KR100507223B1

KR100507223B1 - Apparatus for preventing brake judder in vehicle

Info

Publication number: KR100507223B1
Application number: KR10-2003-0070164A
Authority: KR
Inventors: 고상범
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2005-08-10
Also published as: KR20050034287A

Abstract

본 발명은 차량의 브레이크 시스템에서 발생되는 진동에 의한 에너지를 전기 에너지로 변환하여 소멸시킴에 의해, 차량 진동을 최소화하기 위한 차량의 브레이크 떨림 방지장치를 제공한다. The present invention provides an apparatus for preventing brake shaking of a vehicle to minimize vehicle vibration by converting and dissipating energy due to vibration generated in a brake system of the vehicle into electrical energy.

이를 위해 본 발명은 허브에 끼워진 휠 볼트를 통해 스티어링 휠과 결합된 브레이크 디스크가 캘리퍼를 매개로 결합된 패드의 압착에 의한 마찰에 의해 브레이크 동작을 수행하는 디스크식 브레이크 시스템에 있어서, 상기 허브 내에 설치되고서, 상기 브레이크 디스크와 패드 사이에서 발생되어 허브 측으로 전달되는 진동에 의한 에너지를 전기 에너지로 변환하는 에너지 변환수단과, 상기 에너지 변환수단과 전기적으로 연결되어, 그 에너지 변환수단에 의해 생성되는 전기 에너지를 인가받아 소멸시키는 부하 수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.To this end, the present invention is a disk type brake system in which the brake disk coupled to the steering wheel through the wheel bolt fitted to the hub performs a brake operation by friction of the pads coupled via the caliper, installed in the hub And energy conversion means for converting energy due to vibration generated between the brake disc and the pad and transmitted to the hub to electrical energy, and electrically connected to the energy conversion means, and generated by the energy conversion means. Characterized in that it consists of a load means for receiving the energy applied to it.

Description

Vehicle brake anti-shake device {APPARATUS FOR PREVENTING BRAKE JUDDER IN VEHICLE}

본 발명은 차량의 브레이크 떨림 방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 브레이크 시스템을 구성하는 브레이크 패드의 진동에 의해 전달되는 부속품의 과도 진동을 소멸시켜서 브레이크 떨림을 방지할 수 있도록 하는 차량의 브레이크 떨림 방지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a brake anti-shake device of a vehicle, and more particularly, a brake of a vehicle that eliminates excessive vibration of an accessory transmitted by vibration of a brake pad constituting a brake system of the vehicle, thereby preventing brake shaking. An anti-shake device.

일반적으로, 차량의 브레이크 시스템은 디스크식 브레이크와 드럼식 브레이크로 대별되는 바, 상기 디스크식 브레이크는 차륜과 함께 회전하는 강주철제의 원판 디스크가 장착된 상태에서, 유압 피스톤의 작용에 의해 브레이크 패드를 밀어붙여서 마찰에 의한 제동력이 얻어지도록 하고 있다. In general, a brake system of a vehicle is roughly divided into a disc brake and a drum brake. The disc brake pushes the brake pads by the action of a hydraulic piston in a state where a disc disk made of steel cast iron that rotates with the wheel is mounted. It is attached so that a braking force by friction is obtained.

이러한 디스크식 브레이크 시스템은 밀폐형으로 이루어진 드럼식 브레이크가 반복적인 사용으로 인한 마찰열에 의해 드럼이 팽창하여 작동되지 않는다는 단점을 보완하기 위해 개발된 것으로서, 이는 도 1에 도시된 바와 같이 나타난다. This disc brake system has been developed to compensate for the disadvantage that the drum brake, which is a closed type brake, does not expand and operate due to frictional heat due to repeated use, as shown in FIG.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 디스크식 브레이크 시스템은, 차륜의 회전에 따라 브레이크 디스크(2)가 함께 회전운동하는 상태에서, 차량의 제동을 위해 운전자가 브레이크 페달을 조작하게 되면 마스터 실린더의 작동에 의한 유압발생으로 브레이크 패드(4)를 밀어붙여서 브레이크 디스크(2)와의 마찰에 의한 제동력이 얻어지도록 되어 있다. That is, as shown in FIG. 1, in the general disc type brake system, when the driver operates the brake pedal for braking the vehicle while the brake disc 2 rotates together as the wheels rotate, The brake pad 4 is pushed by the hydraulic generation by the operation, and the braking force by the friction with the brake disc 2 is obtained.

그러나, 이러한 종래의 디스크식 브레이크 시스템은 해당 디스크식 브레이크의 가공상 또는 조립상의 오류에 의해 브레이크 디스크나 허브의 조립성이 불량하거나 디스크 두께 변화(Disc Thickness Variation; DTV)가 심하고, 디스크의 열용량이 부족한 경우에는 패드와 디스크의 마찰에 의해 심한 진동상황이 발생되고, 이러한 진동은 차체와 스티어링 휠을 거치면서 확대되어 차량 탑승자의 승차감을 저하시킬 수 있다는 문제점이 있다. However, such a conventional disc brake system is poor in assembling of a brake disc or hub due to processing or assembly errors of the disc brake, or disc thickness variation (DTV) is severe, and the disc heat capacity is high. If it is insufficient, a severe vibration situation is generated by the friction of the pad and the disk, the vibration is enlarged through the body and the steering wheel has a problem that may reduce the ride comfort of the vehicle occupant.

이에, 현재에는 브레이크 디스크에서 발생되는 진동을 약화시키거나 소멸시키도록 하는 획기적인 장치의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.Therefore, at present, there is an urgent need for the development of a breakthrough device for weakening or eliminating vibration generated in the brake disc.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 차량의 브레이크 시스템에서 발생되는 진동에 의한 에너지를 전기 에너지로 변환하여 소멸시킴에 의해, 차량 진동을 최소화하기 위한 차량의 브레이크 떨림 방지장치를 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and an object thereof is to convert an energy caused by vibration generated in a brake system of a vehicle into electrical energy and extinguish it, thereby minimizing vehicle vibration. It is to provide an anti-shake device.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 허브에 끼워진 휠 볼트를 통해 스티어링 휠과 결합된 브레이크 디스크가 캘리퍼를 매개로 결합된 패드의 압착에 의한 마찰에 의해 브레이크 동작을 수행하는 디스크식 브레이크 시스템에 있어서, 상기 허브 내에 설치되고서, 상기 브레이크 디스크와 패드 사이에서 발생되어 허브 측으로 전달되는 진동에 의한 에너지를 전기 에너지로 변환하는 에너지 변환수단과, 상기 에너지 변환수단과 전기적으로 연결되어, 그 에너지 변환수단에 의해 생성되는 전기 에너지를 인가받아 소멸시키는 부하 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 떨림 방지장치를 제공한다.According to the present invention for achieving the above object, a disk-type brake system in which the brake disk coupled to the steering wheel via the wheel bolt fitted to the hub performs the brake operation by the friction of the pads coupled via the caliper In the hub, the energy conversion means for converting the energy of the vibration generated between the brake disk and the pad and transmitted to the hub into electrical energy, and electrically connected to the energy conversion means, the energy Provided is a brake anti-shake device for a vehicle, characterized by comprising load means for receiving and dissipating electrical energy generated by the converting means.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

즉, 도 2는 본 발명에 따른 브레이크 떨림 방지장치가 차량의 브레이크 시스템에 설치된 상태를 나타낸 도면이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 장치에 적용되는 압전소자가 설치되는 상태를 상세히 나타낸 도면이다. That is, FIG. 2 is a view illustrating a state in which the brake anti-shake device according to the present invention is installed in a brake system of a vehicle, and FIGS. 3 and 4 are views illustrating in detail a state in which a piezoelectric element applied to the device of the present invention is installed. .

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 브레이크 떨림 방지장치는, 브레이크 디스크(10)측에 부착되어 있는 허브(Hub)(14)에서 결합공을 통해 복수의 휠 볼트(Wheel Bolt)(16)가 돌출되어 있는 각 부위의 외곽 측면에 각각 복수의 슬릿(18)을 가공하여 형성하고, 그 슬릿(18) 내에 휠 볼트(16)의 형상을 고려하여 "U"자 형상으로 이루어진 복수의 압전 소자(20)를 각 휠 볼트(16)의 몸체에 압입하여 결합한다. 즉, 상기 복수의 휠 볼트(18)에 대한 숫자가 예컨대 5개인 경우에는 압전 소자(20)의 수도 동일하게 5개가 설치되도록 한다. 2 to 4, the brake anti-shake device of the present invention, a plurality of wheel bolts (Wheel Bolt) through the coupling hole in the hub (14) attached to the brake disc 10 side A plurality of slits 18 are formed on the outer side surface of each portion from which the portions 16 protrude, and each of the slits 18 has a plurality of U-shaped shapes in consideration of the shape of the wheel bolts 16. Piezoelectric elements 20 are pressed into the body of each wheel bolt 16 and coupled. That is, when the number of the plurality of wheel bolts 18 is, for example, five, the number of piezoelectric elements 20 is equally five.

상기 복수의 압전소자(20)는 브레이크 디스크(10)와 패드(12) 사이에 발생되는 진동이 허브(14)를 통하여 전달될 때, 그 허브(14)를 통한 진동 에너지에 의해서 각 압전 소자(20)가 반응하여 전압을 발생할 수 있도록 되어 있다. The plurality of piezoelectric elements 20 may be formed by vibrating energy through the hub 14 when vibrations generated between the brake disc 10 and the pad 12 are transmitted through the hub 14. 20) can react to generate voltage.

또한, 상기 복수의 휠 볼트(16)와 각각 대응적으로 결합되어 있는 각 압전소자(20) 간에는 도선을 매개하여 도전성의 부하(22)가 연결되어 있는 바, 상기 부하(22)는 압전 소자(20)의 수가 예컨대 5개인 경우에 그와 동일하게 5개가 설치된다. In addition, a conductive load 22 is connected to each of the piezoelectric elements 20 correspondingly coupled to the plurality of wheel bolts 16 through a conductive wire, and the load 22 is a piezoelectric element ( In the case where the number of 20) is 5, for example, 5 are installed in the same manner.

여기서, 상기 부하(22)는 디스크 브레이크의 진동에 의해 상기 각 압전 소자(20)가 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전압을 발생하면, 도 5에 도시된 바와 같이 각각의 압전 소자(20)에 의해 폐회로가 형성되면서 도선을 통하여 통전이 이루어져서 상기 전압을 소멸시키도록 되어 있다. Here, when the load 22 generates each of the piezoelectric elements 20 by converting the vibration energy into electrical energy by the vibration of the disc brake, as shown in Figure 5 to each piezoelectric element 20 As a closed circuit is formed, energization is performed through the conductive wires to dissipate the voltage.

또한, 상기 부하(22)는 상기 압전 소자(20)로부터 발생되는 전압을 소멸시킬 수 있는 소자로서, 발광 다이오드나 저항을 적용하는 것이 바람직하다. In addition, the load 22 is a device capable of dissipating the voltage generated from the piezoelectric element 20, and it is preferable to apply a light emitting diode or a resistor.

한편, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에서는 브레이크 시스템의 캘리퍼 면에도 압전 소자를 이용하여 캘리퍼 측으로 전달되는 진동을 전기 에너지로 변환함에 의해, 부하를 통해 전기 에너지를 소멸시키도록 하는 구성이 적용 가능하도록 되어 있는 바, 이는 캘리퍼의 너클(Knuckle)면에 디스크 브레이크의 허브(14)면과 유사하게 슬릿을 형성하여 복수의 압전 소자를 끼우고 그 압전 소자가 캘리퍼의 마운팅 볼트 몸체 부위에 압입 고정되도록 설치하는 한편, 각 압전 소자를 도선을 통해 부하와 연결되도록 하여 캘리퍼의 마운팅 면을 통해 전달되는 진동을 감쇄시킬 수 있도록 하는 것도 얼마든지 가능하다. On the other hand, in the present invention made as described above, by using a piezoelectric element on the caliper surface of the brake system by converting the vibration transmitted to the caliper side into electrical energy, the configuration to dissipate the electrical energy through the load is to be applicable It forms a slit on the knuckle surface of the caliper, similar to the hub 14 surface of the disc brake, so that a plurality of piezoelectric elements are inserted and installed so that the piezoelectric elements are press-fitted to the mounting bolt body of the caliper. On the other hand, it is also possible to attenuate the vibration transmitted through the mounting surface of the caliper by connecting each piezoelectric element to the load through the wire.

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예들에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described typical preferred embodiments, but can be carried out in various ways without departing from the gist of the present invention, various modifications, alterations, substitutions or additions are common in the art Those who have knowledge will easily understand. If the implementation by such improvement, change, replacement or addition falls within the scope of the appended claims, the technical idea should also be regarded as belonging to the present invention.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 차량의 디스크 브레이크에 압전 소자를 설치하여 해당 브레이크로부터 발생되는 진동에 의한 에너지를 압전 소자에서 전기 에너지로 변환하고, 변환된 전기 에너지를 압전 소자와 연결된 부하에서 소멸시켜줄 수 있도록 함에 따라, 브레이크의 진동 현상을 효율적으로 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 브레이크 진동에 의한 애프터 서비스 비용을 절감 할 수 있다는 효과를 갖게 된다. As described above, according to the present invention, a piezoelectric element is installed in a disc brake of a vehicle to convert energy from vibration generated from the brake into electrical energy in the piezoelectric element, and the converted electrical energy is dissipated in the load connected to the piezoelectric element. As a result, not only the vibration phenomenon of the brake can be effectively reduced, but also the after-sales service cost due to the brake vibration can be reduced.

도 1은 종래의 일반적인 차량의 브레이크 시스템을 나타낸 도면, 1 is a view showing a brake system of a conventional general vehicle,

도 2는 본 발명에 따른 브레이크 떨림 방지장치가 차량의 브레이크 시스템에 설치된 상태를 나타낸 도면, 2 is a view showing a state in which the brake anti-shake device according to the invention is installed in the brake system of the vehicle,

도 3 및 도 4는 본 발명의 장치에 적용되는 압전소자가 설치되는 상태를 상세히 나타낸 도면, 3 and 4 is a view showing in detail the state in which the piezoelectric element is applied to the apparatus of the present invention is installed,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 브레이크 떨림 방지를 위한 회로 구성을 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a circuit configuration for preventing brake shaking in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10:브레이크 디스크, 12:패드,10: brake disc, 12: pad,

14:허브, 16:휠 볼트,14: hub, 16: wheel bolt,

18:슬릿, 20:압전 소자,18: slit, 20: piezoelectric element,

22:부하.22: Load.

Claims

In the disc brake system, the brake disc coupled to the steering wheel through the wheel bolt fitted to the hub performs the brake operation by the friction of the pads coupled via the caliper,

Energy conversion means installed in the hub and converting energy due to vibration generated between the brake disc and the pad and transmitted to the hub to electrical energy;

And a load means electrically connected to the energy conversion means and configured to receive and dissipate electrical energy generated by the energy conversion means.

The method of claim 1,

The energy conversion means is a brake anti-shake device of a vehicle, characterized in that consisting of a piezoelectric element for generating a voltage in response to vibration.

The method according to claim 1 or 2,

The energy conversion means has a slit formed in a portion in which a plurality of wheel bolts are fitted in the hub, and is fitted in the slit to form a "U" shape so as to press-fit fixed to the body of the wheel bolt, the brake shake prevention device of the vehicle .

The method of claim 1,

The load means is a brake anti-shake device of a vehicle, characterized in that made of any one of a light emitting diode or a resistor that consumes electrical energy.

The method according to claim 1 or 2,

The energy conversion means forms a slit on the knuckle surface of the caliper, and is fitted in the slit and press-fitted to the body of the mounting bolt, characterized in that the brake anti-shake device.