KR20220110317A - 충돌 발생의 경우에 붕괴 가능한 작동 페달이 있는 차량용 제동 시스템 및 제동 시스템의 작동 방법 - Google Patents

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마르티나 트루펠로
프란체스코 도지
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브렘보우 에스.피.에이.
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Abstract

붕괴 가능한 작동 페달이 있는 차량용 제동 시스템(4)은 어큐뮬레이터 디바이스(20)에 유체적으로 연결된 전달 회로(16)를 가진 유압 펌프(12)에 동작 가능하게 연결된 동작 페달(8)을 포함하며, 전달 회로(16)는 적어도 하나의 정상 폐쇄 제어 밸브(28)가 장착된 유압 브랜치(24)를 포함하며, 상기 제어 밸브(28)는 충격 또는 사고가 적당한 검출기(36)에 의해 검출될 때 개방 명령을 내리는 제어 액추에이터(32)에 연결되거나, 작동 페달(8)을 내린 후 제한 압력 및/또는 유량 값이 유압 브랜치(24)에 도달할 때 자동으로 개방하도록 보정되는 것을 특징으로 한다.

Description

충돌 발생의 경우에 붕괴 가능한 작동 페달이 있는 차량용 제동 시스템 및 제동 시스템의 작동 방법
본 발명은 충돌 시에 붕괴 가능한(collapsible) 작동 페달을 갖는 차량용 제동 시스템 및 제동 시스템의 작동 방법에 관한 것이다.
본 발명은 각 레버(lever)에 연결된 브레이크 페달의 사용을 포함하는 자동차 제동 시스템의 기술 분야에 적용된다.
정상 동작 조건 하에서, 브레이크 페달 레버는 아이들(idle) 위치에 유지된다. 이러한 위치에 있을 때, 제동 시스템은 어떠한 제동 작동도 하지 않는다.
그러나, 사고 시에, 페달 레버는 운전자에게 잠재적인 위험이 되며, 페달 레버와 충돌하게 될 시에, 신체적 손상을 입을 위험이 있다(예를 들어, 통상적으로 다리 및/또는 발 뼈 골절)
이러한 문제를 해결하기 위해, 기계적으로 붕괴 가능한 부품을 포함하는 페달 솔루션이 종래 기술에 존재한다; 이러한 솔루션은 구현하기 어려운데, 그 이유는 상기 구성요소가 예를 들면, 노면의 불규칙성과 같은 정상적인 사용 조건에서 존재하는 외부 힘에 의해 야기되는 응력으로 인해서도 붕괴될 수 있기 때문이다. 이러한 솔루션은 우발적인 충격으로 인한 응력과 정상적인 사용 조건으로 야기된 응력[(고르지 않은 아스팔트, 움푹 들어간 곳, 오프로드 주행) => 의도하지 않은 붕괴]을 구별할 수 없다.
더욱이, 이들은 레버의 즉각적인 붕괴를 항상 보장하는 것이 아니며, 나아가, 붕괴되기 위해서는 사지와 페달 자체 사이의 충격력의 임계값을 초과해야하기 때문에, 운전자에게 물리적인 손상 위험을 항상 피할 수 있는 것은 아니다. 분명히, 안전상의 이유로 그러한 임계값은 낮을 수 없고, 그렇지 않는다면, 예를 들어 고르지 않은 지면, 홀, 돌 등이 있는 경우 위험한 "잘못된 활성화"의 위험이 있다.
그러므로, 종래 기술을 참조하여 위에서 언급된 결점 및 한계를 해결할 필요성이 있다.
이러한 필요성은 청구항 1에 따른 붕괴 가능한 작동 페달을 갖는 차량용 제동 시스템 및 청구항 8에 따른 충돌 경우의 제동 시스템의 작동 방법에 의해 충족된다.
특히, 이러한 요건은 붕괴 가능한 작동 페달이 있는 차량용 제동 시스템에 의해 충족되고,
- 어큐뮬레이터(accumulator) 디바이스에 유체적으로 연결된 전달 회로를 가진 유압 마스터 실린더에 동작 가능하게 연결된 동작 페달을 포함하며,
- 전달 회로는 적어도 하나의 정상 폐쇄 제어 밸브가 구비된 유압 브랜치를 포함하고,
- 상기 제어 밸브는 충격 또는 사고가 적당한 검출기에 의해 검출될 때 개방 명령을 내리는 제어 액추에이터에 연결되거나, 작동 페달을 내린 후 제한 압력 및/또는 유량 값이 유압 브랜치에 도달할 때 자동으로 개방하도록 보정되는 것을 특징으로 한다.
가능한 실시예에 따라서, 상기 검출기는, 적어도 하나의 에어백의 동작을 감독하는, 예를 들어, 에어백 제어기이고, 제어 액추에이터는 에어백 제어기가 상기 에어백의 활성화를 명령할 때 제어 밸브를 작동시켜 개방하기 위해 상기 제어기에 동작 가능하게 연결된다.
가능한 실시예에 따라서, 에어백 제어기는 제어 밸브의 액추에이터로서 작동하는 익스플로시브 차지에 연결되어, 익스플로시브 차지는 제어 밸브의 개방을 직접적으로 활성화시킬 수 있다.
가능한 실시예에 따라서, 유압 브랜치는 어큐뮬레이터 디바이스에 대해 하류에 연속적으로 배치된다.
가능한 실시예에 따라서, 제어 밸브는 압력 릴리프 밸브이고, 제어 액추에이터는 상기 어큐뮬레이터 디바이스 하류에 연속적으로 배치된 제2 어큐뮬레이터 디바이스를 포함한다.
가능한 실시예에 따라서, 제동 시스템은, 작동 페달 스트로크의 함수에 따라 제동 디바이스의 작동을 제어하는, 적어도 하나의 제동 디바이스에 연결된 적어도 하나의 전자-유압식 또는 전자-기계식 액추에이터를 포함한다.
가능한 실시예에 따라서, 제동 시스템은, 상기 전자-유압식 또는 전자-기계식 액추에이터의 전기적 결함이 발생한 경우에 적어도 하나의 제동 디바이스와 전달 회로를 유체적으로 연결되는 안전 밸브를 포함한다.
본 발명은 또한 충돌 경우 제동 시스템의 작동 방법에 관련되고 다음을 포함한다:
- 어큐뮬레이터 디바이스에 유체적으로 연결된 전달 회로를 가진 유압 펌프에 동작 가능하게 연결된 작동 페달을 포함하는, 붕괴 가능한 작동 페달이 있는 차량용 제동 시스템을 제공하는 단계,
- 상기 제동 시스템이 설치되는 차량의 충돌 검출이 발생한 경우에 및/또는 상기 전달 회로에 압력 및/또는 유량 한계 값을 초과하는 경우에 전달 회로를 감압하는 단계.
가능한 실시예에 따라서, 작동 방법은:
- 전달 회로에서, 적어도 하나의 정상 폐쇄 제어 밸브가 장착된 유압 브랜치를 제공하는 단계를 포함하며,
- 상기 제어 밸브는 충격 또는 사고가 적당한 검출기에 의해 검출될 때 개방 명령을 내리는 제어 액추에이터에 연결되거나, 작동 페달을 내린 후 제한 압력 및/또는 유량 값이 유압 브랜치에 도달할 때 자동으로 개방하도록 보정된다.
본 발명의 추가 특징 및 이점은 비-제한적인 예시에 의해 제공되는 바람직한 실시예의 다음 설명으로부터 더 이해될 수 있을 것이며, 여기서:
도 1은 종래 기술의 차량용 제동 시스템의 개략도이다;
도 2는 본 발명의 장치의 제1 실시예에 따른 제동 시스템의 개략도이다;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제동 시스템의 개략도이다;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제동 시스템의 개략도이다.
설명된 실시예와 공통되는 요소 또는 부분은 동일한 참조 번호를 사용하여 이하에서 표시될 것이다.
전술한 도면을 참조하여, 참조 번호 4는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 전체적으로 제동 시스템을 나타낸다.
제동 시스템은 바람직하게는 브레이크 바이 와이어 타입(brake-by-wire type)이지만 반드시 그런 것은 아니다.
본 발명의 목적을 위해, 디스크 또는 드럼 브레이크를 일반적으로 포함하지만 반드시 그렇지는 않은 제동 시스템(도시되지 않음)에 사용되는 특정 타입의 제동 디바이스는 관련이 없다.
제동 시스템(4)은 어큐뮬레이터 디바이스(20)에 유체적으로 연결된 전달 회로(16)를 가진 유압 마스터 실린더(12)에 동작 가능하게 연결된 붕괴 가능한 작동 페달(8)을 포함한다.
어큐뮬레이터 디바이스(20)는 종래의 유압 제동 시스템에 의해 제공되는 페달 저항을 시뮬레이션하도록 구성된 디바이스이다. 어큐뮬레이터 디바이스(20)는 또한 저장소(reservoir) 또는 압력 유체 어큐뮬레이터일 수 있다.
유리하게는, 전달 회로(16)는 적어도 하나의 정상 폐쇄 제어 밸브(28)가 제공된 유압 브랜치(24)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어 밸브(28)는 적당한 검출기(36)(트리거)에 의한 충격 또는 사고의 검출 시 밸브의 개방을 제어하는 제어 액추에이터(32)에 연결된다. 바람직하게는, 상기 검출기(36)는 적어도 하나의 에어백의 동작을 감독하는 에어백 제어기이며, 상기 제어 액추에이터(32)는 차례로 상기 에어백 제어기(36)에 동작 가능하게 연결되어, 상기 에어백 제어기가 상기 에어백의 활성화를 명령할 때 상기 제어 밸브(28)를 작동시켜 열리게 한다.
이러한 방식으로, 에어백 제어기(36)가 주어진 세기의 충격을 검출하는 경우, 이는 제어 액츄에이터(32)에게 제어 밸브(28)를 열라고 명령하여, 압력을 해제하고, 즉 전달 회로를 감압한다. 이러한 방식으로, 운전자의 발이 작동 페달(8)에 대해 충격을 가하는 경우, 페달은 어떠한 저항도 제공하지 않고 붕괴될 것이고, 즉, 운전자에게 부상을 입히지 않고 내려 앉을 것이다(fall).
추가 가능한 실시예(도 3)에 따르면, 에어백 제어기(36)에는 제어 밸브(28)의 제어 액추에이터(32)로서 작동하는 익스플로시브 차지(explosive charge)(40)가 제공되어, 익스플로시브 차지는 제어 밸브(28)의 개방을 직접 활성화할 수 있도록 한다. 압력 회로(16)의 감압은 이 실시예에서 특히 빠르다.
추가 실시예(도 4)에 따르면, 상기 제어 밸브(28)는 작동 페달(8)의 하강에 이어 유압 브랜치(24)에 압력 및/또는 유동 한계 값이 도달할 시에 자동으로 열리도록 보정된다.
다시 말해, 사용자의 발이나 다리가 작동 페달(8)에 우발적으로 충격을 가하여 페달이 갑자기 낮아지고 이에 따라 전달 회로(16)에서 유압 마스터 실린더(12)의 전달 압력이 증가하는 경우, 제어 밸브(28)는 상기 압력 및/또는 유량 한계 값이 도달될 때 자동으로 열리고; 이 경우, 작동 페달(8)은 갑자기 낮아져, 저항 제공을 중단하고 사용자의 발 또는 다리에 대한 손상을 방지할 수 있다.
가능한 실시예에 따라서, 유압 브랜치(24)는 어큐뮬레이터 디바이스(20)에 대해 연속으로 그리고 하류에 배치된다. 더욱이, 제어 밸브(28)는 압력 릴리프 밸브이고 제어 액츄에이터(32)는 상기 어큐뮬레이터 디바이스(20) 하류에 연속으로 배치된 제2 어큐뮬레이터 디바이스(44)를 포함한다.
이러한 방식으로, 제2 어큐뮬레이터 디바이스(44)는 압력 회로(16)의 압력 제한기로서 작동하고; 이러한 경우에도, 사용자의 발이나 다리가 작동 페달(8)에 우발적으로 충격을 가하여 페달이 갑자기 낮아지고 이에 따라 압력 회로(16)에서 압력이 증가하는 경우, 제어 밸브(28)로 작동하는 제2 어큐뮬레이터 디바이스는 유압 마스터 실린더 하류에서 압력이 갑자기 강하되어 작동 페달(8)을 낮추도록 한다.
상술된 바와 같이, 제동 시스템(4)은 바람직하게는 브레이크 바이 와이어 타입이다.
더욱이, 제동 시스템(4)은 작동 페달 스트로크의 함수로서 제동 디바이스의 작동을 제어하는 적어도 하나의 제동 디바이스(도시되지 않음)에 연결된 적어도 하나의 전자-유압식 또는 전자-기계식 액추에이터를 포함한다.
가능한 실시예에 따라서, 제동 시스템(4)은 안전 밸브(도시되지 않음)를 포함하며, 상기 밸브는 상기 전자-유압식 또는 전자-기계식 액츄에이터의 전기적 결함이 있는 경우 적어도 하나의 제동 디바이스와 전달 회로를 유체적으로 연결한다. 이러한 방식으로, 전기적 결함이 발생한 경우, 사용자가 유압 마스터 실린더에 의해 가압된 유압 유체에 의해 적어도 하나의 제동 디바이스를 직접 작동시켜 제동할 수 있음이 보장된다.
본 발명에 따른 제동 시스템의 동작이 이제 설명될 것이다.
충돌 경우에 제동 시스템의 작동 방법은 다음을 포함한다:
- 어큐뮬레이터 디바이스(20)에 유체적으로 연결된 전달 회로(16)를 가진 유압 마스터 실린더(12)에 동작 가능하게 연결된 작동 페달을 포함하는 붕괴 가능한 작동 페달(8)이 있는 차량용 제동 시스템(4)을 제공하는 단계,
- 상기 제동 시스템이 설치된 차량의 충격이 검출된 경우 및/또는 상기 전달 회로(16)에서 압력 및/또는 유량 한계 값을 초과하는 경우 전달 회로(16)를 감압하는 단계.
구체적으로, 동작 원리는, 사용자의 발이나 다리가 활성화 페달(8)에 우발적으로 충돌하는 경우에, 페달은 증가한 저항을 제공할 것이고, 이는 상기 저항이, 활성화 페달(8)이 유압 마스터 실린더(12)에 의해 연결된 전달 회로(16)에서 전달 압력을 증가시킬 것이기 때문이라는 사실에 기반을 두고 있다. 구동 페달(8)에 의해 제공된 저항이 주어진 임계치를 초과할 때, 페달은 심각한 외상으로 고통받을 수 있는 사용자의 발/다리에 위험한 장애물이 된다.
다른 한편으로, 본 발명에 따른 제동 시스템(4)은 사용자의 발 및/또는 다리에 대한 충격 시 작동 페달(8)의 급격한 하강을 얻기 위해 전달 회로(16)의 감압을 제공한다.
이로써, 사고 발생 시 브레이크 페달 레버는 감압되어 운전자의 잠재적 위험을 줄일 수 있다.
이러한 방식으로, 휴지 위치(rest position)에서 브레이크 페달에 다리가 우발적으로 충돌하는 경우, 페달 하류에서의 시스템에서 압력이 상당하게 감소하기 때문에 페달은 사실상 저항을 제공하지 않는다: 그러므로, 페달은 부상이나 골절을 일으키지 않고 다리의 밀침(thrust)으로 가라앉을 것이다.
감압은 능동적이거나 수동적일 수 있다.
제1 경우(도 2-3), 에어백 전개를 요구하는 것과 같은 충격으로 인한 잠재적 위험을 능동적으로 검출하는 검출기(36)가 이용될 수 있다. 그러한 활성화는 유압 마스터 실린더(12) 하류에서 전달 압력을 방출하는 제어 밸브(28)의 활성화와 동시에 발생한다. 추가로, 보이는 바와 같이, 활성화는 제어 밸브(28)를 작동하여 적어도 부분적으로 개방하는 제어 액추에이터(28)를 사용하는 것을 포함할 수 있다.
갑작스러운 활성화를 위해, 상기 제어 밸브(28)를 적어도 부분적으로 개방하기 위해 검출기(36)의 익스플로시브 차지의 사용을 제공하는 것이 또한 가능하다.
감압은 수동적일 수도 있다.
그러한 경우(도 4), 제어 밸브(28)는 작동 페달(8)을 내린 후 유동 회로(16)에 주어진 임계 압력이 도달되자마자 자동으로 개방된다.
위의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 종래 기술에 제시된 결점을 극복하는 것을 가능하게 한다.
실제로, 제안된 솔루션은 차량의 교통 사고에 연루된 것으로 인식되는 즉시 브레이크 페달 레버의 감압을 제공한다. 이러한 방식으로, 브레이크 레버는 압력에 대한 저항에 대항하지 않을 것이며, 그리고 운전자가 우발적으로 충돌하는 경우, 휴지 위치로부터 자유롭게 움직일 것이다. 따라서, 본 발명의 구현은 운전자에 의한 브레이크 페달 레버와의 우발적인 충격으로부터 부상의 위험을 크게 감소시킬 것이다.
본 기술 분야의 통상의 기술자는 위에 설명된 솔루션에 대해 수많은 변경 및 변형을 수행할 수 있으며, 이들 모두는 불변의 특정 요구를 충족하기 위해 다음 청구범위에 의해 정의된 본 발명의 보호 범위 내에 포함된다.

Claims (10)

  1. 붕괴 가능한 작동 페달이 있는 차량용 제동 시스템(4)에 있어서,
    - 어큐뮬레이터(accumulator) 디바이스(20)에 유체적으로 연결된 전달 회로(16)를 가진 유압 펌프(12)에 동작 가능하게 연결된 동작 페달(8)을 포함하며,
    - 전달 회로(16)는 적어도 하나의 정상 폐쇄 제어 밸브(28)가 장착된 유압 브랜치(24)를 포함하고,
    - 상기 제어 밸브(28)는 충격 또는 사고가 특정 검출기(36)에 의해 검출될 때 개방 명령을 내리는 제어 액추에이터(32)에 연결되거나, 또는 작동 페달(8)을 내린 후 제한 압력 및 유량 값 중 적어도 하나가 유압 브랜치(24)에 도달할 때 자동으로 개방하도록 보정되는, 붕괴 가능한 작동 페달이 있는 차량용 제동 시스템(4).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 검출기(36)는, 적어도 하나의 에어백의 동작을 감독하는 제어기, 예를 들어 에어백 제어기이며, 그리고
    제어 액추에이터(32)는 에어백 제어기(36)가 상기 에어백의 활성화를 명령할 때 제어 밸브(28)를 작동시켜 개방하기 위해 상기 제어기(36)에 동작 가능하게 연결되는, 붕괴 가능한 작동 페달이 있는 차량용 제동 시스템(4).
  3. 청구항 2에 있어서,
    제어기(36)에는 제어 밸브(28)의 제어 액추에이터(32)로서 작동하는 익스플로시브 차지(explosive charge)(40)가 장착되어, 익스플로시브 차지(40)가 제어 밸브(28)의 개방을 직접적으로 활성화시킬 수 있는, 붕괴 가능한 작동 페달이 있는 차량용 제동 시스템(4).
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 유압 브랜치(hydraulic branch)(24)는 어큐뮬레이터 디바이스(20) 하류에 연속적으로 배치되는, 붕괴 가능한 작동 페달이 있는 차량용 제동 시스템(4).
  5. 청구항 4에 있어서,
    제어 밸브(28)는 압력 릴리프 밸브이고,
    제어 액추에이터(32)는 상기 어큐뮬레이터 디바이스(20) 하류에 연속적으로 배치된 제2 어큐뮬레이터 디바이스(44)를 포함하는, 붕괴 가능한 작동 페달이 있는 차량용 제동 시스템(4).
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제동 시스템(4)은, 작동 페달 스트로크(8)에 따라 제동 디바이스의 작동을 제어하는, 적어도 하나의 제동 디바이스에 연결된 적어도 하나의 전자-유압식 또는 전자-기계식 액추에이터를 포함하는, 붕괴 가능한 작동 페달이 있는 차량용 제동 시스템(4).
  7. 청구항 6에 있어서,
    제동 시스템(4)은, 상기 전자-유압식 또는 전자-기계식 액추에이터의 전기적 결함이 발생한 경우에 적어도 하나의 제동 디바이스와 전달 회로(16)를 유체적으로 연결하는 안전 밸브를 포함하는, 붕괴 가능한 작동 페달이 있는 차량용 제동 시스템(4).
  8. 충돌 경우 제동 시스템(4)의 작동 방법에 있어서,
    - 어큐뮬레이터 디바이스(20)에 유체적으로 연결된 전달 회로(16)를 가진 유압 펌프(12)에 동작 가능하게 연결된 작동 페달(8)을 포함하는, 붕괴 가능한 작동 페달이 있는 차량용 제동 시스템(4)을 제공하는 단계,
    - 상기 제동 시스템(4)이 설치되는 차량의 충돌 검출이 발생한 경우, 및 상기 전달 회로(16)에 압력 및 유량 한계 값 중 적어도 하나를 초과하는 경우 중 적어도 한 경우에 전달 회로(16)를 감압하는 단계를 포함하는, 제동 시스템의 작동 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    - 전달 회로(16)에서, 적어도 하나의 정상 폐쇄 제어 밸브(28)가 장착된 유압 브랜치(24)를 제공하는 단계를 포함하며,
    - 상기 제어 밸브(28)는 충격 또는 사고가 특정 검출기(36)에 의해 검출될 때 개방 명령을 내리는 제어 액추에이터(32)에 연결되거나, 또는 작동 페달(8)을 내린 후 제한 압력 및 유량 값 중 적어도 하나가 유압 브랜치(24)에 도달할 때 자동으로 개방하도록 보정되는, 제동 시스템의 작동 방법.
  10. 청구항 8 또는 9에 있어서,
    청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 따른 제동 시스템(4)을 제공하는 단계를 포함하는, 제동 시스템의 작동 방법.
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