KR100428115B1 - An automotive brake system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 브레이크시스템에 관한 것으로, 브레이크 패드를 디스크의 변형 정도에 따라 개별적으로 작동시켜 브레이크 디스크의 열 변형에 따라 패드와의 불완전 접촉면적을 제거하여 변형된 디스크상태에서도 항상 최적의 접촉면적을 갖도록 함에 그 목적이 있다.The present invention relates to a brake system of a vehicle, wherein the brake pads are individually operated according to the degree of deformation of the disc to remove the incomplete contact area with the pad according to the thermal deformation of the brake disc so that the optimum contact area is always maintained even in a deformed disc state. The purpose is to have.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차륜(W)과 함께 고속으로 회전되는 브레이크디스크(10)의 양 측면으로 장착되어 서로 분리된 상태로 장착되어 독립적으로 브레이크디스크(10)를 가압해 마찰을 발생하는 가압패드(21)를 구비한 브레이크 어셈블리(20)와, 브레이크 페달의 조작 정도와 패드(21)와 디스크(10)간의 간격정도에 따라 패드(21)를 이동정도를 달리하여 브레이크 디스크(10)의 열 변형에 의한 불완전 접촉을 방지하도록 된 작동수단(30)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is mounted on both sides of the brake disk 10 which is rotated at high speed with the wheel (W) is mounted in a state separated from each other to independently press the brake disk (10) The brake assembly 20 is provided with a pressure pad 21 for generating friction, and the brake 21 is moved by varying the degree of movement of the pad 21 according to the degree of operation of the brake pedal and the degree of separation between the pad 21 and the disk 10. It characterized in that the operating means 30 is configured to prevent incomplete contact by the thermal deformation of the disk 10.
Description
본 발명은 차량의 브레이크시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 브레이크 디스크의 변형에 상응해 패드와 접촉 상태를 최적으로 유지시킬 수 있도록 된 차량의 브레이크시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a brake system of a vehicle, and more particularly, to a brake system of a vehicle that is capable of optimally maintaining a state of contact with a pad corresponding to deformation of a brake disc.
일반적으로 주행중인 차량을 정지시키는 브레이크시스템은 운전자의 조작 시 최초 운전자의 조작력을 배가시키는 부스터를 통해 오일을 가압하여 유압을 발생하는 마스터실린더를 통해 차륜(W)의 회전력을 정지시켜 주는 브레이크어셈블리로 구성되어진다.In general, a brake system that stops a running vehicle is a brake assembly that stops the rotational force of the wheel (W) through a master cylinder that generates oil pressure by pressurizing oil through a booster that doubles the driver's operating force when the driver operates. It is constructed.
이러한 브레이크 어셈블리(20)는 차량을 정지시키도록 차륜(W)을 직접 정지시키게 되는데 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 엔진으로부터 발생된 동력에 의해 회전되는 차륜(W)에 장착되어 함께 회전되는 브레이크디스크(10)를 그 양 측면에서 가압하여 마찰력으로 정지시키도록 차륜(W)에 장착되어지게 된다.The brake assembly 20 is to directly stop the wheel (W) to stop the vehicle, that is, the brake is mounted on the wheel (W) rotated by the power generated from the engine as shown in Figure 1 rotated together The disk 10 is mounted on the wheels W to be pressed on both sides thereof and stopped by the frictional force.
여기서, 상기 브레이크디스크(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 브레이크어셈블리(20)의 가압패드(21)에 의해 발생되는 마찰열을 대기로 방출하도록 그 테두리를 따라 일정 간격으로 다수개의 에어벤트홀(11)이 형성되어 지는데, 이러한 형식의 브레이크디스크(10)는 열전도율을 향상하기 위한 에어벤트홀(11)을 형성하므로 통상, 벤틸레이트드 디스크로 불리운다.Here, the brake disc 10 is a plurality of air vent holes at regular intervals along the rim so that the frictional heat generated by the pressure pad 21 of the brake assembly 20 to the atmosphere as shown in FIG. (11) is formed, and this type of brake disc 10 is generally called a ventilated disc because it forms an air vent hole 11 for improving thermal conductivity.
이와 같이 형식의 브레이크시스템은 조작시 브레이크 어셈블리(20)의 가압패드(21)를 통해 브레이크디스크(10)의 그 양 측면을 강하게 가압할 때, 상기 패드(21)와 디스크(10)간에 마찰로 인해 브레이크디스크(10)의 회전이 멈출 때까지 진동이 발생됨과 더불어 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 브레이크디스크(10)와 접촉되는 가압패드(21)에 마찰열로 인해 고온(디스크는 약 200℃이나 패드는 약 400℃로 상승됨)이 발생되어진다.여기서, 미설명 도면번호 22는 브레이크 조작시 유압에 의해 패드를 디스크쪽으로 이동시키는 피스톤이다.The brake system of this type has a friction path between the pad 21 and the disk 10 when the two sides of the brake disc 10 are strongly pressed through the pressure pad 21 of the brake assembly 20 during operation. Due to vibration generated until the rotation of the brake disc 10 stops, as shown in FIG. 3, the friction pad 10 is in contact with the brake disc 10 due to frictional heat. Or pads are raised to about 400 ° C. Here, reference numeral 22 denotes a piston for moving the pads toward the disc by hydraulic pressure during brake operation.
그러나, 이와 같이 브레이크 조작시 디스크(10)에서 발생되는 온도 상승은 대기를 통해 식는 정도에 비해 더 빨리 진행되면서 조작시마다 지속적으로 이루어지게 되면 도 3에 도시된 바와 같이, 적층되는 열로 인해 디스크(10)의 변형을 가져와 제동 시 디스크(10)에 접촉되어 마찰을 발생하는 패드(21)와의 사이에 접촉되지 않는 갭(K)이 발생되고 이에 따라, 브레이크를 조작하더라도 상기 패드(21)와 디스크(10)간의 접촉 면적의 불량으로 인해 충분한 제동 성능을 발생하지 못하는 제동력 저하를 유발하는 문제가 있게 된다.However, the temperature rise generated in the disk 10 during the brake operation proceeds faster than the cooling rate through the air, and is continuously made every operation, as shown in FIG. 3. ), A gap K that does not come into contact with the pad 21 which is brought into contact with the disk 10 and generates friction when braking is generated. Accordingly, even when the brake is operated, the pad 21 and the disk ( Due to the poor contact area between the 10) there is a problem that causes a reduction in braking force that does not produce sufficient braking performance.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 브레이크 패드를 디스크의 변형 정도에 따라 개별적으로 작동시켜 브레이크 디스크의 열 변형에 따라 패드와의 불완전 접촉면적을 제거하여 변형된 디스크상태에서도 항상 최적의 접촉면적을 갖도록 함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been invented in view of the above, and the brake pads are operated individually according to the degree of deformation of the disc, thereby eliminating an incomplete contact area with the pad due to thermal deformation of the brake disc. The purpose is to have an optimal contact area.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차륜과 함께 고속으로 회전되는 브레이크디스크와, 서로 분리된 상태로 장착되어 독립적으로 브레이크디스크를 가압하는 가압셀을 구비해 브레이크디스크의 양 측면으로 장착된 플레이트로 이루어진 가압패드로 구성된 브레이크 어셈블리와;브레이크 페달의 신호를 받아 그 답입량에 상응하는 전기신호를 발생하는 제어기와, 이 제어기의 신호를 받아 구동되는 모터로 이루어진 구동기 및 이 구동기의 작동에 따라 가압패드의 각 가압셀을 개별적으로 이동시키도록 가압셀에 각각 연결된 조작기로 구성된 작동수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the brake disk is rotated at high speed together with the wheel, and are mounted on both sides of the brake disk having a pressure cell that is mounted in a separate state and independently pressurize the brake disk A brake assembly comprising a pressure pad made of a plate; a controller configured to receive a signal from a brake pedal and generate an electric signal corresponding to the depression amount; a driver comprising a motor driven by the signal of the controller; Characterized in that the operating means consisting of a manipulator connected to the pressure cell to move each pressure cell of the pressure pad individually.
도 1은 종래에 따른 차량의 브레이크 시스템중 차륜에 장착되는 브레이크 어셈블리의 구성도1 is a configuration diagram of a brake assembly mounted on a wheel of a conventional brake system of a vehicle
도 2는 도 1에 따른 브레이크 어셈블리의 결합 구성도2 is a combined configuration of the brake assembly according to FIG.
도 3은 종래에 따른 브레이크 디스크의 변형에 의한 불완전 접촉을 발생하는 작동상태도Figure 3 is an operating state that generates an incomplete contact by the deformation of the brake disk according to the prior art
도 4는 본 발명에 따른 브레이크시스템의 결합 구성도4 is a combined configuration of the brake system according to the present invention
도 5는 도 4에 따른 패드의 가압셀에 대한 구성도5 is a configuration diagram of the pressure cell of the pad according to FIG.
도 6은 본 발명에 따라 브레이크 디스크의 변형을 보완하는 작동상태도6 is an operating state diagram to supplement the deformation of the brake disc according to the invention
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 브레이크디스크 11 : 에어벤트홀10 brake disc 11 air vent hole
20 : 브레이크어셈블리 21 : 가압패드20: brake assembly 21: pressure pad
21a : 플레이트 21b : 가압셀21a: plate 21b: pressure cell
21b' : 안착홈 22 : 피스톤21b ': Seating groove 22: Piston
30 : 작동수단 31 : 제어기30: operating means 31: controller
32 : 구동기 33 : 조작기32: driver 33: manipulator
34 : 센서34: sensor
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 브레이크 어셈블리의 결합 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 차륜(W)과 함께 고속으로 회전되는 브레이크디스크(10)의 양 측면으로 장착되어 서로 분리된 상태로 장착되어 독립적으로 브레이크디스크(10)를 가압해 마찰을 발생하는 가압패드(21)를 구비한 브레이크 어셈블리(20)와, 브레이크 페달의 조작 정도와 패드(21)와 디스크(10)간의 간격정도에 따라 패드(21)를 이동정도를 달리하여 브레이크 디스크(10)의 열 변형에 의한 불완전 접촉을 방지하도록 된 작동수단(30)으로 이루어진다.Figure 4 shows a coupling configuration of the brake assembly according to the present invention, the present invention is mounted on both sides of the brake disk 10 is rotated at high speed with the wheel (W) is mounted in a state separated from each other The brake assembly 20 includes a pressure pad 21 for independently pressing the brake disc 10 to generate friction, and the pad according to the degree of operation of the brake pedal and the distance between the pad 21 and the disc 10. (21) is made up of the operating means 30 to prevent incomplete contact due to thermal deformation of the brake disc 10 by varying the degree of movement.
여기서, 상기 가압패드(21)는 도 5에 도시된 바와 같이 각각 독립적으로 이동되도록 플레이트(21a)에 서로 분리된 상태로 장착된 다수개의 가압셀(21b)로 이루어지되, 이 가압셀(21b)은 접촉되는 디스크(10)와의 간격을 측정하도록 작동수단(30)의 센서(34)를 수용하는 안착홈(21b')이 각각 형성되어진다.Here, the pressure pad 21 is composed of a plurality of pressure cells (21b) mounted in a state separated from each other on the plate (21a) to move independently of each other, as shown in Figure 5, the pressure cell (21b) Receiving grooves 21b 'are formed to receive the sensor 34 of the operating means 30 to measure the distance from the disk 10 in contact with each other.
또한, 상기 작동수단(30)은 브레이크 페달의 신호를 받아 설정된 로직에 의해 전기신호를 발생하는 제어기(31)와, 이 제어기(31)의 신호를 받아 구동되는 모터로 이루어진 구동기(32) 및 이 구동기(32)의 작동에 따라 가압패드(21)의 각 가압셀(21b)을 개별적으로 이동시키도록 가압셀(21b)에 각각 연결된 액튜에이터로 이루어진 조작기(33)로 이루어진다.In addition, the operating means 30 is a controller 31 for generating an electrical signal by the logic set in response to the signal of the brake pedal, a driver 32 composed of a motor driven by receiving the signal of the controller 31 and the According to the operation of the driver 32 is composed of a manipulator 33 made of actuators connected to the pressure cells 21b, respectively, to move each pressure cell 21b of the pressure pad 21 individually.
그리고, 상기 제어기(31)는 브레이크 디스크(10)의 열 변형에 따른 접촉부위의 공간 형성을 방지하도록 가압패드(21)의 각 가압셀(21b)에 형성된 안착홈(21b')에 구비된 센서(34)의 신호를 피드백 받아 상기 조작기(33)의 조작 세기 정도를 결정하게 된다.여기서, 상기 제어기(31)를 통해 발생되는 조작신호는 페달의 답입량과 센서(34)를 통해 측정된 가압패드(21b)와 디스크(10)간의 간격(갭)에 대한 것으로서, 페달 답입량에 대한 조작신호는 페달의 답입량에 비례한 것으로 통상적으로 알 수 있는 실험적인 데이터에 근거한 것이며 또한 센서(34)를 통한 조작신호는 그 간격(갭)정도에 따라 디스크를 가압하여야 할 세기 정도에 대한 통상적으로 알 수 있는 실험적인 데이터에 근거한 것임은 물론이다.In addition, the controller 31 is a sensor provided in the seating groove 21b 'formed in each of the pressure cells 21b of the pressure pad 21 so as to prevent the formation of the space of the contact portion due to the thermal deformation of the brake disc 10. In response to the signal of 34, the degree of operation strength of the manipulator 33 is determined. Here, the operation signal generated through the controller 31 is a pedal depression amount and the pressure measured by the sensor 34. As for the gap (gap) between the pad 21b and the disk 10, the operation signal for the pedal depression amount is based on experimental data commonly known to be proportional to the pedal depression amount, and the sensor 34 The operation signal through is of course based on commonly known experimental data on the degree of strength to press the disk according to the gap (gap) degree.
이하 본 발명의 작용을 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described in detail.
본 발명은 운전자가 브레이크 페달을 조작하게 되면, 이 페달의 답입량에 따른 전기적 신호를 받은 작동수단(30)의 제어기(31)가 설정된 로직과 페달의 답입량에 상응하는 전기신호를 구동기(32)로 보내 작동시키게 된다.According to the present invention, when the driver operates the brake pedal, the controller 31 of the operating means 30, which receives the electric signal according to the depression amount of the pedal, sets the logic and the electric signal corresponding to the depression amount of the pedal. To get it working).
이어, 상기 구동기(32)인 모터가 회전되면서 조작기(33)를 작동시켜 가압패드(21)의 가압셀(21b)을 브레이크 디스크(10)쪽으로 밀어 제동을 하게 되는데 이때, 상기 가압패드(21)의 가압셀(21b)에 구비된 센서(34)는 디스크(10)와의 간격을 측정하여 작동수단(30)의 제어기(31)로 피드백(Feedback)시키게 되고, 이 센서(34)의 신호에 따라 제어기(31)가 조작기(33)에 개별적으로 연결된 구동기(32)의 작동 범위를 조절하여 조작기(33)에 의한 가압셀(21b)의 이동정도를 다르게 하게 된다.Subsequently, the driver 32 operates the manipulator 33 while the motor rotates to push the pressure cell 21b of the pressure pad 21 toward the brake disc 10 to brake the pressure pad 21. The sensor 34 provided in the pressure cell 21b of the sensor measures the distance from the disk 10 to feed back to the controller 31 of the operating means 30, and according to the signal of the sensor 34. The controller 31 adjusts the operating range of the driver 32 individually connected to the manipulator 33 to vary the degree of movement of the pressure cell 21b by the manipulator 33.
즉, 상기 센서(34)에 의한 측정신호를 받은 제어기(31)가 가압패드(21)와 디스크(10)사이의 갭을 허용하는 일정 영역내로 판단하게 되면, 조작기(33)를 개별적으로 작동시키는 구동기(32)를 동일하게 작동시키는 신호를 보내 가압패드(21)의 가압셀(21b)을 모두 동일하게 디스크(10)쪽으로 이동시키지만 만약, 상기 센서(34)의 측정신호가 서로 다르게 되면 조작기(33)가 가압셀(21b)을 각각 다른 크기로 이동시키도록 구동기(32)의 작동신호를 각각 다르게 하게 된다.That is, when the controller 31 receiving the measurement signal by the sensor 34 determines that the controller 31 is within a predetermined area allowing a gap between the pressure pad 21 and the disk 10, the manipulator 33 is operated individually. By sending a signal that operates the driver 32 in the same manner, all the pressure cells 21b of the pressure pad 21 are moved to the disk 10 in the same way, but if the measurement signals of the sensor 34 are different from each other, The operating signal of the driver 32 is changed differently so that the 33 moves the pressure cells 21b to different sizes.
이와 같이 가압패드(21)를 이루는 가압셀(21b)의 이동 차이는 도 6에 도시된 바와 같이, 브레이크 디스크(10)의 열 변형에 따른 가압패드(21)와의 불완전 접촉에 따른 것으로 이는, 상기 디스크(10)의 변형된 부위에 위치된 가압셀(21b)의 센서(34)가 변형되지 않은 디스크(10)부위와의 간격보다 더 큰 측정신호를 보내게 되고 이에 따라, 제어기(31)에서 갭이 큰 부위의 가압셀(21b)에 연결된 조작기(33)를 상대적으로 많이 작동되도록 구동기(32)의 작동 신호를 상대적으로 큰 값으로 전송하게 된다.As described above, the movement difference of the pressure cell 21b constituting the pressure pad 21 is due to incomplete contact with the pressure pad 21 due to thermal deformation of the brake disc 10. The sensor 34 of the pressure cell 21b located at the deformed portion of the disk 10 sends a measurement signal larger than the distance from the undeformed disk 10 portion, and thus the controller 31 The operation signal of the driver 32 is transmitted to a relatively large value so that the manipulator 33 connected to the pressure cell 21b having a large gap is relatively operated.
이에 따라, 디스크(10)가 변형되지 않은 부위에 위치된 가압셀(21b)의 이동에 비해 변형되어 상대적으로 큰 갭을 형성하는 부위에 위치된 가압셀(21b)이 많이 이동되어져 결국, 디스크(10)의 열변형에 의한 가압셀(21b)의 불완전 접촉을 방지하게 된다.Accordingly, the pressure cell 21b positioned at a portion deformed relative to the movement of the pressure cell 21b positioned at the portion where the disc 10 is not deformed to form a relatively large gap is moved, resulting in a disc ( Incomplete contact of the pressure cell 21b due to thermal deformation of 10) is prevented.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 모터에 의해 작동되는 액츄에이터를 이용해 차량을 제동하게 되므로 유압식 브레이크에서 요구되는 부스터와 마스터실린더 및 배관라인등을 이용하지 않아 경량화와 오일의 누출로 인한 브레이크 성능 저하를 방지함은 물론 생산비용을 크게 저감할 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, according to the present invention, since the vehicle is braked by using an actuator operated by a motor, the booster, the master cylinder, and the piping line required for the hydraulic brake are not used, thereby reducing the brake performance due to weight reduction and oil leakage. Prevention, as well as the production cost can be greatly reduced.
또한, 본 발명은 브레이크 디스크와 접촉되어 마찰력을 매개로 차량을 제동시키는 패드가 각각 개별적으로 작동되어져 디스크의 열변형에 의한 불완전 접촉을 방지하여 항상 최적의 제동성능을 발휘할 수 있는 효과가 있게 된다.In addition, the present invention has an effect that the pads for braking the vehicle through frictional forces in contact with the brake discs are individually operated to prevent incomplete contact due to thermal deformation of the discs, thereby always exhibiting optimum braking performance.
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