KR100387790B1 - A break device by electro-magnetic-force for a car - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자력(ELECTRO-MAGNETIC FORCE)을 이용하여 브레이크 작동이 이루어질 수 있도록 하는 브레이크 장치에 관한 것으로서,The present invention relates to a brake device that can be braked by using an electromagnetic force (ELECTRO-MAGNETIC FORCE),
차륜의 너클측에 고정되는 원형의 브레이크하우징(1)과, 상기 브레이크하우징(1)내에 회전 가능한 상태로 휠의 허브에 연결된 브레이크디스크(3)와, 상기 브레이크하우징(1)에 그 원주방향으로 배열되어 설치된 다수의 제1전자석(5)과, 상기 브레이크디스크(3)에 그 원주방향으로 배열되어 설치된 다수의 제2전자석(7)과, 운전자의 브레이크페달(9) 작동상태를 파악하는 페달작동감지수단과, 휠의 회전속도를 측정하는 휠스피드센서(15)와, 상기 페달작동감지수단과 휠스피드센서(15)의 신호를 받아 상기 제1전자석(5) 및 제2전자석(7)을 제어하는 컨트롤러(11)로 구성된 전자력을 이용한 브레이크 장치를 제공하여,A circular brake housing 1 fixed to the knuckle side of the wheel, a brake disc 3 connected to the hub of the wheel in a rotatable state within the brake housing 1, and a circumferential direction to the brake housing 1; A plurality of first electromagnets 5 arranged and arranged, a plurality of second electromagnets 7 arranged in the circumferential direction of the brake disc 3, and a pedal for grasping the operating state of the brake pedal 9 of the driver The first electromagnet 5 and the second electromagnet 7 receive a signal from the operation detecting means, a wheel speed sensor 15 measuring a rotation speed of the wheel, and the pedal operation detecting means and the wheel speed sensor 15. By providing a brake device using an electromagnetic force consisting of a controller 11 for controlling the,
운전자의 브레이크 조작력이 전기적인 신호에 의해 즉각적으로 휠에 전달되어 빠른 응답속도를 구현하면서도 유압을 이용하지 않고 직접 접촉되어 마찰이 일어나지 않고도 제동력을 발생시키도록 하여, 브레이크디스크의 내구성 문제가 발생되지 않으며, 아울러 소음이나 이상진동의 발생도 방지되도록 한다.The driver's brake operating force is immediately transmitted to the wheel by an electric signal, so that the braking force can be generated without any friction by directly contacting without using hydraulic pressure while realizing a quick response speed. In addition, noise and abnormal vibrations should be prevented.
Description
본 발명은 자동차의 브레이크 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자력(ELECTRO-MAGNETIC FORCE)을 이용하여 브레이크 작동이 이루어질 수 있도록 하는브레이크 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brake device for an automobile, and more particularly, to a brake device for enabling a brake operation by using an electromagnetic force (ELECTRO-MAGNETIC FORCE).
자동차의 브레이크는 자동차의 속도를 저하시키거나, 정차 상태를 안정적으로 유지하기 위하여 사용되는 것으로서, 일반적으로 주행중 운전자가 수시로 조작하면서 자동차의 속도 조절이나 임시 정차 상태를 유지하기 위하여 페달로 조작하도록 되어 있다.The brake of a vehicle is used to slow down the speed of a vehicle or to maintain a stable state of a vehicle. In general, the brake of a vehicle is operated by a pedal to control the speed of a vehicle or maintain a temporary stop state while the driver frequently operates the vehicle while driving. .
유압식 브레이크의 일반적인 구조를 살펴보면 운전자의 브레이크 조작을 받는 브레이크페달과, 상기 브레이크페달의 조작력을 증폭하는 브레이크부스터에 의해 작동되어 고압의 브레이크 오일압을 발생시키는 마스터실린더와, 상기 마스터실린더로부터 제공되는 오일압으로 휠의 브레이크디스크를 잡아 제동력을 발생시키는 캘리퍼로 이루어져 있다.Looking at the general structure of the hydraulic brake, the brake pedal which is operated by the driver's brake, the brake cylinder boosted by the brake booster to amplify the operating force of the brake pedal to generate a high pressure brake oil pressure, and the oil provided from the master cylinder It consists of a caliper that grabs the brake disc of the wheel with pressure and generates braking force.
여기서, 상기 휠의 브레이크디스크에 제동력을 발생시키는 메커니즘을 도 1을 참고하여 살펴보면 휠과 일체로 연결된 브레이크디스크(100)는 너클측에 고정된 캘리퍼(102)에 의해 양쪽에 브레이크패드(104)가 밀착될 수 있도록 설치되어 있고, 상기 브레이크패드(104)는 상기 캘리퍼(102)에 마련된 실린더(106)에서 작동되는 피스톤(108)의 움직임에 의해 브레이크디스크(100)에 밀착되는 상태가 변화되도록 되어 있어서, 상기 캘리퍼(102)의 실린더(106)로 제공되는 오일압의 정도에 따라 상기 브레이크패드(104)가 브레이크디스크(100)를 압착하는 압력이 달라지도록 하여 원하는 제동력을 얻을 수 있도록 하고 있다.Herein, referring to FIG. 1, a mechanism for generating a braking force on the brake disc of the wheel, the brake disc 100 integrally connected to the wheel, is provided with brake pads 104 at both sides by a caliper 102 fixed to the knuckle side. It is installed to be in close contact, the brake pad 104 is to be in close contact with the brake disc 100 by the movement of the piston 108 is operated in the cylinder 106 provided in the caliper (102) In this case, the pressure to press the brake pad 104 to the brake disc 100 varies according to the degree of oil pressure provided to the cylinder 106 of the caliper 102 so as to obtain a desired braking force.
그런데, 이러한 구조의 브레이크 장치는 운전자의 브레이크조작을 유압으로 변환하여 다시 캘리퍼(102)의 피스톤(108)이 기계적으로 움직이는 것에 의해 제동력을 얻도록 하므로 유압의 발생 및 공급을 위한 많은 부품이 소요되고 그에 따른 부품의 설치공간의 확보가 문제되며, 브레이크패드(104)와 브레이크디스크(100)간의 마찰에 의하여 발생되는 분진은 환경오염의 원인이 되고, 시간이 경과함에 따라서 브레이크디스크(100)의 두께가 변화되어 내구성의 문제가 발생되며 마찰에 의한 소음 및 이상진동(JUDDER)의 문제점이 있다.However, the brake device of this structure converts the driver's brake operation into hydraulic pressure so that the piston 108 of the caliper 102 is mechanically moved to obtain a braking force, so that many parts for generating and supplying hydraulic pressure are required. As a result, the installation space of the parts is problematic, and dust generated by friction between the brake pad 104 and the brake disc 100 causes environmental pollution, and the thickness of the brake disc 100 is increased as time passes. Is changed to cause a problem of durability and there is a problem of noise and abnormal vibration (JUDDER) due to friction.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전기의 힘으로 발생된 자력, 즉 전자력(ELECTRO-MAGNETIC-FORCE)을 이용하여 운전자의 브레이크 조작력이 전기적인 신호에 의해 즉각적으로 휠에 전달되어 빠른 응답속도를 구현하면서도 유압을 이용하지 않고 직접 접촉되어 마찰이 일어나지 않고도 제동력을 발생시키도록 하여 브레이크디스크의 내구성 문제가 발생되지 않으며, 아울러 마찰에 의한 소음이나 이상진동의 발생도 방지되도록 한 전자력을 이용한 자동차 브레이크 장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems described above, by using the magnetic force generated by the electric force, that is, the electromagnetic force (ELECTRO-MAGNETIC-FORCE) of the driver's brake operation force by the electric signal immediately wheel In order to generate a fast response speed and to generate a braking force without direct contact with hydraulic pressure without generating friction, durability problems of the brake disc are not generated, and noise or abnormal vibration caused by friction are also prevented. It is an object of the present invention to provide an automobile brake apparatus using an electromagnetic force.
도 1은 일반적인 자동차 브레이크 장치를 도시한 구조도,1 is a structural diagram showing a general automobile brake device,
도 2는 본 발명에 의한 자동차 브레이크 장치를 도시한 구조도,2 is a structural diagram showing a vehicle brake device according to the present invention,
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 개념도,3 is a conceptual diagram illustrating another embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명에서 컨트롤러가 브레이크페달 스트로크에 따라 제어할 전류량을 도시한 그래프이다.4 is a graph showing the amount of current to be controlled by the controller according to the brake pedal stroke in the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
1: 브레이크하우징 3: 브레이크디스크1: brake housing 3: brake disc
5: 제1전자석 7: 제2전자석5: first electromagnet 7: second electromagnet
9: 브레이크페달 11: 컨트롤러9: brake pedal 11: controller
13: 페달스트로크센서 15: 휠스피드센서13: pedal stroke sensor 15: wheel speed sensor
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 전자력을 이용한 자동차 브레이크 장치는 차륜의 너클측에 고정되는 원형의 브레이크하우징과, 상기 브레이크하우징내에 회전 가능한 상태로 휠의 허브에 연결된 브레이크디스크와, 상기 브레이크하우징에 그 원주방향으로 배열되어 설치된 다수의 제1전자석과, 상기 브레이크디스크에 그 원주방향으로 배열되어 설치된 다수의 제2전자석과, 운전자의 브레이크페달 작동상태를 파악하는 페달작동감지수단과, 휠의 회전속도를 측정하는 휠스피드센서와, 상기 페달작동감지수단과 휠스피드센서의 신호를 받아 상기 제1전자석 및 제2전자석을 제어하는 컨트롤러로 구성된 것을 특징으로 한다.An automobile brake apparatus using the electromagnetic force of the present invention for achieving the above object includes a circular brake housing fixed to a knuckle side of a wheel, a brake disc connected to a hub of a wheel in a rotatable state within the brake housing, and the brake. A plurality of first electromagnets arranged in the housing in the circumferential direction, a plurality of second electromagnets arranged in the circumferential direction in the brake disc, pedal operation detecting means for grasping the driver's brake pedal operation state, and a wheel Wheel speed sensor for measuring the rotational speed of the, and the pedal operation detecting means and the controller for controlling the first electromagnet and the second electromagnet by receiving the signal of the wheel speed sensor.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다. 아울러 종래기술의 설명에 사용하였던 부품과 동일한 부품의 명칭 및 기호는 동일한 것을 사용하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the names and symbols of the same parts as those used in the description of the prior art will be described using the same.
도 2는 본 발명에 따른 전자력을 이용한 브레이크 장치의 일 실시예를 도시한 것으로서, 차륜의 너클측에 고정되는 원형의 브레이크하우징(1)이 마련되어 이 브레이크하우징(1) 내에 브레이크디스크(3)가 회전 가능한 상태로 설치되며 그 회전축은 휠의 허브에 연결되도록 되어 있다.Figure 2 shows an embodiment of a brake device using an electromagnetic force according to the present invention, a circular brake housing (1) is fixed to the knuckle side of the wheel is provided with a brake disc (3) in the brake housing (1) It is installed in a rotatable state and its rotating shaft is connected to the hub of the wheel.
상기 브레이크하우징(1)에는 그 브레이크하우징(1)의 원주방향으로 배열되어 설치된 다수의 제1전자석(5)이 마련되고, 상기 브레이크디스크(3)에도 그 원주방향으로 다수의 제2전자석(7)이 배열되어 설치되도록 하였다, 특히 도 2에서는 상기 브레이크하우징(1)과 브레이크디스크(3)에 배열된 제1전자석(5) 및 제2전자석(7)의 상태를 측면도와 단면도로 동시에 도시하고 있는바 좌측에 위치한 측면도는 제1전자석(5)과 제2전자석(7)의 배열상태만을 개략적으로 도시하고 있다.The brake housing 1 is provided with a plurality of first electromagnets 5 arranged in the circumferential direction of the brake housing 1, and the brake disc 3 also has a plurality of second electromagnets 7 in the circumferential direction thereof. In particular, in FIG. 2, the state of the first electromagnet 5 and the second electromagnet 7 arranged in the brake housing 1 and the brake disc 3 are simultaneously shown in side and sectional views. The side view located on the left side of the bar schematically shows only the arrangement of the first electromagnet 5 and the second electromagnet 7.
여기서, 상기 제1전자석(5)과 제2전자석(7)은 도 2에 도시된 것처럼 각각의 원주방향으로 배열될 뿐만 아니라 그 원주방향의 열이 그 각각의 원주의 중심축 방향으로 다시 다수의 열로 배열되어 설치된 바 도면에는 3개의 원주열이 원주의 중심축 방향으로 배열되어 있다.Here, the first electromagnet 5 and the second electromagnet 7 are not only arranged in respective circumferential directions as shown in FIG. Three columnar columns are arranged in the direction of the central axis of the column in the bar bar arranged in rows.
상기 페달작동감지수단은 본 실시예에서 브레이크페달(9)의 작동상태에 따라변화하는 페달의 직선적인 스트로크를 전기적 신호로 변환하여 상기 컨트롤러(11)로 제공하는 페달스트로크센서(13)로 구성하였는데, 이외에도 페달의 회전각을 측정하여 그 회전각의 크기에 따라 다른 신호를 발생하도록 하는 페달각센서로 구성할 수도 있다The pedal operation detecting means is composed of a pedal stroke sensor 13 which converts the linear stroke of the pedal which changes according to the operating state of the brake pedal 9 into an electrical signal in this embodiment and provides it to the controller 11. In addition, it may be configured as a pedal angle sensor for measuring the rotation angle of the pedal to generate a different signal according to the size of the rotation angle.
또한, 휠의 회전속도를 측정하도록 하는 휠스피드센서(15)가 설치된 바, 이는 종래에 흔히 사용되는 바와 같이 휠과 함께 회전되는 원판에 그 원주를 따라 다수의 톱니가 형성된 센서로터(17)와 상기 다수의 톱니가 통과할 때 전기 펄스를 발생시키도록 너클에 고정된 픽업(19)으로 구성한다.In addition, the wheel speed sensor 15 to measure the rotational speed of the wheel is installed, which is a sensor rotor 17 formed with a plurality of teeth along the circumference of the disk rotated with the wheel as is commonly used in the prior art It consists of a pickup 19 fixed to the knuckle so as to generate an electric pulse when the plurality of teeth passes.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명 전자력을 이용한 브레이크 장치의 작용을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the action of the brake device using the electromagnetic force of the present invention configured as described above are as follows.
차량이 주행중에 운전자가 브레이크페달(9)을 밟으면, 그 밟은 정도에 따라서 상기 페달스트로크센서(13)는 적절한 신호를 상기 컨트롤러(11)에 보내고, 상기 컨트롤러(11)는 그 신호에 따라서 상기 제1전자석(5)과 제2전자석(7)으로 보낼 전류의 양을 제어하게 된다.When the driver presses the brake pedal 9 while the vehicle is running, the pedal stroke sensor 13 sends an appropriate signal to the controller 11 according to the degree of the stepped down, and the controller 11 according to the signal generates the first signal. The amount of current to be sent to the first electromagnet 5 and the second electromagnet 7 is controlled.
한편, 상기 제1전자석(5)과 제2전자석(7)에 제공되는 전류는 상기 제1전자석(5)과 제2전자석(7)이 서로 인접하여가는 각각의 쌍이 동일한 자극을 가지도록 제어되어 공급되는 바, 이는 브레이크하우징(1) 및 브레이크디스크(3)의 원주상에 배치된 모든 제1전자석(5)과 제2전자석(7)의 각 쌍에서 서로 척력이 발생되도록 하여 브레이크디스크(3)의 회전이 억제되면서 제동력이 발생되도록 하는 것으로서, 이를 위해서 상기 컨트롤러(11)는 상기 휠스피드센서(15)의 신호를 받아 상기 브레이크디스크(3)가 브레이크하우징(1)에 대해 어떤 속도로 회전되고 있는지를 파악하여 상기 제1전자석(5) 또는 제2전자석(7)의 자극을 그 속도변화에 맞게 변화시켜 계속적으로 필요로 하는 척력이 발생될 수 있도록 제어한다.On the other hand, the current provided to the first electromagnet 5 and the second electromagnet 7 is controlled such that each pair of the first electromagnet 5 and the second electromagnet 7 adjacent to each other has the same magnetic pole As supplied, this causes repulsive forces to be generated in each pair of all the first electromagnets 5 and the second electromagnets 7 arranged on the circumference of the brake housing 1 and the brake disc 3 so that the brake disc 3 As the braking force is generated while the rotation of the motor is suppressed, the controller 11 receives the signal of the wheel speed sensor 15 to rotate the brake disc 3 at a certain speed with respect to the brake housing 1. The magnetic pole of the first electromagnet 5 or the second electromagnet 7 is changed to match the speed change, so that the necessary repulsive force can be continuously generated.
물론, 이와 같이 서로 접근해 가는 제1전자석(5)과 제2전자석(7)을 각각 다수의 그룹으로 형성하여 도 3에 도시된 바와 같이 그룹단위로 척력이 발생하도록 하는 것도 가능하지만, 이렇게 하는 경우 척력을 제공받는 구간과 제공받지 못하는 구간의 간격이 커져서 제동력에 맥동이 발생할 수 있는 문제가 있다.Of course, the first electromagnet 5 and the second electromagnet 7 approaching each other in this way can be formed into a plurality of groups, respectively, as shown in FIG. In this case, there is a problem that a pulsation may occur in the braking force due to an increase in the interval between the section that is provided with the repulsive force and the section that is not provided.
또한, 상기와 같이 제1전자석(5)과 제2전자석(7)의 사이에서 발생되는 척력의 크기는 상기 제1전자석(5)과 제2전자석(7)에 제공되는 전류의 크기에 따라서 변화하게 되는 바, 이는 다시 운전자의 브레이크페달(9) 조작상태에 따라 상기 페달스트로크센서(13)에서 검출되는 브레이크페달 스트로크에 따라 변화되어 제공되도록 상기 컨트롤러(11)가 조절하는 바, 상기 브레이크페달 스트로크에 대한 소요 전류량의 개략적인 양상은 도 4에 도시된 것과 같다.In addition, as described above, the magnitude of the repulsive force generated between the first electromagnet 5 and the second electromagnet 7 changes according to the magnitude of the current provided to the first electromagnet 5 and the second electromagnet 7. The controller 11 adjusts the brake pedal stroke so that the controller 11 changes according to the brake pedal stroke detected by the pedal stroke sensor 13 according to the driver's operation state of the brake pedal 9. The schematic aspect of the required current amount for is as shown in FIG.
따라서, 운전자의 브레이크페달(9) 조작상태는 즉각적으로 전기적인 신호를 통해 상기 제1전자석(5)과 제2전자석(7) 사이에 제동에 필요한 척력을 발생시키도록 하므로 신속한 제동이 가능하며, 이와 같은 제동상태에서는 상호간에 접촉하여 마찰되는 구성부가 없으므로 종래의 마찰에 의한 열의 방출문제가 자연스럽게 해결되며, 분진에 의한 환경오염의 문제도 발생되지 않는다. 아울러 마찰에 의한 브레이크디스크의 마모나 소음 및 이상진동 등도 방지된다.Accordingly, the driver's brake pedal 9 operation state can generate a repulsive force necessary for braking between the first electromagnet 5 and the second electromagnet 7 through an immediate electrical signal, thereby enabling rapid braking. In such a braking state, since there are no components that rub against each other, frictional release of heat caused by conventional friction is naturally solved, and environmental pollution by dust does not occur. In addition, wear and noise of the brake disc and abnormal vibration caused by friction are prevented.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전자력(ELECTRO-MAGNETIC-FORCE)을 이용하여 운전자의 브레이크 조작력이 전기적인 신호에 의해 즉각적으로 휠에 전달되어 빠른 응답속도를 구현하면서도 유압을 이용하지 않고 직접 접촉되어 마찰이 일어나지 않고도 제동력을 발생시키도록 하여, 브레이크디스크의 내구성 문제가 발생되지 않으며, 아울러 소음이나 이상진동의 발생도 방지되도록 한다.As described above, according to the present invention, the driver's brake operating force is immediately transmitted to the wheel by an electric signal by using an electromagnetic force (ELECTRO-MAGNETIC-FORCE), so that a quick response speed is achieved and is directly contacted without using hydraulic pressure. The braking force is generated without friction, so that durability problems of the brake disc are not generated and noise or abnormal vibrations are also prevented.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20080530 Year of fee payment: 6 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |