KR20210076387A - 전자식 브레이크 장치 - Google Patents

전자식 브레이크 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20210076387A
KR20210076387A KR1020190167515A KR20190167515A KR20210076387A KR 20210076387 A KR20210076387 A KR 20210076387A KR 1020190167515 A KR1020190167515 A KR 1020190167515A KR 20190167515 A KR20190167515 A KR 20190167515A KR 20210076387 A KR20210076387 A KR 20210076387A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
displacement
pedal
secondary coil
coil
voltage
Prior art date
Application number
KR1020190167515A
Other languages
English (en)
Inventor
정하민
Original Assignee
현대모비스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020190167515A priority Critical patent/KR20210076387A/ko
Publication of KR20210076387A publication Critical patent/KR20210076387A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/02—Brake-action initiating means for personal initiation
    • B60T7/04—Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated
    • B60T7/042—Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated by electrical means, e.g. using travel or force sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/20—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring wheel side-thrust
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2220/00—Monitoring, detecting driver behaviour; Signalling thereof; Counteracting thereof
    • B60T2220/04—Pedal travel sensor, stroke sensor; Sensing brake request
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors
    • B60Y2400/301—Sensors for position or displacement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Braking Elements And Transmission Devices (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

전자식 브레이크 장치가 개시된다. 전자식 브레이크 장치는, 운전자가 가하는 답력에 의해 이동 가능하게 구성되며 표면에 부착된 자성체를 포함하는 페달로드, 상기 페달로드의 변위를 측정하며 측정된 변위에 상응하는 페달변위신호를 생성하는 변위측정센서로서, 적어도 부분적으로 상기 페달로드를 둘러싸며 상기 자성체의 상대 위치에 따른 출력 전압을 출력하는 변위측정코일부를 포함하는, 변위측정센서, 브레이크 제어신호에 상응하는 제동력을 발생시키는 전동식 브레이크 기구, 및 상기 페달변위신호를 기초로 상기 전동식 브레이크 기구에서 발생되는 제동력을 조절하기 위한 브레이크 제어신호를 생성하는 제어부를 포함한다.

Description

전자식 브레이크 장치{ELECTRIC BRAKE DEVICE}
본 발명은 전자식 브레이크 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 페달의 이동의 정도에 상응하여 제동력을 발생시키는 전자식 브레이크 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로 전자식 브레이크장치(electric brake device)는 운전자의 페달압력이 센서를 통해 감지된 후 유압식 모듈레이터를 이용하여 각 휠의 제동압력을 조절한다.
전자식 브레이크장치는 운전자가 원하는 제동압력을 알 수 있도록 페달의 행정거리(pedal stroke)를 감지하는 센서를 구비한다.
정상 운전 상태에서 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 페달에 연결된 페달로드가 변위 운동, 즉, 페달 행정거리가 변동한다. 제어부는 페달 스트로크 센서와 압력센서 등을 통해 입수된 운전자의 요구 제동력을 판단하여 별도의 휠 브레이크 메커니즘을 구동하여 휠 브레이크에 제동력을 발생시킨다.
종래의 전자식 브레이크 장치에서, 페달의 변위는, 페달로드에 설치된 영구 자석 및 영구 자석의 변위에 따라 변동하는 자기장의 세기를 측정하기 위한 자기력 측정센서를 이용해 측정된다. 자기력 측정센서는 소위, 홀 효과를 이용하여 자계의 방향이나 강도를 측정할 수 있는 홀 소자로 이루어진다.
그러나, 영구 자석은 쇳가루와 같은 자성체를 비롯한 자성체가 포함된 각종 오염물 및 찌꺼기 등이 달라붙어 오염되기 쉽다. 이러한, 이물들에 의한 오염은 변위 측정의 정밀도 및 신뢰도를 저감 시킴은 물론, 소음이나 주변 부재와의 간섭 등의 품질 문제도 유발할 수 있다.
아울러, 영구 자석은 재질자체 경도 및 강도가 낮기 때문에, 페달로드에 코킹 또는 압입과 같은 방식으로 부착이 어렵다. 이에, 영구 자석은 땜납 또는 접착제 등으로 페달로드에 접착해야 하며, 이에, 영구 자석은 열악한 사용 환경이 주어지거나 또는 노후화에 따라 접착이 탈락되어 치명적 품질 문제를 유발할 수 있다.
또한, 영구 자석은 낮은 경도 및 강도로 인해 취급에 주의를 요하고 주면 부재와의 마찰 및 충격 가능성이 최소화되어야 하기 때문에 제조 공차를 크게 가져가야 되는 등 생산 효율면에서도 불리함이 있다.
본 발명은 측정 정밀도 및 신뢰도가 높은 변위 측정 센서 및 이를 포함하는 전자식 유압 브레이크 장치를 제공하는 것에 주된 목적이 있다.
또한, 본 발명은 내구성이 높고 사용 환경에 대해 높은 품질 강건성을 갖는 변위 측정 센서 및 이를 포함하는 전자식 유압 브레이크 장치를 제공하는 것에 다른 주된 목적이 있다.
또한, 본 발명은 외부 충격에 강하며 낮은 제조 공차를 가질 수 있는 변위 측정 센서 및 이를 포함하는 전자식 유압 브레이크 장치를 제공하는 것에 다른 주된 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 전자식 브레이크 장치는, 운전자가 가하는 답력에 의해 이동 가능하게 구성되며 표면에 부착된 자성체를 포함하는 페달로드; 상기 페달로드의 변위를 측정하며 측정된 변위에 상응하는 페달변위신호를 생성하는 변위측정센서로서, 적어도 부분적으로 상기 페달로드를 둘러싸며 상기 자성체의 상대 위치에 따른 출력 전압을 출력하는 변위측정코일부를 포함하는, 변위측정센서; 브레이크 제어신호에 상응하는 제동력을 발생시키는 전동식 브레이크 기구; 및 상기 페달변위신호를 기초로 상기 전동식 브레이크 기구에서 발생되는 제동력을 조절하기 위한 브레이크 제어신호를 생성하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따르면, 변위 측정 센서가 이물에 의해 오염되어 측정 정밀도 및 신뢰도 저감되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 영구 자석 대신 스틸 코어와 같은 자성체를 사용함으로써, 접착 이외에 압입 또는 코킹과 같은 다른 접합 방식을 사용할 수 있어, 변위 측정 센서가 내구성이 높고 사용 환경에 대해 높은 품질 강건성을 가질 수 있다.
또한, 스틸 코어와 같은 자성체를 사용함으로써, 변위측정센서가 외부 충격에 강하여 취급이 용이하며, 제조 공차 대비 높은 품질을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 유압 브레이크 장치를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위측정코일부를 모식적으로 나타낸 회로도이다.
도 3은 도 2의 변위측정코일부의 자성체가 변위되는 여러 상태를 나타내는 회로도이다.
도 4a는 교류전압원에서 일차코일로 인가되는 입력 전압의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 4b는 도 3의 자성체가 전방 위치에 있을 때 출력 전압 파형을 나타내는 그래프이다.
도 4c 도 3의 자성체가 중간 위치에 있을 때 출력 전압의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 4d는 도 3의 자성체가 후방 위치에 있을 때 출력 전압의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 유압브레이크의 작동 모습을 나타내는 모식도이다.
도 6은 도 5에 도시된 작동 상태에 따른 출력 전압의 크기를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일하거나 유사한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일하거나 유사한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성을 위해 그리고 설명의 편의를 위해 다소 과장되거나 왜곡되어 표현될 수 있다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 장치를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 브레이크 장치(1)는 페달로드(12), 페달로드(12)의 변위를 측정하며 측정된 변위에 상응하는 페달변위신호(PDS)를 생성하는 변위측정센서(20, 28), 페달변위신호(PDS)를 기초로 전동식 브레이크 기구(16)에서 발생되는 제동력을 조절하기 위한 브레이크 제어신호(BCS)를 생성하는 제어부(14), 및 브레이크 제어신호(BCS)에 상응하는 제동력을 발생시키는 전동식 브레이크 기구(16)를 전체로서 또는 부분적으로 포함한다.
페달로드(12)는 차량의 페달(10)에 힌지 결합된다. 페달(10)은 운전자가 가하는 답력에 의해 회전 운동한다. 페달(10)에 힌지 결합된 페달로드(12)는 전동식 브레이크 기구(16)와 같은 주변 기구 구조물에 의해 가이드 되어 병진 운동하도록 구성된다. 도시되지 않았으나, 페달로드(12)는 코일 스프링 또는 고무댐퍼와 같은 반발력을 제공하는 구조물에 기계적으로 연결되어 그 답력의 정도가 조절될 수 있다.
페달로드(12)는 그 표면에 부착된 자성체(13)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 자성체(13)는 외부의 자기장에 의해 특정방향으로 자화되는 물질을 포함하며, 예를 들어, 강자성체, 반강자성체, 상자성체 또는 반자성체 물질을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 자성체(13)는 강철 또는 스테인리스 스틸로 이루어질 수 있다. 자성체(13)는 환형일 수 있고, 예를 들어 환형 띠 형태로서 페달로드(12)의 표면에 감겨 부착될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따를 때, 자성체(13)는 그 형상이 제한되지 않으며 임의의 형상을 가질 수 있다. 자성체(13)는 압입, 코킹과 같은 방식으로 별도의 접착재료 없이 물리적으로 페달로드(12)의 표면에 부착될 수 있다. 또한, 자성체(13)는 열융착 방식으로 페달로드(12)의 표면에 부착될 수도 있다. 또한, 자성체(13)는 환형 띠를 구부려 페달로드(12)의 표면을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 감는 방식으로 부착될 수도 있다.
변위측정센서(20, 28)는 페달로드(12)의 변위에 따라 상이한 출력 전압(v o)을 출력하도록 배치된 변위측정코일부(20) 및 상기 출력 전압(v o)에 상응하는 페달변위신호(PDS)를 생성하는 변위산출부(28)를 포함한다.
변위측정코일부(20)는 적어도 부분적으로 페달로드(12)를 둘러싸도록 배치된다. 또한, 페달로드(12)의 자성체(13)는 변위측정코일부(20)에 인접하도록 페달로드(12) 상에 배치된다. 페달로드(12)의 변위될 때, 자성체(13)는 변위측정코일부(20) 내부를 지나도록 배치될 수 있다. 변위측정코일부(20)에 대한 자성체(13)의 상대위치에 따라, 변위측정코일부(20)에서 출력되는 출력 전압(v o)이 변동될 수 있다.
변위측정코일부(20)는 적어도 부분적으로 페달로드(12)를 둘러싸도록 배치된 하나 이상의 일차코일(22) 및 복수의 이차코일(24, 26)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 복수의 이차코일은, 제1 이차코일(24) 및 제2 이차코일(26)로서, 2 개가 배치되는 것으로 예시되었다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이차코일은 3개 또는 그 보다 많은 개수가 배치될 수도 있다.
또한, 일차코일(22)은 제1 이차코일(24) 및 제2 이차코일(26) 사이에 배치된다. 일차코일(22)은 교류전압원(v p)에 연결된다. 일차코일(22)에 흐르는 교류전류에 의하여, 제1 이차코일(24) 및 제2 이차코일(26)에 유도전류가 생성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 제1 이차코일(24)은 일차코일(22)에 대해 전방방향(DF)으로 전방에 인접하게 배치되고, 제2 이차코일(26)은 일차코일(22)에 대해 전방방향(DF)으로 후방에 인접하게 배치된다.
변위측정코일부(20)는 제1 이차코일(24) 및 제2 이차코일(26) 각각의 유도전류에 상응하는 출력 전압(v o)을 변위산출부(28)로 전달할 수 있다.
변위산출부(28)는 출력 전압(v o)을 기초로 페달변위신호(PDS)를 생성한다. 이 때, 페달변위신호(PDS)는 페달로드(12)의 변위를 나타내는 디지털 신호 또는 아날로그 신호 일 수 있다. 변위산출부(28)는 예를 들어, 출력 전압(vo)의 크기 또는 강도를 디지털 신호로 변환하기 위한 ADC 회로 또는 출력 전압(vo)을 증폭하기 위한 증폭회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 변위산출부(28)가 변위측정센서의 일 구성으로서 제어부(14)와 구별되는 것으로 예시되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 변위산출부(28)는 단지 변위측정코일부(20)에서 출력된 출력 전압(v o)을 제어부(14)에서 이용할 수 있도록 출력 전압(v o)을 가공하는 기능적 모듈을 의미하는 것이며, 제어부(14)가 출력 전압(v o)을 직접 수신하여 활용할 수 있다면 변위산출부(28)는 생략되어도 무방하다. 이 경우, 변위산출부(28)는 제어부(14) 내부에 통합된 것으로 해석될 수 있다.
제어부(14)는 페달변위신호(PDS)를 수신하여, 수신된 페달변위신호(PDS)를 기초로 전동식 브레이크 기구(16)에서 발생될 제동력의 제동력을 조절하기 위한 브레이크 제어신호(BCS)를 생성한다. 제어부(14)는 수신된 페달변위신호(PDS)에 상응하는 제동력의 정도를 산출할 수 있고 산출된 제동력의 정도에 상응하는 브레이크 제어신호(BCS)를 생성한다.
전동식 브레이크 기구(16)는 브레이크 제어신호(BCS)에 상응하는 제동력을 생성한다. 전동식 브레이크 기구(16)는, 예를 들어, 모터와 같은 전기식 능동 액츄에이터를 포함하며, 브레이크 제어신호(BCS)에 상응하여 제동력을 발생시킬 수 있는 임의의 브레이크 기구를 모두 포괄한다. 전동식 브레이크 기구(16)는, 예를 들어, 전동식 부스터 브레이크 메커니즘 또는 페달시뮬레이터를 포함하는 전동식 브레이크 메커니즘을 포함할 수 있다.
또한, 전동식 브레이크 기구(16)는 브레이크 기구 내 요소 장치들의 상태, 예를 들어, 유압 계통의 압력 등을 측정한 브레이크 센싱신호(BSS)를 생성하여 제어부(14)로 전달할 수 있다. 제어부(14)는 브레이크 센싱신호(BSS)를 이용하여 브레이크 제어신호(BCS)를 보정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위측정코일부를 모식적으로 나타낸 회로도이다.
도 2를 참조하면, 변위측정코일부(20)는 일차코일(22)을 중심으로 전방방향(DF)에 대해 전방 및 후방에 각각 배치되는 제1 이차코일(24) 및 제2 이차코일(26)을 포함한다.
일차코일(22)은 교류전압원(v p)에 연결된다. 일차코일(22)에 교류전압이 인가되면 각각의 이차코일에는 일차코일(22)과의 상호유도작용에 의해 전류가 흐르게 된다. 본 발명의 일 실시예에서, 제1 이차코일(24) 및 제2 이차코일(26)은 서로 같은 방향으로 감긴다. 또한, 제1 이차코일(24)의 종단부 및 제2 이차코일(26)의 종단부는 서로 연결된 연결 노드(27)를 형성한다. 제1 이차코일(24)의 시단부(25) 및 제2 이차코일(26)의 시단부(29)는 각각 출력 전압(v o)의 양극 노드로 작용한다. 출력 전압(v o)은 일차코일(22)에 의해 각각 유도된 제1 이차코일(24)의 전압과 제2 이차코일(26)의 전압의 차이에 상응한다.
일차코일(22)에 흐르는 교류전류에 의하여, 제1 이차코일(24) 및 제2 이차코일(26)에 유도전류가 생성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 제1 이차코일(24)은 일차코일(22)에 대해 전방방향(DF)으로 전방에 인접하게 배치되고, 제2 이차코일(26)은 일차코일(22)에 대해 전방방향(DF)으로 후방에 인접하게 배치된다.
또한, 자성체(13)는 일차코일(22)에 대한 제1 이차코일(24) 및 제2 이차코일(26)의 자기 경로 사이에 위치된다. 자성체(13)의 위치에 따라 일차코일(22)과 제1 이차코일(24) 사이의 상호 인덕턴스 값이 달라지고, 마찬가지로 일차코일(22)과 제2 이차코일(26) 사이의 상호 인덕턴스 값이 달라진다.
예를 들어, 제1 이차코일(24)에 유도된 전압(v o+) 및 제2 이차코일(26)에 유도된 전압(v o-)은 아래식과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
여기서, M1은 일차코일(22)과 제1 이차코일(24) 사이의 상호 인덕턴스를 의미하며, M2는 일차코일(22)과 제2 이차코일(26) 사이의 상호 인덕턴스를 의미한다.
상호 인덕턴스는 일차코일(22)에 의해 각각의 이차코일들에 얼마나 많은 유도 전류가 유도될 수 있는 지의 척도로 이해될 수 있다. 다시 말해, 일차코일(22)에 의해 형성된 자속 변화가 각각의 이차코일에 얼마나 전달될 수 있는 지를 의미한다. 따라서, 일차코일(22)과 각각의 이차코일 사이에 배치된 자성체(13)의 위치가 변동됨에 따라, 일차코일(22)과 각각의 이차코일 사이의 상호 인덕턴스가 변동된다.
따라서, 자성체(13)의 위치 변화에 따라 출력 제1 이차코일(24)에 유도된 전압 및 제2 이차코일(26)에 유도된 전압이 달라지며, 그 차이, 즉, 출력 전압(v o)이 상이해진다.
변위측정코일부(20)는 제1 이차코일(24) 및 제2 이차코일(26) 각각의 유도전류에 상응하는 출력 전압(v o)을 변위산출부(28)로 전달할 수 있다.
도 3은 도 2의 변위측정코일부(20)의 자성체(13)가 변위되는 여러 상태를 나타내는 회로도이다. 도 4a는 교류전압원(vp)에서 일차코일(22)로 인가되는 입력 전압의 파형을 나타내는 그래프이다. 도 4b는 도 3의 자성체(13)가 전방 위치에 있을 때 출력 전압(v o) 파형을 나타내는 그래프이다. 도 4c 도 3의 자성체(13)가 중간 위치에 있을 때 출력 전압(v o)의 파형을 나타내는 그래프이다. 도 4d는 도 3의 자성체(13)가 후방 위치에 있을 때 출력 전압(v o)의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 3 및 도 4a를 참조하면, 입력 전압은 정현파 입력이 인가되는 것으로 예시되었다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 일차코일(22)이 각각의 이차코일에 유도전류를 형성할 수 있도록 시간에 따라 그 전압 값이 변동되는 임의의 교류 전압이 선택될 수 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 자성체(13a)가 전방위치에 있을 때, 이 자성체(13a), 예를 들어, 상자성체에 의해 일차코일(22)과 제1 이차코일(24) 사이의 상호 인덕턴스는 그 사이에 있는 자성체(13a)에 의해 강화될 수 있다. 즉, 자성체(13a)가 주변 자기장에 의해 자화되며 일종의 자기 이동 경로로 작용하여 제1 이차코일(24)에 전류가 유도되는 것을 촉진시킬 수 있다. 반면에, 일차코일(22)과 제2 이차코일(26) 사이의 상호 인덕턴스는 자성체(13)의 부재로 인해 약화될 수 있다. 따라서, 제1 이차코일(24)의 시단부의 전압이 제2 이차코일(26)의 시단부의 전압보다 클 것이다. 이에, 도 4b에 도시된 같은 유도 전압 파형이 나타날 수 있다.
즉, 이때의 출력 전압(v o)은 아래와 같은 식에 의해 나타낼 수 있다.
Figure pat00003
그리고, 출력 전압(v o)의 진폭(Am1)은 일차코일에 인가되는 교류전압원(v p)의 진폭(Em) 보다 작을 것이다.
한편, 도 4c에 도시된 바와 같이, 자성체(13b)가 중간위치에 있을 때, 일차코일(22)에 대한 제1 이차코일(24) 및 제2 이차코일(26) 사이의 상호 인덕턴스는 거의 동일할 것이다. 따라서, 제1 이차코일(24)의 시단부의 전압과 제2 이차코일(26)의 시단부의 전압은 거의 동일할 것이며, 이에 도시된 도 4c에 도시된 바와 같은 유도 전압 파형이 나타날 수 있다.
즉, 이 때의 출력 전압(v o)은 아래와 같은 식에 의해 나타낼 수 있다.
Figure pat00004
그리고, 출력 전압(v o)의 진폭(Am2)은 0에 가까운 크기를 가질 것이다.
한편, 도 4d에 도시된 바와 같이, 자성체(13c)가 후방위치에 있을 때, 이 자성체(13c), 예를 들어, 상자성체에 의해 일차코일(22)과 제2 이차코일(26) 사이의 상호 인덕턴스는 그 사이에 있는 자성체(13c)에 의해 강화될 수 있다. 반면에, 일차코일(22)과 제1 이차코일(24) 사이의 상호 인덕턴스는 자성체(13c)의 부재로 인해 약화될 수 있다. 따라서, 제1 이차코일(24)의 시단부의 전압이 제2 이차코일(26)의 시단부의 전압보다 작을 것이다. 이에, 도 4d에 도시된 같이 도 4b와 위상이 반대인 유도 전압 파형이 나타날 수 있다.
즉, 이때의 출력 전압(v o)은 아래와 같은 식에 의해 나타낼 수 있다.
Figure pat00005
그리고, 출력 전압(v o)의 진폭(Am3)은 일차코일에 인가되는 교류전압원(v p)의 진폭(Em) 보다 작을 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 유압브레이크의 작동 모습을 나타내는 모식도이다. 도 6은 도 5에 도시된 작동 상태에 따른 출력 전압의 크기를 나타내는 그래프이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이, 변위측정코일부(20)는 제1 이차코일(24) 및 제2 이차코일(26)의 전압의 차이를 출력 전압(v o)으로 출력하여, 변위산출부(28)로 전달한다.
즉, 운전자가 페달을 밟아 페달로드(12)가 전방방향(DF)으로 이동함에 따라, 즉, 페달로드(12)의 자성체(13)가 후방 위치로부터 중간 위치를 거쳐 전방위치로 이동함에 따라, 변위측정코어부의 출력 전압(v o)의 세기는, 예를 들어, 전압의 RMS(root mean square) 값은, 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 후방 위치의 임의의 값으로 부터 점점 작아지다가, 중간 위치에서 0에 가까운 값이 되며, 이후 전방 위치로 갈수록 점점 증가하는 양상을 나타낼 수 있다.
변위산출부(28)는 출력 전압(v o)을 기초로 페달변위신호(PDS)를 생성한다. 이 때, 페달변위신호(PDS)는 페달의 변위를 나타내는 디지털 신호 또는 아날로그 신호 일 수 있다. 변위산출부(28)는 생성된 페달변위신호(PDS)를 제어부(14)로 전달하며, 제어부(14)는 페달변위신호(PDS)를 기초로 전동식 브레이크 기구(16)가 생성하는 제동력을 제어할 수 있다.
도시된 바와 같이, 변위측정센서의 출력 전압(v o)의 크기, 또는 그 진폭은 페달로드(12)의 스트로크의 정도, 즉, 자성체(13)가 변위된 정도에 매칭된 정도에 대응된다.
만일, 본 발명과 달리, 하나의 일차코일과 하나의 이차코일 만을 이용해, 자성체의 위치에 따라 이차코일에 유도되는 전압 또는 전류의 값을 기초로 페달의 변위를 측정하는 방식도 가정해 볼 수 있다. 알려진 바와 같이, 일차코일에 의해 이차코일에 유도되는 전압의 크기는 교류전압원, 코일의 배치, 자성체의 위치 및 주변 자기 환경 변수 등에 따라 달라질 수 있다.
구체적으로, 이러한 가정에서, 이차코일에 유도되는 전압은, 기구 정밀도는 물론 기구 환경, 수명, 설치 대상 차종의 종류 및 전압원과 그 전기 연결계통의 종류 및 노후화 정도와 같은 특정하기 어려운 다양한 팩터들이 그 공차의 원인으로 작용할 수 있다. 아울러, 이러한 원인들로 발생되는 유효 공차의 정도가 상당할 뿐만 아니라, 경우에 따라 자성체의 이동이 이차 코일에 유도되는 전압 및 전류에 영향을 주는 정도에 비해 상당한 크기로 작용될 수 있다. 즉, 본 발명과 달리, 단지 하나의 일차코일 및 이차코일을 이용하여 자성체의 이동에 따른 페달로드의 변위를 측정한다면, 그 측정의 신뢰성 및 정확성이 보장되기 어렵다.
반면에, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같이, 자성체(13)의 위치 변위에 따라, 제1 이차코일(24) 및 제2 이차코일(26)에 유도된 전압들의 차이를 기초로 변위를 측정한다. 앞서 설명한 바와 같은 공차 요인들, 예를 들어, 기구정밀도에 따른 배치 공차, 노후화 및 주변 자기 환경 등은 제1 이차코일(24) 및 제2 이차코일(26)에 함께 같은 부호 및 크기로 거의 동일하게 작용하게 된다. 이에, 제1 이차코일(24) 및 제2 이차코일(26)에 유도되는 전압의 차이 값에서 이러한 영향 및 편차는 서로 삭제돼 제거될 수 있다. 즉, 출력 전압(v o)은, 공차 요인에 따른 영향 및 편차가 대부분 제거된 값으로 나타날 수 있다. 따라서, 출력 전압(v o)은 자성체(13)의 변위가 그 크기의 주요 인자가 되며, 페달로드(12)의 변위가 신뢰성 및 정확성 있게 측정될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하다. 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 도시된 본 발명의 실시예들로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 또한 자동차에 사용되는 전자식 브레이크 장치를 예로 들어 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 자동차가 아닌 다른 장치에 설치된 브레이크장치에도 본 발명에 의한 전자식 브레이크 장치가 사용될 수 있다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정해 져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 운전자가 가하는 답력에 의해 이동 가능하게 구성되며 표면에 부착된 자성체를 포함하는 페달로드;
    상기 페달로드의 변위를 측정하며 측정된 변위에 상응하는 페달변위신호를 생성하는 변위측정센서로서, 적어도 부분적으로 상기 페달로드를 둘러싸며 상기 자성체의 상대 위치에 따른 출력 전압을 출력하는 변위측정코일부를 포함하는, 변위측정센서;
    브레이크 제어신호에 상응하는 제동력을 발생시키는 전동식 브레이크 기구; 및
    상기 페달변위신호를 기초로 상기 전동식 브레이크 기구에서 발생되는 제동력을 조절하기 위한 브레이크 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하는 전자식 브레이크 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 변위측정코일부는 적어도 부분적으로 상기 페달로드를 둘러싸도록 배치된 하나 이상의 일차코일 및 복수의 이차코일을 포함하는 전자식 브레이크 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 복수의 이차코일은 제1 이차코일 및 제2 이차코일을 포함하고, 상기 일차코일은 상기 제1 이차코일 및 상기 제2 이차코일 사이에 배치되는 전자식 브레이크 장치.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 출력 전압은 상기 제1 이차코일 및 상기 제2 이차코일의 전압의 차이에 상응하는 전자식 브레이크 장치.
  5. 제2 항에 있어서, 상기 일차코일은 교류전압원에 연결되고, 상기 제1 이차코일의 종단부 및 상기 제2 이차코일의 종단부는 서로 연결된 연결 노드를 형성하고, 상기 출력 전압은 상기 제1 이차코일의 시단부의 전압 및 상기 제2 이차코일의 시단부의 전압의 차이에 상응하는 전자식 브레이크 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 자성체는 강철 또는 스테인리스 스틸로 이루어진 코어이며 상기 페달로드에 압입, 코킹 및 열융착 중 하나 이상의 방식으로 부착되는 전자식 브레이크 장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 자성체는 강철 또는 스테인리스 스틸로 이루어진 코어이며, 상기 자성체는 상기 페달로드의 표면을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 부착되는 전자식 브레이크 장치.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 변위측정센서는 상기 출력 전압에 상응하는 페달변위신호를 생성하는 변위산출부를 더 포함하되, 상기 페달변위신호는 상기 페달로드의 변위를 나타내는 디지털 신호 또는 아날로그 신호인 전자식 브레이크.
KR1020190167515A 2019-12-16 2019-12-16 전자식 브레이크 장치 KR20210076387A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190167515A KR20210076387A (ko) 2019-12-16 2019-12-16 전자식 브레이크 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190167515A KR20210076387A (ko) 2019-12-16 2019-12-16 전자식 브레이크 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210076387A true KR20210076387A (ko) 2021-06-24

Family

ID=76607040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190167515A KR20210076387A (ko) 2019-12-16 2019-12-16 전자식 브레이크 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210076387A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109141482B (zh) 杂散场鲁棒磁位置传感器装置
KR101325542B1 (ko) 자력 센서
JP5506385B2 (ja) 流量制御弁及び流量制御弁用のスプール位置検出装置
JP4512643B2 (ja) 磁気マーキングによって包装材料の位置を検出する位置検出器および方法
EP2837947A1 (en) Magnetic sensor
JP2006153879A (ja) リニアポジションセンサ
JPH0792199A (ja) 電流センサ
JPWO2012011306A1 (ja) 電流センサ
US4585978A (en) Magnetostrictive actuator with feedback compensation
JP2020134158A (ja) 磁気センサシステム
CN102652255B (zh) 磁力传感器
KR20210076387A (ko) 전자식 브레이크 장치
JPS61134601A (ja) 磁気形変位センサ
JP6413317B2 (ja) 電流センサ
JP2011061995A (ja) リニアモータ及びリニアモータの位置検出方法
CN115053144A (zh) 用于改进的电流传感器的方法和系统
JP2018004316A (ja) 位置センサ
KR101094076B1 (ko) 투자율 측정 장치
JP4842658B2 (ja) 磁気センサ装置
CN210638641U (zh) 抗干扰磁场的位移传感器、马达组件以及变速箱
JP4432220B2 (ja) 演奏記録センサ
JP2006513415A (ja) 位置決定装置
CN118056110A (zh) 用于测量线性位置的设备
JP4905215B2 (ja) 磁歪式軸力センサ
JP2005257477A (ja) 磁気センサ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal