KR100579739B1

KR100579739B1 - 주차 브레이크의 자동잠금장치

Info

Publication number: KR100579739B1
Application number: KR1020040034312A
Authority: KR
Inventors: 이문환
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2006-05-15
Also published as: KR20050109241A

Abstract

본 발명은 주차 브레이크의 자동잠금장치에 관한 것으로서, 상기 주차 브레이크의 레버 일측에 돌출형성된 돌기부와, 타이어 휠의 회전속도를 감지하는 휠 속도센서와, 상기 주차 브레이크의 돌기부와 연결되는 주차브레이크 잠금수단과, 주행중 상기 주차 브레이크가 내려져 있는 상태일 때, 상기 휠 속도센서의 감지속도가 미리 설정된 속도이상이면 상기 잠금수단으로 상기 주차 브레이크의 돌기부를 고정시키고, 상기 휠 속도센서의 감지속도가 상기 미리 설정된 속도이하이면 상기 돌기부와의 연결을 해제시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 주차중 내지는 주행중 주차 브레이크를 미리 조작된 위치로부터 부주의로 이탈시킴으로 인해 발생하는 사고를 예방할 수 있다.

주차 브레이크, 잠금, 풀림 방지, 장치

Description

주차 브레이크의 자동잠금장치{automatic locking apparatus of parking brake}

도 1은 본 발명에 따른 주차브레이크 레버의 측면도,

도 2는 도 1의 주차 브레이크의 자동잠금장치의 내부 구성도,

도 3은 도 2의 직류모터의 제어회로도,

도 4는 본 발명에 따른 주차브레이크 자동잠금장치의 제어순서도,

도 5는 종래의 주차브레이크 장치의 구성도,

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 주차브레이크 2 : 돌기부

3a, 3b : 스위치로드 4 : 리미터

5 : 잠김영구자석 6 : 열림영구자석

7 : 잠김확인스위치 8 : 열림확인스위치

9 : 직류모터 10 : 자동잠금장치

11 : 스토퍼 12 : 가이드롤링베어링

13 : 랙

본 발명은 주차 브레이크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주차 브레이크의 조작상태를 유지시키는 주차 브레이크의 자동잠금장치에 관한 것이다.

일반적으로, 종래 자동차의 주차 브레이크장치는 자동차를 주차시킬 때에 주차상태를 유지하기 위해 뒷바퀴를 제동시키는 장치이다. 주차 브레이크장치는 통상적으로 주차 브레이크 드럼과 슈우 및 스프링을 갖추고서 주차 브레이크 슈우를 주차 브레이크 드럼에 밀착시켜 그 때에 발생하는 마찰력으로 뒷바퀴를 제동시키게 되어 있다. 상기한 주차 브레이크장치를 작동시키기 위한 조작장치는 주차브레이크 레바와 이퀄라이저 및 로드나 와이어 등으로 구성된다.

도 5는 종래의 기술에 따른 주차브레이크를 설명하기 위한 도면이다. 운전자와 인접한 차실바닥에 설치되는 주차브레이크 조작레바(110)에 로드(혹은 와이어,112)가 한쪽 끝으로 연결되어 있고, 로드(112)의 다른쪽 끝에 이퀄라이저(equalizer,114)가 연결된다. 이퀄라이저(114)에 브레이크 슈레바(116,116')와 각기 연결된 좌측 주차브레이크 케이블(118)과 우측 주차브레이크 케이블(119)이 연결된다. 그러므로, 상기 주차브레이크 조작레바(110)를 당기게 되면 이퀄라이저(114)를 중심으로 조작레바(110)의 조작력이 좌측 및 우측 케이블(118,119)에 균등하게 분배되어 당겨주게 됨으로써, 주차 브레이크가 걸리게 되어 있다.

이러한, 자동차의 주차브레이크는 주차 혹은 장시간의 정차시 와이어에 의한 기계적 제동으로 인해 운전자의 피로를 덜어주며 자동차의 미끄럼에 의한 대형사고의 예방에 있어 큰 역할을 담당하고 있다. 주차브레이크에 관한 종래의 기술이 아직도 기계적인 메커니즘을 고수하고 있는 이유도 그 기능의 중요성에 있다. 주차브레이크에 관한 종래의 기술 및 연구를 살펴보면 자동 풀림 방지 장치등에 의한 사고/도난의 회피 기술과 소음/진동 문제 개선등이 주류를 이루고 있으며 이는 비용상승의 문제로 아직까지 적용이 되지 않고 있는 실정이다.

주행 중 운전자의 착각이나 어린이의 장난에 의해 돌발적으로 주차브레이크를 잠그는 경우 이는 곧바로 대형사고로 연결될 수 있으며 큰 인명피해를 유발할 수 있다. 아직까지 주행시 주차브레이크의 풀림 상태를 강제적으로 유지시켜주는 기술은 적용되지 않았으며 이에 대한 연구도 소수에 불과하고, 그 연구조차 리니어 모터(Linear Motor)사용에 의해 원가 상승을 유발한다던가 자동 잠금장치를 작동하기 위한 추가적인 전력 주입 등의 단점을 가지고 있다.

따라서 우발적인 상황으로부터 사고를 방지하고 운전자를 보호하기 위해 저가형, 절전형 주행중 자동 잠금장치에 대한 연구가 필요하다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 주차중 내지는 주행중 주차 브레이크를 미리 조작된 위치로부터 부주의로 이탈시킴으로 인해 발생하는 사고를 예방할 수 있는 주차 브레이크의 자동 잠금장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 주차 브레이크의 자동잠금장치에 있어서, 일측으로 돌출 형성된 돌기부를 형성한 주차 브레이크의 레버와;
타이어 휠의 회전속도를 감지하는 휠 속도센서;
케이싱의 천정부에 장착되는 한 쌍의 스위치로드와, 상기 스위치로드에 대향하게 마련되는 랙, 상기 랙상에서 상기 한 쌍의 스위치로드 사이에 배치되는 리미터, 상기 랙의 일측에 마련되어 상기 랙의 이동을 한정하는 스토퍼 및 상기 랙을 상기 스위치로드에 대해 수평 이동시키는 구동모터로 이루어진 주차 브레이크 잠금수단 및;
주행중 상기 주차 브레이크가 내려져 있는 상태일 때, 상기 휠 속도센서의 감지속도가 미리 설정된 속도이상이면 상기 잠금수단으로 상기 주차 브레이크의 돌기부를 고정시키고, 상기 휠 속도센서의 감지속도가 상기 미리 설정된 속도이하이면 상기 돌기부와의 연결을 해제시키도록 상기 구동모터를 제어하는 제어회로를 갖춘 제어부;
를 포함하는 것에 의해 달성된다.

여기서, 상기 각 스위치로드의 판면에는 반대극성의 영구자석이 부착되고, 상기 리미터의 판면에는 상기 스위치로드의 영구자석과 반대극성의 영구자석이 상기 각 스위치로드와 대향하게 부착되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 각 스위치로드와 상기 리미터의 접촉을 감지하는 제1 및 제2 접촉감지부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1 및 제2 접촉감지부의 접촉신호에 따라 상기 구동모터로의 전류공급을 해제하는 것이 바람직하다.

상기 제어회로는 상기 휠 속도센서의 감지속도와 미리 설정된 기준신호를 입력으로 하는 비교기와, 상기 비교기의 출력단의 제1분기라인에 베이스가 연결되는 제1트랜지스터와, 제2분기라인에 연결되는 인버터 및 제2 트랜지스터를 포함하며;상기 구동모터는 상기 제1 및 제2 트랜지스터의 에미터사이에 연결되는 직류모터인 것이 효과적이다.

상기 제어회로는 상기 제1트랜지스터의 베이스에 연결되어 상기 제1 접촉감지부에 의해 온오프되는 제1 스위치와, 상기 제2 트랜지스터의 베이스에 연결되어 상기 제2 접촉감지부에 의해 온오프되는 제2스위치를 포함하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동잠금장치가 장착된 주차 브레이크 장치의 측면도이다. 도 1은 가로축인 X축, 세로축인 Z축, X축과 Z축에 대해 각각 수직인 Y축으로 구성된 3차원에서, X-Z축을 기준으로 자동잠금장치를 도시한 것이고, 도 2는 Y-Z축을 기준으로 자동잠금장치를 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 주차 브레이크 레버(1)는 손잡이부와, 구동축을 중심으로 회전되는 회전부로 이루어지면서, 상기 회전부의 하부로 돌기부(2)가 연장형성되고, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 돌기부(2)쪽으로 위치되어 결합하여 자동잠금장치의 기능을 하는 주차 브레이크 잠금수단(10)이 마련된다.

여기서, 상기 주차 브레이크 잠금수단(10)은, 사각통형상의 케이싱과, 케이싱의 천정부에 장착되는 한 쌍의 스위치로드(3a, 3b)와, 스위치로드(3a, 3b)에 대향하게 마련되는 랙(13)과, 랙(13)상에 마련되며 한 쌍의 스위치로드(3a, 3b) 사이에 배치되는 리미터(4)와, 랙(13)을 스위치로드(3a, 3b)에 대해 수평이동시키는 구동모터의 기능을 하는 직류모터(9)와, 랙(13)의 일측에 마련되어 랙(13)의 이동을 한정하는 스토퍼(11)를 포함한다. 스위치로드(3a,3b)의 단부에는 가이드 롤링 베어링(12)이 설치되며, 가이드 롤링 베어링(12)은 랙(13)과 접촉하여 랙(13)상에서 회전된다.
이때, 상기 케이싱은 랙(13)이 이동되어 주차브레이크 레버(1)의 돌기부(2)부위로 위치되는 운동 경로를 방해하지 않도록 설치됨은 물론이며, 상기 스토퍼(11)는 랙(13)의 이동을 구속하도록 랙(13)의 이동경로 상에 위치되어진다.

그리고, 한 쌍의 스위치로드(3a, 3b)의 판면에는 잠김 또는 열림을 유지하기 위한 반대극성의 영구자석이 부착되고, 리미터(4)의 판면에는 각 스위치로드(3a, 3b)와 대향하는 위치에 스위치로드(3a 3b)의 영구자석과 반대극성의 영구자석이 부착된다. 이하에서, 스토퍼(11)에 근접한 스위치로드(3a)의 영구자석을 잠김유지 영구자석(5)이라 하고, 다른 하나의 스위치로드(3b)의 영구자석을 열림유지 영구자석(6)이라 칭하기로 한다.

제어부는 휠 속도센서(21)의 감지속도에 기초하여 랙(13)을 스토퍼(11)측으로 이동시키도록 직류모터(9)의 회전방향을 제어하는 후술할 제어회로를 포함한다. 그리고, 제어부는 각 스위치로드(3a, 3b)와 리미터(4)의 접촉을 감지하는 제1 및 제2 접촉감지부를 더 포함하며, 제1 및 제2 접촉감지부의 접촉신호에 따라 직류모터(9)로(9)의 전류공급을 해제한다. 이하에서 제1 및 제2접촉감지부를 각각 잠금확인 스위치(7), 열림확인 스위치(8)라 칭하기로 한다.

도 2에서 잠금 상태 유지는 랙(13)에 의해 이루어지며, 직류모터(9)에 의한 동력이 구동 피니언(15)과 랙(13)을 통해 전달되어 구동된다. 스위치로드(3a,3b)의 잠김유지 영구자석(5)과 열림유지 영구자석(6)은 각각 리미터(4)에 위치한 잠김유지 영구자석(5)과 열림유지 영구자석(6)과 반대의 극성을 가지므로, 일단 직류 모터(9)에 의해 잠김 혹은 풀림 상태가 되면 자력에 의해 이 상태를 유지하는 역할을 한다. 그리고, 잠김확인 스위치(7)와 열림확인 스위치(8)를 통해 이때의 상태를 파악하여, 직류 모터(9)에 전력주입을 끊어주어 잠김 및 열림 상태 유지를 위한 추가 적인 전력손실을 막는다.

이와 같이, 랙(13)은 가이드 롤링 베어링(12)에 의해 움직이며 잠김 상태에서는 구동 피니언(15), 가이드 롤링 베어링(12), 그리고 스토퍼(11)에 의해 물리적 지지를 받아 레버를 당기려는 운전자의 힘에 저항하게 된다.

도 3은 도 2의 잠김유지를 위한 제어회로도이다. 제어회로는 휠 속도센서(21)의 감지속도와 미리 설정된 기준신호를 입력으로 하는 비교기(22)와, 비교기(22)의 출력단의 제1분기라인에 베이스가 연결되는 제1트랜지스터(24)와, 제2분기라인에 연결되는 인버터(23) 및 제2 트랜지스터(25)와, 제1 트랜지스터(24) 및 제2 트랜지스터(25)의 에미터 사이에 연결되는 직류모터(9)를 포함한다. 그리고, 제어회로는 제1트랜지스터(24)의 베이스를 그라운드에 연결하며 잠김확인 스위치(7)의 접촉신호에 따라 온오프되는 점접식 제1 스위치(27)와, 제2 트랜지스터(25)의 베이스를 그라운드에 연결하며 열림확인 스위치(8)의 접촉신호에 따라 온오프되는 접점식 제2스위치(28)를 더 포함한다.

비교기(22)는 휠 속도센서(21)로부터 속도신호를 입력으로 하여 미리 설정된 경계치(Vref)와 비교하여 비교결과값으로 Vcc와 0을 출력한다. 휠 속도센서(21)로부터 받은 차속(Vvel)과 자동 잠금 기능을 작동하기 시작하는 미리 설정된 경계치를 비교기(22)로 비교하면 Vo는 Vcc 혹은 0 중 하나의 값을 가지게 된다. Vo는 두개의 트랜지스터(24, 25)의 베이스에 연결되어 잠김 작동시 직류모터(9)를 정방향, 풀림 작동시 직류모터(9)를 역방향으로 회전시킨다. 리미터(4)가 잠금확인 스위치 또는 열림확인 스위치에 접촉됨에 따라 제1 및 제2스위치(27, 28)에 의해 각각 잠 김 및 풀림 상태가 감지되면 비교기(22)의 결과와 상관없이 제1 및 제2 트랜지스터(24, 25)의 베이스에 유입되는 전류를 막아 추가적인 전류 주입없이 잠김유지 영구자석(5) 또는 풀림유지 영구자석(6)의 자성으로 현재 상태를 유지하게 만든다.

도 4는 본 발명에 따른 주차 브레이크 자동잠금장치의 제어순서도이다. 도 4를 참조하여 차속이 경계치인 10Km/h를 초과하는 경우 주차 브레이크 잠금수단을 동작시키는 경우를 설명하면 다음과 같다. S1에서 비교기(22)에서 차속이 10km/h를 초과하는지 판단하고, 판단결과 10km/h를 초과하면, S2에서 제1트랜지스터(24)가 온되어, 직류모터(9)에 정방향의 구동전압이 걸린다. S3에서 직류모터(9)가 정방향으로 구동하여 랙(13)이 이동되고 잠김확인 스위치(7)과 리미터(4)의 접속이 이루어진다. 잠김확인 스위치(7)가 접촉되면, S4에서 제1스위치(27)가 온되어 제1트랜지스터(24)의 베이스가 그라운드에 연결되어 오프된다. 이에 따라 직류모터(9)로 전류가 공급되지 않아 정지된다. S5에서 직류모터(9)의 동작없이도 잠김유지 영구자석(5)과 리미터(4)의 자성에 의해 잠김상태가 유지된다.

이후에 차속이 감소되어서 S6에서 차속이 10km/h보다 작아지면, S7에서 제2트랜지스터(25)가 온되어 직류모터(9)에 역방향의 구동전압이 걸린다. S8에서 직류모터(9)가 역방향으로 구동함에 따라 랙(13)이 스토퍼(11)의 반대방향으로 이동하여 열림확인 스위치(8)에 접촉된다. 열림확인 스위치(8)에 접촉되면 S9에서 제2스위치(28)가 온되어 제2트랜지스터(25)의 베이스가 그라운드에 연결되어 제2트랜지스터(25)가 오프되므로 직류모터(9)에 전류가 공급되지 않아 정지된다. S10에서 직 류모터(9)의 동작없이 열림유지 영구자석(6)과 리미터(4)의 자성에 의해 열림상태가 유지된다.

이러한 구성에 의하여, 주행중 차속에 따라 운전자의 조작없이 자동으로 주차브레이크의 풀림 상태를 강제로 유지시켜주므로 운전자의 실수나 어린이의 장난에 의한 대형사고를 미연에 방지할 수 있다.

본 발명을 구현하기 위해 적용된 메커니즘을 통해 일반 보급형 소형 회전식 직류 모터를 이용할 수 있어 동등 결과 대비 리니어 모터등을 적용한 사례보다 비용절감의 효과를 가져온다. 또한, 영구자석과 접점 스위치를 이용해 모터에 유입되는 추가 전류를 막아 자동차의 발전기인 알터네이터에 가중되는 전기적 부담을 줄이고 잠김 상태를 유지하기 위해 일정토크를 유지해야 하는 모터의 로드를 줄여 모터 수명 연장의 효과도 기대할 수 있다.

전술한 실시 예에서는 주행 중 주차 브레이크의 풀림을 방지하는 것으로 서술하였으나, 돌기부를 더 추가하고 상술한 메커니즘을 적용하여 주차시 주차브레이크 풀림 방지용으로 가능하며 차세대 선루프와 윈도우에도 적용 가능하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 주차중 내지는 주행중 주차 브레이크를 미리 조작된 위치로부터 부주의로 이탈시킴으로 인해 발생하는 사고를 예방할 수 있다.

Claims

주차 브레이크의 자동잠금장치에 있어서,

일측으로 돌출 형성된 돌기부를 형성한 주차 브레이크의 레버와;

타이어 휠의 회전속도를 감지하는 휠 속도센서;

케이싱의 천정부에 장착되는 한 쌍의 스위치로드와, 상기 스위치로드에 대향하게 마련되는 랙, 상기 랙상에서 상기 한 쌍의 스위치로드 사이에 배치되는 리미터, 상기 랙의 일측에 마련되어 상기 랙의 이동을 한정하는 스토퍼 및 상기 랙을 상기 스위치로드에 대해 수평 이동시키는 구동모터로 이루어진 주차 브레이크 잠금수단 및;

주행중 상기 주차 브레이크가 내려져 있는 상태일 때, 상기 휠 속도센서의 감지속도가 미리 설정된 속도이상이면 상기 잠금수단으로 상기 주차 브레이크의 돌기부를 고정시키고, 상기 휠 속도센서의 감지속도가 상기 미리 설정된 속도이하이면 상기 돌기부와의 연결을 해제시키도록 상기 구동모터를 제어하는 제어회로를 갖춘 제어부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크의 자동잠금장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 각 스위치로드의 판면에는 반대극성의 영구자석이 부착되고,

상기 리미터의 판면에는 상기 스위치로드의 영구자석과 반대극성의 영구자석이 상기 각 스위치로드와 대향하게 부착되는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크의 자동잠금장치.
제3항에 있어서,

상기 각 스위치로드와 상기 리미터의 접촉을 감지하는 제1 및 제2 접촉감지부를 더 포함하며,

상기 제어부는 상기 제1 및 제2 접촉감지부의 접촉신호에 따라 상기 구동모터로의 전류공급을 해제하는 것을 특징으로 하는 주자 브레이크의 자동잠금장치.
제1항에 있어서,

상기 제어회로는 상기 휠 속도센서의 감지속도와 미리 설정된 기준신호를 입력으로 하는 비교기와, 상기 비교기의 출력단의 제1분기라인에 베이스가 연결되는 제1트랜지스터와, 제2분기라인에 연결되는 인버터 및 제2 트랜지스터를 포함하며;

상기 구동모터는 상기 제1 및 제2 트랜지스터의 에미터사이에 연결되는 직류모터인 것을 특징으로 하는 주차 브레이크의 자동잠금장치.
제4항 또는 제5항에 있어서,

상기 제어회로는 상기 제1트랜지스터의 베이스에 연결되어 상기 제1 접촉감지부에 의해 온오프되는 제1 스위치와, 상기 제2 트랜지스터의 베이스에 연결되어 상기 제2 접촉감지부에 의해 온오프되는 제2스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주차 브레이크의 자동잠금장치.