KR900008140B1 - 타이어압력제어장치 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 도시된 콘트롤러와 저장통을 횡단하여 타이어와 휠을 보여주는 단면도.
제2도는 공기압력콘트롤러와 감지기의 단면도
제3도는 팽창모우드(inflate mode)에서의 콘트롤러의 도시도.
제4도는 수축모우드(deflate mode)에서의 콘트롤러의 도시도.
제5도는 콘트롤러와 저장통을 갖는 휠의 투시도, 부분단면도.
제6도는 장치의 전기블록다이어그램.
제7도는 차량운전자에게 보여지는 콘트롤판넬을 나타내는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 휠조립체 11 : 차축조립체
12 : 휠 14 : 타이어
15 : 표준밸브조립체 16 : 베어링
20 : 스티어링아암 21 : 충격흡수조립체
22 : 브라켓트 24 : 러그너트
25 : 러그볼트 26 : 차륜조립체
30 : 콘트롤러 31 : 내부표면
32 : 감지기 34 : 고압튜브저장통
37 : 외함 38 : 포오트
39 : 호오스 40 : 제2포오트
41 : 튜브 42 : 개구부
44 : 내부공동, 챔버 45 : 자석
46 : 플랜지 47 : 벨로우즈
48, 52 : 칼라 49 : 개구부
50 : 스프링 51, 73 : 채널
54 : 조정나사 57 : 외부공동
60 : 플레이트 61 : 코어
62 : 전기코일 65, 75 : 화살표
66 : 레버아암 67 : 슬롯
68, 77, 78 : 리세스 70 : 가동핀
71, 80 : 밸브 76 : 레버
79 : 핀 81 : 개구부
84 : 마이크로콘트롤러 85 : 마이크로프로세서
90, 91 : 스위치 92, 94, 96 : 도체
95 : 아날로그-디지탈 변환기 97 : 데이터프로세서
99 : 인-대쉬프로세서 100 : 조회표
101 : 디스플레이 102, 105 : 제어스위치
104 : 전류원 106 : 계기판
107 : 디스플레이버튼 110 : 지시계기
108, 109 : 고저표시버튼 111 : 사하표시버튼
112 : 프로그램버튼
본 발명은 차량을 운전하면서 각 타이어의 압력을 가시적으로 판독하고, 운전원에서 각 타이어의 압력을 팽창시키거나 수축시키도록 할 수 있게 하는 차랑에 장착된 타이어압력제어장치에 관한 것이다.
과거 수년 사이에 차량타이어압력을 감지하기 위한 몇가지 기술개발이 있었다. 이 기술개발들은 타이어압력이 저팽창 또는 과팽창상태에 있을때, 타이어결과에 해를 줄 수 있고 타이어를 파괴할 뿐만 아니라, 타이어의 낮은 또는 높은 압력이 차량운전특성에 심하게 영향을 끼치고 차량안전에 또한 영향을 줄수 있기 때문에 차량타이어에 대한 괌심으로부터 성장하였다.
타이어압력감지기의 기술발달로 각 휠에 장착되어 타이어압력을 나타내 주는 지시계기가 나왔다. 이 장치의 형은 1976년 6월 1일에 발행된 미합중국 특허 제3,961,309로의 고저타이어압력신호스위치에 게재되어 있다. 이 특허는 타이어압력이 정상압력범위 밖에 있을때, 휠에 가시적 또는 다른 지시방법으로 제공하는 몇몇가지를 제시하고 있다.
또한 운전자의 관점에서 바람직하게 비정상 범위조건을 표시해주는 타이어압력의 감지기와 원거리지시계기가 나와 있다. 1976년 8월 31일 발행된 미합중국 특허 제3,977,355호의 기계적 래칭(mechanical latching)을 가지는 저타이어압력경고장치와 1977년 1월 8일에 발행된 제4,004,271호의 저타이어압력경고장치는 이러한 형의 장치들을 제시하고 있다. 그러나, 이 장치들의 경우 단지 저압력경고신호가 운전자에게 전달된다.
다른형의 차량타이어압력감지지장치는 타이어온도를 감지하여 그 온도에 응답하여 타이어압력이 낮다라는 지시를 제공하기 위한 신호를 발생시킨다. 이 장치는 저타이어압력을 지시해 주는 원격감지가능신호를 발생시키기 위하여 전자기트랜스듀서를 이용한다. 자계내의 변화를 감지하고 차량운전자의 시점에서 가시적인 경고신호를 발생시키는 수신기가 휠로부터 분리된 위치에 위치한다. 이 형의 장치의 예가 1974년 12월 3일 발행된 미합중국 특허 제3,852,717호에 차량타이어의 비정상상태를 자동감지하기 위한 장치에 게제되어 있다. 타이어압력이 정상범위 밖에 있다는 사실을 지시하기 위한 유도결합장치가 1978년 12월 26일에 발행된 제4,131,878호의 공기타이어용감지기와, 1979년 4월 3일에 발행된 제4,148,008호의 타이어압력조절장치에 사용된다. 고정되어 위치하고 있는 홀효과(Hall effec)를 이용한 스위치는 1982년 5월 18일에 발행된 미합중국 특허 제4,330,774호의 타이어압력감지장치에 있어서 압력응답신호를 감지한다.
압력신호를 차량에 전달하기 위하여 휠에 위치한 라디오신호트랜스미터(radio signal transmitter)의 예가 1974년 5월 7일 발행된 미합중국 특허 제3,810,090호의 공기타이어저압조절 및 경고장치; 1982년 6월 8일에 발행된 특허 제4,334,215호의 공기타이어를 위한 열 및 압력의 연속감시장치에 설명되어 있다.
차량타이어의 압력을 감시하기 위한 선행기술장치의 확장으로서 1982년 5월 18일 발행된 미합중국 특허 제4,330,774호의 타이어압력감지장치에 게재된 것과 같이 과팽창된 타이어로부터 공기를 방출시키기 위한 진보된 장치가 나와있다. 차량의 운전중 저팽창된 타이어에 공기를 주입하기 위하여는 1978년 1월 10일 발행된 미합중국 특허 제4,067,376호의 타이어압력경고장치에 게재되어 있는 장치가 설명된다.
본 발명의 목적은 타이어압력을 차량운전자에게 감시해 주고 신호해 주며, 그리고 운전자에게 차량타이어의 어느 것이나 원하는 압력제한범위 안에서 압력을 유지할 수 있도록 공기를 방출시키거나 또는 공급할 수 있는 능력을 부여한 개선된 장치를 제공하는데 있다.
공기가 타이어에 흐르도록 하는데 위치한 제1밸브와 타이어로부터 고압공기저장통에 이르는 도관에 연결된 제2밸브를 가지는 한쌍의 밸브를 조절하기 위하여, 타이어압력감지기를 포함하며 차량의 회전가능 휠에 장착된 타이어내 공기압력을 감지하기 위한 장치가 타이어가 장착되는 휠의 내부쪽에 장착되도록 구성된다. 압력감지기는 또한 감지된 타이어압력에 응답하여 위치하고 있는 움직일 수 있는 자석과, 차량에 고정되어 위치하고 있는 자계 감지기를 포함하고 있어서 자석의 위치는 자계의 강도에 의하여 지시되고 자계가 감지되면 타이어공기압력에 응답하여 신호를 보내게 된다. 중앙제어장치가 각 타이어로부터 받은 신호를 조정하고 한 타이어로부터의 신호가 상당히 변화하면 타이어를 자동으로 팽창시키거나 또는 수축시키도록 하는 명령이 만들어 진다. 이에 부가하여 감지기는 전압을 인가하면 자석의 이동을 어느 한 방향으로 이동시켜서 제1밸브를 열게 하고, 그 다른 방향으로 이동시켜서 제2밸브를 열게 하면서 차량이 동작되고 휠이 동고있는 동안 타이어를 수축하거나 팽창시키도록 하는 고정되어 위치하고 있는 전자기코일로 구성된다. 그래서 동일한 트랜스듀서가 타이어압력과 타이어압력의 변화를 지시하기 위하여, 그리고 선택된 밸브를 가동시켜서 타이어압력을 올리거나 내리거나 하기 위하여 제공된다.
제1도에는 본 발명이 적용될 수 있는 차량의 표준 휠조립체(도시안됨)가 보여진다. 휠조립체(10)는 차량에 연장하여 차축조립체(11)상에 회전할 수 있게 지지된다. 휠(12)은 표준밸브조립체(15)를 통하여 팽창할 수 있는 타이어(14)를 지지한다. 그 휠은 베어링(16)에 의하여 차축(11)상에 지지되고 스티어링아암(20)과 충격흡수조립체(21)에 연결된다. 충격흡수조립체는 브라켓트(22)에 의하여 차축조립체에 장착된다. 러그볼트(25)에 물려있는 러그너트(24)는 차륜조립체(26)에 타이어와 휠조립체를 고정한다.
본 발명의 전반적인 목적은 차량운전자의 시점안에 차량타이어(14)의 각각의 공기압력을 지시하고 각 타이어의 타이어압력을 조절할 수 있게 하는데 있다. 따라서 충격흡수체의 브라켓트(22)에 고정된 감지기(32)를 갖는 휠(12)의 내부표면(31)에 인접해 위치한 콘트롤러(30)를 제공하고 있다. 또한 공기저장통으로서 제공된 고압력튜브(34)가 휠의 내부벽(31)에 반하여 위치된다. 제2도에 보여지는 것처럼, 콘트롤러는 고압저장통(34)에 이르는 호오스(39)에 연결된 포오트(38)를 갖는 외함(37)으로 구성된다. 제2포오트(40)는 휠의 내부벽(31)의 개구부(42)를 통과하여 지나감으로써 콘트롤러의 내부공동(44)(inner cavity)을 타이어와 동일한 공기압력에 노출시키는 튜브(41)로 구성되어 있다.
타이어압력을 감지하기 위하여 자석(45)은 플랜지(46)에 의하여 막 또는 벨로우즈(47)의 저단(lower end)에 고정된다. 벨로우즈의 타단은 자석이 통과하는 개구부(49)를 갖는 칼라(48)에 고정된다. 내부공동(44)내의 자석의 끝단은 조정나사(54)에 의하여 위치를 잡는 채널(51)과 칼라(52)사이에 뻗어 있는 스프링(50)에 의하여 편의하게 된다. 이런 방법으로 포오트(40)를 통하여 챔버(44)속으로 들어가는 타이어의 내부 공기압력은 외부공동(57)내의 대기의 힘과 타이어공기압력에 비례하는 스프링(50)의 당기는 힘에 반하여 자석(45)의 위치를 이동시킨다. 그래서 공기압력이 작을때 벨로우즈(47)를 미는 챔버(44)내의 공기압력은 공동(57)내 대기와 스프링(50)의 힘보다 작고 그 힘에 의하여 자석(45)을 플레이트(60)로부터 멀어지는 방향으로 이동시키게 한다. 이와 비슷하게 타이어내의 공기압력이 더 높다면 챔버(44)내 증가된 공기압력이 벨로우즈를 열게 하고 그로 인하여 자석(45)을 플레이트(60)쪽으로 이동하게 한다.
감지기(32)는 와이어코일(62)로 둘러싸여 있는 자기코어(61)로 구성되어 있다. 콘토롤러위의 끝단 플레이트(60)는 비자성체이므로 자석(45)의 자계가 콘트롤러로부터 뻗어 나가도록 한다. 자계는 충분히 강하여 콘트롤러가 감지기를 거쳐 이동될 때 코일(62)를 차단할 수 있다. 자속선을 자를 때 자속선수와 코일수에 비례하여 코일(62)에 전압이 발생된다. 그래서 자석(45)이 축방향으로 움직이는 것처럼 자계가 또한 축방향으로 움직이므로 코일(62)을 다소 차단하게 되며 그로 인하여 타이어(14)의 압력에 비례하여 코일(62)내에 신호를 주기 위하여 코일(62)내에 약간의 전압을 발생시킨다. 그 신호를 적절히 감지하는 것에 의하여 타이어압력 지시가 감지된다.
본 발명의 다른 특성에 따르면, 제어장치는 차량운전자로 하여금 차량운행동안 차량의 전·후타이어의 각각 또는 모든 타이어의 압력을 높이거나 줄이거나 할 수 있도록 한다. 이 목적상 콘트롤러는 공기가 타이어속으로 들어가도록 하거나 또는 공기가 타이어로부터 방출되도록 하기 위해 자석(45)을 당기거나 또는 밀어내는 전류를 전기코일(62)에 공급할 수 있다. 팽창모우드에서, 즉 공기를 타이어에 증가시키도록 하는 모우드에서 전류가 코일을 통하여 흐르므로 코어(61)내의 자계가 제3도에 보여진 것과같이 자석(45)을 당기도록 한다. 화살표(65)는 솔레노이드(60)를 당기는 방향을 나타낸다. 그래서 콘트롤러가 솔레노이드를 지날 때마다 자석(45)은 스프링(50)의 힘에 반하여 당겨진다. 한 끝단에서 자석내 슬롯(67)에 끼워 맞춰지고, 다른 끝단에서는 외함내 리세스(68)속으로 끼워 맞춰지는 레버아암(66)은 자석(45)과 연결된다. 그래서 자석(45)이 도면에서 좌에서 우로 당겨질때 레버아암은 시계방향으로 움직이도록 되고 채널(63)에 위치한 밸브(71)의 가동핀(70)과 접촉하도록 한다. 밸브(71)는 튜브가 없는 타이어에 사용되고 채널에 나사가 새겨진 밸브와 유사한 표준밸브이다. 그래서 밸브(71)는 개방되고 더 높은 압력의 공기가 공기저장통(34)으로부터 호오스(39)를 거쳐서 포오트(38)까지, 그리고 거기로부터 공동(44)속으로 그리고 튜브(41)를 거쳐서 타이어 속으로 흐르도록 한다. 자석(45)은 짧은 분출의 압력공기가 저장통으로부터 타이어에 들어가도록 하기 위하여 휠의 각 회전에 따라 실제로 매우 짧은 기간동안 가동되고 압력형성이 매우 점진적이고 잘 제어되도록 한다. 코일(62)이 비자화상태일때 자석은 타이어내의 압력을 표시하기 위한 위치에 남아 있다.
타이어가 과도압력상태에 있다면 코일(62)은 화살표(75)의 방향으로 힘을 일으켜 공기를 타이어로부터 방출시키도록 자화된다. 이 모우드에서 자석은 솔레노이드코일에 의하여 반발을 받게되고 스프링(50)은 압축된다. 이 작용은 자석의 리세스(77)와 외함내 리세스(78)사이에 지지되고 레버(76)로 하여금 밸브(80)의 핀(79)과 접촉하여 시계방향으로 선회하도록 하여 밸브를 열게한다. 밸브를 열면 공기가 챔버(44)로부터 채널(73)내 밸브를 거쳐 공동(57)과 개구부(81) 외부의 대기속으로 흐르게 된다. 이런 방법으로 밸브(80)는 타이어내의 공기압력이 원하는 양까지 중어들때까지 휠의 각 회전시 약간 열린다.
제6도에는 장치의 블록다이어그램이 보여진다. 그 안에 연결튜브(39 및 41)를 갖는 콘트롤러(30)가 다이어그램속에 보여진다. 휠의 회전할 때 솔레노이드감지기(32)를 포함한 (84)가 콘트롤러의 경로에 인접하여 장착된다. 휠에 장착된 콘트롤러에 의하여 발생된 자계가 솔레노이드감지기를 지나갈때 감지되는 신호는, 코일(62)에 발생하고 한쌍의 스위치(90 및 91)를 거쳐서 도체(92 및 94)와 아날로그-디지탈변환기(95)에로 지나가고 그 도체(96)를 거쳐 데이터프로세서(97)에 지나간다. 이 신호는 자계의 강도가 휠에 장착된 자석(45)의 위치에 비례하기 때문에 각 휠의 압력을 표시한다. 그래서 프로세서(97)는 신호를 수신하여 도체(98)를 통하여 인-대쉬프로세서(99)를 포함한 마이크로프로세서(85)에 조회표(100)를 가지고 디스플레이(101)에 디스플레이되는 그 신호를 제곱인치당파운드(psi) 또는 파스칼바아눈금으로 해석하기 위하여 전달한다. 복수개의 스위치(102)는 차량운전자 그 장치로 하여금 차량의 각 타이어의 압력을 판독하게 할수 있다.
휠내부의 압력을 변화시키려고 할때 적절한 제어스위치(102)가 원하는 휠과 압력을 선택하도록 가동되며, 그 정도가 디스플레이(101)에 보여진다. 스위치가 압력변화를 일으키도록 가동될때 프로세서(99 및 97)는 전류원(104)으로부터 코일(62)까지 공급되어지면 원하는 방향으로 전류를 흐르게 하는 스위치(90 및 91)에로 신호가 보내지도록 한다. 그래서 이전에 설명된 방법으로, 선택되 휠과 관련된 자석(45)은 타이어를 팽창 또는 수축시키는 원하는 방향으로 가동된다. 이런 방법으로 차량운전자는 각 타이어의 압력상태 즉 측정된 공기압력과 압력조정요구를 불러 일으킬 수 있는 압력변화에 대한 완전한 정보를 가지고 제어할 수 있게 된다.
동작중에 마이크로콘트롤러는 차량의 처음으로 제 속도까지 가속될때 각 타이어의 초기눈금을 검사하도록 조절된다. 각 타이어의 이 눈금은 기록되고 순차적인 눈금이 각 타이어를 위해 반복되고 변화를 감지하기 위하여 초기눈금과 비교된다. 만일 변화가 일어나면, 다른 타이어눈금을 검사하여 유사한 변화가 일어났는지를 알아본다. 만일 없다면, 변화된 타이어의 압력을 조정하도록 하는 행위가 자동적으로 일어난다. 또한 제어장치는 대기온도의 변화를 감지하고 조회표의 특성에 의하여 타이어압력에 대한 더 높은 더 낮은 온도의 영향을 이끌어 낼수 있다. 어느 한 타이어의 압력조정행위가 미리 설정된 시간으로 명령된 후에 차량운전자에게 보통 타이어지시계기(110)가 깜빡거리도록 함으로써, 운전자에게 그 타이어의 현 문제점을 환기시켜 주기 위한 경보를 낼수 있다. 그 타이어지시계기(110)는 제7도에 보여진다.
제7도에 보여진 디스플레이(105)는 디스플레이버튼(107)를 누를 때 선택된 휠의 타이어압력을 보여주는 계기판(106)으로 구성된다. 고·저표시버튼(108 및 109)은 각각 원하는 타이어압력모우드의 선택을 가능하도록 하는데 제공된다. 낮은 압력모우드는 보통 시내운행시 바람직하고 높은 압력모우드는 보통 고속도로 운행시 바람직하다. 이 압력을 설정하기 위하여 프로그램버튼(112)을 고·저표시버튼을 누른다음 설정된 제한범위를 선택하기 위하여 누른다. 그다음 상·하표시버튼(111)을 누르는 것에 의하여 타이어압력모우드를 선택할 수 있다. 지시계기(110)는 검사된 타이어를 나타낸다.
Claims (8)
- 회전하는 휠상에 타이어압력을 조절하기 위한 타이어압력제어장치에 있어서, 이 장치가; 휠에 부착되도록 배치하고, 타이어에 접속된 챔버를 가지며, 하나의 개구부(aperture)를 가지는 외함수단(housing means); 이 개구부안에서 미끄러지도록 배치된 자석수단(magnet means); 그 일단부의 주위에서 자석수단에 접속하고, 그 타단부의 주위에서 외함수단에 접속하여서, 타이어내 공기압력에 응답하여 개구부내 자석수단을 위치시키기 위하여, 그 일측상에서 타이어내 공기압력에 노출되고, 그 타측상에서 대기압에 노출되는 챔버의 일벽(a wall of the chamber)을 형성하게 되는 탄력있는(resilient) 벨로우즈; 선택된 위치에서 자석수단에 의하여 가동되는 상기 외함수단내에 배치되는 제1밸브수단; 휠에 의하여 이동되고, 제1밸브수단에 접속되어서, 자석수단에 의하여 제1밸브수단의 가동에 응답하여 챔버에 압력공기를 공급하는 압력공기원(a source of air under pressure); 그와 같이 회전하는 외함수단에 밀접한 거리에 위치하기 위한 트랜스듀서수단, 이 트랜스듀서수단에 대하여 그 회전에 응답하여 개구부(aperture)에 자석수단의 위치를 표시하는 출력을 생성하는 상기 트랜스듀서수단; 및 선택치(selected value)를 얻기 위한 출력에 응답하여 제어신호를 생성하기 위하여 트랜스듀서수단에 결합된 제어수단, 제1밸브수단을 가동하기 위하여 상기 선택된 위치에 자석수단을 위치시키도록 하는 트랜스듀서수단에 제어신호를 공급하여서, 타이어에 압력공기를 공급하는 상기 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어압력제어장치.
- 제1항에 있어서, 이 장치가; 그 제2선택위치에서 자석수단에 의한 가동에 응답하여 상기 챔버를 통기(vent)시키기 위하여 상기 외함에 배치되는 제2밸브수단; 제1선택치에 도달하는 상기 출력에 응답하여 제1제어신호를 생성하고, 제2선택치에 도달하는 상기 출력에 응답하여 제2제어신호를 생성하는 상기 제어수단; 및 제1 및 제2밸브의 하나를 가동시키기 위한 상기 제1 및 제2선택위치의 하나에 자석수단을 위치시키기 위하여 제1 및 제2제어신호의 하나를 공급하여서, 타이어내 공기압력을 변경시키게 하는 제어수단 및 트랜스듀서수단을 결합하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어압력제어장치.
- 제1항에 있어서, 상기 자석수단이 휠의 회전축에 거의 평행한 축을 따라 움직이도록 배치되는 것을 특징으로 하는 타이어압력제어장치.
- 제2항에 있어서, 자석수단의 상기 제1 및 제2선택위치가 개구부안에서 그 이동축을 따라 거의 반대의 위치에 있음을 특징으로 하는 타이어압력제어장치.
- 제4항에 있어서, 상기 트랜스듀서수단이 제1 및 제2제어신호의 적용에 응답하여 자석수단상에 흡입력 및 반발력을 생성하는 것을 특징으로 하는 타이어압력제어장치.
- 제2항에 있어서, 상기 제어수단이; 아날로그신호를 대표적인 디지탈신호로 번역하기 위한 아날로그-디지탈변환수단; 전류를 공급하도록 배치된 전류원; 트랜스듀서수단에 공급된 전류의 방향을 제어하기 위하여 상기 트랜스듀서수단과 상기 전류원에 결합된 회로수단; 및 상기 디지탈신호에 응답하여 상기 회로수단등을 제어하기 위하여 상기 아날로그-디지탈변환기 및 상기 회로수단에 결합된 처리수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어압력제어장치.
- 제6항에 있어서, 상기 처리수단이 상기 디지탈신호를 나타내는 출력신호를 생성하고, 타이어압력의 출력표시를 생성하기 위하여 상기 처리수단으로부터 상기 출력신호를 수신하도록 접속된 디스플레이수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어압력제어장치.
- 제6항에 있어서, 동작타이어압력을 선택하기 위하여 제어신호를 공급하기 위한 상기 처리수단에 접속된 입력제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어압력제어장치.
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