KR20030083181A

KR20030083181A - 태그액슬 적용 차량의 경사로 주행시 슬립방지장치 및 그방법

Info

Publication number: KR20030083181A
Application number: KR1020020021617A
Authority: KR
Inventors: 박승호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2002-04-19
Publication date: 2003-10-30

Abstract

본 발명에 따른 태그액슬 적용차량의 경사로 주행시 슬립방지장치 및 그 방법은 경사로 주행시 구동바퀴와 보조바퀴의 회전속도를 비교함으로써 슬립 발생여부를 자동적으로 감지하고, 슬립이 감지되면 에어 스프링으로 압축공기가 유입되면서 구동바퀴의 부하가 가중되어 슬립이 억제되기 때문에 경사로 주행시 운전자가 슬립으로 인한 사고를 걱정할 필요가 없고, 상용차에는 브레이크 시스템 등을 위해 공압 시스템이 구축되어 있어 구조가 간단하고 제조 원가가 저렴해 질 수 있는 이점이 있다.

Description

태그액슬 적용 차량의 경사로 주행시 슬립방지장치 및 그 방법{Non-slip system and method when automobile go up }

본 발명은 화물의 적재 중량으로 인해 구동바퀴에 법규 이상의 축하중이 가해지는 것이 방지되는 태그액슬 적용 차량에 관한 것으로서, 특히 경사로 주행시 구동바퀴에 슬립이 발생되면 구동바퀴의 부하를 가중시켜 슬립을 억제하는 태그액슬 적용 차량의 경사로 주행시 슬립방지장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 태그액슬장치는 큰 중량의 화물을 운반하는 트레일러 등의 상용차에 장착되는 장치로서, 적재된 화물로 인해 구동바퀴에 법규 이상의 축하중이 가해져 운행 중 전복사고가 발생되는 것을 방지토록 화물의 적재시 태그액슬의 지지를 받는 보조바퀴를 지면에 접지시켜 축하중을 분포시키고, 공차시 또는 차량에 일정 중량 미만의 화물이 적재된 경우 상기 보조바퀴의 접지로 인해 구동바퀴의 구름저항 및 구동력 손실이 발생되지 않도록 보조바퀴를 지면에서 들어올려 구동바퀴로 축하중이 집중되도록 한다.

도 1은 종래기술에 따른 차량용 태그액슬장치가 도시된 부분 사시도이다.

종래 기술에 따른 차량용 태그액슬장치는 평상시 태그 액슬 조작용 스위치(미도시)가 오프(OFF)상태이기 때문에 태그 액슬(tag axle)(2)에 회전 가능하게 장착된 보조바퀴(tag wheel)(4)가 지면과 맞닿아 있어 화물의 적재시 구동바퀴(6)와 보조바퀴(4)로 축하중이 분포된다.

반대로, 공차시 운전자가 스위치을 온(ON) 조작하면, 유압이 실린더(8)에 공급되어 푸시로드(Push rod)(10)가 실린더(8) 밖으로 슬라이드 이동되고, 상기 푸시로드(8)의 슬라이드 이동시 푸시 암(Push arm)(12)이 회동되면서 밸러스 암(Balance arm)(14)을 시소 운동시켜 최종적으로 태그 액슬(2)과 함께 보조바퀴(4)가 지면으로부터 들어올려진다.

여기서, 상기 밸런스 암(14)은 일단이 차량의 중량을 지지하는 판 스프링(16)에 고정되고 타단이 상기 태그 액슬(2)에 고정되며, 중앙이 차체에 회동 가능하게 힌지 결합되어 힌지부(14a)를 중심으로 시소 운동된다.

따라서, 공차시 필요이상으로 많은 바퀴가 지면과 접촉하게 됨으로써 구동바퀴의 구름저항이 커지고, 구동바퀴의 구동력이 손실되며, 조향시 마찰 저항이 커지는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 보조바퀴(4)는 구동바퀴(6)의 구동력에 의해 단지 회전되는 피동바퀴이기 때문에 보조바퀴(4)가 지면과 접하고 있는 상태에서 경사로 주행시 구동바퀴(6)의 접지력이 약해져 슬립(Slip)현상이 발생되고, 더욱 심한 경우 구동바퀴(6)가 지면에서 뜨게되어 구동력이 상실됨으로써 차량의 주행이 불가능 할 뿐만 아니라 차량이 언덕길 아래로 미끄러지면서 사고가 발생될 수 있다.

따라서, 종래의 태그액슬 적용 차량은 구동바퀴의 슬립 발생시 유압력을 이용하여 태그액슬(2)을 구동시키는 보조구동장치(미도시)가 구비된다.

그러나, 종래 기술에 따른 태그액슬 적용 차량은 보조구동장치가 운전자의 조작에 의해 작동되는 수동식이기 때문에 구동바퀴의 슬립 발생시 운전자가 당황하는 경우 무용지물이고, 운전자가 구동바퀴의 슬립을 인식하고 보조구동장치가 작동되어 보조바퀴(4)가 구동력을 갖는 시간 내에 차량이 미끄러져 사고가 발생될 수 있는 문제점이 있다.

또한, 상기 보조구동장치는 유압을 이용하고, 보조바퀴(4)를 구동시키는데 큰 힘이 필요하기 때문에 유압 시스템의 용량이 크게되어 제조원가가 비교적 높은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 구조가 간단하면서 구동바퀴에 슬립이 발생되면 자동적으로 구동바퀴의 부하를 증대시켜 구동바퀴의 슬립을 억제하는 태그액슬 적용 차량의 경사로 주행시 슬립방지장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 태그액슬 적용 차량의 부분 사시도,

도 2a는 종래 기술에 따른 태그액슬 적용 차량의 측면도,

도 2b는 종래 기술에 따른 태그액슬 적용 차량의 작동 상태도,

도 3은 본 발명에 따른 태그액슬 적용 차량의 경사로 주행시 슬립방지장치가 도시된 측면도,

도 4는 본 발명에 따른 태그액슬 적용 차량의 경사로 주행시 슬립방지장치 블록도,

도 5는 본 발명에 따른 슬립방지장치의 유압 블록도,

도 6은 본 발명에 따른 태그액슬 적용 차량의 경사로 주행시 슬립방지방법 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50 : 구동바퀴52 : 태그액슬

54 : 보조바퀴60 : ECU

62 : 경사각센서64 : 중량측정센서

66 : 부하측정센서68 : 제1 스피드센서

70 : 제2 스피드센서72 : 에어 스프링

74 : 에어탱크76 : 에어 파이프

78 : 마그네틱밸브

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 태그 액슬 적용 차량의 경사로 주행시 슬립방지장치는 경사로 주행시 화물 적재여부, 보조바퀴의 지면 접지여부, 보조바퀴와 구동바퀴의 회전속도를 감지하는 감지수단과; 상기 감지수단으로부터 신호를 입력받아 화물의 적재되고, 보조바퀴가 지면에 접지된 상태에서 보조바퀴가 구동바퀴보다 빠르게 회전하고 있다고 판단하면 제어 신호를 보내는 전자제어유닛(ECU)과; 상기 전자제어유닛의 제어 신호에 의해 공압이 공급되면 구동바퀴의 부하를 가중시켜 슬립을 방지하는 가압수단로 구성된다.

또한, 태그 액슬 적용 차량의 경사로 주행시 슬립방지방법은 경사로 주행시 화물의 적재여부를 감지하는 제1 단계와; 상기 제1 단계에서 화물이 적재된 상태이면 보조바퀴의 지면 접지여부를 감지하는 제2 단계와; 상기 제2 단계에서 보조바퀴가 지면에 접지된 상태이면 보조바퀴와 구동바퀴의 회전속도를 비교하는 제3 단계와; 상기 제3 단계에서 보조바퀴의 회전속도가 큰 경우 구동차축에 장착된 에어 스프링이 팽창하여 구동바퀴의 부하를 증대시키는 제4 단계로 구성된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

상기 본 발명에 따른 태그액슬 적용 차량의 경사로 주행시 슬립방지장치는 경사로 주행시 화물의 적재여부, 태그액슬(52)에 회전가능하게 장착된 보조바퀴(54)이 지면 접지여부, 보조바퀴(54)와 구동바퀴(50)의 회전속도를 감지하여 신호를 보내는 감지수단과, 상기 감지수단으로부터 신호를 입력받아 화물이 적재되고 보조바퀴(54)가 지면에 접지된 상태에서 보조바퀴(54)가 구동바퀴(52)보다 빠르게 회전하고 있다고 판단하면 제어 신호를 보내는 전자제어유닛(이하, ECU라고 함)(60)과, 상기 ECU(60)에서 제어 신호를 보내면 공압을 이용하여 구동바퀴(50)의 부하를 가중시킴으로써 경사로 주행시 구동바퀴(50)의 슬립(Slip)을 방지하는 가압수단을 포함하여 구성된다.

상기 보조바퀴(54)는 구동바퀴(50)의 후방에 위치하고 있고, 지면에 접지된 상태에서 차량의 주행시 상기 구동바퀴(50)의 구동에 의해 단지 회전만하는 피동바퀴이다.

상기 구동바퀴(50)는 엔진으로부터 동력을 전달받아 구동되는 구동차축(미도시)에 연동되게 장착되어 차량을 지지하면서 구동시킨다.

상기 감지수단은 경사로의 구배를 측정하여 경사로 주행시 신호를 보내는 경사각 센서(62)와, 상기 경사각 센서(62)에 의해 차량의 경사로 주행상태이면 화물의 중량을 측정하여 화물의 적재시 신호를 보내는 중량측정센서(64)와, 보조바퀴(54)의 부하를 측정하여 보조바퀴(54)가 지면에 접지되어 있으면 신호를 보내는 부하측정센서(66)와, 상기 보조바퀴(54) 및 구동바퀴(50)의 회전속도를 각각 측정하는 제1,2 스피드 센서(68,70)로 이루어진다.

여기서, 상기 경사각 센서(62)은 측정 결과 구배가 5%이상이면 차량이 경사로를 주행하고 있다고 감지하여 상기 ECU(60)에 신호를 보낸다.

상기 부하측정센서(66)는 보조바퀴(54)가 지면에 접지되어 있으면 차체를 지지하고 있기 때문에 차량 자체 무께뿐만 아니라 적재된 화물에 의해 부하가 걸리므로 보조바퀴(54)에 부하가 걸린 상태이면 지면에 접지되어 있다고 인식하여 상기 ECU(60)에 신호를 보낸다.

상기 구동바퀴(50)와 보조바퀴(54)는 보조바퀴(54)가 지면에 접지된 상태에서 평타로 주행시 부하가 동일하기 때문에 같은 속도로 회전하지만, 경사로 주행시 무게 중심이 뒤로 이동되어 구동바퀴(50)보다 보조바퀴(54)의 부하가 더 커지기 때문에 구동바퀴(50)의 접지력이 약해져 구동바퀴(50)보다 보조바퀴(54)가 더 빠르게 회전하게 되므로 구동바퀴(50)에 슬립이 발생하게 된다.

따라서, 구동바퀴(50)와 보조바퀴(54)의 회전속도를 비교하여 구동바퀴(50)의 슬립여부를 감지할 수 있다.

상기 ECU(60)는 상기 감지수단의 각 센서들의 감지신호로 경사로 주행시 슬립 발생여부를 판단한다.

한편, 상기 가압수단은 슬립 발생시 공압을 이용하여 경사로 주행시 구동바퀴(50)의 부하를 가중시킴으로써 구동바퀴(50)의 접지력을 증대시켜 슬립을 억제하도록 상기 구동차축에 장착되어 유입되는 압축 공기량에 따라 상기 구동차축의 부하가 커지는 방향으로 팽창하는 에어 스프링(72)과, 상기 에어 스프링(72)으로 유입되는 압축 공기가 저장된 에어 탱크(74)와, 상기 에어 탱크(74)와 에어 스프링(72) 사이에 연결하는 에어 파이프(76)와, 상기 에어 파이프(76)에 장착되어 상기 ECU(60)의 제어 신호에 따라 에어 탱크(74)의 압축공기가 에어 파이프(76)의 안내를 받아 에어 스프링(72)으로 유입되도록 하는 마그네틱 밸브(78)로 구성된다.

상기 마그네틱 밸브(78)는 상기 ECU(60)의 제어 신호에 따라 압축공기가 에어탱크(74)에서 에어 스프링(72)으로 유입되어 에어 스프링(72)이 팽창되도록 하거나, 에어 스프링(72)의 압축공기가 에어 탱크(74)로 다시 복귀되어 에어 스프링(72)이 압축되도록 에어 파이프(76)의 유로를 단속한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 태그액슬 적용 차량의 슬립방지방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 경사각 센서(62)의 감지 결과에 의해 주행로의 구배가 5%이상이면 ECU(60)에서 상기 경사각 센서(62)의 신호를 입력받아 차량이 경사로 주행상태라고 판단하고(S10), 중량측정센서(64)을 통해 화물의 적재여부를 감지한다(S20).

상기에서 중량측정센서(64)는 화물이 적재 상태이면 ECU(60)에 신호를 보내고, 부하측정센서(66)가 보조바퀴(54)의 지면 접지여부를 감지한 다음(S30) 보조바퀴(54)가 지면에 접지된 상태이면 ECU(60)에 신호를 보내고, 제1,2 스피드 센서(68,70)가 보조바퀴(54)와 구동바퀴(50)의 각 회전속도를 감지하여 그 신호를 ECU(60)에 전송한다.

ECU(60)에서는 상기 제1,2 스피드 센서(68,70)로부터 신호를 입력받아 비교한 후 그 결과가 보조바퀴(54)의 회전속도가 구동바퀴(50)의 회전속도보다 크면 차량이 경사로 주행상태에서 슬립이 발생했다고 판단하여 마그네틱 밸브(78)에 제어 신호를 보낸다(S40).

상기 마그네틱 밸브(78)는 ECU(60)로부터 제어신호를 받으면 에어 파이프(76)를 개방시키고, 상기 에어 파이프(76)의 개방으로 인해 에어 탱크(74)의 압축공기가 에어 파이프(76)의 안내를 받아 상기 에어 스프링(72)으로 유입되어 에어 스프링(72)이 팽창되며(S50), 상기 에어 스프링(72)이 팽창됨에 따라 구동바퀴(50)의 부하가 가중되어 슬립이 억제된다(S60).

이 때, 상기 에어 스프링(72)은 구동바퀴(50)와 보조바퀴(54)의 회전속도가 같아질 때까지 압축 공기를 공급받아 구동바퀴(50)의 부하를 가중시키는 것이 바람직하다.

한편, 에어 스프링(72)이 팽창된 상태에서 상기 경사각 센서(62)의 측정에 의해 주행로의 구배가 5%미만이면 구동바퀴(50)의 부하가 법규치를 넘지 않도록 상기 ECU(60)에서 마그네틱 밸브(78)에 제어 신호를 보내고, 상기 마그네틱 밸브(78)가 ECU(60)의 제어 신호에 의해 작동되어 상기 에어 스프링(72)의 압축공기가 에어 탱크(74)로 다시 복귀됨으로써 에어 스프링(72)이 원상태로 압축된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 태그액슬 적용차량의 경사로 주행시 슬립방지장치 및 그 방법은 경사로 주행시 구동바퀴와 보조바퀴의 회전속도를 비교함으로써 슬립 발생여부를 자동적으로 감지하고, 슬립이 감지되면 에어 스프링으로 압축공기가 유입되면서 구동바퀴의 부하가 가중되어 슬립이 억제되기 때문에 경사로 주행시 운전자가 슬립으로 인한 사고를 걱정할 필요가 없고, 상용차에는 브레이크 시스템 등을 위해 공압 시스템이 구축되어 있어 구조가 간단하고 제조 원가가 저렴해 질 수 있는 이점이 있다.

Claims

경사로 주행시 화물 적재여부, 보조바퀴의 지면 접지여부, 보조바퀴와 구동바퀴의 회전속도를 감지하는 감지수단과; 상기 감지수단으로부터 신호를 입력받아 화물의 적재되고, 보조바퀴가 지면에 접지된 상태에서 보조바퀴가 구동바퀴보다 빠르게 회전하고 있다고 판단하면 제어 신호를 보내는 전자제어유닛(ECU)과; 상기 전자제어유닛의 제어 신호에 의해 공압이 공급되면 구동바퀴의 부하를 가중시켜 슬립을 방지하는 가압수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태그액슬 적용 차량의 경사로 주행시 슬립방지장치.
제 1 항에 있어서,

상기 감지수단은 경사로의 구배를 측정하여 경사로 주행여부를 감지하는 경사각 센서와; 화물의 중량을 측정하여 화물의 적재여부를 감지하는 중량감지센서와; 보조바퀴의 부하를 측정하여 보조바퀴의 지면 접지여부를 감지하는 부하측정센서와; 구동바퀴의 보조바퀴의 회전속도를 측정하는 스피드 센서로 구성된 것을 특징으로 하는 태그액슬 적용 차량의 경사로 주행시 슬립방지장치.
제 2 항에 있어서,

상기 경사각 센서는 측정 경사각이 5°이상이면 등판 주행상태로 인식하는 것을 특징으로 하는 태그액슬 적용 차량의 경사로 주행시 슬립방지장치.
제 1 항에 있어서,

상기 가압수단은 구동바퀴를 구동시키는 구동차축에 장착되어 유입되는 공기량에 따라 구동차축을 가압하는 방향으로 팽창하는 에어 스프링과; 상기 에어 스프링으로 유입되는 압축 공기가 저장된 에어 탱크와; 상기 에어 탱크와 에어 스프링를 연결하는 에어 파이프 상에 배치되어 전자제어유닛의 제어 신호에 따라 전원을 인가받아 에어 파이프를 개방하는 마그네틱 밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 태그액슬 적용 차량의 경사로 주행시 슬립방지장치.
경사로 주행시 화물의 적재여부를 감지하는 제1 단계와; 상기 제1 단계에서 화물이 적재된 상태이면 보조바퀴의 지면 접지여부를 감지하는 제2 단계와; 상기 제2 단계에서 보조바퀴가 지면에 접지된 상태이면 보조바퀴와 구동바퀴의 회전속도를 비교하는 제3 단계와; 상기 제3 단계에서 보조바퀴의 회전속도가 큰 경우 구동차축에 장착된 에어 스프링이 팽창하여 구동바퀴의 부하를 증대시키는 제4 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 태그액슬 적용 차량의 경사로 주행시 슬립방지방법.
제 5 항에 있어서,

상기 제1 단계는 경사로의 경사각이 5°이상이면 등판상태로 인식하는 과정을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태그액슬 적용 차량의 경사로 주행시 슬립방지방법.
제 5 항에 있어서,

상기 제4 단계는 경사로의 경사각이 5°미만이면 에어 스프링이 복원되는 과정을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태그액슬 적용 차량의 경사로 주행시 슬립방지방법.