KR20000004413U

KR20000004413U - 경사로에서의 제동력 유지 장치

Info

Publication number: KR20000004413U
Application number: KR2019980014836U
Authority: KR
Inventors: 조현준
Original assignee: 홍종만; 삼성자동차 주식회사
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2000-03-06

Abstract

차량이 경사진 언덕(hill) 길을 오르려는 중간 지점에서 일시 정지한 다음에 다시 출발하려고 할 때 뒤로 미끄러져 내려가는 현상을 제거하기 위한 경사로에서의 제동력 유지 장치를 제공하고자 한다. 상기 경사로에서의 제동력 유지 장치는 사용자의 선택에 응답하여 힐 홀드 모드 신호를 발생하며 릴리즈신호에 응답하여 상기 힐 홀드 모드 신호의 출력을 차단하는 모드 스위치와; 현재 차량의 경사각도를 검출하는 경사각 검출기와; 유압의 증가에 따라 각 휠의 회전을 억제하는 유압 제동기 및 제동 신호의 입력에 응답하여 상기 유압 제동기에 유압을 공급하는 유압펌프와; 차량의 구동축의 회전수를 검출하여 이에 대응하는 구동력 ⓕ를 발생하는 구동축 회전 감지기와, 상기 힐 홀드 모드 신호에 응답하여 상기 검출된 경사각에 대응하는 미끄러짐력(back force) f와 이에 대응하는 최소한의 제동력 F를 연산하여 이에 대응하는 제동신호를 상기 유압펌프로 공급하고, 상기 구동력 ⓕ가 상기 연산된 제동력 F를 초과시에 응답하여 릴리즈 신호를 상기 모드 스위치로 공급하는 제어 유니트를 포함하여 구성되어 있다.

Description

경사로에서의 제동력 유지 장치

본 고안은 경사로에서의 제동력 유지 장치의 구조에 관한 것으로, 특히 전기적 제어에 의해 오르막길에서의 미끄러짐을 방지하고 엑셀의 조작만으로 자동으로 출발하도록 한 구조를 갖는 경사로에서의 제동력 유지 장치에 관한 것이다.

매뉴얼 트랜스미션이 탑재된 차량은 기어를 변속하거나 정차 상태에서 출발하는 경우에는 클러치 페달을 조작하여 엔진의 회전력을 바퀴의 구동축으로 전달하는 것을 일시적으로 차단하여야 한다. 상기와 같은 매뉴얼 트랜스미션이 탑재된 차량을 운전하여 오르막기를 오르려는 중간 지점에서 일시 정지한 다음에 다시 출발하려고할 때 뒤로 미끄러져 내려가는 현상이 발생된다. 이는 이 기술 분야에 종사하는자라면 그 누구나 알고 있는 사실의 문제이다.

상기와 같은 언덕길에서의 미끄러짐 현상을 방지하기 위한 장치로서는 1997년 4월 14일자로 도서출판 '골든벨"에서 "자동차를 말한다"는 제목으로 발행한 간행물 241면 내지 242면에 걸쳐 기재된 힐 홀더(hill holder)가 그 대표적이다. 상기 간행물에 게재된 힐 홀더는 브레이크의 유압을 클러치의 조작에 따라 일시 유지하고 릴리즈하는 액압 유지 밸브를 이용한 것이다. 상기 액압 유지 밸브를 이용한 힐 홀더는 브레이크 페달을 밟을 때 클러치 페달을 동시에 사용하게 되는 것을 이용한 것으로, 클러치 페달이 밟혀질 때 액압 유지 밸브의 브레이크 오일의 통로를 막아 브레이킹 상태를 홀딩하고, 클러치 페달이 놓여질 때 블레이킹의 홀드 상태를 릴리즈 하도록 구성되어 있다.

그러나, 상기 간행물에 기재된 힐 홀더는 기계적 구조를 갖는 액압 유지 밸브를 이용하여 브레이킹의 상태를 홀드하고 릴리즈하므로써 반영구적으로 사용하기에 무리가 있을 수 있다. 또한, 클러치 페달에 연결된 케이블등에 의해 액압 유지 밸브를 작동시키므로써 케이블의 유격 등이 발생하는 경우에는 원할한 동작이 의심스럽다.

그리고, 간행물에 개시된 종래의 기술은 언덕길에서 정지하고 있는 제동력과 차량이 앞으로 진행하려는 구동력과 관계 없이 클러치 페달만 조작하면 자동으로 브레이킹 상태가 릴리즈되므로써 오조작에 의해 차량이 뒤로 굴러가는 현상이 발생할 수도 있었다.

따라서, 본 고안의 목적은 브레이킹의 홀드와 릴리즈를 전자적으로 제어하는 경사로에서의 제동력 유지 장치를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 임의의 경사각 θ를 갖는 경사길에서 정차시 브레이크 상태를 홀드하고, 차량의 제동력 F보다 앞으로 진행하려는 구동력 ⓕ가 더 클 때만 홀드 상태를 자동으로 릴리즈하는 경사로에서의 제동력 유지 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 경사로에서의 제동력 유지 장치에 있어서, 사용자의 선택에 응답하여 힐 홀드 모드 신호를 발생하며 릴리즈신호에 응답하여 상기 힐 홀드 모드 신호의 출력을 차단하는 모드 스위치와; 현재 차량의 경사각도를 검출하는 경사각 검출기와; 유압의 증가에 따라 각 휠의 회전을 억제하는 유압 제동기 및 제동 신호의 입력에 응답하여 상기 유압 제동기에 유압을 공급하는 유압펌프와; 차량의 구동축의 회전수를 검출하여 이에 대응하는 구동력 ⓕ를 발생하는 구동축 회전 감지기와, 상기 힐 홀드 모드 신호에 응답하여 상기 검출된 경사각에 대응하는 미끄러짐력(back force) f와 이에 대응하는 최소한의 제동력 F를 연산하여 이에 대응하는 제동신호를 상기 유압펌프로 공급하고, 상기 구동력 ⓕ이 상기 연산된 제동력 F를 초과시에 응답하여 릴리즈 신호를 상기 모드 스위치로 공급함과 동시에 상기 제동신호의 출력을 차단하는 제어 유니트를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

바람직하기론, 상기 제어 유니트는 연산기능을 갖는 원칩형 마이크로프로세서를 이용할 수 있다. 상기 제어 유니트 내에는 차량의 중량 및 검출된 경사각 θ에 대응하여 미끄러짐력 f의 값이 미리 설정된 테이블을 이용하여 연산을 간단하게 할 수 있다. 또한, 상기 제어 유니트는 구동축 회전 감지기로부터 제공되는 구동력 ⓕ를 입력할 수도 있지만, 구동축 회전 감지기로부터 출력되는 구동축 회전수 검출신호에 대응한 구동력 ⓕ를 연산하여 이용할 수도 있으며, 이러한 연산은 간단한 수치 연산 프로그램을 이용하여 용이하게 구현할 수 있다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 힐 홀더의 구성을 도시한 도면이다.

도 2는 본 고안의 동작을 설명하기 위한 도면으로서, 경사각 θ인 언덕에 정차하였을 때 전진 구동력 ⓕ와 제동력(중력) Ｆ 및 미끄러짐력(back force)ｆ의 관계를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 도 1에 도시된 모드 스위치의 구체적인 실시예로서, 이는 스위치의 조작에 의해 힐 홀드 신호를 발생하고, 릴리즈 신호의 입력에 의해 상기 발생된 힐 홀드 신호의 출력을 차단하는 관계를 도시한 것이다.

이하 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 고안에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 고안의 요지를 흐트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 경사로에서의 제동력 유지 장치로서, 언덕길을 주행중 일시 정차후 재출발 할 때 뒤로 미끄러짐 현상이 발생되지 않고 자연스럽게 출발될 수 있도록 한 경사로에서의 제동력 유지 장치의 구성이 개시되어 있다.

도 1 내지 도 3를 참조하여 본 고안의 실시예에 따른 경사로에서의 제동력 유지 장치의 동작을 설명한다.

차량이 도 2에 도시된 바와 같이 소정의 각도 θ로 경사진 언덕길을 주행중 브레이크 페달을 밟아 일지 정차한 후 모드 스위치 16을 작동시키면, 상기 모드 스위치 16으로부터는 논리 "하이"의 힐 홀드 신호 HH가 발생된다. 논리 "하이" 상태의 힐 홀드 신호 HH가 발생되는 과정을 도 3를 참조하여 설명한다. 사용자가 스티어링휠 혹은 대쉬보드상에 위치된 스위치 26를 푸시하면, 입력단자 D가 전원전압 Vcc에 접속된 D형 플립플롭(래치회로)의 출력단자 Q가 논리 "하이"로 천이되어 힐 홀드 신호 HH를 ECU 24로 공급한다. 이와 같이 힐 홀드 신호 HH는 리셋단자 R로 입력되는 릴리즈신호에 의해 논리 "로우"로 천이되어 해제된다.

또한, 도 1에 도시된 경사각 검출기 18은 현재 정차된 차량의 경사각 θ를 검출한다. 이러한 경사각 검출기 18은 자기 저항을 이용한 무접촉 포텐셔미터를 이용하여 구현할 수 있다. 예를 들면, 기울기에 따라 회전되는 자석회동기와 상기 자석회동기의 위치 변화에 따라 전기적 신호를 달리 발생하는 것으로, 도서출판 "기전연구사"에서 1986년 9월 30일자로 발생한 "센서인터페이싱 3권" PP105에 게재된 것이 그 대표적인 예이다.

한편, 제어 유니트(Electron Control Unit)(ECU) 24는 논리 "하이" 상태의 힐 홀드 신호 HH의 입력에 응답하여 경사각 검출기 18로부터 출력되는 경사각 θ의 검출신호를 입력한다. 그리고, 상기 ECU 24는 입력된 경사각 θ에 따라 다른 미끄러짐력 f를 연산하여 이에 대응하는 최소한의 제동력 F를 구한다. 이때, 미끄러짐력 f는 중량 및 검출된 경사각 θ에 대응하여 미리 설정된 테이블로부터 간단하게 구할 수 있으며, 제동력 역시 미끄럼짐력 f에 대응하여 테이블화된 것으로부터 간단하게 구할 수 있다. 이러한 테이블들은 실험에 의해 구하여 ECU 24내의 메모리에 마스크하므로써 간단하게 이용될 수 있다.

상기에서 미끄럼짐력 f에 대응한 최소한의 제동력 F를 구한 ECU 24는 상기 제동력 F에 대응한 제동신호를 유압펌프 20으로 제공한다. 상기 유압펌프 20은 전기적 제어신호에 대응하는 압력으로 유체를 펌핑하여 각 휠 12에 설치된 유압 제동기 14로 공급한다. 예를 들면, 두 개의 전륜과 두 개의 후륜들 각각에 독립적으로 설치된 유압 제동기 14들 각각에 제어신호에 대응하는 압력으로 유체를 공급하여 정지상태로 만든다. 이때, 도 2와 같은 상태로 설명하면, "미끄러짐력 f=제동력 F"이다.

정차후, 다시 출발하고자 하여 중립에서 기억을 1단으로 선택하고 클러치를 서서히 뛰면서 엑셀레이터 페달을 밟으면, 엔진(도시하지 않았음)의 구동력은 이미 잘 알려진 바와 같이 변속기, 클러치 디스크 및 구동축으로 전달된다. 이때, 도 1에 도시된 구동축 회전 감지기 22는 구동축의 회전을 감지하여 이에 대응하는 구동력 ⓕ를 발생하여 ECU 24로 공급한다.

상기 ECU 24는 상기 구동축 회전 감지기 22로부터 출력되는 구동력 ⓕ와 상기 제동력 F를 비교하여 상기 구동력 ⓕ가 제동력 F보다 크게되는 시점에서 힐 홀드 릴리즈 신호 release를 모드 스위치 16내의 D플립플롭 28의 리셋단자 R로 공급한다. 그리고, 상기 ECU 24는 유압펌프 20으로 공급하였던 제동신호의 출력을 차단한다.

이때, 상기 모드 스위치 16내의 D플립플롭 28은 힐 홀드 릴리즈 신호에 의해 초기화되어 "하이"상태의 출력을 "로우"로 하여 힐 홀드를 해제한다. 또한, 유압펌프 20은 상기 제동신호의 차단에 의해 각 휠 12들의 유압 제동기 14로 공급하였던 유체의 압력을 해제한다. 따라서, 도 2와 같이 언덕길에 일치 정차하였던 차량은 뒤로 미끄러지는 현상 없이 앞으로 진행하게되어 안전운행을 할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 고안은 차량 중량 및 경사각에 따른 차량의 제동력과 엑셀레이터 페달의 조작에 의한 차량의 전진 구동력을 비교하여 힐 홀드를 전자적으로 릴리즈하므로써 기계적 결함에 의한 오동작을 감소시킬 수 있고, 수동 변속기에 용이하게 구현할 수 있다.

Claims

경사로에서의 제동력 유지 장치에 있어서,

사용자의 선택에 응답하여 힐 홀드 모드 신호를 발생하며 릴리즈신호에 응답하여 상기 힐 홀드 모드 신호의 출력을 차단하는 모드 스위치와;

현재 차량의 경사각도를 검출하는 경사각 검출기와;

유압의 증가에 따라 각 휠의 회전을 억제하는 유압 제동기 및 제동 신호의 입력에 응답하여 상기 유압 제동기에 유압을 공급하는 유압펌프와;

차량의 구동축의 회전수를 검출하여 이에 대응하는 구동력를 발생하는 구동축 회전 감지기와,

상기 힐 홀드 모드 신호에 응답하여 상기 검출된 경사각에 대응하는 미끄러짐력와 이에 대응하는 최소한의 제동력를 연산하여 이에 대응하는 제동신호를 상기 유압펌프로 공급하고, 상기 구동력이 상기 연산된 제동력를 초과시에 응답하여 릴리즈 신호를 상기 모드 스위치로 공급함과 동시에 상기 제동신호의 출력을 차단하는 제어 유니트를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 경사로에서의 제동력 유지 장치.
제1항에 있어서, 상기 경사각 검출기는 무접촉 포텐셔미터임을 특징으로 하는 경사로에서의 제동력 유지 장치.
제1항에 있어서, 상기 모드 스위치는 입력단자가 전원전압에 접속되며 클럭신호의 입력에 의해 힐 홀드 신호를 출력생하고, 상기 힐 홀드 릴리즈 신호에 의해 상기 출력을 차단하는 래치회로와, 전원전압과 래치회로의 클럭단자 사이에 접속되며 스위칭에 의해 상기 래치회로에 클럭을 공급하는 스위치로 구성함을 특징으로 하는 경사로에서의 제동력 유지 장치.