KR20020039546A - 자동차의 주차장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 주차장치 및 그 방법에 관한 것으로, 상기 주차장치는, 차량에 장착된 변속기의 쉬프트 레버가 주차 위치로 전환되는 경우에 주차신호를 출력하기 위한 인히비터 스위치와; 상기 차량의 구동력을 생성하는 구동모터의 회전각을 감지하여 모터 회전각 변화량을 출력하기 위한 모터 인코더부와; 상기 인히비터 스위치와 모터 인코더부에서 각각 출력되는 주차신호와 모터 회전각 변화량을 인가받아 구동모터를 제어하기 위한 구동력 제어신호와 브레이크 시스템을 제어하기 위한 제동신호를 선별적으로 출력하는 제어부와; 상기 제어부의 제동신호에 따라 브레이크의 제동력을 제어하기 위한 브레이크 시스템을 포함하여 이루어져, 스프래그가 삭제된 자동차의 주차 안정성을 증대시킬 수 있게 된다.

Description

자동차의 주차장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PARKING OF VEHICLES}

본 발명은 자동차의 주차장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차 등과 같이 스프래그(Sprag)가 삭제된 자동차의 주차 상태를 안정화하고 차량의 움직임을 억제하는 방향으로 작용력을 인가할 수 있도록 하기 위한 자동차의 주차장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동변속기를 구비한 자동차는 변속기 레버의 조작에 의해 자동차의 주행상태와 주차 상태를 구분할 수 있다. 예를 들어 주행을 종료한 자동차를 일정 위치에 정차시키고자 하는 경우에는 변속기 레버를 주차 위치인 'P'에 두게 된다.

그런데 운전자가 주차 후 차량으로부터 하차하게 되면, 해당 차량에 대한 통제를 더 이상 운전자에게 기대할 수 없으므로 차량이 주차되는 노면의 상태와 무관하게 안정하게 작동할 수 있는 주차장치가 요구된다.

이러한 주차장치의 일례가 도1에 도시되어 있다.

도1에 도시된 오버런닝 스프래그식 주차장치는, 구동축과 연결되는 아웃 레이스(11)와; 클러치의 피니언 기어에 연결되어 있는 이너 레이스(12)와; 상기 이너 레이스(12)와 아웃 레이스(11)간의 동력 전달을 차단/접속시키기 위한 스프래그(13)를 포함한다.

이러한 구성은, 변속기가 'P'의 위치에 고정된 상태에서 구동축이 회전하게 되면, 이너 레이스(12)는 플라이 휠의 링기어에 의해 저항을 받게 되므로 아웃 레이스(11)가 스프래그(13)를 밀어 일으킴으로써 2개의 레이스(11)(12)가 고정되어 전동기의 회전력이 전달된다. 이러한 제어 동작이 크랭킹이다.

그리고 엔진이 시동되면 피니언 기어가 플라이 휠의 회전력을 받게 되므로, 이너 레이스(12)가 스프래그(13)를 밀어넘어지도록 함으로써 2개의 레이스(11)(12)가 분리되어 엔진의 회전력이 차단된다. 이러한 동작이 오버런닝이다.

한편, 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차는 차량 설계상의 제약에 의한 경우나, 구동모터와 감속기가 일체형일 경우 등에 의한 제약으로 스프래그가 삭제되는 경우가 있다.

이처럼 스프래그를 구비할 수 없는 차량에 있어서는, 변속기 레버가 'P'의 위치에 있는 경우에 인히비터 스위치가 동작하게 된다. 상기 인히비터 스위치는 적정한 변속 패턴에 따라 공전속도 제어 서보를 조절하여 동력을 차단함으로써 자동차의 주차를 가능케 한다.

그러나 스프래그가 삭제된 자동차에서 인히비터 스위치를 이용하여 동력 전달을 차단하여 주차 상태를 안정화하고자 하는 방식에 있어서는, 차량이 정차하려는 노면에 경사가 있거나 차량에 외부력이 작용하게 되면 차량이 움직이는 문제점이 있었다.

또한, 주차 상태에서 움직이기 시작한 차량을 정지시키기 위한 기술이 구현되어 있지 않기 때문에 운전자 및 주변 사람의 안전이 위협받고 차량 파손이 발생될 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 전기 자동차 또는 하이브리드 전기 자동차 등과 같이 스프래그(Sprag)가 삭제된 자동차의 주차 상태를 안정화하고 차량의 움직임을 억제하는 방향으로 작용력을 인가할 수 있도록 함으로써, 외부력 또는 경사지에 주차된 차량이 움직이는 현상을 방지한 자동차의 주차장치와, 상기 자동차의 주차장치에 적용되는 주차방법을 제공하는 데 있다.

도1은 종래기술에 의한 자동차의 스프래그식 주차장치의 구성도.

도2는 본 발명에 의한 자동차의 주차장치의 블록 구성도.

도3은 본 발명에 의한 자동차의 주차방법의 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

21 : 쉬프트 레버22 : 감속기

22A : 인히비터 스위치23 : 구동모터

24 : 모터 인코더부25 : 제어부

26 : 브레이크 시스템27 : 브레이크

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 자동차의 주차장치는, 차량에 장착된 변속기의 쉬프트 레버가 주차 위치로 전환되는 경우에 주차신호를 출력하기 위한 인히비터 스위치와; 상기 차량의 구동력을 생성하는 구동모터의 회전각을 감지하여 모터 회전각 변화량을 출력하기 위한 모터 인코더부와; 상기 인히비터 스위치와 모터 인코더부에서 각각 출력되는 주차신호와 모터 회전각 변화량을 인가받아 구동모터를 제어하기 위한 구동력 제어신호와 브레이크 시스템을 제어하기 위한 제동신호를 선별적으로 출력하는 제어부와; 상기 제어부의 제동신호에 따라 브레이크의 제동력을 제어하기 위한 브레이크 시스템을 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 자동차의 주차방법은, 차량의 주차장치가 기동되면 상기 차량의 변속기 레버가 주차 위치에 있는지 여부를 인히비터 스위치의 출력신호에 따라 판단하는 단계와; 상기 인히비터 스위치가 주차신호를 출력하는 경우, 제어부가 모터 인코더부의 모터 회전각 변화량과 차속을 검출하여 브레이크 시스템을 제어하여 차량을 정지시키는 단계와; 상기 주차장치가 기동되고 인히비터 스위치가 주차신호를 출력하지 않는 경우, 브레이크의 전위차계 신호에 의해서 차량을 정지시킬 수 있도록 하는 단계를 포함한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

도2는 본 발명에 의한 자동차의 주차장치의 블록도이고, 도3은 본 발명에 의한 자동차의 주차방법의 순서도이다.

도2에 도시된 주차장치는 차량에 구비된 변속기의 변속 위치에 따라 달리 동작하는 것으로, 쉬프트 레버(21)의 위치가 주차 위치 'P'를 지시하는 경우에 기동되어 주차 안정화에 요구되는 동작을 수행하게 된다.

그리고 감속기(22)는 구동모터(23)의 구동력을 감속하여 타이어의 구동력으로 전환시키는 기능을 수행한다. 상기 감속기(22)에는 인히비터 스위치(22A)가 장착된다.

상기 인히비터 스위치(22A)는 쉬프트 레버(21)의 조작 상태를 감지하기 위한 것으로, 변속레버의 조변속패턴의 P 레인지와 N 레인지에서 구동모터(23)가 작동될 수 있도록 회로를 연결함과 동시에, 신호를 컴퓨터로 전달하여 P 레인지와 N 레인지에서 알맞은 공전속도가 되도록 공전속도 제어 서보를 조절하는 기능을 담당한다.

상기 구동모터(23)는 차량의 구동을 위한 회전력을 생성하는 기능부이며, 구동모터(23)의 회전각 변화량()은 모터 인코더부(24)에 의해 감지되어 제어부(25)로 전달된다.

또한, 제어부(25)는 인히비터 스위치(22A)에 의해 전달되는 주차신호(P)와 모터 인코더부(24)에 의해 전달되는 구동모터(23)의 회전각 변화량()을 각각 수신하여 구동모터(23)의 역방향 토크와 브레이크 시스템(26)의 제동력을 제어하여 차량이 정지 상태를 유지하도록 한다.

상기 제어부(25)가 구동모터(23)와 브레이크 시스템(26)을 제어하는 동작은 차량이 정지할 때까지 또는 정지된 상태를 유지할 것이 요구되는 동안은 지속적으로 수행되어야 할 것이다.

그리고 브레이크 시스템(26)은 제어부(25)의 제동신호를 인가받아 타이어측과 직결되어 있는 브레이크(27)에 제동력을 인가하게 된다. 상기 브레이크(27)를 제동하기 위하여 브레이크 시스템(26)은 진공펌프(Vacuum Pump)를 구비하게 되며, 진공펌프를 이용하여 브레이크(27)의 제동에 필요한 유압을 공급하게 된다.

이상 설명한 주차 안정화 장치에 적용되는 주차방법을 첨부된 도5를 참조하여 설명하기로 한다.

도5에서 주차장치를 기동시키게 되는데, 주차장치의 온/오프 제어는 수동으로 수행될 수도 있고 ECU(Electronic Control Unit) 등에 의해 전자적으로 제어될 수도 있다(ST21).

상기 주차 안정화 장치가 기동된 상태에서 제어부(25)는 인히비터 스위치(22A)의 출력신호를 감시한다.

상기 인히비터 스위치(22A)는 변속기의 쉬프트 레버(21) 조작 상태를 감지하여 출력하게 되므로, 인히비터 스위치(22A)는 쉬프트 레버(21)가 주차 위치인 'P'에 있는 경우에 주차신호(P)를 출력하고, 상기 출력되는 주차신호(P)는 제어부(25)에 의해 감지된다(ST22).

그리고 제어부(25)가 인히비터 스위치(22A)로부터 주차신호(P)를 인가받지 못하는 경우에 움직이고 있는 차량을 정지시키려면, 브레이크 전위차계로부터의 신호 출력이 있어야만 한다(ST23). 즉, 인히비터 스위치(22A)가 정상 동작하는 상태에서 쉬프트 레버가 주자 위치(P)를 지시하고 있지 않으면, 운전자의 페달 조작에 의해 브레이크 시스템(26)이 작동하여 브레이크(27)에 제동력이 가해지고 해당 페달 조작이 전위차계에 인가되어야만 움직이고 있던 차량을 정지시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 인히비터 스위치(22A)로부터 주차신호(P)를 인가받는 제어부(25)는 모터 인코더부(24)가 감지한 구동모터(23)의 회전각 변화량()을 수신하게 된다. 제어부(25)는 모터 회전각 변화량()을 차속과 비교한다.

상기 감속기(22)의 출력축에서 감지되는 차속을 V라 하고, 모터 인코더부(24)가 감지한 구동모터(23)의 회전각 변화량을이라 하면,

와 같은 관계가 성립된다.

그리고 제어부(25)는 차량의 가속도() 또는 구동모터(23)의 회전각 변화량()이 '0'이 되는지 여부를 확인하게 된다(ST24).

그래서 차량 가속도 또는 구동모터(23)의 회전각 변화량이 '0'이 아닌 경우에는 차량을 정지시키는 단계가 수행되어야 한다. 제어부(25)는 움직이는 차량을 정지시키기 위하여 브레이크 시스템(26)의 제동력을 제어하는 방식과 구동모터(23)에 역방향 토크를 가하여 구동력을 제어하는 방식을 선별적으로 또는 동시에 이용하게 된다.

상기 브레이크 시스템(26)을 이용하여 차량의 움직임을 차단하는 경우, 제어부(25)는 제동신호를 출력하여 브레이크 시스템(26)의 진공펌프를 기동시키게 된다(ST25).

상기 기동된 진공펌프가 브레이크(27)의 유압 실린더에 유압을 공급함으로써, 해당 브레이크에 제동력을 인가하거나 제동력을 증대시키게 된다(ST26).

또한, 구동모터(23)에 역방향 토크를 가하는 방식은, 제어부(25)가 구동력 제어신호를 출력하여 구동모터(23)의 회전방향과 반대방향으로 작용하는 역방향 토크를 인가한다(ST27).

상기 제어부(25)의 구동력 제어신호에 의해 인가되는 역방향 토크는 구동모터(23)의 회전력을 감쇠시켜 차량의 정지를 유발하게 된다(ST28).

이러한 제어부(25)의 제동신호에 의한 브레이크 시스템(26)의 제어 또는 구동력 제어신호에 의한 구동모터(23)의 구동력 제어는, 차량이 정지할 때까지 지속적으로 수행되어야 한다. 본 발명이 목적하는 차량의 주차 안정화는 차량의 확정적인 정지 상태 및 그 정지 상태의 안정화를 통해 달성되기 때문이다.

그래서 감속기(22)의 출력축에서 감지된 차속(V)이 '0'이 되는 경우에는 차량이 정지한 것으로 판정할 수 있다. 이때 제어부(25)는 차량이 정지되었음을 판정하게 되면, 제동신호와 구동력 제어신호를 적정한 형태로 전환하여 유지하게 된다.

상기 브레이크 시스템(26)과 구동모터(23)에 대한 제어신호를 각각 유지하고 있음으로써, 차량의 정지 상태가 외부의 요동에 의해 불안정해지지 않도록 한다. 예를 들면, 브레이크가 잠겨 있기 때문에 차량에 얼마간의 외부적 작용력이 인가되는 경우에도 차량이 용이하게 요동하거나 일방향으로 움직이는 현상을 방지할 수있게 된다(ST29).

이처럼 차량이 정지된 경우, 제어부(25)에 의해 출력되는 제동신호는 브레이크 시스템(26)이 잠겨 있도록 하지만, 구동력 제어신호의 경우에는 구동모터(23)에 가해지는 역방향 토크를 해제하고 주차 위치로 전환하여야 한다.

상기 구동력 제어신호에 있어 역방향 토크를 주차 위치로 전환시킨다는 것은 구동모터(23)에 가해지는 역방향 토크가 제거된 상태로 유지시키는 것을 지시한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 자동차의 주차장치 및 그 방법은, 전기 자동차의 감속기 설계시 스프래그가 삭제될 수 있기 때문에 차량 설계의 용이성이 증대되고, 차량의 소형화 및 그에 따른 원가절감의 효과를 갖게 되는 장점이 있다.

그리고 제어 로직만으로 차량의 주차 안정화를 위한 일련의 단계가 모두 처리되므로 차량의 경량화가 가능하게 되는 장점이 있다. 이러한 장점에 의해 수동 트랜스 액슬의 경우, 선택 케이블 및 부대 부품들이 삭제될 수 있게 된다.

또한, 브레이크 제어와 역방향 토크의 인가를 동시에 수행하는 경우에 차량의 주차 안정성을 보다 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위를 한정하지 않는다.

Claims (7)

1. 차량에 장착된 변속기의 쉬프트 레버가 주차 위치로 전환되는 경우에 주차신호를 출력하기 위한 인히비터 스위치와;

   상기 차량의 구동력을 생성하는 구동모터의 회전각을 감지하여 모터 회전각 변화량을 출력하기 위한 모터 인코더부와;

   상기 인히비터 스위치와 모터 인코더부에서 각각 출력되는 주차신호와 모터 회전각 변화량을 인가받아 구동모터를 제어하기 위한 구동력 제어신호와 브레이크 시스템을 제어하기 위한 제동신호를 선별적으로 출력하는 제어부와;

   상기 제어부의 제동신호에 따라 브레이크의 제동력을 제어하기 위한 브레이크 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 주차장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제어부의 구동력 제어신호는 상기 모터 인코더부가 감지한 구동모터의 회전방향에 대해 역방향으로 토크를 인가하는 것을 특징으로 하는 자동차의 주차장치.
3. (a) 차량의 주차장치가 기동되면 상기 차량의 변속기 레버가 주차 위치에 있는지 여부를 인히비터 스위치의 출력신호에 따라 판단하는 단계와;

   (b) 상기 인히비터 스위치가 주차신호를 출력하는 경우, 제어부가 모터 인코더부의 모터 회전각 변화량과 차속을 검출하여 브레이크 시스템을 제어하여 차량을 정지시키는 단계와;

   (c) 상기 주차장치가 기동되고 인히비터 스위치가 주차신호를 출력하지 않는 경우, 브레이크의 전위차계 신호에 의해서 차량을 정지시킬 수 있도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 주차방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 단계 (b)는,

   상기 모터 인코더부가 구동모터를 감시하여 검출한 모터 회전각 변화량을 (라 하고, 감속기에 의해 감속된 출력축의 회전속도로부터 검출한 차속을 V라 하고, 경과시간을 t라 할 때,

   차량의 가속도()가 상기 모터 회전각 변화량()과 동일할 것에 대한 제1 조건과, 상기 모터 회전각 변화량()이 '0' 이외의 값을 가질 것에 대한 제2 조건을 확인하여 상기 제1 및 제2 조건이 동시에 만족되는지 여부를 판단하는 (2a) 단계와;

   상기 (2a) 단계에서 제시된 2개의 조건을 동시에 만족하는 경우, 제어부가 브레이크 제어신호를 출력하여 브레이크에 제동력을 인가하는 (2b) 단계와;

   상기 브레이크 제어신호에 의해 차량이 정지되면, 제어부가 브레이크의 제동력을 계속 유지하는 (2c) 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 주차방법.
5. 제 3항에 있어서, 상기 단계 (b)는,

   상기 제어부가 상기 브레이크 시스템 대신에 상기 모터 인코더부에 연결된 구동모터의 구동력 제어신호를 출력하여 상기 구동모터의 회전방향에 역방향 토크를 인가하고 구동모터의 회전력을 감쇠시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 주차방법.
6. 제 3항에 있어서, 상기 단계 (b)는,

   상기 제어부는 상기 브레이크 시스템에 대한 제동신호와 상기 모터 인코더부에 연결된 구동모터에 대한 제동력 신호를 병행하여 출력함으로써 브레이크 제동과 동시에 구동모터의 회전력을 감쇠시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 주차방법.
7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 단계 (c)는,

   상기 제어부의 구동력 제어신호에 의해 구동모터의 회전력이 감쇠되어 차량이 정지되면, 구동모터에 가해지는 역방향 토크를 제거하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 주차방법.