KR102640306B1 - 지능형 긴급 제동 시스템 및 제동 방법 - Google Patents

지능형 긴급 제동 시스템 및 제동 방법 Download PDF

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Abstract

지능형 긴급 제동 시스템 및 제동 방법이 개시된다. 본 발명은 운전자가 가속을 위해 밟는 페달; 상기 페달을 밟으면 주차 브레이크 또는 서비스 브레이크에 유압라인을 통해 유압을 공급하는 마스터 실린더; 상기 마스터 실린더의 일측에 구비되어 운전자가 페달을 밟은 시간과 마스터 실린더의 유압을 측정하는 센서; 상기 유압라인과 연결된 주차 브레이크와 서비스 브레이크; 상기 주차 브레이크 및 서비스 브레이크과 연결된 휠; 상기 센서로부터 측정된 측정 값을 받아, 상기 페달에 전해진 압력이 기 설정된 작동 압력까지 도달했다고 판단되면, 작동 압력까지 도달했을 때 까지의 시간을 작동 시간과 비교하여 주차 브레이크와 서비스 브레이크를 동시에 작동시키는 브레이크 컨트롤러를 포함하여, 긴급 제동 시 운전자가 브레이크 페달을 단 시간에 일정 깊이까지 강하게 밟게 되면, 브레이크 컨트롤러에서는 일정 비교 판단의 수행하여 기준을 만족하게 되면, 서비스 브레이크 및 주차 브레이크를 동시에 작동시켜 제동력을 현저히 증대시킬 수 있는 지능형 긴급 제동 시스템 및 제동 방법을 제공한다.

Description

지능형 긴급 제동 시스템 및 제동 방법{A INTELLIGENT BRAKING SYSTEM AND METHOD THERE OF}
본 발명은 제동 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 긴급한 상황에 지능형으로 유압을 이용하여 제동을 할 수 있는 지능형 긴급 제동 시스템 및 제동 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 제동 시스템을 도시한 구성도이다. 도 1과 같이, 일반적인 지게차의 경우 주행 중 안전한 제동을 위해 유압을 이용한 메인 서비스 브레이크(service brake)와, 정차 시 또는 경사길 등에서 정지한 경우 차량이 밀리는 것을 방지하기 위한 주차 브레이크를 동시에 구비하고 있다. 이러한 주차 브레이크는 전자브레이크, 전기식으로 솔레노이드 밸브(SOLENOID VALVE)에 의해 제어되는 유압식 브레이크(SAHR) 또는 EM brake를 포함한다. 한편 메인 서비스 브레이크를 위한 마찰판(friction disk)과 전자브레이크(EM brake)는 각각 분리되어 별도로 제어되어 구동축(drive axle)의 회전을 구속시키도록 구성되어 있다.
도 2는 도 1의 주차 브레이크를 도시한 단면도이다. 도 2와 같이, 주차 브레이크는 구동축에 중앙부로 관통하도록 형성된 구형의 인덕터(1)와, 인덕터(1)에 형성된 홀에 삽입되는 복수의 스프링(8), 스프링(8)에 접하도록 설치되며, 인덕터(1)에 의한 전자력에 의해 스프링(8)을 압축하면서 인덕터(1)에 붙거나 또는 스프링(8)의 반발력에 의해 인덕터(1)로부터 분리되는 원판형의 아마추어(7)가 구비된다.
또한, 주행모터 측의 플랜지(4)에 구동축 둘레로 허브(13)가 장착되고, 허브(3)의 외측 둘레로 마찰판(2)이 결합되어, 아마추어(7)가 마찰판(2)을 구속하거나 구속해제시킴으로써 제동 여하가 동작되게 된다. 어셈블리 스크류(5, assembly screws)와 어져스팅 스크류(6, adjusting screws)는 이들 구성을 조립 및 조정하기 위한 수단이다.
한편, 기존에는 지게차 운행 중 돌발 상황에 의해 긴급 제동 시, 운전자가 유압식 서비스 브레이크 페달을 밟아서 급제동을 하게 되었으며, 서비스 브레이크의 최대 제동성능을 초과하는 제동력은 발생할 수가 없었다. 특히, 운전자가 밟는 힘이 약할 경우, 제동력이 약해서 제동 거리가 늘어나 사고로 이어지는 경우도 있었다.
즉, 종래의 지게차에 탑재되었던 유압식 서비스 브레이크 시스템은 운전자가 유압식 브레이크 페달을 밟을 경우, 페달을 밟는 힘으로 인하여 유압 발생장치에서 유압이 발생하여 서비스 브레이크에서 제동력이 발생하였다. 운전자의 페달 밟는 힘에 따라 제동력이 발생하였다. 그러나 이러한 서비스 브레이크는 운전자가 아무리 브레이크를 세게 밟아도 최대 제동력을 초과하여 발생하지는 않았고, 이와 반대로 페달을 밟는 힘이 약하면 제동력이 약하게 발생하여 제동거리가 길어지게 되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점은 돌발 상황에 긴급 제동을 필요로 할 때, 또는 상황에 맞는 필요한 제동력을 알맞게 제공할 수 없어, 운전자로 하여금 불편함을 초래하였고. 더욱이 안전사고로까지 이어지는 경우도 있었다.
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 운전자가 가속을 위해 밟는 페달; 상기 페달을 밟으면 주차 브레이크 또는 서비스 브레이크에 유압라인을 통해 유압을 공급하는 마스터 실린더; 상기 마스터 실린더의 일측에 구비되어 운전자가 페달을 밟은 시간과 마스터 실린더의 유압을 측정하는 센서; 상기 유압라인과 연결된 주차 브레이크와 서비스 브레이크; 상기 주차 브레이크 및 서비스 브레이크과 연결된 휠; 상기 센서로부터 측정된 측정 값을 받아, 상기 페달에 전해진 압력이 기 설정된 압력값까지 도달했다고 판단되면, 상기 기 설정된 압력값까지 도달했을 때 까지의 시간을 기 설정된 시간값과 비교하여 주차 브레이크와 서비스 브레이크를 동시에 작동시키는 브레이크 컨트롤러를 포함하여, 긴급 제동 시 운전자가 브레이크 페달을 단 시간에 일정 깊이까지 강하게 밟게 되면, 브레이크 컨트롤러에서는 일정 비교 판단의 수행하여 기준을 만족하게 되면, 서비스 브레이크 및 주차 브레이크를 동시에 작동시켜 제동력을 현저히 증대시킬 수 있는 지능형 긴급 제동 시스템 및 제동 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 운전자가 가속을 위해 밟는 페달; 상기 페달을 밟으면 주차 브레이크 또는 서비스 브레이크에 유압라인을 통해 유압을 공급하는 마스터 실린더; 상기 마스터 실린더의 일측에 구비되어 운전자가 페달을 밟은 시간과 마스터 실린더의 유압을 측정하는 센서; 상기 유압라인과 연결된 주차 브레이크와 서비스 브레이크; 상기 주차 브레이크 및 서비스 브레이크과 연결된 휠; 상기 센서로부터 측정된 측정 값을 받아, 상기 페달에 전해진 압력이 기 설정된 압력값까지 도달했다고 판단되면, 상기 기 설정된 압력값까지 도달했을 때 까지의 시간을 기 설정된 시간값과 비교하여 주차 브레이크와 서비스 브레이크를 동시에 작동시키는 브레이크 컨트롤러를 포함하는 지능형 긴급 제동 시스템을 제공한다.
또한 상기 브레이크 컨트롤러는, 상기 센서로부터 측정된 상기 페달에 전해진 압력이 상기 기 설정된 압력값보다 크고, 상기 기 설정된 압력값까지 도달했을 때 까지의 시간이 상기 기 설정된 시간값보다 작으면 상기 주차 브레이크와 서비스 브레이크를 동시에 작동킬 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 센서에서 페달이 밟힌 시간을 측정하는 시간 측정 단계; 상기 센서에서 상기 페달에 가압된 압력을 실시간으로 측정하는 압력 측정 단계; 브레이크 컨트롤러에서 상기 압력 측정 단계에서 측정된 상기 페달의 압력과 기 설정된 압력값을 비교하여 판단하는 제동 압력 판단 단계; 상기 제동 압력 판단 단계에서 상기 페달의 압력이 상기 기 설정된 압력값보다 크다고 판단하면, 상기 브레이크 컨트롤러에서 상기 페달의 압력이 상기 기 설정된 압력값보다 큰 시점에서의 시간을 측정하는 제동 시간 측정단계; 상기 브레이크 컨트롤러는 상기 제동 시간 측정 단계에서 측정된 제동 시간과 상기 기 설정된 시간값을 비교하연 판단하는 제동 시간 판단 단계; 상기 제동 시간 판단 단계에서 상기 제동 시간이 상기 기 설정된 시간값보다 작다고 판단되면 상기 주차 브레이크 및 상기 서비스 브레이크를 동시에 작동시키는 브레이크 작동 단계를 포함하는 지능형 긴급 제동 시스템의 제동 방법을 제공한다.
상기에서 설명한 본 발명의 지능형 긴급 제동 시스템 및 제동 방법에 의하면, 긴급 제동 시 운전자가 브레이크 페달을 단 시간에 일정 깊이까지 강하게 밟게 되면, 브레이크 컨트롤러에서는 일정 비교 판단의 수행하여 기준을 만족하게 되면, 서비스 브레이크 및 주차 브레이크를 동시에 작동시켜 제동력을 현저히 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 제동 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 주차 브레이크를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 지능형 긴급 제동 시스템을 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명에 의한 지능형 긴급 제동 방법을 도시한 순서도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
우선 본 발명은 유압식 지게차에 적용될 수 있는 것으로, 유압식 지게차의 긴급 제동 시 운전자가 브레이크 페달(110)을 단 시간에 일정 깊이까지 강하게 밟게 되면, 브레이크 컨트롤러(140)에서 브레이크 페달(110)이 일정 압력까지 밟힌 시간을 체크하게 되고, 이러한 시간과 압력을 기 설정된 시간값(A) 및 압력값(B)과 비교를 하게 된다. 또한 브레이크 컨트롤러(140)에서는 이러한 비교 기준을 만족하게 되면, 최종적으로 서비스 브레이크(170) 및 주차 브레이크(150)를 동시에 작동시켜 유압식 지게차의 제동력을 크게 증대시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명에 의한 지능형 긴급 제동 시스템을 도시한 구성도이다.
도 3과 같이, 지능형 긴급 제동 시스템은, 페달(110); 마스터 실린더(120); 센서(130); 브레이크 컨트롤러(140); 주차 브레이크(150); 유압라인(160); 서비스 브레이크(170) 및 휠(180)을 포함한다.
우선 운전자가 페달(110)을 밟게 되면, 상기 마스터 실린더(120)에서 주차 브레이크(150) 또는 서비스 브레이크(170)에 유압을 공급한다. 상기 센서(130)는 마스터 실린더(120)의 일측에 구비되어 운전자가 페달(110)을 밟게 되면, 상기 페달(110)이 밟힌 시간 및 페달(110)이 밟힌 깊이를 측정하여 브레이크 컨트롤러(140)에 전송한다.
또한, 마스터 실린더(120)는 서비스 브레이크(170)와 연결되어 유압라인(160)으로 연결되어 있다. 이에 운전자가 페달(110)을 강하게 밟게 되면 마스터 실린더(120)에서 강한 압력으로 유압라인(160)으로 유압을 전달하게 된다. 또한, 주차 브레이크(150)와 서비스 브레이크(170)는 휠(180)과 연결되어 있다.
한편, 센서(130)는 페달(110)의 눌린 시간 및 페달(110)이 눌린 압력을 측정하기 위하여 페달(110)의 일측에 직접적으로 구비될 수 있고, 또한 페달(110)의 눌린 시간 및 압력을 측정하기 위해 마스터 실린더(120)의 일측에 구비될 수 있다. 또한 센서(130)는 하나로 구비되어 페달(110) 또는 마스터 실린더(120)에 구비될 수 있고, 또는 두개로 구비되어 하나는 페달(110)의 눌린 시간을 측정하기 위해 페달(110)에, 다른 하나는 운전자가 페달(110)에 가압한 압력을 측정하기 위해 마스터 실린더(120)에 구비될 수 있다.
또한 본 발명에서 주차 브레이크(150)는 배경기술에 소개했듯이, 전자브레이크, 전기식으로 솔레노이드 밸브(SOLENOID VALVE)에 의해 제어되는 유압식 브레이크(SAHR) 또는 EM brake를 포함할 수 있으며, 정차 시 또는 경사길 등에서 정지한 경우 차량이 밀리는 것을 방지하기 위해 메인 서비스 브레이크와 독립된 주차를 위한 별도의 다양한 브레이크를 포함하며 상기 나열한 구성에 한정되지 않는다.
이 경우, 상기 브레이크 컨트롤러(140)는 제동시 비교 기준이 되는 제동 시간과 제동 압력이 기 설정되어 있고, 이러한 기 설정된 시간값(A)과 기 설정된 작동 압력값(B)은 지게차의 종류에 따라 적정한 값으로 선택될 수 있다.
상기 마스터 실린더(120)는 센서(130)로부터 페달(110)이 밟힌 시간과 페달(110)에 전해진 압력을 측정하게 되고, 또한 페달(110)에 일정 압력까지 도달했을 때의 시간을 측정하게 된다.
따라서 브레이크 컨트롤러(140)는 센서(130)로부터 측정된 측정 값을 받아, 우선 페달(110)에 전해진 압력이 기 설정된 압력값(B)까지 도달했는지를 판단하게 되고, 이 후, 상기 기 설정된 압력값(B)까지 도달했다고 판단되면, 상기 기 설정된 압력값(B)까지 도달했을 때까지의 시간을 상기 기 설정된 시간값(A)과 비교하게 된다.
한편, 운전자가 긴급한 경우, 페달(110)을 강한 압력으로 밟게 되는데, 짧은 순간에 강한 압력으로 밟게 되면 제동 시간은 짧아지고 제동 깊이는 커지게 된다. 이에 브레이크 컨트롤러(140)는 운전자가 페달(110)을 상기 기 설정된 시간값(A) 내에 상기 기 설정된 압력값(B)까지 밟았다고 판단하게 되면, 브레이크 컨트롤러(140)는 현재 긴급한 상황으로 판단하여, 주차 브레이크(150)와 서비스 브레이크(170)를 동시에 작동시키게 된다.
예를 들어, 브레이크 컨트롤러(140)에 시간값(A)을 0.1초로 압력값(B)을 70bar 로 설정하게 되면, 운전자가 통상적인 브레이크 작동을 할 때에는 작동하지 않다가, 긴급 제동 상황에서 운전자가 브레이크 페달(110)을 0.1초 내에 70bar 이상으로 강하게 밟게 되면, 주차 브레이크(150) 및 서비스 브레이크(170)가 동시에 작동하여 제동거리가 현저하게 줄어들 수 있는 효과가 있다.
도 4는 본 발명에 의한 지능형 긴급 제동 방법을 도시한 순서도이다.
도 4와 같이, 센서(130)에서 페달(110)이 밟힌 시간을 측정하는 시간 측정 단계(S100); 센서(130)에서 페달(110)에 가압된 압력을 실시간으로 측정하는 압력 측정 단계(S110); 브레이크 컨트롤러(140)에서 압력 측정 단계(S110)에서 측정된 페달(110)의 압력과 기 설정된 압력값(B)을 비교하여 판단하는 제동 압력 판단 단계(S120); 제동 압력 판단 단계(S120)에서 페달(110)의 압력이 기 설정된 압력값(B)보다 크다고 판단하면, 브레이크 컨트롤러(140)에서 페달(110)의 압력이 기 설정된 압력(B)값보다 큰 시점에서의 시간을 측정하는 제동 시간 측정단계(S130); 브레이크 컨트롤러(140)에서 제동 시간 측정 단계(S130)에서 측정된 시간과 기 설정된 시간값(A)을 비교하연 판단하는 제동 시간 판단 단계(S140); 상기 제동 시간 판단 단계(S140)에서 기 설정된 시간값(A)보다 작다고 판단되면 주차 브레이크(150) 및 서비스 브레이크(170)를 동시에 작동시키는 브레이크 작동 단계(S150)를 포함한다.
이상에서 설명된 본 발명의 지능형 긴급 제동 시스템 및 제동 방법의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
110 : 페달
140 : 브레이크 컨트롤러
120 : 마스터 실린더
130 : 센서
150 : 주차 브레이크
160 : 유압라인
170 : 서비스 브레이크
180 : 휠
A : 기 설정된 시간값
B : 기 설정된 압력값
S100 : 시간 측정 단계
S110 : 압력 측정 단계
S120 : 제동 압력 판단 단계
S130 : 제동 시간 측정 단계
S140 : 제동 시간 판단 단계
S150 : 브레이크 작동 단계

Claims (3)

  1. 운전자가 가속을 위해 밟는 페달;
    상기 페달을 밟으면 주차 브레이크 또는 서비스 브레이크에 유압라인을 통해 유압을 공급하는 마스터 실린더;
    상기 마스터 실린더의 일측에 구비되어 운전자가 페달을 밟은 시간과 마스터 실린더의 유압을 측정하는 센서;
    상기 유압라인과 연결된 주차 브레이크와 서비스 브레이크;
    상기 주차 브레이크 및 서비스 브레이크과 연결된 휠;
    상기 센서로부터 측정된 측정 값을 받아, 상기 페달에 전해진 압력이 기 설정된 압력값까지 도달했다고 판단되면, 상기 기 설정된 압력값까지 도달했을 때 까지의 시간을 기 설정된 시간값과 비교하여 주차 브레이크와 서비스 브레이크를 동시에 작동시키는 브레이크 컨트롤러를 포함하고,
    상기 브레이크 컨트롤러는,
    상기 센서로부터 측정된 상기 페달에 전해진 압력이 상기 기 설정된 압력값보다 크고, 상기 기 설정된 압력값까지 도달했을 때 까지의 시간이 상기 기 설정된 시간값보다 작으면 상기 주차 브레이크와 상기 서비스 브레이크를 동시에 작동시키는 것을 특징으로 하는 지능형 긴급 제동 시스템.
  2. 삭제
  3. 센서에서 페달이 밟힌 시간을 측정하는 시간 측정 단계;
    상기 센서에서 상기 페달에 가압된 압력을 실시간으로 측정하는 압력 측정 단계;
    브레이크 컨트롤러에서 상기 압력 측정 단계에서 측정된 상기 페달의 압력과 기 설정된 압력값을 비교하여 판단하는 제동 압력 판단 단계;
    상기 제동 압력 판단 단계에서 상기 페달의 압력이 상기 기 설정된 압력값보다 크다고 판단하면, 상기 브레이크 컨트롤러에서 상기 페달의 압력이 상기 기 설정된 압력값보다 큰 시점까지의 시간을 측정하는 제동 시간 측정단계;
    상기 브레이크 컨트롤러는 상기 제동 시간 측정 단계에서 측정된 제동 시간과 상기 기 설정된 시간값을 비교하여 판단하는 제동 시간 판단 단계;
    상기 제동 시간 판단 단계에서 상기 제동 시간이 상기 기 설정된 시간값보다 작다고 판단되면 주차 브레이크 및 서비스 브레이크를 동시에 작동시키는 브레이크 작동 단계를 포함하는 지능형 긴급 제동 시스템의 제동 방법.
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