KR0142539B1

KR0142539B1 - 자동차의 브레이크 자동 제어장치 및 방법

Info

Publication number: KR0142539B1
Application number: KR1019930020512A
Authority: KR
Inventors: 정명기
Original assignee: 전성원; 현대자동차주식회사
Priority date: 1993-10-05
Filing date: 1993-10-05
Publication date: 1998-08-01
Also published as: KR950011247A

Abstract

운전자가 브레이크의 동작을 자동으로 할 것인지, 아니면 수동으로 할 것인지를 선택하여 온/오프시키는 경우에 이를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 선택 스위치(SW)와; 전방 물체의 거리를 감지하기 위하여 광신호를 출력하고, 전방 물체에 의해 반사된 광신호를 감지하여 이를 전기적인 신호로 변환한 뒤에 출력하는 발광 소자(10) 및 수광 소자(20)와; 차량의 현재 속력을 감지하여 이를 전기적인 신호로 변환한 뒤에 출력하는 차속 센서(30)와; 선택 스위치가 온될 경우에, 수광 소자로부터 입력되는 신호로부터 전방 물체가 기준치보다 근거리에 있는지를 판단하고, 전방 물체가 기준치보다 근거리에 있는 경우에 차속 센서로부터 입력되는 신호로부터 현재 자동차의 속력이 고속 상태에 있는지를 판단하여, 이에 따라 브레이크를 자동으로 구동하기 위한 구동신호를 출력하는 제어부(40)와; 제어부로부터 입력되는 구동신호에 따라 푸트 브레이크 페달을 동작시키는 브레이크 구동부(50)로 구성되어; 전방에 물체가 있을 경우에 전방 물체의 거리와 차량의 속도를 종합적으로 판단하여 브레이크를 자동으로 동작시킴으로써 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있고, 리니어 모터와 전자석을 이용하여 브레이크 페달을 구동시킴으로써 설치비용을 최소화시킬 수 있는 자동차의 브레이크 자동 제어장치 및 방법에 관한 것.

Description

자동차의 브레이크 자동 제어장치 및 방법

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 자동차의 브레이크 자동 제어장치의 블록 구성도이고,

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 자동차의 브레이크 자동 제어장치의 브레이크 구동부의 상세 구성도이고,

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 자동차의 브레이크 자동 제어장치의 동작 순서도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10:발광소자 20:수광소자

30:차속 센서 40:제어부

50:브레이크 구동부 51,52:릴레이

53:리니어 모터 54:추진축

55:전자석 56:접점편

57:전자석 스위치 58:원반부

60:푸트 브레이크 페달 SW:선택 스위치

B+:축전지

이 발명은 자동차의 브레이크(brake) 자동 제어장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 전방에 물체가 있을 경우엔 전방 물체의 거리와 차량의 속도를 종합적으로 판단하여 브레이크를 자동으로 동작시킴으로써 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있고, 리니어 모터와 전자석을 이용하여 브레이크 페달을 구동시킴으로써 설치비용을 최소화시킬 수 있는 자동차의 브레이크 자동 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 브레이크 장치에는 운전자가 발로 조작하게 되어 있는 푸트(foot) 브레이크와 손으로 조작하게 되어 있는 핸드(hand) 브레이크가 있는데, 상기한 푸트 브레이크는 자동차의 주 제동장치로서 주행중에 자동차의 속력을 감소시키거나 정지시키고자 하는 경우에 사용되며, 상기한 핸드 브레이크는 자동차의 보조 제동장치로서 주차시에 자동차가 움직이지 않도록 하는 주차용으로서 사용되며 또한 푸트 브레이크의 고장시에는 비상용으로 사용된다.

그러나 푸트 브레이크나 핸드 브레이크와 같은 자동차의 브레이크 장치는 운전자가 필요에 따라 발이나 손으로써 동작시켜야만 제동동작이 이루어지는 수동식으로서, 자동차의 주행중에 운전자가 예상하지 못한 장애물이 전방에서 갑자기 나타나는 경우에 운전자가 이를 미처 발견하지 못하거나, 운전자가 갑작스럽게 나타난 전방 장애물을 발견하였다 하더라고 운전 미숙이나 당황함 등으로 인하여 브레이크 장치를 동작시키지 못하게 되면 대형 충돌사고를 유발시키거나 심각한 인명피해를 입힐수 있는 위험성을 항상 내포하고 있다.

이와 같은 수동식 브레이크의 위험성을 제거하기 위하여, 차량의 전, 후방에 타물체가 근접하게 접근되면 에어 실린더의 피스톤축이 푸트 브레이크와 클러치(cluch)를 자동으로 동작되게 함으로써 불의의 사고를 미연에 방지하기 위한 브레이크 자동 제어장치에 관한 기술이 대한민국 실용신안등록출원 공고번호 제90-405호(공고일: 서기 1990년 1월 30일)의 차량 충돌 방지장치에서 개시된 바 있다.

그러나 상기한 차량 충돌 방지장치는, 운전자의 필요에 따라 선택적으로 이를 구동할 수 있는 수단이 미비되어 있음으로 인해서 도심지와 같이 근접물체가 많은 곳에서 운전자의 의도와는 관계없이 차가 정지되는 불편함이 있고, 또한 에어 실린더를 사용하기 때문에 에어 컴프레셔가 필요하게 되어 전체적인 설치 공간 및 차량의 무게가 증가되는 단점이 있고, 그리고 차량의 속도와는 관계없이 전, 후방에 물체가 나타나기만 하면 차가 정지됨으로써 서행 운전시에 운전자의 의도와는 다르게 차가 정지되는 불편함이 있다.

상기한 차량 충돌 방지장치와는 다르게, 운전자의 필요에 따라 선택적으로 브레이크 자동 제어장치를 구동할 수 있는 수단이 구비되어 있음으로써, 근접물체가 많은 도심지와 같은 곳에서는 운전자가 수동식으로 절환하여 브레이크를 동작시킬 수가 있고, 운전자가 자동식으로 절환하는 경우에는 전방에 물체가 감지되면 자동으로 브레이크를 동작시킴으로써 차를 정지시키는 브레이크 자동 제어장치에 관한 기술이 대한민국 특허출원 공고번호 제91-1546호(공고일: 서기 1991년 3월 15일)의 자동차의 자동 브레이크 자동 제어 시스템이나, 대한민국 실용신안등록출원 공고번호 제91-9078호(공고일: 서기 1991년 11월 25일)의 자동차의 자동 제어장치나, 동 공고번호 92-1043호(공고일: 서기 1992년 2월 10일)의 적외선을 이용한 충돌방지 브레이크 장치에서 개시된 바 있다.

그러나 상기한 종래의 자동차의 자동 브레이크 제어 시스템은, 레이저 거리 센서를 이용함으로써 그 구조가 복잡할 뿐만 아니라, 운전자에 의해서 선택용 스위치가 온됨으로써 브레이크가 자동 동작중에는, 차량의 속도와는 관계없이 전방에 물체가 나타나기만 하여도 차가 정지됨으로써 서행 운전을 하고자 하는 경우에는 운전자가 수시로 선택 스위치를 오프시켜야 하는 불편함이 있다.

또한 상기한 종래의 자동차의 자동 제어장치는, 공압 실린더를 사용함으로써 에어 컴프레셔가 필요하게 되어 전체적인 설치 공간 및 차량의 무게가 증가되는 단점이 있고, 그리고 차량의 속도와는 관계없이 전방에 물체가 나타나기만 하여도 차가 정지됨으로써 서행 운전을 하고자 하는 경우에는 운전자가 수시로 선택 스위치를 오프시켜야 하는 불편함이 있다.

그리고 상기한 종래의 적외선을 이용한 충돌방지 브레이크 장치는, 푸트 브레이크를 위한 매스터 실린더와는 별도의 매스터 실린더를 추가적으로 사용함으로써 설치 비용이 증가될 뿐만 아니라, 차량의 속도와는 관계없이 전방에 물체가 나타나기만 하여도 차가 정지됨으로써 서행 운전을 하고자 하는 경우에는 운전자가 수시로 선택 스위치를 오프시켜야 하는 불편함이 있다.

따라서 이 발명의 목적은 상기한 종래의 단점 및 불편함을 해결하기 위한 것으로서, 전방에 물체가 있을 경우에 전방 물체의 거리와 차량의 속도를 종합적으로 판단하여 브레이크를 자동으로 동작시킴으로써 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있고, 리니어 모터와 전자석을 이용하여 브레이크 페달을 구동시킴으로써 설치비용을 최소화시킬 수 있는 자동차의 브레이크 자동 제어장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 장치의 구성은,

운전자가 브레이크의 동작을 자동으로 할 것인지, 아니면 수동으로 할 것인지를 선택하여 온/오프시키는 경우에 이를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 선택 스위치와,

전방 물체의 거리를 감지하기 위하여 광신호를 출력하고, 전방 물체에 의해 반사된 광신호를 감지하여 이를 전기적인 신호로 변환한 뒤에 출력하는 발광 소자 및 수광 소자와,

차량의 현재 속력을 감지하여 이를 전기적인 신호로 변환한 뒤에 출력하는 차속 센서와,

상기 선택 스위치가 온될 경우에, 상기 수광 소자로부터 입력되는 신호로부터 전방 물체가 기준치보다 근거리에 있는지를 판단하고, 전방 물체가 기준치보다 근거리에 있는 경우에 상기 차속 센서로부터 입력되는 신호로부터 현재 자동차의 속력이 고속 상태에 있는지를 판단하여, 이에 따라 브레이크를 자동으로 구동하기 위한 구동신호를 출력하는 제어부와,

상기 제어부로부터 입력되는 구동신호에 따라 푸트 브레이크 페달을 동작시키는 브레이크 구동부로 이루어진다.

상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 방법의 구성은,

전원이 인가되면 동작이 시작되어 모든 변수를초기화시키는 단계와,

선택 스위치가 온이 되었는지를 판단하여 온이 된 경우에 전방 전방 물체의 감지신호를 읽어 들여 전방 물체의 거리를 산출하는 단계와,

산출된 전방 물체의 거리가 기준치보다 작은지를 파단하는 단계와,

전방 물체의 거리가 기준치보다 작은 경우에 차속 감지신호를 읽어들여 현재의 차속이 기준치를 초과하는지를 판단하는 단계와,

현재의 차속이 기준치를 초과하는 경우에 브레이크를 자동으로 작동시키는 단계로 이루어진다.

상기한 구성에 의하여, 이발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 자동차의 브레이크 자동 제어장치의 블럭 구성도이다.

제1도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 자동차의 브레이크 자동 제어장치의 구성은, 선택 스위치(SW)와, 거리 감지 센서로서의 기능을 갖는 발광 소자(10) 및 수광 소자(20)와, 차속 센서(30)와, 수광 소자(20)와 차속 센서(30)와 선택 스위치(SW)의 출력단에 입력단이 연결되어 있는 제어부(40)와, 제어부(40)의 출력단에 입력단이 연결되어 있는 브레이크 구동부(50)로 이루어진다.

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 자동차의 브레이크 자동 제어장치의 브레이크 구동부의 상세 구성도이다.

제2도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 자동차의 브레이크 자동 제어장치의 브레이크 구동부(50)의 구성은, 제어부(40)의 출력 신호선(FS,BS)에 입력단이 각각 연결되어 있는 제1 및 제2 릴레이(51,52)와, 릴레이(51,52)의 출력단에 입력단이 연결되어 있는 리니어 모터(53)와, 리니어 모터(53)의 외부 하우징에 장착되어 있는 접점편(56)과, 리니어 모터(53)의 추진축(54)의 측면에 장착되어 있는 전자석 스위치(57)와, 리니어 모터(53)의 추진축(54)의 선단에 장착되어 있으면 전자석 스위치(57)를 통해서 축전지에 전기적으로 연결되어 있는 전자석(55)과, 전자석(55)과 대응되는 위치의 푸트 브레이크 페달(60)의 하부에 장착되어 있는 원반부(58)로 이루어진다.

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 자동차의 브레이크 자동 제어방법의 동작 순서도이다.

제3도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 자동차의 브레이크 자동 제어방법의 구성은, 전원이 인가되면 동작이 시작되는 단계(S10)와, 동작이 시작되면 모든 변수를 초기화시키는 단계(S20)와, 선택 스위치가 온이 되었는지를 판단하는 단계(S30)와, 선택 스위치가 온이 된 경우에 전방 물체의 감지신호를 읽어 들이는 단계(S50)와, 산출된 전방 물체의 거리가 기준치보다 작은지를 판단하는 단계(S60)와, 전방 물체의 거리가 기준치보다 작은 경우에 차속 감지신호를 읽어들이는 단계(S70)와, 읽어들인 신호로부터 현재의 차속이 기준치를 초과하는지를 판단하는 단계(S80)와, 현재의 차속이 기준치를 초과하는 경우에 브레이크를 자동으로 작동시키는 단계(S90)로 이루어진다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 자동차의 브레이크 자동 제어장치 및 방법의 작용은 다음과 같다.

전원이 인가되면, 제어부(40)의 내부 메모리에 프로그램화되어 저장되어 있는 이 발명의 실시예에 따른 자동차의 브레이크 자동 제어방법이 제어부(40)에 의해 수행됨으로써 이 발명의 실시예에 따른 자동차의 브레이크 자동 제어장치의 동작이 시작된다.

동작이 시작되면, 제어부(40)는 내부 메모리에 저장되어 있는 모든 변수를 초기화시킨 뒤에 선택 스위치(SW)가 온이 되었는지를 판단한다. 상기한 선택 스위치(SW)는 사용자가 브레이크를 자동으로 제어하고자 하는 경우에 온시키는 스위치로서, 선택 스위치(SW)가 오프되어 있는 경우에는 브레이크가 자동으로 제어되지 않는다.

선택 스위치(SW)가 오프되어 있느 경우에, 제어부(40)는 계속적으로 선택 스위치(SW)가 온되는지를 판단하고, 브레이크(60)는 운전자에 의해서 수동식으로 제어된다.

그러나 선택 스위치(SW)가 온이 되어 있는 경우에, 제어부(40)는 전방 물체를 감지하기 위하여 발광 소자(10)를 구동시킴으로써 발광 소자(10)로부터 전방으로 적외선이 발사되도록 한다.

자동차의 전면에 설치되어 있는 발광 소자(10)로부터 발사된 적외선이 물체에 의해 반사되면, 수광 소자(20)는 이를 감지하여 전기적인 신호로 변환한 뒤에 제어부(40)로 출력한다.

제어부(40)는 수광 소자(20)로부터 입력되는 전방물체 감지신호를 읽어 들여서, 이에 따라 전방 물체의 거리를 산출한다.

다음에, 제어부(40)는 산출된 전방물체 거리가 기준치를 초과하는지를 판단한다. 즉, 전방물체가 기준치보다 근거리에 있는지 아니면 기준치보다 원거리에 있는지를 판단한다.

전방 물체가 기준치보다 원거리에 있는 경우에 브레이크(60)는 운전자에 의해서 수동식으로 제어되고, 전방물체가 기준치보다 근거리에 있는 경우에, 제어부(40)는 차속 센서(30)로부터 입력되는 차속 감지신호를 읽어들인다.

차속 센서(30)로부터 입력되는 차속 감지신호를 읽어들인 제어부(40)는, 읽어들인 차속 감지신호로부터 현재의 차량의 속력이 기준치를 초과하는지를 판단한다. 즉 현재 운전중인 자동차의 속력이 기준치보다 고속 상태에 있는지 아니면 기준치보다 저속 상태에 있는지를 판단한다.

현재 차량의 속력이 기준치보다 저속 상태에 있는 경우에 브레이크(60)는 운전자에 의해서 수동식으로 제어되고, 현재 차량의 속력이 기준치보다 고속 상태에 있는 경우에 제어부(40)는 브레이크 구동부(50)로 신호를 출력하여 브레이크 구동부(50)를 동작시킴으로써 브레이크(60)가 자동으로 동작될 수 있도록 한다.

브레이크(60)를 자동으로 동작시키기 위하여, 제어부(40)는 전지 구동신호(FS)를 출력함으로써 브레이크 구동부(50)의 제1 릴레이(51)의 스위치가 축전지(B+)에 연결되도록 한다.

이 경우에, 브레이크 구동부(50)의 제2 릴레이(52)의 스위치는 접지와 연결되어 있으므로 리니어 모터(53)에 축전지(B+)의 전원이 공급됨으로써 리니어 모터(53)의 추진축(54)이 앞으로 진행하게 된다.

리니어 모터(53)의 추진축(54)이 앞으로 진행하게 되면, 추진축(54)에 장착되어 있던 전자석 스위치(57)가 추진축(54)과 함께 앞으로 진행하다가 접점편(56)에 의해서 온됨으로써 전자석(55)에 축전지(B+)의 전원이 공급되도록 한다.

따라서, 앞으로 진행되어 있던 추진축(54)의 끝에 장착되어 있는 전자석(55)으로부터 자계가 발생함에 따라 푸트 브레이크 페달(60)의 하부에 있던 원반부(58)가 전자석(55)에 달라붙게 된다.

다음에, 제어부(40)는 후진 구동신호(BS)를 출력함으로써 브레이크 구동부(50)의 제2 릴레이(52)의 스위치가 축전지(B+)에 연결되도록 한다.

이 경우에, 브레이크 구동부(50)의 제1 릴레이(52)의 스위치는 접지와 연결되므로 리니어 모터(53)에 축전지(B+)의 전원이 공급됨으로써 리니어 모터(53)의 추진축(54)이 뒤로 후진하게 된다.

리니어 모터(53)의 추진축(54)이 뒤로 후진하게 되면, 추진축(54)에 장착되어 있던 전자석(55)에 달라붙어 있는 원반부(58)와 함께 푸트 브레이크 페달(60)이 동작된다.

푸트 브레이크 페달(60)이 동작되면, 푸트 브레이크 페달(60)에 연결되어 있는 마스터 실린더(도시되지 않음)로부터 유압이 발생되고, 상기한 유압에 의해서 디스크 브레이크나 드럼 브레이크가 동작됨으로써 자동차가 정지하게 된다.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 전방에 물체가 있을 경우에 전방 물체의 거리와 차량의 속도를 종합적으로 판단하여 브레이크를 자동으로 동작시킴으로써 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있고, 리니어 모터와 전자석을 이용하여 브레이크 페달을 구동시킴으로써 설치비용을 최소화시킬 수 있는 효과를 가진 브레이크 자동 제어장치 및 방법을 제공할 수가 있다. 이 발명의 이러한 효과는 자동차 브레이크 장치 분야에서 이용될 수 있다.

Claims

운전자가 브레이크의 동작을 자동으로 할 것인지, 아니면 수동으로 할 것인지를 선택하여 온/오프시키는 경우에 이를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 선택 스위치와, 전방 물체의 거리를 감지하기 위하여 광신호를 출력하고, 전방 물체에 의해 반사된 광신호를 감지하여 이를 전기적인 신호로 변환한 뒤에 출력하는 발광 소자 및 수광 소자와, 차량의 현재 속력을 감지하여 이를 전기적인 신호로 변환한 뒤에 출력하는 차속 센서와, 상기 선택 스위치가 온될 경우에, 상기 수광 소자로부터 입력되는 신호로부터 전방 물체가 기준치보다 근거리에 있는지를 판단하고, 전방 물체가 기준치보다 근거리에 있는 경우에 상기 차속 센서로부터 입력되는 신호로부터 현재 자동차의 속력이 고속 상태에 있는지를 판단하여, 이에 따라 브레이크를 자동으로 구동하기 위한 구동신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부로부터 입력되는 구동신호에 따라 푸트 브레이크 페달을 동작시키는 브레이크 구동부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 브레이크 자동 제어장치.
전원이 인가되면 동작이 시작되어 모든 변수를 초기화시키는 단계와, 선택 스위치가 온이 되었는지를 판단하여 온이 된 경우에 전방 물체의 감지신호를 읽어들여 전방 물체의 거리를 산출하는 단계와, 산출된 전방 물체의 거리가 기준치보다 작은 경우에 차속 감지신호를 읽어들여 현재의 차속이 기준치를 초과하는지를 판단하는 단계와, 현재의 차속이 기준치를 초과하는 경우에 브레이크를 자동으로 작동시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로하는 자동차의 브레이크 자동 제어방법.