KR20180079987A

KR20180079987A - 공기입 타이어의 공기압제어 장치

Info

Publication number: KR20180079987A
Application number: KR1020170000811A
Authority: KR
Inventors: 김호수
Original assignee: 한국타이어 주식회사
Priority date: 2017-01-03
Filing date: 2017-01-03
Publication date: 2018-07-11
Also published as: KR101879118B1

Abstract

본 발명은 종래의 수동적인 TPMS(Tire Pressure Monitoring System) 및 TPC(Tire Pressure Control)의 단점을 보완하면서, 자동차 주행상태와 연동이 될 수 있도록 타이어 공기압을 자동으로 제어하는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 공기입 타이어의 공기압제어장치에 있어서, 타이어(100)들과, 상기 타이어(100)들의 공기압을 모니터링하는 타이어공기압모니터링장치(TPMS)(200)와, 각 타이어(100)의 목표공기압을 산출하는 목표공기압산출모듈(300)과, 각 타이어(100)에 상기 목표공기압을 주입 또는 배출하기 위한 펌프 및 밸브장치(400)와, 상기 펌프 및 밸브장치(400)를 제어하는 제어장치(500)를 포함하는 공기입 타이어의 공기압제어장치를 제공함으로써 상기의 과제를 해결하고자 한다.

Description

공기입 타이어의 공기압제어 장치{PRESSURE CONTROLLING DEVICE FOR PNEUMATIC TIRES}

본 발명은 공기입 타이어의 공기압제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수동적인 TPMS(Tire Pressure Monitoring System) 및 TPC(Tire Pressure Control)의 단점을 보완하면서, 자동차 주행상태와 연동이 될 수 있도록 타이어 공기압을 자동으로 제어하는 공기입 타이어의 공기압제어 장치에 관한 것이다.

차량용 공기입 타이어에 있어서, 타이어의 적정 공기압은 매우 중요한 사항이다. 공기압이 너무 작게 되면 하중 지지의 역할을 제대로 할 수 없고, 공기압이 너무 높게 되면 주행안락성도 저하되고, 타이어 접지 면적도 좁아져서 타이어의 접지력도 감소하게 된다. 따라서 최근 출시되는 고급 차량에는 여러 가지 방법으로 타이어의 공기압을 측정 또는 계산하여 운전자에게 피드백(Feedback)을 해주는 TPMS(Tire Pressure Monitoring System)이 장착되기도 한다. 운전자는 이 TPMS를 보고 공기압이 부족하다고 판단되면, 타이어 공기압을 보충할 수 있다.

보편적인 것은 아니지만 장거리 운행을 하는 일부 트럭 및 대형 버스의 경우 별도의 공기압 주입 시스템을 갖추어서, 주행 중에 운전자가 타이어 공기압을 실시간으로 체크하면서, 공기압 가감을 할 수도 있다.

또한 요즈음 고급 차량의 경우 에코(Eco), 안락모드(Comfort mode), 스포츠모드(Sport mode) 등의 여러가지 주행 모드를 선택할 수 있게 되어있는 바, 상기와 같은 운전자의 주행모드의 선택에 따라 전기제어장치매핑(ECU Mapping) 및 서스펜션세팅(Suspension Setting)이 주행 모드별 최적으로 상태로 변경되기도 한다.

이하, 타이어의 공기압을 제어하는 선행기술들을 살펴본다.

대한민국 등록특허 제10-0977355호 '타이어공기압제어시스템이 내장된 타이어 공기압 조절장치'는 타이어공기압제어시스템이 내장된 타이어 공기압 조절장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 자동차 휠의 림과 림 사이에 설치되는 압축공기탱크와 배기탱크; 상기 각 탱크와 전동밸브가 설치된 파이프를 통해 각각 연결되며 타이어의 공기튜브에 공기를 주입하거나 배기하도록 상기 공기튜브와 연결되어 있는 삼지연결관형태의 연결관과 상기 각 전동밸브의 개폐를 제어하는 밸브제어수단 및 상기 밸브제어수단을 제어하는 신호를 송수신하는 무선송수신기로 구성되는 연결부; 자동차 휠의 림과 타이어의 공기튜브 사이에 설치되어 타이어 공기압을 측정하는 압력센서와 상기 압력센서가 측정한 압력정보를 송신하는 무선송신기로 구성되는 센서부; 상기 센서부로부터 전달되는 공기압 정보를 전달받아 운전자에게 시각 또는 청각으로 제공하는 디스플레이부; 타이어의 공기압을 조절하기 위한 운전자의 조작에 대응하여 선택적으로 조작신호를 발생시키는 조작부; 상기 센서부로부터 무선으로 전달되는 공기압 정보를 수신하여 디스플레이부에 전달하고, 상기 조작부로부터 발생되는 조작신호를 수신한 후 이에 대응되는 밸브제어신호를 상기 밸브제어수단으로 전달하여 전동밸브의 개폐를 선택적으로 제어하는 제어수단과 상기 제어수단과 연통되어 있어 송수신되는 신호를 제어수단에 전달하여 제공하는 무선송수신기로 구성되는 제어부; 및 상기 자동차 휠의 외측에 돌출되어 설치되며, 상기 연결부와 센서부 및 제어부의 작동에 필요한 전력을 자체적으로 생산하여 각각 공급하는 전력공급부를 포함하여 구성된다. 제10-0977355호는 운전자는 직접 화면이나 음성으로 제공되는 각 타이어의 압력정보를 인식한 후 필요에 따라 직접 운전환경에 따라 타이어의 공기압을 증가시키거나 감소시켜 자동차 운행에 소요되는 유류소비량을 절감시킴으로써 자동차의 연비를 증가시킬 수 있다는 장점이 있고, 아울러 본 발명에는 직접 최적의 타이어 공기압 정보를 미리 제어부에 입력한 후에 수시로 수신되는 각 타이어의 압력정보에 따라 자동적으로 각 타이어에 공기를 주입하거나 배기시켜 운행환경 변화에 따른 최적의 타이어 공기압을 유지할 수 있도록 할 수 있다는 다른 장점이 있다. 또한, 제10-0977355호는 구성요소의 각 장치를 작동시키는 전력을 자가 발전을 통해 전기를 발생시킨 후 이를 저장하여 사용할 수 있도록 한다는 점에서 별도의 배터리가 필요하지 않을 뿐만 아니라 저전력을 요구하는 지그비 환경하에서 구동이 가능한 무선송수신기를 사용하도록 함으로써 친환경적이면서도 사용되는 에너지의 양을 절감시킬 수 있다는 또 다른 장점이 있다. 그러나 제10-0977355호는 타이어들의 일괄적인 공기압세팅만이 가능할 뿐 코너링, 제동, 가속시 등의 순간적인 타이어 공기압 요구수준을 충족시킬 수는 없었다.

대한민국 등록특허 제10-1534064호 '타이어 공기압 제어장치 및 그 제어방법'은 차량의 중량 감지 신호, 차량의 주행 관련 신호 및 차량의 외부환경 감지 신호 중 적어도 하나를 입력받는 입력부; 상기 입력부를 통해 입력되는 신호에 기초하여 타이어별 기준 공기압을 개별적으로 연산하는 제어부; 및 상기 제어부에서 연산된 타이어별 기준 공기압에 기초하여 타이어별 공기압을 개별적으로 조절하는 액추에이터를 포함하고, 상기 중량 감지 신호는 타이어별로 분배된 중량값을 포함하고, 상기 주행 관련 신호는 차량의 주행 도로 정보를 포함하며, 상기 외부환경 감지 신호는 외부 기온과 습도 정보를 포함하며, 상기 제어부는 상기 분배된 중량값이 클수록 상기 기준 공기압을 상대적으로 더 크게 연산하며, 상기 제어부는 차량이 주행하는 도로가 고속도로, 시내도로 또는 비포장 도로인지를 구별하여, 구별된 결과에 따라 서로 다른 기준 공기압을 연산하며, 상기 제어부는 외부 기온이 높을수록 상기 기준 공기압을 상대적으로 더 크게 연산하고, 외부 습도가 낮을수록 상기 기준 공기압을 상대적으로 더 크게 연산하는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 제어장치를 개시한 바 있다. 그러나 제10-1534064호 역시 타이어들의 일괄적인 공기압세팅만이 가능할 뿐 코너링, 제동, 가속시 등의 순간적인 타이어 공기압 요구수준을 충족시킬 수는 없었다.

대한민국 등록특허 제10-0977355호 '타이어공기압제어시스템이 내장된 타이어 공기압 조절장치', 공고일자 2010년08월20일 대한민국 등록특허 제10-1534064호 '타이어 공기압 제어장치 및 그 제어방법', 공개일자 2015년06월19일

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 일괄적인 타이어 공기압의 설정뿐 아니라 코너링, 가속 및 제동시에도 타이어공기압을 상황에 맞게 제어하는 공기입 타이어의 공기압제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 공기입 타이어의 공기압제어장치에 있어서, 타이어(100)들과, 상기 타이어(100)들의 공기압을 모니터링하는 타이어공기압모니터링장치(TPMS)(200)와, 각 타이어(100)의 목표공기압을 산출하는 목표공기압산출모듈(300)과, 각 타이어(100)에 상기 목표공기압을 주입 또는 배출하기 위한 펌프 및 밸브장치(400)와, 상기 펌프 및 밸브장치(400)를 제어하는 제어장치(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 공기압제어장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 목표공기압산출모듈(300)은 장시간 주행으로 인한 타이어(100) 내부온도 및 공기압 상승시 공기압을 기설정된 기준공기압(P_OE)의 90~110%로 유지시키기 위한 장시간주행모듈(310)을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 목표공기압산출모듈(300)은 주차 및 정차시 타이어(100)의 공기압을 기설정된 기준공기압(P_OE)으로 복원시키는 주정차모듈(320)을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 목표공기압산출모듈(300)은 운전자의 선택에 따라 타이어(100)의 공기압을 임의 조절할 수 있는 주행모드별추가공기압조절모듈(330)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 차량의 코너링(Cornerning)시 회전 외측타이어(110)의 공기압을 상승시키고, 회전 내측타이어(120)의 공기압을 저감시키는 코너링모듈(340)을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 코너링모듈(340)은 코너링에 따른 횡방향하중이동값(LLT(Lateral Load Transfer))을 하기의 식1)에서와 같이 설정하고, 식1) LLT(Lateral Load Transfer) = mah/T, 회전 외측타이어(110)의 공기압(P_Out)을 하기의 식2)에서와 같이 설정하며, 식2) P_Out=P_OE*(1+LLT/(mg/2)*α), 회전 내측타이어(120)의 공기압(P_In)을 하기의 식3)에서와 같이 설정하고, 식3) P_In=P_OE*(1-LLT/(mg/2)*α), 상기 식1) 내지 식3)에서의 변수 중, a는 횡가속도, h는 차량무게중심까지의 높이, T는 타이어간의 간격이며, 코너링시 공기압보정인자인 α는 0.1~0.3으로 설정될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 목표공기압산출모듈(300)은 차량의 제동시 전륜타이어(130)의 공기압을 상승시키고, 후륜타이어(140)의 공기압을 저감시키는 제동모듈(350)을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기의 제동모듈(350)은 주행방향하중이동값(Longitudinal Load Transfer(LT))을 하기의 식4)와 같이 설정하고, 식4) LT= mb/W, 제동시 전륜타이어(130)의 공기압(P_front)은 하기의 식5)와 같이 설정하며, 식5) P_Front=P_OE*(1+LT/(mg/2)*β), 제동시 후륜타이어(140)의 공기압(P_rear)은 하기의 식6)과 같이 설정하고, 식6) P_Rear=P_OE*(1-LT/(mg/2)*β), 상기 식4) 내지 식6)에서의 변수 중, W는 전후륜간의 휠베이스이고, b는 주행방향의 가속도이며, 제동시 공기압 보정인자인 β는 0.1~0.3일 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 목표공기압산출모듈(300)은 차량의 가속시 전륜타이어(130)의 공기압을 저감시키고, 후륜타이어(140)의 공기압을 증가시키는 가속모듈(360)을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기의 가속모듈(360)은 주행방향하중이동값(Longitudinal Load Transfer(LT))을 하기의 식4)와 같이 설정하고, 식4) LT= mb/W, 가속시 전륜타이어(130)의 공기압(P_front)은 하기의 식7)과 같이 설정하며, 식7) P_Front=P_OE*(1-LT/(mg/2)*β), 가속시 후륜타이어(140)의 공기압(P_rear)은 하기의 식8)과 같이 설정하고, 식8) P_Rear=P_OE*(1+LT/(mg/2)*β), 상기 식4), 식7) 및 식8)에서의 변수 중, W는 전후륜간의 휠베이스이고, b는 주행방향의 가속도이며, 제동시 공기압 보정인자인 β는 0.1~0.3일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 주행중 타이어의 공기압을 실시간으로 최적의 주행상태에 맞도록 조정을 함으로써, 차량 및 타이의의 성능을 최상의 상태로 유지시켜 주는 효과가 있다. 즉, 1) 기본 주행시 적정 OE 타이어 공기압 유지를 통한 최적 차량 성능 확보, 2) 차량 주행모드에 맞는 타이어 공기압 설정을 통한 타이어 성능 조율 가능, 3) 주행조건에 따른 자동 타이어 공기압 보정을 통한 최적 타이어 성능 유지 및 내구성 확보의 효과를 기대할 수 있다. 특히, 코너링(Cornerning)시에는 회전 반경 바깥쪽, 제동시에는 전륜, 가속시에는 후륜쪽으로 하중이동(Load Transfer)이 발생하여 갑작스런 타이어 힘 불균형이 발생하고, 하중을 더 많이 받는 타이어에는 그만큼 하중 부하율이 높아지게 되기때문에, 장기적으로 이런 하중이동 발생시 타이어에는 압축, 인장이 반복되어 피로파괴로 이어진다. 따라서 하중이동(Load Tranfer)이 발생하는 쪽 타이어 공기압을 올려주게 되면 안정적인 접지형상 유지 및 타이어 내구성이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 공기입 타이어의 공기압제어 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 공기입 타이어의 공기압제어 장치의 코너링시의 공기압 제어를 설명하는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 공기입 타이어의 공기압제어 장치의 제동시의 공기압 제어를 설명하는 설명도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 공기입 타이어의 공기압제어 장치의 구성도이다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 공기입 타이어의 공기압제어장치에 있어서, 타이어(100)들과, 상기 타이어(100)들의 공기압을 모니터링하는 타이어공기압모니터링장치(TPMS)(200)와, 각 타이어(100)의 목표공기압을 산출하는 목표공기압산출모듈(300)과, 각 타이어(100)에 상기 목표공기압을 주입 또는 배출하기 위한 펌프 및 밸브장치(400)와, 상기 펌프 및 밸브장치(400)를 제어하는 제어장치(500)를 포함하는 공기입 타이어의 공기압제어장치를 제공한다. 상기와 같은 구성에 따라 타이어공기압모니터링장치(TPMS)(200)가 타이어별로 가해지는 하중에 따른 공기압의 번화를 감지하고, 이 감지된 정보를 기반으로 타이어공기압모니터링장치(TPMS)(200)가 각 타이어의 공기압을 균일하도록 설정한 뒤, 상기 펌프 및 밸브장치(400)를 통해 각 타이어(100)에게 공기압을 배분하게 된다.

한편, 차량이 장시간 주행하게 되면 타이어의 내부온도가 높아져 공기압이 상승하게 된다. 이러한 현상은 150km/h를 넘는 고속주행시에도 발생할 수 있다. 상기 목표공기압산출모듈(300)은 장시간 주행으로 인한 타이어(100) 내부온도 및 공기압 상승시 공기압을 기설정된 기준공기압(P_OE)의 90~110%로 유지시키기 위한 장시간주행모듈(310)을 포함하는 것이 바람직하다. 주행이 끝난 뒤 상기 목표공기압산출모듈(300)은 주차 및 정차시 타이어(100)의 공기압을 기설정된 기준공기압(P_OE)으로 복원시키는 주정차모듈(320)을 포함한다.

운전자의 선택에 따라 상기 목표공기압산출모듈(300)은 타이어(100)의 공기압을 임의조절할 수 있는 주행모드별추가공기압조절모듈(330)를 포함할 수 있다. 공기압이 비교적 적은 타이어에서는 사용자가 안락감을 느낄 수 있고, 기준공기압(P_OE)에서는 주행시 핸들링 성능이 최적화되며, 타이어의 공기압이 비교적 높을 경우에는 상대적으로 높은 연비의 주행이 가능하다. 이에 따라, 사용자는 안락모드(comfort mode)로서 기준공기압(P_OE)의 80~90%의 공기압을 선택할 수 있고, 드라이빙모드로서 기준공기압(P_OE)의 90~110%의 공기압을 선택할 수 있으며, 연비모드로서 기준공기압(P_OE)의 110~120%의 공기압을 선택할 수 있다. 이러한 사용자의 모드 선택에 따라 주행모드별추가공기압조절모듈(330)이 타이어의 공기압을 제어해주게 된다.

또한, 본 발명은 차량의 목표공기압산출모듈(300)이 코너링(Cornerning)시 회전 외측타이어(110)의 공기압을 상승시키고, 회전 내측타이어(120)의 공기압을 저감시키는 코너링모듈(340)을 포함한다. 도 2의 첫 번째 그림에 도시된 바와 같이, 코너링하지 않는 상태에서는 외측타이어(110)에 걸리는 부하(Fo0)와 내측타이어(120)에 걸리는 부하(Fi0)가 mg/2로서 동일하다. 그러나 코너링시에는 도 2의 두 번째 그림에서 도시된 바와 같이 하중의 이동이 발생하여 외측타이어(110)에 걸리는 부하(FoC)와 내측타이어(120)에 걸리는 부하(FiC)가 횡방향하중이동값(LLT(Lateral Load Transfer)) 만큼 변화가 생기게 된다. 이때, mg x T/2 + ma x h - FoC x T = 0의 관계식이 성립하게 되고, 따라서, FoC = mg/2 + mah/T가 된다.

이에 따라, 상기 코너링모듈(340)은 코너링에 따른 횡방향하중이동값(LLT(Lateral Load Transfer))을 하기의 식1)에서와 같이 설정하고,

식1) LLT(Lateral Load Transfer) = mah/T

회전 외측타이어(110)의 공기압(P_Out)을 하기의 식2)에서와 같이 설정하며,

식2) P_Out=P_OE*(1+LLT/(mg/2)*α)

회전 내측타이어(120)의 공기압(P_In)을 하기의 식3)에서와 같이 설정하고,

식3) P_In=P_OE*(1-LLT/(mg/2)*α)

상기 식1) 내지 식3)에서의 변수 중, a는 횡가속도, h는 차량무게중심까지의 높이, T는 타이어간의 간격이며, 코너링시 공기압보정인자인 α는 0.1~0.3으로 설정되는 것이 바람직하다.

즉, 외측타이어(110)에는 LLT만큼 부하를 더하고, 내측타이어(120)에는 LLT만큼 부하를 감하여 공기압을 산출하는 것이다. 코너링모듈(340)에 의해 산출된 상기의 각 타이어의 공기압은 제어장치(500)에 의해 펌프 및 밸브장치(400)를 통해 조절되게 된다.

본 발명은 이에 나아가, 도 3에 도시된 바와 같이, 목표공기압산출모듈(300)은 차량의 제동시 전륜타이어(130)의 공기압을 상승시키고, 후륜타이어(140)의 공기압을 저감시키는 제동모듈(350)을 포함한다.

상기의 제동모듈(350)은 주행방향하중이동값(Longitudinal Load Transfer(LT))을 하기의 식4)와 같이 설정하고

식4) LT= mb/W

제동시 전륜타이어(130)의 공기압(P_front)은 하기의 식5)와 같이 설정하며,

식5) P_Front=P_OE*(1+LT/(mg/2)*β)

제동시 후륜타이어(140)의 공기압(P_rear)은 하기의 식6)과 같이 설정하고,

식6) P_Rear=P_OE*(1-LT/(mg/2)*β)

상기 식4) 내지 식6)에서의 변수 중, W는 전후륜간의 휠베이스이고, b는 주행방향의 가속도이며, 제동시 공기압 보정인자인 β는 0.1~0.3인 것이 바람직하다. 즉, 전륜타이어(130)에는 LLT만큼 부하를 더하고, 후륜타이어(140)에는 LLT만큼 부하를 감하여 공기압을 산출하는 것이다. 코너링모듈(340)에 의해 산출된 상기의 각 타이어의 공기압은 제어장치(500)에 의해 펌프 및 밸브장치(400)를 통해 조절되게 된다.

또한, 본 발명은 상기 목표공기압산출모듈(300)은 차량의 가속시 전륜타이어(130)의 공기압을 저감시키고, 후륜타이어(140)의 공기압을 증가시키는 가속모듈(360)을 포함하는 공기입 타이어의 공기압제어장치를 제공한다.

상기의 가속모듈(360)은 주행방향하중이동값(Longitudinal Load Transfer(LT))을 하기의 식4)와 같이 설정하고

식4) LT= mb/W

가속시 전륜타이어(130)의 공기압(P_front)은 하기의 식7)과 같이 설정하며,

식7) P_Front=P_OE*(1-LT/(mg/2)*β)

가속시 후륜타이어(140)의 공기압(P_rear)은 하기의 식8)과 같이 설정하고,

식8) P_Rear=P_OE*(1+LT/(mg/2)*β)

상기 식4), 식7) 및 식8)에서의 변수 중, W는 전후륜간의 휠베이스이고, b는 주행방향의 가속도이며, 제동시 공기압 보정인자인 β는 0.1~0.3인 것이 바람직하다. 즉, 제동의 경우와 반대로 전륜타이어(130)에는 LLT만큼 부하를 감하고, 후륜타이어(140)에는 LLT만큼 부하를 더하여 공기압을 산출하는 것이다. 상술한 바와 같이, 코너링모듈(340)에 의해 산출된 상기의 각 타이어의 공기압은 제어장치(500)에 의해 펌프 및 밸브장치(400)를 통해 조절되게 된다.

상기와 같은 구성에 따라, 본 발명은 하중이동(Load Transfer)이 발생하여 갑작스런 타이어 힘 불균형이 발생하는 경우, 이동된 하중만큼 부하를 계산하여 공기압을 배분함으로써 하중이동에 의한 압축, 인장의 반복으로 인한 피로파괴를 효과적으로 예방하고 안정적인 접지형상 유지 및 타이어 내구성이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 타이어
110: 외측타이어
120: 내측타이어
130: 전륜타이어
140: 후륜타이어
200: 타이어공기압모니터링장치(TPMS)
300: 목표공기압산출모듈
310: 장시간주행모듈
320: 주정차모듈
330: 주행모드별추가공기압조절모듈
340: 코너링모듈
350: 제동모듈
360: 가속모듈
400: 펌프 및 밸브장치
500: 제어장치

Claims

공기입 타이어의 공기압제어장치에 있어서,
타이어(100)들과, 상기 타이어(100)들의 공기압을 모니터링하는 타이어공기압모니터링장치(TPMS)(200)와, 각 타이어(100)의 목표공기압을 산출하는 목표공기압산출모듈(300)과, 각 타이어(100)에 상기 목표공기압을 주입 또는 배출하기 위한 펌프 및 밸브장치(400)와, 상기 펌프 및 밸브장치(400)를 제어하는 제어장치(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 공기압제어장치.
제1항에 있어서,
상기 목표공기압산출모듈(300)은 장시간 주행으로 인한 타이어(100) 내부온도 및 공기압 상승시 공기압을 기설정된 기준공기압(P_OE)의 90~110%로 유지시키기 위한 장시간주행모듈(310)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 공기압제어장치.
제1항에 있어서,
상기 목표공기압산출모듈(300)은 주차 및 정차시 타이어(100)의 공기압을 기설정된 기준공기압(P_OE)으로 복원시키는 주정차모듈(320)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 공기압제어장치.
제1항에 있어서,
상기 목표공기압산출모듈(300)은 운전자의 선택에 따라 타이어(100)의 공기압을 임의 조절할 수 있는 주행모드별추가공기압조절모듈(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 공기압제어장치.
제1항에 있어서,
차량의 코너링(Cornerning)시 회전 외측타이어(110)의 공기압을 상승시키고, 회전 내측타이어(120)의 공기압을 저감시키는 코너링모듈(340)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 공기압제어장치.
제5항에 있어서,
상기 코너링모듈(340)은 코너링에 따른 횡방향하중이동값(LLT(Lateral Load Transfer))을 하기의 식1)에서와 같이 설정하고,
식1) LLT(Lateral Load Transfer) = mah/T
회전 외측타이어(110)의 공기압(P_Out)을 하기의 식2)에서와 같이 설정하며,
식2) P_Out=P_OE*(1+LLT/(mg/2)*α)
회전 내측타이어(120)의 공기압(P_In)을 하기의 식3)에서와 같이 설정하고,
식3) P_In=P_OE*(1-LLT/(mg/2)*α)
상기 식1) 내지 식3)에서의 변수 중,
a는 횡가속도, h는 차량무게중심까지의 높이, T는 타이어간의 간격이며,
코너링시 공기압보정인자인 α는 0.1~0.3으로 설정되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 공기압제어장치.
제1항에 있어서,
목표공기압산출모듈(300)은 차량의 제동시 전륜타이어(130)의 공기압을 상승시키고, 후륜타이어(140)의 공기압을 저감시키는 제동모듈(350)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 공기압제어장치.
제7항에 있어서,
상기의 제동모듈(350)은 주행방향하중이동값(Longitudinal Load Transfer(LT))을 하기의 식4)와 같이 설정하고
식4) LT= mb/W
제동시 전륜타이어(130)의 공기압(P_front)은 하기의 식5)와 같이 설정하며,
식5) P_Front=P_OE*(1+LT/(mg/2)*β)
제동시 후륜타이어(140)의 공기압(P_rear)은 하기의 식6)과 같이 설정하고,
식6) P_Rear=P_OE*(1-LT/(mg/2)*β)
상기 식4) 내지 식6)에서의 변수 중,
W는 전후륜간의 휠베이스이고, b는 주행방향의 가속도이며,
제동시 공기압 보정인자인 β는 0.1~0.3인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 공기압제어장치.
제1항에 있어서,
상기 목표공기압산출모듈(300)은 차량의 가속시 전륜타이어(130)의 공기압을 저감시키고, 후륜타이어(140)의 공기압을 증가시키는 가속모듈(360)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 공기압제어장치.
제9항에 있어서,
상기의 가속모듈(360)은 주행방향하중이동값(Longitudinal Load Transfer(LT))을 하기의 식4)와 같이 설정하고
식4) LT= mb/W
가속시 전륜타이어(130)의 공기압(P_front)은 하기의 식7)과 같이 설정하며,
식7) P_Front=P_OE*(1-LT/(mg/2)*β)
가속시 후륜타이어(140)의 공기압(P_rear)은 하기의 식8)과 같이 설정하고,
식8) P_Rear=P_OE*(1+LT/(mg/2)*β)
상기 식4), 식7) 및 식8)에서의 변수 중,
W는 전후륜간의 휠베이스이고, b는 주행방향의 가속도이며,
제동시 공기압 보정인자인 β는 0.1~0.3인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 공기압제어장치.