KR101585440B1

KR101585440B1 - 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터

Info

Publication number: KR101585440B1
Application number: KR1020120100334A
Authority: KR
Inventors: 김용갑
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2016-01-15
Also published as: US20140069093A1; DE102013014859B4; KR20140034406A; US9283939B2; DE102013014859A1

Abstract

능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 마스터실린더에 설치되어 운전자의 답력에 따른 유압을 제공받아 운전자에게 페달감을 제공하도록 이루어진 페달 시뮬레이터로서, 상기 마스터실린더와 연결되는 오일공이 형성되고, 상기 오일공과 연통하도록 내부에 보어가 마련된 시뮬레이터블록; 상기 보어에 슬라이딩 가능하도록 설치되는 제1 반력 피스톤과, 상기 제1 반력 피스톤과 함께 이동하도록 상기 제1 반력 피스톤에 설치된 제1 댐핑부재, 및 상기 제1 반력 피스톤에 의해 압축되는 제1 반력 스프링을 구비하는 제1 반력부; 및 상기 제1 반력 피스톤과 일정간격 이격되도록 상기 보어에 마련되어 상기 제1 반력 스프링을 지지하며 상기 보어에서 슬라이딩되는 제2 반력 피스톤과, 상기 제2 반력 피스톤과 일정간격 이격되도록 상기 시뮬레이터블록에 조립되는 댐핑 하우징, 상기 제2 반력 피스톤과 댐핑 하우징 사이에 설치되어 상기 제2 반력 피스톤에 의해 압축되는 제2 반력 스프링, 및 상기 댐핑 하우징에 설치되어 상기 제2 반력 피스톤과 접촉하도록 마련된 제2 댐핑부재를 구비하는 제2 반력부;를 포함하고, 상기 제2 댐핑부재는 상부 댐퍼와 하부 댐퍼로 이루어진 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터를 제공할 수 있다.

Description

능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터{Pedal simulator for active brake system}

본 발명은 페달 시뮬레이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 페달감을 향상시킬 수 있는 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터에 관한 것이다.

일반적으로, 능동형 제동 장치(AHB : Active Hydraulic Booster)는 운전자가 페달을 밟으면 전자제어유닛이 이를 감지하고 유압발생유닛을 작동하여 유압을 마스터실린더에 공급함으로써 각 바퀴의 휠실린더에 제동유압을 전달하여 제동력을 발생하는 브레이크 시스템이다.이러한 능동형 유압제어 부스터는 정상 제동시에 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 페달변위센서가 브레이크 페달의 변위를 감지한다. 전자제어유닛은 유압발생유닛을 동작시키고 작동유저장소에 저장된 작동유를 마스터실린더의 부스트챔버로 공급되게 제어하여 마스터실린더 내부에 압력을 형성시킨다. 이렇게 형성된 마스터실린더 내부의 압력은 마스터실린더 피스톤을 가압하여 제동유압을 발생한다. 이 제동유압은 휠실린더에 전달되어 제동력을 발생한다.

이때, 회생 제동시 마스터 실린더의 압력이 변하게 되면 브레이크 페달에 그대로 힘이 전달되어 페달감(Pedal Feeling)에 악영향을 미치게 되는 문제가 있다. 이렇게 페달감이 떨어지게 되면 운전자가 제동시 느끼는 페달감과 실제 휠실린더에서 브레이크패드의 브레이크 디스크압착 정도와의 사이에 괴리가 생겨 과다 또는 과소한 제동이 이루어지게 되어 브레이크패드 등 소모부품의 잦은 교체를 요구하게 되고 급제동이나 미제동등 차량의 안전사고에 아주 큰 지장을 초래할 수 있게 된다.

이에, 종래에는 능동형 제동 장치에 페달 시뮬레이터를 채용하여 브레이크 페달에 반력을 내주도록 하고 있다. 이러한 페달 시뮬레이터는 등록특허 제10-0657576호에 개시된 바와 같이, 페달 시뮬레이터의 내부에 완충부재로 두 개의 스프링을 사용하여 시뮬레이터 피스톤을 완충하도록 이루어진다. 그러나 이러한 두 개의 스프링은 도 1에 도시된 바와 같이 브레이크의 페달감을 단순히 선형적인 1차 직선 형태로밖에 나타내주지 못하여 요구되는 페달감을 제공하지 못하는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0657576호 (등록일 : 2006.12.07)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 제동 초기 구간에는 낮은 반발력을 제공하고, 제동 말기 구간에는 높은 반발력을 제공하여 페달감을 향상시킬 수 있는 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 마스터실린더에 설치되어 운전자의 답력에 따른 유압을 제공받아 운전자에게 페달감을 제공하도록 이루어진 페달 시뮬레이터로서, 상기 마스터실린더와 연결되는 오일공이 형성되고, 상기 오일공과 연통하도록 내부에 보어가 마련된 시뮬레이터블록; 상기 보어에 슬라이딩 가능하도록 설치되는 제1 반력 피스톤과, 상기 제1 반력 피스톤과 함께 이동하도록 상기 제1 반력 피스톤에 설치된 제1 댐핑부재, 및 상기 제1 반력 피스톤에 의해 압축되는 제1 반력 스프링을 구비하는 제1 반력부; 및 상기 제1 반력 피스톤과 일정간격 이격되도록 상기 보어에 마련되어 상기 제1 반력 스프링을 지지하며 상기 보어에서 슬라이딩되는 제2 반력 피스톤과, 상기 제2 반력 피스톤과 일정간격 이격되도록 상기 시뮬레이터블록에 조립되는 댐핑 하우징, 상기 제2 반력 피스톤과 댐핑 하우징 사이에 설치되어 상기 제2 반력 피스톤에 의해 압축되는 제2 반력 스프링, 및 상기 댐핑 하우징에 설치되어 상기 제2 반력 피스톤과 접촉하도록 마련된 제2 댐핑부재를 구비하는 제2 반력부;를 포함하고, 상기 제2 댐핑부재는 상부 댐퍼와 하부 댐퍼로 이루어진 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터를 제공할 수 있다.

또한, 상기 하부 댐퍼는 상기 상부 댐퍼의 경도보다 크거나 동일한 경도를 갖도록 이루어질 수 있다.

또한, 상기 상부 댐퍼의 하단에는 돌기 또는 홈이 형성되고, 상기 하부 댐퍼의 상단에는 상기 상부 댐퍼와 결합되도록 상기 돌기 또는 홈과 형합하는 홈 또는 돌기가 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 댐핑부재 및 제2 댐핑부재는 탄성변형 가능하도록 고무재질로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 댐핑 하우징은, 상측이 개방된 원통 형상을 가지며, 내부에 수용공간이 형성된 몸체부; 및 상기 몸체부의 하측 외주면으로부터 반경방향으로 확장된 플랜지부;를 구비하고, 상기 플랜지부는 상기 보어에 조립될 수 있다.

또한, 상기 플랜지부의 상부면에는 상기 제2 반력 스프링을 지지하기 위한 지지홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 몸체부의 수용공간에 제2 댐핑부재가 설치되되, 상기 제2 댐핑부재와 상기 수용공간 사이에 소정의 공간이 형성되도록 설치되어 상기 제2 댐핑부재가 가압되어 탄성변형시 체적변화가 가능하도록 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제1 반력 피스톤의 하단에는 상측으로 단차지도록 함몰된 요입홈이 형성되어, 상기 요입홈에는 상기 제1 댐핑부재가 설치되고 상기 단차부에는 제1 반력 스프링의 상단이 지지될 수 있다.

또한, 상기 제2 반력 피스톤은, 상기 제1 댐핑부재와 일정간격 이격되도록 제1 댐핑부재를 향하여 돌출 형성된 돌출부; 및 상기 돌출부의 하측 끝단으로부터 외측 반경방향으로 연장 형성된 연장부;를 구비하고, 상기 돌출부는 상기 제1 반력 스프링에 삽입되어 상기 연장부에 의해 상기 제1 반력 스프링의 하단이 지지될 수 있다.

또한, 상기 제1 반력 피스톤이 밀려 상기 제1 댐핑부재가 상기 제2 반력 피스톤에 접촉되어 반발력을 제공하고, 상기 제2 반력 피스톤이 밀려 상기 제2 댐핑부재를 가압하여 제2 댐핑부재가 반발력을 제공하도록 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제1 반력 스프링의 탄성계수는 상기 제2 반력 스프링의 탄성계수 보다 작도록 형성되어, 상기 제1 반력 피스톤이 밀린 후 상기 제2 반력 피스톤이 밀리도록 이루어질 수 있다.

또한, 상기 댐핑 하우징의 하단에는 상기 댐핑 하우징을 상기 시뮬레이터블록에 고정하도록 캡이 더 설치될 수 있다.

또한, 제1 반력부와 제2 반력부는 상기 보어 내에서 직렬구조로 마련될 수 있다.

본 발명에 따른 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터는 2차 댐핑 구조를 갖도록 이루어져 제동 초기 구간에서는 낮은 반발력을 제공하고, 제동 말기 구간에서는 높은 반발력을 제공하여 브레이크 페달감을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 페달 시뮬레이터에 의한 페달 스트로크와 페달감과의 관계를 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터를 나타내는 도면.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터의 동작 상태를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 페달 시뮬레이터에 의한 페달 스트로크와 페달감과의 관계를 나타내는 그래프.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터를 나타내는 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 페달 시뮬레이터(1)는 브레이크 페달(12)에 의해 제동 유압을 발생시키는 마스터실린더(10)에 설치되어 마스터실린더(10)로부터의 오일을 내부로 수용할 수 있는 시뮬레이터블록(100)과, 시뮬레이터블록(100)에 설치되어 페달감을 제공하도록 이루어진 제1 반력부 및 제2 반력부를 구비한다. 이때, 제1 반력부 및 제2 반력부는 시뮬레이터블록(100) 내에 형성된 보어에서 직렬구조로 마련된다.

시뮬레이터블록(100)은 마스터실린더(10)로부터 유압이 유입되도록 오일공(103)이 형성되고, 그 내부에 오일공(103)과 연통된 보어가 형성된다. 이때, 시뮬레이터블록(100)에 형성된 보어는 제1 반력부가 배치되는 제1 보어(101)와 제2 반력부가 배치되는 제2 보어(102)로 구성된 단차진 형상을 갖는다. 도시된 바에 따르면, 제1 보어(101)는 제2 보어(102)의 직경보다 작은 직경을 갖도록 이루어진다.

제1 반력부는 제1 보어(101)에 슬라이딩 가능하도록 설치되는 제1 반력 피스톤(110)과, 제1 반력 피스톤(110)과 함께 이동하도록 설치된 제1 댐핑부재(130), 및 제1 반력 피스톤(110)에 의해 압축되는 제1 반력 스프링(102)을 구비한다.

제1 반력 피스톤(110)은 상부에 위치한 오일공(103)을 통해 유압이 유입되면 하측으로 이동하게 된다. 이때, 제1 반력 피스톤(110)의 하단에는 상측으로 단차지도록 함몰된 요입홈(113)이 형성된다. 이 요입홈(113)에는 제1 댐핑부재(130)가 압입되어 제1 반력 피스톤(110)과 제1 댐핑부재(130)가 함께 이동하도록 이루어진다. 또한, 요입홈(113)의 단차부(112)에는 제1 반력 스프링(120)의 상단이 지지되어, 상기 제1 반력 피스톤(110)의 이동시 반발력을 제공하게 된다.

제1 댐핑부재(130)는 탄성변형 가능하도록 고무재질로 이루어지며, 후술할 제2 반력 피스톤(210)과 접촉되며 가압됨에 따라 브레이크 페달(12)로 반발력을 제공하는 역할을 수행한다.

제1 반력 스프링(120)은 코일 형태를 갖추어 브레이크 페달(12)로 반발력을 제공한다. 이때, 제1 반력 스프링(120)의 하단은 후술할 제2 반력 피스톤(210)에 지지된다.

제2 반력부는 제2 보어(102)에 마련되어 슬라이딩되는 제2 반력 피스톤(210)과, 제2 반력 피스톤(210)과 일정간격 이격되도록 시뮬레이터블록(100)에 조립되는 댐핑 하우징(230)과, 제2 반력 피스톤(210)과 댐핑 하우징(230) 사이에 설치되어 제2 반력 피스톤(210)에 의해 압축되는 제2 반력 스프링(220), 및 댐핑 하우징(230)에 설치되어 제2 반력 피스톤(210)과 접촉하도록 마련된 제2 댐핑부재(240)를 구비한다.

제2 반력 피스톤(210)은 제1 반력 피스톤(110)과 일정간격 이격되도록 마련되어 상기 제1 반력 스프링(120)의 하단을 지지하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 제2 반력 피스톤(210)은 제1 댐핑부재(130)와 일정간격 이격되도록 제1 댐핑부재(130)를 향하여 돌출 형성된 돌출부(212) 및 돌출부(212)의 하측 끝단으로부터 외측 반경방향으로 연장 형성된 연장부(214)를 구비한다.

돌출부(212)는 도시된 바와 같이, 제1 보어(101)를 향하여 돌출되어 제1 반력 피스톤(110) 내에 위치되며, 제1 댐핑부재(130)와 일정간격 이격된다. 이때, 돌출부(212)는 제1 반력 스프링(120)의 하단이 연장부(214)에 지지되도록 상기 제1 반력 스프링(120)에 삽입되도록 이루어진다.

연장부(214)는 제1 및 제2 반력 스프링(120,220) 사이에 마련되어 상기 제1 반력 스프링(120)의 하단 및 제2 반력 스프링(220)의 상단을 지지하는 역할을 수행한다. 이때, 연장부(214)는 그 하부에 제2 댐핑부재(240)가 마련되어 제2 댐핑부재(240)를 가압하도록 이루어짐에 따라 하면이 평평한 형상을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

제2 반력 스프링(220)은 코일 형태를 갖추어 브레이크 페달(12)로 반발력을 제공한다. 즉, 제2 반력 스프링(220)은 제2 반력 피스톤(210)의 이동시 압축되며 반발력을 제공하게 된다. 이때, 제2 반력 스프링(220)의 탄성계수는 제1 반력 스프링(120)의 탄성계수 보다 크도록 형성된다. 이에, 제1 반력 피스톤(110)이 밀린 후 제2 반력 피스톤(210)이 밀리도록 이루어진다.

댐핑 하우징(230)은 전술한 바와 같이 제2 반력 피스톤(210)과 일정간격 이격되어 제2 보어(102)의 하단부에 조립된다. 이러한, 댐핑 하우징(230)은 상측이 개방된 원통 형상을 갖는 몸체부(231) 및 몸체부(231)의 하측 외주면으로부터 반경방향으로 확장된 플랜지부(233)를 구비한다.

몸체부(231)는 그 내부에 수용공간이 형성되며, 그 수용공간에 제2 댐핑부재(240)가 설치된다. 플랜지부(233)는 제2 보어(102)의 하단부에 조립되며, 상부면에 제2 반력 스프링(220)을 지지하기 위한 지지홈(232)이 형성된다. 이러한 몸체부(231)와 플랜지부(233)는 일체로 형성된다.

제2 댐핑부재(240)는 탄성변형 가능하도록 고무재질로 이루어지며, 제2 반력 피스톤(210)과 접촉되며 가압됨에 따라 브레이크 페달(120)로 반발력을 제공하는 역할을 수행한다. 이러한 제2 댐핑부재(240)는 전술한 바와 같이 몸체부(231)의 수용공간에 설치된다. 이때, 제2 댐핑부재(240)는 도시된 바와 같이 몸체부(231)의 개방된 상측으로부터 돌출되며, 제2 댐핑부재(240)와 수용공간 사이에 소정의 공간(S)이 형성되도록 설치된다. 이는 제2 댐핑부재(240)가 제2 반력 피스톤(210)에 의해 가압되어 탄성변형시 체적변화가 가능하도록 하기 위함이다.

보다 구체적으로, 제2 댐핑부재(240)는 상부 댐퍼(241)와 하부 댐퍼(243)로 이루어진다. 이때 하부 댐퍼(243)는 상부 댐퍼(241)의 경도보다 크거나 동일한 경도를 갖도록 이루어진다. 이는 제동시 브레이크 페달(12)의 스트로크 초기 구간(도 5의 'A' 참조)과 말기 구간(도 5의 'B' 참조)을 구분하여 적정한 페달감을 제공하기 위함이다. 예를들면, 제2 댐핑부재(240)의 경도가 낮다면 낮은 반발력을 제공하여 초기 구간(A)에는 좋은 페달감을 제공할 수 있지만 말기 구간(B)에서는 페달이 물렁하다는 느낌을 주게 된다. 또한, 제2 댐핑부재(240)의 경도가 높다면 초기 구간(A)부터 높은 반발력을 제공하여 페달이 딱딱하다는 느낌을 주어 페달감이 저하되게 된다. 따라서, 제2 댐핑부재(240)가 2중 구조로 이루어져 초기 구간(A)에는 낮은 반발력을 제공하고 말기 구간(B)에는 높은 반발력을 제공하여 페달감을 향상시킬 수 있게 된다. 이때, 상부 댐퍼(241)와 하부 댐퍼(243)가 동일한 경도를 갖도록 이루어질 경우 제2 댐핑부재(240)는 제1 댐핑부재(130) 보다 높은 경도를 갖도록 하여 상기와 같은 효과를 얻을 수 있게 된다.

이와 같은 상부 댐퍼(241)의 하단에는 돌기(242) 또는 홈(미도시)이 형성되며, 이와 대응하는 위치의 하부 댐퍼(243)의 상단에는 상기 돌기(242) 또는 홈과 형합하는 홈(244) 또는 돌기(미도시)가 형성된다. 도시된 바에 따르면, 상부 댐퍼(241)의 하단에는 돌기(242)가 형성되고 하부 댐퍼(243)의 상단에는 홈(244)이 형성되어 결합되는 것으로 도시되었으나, 앞서 설명된 바와 같이 상부 댐퍼(241)의 하단에 홈이 형성되고 하부 댐퍼(243)의 상단에 돌기가 형성되어 결합될 수도 있다.

한편, 미설명된 참조부호 '105'는 댐핑 하우징(230)을 시뮬레이터블록(100)에 고정하도록 설치되는 캡이다.

상기와 같은 페달 시뮬레이터(1)는 제1 및 제2 반력부가 직렬구조로 마련됨에 따라 제1 반력 피스톤(110)이 밀린 후 제2 반력 피스톤(210)이 밀리도록 이루어진다. 즉, 제1 반력 피스톤(110)이 밀리며 제1 반력 스프링(120)을 압축함에 따라 1차로 반발력이 발생하게 된다. 또한, 제1 댐핑부재(130)가 제2 반력 피스톤(210)에 접촉되어 가압됨에 따라 탄성변형되어 2차적으로 반발력을 제공하게 된다. 이어서, 제1 반력 피스톤(110)의 하단이 제2 반력 피스톤(210)과 접촉되어 제2 반력 피스톤(210)을 가압시 제2 반력 스프링(220)에 의해 3차로 반발력이 발생하게 된다. 계속해서, 제2 반력 피스톤(210)이 제2 반력 스프링(220)을 압축하며 제2 댐핑부재(240)와 접촉하여 상부 댐퍼(241)을 가압함에 따라 제2 반력 스프링(220)과 상부 댐퍼(241)로부터 4차 반발력이 발생된다. 마지막으로, 제2 댐핑부재(240)가 더욱 가압됨에 따라 상부 댐퍼(241)와 하부 댐퍼(243)의 탄성변형 및 제2 반력 스프링(220)의 압축에 따른 반발력이 5차적으로 발생하게 되어 운전자에게 페달감을 제공하게 된다.

그러면, 상기와 같은 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터의 작동 상태에 대해서 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 마스터실린더(도 2의 '10' 참조)로부터 시뮬레이터블록(100)의 오일공(103)을 통해 유압이 유입되면, 제1 반력 피스톤(110)이 밀리면서 제1 반력 스프링(120)을 압축함에 따라 반발력이 발생한다. 또한, 제1 반력 피스톤(110)에 설치된 제1 댐핑부재(130)가 함께 이동하며 제2 반력 피스톤(210)과 접촉되어 눌리게 되면서 반발력을 발생한다.

계속해서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 반력 피스톤(110)이 이동되어 그 하단이 제2 반력 피스톤(210)과 접촉됨에 따라 제2 반력 피스톤(210)이 밀리면서 제2 반력 스프링(220)을 압축하여 반발력이 발생한다. 이때, 제2 반력 피스톤(210)은 하부에 위치한 제2 댐핑부재(240)의 상부 댐퍼(241)와 접촉된 후 가압함에 따라 상부 댐퍼(241)가 눌려 반발력이 발생한다. 이 상태에서 제2 반력 피스톤(210)이 더욱 밀리게 되면 상부 댐퍼(241) 및 하부 댐퍼(243)가 눌리면서 높은 반발력이 발생하게 된다. 즉, 브레이크 페달(도 2의 '12' 참조)의 스트로크 초기 구간(도 5의 'A' 참조)에서는 제2 반력 스프링(220) 및 상부 댐퍼(241)의 반발력에 의해 낮은 반발력을 제공하고, 브레이크 페달(12)의 스트로크 말기 구간(도 5의 'B' 참조)에서는 제2 반력 스프링(220), 상부 댐퍼(241), 하부 댐퍼(243)에 의한 반발력이 더해져 브레이크 페달(12)에 높은 반발력을 제공할 수 있게 된다.

한편, 제2 댐핑부재(240)가 눌리며 탄성변형시 댐핑 하우징(230)과 제2 댐핑부재(240) 사이에 형성된 소정의 공간(S)에 의해 제2 댐핑부재(240)가 용이하게 탄성변형되며 체적변화가 가능해진다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 페달 시뮬레이터에 의한 페달 스트로크와 페달감과의 관계를 나타내는 그래프이다.

상기와 같은 페달 시뮬레이터(1)에 제1 및 제2 반력부를 마련하고, 제2 반력부에 구비된 제2 댐핑부재(240)를 상부 댐퍼(241)와 하부 댐퍼(243)로 구성함으로써, 도 5에 도시한 바와 같이 반력 증가가 선형적인 1차 직선(도 1 참조)이 아닌 일반적인 유압 브레이크 장치(CBS : Conventional Brake System)의 페달 시뮬레이터와 유사한 반력을 제공하는 2차 곡선형태로 이루어지기 때문에 페달감이 양호하게 형성된다. 이때, P1 구간은 브레이크 페달(도 2의 '12' 참조)의 답력에 따른 제1 반력 스프링(120)이 압축되어 반발력을 발생하는 구간을 나타내고, P2 구간은 제1 반력 스프링(120)의 반발력과 제1 댐핑부재(130)가 눌려져 발생되는 반발력이 더해진 구간을 나타내며, P3 구간은 제2 반력 스프링(220)의 반발력과 제2 댐핑부재(240)의 상부 댐퍼(241)가 눌리면서 발생되는 반발력이 더해진 구간을 나타내고, P4 구간은 제2 반력 스프링(220)의 반발력과 상부 댐퍼(241) 및 하부 댐퍼(243)가 눌리면서 발생되는 반발력이 더해진 구간을 나타낸다. 이때, P1 내지 P3 구간은 페달 스트로크의 초기 구간(A)이며, P4 구간은 페달 스트로크의 말기 구간(B)이다. 즉, 그래프에 나타난 바와 같이 P1 내지 P3 구간은 비선형 구간을 최대화하도록 이루어지며, P4 구간은 높은 반발력에 의하여 기울기가 급격하게 증가하는 것을 확인할 수 있다.

결과적으로, 본 발명에 따른 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터(1)는 경도가 상이한 댐핑부재를 채용함으로써 상대적으로 낮은 답력의 긴 초기 작동 구간에서는 낮은 경도를 갖는 댐핑부재의 반발력을 제공하고, 페달 작동 말미의 고답력의 짧은 구간에서는 높은 경도를 갖는 댐핑부재의 반발력을 제공함으로써 브레이크 페달감을 향상시킬 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1 : 페달 시뮬레이터 100 : 시뮬레이터블록
105 : 캡 110 : 제1 반력 피스톤
120 : 제1 반력 스프링 130 : 제1 댐핑부재
210 : 제2 반력 피스톤 220 : 제2 반력 스프링
230 : 댐핑 하우징 240 : 제2 댐핑부재
241 : 상부 댐퍼 243 : 하부 댐퍼

Claims

마스터실린더에 설치되어 운전자의 답력에 따른 유압을 제공받아 운전자에게 페달감을 제공하도록 이루어진 페달 시뮬레이터에 있어서,
상기 마스터실린더와 연결되는 오일공이 형성되고, 상기 오일공과 연통하도록 내부에 보어가 마련된 시뮬레이터블록;
상기 보어에 슬라이딩 가능하도록 설치되는 제1 반력 피스톤과, 상기 제1 반력 피스톤과 함께 이동하도록 상기 제1 반력 피스톤에 설치된 제1 댐핑부재, 및 상기 제1 반력 피스톤에 의해 압축되는 제1 반력 스프링을 구비하는 제1 반력부; 및
상기 제1 반력 피스톤과 일정간격 이격되도록 상기 보어에 마련되어 상기 제1 반력 스프링을 지지하며 상기 보어에서 슬라이딩되는 제2 반력 피스톤과, 상기 제2 반력 피스톤과 일정간격 이격되도록 상기 시뮬레이터블록에 조립되는 댐핑 하우징, 상기 제2 반력 피스톤과 댐핑 하우징 사이에 설치되어 상기 제2 반력 피스톤에 의해 압축되는 제2 반력 스프링, 및 상기 댐핑 하우징에 설치되어 상기 제2 반력 피스톤과 접촉하도록 마련된 제2 댐핑부재를 구비하는 제2 반력부;를 포함하고,
상기 제2 댐핑부재는 상부 댐퍼와 하부 댐퍼로 이루어지고,
상기 하부 댐퍼는 상기 상부 댐퍼의 경도보다 크거나 동일한 경도를 갖도록 이루어지되, 상기 하부 댐퍼가 상기 상부 댐퍼와 동일한 경도를 갖도록 마련된 경우 상기 제2 댐핑부재는 상기 제1 댐핑부재의 경도보다 크도록 마련되는 것을 특징으로 하는 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터.
삭제
제1항에 있어서,
상기 상부 댐퍼의 하단에는 돌기 또는 홈이 형성되고, 상기 하부 댐퍼의 상단에는 상기 상부 댐퍼와 결합되도록 상기 돌기 또는 홈과 형합하는 홈 또는 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 제1 댐핑부재 및 제2 댐핑부재는 탄성변형 가능하도록 고무재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터.
제4항에 있어서,
상기 댐핑 하우징은,
상측이 개방된 원통 형상을 가지며, 내부에 수용공간이 형성된 몸체부; 및
상기 몸체부의 하측 외주면으로부터 반경방향으로 확장된 플랜지부;를 구비하고,
상기 플랜지부는 상기 보어에 조립되는 것을 특징으로 하는 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터.
제5항에 있어서,
상기 플랜지부의 상부면에는 상기 제2 반력 스프링을 지지하기 위한 지지홈이 형성된 것을 특징으로 하는 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터.
제5항에 있어서,
상기 몸체부의 수용공간에 제2 댐핑부재가 설치되되, 상기 제2 댐핑부재와 상기 수용공간 사이에 소정의 공간이 형성되도록 설치되어 상기 제2 댐핑부재가 가압되어 탄성변형시 체적변화가 가능하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 제1 반력 피스톤의 하단에는 상측으로 단차지도록 함몰된 요입홈이 형성되고, 상기 요입홈에는 상기 제1 댐핑부재가 설치되며 상기 요입홈의 단차진 단차부에는 제1 반력 스프링의 상단이 지지되는 것을 특징으로 하는 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터.
제8항에 있어서,
상기 제2 반력 피스톤은,
상기 제1 댐핑부재와 일정간격 이격되도록 제1 댐핑부재를 향하여 돌출 형성된 돌출부; 및
상기 돌출부의 하측 끝단으로부터 외측 반경방향으로 연장 형성된 연장부;를 구비하고,
상기 돌출부는 상기 제1 반력 스프링에 삽입되어 상기 연장부에 의해 상기 제1 반력 스프링의 하단이 지지되는 것을 특징으로 하는 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터.
제9항에 있어서,
상기 제1 반력 피스톤이 밀려 상기 제1 댐핑부재가 상기 제2 반력 피스톤에 접촉되어 반발력을 제공하고, 상기 제2 반력 피스톤이 밀려 상기 제2 댐핑부재를 가압하여 제2 댐핑부재가 반발력을 제공하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 제1 반력 스프링의 탄성계수는 상기 제2 반력 스프링의 탄성계수 보다 작도록 형성되어, 상기 제1 반력 피스톤이 밀린 후 상기 제2 반력 피스톤이 밀리도록 이루어진 것을 특징으로 하는 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 댐핑 하우징의 하단에는 상기 댐핑 하우징을 상기 시뮬레이터블록에 고정하도록 캡이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
제1 반력부와 제2 반력부는 상기 보어 내에서 직렬구조로 마련된 것을 특징으로 하는 능동형 제동 장치의 페달 시뮬레이터.