KR19990048323A - 타이어 공기압 판정장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

자동차의 선회시 발생되는 무게중심의 이동을 이용하여 각 차륜의 타이어 공기압 상태를 판정하여 운전자에게 경고하도록 한 것으로, 운행되는 자동차가 임의의 방향으로 선회하는 경우 차속과 조향각의 변위에 대한 정보를 검출하는 과정과, 검출되는 조향각 변위에 대한 정보가 변화된 임의의 각도에서 설정된 일정시간을 연속하여 유지하고 있는지를 판단하는 과정과, 조향각이 일정시간을 유지하고 있는 것으로 판단되면 맵 데이터로부터 해당하는 조향각도에서 정상 상태의 차륜 속도값을 검출하고, 각 차륜에 대한 회전속도를 검출하는 과정과, 데이터의 검출이 완료되면 조향각이 일정각도 이상이 유지되어 임의의 방향으로 선회하고 있는지를 판단하는 과정과, 조향각이 일정각도 이상을 유지하는 선회의 상태이면 각 차륜의 회전속도에 대하여 소정의 연산을 실행한 다음 산출되는 값이 임계값 이상인지를 판단하는 과정과, 연산된 값이 임계값 이상인 경우 카운터를 증가시키며 그 임계값을 초과하는 횟수가 일정횟수 이상인지를 판단하는 과정과, 일정 횟수를 초과하지 않는 경우 리턴되어 반복적인 동작을 실행하고 임계값 이상이 출력하는 차륜이 일정횟수 이상 검출되면 해당 차륜의 타이어 공기압에 이상이 있음을 통보하는 과정을 포함하여, 각 차륜에 대한 타이어의 공기압을 검출되므로 운행에 안정성과 쾌적한 승차감을 제공하며, 운전자의 타이어 유지 보수에 편리성을 제공하도록 한 것이다.

Description

타이어 공기압 판정장치 및 방법

본 발명은 자동차 타이어의 공기압 검출에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차의 선회시 발생되는 무게중심의 이동을 이용하여 각 차륜의 타이어 공기압 상태를 판정하여 운전자에게 경고하도록 한 타이어 공기압 판정장치에 관한 것이다.

일반적으로 타이어는 휠(wheel)을 통해 자동차의 각 액슬(axle)에 결합되어 차량의 중량을 지지하고, 주행시 노면과의 충격을 흡수하여 쾌적한 승차감을 제공하며, 구동력과 제동력 및 선회력을 제공하여 안전된 운행을 제공하여 주는 것으로 타이어의 내부에는 통상적으로 소정의 압력을 유지하는 공기가 주입된다.

상기한 바와 같이 자동차에서 승차감과 구동력, 제동력 및 선회력을 제공하여 안전된 운행을 유지하여 주는 타이어는 외부의 물체에 찔리거나 튜브나 공기주입 밸브로 부터의 누설 또는 타이어의 비드(bead)와 림(rim)사이에서의 미세한 누설에 의하여 공기압의 손실이 발생하게 되므로 쾌적한 승차감과 안정 운행을 저해하게 된다.

따라서, 타이어의 공기압을 감시하기 위해 종래의 자동차에 적용되는 시스템으로는 다이어프램의 내부에 압력센서를 구비하여 다이어프램 내부의 압력과 타이어 공기압과의 차이를 비교하여 타이어 공기압을 검출하도록 하는 보슈/포르쉐 시스템과, ABS시스템에 부속된 차륜속도센서의 정보를 이용하여 타이어의 공기압을 감시하는 던롭(Dunlop) 시스템이 있다.

그러나 전술한 바와 같이 종래의 자동차에 적용되고 있는 공기압 감시 시스템은 운행되는 자동차의 커브 선회나 급 발전 및 급 가속 등의 주행상태를 판단하여 공기압에 대한 검출을 실행하지 않고 단지 직진 정속 주행중인 상태에서만 공기압의 검출을 실행하도록 되어 있어 미세한 공기압의 변화에는 능동적으로 검출할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 타이어의 규격이 바뀌는 경우 해당 타이어의 전동원주 기준값을 재 설정하여야 하는 번거로운 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 제반적인 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 자동차의 선회시 안쪽 타이어와 바깥쪽 타이어에서 발생되는 무게 중심의 변화와 이로 인한 타이어와 노면과의 접촉 면적의 관계 및 휠의 각속도 변화를 통해 차량이 선회하는 상태에서 각 차륜의 타이어에 대한 미세한 누출을 정확하게 검출할 수 있도록 하여 운행에 안정성과 쾌적한 승차감을 제공하도록 하며, 해당 차륜 타이어의 신속한 유지 보수를 유도하도록 한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 공기압 판정장치에 대한 구성 블록도이고,

도 2는 자동차의 선회시 타이어 공기압 판정을 실행하기 위한 일 실시예의 흐름도이며,

도 3은 자동차의 선회시 각 차륜에서 발생되는 무게중심의 이동을 보인 개념도이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 운행되는 자동차의 전반적인 상태 정보를 검출하는 차량 상태 검출수단과;

상기 검출되는 상태정보와 설정된 기준 맵 데이터의 정보를 설정된 알고리즘으로 분석하여 각 차륜의 타이어 공기압을 검출하는 제어수단과;

상기 제어수단의 운용 프로그램과 기준 맵 데이터의 테이블을 저장하는 메모리수단과;

상기 제어수단에서 출력되는 각 차륜의 타이어 공기압에 대한 정보를 소정의 방법으로 표시하는 표시수단을 포함한다.

또한, 본 발명은 운행되는 자동차가 임의의 방향으로 선회하는 경우 차속과 조향각의 변위에 대한 정보를 검출하는 과정과;

상기에서 검출되는 조향각 변위에 대한 정보가 변화된 임의의 각도에서 설정된 일정시간을 연속하여 유지하고 있는지를 판단하는 과정과;

상기 과정에서 조향각이 임의의 각도에서 일정시간을 유지하고 있는 것으로 판단되면 맵 데이터로부터 해당하는 조향각도에서 정상 상태의 차륜 속도값을 검출하고, 각 차륜에 대한 회전속도를 검출하는 과정과;

상기의 과정을 통해 데이터의 검출이 완료되면 조향각이 일정각도 이상이 유지되어 임의의 방향으로 선회하고 있는 상태인지를 판단하는 과정과;

상기에서 조향각이 일정각도 이상을 유지하는 선회의 상태이면 각 차륜의 회전속도에 대하여 소정의 연산을 실행한 다음 산출되는 값이 임계값 이상인지를 판단하는 과정과;

상기 과정에서 연산된 값이 임계값 이상인 경우 카운터를 증가시키며 그 임계값을 초과하는 횟수가 일정횟수 이상인지를 판단하는 과정과;

상기에서 일정 횟수를 초과하지 않는 경우 리턴되어 반복적인 동작을 실행하고 임계값 이상이 출력하는 차륜이 일정횟수 이상 검출되면 해당 차륜의 타이어 공기압에 이상이 있음을 통보하는 과정을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 타이어 공기압 판정장치는 차량 상태 감지부(10)와, 제어부(20), 메모리부(30) 및 표시부(40)로 이루어지는데, 차량 상태 감지부(10)는 자동차의 각 액슬에 연결되어 있는 각 차륜의 회전속도와 스티어링 휠의 회전 각도 및 현재의 차속 정보등 운행되는 자동차의 전반적인 상태정보를 검출하여 그에 대한 신호를 출력한다.

제어부(20)는 상기 검출되는 자동차의 상태 정보와 설정된 기준 맵 데이터를 연산하여 각 차륜의 타이어에 대한 공기압의 상태를 검출한 다음 그에 대한 신호를 출력한다.

메모리부(30)는 상기 제어부(20)의 운용에 대한 전반적인 동작 프로그램과 기준 맵 데이터값이 테이블로 설정된다.

표시부(40)는 상기 제어부(20)에서 인가되는 신호에 따라 각 차륜의 타이어에 대한 공기압의 정보를 문자나 그래픽 또는 바 코드(bar code) 등의 방법을 통해 디스플레이 한다.

상기에서 차량 상태 감지부(10)는 각각의 차륜에 대한 회전속도를 검출하는 휠속 검출부(11)와, 진행하는 방향을 변경하고자 조작하는 스티어링 휠의 각도 변화를 검출하는 조향각 검출부(12)와, 아웃풋 드리븐 기어에 피니언 결합되어 현재 운행되는 자동차의 차속을 검출하는 차속 검출부(13)로 이루어진다.

전술한 바와 같은 기능을 구비하여 이루어지는 시스템에서 선회시 타이어 공기압 판정을 실행하는 동작을 도 2 및 도 3과 같이 설명하면 다음과 같다.

자동차가 임의의 목적지로 운행하는 상태에서(스텝101) 진행하는 방향을 변경하고자 도시되지 않는 스티어링 휠을 진행하고자 하는 방향으로 소정의 각도 변경하게 되면 운행되는 자동차의 전륜이 스티어링 휠의 구동 방향으로 소정의 각도 변경되어 진행방향을 선회하게 된다.

이때, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 운행되는 자동차가 좌측으로 선회하는 경우 자동차에는 원심력이 작용하게 되어 무게 중심이 이동하게 되므로, 안쪽 차륜의 타이어에 작용하는 하중은 F - △F로 되고, 바깥쪽 차륜의 타이어에 작용하는 하중은 F + △F로 작용한다.

상기와 같이 운행되는 자동차가 임의의 방향으로 선행하는 상태에서 차량 상태 검출부(10)의 휠속 감지부(11)는 각 차륜의 회전 속도를 검출하고, 조향각 검출부(12)는 스티어링 휠의 구동에 따라 변화되는 조향각의 변위를 검출하며, 차속 검출부(13)는 현재의 주행속도에 대한 정보를 검출하여 검출되는 각각의 정보를 제어부(20)측에 인가한다(스텝102).

이때, 제어부(20)는 상기 검출되는 각각의 운행 상태 정보를 분석하며, 조향각의 변위에 대한 정보가 임의의 각도에서 일정시간, 일 예를 들어 1초 동안 유지하고 있는지를 판단한다(스텝103).

상기에서 조향각이 임의의 각도에서 일정시간을 유지하고 있는 것으로 판단되면 제어부(20)는 해당하는 조향각도에서 정상차륜상태의 속도값을 메모리부(30)에 설정된 맵 데이터로부터 판독한 다음(스텝104) 상기 휠속 감지부(11)에서 인가되는 신호로부터 각각의 차륜에 대한 회전속도를 검출한다(스텝105).

상기와 같이 정상차륜 상태의 속도값과 각 차륜에 대한 회전속도의 검출이 완료된 상태에서 차량 상태 감지부(10)의 조향각 검출부(12)에서 인가되는 신호가 조향각이 일정각도, 일 예를 들어 30°이상을 유지하는 우선회의 상태인가를 판단한다(스텝106).

상기에서 조향각이 일정각도 이상을 유지하는 우선회의 상태로 판단되면 제어부(20)는 상기 검출된 좌측 전륜의 회전속도에서 우측 전륜의 회전속도를 감산하여 연산한 값에서 정상 차륜 상태의 전륜속도를 감산하는 연산을 실행하여(스텝107), 연산된 값이 설정된 임계값 이상을 유지하고 있는지를 판단한다(스텝108).

상기 스텝108에서 연산된 값이 임계값 이상을 유지하고 있는 것으로 판단되면 좌측 전륜에 대한 카운터를 1회 증가시킨 다음(스텝109), 좌측 후륜의 회전속도에서 우측 전륜의 회전속도를 감산하여 연산한 값에서 정상 차륜 상태의 후륜속도를 감산하는 연산을 실행하여(스텝110), 연산된 값이 설정된 임계값 이상을 유지하고 있는지를 판단한다(스텝111).

상기 스텝111에서 연산된 값이 설정된 임계값 이상을 유지하고 있는 것으로 판단되면 좌측 후륜에 대한 카운터를 1회 증가시킨 다음 일정시간 이내에 임의의 차륜에 대한 속도차가 일정회수, 예를 들어 5회 이상 검출되는 지를 판단하여(스텝120), 속도차를 검출하지 못하면 각 차륜에 대한 타이어 공기압이 정상으로 판단하여 리턴되어 상술한 과정을 반복적으로 실행하고, 임의의 차륜에서 속도차를 검출하게 되면 해당 차륜의 타이어 공기압에 이상이 있는 것으로 판단하여(스텝121) 표시부(40)를 통해 문자나 그래픽 또는 바 코드를 통해 해당 차륜의 타이어 공기압 이상을 지시한다.

또한, 상기 스텝106에서 조향각이 우선회를 실행하고 있지 않은 상태이면 조향각이 일정각도, 일 예를 들어 30°이상을 유지하고 있는 좌선회의 상태인지를 판단한다(스텝113).

상기에서 조향각의 변화가 일정 각도 이상을 유지하고 있는 않으면 초기 동작을 리턴되고, 조향각의 변화가 일정각도 이상을 유지하고 있는 것으로 판단되면 제어부(20)는 상기 검출된 우측 전륜의 회전속도에서 좌측 전륜의 회전속도를 감산하여 연산한 값에서 정상 차륜 상태의 전륜속도를 감산하는 연산을 실행하여(스텝114), 연산된 값이 설정된 임계값 이상을 유지하고 있는지를 판단한다(스텝115).

상기 스텝115에서 연산된 값이 임계값 이상을 유지하고 있는 것으로 판단되면 우측 전륜에 대한 카운터를 1회 증가시킨 다음(스텝116), 우측 후륜의 회전속도에서 좌측 전륜의 회전속도를 감산하여 연산한 값에서 정상 차륜 상태의 후륜속도를 감산하는 연산을 실행하여(스텝117), 연산된 값이 설정된 임계값 이상을 유지하고 있는지를 판단한다(스텝118).

상기 스텝118에서 연산된 값이 설정된 임계값 이상을 유지하고 있는 것으로 판단되면 우측 후륜에 대한 카운터를 1회 증가시킨 다음 상술한 바와 같이 일정시간 이내에 임의의 차륜에 대한 속도차가 일정회수, 예를 들어 5회 이상 검출되는 지를 판단하여(스텝120), 속도차를 검출하지 못하면 각 차륜에 대한 타이어 공기압이 정상으로 판단하여 리턴되어 상술한 과정을 반복적으로 실행하고, 임의의 차륜에서 속도차를 검출하게 되면 해당 차륜의 타이어 공기압에 이상이 있는 것으로 판단하여(스텝121) 표시부(40)를 통해 문자나 그래픽 또는 바 코드를 통해 해당 차륜의 타이어 공기압 이상을 지시한다

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 운행되는 자동차가 선회하는 상태에서 각 차륜의 회전속도와 정상 상태 차륜의 회전값 연산을 통해 각 차륜에 대한 타이어의 공기압을 검출하여 지시하여 주므로 운행에 안정성과 쾌적한 승차감을 제공하며, 운전자의 타이어 유지 보수에 편리성을 제공한다.

Claims (8)

1. 타이어 공기압 검출장치에 있어서, 운행되는 자동차의 전반적인 상태 정보를 검출하는 차량 상태 검출수단과;

   상기 검출되는 상태정보와 설정된 기준 맵 데이터의 정보를 설정된 알고리즘으로 분석하여 각 차륜의 타이어 공기압을 검출하는 제어수단과;

   상기 제어수단의 운용 프로그램과 기준 맵 데이터의 테이블을 저장하는 메모리수단과;

   상기 제어수단에서 출력되는 각 차륜의 타이어 공기압에 대한 정보를 소정의 방법으로 표시하는 표시수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 판정장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 차량 상태 검출수단은 각 차륜에 대한 회전속도를 검출하는 휠속 검출부와;

   진행하는 방향을 변경하고자 조작하는 스티어링 휠의 각도 변화를 검출하는 조향각 검출부와;

   아웃풋 드리븐 기어에 피니언 결합되어 현재 운행되는 자동차의 차속을 검출하는 차속 검출부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 판정장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 메모리수단에는 각각이 조향각도에서 정상 차륜 상태의 속도값을 맵 데이터의 테이블로 설정하는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 판정장치.
4. 타이어 공기압 검출방법에 있어서, 운행되는 자동차가 임의의 방향으로 선회하는 경우 차속과 조향각의 변위에 대한 정보를 검출하는 과정과;

   상기에서 검출되는 조향각 변위에 대한 정보가 변화된 임의의 각도에서 설정된 일정시간을 연속하여 유지하고 있는지를 판단하는 과정과;

   상기 과정에서 조향각이 임의의 각도에서 일정시간을 유지하고 있는 것으로 판단되면 맵 데이터로부터 해당하는 조향각도에서 정상 상태의 차륜 속도값을 검출하고, 각 차륜에 대한 회전속도를 검출하는 과정과;

   상기의 과정을 통해 데이터의 검출이 완료되면 조향각이 일정각도 이상이 유지되어 임의의 방향으로 선회하고 있는 상태인지를 판단하는 과정과;

   상기에서 조향각이 일정각도 이상을 유지하는 선회의 상태이면 각 차륜의 회전속도에 대하여 소정의 연산을 실행한 다음 산출되는 값이 임계값 이상인지를 판단하는 과정과;

   상기 과정에서 연산된 값이 임계값 이상인 경우 카운터를 증가시키며 그 임계값을 초과하는 횟수가 일정횟수 이상인지를 판단하는 과정과;

   상기에서 일정 횟수를 초과하지 않는 경우 리턴되어 반복적인 동작을 실행하고 임계값 이상이 출력하는 차륜이 일정횟수 이상 검출되면 해당 차륜의 타이어 공기압에 이상이 있음을 통보하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 판정방법.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 과정에서 조향각이 변화된 임의의 각도에서 일정시간을 유지하지 않으면 차량의 상태 정보를 검출하는 초기 과정을 실행하는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 판정방법.
6. 청구항 4에 있어서, 데이터의 검출이 완료된 상태에서 조향각을 일정 각도 이상으로 유지하여 우측으로 회전하는 상태이면 상기 검출된 데이터로부터 좌측 전륜의 회전속도에서 우측 전륜의 회전속도를 감산하여 연산한 값에서 정상 차륜 상태의 전륜속도를 감산하여 연산하는 과정과;

   상기의 연산을 통해 산출된 값이 설정된 임계값 이상을 유지하고 있으면 좌측 전륜에 대한 카운터를 1회 증가시키는 과정과;

   좌측 후륜의 회전속도에서 우측 전륜의 회전속도를 감산하여 연산한 값에서 정상 차륜 상태의 후륜속도를 감산하여 연산하는 과정과;

   상기의 연산을 통해 산출된 값이 설정된 임계값 이상을 유지하고 있으면 좌측 후륜에 대한 카운터를 1회 증가시키는 과정과;

   상기의 동작을 통해 검출되는 임의의 차륜에 대한 속도차가 일정시간 이내에 일정회수 이상 검출되면 해당 차륜의 타이어 공기압에 이상이 있는 것으로 판단하여 공기압 이상을 지시하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 판정방법.
7. 청구항 4에 있어서, 상기 과정에서 데이터의 검출이 완료된 상태에서 조향각을 일정 각도 이상으로 유지하여 좌측으로 회전하는 상태이면 상기 검출된 데이터로부터 우측 전륜의 회전속도에서 좌측 전륜의 회전속도를 감산하여 연산한 값에서 정상 차륜 상태의 전륜속도를 감산하여 연산하는 과정과;

   상기의 연산을 통해 산출된 값이 설정된 임계값 이상을 유지하고 있으면 우측 전륜에 대한 카운터를 1회 증가시키는 과정과;

   우측 후륜의 회전속도에서 좌측 전륜의 회전속도를 감산하여 연산한 값에서 정상 차륜 상태의 후륜속도를 감산하여 연산하는 과정과;

   상기의 연산을 통해 산출된 값이 설정된 임계값 이상을 유지하고 있으면 우측 후륜에 대한 카운터를 1회 증가시키는 과정과;

   상기의 동작을 통해 검출되는 임의의 차륜에 대한 속도차가 일정시간 이내에 일정회수 이상 검출되면 해당 차륜의 타이어 공기압에 이상이 있는 것으로 판단하여 공기압 이상을 지시하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 판정방법.
8. 청구항 4에 있어서, 상기 과정에서 설정되는 시간은 1초로 하고, 조향각의 기준 각도는 30°로 하는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 판정방법.