기(compressor)(12)는 도4에 나타낸 바와 같이 후술할 압력스위치(13)와 연결되어 동작이 이루어져 타이어에 필요한 공기를 발생시키기 위한 것으로서, 4개의 타이어에 충분한 공기를 공급하기 위하여 복수개로 구비되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 압력스위치(pressure switch)(13)는 도2에 나타낸 바와 같이 공기압이 상기 레귤레이터(11)에서 설정해 놓은 값 이상이면 상기 압축기(12)와의 접점이 끊어져 상기 압축기(12)의 운전을 정지시키고 공기압이 상기 레귤레이터(11)에서 설정해 놓은 값 이하이면 상기 압축기(12)와의 접점이 연결되어 상기 압 축기(12)를 운전시키기 위한 것이다.
도4에서 미설명부호 13a는 압력게이지이다.
한편, 상기 필터(14)는 도2 또는 도3에 나타낸 바와 같이 상기 압축기(12)에서 발생된 공기의 불순물을 제거해 주기 위한 것이고, 상기 탱크(15)는 상기 필터(14)에서 불순물이 제거된 공기를 저장하기 위한 것이다.
또한, 상기 밸브유닛(16)은 도2 또는 도3에 나타낸 바와 같이, 상기 탱크(15)에 연결되고 각 타이어에 공기를 유입시키기 위한 하나 이상의 유입밸브(16a)와 타이어로부터 공기를 유출시키기 위한 하나 이상의 유출밸브(16b)로 이루어진 것으로서, 상기 유입밸브(16a)는 고속으로 많은 양의 공기를 유입시키기 위한 제1유입밸브와 저속으로 적은 양의 공기를 유입시키기 위한 제2유입밸브로 이루어지고, 상기 유출밸브(16b)는 고속으로 많은 양의 공기를 유출시키기 위한 제1유출밸브와 저속으로 적은 양의 공기를 유출시키기 위한 제2유출밸브로 이루어진다.
이와 같은 상기 유입밸브(16a) 및 유출밸브(16b)는 솔레노이드(solenoid) 밸브로 이루어지는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명에서의 밸브유닛(16)은 도3에 나타낸 바와 같이 각 타이어에 총 4개의 솔레노이드 밸브를 구성하여 총 16개의 솔레노이드 밸브로 이루어져 도2에 나타낸 바와 같이 후술할 시스템 제어수단(30)의 신호처리부(31)와 직접적으로 연결되어 있는데, 만약 타이어의 공기압 제어를 단순히 하나씩의 솔레노이드 밸브를 사용하여 공기 유입밸브 및 유출밸브로 작동되도록 한다면 아무리 정밀한 제어를 하더라도 타이어의 공기압을 정확하게 제어할 수가 없을 것이다.
한편, 상기 압력센서(18)는 도2에 나타낸 바와 같이, 타이어의 공기압 상태를 감지하여 모니터를 통해 디스플레이함으로써 후술할 공기압 상태 감지수단(20)의 신뢰성을 검증하기 위한 것으로서, 각 타이어의 개별적인 공기압 상태를 감지하기 위하여 각 타이어에 각각 장착되어 있다.
상기와 같이 공압시스템부(10)를 구성하는 구성요소들을 도4에 나타낸 바와 같이 한곳에 집적시킴으로써 장비의 소형화 및 경량화의 문제를 해결할 수 있다.
또한, 공기압 상태 감지수단(20)은 도1에 나타낸 바와 같이, 타이어 휠(wheel)에 장착되고 자동차가 주행중이거나 정차중에 상기 공압시스템부(10)에 의해 공기가 유입되거나 유출된 타이어(T)의 공기압 상태를 감지하기 위한 것으로서, 타이어(T)의 공기압 상태를 소정의 신호에 의해 후술할 시스템 제어수단(30)으로 전달하는 공압센서를 포함하여 이루어진다.
즉, 상기 공압센서(20)는 도5에 나타낸 바와 같이, 각각 4개의 타이어 휠(W)의 노즐(WN)에 부착되어 상기 노즐(WN)을 통하여 유입되거나 유출되는 공기압 상태를 감지하게 되는 것이다.
상기에서 신호는 RF(radio frequency), IR(infrared ray), Bluetooth 등의 근거리 무선신호로서, 후술할 시스템 제어수단(30)의 전자제어장치(electronic control unit; ECU)(32)로 전달되는 것이다.
아울러, 상기 공기압 상태 감지수단(20)은 후술할 시스템 제어수단(30)과 유선으로 연결되어 타이어의 공기압 상태를 감지하여 후술할 시스템 제어수단(30)에 전기적인 신호로 전달할 수도 있다.
한편, 시스템 제어 수단(30)은 도1에 나타낸 바와 같이, 상기 공기압 상태 감지수단(20)으로부터 타이어(T)의 공기압 상태를 소정의 신호로 전달받아 노트북 컴퓨터(35)의 모니터를 통해 디스플레이하며 상기 공압시스템부(10)에 전원을 공급하기 위한 것으로서, 신호처리부(31); 노트북 컴퓨터(35); 전원공급부(36); 및 회로차단부(미도시)를 포함하여 이루어진다.
상기 신호처리부(31)는 도2에 나타낸 바와 같이, 상기 공기압 상태 감지수단(20)으로부터 신호를 전달받아 각종 데이터값으로 변환하기 위한 전자제어장치(electronic control unit;ECU)(32), 초소형 연산처리장치(micro processing unit;MPU)(33), 및 신호입출력 보드(board)(34) 등을 포함한다.
또한, 상기 노트북 컴퓨터(35)는 도1에 나타낸 바와 같이 상기 신호처리부(31)에서 처리된 신호를 시각적으로 디스플레이하기 위한 것이고, 상기 전원공급부(36)는 주행중에 필요한 전원을 공급하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 타이어 공기압 제어 장치의 주 전원은 DC 12V의 배터리를 사용 하지만, 상기 배터리는 주로 압축기만을 위한 전원이므로 공압센서 및 솔레노이드 밸브와는 동시에 사용할 수 없다.
압축기가 동작시 발생하는 각종 노이즈로 인하여 공압센서의 측정값에 오차가 발생하는 경우가 생기기 때문에 별도의 전원공급부를 사용하게 되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 타이어 공기압 제어 장치에서는 별도의 AC 라인이 필요하다. 따라서, 상기 배터리의 전원을 공급받아 AC로 전환하기 위해 인버터(inverter)를 사용하게 된다.
자동차의 주행 중 자동차의 실내에서 노트북 컴퓨터를 이용하여 본 발명의 타이어 공기압 제어 장치를 제어하게 되는데 노트북 컴퓨터의 자체 배터리가 방전되어 다운되는 현상을 방지하기 위하여 상기 인버터를 사용하여 노트북 컴퓨터에 AC 전원을 공급하게 되는 것이다.
아울러, 상기 회로차단부(미도시)는 상기 전원공급부(36)에 문제가 발생시 전원공급을 차단하기 위한 것으로서, 자동차의 주행 중 외적인 요소에 의하여 전원공급부(36)에 문제가 발생시 장비 및 인명에 피해를 입힐 수 있는 사고를 방지하기 위한 것이다.
즉, 상기 공기압 상태 감지수단의 공압센서(20)로부터 전송되는 RF(radio frequency), IR(infrared ray), Bluetooth 등과 같은 무선신호들은 도1에 나타낸 바와 같이, 자동차 내부에 장착되어 있는 전자제어장치(32)에 데이터값들을 전송하게 되고, 상기 전자제어장치(32)는 상기 공압센서(20)로부터 전달받은 압력, 온도, 타이어 상태, 및 각종 알람 신호등을 초소형 연산처리장치(33)로 보낼 준비를 하게 된다.
상기 초소형 연산처리장치(33)는 상기 전자제어장치(32)로부터 전달받은 각종 데이터값들을 디스플레이 장치나 노트북 컴퓨터(35)로 전송을 하기 위해 준비를 하게 된다.
한편, 신호 입출력 보드(34)로는 이미 상용화되어 널리 사용되고 있는 내쇼널 인스트루먼트(national instrument) 사의 NI USB Digital I/O Board, NI USB DAQ Board, 및 Digital I/O Signal Conditioner Board를 사용한다.
상기에서 NI USB Digital I/O Board는 도2에 나타낸 바와 같이 상기 노트북 컴퓨터(35)와 USB로 연결되어 있으며 Digital I/O Signal Conditioner Board를 동작시키는 역할을 한다.
또한, 상기 NI USB DAQ Board는 상기 노트북 컴퓨터(35)와 USB로 연결되어 있으며 상기 공압시스템부(10)의 압력센서(18)의 값을 입력 받는다.
아울러, 상기 Digital I/O Signal Conditioner Board는 상기 NI USB Digital I/O Board와 연결되어 동작이 이루어지며 솔레노이드 밸브를 동작시키는 역할을 한다.
한편, 공기유입 및 유출수단(40)은 도1에 나타낸 바와 같이, 타이어(T)의 휠에 탈착가능하게 구비되어 상기 공압시스템부(10)로부터 공기를 제공받아 자동차가 주행중이거나 정차중에 타이어(T)에 공기를 유입시키거나 타이어(T)로부터 공기를 유출시키기 위한 것으로서, 도5 또는 도6에 나타낸 바와 같이 디스크(disk)(41); 플랜지(flange)(42); 몸체(44); 및 회전체(46)를 포함하여 이루어진다.
상기 디스크(41)는 도5에 나타낸 바와 같이, 타이어 휠(W)에 형성된 휠 너트(NT)에 기계적인 체결방법, 즉 체결볼트(BT)에 의해 체결되어 상기 휠(W)과 일체로 회전하도록 한 것으로서, 알루미늄 등과 같은 경량 재질로 제작되어진다.
또한, 상기 플랜지(42)는 도5에 나타낸 바와 같이, 상기 디스크(41)의 일면에 체결볼트(BT)로 체결되어 상기 디스크(41)와 일체로 회전하고 상기 공기압 상태 감지수단(20)과 연통되도록 도6에 나타낸 바와 같이 관로(42a)가 형성된 것으로서, 공기유입 및 유출수단의 회전축 기능을 한다.
아울러, 상기 몸체(44)는 도5 또는 도6에 나타낸 바와 같이, 상기 플랜지(42)와 소정의 커플링(coupling)(43)에 의해 결합되고 공기가 유입되거나 유출되도록 관로(44a)가 형성된 것으로서, 상기 관로(44a)에는 공압배관이 압축기(12)와 연통되도록 피팅(fitting)되어 있다.
상기 커플링(43)의 양단에는 도5 또는 도6에 나타낸 바와 같이, 베어링(45)이 구비되어 있어서, 상기 플랜지(42)와 커플링(43)이 회전을 하더라도 상기 몸체(44)는 고정된 상태를 유지하게 된다.
이때, 상기 베어링(45)은 볼베어링인 것이 바람직하고, 상기 커플링(43)은 슬리브(sleeve)로 이루어진 것이 효과적이다.
또한, 상기 몸체(44)의 상단부에는 도5에 나타낸 바와 같이 마감캡(48)을 씌움으로써 공기가 외부로 누설되는 것을 방지하고, 이물질 등이 상기 몸체(44)내로 유입되는 것을 방지할 수가 있는 것이다.
한편, 상기 회전체(46)는 도5 또는 도6에 나타낸 바와 같이, 상기 플랜지(42)에 체결되어 상기 플랜지(42)와 일체로 회전하도록 상기 커플링(43)내에 구비되고 상기 몸체(44)에 형성된 관로(44a)와 플랜지(42)에 형성된 관로(42a)가 연통되도록 관로(46a)가 형성되어 있으며, 상기 회전체(46)는 스풀(spool)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 회전체(46)와 몸체(44) 사이에는 도5에 나타낸 바와 같이, 오링(o-ring)이나 개스킷(gasket) 등과 같은 실링부재(47)를 더 포함시킴으로써 공기가 외부로 누설되는 것을 방지할 수가 있다.
이와 같이 이루어진 공기유입 및 유출수단(40)은 타이어 휠(W)에 탈착가능하게 구비됨으로써 모든 종류의 자동차에 채용될 수가 있으며, 상기 공기유입 및 유출수단(40)으로 인해 자동차가 주행중일 때에도 타이어의 공기압 상태를 적정상태로 유지할 수가 있는 효과가 있게 된다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 타이어 공기압 제어 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
사용자가 적정수준의 공기압을 도2에 나타낸 바와 같이, 레귤레이터(11)에 설정해 놓은 다음, 자동차를 주행하거나 정차중일 때 타이어의 공기압이 레귤레이터(11)에 설정된 값 이상이면 압력스위치(13)의 접점이 압축기(12)와 끊어져 압축기(12)의 작동이 정지되고 솔레노이드 밸브로 된 유출밸브(16b)를 통과하여 공기유입 및 유출수단(40)에 의해 타이어내의 공기가 외부로 유출되게 되며, 타이어의 공기압이 레귤레이터(11)에 설정된 값 이하이면 압력스위치(13)의 접점이 압축기(12)와 연결되어 압축기(12)의 작동이 이루어지게 되고, 상기 압축기(12)의 작동에 의해 발생되는 공기는 각 타이어에 개별적으로 연결된 솔레노이드 밸브로 된 유입밸브(16a)를 통과하여 공기유입 및 유출수단(40)에 의해 타이어에 유입되게 된다.
이때, 각 타이어내의 공기압 상태는 도1에 나타낸 바와 같이, 각 타이어(T)의 휠에 장착된 공기압 상태 감지수단(20)인 공압센서에 의해 감지되고 시스템 제어수단(30)을 통해 노트북 컴퓨터(35)의 모니터를 통해 시각적으로 디스플레이 되게 된다.
한편, 상기 공기압 상태 감지수단(20)의 신뢰성을 검증하기 위하여 도2에 나 타낸 바와 같이, 공압시스템부(10)에 구비된 압력센서(18)를 각 타이어에 연결하여 타이어 공기압 상태를 감지하도록 한 다음, 시스템 제어수단(30)을 통해 상기 타이어 공기압 상태가 노트북 컴퓨터(35)의 모니터를 통해 시각적으로 디스플레이 되도록 한다.
상기와 같이 공기압 상태 감지수단(20)에 의해 감지된 신호와 압력센서(18)에 의해 감지된 신호를 비교함으로써 보다 정밀하고 신뢰성 있는 타이어 공기압 모니터링 시스템을 개발할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 타이어 공기압 제어 장치에 의하면, 자동차가 주행중이거나 정차중에 공기압 상태 감지수단에 의해 감지된 신호와 압력센서에 의해 감지된 신호를 비교하여 타이어 공기압 모니터링 시스템의 모든 내구성 및 신뢰성을 검증함으로써 보다 정밀하고 안정된 타이어 공기압 모니터링 시스템을 개발할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 주행중인 자동차 타이어 공기압 상태가 부족한 경우에 공기유입 및 유출수단에 의해 타이어에 공기를 유입시킴으로써 자동차를 정차한 다음 타이어에 공 기를 주입해야 하는 번거로움을 해소할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 자동차가 주행중일 때 공기유입 및 유출수단에 의해 타이어에 공기를 유입시킴으로써 타이어의 공기압이 낮아져 브레이크의 성능이 저하되거나 타이어가 펑크나서 교통사고로 연결되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 타이어 휠 각각에 공압센서를 장착함으로써 자동차가 정차중이거나 주행중일 때 개별적인 타이어의 공기압 상태를 감지하여 타이어의 공기압이 낮은 경우 적정 상태로 제어할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 필터를 구비하여 공기가 타이어에 유입되기 전에 불순물이 제거되도록 하고, 고속 및 저속으로 타이어에 공기를 유입시키는 솔레노이드 밸브 2개와 고속 및 저속으로 타이어로부터 공기를 유출시키는 솔레노이드 밸브 2개를 하나의 타이어에 연결시킴으로써 타이어에 유입되거나 타이어로부터 유출되는 공기의 양을 정밀하게 제어할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 시스템 제어수단에 회로차단부를 구비함으로써 자동차가 주행중일 때 외적인 요소에 의해 전원에 문제가 발생하는 경우 전원 공급을 차단하여 안전사고를 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (14)

  1. 자동차에 탑재되어 타이어의 공기압 상태가 적당한 상태로 유지되는데 필요한 공기를 발생시켜 상기 공기가 타이어에 유입되거나 유출되도록 하기 위한 공압시스템부;
    타이어 휠(wheel)에 장착되고, 자동차가 주행중이거나 정차중에 상기 공압시스템부에 의해 공기가 유입되거나 유출된 타이어의 공기압 상태를 감지하기 위한 공기압 상태 감지수단;
    상기 공기압 상태 감지수단으로부터 타이어의 공기압 상태를 소정의 신호로 전달받아 각종 데이터값으로 변환하기 위한 전자제어장치(electronic control unit;ECU), 초소형 연산처리장치(micro processing unit;MPU) 및 신호입출력 보드(board)를 포함하는 신호처리부와, 상기 신호처리부에서 처리된 신호를 시각적으로 디스플레이하기 위한 노트북 컴퓨터와, 주행시험중에 필요한 전원을 공급하기 위한 전원공급부, 및 상기 전원공급부에 문제가 발생시 전원 공급을 차단하기 위한 회로차단부를 포함하여 이루어지는 시스템 제어수단; 및
    상기 타이어 휠에 탈착가능하게 구비되어 상기 공압시스템부로부터 공기를 제공받아 자동차가 주행중이거나 정차중에 타이어에 공기를 유입시키거나 타이어로부터 공기를 유출시키기 위한 공기유입 및 유출수단을 포함하여 이루어지는
    타이어 공기압 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공압시스템부는,
    사용자가 공기압을 설정하는 레귤레이터;
    자동차의 4개의 타이어에 필요한 공기를 발생시키는 복수개의 압축기;
    공기압이 상기 레귤레이터에서 설정해 놓은 값 이상이면 상기 압축기와의 접점이 끊어져 상기 압축기의 운전을 정지시키고, 공기압이 상기 레귤레이터에서 설정해 놓은 값 이하이면 상기 압축기와의 접점이 연결되어 상기 압축기를 운전시키는 압력스위치;
    상기 압축기에서 발생된 공기의 불순물을 제거하는 필터;
    상기 필터에서 불순물이 제거된 공기를 저장하는 탱크;
    상기 탱크에 연결되고, 각 타이어에 공기를 유입시키기 위한 하나이상의 유입밸브와 타이어로부터 공기를 유출시키기 위한 하나이상의 유출밸브로 이루어진 밸브유닛; 및
    상기 타이어의 공기압 상태를 감지하여 모니터를 통해 디스플레이하여 상기 공기압 상태 감지수단에서 감지된 신호와 비교함으로써 상기 공기압 상태 감지수단의 신뢰성을 검증하기 위한 압력센서를 포함하여 이루어지는
    타이어 공기압 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유입밸브는,
    고속으로 많은 양의 공기를 유입시키기 위한 제1유입밸브와, 저속으로 적은 양의 공기를 유입시키기 위한 제2유입밸브로 이루어진
    타이어 공기압 제어 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 유출밸브는,
    고속으로 많은 양의 공기를 유출시키기 위한 제1유출밸브와, 저속으로 적은 양의 공기를 유출시키기 위한 제2유출밸브로 이루어진
    타이어 공기압 제어 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 유입밸브 및 유출밸브는,
    솔레노이드(solenoid) 밸브로 이루어진
    타이어 공기압 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 공기압 상태 감지수단은,
    자동차의 타이어 휠에 각각 장착되어 개별적인 타이어의 공기압 상태를 감지하여 상기 타이어의 공기압 상태를 소정의 신호에 의해 상기 시스템 제어수단으로 전달하는 공압센서를 포함하여 이루어지는
    타이어 공기압 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 신호는 근거리 무선신호 또는 유선신호로서, 상기 시스템 제어수단의 전자제어장치(electronic control unit ; ECU)로 전달되는
    타이어 공기압 제어 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 공기유입 및 유출수단은,
    타이어 휠에 기계적인 체결방법으로 체결되어 상기 휠과 일체로 회전하는 디스크(disk);
    상기 디스크의 일면에 체결되어 상기 디스크와 일체로 회전하고, 상기 공기압 상태 감지수단과 연통되도록 관로가 형성된 플랜지(flange);
    상기 플랜지와 소정의 커플링(coupling)에 의해 결합되고, 공기가 유입되거나 유출되도록 관로가 형성된 몸체; 및
    상기 플랜지에 체결되어 상기 플랜지와 일체로 회전하도록 상기 커플링내에 구비되고, 상기 몸체에 형성된 관로와 플랜지에 형성된 관로가 연통되도록 관로가 형성된 회전체를 포함하여 이루어지는
    타이어 공기압 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 커플링의 양단에는,
    베어링이 구비되는
    타이어 공기압 제어 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 베어링은 볼베어링인 것을 특징으로 하는
    타이어 공기압 제어 장치.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 커플링은,
    슬리브(sleeve)인 것을 특징으로 하는
    타이어 공기압 제어 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 회전체와 몸체 사이에는,
    실링부재가 더 포함되는
    타이어 공기압 제어 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 회전체는,
    스풀(spool)인 것을 특징으로 하는
    타이어 공기압 제어 장치.
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