KR20210076151A - 주차 브레이크 핑거의 맞물림을 체크하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주차 브레이크 핑거(parking brake finger)(1a)의 맞물림 및 맞물림해제를 체크하는 방법에 관한 것으로서,
상기 주차 브레이크 핑거(1a)는 모터로 구동되는 회전식 선택 플레이트(9)의 제어 하에서 변속기의 샤프트를 차단 또는 차단해제하며, 상기 회전식 선택 플레이트(9)는 상기 플레이트(9)의 이동의 양 끝에서 변속기 케이싱(3)에 맞닿고, 또한 상기 이동의 양 끝 사이에서 상기 플레이트의 구동 모터의 토크 작용이 멈춘 때에 상기 주차 브레이크 핑거의 제1의 맞물림 기능 위치(주차 위치) 또는 제2의 맞물림해제 기능 위치(비주차 위치)에서 정지하며,
상기 플레이트의 맞닿음 위치(abutment position)들 사이에서의 각도 움직임(angular movement)이 변속기 컴퓨터 유닛에 의하여 측정 및 증분(increment)되어, 상기 구동 모터의 정지시 마다 도달한 상기 플레이트의 주차 또는 비주차 기능 위치가 상기 변속기에 의하여 상기 모터에 주어진 제어 지시에 부합되는지가 판별되는 것을 특징으로 한다.

Description

주차 브레이크 핑거의 맞물림을 체크하기 위한 방법 및 장치

본 발명은 임의의 자동화된(automated), 자동식 또는 반자동식(semi-automatic) 기어박스를 위한 주차 브레이크 핑거의 제어에 관한 것이다.

구체적으로, 본 발명은 전동(motorized) 회전식 선택 플레이트의 제어 하에서 변속기의 샤프트를 차단 또는 차단해제를 책임지는 주차 브레이크 핑거의 맞물림 및 맞물림해제를 체크하되 그것의 모터가 토크의 작용을 멈춘 때에 체크하는 방법에 관한 것으로서, 상기 전동 회전식 선택 플레이트는 이동의 양 단부와 그 사이에 있는 정지부들에서 변속기 케이싱에 맞닿으며, 상기 정지부들은 주차 브레이크 핑거의 제1 기능 맞물림 위치(주차 위치) 또는 제2 기능 맞물림해제 위치(비주차 위치)에 있다. 또한 본 발명은 상기 방법을 구현하기 위한 장치에 관한 것이기도 하다.

주차 브레이크에 의하여 자동차를 부동화시키는 것(움직이지 못하게 하는 것)은, 일반적으로 자동차의 변속기 샤프트, 예를 들어 기어박스 또는 차동장치(differential)의 샤프트와 일체를 이루는 치형성 바퀴(toothed wheel)의 이빨부들 사이에 주차 브레이크 핑거가 맞물림으로써 보장된다.

참고가능한 문헌 FR 2 956 180 에는 기어박스의 외부에 있는 작동 레버를 포함하는 주차 브레이크 메카니즘이 개시되어 있는바, 상기 기어박스는 볼 조인트를 거쳐서 제어 케이블의 단부를 수용하며, 상기 제어 케이블은 운전자를 위한 제어 선택기에 연결되는바, 상기 메카니즘은 변속기의 여러가지 기능 위치들, 예를 들어 주차 위치, 후진 위치, 중립 위치, 및 전진 위치를 갖는다. 상기 외부 레버는, 제어 플레이트가 장착되는 내부 제어 샤프트와 일체를 이루고, 이것이 주차 브레이크 핑거에 작용한다.

상기 제어 플레이트는 교번적인 요부들과 돌출부들을 포함하는 기능상 노치 선택 구역을 구비한다. 각각의 요부는 주차 브레이크 핑거의 적어도 하나의 맞물림 위치와 하나의 맞물림 해제 위치를 포함하는, 기능 위치들 중의 하나의 선택에 대응된다. 상기 플레이트는 상기 기어박스 케이싱에 고정된 멈춤 수단(걸쇠 means)과 협동하는바, 상기 멈춤 수단은 상기 플레이트를 상기 위치들 각각에 탄성적으로 유지시킬 수 있다.

현재로서, 주차 브레이크 핑거의 위치는 주차 브레이크 제어 요소와 관련된 위치 센서 또는 TRS(Transmission Range Sensor)에 의해 검출된다. 주차 브레이크 위치 센서를 설치하기 위하여 기어박스 내에 가용한 체적의 감소로 인하여, 다른 체크 수단에 대한 필요가 있게 된다.

본 발명은 물리적인 위치 센서를 이용하지 않고서 전동 주차 브레이크의 맞물림을 체크하는 내부 기능을 수행함을 방안을 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적을 위하여, 본 발명에 의하여 플레이트의 맞닿음 위치(abutment position)들 사이에서의 각도 움직임(angular movement)이 변속기 컴퓨터 유닛에 의하여 측정 및 증분(increment)되어, 상기 구동 모터의 각각의 정지 이후에 도달한 상기 플레이트의 주차 또는 비주차 기능 위치가 상기 변속기에 의하여 상기 모터에 주어진 제어 지시에 부합되는지를 판별함이 제안된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 자동차의 첫 번째 사용시에 학습 단계가 수행되는바, 상기 학습 단계는:

- 상기 주차 브레이크의 초기 위치와 맞닿음 위치 사이에서 수행되는 움직임의 진폭(amplitude)으로부터 상기 초기 위치를 식별하기 위하여, 상기 플레이트가 케이싱에 대해 안착될 때까지 구동 모터를 제1 방향으로 작동시키는 단계;

- 상기 플레이트를 초기 위치로 복귀시키기 위하여 상기 구동 모터를 역방향으로 작동시키는 단계; 및

- 이 위치를 컴퓨터 유닛 내에 저장하는 단계;를 포함한다.

대응되는 제어 장치는:

- 구동 모터에 의해 작동되는 회전식 플레이트로서, 주차 브레이크 핑거를 주차 브레이크 핑거의 휠의 두 개의 이빨부 사이에 있는 맞물림 위치와 이로부터 이격된 맞물림 위치로 이동시키기 위하여 주차 브레이크 핑거에 기계적으로 연결되는, 플레이트;

- 상기 플레이트를 주차 브레이크의 맞물림 기능 위치와 맞물림해제 기능 위치에서 유지하기 위한 기계적 수단; 및

- 상기 플레이트의 위치를 식별하고 상기 플레이트의 각도 움직임을 증분시킬 수 있는 컴퓨터 유닛;을 포함한다.

본 발명은 하기 첨부 도면들을 참조로 하는 비제한적인 실시예에 관한 아래의 설명으로부터 보다 명확히 이해될 것이다.
도 1 에는 주차 브레이크의 맞물림 메카니즘의 전체 모습이 도시되어 있다.
도 2 에는 기어박스 케이싱 내의 맞물림 메카니즘의 내부 제어 플레이트의 구성이 도시되어 있다.
도 3 에는 상기 제어 플레이트에서의 상기 메카니즘의 작동이 도시되어 있다.

도 1 의 주차 브레이크 맞물림 메카니즘은 부분적으로 기어박스 케이싱(3) 내부에 배치된다. 상기 메카니즘은 핑거(1a)를 구비한 맞물림 텀블러(engagement tumbler)(1)를 포함하고, 상기 도면에서 상기 핑거(1a)는 기어박스(1)의 샤프트(미도시)에 고정된 주차 브레이크 휠(2)의 두 개의 이빨부(2a)들 사이에 맞물린다. 상기 맞물림 텀블러(1)와 외부 레버(4) 사이의 기계적 연결은 샤프트(5)에 의하여 이루어지는바, 이것은 외부 레버(4)에 회전방향으로 고정된 것으로서, 케이싱(3) 내부로 관통하여 다수의 복귀 요소들(7a 내지 7d)을 거쳐 푸셔(pusher)(6)를 작동시킨다. 도면에서 상기 메카니즘은 주차 위치에 있는 것으로 도시되어 있다. 상기 텀블러는 푸셔(6)에 의하여 주차 브레이크 휠에 대해 밀어진다. 중립, 후진, 및 전진 위치들(미도시)에서는, 푸셔(6)가 맞물림 텀블러(1)에 대해 작용을 가하지 않는다. 텀블러(1)는 복귀 스프링(8)에 의하여 주차 브레이크 휠로부터 멀리 뒤로 밀린다. 도 1 에 도시된 외부 레버(4)는 예를 들어 운전자가 이용가능한 선택기(selector)로부터의 제어 케이블(미도시)에 의해 작동된다. 자동화된 변속기 또는 자동 변속기의 경우, 제어 샤프트(5)는 전동식이다.

제안되는 제어 장치는 도 2 에 도시되어 있는바, 이것은 구체적으로:

- 구동 모터에 의해 작동되는 회전식 플레이트로서, (도 1 에 도시된 것과 같은) 주차 브레이크 핑거(1a)를 주차 브레이크(2)의 휠의 두 개의 이빨부(2a)들 사이의 맞물림 위치와 그로부터 거리를 둔 맞물림해제 위치 사이에서 움직이기 위하여 주차 브레이크 핑거(1a)에 기계적으로 연결된, 회전식 플레이트;

- (도 2 에 도시된 것과 같은) 상기 플레이트를 주차 브레이크의 맞물림 기능 위치와 맞물림해제 기능 위치에서 유지시키기 위한 기계적 수단; 및

- 상기 플레이트(9)의 위치를 식별하고 플레이트(9)의 각도 움직임을 증분시킬 수 있는 컴퓨터 유닛(미도시);를 포함한다.

선택 플레이트(9)는 샤프트(5)와 함께 회전한다. 상기 플레이트(9)는 돌출부(9d)에 의해 분리된 두 개의 요부들(9b, 9c)를 구비한 기능 구역(9a)을 구비한다. 상기 두 개의 요부들은 주차 브레이크의 주차 위치와 비주차 위치에 대응된다. 또한 상기 플레이트는 두 개의 단부 정지부(9e, 9f)를 포함하는데, 이들은 이동의 끝에서 변속기 케이싱(3)의 지지 평면(3a, 3b)에 맞닿는다.

상기 회전식 플레이트의 움직임시에, 기능 구역(9a)은 상기 케이싱에 고정된 인덱싱(indexing) 또는 기계적 유지 시스템, 예를 들어 걸쇠(detent) 시스템(미도시)의 전방을 지나간다. 상기 요부들(9b, 9c)은 기능 선택 위치들, 예를 들어 주차 위치(P 모드)와 비주차 위치(N, D, R 모드 등)를 결정한다. 이들은 상기 플레이트(9)가 상기 유지 수단들과 협동함으로써 상기 위치들에 인덱싱됨을 보장한다. 상기 케이싱에 대한 상기 두 개의 측부 정지부(9e, 9f)는 상기 움직임의 각도상 진폭을 제한한다.

샤프트(5)가 전동식인 경우, 상기 정지부에 플레이트(9)가 도달함은, 예를 들어 기계적 제약으로 인하여 저지되는 상황에서 샤프트를 계속하여 회전시키려고 하는 구동 모터에 의한 전기 과소비를 모니터링함으로써 검출된다.

상기 플레이트를 주차 기능 위치 및 비주차 기능 위치에 유지시키기 위한 기계적 수단은 예를 들어 걸쇠 시스템인데, 도 3 에는 상기 걸쇠 시스템의 볼(ball)(11)만 도시되어 있다. 이 도면에는 도 2 의 두 개의 지지 평면(3a, 3b)과, 두 개의 요부(9b, 9c) 및 돌출부(9d)를 구비한 플레이트(9)의 기능 구역(9a)이 개략적으로 도시되어 있다. 상기 볼은 세 번 도시되어 있는바, 즉 상기 케이싱의 정지 평면(3a) 및 두 개의 요부(9a, 9b)에 해당되는 개별의 위치(A, B, C)에 도시되어 있다.

상기 플레이트는 볼(11)의 전방에서 회전하고, 상기 볼(11)은 상기 플레이트에 대해 실질적으로 반경방향으로 움직인다. 플레이트(9)가 샤프트(5)와 함께 회전하는 때에, 플레이트(9)의 기능 구역이 지나가게 된다. 볼(11)은 상기 플레이트(9)가 지나감에 따라서 플레이트(9)의 요부(9a 또는 9b) 안으로 진입한다. 만일 구동 모터의 토크가 사라지면, 상기 플레이트는 주차 위치 또는 비주차 위치에 기계적으로 유지된다. 상기 플레이트의 이와 같은 두 가지의 대응되는 각도 위치들은 주차 브레이크 핑거를 체크하기 위한 장치를 위한 기준 위치들이다. 이 위치들은 파라미터화(parameterization)(캘리브레이션(calibration) 또는 설정(configuration)) 동안에 엔진 또는 변속기의 컴퓨터(ECU)로 전송된다. 따라서, 주차 위치의 맞물림은, 플레이트(9)의 회전 움직임 시에 전방을 지나가는 플레이트의 요부들(9a, 9b)에 대해 상대적으로 부동적인 기계적 부품(여기에서는, 볼(11))의 위치에 의존한다.

본 발명에 의해 제안되는 방법은, 주차 브레이크의 휠의 두 개의 이빨부 사이에서 변속기의 주차 브레이크 핑거의 맞물림 및 맞물림해제를 물리적인 위치 센서없이 체크함을 가능하게 하는바, 이것은 주차 핑거가 이동의 양 끝에서 변속기 케이싱에 맞닿고 또한 그 사이에서 모터가 토크의 인가를 멈추는 때에 제1의 맞물림 기능 위치(주차 위치)와 제2의 맞물림해제 기능 위치(비주차 위치)에서 멈추는 전동 회전식 선택 플레이트의 제어 하에서 이루어진다.

따라서 본 발명은 액츄에이터 내의 증분 센서 또는 카운터를 이용하는 위치 센서를 생략함을 가능하게 한다.

자동차의 첫 번째 사용시, 샤프트의 위치를 알기 위하여 학습 단계가 수행되는바, 이것은:

- 주차 브레이크의 초기 위치와 맞닿음 위치 사이에서 수행되는 움직임의 진폭으로부터 주차 브레이크의 초기 위치를 식별하기 위하여, 상기 플레이트가 상기 케이싱에 대해 안착될 때까지 구동 모터를 제1 방향으로 작동시키는 단계;

- 상기 플레이트를 초기 위치로 복귀시키기 위하여 상기 구동 모터를 역방향으로 작동시키는 단계; 및

- 이 위치를 컴퓨터 유닛에 저장하는 단계;를 포함한다.

이와 같은 학습 동안에, 플레이트는 초기 위치로부터 플레이트(9)의 측방 정지부까지 이동되고, 이로써 기준 위치(reference position)가 판별된다. 전술된 바와 같이, 정지부에 플레이트(9)가 도달함은 구동 모터의 전류의 과소비에 의해 판별될 수 있다. 그 다음 샤프트는 이전과 같은 샤프트의 움직임을 반대 방향으로 수행함으로써 초기 위치로 복귀된다. 이로써 상기 정지부에 대한 샤프트의 상대 위치를 알게 된다. 상기 요부들의 위치(주차 위치 및 비주차 위치)는 예를 들어 컴퓨터(ECU)의 설정 또는 캘리브레이션 동안에 특정되어 있다.

상기 샤프트 및 플레이트의 각도 움직임, 즉 진폭 및 방향을 측정하기 위하여 증분 센서가 사용된다. 이 정보로부터, 볼(11)이 요부(9b, 9c) 중 하나에 맞물릴 때마다, 컴퓨터는 어느 요부에 볼이 맞물렸는지를 판별할 수 있으며, 따라서 주차 위치에 맞물렸는지 여부를 판별할 수 있다. 상기 플레이트의 주차 기능 위치 또는 비주차 기능 위치가 식별될 수 있도록 하기 위하여, 상기 구동 모터의 후속된 각각의 정지시마다 플레이트의 후속 움직임이 증분된다.

초기 위치는 샤프트(5)의 각각의 후속 움직임 시에 학습에 의해 판별되었기 때문에, 새로운 위치는 증분 센서 덕분에 이전 위치에 대해 상대적으로 판별된다. 만일 예를 들어 샤프트가, 지지 평면(3a)의 방향으로 10°의 움직임 이전에, 정지 위치로부터 P 위치 옆의 케이싱의 지지 평면(3a)에 대해 50°에 있다면, 그 우치ㅣ는 이로부터 40° 이동한다.

자동차의 이용이 종료되는 때마다 컴퓨터의 전력이 상실됨을 고려할때, 자동차가 시동될 때마다 재학습의 필요가 없도록 하기 위하여 샤프트의 위치가 정규적으로 저장되어야 한다. 그러나, 갑작스러운 전력의 손실이 있는 경우, 이 정보가 손실될 수 있다. 그러면, 새로운 학습이 수행되어야 하는바, 플레이트가 케이싱에 맞닿을 때까지 샤프트를 요청된 방향(주차 또는 비주차)으로 회전시킨다. 만일 재-초기화 동안에 예를 들어 플레이트가 주차 위치(볼(11)의 위치(B))에 있고, 운전자가 주차 위치를 요청하였다면, 학습 단계에서 구동 모터가 작동되어 샤프트를 정지 평면(3a)까지 주차 방향으로 회전시킨다 (볼(11)이 위치(A)에 도달할 때까지 도면에서 좌측으로 움직임). 컴퓨터는 주차 위치와 주차 측에서의 정지부(3a) 사이에서 이동된 각도를 기록한다. 이로부터, 컴퓨터는 샤프트가 주차 위치에 있었다는 것을 추론하고, 기어박스의 플레이트를 동일한 위치로 복귀시키며, 그 위치를 저장한다.

본 발명은 통상적인 TRS 센서를 생략함과 관련된 많은 장점들을 가지며, 여기에는 상기 생략으로부터 얻어지는 공간 절감과 새로운 방법의 신뢰성이 포함된다.

Claims (10)

1. 주차 브레이크 핑거(parking brake finger)(1a)의 맞물림 및 맞물림해제를 체크하는 방법으로서,
   상기 주차 브레이크 핑거(1a)는 전동 회전식 선택 플레이트(rotary selection plate)(9)의 제어 하에서 변속기(transmission)의 샤프트를 차단 또는 차단해제하며, 상기 전동 회전식 선택 플레이트(9)는 상기 플레이트(9)의 이동의 양 끝에서 변속기 케이싱(3)에 맞닿고, 또한 상기 이동의 양 끝 사이에서 상기 플레이트의 구동 모터의 토크 작용이 멈춘 때에 상기 주차 브레이크 핑거의 제1의 맞물림 기능 위치(주차 위치) 또는 제2의 맞물림해제 기능 위치(비주차 위치)에서 정지하며,
   상기 플레이트의 맞닿음 위치(abutment position)들 사이에서의 각도 움직임(angular movement)이 변속기 컴퓨터 유닛에 의하여 측정 및 증분(increment)되어, 상기 구동 모터의 정지시 마다 도달한 상기 플레이트의 주차 또는 비주차 기능 위치가 상기 변속기에 의하여 상기 모터에 주어진 제어 지시에 부합되는지가 판별되는 것을 특징으로 하는, 주차 브레이크 핑거의 맞물림 및 맞물림해제 체크 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 자동차의 첫 사용시 학습 단계가 수행되고, 상기 학습 단계는:
   - 상기 주차 브레이크의 초기 위치와 맞닿음 위치 사이에서 수행되는 움직임의 진폭(amplitude)으로부터 상기 초기 위치를 식별하기 위하여, 상기 플레이트(9)가 케이싱(3)에 대해 안착될 때까지 구동 모터를 제1 방향으로 작동시키는 단계;
   - 상기 플레이트(9)를 초기 위치로 복귀시키기 위하여 상기 구동 모터를 역방향으로 작동시키는 단계; 및
   - 이 위치를 컴퓨터 유닛 내에 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 주차 브레이크 핑거의 맞물림 및 맞물림해제 체크 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 구동 모터의 후속적 정지 시마다 주차 기능 위치 또는 비주차 기능 위치를 식별할 수 있도록, 상기 플레이트(9)의 후속 움직임들이 증분되는 것을 특징으로 하는, 주차 브레이크 핑거의 맞물림 및 맞물림해제 체크 방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 컴퓨터 유닛에 대한 전력 상실시 상기 플레이트의 끝 위치가 저장되고, 이 위치가 상기 주차 브레이크의 다음 사용시에 알려지는 것을 특징으로 하는, 주차 브레이크 핑거의 맞물림 및 맞물림해제 체크 방법.
5. 제2항, 제3항, 또는 제4항에 있어서,
   상기 컴퓨터 유닛에 대한 전력의 갑작스러운 상실이 있는 경우, 새로운 학습이 수행되는 것을 특징으로 하는, 주차 브레이크 핑거의 맞물림 및 맞물림해제 체크 방법.
6. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 케이싱(3)에 대한 플레이트(9)의 맞닿음 위치는 구동 모터의 서지 전압(surge voltage)에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는, 주차 브레이크 핑거의 맞물림 및 맞물림해제 체크 방법.
7. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 따른 변속기의 주차 브레이크 핑거(1a)의 맞물림 및 맞물림해제를 체크하기 위한 장치로서,
   - 구동 모터에 의해 작동되는 회전식 플레이트(9)로서, 주차 브레이크 핑거를 주차 브레이크 핑거의 휠(2)의 두 개의 이빨부(2a) 사이에 있는 맞물림 위치와 이로부터 이격된 맞물림 위치로 이동시키기 위하여 주차 브레이크 핑거에 기계적으로 연결되는, 플레이트(9);
   - 상기 플레이트를 주차 브레이크의 맞물림 기능 위치와 맞물림해제 기능 위치에서 유지하기 위한 기계적 수단; 및
   - 상기 플레이트의 위치를 식별하고 상기 플레이트의 각도 움직임을 증분시킬 수 있는 컴퓨터 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 주차 브레이크 핑거의 맞물림 및 맞물림해제 체크 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 플레이트는, 상기 주차 브레이크의 비주차 위치와 주차 위치에 대응되는 돌출부(9d)에 의해 분리된 두 개의 요부(9b, 9c)를 포함하는 기능 구역(9a)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 플레이트(9)는 이동의 끝에서 변속기 케이싱(3)의 지지 평면(3a, 3b)에 맞닿는 두 개의 단부 정지부(9e, 9f)를 구비한 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
10. 제7항, 제8항, 또는 제9항에 있어서,
    상기 플레이트를 주차 기능 위치 및 비주차 기능 위치에 유지시키는 기계적 수단은 걸쇠 시스템인 것을 특징으로 하는, 제어 장치.

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