KR100867837B1 - Brake system using magnetic fluid for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자성유체를 이용한 차량의 브레이크 시스템에 관한 것으로, 특히 자성유체의 고체 및 액체 성질을 이용하여 차륜을 신속하고 안정되게 제동할 수 있도록 한 자성유체를 이용한 차량의 브레이크 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 차량의 브레이크 시스템은 차량을 감속 또는 정지시킴과 더불어 주차 상태를 유지하기 위해 사용되는 중요한 장치로서, 통상적으로 마찰력을 이용하여 차량의 운동에너지를 열에너지로 바꾸어, 그것을 대기 속으로 방출시켜 브레이크 작용을 하는 마찰식 브레이크를 주로 사용하고 있고, 브레이크 시스템의 조작기구는 로드나 와이어를 사용하는 기계식과 유압을 이용하는 유압식이 있다.In general, a brake system of a vehicle is an important device used to maintain a parking state while decelerating or stopping a vehicle. In general, a brake system converts a vehicle's kinetic energy into thermal energy using a friction force and releases it into the atmosphere to brake the vehicle. The friction brake is mainly used, and the brake system has a mechanical mechanism using a rod or wire and a hydraulic type using hydraulic pressure.
상기 유압식 브레이크에 있어서 마스터 실린더에서 오는 유압을 받아서 제동력을 발생하는 브레이크 본체는 구조상으로 드럼식 브레이크와 디스크식 브레이크로 나누어지는 바, 상기 드럼식 브레이크는 바퀴와 함께 회전하도록 장착된 드럼과, 이 드럼의 내주면에 밀착하여 마찰 제동력을 발생시키는 브레이크 슈우, 이 브레이크 슈우를 가압하는 휠 실린더, 상기 브레이크 슈우를 드럼으로부터 이격되게 하는 스프링장치 등을 구비하고서 상기 드럼의 내주면에 브레이크 슈우를 휠 실린더의 유압으로 밀착시켜 차륜을 제동하게 된다.In the hydraulic brake, a brake main body that generates a braking force by receiving hydraulic pressure from the master cylinder is structurally divided into a drum brake and a disk brake. Brake shoe which is in close contact with the brake shoe to generate the friction braking force, a wheel cylinder which presses the brake shoe, and a spring device which separates the brake shoe from the drum. The wheels will be braked.
상기 휘일 허브에 결합되어 휘일과 함께 회전하는 디스크와, 이 디스크의 일측 외주면을 감싸도록 차체에 고정되게 장착되는 캘리퍼, 상기 캘리퍼내에서 상기 디스크와 인접하게 배치되면서 디스크와 선택적으로 밀착되어 마찰 제동력을 발생시키는 제동 패드 및, 상기 제동 패드를 디스크 쪽으로 가압하기 위한 유압실린더 등으로 이루어져, 운전자가 브레이크 페달을 조작하면 그 조작력에 의해 생성되는 유압이 상기 유압실린더로 공급되어서 유압실린더내의 피스톤이 상기 패드를 디스크 쪽으로 밀어줌으로써, 제동 패드와 디스크사이의 마찰 제동력이 발생해서 회전하는 디스크와 차륜을 제동하게 되어 있다.A disk coupled to the wheel hub and rotating together with the wheel, a caliper fixedly mounted to the vehicle body so as to surround one outer peripheral surface of the disk, and being disposed adjacent to the disk in the caliper to be selectively in close contact with the disk to provide friction braking force. And a hydraulic cylinder for pressurizing the brake pad toward the disc, and when the driver operates the brake pedal, the hydraulic pressure generated by the operating force is supplied to the hydraulic cylinder, and the piston in the hydraulic cylinder opens the pad. By pushing toward the disk, friction braking force between the brake pad and the disk is generated to brake the rotating disk and the wheel.
한편 상기 브레이크 조작장치로서는 운전석에 회동가능하게 설치된 브레이크 페달과, 이 브레이크 페달의 답력을 증대시키는 브레이크 부우스터 및, 이 브레이크 부우스터로부터 증대된 답력을 공급받아 유압을 발생시키는 마스터실린더 등을 구비하고 있다.On the other hand, the brake operating device includes a brake pedal rotatably installed in the driver's seat, a brake booster for increasing the pedaling force of the brake pedal, a master cylinder for generating hydraulic pressure by receiving the increased pedaling force from the brake booster, and the like. have.
그런데 상기와 같은 종래의 유압식 브레이크 시스템은 부품수가 많아서 차량의 중량 및 원가를 상승시키고, 운전자에 의한 브레이크 페달의 답력으로 유압을 발생시켜 차륜을 제동함에 따라 응답성이 늦다고 하는 등의 결점이 있었다.However, the conventional hydraulic brake system as described above has a drawback in that the number of parts increases the weight and cost of the vehicle, and the responsiveness is slowed down as the wheels are braked by generating hydraulic pressure by the force of the brake pedal by the driver. .
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 자기장을 가하면 고 체 상태로 변환되는 자성유체의 성질을 이용하여 차륜을 안정되고 신속하게 제동할 수 있을 뿐만 아니라 별도의 주차 브레이크장치도 불필요 하고, 구조도 간단하여 차량의 중량 및 원가 절감을 도모할 수 있는 자성유체를 이용한 차량의 브레이크 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is possible to brake the wheel stably and quickly by using a magnetic fluid which is converted into a solid state when a magnetic field is applied, and a separate parking brake device is unnecessary. Therefore, the object of the present invention is to provide a brake system of a vehicle using a magnetic fluid, which is simple in structure and can reduce weight and cost of the vehicle.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 드럼 브레이크의 브레이크 슈우를 가압하는 피스톤을 갖춘 휠 실린더 혹은 디스크 브레이크의 디스크를 가압하는 피스톤을 갖춘 유압실린더, 상기 휠 실린더 혹은 유압실린더에 충진되어 자기장에 의해 고체화되는 자성유체, 이 자성유체에 자기장을 선택적으로 인가하는 전자석, 상기 휠 실린더 혹은 유압실린더에 자성유체를 공급하거나 드레인시키는 액츄에이터, 브레이크 페달의 조작을 감지하여 상기 전자석과 액츄에이터에 제어신호를 인가하거나 차단하는 전자제어유니트를 구비하고 있다.The present invention for achieving the above object, the wheel cylinder having a piston for pressing the brake shoe of the drum brake or the hydraulic cylinder having a piston for pressing the disk of the disk brake, the wheel cylinder or the hydraulic cylinder is filled in the magnetic field Magnetic fluid solidified by the magnetic fluid, an electromagnet for selectively applying a magnetic field to the magnetic fluid, an actuator for supplying or draining a magnetic fluid to the wheel cylinder or hydraulic cylinder, and sensing a manipulation of a brake pedal to apply a control signal to the electromagnet and the actuator It is equipped with an electronic control unit to shut off or shut off.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자성유체를 이용한 차량의 브레이크 시스템에 의하면, 운전자의 브레이크 페달의 조작에 따라 자성유체가 휠 실린더나 캘리퍼로 유입되어 브레이크 슈우나 피스톤을 밀어준 다음에 자성유체에 인가한 제어전류로 자성유체가 고체화되면서 제동에 필요한 유압이 형성됨에 따라 제동 응답성이 향상되고, 주차 브레이크 조작스위치의 조작만으로 차량의 주차 상태를 안정되게 유지할 수 있으므로 별도의 주차 브레이크 시스템이 불필요해져 차량의 중량 및 원가 절감을 도모할 수 있는 등의 효과가 있다.As described above, according to the brake system of the vehicle using the magnetic fluid according to the present invention, the magnetic fluid flows into the wheel cylinder or the caliper according to the operation of the driver's brake pedal to push the brake shoe or the piston and then apply the magnetic fluid to the magnetic fluid. As the magnetic fluid solidifies with one control current, the hydraulic pressure required for braking is formed, so the braking response is improved, and the parking state of the vehicle can be stably maintained only by operating the parking brake operation switch. It is possible to reduce the weight and cost of such an effect.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에는 본 발명에 따른 자성유체를 이용한 차량의 브레이크 시스템의 구성이 도시되어 있는 바, 즉 차체에 회동가능하게 설치되는 브레이크 페달(1)의 조작을 감지하는 압력센서(2)가 상기 브레이크 페달(1)에 설치되고, 이 압력센서(2)에 의해 감지된 브레이크 페달의 조작신호는 전자제어유니트(ECU)로 입력되게 상기 압력센서(2)가 전자제어유니트와 접속되어 있다.1 shows a configuration of a brake system of a vehicle using a magnetic fluid according to the present invention, that is, a
그리고 상기 전자제어유니트(ECU)의 입력단에는 운전자가 간단하게 조작하는 주차 브레이크 조작스위치(3)가 접속되어, 이 조작스위치(3)의 온 혹은 오프 상태를 상기 전자제어유니트가 인자하게 되어 있다.A parking brake operation switch 3 which is easily operated by a driver is connected to an input terminal of the electronic control unit ECU, and the electronic control unit prints an on or off state of the operation switch 3.
또한 차륜과 일체로 회전하도록 설치되는 드럼의 내주면과 밀착하여 마찰 제동력을 발생시키거나 혹은 이격되어 마찰 제동력을 소멸시키는 도시되지 않은 1쌍의 브레이크 슈우를 가압하도록 휠 실린더(4)가 구비되고, 이 휠 실린더(4)는 상기 브레이크 슈우와 각각 연결된 서로 대향하는 피스톤(4a)을 갖추고 있다.In addition, the wheel cylinder (4) is provided to press the pair of unshown brake shoes to be in close contact with the inner circumferential surface of the drum installed to rotate integrally with the wheel to generate a friction braking force or to be spaced apart to dissipate the friction braking force. The wheel cylinder 4 is provided with
상기 휠 실린더(4)의 내부에는 자성유체(5)가 충진되어 있고, 상기 휠 실린더(4)의 외부에는 상기 자성유체(5)에 자기장을 인가하거나 차단하는 전자석(6)이 구비되어 있으며, 상기 휠 실린더(4)의 내부로 자성유체를 펌핑하여 공급하거나 혹은 자성유체를 흡입하여 드레인시키는 유압펌프(7)가 상기 휠 실린더(4)와 연통하도록 연결되어 있다.A
상기 전자석(6)과 상기 유압펌프(7)는 상기 전자제어유니트의 제어에 따라 그 구동이 조절되도록 전자제어유니트(ECU)의 출력단에 접속되어 있다.The
이에 따라 도 2에 도시한 바와 같이 운전자가 상기 브레이크 페달(1)을 조작하면, 브레이크 페달의 조작압력을 상기 압력센서(2)가 감지해서 그 감지신호를 상기 전자제어유니트에 인가하고, 전자제어유니트는 압력센서에 의해 입력된 감지신호를 근거로 상기 액츄에이터의 구동 제어신호를 산출하게 된다. 액츄에이터의 구동 제어신호는 브레이크 페달의 조작 스트로크나 혹은 조작압력에 비례하도록 산출된다.Accordingly, as shown in FIG. 2, when the driver operates the
상기 전자제어유니트는 산출된 제어신호를 상기 액츄에이터에 인가하여 액츄에이터는 작동시키고, 액츄에이터의 작동에 따라 휠 실린더의 내부로 자성유체가 공급되며, 휠 실린더의 내부 압력은 공급된 자성유체에 의해 상승하여 휠 실린더의 좌우 양측 피스톤을 외측으로 밀어줌으로써, 브레이크 슈우가 회전하는 드럼에 밀착되게 된다.The electronic control unit applies the calculated control signal to the actuator to operate the actuator, the magnetic fluid is supplied into the wheel cylinder according to the operation of the actuator, the pressure inside the wheel cylinder is raised by the supplied magnetic fluid By pushing the left and right pistons of the wheel cylinder to the outside, the brake shoe is in close contact with the rotating drum.
상기와 같은 상태에서 전자제어유니트는 상기 전자석에 제어전류를 인가하고, 전자석은 제어전류의 인가에 따라 자기장을 형성하여 휠 실린더 내부에 충진되어 있는 자성유체를 고체화시킨다. 이와 같이 자성유체가 고체화되면 브레이크 슈우를 한층 더 가압하여 브레이크 슈우와 브레이크 드럼사이에 마찰 제동력이 발생되게 한다. 이 마찰 제동력은 브레이크 페달의 조작 스트로크나 조작 압력에 상응해서 비례적으로 형성되게 된다.In such a state, the electronic control unit applies a control current to the electromagnet, and the electromagnet solidifies the magnetic fluid filled in the wheel cylinder by forming a magnetic field in response to the application of the control current. As such, when the magnetic fluid solidifies, the brake shoe is further pressed to generate a friction braking force between the brake shoe and the brake drum. This friction braking force is proportional to the operating stroke or operating pressure of the brake pedal.
한편 운전자가 다시 브레이크 페달을 해방시키면, 상기 전자제어유니트가 이를 압력센서를 매개로 감지하여 먼저 전자석에 인가한 제어전류를 차단하고, 이에 따라 전자석에서 더 이상 자기장이 형성되지 않으므로 자성유체는 원래의 액체 상태로 복귀한다.On the other hand, when the driver releases the brake pedal again, the electronic control unit detects this by the pressure sensor and blocks the control current applied to the electromagnet first, so that the magnetic field is no longer formed in the electromagnet. Return to the liquid state.
그리고 상기 유압펌프에 제어신호를 인가하여 유압펌프에 의해 공급된 자성유체를 휠 실린더의 외부로 흡입하여 드레인시키면, 도 1의 작동 이전의 상태로 복귀되게 된다.In addition, when the magnetic fluid supplied by the hydraulic pump is sucked and drained to the outside of the wheel cylinder by applying a control signal to the hydraulic pump, it is returned to the state before the operation of FIG. 1.
한편 운전자가 브레이크 페달을 해방시킬 때에 전자제어유니트는 주차 브레이크 조작스위치(3)의 조작유무를 감지하게 되는 데, 브레이크 페달이 해방되어도 조작스위치(3)가 온 상태이면 전자제어유니트는 전자석에 계속해서 제어전류를 인가한 상태를 유지하게 되고, 차륜의 제동 상태는 계속해서 안정되게 유지된다.On the other hand, when the driver releases the brake pedal, the electronic control unit detects whether the parking brake operation switch 3 is operated. If the operation switch 3 is on even when the brake pedal is released, the electronic control unit continues to the electromagnet. Thus, the state in which the control current is applied is maintained, and the braking state of the wheel continues to be stably maintained.
따라서 운전자가 차량을 주차시키고자 할 경우에 브레이크 페달을 밟은 상태에서 조작스위치를 단지 온으로 조작하면 차륜의 제동 상태가 그대로 유지되므로, 별도의 주차 브레이크 시스템이 불필요하게 된다.Therefore, when the driver wants to park the vehicle, if the operation switch is simply turned on while the user presses the brake pedal, the braking state of the wheel is maintained as it is, so that a separate parking brake system is unnecessary.
한편 도 3과 도 4에는 차량이 디스크 브레이크를 사용하는 경우의 실시예를 도시한 것인 바, 즉 디스크 브레이크에서는 상기 휠 실린더(4)와 그 피스톤(4a)을 사용하는 대신에 캘리퍼 하우징에 형성된 유압실린더(14)와 이 유압실린더(14)에 전후로 이동가능하게 설치되는 피스톤(14a)을 사용하고, 나머지 구성은 동일하다.3 and 4 show an embodiment in which the vehicle uses a disc brake, that is, the disc brake is formed in the caliper housing instead of using the wheel cylinder 4 and its
그리고 상기 피스톤(14a)은 자성유체에 의해 가압되어 패드(8)를 디스크 쪽으로 밀어서 패드(8)와 디스크 사이에 마찰 제동력을 발생시키게 된다.The
도 1은 본 발명에 따른 자성유체를 이용한 차량의 브레이크 시스템의 구성도,1 is a block diagram of a brake system of a vehicle using a magnetic fluid according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 자성유체를 이용한 차량의 브레이크 시스템의 작동 설명도,2 is an operation explanatory diagram of a brake system of a vehicle using a magnetic fluid according to the present invention;
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자성유체를 이용한 차량의 브레이크 시스템의 구성도,3 is a configuration diagram of a brake system of a vehicle using a magnetic fluid according to another embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자성유체를 이용한 차량의 브레이크 시스템의 작동 설명도이다.4 is an explanatory view of the operation of the brake system of the vehicle using the magnetic fluid according to another embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
1-브레이크 페달 2-압력센서1-Brake Pedal 2-Pressure Sensor
3-주차 브레이크 조작스위치 4-휠 실린더3-parking brake operation switch 4-wheel cylinder
5-자성유체 6-전자석5-magnetic fluid 6-electromagnet
7-액츄에이터 8-패드7-actuator 8-pad
14-유압실린더14-hydraulic cylinder
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070085025A KR100867837B1 (en) | 2007-08-23 | 2007-08-23 | Brake system using magnetic fluid for vehicle |
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KR1020070085025A KR100867837B1 (en) | 2007-08-23 | 2007-08-23 | Brake system using magnetic fluid for vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=40283946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020070085025A KR100867837B1 (en) | 2007-08-23 | 2007-08-23 | Brake system using magnetic fluid for vehicle |
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KR (1) | KR100867837B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100535143B1 (en) * | 2004-06-03 | 2005-12-07 | 현대자동차주식회사 | Disc cooling system using magnetic refrigeration effect |
KR20060053713A (en) * | 2004-11-17 | 2006-05-22 | 현대모비스 주식회사 | Safety system for opening-closing door of vehicle |
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2007
- 2007-08-23 KR KR1020070085025A patent/KR100867837B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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