KR101307799B1 - 소음발생장치를 구비한 차량의 제동시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소음발생장치를 구비한 제동시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 전기자동차나 하이브리드 자동차와 같이 소음이 작게 발생하는 차량의 제동시스템에 소음발생장치를 설치하여 보행자의 안전을 확보할 수 있는 소음발생장치를 구비한 차량의 제동시스템 및 그 제어방법을 제공함에 있다.
이를 위해 본 발명은 브레이크 로터, 브레이크 로터와 접속하여 마찰력을 발생시키는 브레이크 마찰재 및 운전자가 브레이크 페달을 밟으면, 브레이크 로터에 브레이크 마찰재를 접속시켜 차량을 제동시키는 캘리퍼를 포함하는 차량의 제동시스템에 있어서, 소음을 발생시키는 소음발생장치를 포함하고, 소음발생장치는 제동시스템과 통합된 형태로 설치되거나 독립된 형태로 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

소음발생장치를 구비한 차량의 제동시스템{BRAKE SYSTEM OF VEHICLE HAVING NOISE GENERATOR}
본 발명은 소음발생장치를 구비한 차량의 제동시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기자동차 또는 하이브리드 자동차와 같이 소음이 작게 발생하는 차량의 제동시스템에 관한 것이다.
지구가 온난화됨에 따라 환경오염 문제가 대두되고 있으며, 전 세계적으로 에너지 가격이 상승함에 따라 전기자동차 및 전기와 화석연료를 병행하여 사용하는 하이브리드(Hybrid) 자동차에 대한 관심이 증폭되고 있다.
또한, 전기자동차 및 하이브리드 자동차는 자동차 시장에서도 좋은 반응을 얻고 있다.
이 중에서 하이브리드 자동차의 경우에는, 저속 주행 시 엔진을 사용하지 않기 때문에 소음이 매우 작게 발생하며, 엔진을 사용하지 않는 전기자동차 역시 전 운전 영역에서 소음이 작게 발생한다.
이처럼, 전기자동차 및 하이브리드 자동차의 소음이 작게 발생하는 특성으로 인해 보행자들은 전기자동차 또는 하이브리드 자동차가 접근하는 것을 일반 차량에 비해 인지하기가 어렵기 때문에 안전에 위협을 받고 있으며, 특히, 맹인 보행자들에게는 더 치명적인 위험이 있다.
따라서, 본 발명의 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 전기자동차나 하이브리드 자동차와 같이 소음이 작게 발생하는 차량의 제동시스템에 소음발생장치를 설치하여 소음을 발생시킴으로써 보행자의 안전을 확보할 수 있는 소음발생장치를 구비한 차량의 제동시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 브레이크 로터, 브레이크 로터와 접속하여 마찰력을 발생시키는 브레이크 마찰재 및 운전자가 브레이크 페달을 밟으면, 브레이크 로터에 브레이크 마찰재를 접속시켜 차량을 제동시키는 캘리퍼를 포함하는 차량의 제동시스템에 있어서, 소음을 발생시키는 소음발생장치를 포함하고, 소음발생장치는 제동시스템과 통합된 형태로 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 소음발생장치는 소리신호를 생성하는 전자제어장치; 및 전자제어장치에서 생성된 소리신호를 이용하여 소리를 출력하는 스피커를 더 포함한다.
그리고, 소음발생장치는 브레이크 로터와 브레이크 마찰재가 접촉하는 범위 내에서 브레이크 마찰재를 왕복 운동하여 소음을 발생시킨다.
또, 소음발생장치가 구동되는 동안, 차륜에 유압이 전달되지 않도록 유압을 순환시키는 전자제어장치를 포함한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 브레이크 로터, 브레이크 로터와 접속하여 마찰력을 발생시키는 브레이크 마찰재 및 운전자가 브레이크 페달을 밟으면, 브레이크 로터에 브레이크 마찰재를 접속시켜 차량을 제동시키는 캘리퍼를 포함하는 차량의 제동시스템에 있어서, 소음을 발생시키는 소음발생장치를 포함하고, 소음발생장치는 제동시스템과 독립된 형태로 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 소음발생장치는 캘리퍼에 마련되고, 브레이크 로터에 접속하거나 떨어지도록 왕복 운동하는 마찰재와, 마찰재가 왕복 운동하도록 구동하는 엑츄에이터와, 마찰재와 엑츄에이터 사이에 설치되고, 탄성 운동하여 마찰재와 브레이크 로터 사이의 간격을 유지시키는 탄성부재를 포함한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량의 상태정보를 획득하고, 획득된 차량의 상태정보를 이용하여 목표소음수치 및 현재 소음수치를 검출하고, 목표소음수치와 현재 소음수치를 비교하고, 그 비교결과 목표소음수치가 현재 소음수치보다 높으면, 목표소음수치와 현재 소음수치의 차에 상응하는 소리를 발생시킨다.
상술한 바와 같이 본 발명의 소음발생장치를 구비한 차량의 제동시스템 및 그 제어방법에 따르면, 전기자동차나 하이브리드 자동차와 같이 소음이 작게 발생하는 차량의 제동장치에 소음발생장치를 설치하여 소음을 발생시킴으로써 보행자의 안전을 확보할 수 있는 장점이 있다.
즉, 제동시스템의 전자제어장치에 전자 음원 칩을 내장하거나 제동시스템에 소음발생장치를 장착하여 소음을 발생시킴으로써 보행자에게 자동차가 접근하는 것을 쉽게 인지할 수 있도록 한다.
또한, 소음발생장치를 제동시스템과 통합하거나 제동시스템을 이용하여 소음을 발생시킴으로써 부품의 수를 줄여 제조공정을 단순화하고, 제조비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 소음발생장치를 구비한 차량의 제동시스템의 제어 블록도로서, 도 1을 참조하면, 소음발생장치를 구비한 차량의 제동시스템(1)은 제동시스템(1)의 동작 여부(즉, 운전자가 브레이크 페달을 밟았는지의 여부)를 검출하기 위한 브레이크 작동 검출기(11), 전륜 휠의 휠 속도를 검출하는 전륜 휠 속도센서(12), 후륜 휠의 휠 속도를 검출하는 후륜 휠 속도센서(13), 횡가속도 계측값을 검출하는 횡가속도 센서(14), 엔진의 회전속도(RPM)를 검출하는 엔진센서(15), 전륜 모터(30)의 회전속도를 검출하는 전륜모터센서(16), 후륜 모터(40)의 회전속도를 검출하는 후륜모터센서(17), 각 검출기(11) 및 센서(12,13,14,15,16,17)로부터 검출되는 신호를 기초로 전륜 모터(30) 및 후륜 모터(40)의 제동을 제어하는 전자제어장치(20), 전륜 휠에 구동력 및 제동력을 인가하기 위한 전륜 모터(30), 후륜 휠에 구동력 및 제동력을 인가하기 위한 후륜 모터(40) 및 소리를 출력하는 스피커(50)를 포함한다.
전륜 휠 속도센서(12) 및 후륜 휠 속도센서(13)는 일예로 톱니 링(toothed ring) 및 마그네틱 센서(magnetic sensor)로 구현될 수 있다.
횡가속도 센서(14)는 횡가속도 계측값을 측정하는데, 측정된 횡가속도 계측값으로 차량의 코너링(Cornering) 제동여부를 판단할 수 있다.
전자제어장치(20)는 설정된 프로그램에 의해 동작하는 하나 이상의 마이크로 프로세서로 구현되어 차량의 제동시스템(1)의 전반적인 제어를 담당하는 마이컴으로서, 운전자가 브레이크 페달을 밟으면, 차량의 제동시스템(1)을 구동하여 제동력을 발생시킨다.
또한, 전자제어장치(20)는 전자제어장치(20)에 내장된 전자 음원 칩을 이용하여 소리신호를 생성하고, 생성된 소음신호를 스피커구동부(미도시)로 전달하여 스피커(50)에서 소리가 출력되도록 제어한다.
보다 구체적으로 설명하면, 전자제어장치(20)는 브레이크 작동 검출기(11)를 이용하여 운전자의 제동의지를 검출하고, 전륜 휠 속도센서(12) 및 후륜 휠 속도센서(13)를 이용하여 차량의 감속도를 검출하고, 엔진센서(15), 전륜모터센서(16) 및 후륜모터센서(17)를 이용하여 엔진의 회전속도, 전륜 모터(30)의 회전속도 및 후륜 모터(40)의 회전속도를 검출함으로써 차량의 현재 상태를 판단하기 위한 차량의 상태정보를 획득한다.
그리고, 전자제어장치(20)는 획득된 차량의 상태정보를 이용하여 요구되는 소음수준인 목표소음수치를 산정하고, 이와 동시에 소음측정센서(미도시)를 이용하여 현재 소음수치를 측정하거나 추정 알고리즘을 이용하여 현재 소음수치를 추정하는 것도 가능하다.
또한, 전자제어장치(20)는 목표소음수치와 현재 소음수치를 비교하여 그 비교결과, 목표소음수치가 현재 소음수치보다 높으면, 목표소음수치와 상기 현재 소음수치의 차이에 상응하는 소리신호를 생성하고, 생성된 소리신호를 스피커(50)를 통해 소리로 출력한다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 의한 차량의 제동시스템과 통합된 형태로 설치된 소음발생장치의 사시도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 차량의 제동시스템은 브레이크 로터(61), 브레이크 로터(61)와 접속하여 마찰력을 발생시키는 브레이크 마찰재(62) 및 운전자가 브레이크 페달을 밟으면, 브레이크 로터(61)에 브레이크 마찰재(62)를 접속시켜 차량을 제동시키는 캘리퍼(63)를 포함한다.
이때, 소음발생장치는 차량의 제동시스템과 통합된 형태로 설치되는데, 브레이크 로터(61)와 브레이크 마찰재(62)가 완전히 접촉하는 범위 내에서 브레이크 마찰재(62)를 왕복 운동시켜 브레이크 로터(61)와 접촉시키거나 떨어뜨림으로써 소음을 발생시킨다.
이와 같이, 차량의 제동시스템의 모터를 이용하여 소음을 발생시키는 경우, 전자제어장치는 소음의 발생을 위해 모터를 구동시키는 동안 차륜에 불필요한 유압이 전달되지 않도록 유압을 순환시킨다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 의한 차량의 제동시스템과 독립된 형태로 설치된 소음발생장치의 사시도로서, 도 3을 참조하면, 소음발생장치는 브레이크 로터(61), 브레이크 마찰재(62) 및 캘리퍼(63)로 이루어진 차량의 제동시스템과 독립 된 형태로 설치되는데, 이때 소음발생장치는 마찰재(71), 엑츄에이터(72) 및 탄성부재(73)로 구성된다.
마찰재(71)는 브레이크 마찰재(61)와 같은 재질로 이루어질 수 있으며, 왕복 운동하여 브레이크 로터(61)에 접속하거나 떨어지도록 구성됨으로써 소음을 발생시킨다.
엑츄에이터(72)는 마찰재(71)가 왕복 운동하도록 구동력을 제공해주는 역할을 수행한다.
탄성부재(73)는 마찰재(71)와 엑츄에이터(72) 사이에 설치되고, 탄성 운동하여 마찰재(71)와 브레이크 로터(61) 사이의 간격이 유지되도록 한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 소음발생장치를 구비한 차량의 제동시스템의 제어과정을 설명하기 위한 제어흐름도를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 차량의 상태정보를 획득한다(400).
이와 같이, 화석 연료 자동차의 작동 소음과 비슷한 수준의 소음을 발생시키기 위해서는 전기자동차나 하이브리드 자동차의 엔진, 모터 및 제동시스템의 정보를 파악하는 과정이 선행되어야 한다. 왜냐하면, 차량의 현재 상태를 파악하여 차량의 운전자는 물론 보행자가 이질감 없이 임의로 발생하는 소음을 받아들일 수 있게 하도록 함이다.
따라서, 차량의 제동시스템(1)에서는 엔진의 회전속도, 전륜 모터의 회전속도, 후륜 모터의 회전속도, 차량의 감속도나 운전자의 제동 의지와 같은 차량의 상태정보를 획득한다.
이를 기반으로 하여 전자제어장치(20)는 목표소음수치 및 현재 소음수치를 추정한다(410).
목표소음수치와 현재 소음수치를 추정한 후, 목표소음수치와 현재 소음수치를 비교(420)한 결과, 목표소음수치가 현재 소음수치보다 높으면, 목표소음수치와 현재 소음수치의 차에 상응하는 수치의 소리를 발생시킨다(430).
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 소음발생장치를 구비한 차량의 제동시스템의 제어 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 의한 차량의 제동시스템과 통합된 형태로 설치된 소음발생장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 의한 차량의 제동시스템과 독립된 형태로 설치된 소음발생장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 의한 소음발생장치를 구비한 차량의 제동시스템의 제어과정을 설명하기 위한 제어흐름도이다.
＊도면의 주요부분에 대한 부호 설명＊
1...차량의 제동시스템 20...전자제어장치
50...스피커 61...브레이크 로터
62...브레이크 마찰재 63...캘리퍼
71...마찰재 72...엑츄에이터
73...탄성부재

Claims (7)

  1. 브레이크 로터, 상기 브레이크 로터와 접속하여 마찰력을 발생시키는 브레이크 마찰재, 및 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 상기 브레이크 로터에 상기 브레이크 마찰재를 접속시켜 차량을 제동시키는 캘리퍼를 포함하는 차량의 제동시스템에 있어서,
    상기 캘리퍼에 마련되고 상기 브레이크 로터에 접속하거나 떨어지도록 왕복 운동하는 마찰재, 상기 마찰재가 왕복 운동하도록 구동하는 엑츄에이터, 상기 마찰재와 상기 엑츄에이터 사이에 설치되고 탄성 운동하여 상기 마찰재와 브레이크 로터 사이의 간격을 유지시키는 탄성부재를 포함하는 소음발생장치를 포함하고,
    상기 소음발생장치는 상기 브레이크 로터와 상기 브레이크 마찰재가 접촉하는 범위 내에서 상기 브레이크 마찰재를 왕복 운동하여 소음을 발생시키며, 상기 제동시스템과 통합된 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 소음발생장치를 구비한 차량의 제동시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 소음발생장치는,
    소리신호를 생성하는 전자제어장치; 및
    상기 전자제어장치에서 생성된 소리신호를 이용하여 소리를 출력하는 스피커를 포함하는 소음발생장치를 구비한 차량의 제동시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 소음발생장치가 구동되는 동안, 차륜에 유압이 전달되지 않도록 유압을 순환시키는 전자제어장치를 포함하는 소음발생장치를 구비한 차량의 제동시스템.
  5. 브레이크 로터, 상기 브레이크 로터와 접속하여 마찰력을 발생시키는 브레이크 마찰재, 및 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 상기 브레이크 로터에 상기 브레이크 마찰재를 접속시켜 차량을 제동시키는 캘리퍼를 포함하는 차량의 제동시스템에 있어서,
    상기 캘리퍼에 마련되고 상기 브레이크 로터에 접속하거나 떨어지도록 왕복 운동하는 마찰재, 상기 마찰재가 왕복 운동하도록 구동하는 엑츄에이터, 상기 마찰재와 상기 엑츄에이터 사이에 설치되고 탄성 운동하여 상기 마찰재와 브레이크 로터 사이의 간격을 유지시키는 탄성부재를 포함하는 소음발생장치를 포함하고,
    상기 소음발생장치는 상기 브레이크 로터와 상기 브레이크 마찰재가 접촉하는 범위 내에서 상기 브레이크 마찰재를 왕복 운동하여 소음을 발생시키며, 상기 제동시스템과 독립된 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 소음발생장치를 구비한 차량의 제동시스템.
  6. 삭제
  7. 브레이크 로터, 상기 브레이크 로터와 접속하여 마찰력을 발생시키는 브레이크 마찰재, 및 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 상기 브레이크 로터에 상기 브레이크 마찰재를 접속시켜 차량을 제동시키는 캘리퍼를 포함하고; 상기 캘리퍼에 마련되고 상기 브레이크 로터에 접속하거나 떨어지도록 왕복 운동하는 마찰재, 상기 마찰재가 왕복 운동하도록 구동하는 엑츄에이터, 상기 마찰재와 상기 엑츄에이터 사이에 설치되고 탄성 운동하여 상기 마찰재와 브레이크 로터 사이의 간격을 유지시키는 탄성부재를 포함하는 소음발생장치를 구비한 차량의 제동시스템의 제어방법에 있어서,
    차량의 상태정보를 획득하고,
    상기 획득된 차량의 상태정보를 이용하여 목표소음수치 및 상기 소음발생장치에 의해 발생하는 현재 소음수치를 검출하고,
    상기 목표소음수치와 상기 현재 소음수치를 비교하고,
    그 비교결과 상기 목표소음수치가 상기 현재 소음수치보다 높으면, 상기 목표소음수치와 상기 현재 소음수치의 차에 상응하는 소리를 발생시키는 소음발생장치를 구비한 차량의 제동시스템의 제어방법.
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