KR102496696B1 - System and method for sensing abrasion of brake drum - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마모에 따른 주파수 변화를 감지하여 차량의 드럼 브레이크의 브레이크 드럼의 마모를 감지하는 브레이크 라이닝의 마모 감지 시스템 및 방법에 관한 것에 관한 것이다.
본 발명에 따른 브레이크 라이닝의 마모 감지 시스템은, 드럼 브레이크(10)의 내부에 장착되어 상기 드럼 브레이크(10)의 드럼(11)에서 발생되는 음압을 감지하는 마이크로폰(21)과, 상기 마이크로폰(21)에서 감지한 음압을 신호처리하여 1차 주파수 피크와 2차 주파수 피크가 도출시키는 데이터 처리부(22)와, 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 정상범위로부터 벗어나면, 상기 드럼(11)이 마모된 것으로 판단하는 마모 분석부(23)를 포함하고, 브레이크 라이닝의 마모 감지 방법은, 드럼 브레이크(10)에서 드럼(11)의 내부에 설치된 마이크로폰(21)을 통하여, 상기 드럼(11)에서 발생되는 음압을 측정하는 데이터 취득단계(S110)와, 상기 마이크로폰(21)에서 측정한 데이터를 1차 주파수 피크와 2차 주파수 피크가 도출되도록 변환하는 데이터 변환단계(S120)와, 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 미리 정해진 범위 이내에 존재하는지를 판단하여, 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 미리 정해진 범위 이내에 존재하지 않으면 상기 드럼(11)이 마모된 것으로 판단하는 마모 판단단계(S140)를 포함한다.The present invention relates to a brake lining wear detection system and method for detecting wear of a brake drum of a drum brake of a vehicle by sensing a change in frequency according to wear.
A system for detecting wear of a brake lining according to the present invention includes a microphone 21 mounted inside a drum brake 10 to detect sound pressure generated from the drum 11 of the drum brake 10, and the microphone 21 ) signal processing the sound pressure detected by the data processor 22 to derive the first frequency peak and the second frequency peak, and when the first frequency peak and the second frequency peak are out of the normal range, the drum 11 ) includes a wear analysis unit 23 that determines that the wear is worn, and the wear detection method of the brake lining is, in the drum brake 10, through the microphone 21 installed inside the drum 11, the drum 11 A data acquisition step (S110) of measuring the sound pressure generated in ), a data conversion step (S120) of converting the data measured by the microphone 21 to derive a primary frequency peak and a secondary frequency peak (S120), It is determined whether the primary frequency peak and the secondary frequency peak exist within a predetermined range, and if the primary frequency peak and the secondary frequency peak do not exist within a predetermined range, it is determined that the drum 11 is worn out. A judgment step (S140) is included.

Figure R1020160171577
Figure R1020160171577

Description

브레이크 드럼의 마모 감지 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR SENSING ABRASION OF BRAKE DRUM}Brake drum wear detection system and method {SYSTEM AND METHOD FOR SENSING ABRASION OF BRAKE DRUM}

본 발명은 마모에 따른 주파수 변화를 감지하여 차량의 드럼 브레이크의 브레이크 드럼의 마모를 감지하는 브레이크 라이닝의 마모 감지 시스템 및 방법에 관한 것에 관한 것이다.The present invention relates to a brake lining wear detection system and method for detecting wear of a brake drum of a drum brake of a vehicle by sensing a change in frequency according to wear.

차량의 제동을 위한 브레이크는 다양한 방식으로 제공되고 있다.Brakes for braking of vehicles are provided in various ways.

예컨대, 상용차에는 도 1과 같은 구조를 갖는 드럼 방식의 브레이크가 적용되고 있다.For example, a drum type brake having a structure as shown in FIG. 1 is applied to a commercial vehicle.

상기 드럼 브레이크(10)는 드럼(11)과, 상기 드럼(11)의 내부에 상기 드럼(11)의 내측면에 밀착되도록 벌어지도록 장착되는 브레이크 슈(12)와, 상기 브레이크 슈(12)의 외측에 부착되어 상기 드럼(11)에 접촉하는 라이닝(13)과, 상기 브레이크 슈(12)를 작동시키는 액츄에이터(14) 및 상기 브레이크 슈(12)를 복원시키는 리턴 스프링 등을 포함한다.The drum brake 10 includes a drum 11, a brake shoe 12 mounted inside the drum 11 so as to be in close contact with the inner surface of the drum 11, and a brake shoe 12 It includes a lining 13 that is attached to the outside and contacts the drum 11, an actuator 14 that operates the brake shoe 12, and a return spring that restores the brake shoe 12.

운전자가 브레이크 페달을 조작하면, 상기 액츄에이터(14)가 작동하여 상기 브레이크 슈(12)를 상기 드럼(11)의 내측면으로 밀착시키면, 상기 드럼(11)과 상기 라이닝(13)의 마찰에 의해 차륜을 정지시킨다.When the driver operates the brake pedal, the actuator 14 operates to bring the brake shoe 12 into close contact with the inner surface of the drum 11, friction between the drum 11 and the lining 13 stop the wheel

상기 드럼(11)과 상기 라이닝(13)은 제동이 반복됨에 따라 마모가 발생하고, 일정량 이상으로 마모가 진행되면, 교체하여 사용해야 한다.The drum 11 and the lining 13 wear out as braking is repeated, and when wear progresses beyond a certain amount, they must be replaced.

상기 라이닝(13)은 상기 드럼(11)에 비하여 자주 교체되는 부품이고, 일정 수준 이상으로 마모되면, 베어메탈 부위의 점접촉으로 인한 이음 등으로 운전자가 쉽게 교환 필요 유무를 확인할 수 있다.The lining 13 is a part that is frequently replaced compared to the drum 11, and when worn to a certain level or more, a driver can easily check whether or not it needs to be replaced due to a noise caused by point contact of the bare metal part.

그러나, 상기 드럼(11)은 폐쇄적인 구조를 갖기 때문에, 그 마모량을 쉽게 인지하기 어렵고, 상기 드럼(11)의 마모에 의해 상기 드럼(11) 두께의 감소로 인하여 열용량도 감소를 유발한다. 상기 드럼(11)의 열용량이 감소하면, 각종 열적 내구문제, 즉 상기 드럼(11)의 크랙이나 파손, 마찰면에 크랙이 발생하여, 충분한 제동성능을 발휘하지 못하게 된다. 또한, 상기 드럼(11)의 과도한 온도상으로 타이어의 펑쳐를 유발하여 대형사고를 유발할 수 있는 문제점이 있다.However, since the drum 11 has a closed structure, it is difficult to easily recognize the amount of wear, and the wear of the drum 11 causes a decrease in the thickness of the drum 11, resulting in a decrease in heat capacity. If the thermal capacity of the drum 11 is reduced, various thermal durability problems, that is, cracks or breakage of the drum 11, and cracks on the friction surface occur, preventing sufficient braking performance. In addition, there is a problem in that excessive temperature of the drum 11 may cause a tire puncture, which may cause a major accident.

한편, 하기의 선행기술문헌에는 '브레이크　패드의　마모　자동　감지　시스템'에 관한 기술이 개시되어 있다.On the other hand, in the prior art documents below, a technology related to 'abrasion', 'automatic', and 'sensing' of brake pads is disclosed.

KR 10-2007-0011960 AKR 10-2007-0011960 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 드럼식 브레이크에서 마모에 따른 주파수의 변화를 감지하여 드럼의 마모를 감지할 수 있는 브레이크 드럼의 마모 감지 시스템 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention was invented to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a system and method for detecting wear of a brake drum capable of detecting wear of a drum by detecting a change in frequency according to wear in a drum type brake.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 브레이크 드럼의 마모 감지 시스템은, 드럼 브레이크의 내부에 장착되어 상기 드럼 브레이크의 드럼에서 발생되는 음압을 감지하는 마이크로폰과, 상기 마이크로폰에서 감지한 음압을 신호처리하여 1차 주파수 피크와 2차 주파수 피크가 도출시키는 데이터 처리부와, 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 정상범위로부터 벗어나면, 상기 드럼이 마모된 것으로 판단하는 마모 분석부를 포함한다.In order to achieve the above object, a system for detecting wear of a brake drum according to the present invention includes a microphone mounted inside a drum brake to detect sound pressure generated from a drum of the drum brake, and a sound pressure detected by the microphone as a signal. and a data processing unit that processes and derives a primary frequency peak and a secondary frequency peak, and a wear analysis unit that determines that the drum is worn when the primary frequency peak and the secondary frequency peak are out of normal ranges.

상기 마모 분석부는 정해진 기간동안 상기 1차 주파수 피크의 평균값과 2차 주파수 피크의 평균값이 각각 정해진 범위를 벗어나면 상기 드럼이 마모된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.The wear analyzer may determine that the drum is worn when an average value of the primary frequency peak and an average value of the secondary frequency peak are out of a predetermined range during a predetermined period.

상기 데이터 처리부는, 상기 마이크로폰으로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환하는 AD 컨버터와, 상기 AD 컨버터로부터 출력되는 디지털 신호를 고속 푸리에 변환하여, 상기 마모 분석부로 출력하는 데이터 변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The data processing unit comprises an AD converter for converting an analog signal input from the microphone into a digital signal, and a data converter for performing a fast Fourier transform on the digital signal output from the AD converter and outputting it to the wear analysis unit. do.

상기 마모 분석부가 상기 드럼의 마모가 정해진 범위 이상으로 진행되면, 상기 브레이크 드럼의 마모를 운전자가 인지할 수 있도록 하는 마모 알람부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The wear analyzer may further include a wear alarm unit allowing a driver to recognize wear of the brake drum when wear of the drum progresses beyond a predetermined range.

상기 마이크로폰은 상기 드럼의 내부에서 상기 브레이크 슈를 확장시키는 액츄에이터와 상기 드럼 사이에 설치되는 것을 특징으로 한다.The microphone is characterized in that it is installed between the drum and an actuator that extends the brake shoe inside the drum.

한편, 본 발명에 따른 브레이크 드럼의 마모 감지 방법은, 드럼 브레이크에서 드럼의 내부에 설치된 마이크로폰을 통하여, 상기 드럼에서 발생되는 음압을 측정하는 데이터 취득단계와, 상기 마이크로폰에서 측정한 데이터를 1차 주파수 피크와 2차 주파수 피크가 도출되도록 변환하는 데이터 변환단계와, 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 미리 정해진 범위 이내에 존재하는지를 판단하여, 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 미리 정해진 범위 이내에 존재하지 않으면 상기 드럼이 마모된 것으로 판단하는 마모 판단단계를 포함한다.On the other hand, a method for detecting wear of a brake drum according to the present invention includes a data acquisition step of measuring sound pressure generated in the drum through a microphone installed inside the drum in a drum brake, and converting the data measured by the microphone into a primary frequency A data conversion step of converting data so that a peak and a secondary frequency peak are derived; determining whether the primary frequency peak and the secondary frequency peak exist within a predetermined range; and determining whether the primary frequency peak and the secondary frequency peak exist in advance. and a wear determination step of determining that the drum is worn when it does not exist within a predetermined range.

상기 데이터 변환단계와 상기 마모 판단단계 사이에는 정해진 기간동안 상기 1차 주파수 피크의 평균값과 상기 2차 주파수 피크의 평균값이 정해진 범위 이내에 존재하는지를 추적하는 주파수 추적단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Between the data conversion step and the wear determination step, a frequency tracking step of tracking whether or not an average value of the primary frequency peak and an average value of the secondary frequency peak exist within a predetermined range for a predetermined period is characterized in that it further comprises.

상기 마모 판단단계에서 상기 드럼이 정해진 범위 이상으로 마모된 것으로 판단되면, 상기 드럼의 마모를 운전자가 인지하도록 하는 마모 알람단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.When it is determined that the drum is worn beyond a predetermined range in the wear determination step, it is characterized in that it further comprises a wear alarm step for allowing a driver to recognize the wear of the drum.

상기 데이터 변환단계는, 상기 마이크로폰에서 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환하고, 이를 고속 푸리에 처리하여 1차 주파수 피크와 2차 주파수 피크를 도출하는 것을 특징으로 한다.In the data conversion step, the analog signal output from the microphone is converted into a digital signal, and fast Fourier processing is performed to derive a first frequency peak and a second frequency peak.

상기 마모 판단단계에서 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 정해진 범위의 하한보다 낮은 것으로 판단되면, 상기 드럼이 마모된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In the wear determination step, when it is determined that the first frequency peak and the second frequency peak are lower than a lower limit of a predetermined range, it is characterized in that it is determined that the drum is worn.

상기 마모 판단단계에서 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 정해진 범위 이내에 존재하는 것으로 판단하면, 상기 데이터 취득 단계로 리턴되는 것을 특징으로 한다.When it is determined in the wear determination step that the primary frequency peak and the secondary frequency peak exist within a predetermined range, the data acquisition step is returned.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 브레이크 드럼의 마모 감지 시스템 및 방법에 따르면, 드럼의 마모에 따라 상기 드럼으로부터 발생되는 주파수를 분석하여, 그 범위가 미리 정해진 범위를 벗어나게 되면, 상기 브레이크 드럼의 마모가 정해진 수준 이상으로 진행된 것으로 감지함으로써, 운전자가 육안으로 폐쇄적인 드럼의 내부를 확인하지 않아도 상기 드럼의 마모 정도를 용이하게 파악할 수 있다.According to the wear detection system and method of the brake drum of the present invention having the above configuration, the frequency generated from the drum is analyzed according to the wear of the drum, and when the range is out of a predetermined range, the wear of the brake drum By detecting that has progressed beyond a predetermined level, the driver can easily determine the degree of wear of the drum without visually checking the inside of the closed drum.

또한, 상기 드럼의 마모 정도를 미리 파악할 수 있기 때문에, 상기 드럼의 마모로 인하여 제동성능이 저하되거나, 타이어의 펑쳐가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.In addition, since the degree of wear of the drum can be determined in advance, deterioration of braking performance or occurrence of a tire puncture due to wear of the drum can be prevented in advance.

도 1은 종래기술에 따른 드럼식 브레이크의 구조를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 브레이크 드럼의 마모 감지 시스템에 적용되는 드럼식 브레이크의 구조를 도시한 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 브레이크 드럼의 마모 감지 시스템을 도시한 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 브레이크 드럼의 마모 감지 방법을 도시한 순서도.
도 5는 드럼의 마모 정동에 따른 주파수 분포를 도시한 그래프.1 is a plan view showing the structure of a drum type brake according to the prior art.
Figure 2 is a plan view showing the structure of a drum type brake applied to the brake drum wear detection system according to the present invention.
3 is a block diagram showing a brake drum wear detection system according to the present invention;
4 is a flowchart illustrating a method for detecting wear of a brake drum according to the present invention.
Figure 5 is a graph showing the frequency distribution according to the wear behavior of the drum.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 브레이크 드럼의 마모 감지 시스템 및 방법에 대하여 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a system and method for detecting wear of a brake drum according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에는 본 발명에 따른 브레이크 드럼의 마모 감지 시스템이 적용되는 드럼 브레이크(10)의 구조가 도시되어 있다.2 shows the structure of a drum brake 10 to which the brake drum wear detection system according to the present invention is applied.

상기 드럼 브레이크(10)는, 드럼(11)과, 상기 드럼(11)의 내부에 상기 드럼(11)의 내측면에 접촉하는 방향으로 가동가능하게 설치되는 브레이크 슈(12)와, 상기 브레이크 슈(12)의 외측면에 설치되어 상기 드럼(11)과 접촉되는 라이닝(13)과, 상기 브레이크 슈(12)를 상기 드럼(11)쪽으로 작동시키는 액츄에이터(14)와, 상기 브레이크 슈(12)를 복원시키는 리턴 스프링을 포함한다.The drum brake 10 includes a drum 11, a brake shoe 12 movably installed inside the drum 11 in a direction in contact with the inner surface of the drum 11, and the brake shoe The lining 13 installed on the outer surface of the drum 11 and in contact with the drum 11, the actuator 14 for operating the brake shoe 12 toward the drum 11, and the brake shoe 12 It includes a return spring that restores the

본 발명에 따른 브레이크 드럼의 마모 감지 시스템은 상기 드럼(11)의 내부에서 발생하는 음압을 감지하고, 이를 분석함으로써 상기 드럼(11)의 마모를 감지한다.The wear detection system of the brake drum according to the present invention detects the wear of the drum 11 by detecting and analyzing the sound pressure generated inside the drum 11 .

이를 위해, 본 발명에 따른 브레이크 드럼의 마모 감지 시스템은, 드럼 브레이크(10)의 내부에 장착되어 상기 드럼 브레이크(10)의 드럼(11)에서 발생되는 음압을 감지하는 마이크로폰(21)과, 상기 마이크로폰(21)에서 감지한 음압을 신호처리하여 1차 주파수 피크와 2차 주파수 피크가 도출시키는 데이터 처리부(22)와, 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 정상범위로부터 벗어나면, 상기 드럼(11)이 마모된 것으로 판단하는 마모 분석부(23)과, 상기 브레이크 드럼(11)의 마모를 운전자가 인지할 수 있도록 하는 마모 알람부(24)를 포함한다.To this end, the brake drum wear detection system according to the present invention includes a microphone 21 mounted inside the drum brake 10 to detect sound pressure generated from the drum 11 of the drum brake 10, A data processing unit 22 for signal processing the sound pressure detected by the microphone 21 to derive a primary frequency peak and a secondary frequency peak, and when the primary frequency peak and the secondary frequency peak deviate from the normal range, the It includes a wear analysis unit 23 that determines that the drum 11 is worn, and a wear alarm unit 24 that allows a driver to recognize wear of the brake drum 11.

마이크로폰(21)는 상기 드럼(11)의 내부에 설치되고, 상기 드럼(11)에서 발생하는 음압을 감지하여, 이를 출력한다. The microphone 21 is installed inside the drum 11, detects sound pressure generated from the drum 11, and outputs it.

상기 마이크로폰(21)은 폐쇄적인 구조를 갖는 상기 드럼(11)에서, 외부의 잡음을 최대한 차단하기 위해서 상기 드럼(11)의 내부에 설치되는 것이 바람직하다.The microphone 21 is preferably installed inside the drum 11 to block external noise as much as possible in the drum 11 having a closed structure.

또한, 마이크로폰(21)은 비구동 부품인 액츄에이터(14)에 인접하게 설치되면서, 상기 드럼(11)의 표면에 최대한 가깝게 설치되도록 하여, 상기 드럼(11)의 표면이 떨림으로 인해 발생되는 음압을 최대한 민감하게 감지할 수 있도록 한다. 따라서, 상기 마이크로폰(21)은 상기 드럼(11)과 상기 액츄에이터(14) 사이에 설치된다.In addition, the microphone 21 is installed adjacent to the actuator 14, which is a non-driving part, so that it is installed as close to the surface of the drum 11 as possible, so that the sound pressure generated by vibration of the surface of the drum 11 is reduced. Make it as sensitive as possible. Therefore, the microphone 21 is installed between the drum 11 and the actuator 14 .

데이터 처리부(22)는 상기 마이크로폰(21)에서 감지한 음압을 신호처리하여 1차 주파수 피크와 2차 주파수 피크가 도출되도록 한다.The data processor 22 signals the sound pressure detected by the microphone 21 to derive a first frequency peak and a second frequency peak.

이를 위해 상기 데이터 처리부(22)는 상기 마이크로폰(21)으로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환하는 AD 컨버터(22a)와, 상기 AD 컨버터(22a)로부터 출력되는 디지털 신호를 고속 푸리에 처리하여, 상기 마모 분석부(23)로 출력하는 데이터 변환부(22b)를 포함한다.To this end, the data processing unit 22 processes the digital signal output from the AD converter 22a and the AD converter 22a to convert the analog signal input from the microphone 21 into a digital signal, It includes a data conversion unit (22b) output to the wear analysis unit (23).

상기 AD 컨버터(22a)는 상기 마이크로폰(21)으로부터 출력되는 아날로그 신호를 데이터 처리를 위하여 디지털 신호로 변환시킨다.The AD converter 22a converts the analog signal output from the microphone 21 into a digital signal for data processing.

데이터 변환부(22b)는 상기 AD 컨버터(22a)로부터 출력되는 디지털 신호를 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform)하여 주파수 도메인으로 변환한다. 상기 데이터 변환부(22b)에서 디지털 신호로 변환된 상기 드럼(11)의 음압신호를 고속 푸리에 변환을 하면, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같은 그래프를 얻을 수 있다. 즉, 상기 고속 푸리에 변환을 거쳐, 1차 주파수 피크와 2차 주파수 피크가 도출된다.The data conversion unit 22b converts the digital signal output from the AD converter 22a into a frequency domain by performing a fast Fourier transform. When the sound pressure signal of the drum 11 converted into a digital signal by the data converter 22b is subjected to fast Fourier transform, a graph as shown in FIG. 6(a) can be obtained. That is, through the fast Fourier transform, a first frequency peak and a second frequency peak are derived.

마모 분석부(23)는 상기 데이터 변환부(22b)에서 출력되는 선도에서 1차 주파수 피크와 2차 주파수 피크의 위치가 정해진 범위 이내에 존재하는지를 판단하여, 상기 드럼(11)의 마모여부를 감지한다. 상기 마모 분석부(23)는 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크의 위치가 정상범위 이내인지 여부를 이용하여 상기 드럼(11)의 마모를 감지한다. 상기 드럼(11)은 마모가 진행될수록 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크는 좌측으로 이동하게 되므로, 이를 이용하여 상기 드럼(11)의 마모를 판단한다. The wear analysis unit 23 detects whether the drum 11 is worn by determining whether the positions of the primary frequency peak and the secondary frequency peak exist within a predetermined range in the graph output from the data conversion unit 22b. . The wear analysis unit 23 detects the wear of the drum 11 by using whether the positions of the primary frequency peak and the secondary frequency peak are within a normal range. As wear of the drum 11 progresses, the primary frequency peak and the secondary frequency peak move to the left, and thus the wear of the drum 11 is determined using this.

특히, 상기 마모 분석부(23)는 정해진 기간동안 상기 1차 주파수 피크의 평균값과 2차 주파수 피크의 평균값이 각각 정해진 범위을 벗어나면 상기 드럼(11)이 마모된 것으로 판단하도록 한다. 예컨대, 일주일 동안 상기 드럼(11)에서 발생한 사운드 이벤트를 카운트하면서, 상기 주파수의 평균을 내어, 상기 1차 주파수 피크의 평균값과 2차 주파수 피크의 평균값을 구하고, 각각의 평균값이 정해진 범위이내에 위치하는지를 이용하여 상기 드럼(11)의 마모를 판단한다. 상기 드럼(11)이 마모가 발생하지 않았다면, 도 6의 (a)와 같이, 1차 주파수 피크와 2차 주파수 피크가 정상범위 이내에 위치하지만, 마모가 발생할수록 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크는 낮은 쪽으로 이동하게 된다. 상기 드럼(11)가 교체시기에 도달하면, 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크는 정상범위의 하한에 위치하게 되고, 상기 드럼(11)의 마모가 과도하게 진행되면, 도 6의 (c)와 같이, 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 정상범위의 하한 보다 낮게 위치하게 된다.In particular, the wear analysis unit 23 determines that the drum 11 is worn when the average value of the primary frequency peak and the average value of the secondary frequency peak are out of a predetermined range for a predetermined period. For example, while counting the sound events generated in the drum 11 for a week, the average of the frequencies is obtained, the average value of the primary frequency peak and the average value of the secondary frequency peak are calculated, and each average value is within a predetermined range. It is used to determine the wear of the drum 11. If the drum 11 is not worn, the first frequency peak and the second frequency peak are located within the normal range as shown in (a) of FIG. The frequency peak is shifted to the lower side. When the drum 11 reaches the replacement time, the primary frequency peak and the secondary frequency peak are located at the lower limit of the normal range, and when the drum 11 is excessively worn, FIG. 6 ( As in c), the first frequency peak and the second frequency peak are positioned lower than the lower limit of the normal range.

마모 알람부(24)는 상기 마모 분석부(23)에서 상기 드럼(11)이 마모된 것으로 판단하면, 이를 운전자가 인지할 수 있도록 알람한다. 상기 마모 알람부(24)는 차량 실내에 별도로 설치되는 경고등, 또는 클러스터에 메시지나 경고등의 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기 차량의 내부에 설치되는 스피커로 구현될 수도 있다.When the wear analysis unit 23 determines that the drum 11 is worn, the wear alarm unit 24 gives an alarm so that the driver can recognize it. The wear alarm unit 24 may be implemented in the form of a warning light separately installed inside the vehicle or a message or warning light in a cluster. Also, it may be implemented as a speaker installed inside the vehicle.

한편, 도 5에는 브레이크 드럼의 마모 감지 방법이 도시되어 있다.Meanwhile, a method for detecting wear of a brake drum is shown in FIG. 5 .

본 발명에 따른 브레이크 드럼의 마모 감지 방법은, 드럼 브레이크(10)에서 드럼(11)의 내부에 설치된 마이크로폰(21)을 통하여, 상기 드럼(11)에서 발생되는 음압을 측정하는 데이터 취득단계(S110)와, 상기 마이크로폰(21)에서 측정한 데이터를 1차 주파수 피크와 2차 주파수 피크가 도출되도록 변환하는 데이터 변환단계(S120)와, 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 미리 정해진 범위 이내에 존재하는지를 판단하여, 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 미리 정해진 범위 이내에 존재하지 않으면 상기 드럼(11)이 마모된 것으로 판단하는 마모 판단단계(S140)를 포함한다.A method for detecting wear of a brake drum according to the present invention includes a data acquisition step of measuring the sound pressure generated in the drum 11 through the microphone 21 installed inside the drum 11 in the drum brake 10 (S110). ), and a data conversion step (S120) of converting the data measured by the microphone 21 so that a primary frequency peak and a secondary frequency peak are derived, and the primary frequency peak and the secondary frequency peak are within a predetermined range. and a wear determination step (S140) of determining whether the drum 11 is worn out when the primary frequency peak and the secondary frequency peak do not exist within a predetermined range by determining whether the drum 11 is present within a predetermined range.

데이터 취득단계(S110)는 상기 드럼(11)의 내부에 설치된 마이크로폰(21)을 통하여 상기 드럼(11)에서 발생한 음압을 측정하여, 이를 아날로그 신호 형태로 취득한다.In the data acquisition step (S110), the sound pressure generated from the drum 11 is measured through the microphone 21 installed inside the drum 11 and acquired in the form of an analog signal.

데이터 변환단계(S120)는, 상기 데이터 취득단계(S110)에 취득한 상기 마이크로폰(21)의 아날로그신호를 데이터를 변환한 후, 이를 주파수 도메인으로 변환 한다.In the data conversion step (S120), after converting the analog signal of the microphone 21 obtained in the data acquisition step (S110) into data, it is converted into a frequency domain.

상기 마이크로폰(21)에서 취득한 아날로그신호는 직접 주파수 도메인으로 변환할 수 없으므로, 우선 상기 아날로그신호를 상기 AD 컨버터(22a)를 통하여 디지털 신호로 변환한다.Since the analog signal acquired by the microphone 21 cannot be directly converted into a frequency domain, first, the analog signal is converted into a digital signal through the AD converter 22a.

디지털 신호로 변환된 상기 드럼(11)의 음압은 상기 데이터 변환부(22b)에서 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform) 처리되어, 주파수 도메인으로 변환된다. 주파수 도메인으로 변환된 신호는 1차 주파수 피크와 2차 주파수 피크가 나타나고, 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크의 위치를 이용하여 상기 드럼(11)의 마모 여부를 판단한다.The sound pressure of the drum 11 converted into a digital signal is subjected to a fast Fourier transform in the data conversion unit 22b and converted into a frequency domain. The signal converted to the frequency domain has a first frequency peak and a second frequency peak, and it is determined whether or not the drum 11 is worn using the positions of the first frequency peak and the second frequency peak.

주파수 추적단계(S130)는 정해진 기간동안 상기 1차 주파수 피크의 평균값과 상기 2차 주파수 피크의 평균값이 정해진 범위 이내에 존재하는지를 추적한다. 즉, 정해진 기간 동안 상기 드럼(11)에서 발생한 사운드 이벤트를 카운트하면서, 상기 주파수를 평균을 내어, 상기 1차 주파수 피크의 평균값과 2차 주파수 피크의 평균값을 구하고, 상기 1차 주파수 피크의 평균값과 2차 주파수 피크의 평균값을 이용하여 마모 여부를 판단하는 것이 바람직하다.In the frequency tracking step (S130), it is tracked whether the average value of the primary frequency peak and the average value of the secondary frequency peak exist within a predetermined range for a predetermined period. That is, while counting sound events generated in the drum 11 for a predetermined period, the frequencies are averaged to obtain an average value of the primary frequency peak and an average value of the secondary frequency peak, and the average value of the primary frequency peak and It is preferable to determine wear or not by using the average value of the secondary frequency peak.

마모 판단단계(S140)는 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 미리 정해진 범위 이내에 존재하는지를 판단하여, 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 미리 정해진 범위 이내에 존재하지 않으면 상기 드럼(11)이 마모된 것으로 판단한다. 특히, 상기 마모 판단단계(S140)에서는 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 정해진 범위의 하한보다 낮은 것으로 판단되면, 상기 드럼(11)이 마모된 것으로 판단한다.The wear determination step (S140) determines whether the primary frequency peak and the secondary frequency peak exist within a predetermined range, and if the primary frequency peak and the secondary frequency peak do not exist within a predetermined range, the drum ( 11) is judged to be worn out. In particular, in the wear determination step (S140), when it is determined that the primary frequency peak and the secondary frequency peak are lower than the lower limit of the predetermined range, it is determined that the drum 11 is worn.

만약, 상기 마모 판단단계(S140)에서 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 미리 정해진 범위 이내에 존재하면, 상기 드럼(11)의 마모는 정상수준이므로, 상기 데이터 취득단계(S110)로 리턴된다.If, in the wear determination step (S140), if the primary frequency peak and the secondary frequency peak exist within a predetermined range, since the wear of the drum 11 is at a normal level, the data acquisition step (S110) is returned. do.

마모 알람단계(S150)는 상기 마모 판단단계(S140)에서 상기 드럼(11)이 정해진 범위 이상으로 마모된 것으로 판단되면, 운전자에게 상기 드럼(11)의 마모를 운전자에게 인지하도록 한다. 상기 마모 알람단계(S150)에서는 별도의 경고등을 점등시키거나, 또는 클러스터 내의 경고등이나 메시지를 표출하여 운전자가 상기 드럼(11)의 마모를 인지할 수 있도록 한다. 상기 마모 알람단계(S150)에서는 스피커에서 경고음이 발신되도록 하여, 운전자가 상기 드럼(11)의 마모를 인지하도록 할 수도 있다.In the wear alarm step (S150), when it is determined that the drum 11 is worn beyond a predetermined range in the wear determination step (S140), the driver recognizes the wear of the drum 11. In the wear alarm step (S150), a separate warning light is turned on or a warning light or message in the cluster is displayed so that the driver can recognize the wear of the drum 11. In the wear alarm step (S150), a warning sound may be transmitted from a speaker so that the driver may recognize wear of the drum 11.

10 : 드럼 브레이크
11 : 드럼
12 : 슈
13 : 라이닝
14 : 액츄에이터
21 : 마이크로폰
22 : 데이터 처리부
22a : AD 컨버터
22b : 데이터 변환부
23 : 마모 분석부
24 : 마모 알람부
S110 : 데이터 취득단계
S120 : 데이터 변환단계
S130 : 주파수 취득단계
S140 : 마모 판단단계
S150 : 마모 알람단계10: drum brake
11: drum
12 : Shu
13: Lining
14: actuator
21: microphone
22: data processing unit
22a: AD converter
22b: data conversion unit
23: wear analysis unit
24: Wear alarm unit
S110: data acquisition step
S120: Data conversion step
S130: frequency acquisition step
S140: wear judgment step
S150: wear alarm stage

Claims (11)

드럼 브레이크의 내부에 장착되어 상기 드럼 브레이크의 드럼에서 발생되는 음압을 감지하는 마이크로폰과,
상기 마이크로폰에서 감지한 음압을 신호처리하여 1차 주파수 피크와 2차 주파수 피크를 도출하는 데이터 처리부와,
상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 정상범위로부터 벗어나면, 상기 드럼이 마모된 것으로 판단하는 마모 분석부를 포함하고,
상기 마모 분석부는 정해진 기간동안 상기 1차 주파수 피크의 평균값과 2차 주파수 피크의 평균값이 각각 정해진 범위를 벗어나면 상기 드럼이 마모된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 브레이크 드럼의 마모 감지 시스템.A microphone mounted inside the drum brake to detect sound pressure generated from the drum of the drum brake;
A data processor for signal processing the sound pressure detected by the microphone to derive a first frequency peak and a second frequency peak;
A wear analysis unit determining that the drum is worn when the first frequency peak and the second frequency peak are out of normal ranges;
The brake drum wear detection system, characterized in that the wear analysis unit determines that the drum is worn when the average value of the primary frequency peak and the average value of the secondary frequency peak are out of a predetermined range for a predetermined period. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 데이터 처리부는,
상기 마이크로폰으로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환하는 AD 컨버터와,
상기 AD 컨버터로부터 출력되는 디지털 신호를 고속 푸리에 변환하여, 상기 마모 분석부로 출력하는 데이터 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 드럼의 마모 감지 시스템.According to claim 1,
The data processing unit,
an AD converter for converting an analog signal input from the microphone into a digital signal;
and a data converter for fast Fourier transforming the digital signal output from the AD converter and outputting the digital signal to the wear analyzer. 제1항에 있어서,
상기 마모 분석부가 상기 드럼의 마모가 정해진 범위 이상으로 진행되면, 상기 브레이크 드럼의 마모를 운전자가 인지할 수 있도록 하는 마모 알람부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 드럼의 마모 감지 시스템.According to claim 1,
The brake drum wear detection system of claim 1 , further comprising a wear alarm unit configured to allow a driver to recognize wear of the brake drum when wear of the drum progresses beyond a predetermined range of the wear analyzer. 제1항에 있어서,
상기 마이크로폰은 상기 드럼의 내부에서 브레이크 슈를 확장시키는 액츄에이터와 상기 드럼 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 브레이크 드럼의 마모 감지 시스템.According to claim 1,
The brake drum wear detection system, characterized in that the microphone is installed between the drum and an actuator that expands the brake shoe inside the drum. 드럼 브레이크에서 드럼의 내부에 설치된 마이크로폰을 통하여, 상기 드럼에서 발생되는 음압을 측정하는 데이터 취득단계와,
상기 마이크로폰에서 측정한 데이터를 1차 주파수 피크와 2차 주파수 피크가 도출되도록 변환하는 데이터 변환단계와,
상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 미리 정해진 범위 이내에 존재하는지를 판단하여, 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 미리 정해진 범위 이내에 존재하지 않으면 상기 드럼이 마모된 것으로 판단하는 마모 판단단계를 포함하고,
상기 데이터 변환단계와 상기 마모 판단단계 사이에는 정해진 기간동안 상기 1차 주파수 피크의 평균값과 상기 2차 주파수 피크의 평균값이 정해진 범위 이내에 존재하는지를 추적하는 주파수 추적단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 드럼의 마모 감지 방법.A data acquisition step of measuring sound pressure generated in the drum through a microphone installed inside the drum in the drum brake;
A data conversion step of converting the data measured by the microphone so that a first frequency peak and a second frequency peak are derived;
It is determined whether the primary frequency peak and the secondary frequency peak exist within a predetermined range, and if the primary frequency peak and the secondary frequency peak do not exist within a predetermined range, it is determined that the drum is worn out. contains steps,
and a frequency tracking step of tracking whether an average value of the primary frequency peak and an average value of the secondary frequency peak exist within a predetermined range for a predetermined period between the data conversion step and the wear determination step. wear detection method. 삭제delete 제6항에 있어서,
상기 마모 판단단계에서 상기 드럼이 정해진 범위 이상으로 마모된 것으로 판단되면, 상기 드럼의 마모를 운전자가 인지하도록 하는 마모 알람단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 드럼의 마모 감지 방법.According to claim 6,
and a wear alarm step for allowing a driver to recognize wear of the drum when it is determined that the drum is worn beyond a predetermined range in the wear determination step. 제6항에 있어서,
상기 데이터 변환단계는,
상기 마이크로폰에서 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환하고, 이를 고속 푸리에 처리하여 1차 주파수 피크와 2차 주파수 피크를 도출하는 것을 특징으로 하는 브레이크 드럼의 마모 감지 방법.According to claim 6,
The data conversion step,
A method for detecting wear of a brake drum, characterized in that converting the analog signal output from the microphone into a digital signal and deriving a first frequency peak and a second frequency peak by fast Fourier processing. 제6항에 있어서,
상기 마모 판단단계에서 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 정해진 범위의 하한보다 낮은 것으로 판단되면, 상기 드럼이 마모된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 브레이크 드럼의 마모 감지 방법.According to claim 6,
and determining that the drum is worn when it is determined that the primary frequency peak and the secondary frequency peak are lower than a lower limit of a predetermined range in the wear determination step. 제6항에 있어서,
상기 마모 판단단계에서 상기 1차 주파수 피크와 상기 2차 주파수 피크가 정해진 범위 이내에 존재하는 것으로 판단하면, 상기 데이터 취득 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 브레이크 드럼의 마모 감지 방법.

According to claim 6,
If it is determined in the wear determination step that the primary frequency peak and the secondary frequency peak exist within a predetermined range, the method returns to the data acquisition step.
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