KR100569436B1 - tone wheel and system for detecting wheel slip using tone wheel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 톤휠과, 상기 톤휠을 이용하여 휠의 슬립을 감지하여 안티록 브레이크 시스템을 동작시키는 휠 슬립 감지 시스템에 관한 것이다. 본 휠 슬립 감지 시스템은 휠의 슬립을 감지하여 안티록 브레이크 시스템을 동작시키는 휠 슬립 감지 시스템에 있어서, 금속재질의 링 본체, 상기 링 본체의 외주면을 따라 등간격으로 배치되어 설치된 다수개의 코일 스프링, 일단은 상기 코일 스프링과 연결되어 결합되고 타단은 상기 링 본체의 외주면을 따라 자유단으로 존재할 수 있게 설치된 다수개의 유동익으로 구성되는 톤휠과; 상기 톤휠의 회전에 따라 원심력에 의해 펼쳐진 상기 유동익의 선단과 대향하도록 차체에 고정 설치되면서 상기 유동익으로부터 전달받는 공기의 압력을 검출하는 압전센서와; 상기 압전센서에서 검출된 공기압력에 따라 발생된 전기신호에 기초하여 안티록 브레이크 시스템의 동작여부를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 외부의 충격에 강한 금속재질의 톤휠을 이용함에 따라 톤휠의 파손으로 인한 오동작이 방지되고 이에 따라 휠의 슬립을 정확히 감지할 수 있게 된다. 또한, 휠의 회전시 톤휠주위에 발생되는 공기유동을 이용하여 휠 슬립을 감지할 수 있다. 그리고, 전량 수입에 의존하던 소결합금 재질 대신 쉽게 구할 수 있는 재질을 사용하고 가공프로세스가 줄어들어 원가절감에도 기여한다. The present invention relates to a wheel slip detection system that operates an anti-lock brake system by detecting a slip of a wheel using a tone wheel and the tone wheel. The wheel slip detection system is a wheel slip detection system that detects slip of a wheel and operates an anti-lock brake system, comprising: a ring body made of metal, a plurality of coil springs disposed at equal intervals along an outer circumferential surface of the ring body, A tone wheel composed of a plurality of fluidic blades, one end of which is connected to the coil spring and coupled so that the other end can exist as a free end along the outer circumferential surface of the ring body; A piezoelectric sensor configured to detect the pressure of air received from the fluid blade while being fixedly installed on the vehicle body so as to face the tip of the fluid blade which is spread by centrifugal force according to the rotation of the tone wheel; It characterized in that it comprises a; control unit for controlling whether the operation of the anti-lock brake system based on the electrical signal generated according to the air pressure detected by the piezoelectric sensor. As a result, a malfunction due to the damage of the tone wheel is prevented by using a tone wheel made of a metal material resistant to external shock, and accordingly, slip of the wheel can be accurately detected. In addition, wheel slip can be detected using air flow generated around the tone wheel when the wheel rotates. In addition, instead of the sintered alloy material, which relied on imports of the entire quantity, materials that are readily available are used, and the processing process is reduced, contributing to cost reduction.
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Description
도 1은 본 발명에 따른 톤휠이 장착된 드라이브 샤프트의 사시도,1 is a perspective view of a drive shaft equipped with a tone wheel according to the present invention,
도 2 및 3은 도 1의 톤휠을 이용한 휠 슬립 감지 시스템의 구성도,2 and 3 is a configuration of a wheel slip detection system using the tone wheel of Figure 1,
도 4는 종래의 톤휠이 장착된 드라이브 샤프트의 사시도,Figure 4 is a perspective view of a drive shaft equipped with a conventional tone wheel,
도 5는 도 4의 톤휠을 이용한 휠 슬립 감지 시스템의 구성도,5 is a block diagram of a wheel slip detection system using the tone wheel of FIG. 4,
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of reference numerals for main parts of the drawing>
2 : 드라이브 샤프트 3 : 조인트 2: drive shaft 3: joint
10 : 톤휠 11 : 링 본체10: tone wheel 11: ring body
12 : 스프링 13 : 유동익12: spring 13: floating wing
20 : 제어부(ECU) 21 : 유압장치 20: control unit (ECU) 21: hydraulic system
22 : 브레이크22: brake
본 발명은 휠 슬립 감지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안티록 브레이크 시스템(Anti-lock Brake System)의 작동 여부를 판단하기 위해 휠의 회전수 및 슬립(휠의 잠김)을 전기적인 신호로 변환하여 감지하는 휠 슬립 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wheel slip detection system, and more specifically, to determine whether the anti-lock brake system (Anti-lock Brake System) is operating and converts the number of revolutions and slip (lock of the wheel) of the wheel to an electrical signal It relates to a wheel slip system to detect.
안티록 브레이크 시스템(Anti-Lock Brake System)은 전자제어에 의하여 미끄러운 노면에서 브레이킹하여도 휠이 록킹(Locking)되지 않고, 차체의 방향안정을 유지시키는 장치이다. 즉, 노면이 빙판이거나 젖어 있어 바닥마찰이 거의 없을 때, 급브레이크를 걸면, 휠이 록킹되어 차체가 옆으로 미끄러질 수 있는 데, 이것은 휠이 록킹되어 회전을 멈추면 휠에 방향성이 없어지기 때문이다. 이를 방지하기 위하여 휠을 록킹시키지 않고, 록킹직전에 휠이 회전을 계속하도록 한다. 때문에 차체의 감속도와 휠의 회전을 감지하고, 양쪽의 감속도를 비교하여, 휠의 감속도가 커지면 휠실린더에 작용되는 유압을 감소시켜 록킹을 방지하도록 되어 있다. 이러한 시스템에 의해, 바퀴가 록킹되지 않으므로 제동거리는 짧아진다.이와 같이 차량의 슬립상태가 정확하게 감지되어야 안티록 브레이크시스템이 작동되어 바퀴가 미끄러지지 않고, 보다 정확하고 짧은 제동을 이룰 수 있다.Anti-Lock Brake System (Anti-Lock Brake System) is a device that does not lock the wheel even when braking on a slippery road surface by electronic control, and maintains the stability of the direction of the vehicle body. In other words, when there is little floor friction when the road surface is ice or wet, when the quick brake is applied, the wheel is locked and the vehicle body can slide to the side, because when the wheel is locked and stops rotating, the wheel loses directionality. . To prevent this, the wheel is not locked, and the wheel continues to rotate just before locking. Therefore, the deceleration of the vehicle body and the rotation of the wheel are sensed, and the deceleration of both sides is compared, and when the deceleration of the wheel increases, the hydraulic pressure applied to the wheel cylinder is reduced to prevent locking. With such a system, since the wheel is not locked, the braking distance is short. As such, the anti-lock brake system is activated only when the vehicle's slip state is accurately sensed, so that the wheel does not slip and more accurate and short braking can be achieved.
이러한 안티록 브레이크시스템의 작동은 차량의 휠(wheel)에서 발생되는 슬립을 감지하여 이루어진다.The operation of the anti-lock brake system is achieved by detecting slip generated from the wheel of the vehicle.
차량의 슬립상태를 감지하는 휠 슬립 감지시스템은, 도 4 및 5를 참조하면, 연자성 소결합금재질의 치(齒)형의 톤휠(110)을 차륜의 드라이브 샤프트(D/SHAFT;102)와 허브(HUB)에 장착하여 휠의 회전에 따라 톤휠(110)과 센서(111)간에 발생되는 유도기전력을 이용해 사인파형의 전기적 신호를 ECU(Electronic Control Unit)에 전달하여 휠의 슬립을 감지하였다. 이렇게 함으로써, 차량이 급정지시 휠의 슬립(잠김)을 ECU에 전달하여, 차량의 급정지시 조향을 가능하도록 하여, 위험한 상황에 신속히 대처하여 대형사고를 미연에 방지하도록 하였다.Wheel slip detection system for detecting the slip state of the vehicle, referring to Figures 4 and 5, the soft magnetic sintered metal (齒) of the
그런데, 종래의 휠 슬립 감지시스템에 이용되는 기존의 소결합금재질의 톤휠은 재질의 특성상 취성이 강하여 작은 충격에도 쉽게 파손된다. 이에 따라 드라이브 샤프트(D/SHAFT) 및 허브(HUB)의 장착시에도 많은 품질불량을 야기하여 특히 주행간 도로의 이물질에 의해 파손되어 안티록 브레인크 시스템의 작동을 불가능하게 할 수 있다. 그리고, 톤휠의 치형에 이물질이 삽입되어 안티록 브레이크 시스템의 작동을 방해할 수 있다. 또한 원자재를 전량 수입함에 따라 차량의 수익성을 악화시키는 문제점이 있다.However, the conventional sintered gold tone wheel used in the wheel slip detection system is easily brittle even with small impact due to its brittleness due to the nature of the material. Accordingly, even when the drive shaft (D/SHAFT) and the hub (HUB) are mounted, it causes a lot of quality defects, and is particularly damaged by foreign matter on the road between driving, making it impossible to operate the anti-lock brain system. In addition, foreign substances may be inserted into the teeth of the tone wheel to interfere with the operation of the anti-lock brake system. In addition, there is a problem in that the profitability of the vehicle is deteriorated as all raw materials are imported.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 외부의 충격에 강한 톤휠과 휠의 슬립을 정확히 감지할 수 있는 휠 슬립 감지 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention was devised to solve the above problems, and an object thereof is to provide a wheel slip detection system capable of accurately detecting slip of a wheel and a tone wheel resistant to external impact.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 휠의 슬립을 감지하여 안티록 브레이크 시스템을 동작시키는 휠 슬립 감지 시스템에 있어서, 금속재질의 링 본체, 상기 링 본체의 외주면을 따라 등간격으로 배치되어 설치된 다수개의 코일 스프링, 일단은 상기 코일 스프링과 연결되어 결합되고 타단은 상기 링 본체의 외주면을 따라 자유단으로 존재할 수 있게 설치된 다수개의 유동익으로 구성되는 톤휠과; 상기 톤휠의 회전에 따라 원심력에 의해 펼쳐진 상기 유동익의 선단과 대향하도록 차체에 고정 설치되면서 상기 유동익으로부터 전달받는 공기의 압력을 검출하는 압전센서와; 상기 압전센서에서 검출된 공기압력에 따라 발생된 전기신호에 기초하여 안티록 브레이크 시스템의 동작여부를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 압전센서에서 전기신호가 감지되지 아니할 때 휠이 슬립된 상태로 판단하여 상기 안티록 브레이크 시스템을 동작시키도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 견지에 따르면, 상기 목적은, 휠에 장착되어 상기 휠의 회전차를 감지하기 위한 톤휠에 있어서, 금속재질의 링 본체와; 상기 링 본체의 외주면을 따라 등간격으로 배치되어 설치된 다수개의 코일 스프링과; 일단은 상기 코일 스프링과 연결되어 결합되고 타단은 상기 링 본체의 외주면을 따라 자유단으로 존재할 수 있게 설치된 다수개의 유동익;으로 구성되는 톤휠에 의해서도 달성될 수 있다.The present invention for achieving the above object, in the wheel slip detection system for operating the anti-lock brake system by detecting the slip of the wheel, the metal ring body, is arranged at equal intervals along the outer peripheral surface of the ring body A plurality of coil springs installed, one end of which is coupled to the coil spring and the other end of the ring wheel is composed of a plurality of floating blades installed so as to be present as a free end along the outer peripheral surface of the ring body; A piezoelectric sensor fixed to the vehicle body facing the tip of the fluid blade spread by centrifugal force according to the rotation of the tone wheel and detecting the pressure of the air received from the fluid blade; It characterized in that it comprises a; control unit for controlling whether the operation of the anti-lock brake system based on the electrical signal generated according to the air pressure detected by the piezoelectric sensor.
Preferably, the control unit determines that the wheel is slipped when the electric signal is not sensed by the piezoelectric sensor, and operates the anti-lock brake system.
On the other hand, according to another aspect of the invention, the object is mounted on the wheel, the tone wheel for detecting the rotational difference of the wheel, the ring body of a metal material; A plurality of coil springs disposed at equal intervals along the outer circumferential surface of the ring body; One end is connected to the coil spring is coupled, the other end can be achieved by a tone wheel consisting of; a plurality of fluid blades installed to be present as a free end along the outer peripheral surface of the ring body.
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이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the attached exemplary drawings.
도 1은 본 발명에 따른 톤휠이 장착된 드라이브 샤프트의 사시도이다. 1 is a perspective view of a drive shaft equipped with a tone wheel according to the present invention.
본 발명에 따른 톤휠은 휠의 속도차에 따라 유량을 변화시킬 수 있는 구조이다. 본 발명에 따른 톤휠(10)의 구성은 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 금속재질의 링 본체(11)와, 상기 링 본체(11)의 외주면을 따라 등간격으로 배치되어 설치된 다수개의 코일 스프링(12)과, 일단은 상기 코일 스프링(12)과 연결되어 결합되고 타단은 상기 링 본체(11)의 외주면을 따라 자유단으로 존재할 수 있게 설치된 다수개의 유동익(13)으로 구성된다.
여기서, 상기 유동익(13)은 톤휠(10)의 회전에 따른 원심력의 크기가 코일 스프링(12)의 장력을 이기는 크기에 도달하게 되면, 자유단으로 존재하는 타단이 코일 스프링(12)과 연결된 일단을 중심으로 링 본체(11)의 반경방향을 향해 펼쳐지는 동작을 수행하게 된다.
이를 위해, 상기 유동익(13)은 유연한 플라스틱으로 구현하거나 또는 폴리에틸렌 및 실리콘과 같은 부드러운 성질의 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유동익(13)은 각각의 길이가 상기 링 본체(11)의 외주면을 따라 인접하게 배치된 코일 스프링(12)사이의 간격보다 작은 크기를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 유동익(13)의 폭은 톤휠(10)의 회전시 주변의 공기를 받아들이면서 원심력에 의해 링 본체(11)의 반경방향으로 펼쳐지는 동작을 행할 수 있는 크기인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 구성의 톤휠(10)을 이용한 휠 슬립 감지 시스템은, 상기 톤휠(10)의 회전시 원심력에 의해 펼쳐진 상기 유동익(13)으로부터 전달받는 공기의 압력을 검출하는 압전센서(14)와, 상기 압전센서(14)에서 검출된 공기압력에 따라 발생된 전기신호를 수신하는 제어부(ECU;20)와, 상기 제어부(ECU;20)의 제어에 따라 브레이크(22)를 제어하는 유압장치(21)로 구성된다.
여기서, 상기 압전센서(14)는 원심력에 의해 펼쳐진 상기 유동익(13)의 선단과 대향하는 차체의 소정위치에 고정 설치된다.The tone wheel according to the present invention is a structure capable of changing the flow rate according to the speed difference of the wheel. The configuration of the
Here, when the size of the centrifugal force according to the rotation of the
To this end, the fluidized
In addition, it is preferable that each of the
In addition, the width of the
And, the wheel slip detection system using the
Here, the
상술한 톤휠(10)의 구성을 이용한 휠 슬립 감지 시스템의 동작을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 2 및 3은 도 1의 톤휠을 이용한 휠 슬립 감지 시스템의 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 휠의 회전 속도가 낮거나 슬립이 일어날 경우에는 코일 스프링(12)의 장력에 의해 유동익(13)이 구속되어 유동익(13)은 펼쳐지지 못하기 때문에 톤휠(10)이 회전하여도 유동익(13)에 의해 유입되는 공기량이 거의 없어 공기의 유동에 의한 압력변화는 미미하다. 따라서, 압전센서(14)에 부딪히는 공기 유량이 미미하므로 발생되는 전기신호의 세기도 작아지게 된다. 즉, 휠의 슬립이 발생되는 시점에 가까워지면 유동익(13)이 링 본체(11)측으로 밀착되므로 압전센서(14)를 가압하는 공기의 힘이 작아져서 압전센서(14)에서 발생되는 전기신호도 같이 작아지게 된다. 이를 감지한 제어부(20)는 유압장치(21)를 제어하여 안티록 브레이크 시스템을 동작시키게 된다.한편, 휠의 회전속도가 높아지면 원심력이 커지게 되고, 코일 스프링(12)의 장력보다 원심력이 커지게 되는 회전속도에 이르게 되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 유동익(13)이 펼쳐져 많은 공기를 유입한 채로 회전하게 된다. 이러한 공기유동은 측면에 설치된 압전센서(14)에 충돌하게 되는데, 이때 압전센서(14)에서 전기신호가 발생되고, 발생된 전기신호는 제어부(ECU;20)로 전달되고, 제어부(20)는 안티록 브레이크 시스 템의 동작 여부를 판단하게 된다.The operation of the wheel slip detection system using the above-described configuration of the
이러한 구성에 의해, 금속재질의 톤휠을 이용하여, 기존의 연자성 소결합금 재질의 톤휠에서 발생되던 파손 및 이물질에 의한 작동 이상을 방지할 수 있게 된다. 또한, 전량 수입에 의존하던 소결합금 재질 대신 쉽게 구할 수 있는 재질을 사용하고 가공프로세스가 줄어들어 원가절감에도 기여한다. With this configuration, it is possible to prevent damage and abnormal operation caused by foreign matters that have occurred in the existing soft magnetic sintered alloy tone wheel using a metal tone wheel. In addition, instead of the sintered alloy material, which relied on imports of the entire quantity, materials that are readily available are used, and the processing process is reduced, contributing to cost reduction.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 외부의 충격에 강한 금속재질의 톤휠을 이용함에 따라 톤휠의 파손으로 인한 오동작이 방지되어 휠의 슬립을 정확히 감지할 수 있게 된다. 또한, 휠의 회전시 톤휠 주위에 발생되는 공기유동을 이용하여 휠 슬립을 감지할 수 있다. 그리고, 전량 수입에 의존하던 소결합금 재질 대신 쉽게 구할 수 있는 재질을 사용하고 가공프로세스가 줄어들어 원가절감에도 기여한다. As described above, according to the present invention, by using a tone wheel made of a metal material resistant to external shock, malfunction due to damage of the tone wheel is prevented, so that slippage of the wheel can be accurately detected. In addition, wheel slip can be detected using air flow generated around the tone wheel when the wheel rotates. In addition, instead of the sintered alloy material, which relied on imports of the entire quantity, materials that are readily available are used, and the processing process is reduced, contributing to cost reduction.
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