KR101365183B1 - Tire pressure controlling device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 타이어공기압제어시스템이 내장된 타이어 공기압 조절장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 자동차의 운행 환경에 따라 운전자가 선택하거나 또는 미리 입력된 압력정보에 따라 수동 또는 자동으로 자동차 타이어의 공기압을 증가시키거나 감소시키도록 조절할 수 있도록 하여 자동차의 연비를 증가시키고 타이어 공기압이 적합하지 않아 발생할 수 있는 사고 발생을 사전에 예방토록 하기 위한 자동차 휠에 설치되는 타이어공기압제어시스템이 내장된 타이어 공기압 조절장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tire inflation pressure regulating device incorporating a tire air pressure control system. Specifically, the inflation pressure of a car tire is increased manually or automatically according to pressure information selected by a driver according to a driving environment of a vehicle or previously inputted. The tire air pressure control system with a built-in tire air pressure control system installed on a vehicle wheel to increase the fuel efficiency of the car and prevent accidents that may occur due to the inadequate tire pressure may be adjusted. will be.
일반적으로 차량에 설치되는 바퀴는 타이어와 휠로 이루어지는데, 자동차 휠은 타이어와 함께 차량의 전중량을 분담하여 지지하고, 제동 및 구동시 토크, 노면에서의 충격, 선회시의 원심력이나 차량이 경사졌을 때 생기는 횡방향의 힘 등에 견딜 수 있도록 제작된 것으로서 림과 디스크 및 림과 림을 연결해주는 허브로 구성된다. 상기 림의 둘레를 따라 타이어가 덧씌워지게 되어 자동차 바퀴를 구성하게 된다.In general, wheels installed in a vehicle are composed of tires and wheels, and the automobile wheels share the entire weight of the vehicle together with the tires, and the braking and driving torque, the impact on the road surface, the centrifugal force at the time of turning and the vehicle are inclined. It is designed to withstand the lateral forces that occur when it is composed of a rim, a disk, and a hub that connects the rim with the rim. A tire is overlaid along the rim of the rim to form an automobile wheel.
한편, 바퀴가 제기능을 하기 위해서는 타이어 내부의 공기압이 적절하게 유지되도록 하는 것이 중요한데, 타이어 공기압은 타이어의 내부에 구성된 공기튜브에 채워진 공기에 의해 가해지는 압력으로서 타이어의 공기압이 떨어지게 되면 고속 주행시의 내구성이 저하되고, 또한 구름저항은 증대됨과 더불어 조종 성능이 저하되는 등의 악역향이 발생하게 되는 것이다. 한편, 타이어 공기압이 정상보다 높아지게 되면 고속주행시 조그만 충격에도 차체가 크게 흔들리게 되며 특히 우천시에는 고속주행을 하다 급정거를 하게 되면 수막현상의 발생이 잦게 되어 사고발생의 위험이 높아지게 된다.On the other hand, in order for the wheel to function properly, it is important to properly maintain the air pressure inside the tire. The tire air pressure is a pressure applied by the air filled in the air tube configured inside the tire. Violence tends to occur such as durability deterioration, rolling resistance increases and steering performance deteriorates. On the other hand, if the tire inflation pressure is higher than normal, the body of the vehicle will be greatly shaken even in the small impact during high-speed driving, and in particular, if the vehicle is suddenly stopped during high-speed driving in rainy weather, the risk of accidents will be increased.
따라서, 계속적으로 운행을 하여야 하는 경우에는 매일 타이어 공기압력을 체크하여야 하고, 일반적인 차량의 경우에도 한 달에 한 번 정도는 공기압을 측정하여 타이어의 상태를 점검하고 적정한 타이어 공기압을 유지시키도록 하는 것이 중요하다. 그런데, 상기와 같이 타이어의 공기압을 점검하는 과정에서 일반 사용자는 손으로 눌러 보거나 혹은 발로 타이어를 눌러줌으로써 대충 타이어의 공기압력이 적정한지 여부를 판단하게 되는데, 이는 정확한 방법이 아니기 때문에 그 신뢰성이 떨어져 타이어의 정확한 공기압력 상태 및 적정성 여부를 알기 어렵고, 이로 인해 대부분 정비업소에서 타이어의 공기압을 측정하고 이를 보충하는 번거로운 과정을 거쳐야 한다는 문제점이 있었다.Therefore, in case of continuous driving, the tire air pressure should be checked every day, and even in the case of a general vehicle, the tire pressure is measured about once a month to check the condition of the tire and maintain the proper tire pressure. It is important. However, in the process of checking the air pressure of the tire as described above, the general user judges whether or not the air pressure of the tire is rough by pressing the tire with his hand or pressing the foot with his foot. It is difficult to know the exact air pressure and adequacy of the tire, and this has caused a problem that most maintenance shops have to go through a cumbersome process of measuring and supplementing the tire pressure.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 특허문헌 1에서는 타이어 공기압 확인장치를 제안한 바 있으나, 이는 단순히 자동차 타이어의 공기압 상태를 알려주는 것일 뿐 운전자가 바로 자동차의 타이어의 공기압을 증가시키거나 감소시키도록 할 수는 없다는 한계점이 있었으며, 특허문헌 2에서는 자동차 타이어의 공기압유지를 위한 능동적인 대처시스템을 제안한 바 있으나, 이는 타이어 공기압이 강하되어 높여야 할 때에만 유효하게 작동할 수 있을 뿐이며 타이어의 공기압을 낮춰야 하는 경우에는 이에 대한 능동적인 대체가 불가능하다는 문제점은 여전히 남아 있었다.In order to solve the above problems,
한편, 특허문헌 3에서 운전자가 직접 타이어에 공기를 공급하거나 배기시킬 수 있도록 하여 타이어의 공기압을 조절할 수 있도록 하는 자동차 타이어 공기압 조절장치를 제안한 바 있으나, 이 경우 일일이 운전자가 수동으로 타이어 공기압의 주입과 배기를 조절하여야 함으로 타이어의 공기압 조절이 불편할 뿐만 아니라 자동차의 운행 중에는 타이어에 공기를 주입하거나 배기시키는 조작을 하는 것이 교통사고를 유발시킬 위험이 있다는 지적이 있어 이를 개선해야 할 필요성이 대두되었으며, 특히 서로 다른 운전환경에 대응되는 최적의 타이어 공기압을 유지하는 것은 이 분야의 전문가가 아닌 이상 어려우므로 운전자가 자신의 운전환경에 대한 상태를 선택하면 그에 맞는 타이어의 공기압 정보가 제공되어 운행 중에 입력되는 타이어의 압력정보에 따라 자동으로 타이어의 공기압을 조절할 수 있도록 장치를 개선할 필요성을 인식하게 되었다.On the other hand,
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 주위 온도 및 주행속도에 따라 해당 차량에 필요한 타이어 공기압을 미리 세팅된 값으로 저장하고, 주위 온도 및 주행속도에 따라 적절한 타이어 공기압이 유지되도록 자동 조절하는 타이어 공기압 조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention is to solve the above problems, and stores the tire inflation pressure required for the vehicle according to the ambient temperature and the running speed as a preset value, and automatically adjusts to maintain the appropriate tire inflation pressure according to the ambient temperature and the running speed. An object of the present invention is to provide a tire air pressure regulator.
본 발명의 상기 목적은 차량 운행 속도에 따라 자동으로 타이어 공기압을 조절하는 타이어 공기압 조절장치에 있어서, 차량의 MCU로부터 시리얼 통신을 통해 차량 속도 데이터를 입력받고 이를 저장하는 속도감지부와, 외부 공기를 압축하는 에어 컴프레셔와, 에어 컴프레셔에 의해 압축된 공기를 일시적으로 저장하는 에어 탱크와, 외부로부터 인가되는 공기압에 따라 타이어에 공기를 주입, 배출하거나 또는 공기 흐름을 차단하는 휠 밸브와, 에어 탱크에 저장된 압축 공기를 상기 휠 밸브에 공급하거나 차단할 지 여부를 스위칭하는 매니폴드와, 차량 속도 구간에 따라 적합한 타이어 공기압에 관한 정보인 속도별 공기압 데이터 및 현재 셋팅된 타이어 공기압력을 저장 구비하고, 상기 속도감지부로부터 입력되는 차량 속도를 이용하여 일정 기간 동안의 차량 평균 속도를 산출하고, 산출된 차량 평균 속도에 따라 상기 속도별 공기압 데이터를 이용하여 타이어 공기압을 증가 또는 감소시키는 제어신호를 출력하는 제어부와, 운전자에게 현재 설정된 타이어 공기압을 표시하는 디스플레이 장치 및 외부 입력단자를 구비하여 해당 차량에 적합한 속도별 공기압 데이터를 입력받는 입력장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 조절장치에 의해서 달성 가능하다.The object of the present invention is a tire inflation pressure adjusting device for automatically adjusting tire inflation pressure according to a vehicle running speed, the speed detection unit for receiving and storing vehicle speed data through serial communication from the MCU of the vehicle and compressing the outside air An air compressor, an air tank for temporarily storing the air compressed by the air compressor, a wheel valve for injecting or discharging air to the tire or blocking the air flow according to an air pressure applied from the outside, and an air tank And a manifold for switching whether to supply or block compressed air to the wheel valve, and store the air pressure data for each speed, which is information on a suitable tire air pressure according to the vehicle speed section, and the currently set tire air pressure. The vehicle speed input from the A control unit for calculating a vehicle average speed and outputting a control signal for increasing or decreasing tire air pressure using the air pressure data for each speed according to the calculated vehicle average speed, a display device for displaying a tire air pressure currently set to a driver, and an external device It is possible to achieve by the tire inflation pressure control device comprising an input device having an input terminal for receiving the air pressure data for each speed suitable for the vehicle.
본 발명에 따른 타이어 공기압 조절장치는 내부에 차량 속도구간별로 적합한 타이어 공기압 데이터를 구비하고, 차량의 평균 속도를 감지한 후 해당 평균 속도에 적합한 타이어 공기압으로 타이어 공기압을 이동 중에도 자동으로 조절할 수 있게 되었다. 특히 해당 차량 속도구간별로 적합한 타이어 공기압 데이터는 운전자로부터 입력되는 날씨 또는 도로 상태를 이용하여 자동으로 보정될 수 있도록 함으로써 날씨 또는 도로 상태에 따라 적절한 타이어 공기압을 자동으로 유지할 수 있게 되었다.The tire inflation pressure adjusting apparatus according to the present invention has a tire inflation pressure data suitable for each vehicle speed section therein, and after detecting the average speed of the vehicle, the tire inflation pressure corresponding to the average speed can be automatically adjusted even while moving. . In particular, the tire pressure data suitable for each vehicle speed section can be automatically corrected by using weather or road conditions input from a driver, thereby automatically maintaining proper tire air pressure according to weather or road conditions.
또한, 본 발명에 따른 타이어 공기압 조절장치에 사용되는 휠 밸브는 케이스 부재 내부에 회전하는 회전 포핏을 갖는 단순한 구조로 형성함으로써 제작이 용이하여 생산 원가가 절감된다. 또한 본 발명에 따른 타이어 공기압 조절장치는 이물질에 의해 잦은 고장을 일으키는 다이어프램 밸브를 사용하지 않고 구현함으로써 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 되었다.
In addition, the wheel valve used in the tire inflation pressure control apparatus according to the present invention is formed by a simple structure having a rotating poppet rotating inside the case member, and is easy to manufacture, thereby reducing production costs. In addition, the tire air pressure adjusting device according to the present invention can be implemented without using a diaphragm valve that causes frequent failures due to foreign substances, thereby improving the reliability of the product.
도 1은 본 발명에 따른 타이어 공기압 조절장치의 일 실시예도.
도 2는 본 발명에 따른 타이어 공기압 조절장치에 적용되는 매니폴드의 동작 흐름을 설명하는 동작 흐름도.
도 3은 본 발명의 타이어 공기압 조절장치의 속도감지부에 따라 타이어 공기압을 조절하는 제어부의 동작을 설명하는 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예인 휠 밸브의 평면 투시도와, 정면도 및 수직 절단면도.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예인 휠 밸브의 사시도 및 회전 포핏을 생략한 상태의 휠 밸브의 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 휠 밸브에 삽입되는 회전 포핏의 사시도.
도 7은 본 발명의 케이스부재에 형성되는 유로와 회전 포핏의 외곽 형상을 평면상으로 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 휠 밸브의 동작 상태를 설명하기 위한 동작 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 휠 밸브를 이용하여 타이어 압력을 낮추는 흐름을 설명하는 그래프.1 is an embodiment of a tire inflation pressure control apparatus according to the present invention.
Figure 2 is an operation flow chart illustrating the operation flow of the manifold applied to the tire inflation pressure control apparatus according to the present invention.
Figure 3 is a flow chart illustrating the operation of the control unit for adjusting the tire pressure in accordance with the speed detection unit of the tire pressure adjustment device of the present invention.
Figure 4 is a plan perspective view, front view and vertical cutaway view of a wheel valve according to one embodiment of the present invention.
5 is a perspective view of a wheel valve in a state of omitting the rotary poppet and a perspective view of an embodiment of the wheel valve according to the present invention.
Figure 6 is a perspective view of a rotating poppet inserted into the wheel valve according to the present invention.
Figure 7 is a view showing the outer shape of the flow path and the rotating poppet formed in the case member of the present invention in a plan view.
8 is an operation cross-sectional view for explaining the operating state of the wheel valve according to the present invention.
9 is a graph illustrating a flow of lowering tire pressure using a wheel valve according to the present invention.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
In the following, preferred embodiments, advantages and features of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 타이어 공기압 조절장치의 일 실시예이다. 본 발명에 따른 타이어 공기압 조절장치는 통상 중앙 타이어 팽창 장치(central tire inflation systems, CTIS)라 불리는 것으로서, 중앙 타이어 팽창 장치(central tire inflation systems)(이하, CTIS라 칭함)는 차량의 정지 및/또는 운전중에 통상 차량 내에서 탑재된 압력유체원(통상, 차량 에어 브레이크 압축기 또는 저장탱크)을 사용해서 하나 이상의 타이어 팽창압력을 원격제어할 수 있는 것으로, 차량이 정지되어 있을 때와 동일하게 움직이고 있을 때에도 차량(통상적으로 트럭)의 공기 시스템에서 하나 또는 다수의 타이어의 공기압을 운전자가 원격으로 수동 또는 자동으로 변화 또는 유지할 수 있도록 한 장치이다. 도면상에서 제어부(120)와 에어 컴프레셔(110) 및 매니폴드(140) 사이의 점선은 제어신호를 도시한 것이다. 본 발명에 따른 타이어 공기압 조절장치는 에어 컴프레셔(110), 에어탱크(150), 속도감지부(130), 제어부(120), 매니폴드(140, manifold), 휠 밸브(100a~100d), 전륜 공기분배구(160a), 후륜 공기분배구(160b), 디스플레이 장치(170), 및 입력장치(180)로 구성된다. 에어 컴프레셔(110), 에어탱크(150), 매니폴드(140, manifold), 휠 밸브(100a~100d), 전륜 공기분배구(160a), 및 후륜 공기분배구(160b) 사이는 에어 호스에 의해 연결된다.1 is an embodiment of a tire inflation pressure control apparatus according to the present invention. The tire inflation regulator according to the present invention is commonly referred to as central tire inflation systems (CTIS), and the central tire inflation systems (hereinafter referred to as CTIS) are used to stop and / or stop the vehicle. During operation, one or more tire inflation pressures can be remotely controlled using a pressure fluid source (usually a vehicle air brake compressor or storage tank) mounted in the vehicle, even when the vehicle is moving in the same manner as when the vehicle is stopped. A device that allows a driver to change or maintain the air pressure of one or more tires remotely, manually or automatically, in the air system of a vehicle (typically a truck). In the drawing, the dotted line between the
에어 컴프레셔(110)는 제어부(120)의 제어신호에 따라 대기로부터 공기를 압축하는 장치로서 본 발명에서는 분당 174리터 용량을 사용하였고, 에어탱크(150)는 압축된 공기를 일시 저장하는 저장소로서 본 발명에서는 5리터 용량의 에어탱크를 사용하여 구성하였다. 매니폴드(140)는 내부에 주입용 솔레노이드 밸브, 배출용 솔레노이드 밸브 및 차단(shut off)용 솔레노이드 밸브와 스위치를 구비하고, 제어부(120)의 제어신호에 따라 압축된 공기를 스위치를 이용하여 스위칭하여 전륜 공기분배구(160a)로 공급하거나 또는 후륜 공기분배부(160b) 또는 동시에 전륜 공기분배구(160a) 및 후륜 공기분배부(160b)에 공급하는 장치이다. 매니폴드(140)에는 하나의 압력센서가 구비되어 있어서, 전륜 휠 및 후륜 휠에 공기를 공급하지 않는 상태에서는 에어탱크(150)에 저장된 공기의 공급압력을 측정할 수 있고, 매니폴드(140)가 차량의 두 개의 전륜 휠(200a, 200b)에 압축 공기를 인가하기 위해 스위칭 될 경우에는 두 개의 전륜 휠(200a, 200b)에 저장된 공기압력을 측정할 수 있고, 마지막으로 매니폴드(140)가 차량의 두 개의 후륜 휠(200c, 200d)에 압축 공기를 인가하기 위해 스위칭 될 경우에는 두 개의 후륜 휠(200c, 200d)에 저장된 공기압력을 측정할 수 있다. 매니폴드에 구비된 스위치는 전륜 휠(200a, 200b) 및 후륜 휠(200c, 200d)을 동시에 공기를 공급하도록 스위칭될 수도 있으며 이 경우에는 전륜 휠(200a, 200b) 및 후륜 휠(200c, 200d)에 저장된 평균 타이어 압력을 측정할 수 있게 된다.
매니폴드(140)는 주입용 솔레노이드 밸브를 통해 에어 탱크(150)와 연결되며, 배출용 솔레노이드 밸브는 타이어 압력을 저감시키기 위해 압축된 공기를 외부 대기로 느린 속도로 배출시키기 위한 솔레노이드 밸브이며, 차단용 솔레노이드 밸브는 타이어 압력이 원하는 값을 셋팅된 경우 휠 밸브(100a~100d)를 닫아서 타이어 공기압을 유지시키기 위해 압축된 공기를 외부 대기로 빠른 속도로 배출시키기 위한 솔레노이드 밸브이다.Manifold 140 is connected to the
전륜 공기분배구(160a)는 매니폴드(140)를 거쳐 공급되는 압축 공기를 전륜에 구비되는 두 개의 전륜 휠(200a, 200b)에 각각 부착되는 휠 밸브(100a, 100b)로 분배하는 공기 분배구이며, 후륜 공기분배구(160b)는 매니폴드(140)를 거쳐 공급되는 압축 공기를 후륜에 구비되는 두 개의 후륜 휠(200c, 200d)에 각각 부착되는 휠 밸브(100c, 100d)로 분배하는 공기 분배구이다. 속도감지부(130)는 차량의 속도를 감지하는 장치로서, 별도의 센서를 부착하여 속도를 감지할 수도 있으나, 차량의 MCU(Micro Control Unit)에는 측정된 차량 속도 데이터를 구비하고 있으므로, 통상적으로 차량에 부착된 MCU로부터 시리얼 통신의 일종인 CAN(Controller Area Network)통신(차량에 따라 상이한 통신 방식을 사용할 수 있음)을 통해 차량 속도를 입력받은 후 이를 일시 저장하는 장치이다.The front wheel
디스플레이 장치(170)는 사용자에게 차량의 휠에 인가된 공기압을 디스플레이하거나 사용자가 세팅한 설정치 등을 디스플레이하는 장치로서, 액정디스플레이 장치, 유기이엘 장치 등으로 구현될 수 있다. 입력 장치(180)는 운전자로부터 차량 운행 상태 정보를 입력받는 터치패널 또는 리모컨과, 차량 정비기사만이 공기압 세팅값을 제어할 수 있도록 하기 위해 차량 정비기사가 사용하는 개인용 컴퓨터(PC) 또는 차량 점검 장치와 제어부(120)와 연결되어 데이터를 입력받는 외부 입력단자로 구성될 수 있다. 즉, 운전자는 디스플레이 장치(170)를 통해 제공되는 차량 탑승 인원수, 현재 날씨(눈 또는 비), 운행 중인 도로 정보(비포장 도로 또는 일반 도로)를 제공받은 후 이에 관한 정보를 터치패널 또는 리모컨을 통해 입력할 수 있다. 차량 정비기사는 운전자의 요청에 따르거나 전문가적인 견해에 따라 외부 입력단자를 이용하여 타이어 압력 세팅값을 변경하게 된다. 예를 들어 운전자가 좀더 딱딱한 승차감을 원할 경우 정비기사는 외부 입력단자를 이용하여 타이어 압력 세팅값을 전반적으로 높게 가져가도록 공기압 세팅값을 변경하거나 또는 운전자가 좀더 부드러운 승차감을 원할 경우에는 타이어 압력 세팅값을 전반적으로 낮게 가져가도록 공기압 세팅값을 변경하는 것이 가능하다.The
이하. 도 2를 이용하여 도 1에 제시된 타이어 공기압 조절장치의 매니폴드의 동작에 대해 살펴 보기로 한다. 도 2의 설명에서는 설명의 편의상 차단용 솔레노이드 밸브, 배출용 솔레노이드 밸브 및 주입용 솔레노이드 밸브를 각각 차단밸브, 배출밸브 및 주입밸브로 간략하게 호칭하기로 한다.Below. The operation of the manifold of the tire inflation regulator shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2. In the description of FIG. 2, for convenience of description, the solenoid valve for disconnection, the solenoid valve for discharge, and the solenoid valve for injection will be briefly referred to as a shutoff valve, a discharge valve, and an injection valve, respectively.
타이어에 공기를 주입하거나 빼기 위해서는 차단 밸브 닫는다(ST 100). 다음으로 주입밸브를 오픈하여 에어 컴프레셔, 에어탱크 및 매니폴드 사이의 공기 흐름을 개방시킨다(ST 110). 이후 배출밸브가 열려 있는지 체크하고(ST 120), 열려진 상태는 에러 상태로 인식하고 디스플레이 장치(170)를 통해 에러 메세지를 디스플레이하고(ST 130), 시스템 경고음 또는 경고 사항을 디스플레이시키고 및 차단밸브를 오픈시킨다(ST 140).Close the shutoff valve to inflate or withdraw the tires (ST 100). Next, open the injection valve to open the air flow between the air compressor, the air tank and the manifold (ST 110). After that, check whether the discharge valve is open (ST 120), and recognize the open state as an error state and display an error message through the display device 170 (ST 130), display a system warning sound or warning, and shut off the shutoff valve. Open (ST 140).
배출밸브가 닫혀진 경우에는 제어부(120)의 제어신호에 따라 에어 컴프레셔(110)를 동작시켜 휠 밸브(100a~100d)를 통해 공기를 타이어에 주입하고(ST 150) 일정시간 후 주입 밸브를 닫는다(ST 160). 이때, ST 150 단계와 ST 160 단계 사이에서는 매니폴드(140)에 구비된 압력 센서는 에어 탱크(150)에 인가된 공기압을 측정하게 되며, ST 160 단계에서 주입밸브가 닫히게 되면 에어 탱크(150)와 매니폴드(140) 사이의 공기 흐름이 차단되고 휠 밸브 사이의 공기 통로만이 형성되므로 타이어에 저장된 공기압을 측정하게 된다. 전술한 바와 같이 매니폴드에 구비된 스위치를 이용하여 ST 150 단계는 전륜 휠(200a, 200b)에만 공기를 공급하거나 후륜 휠(200c, 200d)에만 공기를 공급하거나 또는 전륜 휠(200a, 200b)과 후륜 휠(200c, 200d)에 동시에 공기를 공급할 수 있다.When the discharge valve is closed, the
측정된 타이어 공기압과 설정된 타이어 공기압을 비교한다(ST 170). 설정값과 측정값이 동일할 경우에는 주입 및 배출밸브를 닫고(ST 180), 차단밸브를 열고(ST 190) 공기압 주입 및 배출을 종료한다. 설정값보다 측정된 타이어 공기압이 낮은 경우에는 주입밸브를 일정시간 동안 열어 가압한 후(ST 200), 일정시간 종료 후 주입밸브를 닫아(ST 210) 타이어 공기압을 측정하는 ST 170 단계를 반복하게 된다. 설정값보다 측정된 타이어 공기압이 높은 경우에는 배출밸브를 일정시간 동안 열어 감압하고(ST 220), 일정시간 종료 후 배출밸브를 닫아(ST 230) 타이어 공기압을 측정하는 ST 170 단계를 반복하게 된다.The measured tire air pressure is compared with the set tire air pressure (ST 170). If the set value is equal to the measured value, the inlet and outlet valves are closed (ST 180), the shutoff valve is opened (ST 190), and the pneumatic inlet and outlet ends. If the measured tire air pressure is lower than the set value, the injection valve is opened and pressurized for a predetermined time (ST 200), and after the end of a certain time, the injection valve is closed (ST 210) to repeat the
자동차는 통상적으로 빠른 속도로 운행할 경우에는 타이어 공기압을 높게 유지하는 것이 타이어와 승차감에 좋고, 느린 속도로 운행할 경우에는 타이어 공기압을 낮게 유지하는 것이 좋다. 본 발명에서는 속도감지부(130)에 저장된 속도 데이터를 이용하여 타이어 공기압을 자동으로 조절하도록 하게 된다. 도 3은 본 발명의 타이어 공기압 조절장치의 속도감지부에 따라 타이어 공기압을 조절하는 제어부의 동작을 설명하는 흐름도이다. 도 3을 이용하여 속도에 따른 타이어 공기압 조절에 대해 살펴 보기로 한다. 차량이 운행을 시작하면(ST 300) 정해진 시간 동안의 차량 평균 속도를 산출한다(ST 310). 이후 현재 타이어 공기압이 차량 평균 속도에 적합한 타이어 공기압인지 여부를 체크하고, 공기압 조절이 필요한지 여부부를 판단한다(ST 320). 따라서 제어부(120)에는 차량 정비 기사에 의해 미리 셋팅된 속도에 따른 공기압 데이터를 미리 저장하여 구비하게 된다. 예를 들어 최대 공기압으로 45psi를 주입할 수 있는 타이어의 차량 속도 구간에 따라 적합한 타이어 공기압에 관한 정보인 속도별 공기압 데이터의 일 례를 표 1에 나타내었다.In general, when a vehicle runs at a high speed, maintaining a high tire pressure may be good for a ride with the tire, and when a vehicle runs at a slow speed, a tire pressure may be kept low. In the present invention, the tire pressure is automatically adjusted by using the speed data stored in the
제어부(120)에는 현재의 타이어 공기압이 공기압 설정값으로 저장되어 있으며, 표 1에 도시된 바와 같은 속도별 공기압 데이터을 이용하여 이를 일정기간 동안 속도감지부를 이용하여 감지된 평균 속도값에 따른 적정 공기압과 비교하는 것이다. 공기압 조절이 필요한 경우에는 공기압 설정값을 현재 속도에 적합한 공기압으로 교체하여 다시 셋팅한 후(ST 330), 도 2에 도시된 흐름에 따라 타이어 공기압을 조절하게 된다(ST 340). 타이어 공기압 조절이 완료되거나 또는 공기압 조절이 불필요한 경우에는 ST 310 단계의 차량 평균 속도를 지속적으로 감지하는 작업부터 다시 수행하게 된다.The
전술한 바와 같이 운전자는 현재의 날씨(눈/비) 및 도로 상태(포장 도로/비포장 도로)에 관한 사항을 입력장치(180)를 통해 입력할 수 있도록 하였는데 이러한 데이터가 입력될 경우에는 감속비율을 셋팅하여 적정한 타이어 공기압(속도별 공기압 데이터)을 조절할 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어 비가 올 경우에는 타이어 공기압을 낮추는 것이 유리하므로 감속비율을 0.9로 셋팅하여 속도별 공기압 데이터를 표 2와 같이 재설정하도록 한다.As described above, the driver can input information on the current weather (snow / rain) and road conditions (paved road / unpaved road) through the
나아가 지금까지의 설명에서는 차량 속도에 따라 타이어 공기압을 조절하는 것으로 하였으나 주위 온도를 센싱하는 온도센서 또는 주위 습도를 센싱하는 습도센서를 더 구비하여 이를 공기압을 조절하는 감속비율 인자로 적용할 수 있음은 물론이다.
Furthermore, in the above description, it is assumed that the tire air pressure is adjusted according to the speed of the vehicle, but it is further provided with a temperature sensor for sensing the ambient temperature or a humidity sensor for sensing the ambient humidity, which can be applied as a reduction ratio factor for adjusting the air pressure. Of course.
이하에서는 본 발명의 타이어 공기압 조절장치에서 적용가능한 휠 밸브에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter will be described with respect to the wheel valve applicable to the tire inflation pressure control device of the present invention.
도 4(a)는 본 발명에 따른 휠 밸브의 일부 투시 평면도이며, 도 4(b)는 정면도이고, 도 4(c)는 도 4(a)에서 A-A' 방향의 절단면도를 도시한 것이다. 도 5(a)는 본 발명에 따른 휠 밸브의 분해 사시도이며, 도 5(b)는 본 발명의 휠 밸브에서 회전 포핏을 제거한 상태의 분해 사시도이다. 도 6은 본 발명에 따른 휠 밸브에 삽입되는 회전 포핏의 실시예도이다. 도 4 내지 도 6을 이용하여 본 발명에 따른 휠 밸브의 구조에 대해 설명하기로 한다.Figure 4 (a) is a partial perspective plan view of a wheel valve according to the present invention, Figure 4 (b) is a front view, Figure 4 (c) shows a cross-sectional view in the direction A-A 'in Figure 4 (a). Figure 5 (a) is an exploded perspective view of a wheel valve according to the present invention, Figure 5 (b) is an exploded perspective view of a state in which the rotary poppet is removed from the wheel valve of the present invention. Figure 6 is an embodiment of a rotary poppet inserted into the wheel valve according to the present invention. 4 to 6 will be described with respect to the structure of the wheel valve according to the present invention.
본 발명에 따른 휠 밸브는 회전 포핏(10)과, 이를 수용하는 수용공간(60)을 구비하는 케이스부재(20, 30)로 이루어진다. The wheel valve according to the present invention is composed of a case member (20, 30) having a rotary poppet (10), and a receiving
회전 포핏(10)은 상면(u), 하면 및 측면(s1, s2, s3, s4)으로 이루어지는 바디부와, 상기 상면 및 상기 하면에는 대향되는 위치에 돌출 형성되는 제1샤프트(11a) 및 제2샤프트(11b)를 포함하는 구성을 가지며, 바디부와 샤프트는 하나의 재질로 연삭 또는 다이캐스터 방식을 이용하여 일체 형성하였다. 상면(u)과 하면은 평면상에서 보았을 때 어느 이웃하는 두 쌍의 변의 길이가 같은 동일한 연꼴 형상의 사각 형상으로 형성하였으며, 평면상에서 보았을 때, 도 6(a) 또는 도 6(b)에 도시한 바와 같이 s1 측면과 s2 측면이 만나서 이루어지는 제1측변(v1), s2 측면과 s3 측면이 만나서 이루어지는 제2측변(v2), s3 측면과 s4 측면이 만나서 이루어지는 제3측변(v3) 및 s4 측면과 s1 측면이 만나서 이루어지는 제4측변(v4)로 표시된 측변을 갖는다. 여기서 측변이라는 용어는 이웃하는 측면이 만나서 형성되는 변이라는 의미로 사용하였다. 도 6(a)에 도시된 바에 의하면, 제1측변(v1)은 제1측면(s1)과 제2측면(s2)가 만나 형성되는 변이며, 제2측변(v2)은 제2측면(s2)과 제3측면(s3)가 만나 형성되는 변이며, 제3측변(v3)은 제3측면(s3)과 제4측면(s4)이 만나 형성되는 변이며, 제4측변(v4)는 제4측면(s4)과 제1측면(s1)이 만나 형성되는 변이다. 또한, 제1측면(s1) 및 제2측면(s2)은 평평한 사각면이 아니라 도면에 도시된 바와 같이 외측에서 샤프트 방향으로 바라볼 때 각각 샤프트 방향으로 볼록하게 형성되는 곡면 형상을 갖도록 형성하였다. 이는 회전 포핏(10)에 가해지는 공기의 흐름을 보다 제1측면(s1) 및 제2측면(s2)에서 원활하게 받도록 하기 위함이다. 따라서, 상술한 바와 같이 회전 포핏(10)의 상면 및 하면 형상이 평면상에서 보았을 때 연꼴 형상의 사각 형상으로 형성된다고 표현은 엄밀하게 말해서 연꼴 형상을 닮은 사각 형상을 가지며 사각형을 형성하는 일부 측면은 샤프트 중심으로 볼록한 곡면 형상을 갖는다고 표현하여야 한다. 하지만 이렇게 정확하게 회전 포핏(10)의 측면 형상을 말로 표현하는 것은 본 발명의 논지를 혼동시킬 수 있으므로 청구항 및 실시예에서 단순하게 '연꼴 형상' 또는 '연꼴 형상의 사각 형상'이라는 표현은 상술한 바와 같이 측면이 평평한 사각 형상으로 형성되는 것뿐만 아니라 볼록한 곡면 형상으로 구현되는 범위까지 포함하는 용어로 해석되어져야 한다.The
제1샤프트(11a) 및 제2샤프트(11b)에는 도 4 및 도 6에 도시한 바와 같이 샤프트 실(13a, 13b, shaft seal)이 각각 삽입된 후 케이스부재(20, 30)에 끼워지게 된다. 샤프트 실(13a, 13b)은 EPDM(Ethylene Propylene Diene M-class) 고무로 형성하였다. As shown in FIGS. 4 and 6,
제1측변(v1) 및 제3측변(v3)은 샤프트(11a, 11b)의 중심을 지나는 가상의 수직 중심선(도 4에서 A-A'로 표시) 상의 대향되는 위치에 구비되며, 제2측변(v2) 및 제4측변(v4)는 샤프트(11a, 11b)를 지나는 가상의 수평 중심선(도 4에서 B-B'로 표시) 상에 구비되거나(도 6(b)) 또는 가상의 수평 중심선을 기준으로 제1측변(v1)과 대향되는 방향에 구비되고(도 6(c)) 가상의 수직 중심선을 기준으로 좌우 대칭되는 지점에 형성되도록 하였다.The first side edge v1 and the third side edge v3 are provided at opposite positions on an imaginary vertical center line (indicated by A-A 'in FIG. 4) passing through the centers of the
도 6(b)에 도시된 회전 포핏(10)은 제1샤프트(11a)의 수평 중심선을 기준으로 아랫부분에 A3 및 A4으로 표시되는 체적은 수평 중심선을 기준으로 윗부분에 형성되는 A1 및 A2로 표시되는 체적과 동일한 체적을 같도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 후술하는 안정상태를 원활하게 유지하기 위해서는 제1샤프트(11a)가 무게 중심 기능을 하도록 설계되었기 때문이다. 따라서 A1 및 A2를 형성하는 제1측면(S1)과 제2측면(S2)는 상당히 볼록한 형태로 형성되어 체적을 줄이도록 설계되어야 한다. 이렇게 제1측면(S1)과 제2측면(S2)을 과도하게 곡면으로 형성하는 것을 어느 정도 방지하기 위해서 도 6(c)에 도시된 바와 같이 제1샤프트(11a)를 지나는 수평 중심선을 기준으로 제2측벽(v2) 및 제4측벽(v4)을 수평 중심선상에 형성하지 않고 제1측벽(v1)과 대향되는 위치에 형성하였음을 알 수 있다. 도 6(c)의 경우는 수평 중심선을 기준으로 윗쪽에 형성되는 A1 및 A2 체적과 수평 중심선을 기준으로 아래쪽에 형성되는 A3 및 A4로 표시되는 체적은 동일하게 형성되도록 설계하였다.
또한 도 6(a)의 원 내에 확대 도시한 바와 같이 제1측변(v1), 제2측변(v3) 및 제4측변(v4)은 라운드 처리하여, 케이브부재의 측벽(s)과의 기밀성과 이형성을 좋게 유지하도록 하였다. 도 6(c)에 도시한 바와 같이 샤프트에서 제1측변(v1)까지의 제1거리(a)는 샤프트에서 제3측변(v3)까지의 제2거리(b)보다 멀게 형성하였음을 알 수 있다. 회전 포핏(10)은 황동 재질로 형성하였다. 또한, 도 6(d)에 제시된 바와 같이 회전 포핏을 황동 재질로 형성하되 제2측변(v2)과 제4측변(v4) 영역을 내측으로 모따기를 하고, 해당 모따기된 영역(T2, T3)을 테프론 코팅으로 두껍게 형성할 수도 있음은 물론이다.
In addition, the first side edge v1, the second side edge v3, and the fourth side edge v4 are rounded, and the airtightness with the side wall s of the cave member is enlarged as shown in the circle of FIG. 6 (a). Good release properties were maintained. As shown in FIG. 6 (c), it can be seen that the first distance a from the shaft to the first side v1 is formed farther than the second distance b from the shaft to the third side v3. have. Rotating
케이스부재(20, 30)는 케이스몸체부(20)와 상부커버(30)의 결합체로 이루어진다. 케이스몸체부(20)의 일 측면에는 에어 컴프레셔 또는 에어 탱크에 저장된 공기가 유입되는 유입구(21)와, 타 측면에는 타이어 노즐로 공기를 유출시키는 유출구(23)가 설치되며, 내부에는 회전 포핏(10)을 수용하는 수용공간(60)이 형성되며, 이러한 유입구(21)와 수용공간(60) 및 유출구(23)가 상호 연결되어 공기의 흐름 통로인 유로(50)가 형성되도록 하였다. 케이스부재(20, 30)에서 내부에 수용공간(60)을 형성하는 면을 내면이라고 지칭하도록 하며, 내면을 형성하는 중에서 회전 회전 포핏(10)의 측면과 대향되는 부분을 측벽(s)이라 칭하기로 한다. 케이스몸체부(20) 상면에는 수용공간(60) 외부 영역에 오링(35, O-ring)을 설치하고, 오링(35) 주위에 복수 개 나사홀(33)을 형성하였다. 상부커버(30)에는 케이스몸체부(20) 상면에 형성된 나사홀(33)과 대응되는 위치에 설치되는 복수 개 관통홀을 설치하고, 이러한 관통홀을 통해 복수 개 결합 나사(31)를 이용하여 나사홀(33)과 나사 결합하였다. 또한 정확한 위치에서 케이스몸체부(20)와 상부커버(30)를 조립시키기 위하여 가이드홀과 가이드핀 결합(37)을 적용하였다. 케이스몸체부(20)와 상부커버(30)는 알루미늄으로 형성하였고, 적어도 회전 포핏(10)과 접촉되는 내면에는 테프론 코팅을 수행하였다.The
도 4(c)에 도시된 바와 같이 회전 포핏(10)의 상면과 하면은 케이스몸체부(20)와 상부커버(30)에 완전히 밀착되도록 형성하여 이 부분을 통해서는 공기가 흐르지 못하도록 기밀 상태를 유지하도록 형성하여야 한다. 이를 위하여 케이스몸체부(20)와 상부커버(30)의 결합에 의해 유로를 형성하는 수용공간(60)을 이루는 내면에도 테프론 코팅을 실시하였다. 따라서 회전 포핏(10) 및 회전 포핏(10) 표면과 맞닿는 케이스몸체부(20)와 상부커버(30) 내면을 전부 테프론 코팅 처리함으로써 회전 포핏(10)과 내면 사이의 기밀성을 증대시킴과 동시에 마찰 계수를 줄이는 효과를 볼 수 있도록 하였다.
As shown in FIG. 4 (c), the upper and lower surfaces of the
도 7은 본 발명의 케이스부재에 형성되는 유로와 회전 포핏의 외곽 형상을 평면상으로 도시한 도면이다. 유로(22)는 케이스부재 내부에 형성되는 공기 유통 통로만을 분리하여 도시하였으며, 유로(22)는 설명의 편의상 점선으로 유입구 유로(50a)와, 회전 포핏 유로(50b) 및 유출구 유로(50c)로 구분하여 세 군데 영역으로 구분하여 표시하였다. 회전 포핏(10)은 유로상에서 공기 흐름이 발생되지 않는 안정 상태와 공기 흐름이 발생되는 불안정 상태의 두 가지 상태를 갖는다. 도 7에서는 유로 상에서 공기 흐름이 발생되지 않는 안정 상태를 도시한 것으로서, 안정 상태에서는 케이스부재에 형성되는 유로가 회전 포핏(10)에 의해서 제1측변(v1), 제2측변(v2) 및 제4측변(v4)에서만 접촉되고 있음을 보여준다. 따라서 이렇게 안정 상태에서는 회전 포핏(10)과 케이스부재 내부에 형성되는 유로면 사이가 기밀하게 접촉되어야 하고 공기의 흐름이 발생할 경우는 양자를 상호 용이하게 분리되도록 하여야 하므로 내면을 테프론 코팅 처리하였다.7 is a view showing the outer shape of the flow path and the rotating poppet formed in the case member of the present invention in a plan view. The
회전 포핏(10)은 샤프트(11a)를 회전 중심으로 하여 일정한 각도 범위 내에서 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전되도록 설계하여 불안정 상태로 전환되어 공기가 소통되도록 형성하여야 한다. 회전 포핏(10)을 수용공간 내에서 양방향으로 원활하게 회전시키기 위해서는 도 7(a)에 도시된 바와 같이 케이스부재의 수용공간(60)은 제2측변(v2) 및 제4측변(v4)과 접촉되는 대향면이 다른 부분에 비해 유로면이 좁도록 설계되어야 한다. 회전 포핏(10)의 제4측변(v4)이 수용공간 내에서 반시계 방향으로 회전할 때 케이스부재에서 수용공간을 형성하는 내면이 닿지 않도록 설계되어야 한다. 이를 위해서 회전 포핏(10)이 안정 상태에 있을 때 제4측변(v4)이 위치하는 지점으로부터 유입구 유로(50a)측까지 이르는 내면 부분('R이 '로 표시된 부분)을 샤프트(11a)의 중심에서부터 제4측변(v4)까지의 거리(L)보다 더 멀리 떨어진 위치에 형성되는 곡률 반경을 갖도록 형성하였다. 도 7(a)에서 L'은 L과 동일한 크기로 도시한 것으로서, 제4측변(v4)을 샤프트(11a)를 중심으로 반시계 방향으로 회전시킨 가상의 위치를 나타낸다. 내벽 설계시 동일한 설계 원리가 제2측변(v2)가 시계 방향으로 회전하는 부분에서도 고려되어져야 한다.Rotating
또한 안정 상태를 원활하게 유지하도록 하기 위해서는 도 7(b)에 도시된 바와 같이 'A'로 표시된 영역에 의해 회전 포핏의 제1측면(s1)에 가해지는 압력은 'B'로 표시된 영역에 의해 회전 포핏의 제3측면(s3) 및 제4측면(s4)에 가해지는 압력의 합과 동일하게 설계되도록 하는 것이 바람직하다.
In addition, in order to keep the stable state smoothly, as shown in FIG. 7B, the pressure applied to the first side s1 of the rotating poppet by the area indicated by 'A' is defined by the area indicated by 'B'. It is preferable to design the same as the sum of the pressures applied to the third side surface s3 and the fourth side surface s4 of the rotary poppet.
도 8을 이용하여 본 발명에 따른 휠 밸브의 동작 상태를 설명하기로 한다. 도 8(a)는 휠 밸브 내에서 공기 흐름이 발생하지 않는 회전 포핏이 안정 상태에 놓여있는 상태를 도시한 것이고, 도 8(b) 및 도 8(c)는 휠 밸브 내에서 회전 포핏이 불안정 상태로 전환되어 공기 흐름이 발생되는 상태를 도시한 것이다. 설명의 편의를 위해 회전 포핏(10)의 제3측면(s3), 제4측면(s4)과 케이스부재의 내면이 이루는 공간을 '공간 '라 표기하고, 회전 포핏(10)의 제2측면(s2)와 케이스부재의 내면이 이루는 공간을 '공간 '라 표기하고, 회전 포핏(10)의 제1측면(s1)과 케이스부재의 내면이 이루는 공간을 '공간 '로 표현하여 설명하기로 한다.Referring to Figure 8 will be described the operating state of the wheel valve according to the present invention. FIG. 8 (a) shows a state in which the rotating poppet in which the air flow does not occur in the wheel valve is in a stable state, and FIGS. 8 (b) and 8 (c) show that the rotating poppet is unstable in the wheel valve. It shows the state in which the air flow is generated by switching to the state. For convenience of description, the space formed by the third side surface s3, the fourth side surface s4 of the
우선 도 8(a)의 안정 상태에 대해 설명하기로 한다. 도 8에서 빗금친 부분은 케이스부재의 단면도를 나타낸 것이며, 따라서 내부 빈 공간은 유로를 나타내는 것이다. 왼편 상단의 화살표(B)는 타이어에서 가해지는 공기압의 크기를 도시한 것이고, 오른편 하단의 화살표(A)는 에어 컴프레셔 또는 에어 탱크로부터 가해지는 공기압을 나타낸다. 도 8(a)에 도시된 안정 상태는 타이어에서 가해지는 공기압의 크기(B)가 에어 컴프레셔 또는 에어 탱크로부터 가해지는 공기압(A)보다 큰 경우에 나타나는 상태로서, 타이어에 공기를 주입하거나 인출할 필요없이 현상태를 유지할 경우의 상태를 나타낸다. 공기압 B가 공기압 A보다 큰 상태라면, 타이어에서 가해지는 공기압(B)은 회전 포핏(10)의 제3측면(S3)와 제4측면(S4)에 동일한 공기압(60a, 60b)을 가하므로 회전 포핏(10)은 샤프트(11a)를 중심으로 회전하지 않은 상태를 유지하게 된다.First, the stable state of FIG. 8 (a) will be described. In Fig. 8, the hatched portion shows a cross-sectional view of the case member, and thus the inner empty space shows a flow path. The arrow B at the upper left shows the magnitude of the air pressure applied to the tire, and the arrow A at the lower right indicates the air pressure applied from the air compressor or the air tank. The stable state shown in FIG. 8 (a) is a state in which the magnitude B of the air pressure applied to the tire is larger than the air pressure A applied from the air compressor or the air tank, where air can be injected or drawn out of the tire. The state in the case of maintaining a present state without need is shown. If the air pressure B is greater than the air pressure A, the air pressure B applied from the tire rotates because the
도 8(b)는 타이어에 공기압을 주입할 필요가 있을 경우 회전 포핏을 불안정 상태로 전환시킨 상태를 도시한 것이다. 타이어에 주입되어 있는 공기압(B)보다 에어 탱크로부터 더 높은 공기압(A)이 가해지면 회전 포핏(10)의 제1측면(S1)이 압력을 받아 도 8(b)에 도시된 상태까지 샤프트(11a)를 중심으로 반시계 방향으로 회전하게 되고, 제1측변(v1)과 유로면 사이의 공간을 통해 60c로 표시된 화살표 방향으로 타이어에 공기가 주입된다. 이후 타이어에 주입된 공기압(B)이 에어 탱크로부터 주입되는 공기압(A)과 같게 되면 도 8(a)의 안정 상태로 전환되게 된다.FIG. 8 (b) shows a state in which the rotary poppet is switched to an unstable state when it is necessary to inject air pressure into the tire. When a higher air pressure A is applied from the air tank than the air pressure B injected into the tire, the first side surface S1 of the
대부분의 안정상태에서는 공간 에 가해지는 압력과 공간 에 가해지는 압력은 거의 동일하게 유지된다. 따라서 도 8(a)의 안정 상태에서 도 8(b)의 불안정 상태로 스위치하기 위해서는 공간 에 약간의 공기압을 추가해 주는 것만으로도 이론상 가능하나, 공간 에도 일부 공기압이 잔존하게 되므로 실무상으로는 상태 전환을 위해서 5psi 이상의 공기압을 가하게 되며, 빠른 상태 전환을 위해서는 대략 100psi 정도의 공기압을 순간적으로 가하게 된다.In most steady states, the pressure on the space and the pressure on the space remain about the same. Therefore, in order to switch from the stable state of FIG. 8 (a) to the unstable state of FIG. 8 (b), it is theoretically possible to add a slight air pressure to the space, but since some air pressure remains in the space, the state change is practically performed. The air pressure of 5 psi or more is applied to the air pressure, and the air pressure of approximately 100 psi is instantaneously applied for the quick state transition.
도 8(c)는 타이어에 공기압을 감소시키는 경우 회전 포핏을 불안정 상태로 전환시킨 상태를 도시한 것이다. 타이어에 주입된 공기압(B)을 낮출 필요가 있을 경우에는 공기압(B)보다 공기압(A)를 더 낮게 형성하여야 한다. 그런데 본 발명의 휠 밸브는 도 8(a)에서 설명한 바와 같이 공기압 B가 공기압 A보다 높을 경우에는 항상 안정 상태를 유지하게 된다. 따라서 본 발명에 따른 휠 밸브를 이용하여 타이어 공기압(B)을 낮추기 위해서는 약간의 추가적인 단계가 필요하다. 이를 본 발명에 따른 휠 밸브를 이용하여 타이어 압력을 낮추는 흐름을 설명하는 도 9의 그래프를 이용하여 이를 설명하기로 한다. 도 9에서 세로축은 공기압을 나타내며, 가로축은 시간축을 도시한다. t1 이전에 타이어 공기압은 Vb1으로 유지되고 있음을 나타낸다. 타이어 공기압을 Va2까지 낮추기 위해서, t1~t2 사이에 에어 탱크로부터 Va1 크기의 공기압을 순간적으로 인가한다. 따라서 t1~t2 사이에는 순간적으로 공기압(B)보다 높은 압력을 갖는 공기압(A)가 인가되어 휠 밸브의 회전 포핏은 도 8(b)에 도시된 바와 같이 불안정 상태로 일시적으로 전환된다. 이후 t2 시간 이후에 에어 탱크로부터 공급되는 공기압(B)을 Va2로 인가하면, 회전 포핏은 도 8(b) 상태에서 도 8(c)에 도시된 상태로 전환되면서, 60d로 표시된 공기 흐름을 따라 타이어 공기압이 에어 탱크로부터 공급되는 공기압(Va2)까지 낮아지게 되는 t3 시점까지 불안정 상태를 유지하다가 동일한 공기압이 되는 t3 이후에는 도 8(a)의 안정 상태로 회전 포핏이 회전하게 된다.FIG. 8 (c) illustrates a state in which the rotating poppet is switched to an unstable state when the tire pressure is reduced. If it is necessary to lower the air pressure B injected into the tire, the air pressure A should be made lower than the air pressure B. However, the wheel valve of the present invention always maintains a stable state when the air pressure B is higher than the air pressure A as described in FIG. Therefore, some additional steps are required to lower the tire pressure B using the wheel valve according to the invention. This will be described using the graph of FIG. 9 illustrating the flow of lowering the tire pressure using the wheel valve according to the present invention. In FIG. 9, the vertical axis represents air pressure, and the horizontal axis represents the time axis. It is shown that the tire air pressure is maintained at Vb1 before t1. In order to lower the tire pressure to Va2, an air pressure of Va1 magnitude is instantaneously applied from the air tank between t1 and t2. Therefore, between t1 and t2, an air pressure A having a pressure higher than the air pressure B is instantaneously applied, so that the rotating poppet of the wheel valve is temporarily switched to an unstable state as shown in FIG. 8 (b). After the time t2, when the air pressure B supplied from the air tank is applied to Va2, the rotating poppet changes from the state of FIG. 8 (b) to the state shown in FIG. 8 (c), following the air flow indicated by 60d. While the tire air pressure remains unstable until a time point t3 at which the air pressure Va2 supplied from the air tank is lowered, and after t3 at the same air pressure, the rotating poppet rotates to the stable state of FIG. 8 (a).
지금까지 설명한 본 발명에서는 타이어 공기압이 셋팅한 값에 따라 자동으로 조절되는 것으로만 설명하였다. 하지만 필요한 경우 운전자가 수동으로 각 타이어 공기압을 조절하게 할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 디스플레이 장치를 통해서 운전자가 설정하기를 희망하는 전륜 타이어 공기압과 후륜 타이어 공기압 설정화면을 디스플레이하고, 입력 장치를 통해 이를 입력받고, 입력된 타이어 공기압을 제어부에 제공하고, 제어부에서 제어신호를 출력하여 매니폴드와 에어 컴프레셔를 통해 수동으로 타이어 공기압을 조절하는 것도 용이하게 가능하다.
In the present invention described so far, only the tire air pressure is automatically adjusted according to the set value. Of course, if necessary, the driver can manually adjust each tire pressure. For example, the front wheel tire pressure and rear wheel tire pressure setting screen which the driver wants to set through the display device is displayed, received by the input device, the input tire air pressure is provided to the controller, and the control signal from the controller. It is also possible to easily adjust the tire pressure by manually outputting the manifold and air compressor.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
While the preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated above using specific terms, such terms are used only for the purpose of clarifying the invention, and it is to be understood that the embodiment It will be obvious that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Such modified embodiments should not be understood individually from the spirit and scope of the present invention, but should be regarded as being within the scope of the claims of the present invention.
10: 회전 포핏 60: 수용공간
11a: 제1샤프트 11b: 제2샤프트
13a: 제1샤프트 13b: 제2샤프트
20: 케이스몸체부 21: 유입구
23: 유출구 30: 상부커버
35: 오링(O-ring) 37: 가이드핀 결합 구조체
100a ~ 100d: 휠 밸브 110: 에어 컴프레셔
120: 컨트롤러 130: 속도감지부
140: 매니폴드 150: 에어탱크
160a: 전륜 공기분배구 160b: 후륜 공기분배구
170: 디스플레이 장치 180: 입력장치
200a ~ 200d: 휠 v1: 제1측변
v2: 제2측변 v3: 제3측변
v4: 제4측변 u: 상면
s: 측벽 s1: 제1측면
s2: 제2측면 s3: 제3측면
s4: 제4측면10: rotating poppet 60: receiving space
11a:
13a:
20: case body portion 21: inlet
23: outlet 30: top cover
35: O-ring 37: guide pin coupling structure
100a to 100d: Wheel valve 110: Air compressor
120: controller 130: speed detection unit
140: manifold 150: air tank
160a: front wheel
170: display device 180: input device
200a to 200d: wheel v1: first side
v2: second side v3: third side
v4: fourth side u: upper surface
s: side wall s1: first side surface
s2: second side s3: third side
s4: fourth side
Claims (8)
차량의 MCU로부터 시리얼 통신을 통해 차량 속도 데이터를 입력받고 이를 저장하는 속도감지부와,
외부 공기를 압축하는 에어 컴프레셔와,
상기 에어 컴프레셔에 의해 압축된 공기를 일시적으로 저장하는 에어 탱크와,
외부로부터 인가되는 공기압에 따라 타이어에 공기를 주입, 배출하거나 또는 공기 흐름을 차단하는 휠 밸브와,
상기 에어 탱크에 저장된 압축 공기를 상기 휠 밸브에 공급하거나 차단할 지 여부를 스위칭하는 매니폴드와,
차량 속도 구간에 따른 타이어 공기압에 관한 정보인 속도별 공기압 데이터 및 현재 셋팅된 타이어 공기압력을 저장 구비하고, 상기 속도감지부로부터 입력되는 차량 속도를 이용하여 일정 기간 동안의 차량 평균 속도를 산출하고, 산출된 차량 평균 속도에 따라 상기 속도별 공기압 데이터를 이용하여 타이어 공기압을 증가 또는 감소시키는 제어신호를 출력하는 제어부와,
운전자에게 현재 설정된 타이어 공기압을 표시하는 디스플레이 장치 및
외부 입력단자를 구비하여 해당 차량의 속도별 공기압 데이터를 입력받는 입력장치를 포함하고,
상기 휠 밸브는 회전 포핏과 상기 회전 포핏을 내부에 수용하는 케이스부재로 이루어지며,
상기 회전 포핏은
상면, 하면 및 측면으로 이루어지는 바디부와,
상기 상면 및 상기 하면에는 대향되는 위치에 외부로 돌출 형성되는 제1샤프트 및 제2샤프트를 포함하도록 구성되며,
상기 회전 포핏의 상기 바디부 측면에는 상기 제1샤프트를 지나는 가상의 수직 중심선 상에 구비되는 제1측변과, 상기 제1샤프트를 지나는 가상의 수평 중심선을 기준으로 상기 수평 중심선상 또는 상기 제1측변과 대향되는 방향에 구비되고 상기 가상의 수직 중심선을 기준으로 좌우 대칭되는 지점에 형성되는 제2측변 및 제4측변을 구비하며,
상기 케이스부재는
내부에는 상기 회전 포핏을 수용하는 수용공간이 구비되며, 일 측면에 설치되는 유입구와, 타 측면에는 설치되는 유출구와, 내부에는 상기 유입구로 유입되는 공기가 상기 수용공간까지 유입된 후 상기 유출구로 유출되는 유로가 형성되며, 평면상에서 보았을 때 상기 수용공간을 형성하는 상기 케이스부재의 내면은 상기 회전 포핏의 제1측변, 제2측변 및 제4측변에서만 상기 회전 포핏과 접촉되는 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 조절 장치.
In the tire pressure control device for automatically adjusting the tire pressure according to the vehicle running speed,
A speed sensing unit for receiving and storing vehicle speed data through serial communication from a vehicle MCU;
An air compressor that compresses the outside air,
An air tank for temporarily storing the air compressed by the air compressor,
A wheel valve for injecting or discharging air to the tire or blocking air flow according to the air pressure applied from the outside;
A manifold for switching whether to supply or block compressed air stored in the air tank to the wheel valve;
It stores the air pressure data for each speed that is information on the tire air pressure according to the vehicle speed section and the currently set tire air pressure, and calculates the average vehicle speed for a certain period of time using the vehicle speed input from the speed detection unit, and calculates A control unit for outputting a control signal for increasing or decreasing tire air pressure by using the air pressure data for each speed according to the average vehicle speed;
A display device for displaying the tire pressure currently set to the driver;
It includes an input device having an external input terminal for receiving the air pressure data for each speed of the vehicle,
The wheel valve is made of a case member for receiving the rotary poppet and the rotary poppet therein,
The rotating poppet
A body part comprising an upper surface, a lower surface, and a side surface,
The first surface and the lower surface is configured to include a first shaft and a second shaft protruding to the outside in the opposite position,
On the side surface of the body portion of the rotatable poppet, the first side side provided on the virtual vertical center line passing through the first shaft, and on the horizontal center line or the first side side based on the virtual horizontal center line passing through the first shaft. It is provided in a direction opposite to the second side and the fourth side and formed at a point symmetrical with respect to the imaginary vertical center line,
The case member is
An accommodation space is provided therein to accommodate the rotary poppet, an inlet installed at one side, an outlet installed at the other side, and air flowing into the inlet is introduced into the accommodation space and then flows out to the outlet. The flow path is formed, the inner surface of the case member forming the receiving space when viewed in plan view is provided in a shape that is in contact with the rotary poppet only on the first side, the second side and the fourth side of the rotary poppet. Tire air pressure regulator.
상기 회전 포핏의 상기 바디부 측면에는 상기 제1샤프트를 지나는 가상의 수직 중심선 상에 구비되며 상기 수평 중심선을 기준으로 상기 제1측변과 반대편에 형성되는 제 3측변을 더 구비하여 상기 회전 포핏의 상면 및 하면이 연꼴 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 조절 장치.
The method of claim 3, wherein
An upper surface of the rotating poppet further includes a third side surface formed on an imaginary vertical center line passing through the first shaft and formed on the side opposite to the first side surface with respect to the horizontal center line. And a lower surface of the tire pneumatic pressure regulating device, characterized in that it is formed in a circular shape.
상기 회전 포핏의 일부 측면은 외부에서 상기 제1샤프트 방향으로 바라보았을 때 외측으로 볼록한 곡면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 조절 장치.
5. The method of claim 4,
Part of the side surface of the rotary poppet is a tire inflation pressure adjusting device, characterized in that formed in a convexly curved shape outward when viewed from the outside in the direction of the first shaft.
상기 수용공간을 형성하는 상기 케이스부재의 내면은 테프론 코팅되는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 조절 장치.
The method according to claim 4 or 5,
Tire pressure control device, characterized in that the inner surface of the case member forming the receiving space is coated with Teflon.
상기 케이스부재는 상기 수용공간, 유입구 및 유출구가 하나의 부재로 일체 형성되는 케이스몸체부와, 상기 케이스몸체부를 상부에서 덮는 상부커버로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 조절 장치.The method according to claim 4 or 5,
The case member is a tire pneumatic pressure regulating device, characterized in that the housing body, the inlet and outlet is formed of a case body unit integrally formed as one member, and the upper cover to cover the case body portion from the top.
상기 디스플레이 장치에는 날씨 상태를 더 입력받기 위한 화면을 제공하고, 상기 입력장치를 통해 날씨 상태 정보를 입력받고, 제어부는 입력되는 상기 날씨 상태 정보를 이용하여 상기 속도별 공기압 데이터를 수정하는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 조절 장치.The method of claim 3, wherein
The display device provides a screen for receiving a weather condition further, receives weather state information through the input device, and the controller modifies the air pressure data for each speed by using the weather state information input. Tire pneumatic device.
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KR1020130074138A KR101365183B1 (en) | 2013-06-27 | 2013-06-27 | Tire pressure controlling device |
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