KR20050099199A - 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 금속재질의 링 본체, 상기 링 본체의 외주면을 따라 소정 간격을 두고 마련된 복수의 코일 스프링과, 상기 코일 스프링에 연결된 유동익으로 구성되는 톤휠과; 상기 유동익에 대향하게 마련되는 압전센서와, 상기 휠의 회전시 원심력에 의해 펼쳐지는 상기 유동익에 의해 상기 압전센서로 부딪치는 공기의 압력의 세기에 따라 검출되는 전기신호에 기초하여 상기 안티록 브레이크 시스템의 동작여부를 제어하는 제어부를 포함하는 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 for operating an antilock brake system by detecting a slip of a wheel using the tone wheel and the tone wheel. The wheel slip detection system includes: a ring wheel made of a metallic material, a plurality of coil springs provided at predetermined intervals along an outer circumferential surface of the ring body, and a tone wheel including a floating blade connected to the coil spring; The anti-lock brake system based on a piezoelectric sensor provided opposite the floating blade and an electrical signal detected according to the strength of air pressure impinging on the piezoelectric sensor by the floating blade which is unfolded by centrifugal force when the wheel is rotated. It characterized in that it comprises a control unit for controlling the operation of. As a result, by using a metal tone wheel that is resistant to external shocks, malfunctions due to breakage of the tone wheel can be prevented, and thus the slip of the wheel can be accurately detected. In addition, it is possible to detect the wheel slip by using the air flow generated around the tone wheel when the wheel is rotated. In addition, instead of the small-alloy material, which was dependent on the total amount of imports, it uses easily available materials and reduces the processing process, contributing to cost reduction.
Description
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.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wheel slip detection system, and more particularly, to convert a rotational speed and a slip (wheel lock) into an electrical signal to determine whether the anti-lock brake system is operating. 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.The Anti-Lock Brake System is a device that maintains the directional stability of the vehicle without locking the wheel even when braking on slippery roads by electronic control. In other words, when the road surface is ice or wet and there is little floor friction, if you apply a sudden brake, the wheel can lock and the body can slide sideways, because the wheel will lock and the wheel will lose direction. . To prevent this, the wheels continue to rotate immediately before locking without locking the wheels. Therefore, the deceleration of the vehicle body and the rotation of the wheel are sensed, and both decelerations are compared. When the deceleration of the wheel increases, the hydraulic pressure applied to the wheel cylinder is reduced to prevent locking. By this system, the braking distance is shortened because the wheels are not locked. Thus, the anti-lock brake system is activated when the slip state of the vehicle is accurately sensed so that the wheels do not slip and achieve more accurate and short braking.
이러한 안티록 브레이크시스템의 작동은 차량의 휠(wheel)에서 발생되는 슬립을 감지하여 이루어진다.The operation of the antilock brake system is achieved by detecting slips generated from the wheels 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 non-alloy tooth-shaped tone wheel 110 and the drive shaft (D / SHAFT; 102) of the wheel Mounted on the hub (HUB) by using the induced electromotive force generated between the tone wheel 110 and the sensor 111 according to the rotation of the wheel to transmit a sinusoidal electrical signal to the ECU (Electronic Control Unit) to detect the slip of the wheel. In this way, the vehicle transmits the slip of the wheel to the ECU when the vehicle is suddenly stopped, enabling steering during the emergency stop of the vehicle, and quickly coping with a dangerous situation to prevent a large accident.
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.By the way, the conventional tone wheel of the small alloy material used in the conventional wheel slip detection system is brittle due to the characteristics of the material is easily broken even in a small impact. Accordingly, even when the drive shaft (D / SHAFT) and the hub (HUB) is mounted, it can cause a lot of poor quality, especially by the debris of the road between the driving can be impossible to operate the anti-lock brake system. In addition, foreign matter may be inserted into the teeth of the tone wheel, which may interfere with the operation of the antilock brake system. In addition, there is a problem that deteriorates the profitability of the vehicle by importing all the raw materials.
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 has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a wheel slip detection system that can accurately detect the slip of the wheel and the wheel strong against 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 소정 간격을 두고 마련된 복수의 코일 스프링과, 상기 코일 스프링에 연결된 유동익으로 구성되는 톤휠과; 상기 유동익에 대향하게 마련되는 압전센서와, 상기 휠의 회전시 원심력에 의해 펼쳐지는 상기 유동익에 의해 상기 압전센서로 부딪치는 공기의 압력의 세기에 따라 검출되는 전기신호에 기초하여 상기 안티록 브레이크 시스템의 동작여부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.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, a metal ring body, provided at a predetermined interval along the outer peripheral surface of the ring body A tone wheel comprising a plurality of coil springs and a floating blade connected to the coil springs; The anti-lock brake system based on a piezoelectric sensor provided opposite the floating blade and an electrical signal detected according to the strength of air pressure impinging on the piezoelectric sensor by the floating blade which is unfolded by centrifugal force when the wheel is rotated. It characterized in that it comprises a control unit for controlling the operation of.
상기 제어부는 상기 압전센서에서 전기신호가 감지되지 아니할 때 상기 휠이 슬립된 상태로 판단하고 상기 안티록 브레이크 시스템을 동작시키는 것이 바람직하다.The controller may determine that the wheel is in a slipped state when the electric signal is not detected by the piezoelectric sensor and operate the antilock brake system.
한편, 본 발명의 다른 견지에 따르면, 상기 목적은, 휠에 장착되어 상기 휠의 회전차를 감지하기 위한 톤휠에 있어서, 금속재질의 링 본체, 상기 링 본체의 외주면을 따라 소정 간격을 두고 마련된 복수의 코일 스프링과, 상기 코일 스프링에 연결된 유동익으로 이루어지는 톤휠에 의해서도 달성될 수 있다.On the other hand, according to another aspect of the present invention, the object, in the tone wheel mounted on the wheel for detecting the rotation difference of the wheel, a plurality of ring bodies, provided with a predetermined interval along the outer peripheral surface of the ring body It can also be achieved by a tone wheel consisting of a coil spring and a floating blade connected to the coil spring.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying 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 2에 도시된 바와 같이, 금속재질의 링 본체(11)와, 링 본체(11)의 외주면을 따라 소정 간격을 두고 마련된 복수의 코일 스프링(12)과, 코일 스프링(12)에 연결된 유동익(13)으로 구성된다. 그리고, 상기 구성의 톤휠(10)을 이용한 휠 슬립 감지 시스템은 상기 휠의 회전시 원심력에 의해 펼쳐지는 상기 유동익에 의해 상기 압전센서로 부딪치는 공기의 압력을 검출하는 압전센서(14)와, 압전센서(14)에서 검출된 공기압력에 따라 발생된 전기신호를 수신하는 제어부(ECU;20)와, 제어부(ECU;20)의 제어에 따라 브레이크(22)를 제어하는 유동장치(21)로 구성된다.The tone wheel according to the present invention is a structure that can change the flow rate according to the speed difference of the wheel. As shown in FIG. 2, the tone wheel 10 according to the present invention has a metal ring body 11 and a plurality of coil springs 12 provided at predetermined intervals along the outer circumferential surface of the ring body 11. And a floating blade 13 connected to the coil spring 12. In addition, the wheel slip detection system using the tone wheel 10 of the configuration is a piezoelectric sensor 14 for detecting the pressure of the air hitting the piezoelectric sensor by the flow blades unfolded by the centrifugal force during the rotation of the wheel, piezoelectric Control unit (ECU) 20 for receiving an electrical signal generated according to the air pressure detected by the sensor 14, and the flow device 21 for controlling the brake 22 under the control of the control unit (ECU) 20 do.
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 시스템의 동작 여부를 판단하게 된다.The operation of the wheel slip detection system using the configuration of the tone wheel 10 described above will be described with reference to FIGS. 2 and 3. 2 and 3 is a block diagram of a wheel slip detection system using the tone wheel of FIG. As shown in FIG. 2, when the rotation speed of the wheel is low or slip occurs, the towing wheel 10 is restrained because the floating blade 13 is constrained by the tension of the coil spring 12 and the floating blade 13 is not extended. Even if this rotation is carried out, the amount of air introduced by the floating blade 13 is almost absent and the pressure change due to the flow of air is insignificant. Therefore, since the air flow rate hitting the piezoelectric sensor 14 is insignificant, the intensity of the generated electrical signal is also reduced. That is, when the wheel slips close to the point of occurrence of slip, the floating blade 13 is in close contact with the ring body 11 side, so the force of the air that pressurizes the piezoelectric sensor 14 decreases, so that the electrical signal generated by the piezoelectric sensor 14 is also reduced. It becomes smaller together. The control unit 20 detects this to operate the anti-lock brake system by controlling the hydraulic device 21. Meanwhile, when the wheel rotation speed is increased, the centrifugal force is increased, and the centrifugal force is greater than the tension of the coil spring 12. When it reaches a rotational speed that becomes large, as shown in Figure 3, the flow blade 13 is unfolded to rotate while introducing a lot of air. This air flow collides with the piezoelectric sensor 14 installed on the side, at which time an electrical signal is generated from the piezoelectric sensor 14, the generated electrical signal is transmitted to the control unit (ECU) 20, the control unit 20 The operation of the antilock brake system is determined.
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. By this configuration, by using the metal tone wheel, it is possible to prevent the operation caused by damage and foreign matters generated in the conventional tone wheel of the soft magnetic sintered alloy material. In addition, the use of readily available materials instead of small-alloy materials, which depended on the total amount of imports, reduces the processing process and contributes 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 the tone wheel made of a metal material resistant to external shock, malfunctions due to the breakage of the tone wheel are prevented, so that the slip of the wheel can be accurately detected. In addition, the wheel slip may be sensed by using air flow generated around the tone wheel when the wheel is rotated. In addition, instead of the small-alloy material, which was dependent on the total amount of imports, it uses easily available materials and reduces the processing process, contributing to cost reduction.
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 diagram of a wheel slip detection system using the tone wheel of FIG.
도 4는 종래의 톤휠이 장착된 드라이브 샤프트의 사시도,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.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
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 device
22 : 브레이크22: brake
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