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KR100867838B1 - Brake drag reducing device for vehicle - Google Patents

Brake drag reducing device for vehicle Download PDF

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KR100867838B1
KR100867838B1 KR1020070085028A KR20070085028A KR100867838B1 KR 100867838 B1 KR100867838 B1 KR 100867838B1 KR 1020070085028 A KR1020070085028 A KR 1020070085028A KR 20070085028 A KR20070085028 A KR 20070085028A KR 100867838 B1 KR100867838 B1 KR 100867838B1
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김태헌
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현대자동차주식회사
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Abstract

A brake drag reducing device is provided to efficiently prevent the degradation of the NVH performance and fuel ratio of vehicle. A brake drag reducing device is constructed as follows. In the inner circumference of the caliper housing(1), the installation groove is formed. In the outer circumference of the brake piston(2), the insertion hole is formed to be corresponded to the installation groove. The piezoelectric element(5) is fixed to the installation groove. The piezoelectric element determines the operation of brake pedal according to the manipulation of the brake pedal(6) or the brake switch(7) turned off. An electronic control unit(ECU) authorizing the control current for the designated time promotes the returning motion of the brake piston.

Description

차량의 브레이크 드래그 저감장치{Brake drag reducing device for vehicle}Brake drag reducing device for vehicle

본 발명은 차량의 브레이크 시스템에 관한 것으로, 특히 압전소자를 이용하여 브레이크 피스톤의 복귀를 조장해서 브레이크 드래그를 저감시키도록 한 차량의 브레이크 드래그 저감장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brake system of a vehicle, and more particularly, to a brake drag reduction apparatus for a vehicle that facilitates the return of a brake piston by using a piezoelectric element to reduce brake drag.

일반적으로 차량의 브레이크 시스템은 차량을 감속 또는 정지시킴과 더불어 주차상태를 유지하기 위해 사용되는 중요한 장치로서, 일반적으로 마찰력을 이용하여 차량의 운동에너지를 열에너지로 바꾸어, 그것을 대기중으로 방출시켜 브레이크작용을 하는 마찰식 브레이크를 사용하고 있고, 브레이크장치의 조작기구는 로드나 와이어를 사용하는 기계식과 유압을 이용하는 유압식이 있다.In general, a brake system of a vehicle is an important device used to maintain a parking state while decelerating or stopping a vehicle. Generally, a frictional force is used to convert a vehicle's kinetic energy into thermal energy and release it into the atmosphere to apply a brake action. The friction type brake is used, and the brake mechanism includes a mechanical type using a rod or a wire and a hydraulic type using a hydraulic pressure.

상기 유압식 브레이크에 있어서 마스터 실린더에서 오는 유압을 받아서 제동력을 발생하는 브레이크 본체는 구조상으로 드럼식 브레이크와 디스크식 브레이크로 나누어지는 바, 상기 디스크식 브레이크는 바퀴와 함께 회전하는 브레이크 디스크의 양쪽에서 브레이크 패드를 유압을 이용하여 눌러서 제동하도록 되어 있다.In the hydraulic brake, a brake main body that generates a braking force by receiving hydraulic pressure from the master cylinder is structurally divided into a drum brake and a disc brake. The disc brake includes brake pads on both sides of the brake disc rotating together with the wheels. It uses hydraulic pressure to press and brake.

도 1에는 종래 기술에 따른 디스크식 브레이크 시스템의 요부가 도시되어 있는 바, 즉 내부에 빈 공간을 가지고서 차륜과 인접한 적절한 부위에 고정되게 설치 되는 캘리퍼 하우징(1)의 내부에는 브레이크 피스톤(2)이 이동가능하게 삽입되어 설치되고, 상기 피스톤(2)과 인접하여 브레이크 패드(3)가 브레이크 디스크의 양측에 배치되며, 상기 캘리퍼 하우징의 내주면과 피스톤의 외주면 사이에는 피스톤의 복귀를 조장하는 피스톤씰(4)이 장착되어 있다.Figure 1 shows the main part of the disc brake system according to the prior art, that is, a brake piston (2) is provided in the interior of the caliper housing (1) which is installed to be fixed to a suitable portion adjacent to the wheel with an empty space therein A piston seal, which is installed to be movable and is disposed, adjacent to the piston 2, and brake pads 3 are disposed on both sides of the brake disc, and between the inner circumferential surface of the caliper housing and the outer circumferential surface of the piston, 4) is equipped.

이에 따라 운전자가 브레이크 페달을 조작하면 마스터실린더에서 유압을 발생시켜 상기 캘리퍼 하우징에 공급하고, 캘리퍼 하우징에 공급된 유압은 상기 피스톤은 전진시켜 상기 패드를 브레이크 디스크 쪽으로 가압하여 브레이크 패드와 브레이크 디스크 사이에 마찰 제동력을 발생시켜 차륜을 제동하게 되며, 상기 피스톤씰은 브레이크 피스톤에 일단이 부착되어 있으므로 브레이크 피스톤이 이동할 때에 변형되면서 탄성 복원력을 저장하게 된다.Accordingly, when the driver operates the brake pedal, the master cylinder generates hydraulic pressure and supplies the hydraulic pressure to the caliper housing, and the hydraulic pressure supplied to the caliper housing pushes the piston toward the brake disk by advancing the piston, thereby providing the pressure between the brake pad and the brake disk. The friction braking force is generated to brake the wheel, and the piston seal is attached to the brake piston, so that the brake piston is deformed when the brake piston moves to store the elastic restoring force.

한편 운전자가 브레이크 페달을 해방시키면 상기 피스톤에 공급된 유압이 소멸되고, 상기 피스톤은 피스톤씰의 저장된 탄성 복원력에 의해 원래의 위치로 복귀되어 브레이크 패드들이 디스크로부터 이격되면서 마찰 제동력도 소멸되게 된다.On the other hand, when the driver releases the brake pedal, the hydraulic pressure supplied to the piston is dissipated, and the piston is returned to its original position by the stored elastic restoring force of the piston seal, so that the brake pads are separated from the disk and the friction braking force is also dissipated.

그런데 상기와 같은 단지 피스톤씰을 이용한 종래의 피스톤의 리턴구조에서 피스톤씰의 탄성 복원력이 충분하지 않아서 패드가 디스크로부터 완전히 이격되지 못하는 드래그 현상이 발생하게 되는 데, 만일 제동을 반복하게 되면 디스크와 패드가 가열되면서 열팽창을 하여 디스크와 패드사이의 간격이 더욱더 좁아지거나 없어지게 되면서 드래그 현상이 증대되게 되는 문제점이 있었고, 이러한 드래그 현상은 차량의 연비 및 NVH 성능의 저하를 야기시키는 문제점이 있었다. However, in the conventional piston return structure using only the piston seal as described above, the resilient restoring force of the piston seal is not sufficient, so that the pad is not completely separated from the disc. If the braking is repeated, the disc and the pad are repeated. As the heating is thermally expanded while the gap between the disk and the pad becomes narrower or disappears, there is a problem that the drag phenomenon is increased, and this drag phenomenon causes a problem of deterioration of fuel efficiency and NVH performance of the vehicle.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 브레이크 피스톤이 복귀될 때에 피스톤씰의 복귀력에 압전소자의 변형력을 추가하여 브레이크 피스톤이 원만하면서도 신속하게 원래의 위치로 복귀될 수 있도록 함으로써, 차량의 브레이크 드래그 현상을 효과적으로 저감시켜 차량의 연비 및 NVH 성능의 저하를 방지하도록 한 차량의 브레이크 드래그 저감장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, by adding a deformation force of the piezoelectric element to the return force of the piston seal when the brake piston is returned, so that the brake piston can be returned to its original position smoothly and quickly, An object of the present invention is to provide a brake drag reduction apparatus for a vehicle that effectively reduces a brake drag phenomenon of a vehicle and prevents a decrease in fuel efficiency and NVH performance of the vehicle.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 브레이크 피스톤과 캘리퍼 하우징 사이에 개재되어 제어전류를 인가받아서 변형되면서 상기 브레이크 피스톤의 복귀 운동을 조장하는 압전소자를 구비하고 있다.The present invention for achieving the above object is provided between the brake piston and the caliper housing is provided with a piezoelectric element for promoting the return movement of the brake piston while being deformed by applying a control current.

바람직하기로는 상기 브레이크 피스톤의 외주면에는 삽입홈이 형성되고, 상기 캘리퍼 하우징의 내주면에는 설치홈이 형성되어, 상기 압전소자가 상기 설치홈에 삽입되어 고정되게 부착되면서 그 일단은 상기 삽입홈의 내부까지 연장되게 형성된 것을 특징으로 한다.Preferably, an insertion groove is formed on an outer circumferential surface of the brake piston, and an installation groove is formed on an inner circumferential surface of the caliper housing so that the piezoelectric element is inserted into the installation groove and fixedly attached to one end thereof to the inside of the insertion groove. It is characterized in that formed to extend.

상기 압전소자는 브레이크 페달의 조작에 따라 온 혹은 오프되는 브레이크 스위치로부터 브레이크 페달의 조작을 판단하여 상기 압전소자에 소정 시간 동안에 제어전류를 인가하는 전자제어유니트에 접속된 것을 특징으로 한다.The piezoelectric element may be connected to an electronic control unit that determines the operation of the brake pedal from a brake switch turned on or off in response to the operation of the brake pedal and applies a control current to the piezoelectric element for a predetermined time.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 브레이크 드래그 저감장치에 의하면, 운전자의 브레이크 페달의 해방에 따라 브레이크 피스톤이 복귀될 때에 브 레이크 피스톤에 피스톤씰의 탄성 복원력과 압전소자의 변형력을 동시에 가하여 피스톤의 신속하고 원만한 복귀를 조장함으로써, 차량의 브레이크 드래그 현상을 효과적으로 저감시킬 수 있고, 이에 따라 브레이크 드래그 현상의 발생으로 인한 차량의 연비 및 NVH 성능의 저하를 효율적으로 예방하는 등의 효과가 있다.As described above, according to the brake drag reduction apparatus for a vehicle according to the present invention, when the brake piston is returned according to the driver's release of the brake pedal, the piston piston is applied with the elastic restoring force of the piston seal and the deformation force of the piezoelectric element simultaneously. By facilitating a quick and smooth return, it is possible to effectively reduce the brake drag phenomenon of the vehicle, thereby effectively preventing the vehicle fuel economy and NVH performance from being lowered due to the occurrence of the brake drag phenomenon.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에는 본 발명에 따른 브레이크 드래그 저감장치의 구성이 도시되어 있는 바, 즉 내부에 빈 공간을 가지고서 차륜과 인접한 적절한 부위에 고정되게 설치되는 캘리퍼 하우징(1)의 내부에는 브레이크 피스톤(2)이 이동가능하게 삽입되어 설치되고, 상기 브레이크 피스톤(2)과 인접하여 브레이크 패드(3)가 브레이크 디스크의 양측에 배치되며, 상기 캘리퍼 하우징(1)의 내주면과 상기 브레이크 피스톤(2)의 외주면 사이에는 상기 브레이크 피스톤(2)이 전진할 때에 변형되어 탄성 복원력을 저장하였다가 상기 브레이크 피스톤(2)의 복귀를 조장하는 피스톤씰(4)이 장착되어 있다.Figure 2 shows the configuration of the brake drag reduction device according to the present invention, that is, the brake piston (2) is provided inside the caliper housing (1) which is fixed to a suitable portion adjacent to the wheel with an empty space therein It is movably inserted and installed, and adjacent to the brake piston 2, the brake pads 3 are disposed on both sides of the brake disc, and between the inner circumferential surface of the caliper housing 1 and the outer circumferential surface of the brake piston 2; A piston seal 4 is mounted to deform when the brake piston 2 is advanced to store the elastic restoring force and to promote the return of the brake piston 2.

상기 피스톤씰(4)이 설치된 부위와 인접해서 상기 캘리퍼 하우징(1)의 내주면에는 적절한 크기의 설치홈(1a)이 형성되어서 이 설치홈(1a)에 압전소자(5)가 삽입되어 장착되고, 상기 압전소자(5)의 일단은 상기 브레이크 피스톤(4)의 외주면에 형성시킨 삽입홈(2a)의 내부까지 연장되게 설치된다.Adjacent to the portion where the piston seal 4 is installed, an inner circumferential surface of the caliper housing 1 is provided with an installation groove 1a of an appropriate size, and the piezoelectric element 5 is inserted into the installation groove 1a. One end of the piezoelectric element 5 is installed to extend to the inside of the insertion groove (2a) formed on the outer peripheral surface of the brake piston (4).

상기 설치홈(1a)과 삽입홈(2a)의 폭은 압전소자(5)의 변형과 브레이크 피스톤(2)의 이동 스트로크를 고려하여 적정한 크기로 설정된다.The width of the installation groove 1a and the insertion groove 2a is set to an appropriate size in consideration of the deformation of the piezoelectric element 5 and the movement stroke of the brake piston 2.

그리고 상기 압전소자(5)에 제어전류를 인가하여 압전소자(5)를 변형시키도록 압전소자(5)에 전자제어유니트(ECU)의 출력단이 연결되고, 상기 전자제어유니트의 입력단에는 브레이크 페달(6)의 조작에 따라 온 혹은 오프되는 브레이크 스위치(7)가 접속되어 있으며, 상기 전자제어유니트에는 브레이크 페달(6)의 해방에 따라 상기 브레이크 스위치(7)가 오프될 때에 상기 압전소자(5)에 예컨대 0.5초 동안에 제어전류를 인가하도록 하는 프로그램이 내장되어 있다.The output terminal of the electronic control unit (ECU) is connected to the piezoelectric element 5 so as to deform the piezoelectric element 5 by applying a control current to the piezoelectric element 5, and a brake pedal (Brake pedal) is connected to the input end of the electronic control unit. The brake switch 7 which is turned on or off in response to the operation of 6) is connected, and the piezoelectric element 5 is connected to the electronic control unit when the brake switch 7 is turned off in response to the release of the brake pedal 6. Has a built-in program to apply the control current, for example for 0.5 seconds.

이에 따라 운전자가 브레이크 페달(6)을 조작하면 도 3에 도시한 바와 같이 브레이크 피스톤(2)이 마스터실린더의 유압을 공급받아서 화살표로 도시한 바와 같이 전진하여 브레이크 패드(3)를 브레이크 디스크에 밀착시켜 마찰 제동력을 발생시킨다. 이 때에 상기 피스톤씰(4)은 브레이크 피스톤(2)의 전진으로 변형되면서 그 탄성 복원력을 저장하게 되고, 상기 압전소자(5)에는 어떠한 변형도 발생하지 않게 된다.Accordingly, when the driver operates the brake pedal 6, the brake piston 2 is supplied with the hydraulic pressure of the master cylinder as shown in FIG. 3, and is advanced as shown by an arrow to closely adhere the brake pad 3 to the brake disc. To generate friction braking force. At this time, the piston seal 4 is deformed to the forward of the brake piston (2) to store its elastic restoring force, and no deformation occurs in the piezoelectric element (5).

이 후에 운전자가 차륜의 제동을 해제할 목적으로 브레이크 페달(6)을 해방시키면 도 4에 도시한 바와 같이 브레이크 피스톤(2)에 가해진 유압이 소멸되면서 브레이크 피스톤(2)은 상기 피스톤씰(4)의 저장된 탄성복원력으로 원래의 위치로 복귀하게 되는 데, 이 때에 상기 전자제어유니트가 상기 압전소자(5)에 제어전류를 예컨대 0.5초 동안에 인가한다.Afterwards, when the driver releases the brake pedal 6 for the purpose of releasing the braking of the wheel, the hydraulic pressure applied to the brake piston 2 is dissipated as shown in FIG. 4, and the brake piston 2 is connected to the piston seal 4. It returns to its original position with the stored elastic restoring force at which the electronic control unit applies a control current to the piezoelectric element 5 for 0.5 second, for example.

그러면 상기 압전소자(5)는 도 4에 도시한 바와 같이 제어전류를 인가받아 그 폭이 증대하도록 변형되고, 이러한 압전소자(5)의 변형은 피스톤씰(4)에 의해 복귀하는 브레이크 피스톤(2)에 복귀력을 추가로 가하게 되어, 브레이크 피스톤(2)의 복귀가 피스톤씰(4)의 탄성 복원력과 압전소자(5)의 변형력을 동시에 받아서 신속하고 원만하게 이루어져 브레이크 드래그 현상이 효과적으로 저감되게 되는 것이다.Then, the piezoelectric element 5 is deformed to receive a control current as shown in FIG. 4 to increase its width, and the deformation of the piezoelectric element 5 is returned by the piston seal 4. ), The return of the brake piston 2 receives the elastic restoring force of the piston seal 4 and the deformation force of the piezoelectric element 5 at the same time so that the brake drag phenomenon is effectively reduced. will be.

상기 전자제어유니트에 의한 0.5초 동안에 제어전류가 압전소자(5)에 인가된 후에는 압전소자(5)에 가해진 제어전류가 차단되면서 압전소자(5)는 도 2에 도시한 원래의 두께를 가지는 형태로 복귀되어 초기 상태로 되돌아오게 되는 것이다.After the control current is applied to the piezoelectric element 5 for 0.5 seconds by the electronic control unit, the control current applied to the piezoelectric element 5 is cut off and the piezoelectric element 5 has the original thickness shown in FIG. It returns to form and returns to its initial state.

도 1은 종래 기술에 따른 브레이크 캘리퍼의 단면도,1 is a cross-sectional view of a brake caliper according to the prior art,

도 2는 본 발명에 따른 브레이크 드래그 저감장치의 구성도,2 is a block diagram of a brake drag reduction apparatus according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 브레이크 드래그 저감장치의 초기 상태도,3 is an initial state diagram of a brake drag reduction apparatus according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 브레이크 드래그 저감장치의 작동 설명도이다.4 is an explanatory view of the operation of the brake drag reduction apparatus according to the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

1-브레이크 캘리퍼 2-브레이크 피스톤1-Brake Caliper 2-Brake Piston

3-브레이크 패드 4-피스톤씰3-Brake Pads 4-Piston Seal

5-압전소자5-piezoelectric element

Claims (4)

캘리퍼 하우징(1)의 내주면에는 설치홈(1a)이 형성되고, 브레이크 피스톤(2)의 외주면에는 상기 설치홈(1a)에 대응되는 위치로 삽입홈(2a)이 형성되며, 상기 설치홈(1a)에 압전소자(5)가 삽입되어 고정되게 부착되면서 그 일단은 상기 삽입홈(2a)의 내부까지 연장되게 형성되고, 상기 압전소자(5)는 브레이크 페달(6)의 조작에 따라 온 혹은 오프되는 브레이크 스위치(7)로부터 상기 브레이크 페달(6)의 조작을 판단하여 소정 시간 동안에 제어전류를 인가하는 전자제어유니트(ECU)에 접속되어 상기 브레이크 피스톤(2)의 복귀 운동을 조장하도록 구성된 차량의 브레이크 드래그 저감장치. An installation groove 1a is formed in the inner circumferential surface of the caliper housing 1, and an insertion groove 2a is formed in a position corresponding to the installation groove 1a on the outer circumferential surface of the brake piston 2, and the installation groove 1a is provided. The piezoelectric element 5 is inserted into and fixedly attached thereto, and one end thereof is extended to the inside of the insertion groove 2a, and the piezoelectric element 5 is turned on or off according to the operation of the brake pedal 6. Is connected to an electronic control unit (ECU) for determining the operation of the brake pedal (6) from the brake switch (7), and applying a control current for a predetermined time, to facilitate the return movement of the brake piston (2). Brake drag reduction device. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 전자제어유니트(ECU)는 0.5초 동안에 상기 압전소자(5)에 제어전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 차량의 브레이크 드래그 저감장치. 2. The brake drag reduction apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein said electronic control unit (ECU) applies a control current to said piezoelectric element (5) for 0.5 second.
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