KR100411796B1 - Air pressure control method of a tire for vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량에 장착되어진 타이어의 공기압을 제어하는 방법에 관한 것으로, 브레이크 감지수단에서 차량의 답력과 종가속도의 신호를 입력받아 차량이 급제동상태인가를 판별하는 단계와; 차량이 급제동상태이면 노면감지수단에 의해 차량의 휠 감속도 기울기 값으로부터 노면상태를 판별하여 주행중인 노면이 마른 노면인 경우에는, 공기압제어수단에 의해 각 타이어의 공기압을 차량 속도에 해당 하는 값만큼 감소시켜서, 타이어 접지면적을 차량 속도에 상응하게 확대하는 단계와; 주행중인 노면감지수단에 의해 감지된 노면이 젖은 노면인 경우에는, 차량 속도와 공기압에 의해 결정되는 마찰계수의 상호 관계를 고려해서 공기압제어수단에 의해 타이어와 젖은 노면간의 마찰계수가 최대값을 이루도록 타이어의 공기압을 제어하는 단계;를 포함하여 구성한 타이어의 공기압을 제어하는 방법으로 되어, 차량의 주행 안전성이 향상되도록 된 것이다.The present invention relates to a method of controlling the air pressure of a tire mounted on a vehicle, the method comprising: determining whether the vehicle is in a sudden braking state by receiving signals of the vehicle's pedaling force and the longitudinal acceleration from the brake detecting means; If the vehicle is in a sudden braking state, the road surface detection means determines the road surface state from the inclination value of the vehicle, and if the road surface being driven is dry, the air pressure control means sets the air pressure of each tire by a value corresponding to the vehicle speed. Reducing the tire ground area to correspond to the vehicle speed; If the road surface detected by the road surface sensing means is wet, the friction coefficient between the tire and the wet road surface is maximized by the pneumatic pressure control means in consideration of the correlation between the friction coefficient determined by the vehicle speed and the air pressure. Controlling the air pressure of the tire; it is a method of controlling the air pressure of the configured tire, so that the driving safety of the vehicle is to be improved.
Description
본 발명은 차량에 장착되어진 타이어의 공기압을 제어하는 방법에 관한 것으로, 특히 젖은 노면을 주행중인 상태에서의 차량 제동이 만족스럽게 이루어지도록 하는 차량의 타이어 공기압 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling the air pressure of a tire mounted on a vehicle, and more particularly, to a method for controlling tire air pressure of a vehicle to satisfactorily brake a vehicle while driving on a wet road surface.
주지된 바와 같이, 차량의 제동거리는 차량의 주행 안전성을 결정하는 주요한 요소이고, 특히 교통사고시 급제동상태에 따라서 차량 탑승자의 상해정도가 결정되므로, 차량 급제동시의 제동력을 향상시키기 위한 방안이 다방면으로 연구되고 있다.As is well known, the braking distance of the vehicle is a major factor in determining the driving safety of the vehicle, and in particular, the degree of injury of the occupant of the vehicle is determined according to the sudden braking state in a traffic accident. It is becoming.
이에 도 1에 도시된 바와 같은 방안이 제시되었는데, 이에 대해 설명해 보면, 우선 차량에 장착된 4개의 타이어(a,b,c,d)에 압력감지센서(1a,1b,1c,1d)를 개별적으로 설치하고, 각 타이어(a,b,c,d)에 연통된 타이어 공압라인(5a,5b,5c,5d)에 공기압 제어수단(4)을 설치하며, 이들 압력감지센서(1a,1b,1c,1d)와 공기압 제어수단(4)을 전기적으로 제어수단(2)에 연결하는데, 이 제어수단(2)에는 브레이크패달의 작동상태를 감지하는 브레이크 감지수단(3)이 연결된다.Therefore, a method as shown in FIG. 1 has been presented. Referring to this, first, pressure sensors 1a, 1b, 1c, and 1d are individually applied to four tires a, b, c, and d mounted on a vehicle. And pneumatic pressure control means (4) in the tire pneumatic lines (5a, 5b, 5c, 5d) connected to the tires (a, b, c, d), and the pressure detecting sensors (1a, 1b, 1c, 1d and the pneumatic pressure control means 4 are electrically connected to the control means 2, which is connected to the brake detection means 3 for detecting the operating state of the brake pedal.
이를 참고하여 종래 타이어 공기압 제어방법을 설명해 보면, 브레이크 감지수단(3)을 통해서 입력되는 값을 제어수단(2)에서 판별하여, 브레이크 감지수단(3)으로부터의 입력값이 급제동조건을 만족하면, 제어수단(2)에서 공기압 제어수단(4)으로 제어신호를 출력하여, 각 타이어(a,b,c,d)의 공기압이 차량속도에 상응하는 임의의 값만큼 감소되도록 한다. 상기 각 타이어(a,b,c,d)의 공기압은 압력감지센서(1a,1b,1c,1d)에 의해 감지된 후 제어수단(2)으로 입력되고, 제어수단(2)에서는 이를 입력받아서 타이어(a,b,c,d)의 공기압상태를 인식하게 된다.Referring to the conventional tire air pressure control method with reference to this, if the value input through the brake detection means (3) is determined by the control means (2), if the input value from the brake detection means (3) satisfies the sudden braking condition, A control signal is output from the control means 2 to the air pressure control means 4 so that the air pressure of each tire a, b, c, d is reduced by an arbitrary value corresponding to the vehicle speed. The air pressure of each tire (a, b, c, d) is detected by the pressure sensor (1a, 1b, 1c, 1d) and then input to the control means (2), which is input by the control means (2) The pneumatic state of the tires a, b, c and d is recognized.
상기 종래 방식은, 급제동시 타이어(a,b,c,d)의 공기압을 차량속도에 해당하는 값만큼 감소시켜서, 공기압 감소로 인한 타이어(a,b,c,d)의 접지면적(= 마찰면적)이 차량속도에 상응하게 확대되도록 하여, 제동력이 적절하게 향상되도록 하는 방식을 취하고 있다.The conventional method reduces the air pressure of the tires (a, b, c, d) during braking by a value corresponding to the vehicle speed, so that the ground area (= friction) of the tires (a, b, c, d) due to the decrease in air pressure The area) is enlarged corresponding to the vehicle speed, so that the braking force is appropriately improved.
그러나, 상기 종래 방법에 따르면, 마른 노면에서는 만족할 만한 효과를 얻을 수 있지만, 젖은 노면 주행시에는 오히려 제동력의 저하가 유발되어 주행 안전성이 크게 위협되는 문제가 발생되었다.However, according to the conventional method, although a satisfactory effect can be obtained on a dry road surface, a problem arises that driving safety is greatly threatened due to a decrease in braking force when driving on a wet road surface.
이는, 젖은 노면을 주행하는 경우에는, 하이드로 플래닝(Hydroplaning) 현상으로 인해서, 차량 속도와 공기압 및 마찰계수와의 상관관계가 크게 변화됨에 기인한다.This is because, when driving on a wet road surface, the correlation between the vehicle speed, the air pressure, and the friction coefficient is greatly changed due to the hydroplaning phenomenon.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로, 빗길 노면을 주행중인 상태에서의 차량 제동이 만족스럽게 이루어지도록 하는 차량의 타이어 공기압 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, and an object thereof is to provide a tire inflation pressure control method of a vehicle for satisfactorily braking the vehicle while driving on a rainy road surface.
도 1은 종래 기술에 따른 타이어 공기압 제어방법을 설명하기 위한 도면,1 is a view for explaining a tire air pressure control method according to the prior art,
도 2는 본 발명에 따른 타이어 공기압 제어방법을 설명하기 위한 도면,2 is a view for explaining a tire pressure control method according to the present invention,
도 3은 타이어 공기압 변화에 대한 하이드로 플래닝 속도변화를 그래프로 도시한 도면,3 is a graph showing the hydroplaning speed change with respect to the tire pressure change,
도 4는 젖은 노면 주행시 차량속도 변화에 대한 마찰계수의 변화를 타이어 공기압별로 도시한 도면,도 5는 차량의 급제동시 답력, 답력의 변화 및 종가속도의 관계 그래프,도 6은 차량의 급제동시 차량속도와 휠 속도의 관계 그래프,도 7은 차량속도 및 공기압에 따른 마찰계수 특성 곡선 그래프이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a change in a friction coefficient with respect to a change in vehicle speed when driving on a wet road, and FIG. 5 is a graph illustrating a relationship between the response power, the change in the horsepower, and the longitudinal acceleration during sudden braking of the vehicle. Figure 7 is a graph of the relationship between the speed and the wheel speed, the friction coefficient characteristic curve graph according to the vehicle speed and air pressure.
- 첨부도면의 주요 부분에 대한 용어 설명 --Explanation of terms for the main parts of the accompanying drawings-
a,b,c,d ; 타이어, 1a,1b,1c,1d ; 압력감지센서,a, b, c, d; Tires 1a, 1b, 1c, 1d; Pressure sensor,
2 ; 제어수단, 3 ; 브레이크 감지수단,2 ; Control means, 3; Brake sensing means,
4 ; 공기압 제어수단, 5a,5b,5c,5d ; 타이어 공압라인,4 ; Air pressure control means, 5a, 5b, 5c, 5d; Tire pneumatic line,
6 ; 차속 감지수단, 7 ; 노면상태 감지수단.6; Vehicle speed sensing means; Road condition detection means.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 브레이크 감지수단에서 차량의 답력과 종가속도의 신호를 입력받아 차량이 급제동상태인가를 판별하는 단계와; 차량이 급제동상태이면 노면감지수단에 의해 차량의 휠 감속도 기울기 값으로부터 노면상태를 판별하여 주행중인 노면이 마른 노면인 경우에는, 공기압제어수단에 의해 각 타이어의 공기압을 차량 속도에 해당 하는 값만큼 감소시켜서, 타이어 접지면적을 차량 속도에 상응하게 확대하는 단계와; 주행중인 노면감지수단에 의해 감지된 노면이 젖은 노면인 경우에는, 차량 속도와 공기압에 의해 결정되는 마찰계수의 상호 관계를 고려해서 공기압제어수단에 의해 타이어와 젖은 노면간의 마찰계수가 최대값을 이루도록 타이어의 공기압을 제어하는 단계;를 포함하여 구성한 타이어의 공기압을 제어하는 방법으로 되어 있다.The present invention for achieving the above object comprises the steps of determining whether the vehicle is in a sudden braking state by receiving a signal of the stepping force and the longitudinal acceleration of the vehicle in the brake detection means; If the vehicle is in a sudden braking state, the road surface detection means determines the road surface state from the inclination value of the vehicle, and if the road surface being driven is dry, the air pressure control means sets the air pressure of each tire by a value corresponding to the vehicle speed. Reducing the tire ground area to correspond to the vehicle speed; If the road surface detected by the road surface sensing means is wet, the friction coefficient between the tire and the wet road surface is maximized by the pneumatic pressure control means in consideration of the correlation between the friction coefficient determined by the vehicle speed and the air pressure. Controlling the air pressure of the tire; and a method of controlling the air pressure of the configured tire.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 이용되는 장치들을 개략적으로 도시한 도면으로서, 도 1에 대한 대응도인 바, 종래 기술을 도시한 도 1과 동일한 부위에는 동일한 참고부호를 붙이면서 그 설명은 생략하기로 한다.FIG. 2 is a schematic view of apparatuses used in the present invention, which is a corresponding diagram of FIG. 1, and the description thereof will be omitted while attaching the same reference numerals to the same parts as in FIG. 1.
도 2에 의하면, 차량에 장착된 4개의 타이어(a,b,c,d)에 압력감지센서(1a,1b,1c,1d)를 개별적으로 설치하고, 각 타이어(a,b,c,d)에 연통된 타이어 공압라인(5a,5b,5c,5d)에 공기압 제어수단(4)을 설치하며, 이들 압력감지센서(1a,1b,1c,1d)와 공기압 제어수단(4)을 제어수단(2)에 연결하는데, 이 제어수단(2)에는 브레이크패달의 작동상태를 감지하는 브레이크 감지수단(3)과, 차량의 주행속도를 감지하는 차속 감지수단(6) 및, 주행중인 노면이 어떠한 상태인가를 감지하는 노면상태 감지수단(7)이 연결된다.According to FIG. 2, pressure sensors 1a, 1b, 1c, and 1d are individually installed on four tires a, b, c, and d mounted on a vehicle, and each tire (a, b, c, d) is installed. A pneumatic pressure control means (4) is installed in the tire pneumatic lines (5a, 5b, 5c, 5d) in communication with each other, and the pressure detection sensors (1a, 1b, 1c, 1d) and the pneumatic pressure control means (4) are control means. (2), the control means (2) includes a brake detecting means (3) for detecting the operating state of the brake pedal, the vehicle speed detecting means (6) for detecting the traveling speed of the vehicle, and the road surface being driven The road surface state detection means 7 for detecting the state is connected.
상기 장치들과 연계하여 본 발명에 따른 타이어 공기압 제어방법을 설명해 보면, 우선, 브레이크 감지수단(3)으로부터의 입력신호를 매개로 하여 차량이 급제동상태인가를 판별한다.통상적으로 실제 급제동시 운전자가 브레이크 페달에 가하는 힘(답력)과, 이 순간에서의 차량의 종방향 가속도 신호를 입력받아 차량이 급제동 상황 인가를 판별하게 되는데, 실제 급제동 상황에서 답력(f0=40kgf), 답력의 변화(Df0=350kgf/sec), 종가속도(Ax0=0.8g)를 도시한 그래프인 도 5에서 보는 바와 같이, 다음과 같은 3가지 조건을 모두 만족하는 경우에 차량이 급제동하는 것으로 판별하게 된다.f > F*f0and DfF*Dfoand AxF*Ax0(F는 안전계수로서 0.4∼0.7)Referring to the tire air pressure control method according to the present invention in connection with the above devices, first, it is determined whether the vehicle is in a sudden braking state by means of an input signal from the brake detecting means 3. The force applied to the brake pedal and the vehicle's longitudinal acceleration signal at this moment are input to determine whether the vehicle is in a sudden braking situation. In the actual braking situation, the pedaling force (f 0 = 40kgf) and the change in the pedaling force (D f0 = 350kgf / sec) and the longitudinal acceleration (A x0 = 0.8g), as shown in FIG. 5, it is determined that the vehicle suddenly brakes when all three of the following conditions are satisfied. F * f 0 and D f F * D fo and A x F * A x0 (F is 0.4 to 0.7 as safety factor)
만일, 차량이 급제동상태이면, 노면상태 감지수단(7)으로부터의 입력신호를 매개로 노면이 어떠한 상태인가를 판별한다.차량의 급제동시 마른노면에서는 노면과 타이어의 마찰계수가 대략 0.9∼1.2정도로 크기 때문에 휠 속도가 급격히 줄어들게 되지만, 젖은노면에서는 노면과 타이어 간의 마찰계수가 작기 때문에 차량이 급제동을 하더라도 휠 속도가 마른 노면에서와 같이 급격하게 감소하지는 않는다.따라서 젖은노면과 마른노면에서 가장 큰 차이는 휠 속도이며, 도 6에 도시한 바와 같이 차량 급제동시의 차량속도와 휠 속도의 그래프에서 보는 바와 같이, 마른노면의 휠 감속도 기울기가 젖은노면의 휠 감속도의 기울기 보다 크게 되므로, 통상적으로 차량이 가장 작은 휠 감속도를 갖는 경우는 마찰계수가 가장 작은 snow와 ice 노면으로서, 노면상태 감지부(7)에는 마른노면(d0<σ<d1), 젖은노면(d0<σ<d1), Snow노면(s0<σ<s1), Ice노면(i0<σ<i1)에 대한 휠 감속도 기울기 정보가 내장되어 있어 입력되는 휠 감속도 기울기 값으로부터 노면상태를 판별하게 된다.If the vehicle is in a sudden braking state, the state of the road surface is determined based on an input signal from the road surface state detection means 7. On a dry road surface during a sudden braking of the vehicle, the friction coefficient between the road surface and the tire is approximately 0.9 to 1.2. Because of its large size, the wheel speed is drastically reduced, but on wet roads, the friction coefficient between the road and tires is small, so even if the vehicle brakes rapidly, the wheel speed does not decrease as rapidly as on dry roads. 6 is the wheel speed, and as shown in the graphs of the vehicle speed and the wheel speed at the time of braking of the vehicle as shown in FIG. If the vehicle has the smallest wheel deceleration, it is the snow and ice road with the smallest coefficient of friction. The sensing unit 7 includes a dry road surface d 0 <σ <d 1 , a wet road surface d 0 <σ <d 1 , a snow road surface s 0 <σ <s 1 , and an ice road surface i 0 <σ < i 1 ) wheel deceleration inclination information is built in to determine the road surface state from the input wheel deceleration inclination value.
만일, 주행중인 노면이 마른 노면인 경우에는, 공기압 제어수단(4)으로 차량속도가 고려된 제어신호를 출력해서, 각 타이어(a,b,c,d)의 공기압이 차량 속도에 해당 하는 값만큼 감소되도록 하고, 반면 주행중인 노면이 젖은 노면인 경우에는, 차량 속도와 공기압 및 마찰계수간의 상호 관계가 고려된 제어신호를 출력해서, 타이어(a,b,c,d)와 젖은 노면간의 마찰계수가 적절한 값을 이루도록, 즉 마찰계수가 최대값을 이루도록 타이어(a,b,c,d)의 공기압을 제어한다.If the road surface being driven is a dry road surface, the pneumatic control means 4 outputs a control signal considering the vehicle speed, so that the air pressure of each tire a, b, c, d corresponds to the vehicle speed. On the other hand, if the road surface being driven is wet, the control signal considering the correlation between the vehicle speed, the air pressure and the friction coefficient is output, and the friction between the tires (a, b, c, d) and the wet road surface are output. The pneumatic pressure of the tires a, b, c, d is controlled so that the coefficient achieves an appropriate value, that is, the friction coefficient reaches a maximum value.
본 발명에 따르면, 차량 급제동시 노면상태에 따라서 타이어(a,b,c,d)의 공기압이 적절하게 제어되므로, 만족스러운 제동력을 획득할 수 있게 된다.According to the present invention, since the air pressure of the tires (a, b, c, d) is appropriately controlled according to the road surface condition during vehicle braking, satisfactory braking force can be obtained.
한편, 도 3을 참고해 보면, 타이어 공기압이 증가될수록 하이드로 플래닝 속도(VP)가 점진적으로 증가되는 것을 알 수 있다. 여기서, P는 타이어 공기압이다.Meanwhile, referring to FIG. 3, it can be seen that the hydroplaning speed V P gradually increases as the tire air pressure increases. Where P is the tire pressure.
또한, 도 4를 참고해 보면, 차량 속도에 대한 마찰계수가 타이어 공기압별로 서로 다르게 변화되는 것을 알 수 있다.In addition, referring to Figure 4, it can be seen that the friction coefficient for the vehicle speed is changed differently for each tire inflation pressure.
일예로, 차량 속도(km/hr)가 약 20 ∼ 93인 범위에서는 타이어 공기압(lb/in2)이 330일 때 마찰계수가 가장 크지만, 차량 속도가 약 93 ∼ 130인 범위에서는 타이어 공기압이 55일 때 마찰계수가 가장 크다는 것을 알 수 있다.본 발명에 의한 공기압제어수단(4)은 도 7의 그래프에서 보는 바와 같이 차량속도 및 공기압에 따른 마찰계수 특성 곡선이 내장되어 있고, 여기에는 마른노면, 젖은노면, Snow/Ice노면에 대한 마찰계수 특성 곡선이 모두 내장되어 있다.따라서 공기압제어수단(4)에서는 입력된 차량속도(V)에서 최대 마찰계수가 출력되도록 타이어 공기압(P)을 내부연산에 의해서 결정하게 되며, 연산에 걸리는 시간을 최소화하기 위하여 마찰계수 특성 곡선과 연산 알고리즘은 제어수단(2)에 미리 입력한다.For example, the friction coefficient is the largest when the tire inflation pressure (lb / in 2 ) is 330 in the vehicle speed (km / hr) range of about 20 to 93, but the tire inflation pressure is in the range where the vehicle speed is about 93 to 130. It can be seen that the friction coefficient is the largest when 55. The pneumatic pressure control means 4 according to the present invention has a built-in friction coefficient characteristic curve according to vehicle speed and air pressure, as shown in the graph of FIG. The friction coefficient characteristic curves for the road surface, the wet road surface, and the snow / ice road surface are all built in. Therefore, the pneumatic pressure control means 4 supplies the tire pneumatic pressure P so that the maximum friction coefficient is output at the input vehicle speed V. It is determined by the calculation, and the friction coefficient characteristic curve and the calculation algorithm are input in advance to the control means 2 in order to minimize the time taken for the calculation.
이상 상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 차량 급제동시 노면상태에 따라서 타이어의 공기압을 적절하게 제어하므로, 차량의 제동성능이 크게 향상되어, 주행 안전성이 크게 향상되는 효과가 있다.According to the present invention as described above, since the air pressure of the tire is properly controlled in accordance with the road surface state during braking of the vehicle, the braking performance of the vehicle is greatly improved, and driving safety is greatly improved.
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