KR20090119214A - 자동차의 공기압 감지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 자동차의 공기압 감지 장치는 타이어 공기압의 적정 여부를 판단하기 용이하도록, 본 발명은 휠의 스포크에 방사상으로 부착되어 시그널을 발산하는 시그널 송신부, 상기 휠에 장착되어 타이어의 공기압을 측정하고, 상기 공기압과 설정 적정 값을 비교하여 상기 시그널의 개수를 결정하여 상기 시그널 송신부를 제어하는 공기압 제어부, 상기 휠의 회전 속도를 측정하는 휠 속도 센서, 상기 시그널의 개수를 수신하는 시그널 수신부 및 상기 회전 속도를 통하여 상기 휠의 한 회전 시간을 산출하고, 상기 한 회전 시간에 상기 시그널의 개수를 전송받아 상기 공기압 과부족 상태를 검출하는 전자제어유닛을 포함하는 자동차의 공기압 감지 장치를 제공한다.

공기압, 회전 속도, 시그널

Description

자동차의 공기압 감지 장치{Apparatus for detecting tire of air-pressure for automobile}

본 발명은 자동차의 공기압 감지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타이어 공기압의 적정 여부를 판단하기 용이한 자동차의 공기압 감지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 타이어는 레이욘과 나일론 등의 양질의 고무로 형성되고 내부에 적정 수준의 공기압이 충진되어, 엔진의 동력을 전달받아 회전되는 바퀴의 외주에 끼워져 일체로 회전되면서 차체를 지지하고, 주행 중 노면에서의 충격을 흡수하며, 제동 및 구동, 선회시 노면과의 미끄러짐을 방지한다.

그런데, 차량용 타이어는 공기압이 적정수준보다 이상적으로 높으면 주행 중에 트램핑 현상이 발생되어 승차감이 불량하며 타이어가 파손 또는 폭발되고, 공기압이 적정수준보다 이상적으로 낮으면 조향 조작력이 커지고 사이드 마모가 생기며 스탠딩웨이브 현상이 발생되므로 공기압이 적정수준을 유지한 상태에서 주행할 수 있도록 관리되어야 한다.

즉 운전자는 자신의 경험 또는 정비소를 통해 수시로 타이어의 공기압이 적 정수준인지를 판단해야 하고, 타이어의 공기압이 적정수준이 아닌 경우 타이어에 공기를 보충시키거나 빼내는 정비작업을 해야한다.

이러한, 타이어의 공기압을 측정하는 방법 중에는 압력센서로부터 측정된 공기압 정보와 해당 휠 위치에 대한 ID를 전자제어유닛으로 전달하는 RF 방식과 압력센서로부터 측정된 공기압 정보를 휠 회전 시마다 각 휠에서 전자기 방식 펄스를 통하여 전자제어유닛으로 전달하는 전자기식 방식을 취하고 있다.

종래 발명에 따른 RF 방식은 각각의 휠에 설치된 센서의 ID와 TPMS ECU상의 휠 위치에 대한 ID가 일치하여야 하고, 운전자가 타이어 편 마모 방지를 위해 휠을 교체 장착할 경우 보정이 필요하며, 주변의 타 차량과의 정보혼선 가능성 및 전파 노이즈 발생 가능성이 높은 문제점이 있다.

또한, 전자기식 방식은 발신부와 수신부의 간격이 멀어질 경우 신호 출력이 높아져야 함으로서, 이 방식을 사용하여 센서 시그널을 전달할 경우, 발신부와 수신부간의 간격이 mm 단위일 경우에만 사용 가능한 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 타이어 공기압의 적정 여부를 판단하기 용이한 자동차의 공기압 감지 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 자동차의 공기압 감지 장치는 휠의 스포크에 방사상으로 부착되어 시그널을 발산하는 시그널 송신부, 상기 휠에 장착되어 타이어의 공기압을 측정하고, 상기 공기압과 설정 적정 값을 비교하여 상기 시그널의 개수를 결정하여 상기 시그널 송신부를 제어하는 공기압 제어부, 상기 휠의 회전 속도를 측정하는 휠 속도 센서, 상기 시그널의 개수를 수신하는 시그널 수신부 및 상기 회전 속도를 통하여 상기 휠의 한 회전 시간을 산출하고, 상기 한 회전 시간에 상기 시그널의 개수를 전송받아 상기 공기압 과부족 상태를 검출하는 전자제어유닛을 포함한다.

본 발명의 자동차의 공기압 감지 장치는 운전자 취향에 따라 변경될 수 있는 타이어 특성에 따라 타이어의 적정 공기압을 설정함으로써 사용자 편의성 제공하는 효과가 있다.

또한, 승차인원, 적재 하중 등에 따른 전,후 타이어의 적정 공기압 변화 시 쉽게 변경할 수 있는 유연성을 제공하고, RF 방식이 아닌 비접촉식 센서의 송신부, 수신부를 사용함으로써 타 시스템, 차량으로의 노이즈 발생이 억제되어 공기압 측정에 대한 정확성이 높아지는 효과가 있다.

또한, 타이어의 장착 위치에 따른 ID 구분이 필요 없어, 예상할 수 있는 운전자의 타이어 편 마모 방지를 위한 타이어 교체 장착이 용이한 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자동차의 공기압 감지 장치에 관하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 공기압 감지 장치의 송신부가 장착된 휠 내측면을 나타내는 구성도이다.

도 1 을 참조하면, 자동차의 공기압 감지 장치는 휠(100)의 스포크에 방사상으로 부착되어 시그널을 발산하는 시그널 송신부(10), 휠(100)에 장착되어 타이어의 공기압을 측정하고, 상기 공기압과 설정 적정 값을 비교하여 상기 시그널의 개수를 결정하여 시그널 송신부(10)를 제어하는 공기압 제어부(20)를 포함한다.

여기서, 시그널 송신부(10)는 상기 시그널을 발산하도록 소정 각도로 이격되어 적어도 하나의 센서(11 내지 17)가 장착된다.

상기 소정 각도는 적어도 하나의 센서(11 내지 17)의 개수에 따라 달라질 수 있으며, 본 발명에서는 7개의 센서로 구성된 것으로 설명하며 이에 한정을 두지 않는다.

여기서, 공기압 제어부(20)는 상기 공기압을 측정하는 압력 센서(미도시) 및 상기 공기압과 설정 적정 값을 비교하여 상기 시그널의 개수를 결정하는 공기압 전자제어유닛(미도시)을 포함한다.

상기 압력 센서와 상기 공기압 전자제어유닛에 대한 자세한 설명은 하기에 기술한다.

공기압 제어부(20)는 상기 시그널의 개수를 결정하여 시그널 송신부(10)에 포함되는 적어도 하나의 센서(11 내지 17) 중 상기 시그널의 개수에 대응되는 수의 센서를 동작시킨다.

여기서, 적어도 하나의 센서(11 내지 17)는 엘이디(LED) 등과 같은 발광체일 수 있으며, 그 외에 외부에서 감지 가능한 다른 센서일 수 있다.

공기압 제어부(20)는 적어도 하나의 센서(11 내지 17)와 전력 라인(P)으로 연결된다. 여기서, 전력 라인(P)은 적어도 하나의 센서(11 내지 17)와 각각 연결될 수 있으며, 하나의 라인으로 연결될 수 있다.

도 2 는 본 발명에 따른 공기압 감지 장치의 수신부가 장착된 캘리퍼 브레이크의 측면을 나타내는 측면도이다.

도 2 를 참조하면, 자동차의 공기압 감지 장치는 캘리퍼 브레이크(110)에 부착되며, 시그널 송신부(10)로부터 발산된 시그널의 개수를 수신하는 시그널 수신부(30) 및 휠(100)의 회전 속도를 측정하는 휠 속도 센서(40)를 포함한다.

본 발명에서 휠 속도 센서(40)는 하나로 나타내었으나, 그 이상의 개수로 사용될 수 있다.

시그널 수신부(10)는 적어도 하나의 센서(11 내지 17) 중 발산하는 상기 시그널의 개수를 수신하여 차량의 전자 장비를 제어하는 전자제어유닛(미도시)으로 전달한다.

휠 속도 센서(40)는 휠(100)의 속도를 측정하여 상기 전자제어유닛으로 전달 한다.

도 3 은 본 발명에 따른 자동차의 공기압 감지 장치를 나타내는 기능 블록도이다.

도 1 및 도 3 을 참조하면, 자동차의 공기압 감지 장치는 시그널 송신부(10), 공기압 제어부(20), 시그널 수신부(30), 휠 속도 센서(40), 전자제어유닛(50) 및 외부 장치(60)를 포함한다.

시그널 송신부(10)는 공기압 제어부(20)의 제어에 따라 적어도 하나의 센서(11 내지 17)를 통하여 시그널을 발산한다.

공기압 제어부(20)는 타이어의 공기압을 측정하는 압력 센서(24), 상기 공기압과 비교되는 설정 적정 값을 입력하는 입력부(22), 상기 설정 적정 값을 저장하는 저장부(26) 및 상기 공기압과 상기 설정 적정 값을 비교하여 시그널 송신부(10)로 적어도 하나의 센서(11 내지 17)를 제어하는 공기압 전자제어유닛(28)을 포함한다.

여기서, 적어도 하나의 센서(11 내지 17)는 엘이디(LED) 인것으로 설명한다.

공기압 제어부(20)는 상기 공기압이 상기 설정 적정 값과 동일하거나 소정 오차 범위 내에 있는 경우 정상 상태로 판단하면 상기 시그널의 개수를 'O'으로 한다.

즉, 공기압 제어부(20)는 상기 공기압이 정상 상태이면, 적어도 하나의 센서(11 내지 17)로 전력 라인(P)으로 전압을 공급하지 않음으로써 상기 시그널이 발산되지 않도록 제어한다.

또한, 공기압 제어부(20)는 상기 공기압이 상기 설정 적정 값의 소정 오차 범위보다 작은 경우 공기 부족 상태로 판단하면, 상기 시그널의 개수를 "n"으로 한다.

따라서, 공기압 제어부(20)는 상기 공기 부족 상태이면 상기 시그널의 개수가 n개이므로, 적어도 하나의 센서(11 내지 17) 중 n개의 센서로 전압을 공급하여 상기 시그널이 발산되도록 제어한다.

마지막으로, 공기압 제어부(20)는 상기 공기압이 상기 설정 적정 값의 소정 오차 범위보다 큰 경우 공기 과 상태로 판단하면, 상기 시그널의 개수를 "m"으로 한다.

즉, 공기압 제어부(20)는 상기 공기 과 상태이면 상기 시그널의 개수가 m개 이므로, 적어도 하나의 센서(11 내지 17) 중 m개의 센서로 전압을 공급하여 상기 시그널이 발산되도록 제어한다.

예를 들어 설명하면 다음과 같다.

입력부(24)는 저장부(26)에 저장된 이전 설정 적정값을 초기화하고, 상기 설정 적정값을 재입력한다.

여기서, 공기압 전자제어유닛(28)은 상기 설정 적정값을 저장부(26)에 저장하며 압력 센서(24)를 통해 입력되는 상기 공기압과 상기 설정 적정값을 비교하여 적어도 하나의 센서(11 내지 17)로 상기 시그널이 발산되도록 제어한다.

이때, 공기압 전자제어유닛(28)은 상기 공기압이 정상 상태이면 적어도 하나의 센서(11 내지 17)가 동작되지 않도록 하며, 상기 공기 부족 상태이면 적어도 하 나의 센서(11 내지 17) 중 부족 량(%)에 따라 적어도 하나의 센서(11 내지 17) 중 최고 2개 이하 또는 7개의 센서에서 상기 시그널이 발산되도록 한다.

그리고, 공기압 전자제어유닛(28)은 상기 공기 과 상태이면 적어도 하나의 센서(11 내지 17) 중 과 량(%)에 따라 적어도 하나의 센서(11 내지 17) 중 최고 5개의 센서에서 상기 시그널이 발산되도록 한다.

이하, 자세한 설명은 도 4 를 통하여 설명한다.

시그널 수신부(30)는 적어도 하나의 센서(11 내지 17) 중 'n'개 또는 'm'개에서 상기 시그널이 발산되는 것을 수신하여, 상기 시그널 개수를 전자제어유닛(50)으로 전송한다.

또한, 휠 속도 센서(40)는 휠(100)의 회전 속도를 측정하여 전자제어유닛(50)으로 전송한다.

이때, 전자제어유닛(50)은 상기 회전 속도에 따라 휠(100)의 한 회전 시간을 산출하고, 상기 한 회전 시간에 상기 시그널 개수를 판단하여 상기 타이어의 공기압에 대한 상태를 외부 장치(60)에 나타낸다.

여기서, 외부 장치(60)는 차량 계기판, 부저 등과 같이 운전자가 확인 가능한 장치일 것이다.

도 4 는 본 발명에 따른 공기압 전자제어유닛의 제어로직을 나타내는 로직도이다.

도 4 를 참조하면, 공기압 전자제어유닛(28)은 압력 센서(24)로부터 입력되는 타이어의 공기압을 통하여 적어도 하나의 센서(11 내지 17) 중 'n'개 또는 'm' 개의 시그널이 발산되도록 제어한다.

여기서, 적어도 하나의 센서(11 내지 17)은 제1 센서(11), 제2 센서(12), 제3 센서(13), 제4 센서(14), 제5 센서(16), 제6 센서(16) 및 제7 센서(17)로 설명한다.

공기압 전자제어유닛(28)은 압력 센서(24)로부터 전달된 상기 공기압을 설정 적정값과 비교하여 공기압 정상 상태, 공기 부족 상태 및 공기 과 상태를 판단하여 적어도 하나의 센서(11 내지 17)에 시그널 발산을 위한 전압을 공급한다.

즉, 제1, 2, 3 센서(11, 12, 13)는 상기 공기 부족 상태인 경우 상기 시그널을 발산하는 센서이며, 부족 량(%)에 따라 시그널의 개수가 결정된다.

또한, 제4, 5, 6, 7 센서(14, 15, 16, 17)는 상기 공기 과 상태인 경우 상기 시그널을 발산하는 센서이며, 과 량(%)에 따라 시그널의 개수가 결정된다.

공기압 전자제어유닛(28)은 상기 공기압을 적어도 하나의 센서(11 내지 17) 각각의 설정 적정값, 즉 제1 내지 제7 설정 적정값과 비교하여 부족 량(%)에 따라 제1, 2 센서(11, 12) 중 적어도 하나가 발산되거나 제1 내지 제7 센서(11 내지 17)가 모두 발산되며, 과 량(%)에 따라 제3 내지 제7 센서(13 내지 17) 중 적어도 하나가 발산되도록 제어한다.

부족 량(%)에 따른 제1, 2 센서(11, 12)의 발산에 대하여 간단히 설명하면 다음과 같다.

공기압 전자제어유닛(28)은 제1 센서(11)의 발산 여부를 결정하기 위하여, 압력 센서(24)에서 측정된 상기 공기압과 비교부(80)의 제1 비교부(82)에서 제1 설 정 적정값과 비교한다.

이때, 제1 비교부(82)는 상기 제1 설정 적정값에 이득부(85)에서 제1 이득(A)을 곱한 값과 상기 공기압을 비교하여 비교 신호를 출력한다.

즉, 제1 비교부(82)는 상기 공기압이 상기 제1 설정 적정값 보다 크면 '0' 값을 가지는 상기 비교신호를 출력하고, 상기 공기압이 상기 제1 설정 적정값 이하이면 '1' 값을 가지는 상기 비교신호를 출력한다.

또한, 제2 비교부(82)는 상기 제2 설정 적정값에 이득부(85)에서 제2 이득(B)을 곱한 값과 상기 공기압을 비교하여 비교 신호를 출력한다.

즉, 제2 비교부(83)는 상기 공기압이 상기 제2 설정 적정값 보다 크면 '0'값을 가지는 상기 비교신호를 출력하고, 상기 공기압이 상기 제2 설정 적정값 이하이면 '1' 값을 가지는 상기 비교신호를 출력한다.

또한, 제3 비교부(84)는 상기 제3 설정 적정값에 이득부(85)에서 제3 이득(C)을 곱한 값과 상기 공기압을 비교하여 비교 신호를 출력한다.

제3 비교부(84)는 상기 공기압이 상기 제3 설정 적정값 보다 크면 '1'값을 가지는 상기 비교신호를 출력하고, 상기 공기압이 상기 제3 설정 적정값 이하이면 '0'값을 가지는 상기 비교신호를 출력한다.

이때, 제1 OR 게이트부(OR1)는 제1 비교부(82)의 비교 신호와 제2 비교부(83)의 비교 신호를 입력받아 게이트 로직에 따라 '1' 또는 '0'을 출력한다.

즉, 제1 OR 게이트부(OR1)는 제1 비교부(82)에서 '1', 제2 비교부(83)에서 '1'이 입력되면 출력값은 '1'이 되고, 이외의 값을 가지는 비교 신호가 입력되면 '0'을 출력한다.

여기서, 제1 OR 게이트부(OR1)의 출력은 제3 OR 게이트부(OR3)로 입력된다.

제2 OR 게이트부(OR2)는 제2 비교부(83)의 비교 신호와 제3 비교부(84)의 비교 신호를 입력받아 게이트 로직에 따라 '1' 또는 '0'을 출력한다.

즉, 제2 OR 게이트부(OR2)는 제2 비교부(83)에서 '1', 제3 비교부(84)에서 '1'이 입력되면 출력값은 '1'이 되고, 이외의 값을 가지는 비교 신호가 입력되면 '0'을 출력한다.

제3 OR 게이트부(OR3)는 제1, 2 OR 게이트부(OR1, OR2)에서 각각 '1'의 값이 입력되면 제1 센서(11)로 전압을 공급하여 발산하도록 한다.

또한, 제2 OR 게이트부(OR2)는 '1' 값을 출력하여 제2 센서(12)로 전압을 공급하여 발산하도록 하고, 제3 비교부(84)에서 '1'의 값을 가지는 비교 신호에 따라 제3 센서(13)를 발산하도록 한다.

도 4 에 나타낸 로직에서 OR 게이트를 사용하였으나, 다른 게이트를 사용할 수 있으며 이에 한정을 두지 않는다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위에 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 공기압 감지 장치의 송신부가 장착된 휠 내측면을 나타내는 구성도이다.

도 2 는 본 발명에 따른 공기압 감지 장치의 수신부가 장착된 캘리퍼 브레이크의 측면을 나타내는 측면도이다.

도 3 은 본 발명에 따른 자동차의 공기압 감지 장치를 나타내는 기능 블록도이다.

도 4 는 본 발명에 따른 공기압 전자제어유닛의 제어로직을 나타내는 로직도이다.

Claims (8)

1. 휠의 스포크에 방사상으로 부착되어 시그널을 발산하는 시그널 송신부;

   상기 휠에 장착되어 타이어의 공기압을 측정하고, 상기 공기압과 설정 적정 값을 비교하여 상기 시그널의 개수를 결정하여 상기 시그널 송신부를 제어하는 공기압 제어부;

   상기 휠의 회전 속도를 측정하는 휠 속도 센서;

   상기 시그널의 개수를 수신하는 시그널 수신부; 및

   상기 회전 속도를 통하여 상기 휠의 한 회전 시간을 산출하고, 상기 한 회전 시간에 상기 시그널의 개수를 전송받아 상기 공기압 과부족 상태를 검출하는 전자제어유닛을 포함하는 자동차의 공기압 감지 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 공기압에 대한 공기 과 또는 공기 부족 상태를 표시하는 외부 장치를 더 포함하는 자동차의 공기압 감지 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 공기압 제어부는,

   상기 설정 적정 값을 입력하는 입력부;

   상기 설정 적정 값을 저장하는 저장부; 및

   상기 공기압과 상기 설정 적정 값을 비교하여, 설정된 공기 과 상태 또는 부 족 상태에 따른 상기 시그널의 개수를 산출하는 공기압 전자제어유닛을 포함하는 자동차의 공기압 감지 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 입력부는,

   상기 저장부에 저장된 이전 설정 적정 값을 초기화시키고 상기 설정 적정 값을 입력하는 것을 특징으로 하는 자동차의 공기압 감지 장치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 공기압 전자제어유닛은,

   상기 공기압이 상기 설정 적정 값을 만족하는 정상 상태이면 상기 시그널 송신부로 상기 시그널이 발산되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차의 공기압 감지 장치.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 공기압 전자제어유닛은,

   상기 공기압이 상기 설정 적정 값보다 낮은 부족 상태이면 부족 량에 따라 상기 시그널 송신부로 2개 이하 또는 7개의 시그널이 발산되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차의 공기압 감지 장치.
7. 제 3 항에 있어서, 상기 공기압 전자제어유닛은,

   상기 공기압이 상기 설정 적정 값보다 높은 과 상태이면 과 량에 따라 상기 시그널 송신부로 3개 이상 5개 이하의 시그널이 발산되도록 제어하는 것을 특징으 로 하는 자동차의 공기압 감지 장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 전자제어유닛은,

   상기 회전 속도에 따라 상기 휠의 한 회전 시간을 산출하고, 상기 시그널 수신부에서 수신된 상기 시그널 개수를 산출하여 상기 공기압에 대한 공기 과 상태 또는 부족 상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 자동차의 공기압 감지 장치.

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