KR930000536B1 - 자동차 브레이크의 자동제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동차 브레이크의 자동제어장치

제1도는 본 발명의 개략적인 시스템 구성도.

제2도는 본 발명의 제어부 회로 구성도.

제3도는 본 발명의 브레이크 엑취에이터를 도시한 설치상태 단면도.

제4도의 (I)-(II)는 본 발명중 브레이크 엑취에이터를 도시한 다른 실시예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 제어부 101 : 센서

102 : 파형정형부 103 : 지연출력부

104 : 릴레이구동부 105 : 제어출력단

106 : 브레이크 스위치 107 : 엑슬레이터 스위치

A,10,40,50 : 엑취에이터

본 발명은 자동 브레이크의 자동제어장치에 관한 것으로서, 특히 자동차의 구동과 정지를 검출하고, 엑슬레이터와 브레이크의 조작상태를 종합하여 계속적인 정차, 또는 주행의 상황을 구별함으로서 지속적인 정차시에는 브레이크 폐달을 가압치 않더라도 브레이크 상태가 유지되고, 주행상태로 전환될 경우에는 브레이크가 자동해제 되도록한 자동차 브레이크의 자동제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 가속과 정지 및 변속을 위한 폐달이 구성되어 있어 운행을 할 수 있게 되며 발전된 형태로서 자동변속(AUTOMATIC TRANSMISSION)이 가능한 자동차가 있으나 운행중인 자동차가 정차하게 될때에는 브레이크 폐달을 가압조작하여야 하고 이 상태를 유지하여야만 정차상태를 지속할 수 있게 되어 운전자는 육체적, 정신적인 스트레스를 받게 되고 이 조작이 소홀한 경우에는 전,후속 차량과의 사고가 유발된다. 한편 근래에와서는 도로상의 자동차가 급증하여 도심에서는 잦은 정체현상이 발생되고 있어 브레이크 폐달의 가압 조작의 유지는 운전자에게 많은 부담을 안겨주고 있는 실정인 것이다.

한편, 근자에 자동차의 제동장치를 자동조정하기 위한 자동조정장치가 개발되어 안출된 바 있으며 그중 특허 공개 제87-7889호의 경우에는 제동휠의 상태를 검출하기 위한 압력스위치를 구성하여 제동휠에 결합하여 제어계로 궤환 입력되게 하고 각종 상태를 조작하는 스위치에 따라서 제동상태를 유지하도록 이루어져 있으나, 구성이 복잡하며, 많은 릴레이 구동을 채택하고 있어 소비전력, 접점불량 요인등 그 고유의 단점을 갖으며 제동휠이 고장시 제동 및 해제가 불완전하여 수동조작에 어려움이 뒤따르는 문제점을 갖는다.

본 발명은 상술한 바와같은 종래의 자동차 브레이크 장치가 갖는 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서 다음과 같은 목적을 갖는다.

첫째, 자동차가 완전히 정차된 상태에서 일정시간(DELAY TIME)이 경과하여 다시 주행상태로 조작될때까지 제동상태를 유지할 수 있도록 된 자동차 브레이크와 자동제어장치를 제공하는데 있다.

둘째, 본 발명이 작동하여 제동상태로 있던 중 다시 주행상태로 전환될때는 별도의 조작을 가하지 않으며 엑슬레이터만을 조작하여 제동상태가 해제될 수 있도록 된 자동차브레이크의 자동 제어장치를 제공하는데 있다.

셋째, 본 발명은 정차상태에서 주행상태로 전환될때 제동해제와 동시에 가속됨으로서 예기치 않은 자동차의 미끄러짐을 배제할 수 있도록된 자동차 브레이크 장치의 자동제어장치를 제공하는데 있다.

이상과 같은 본 발명이 추구하는 목적을 간결하게 구현하고자 이루어지는 기술 구성에 대하여 첨부도면을 참조하여 살펴보고자 한다.

제1도에 도시된 바와같은 본 발명의 시스템은 통상적인 자동차의 스피드 케이블에 영구자석이 등간격으로 매설된 회전판을 두고 이 회전판의 회동을 검출하는 홀효과(HALL EFFECT)의 센서 출력을 제어부에 연결하여 엑슬레이터 스위치를 통하여 브레이크 엑취에이터가 구동되도록 이루어지는 것인바, 본 시스템을 각 부분별로 좀더 상세하게 살펴보면, 본 발명의 제어부(100)는 제2도에 도시된 바와같이 자동차의 키위치인 Acc위치에서 정전압전원 Vcc가 인가되는 센서(101)의 출력단에 저항과 콘덴서 및 2단인버터(INVERTER)로 된 파형정형부(102)를 접속하고, 이 출력단에 저항(R)과 콘덴서(C)의 시정수를 갖는 단안정멀티 바이브레이터(MONOSTABLE MULTIVIBRATOR)로 된 지연출력부(103)를 접속하며, 이 출력(Q)을 스위칭 트랜지스터(TR)베이스에 바이어스 되도록 릴레이구동부(104)에 접속하여 상기 스위칭 트랜지스터의 출력으로 구동되는 릴레이(RL)로써 이루어진 제어 출력단(105)을 이루게 되는 것이다.

이 제어출력단(105)에 릴레이(RL)의 a접점(rl)을 개재하여 기존 자동차의 브레이크스위치(106)와 N.C접점의 엑슬레이터스위치(107)를 접점논리 AND로 직렬 연결하여 자동차전원 DC12V가 인가되도록 접속하되 후술될 엑취에이터(A)를 부하로 접속함으로서 이루어지는 것이다.

한편, 본 발명의 시스템에 적용되는 엑취에이터(A)가 제3도에 도시되어 있다. 탄지스프링(11)이 탄설된 회동축(12)에 와이어(13)가 결합되고 상부적정부위에 고정편(14)과 가동편(15)이 설치되어 솔레노이드(16)의 로드(16')에 상기 가동편(15)이 고정설치되고, 이 고정편, 가동편(14,15)사이로 상기 와이어(13)가 외함(19)으로부터 인출되어 브레이크폐달(17)의 로드(18)적정부위에 연결설치되며 외함(19)의 저면으로는 영구자석(19')을 형성하여 설치 및 분리가 용이하게 실현될 수 있도록 엑취에이터 (10)를 구성한다. 다음으로 본 발명의 시스템에 적용되는 다른 엑취에이터를 첨부된 제4도를 통하여 살펴보고자 한다.

제4도의 (I)은 통상의 실린더로 엑취에어터(40)를 이루는 다른 예로서 실린더는 피스톤의 적정부위에 상향개방되고 하향폐쇄되는 체크밸브(통상적인 기술 구성이므로 상세 구성은 생략함)를 구비하되 하부일측으로 N.O 타입의 솔레노이드밸브(41)를 설치하여 두고 로드의 종단을 자동차의 브레이크 폐달로드(28)의 장공(28')에 안내되면서 상하유동작동되도록 연결설치하여 구성된 것이다.

또다른 실시예로서의 엑취에이터(50)는 제4도의 (II)와 같이 중공(51')이 형성된 마그네트코어(51)에 디스크(56)가 축(55)결합된 가동구(52)가 상기 중공(51')에 회동 및 슬라이드 가능한 상태로 끼워설치되고, 이 축(55) 일측에 와이어(57) 일단이 고착된 회동구(53)를 일방향 베어링(58)이 개재된 상태로서 축(55)에 결합하여 회동되도록 하며, 상기 마그네트론코어(51)는 하우징(59)에 나사결합하되 회동구(53)는 하우징(59)에 지지설치되는 탄지스프링(54)에 의해 탄지되도록 함으로서 상기 와이어(57)가 회동구(53)에 감기도록 하여 이루고 와이어(57)의 타측종단을 브레이크폐달의 로드(60)에 결합하여 구성되는 것이다.

다음은 전술한 바와같은 구성을 이루는 본 발명인 시스템의 작용효과에 대하여 좀더 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 첨부도면 제1도 내지 제3도에 도시된 바와같은 양호한 실시예를 기본적으로 설명하고 후에 엑취에이터는 각기 설명하도록 한다.

제1도 내지 제3도에 있어서, 자동차의 스피드케이블에 영구자석을 등간격으로 매몰한 회전판을 끼우고 이에 근접하여 홀효과(HALL EFFECT)를 응용한 센서(101)를 설치하고 이 출력을 제어부(100)에 입력 연결하여 시간 지연을 위한 시정수를 갖는 단안정 멀티바이브레이터(MONOSTABLE MULTIVIBRATOR)의 Q출력을 스위칭트랜지스터의 베이스에 바이어스로 걸리도록 연결하여 이 트랜지스터의 스위칭으로서 릴레이가 구동되게 되는바, 상기 릴레이의 구동접점을 포함하는 제어출력단(105)에 기존자동차의 브레이크스위치(106)접점과 엑슬레이터에 설치된 N.C타입의 스위치(107)접점이 직렬연결되어 접점논리 AND를 이루게 하여 전원(DC12V)에 연결하고 부하인 엑취에이터를 접속하여 브레이크의 자동제어를 실현할 수 있게 되는 것이다.

더욱 상세하게 살펴보면, 주행중인 자동차는 운전자의 의지에 따라 브레이크 폐달을 가압함으로서 공지의 유압이 휘일에 작용하고 통상의 공주거리, 제동거리에 도달되면서 자동차의 정지가 실현되게 되는바 이때 본 발명의 시스템은 스피드케이블에 설치된 회전판의 정지로 센서의 출력이 주행시와는 다르게 변화되고 따라서 파형정형부 (102)의 구형파 출력이 정지시에는 레벨의 변화가 없는 일정한 출력으로 전도되면서 지연출력부(103)Q출력은 능동(H)상태로 출력되도록 되나 시정수에 의한지연시간 (DELAY TIME)이 경과되면서 상기 Q의 능동(H)출력을 유발하도록 되는데 이는 운전자가 제동을 걸어 자동차가 완전히 정차되었다 할지라도 즉시 자동적으로 브레이크 상태로 돌입함에 따른 부작용을 방지하고 또한 곧바로 재출발 할 경우는 자동브레이크 상태가 불필요함으로서 위 시정수를 포함하며 이는 조정가능하며 본 발명의 실시예에서는 약 1.5sec로 설명한다.

자동차가 완전히 정차되어 상기 지연 시간 1.5sec가 경과되게 되면 지연 출력부(103)의 Q출력이 능동상태로 전도되어 릴레이 구동부(104)의 스위칭 트랜지스터(TR)의 베이스에 바이어스되고 따라서 릴레이(RL)가 구동되어 제어출력단(105)의 릴레이 접점(rl)이 닫히게 된다.

한편, 엑취에어터(10)는 브레이크페달(17)의 로드(18)가 하향 동작되면서 로드(18)에 고정설치된 와이어(13)가 탄지스프링(11)의 탄성으로 감는 방향으로 회동축(12)에 감기면서 외함(19)내부로 인입되고 자동차 전원 DC12V가 솔레노이드 (16)에 인가되면서 로드(16')에 고착된 가동편(15)이 당겨져 고정편(14)과 밀접되고 그 사이로 개재된 와이어(13)를 유동치 않도록 견고하게 파지하게 된다. 탄지스프링 (11)의 탄성을 브레이크 페달(17)의 복귀스프링탄성보다 작으며 인입되는 와이어 (13)가 늘어지지 않도록 회동축(12)상에 감아줄 수 있는 적정탄성이면 좋다.

이와같이 엑취에이터(10)가 지연시간 1.5sec경과후 브레이크페달(17)을 인위적으로 제동위치에 놓이게 함으로서 운전자는 페달을 계속적으로 가압하지 않아도 제동실현이 가능하게 되는 것이다.

한편, 다시 출발하고자 할 경우에는 단순히 엑슬레이터만 밟아주게되면 엑슬레이터스위치(107)의 N.C접점이 열리게 되면서 접점논리 AND가 불성립되고 따라서 엑취에이터(10)에 인가되던 자동차 전원 DC12V가 차단되면 이로서 솔레노이드(16)가 소자되어 가동편(15)이 복귀되고 브레이크 페달(17)의 복귀스프링 탄성에 의하여 페달이 원위치로 복귀될때 회동축(12)에 감겨진 외이어(13)가 폐달에 이끌려 풀리게 되면서 자동차는 제동상태가 해제되는 것이며 엑슬레이터로 가속을 하게 되면서 스피드케이블이 회전하게 되면 제어부(100)의 출력이 반전되어 제어출력단(105)의 릴레이접점 (rl)이 열려 다음 동작을 위한 리셋트상태로 된다.

이러한 본 발명의 자동차 브레이크 자동제어 시스템은 기존 자동차에 적용이 손쉬우며 와이어에 의한 브레이크 폐달의 상태유지는 어떤 요소에 의한 본 시스템의 고장 또는 오동작 발생시 와이어가 갖는 강도와 가요성으로 본 시스템이 배제된 상태로 제동 및 운행이 가능한 것이 엑취에이터(10)의 특징인 것이다.

다음으로 본 발명의 시스템에 적용되는 엑취에이터(A)의 다른 실시예를 살펴보기로 한다.

후술될 이들은 제2도에 도시된 본 발명의 기본 실시예를 그대로 추종하되 엑취에이터(A)만을 다른 실시예로서 설명한다.

다른 실시예로서 제4도의 (I)에 도시된 엑취에이터(40)는 체크밸브가 설치된 에어실린더로서 로드는 폐달의 창공(28')에 결합되며 하부에 N.O타입의 솔레노이드밸브(41)가 설치되어 브레이크폐달을 가압하게 되면 실린더내의 공기가 N.O타입의 솔레노이드밸브(41)와 실린더 상부를 통하여 방출되고 지연시간 경과에 따른 솔레노이드밸브(41)의 폐쇄구동으로 실린더내에 진공 상태가 유발되면서 페달로드(28)의 복귀를 저지하여 제동상태를 유지하도록 작용한다.

물론 재출발시는 솔레노이드밸브(41)의 구동전원이 차단되어 복귀됨과 동시에 공기가 흡입되어 실린더로드는 부압이 해제되면서 제동상태가 해제되는 것이며 체크밸브는 안전을 고려한 바이패스 타입이다.

또다른 실시예로서 제4도의 (II)에 도시된 엑취에이터(50)는 좌우유동이 가능한 축(55)상에 디스크(56)가 고정설치된 가동구(52), 이 디스크(56)를 자력에 의하여 착탈이동 되도록된 중공(51')을 갖는 마그네트코어(51)에 상기 가동구(52)의 축(55)이 끼워설치되고, 이 축의 타측으로 와이어(57)를 감아주며 축(55)상에서 일방향으로만 독자적인 회동이 가능하도록 일방향 베어링(58)이 개재되어 축결합된 회동구(53), 이 회동구(53)에 일방향 회전력을 부여하는 탄지스프링(54)이 하우징(59)간에 탄지되어 설치된 것으로 탄지스프링은 브레이크 복귀 스프링보다 상대적으로 탄발력이 약한 것을 채택하여 역학적인 균형을 이루게 된다.

이미 서술된 바와같은 지연시간 1.5sec가 경과될때 마그네트코어(51)가 여자되면서 디스크(56)를 끌어당기게 되고 하향이동된 와이어(57)는 탄지스프링(54)의 탄발력으로 회동구(53)에 감기게 되는 바 축설된 디스크(56)가 자력에 의하여 회동불가한 상태로 가동구(52)가 고정됨으로서 이 가동구(52)에 축결합된 회동구(53)는 일방향베어링(58)에 의하여 여전히 불가하고 따라서 인입된 와이어(57)는 마그네트코어 (51)가 소자되기 전에는 풀리지 못하여 브레이크페달을 계속적으로 제동위치에 붙잡아 두게 되고 이로써 자동적인 제동상태가 실현된다.

물론 재 출발시 접점논리 AND의 불성립을 조작함으로 회동구(53)가 와이어 (57)를 풀어줄때 제동상태는 풀리면서 주행을 있게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와같은 본 발명의 자동차 브레이크 자동제어 장치는 자동차의 완전한 정차상태 즉 스피드케이블의 회동치 않는 상태, 운전자의 의지를 간파할 수 있는 브레이크접점, 엑슬레이터접점 및 지연시간의 종합으로 차량의 미끄러짐 또는 운전자의 재출발 의도를 정확하게 검출하고 구조적인 수단의 엑취에이터를 통하여 브레이크페달 또는 브레이크 유압라인을 제어하여 제동을 실현하며 지속적인 브레이크 작동을 하지 않으면서 자동차의 제동상태를 실현함으로서 운전자의 피로 및 스트레스 방지에 우수한 효과를 갖게되고, 접점논리 AND와 지연시간의 설정으로 잠시 감속하고 다시 가속되는 등의 교통여건을 신축성있게 수용할 수도 있으며, 다양한 엑취에이터는 기존 자동차 및 출고자동차에 용이하게 적용될 수 있는 동시에 엑슬레이터의 가압과 함께 브레이크가 해제됨으로서 언덕길이나 초보운전자의 운전미숙에 따른 슬립을 방지하여 사고를 방지할 수 있는 효과와 함께 정차시 보조 브레이크로서의 역할까지 수행할 수 있는 부수적인 효과를 갖는 매우 우수한 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 통상의 스피드케이블에 영구자석을 매설한 회동판을 설치하고 이에 근접하여 홀효과의 센서(101)의 출력단에 2단인버터로된 파형정형부(102)를 접속하고, 이 출력단에 시정수를 갖는 단안정 멀티바이브레이터로 된 지연 출력부(103)를 접속하며, 이 출력(Q)을 스위칭 트랜지스터(TR)베이스에 바이어스되도록 릴레이구동부(104)에 접속하여 제어출력단(105)를 이루되 이 제어출력단(105)은 N.O접점의 브레이크스위치 (106)과 N.C접점의 엑슬레이터 스위치(107)를 직렬연결하여 엑취에이터(A)를 자동차 전원에 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크 자동제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 엑취에이터(A)는 판스프링(11)이 탄설된 회동축(12)에 와이어(13)가 결합되고 상부 적정부위에 고정편(14)과 가동편(15)이 설치되어 솔레노이드(16)의 로드(16')에 상기 가동편(15)이 고전되고 이 고정편, 가동편(14,15)사이로 상기 와이어(13)가 외함(19)으로부터 인출되어 브레이크페달(17)의 로드(18) 적정부위에 고정설치되며 외함(19)의 저면으로는 설치용 영구자석(19')을 형성하여 엑취에이터(10)를 구성한 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크의 자동제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 엑취에이터(A)는 에어실린더로된 엑취에이터(40)로써 피스톤헤드에 체크밸브와 하부일측으로 N.O의 솔레노이드밸브(41)를 설치하여 피스톤로드의 종단을 자동차브레이크 폐달로드의 장공(28')에 접동되도록 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크의 자동제어장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 엑취에이터(A)는 중공(51')이 형성된 마그네트코어(51)에 디스크(56)가 축(55)결합된 가동구(52)가 상기 중공(51')에 회동 및 슬라이드 가능한 상태로 끼워 설치되고, 이 축(55) 일측에 와이어(57)일단이 고착된 회동구(53)를 일방향 베어링(58)이 개재된 상태로서 축(55)에 결합하여 회동되도록하며, 상기 마그네트코어(51)는 하우징(59)에 나사결합하되 회동구(53)는 하우징(59)에 지지설치되는 탄지스프링(54)에 의해 탄지되도록 함으로서 상기 와이어(57)가 회동구(53)에 감기도록하여 이루고 와이어(57)의 타측종단을 브레이크 폐달의 로드(60)에 결합하여 엑취에이터(50)를 구성한 것을 특징으로 하는 자동차 브레이크의 자동제어장치.

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