KR101058614B1 - 회생 제동 액추에이터 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플런저 밸브(6)와 리액션 디스크(7)가 접촉되지 않아 무한 배력 비를 형성하는 부스터(2)와 더불어, 유압의 히스테리시스(Hysteresis) 특성을 추종하도록, 오일 리저버(11)와 유압 회로를 형성하는 페달 시뮬레이터 유닛(20)을 이용해 액추에이터 장치가 구성됨에 따라, 마스터 실린더로부터 느껴지는 페달 변화의 둔감성 실현은 물론, 회생 제동 구현 시 페달 쪽 전달 진동을 차단하면서도, 발생되는 답력 변화에 따른 페달 감 변화 최소화와 더불어, 유압의 히스테리시스(Hysteresis) 특성을 추종하는 페달 감을 제공할 수 있는 특징이 있게 된다.

회생 제동, 액추에이터, 답력

Description

회생 제동 액추에이터 장치{Regenerative braking actuator apparatus}

본 발명은 액추에이터 장치에 관한 것으로, 특히 회생 제동을 구현할 때, 페달 쪽에 대한 외력 전달 차단은 물론 유압 답력 감 변화를 최소화하면서도, 가격 상승을 하지 않는 최소 부품으로 구현될 수 있도록 된 회생 제동 액추에이터 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량 주행 시, 주변 환경으로 정지 및 출발을 반복적으로 수행하므로, 출발 시에는 물론 정지 시에도 많은 에너지를 소비함에 따라, 이러한 정지와 출발의 빈번한 반복은 연비를 크게 저하시키게 된다.

또한, 일반적으로 제동 시, 구동축의 회전운동 에너지를 일시적으로 저장하였다가 출발 시 다시 사용하지는 못하고, 제동으로 인한 마찰에너지로 소모하게 된다.

이와 달리, 하이브리드 차량이나 연료 전지 차량 또는 전기 자동차와 같이 회생 제동(Regenerative Brake)을 구현하는 차량은, 제동 장치가 회생 제동 장치와 연동하여 작동될 필요가 있고, 회생 제동 효율을 극대화시키기 위해 제동력이 가변 되도록 제어하게 된다.

이러한, 회생 제동 시는 특히, 제동력과 페달 력이 최대한 분리될 수 있도록 해, 제동력이 역으로 부스터를 타고 페달 쪽으로 전달되어져, 운전자가 느끼는 페달 감(pedal feel)을 저하시키지 않도록 하는 것이 중요하게 된다.

하지만, 회생 제동 차량에서 브레이크 페달로 전달되는 제동력을 차단하는 것은 기존 제동 장치와 다른 추가적인 별도 부품과 장치들을 이용함에 따라, 다수 부품 구성으로 인한 설계 변경이 요구되고 또한, 가격도 상승시켜 그 적용이 용이하지 않는 취약성이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 회생 제동 액추에이터가 차량에 적용된 제동 장치를 이루는 부품을 최대한 공용화해 구성됨에 따라, 필요한 부품 수량과 설계 변경 사항을 최소화하면서 회생 제동을 구현할 수 있도록 함에 목적이 있다.

또한, 본 발명의 회생 제동 액추에이터는 페달 조작에 따른 부스터 배력 비를 크게 증대시키면서 동시에, 페달 답력을 구현하는 페달 시뮬레이터쪽으로 전달 하중을 증가시켜 줌에 따라, 마스터 실린더로부터 느껴지는 페달 변화의 둔감성 실현은 물론, 회생 제동 구현 시 페달 쪽 전달 진동을 차단하면서도, 발생되는 답력 변화에 따른 페달 감 변화 최소화와 더불어, 유압의 히스테리시스(Hysteresis) 특성을 추종하는 페달 감을 제공할 수 있도록 함에 도 목적이 있다.

또한, 본 발명의 회생 제동 액추에이터는 페달 조작과 독립적으로 작동되도록, 부스터에 페달 변위를 추종하는 모터 기반 동력 부를 설치해 줌에 따라, 회생 제동 구현 시 페달 쪽 전달 진동을 차단하면서 동시에, 페달에 연동되는 페달 시뮬레이터에서 유압의 히스테리시스(Hysteresis) 특성이 더욱 추종되도록 해, 운전자가 느끼는 페달 감을 보다 향상할 수 있도록 함에 도 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 회생 제동 액추에이터 장치가 브레이크 페달과;

오퍼레이션 로드로 상기 브레이크 페달에 연동되고, 밸브 바디에 구비된 플런저 밸브를 통해 대기 압과 진공 통로를 개폐하고, 마스터 실린더로 하중을 전달하는 리액션 디스크에 대해 플런저 밸브가 비 접촉 상태를 유지하여 무한대 배력 비를 형성하는 부스터;

상기 브레이크 페달에 연동되어져, 유압의 히스테리시스(Hysteresis) 특성을 추종하는 페달 조작 감을 부여하도록, 오일이 충진되고 적어도 하나 이상의 스프링을 갖춘 페달 시뮬레이터;

상기 페달 시뮬레이터쪽으로 이어진 제 1 유압 라인에 설치되어져, 페달 시뮬레이터로부터 오일이 빠져나오도록 개폐되는 제어 1 밸브 및;

상기 부스터의 고장 시, 페달 시뮬레이터내 오일이 배출되도록 상기 제어 1 밸브를 제어하는 ECU;

를 포함 해 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 달리, 본 발명의 회생 제동 액추에이터 장치는 브레이크 페달과;

센서를 통해 상기 브레이크 페달의 답입 량을 감지하는 ECU;

상기 브레이크 페달이 조작되면, 밸브 바디에 구비된 플런저 밸브를 통해 대기 압과 진공 통로를 개폐하고, 마스터 실린더로 하중을 전달하는 리액션 디스크에 대해 플런저 밸브가 비 접촉 상태를 유지하여 무한대 배력 비를 형성하는 부스터;

상기 ECU를 통해 구동되는 모터를 갖추고, 모터의 회전력을 축 방향 이동력을 전환해, 상기 오퍼레이션 로드를 밀어 부스터를 작동시키는 부스터 작동 유닛;

상기 브레이크 페달(1)에 연동되어져, 유압의 히스테리시스(Hysteresis) 특성을 추종하는 페달 조작 감을 부여하도록, 오일이 충진되고 적어도 하나 이상의 스프링을 갖춘 페달 시뮬레이터;

브레이크 페달로부터 입력 하중을 받는 상기 페달 시뮬레이터로부터 빠져 나온 오일을 부스터 작동 유닛으로 유입시켜, 상기 오퍼레이션 로드를 밀어 부스터를 작동시키는 유압을 상기 부스터 작동 유닛에 형성해 마스터 실린더를 작동시키는 유압 회로;

를 포함해 구성되는 것을 특징으로 한다.

이를 위해, 상기 부스터는 브레이크 페달에 연동되는 오퍼레이션 로드에 결합된 플런저 밸브와, 배력 된 출력을 전달하는 리액션 디스크를 서로 대향되도록 위치시켜, 진공과 대기 유입 흐름을 형성하는 밸브 바디를 갖추고, 상기 밸브 바디에는 작동 시에도 플런저 밸브가 리액션 디스크에 직접 접촉되지 않고 비 접촉 간 격 a로 무한대 배력 비를 생성하도록, 플런저 밸브와 리액션 디스크가 위치된 공간에 연통되는 비 접촉 가이더가 뚫려지고, 상기 비 접촉 가이더에는 길이 방향을 따라 가이드 슬랏을 형성하고, 상기 가이드 슬랏에는 플런저 밸브에 돌출 된 가이드 돌기가 끼워지게 구성된다.

또한, 상기 페달 시뮬레이터는 내부로 오일이 충진 된 공간을 구획하는 댐퍼를 구비한 챔버 하우징과,

브레이크 페달에 고정된 연결 로드로 이동되는 이동 브라켓,

상기 이동 브라켓에 반력 저항을 부여하도록, 서로 길이가 다른 적어도 하나 이상의 스프링을 갖춘 답력 반응 부재 및

상기 댐퍼를 탄발 지지하는 적어도 하나 이상의 스프링으로 이루어진 리턴 부재로 구성된다.

그리고, 상기 제 1 유압 라인은 마스터 실린더에 오일을 공급하는 오일 리저버에 연결되고, 상기 제어 1 밸브는 항상 닫힘(Closed)상태를 유지해 페달 시뮬레이터로부터 오일이 배출되지 않도록 된다.

또한, 상기 부스터 작동 유닛은 내부로 오일이 충진되도록 유압회로에 연결되어 부스터에 장착된 된 하우징과,

ECU로 제어되어 동력을 발생하는 모터,

상기 모터의 회전력을 출력 토크로 전환하도록, 구동·종동 기어로 이루어진 감속기,

상기 감속기의 출력 토크로 회전되는 스크류 축에 결합되어, 축 방향 직진 이동력으로 오퍼레이션 로드를 밀어 부스터를 작동시키는 가압 너트,

로 구성된다.

그리고, 상기 유압 회로는 제 1 유압 라인이 페달 시뮬레이터에서 부스터 작동 유닛의 하우징부위로 이어지고, 제 2 유압 라인이 오일 리저버에서 부스터 작동 유닛으로 이어진 제 1 유압 라인쪽에 연결되며,

상기 제 1 유압 라인에는 제어 1 밸브가 설치되고, 제 2 유압 라인에도 제어 2 밸브가 설치되어져, ECU를 통해 개폐 제어된다.

이를 위해, 상기 제어 1 밸브가 닫힘일 때, 상기 제어 2 밸브는 열림(Open)으로 되어져, 항상 서로 반대로 개폐되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제 2 유압 라인은 마스터 실린더에 오일을 공급하는 오일 리저버에 연결된다.

이러한 본 발명에 의하면, 회생 제동 액추에이터가 페달에 연동되는 부스터가 큰 배력 비를 갖으면서 동시에, 페달 시뮬레이터 쪽이 페달 하중을 크게 전달받음에 따라, 마스터 실린더로부터 느껴지는 페달 변화가 둔감해 지면서도, 페달 쪽 전달 진동 차단과 유압의 히스테리시스(Hysteresis) 특성 추종 성을 높여, 운전자가 느끼는 페달 감이 크게 향상되는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 차량에 적용된 제동 장치를 이루는 부품인 부스터와 오일 리저버 등과 같이 부품 공용성을 높이면서 회생 제동 액추에이터를 구성해 주므로, 회생 제동 구현에 필요한 부품 수량과 설계 변경 사항을 최소화할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명의 회생 제동 액추에이터는 페달이 부스터를 조작하지 않도록 해, 회생 제동 구현 시 부스터를 통해 페달 쪽으로 전달되는 진동을 차단 해 줄 수있어 운전자가 느끼는 페달 감을 더욱 크게 향상할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명의 회생 제동 액추에이터는 페달 조작과 독립적으로 부스터가 작동되도록 해, 회생 제동 구현 시 페달 쪽 전달 진동을 완전하게 차단해 줄 수 있도록 하는 효과도 있게 된다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 회생 제동 액추에이터 장치의 구성 도를 도시한 것인바, 본 발명의 회생 제동 액추에이터 장치는 브레이크 페달(1)과, 오퍼레이션 로드(3)로 상기 브레이크 페달(1)에 연동되고, 밸브 바디(4)에 구비된 플런저 밸브(6)를 통해 대기 압과 진공 통로를 개폐하고, 리액션 디스크(7)에 대한 비 접촉으로 무한대 배력 비를 형성해, 마스터 실린더(10)를 작동시키는 부스터(2)를 구비한다.

이에 더해, 본 발명의 회생 제동 액추에이터 장치에는 브레이크 페달(1)쪽으로 전달되는 진동을 차단하면서 동시에, 유압의 히스테리시스(Hysteresis) 특성을 추종하도록, 오일 리저버(11)와 유압 회로를 형성함과 더불어, 브레이크 페달(1)에 연동되는 페달 시뮬레이터 유닛(20)을 더 구비하게 된다.

또한, 본 발명의 회생 제동 액추에이터 장치는 브레이크 페달(1)의 답입 스트로크를 감지하는 센서(31)와 전기 회로를 구성하면서, 페달 시뮬레이터 유닛(20)이 이루는 유압 회로를 제어하도록, ECU(30)가 적용된다.

이와 더불어, 상기 ECU(30)는 부스터(2)의 고장(Fail)을 인식하도록, 부스터 연관 계통 상태를 감지하는 센서 신호를 입력 받게 된다.

이와 같은 본 발명의 회생 제동 액추에이터 장치를 구성하는 부스터(2)는 브레이크 페달(1)에 연동되는 오퍼레이션 로드(3)가 위치되고, 진공 밸브와 대디 밸브를 형성하는 밸브 바디(4)를 갖추고, 마스터 실린더(10)쪽으로 배력된 출력이 가해지도록, 상기 밸브 바디(4)의 선단 부위로 리액션 디스크(7)가 위치되며, 상기 밸브 바디(4)의 안쪽으로는 리액션 디스크(7)에 직접 접촉되지 않아 무한대 배력 비를 발생하는 플런저 밸브(6)를 포함해 구성된다.

이를 위해, 상기 밸브 바디(4)에는 조립된 상태에서 리액션 디스크(7)와 플런저 밸브(6)사이가 이격되는 간격인 비 접촉 가이더(5)가 형성되고, 상기 비 접촉 가이더(5)를 타고 플런저 밸브(6)가 리액션 디스크(7)쪽으로 이동되지만, 상기 비 접촉 가이더(5)의 길이는 플런저 밸브(6)가 리액션 디스크(7)쪽으로 최대 이동되더라도, 플런저 밸브(6)와 리액션 디스크(7)가 비 접촉 간격(a)을 형성해 줄 수 있는 길이를 갖는다.

이러한, 상기 비 접촉 간격 a는 비 접촉 가이더(5)의 길이 A가 플런저 밸브(6)의 최대 스트로크 보다 더 크게 형성됨에 기인한다.

이와 더불어, 상기 비 접촉 가이더(5)에는 길이 방향을 따라 가이드 슬랏(5a)을 형성하는데, 상기 가이드 슬랏(5a)은 플런저 밸브(6)의 전·후 이동을 보다 안정적으로 하면서, 복귀 성도 확보하게 위한 것으로, 이를 위해 상기 플런저 밸브(6)에도 가이드 돌기(6a)를 더 형성시켜 준다.

이와 같은 부스터(2)는 플런저 밸브(6)와 리액션 디스크(7)간 접촉 면적이 작을수록 부스터 배력 비가 높아지는 특성에 따라, 플런저 밸브(6)와 리액션 디스크(7)가 접촉되지 않으므로 무한 대 배력 비를 형성하게 된다.

이러한 부스터(2)의 무한 대 배력 비 형상은 부스터(2)의 변화 력이 페달 감에 대한 영향을 미치지 않도록 작용하게 된다.

이는 도 2에 도시된 바와 같이, 오퍼레이션 로드(3)가 브레이크 페달(1)의 조작에 연동되어 감압 작동이 구현되어, 플런저 밸브(6)와 리액션 디스크(7)가 서로 접근하더라도, 밸브 바디(4)의 비 접촉 가이더(5)의 길이 A가 플런저 밸브(6)의 최대 스트로크 보다 더 길게 형성되므로, 상기 플런저 밸브(6)는 리액션 디스크(7)에 대해 비 접촉 간격 a를 형성함에 기인하게 된다.

이때, 상기 플런저 밸브(6)는 비 접촉 가이더(5)의 길이 방향 가이드 슬랏(5a)에 결합된 가이드 돌기(6a)를 이용해 전·후 이동됨에 따라, 플런저 밸브(6)의 전·후 이동이 보다 안정적으로 이루어지면서 동시에, 복귀 성도 향상될 수 있 게 된다.

이와 더불어, 플런저 밸브(6)는 리액션 디스크(7)간 비 접촉 간격 a를 형성하는 비 접촉 가이더(5)가 밸브 바디(4)에 형성됨에 따라, 특히 ABS 작동과 같은 감압 작동 시 제동력이 역으로 브레이크 페달(1)쪽으로 전달되더라도, 밸브 바디(4)가 플런저밸브(6)쪽으로 이동한 상태에서 비 접촉 간격 a가 유지되므로, 역으로 타고 유입된 진동이 플런저밸브(6)를 통해 브레이크 페달(1)로 전달되는 현상을 차단해주게 된다.

이에 따라, 본 실시 예 부스터(2)는 도 3에 도시된 바와 같이, 브레이크 페달(1)의 스트로크에 대한 변화 폭이 아주 작은 입력 대 출력 성능을 구현 즉, 작동 개시 력 구간이 매우 짧으면서, 이후 구간에서 하중 변화가 거의 없는 성능을 구현할 수 있게 된다.

이러한, 진동 차단은 유압의 히스테리시스(Hysteresis) 특성을 추종하도록 유압 회로를 형성한 페달 시뮬레이터 유닛(20)과 더불어, 보다 우수한 페달 조작 감을 부여 해 줄 수 있게 된다.

또한, 상기 페달 시뮬레이터 유닛(20)은 브레이크 페달(1)에 연동되는 연결 로드(24)가 연결되어져, 브레이크 페달(1)의 스트로크에 대한 페달 답력 감을 유압의 히스테리시스(Hysteresis) 특성으로 추종시켜 주는 페달 시뮬레이터(23)와 더불어, 상기 페달 시뮬레이터(23)와 오일 리저버(11)사이로 제 1 유압 라인(21)을 이어 오일 흐름을 형성하고, 상기 제 1 유압 라인(21)에는 ECU(30)의 제어로 개폐되는 제어 1 밸브(22)를 설치해 구성한다.

여기서, 상기 제 1 유압 라인(21)에 오일을 공급하는 오일 리저버(11)는 실시예의 예로서, 오일 리저버(11)를 사용하지 않고 차량에 존재하는 오일 공급원을 이용해 유압 회로를 구성할 수 있게 된다.

또한, 상기 제어 1 밸브(22)는 정상 시 닫힘(Closed)이고, 고장(Fail) 시 열림(Open)상태로서, 이는 닫힘(Closed) 시 페달 시뮬레이터(23)에 오일이 충진 상태를 유지하고, 열림(Open)시에는 페달 시뮬레이터(23)내 오일을 외부(오일 리저버(11))로 배출시켜 주기 위함이다.

그리고, 상기 페달 시뮬레이터(23)는 제 1 유압 라인(21)이 연결되어 내부로 오일이 충진되고, 브레이크 페달(1)에 연동되는 연결 로드(24)가 삽입된 챔버 하우징(25)과, 상기 연결 로드(24)를 통해 전·후 이동되는 이동 브라켓(26), 상기 이동 브라켓(26)에 반력 저항을 부여하는 답력 반응 부재(27), 리턴 부재(29)가 탄발 지지하고, 오일 충진 공간을 차단해 공간을 구획하는 댐퍼(28)로 구성된다.

이를 위해, 상기 답력 반응 부재(27)는 이동 브라켓(26)의 중앙을 중심으로 상·하로 위치되는 스프링으로 구성 즉, 이동 브라켓(26)의 중앙에서 탄발 지지된 메인 스프링(27a)과 더불어, 이동 브라켓(26)의 상·하 양쪽으로 탄발 지지된 제1·2 서브 스프링(27b,27c)을 갖추게 된다.

이때, 상기 메인 스프링(27a)이 갖는 길이에 비해, 상기 제1·2 서브 스프링(27b,27c)의 길이가 더 짧게 형성된다.

이와 같이 상기 답력 반응 부재(27)가 다수 스프링(27a,27b,27c)으로 구성됨에 따라, 연결 로드(24)가 브레이크 페달(1)의 답입 량으로 전진 이동되면서 이동 브라켓(26)을 전진시키면, 상기 이동 브라켓(26)의 이동으로 메인 스프링(27a)이 먼저 압축 된 후, 브레이크 페달(1)의 답입 량 증대로 더 큰 하중이 지속적으로 가해지면, 메인 스프링(27a)과 함께 제1·2 서브 스프링(27b,27c)도 압축 변형된다.

이러한, 상기 메인 스프링(27a)과 제1·2 서브 스프링(27b,27c)에서 발생되는 시간차 압축 변형은 운전자의 페달 조작 감을 유압의 히스테리시스(Hysteresis) 특성이 추종되는 것과 같이 구현해 줄 수 있게 된다.

또한, 상기 리턴 부재(29)도 제1·2 리턴 스프링(29a,29b)과 같이 다수로 구성되고, 이를 통해 복귀되는 댐퍼(28)의 복귀 성을 안정적으로 유지해 주고, 복귀되는 브레이크 페달(1)의 복귀 답력도 제공해 주게 된다.

이와 같이 구성된 페달 시뮬레이터(23)는 ECU(30)가 제어 1 밸브(22)를 항상 닫힘(Closed)상태로 유지해, 댐퍼(28)로 구획된 챔버 하우징(25)의 내부로 오일이 항상 충진 상태를 유지하게 된다.

이러한 상태에서 브레이크 페달(1)의 조작으로 연결 로드(24)가 이동 브라켓(26)을 밀어주게 되면, 상기 브레이크 페달(1)의 답입 량에 따라 이동되는 이동 브라켓(26)이 메인 스프링(27a)과 제1·2 서브 스프링(27b,27c)을 시간 차를 두고 압축 변형하게 된다.

즉, 브레이크 페달(1)이 가하는 하중 Fa가 단지 메인 스프링(27a)과 제1·2 서브 스프링(27b,27c)을 압축하고 도 4(가)에 도시된 바와 같이, 댐퍼(28)로부터 발생되는 반발 하중 Fb를 이겨내지 못하는 정도이면, 댐퍼(28)가 구획하는 오일 충진 공간에 대한 간격 D의 변화가 없고, 제1·2 리턴 스프링(29a,29b)도 압축 변형 이 일어나지 않게 된다.

이러한 상태에서 브레이크 페달(1)의 답입 량 증가는 비 압축 성 오일의 특성과 더불어, 하중에 대한 제1·2 리턴 스프링(29a,29b)의 반발력 Fb 증가를 가져오게 된다.

이와 같이, 운전자에게 느껴지는 페달 조감 감이 주로 답력 반응 부재(27)를 이루는 메인 스프링(27a)과 제1·2 서브 스프링(27b,27c)을 통해 구현됨에 따라, 다수 스프링의 탄성 계수 조정으로 운전자의 페달 조작 감을 유압의 히스테리시스(Hysteresis) 특성이 추종되도록 구현할 수 있게 된다.

하지만, 여러 요인으로 인해 발생하는 부스터(2)의 고장(Fail)을 ECU(30)가 감지하면, ECU(30)는 브레이크 페달(1)의 조작 시 페달 시뮬레이터(23)에서 소모되는 힘을 최소화하도록 도 4(나)에 도시된 바와 같이, 제어 1 밸브(22)를 열림(Open)상태로 전환해 페달 시뮬레이터(23)내 오일이 댐퍼(28)의 이동(d)으로 빠져 나와, 제 1 유압 라인(21)을 통해 오일 리저버(11)쪽으로 복귀되도록 한다.

이러한, 오일 배출로 인해 브레이크 페달(1)이 조작되더라도, 연결 로드(24)와 이동 브라켓(26) 및 답력 반응 부재(27)가 밀려나면서 댐퍼(28)를 이동시켜 줌에 따라, 브레이크 페달(1)의 가압 력 Fa가 페달 시뮬레이터(23)로부터 지지되지 못해 페달 시뮬레이터(23)에서 소모되는 힘을 최소화할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 액추에이터 장치는 다양한 변형을 통해 구현되는데, 일례로 부스터(2)의 작동이 브레이크 페달(1)을 이용하지 않고, 브레이크 페달(1)의 스트로크를 센서(31)로 감지하는 ECU(30)가 모터(45)를 구동해, 상기 모터(45)가 부스 터(2)를 작동시키도록 구성할 수 있게 된다.

이를 위해 변형된 액추에이터 장치는 센서(31)를 통해 브레이크 페달(1)의 스트로크를 감지하고, 각 제어 신호를 발생하는 ECU(30)를 갖추고, 브레이크 페달(1)을 통한 입력이 없이 작동되어져, 플런저 밸브(6)를 통해 대기 압과 진공 통로를 개폐하고, 리액션 디스크(7)에 대한 비 접촉으로 무한대 배력 비를 형성해, 마스터 실린더(10)를 작동시키는 부스터(2)로 구성된다.

이러한, 상기 부스터(2)는 전술한 실시 예에 따른 부스터와 동일하게 구성되므로, 그 설명을 생략한다.

이에 더해, 상기 액추에이터 장치는 브레이크 페달(1)쪽으로 전달되는 진동을 차단하면서 유압의 히스테리시스(Hysteresis) 특성을 추종하도록, 유압 회로를 형성하고, 브레이크 페달(1)에 연동되는 페달 시뮬레이터(23)을 더 구비하게 된다.

이러한, 상기 페달 시뮬레이터(23)은 전술한 실시 예에 따른 페달 시뮬레이터와 동일하게 구성되므로, 그 설명을 생략한다.

그리고, 상기 액추에이터 장치에는 ECU(30)를 통해 구동되는 모터(45)를 갖추고, 모터(45)의 회전력을 축 방향 이동력을 전환해, 오퍼레이션 로드(3)를 밀어 부스터(2)를 작동시키는 부스터 작동 유닛(40)을 포함해 구성된다.

이를 위해, 상기 부스터 작동 유닛(40)은 모터 기반 구동 기(43)를 통해 모터(45)의 회전력을 축 방향 이동력으로 전환시킨 후, 부스터(2)의 오퍼레이션 로드(3)를 밀어주게 되는데, 이러한 모터 기반 구동 기(43)는 일례로, 전자 주차 장치인 EPB(Electro Parking Brake)나 또는 BBW(Brake By Wire)기술이 적용된 EMB(Electro Mechanical Brake)를 적용하게 된다.

이와 같은 모터 기반 구동 기(43)는 통상, 내부로 오일이 충진되어져, 부스터(2)에 장착되는 하우징(44)으로 ECU(30)로 제어되는 동력 발생 모터(45)를 갖추고, 상기 모터(45)의 회전력을 출력 토크로 전환하도록, 구동·종동 기어(47,48)로 이루어진 감속기(46)와 더불어, 상기 감속기(46)의 출력 토크를 축 방향 직진 이동력으로 전환시켜, 오퍼레이션 로드(3)를 밀어 부스터(2)를 작동시키는 운동 전환 부재(49)로 구성된다.

여기서, 상기 감속기(46)는 구동 기어(47)의 회전을 보다 큰 출력 토크로 변환하도록, 종동 기어(48)의 구성은 통상 다수 기어를 이용하게 된다.

또한, 상기 운동 전환 부재(49)는 감속기(46)를 통해 회전되는 스크류 축(50)과, 상기 스크류 축(50)의 회전으로 축 방향 직진 이동력을 발생시키는 가압 너트(51)로 구성된다.

이와 더불어, 상기 회생 제동 액추에이터 장치에는 페달 시뮬레이터(23)와 부스터 작동 유닛(40)이 오일 리저버(11)와 함께 유압 회로를 형성하는데, 이러한 유압 회로 구성은 부스터(2)의 고장(Fail)상황에서 브레이크 페달(1)의 답입 력이 오일을 통해 부스터 작동 유닛(40)으로 전달되어져, 최소한의 부스터(2) 작동 력을 제공해 줄 수 있게 된다.

이를 위해, 상기 유압 회로 구성은 제 1 유압 라인(21)이 페달 시뮬레이터(23)에서 부스터 작동 유닛(40)의 하우징(44)부위로 이어지고, 제 2 유압 라인(41)이 오일 리저버(11)에서 부스터 작동 유닛(40)으로 이어진 제 1 유압 라 인(21)쪽에 연결되도록 구성하여 준다.

이와 더불어, 상기 제 1 유압 라인(21)에는 제어 1 밸브(22)가 설치되고, 제 2 유압 라인(41)에도 제어 2 밸브(42)가 설치되어져, ECU(30)를 통해 개폐 제어된다.

여기서, 상기 제어 1 밸브(22)는 정상 시 닫힘(Closed)이고, 고장(Fail) 시 열림(Open)상태이지만, 상기 제어 2 밸브(42)는 정상 시 열림(Open)이고, 고장(Fail) 시 닫힘(Closed)상태로 제어된다.

이로 인해, 부스터(2)가 정상 작동될 때는 페달 시뮬레이터(23)내 충진된 오일이 제 1 유압 라인(21)을 통해 부스터 작동 유닛(40)으로 흐르지 못하고, 상기 부스터 작동 유닛(40)에는 제 2 유압 라인(41)을 통해 오일 리저버(11)로 부터 오일이 공급되어진다.

이와 같이, 본 발명의 변형 실시 예인 액추에이터 장치는 브레이크 페달(1)을 이용해 부스터(2)가 작동되지 않으므로, 이를 간략히 설명한다.

즉, 운전자가 밟은 브레이크 페달(1)의 스트로크는 센서(31)를 통해 ECU(30)로 입력되고, 상기 ECU(30)는 페달 답입 량에 따른 회전수로 모터(45)를 구동하면, 모터(45)의 회전이 감속기(46)를 통해 출력 토크로 전환된다.

이때, 상기 오일 리저버(11)에서 이어진 제 2 유압 라인(41)의 제어 2 밸브(42)는 열림(Open)상태를 형성한다.

이어, 상기 감속기(46)는 스크류 축(50)을 회전시켜. 스크류 축(50)에 결합된 가압 너트(51)가 축 방향으로 빠져나오면서 오퍼레이션 로드(3)를 밀어주게 된 다.

이와 같이 모터(45)를 통해 밀려진 오퍼레이션 로드(3)는 전술한 실시 예와 동일하게 작동 즉, 플런저 밸브(6)는 리액션 디스크(7)에 대해 비 접촉 간격 a를 형성하고, 이는 부스터 배력 비를 무한대로 증가시켜 도 3에 도시된 바와 같은 부스터 성능을 구현할 수 있게 된다.

또한, 상기 부스터(2)가 플런저 밸브(6)와 리액션 디스크(7)간 비 접촉 간격 a를 형성함에 따라, 제동력이 역으로 브레이크 페달(1)쪽으로 전달되는 현상도 차단해주게 된다.

이러한 부스터 정상 작동 시 페달 시뮬레이터(23)는 전술한 실시 예와 같이, 브레이크 페달(1)의 답입 량에 따른 이동 브라켓(26)의 이동으로 메인 스프링(27a)과 제1·2 서브 스프링(27b,27c)을 시간 차를 두고 압축 변형함과 더불어, 하우징(25)에 충진 된 오일의 작용으로, 운전자에게 느껴지는 페달 조작 감을 유압의 히스테리시스(Hysteresis) 특성이 추종되도록 구현해 주게 된다.

이때, 상기 페달 시뮬레이터(23)로 이어진 제 1 유압 라인(21)의 제어 1 밸브(22)는 닫힘(Closed)상태를 형성한다.

이와 같이 본 발명의 변형실시 예에서도 액추에이터 장치가 진동 차단은 물론, 유압의 히스테리시스(Hysteresis) 특성을 추종하는 우수한 페달 조작 감을 제공하게 된다.

하지만, 여러 요인으로 인해 발생하는 부스터(2)의 고장(Fail)을 ECU(30)가 감지하게 되면, 상기 ECU(30)는 제 1 유압 라인(21)의 제어 1 밸브(22)를 열 림(Open)상태로 전환시키면서 동시에, 제 2 유압 라인(41)의 제어 2 밸브(42)를 닫힘(Closed)상태로 전환시켜 주게 된다.

이러한, 상기 제어 밸브(22,42)의 전환으로 인해 페달 시뮬레이터(23)쪽 오일이 빠져나와 부스터 작동 유닛(40)쪽으로 유입되고, 오일 리저버(11)를 통한 오일 유입이 차단되는 유압 회로를 형성하게 된다.

이로 인해, 브레이크 페달(1)이 조작되더라도 페달 시뮬레이터(23)에서 페달 입력 Fa을 지지하지 못해, 페달 시뮬레이터(23)에서 소모되는 페달 입력 Fa를 최소화함과 동시에, 페달 시뮬레이터(23)에서 빠져나와 부스터 작동 유닛(40)쪽으로 유입된 오일이 부스터(2)를 작동시키는 하중으로 작용하게 된다.

즉, 페달 시뮬레이터(23)에서 제 1 유압 라인(21)을 거쳐 부스터 작동 유닛(40)쪽으로 유입된 오일은 모터 기반 구동 기(43)를 이루는 하우징(44)으로 유입되고, 이러한 오일의 유입으로 생성되는 유압은 감속기(46)부위로 작용하게 된다.

이와 같이, 상기 감속기(46)로 가해지는 압력은 감속기(46)의 종동 기어(48)가 구동 기어(47)에 대한 슬라이딩 이동으로 밀려나게 되고, 이러한 종동 기어(48)의 밀림은 스크류 축(50)과 가압 너트(51)를 밀어 오퍼레이션 로드(3)를 밀어주게 된다.

이러한, 상기 오퍼레이션 로드(3)의 밀림 이동은 플런저 밸브(6)와 리액션 디스크(7)의 작용을 통하여, 부스터(2)가 마스터 실린더(10)를 작동시켜 정상 시와 같이 차량 제동이 이루어지고, 이는 어느 경우에라도 차량 제동을 구현해 안전을 도모할 수 있는 부가 기능을 구현할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 회생 제동 액추에이터 장치의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 회생 제동 액추에이터 장치를 구성하는 무한대 배력 비 부스터의 구성도

도 3은 본 발명에 따른 회생 제동 액추에이터 장치의 답력 선도

도 4는 본 발명에 따른 회생 제동 액추에이터 장치를 구성하는 페달 시뮬레이터의 구성도

도 5는 본 발명에 따른 회생 제동 액추에이터 장치의 다른 실시 예

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 페달 2 : 부스터

3 : 오퍼레이션 로드 4 : 밸브 바디

5 : 비 접촉 가이더 5a : 가이드 슬랏

6 : 플런저 밸브 6a : 가이드 돌기

7 : 리액션 디스크 10 : 마스터 실린더

11 : 오일 리저버 20 : 페달 시뮬레이터 유닛

21,41 : 제1·2 유압 라인22 : 제어 1 밸브

23 : 페달 시뮬레이터 24 : 연결 로드

25 : 챔버 하우징 26 : 이동 브라켓

27 : 답력 반응 부재 27a : 메인 스프링

27b,27c : 제1·2 서브 스프링

28 : 댐퍼

29 : 리턴 부재 29a,29b : 제1·2 리턴 스프링

30 : ECU 31 : 센서

40 : 부스터 작동 유닛 42 : 제어 2 밸브

43 : 모터 기반 구동 기 44 : 하우징

45 : 모터 46 : 감속기

47,48 : 구동·종동 기어

49 : 운동 전환 부재 50 : 스크류 축

51 : 가압 너트

Claims (9)

1. 브레이크 페달(1)과;

   상기 브레이크 페달(1)에 연동된 오퍼레이션 로드(3)에 결합된 플런저 밸브(6)와 배력비를 형성하는 리액션 디스크(7)를 갖추고 진공과 대기 유입 흐름을 형성하는 밸브 바디(4)와, 작동시 상기 플런저 밸브(6)가 상기 리액션 디스크(7)에 직접 접촉되지 않는 비 접촉 간격(a)으로 무한대 배력 비를 생성하도록 상기 밸브 바디(4)에 뚫려져 상기 플런저 밸브(6)와 결합된 비 접촉 가이더(5)로 구성된 부스터(2)와;

   내부 공간을 구획하는 댐퍼(28)를 구비한 챔버 하우징(25)과, 상기 브레이크 페달(1)에 고정된 연결 로드(24)로 이동되는 이동 브라켓(26)과, 상기 이동 브라켓(26)의 이동시 반력 저항으로 유압의 히스테리시스(Hysteresis) 특성을 부여하는 스프링으로 이루어진 답력 반응 부재(27)와, 상기 댐퍼(28)를 탄발 지지하는 또 다른 스프링으로 이루어진 리턴 부재(29)로 구성된 페달 시뮬레이터(23)와;

   상기 페달 시뮬레이터(23)쪽으로 이어진 제 1 유압 라인(21)에 설치되어져, 페달 시뮬레이터(23)로부터 오일이 빠져나오도록 개폐되는 제어 1 밸브(22) 및;

   상기 부스터(2)의 고장 시 페달 시뮬레이터(23)내 오일이 배출되도록 상기 제어 1 밸브(22)를 제어하는 ECU(30);

   를 포함 해 구성되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 액추에이터 장치.
2. 브레이크 페달(1)과;

   센서(31)를 통해 상기 브레이크 페달(1)의 답입 량을 감지하는 ECU(30);

   상기 브레이크 페달(1)에 연동된 오퍼레이션 로드(3)에 결합된 플런저 밸브(6)와 배력비를 형성하는 리액션 디스크(7)를 갖추고 진공과 대기 유입 흐름을 형성하는 밸브 바디(4)와, 작동시 상기 플런저 밸브(6)가 상기 리액션 디스크(7)에 직접 접촉되지 않는 비 접촉 간격(a)으로 무한대 배력비를 생성하도록 상기 밸브 바디(4)에 뚫려져 상기 플런저 밸브(6)와 결합된 비접촉가이더(5)로 구성된 부스터(2)와;

   상기 부스터(2)에 장착된 된 하우징(44)의 내부로 오일이 충진되고, 상기 ECU(30)를 통해 구동되는 모터(45)의 회전력을 전환한 축 방향 이동력으로 상기 오퍼레이션 로드(3)를 밀어 부스터(2)를 작동시키는 부스터 작동 유닛(40)과;

   내부 공간을 구획하는 댐퍼(28)를 구비한 챔버 하우징(25)과, 상기 브레이크 페달(1)에 고정된 연결 로드(24)로 이동되는 이동 브라켓(26)과, 상기 이동 브라켓(26)의 이동시 반력 저항으로 유압의 히스테리시스(Hysteresis) 특성을 부여하는 스프링으로 이루어진 답력 반응 부재(27)와, 상기 댐퍼(28)를 탄발 지지하는 또다른 스프링으로 이루어진 리턴 부재(29)로 구성된 페달 시뮬레이터(23)와;

   브레이크 페달(1)로부터 입력 하중을 받는 상기 페달 시뮬레이터(23)로부터 빠져 나온 오일을 부스터 작동 유닛(40)으로 유입시켜, 상기 오퍼레이션 로드(3)를 밀어 부스터(2)를 작동시키는 유압을 상기 부스터 작동 유닛(40)에 형성해 마스터 실린더(10)를 작동시키는 유압 회로;

   를 포함해 구성되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 액추에이터 장치.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 비 접촉 가이더(5)에는 길이 방향을 따라 가이드 슬랏(5a)을 형성하고, 상기 가이드 슬랏(5a)에는 상기 플런저 밸브(6)에 돌출된 가이드 돌기(6a)가 끼워지는 것을 특징으로 하는 회생 제동 액추에이터 장치.
4. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 페달 시뮬레이터(23)는 상기 댐퍼(28)로 구획된 상기 챔버 하우징(25)에 오일이 충진되고, 상기 답력 반응 부재(27)는 서로 길이가 다른 적어도 하나 이상의 스프링으로 구성되며, 상기 리턴 부재(29)는 적어도 하나 이상의 또 다른 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 회생 제동 액추에이터 장치.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 유압 라인(21)은 마스터 실린더(10)에 오일을 공급하는 오일 리저버(11)에 연결되고, 상기 제어 1 밸브(22)는 정상작동시 닫힘(Closed)상태를 유지해 상기 페달 시뮬레이터(23)로부터 오일이 배출되지 않도록 된 것을 특징으로 하는 회생 제동 액추에이터 장치.
6. 청구항 2에 있어서, 상기 모터(45)의 회전력은 구동·종동 기어(47,48)로 이루어진 감속기(46)로 출력 토크로 전환되고, 상기 감속기(46)에는 출력 토크로 회전되는 스크류 축(50)에 결합되어 상기 오퍼레이션 로드(3)를 미는 축 방향 직진 이동력으로 전환시켜주는 가압 너트(51)가 결합되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 액추에이터 장치.
7. 청구항 2에 있어서, 상기 유압 회로는 제 1 유압 라인(21)이 페달 시뮬레이터(23)에서 부스터 작동 유닛(40)의 하우징(44)부위로 이어지고, 제 2 유압 라인(41)이 오일 리저버(11)에서 부스터 작동 유닛(40)으로 이어진 제 1 유압 라인(21)쪽에 연결되며,

   상기 제 1 유압 라인(21)에는 제어 1 밸브(22)가 설치되고, 제 2 유압 라인(41)에도 제어 2 밸브(42)가 설치되어져, ECU(30)를 통해 개폐 제어되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 액추에이터 장치.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 제어 1 밸브(22)가 닫힘(Closed)일 때, 상기 제어 2 밸브(42)는 열림(Open)으로 되어져, 항상 서로 반대로 개폐되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 액추에이터 장치.
9. 청구항 7에 있어서, 상기 제 2 유압 라인(41)은 마스터 실린더(10)에 오일을 공급하는 오일 리저버(11)에 연결되는 것을 특징으로 하는 회생 제동 액추에이터 장치.

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