KR20080054242A - Brake pad change time detection system of vehicle - Google Patents

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Abstract

An apparatus for detecting a time for changing a brake pad is provided to prevent accidents by notifying a driver of a time to change the brake pad using bimetals. An apparatus for detecting a time for changing a brake pad in a disk brake system comprises as follows. A contact unit(140) is mounted on one side of a support plate(111) of a brake pad(110) and contacted to a disk when the brake pad is worn enough to be changed. Metal plates(150A,150B) are reactive to frictional heat to the disk. A detection unit(160) outputs an electrical signal. An electric control unit(ECU)(170) is electrically coupled to the detection unit and determines a time for changing the brake pad by analyzing a signal applied from the detection unit.

Description

브레이크 패드 교환시기 검출장치{BRAKE PAD CHANGE TIME DETECTION SYSTEM OF VEHICLE}BRAKE PAD CHANGE TIME DETECTION SYSTEM OF VEHICLE}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 패드 교환시기 검출장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for detecting brake pad replacement time according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 브레이크 패드 교환시기 검출에 대한 흐름도이다.2 is a flowchart for detecting a brake pad change timing according to an embodiment of the present invention.

도 3은 종래의 브레이크 패드에 장착되는 교환 시기 알림장치의 구성도이다.3 is a block diagram of a replacement time notification device mounted on a conventional brake pad.

도 4는 종래의 브레이크 패드 교환시기 검출장치에 대한 구성도이다. 4 is a block diagram of a conventional brake pad replacement time detection device.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

110 : 브레이크 패드 120 : 디스크110: brake pad 120: disk

130 : 휠 실린더 140 : 접촉부130: wheel cylinder 140: contact portion

150 : 바이메탈 160 : 검출부150: bimetal 160: detector

170 : ECU 180 : 표시부170: ECU 180: display unit

본 발명은 차량에 장착되는 디스크 브레이크 장치에 관한 것으로, 더 상세하 게는 브레이크 패드의 교환 시기를 능동적으로 검출하여 이를 운전자에게 지시하도록 하는 브레이크 패드 교환시기 검출장치에 관한 것이다.The present invention relates to a disc brake device mounted on a vehicle, and more particularly, to a brake pad replacement time detection device for actively detecting a brake pad replacement time and instructing the driver thereof.

차량의 감속 및 정지는 운전자에 의한 브레이크 패달의 구동에 따라 유압으로 작동되는 브레이크 패드와 브레이크 디스크의 마찰에 의해 발생한다. The deceleration and stop of the vehicle are caused by friction between the brake pads and the brake discs, which are hydraulically actuated by the driver of the brake pedal.

따라서, 브레이크 패드는 브레이크 디스크와의 마찰에 의해 마모가 발생하게 되며, 마모가 심할 경우 정상적인 제동력을 확보할 수 없어 안전 운행에 치명적인 영향을 초래하게 되고, 브레이크 디스크를 파손시키게 되어 있어 적당한 시점에서 브레이크 패드의 교환이 이루어져야 한다.Therefore, the brake pads are abraded by friction with the brake discs. If the abrasion is severe, normal braking force cannot be secured, which causes a fatal effect on safe operation, and the brake discs are damaged. The pad must be replaced.

종래에는 브레이크 패드의 교환시기를 알려주기 위한 장치로 도 3에 도시된 바와 같이, 캘리퍼에 장착되는 브레이크 패드(1)의 뒷면 소정 위치에 교환 알림용 철심(3)을 장착하여 브레이크 패드의 마모에 의해 브레이크 드럼과 접촉할 경우 소음을 발생토록 하여 교체 시기를 알려 주게 되어 있다. Conventionally, as shown in FIG. 3, an exchange notification iron core 3 is mounted at a predetermined position on the rear side of the brake pad 1 mounted on the caliper to prevent wear of the brake pad. By making contact with the brake drum, it makes a noise to inform the replacement time.

그러나, 운전자의 부주의나 철심이 마찰에 의해 부러질 경우 경보음 역할을 하는 소음은 발생하지 않고 마모가 진행되어 패드가 다 닳을 경우 브레이크 슈와 드럼이 직접 닿게 되고 마찰열에 의한 드럼의 변형이나 브레이크 캘리퍼의 손상이 발생하게 된다. However, if the driver's carelessness or iron core is broken by friction, the noise that acts as an alarm sound does not occur, and when the pad is worn out as the wear progresses, the brake shoe and the drum directly contact each other, and the drum deforms or brake calipers due to frictional heat. Damage occurs.

결국, 브레이크 계통 전체를 교체해야 되는 경우가 생기고, 운전자에게 제동 성능 저하 및 안전성의 위협뿐 아니라 물질적인 손해를 끼치게 된다. As a result, the entire brake system needs to be replaced, causing material damage as well as deterioration of braking performance and threat of safety to the driver.

또한, 브레이크 패드의 교환을 너무 일찍하는 경우에는 유지비의 상승과 자원 낭비를 초래하게 된다.In addition, too early replacement of the brake pads leads to an increase in maintenance costs and waste of resources.

그리고, 다수의 운전자는 마찰음이 브레이크 패드의 마모에 의한 소음인지를 인식하지 못하고 있으며, 이를 인식한다고 하더라도 어느 위치에서 발생되는 것인지를 정확하게 인식할 수 없는 문제점이 있다. In addition, many drivers do not recognize whether the friction sound is a noise caused by wear of the brake pad, and even if the driver recognizes the friction sound, the driver may not accurately recognize at which position.

이를 개선하기 위한 방법으로 도 4에 도시된 바와 같이, 브레이크 디스크(10)에 일정 간격으로 다수개의 홀(11)을 형성하고, 브레이크 캘리퍼(20)에 발광소자(30)와 수광소자(40)로 이루어지는 광센서 소자를 장착하며, 발광소자(30)와 수광소자(40)로 이루어지는 광센서 소자와 브레이크 디스크(10)의 사이에 브레이크 패드(50)가 장착되도록 하고 있다.As a method for improving this, as shown in FIG. 4, a plurality of holes 11 are formed in the brake disc 10 at regular intervals, and the light emitting device 30 and the light receiving device 40 are formed in the brake caliper 20. An optical sensor element is formed, and the brake pad 50 is mounted between the optical sensor element consisting of the light emitting element 30 and the light receiving element 40 and the brake disc 10.

따라서, 브레이크 패드(50)가 마모되어 발광소자(30)에서 방사된 빛이 브레이크 디스크(10)에 일정한 간격으로 형성된 홀(11)을 통해 수광소자(40)에 수신되는 경우 수광소자(40)는 이를 도시되지 않은 제어수단에 전송한다.Therefore, when the brake pad 50 is worn and the light emitted from the light emitting device 30 is received by the light receiving device 40 through the holes 11 formed at regular intervals in the brake disc 10, the light receiving device 40 Transmits it to a control means not shown.

따라서, 제어수단은 표시수단을 통해 브레이크 패드(50)의 교환시기가 되었음에 대한 정보를 설정된 소정의 방법으로 운전자에게 통지한다.Therefore, the control means notifies the driver by the predetermined means of the information that the timing of replacement of the brake pad 50 is reached via the display means.

그러나, 이의 경우 브레이크 디스크에 과도하게 많은 홀을 삽입함으로써 브레이크 패드와 브레이크 디스크간의 마찰 부분이 감소하게 되어 제동성능의 저하를 초래하는 문제점이 발생된다.However, in this case, by inserting an excessively large number of holes in the brake disc, the friction portion between the brake pad and the brake disc is reduced, resulting in a problem of deterioration in braking performance.

또한, 발광소자 및 수광소자로 이루어지는 광센서 소자가 브레이크 패드의 외부에 장착되기 때문에 브레이크 패드가 다 마모된 후에 동작하게 되어 있어 브레이크 패드가 모두 마모된 이후 브레이크 패드의 교환을 통지하는 것은 교환시기의 통지에 대한 의미가 상실되는 문제점이 있다. In addition, since the optical sensor element including the light emitting element and the light receiving element is mounted on the outside of the brake pad, it operates after the brake pad is worn out. There is a problem that the meaning of the notification is lost.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 열팽창계수가 다른 두 개의 금속으로 이루어지는 바이메탈을 이용하여 브레이크 패드의 교환 시기를 능동적으로 감지하여 경고등이나 음성으로 지시하는 것이다.The present invention has been invented to solve the above problems, the object of which is to use a bimetal made of two metals with different thermal expansion coefficients to actively detect the replacement time of the brake pads to indicate by warning light or voice.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 패드 교환시기 검출장치는, 브레이크 패드의 지지편 일측에 장착되어 브레이크 패드가 교환이 요구되는 두께로 마모되는 경우 디스크와 접촉되는 접촉부; 상기 접촉부를 통해 전달되는 디스크와의 마찰열에 의해 반응하는 금속편; 금속편의 반응으로 접점이 연결되어 전기적 신호를 출력하는 검출부; 상기 검출부와 전기적으로 연결되며, 검출부에서 인가되는 신호를 분석하여 브레이크 패드의 교환시기를 판정하고, 그 결과를 표시부로 지시하는 ECU를 포함한다.Brake pad replacement time detection apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the contact portion which is mounted on one side of the support piece of the brake pad contact the disc when the brake pad is worn to the thickness required to replace; A metal piece reacting by frictional heat with the disk transmitted through the contact portion; A detector connected to the contact in response to the metal piece to output an electrical signal; And an ECU which is electrically connected to the detection unit, and determines an exchange time of the brake pad by analyzing a signal applied from the detection unit and instructs the result to the display unit.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. However, the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 브레이크 패드 교환시기 검출장치의 개략적 인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for detecting brake pad replacement time according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 구동축과 연결되는 디스크(120)가 캘리퍼(100)의 내부에 회전 가능하도록 설치되고, 상기 디스크(120)의 양측 일면과 캘리퍼(100) 내부의 휠 실린더(130) 사이에 장착되어 휠 실린더(130)의 작동에 따라 디스크(120)에 마찰되어 제동력을 발생시키는 브레이크 패드(110)가 장착된다.As shown, a disk 120 connected to the drive shaft is rotatably installed in the caliper 100, and is mounted between one side of both sides of the disk 120 and the wheel cylinder 130 inside the caliper 100. In response to the operation of the wheel cylinder 130, the brake pad 110 is mounted to friction with the disk 120 to generate a braking force.

상기 브레이크 패드(110)의 일측면에는 금속 등의 재질로 이루어지며, 휠 실린더(130)와 접촉되어 휠 실린더(130)의 작동힘을 브레이크 패드(110)에 균형있게 전달하는 지지편(111)이 설치된다.One side of the brake pad 110 is made of a material such as metal, the support piece 111 in contact with the wheel cylinder 130 to transfer the operating force of the wheel cylinder 130 to the brake pad 110 in a balanced manner. This is installed.

상기 지지편(111)의 상측에는 주행에 따른 반복적인 브레이크 작동으로 마모되는 브레이크 패드(110)의 마모상태를 검출하는 마모검출수단이 장착된다.The upper side of the support piece 111 is equipped with a wear detection means for detecting the wear state of the brake pad 110 worn by repeated brake operation according to the running.

상기 마모검출수단은 브레이크 패드(110)가 교환이 요구되는 정도로 마모되는 경우 디스크(120)와 접촉되는 접촉부(140)와 온도에 민감하게 반응하는 하나의 금속편(150A)과 온도에 다소 단감하게 반응하는 다른 하나의 금속편(150B)이 면접촉되어 이루어지는 바이메탈 및 디스크(120)와 접촉부(140)의 마찰에 의한 열로 바이메탈이 작동하는 경우 바이메탈과 접촉되어 그에 대한 전기적 신호를 ECU(170)에 제공하는 검출부(160)로 이루어진다.The wear detection means reacts somewhat insensitively to the temperature of the contact portion 140 in contact with the disk 120 and the temperature of the one or more metal pieces 150A that are sensitive to temperature when the brake pad 110 is worn to the extent that replacement is required. When the bimetal is operated by the friction between the bimetal and the disk 120 and the contact portion 140 formed by surface contact with the other metal piece 150B, the bimetal is contacted with the bimetal to provide an electrical signal to the ECU 170. It consists of a detection unit 160.

따라서, ECU(170)는 엔진의 시동 온에 따라 이그니션 스위치의 접점을 통해 공급되는 전원에 의해 활성화되어, 검출수단에서 인가되는 신호를 분석하여 브레이크 패드(110)의 교환시기를 판정하며, 그에 대한 정보를 표시부(180)를 통해 표시한다.Accordingly, the ECU 170 is activated by the power supplied through the contact of the ignition switch according to the start-up of the engine, and analyzes the signal applied from the detection means to determine the replacement timing of the brake pad 110. Information is displayed through the display unit 180.

상기한 바와 같은 구성을 포함하여 이루어지는 본 발명에서 브레이크 패드 교환시기를 검출하여 지시하는 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.The operation of detecting and instructing brake pad replacement timing in the present invention including the above configuration will be described below.

ECU(170)는 엔진 회전수 등의 엔진 정보를 검출하여(S101) 엔진 시동이 온을 유지하고 있는지를 판단한다(S102).The ECU 170 detects engine information such as the engine speed (S101) and determines whether the engine start is on (S102).

엔진의 시동이 온을 유지하게 되면 ECU(170)는 이그니션 스위치의 접점을 통해 인가되는 전원에 의해 활성화되며(S103) 브레이크 패드(110)의 지지편(111)에 설치되는 검출수단에서 제공되는 신호를 판독한다(S104).When the engine starts to be kept on, the ECU 170 is activated by the power applied through the contact of the ignition switch (S103) and the signal provided from the detection means installed on the support piece 111 of the brake pad 110. Is read (S104).

브레이크 패드(110)는 차량의 주행중에 실행되는 반복적인 제동 제어에 따라 디스크(120)를 구속하게 되며, 이에 따라 디스크(120)와의 마찰로 인하여 브레이크 패드(110)는 점진적으로 마모된다.The brake pad 110 restrains the disk 120 according to the repetitive braking control that is executed while the vehicle is running. Accordingly, the brake pad 110 gradually wears due to friction with the disk 120.

브레이크 패드(110)가 마모되면 두께가 가늘어 지며, 이에 따라 접촉부(140)와 디스크(120)가 접촉되어 마찰열을 발생시키고, 접촉부(140)에서 발생되는 마찰열은 열팽창계수가 서로 다른 금속으로 이루어지는 제1금속편(150A)과 제2금속편(150B)에 전달된다.When the brake pad 110 is worn, the thickness thereof becomes thin. Accordingly, the contact portion 140 and the disk 120 come into contact with each other to generate frictional heat, and the frictional heat generated from the contact portion 140 is formed of a metal having a different thermal expansion coefficient. The first metal piece 150A and the second metal piece 150B are delivered.

따라서, 온도에 민감하게 반응하는 제1금속편(150A)이 팽창하며, 이에 따라 제2금속편(150B)의 하측에 연결되는 검출부(160)에 접촉이 일어나 전기적인 신호를 ECU(170)에 제공한다.Accordingly, the first metal piece 150A, which is sensitive to temperature, expands, thereby contacting the detector 160 connected to the lower side of the second metal piece 150B, thereby providing an electrical signal to the ECU 170. .

그러므로, ECU(170)는 브레이크 패드(110)가 교환이 요구되는 정도로 마모된 것으로 판단하게 되며(S105), 그에 대한 신호가 설정된 일정시간 이상 지속적으로 유지되는지를 판단한다(S106).Therefore, the ECU 170 determines that the brake pad 110 is worn to the extent that replacement is required (S105), and determines whether the signal thereof is continuously maintained for a predetermined time or more (S106).

상기 브레이크 패드(110)의 마모가 인식되는 상태에서 지속시간의 판정은 전기적 접점에서의 검출 에러를 방지하기 위한 시간이다.The determination of the duration in the state where the wear of the brake pad 110 is recognized is a time for preventing a detection error at the electrical contact.

상기 S106의 판단에서 브레이크 패드(110)의 마모가 설정된 일정시간 이상 지속적으로 검출되는 경우 브레이크 패드(110)는 교환이 요구되는 정도로 마모된 것으로 판정하여 클러스터에 구비되는 표시부(180)를 통해 표시함과 동시에 음성 메시지를 송출하여 브레이크 패드(110)의 교환을 지시한다.When the wear of the brake pad 110 is continuously detected for a predetermined time or more in the determination of S106, the brake pad 110 is determined to be worn to the extent that replacement is required and displayed on the display unit 180 provided in the cluster. At the same time, a voice message is sent to instruct the replacement of the brake pad 110.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하므로 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 역시 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and various modifications and equivalent embodiments thereof are possible to those skilled in the art, and are defined in the following claims. Various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concepts of the present invention are also within the scope of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 브레이크 패드의 마모에 따라 교환시기가 도래하는 경우 그에 대한 정보를 지시하여 경제적 이익 및 안전성 제공하는 효과가 있다.As described above, the present invention has an effect of providing economic benefits and safety by indicating information about the replacement time when the brake pad is worn according to wear.

Claims (3)

디스크 브레이크 시스템에 있어서,In a disc brake system, 브레이크 패드의 지지편 일측에 장착되어 브레이크 패드가 교환이 요구되는 두께로 마모되는 경우 디스크와 접촉되는 접촉부;A contact portion mounted on one side of the support piece of the brake pad and contacting the disk when the brake pad is worn to a thickness requiring replacement; 상기 접촉부를 통해 전달되는 디스크와의 마찰열에 의해 반응하는 금속편;A metal piece reacting by frictional heat with the disk transmitted through the contact portion; 금속편의 반응으로 접점이 연결되어 전기적 신호를 출력하는 검출부;A detector connected to the contact in response to the metal piece to output an electrical signal; 상기 검출부와 전기적으로 연결되며, 검출부에서 인가되는 신호를 분석하여 브레이크 패드의 교환시기를 판정하고, 그 결과를 표시부로 지시하는 ECU를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드 교환시기 검출장치.And an ECU which is electrically connected to the detection unit, and determines an exchange time of the brake pads by analyzing a signal applied from the detection unit, and instructs the result to the display unit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속편은 열팽창계수가 서로 다른 두 개의 금속편이 접촉되는 바이메탈로 구성되는 브레이크 패드 교환시기 검출장치.And the metal piece is made of a bimetal in contact with two metal pieces having different thermal expansion coefficients. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 ECU는 브레이크 패드의 교환이 요구되는 신호가 검출되는 경우 그 신호의 지연시간을 검출하여 전기적 접점의 에러를 보상하는 브레이크 패드 교환시기 검출장치.And the ECU detects a delay time of the signal when the signal requiring the replacement of the brake pad is detected and compensates for an error in the electrical contact point.
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