KR100328472B1 - 자동차의 미끄러짐 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로를 주행하던 자동차가 일반도로, 물이 있는 도로, 결빙도로나 빙판길, 강설에 의한 눈길에서 급제동하는 경우 제동페달(브레이크 페달)을 밟아 타이어의 회전이 멈춘 상태에서 자동차가 미끄러지면 타이어(차륜)의 전면으로 고체 또는 액체 상태의 미끄럼 방지제가 자동으로 분출 및 분사되어 노면(路面)의 마찰계수를 증가시킴으로써 자동차(自動車)의 미끄러짐을 미리 방지할 수 있는 자동차의 미끄러짐 방지장치에 관한 것이다.

Description

자동차의 미끄러짐 방지장치{Skid-proof device of automobile}

본 발명은 도로(道路)를 주행하던 자동차(自動車)가 일반도로, 물이 있는 도로, 결빙도로나 빙판길 또는 강설에 의한 눈길에서 급제동하는 경우 브레이크 페달(제동 페달)을 밟아 타이어의 회전이 멈춘 상태에서 자동차의 미끄러짐이 감지되면 타이어(차륜)의 전면이나 타이어 전면 도로에 액체상태 또는 고체상태의 미끄럼 방지제를 노면(路面)으로 자동 분출 및 분사시켜 마찰계수를 증가시킴으로써 자동차의 미끄러짐을 방지하는 자동차의 미끄러짐 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차가 주행하는 도로의 노면은 표면상태에 따라 운동마찰계수가 상당히 달라진다. 예컨데, 일반 포장도로의 운동마찰계수를 0.5로 가정하면, 포장도로의 노면에 모래가 뿌려지는 경우 운동마찰계수는 약 0.45로 떨어지고, 눈길 위에 모래가 뿌려지면 운동마찰계수는 약 0.35로 떨어진다.

또한, 빙판길 위에 모래가 뿌려지면 운동마찰계수는 약 0.3으로 떨어지며, 눈길 위의 운동마찰계수는 약 0.2로 떨어지고, 빙판길의 운동마찰계수는 약 0.15로 떨어지게 된다.

따라서, 주행중이던 자동차가 결빙도로나 빙판길 또는 눈길을 만나는 경우 미끄러짐을 모면하기 위하여 급 제동하게 되면 주행관성력 및 노면의 운동마찰계수의 저하에 의해 자동차의 미끄러짐은 더욱 커진다. 따라서 타이어의 회전이 멈추더라도 자동차가 미끄러지면서 충돌하거나 추돌 및 전복하는 사고가 발생되어 인명 및 재산상의 손해를 입는 문제점이 있다.

한편, 종래에도 결빙도로나 빙판길 또는 눈길 등에서 자동차가 주행할 때, 타이어의 미끄러짐을 방지하고 자동차의 원할한 주행을 돕기 위하여 타이어에 스노우 체인을 장착하거나, 타이어의 트레드 홈을 개선하여 스노우 체인 없이도 자동차의 미끄러짐을 방지할 수 있도록 한 스노우 타이어가 사용되고 있는 실정이다.

상기에서 스노우 체인은 도로가 결빙되거나 눈이 오면 복수 개의 타이어에 직접 장착해야 하고, 또 결빙이나 강설이 해제된 도로에서는 하차한 다음 타이어에 장착했던 복수 개의 스노우 체인을 손으로 직접 제거해야하는 번거로움이 있다.

또한, 결빙도로와 비(非)결빙 도로를 번갈아 주행할 때에는 상기 스노우 체인을 반복 장착해야 하는 불편함이 있으며, 이러한 불편성 때문에 스노우 체인을 장착한 상태에서 그대로 운행하는 예가 허다하므로 도로의 파손 및 수명이 단축되고 소음이 발생되는 등의 문제점이 있다.

한편, 도로의 손상이 방지되는 스노우 타이어의 경우 스노우 체인처럼 장착 및 제거가 불필요하고 눈길 위에서의 미끄러짐이 방지되는 장점이 있는 반면 결빙도로에서는 기대한 만큼의 미끄럼 방지효과를 얻을 수 없으며, 타이어가 어느 정도 마모되면 미끄러짐 방지효과가 크게 떨어지는 문제점이 있다.

한편, 상기의 문제점을 감안하여 타이어의 트레드 부분에 출ㆍ몰 또는 절첩이 가능한 마찰편을 설치하여 타이어의 미끄러짐을 방지하도록 한 장치도 안출된 바 있으나, 이는 타이어의 트레드 부분이나 타이어 휠 부분에 직접 설치하는 구성이므로 제작이 어렵고 기존의 타이어에는 설치하기 힘들 뿐 아니라 타이어에 견고히 장착되지 않을 경우 유동에 의한 파손이나 소음이 발생되고 동작이 불확실하여 원활한 작동이 이루어지지 못하는 등의 문제점이 있다.

또한, 우천(雨天) 등에 의해 도로의 표면이 물에 젖은 경우에도 수막현상(표면효과)에 의해 마찰계수가 떨어지므로 감속운전이 요구되며, 상기 노면상태에서 장애물의 출현으로 급제동하는 경우에도 자동차가 미끄러지는 현상이 있다.

한편, 종래에도 자동차의 미끄러짐이 발생되거나 발생될 우려가 있으면 운전자가 수동장치를 조작하여 모래와 같은 미끄럼 방지제를 노면으로 뿌려주도록 한 장치가 고안된 바 있으나, 이는 운전자가 판단하여 수동으로 조작하므로 실질적으로 미끄럼 방지제의 사용이 필요한 경우에 사용할 수 없는 문제점이 있다.또한, 자동차의 타이어 전면 상부에 유출구가 형성된 모래저장통을 각각 설치하고 모래저장통의 내부 지지판에 스프링에 의해 작동봉이 탄력 지지되는 솔레노이드를 설치하여 브레이크 스위치로 제어되게 함으로서 빙판길이나 눈길등에서 제동시 미끄러짐을 방지하도록 한 '자동차의 제동시 미끄러짐 방지장치'가 실용공개 제1998-39373호(1998. 9. 15)로 공개된다 있다.상기 '자동차의 제동시 미끄러짐 방지장치'는 노면이 미끄러운 빙판길이나 눈길에서 제동에 의해 자동차가 미끄러지는 경우 브레이크 스위치에 연결된 작동스위치를 온(on)시켜 놓은 다음 브레이크 스위치를 밟게되면 비로소 솔레노이드의 작용으로 모래저장통의 유출구가 열리면서 저장된 모래가 노면으로 뿌려지도록 한 것으로, 운전자의 판단과 수동에 의존하므로 신속성이 떨어져 미끄럼 방지효과를 조기에 달성할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 도로를 주행하던 자동차가 일반도로를 포함하여 물이 있는 도로, 결빙도로나 빙판길 또는 강설에 의한 눈길이 갑자기 출현하는 경우 제동(풋브레이크 페달을 밟은 경우)에 의해 타이어의 회전이 멈춘 상태에서도 주행관성력이나 노면의 운동마찰계수 저하로 인하여 자동차가 전진하는 이른바 미끄러짐 현상이 발생되면 곧 바로 타이어의 전면으로 액체상태 또는 고체상태의 미끄럼 방지제가 자동으로 분출 및 분사되어 노면의 마찰계수가 증가되게 함으로서 자동차의 미끄러짐을 신속히 능동적으로 방지할 수 있게 함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 자동차 타이어의 전방 상부에 배출구를 갖는 저장통을 각각 설치하여 고체상태의 미끄럼 방지제를 수용할 수 있도록 하고, 저장통의 배출구에 제어부의 제어를 받는 개ㆍ폐수단을 각각 설치하여 제동 간(間)에 타이어가 멈추었음에도 불구하고 자동차의 미끄러짐 현상이 감지되면 배출구가 개방되고, 저장통에 수용된 미끄럼 방지제가 타이어의 전면에 위치하는 노면이나 타이어의 표면으로 뿌려 노면의 마찰저항을 증가시킴으로써 일반도로를 포함한 빙판길이나 눈길 또는 물이 있는 도로에서 자동차가 미끄러지는 것을 방지하도록 한다.

또한, 자동차 타이어의 전방 상부에 배출관을 갖는 저장통을 각각 설치하여 액체상태의 미끄럼 방지제를 수용할 수 있도록 하고, 저장통의 배출관에 제어부의 제어를 받는 전자펌프를 각각 설치하여 제동에 의해 타이어의 회전이 멈추었음에도 불구하고 자동차의 미끄러짐 현상이 감지되면 배출관이 개방되면서 저장통에 수용된 액체상태의 미끄럼 방지제를 타이어의 표면이나 타이어의 전면 도로로 분사시켜 마찰저항을 증가시킴으로써 일반도로를 포함한 빙판길이나 눈길 또는 물이 있는 도로에서 자동차가 미끄러지는 것을 방지하도록 한다.

또한, 자동차의 일단에는 타이어(차륜)의 회전이 멈추는 것을 감지하는 타이어 정지센서와, 노면의 상태(노면의 마찰계수)를 감지하는 가속도 센서와, 자동차의 기울기를 감지하는 자동차 기울기 감지센서를 설치한 다음 제어부의 입력에 각각 접속하여 타이어 정지신호, 노면의 상태 또는 노면의 마찰계수 변화에 따른 가속도 신호, 자동차의 기울기 감지신호가 각각 입력되게 한다.

또한, 제어부의 입력에는 조작버턴을 갖는 설정부를 접속하여 기능설정과 기능해제 및 필요한 경우 수동으로 본 발명을 조작을 할 수 있도록 하고, 제어부의 입ㆍ출력에 메모리부를 접속하여 자동차의 주행에 따라 입력되는 주행속도와 비교되는 주행 기준속도 데이터, 노면의 상태 또는 노면의 마찰계수에 따라 다른 값으로 입력되는 가속도 신호와 비교되는 가속도 데이터, 경사로에 의한 내리막길 데이터 및 오르막길 데이터, 제동에 따른 초속도, 배출구 개ㆍ폐 시간, 배출구 개ㆍ폐주기, 전자펌프의 동작시간, 전자펌프의 동작주기와 같은 각종 데이터를 저장하도록 하고, 제어부의 출력에는 상기 저장통의 배출구를 열고 닫는 개ㆍ폐장치를 접속하도록 한다.

또한 제어부의 다른 입력으로 자동차의 현재 주행속도 신호와 브레이크 페달(제동 페달)의 가압에 의한 제동신호가 입력되게 하고, 제어부의 출력에 7 세그먼트 표시기(seven segment display) 또는 액정표시기로 구성되는 표시부를 접속하여 설정부를 통한 기능설정과 기능해제 및 입력되는 데이터, 미끄럼 방지제의 잔여량 등이 표시되게 한다.

또한, 타이어의 휠이나 차축에는 복수 개의 영구자석과 홀센서로 구성되는 타이어 정지센서를 설치하여 주행중이던 자동차가 급제동하는 경우 주행관성력 및 노면의 운동마찰계수 저하에 의해 자동차가 전진하더라도 타이어의 회전이 멈추는 경우 이를 감지하도록 한다.

또한, 자동차의 중간부분에는 기울기 감지센서를 설치하여 평지와 내리막길 기울기 각도 및 오르막길 기울기 각도를 감지하도록 하되 내리막길에서는 평지도로보다 마찰계수 저하현상이 나타나는 점을 감안하여 미끄럼 방지제의 종류를 결정하고, 또한 미끄럼 방지제의 분출량 및 분사량을 평지도로보다 증가시킴으로써 마찰계수 오차분을 보상하도록 하고, 오르막길에서 미끄러질 때에는 평지보다 마찰계수 상승효과가 나타나므로 미끄럼 방지제의 종류를 결정하고, 또한 미끄럼 방지제의 분출량 및 분사량을 평지보다 감소시켜 마찰계수 오차분을 보상하도록 함으로써 특히, 경사로에서 자동차의 미끄러짐을 방지하고 아울러 미끄럼 방지제의 불필요한 낭비를 방지하도록 한다.

또한, 자동차의 중간부분에 가속도 센서를 설치하여 주행중이던 자동차가 일반도로, 빙판길이나 눈길, 물이 있는 도로에서 급제동하면 노면상태에 따라 달라지는 가속도 신호가 제어부로 입력되게 함으로써 제어부는 주행중인 도로의 노면상태(마찰계수)를 판단하여 미끄러지는 노면상태에 따라 액체상태의 미끄럼 방지제나 고체상태의 미끄럼 방지제를 선택적으로 분출 또는 분사하도록 하고, 배출구와 배출관의 개방정도와 개방시간을 제어하여 적절한 양의 미끄럼 방지제가 분출되게 한다.

본 발명에서 미끄럼 방지제(저항력 강화물질 또는 마찰력 증가제)로는 모래나 염화칼슘과 같은 분말상태 및 입자상태로 하거나, 또는 끈끈한 액체상태의 미끄럼 방지제를 타이어의 표면 또는 노면으로 선택 분사하거나 타이어의 표면과 노면으로 동시에 분출시켜 마찰저항을 증가시키도록 한다.

또한, 자동 브레이크 시스템(A.B.S. 브레이크)을 장착한 자동차에 본 발명 자동차 미끄럼 방지장치를 설치하면 제동간에도 핸들조향을 할 수 있으므로 바람직하다.

도 1 - 본 발명의 구성도.

도 2 - 본 발명에서 고체 미끄럼 방지제가 수용되는 저장통의 단면도.

도 3 - 본 발명에서 고체 미끄럼 방지제의 분출상태를 도시한 단면도.

도 4 - 본 발명에서 액체 미끄럼 방지제의 분출상태를 도시한 단면도.

도 5 - 본 발명 타이어 정지센서 부분의 단면도.

도 6 - 본 발명의 회로 블럭도.

도 7 - 본 발명에서 미끄러짐 시간과 마찰계수에 따른 그래프도.

도 8 - 본 발명에서 미끄러짐 시간과 마찰계수에 따른 그래프도.

도 9 - 본 발명에서 미끄러짐 시간과 마찰계수에 따른 그래프도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(2)--자동차 (4)--타이어(차륜)

(6)(6a)--미끄럼 방지제 저장통 (8)(8a)--미끄럼 방지제

(10)--배출구 (10a)--배출관

(10b)--분사노즐 (11)--랙기어

(12)--제어부 (13)--게이트

(14)--개폐장치 (14a)--전자펌프

(15)(26)--감속모터 (16)--노면(도로면)

(17)--피니언 (16a)--눈길이나 빙판

(20)--덮개 (22)--미끄럼 방지제 소모량 감지센서

(24)--표시부 (28)--이송스크류

(30)--타이어 정지센서 (32)--가속도 센서

(34)--기울기 감지센서 (36)--주행 속도계

(38)--제동 감지센서 (40)--설정부

(40a)--조작버턴 (42)--메모리부

(44)--차축 (46)--영구자석

(48)--홀센서 지지부재 (50)--홀센서

(μs)--정지마찰계수 (μk)--운동마찰계수

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.도 1은 본 발명의 구성도로, 자동차(2)에 장착된 타이어(4)의 전면 상부에 용적이 다소 큰 호퍼형상의 저장통(6)을 각각 설치하여 미끄럼 방지제(8)를 저장할 수 있도록 하고, 저장통(6)의 하부에는 미끄럼 방지제(8)가 배출되는 배출구(10)와 제어부(12)의 제어를 받는 배출구 개ㆍ폐장치(14)를 설치하여 일반도로, 물이 있는 도로, 눈길이나 빙판(16a) 구간의 노면(16)에서 자동차(2)가 미끄러지는 경우 타이어(4) 또는 타이어(4)의 전면도로로 미끄럼 방지제(8)가 분출되게 한다.

상기에서 배출구(10)를 개ㆍ폐하는 방법에는 여닫이 방법, 슬라이드 방법 등으로 할 수 있으나 슬라이드식 게이트와 솔레노이드 또는 정ㆍ역회전이 가능한 감속모터로 개폐함이 바람직하며, 게이트가 슬라이드 되는 안내레일(안내홈) 사이로 고체상태의 미끄럼 방지제(8)가 끼이지 않는 구조로 함이 바람직하다.

도 2, 도 3은 본 발명 일 실시 예로 도시한 저장통(6)의 단면도로, 일측면에 랙기어(11)가 형성된 게이트(13)를 배출구(10)의 대향 안내홈에 결합시켜 슬라이드 운동할 수 있도록 하고, 저장통(6)의 외측면에 정ㆍ역회전되는 감속모터(15)를 고정한 다음 제어부(12)에 접속하고, 감속모터(15)의 회전축봉에 피니언(17)을 고정하여 상기 랙기어(11)와 치합시킴으로써 감속모터(15)의 정ㆍ역회전 정도에 따라 게이트(13)의 개ㆍ폐 정도를 제어할 수 있도록 한다.

또한, 저장통(6)의 상부에는 덮개(20)를 설치하여 미끄럼 방지제(8)를 보충 공급할 수 있도록 하되 덮개(20) 고정수단을 설치하여 자동차(2)가 주행할 때 발생할 수 있는 소음이나 진동을 방지하도록 하고, 저장통(6)의 내측 하부에는 미끄럼 방지제(8)의 소모량(잔여량, 또는 유무)을 감지할 수 있는 미끄럼 방지제 소모량 감지센서(22)를 설치한 다음 중앙처리장치(CPU) 또는 마이콤(MICOM)으로 구성되는 제어부(12)에 접속하여 미끄럼 방지제(8)가 부족한 경우 표시부(24)로 표시되게 하고, 상기 표시부(24)는 운전 계기판 부근에 설치하여 미끄럼 방지제(8)의 잔여량을 육안으로 쉽게 확인하여 보충할 수 있도록 한다.

상기에서 미끄럼 방지제(8)가 분말이나 입자 상태인 경우 분출에 따른 응답속도가 느린편이므로 도 3과 같이 저장통(6)의 내부에 감속모터(26)로 회전하는 이송 스크류(28)를 수직으로 설치하여 배출구(10)가 개방되는 동안 이송 스크류(28)가 회전하면서 고체상태의 미끄럼 방지제(8)가 배출구(10) 방향으로 신속히 이송할 수 있게 함으로써 고속주행 중에 자동차가 미끄러지더라도 충분한 량의 미끄럼 방지제(8)가 분출될 수 있도록 한다.

상기에서 미끄럼 방지제(저항력 강화물질 또는 마찰력 증가제)는 모래나 염화칼슘과 같은 분말상태 또는 입자상태의 미끄럼 방지제(8)를 사용하거나 액상의 미끄럼 방지제를 사용하여 타이어(4)의 표면 또는 노면(16)으로 선택 분출하거나, 타이어(4)의 표면과 노면(16)으로 동시에 분출시켜 노면(16)과 타이어(4) 사이의 마찰저항을 증가시킬 수 있도록 한다.

한편, 액체상태의 미끄럼 방지제(8a)를 사용하는 경우 도 4와 같이 자동차(2)에 장착된 타이어(4)의 전면 상부에 용적이 다소 크고 내화학성과 수밀성을 갖는 호퍼형상의 저장통(6a)을 각각 설치하여 액체상태의 미끄럼 방지제(8a)를 저장할 수 있도록 하고, 저장통(6)의 하부에는 미끄럼 방지제(8a)가 배출되는 배출관(10a)을 설치하고, 상기 배출관(10a)의 중간 부분에 제어부(12)의 제어를 받는 전자펌프(14a)를 설치하고, 배출관(10a)의 단부에는 분사노즐(10b)을 설치하여 일반도로, 물이 있는 도로, 눈길이나 빙판(16a) 구간의 노면(16)에서 자동차(2)가 미끄러지는 경우 타이어(4) 또는 타이어(4)의 전면도로로 액체상태의 미끄럼 방지제(8a)가 분사노즐(10b)을 통하여 분사되게 한다.

상기에서 배출관(10a)은 전자펌프(14a)에 의해 평소에는 액체상태의 미끄럼 방지제(8a)가 배출되는 배출로가 폐쇄되므로 액체상태의 미끄럼 방지제(8a) 유출이 방지된다.

본 발명에서 내용적이 큰 한 개의 저장통(6a)을 자동차(2)의 적당한 장소에 설치한 다음 액체상태의 미끄럼 방지제(8a)를 수용하고, 배출관(10a)의 중간부분에 전자펌프(14a)를 설치하고, 배출관(10a)의 단부에 분사노즐(10b)이 각각 고정된 복수 개의 호스를 연결하고, 상기 분사노즐(10b)은 각각의 타이어(4) 전면에 위치하면서 타이어(4)의 표면이나 타이어(4)의 전면도로, 또는 타이어(4)의 표면과 타이어(4)의 전면도로로 동시에 분사할 수 있도록 설치하여 본 발명을 달성할 수도 있다.

본 발명에서 전륜 구동 자동차의 경우 미끄럼 방지제 저장통(6)을 양측 전륜의 상부에만 설치하고, 후륜 구동 자동차의 경우 미끄럼 방지제 저장통(6)을 양측 후륜의 상부에 설치하여 적은 양의 미끄럼 방지제(8)로도 자동차(2)의 미끄러짐을 방지할 수 있으나 미끄럼 방지제(8)가 많이 소모되더라도 미끄럼 방지제 저장통(6)을 양측 전ㆍ후륜에 같이 설치하면 마찰력이 더욱 증가되어 안전성이 배가되므로 바람직하다.

또한, 자동차(2)의 일단에는 타이어(4)의 회전이 멈추는 것을 감지하는 타이어 정지센서(30)와, 주행중인 자동차가 급제동에 의해 미끄러지는 경우 노면상태(마찰계수)를 감지하는 가속도 센서(32)와, 경사로를 주행하는 자동차(2)의 기울기를 감지하는 기울기 감지센서(34)를 각각 설치한 다음 제어부(12)의 입력에 각각 접속하여 타이어(4) 정지신호와, 노면상태에 따른 가속도 신호와, 자동차(2)의 기울기 감지신호가 각각 입력되게 한다.

상기에서 타이어(4) 정지센서(30)는 도 5와 같이 외경이 비교적 작은 차축(44)(타이어와 연동 회전하는 차축) 또는 타이어 휠의 안쪽면에 조각(조각편)으로 형성된 복수 개의 영구자석(46)을 일정간격으로 빙둘러 설치하고, 차체에 고정되는 지지부재(48)에는 제어부(12)에 전기적으로 접속되는 홀센서(50)를 고정시켜 설치하되 상기 영구자석(46)과 근접하도록 설치하여 회전하는 영구자석(46)의 자력을 감지하도록 함으로써 제어부(12)가 타이어(4)의 회전이나 정지여부를 판단할 수 있도록 한다.

상기에서 복수 개의 영구자석(46)과 홀센서(50)로 구성된 타이어 정지센서(30)는 타이어(4)가 회전하면 차축(44)도 같이 회전하므로 차축(44)의 회전속도에 비례한 펄스신호가 제어부(12)로 입력되어 타이어(4)가 회전중인 것으로 판단하게되고, 반대로 자동차(2)의 제동이나 정지에 의해 타이어(12)의 회전이 멈추면 제어부(12)의 입력으로 펄스신호가 입력되지 않게 되므로 타이어(12)가 정지한 것으로 판단하도록 한다.

자동차(2)의 중간부분에 설치하는 가속도 센서(32)는 주행중이던 자동차(2)가 포장 또는 비 포장된 일반도로, 물이 있는 도로, 눈길이나 빙판(16a)과 같은 도로의 출현으로(돌발사태) 급제동 한 상태(타이어가 정지한 상태)에서 자동차(2)가 미끄러지면, 미끄러지는 노면의 상태 또는 노면의 마찰계수에 따라 상이한 값의 가속도 신호가 제어부(12)로 입력되게 함으로써 제어부(12)는 노면(16)의 상태 및 마찰계수를 판단할 수 있게 되며, 따라서 노면의 상태에 따라 고체상태의 미끄럼 방지제(8) 또는 액체상태의 미끄럼 방지제(8a)를 선택하고, 또한 상기 미끄럼 방지제(8)(8a)의 분출량이나 분사량을 선택할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명에서 노면(16)의 상태(마찰계수)에 따라 제어부(12)로 입력되는 가속도 신호가 달라지며, 이에 따른 정지거리는 아래식과 같이 구할 수 있다.

상기 식에서 정지거리(x)는 초속도의 제곱에 비례하므로 가속도(a :속도변화량)로 마찰계수(μ)를 파악할 수 있다.

예컨데, 앞서 언급한 바와 같이 일반 포장도로의 운동마찰계수를 0.5로 가정하면, 모래가 있는 포장도로의 가속도 신호는 약 0.45로 입력되고, 모래가 뿌려진 눈길의 가속도 신호는 약 0.35로 입력되고, 모래가 뿌려진 빙판길의 가속도 신호는 약 0.3으로 입력되며, 눈길의 가속도 신호는 약 0.2로 입력되며, 빙판길의 가속도 신호는 0.15로 입력된다.

상기에서 제어부(12)는 노면의 상태에 따라 달리 입력되는 상기 가속도 신호에 따라 도로의 노면상태와 마찰계수를 판단하여 미끄럼 방지제(8)(8a)의 종류와 분출량을 결정하게 되며, 또한 주행속도계를 통하여 입력되는 속도신호는 자동차(2)의 미끄러짐을 전후하여 입력되는 주행속도가 메모리부(42)에 저장된 기준 주행속도보다 빠를수록 분출되는 미끄럼 방지제(8)의 분출량은 비례하여 증가되며, 반대로 입력되는 주행속도가 메모리부(42)에 저장된 기준 주행속도보다 느릴 경우 분출되는 미끄럼 방지제(8)의 분출량은 비례하여 감소된다.

또한, 상기에서 자동차(2)의 중간부분에 설치하는 기울기 감지센서(34)는 자동차(2)가 경사로를 주행할 때 내리막길에 의한 기울기 각도신호 및 오르막길에 의한 기울기 각도신호가 제어부(12)로 각각 입력되게 함으로써 제어부(12)는 메모리부(42)에 저장된 내리막길 데이터 및 오르막길 데이터를 비교하여 자동차(2)의 기울기 정도를 판단할 수 있도록 한다.

상기에서 내리막길 또는 오르막길과 같은 경사로의 기울기 정도에 따라 일반 평지도로에 비하여 마찰계수가 저하하는 효과 또는 증가하는 효과가 발생하므로 가속도 센서(34)가 감지한 가속도 신호에 오차가 발생된다.

즉, 평지도로의 마찰계수가 0.5인 경우 내리막길에서는 약 0.3으로 가속도가 약 0.2 정도 저하하는 현상이 발생하며, 반대로 오르막길에서는 약 0.7로 가속도가 약 0.2 정도 상승하는 현상이 발생되므로 가속도 변화에 의한 노면상태 판단에 착오가 발생하는 점을 감안하여 오차분을 보상하도록 함으로서 미끄럼 방지제(8)(8a)의 종류를 선택하고, 또한 미끄럼 방지제(8)(8a)의 분출량 및 분사량을 가감하여 자동차(2)가 경사로에서 미끄러지는 것을 방지하도록 한다.

또한, 제어부(12)의 입력에는 주행 속도계(36)를 접속하여 자동차(2)의 현재 주행속도 신호가 입력되게 하고, 제어부(12)의 또 다른 입력에 제동 감지센서(38)를 접속하여 브레이크 페달에 의한 제동신호가 입력되게 한다.

또한, 제어부(12)의 입력에는 설정부(40)와 조작버턴(40a)을 접속하여 각종 기능을 설정하거나 해제할 수 있도록 하고, 제어부(12)의 입ㆍ출력부에 메모리부(42)를 접속하여 자동차(2)의 주행에 따라 입력되는 주행속도와 비교되는 주행 기준속도 데이터와, 노면(16)의 상태에 따라 다른 값으로 입력되는 가속도 신호와 비교되는 가속도 데이터와, 경사로에 의한 내리막길 데이터 및 오르막길 데이터와, 제동에 따른 초속도, 배출구 개ㆍ폐 시간, 배출구 개ㆍ폐주기와 같은 각종 데이터를 저장하도록 하고, 제어부(12)의 출력에는 표시부(24)를 접속하여설정부(40)를 통한 기능설정과 기능해제 및 입력되는 각종 데이터와 데이터 입력완료, 미끄럼 방지제의 잔여량 등이 표시되게 하고, 제어부(12)의 출력에는 상기 저장통(6)(6a)의 배출구(10)와 배출관(10a)을 열고 닫는 개ㆍ폐장치(14)와 전자펌프(14a)를 접속하도록 한다.

도 7은 본 발명에서 미끄러짐 시간(t)과 마찰계수(μ)의 상관 관계를 나타낸 그래프로, 정지마찰계수(μs)의 경우 최대 정지마찰계수까지 상승하다가 자동차(2)가 미끄러지면 시간(t)이 변화하더라도 운동마찰계수(μk)는 변하지 않는 것을 알 수 있으며, 미끄럼 방지제(8)(8a)의 분출에 의해 노면(16)이나 빙판길(16a)의 운동마찰계수(μk) 또는 정지마찰계수(μs)가 순간적으로 증가하거나 도 8, 도 9와 같이 상승된 정지마찰계수(μs)가 조금씩 증가하거나, 상승된 정지마찰계수(μs)와 운동마찰계수(μk)가 조금씩 변화를 보이는 상태로 되어 자동차(2)의 미끄러짐이 방지됨을 알 수 있다.

미 설명 부호 (52)는 지지간이다.

이와 같이 구성하여서 된 본 발명은 도로를 주행하던 자동차(2)가 일반도로, 결빙도로 또는 강설에 의한 눈길, 우천 등에 의해 물이 있는 도로에서 브레이크 페달(제동 페달)을 밟아 제동한 상태에서 타이어(4)가 정지하고, 타이어(4)가 정지함에도 과속주행이나 관성력 및 노면의 운동마찰계수 저하에 의해 자동차(2)가 미끄러지면 타이어 또는 타이어(차륜)의 앞쪽에 위치하는 노면(16)이나 빙판길(16a)로 미끄럼 방지제(8)(8a)를 분사하여 노면(路面)의 마찰계수가 증가되므로 자동차(2) 및 타이어(4)가 일반도로, 결빙도로, 물이 있는 도로, 빙판길 또는 눈길로부터 미끄러지지 않게 되는 것으로, 이하 본 발명의 작용ㆍ효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 제어부(12)로 제동신호가 입력되면 본 발명 미끄럼 방지장치가 작동하게 되며, 제어부(12)로 제동신호가 입력되지 아니하면 본 발명 미끄럼 방지장치가 정지된다.

한편, 덮개(20)를 통하여 저장통(6)(6a)에 액체상태의 미끄럼 방지제 또는 모래나 염화칼슘과 같은 고체상태의 미끄럼 방지제(8)(8a)를 적당량 채운 다음 고정수단으로 덮개(20)를 고정시켜 주행 충격이나 진동에 의한 덮개(20)의 열림 및 소음을 방지하여 사용하게 되는 것으로, 자동차(2)가 주행하면 제어부(12)의 입력으로 주행 속도계(36)를 통한 자동차(2)의 현재 주행속도 신호가 입력되며, 경사로를 주행하는 경우 기울기 감지센서(34)에 의해 내리막길 경사각도 신호 또는 오르막길 경사각도 신호가 입력되며, 브레이크 페달을 가압하여 제동하는 경우 제동 감지센서(38)에 의해 제어부(12)의 입력으로 제동신호가 입력되며, 타이어(4)가 완전히 정지하는 경우 타이어(4) 정지신호가 입력되며, 자동차(2)의 기울기에 따라 기울기 감지센서(34)의 기울기 값이 입력되며, 또한 가속도 센서(32)로 감지되는 노면상태에 따른 가속도 신호가 입력된다.

한편, 자동차(2)가 주행 중 눈길이나 빙판(16a)이 갑자기 출현하여 급제동하는 경우 비록 타이어(4)가 정지하더라도 주행관성력 및 노면의 운동마찰계수 저하에 의해 자동차(2)가 주행방향으로 계속하여 미끄러지게 되므로 도 7과 같이 시간이 변화해도 마찰계수는 변하지 않는 미끄러짐 상태가 발생되나, 본 발명에서는 타이어의 전면으로 미끄럼 방지제(8)가 분출되므로 도 7, 도 8, 도 9와 같이 자동차(2)의 미끄러짐 완화되거나 미끄러짐이 방지된다.

즉, 일반도로(16)나 눈길이나 빙판(16a) 및 물이 있는 도로에서 자동차(2)가 급제동하여 타이어(4)가 정지하면 복수 개의 영구자석(46)과 홀센서(50)로 구성된 타이어 정지센서(30)로 부터 펄스가 입력되지 않게 되므로 제어부(12)는 타이어(4)가 정지된 것으로 판단하게 되며, 또한, 노면의 상태에 따라 다른 값으로 입력되는 가속도 신호와 메모리부(42)에 미리 저장된 가속도 데이터와 비교되어 자동차(2)의 미끄러짐을 판단함과 동시에 주행하는 도로의 노면상태 및 마찰계수를 판단하게 된다.

예컨데, 가속도 센서(32)를 통하여 약 0.5 정도의 운동마찰계수(운동마찰저항) 신호가 입력되면 제어부(12)는 일반 포장도로로 판단하여 모래나 염화칼슘과 같은 고체상태의 미끄럼 방지제(8)보다는 일시적으로 끈끈한 접착력(끈끈이 성질)을 갖는 액체상태의 미끄럼 방지제(8a)를 자동으로 분사시켜 운동마찰계수를 0.5 이상으로 상승시키므로 자동차(2)의 미끄러짐이 방지된다.

즉, 제어부(12)가 일반도로(16)에서 미끄러지는 것으로 판단하여 전자펌프(14a)를 작동시키면 액체상태의 미끄럼 방지제(8a)가 배출관(10a)과 분사노즐(10b)을 통하여 적당 시간동안 타이어(4)의 표면 또는 타이어(4)의 전면 도로로 분사하므로 정지마찰계수(μs) 또는 운동마찰계수(μk)가 일반도로(16)의 마찰계수인 0.5 이상으로 상승되므로 타이어(4)와 자동차(2)의 미끄러짐이 완화되고 제동거리를 줄일 수 있어서 장애물과의 충돌을 피할 수 있다.

또한, 눈길이 갑작스럽게 출현하는 경우 가속도 센서(32)를 통하여 약 0.2정도의 운동마찰계수 신호가 입력되면 제어부(12)는 눈길에서 미끄러지는 것으로 판단하여 배출구(10) 개방신호를 즉시 출력하게 되므로 게이트 감속모터(26)와 스크류 감속모터(15)가 회전하므로 게이트(10)가 적당한 개방면적과 적당한 시간동안 열리므로 저장통(6)에 수용된 미끄럼 방지제(8)가 타이어(4)의 전면 도로로 적당량 분출되고, 눈길의 운동마찰계수는 약 0.35로 증가하여 타이어(4)와 자동차(2)의 미끄러짐이 방지되거나 완화되며, 물론 미끄럼 방지제(8)의 분출량이나 분출시간 분출주기를 늘리면 운동마찰계수를 약 0.35 이상으로 증가시킬 수 있다.

또한, 빙판길이 갑작스레 출현하는 경우 가속도 센서(32)를 통하여 약 0.15 정도의 운동마찰계수 신호가 입력되면 제어부(12)는 빙판길로 판단하여 배출구(10) 개방신호를 출력하게 되므로 게이트 감속모터(26)와 스크류 감속모터(15)가 회전하게 되므로 게이트(10)가 적당한 개방면적과 적당한 시간동안 열리게 된다.따라서 저장통(6)에 수용된 미끄럼 방지제(8)가 타이어(4)의 전면 도로로 적당량 분출되어 빙판길의 운동마찰계수는 약 0.3으로 증가하므로 타이어(4)와 자동차(2)의 미끄러짐이 방지되거나 완화되며, 이 또한 미끄럼 방지제(8)의 분출량이나 분출시간 분출주기를 늘리면 운동마찰계수를 0.3 이상으로 증가시킬 수 있다.

또한, 제어부(12)로 입력되는 자동차(2)의 현재 주행속도는 메모리부(42)에 미리 저장된 주행 기준속도 데이터와 비교되어 입력되는 현재 주행속도가 기준속도 데이터를 초과하는 경우 게이트(13)의 개방면적을 평균보다 크게 하거나 게이트(13)의 개방시간을 평균보다 길게 하거나 또는 전자펌프(14a)의 펌프량 및 작동시간을 제어하여 미끄럼 방지제(8)(8a)의 분출량 및 분사량이 자동차(2)의 주행속도에 비례하여 증가하도록 함으로써 분출 및 분사되는 미끄럼 방지제(8)(8a)가 노면의 단위 면적 당 평균화되게 되며, 따라서 노면의 운동마찰계수 역시 평균화된다.

또한, 자동차(2)가 내리막길이나 오르막길과 같은 경사로를 주행하다가 미끄러지는 경우 기울기 감지센서(34)에 의해 내리막길 경사 데이터 또는 오르막길 경사 데이터가 제어부(12)로 입력되어 메모리부(42)에 미리 저장된 기준 경사 데이터와 비교되며, 입력되는 내리막길 경사 데이터 및 오르막길 경사 데이터가 기준 경사데이터를 벗어나게 되면 제어부(12)는 자동차(2)가 경사로에서 미끄러지는 것으로 판단하여 노면의 상태에 따라 미끄럼 방지제(8)(8a)의 종류를 선택하고, 또한 미끄럼 방지제(8)(8a)의 분출량 및 분사량을 평지도로보다 증가시키거나 감소시켜 가속도 변화에 따른 오차분을 보상하게 된다.

즉, 평지도로의 마찰계수가 0.5인 경우 내리막길에서는 약 0.3으로 가속도가 약 0.2 정도 저하하는 현상이 발생하며, 반대로 오르막길에서는 약 0.7로 가속도가 약 0.2 정도 상승되는 현상이 발생되므로 가속도 변화에 의한 노면상태 판단에 착오가 발생하는 점을 감안하여 미끄럼 방지제(8)(8a)의 종류를 선택하고, 또한 미끄럼 방지제(8)(8a)의 분출량 및 분사량을 가감하여 오차분을 보상하므로 자동차(2)가 경사로에서 미끄러지는 것이 방지된다.

또한, 눈길이나 빙판(16a)이 있는 도로와 눈길이나 빙판(16a)이 있는 도로가 번갈아(구간 구간)가면서 출현하는 경우 타이어 정지센서(30)와 가속도 센서(32)에 의해 구간 구간 미끄러짐을 감지할 수 있으므로 그때마다 배출구(10) 개방신호가출력되므로 자동차(2)의 미끄러짐이 방지된다.

한편, 눈길이나 빙판(16a)이 없어져 자동차(2)가 미끄러짐 없이 정상적으로 주행하면 운동마찰계수가 원래값으로 환원되고 제동신호가 입력되지 않게 되면 본 발명 미끄럼 방지장치가 정지(OFF)되며, 제어부(12)는 정상주행으로 판단하여 배출구(10) 폐쇄신호와 전자펌프(14a) 정지신호를 출력하게 되므로 미끄럼 방지제(8)(8a)의 분출이나 분사가 차단된다.

또한, 미끄럼 방지제(8)(8a)는 사용에 의해 점차적으로 소모될 것이나 저장통(6)(6a)의 내부에 소모량 감지센서(22)가 설치되어 있으므로 미끄럼 방지제(8)(8a)의 소모량 또는 잔여량이 제어부(12)를 통하여 운전석 계기판 부근에 설치된 표시부(24)에 표시되므로 미끄럼 방지제(8)(8a)의 잔여량(소모량)을 육안으로 쉽게 확인할 수 있으며, 미끄럼 방지제(8)(8a)가 부족한 것으로 판단되면 덮개(20)를 통하여 보충 공급하면 될 것이다.

상기에서 저장통(6)(6a)의 덮개(20)를 일일이 열고 미끄럼 방지제(8)(8a)를 보충하는 경우 번거로울 수 있으므로 자동차(2)의 빈공간, 예컨데 트렁크의 내부에 보조 저장통을 설치하여 미끄럼 방지제를 다량 저장하도록 하고, 상기 보조 저장통과 각 저장통(6)(6a)은 공급관으로 연결하고, 공급관의 중간에는 제어부(12)의 제어를 받는 펌프 또는 후황기를 설치하여 미끄럼 방지제(8)(8a)가 소모된 저장통(6)(6a)으로 미끄럼 방지제(8)(8a)를 보충 공급할 수도 있다.

본 발명에서 설정부(40)에 접속된 조작버턴(40a)을 이용하여 미끄럼 방지제(8)(8a)의 분출주기와 기능설정 및 기능해제 등을 할 수 있으며, 필요한 경우 조작버턴(40a)을 수동으로 조작하여 본 발명을 달성할 수도 있다.

또한, 자동 브레이크 시스템(A.B.S. 브레이크)을 장착한 자동차에 본 발명 자동차 미끄럼 방지장치를 설치하면 자동차의 미끄러짐과 동시에 미끄럼 방지제(8)(8a)가 분출되어 미끄럼이 방지되며, 이러한 상태에서도 조향핸들을 조작할 수 있으므로 대형 사고를 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 도로를 주행하던 자동차가 일반도로, 결빙도로 및 빙판길 또는 강설에 의한 눈길이 갑자기 출현하는 경우 브레이크 페달을 밟아 제동한 상태에서 자동차의 미끄러짐이 발생되면 타이어(차륜)의 전면으로 미끄럼 방지제를 분출하여 노면의 마찰계수를 증대시키게 되므로 자동차가 일반도로, 결빙도로 및 빙판길 또는 눈길로부터 미끄러지는 현상이 방지되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서 자동 브레이크 시스템(A.B.S. 브레이크)을 장착한 자동차에 본 발명 자동차 미끄럼 방지장치를 설치하면 제동이나 미끄러지는 동안에도 조향핸들을 조작할 수 있는 효과가 있다.

또한, 내리막길 또는 오르막길과 같은 경사로의 기울기 정도에 따라 일반 평지도로에 비하여 마찰계수가 저하하는 효과 또는 증가하는 효과가 발생하여 가속도 센서가 감지한 가속도 신호에 오차가 발생하므로 기울기 감지센서를 이용하여 노면상태에 따른 미끄럼 방지제의 종류를 선택하고, 또한 미끄럼 방지제의 분출량 및 분사량을 가감하여 마찰계수 오차분을 보상함으로써 자동차가 경사로에서 미끄러지는 것이 방지되는 등의 효과가 있다.

Claims (2)

1. 자동차(2) 타이어(4)의 전면상부에 설치되는 각각의 저장통(6)(6a)에 미끄럼 방지제(8)(8a)가 저장하여, 결빙도로나 빙판길 또는 눈길을 만나면 타이어의 앞부분 노면으로 미끄럼방지제(8)(8a)를 배출시켜 자동차의 미끄러짐을 방지하는 장치에 있어서; 제어부(12)에 접속된 배출구 개ㆍ폐장치(14) 및 분사노즐(10b)과 전자펌프(14a)가 설치된 배출관(10a)을 저장통(6)(6a)의 하부에 각각 설치하고, 제어부(12)의 입력에 타이어(4)의 정지를 감지하는 타이어 정지센서(30)와, 자동차(2)가 미끄러질 때의 노면상태 또는 노면 마찰정도를 감지하는 가속도 센서(32)와, 경사로의 기울기를 감지하여 미끄럼 방지제(8)(8a)의 선택과 마찰계수 오차분을 보상하는 기울기 감지센서(34)를 각각 접속하고, 제어부(12)의 입력에 주행 속도계(36)를 접속하고, 제어부(12)의 입력에 제동 감지센서(38)를 접속하여 주행하는 자동차(2)가 도로에서 미끄러지는 경우 노면상태와 노면기울기에 따라 미끄럼 방지제(8)(8a)를 선택적으로 적당량 분출 및 분사하여 자동차의 미끄러짐을 방지하도록 함을 특징으로 하는 자동차의 미끄러짐 방지장치.
2. 제 2 항에 있어서, 자동 브레이크 시스템(A.B.S. 브레이크)이 장착된 자동차에 본 발명 자동차 미끄럼 방지장치를 설치하여 자동차가 미끄러지더라도 핸들을 조향할 수 있도록 함을 특징으로 하는 자동차의 미끄러짐 방지장치.