KR100657576B1 - 차량 브레이크의 페달 시뮬레이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자식 유압 브레이크(EHB)에 관한 것으로써 특히 전자식 유압 브레이크(EHB)에 있어서의 브레이크페달감 향상을 위한 페달시뮬레이터에 관한것이다.

본 발명에서는 전자식 유압 브레이크(EHB)에 있어서 제동시에 운전자의 페달감을 아주 적절한 상태로 유지시키기 위하여 마스터실린더의 일측하부에 연통하는 시뮬레이터체임버를 구비하고 시뮬레이터체임버의 내부에 탄성계수가 서로 다른 두 개의 완충부재를 직렬로 구성한다. 탄성계수가 다른 두 개의 완충부재중 탄성계수가 작은 완충부재와 탄성계수가 큰 완충부재의 순서대로 직렬구성함으로써 운전자에게 2단의 선형적인 페달감을 제공하는것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크의 마스터실린더를 제공한다.

Description

차량 브레이크의 페달 시뮬레이터{The Simulator for The Vehicular Brake System}

도 1 : 종래의 마스터실린더와 페달시뮬레이터의 측단면도

도 2 : 종래의 마스터실린더와 페달시뮬레이터의 측단면도

도 3 : 본 발명에 따른 마스터실린더와 페달시뮬레이터의 측단면도

도 4 : 본 발명의 실시예에 따른 페달시뮬레이터의 측단면도

도 5 : 본 발명의 실시예에 따른 유압의 이동에 따른 페달시뮬레이터의 측단면도

도 6 : 본 발명의 실시예에 따른 유압의 이동에 따른 페달시뮬레이터의 측단면도

도 7 : 본 발명의 실시예에 따른 유압의 이동에 따른 페달시뮬레이터의 분해사시도

도 8 : 본 발명의 실시예에 따른 페달에 가해지는힘과 페달변위와의 관계그래프

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

200 : 마스터 실린더 400 : 시뮬레이터 410 : 시뮬레이터체임버

420 : 오일공 430 : 시뮬레이터피스톤 440 : 1차코일스프링

450 : 2차코일스프링 460 : 연동매개부재 470 : 가이드부재

480 : 스프링고정돌기 490 : 가이드홀

본 발명은 전자식 유압 브레이크(EHB : Electro-Hydraulic Brake)시스템에 관한 것으로, 특히 전자식 유압 브레이크(EHB)에 있어서의 브레이크 페달감 향상을 위한 페달시뮬레이터의 구조에 관한 것이다.

통상적으로 EHB 시스템은 정상시와 고장시의 두가지 제동루프로써 제동이 이루어지는데 정상시 EHB 시스템에서는 제동이 이루어지게 되면 고압탱크에서 형성된 유압이 휠실린더까지를 순환하기 때문에 운전자가 브레이크 페달을 밟았을때 마스터실린더에서 형성된 유압에 의한 반력이 형성되지 않아 브레이크페달감이 떨어지게 되는 문제점이 발생한다. 이렇게 페달감이 떨어지게 되면 운전자가 제동시 느끼는 페달감과 실제 브레이크휠에서 브레이크패드의 브레이크디스크압착 정도와의 사이에 괴리가 생겨 과다 또는 과소한 제동이 이루어지게 되어 브레이크패드등 소모부품의 잦은 교체를 요구하게 되고 급제동이나 미제동등 차량의 안전사고에 아주 큰 지장을 초래할수 있게 된다. 종래에는 이러한 문제점을 없애기 위하여 도1과 도2에서 보듯이 국내공개특2001-0015827에서 또는 국내공개특2000-0048717에서와 같이 페달시뮬레이터의 내부에 완충부재로 한개의 코일스프링을 사용하여 시뮬레이 터피스톤을 완충하였다. 그러나 이러한 단일의 완충부재들은 브레이크의 페달감을 단순히 1단의 선형적인 형태로밖에 나타내주지 못하는 단점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 구성이지만 운전자가 아주 실제와 같은 적절한 페달감을 유지할 수 있도록 2단의 선형적인 페달감을 느끼게하는 페달시뮬레이터를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 브레이크페달과 상기 브레이크페달의 하류에 연결되는 직렬식 마스터실린더와 상기 마스터실린더의 일측하부에 상기 마스터실린더와 연통되는 오일공을 가진 페달시뮬레이터로 구성된다.

상기 페달시뮬레이터는 내부가 원통형인 시뮬레이터챔버와 상기 시뮬레이터챔버의 내부에서 상기 오일공을 통하여 유입된 유압에 의하여 진퇴운동하는 시뮬레이터피스톤과 상기 시뮬레이터피스톤을 탄성지지하는 1차완충부재와 상기 1차완충부재와 직렬로 마련되어 연동되는 2차완충부재가 구비된다. 그리고 상기 1차완충부재와 상기 2차완충부재사이에는 연동매개부재가 마련되어 상기1차완충부재와 상기 2차완충부재가 각각 상기 연동매개부재의 상하면에 접촉하도록하여 상기 1차완충부재와 상기2차완충부재의 연동운동을 매개한다. 이때 적절한 페달감 조성을 위하여 상기 1차완충부재는 상기 2차완충부재에 비하여 스프링상수가 작은 것으로, 반대로 상기 2차완충부재는 상기 1차완충부재에 비하여 스프링상수가 큰 것으로 마련되어야 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 마스터실린더와 페달시뮬레이터의 일괄적인 단면도를 나타낸 것이고, 도 4 는 페달시뮬레이터의 단면도를 나타낸것이다. 또한 도 5 는 페달시뮬레이터의 내부부품들의 분해사시도 이다. 도 3 에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 구성은 브레이크페달(미도시)과 직렬식 마스터실린더(200)와 페달시뮬레이터(400)가 연동되도록 하고 상기 페달시뮬레이터(400)는 마스터실린더(200)로부터의 유체를 내부로 수용할 수 있는 시뮬레이터체임버(410)와 상기 시뮬레이터체임버의 개구부가 상기 마스터실린더에 연통되는 오일공(420)과 상기 오일공으로부터 유입된 유압에 의해 상기 시뮬레이터체임버 내부를 슬라이딩하는 시뮬레이터피스톤(430)과 상기 시뮬레이터피스톤을 탄성지지하는 1차코일스프링(440)과 상기 1차코일스프링(440)이 최대한 압축되었을때부터 상기 1차코일스프링(440)과 연동이 시작되는 2차코일스프링(450)과 상기 1차코일스프링(440)과 상기 2차코일스프링(450)사이에서 두 스프링과 접촉하며 연동을 매개하는 연동매개부재(460)와 상기 연동매개부재(460)의 슬라이딩을 지지해주는 단수 또는 복수개의 가이드 부재(470)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 실시예에서의 상기 1차코일스프링(440)은 상기 2차코일스프링(450)에 비하여 스프링상수가 작은 것으로 마련되고 반대로 상기 2차코일스프링(450)은 상기 1차코일스프링(440)에 비하여 상대적으로 스프링상수가 크게 마련되는데, 일반적으로 내경이 작은 코일스프링이 큰 코일스프링에 비하여 스프링상수가 작으므로 상기 1차코일스프링(440)은 내경이 작고 상기 2차코일스프링(450)은 내경이 상대적으로 크게 구비되는 것이 안정감있고 바람직하겠다. 하지만 상기 두개의 스프링의 순차적인 배열에 있어서는 스프링 상수가 반드시 내경의 크기에만 비례하는 것이 아니기 때문에 내경의 크고 작음과 코일의 권선수의 많고 적음등에 무관하게 오로지 스프링상수의 대소로만 판단하여야 할 것이다.

또한 상기 연동매개부재(460)는 상기 두 코일스프링(440,450)의 사이에 끼워지며 상기 시뮬레이터체임버(410) 내부를 상기 두 코일스프링(440,450)과 결합되어 슬라이딩 되기 위하여 상하 양측에 스프링이 고정되도록 스프링고정돌기(480)를 포함하고, 상기 연동매개부재(460)의 일단 또는 양단에는 단수 또는 복수개의 가이드부재(470)가 삽입되어 슬라이딩되도록 단수 또는 복수개의 가이드홀(490)이 마련된다. 그리고 상기 가이드부재(470)는 일단이 상기 시뮬레이터체임버(410)의 하단 일측에 외부로부터 관통고정되고, 타단이 상기 연동매개부재의 가이드홀(490)에 삽입되어 상기 연동매개부재(460)의 슬라이딩을 지지하도록 마련된다.

상술한 실시예에 따른 페달시뮬레이터(400)의 작동을 도 6 과 도 7 에 개시하였다. 도 6 은 1차코일스프링(440)이 완전이 압축되었을때의 페달시뮬레이터(400)의 단면도이고 도 7 은 2차코일스프링(450)이 연동하여 압축되었을때의 페달시뮬레이터(400)의 단면도이다. 운전자가 브레이크 페달을 밟게 되면 직렬식 마스터실린더(200)에서 형성된 유압은 페달시뮬레이터(400)와 마스터실린더와(200)의 연결구인 오일공(420)을 통하여 시뮬레이터체임버(410) 내부로 유입되고 시뮬레이터피스톤(430)을 밀게 된다. 시뮬레이터피스톤(430)이 유압에 의하여 전진하면 상기 시뮬레이터피스톤(430)을 탄성지지하는 1차코일스프링(440)이 피스톤운 동방향으로 압축되면서 반대방향으로 1차반발력을 가지게 되며 상기 1차코일스프링(440)이 최대한 압축되었을때 비로소 상기 연동매개부재(460)가 상기 2차코일스프링(450)을 밀어 상기 2차코일스프링(450)이 피스톤운동방향으로 압축되면서 2차반발력을 가지게 되어 전체적인 페달감이 2번의 선형적인 반발력을 가짐으로 인해 매우 양호하고도 적절한 페달감이 형성되도록 한다.

이상에서와 같은 본 발명의 실시예에 의한 구성으로 인한 페달에 가해지는 힘과 페달의 변위와의 함수를 도 7에 개시하였다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 구성은 페달에 가해지는힘과 페달의 변위사이의 함수가 단순히 선형적인 1차곡선이 아닌 2단의 선형적인 직선을 그리기 때문에 매우 양호하고 적절한 페달감을 형성하여 불필요한 과다 혹은 과소한 제동을 방지하여 차량의 제동시 안전성을 크게 확보하고 또한 불필요한 제동부품의 마모를 크게 줄이는 효과를 제공한다.

Claims (4)

1. 브레이크페달과 상기 브레이크페달의 하류에 연결되는 직렬식 마스터 실린 더와 상기 마스터실린더의 일측에 상기 마스터실린더와 연통되는 오일공을 가진 페달시뮬레이터를 구비한 전자식 유압 브레이크 에 있어서,

   상기 페달시뮬레이터는 내부에 일측방향으로 왕복 슬라이딩가능한 시뮬레이터피스톤을 구비하고 상기 시뮬레이터피스톤을 탄성지지하며 연동되는 1차완충부재와 상기 1차완충부재와 직렬로 마련되어 연동되는 2차완충부재를 구비하고 상기 완충부재들 사이에 삽입되어 상기 완충부재들의 연동을 매개하는 연동매개부재를 구비한 것을 특징으로 하는 전자식 유압브레이크장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 완충부재들은 코일형태의 스프링으로 마련되며 상기 1차완충부재가 상기 2차완충부재보다 상대적으로 스프링상수가 작은 것으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 연동매개부재는 상기 완충스프링과 상하면에 접촉하고 접촉부위에 상기 완충부재들을 고정하는 고정돌기가 마련되고, 상하면을 관통하는 단수 또는 복수개의 가이드홀을 구비하여 단수 또는 복수개의 가이드부재가 상기 가이드홀을 슬라이딩 가능하도록 구비한 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 가이드부재는 단수 또는 복수개로 마련될 수 있으며 일단이 상기 페달시뮬레이터의 내부바닥에 고정되고 타단이 상기 연동매개부재의 가이드홀에 삽입된 상태로 구비되는 것을 특징으로 하는 전자식 유압 브레이크장치.

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