KR20210025222A - Brake System for a Vehicle Rolling Tire by the Excitation of Normal Vibration - Google Patents

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Abstract

A braking device using vertical vibration excitation in a tire of a traveling vehicle is provided. According to an embodiment of the present invention, a braking device effectively increases a kinetic friction force when a tire slips through a new braking method that applies vibration to the wheel to compensate for the alternating vertical drag acting between the tire and the road surface, thereby solving the problems of the braking force drop and the braking distance increase. Accordingly, it is possible to significantly reduce the incidence of accidents due to vehicle slipping, and to enable much safer driving through interaction with the existing brake system.

Description

주행하는 차량의 타이어에서 수직 진동 가진을 이용한 제동 장치{Brake System for a Vehicle Rolling Tire by the Excitation of Normal Vibration}Brake System for a Vehicle Rolling Tire by the Excitation of Normal Vibration}

본 발명은 차량 제동 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미끄러운 노면에서 차량의 제동력을 향상 시키기 위한 차량 제동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle braking device, and more particularly, to a vehicle braking device for improving the braking force of a vehicle on a slippery road surface.

눈밭이나 빙판, 서리 내린 길, 진흙탕, 비에 젖은 블록 도로 등과 같은 미끄러운 노면 위를 주행하는 바퀴 굴림 차량에 있어서, 제동 시 미끄럼이 발생하면, 바퀴와 접지면 간의 아주 작은 동적 마찰계수로 인해 제동력이 매우 작게 되어 제동거리가 길어지게 된다. 또한, 각 바퀴의 제동장치에서 주어지는 제동력이 같다 하더라도 접촉 노면에서는 모든 바퀴의 미끄럼 양이 아주 조금씩 서로 다르게 되며, 이에 따라, 아주 작은 조향 변화에도 민감하게 되므로 제어가 불가능한 상태가 되기 쉽고, 사고로 이어질 수 있는 위험을 야기한다. In a wheel-rolled vehicle driving on slippery road surfaces such as snow, ice, frosty roads, muddy roads, and block roads wet with rain, if slipping occurs during braking, the braking force is reduced due to a very small dynamic coefficient of friction between the wheel and the ground surface. It becomes very small and the braking distance becomes longer. In addition, even if the braking force provided by the braking system of each wheel is the same, the amount of sliding of all the wheels is very slightly different on the contacting road surface, and accordingly, it becomes sensitive to very small steering changes, so it is easy to become in a state that cannot be controlled, leading to an accident. Can pose a risk.

이를 방지하기 위하여, 타이어에 눈길 전용 체인을 장착하거나, 굵은 그루브를 가진 스노우 타이어를 장착하여 작은 접촉 면적에 따른 수직 항력 성분의 증가를 이용하는 방법이 널리 사용되어 왔다.In order to prevent this, a method of using an increase in the vertical drag component according to a small contact area by mounting a chain dedicated to snow roads on a tire or a snow tire having a thick groove has been widely used.

그러나, 이는 강설 시나 빙판 위에서 매번 장착을 하거나 바꿔 끼워야 하는 번거로움이 있고, 매우 저속으로만 운행하여야 하며, 차량의 미끄러짐에 효과적으로 대처하지 못하는 문제점 들이 있다.However, this has a hassle of having to install or replace each time during a snowfall or on the ice, it has to be operated only at a very low speed, and there are problems in that it does not effectively cope with the slip of the vehicle.

미끄러운 표면이나 급제동 시에 있어서, 제동 거리를 짧게 하기 위해 차량 휠에 전자식 ABS(Anti-lock Brake System)를 도입하여 급제동시 1초에 10회 이상의 정지마찰력을 제공함으로써 제동력을 증가 시키는 방법이 많이 사용되고 있다. 그러나, 눈밭 위, 빙판 위, 모래 밭 등과 같이 매우 미끄러운 노면 조건에서는 ABS 조차도 정확하고 빠른 제동에 도움이 되지 않고 있다.In order to shorten the braking distance on a slippery surface or during sudden braking, an electronic ABS (Anti-lock Brake System) is introduced into the vehicle wheel to provide a stopping friction force of more than 10 times per second during sudden braking, thereby increasing the braking force. have. However, under very slippery road conditions such as on snow, on ice, on sand, etc., even ABS is not helpful for accurate and quick braking.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 타이어와 노면 사이에 작용하는 교류 수직 항력을 보상하기 위한 진동을 바퀴에 가하는 새로운 제동 방식을 통해 차량의 제동력을 향상시킬 수 있는 제동 장치 및 방법을 제공함에 있다.The present invention was conceived to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve the braking force of a vehicle through a new braking method that applies vibration to the wheels to compensate for the alternating current vertical drag acting between the tire and the road surface. It is to provide a braking device and a method that can be used.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 제동 장치는, 진동을 생성하고, 생성된 진동을 바퀴에 가하는 제1 가진기; 및 제동시에 진동을 생성하도록 제1 가진기를 제어하는 제어기;를 포함한다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a braking device includes: a first vibrator for generating vibration and applying the generated vibration to a wheel; And a controller for controlling the first vibrator to generate vibration during braking.

그리고, 제1 가진기는, 바퀴의 타이어와 노면 사이에 작용하는 교류 수직 항력을 보상하기 위한 진동을 가할 수 있다.In addition, the first vibrator may apply vibration to compensate for an alternating current vertical drag acting between the tire of the wheel and the road surface.

또한, 제1 가진기는, 바퀴가 장착된 축의 하우징에 설치될 수 있다.In addition, the first vibrator may be installed in the housing of the shaft on which the wheel is mounted.

그리고, 제1 가진기에 의해 생성되는 진동은, 주파수 대역이 260Hz 내지 500Hz 내일 수 있다.And, the vibration generated by the first vibrator may have a frequency band of 260 Hz to 500 Hz.

또한, 제1 가진기에 의해 생성되는 진동은, 대역폭이 120Hz 이내일 수 있다.In addition, the vibration generated by the first vibrator may have a bandwidth of 120 Hz or less.

그리고, 제1 가진기에 의해 생성되는 진동은, 단일 주파수 진동 또는 다중 주파수 진동일 수 있다.And, the vibration generated by the first vibrator may be a single frequency vibration or a multi-frequency vibration.

또한, 차량의 이동 속도를 측정하는 제1 센서;를 더 포함하고, 제어기는, 제1 센서에 의해 측정된 차량의 이동 속도를 기초로, 제1 가진기에 의해 생성되는 진동을 제어할 수 있다.In addition, a first sensor for measuring the moving speed of the vehicle; further comprising, the controller may control the vibration generated by the first vibrator based on the moving speed of the vehicle measured by the first sensor.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 제동 장치는, 제1 가진기에 생성된 진동이 차량 측으로 전파되는 것을 상쇄시키기 위한 진동을 가하는 제2 가진기;를 더 포함할 수 있다.In addition, the braking device according to an embodiment of the present invention may further include a second vibrator for applying vibration to cancel propagation of the vibration generated by the first vibrator toward the vehicle.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 제동 장치는, 제1 가진기에 생성된 진동이 차량 측으로 전파되는 것을 상쇄시키기 위한 진동을 가하는 제3 가진기;를 더 포함할 수 있다.In addition, the braking device according to an embodiment of the present invention may further include a third vibrator for applying vibration to cancel propagation of the vibration generated by the first vibrator toward the vehicle.

그리고, 제1 가진기는, 하우징의 일측에 설치되어 있고, 제2 가진기는, 하우징의 일측에서, 제1 가진기 보다 차량 측에 가까운 위치에 설치될 수 있다.In addition, the first vibrator may be installed on one side of the housing, and the second vibrator may be installed on one side of the housing and closer to the vehicle side than the first vibrator.

또한, 제1 가진기는, 하우징의 일측에 설치되어 있고, 제3 가진기는, 제1 가진기가 설치된 일측에 대향하는 하우징의 타측에 설치될 수 있다.Further, the first vibrator may be installed on one side of the housing, and the third vibrator may be installed on the other side of the housing opposite to one side where the first vibrator is installed.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 제동 장치는, 하우징에서 전파되는 진동을 측정하는 제2 센서;를 더 포함하고, 제어기는, 제2 센서에 의해 측정된 진동을 기초로, 제2 가진기 및 제3 가진기에 의해 생성되는 진동을 제어할 수 있다.And, the braking device according to an embodiment of the present invention further comprises a second sensor for measuring the vibration propagated from the housing, the controller, based on the vibration measured by the second sensor, the second vibrator and Vibration generated by the third vibrator can be controlled.

또한, 바퀴는, 차량의 바퀴일 수 있다.Also, the wheel may be a wheel of a vehicle.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 제동 방법은, 바퀴 제동시에, 진동을 생성하도록 제어하는 단계; 및 생성된 진동을 바퀴에 가하는 단계;를 포함한다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, a braking method includes the steps of controlling to generate vibration when braking a wheel; And applying the generated vibration to the wheel.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 바퀴의 타이어와 노면 사이에 작용하는 교류 수직 항력을 보상하기 위한 진동을 바퀴에 가하는 새로운 제동 방식을 통해, 타이어의 미끄러짐 발생시 운동 마찰력을 효과적으로 증가시켜 제동력 저하 및 제동 거리 증가 문제를 해결할 수 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, through a new braking method that applies vibration to the wheel to compensate for the alternating current vertical drag acting between the tire of the wheel and the road surface, the kinetic friction force when the tire slip occurs is effectively increased. Thus, it is possible to solve the problem of lowering the braking force and increasing the braking distance.

본 발명의 실시예들에 따르면, 차량의 미끄러짐으로 인한 사고 발생률을 현저히 줄일 수 있고, 기존 브레이크 시스템과의 상호 작용으로 훨씬 더 안전한 주행을 가능하게 할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, it is possible to significantly reduce the incidence of accidents due to slipping of a vehicle, and to enable a much safer driving through interaction with an existing brake system.

도 1은 타이어와 노면 사이에서 발생하는 마찰력의 설명에 제공되는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제동 장치의 개념 설명에 제공되는 도면,
도 3은 동적 마찰력 보상을 통한 전체 마찰력 강화를 나타낸 예시,
도 4는 마찰계수를 나타낸 테이블,
도 5 자동차 타이어와 노면 사이에서 작용하는 동마찰력을 나타낸 도면, 그리고,
도 6은, 도 2에 제시한 본 발명의 실시예에 따른 제동 장치의 상세 구성도이다.
1 is a view provided for explanation of frictional force generated between a tire and a road surface;
2 is a view provided to explain the concept of a braking device according to an embodiment of the present invention;
3 is an example showing the overall frictional force reinforcement through dynamic frictional force compensation,
4 is a table showing the coefficient of friction,
Figure 5 A diagram showing the dynamic friction force acting between a vehicle tire and a road surface, and,
6 is a detailed configuration diagram of a braking device according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 2.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

본 발명의 실시예에서는, 주행하는 차량의 타이어에서 수직 진동 가진을 통해 제동 성능을 개선한다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에서는, 차량 바퀴에 탑승자가 느끼지 못하는 중-고주파수 대역의 수직 진동을 가해, 미끄러운 표면에서의 제동력을 미끄럽지 않은 일반 도로면과 유사한 정도로 만드는 방법을 제시한다.In an embodiment of the present invention, braking performance is improved through vertical vibration excitation in a tire of a vehicle running. Specifically, an embodiment of the present invention proposes a method of making the braking force on a slippery surface similar to that of a non-slip general road surface by applying a vertical vibration of a medium-high frequency band that the occupant does not feel to a vehicle wheel.

이는, 비교적 높은 주파수의 진동 가진에 따라 기존의 차량 자중의 동적인 움직임에 따른 동하중 외의 추가적인 동적 수직력이 생겨서 타이어의 접선 방향 저항력을 생성시켜, 미끄러지는 접지면에서 기존의 작은 운동 마찰력에 더하여 타이어와 노면 사이의 접지력을 증대시키는 저항력을 만들어 주는 것이다. 즉, 본 발명의 실시예에서는, 제동 성능 개선을 위해, 타이어와 접촉 지면 간의 수직 진동을 이용한다.This creates a tangential resistance force of the tire by creating an additional dynamic normal force other than the dynamic load due to the dynamic movement of the existing vehicle's own weight according to the vibration excitation of a relatively high frequency, and in addition to the existing small kinetic friction force on the sliding tread, the tire and the tire It creates a resistance force that increases the traction between the road surfaces. That is, in the embodiment of the present invention, in order to improve the braking performance, vertical vibration between the tire and the contact surface is used.

도 1은 타이어와 노면 사이에서 발생하는 마찰력의 설명에 제공되는 도면이다. 노면과 타이어 사이에 작용하는 수직 항력은 직류, 교류 성분으로 구분할 수 있으며 이는 각각 마찰력의 시간에 대해 일정한 성분과 변동하는 성분, 즉 동적 마찰력으로 작용한다.1 is a view provided for explaining the frictional force generated between a tire and a road surface. The vertical drag acting between the road surface and the tire can be classified into DC and AC components, which act as a constant component and a variable component, that is, a dynamic friction force with respect to the time of the friction force, respectively.

구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 매끄러운 노면과 차량의 타이어가 서로 접촉하여 상대적 미끄럼 운동을 시작하게 되면, 접촉면에서 발생하는 마찰력은 시간에 대해 일정한 평균 성분과 시간에 따라 변동하는 성분으로 나타나게 된다. 시간에 따라 변동하는 작용력은 차량의 속도에 상대적인 크기로 주어지는 표면 조도에 기인한 접촉 진동이나 왕복운동형 가진이나 주기적 가진과 같은 운동 기제 자체에 내재한다. 평균 수직항력이 N, 평균 마찰력이 F일 때, 평균 동마찰계수(kinetic friction coefficient)

Figure pat00001
는 F/N으로 주어지며, 전체 마찰력 F(t)는 다음의 식 (1)과 같이 일정한 평균 성분과 시간에 따라 변동하는 성분으로 각각 표현할 수 있다:Specifically, as shown in FIG. 1, when the smooth road surface and the tire of the vehicle contact each other and start a relative sliding motion, the frictional force generated on the contact surface appears as a constant average component over time and a component that fluctuates over time. do. The acting force that fluctuates with time is inherent in the motion mechanism itself, such as contact vibration, reciprocating excitation, or periodic excitation caused by surface roughness given in a magnitude relative to the vehicle's speed. When the average normal force is N and the average friction force is F, the average kinetic friction coefficient
Figure pat00001
Is given by F/N, and the total frictional force F(t) can be expressed as a constant average component and a component that fluctuates over time, as shown in the following equation (1):

Figure pat00002
(1)
Figure pat00002
(One)

식 (1)의 수직 항력은 시간에 대하여 일정한 성분 N0을 직류(DC), 동적인 성분 fN(t)을 교류(AC)로 여길 때, 직류 성분은 동마찰계수인

Figure pat00003
로, 교류 성분은 순간 동마찰계수인
Figure pat00004
로 나타낸 일정한 상수의 마찰계수 값에 의해 결정된다. 한편, 일반 포장도로에서는
Figure pat00005
이므로, 식 (1)의 두번째 항은 무시가 가능하다. 또한, 눈밭이나 빙판, 서리 내린 길, 진흙탕 길 등과 같이 미끄러운 노면의 경우, 내재하는 왕복 운동형이나 주기적인 가진이 없으며, 또 조도가 매우 작으므로 표면 조도에 기인한 접촉 진동도 매우 작아서, 식 (1)의 두번째 항인 동적인 성분은 역시 무시할 수 있다. 따라서, 아래의 식 (2)와 같이 차량 전체의 무게에 해당하는 수직항력 N0을 사용해 간략히 쓸 수 있다:The vertical drag in Equation (1) is the constant component N 0 as direct current (DC) and the dynamic component f N (t) as alternating current (AC), and the direct current component is the dynamic friction coefficient.
Figure pat00003
As, the alternating current component is the instantaneous dynamic friction coefficient
Figure pat00004
It is determined by the value of the coefficient of friction of a constant constant expressed as. On the other hand, on general paved roads
Figure pat00005
Therefore, the second term in Equation (1) can be ignored. In addition, in the case of slippery road surfaces such as snow fields, ice, frosty roads, muddy roads, etc., there is no inherent reciprocating motion or periodic excitation, and since the roughness is very small, the contact vibration caused by the surface roughness is very small. The dynamic component, which is the second term of 1), is negligible too. Therefore, it can be briefly written using the normal force N 0 corresponding to the weight of the vehicle as shown in Equation (2) below:

Figure pat00006
(2)
Figure pat00006
(2)

위에서 언급한 미끄러운 노면의 경우, 타이어와 노면 간의 평균 동마찰계수는 미끄럼비(slip ratio) λ가 25% 이상일 때, 빙판이나 서리 내린 길 등의 경우 약 0.02-0.05, 눈밭 같은 경우 약 0.1-0.15 정도인데, 이는 일반 아스팔트나 콘크리트 노면에서 생기는 0.4-0.9 정도의 평균 동마찰계수와 비교할 때 매우 작은 크기로서, 주행하던 차량의 제동 시에 제동 성능에 큰 문제를 일으킬 수 있음을 의미한다. 여기서, 미끄럼비는 차량의 종속도를 V, 바퀴 회전속도를 Ω, 접지하지 않은 무부하 상태의 바퀴 중심에서의 바퀴 반경을 R이라 할 때 SAE J670에서는 다음의 식 (3)과 같이 주어진다:In the case of the slippery road mentioned above, the average coefficient of dynamic friction between the tire and the road surface is about 0.02-0.05 when the slip ratio λ is 25% or more, about 0.02-0.05 in the case of ice or frosty roads, and about 0.1-0.15 in the case of snow fields. Compared to the average dynamic friction coefficient of 0.4-0.9 that occurs on general asphalt or concrete road surfaces, this is very small, which means that it can cause a big problem in braking performance when braking the vehicle being driven. Here, the slip ratio is given by the following equation (3) in SAE J670, assuming that the degree of dependence of the vehicle is V, the wheel rotational speed is Ω, and the radius of the wheel at the center of the wheel in an unloaded state is R:

Figure pat00007
(3)
Figure pat00007
(3)

만약 정적인 무게나 동적인 마찰력 성분이 커져서 식 (2)를 보상할 수 있다면, 식 (1)처럼 전체 마찰력이 커져서 미끄러운 노면에서도 마치 일반 아스팔트나 콘크리트 노면에서 제동하는 것과 같거나, 혹은 덜 미끄럽게 될 수 있다. 일반적으로 정적인 무게는 대폭 증가 시킬 수가 없으므로, 외부에서 타이어에 인위적인 교류 수직력을 주는 방법이 남게 되며, 이와 같은 교류형 또는 요동형, 즉 진동 외력(external vibratory excitation) fv가 주어진다면, 아래의 식 (4)와 같이 동적 마찰력의 크기를 증가시킬 수 있을 것이다:If the static weight or dynamic friction component increases to compensate for equation (2), the overall friction force increases as in equation (1), so that even on slippery roads, it is as if braking on ordinary asphalt or concrete roads, or less slippery. Can be. In general, static weight cannot be significantly increased, so the method of applying artificial alternating current to the tire from the outside remains, and given such an alternating current or oscillating type, that is, external vibratory excitation f v , the following It will be possible to increase the magnitude of the dynamic friction force as shown in equation (4):

Figure pat00008
(4)
Figure pat00008
(4)

여기서,

Figure pat00009
는 이제 요동형 동마찰계수(oscillatory kinetic friction coefficient)라고 부를 수 있다.here,
Figure pat00009
Can now be called oscillatory kinetic friction coefficient.

이러한 추가적인 동마찰력을 얻게 하는 가진계를 도 2에 도시된 바와 같이 구현할 수 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제동 장치의 개념 설명에 제공되는 도면이다.An excitation system for obtaining such an additional dynamic friction force can be implemented as shown in FIG. 2. 2 is a view provided to explain the concept of a braking device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 제동 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 가진기(Actuator)-1(110), 가진기-2(120) 및 가진기-3(130)을 포함하여 구성된다. 가진기들(110,120,130)은 바퀴(10)가 장착된 축(drive shaft 또는 axle shaft)(20)의 하우징(30)에 설치된다.A braking device according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, includes an actuator-1 (110), an exciter-2 (120) and an exciter-3 (130). . The exciters 110, 120, and 130 are installed in the housing 30 of the shaft (drive shaft or axle shaft) 20 on which the wheel 10 is mounted.

가진기-1(110)은 바퀴(10)에 진동을 가하여, 바퀴(10)의 타이어와 노면 사이에 작용하는 교류 수직 항력을 보상하기 위한 진동을 가하는 가진기이다.The vibrator-1 (110) is a vibrator that applies vibration to the wheel 10 to compensate for the alternating vertical drag acting between the tire of the wheel 10 and the road surface.

가진기-1(110)에 의해 생성되어 바퀴(10)의 타이어로 전달되는 진동은, 수직 항력의 교류 성분을 증가시켜, 동적 마찰력을 강화함으로써, 타이어와 노면 사이의 마찰력을 증가시킨다.Vibration generated by the vibrator-1 (110) and transmitted to the tire of the wheel 10 increases the alternating current component of the vertical drag force to enhance the dynamic friction force, thereby increasing the friction force between the tire and the road surface.

가진기-2,3(120,130)은 가진기-1(110)로부터 발생한 진동이 바퀴(10)가 아닌 차량 측으로, 구체적으로 차체 내부의 다른 부품들로 전파되는 것을 상쇄시키기 위한 진동을 가하는 가진기들이다.The vibrator-2,3 (120,130) is a vibrator that applies vibration to offset the propagation of the vibration generated from the vibrator-1 (110) to the vehicle side, not to the wheel (10), specifically to other parts inside the vehicle body. admit.

가진기-2(120)는 가진기-1(110)의 측부에 설치되는데, 가진기-1(110) 보다 차량 측에 가까운 위치에 설치된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 가진기-1(110)과 가진기-2(120)는 하우징(30)의 일측에 인접하여 설치되는데, 가진기-1(110)은 바퀴(30)에 가까운 위치에, 가진기-2(120)는 차량에 가까운 위치에, 각각 설치된다.The vibrator-2(120) is installed on the side of the vibrator-1(110), and is installed closer to the vehicle side than the vibrator-1(110). That is, as shown in Fig. 2, the vibrator-1 (110) and the vibrator-2 (120) are installed adjacent to one side of the housing (30), the vibrator-1 (110) is a wheel (30) The vibrator-2 120 is installed in a position close to and in a position close to the vehicle, respectively.

가진기-3(130)은 가진기-1(110)이 설치된 하우징(30)의 일측에 대향하는 하우징(30)의 타측에 설치된다.The vibrator-3 (130) is installed on the other side of the housing (30) opposite to one side of the housing (30) in which the vibrator-1 (110) is installed.

도 3은 동적 마찰력 보상을 통한 전체 마찰력 강화를 나타낸 예시이다. 마찰력의 동적 성분이 강화될 때, 마찰력이 가지고 있는 에너지는 전체 형상의 envelope의 제곱과 직접 관련이 있으므로, 동적 마찰력 성분의 강화에 따른 전체 마찰력의 이득 및 그에 대한 예측이 가능하다.3 is an example showing the reinforcement of the total friction force through dynamic friction force compensation. When the dynamic component of the frictional force is strengthened, the energy of the frictional force is directly related to the square of the envelope of the entire shape, so that the gain of the total frictional force due to the strengthening of the dynamic frictional force component and its prediction are possible.

도 3의 (a)에는 타이어와 미끄러운 노면 위에서 발생하는 마찰력과 가진기의 진동을 통해 동적 마찰력이 보상된 상태와 그 envelope을, 도 3의 (b)에는 마찰력의 실효값을, 각각 나타내었다.In (a) of FIG. 3, the friction force generated on the tire and the slippery road surface and the dynamic friction force is compensated through vibration of the vibrator and the envelope thereof, and the effective value of the friction force is shown in (b) of FIG. 3, respectively.

도 2에서 "

Figure pat00010
"는 타이어-빙판 사이의 마찰력을, "
Figure pat00011
"는 가진기의 진동으로 생긴 요동형 저항에 의한 마찰력 성분을, "
Figure pat00012
"는 요동형 저항에 의한 마찰력의 envelope을, "
Figure pat00013
"은 경질고무-유리(타이어-빙판을 모사) 간 마찰력의 실효값을, "
Figure pat00014
"은 요동형 저항에 의한 마찰력의 envelope에 의한 동적 마찰력 성분이 기존의 경질고무-유리 간의 동마찰력에 보상된 최종적인 동마찰력의 실효값을 각각 나타내었다.In Fig. 2 "
Figure pat00010
"Is the friction between the tire and ice,"
Figure pat00011
"Is the frictional force component due to the oscillating resistance caused by the vibration of the vibrator,"
Figure pat00012
"Is the envelope of the frictional force by oscillating resistance,"
Figure pat00013
"Is the effective value of the frictional force between hard rubber and glass (which simulates tire and ice),"
Figure pat00014
"Represents the effective value of the final dynamic friction force in which the dynamic friction force component due to the envelope of the friction force caused by the oscillating resistance is compensated for the existing dynamic friction force between hard rubber and glass.

도 3에서는, 유리와 같이 미끄러운 표면에 경질 고무를 마찰 시킬 때(미끄러운 노면과 타이어 간의 마찰 모사), 이러한 방식에 의해 어떻게 동마찰력이 증가되었는지 실험 결과를 보여 주고 있다. 실험에 사용된 경질 고무는 Shore 경도 73의 값을 가지는데, 타이어 tread에 쓰이는 고무의 Shore 경도가 대략 65-70임을 고려하면, 유사한 재질이라고 할 수 있다.In FIG. 3, when a hard rubber is rubbed against a slippery surface such as glass (simulation of friction between a slippery road surface and a tire), the experimental results show how the dynamic friction is increased by this method. The hard rubber used in the experiment has a value of 73 Shore hardness. Considering that the Shore hardness of rubber used for tire tread is approximately 65-70, it can be said to be a similar material.

또한, 도 4의 테이블에 나타난 바와 같이, 얼음과 고무 간의 동마찰계수는 약 0.15로 알려져 있으므로, 경질 고무와 깨끗한 유리면 간의 경우를 보여주는 도 3의 결과는 얼어 있는 노면과 주행하는 타이어 간의 동마찰계수와 매우 유사한 경우라고 할 수 있다.In addition, as shown in the table of Fig. 4, since the coefficient of dynamic friction between ice and rubber is known to be about 0.15, the result of Fig. 3 showing the case between the hard rubber and the clean glass surface is the coefficient of dynamic friction between the frozen road surface and the running tire. It can be said to be a very similar case.

이에 비해, 타이어와 건조한 일반 아스팔트 노면 간의 동마찰계수는 0.5-0.8의 매우 큰 값이다. 도 5는 이러한 상황이 실제 차량에 적용 되었을 때를 도식적으로 보여준다. 도 5의 좌측에는 미끄러운 노면을 주행하는 자동차 타이어와 노면 사이에서 작용하는 동마찰력을 나타내었고, 도 5의 우측에는 동일 조건 하에서 휠에 연결된 외부 입력용 가진기의 수직 진동을 이용하여 도 3의 원리로 보상된 동마찰력을 나타내었다.In contrast, the coefficient of dynamic friction between the tire and the dry general asphalt road surface is a very large value of 0.5-0.8. 5 schematically shows when this situation is applied to an actual vehicle. The left side of FIG. 5 shows the dynamic friction force acting between the vehicle tire running on the slippery road surface and the road surface, and the right side of FIG. 5 shows the principle of FIG. 3 using the vertical vibration of an external input exciter connected to the wheel under the same conditions. The dynamic friction force compensated by is shown.

간단한 예로서 일정한 진폭을 갖는 정현파(sine)의 진동을 차축에 주는 방법을 생각할 수 있으나, 진동 주파수가 낮은 경우 진동의 양(positive)의 위상(phase)과 부(negative)의 위상이 차량의 움직이는 속도에 비해 구분이 잘 되어서, 일정시간 동안의 평균을 취한다면 전체적으로 이득이 없다고 할 수 있다. 예를 들어, 시속 20kph로 주행하거나 미끄러지는 차량의 경우 초당 5.6m를 움직이게 되는데, 만약 56Hz의 저주파수 진동으로 가진을 하였다면 0.1m 당 한 cycle이 해당되어, 매 5cm 마다 RMS 평균 수직력의 크기가 늘었다 줄었다 하는 현상이 발생되어 마찰력 발생에 큰 이득이 없게 된다. 또한, 저주파수에서는 마찰력을 보상하기 위한 외부 가진이 주어질 때, 약 35-500 Hz 대역에서는 탑승자가 진동을 느끼게 되므로, 설령 이에 따른 제동의 이득이 있다 하더라도, 실제 적용이 어려워 진다. 한편 인간은 평균적으로 약 200-250Hz의 진동에 대해 가장 민감하게 접촉 진동감을 느끼는 점도 참고할 수 있다.As a simple example, it is possible to think of a method of giving the axle vibration of a sine wave having a constant amplitude, but when the vibration frequency is low, the positive phase and the negative phase of the vibration move the vehicle. Compared to the speed, it is well distinguished, so if you take an average over a certain period of time, it can be said that there is no overall benefit. For example, a vehicle driving or sliding at a speed of 20 kph per second moves 5.6 m per second, but if excitation is performed with a low frequency vibration of 56 Hz, it corresponds to one cycle per 0.1 m, increasing and decreasing the average vertical force of RMS every 5 cm. As a result, there is no significant benefit in generating frictional force. In addition, at low frequencies, when external excitation for compensating the friction force is given, the occupant feels vibration in the band of about 35-500 Hz, so even if there is a benefit of braking accordingly, practical application becomes difficult. On the other hand, it can be noted that humans feel the touch vibration most sensitively to vibrations of about 200-250Hz on average.

250Hz 이하의 가진도 사용이 가능하기는 하나, 잔여 진동이 샤시와 차체로 전달될 경우, 각종 부품의 구조물이나, 차체 패널, 내부 공간의 공명 등과 일치하는 경우 새로운 진동-소음원이 될 수 있는 점을 유의하여야 한다. 또한, 타이어 자체의 구조 공진은 약 80-260 Hz 대역에 두드러지게 나타나므로, 이 대역을 이용한 가진은 주행 안정성 및 탑승감(ride comfort)에 큰 영향을 줄 가능성이 있다. 인간이 못 느끼는 약 500Hz 이상의 주파수를 사용할 수도 있으나, 가진 주파수가 높아질수록 가진기에 입력되는 에너지의 효율이 나빠지고, 따라서 제어할 수 있는 가진력도 작아지게 되므로, 가진 주파수는 무작정 높게 책정할 수 있는 것은 아니라고 할 수 있다. 또한, 타이어 구조에 의한 공기 및 구조기인 소음의 중심 피크는 대개 700-1300 Hz 대역이므로, 약 600Hz 이상의 가진은 소음-진동 측면에서 부정적이라고 할 수 있다.Although it is possible to use excitation of less than 250Hz, it can be a new vibration-noise source if the residual vibration is transmitted to the chassis and body, if it matches the structure of various parts, the body panel, and the resonance of the interior space. Be careful. In addition, since the structural resonance of the tire itself appears prominently in the range of about 80-260 Hz, excitation using this band has the potential to have a great influence on driving stability and ride comfort. It is possible to use a frequency of about 500Hz or more that humans cannot feel, but the higher the excitation frequency, the worse the efficiency of the energy input to the exciter, and thus the controllable excitation power decreases. You can say no. In addition, since the center peaks of air and rescue aircraft noise due to the tire structure are usually in the 700-1300 Hz band, excitation of about 600 Hz or more can be said to be negative in terms of noise-vibration.

따라서, 상기의 사항들을 종합하면, 진동감쇠기를 함께 쓸 경우 약 300-400Hz 이상의 주파수를 사용하는 것이 추천되나, 상쇄 제어를 하는 경우에는 260-500Hz 간의 어떠한 주파수도 사용이 가능하다고 할 수 있다. 한편, 차체, 현가계, 기타 샤시계 및 타이어의 진동 측면에서 260-500Hz 대역은 중-고주파수에 해당하며, 이는 관련된 진동 모드가 매우 많음을 의미한다.Accordingly, in summarizing the above, it is recommended to use a frequency of about 300-400Hz or more when using a vibration damper together, but in the case of offset control, it can be said that any frequency between 260-500Hz can be used. Meanwhile, the 260-500Hz band corresponds to the mid-high frequency in terms of vibration of the vehicle body, suspension system, other chassis watches, and tires, which means that there are many related vibration modes.

따라서, 어떠한 순음 주파수로 가진(pure tone excitation) 하더라도 특정 부품의 큰 공진을 회피하기 어렵게 된다. 이에 대해 몇 개의 다른 주파수를 거의 같은 에너지 레벨로 함께 가진하거나, 혹은 특정 대역폭을 갖는 대역폭 가진(band excitation)을 하는 경우, 여러 공진 모드 상호간의 간섭에 의한 효과로 그 부정적인 효과가 줄어들게 된다(smearing effect). 가진 시의 에너지 효율을 생각한다면, 광대역의 가진 보다는 협대역의 가진(narrow-band excitation)이 유리하므로, 260-500Hz 주파수 대역 내에서 100-120Hz 보다 작은 대역폭을 갖는 협대역 가진 혹은 다중 주파수 가진이 적절함을 알 수 있다.Therefore, it becomes difficult to avoid large resonance of a specific part even if it is excitation at any pure tone frequency. On the other hand, when several different frequencies are together at almost the same energy level or a bandwidth excitation having a specific bandwidth is performed, the negative effect is reduced due to the effect of interference between several resonance modes (smearing effect). ). Considering the energy efficiency of excitation, narrow-band excitation is more advantageous than broadband excitation, so narrow-band excitation or multi-frequency excitation with a bandwidth less than 100-120Hz within the 260-500Hz frequency band. You can see that it is appropriate.

이와 같이 진동 측면에서 중-고주파수로 간주되는 다중 주파수 가진의 경우에는, 수직력이 제공하는 에너지는 개별적인 진동 파형 보다는 시간에 따른 전체 입력 파형의 envelope 또는 제곱평균제곱근(root-mean-square; RMS)과 밀접한 관련이 있다. 요동하는 신호(oscillating signal)의 envelope은 가장 큰 진폭을 부드럽게 이은 형태로 표현되며, 그 시간 변동은 일반적으로 매우 느리다. 중주파수 및 고주파수 진동의 경우, 특히 이러한 주파수 대역에서 복합적인 다중 주파수의 진동을 하는 경우, 해당하는 에너지를 만들어 내는 진폭은 파형 전체를 구성하는 개별적인 신호가 아니라 파형 전체의 변동을 나타내는 envelope의 크기에 따른다는 것은 언어소통이나 악기 발생음의 크기와 특징 파악에 있어 이미 널리 알려진 사실이다. 이와 같이 단순 조화 진동(simple harmonic oscillation)이 연속적으로 중첩된 신호의 경우(~ejωt), 아래의 식 (5)와 같이 표현이 가능하다:In the case of a multi-frequency excitation, which is regarded as medium-high frequency in terms of vibration, the energy provided by the vertical force is the envelope or root-mean-square (RMS) of the entire input waveform over time rather than individual vibration waveforms. It is closely related. The envelope of the oscillating signal is represented by a smooth chain of the largest amplitudes, and the time fluctuation is generally very slow. In the case of mid- and high-frequency vibrations, especially in the case of complex multi-frequency vibrations in these frequency bands, the amplitude that produces the corresponding energy is not the individual signals that make up the entire waveform, but the size of the envelope representing the variation of the entire waveform. Complying is a widely known fact in terms of verbal communication and grasping the size and characteristics of musical instruments. In the case of a signal in which simple harmonic oscillations are continuously overlapped (~e jωt ), it can be expressed as Equation (5) below:

Figure pat00015
(5)
Figure pat00015
(5)

여기서, k는 파수(wave number;

Figure pat00016
), ω는 각주파수(angular frequency; rad/s), cph는 파동의 위상속도(phase velocity), f(k)는 초기 변위에 대한 푸리에 변환값(Fourier transform)을 나타낸다. 이러한 복합 요동을 총괄적으로 나타내는 해는 수학적으로 정상위상법 (method of stationary phase)에 의해 아래의 식 (6)과 같이 얻어진다:Here, k is a wave number;
Figure pat00016
), ω is the angular frequency (rad/s), c ph is the phase velocity of the wave, and f(k) is the Fourier transform for the initial displacement. The solution representing these complex fluctuations as a whole is mathematically obtained by the method of stationary phase as shown in Equation (6) below:

Figure pat00017
(6)
Figure pat00017
(6)

정상 위상 조건에 따르면, 다음의 식 (7)과 같이 된다:According to the steady phase condition, the following equation (7) becomes:

Figure pat00018
(7)
Figure pat00018
(7)

여기서, cg는 에너지가 전파되는 군속도(group velocity)를 의미한다. 식 (6) 및 (7)의 물리적 의미는 ω0를 중심(center frequency)으로 한 다중 주파수로 이루어진 협대역 요동은 전체적으로 시간에 따라 변동하는 진폭을 가지며, 대역 내의 각각의 요동에 의한 진폭의 변화 보다는 전체 대역을 대표하는 중심주파수에 있어서의 군속도 변동에 따라 전체 진폭이 정해짐을 나타내며, 이는 즉 파형의 envelope을 의미한다. 군속도는 에너지의 전파 속도에 해당하므로, 식 (6)에 주어진 전체 대역폭 요동에 대한 envelope 표현은, 제곱을 하여 에너지로 나타내어 질 수 있는 상당(equivalent) 가진 진폭을 의미한다.Here, c g means the group velocity at which energy is propagated. The physical meaning of equations (6) and (7) is that narrow-band fluctuations composed of multiple frequencies with ω 0 as the center frequency have an amplitude that fluctuates with time as a whole, and the amplitude changes due to each fluctuation in the band. Rather, it indicates that the total amplitude is determined according to the group velocity fluctuation at the center frequency representing the entire band, which means the envelope of the waveform. Since the group velocity corresponds to the propagation velocity of energy, the envelope expression for the total bandwidth fluctuation given in Equation (6) means the equivalent excitation amplitude that can be expressed as energy by squaring.

실제 데이터의 처리에 있어, 신호의 envelope을 추출하기 위한 대표적인 신호처리 기법은 다음의 식 (8-9)와 같이 Hilbert transform의 결과로 얻어지는 해석적 신호의 크기로서 표현된다:In actual data processing, a representative signal processing technique for extracting the envelope of the signal is expressed as the size of the analytic signal obtained as a result of the Hilbert transform as shown in the following equation (8-9):

Figure pat00019
(8)
Figure pat00019
(8)

Figure pat00020
(9a,b)
Figure pat00020
(9a,b)

여기서, z(t)는 x(t)의 해석적 신호(analytic signal),

Figure pat00021
는 x(t)의 Hilbert transform 결과이며, A(t)와 θ(t)는 각각 해석적 신호의 크기와 위상으로, 물리적인 의미로는 x(t)의 envelope와 순간 위상을 의미한다. 위의 식 (8-9)에서, 신호
Figure pat00022
은 해당하는 수직력 혹은 가속도와 관련된 변수라고 생각할 수 있다. 마찰력은 수직항력에 비례하므로, 이러한 요동에 의해 생기는 마찰력은 진동 가속도 envelop에 비례하게 된다. 또, 물리계의 에너지 값은 관련된 계측 물리변수의 제곱에 비례하므로, 식 (9)에 의하면 특정 시간에서 envelope의 크기 A는 신호의 파워, 즉 에너지와 직접 관련된다. 이 에너지는 envelope의 해석으로부터 얻어지는 군속도(group velocity)를 따라 전달된다.Where z(t) is the analytic signal of x(t),
Figure pat00021
Is the Hilbert transform result of x(t), and A(t) and θ(t) are the magnitude and phase of the analytic signal, respectively, and in the physical sense, the envelope and instantaneous phase of x(t). In the above equation (8-9), the signal
Figure pat00022
Can be thought of as a variable related to the corresponding normal force or acceleration. Since the frictional force is proportional to the normal force, the frictional force generated by this oscillation is proportional to the vibration acceleration envelope. In addition, since the energy value of the physical system is proportional to the square of the related measured physical variable, according to Equation (9), the size A of the envelope at a specific time is directly related to the power of the signal, i. This energy is transferred along the group velocity obtained from the interpretation of the envelope.

따라서, 진동 가속도의 envelope를 이용하면 요동하는 신호가 가지는 에너지의 크기 및 전달 양상을 알 수 있으며, 같은 원리에 의해, 수직 진동의 인가로 증가된 마찰력을 예측하거나 평가할 수 있다. 이와 같이 중-고주파수의 복합 진동을 지면에 접지한 타이어에 가하면, 기존의 지면과 타이어 재질 및 상대속도에 의해 주어지는 기존의 동적마찰력(kinetic friction)에 추가적인 마찰력이 생기게 된다.Therefore, by using the envelope of vibration acceleration, it is possible to know the magnitude and transmission pattern of the energy of the oscillating signal, and according to the same principle, it is possible to predict or evaluate the frictional force increased by the application of vertical vibration. In this way, when a composite vibration of medium-high frequency is applied to a tire grounded on the ground, additional frictional force is generated in the existing kinetic friction given by the existing ground and the tire material and the relative speed.

도 6은, 도 2에 제시한 본 발명의 실시예에 따른 제동 장치의 상세 구성도이다. 본 발명의 실시예에 따른 제동 장치는, 도 6에 도시된 바와 같이, 가진기들(110,120,130), 속도 센서(Velocity sensor)(140), 힘 센서(Force sensor)(150), 진동 센서(Vibrometer)(160), 가진기 구동부(170) 및 전원 공급기(180)를 포함하여 구성된다.6 is a detailed configuration diagram of a braking device according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 2. A braking device according to an embodiment of the present invention, as shown in Fig. 6, is a vibration sensor (Vibrometer) (110, 120, 130), a speed sensor (Velocity sensor) 140, a force sensor (Force sensor) 150, a vibration sensor (Vibrometer). ) 160, an exciter driver 170, and a power supply 180.

가진기들(110,120,130)에 대해서는, 도 2를 참조하여 상세히 설명한 바 있으므로, 여기서는 이들에 대한 설명을 생략한다.Since the exciters 110, 120, and 130 have been described in detail with reference to FIG. 2, descriptions thereof will be omitted here.

속도 센서(140)는 차량의 이동 속도를 측정하고, 힘 센서(150)는 가진기-1(110)에 의해 가해지는 진동의 크기를 측정하며, 진동 센서(160)는 바퀴(10)가 장착된 축(drive shaft 또는 axle shaft)(20)의 하우징(30)에서의 진동을 측정한다. 센서들(140,150,160)에 의한 측정 결과는 가진기 구동부(170)에 전달된다.The speed sensor 140 measures the moving speed of the vehicle, the force sensor 150 measures the magnitude of vibration applied by the vibrator-1 (110), and the vibration sensor 160 is equipped with a wheel 10 The vibration in the housing 30 of the shaft (drive shaft or axle shaft) 20 is measured. The measurement result by the sensors 140, 150, and 160 is transmitted to the exciter driving unit 170.

가진기 구동부(170)는 데이터 메모리(171), 제어기(172) 및 증폭기(173)를 포함하여 구성된다. The exciter driver 170 includes a data memory 171, a controller 172, and an amplifier 173.

데이터 메모리(171)에는 센서들(140, 150,160)에 의한 측정 결과가 데이터로 저장된다. 제어기(172)는 데이터 메모리(171)에 저장된 데이터들을 기초로 가진기들(110,120,130)을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 증폭기(173)를 통해 증폭하여 가진기들(110,120,130)에 인가한다.The data memory 171 stores the measurement results by the sensors 140, 150, and 160 as data. The controller 172 generates a control signal for controlling the exciters 110, 120, and 130 based on the data stored in the data memory 171, amplifies it through the amplifier 173, and applies it to the exciters 110, 120, and 130.

구체적으로, 제어기(172)는 타이어의 미끄러짐 운동이 발생할 때 속도 센서(140)에 의해 측정된 차량 속도에 상응하는 속도 제어를 이루어지게 하는 진동을 생성하기 위한 제어 신호를 생성하여 가진기-1(110)을 제어한다.Specifically, the controller 172 generates a control signal for generating a vibration for performing a speed control corresponding to the vehicle speed measured by the speed sensor 140 when the slipping motion of the tire occurs. 110).

가진기-1(110)의 가진 신호는 260-500Hz 주파수 대역 내에서 100-120Hz 보다 작은 대역폭을 갖는 단일 주파수 협대역 가진 혹은 다중 주파수 가진이 적절한데, 구체적인 가진 값은 차량의 속도에 의해 결정된다.The excitation signal of the exciter-1 (110) is suitable for single-frequency narrow-band excitation or multi-frequency excitation with a bandwidth less than 100-120 Hz within the 260-500 Hz frequency band, and the specific excitation value is determined by the vehicle speed. .

이때, 제어기(172)는 힘 센서(150)에 의해 측정되는 가진기-1(110)의 진동 상태를 파악하여, 피드백 제어가 가능하다.At this time, the controller 172 detects the vibration state of the vibrator-1 110 measured by the force sensor 150, and feedback control is possible.

또한, 제어기(172)는 진동 센서(160)에 의해 측정되는 하우징(30)에서의 진동을 상쇄시킬 수 있는 진동을 생성하기 위한 제어 신호들을 생성하여, 가진기-2(120)와 가진기-3(130)을 제어한다.In addition, the controller 172 generates control signals for generating vibration capable of canceling the vibration in the housing 30 measured by the vibration sensor 160, and the vibrator-2 120 and the vibrator- Control 3(130).

전원 공급기(180)는 가진기들(110,120,130), 센서들(140,150,160) 및 가진기 구동부(170)에 필요한 전원을 공급한다.The power supply 180 supplies necessary power to the exciters 110, 120 and 130, the sensors 140, 150 and 160, and the exciter driving unit 170.

지금까지, 주행하는 차량의 타이어에서 수직 진동 가진을 이용한 제동 장치에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.Until now, a preferred embodiment has been described in detail with respect to a braking device using vertical vibration excitation in a tire of a traveling vehicle.

위 실시예에서, 가진기들(110,120,130)이 설치되는 위치인 바퀴(10)가 장착된 축(20)의 하우징(30)은 예시적인 것에 불과하다. 차량 동력계의 구조, 형상 및 종류에 따라 다른 위치에 가진기들(110,120,130)을 위치시키는 것이 가능함은 물론이다.In the above embodiment, the housing 30 of the shaft 20 on which the wheel 10, which is the position where the vibrators 110, 120, and 130 are installed, is only exemplary. It goes without saying that it is possible to position the vibrators 110, 120, and 130 at different positions according to the structure, shape, and type of the vehicle dynamometer.

또한, 위 실시예에서, 가진기-2(120)와 가진기-3(130)은 선택적인 구성에 해당한다. 이들 중 적어도 하나를 배제하고 제동 장치를 구현하는 경우에도, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.In addition, in the above embodiment, the vibrator-2 (120) and the vibrator-3 (130) correspond to an optional configuration. Even in the case of implementing a braking device excluding at least one of these, the technical idea of the present invention may be applied.

나아가, 전기차의 경우, 전기 모터가 부착된 위치에서 가진과 진동을 제어하는 경우에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 더 나아가, 본 발명의 기술적 사상은 차량이 아닌 다른 구동계에 대해서도 적용될 수 있다.Further, in the case of an electric vehicle, it goes without saying that the technical idea of the present invention can be applied to the case of controlling excitation and vibration at a position where the electric motor is attached. Furthermore, the technical idea of the present invention can be applied to a drive system other than a vehicle.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. In addition, various modifications are possible by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be understood individually from the technical spirit or prospect of the present invention.

10 : 바퀴
20 : 축(drive shaft 또는 axle shaft)
30 : 하우징
110 : 가진기(Actuator)-1
120 : 가진기-2
130 : 가진기-3
140 : 속도 센서(Velocity sensor)
150 : 힘 센서(Force sensor)
160 : 진동 센서(Vibrometer)
170 : 가진기 구동부
171 : 데이터 메모리
172 : 제어기
173 : 증폭기
180 : 전원 공급기
10: wheels
20: shaft (drive shaft or axle shaft)
30: housing
110: Actuator-1
120: exciter-2
130: exciter-3
140: Velocity sensor
150: Force sensor
160: Vibrometer
170: exciter drive unit
171: data memory
172: controller
173: amplifier
180: power supply

Claims (14)

진동을 생성하고, 생성된 진동을 바퀴에 가하는 제1 가진기; 및
제동시에 진동을 생성하도록 제1 가진기를 제어하는 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제동 장치.
A first vibrator for generating vibration and applying the generated vibration to the wheel; And
And a controller for controlling the first vibrator to generate vibration during braking.
청구항 1에 있어서,
제1 가진기는,
바퀴의 타이어와 노면 사이에 작용하는 교류 수직 항력을 보상하기 위한 진동을 가하는 것을 특징으로 하는 제동 장치.
The method according to claim 1,
The first exciter,
A braking device, characterized in that it applies vibration to compensate for alternating vertical drag acting between the tire of the wheel and the road surface.
청구항 1에 있어서,
제1 가진기는,
바퀴가 장착된 축의 하우징에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 제동 장치.
The method according to claim 1,
The first exciter,
Braking device, characterized in that it is installed in the housing of the shaft on which the wheel is mounted.
청구항 3에 있어서,
제1 가진기에 의해 생성되는 진동은,
주파수 대역이 260Hz 내지 500Hz 내인 것을 특징으로 하는 제동 장치.
The method of claim 3,
The vibration generated by the first vibrator is,
Braking device, characterized in that the frequency band is within the range of 260Hz to 500Hz.
청구항 4에 있어서,
제1 가진기에 의해 생성되는 진동은,
대역폭이 120Hz 이내인 것을 특징으로 하는 제동 장치.
The method of claim 4,
The vibration generated by the first vibrator is,
Braking device, characterized in that the bandwidth is within 120Hz.
청구항 5에 있어서,
제1 가진기에 의해 생성되는 진동은,
단일 주파수 진동 또는 다중 주파수 진동인 것을 특징으로 하는 제동 장치.
The method of claim 5,
The vibration generated by the first vibrator is,
Braking device, characterized in that the single frequency vibration or multi-frequency vibration.
청구항 1에 있어서,
차량의 이동 속도를 측정하는 제1 센서;를 더 포함하고,
제어기는,
제1 센서에 의해 측정된 차량의 이동 속도를 기초로, 제1 가진기에 의해 생성되는 진동을 제어하는 것을 특징으로 하는 제동 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a; a first sensor for measuring the moving speed of the vehicle,
The controller,
A braking device, characterized in that, based on the moving speed of the vehicle measured by the first sensor, the vibration generated by the first vibrator is controlled.
청구항 1에 있어서,
제1 가진기에 생성된 진동이 차량 측으로 전파되는 것을 상쇄시키기 위한 진동을 가하는 제2 가진기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제동 장치.
The method according to claim 1,
And a second vibrator for applying vibration to cancel propagation of the vibration generated in the first vibrator toward the vehicle.
청구항 8에 있어서,
제1 가진기에 생성된 진동이 차량 측으로 전파되는 것을 상쇄시키기 위한 진동을 가하는 제3 가진기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제동 장치.
The method of claim 8,
And a third vibrator for applying vibration to cancel propagation of the vibration generated in the first vibrator toward the vehicle.
청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
제1 가진기는,
하우징의 일측에 설치되어 있고,
제2 가진기는,
하우징의 일측에서, 제1 가진기 보다 차량 측에 가까운 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 제동 장치.
The method according to claim 8 or 9,
The first exciter,
It is installed on one side of the housing,
The second exciter,
Braking device, characterized in that installed at a position closer to the vehicle side than the first vibrator on one side of the housing.
청구항 10에 있어서,
제1 가진기는,
하우징의 일측에 설치되어 있고,
제3 가진기는,
제1 가진기가 설치된 일측에 대향하는 하우징의 타측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 제동 장치.
The method of claim 10,
The first exciter,
It is installed on one side of the housing,
The third exciter,
A braking device, characterized in that it is installed on the other side of the housing opposite to the one side where the first vibrator is installed.
청구항 10에 있어서,
하우징에서 전파되는 진동을 측정하는 제2 센서;를 더 포함하고,
제어기는,
제2 센서에 의해 측정된 진동을 기초로, 제2 가진기 및 제3 가진기에 의해 생성되는 진동을 제어하는 것을 특징으로 하는 제동 장치.
The method of claim 10,
Further comprising a; a second sensor for measuring the vibration propagated in the housing,
The controller,
A braking device, characterized in that, based on the vibration measured by the second sensor, the vibration generated by the second and third vibrators is controlled.
청구항 1에 있어서,
바퀴는,
차량의 바퀴인 것을 특징으로 하는 제동 장치.
The method according to claim 1,
The wheel,
Braking device, characterized in that the wheel of a vehicle.
바퀴 제동시에, 진동을 생성하도록 제어하는 단계; 및
생성된 진동을 바퀴에 가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제동 방법.
Controlling to generate vibration when braking the wheel; And
Applying the generated vibration to the wheel; braking method comprising a.
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