KR20120052558A - Electro mechanical brake force sensing unit - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전동 브레이크에 관한 것으로, 특히 노이즈(Noise)를 낮추고 센싱 정확도를 높일 수 있는 전동 브레이크 포스센서유닛에 관한 것이다.The present invention relates to an electric brake, and more particularly, to an electric brake force sensor unit capable of lowering noise and increasing sensing accuracy.
일반적으로 유압을 이용하지 않고 제동을 구현하는 브레이크 바이 와이어 시스템(BBW; Brake By Wire System)은 EWB(Electro Wedge Brake)와 EMB(Electro Mechanical Brake)를 예로 들 수 있다.In general, a brake by wire system (BBW) that implements braking without using hydraulic pressure may include an electrowedge brake (EWB) and an electromechanical brake (EMB).
EWB는 액추에이터 동력을 웨지구조로 자가배력(Self-Energizing)하여 휠 디스크 제동력을 형성해주는 방식이고, 전동 브레이크인 EMB는 휠 디스크 제동력으로 42V 고전압 모터를 갖춘 액추에이터 동력을 이용하는 방식이다.EWB self-energizing actuator power to wedge structure to form wheel disc braking force, and EMB, electric brake, uses actuator power with 42V high voltage motor as wheel disc braking force.
상기 EWB와 EMB는 제동력인 클램핑 포스(Clamping Force)가 제어되어야 하며, 상기 EMB에서는 클램핑 포스 제어를 위해 클램핑 포스를 측정할 수 있는 포스센서(Force Sensor)가 사용되어진다.The clamping force, which is the braking force, should be controlled by the EWB and the EMB, and a force sensor capable of measuring the clamping force is used in the EMB to control the clamping force.
EMB에서는 액추에이터의 동력으로 피스톤을 밀어주는 스핀들(스크류/너트)이 캘리퍼 바디의 안쪽으로 위치되고, 액추에이터로 전달되는 클램핑 포스를 차단시켜주어야 된다.In the EMB, a spindle (screw / nut) that pushes the pistons with the power of the actuator must be positioned inside the caliper body and must block the clamping force transmitted to the actuator.
상기와 같은 제약 조건으로 EMB에 적용된 포스센서는 스핀들에 끼워질 수 있는 형상을 갖고 캘리퍼 바디 안쪽으로 조립되어 야 하므로, 통상 링(Ring)과 같은 형상을 이루어 로드셀(Load Cell)역할을 하는 스트레인 게이지 타입의 포스센서를 사용하게 된다.The force sensor applied to the EMB under the above constraints has a shape that can be fitted to the spindle and must be assembled into the caliper body. Therefore, a strain gauge that serves as a load cell is usually formed as a ring. Type force sensor is used.
상기 타입의 포스센서는 측정하려는 포스(Force)가 센싱면(Sensing Surface)에 정확하게 수직한 방향으로 인가될 수록 센싱 정확도를 높일 수 있게 된다.The force sensor of this type can increase the sensing accuracy as the force to be measured is applied in a direction that is exactly perpendicular to the sensing surface.
하지만, 캘리퍼 바디의 안쪽으로 조립되어진 포스센서는 온도 변화와 캘리퍼 바디 변형과 같은 환경 변화로 인해 센싱에 대한 노이즈(Noise)영역도 넓어질 수밖에 없고, 이는 포스센서의 센싱 정확도를 저하시키는 한 원인으로 작용되어진다.
However, the force sensor assembled inside the caliper body has to widen the noise area for sensing due to environmental changes such as temperature change and caliper body deformation, which is one cause of deteriorating the sensing accuracy of the force sensor. It works.
이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 캘리퍼 바디의 안쪽으로 위치되더라도 온도 변화와 캘리퍼 바디 변형과 같은 환경 변화로 인한 포스센서의 영향을 차단해줌으로써, 항상 센싱면(Sensing Surface)에 수직한 방향으로 정확한 힘이 가해져 센싱 정확도를 크게 높일 수 있고, 정확히 측정된 클램핑 포스(Clamping Force)로 정밀 제어를 구현할 수 있는 전동 브레이크 포스센서유닛을 제공하는데 목적이 있다.
Thus, the present invention in view of the above point is always located perpendicular to the sensing surface by blocking the influence of the force sensor due to environmental changes, such as temperature changes and caliper body deformation even if located inside the caliper body It is an object of the present invention to provide an electric brake force sensor unit that can precisely apply sensing force in one direction to greatly increase sensing accuracy and realize precise control with a precisely measured clamping force.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전동 브레이크 포스센서유닛은 액추에이터의 회전을 스크류/너트 구조로 직선운동으로 변환시켜 피스톤을 밀어주는 스핀들을 관통해 캘리퍼바디의 안쪽으로 위치되어진 포스센서와;The electric brake force sensor unit of the present invention for achieving the above object is a force sensor which is positioned inward of the caliper body through a spindle for pushing the piston to convert the rotation of the actuator into a linear motion in the screw / nut structure;
상기 포스센서를 상기 캘리퍼바디의 안쪽면에 직접 접촉시키지 않도록 조립위치를 잡아줌으로써, 온도 변화와 캘리퍼 바디의 변형과 같은 환경 변화로 인해 상기 포스센서에 끼쳐지는 영향을 차단시켜주는 포지셔너;A positioner which blocks the influence of the force sensor due to environmental changes such as temperature change and deformation of the caliper body by holding the assembly position so that the force sensor does not directly contact the inner surface of the caliper body;
를 포함해 구성된 것을 특징으로 한다.And a control unit.
상기 포지셔너는 상기 포스센서가 위치되는 상기 캘리퍼바디의 안쪽으로 끼워져 클램핑 포스의 측정을 위해 가해지는 힘을 받는 상기 포스센서의 센싱면부위에 접촉되어진다.The positioner is brought into contact with the sensing surface portion of the force sensor which is inserted into the caliper body where the force sensor is located and is subjected to a force applied for the measurement of the clamping force.
상기 포지셔너는 한쌍의 제1?2포지셔너로 구성되고, 상기 제1포지셔너가 상기 캘리퍼바디의 센서위치면에 형성된 제1내홈에 끼워져 상기 포스센서의 제1센싱면에 접촉되며, 상기 제2포지셔너가 상기 캘리퍼바디의 센서위치면에 형성된 제2내홈에 끼워져 상기 포스센서의 제2센싱면에 접촉되어진다. The positioner is composed of a pair of first and second positioners, the first positioner is fitted into a first inner groove formed in the sensor position surface of the caliper body to contact the first sensing surface of the force sensor, the second positioner is The second inner groove formed on the sensor position surface of the caliper body is inserted into contact with the second sensing surface of the force sensor.
상기 캘리퍼바디의 제1내홈과 제2내홈은 상기 포스센서의 제1센싱면과 제2센싱면에 일치되도록 센서위치면에 파여져 형성되어진다. The first inner groove and the second inner groove of the caliper body are formed by digging into the sensor position surface so as to coincide with the first sensing surface and the second sensing surface of the force sensor.
상기 포지셔너는 탄성율을 갖는 고무재질로 이루어진다.
The positioner is made of a rubber material having an elastic modulus.
이러한 본 발명은 온도 변화와 캘리퍼 바디 변형과 같은 환경 변화로 인해 포스센서에 끼쳐지는 영향을 차단하고, 클램핑 포스(Clamping Force) 측정시 항상 센싱면(Sensing Surface)에 수직한 방향에서 정확히 이루어져 센싱 정확도를 크게 높이고, 정확히 측정된 클램핑 포스를 바탕으로 EMB(Electro Mechanical Brake)를 정밀 제어할 수 있는 효과가 있게 된다.
The present invention blocks the influence on the force sensor due to environmental changes such as temperature change and caliper body deformation, and is accurately made in a direction perpendicular to the sensing surface at the time of clamping force measurement. This greatly improves the efficiency of the EMB (Electro Mechanical Brake) based on the precisely measured clamping force.
도 1은 본 발명에 따른 포스센서유닛을 갖춘 전동 브레이크의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 포지셔너에 의한 포스센서의 구속 상태이다.1 is a block diagram of an electric brake with a force sensor unit according to the present invention, Figure 2 is a restrained state of the force sensor by the positioner according to the present invention.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Since the exemplary embodiments of the present invention may be embodied in various different forms, one of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may be described herein. It is not limited to the Example to make.
도 1은 본 실시예에 따른 포스센서유닛을 갖춘 전동 브레이크의 구성도를 나타낸다.1 shows a configuration of an electric brake with a force sensor unit according to the present embodiment.
도시된 바와 같이, 전동 브레이크인 EMB(Electro Mechanical Brake)는 동력을 발생시키는 액추에이터(1)와, 상기 액추에이터(1)의 회전을 스크류/너트 구조로 직선운동으로 변환시켜 피스톤(3)을 밀어주는 스핀들(2)과, 상기 스핀들(2)을 안쪽으로 위치시키고 상기 액추에이터(1)를 체결한 캘리퍼바디(4)와, 상기 캘리퍼바디(4)의 안쪽으로 위치되고 상기 액추에이터(1)와 상기 스핀들(2)사이로 구비되어진 포스센서유닛으로 구성된다.As shown, the electric brake EMB (Electro Mechanical Brake) is a power generating actuator (1), and converts the rotation of the actuator (1) in a linear motion in a screw / nut structure to push the piston (3) A
상기 포스센서유닛은 클램핑 포스(Clamping Force)를 측정하는 포스센서(5,Force Sensor)와, 상기 포스센서(5)의 조립위치를 구속해 온도 변화와 캘리퍼 바디(4)의 변형과 같은 환경 변화로 인해 포스센서(5)에 끼쳐지는 영향을 차단하는 포지셔너로 구성된다.The force sensor unit is a force sensor (5, Force Sensor) for measuring the clamping force (Clamping Force), and restrained the assembly position of the force sensor (5) environmental changes such as temperature changes and deformation of the caliper body (4) Due to the positioner to block the effect on the force sensor (5).
상기 포스센서(5)는 스핀들(2)이 관통되는 링(Ring)과 같은 형상을 이루어 로드셀(Load Cell)역할을 하는 스트레인 게이지 타입이다.The
상기 포지셔너는 클램핑 포스의 측정을 위해 가해지는 힘을 받는 포스센서(5)의 제1?2센싱면(5a,5b)부위에 각각 접촉되는 제1?2포지셔너(6,7)로 구성되며, 상기 제1?2포지셔너(6,7)는 탄성율을 갖는 고무재질로 이루어진다.The positioner is composed of first and
상기 포스센서(5)의 제1?2센싱면(5a,5b)은 서로 이격되고 다른 크기로 포스센서(5)에 형성되고, 상기 제1?2포지셔너(6,7)는 캘리퍼바디(4)의 안쪽으로 끼워져 상기 제1?2센싱면(5a,5b)의 테두리에 접촉됨으로써 상기 제1포지셔너(6)는 포스센서(5)의 제1센싱면(5a)을 상기 제2포지셔너(7)는 제2센싱면(5b)을 각각 구속하게 된다.The first and
상기 제1?2포지셔너(6,7)는 캘리퍼바디(4)의 센서위치면(4a)을 이용해 안쪽으로 조립되며, 상기 센서위치면(4a)에는 제1포지셔너(6)를 끼워 구속하는 제1내홈(4b)과 함께 제2포지셔너(7)를 끼워 구속하는 제2내홈(4c)이 형성되어진다.The first and
도 2는 본 실시예에 따른 포지셔너에 의한 포스센서의 구속 상태를 나타낸다.Figure 2 shows the restraint state of the force sensor by the positioner according to this embodiment.
도시된 바와 같이, 한쌍의 제1?2포지셔너(6,7)가 캘리퍼바디(4)의 센서위치면(4a)에 형성된 제1?2내홈(4b,4c)에 각각 끼워져 캘리퍼바디(4)의 안쪽위치로 조립되면, 캘리퍼바디(4)의 센서위치면(4a)쪽으로 위치된 포스센서(5)의 제1센싱면(5a)이 상기 제1포지셔너(6)로 접촉되어 구속되고 포스센서(5)의 제2센싱면(5b)이 상기 제2포지셔너(7)로 접촉되어 구속되어진다.As shown, a pair of first and
즉, 캘리퍼바디(4)의 안쪽으로 고무재질로 이루어진 한쌍의 제1?2포지셔너(6,7)가 조립됨으로써, 포스센서(5)에 형성된 제1?2센싱면(5a,5b)의 끝부위가 캘리퍼바디(4)의 센서위치면(4a)에 직접 접촉되는 상태를 방지할 수 있게 된다.That is, a pair of first and
상기와 같이 캘리퍼바디(4)의 센서위치면(4a)에 포스센서(5)의 제1?2센싱면(5a,5b)이 직접 접촉되지 않게 되면, 조립이 이루어지는 과정에서 포스센서(5)의 조립위치를 틀어주거나 변형시킬 수 있는 외력을 포스센서(5)가 받지 않고, 이로부터 포스센서(5)의 변형에 따른 마찰력의 작용으로 센싱(Sensing) 정확도가 떨어지는 현상을 방지할 수 있게 된다.As described above, when the first and
또한, 포스센서(5)가 캘리퍼바디(4)의 안쪽으로 위치된 상태에서 제1?2포지셔너(6,7)로 구속됨으로써 상기 포스센서(5)는 온도 변화와 캘리퍼 바디 변형과 같은 환경 변화로 인한 영향을 차단할 수 있고, 클램핑 포스(Clamping Force) 측정시에도 도2와 같이 힘(F)이 항상 포스센서(5)의 센싱면(5a,5b)에 수직한 방향에서 정확히 이루어질 수 있게 된다.In addition, the
설명된 바와 같이 본 실시예에서는 포스센서(5)가 캘리퍼바디(4)의 안쪽에 조립된 한쌍의 제1?2포지셔너(6,7)로 구속됨으로써 캘리퍼바디(4)의 환경 변화로 인한 영향을 받지 않게 되고, 클램핑 포스(Clamping Force) 측정시 항상 포스센서(5)의 센싱면(5a,5b)에 수직한 방향에서 정확히 이루어져 센싱 정확도를 크게 높여줄 수 있게 되며, 이러한 효과로 인해 이를 적용한 EMB의 제어 정밀성도 크게 높일 수 있게 된다.
As described, in the present embodiment, the
1 : 액추에이터 2 : 스핀들
3 : 피스톤 4 : 캘리퍼바디
4a : 센서위치면 4b,4c : 제1?2내홈
5 : 포스센서 5a,5b : 제1?2센싱면
6,7 : 제1?2포지셔너1: Actuator 2: Spindle
3: piston 4: caliper body
4a:
5:
6,7: 1st ~ 2nd positioner
Claims (5)
상기 포스센서를 상기 캘리퍼바디의 안쪽면에 직접 접촉시키지 않도록 조립위치를 잡아줌으로써, 온도 변화와 캘리퍼 바디의 변형과 같은 환경 변화로 인해 상기 포스센서에 끼쳐지는 영향을 차단시켜주는 포지셔너;
를 포함해 구성된 것을 특징으로 하는 전동 브레이크 포스센서유닛.
A force sensor positioned inside the caliper body through a spindle for pushing the piston by converting the rotation of the actuator into a linear motion with a screw / nut structure;
A positioner which blocks the influence of the force sensor due to environmental changes such as temperature change and deformation of the caliper body by holding the assembly position so that the force sensor does not directly contact the inner surface of the caliper body;
Electric brake force sensor unit, characterized in that configured to include.
The electric brake force sensor as set forth in claim 1, wherein the positioner is in contact with a sensing surface of the force sensor that is inserted into the caliper body where the force sensor is located and receives a force applied to measure a clamping force. unit.
The method of claim 2, wherein the positioner is composed of a pair of first and second positioners, the first positioner is fitted into the first inner groove formed in the sensor position surface of the caliper body to contact the first sensing surface of the force sensor, And the second positioner is inserted into a second inner groove formed in the sensor position surface of the caliper body to be in contact with the second sensing surface of the force sensor.
4. The electric brake force sensor unit according to claim 3, wherein the first inner groove and the second inner groove of the caliper body are dug in the sensor position surface to coincide with the first sensing surface and the second sensing surface of the force sensor.
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