KR101402538B1

KR101402538B1 - 페달 시뮬레이터

Info

Publication number: KR101402538B1
Application number: KR1020120131128A
Authority: KR
Inventors: 김유상
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2014-06-02
Also published as: CN103818361B; DE102013018574B4; CN103818361A; DE102013018574A1; KR20140065654A; US9141129B2; US20140138888A1

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 페달 시뮬레이터는, 메인 하우징, 메인 하우징의 내부에서 상하방향으로 왕복이동 가능하도록 구비된 피스톤, 메인 하우징 내부에 배치되며 피스톤에 대하여 상향으로 탄성력을 제공하는 탄성 지지부, 및 메인 하우징의 내부에 배치되고 상하방향으로 배치되는 제1 변형부 및 제1 변형부보다 체적이 더 큰 제2 변형부를 포함하며 피스톤의 하향 이동에 따라 상기 피스톤에 의해 가압되면서 제1 변형부와 제2 변형부가 순차적으로 압축 변형되는 탄력적인 소재로 된 댐퍼를 포함한다.

Description

페달 시뮬레이터{PEDAL SIMULATOR}

본 발명은 브레이크 페달감이 기존의 브레이크 장치와 유사하도록 하는 페달 시뮬레이터(Pedal Simulator)에 관한 것이다.

일반적으로 전동 브레이크 장치는 운전자와 제동 륜 사이의 기계적 연결 없이, 각 차륜에 위치한 캘리퍼가 전동 브레이크 전자제어장치(ECU)로부터 신호를 입력받아 각 차륜에 위치한 디스크를 잡아 줌으로써 차량의 제동을 실행하게 된다.

이러한 전동 브레이크 장치는 기계적으로 연결되는 유압 적용 제동 장치의 페달 조작 시 운전자가 느낄 수 있는 페달감(Pedal Feeling)인 답력 특성 즉, 부스터에서 발생하는 입/출력 특성에 주로 기인하는 비선형적인 답력 형성과 더불어, 물리적으로 에너지 손실을 의미하는 반력에 따른 히스테리시스(Hysteresis)를 구현할 수 없는 특성이 있기 때문에, 운전자에게 적절한 페달감을 제공하기 위한 별도의 장치가 요구된다.

이러한 장치는 일례로, 페달 조작 시 운전자에게 적절한 페달감을 제공하는 기계적 장치와 더불어, 운전자의 페달 조작 의지를 파악할 수 있는 전기적 장치를 모두 갖추게 되며, 이러한 장치를 통상 페달 시뮬레이터(Pedal Simulator)라 한다.

이러한 페달 시뮬레이터가 갖는 중요한 과제는 기존 브레이크 장치와 유사한 페달감을 제공하는 것이다.

종래 페달 시뮬레이터의 구체적인 일 예로 한국 공개특허 제10-2000-0048717호에 개시된 페달 시뮬레이터를 들 수 있다.

상기한 페달 시뮬레이터는 내부에 완충부재로써 한 개의 코일스프링을 사용하여 피스톤을 완충하고 있다. 그러나 이러한 단일의 완충부재는 브레이크의 페달감을 단순히 1단의 선형적인 형태로 밖에 나타내주지 못하는 단점이 있다.

이를 보완하기 위하여 복수의 스프링과 이에 대응하는 복수의 댐퍼를 적용하여 비선형적인 페달감을 구현하는 페달 시뮬레이터 구조가 제안되기도 하나, 이러한 페달 시뮬레이터는 구조의 복잡성, 제조원가의 상승 등 여러 문제점을 수반하는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 하나의 댐퍼에 의한 비선형적 페달감의 구현이 가능하고, 피스톤의 작동 과정에서 부재 간 접촉에 따른 이질감이 발생하지 않도록 하는 페달 시뮬레이터를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 페달 시뮬레이터는, 메인 하우징; 상기 메인 하우징의 내부에서 상하방향으로 왕복이동 가능하도록 구비된 피스톤; 상기 메인 하우징 내부에 배치되며, 상기 피스톤에 대하여 상향으로 탄성력을 제공하는 탄성 지지부; 및 상기 메인 하우징의 내부에 배치되고, 상하방향으로 배치되는 제1 변형부 및 상기 제1 변형부보다 체적이 더 큰 제2 변형부를 포함하며, 상기 피스톤의 하향 이동에 따라 상기 피스톤에 의해 가압되면서 상기 제1 변형부와 상기 제2 변형부가 순차적으로 압축 변형되는 탄력적인 소재로 된 댐퍼;를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 페달 시뮬레이터에 있어서, 상기 탄성 지지부는, 상단이 상기 피스톤의 일측에 지지되고, 상기 피스톤의 하향 이동에 따라 압축되어 탄성력을 발생시키는 제1 코일 스프링; 상기 제1 코일 스프링의 하측에 배치되고, 상기 피스톤의 하향 이동에 따라 상기 피스톤과 함께 하향 연동하며, 중앙에 상기 제1 변형부의 상단부가 관통하는 관통홀이 형성된 지지부재; 및 상기 지지부재의 하측에 배치되고, 상단이 상기 지지부재의 저면에 지지되며, 상기 지지부재의 하향 이동에 따라 압축되어 탄성력을 발생시키는 제2 코일 스프링;을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 페달 시뮬레이터에 있어서, 상기 제2 코일 스프링은 상기 제1 코일 스프링보다 스프링 정수가 더 클 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 페달 시뮬레이터에 있어서, 상기 댐퍼는 상단에서 하단으로 갈수록 횡단면적이 커지는 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 페달 시뮬레이터에 있어서, 상기 메인 하우징의 하부에 댐퍼 하우징이 고정되며, 상기 댐퍼는 하단부가 상기 댐퍼 하우징에 형성된 홈부에 삽입 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 페달 시뮬레이터에 있어서, 상기 댐퍼의 외측면에 외향으로 돌출되는 탄력적인 소재로 된 돌출부가 형성되며, 이때 상기 돌출부의 저면은 상기 댐퍼 하우징의 상면과 마주볼 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 페달 시뮬레이터에 있어서, 상기 제1 변형부 및 상기 제2 변형부 중 어느 하나 또는 둘 모두는 외측면에 그루브가 형성될 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

본 발명에 따르면, 탄성 지지부와 더불어 압축 변형량이 다른 제1 변형부 및 제2 변형부를 포함하는 댐퍼에 의해 비선형적인 페달감 구현이 가능하다. 그리고 하나의 댐퍼로써 비선형적인 페달감을 구현할 수 있으므로, 구조의 단순화 및 제조 비용의 절감 효과를 얻을 수 있다.

또한, 댐퍼의 형상 및 배치 위치의 특징에 기인하여 피스톤의 하향 이동시 발생할 수 있는 이질감이 발생하지 않는 이점도 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 페달 시뮬레이터를 포함하는 브레이크 장치를 개략적으로 도시한 개략도.
도 2는 도 1에 도시된 페달 시뮬레이터를 도시한 단면도.
도 3 내지 도 6은 도 2에 도시된 페달 시뮬레이터의 작동 상태를 알 수 있는 작동도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 페달 시뮬레이터에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 페달 시뮬레이터를 포함하는 브레이크 장치를 개략적으로 도시한 개략도이며, 도 2는 도 1에 도시된 페달 시뮬레이터를 도시한 단면도이다. 그리고, 도 3 내지 도 6은 도 2에 도시된 페달 시뮬레이터의 작동 상태를 알 수 있는 작동도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 페달 시뮬레이터(1)는 메인 하우징(100), 상기 메인 하우징(100)의 내부에서 상하방향으로 왕복이동 가능하도록 구비된 피스톤(200), 상기 메인 하우징(100) 내부에 배치되며 상기 피스톤(200)에 대하여 상향으로 탄성력을 제공하는 탄성 지지부(300), 및 상기 메인 하우징(100)의 내부에 배치되고 상하방향으로 배치되는 제1 변형부(410) 및 상기 제1 변형부(410)보다 체적이 큰 제2 변형부(420)를 포함하며 상기 피스톤(200)의 하향 이동에 따라 상기 피스톤(200)에 의해 가압되면서 상기 제1 변형부(410)와 상기 제2 변형부(420)가 순차적으로 압축 변형되는 탄력적인 소재로 된 댐퍼(400)를 포함한다.

본 실시예에 따른 페달 시뮬레이터(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 브레이크 장치에 포함되는 마스터 실린더(master cylinder, 10)와 연결된다. 도 1에서 참조부호 20로 표시된 것은 마스터 실린더(10)에 연결되는 브레이크 페달을 나타내는 것이다.

구체적으로, 본 실시예에 포함되는 메인 하우징(100)은 마스터 실린더(10)와 연결되어 마스터 실린더(10)로부터 유압 작동유를 전달받는다. 메인 하우징(100)의 일측에는 이러한 유압 작동유를 전달받기 위하여 작동유 공급홀(103)이 형성된다.

메인 하우징(100)은 내부에 공간이 형성된다. 더욱 구체적으로 메인 하우징(100) 내부에 형성되는 공간은 후술할 피스톤(200)이 왕복 이동하는 제1 공간(101), 및 후술할 댐퍼(400)가 배치되는 제2 공간(102)을 포함할 수 있다.

도시된 예에서 제1 공간(101)은 메인 하우징(100) 내부의 상측에, 그리고 제2 공간(102)은 메인 하우징(100) 내부의 하측에 형성된다. 그리고, 전술할 작동유 공급홀(103)은 제1 공간(101)으로 연통하도록 메인 하우징(100)의 상단부에 형성되고 있다.

피스톤(200)은 제1 공간(101)에서 상하방향으로 왕복 이동 가능하도록 구비된다. 피스톤(200)은 작동유 공급홀(103)을 통해 공급되는 작동유에 의해 가압되면서 제1 공간(101)을 따라 하향 이동하게 된다.

탄성 지지부(300)는 피스톤(200)에 대하여 상향으로 탄성력을 제공하는 기능을 수행한다. 탄성 지지부(300)는 운전자가 브레이크 페달(20)을 밟을 때 일정한 답력이 필요하도록 작용하게 된다.

구체적으로, 탄성 지지부(300)는 제1 코일 스프링(310)과 제2 코일 스프링(330), 그리고 제1 코일 스프링(310)과 제2 코일 스프링(330) 사이에 개재되는 지지부재(320)를 포함하여 구성될 수 있다.

제1 코일 스프링(310)은 상단이 피스톤(200)의 일측에 지지될 수 있다. 그리고 하단은 도시된 바와 같이 지지부재(320)의 상면에 지지될 수 있다. 또는 도시되어 있지는 않지만 메인 하우징(100)의 내측에 고정되어 지지될 수도 있다.

지지부재(320)는 제1 코일 스프링(310)의 하측에 배치되며, 제2 공간(102)에서 상하방향으로 이동 가능하도록 구비된다. 지지부재(320)는 예컨대 원판 형태일 수 있으며, 중앙에는 후술할 댐퍼의 상단부가 관통하는 관통홀(321)이 형성될 수 있다.

그리고 피스톤(200)이 하향 이동함에 따라 피스톤(200)의 하단부가 지지부재(320)의 상면에 접촉되며, 지지부재(320)는 피스톤(200)의 계속적인 하향 이동에 따라 피스톤(200)과 함께 연동하여 하향 이동하게 된다.

지지부재(320)는 전술한 바와 같이 지지부재(320)의 상면에 제1 코일 스프링(310)의 하단이 지지될 수 있다. 이 경우 피스톤(200)의 하향 이동에 따라 제1 코일 스프링(310)은 압축되면서 탄성력이 발생하며, 이 탄성력은 피스톤(200)에 대하여 상향으로 작용하는 외력이 된다.

또한 이 탄성력은 지지부재(320)에 대하여도 하향으로 작용하는 외력이 될 수 있다. 하지만 후술하는 제2 코일 스프링(330)의 스프링 정수가 제1 코일 스프링(310)의 그것보다 큰 경우, 제1 코일 스프링(310)에서 발생하는 탄성력은 지지부재(320)의 하향 이동에 기여하는 바가 없거나 크지 않을 수 있다. 이 경우 지지부재(320)의 하향 이동은 실질적으로 피스톤(200)의 하향 이동에 따른 피스톤(200)의 가압에 의해 이루어지게 된다.

지지부재(320)의 하측에는 제2 코일 스프링(330)이 구비될 수 있다. 제2 코일 스프링(330)은 상단이 지지부재(320)의 저면에 지지될 수 있으며, 하단이 메인 하우징(100)의 내측에 고정되어 지지되거나 또는 도시된 바와 같이 댐퍼 하우징(500)의 플랜지부(502)에 지지될 수 있다.

피스톤(200)의 가압에 의해 지지부재(320)가 하향 이동할 때, 제2 코일 스프링(330)은 압축되면서 탄성력이 발생하게 되며, 이러한 탄성력은 지지부재(320) 및 피스톤(200)에 대하여 상향으로 작용하는 외력이 된다.

제2 코일 스프링(330)은 제1 코일 스프링(310)보다 스프링 정수가 클 수 있다. 이 경우 피스톤(200)이 지지부재(320)에 접촉하기 이전으로서 제1 코일 스프링(310)만을 압축할 때와 비교하여, 피스톤(200)이 지지부재(320)를 가압하여 하향 이동시키는 시점부터는 브레이크 페달(20)에 대한 더 큰 답력이 요구된다.

따라서, 본 실시예에 따른 페달 시뮬레이터(1)는 전술한 탄성 지지부(300), 즉 제1 코일 스프링(310), 지지부재(320) 및 제2 코일 스프링(330)을 포함하는 탄성 지지부(300)에 의해 브레이크 페달(20)에 대한 비선형적인 답력 특성을 갖도록 기능할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 페달 시뮬레이터(1)는 브레이크 페달(20)에 대한 답력 특성이 기존 브레이크 시스템(CBS; Conventional Brake System)이 적용된 차량에 더욱 가깝도록 하기 위하여 댐퍼(400)를 포함한다.

댐퍼(400)는 메인 하우징(100)의 내부 공간 중 제2 공간(102)에 배치될 수 있다. 이때 댐퍼(400)는 메인 하우징(100)의 제2 공간(102)에 고정되는 댐퍼 하우징(500)에 결합되어 배치될 수 있다.

댐퍼 하우징(500)은 댐퍼(400)가 결합되도록 상측에 홈부(501)가 형성될 수 있다. 그리고, 하단부에 플랜지부(502)가 형성될 수 있으며, 이 플랜지부(502)의 상면에 전술한 제2 코일 스프링(330)의 하단이 지지될 수 있다.

댐퍼(400)는 하단부가 댐퍼 하우징(500)의 홈부(501)에 삽입 결합될 수 있으며, 이와 같이 결합된 상태에서 제1 공간(101)에 배치된 피스톤(200)과 상하방향으로 마주하면서 제2 공간(102)에 배치된다.

댐퍼(400)는 탄성 변형이 가능한 탄력적인 소재, 예컨대 고무 등과 같은 소재로 형성될 수 있다. 댐퍼(400)는 피스톤(200)의 가압에 의하여 탄성적으로 압축 변형될 수 있으며, 이때 탄성력이 발생하게 된다. 이러한 탄성력은 피스톤(200)에 상향으로 작용하는 외력이 되므로, 피스톤(200)이 댐퍼(400)를 압축 변형시키기 위해서는 더욱 큰 힘에 의해 하향 이동되어야 한다.

댐퍼(400)는 상하방향으로 배치되는 제1 변형부(410)와 제2 변형부(420)를 포함할 수 있다. 이때 제1 변형부(410)의 체적은 제2 변형부(420)의 그것보다 작게 형성될 수 있다. 이 경우 같은 가압 힘에 대하여 제1 변형부(410)와 제2 변형부(420)의 하향 압축 변형량은 다르게 형성된다. 즉 제1 변형부(410)의 하향 압축 변형량이 제2 변형부(420)의 그것보다 크다.

상기한 댐퍼(400)의 구체적인 일 예로서, 도시된 예는 상부에서 하부로 갈수록 횡단면적이 넓게 형성되는 대략 반구 형상과 원뿔의 중간 형상을 갖는 댐퍼(400)의 예를 제시한다.

댐퍼(400)가 이와 같은 형상인 경우 댐퍼(400)의 상부 체적은 하부 체적보다 작다. 따라서 상하방향으로 가압 힘이 작용할 때 댐퍼(400) 상부의 하향 압축 변형량이 댐퍼(400) 하부의 하향 압축 변형량보다 크다.

이러한 댐퍼(400)의 예에서 댐퍼(400)의 상부는 전술한 제1 변형부(410)가 되며, 그리고 댐퍼(400)의 하부는 전술한 제2 변형부(420)가 된다.

댐퍼(400)는 도시된 예의 형상을 갖는 것으로 한정되지 않는다. 댐퍼(400)는 체적이 다르게 형성되는 제1 변형부(410) 및 제2 변형부(420)를 포함하는 다양한 다른 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.

댐퍼(400)는 상단부, 구체적으로 제1 변형부(410)의 상단부가 지지부재(320)에 형성된 관통홀(321)을 관통하여 지지부재(320)의 상측으로 돌출되도록 배치될 수 있다.

이와 같이 배치된 댐퍼(400)는 상단부가 피스톤(200)의 하향 이동에 따라 피스톤(200)의 하단부와 접촉하게 된다. 그리고 피스톤(200)의 계속적인 하향 이동에 따라 댐퍼(400)는 하방으로 가압되며, 피스톤(200)에 의한 가압에 의해 제1 변형부(410)가 압축 변형을 일으키게 된다.

그리고, 피스톤(200)이 계속하여 하향 이동하면 제1 변형부(410)에 이어 제2 변형부(420)가 압축 변형하게 되며, 제2 변형부(420)가 압축 변형되는 시점부터 제1 변형부(410)의 변형시보다 브레이크 페달(20)에 더 큰 답력이 요구된다.

댐퍼(400)가 이와 같이 제1 변형부(410) 및 제2 변형부(420)를 포함함으로써, 본 실시예에 따른 페달 시뮬레이터(1)는 비선형적인 답력 특성이 구현되도록 작동할 수 있다.

한편, 전술한 바에 의할 때 제1 변형부(410) 및 제2 변형부(420)의 압축 변형 시점이 시간상 명확히 구분되는 것으로 해석될 여지가 있다. 하지만, 반드시 그러한 것은 아닐 수 있다.

실제로 제1 변형부(410)의 변형 과정에서 제2 변형부(420)로 어느 정도의 가압 힘이 전달될 수 있으며, 이 경우 제2 변형부(420)가 제1 변형부(410)의 압축 변형 과정 중에 함께 변형될 수도 있다.

다만, 이때의 제2 변형부(420)의 변형량이 크지 않고, 제1 변형부(410)가 충분히 압축 변형된 이후에 제2 변형부(420)가 실질적인 압축 변형을 일으킬 수 있다. 따라서, 전술한 제1 변형부(410)에 이어 제2 변형부(420)가 압축 변형된다는 내용은 상기한 실제 과정을 포함하는 것으로 해석될 수 있다.

또한, 댐퍼(400)는 제1 변형부(410) 및 제2 변형부(420)로만 구성되는 것으로 한정되지 않는다. 다시 말해, 비선형적인 페달감 구현에 있어서 댐퍼(400)의 작용만을 살필 때, 댐퍼(400)가 2단계의 비선형적 페달감만을 구현할 수 있는 것이 아니다.

댐퍼(400)는 더욱 세분화된 변형부로 구분되도록 구성될 수도 있으며, 이로써 다단계의, 또는 연속적인 비선형적 페달감 구현이 가능하도록 할 수도 있다.

한편, 댐퍼(400)는 비선형적인 페달감 구현에 기여하는 것 외에 피스톤(200)의 하향 이동에 따라 피스톤(200)이 다른 부재와 접촉하면서 발생할 수 있는 이질감이 발생하지 않도록 하는 기능을 수행할 수도 있다.

여기서 이질감이라는 것은 운전자가 브레이크 페달(20)을 밟는 과정에서 느낄 수 있는, 피스톤(200)과 다른 부재가 접촉할 때 발생하는 미세한 충격 등을 의미한다.

구체적으로, 피스톤(200)은 하향 이동함에 따라 전술한 바와 같이 지지부재(320)와 접촉하게 된다. 이때, 피스톤(200)과 지지부재(320)는 내구성을 고려하여 예컨대 메탈(metal) 소재로 이루어질 수 있다. 이 경우 피스톤(200)과 지지부재(320)의 접촉시 전술한 이질감이 발생할 수 있다.

하지만, 지지부재(320)의 상측으로 댐퍼(400)의 상단부가 돌출되어 있는 경우, 피스톤(200)은 제1 변형부(410)를 압축 변형시키는 과정 중에 지지부재(320)와 접촉하게 된다. 따라서 제1 변형부(410)에 의한 완충 작용에 의해 피스톤(200)과 지지부재(320)의 접촉시 발생할 수 있는 전술한 이질감은 발생하지 않거나 최소화될 수 있다.

한편, 지지부재(320)는 피스톤(200)과 연동하여 하향 이동하는 과정에서 지지부재(320)의 하면이 댐퍼 하우징(500)의 상면(503)에 접촉할 수 있다. 이때 댐퍼 하우징(500)은 메인 하우징(100)의 내부에서 고정되어 있기 때문에, 지지부재(320)가 댐퍼 하우징(500)의 상면(503)에 접촉함으로써 지지부재(320)의 하향 이동이 제한될 수 있다. 다시 말해, 댐퍼 하우징(500)의 상단부는 피스톤(200)의 하향 이동을 제한하는 스토퍼(stopper)의 기능을 수행할 수 있는 것이다.

지지부재(320)가 이와 같이 댐퍼 하우징(500)의 상면(503)에 접촉할 때에도 전술한 이질감이 발생할 수 있다. 따라서, 댐퍼(400)는 이러한 경우의 이질감을 없애도록 외측면에 외향으로 돌출되는 돌출부(430)가 형성될 수 있다.

이때 돌출부(430)는 돌출부(430)의 저면(431)이 댐퍼 하우징(500)의 상면(503)과 마주하도록 형성될 수 있다. 그리고, 돌출부(430)는 고무 등과 같은 탄력적인 소재로 이루어질 수 있다. 댐퍼(400)가 전술한 바와 같이 탄력적인 소재로 형성되는 경우에는 돌출부(430)는 댐퍼(400)와 일체로 형성될 수 있다.

댐퍼(400)에 이와 같은 돌출부(430)가 형성됨으로써 지지부재(320)의 저면과 댐퍼 하우징(500)의 상면(503) 사이에 돌출부(430)가 개재되며, 돌출부(430)의 완충 작용에 의해 전술한 이질감이 발생하지 않게 된다.

한편, 돌출부(430)의 전술한 이질감 감쇠 기능은 본 실시예에 따른 페달 시뮬레이터(1)에 전술한 지지부재(320)가 포함되는 경우에만 발휘될 수 있는 것은 아니다.

돌출부(430)는 앞서 설명된 바와 같이 돌출부(430)의 저면(431)이 댐퍼 하우징(500)의 상면(503)을 마주하도록 형성된다. 따라서 피스톤(200)의 하향 이동에 따라 연동하도록 구비될 수 있는 다른 부품이나, 또는 구조적 변형으로 피스톤(200) 자체가 댐퍼 하우징(500)의 상면(503)과 접촉할 수 있는 경우에도 전술한 기능을 수행할 수 있음은 물론이다.

댐퍼(400)는 변형량과 관련된 소재의 특성 등을 고려하여 변형량을 조절할 수 있는 그루브(401)가 형성될 수 있다. 그루브(401)는 제1 변형부(410) 및 제2 변형부(420) 중 어느 하나 또는 둘 모두의 외주면에 그루브(401)가 형성될 수 있다.

그루브(401)의 구체적인 형상은 제한이 없다. 예컨대 횡방향으로 소정 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 그리고 그루브(401)의 개수도 제한이 없으며, 예컨대 도시된 바와 같이 상하 방향으로 이격되어 형성되는 다수의 그루브(401)로 형성될 수 있다.

이와 같은 그루브(401)가 형성되면 댐퍼(400)의 압축 변형에 필요한 피스톤(200)의 가압 힘이 다소 감소할 수 있다. 따라서 이점을 이용하여 댐퍼(400)에 적절한 그루브(401)를 형성함으로써 브레이크 페달(20)에 요구되는 답력이 적절하게 설정되도록 조정할 수 있다.

한편, 댐퍼(400)의 압축 변형시 댐퍼 하우징(500)과의 접촉 부위에 의한 댐퍼(400)의 영구적인 형상 변형이 초래되지 않도록 하기 위하여, 댐퍼 하우징(500)의 홈부(501) 상단 내주면에는 상향으로 갈수록 내경이 커지는 경사면(501a)이 형성될 수도 있다.

상술한 실시예에 따른 페달 시뮬레이터(1)의 구체적인 작동 과정을 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 2는 페달 시뮬레이터(1)의 초기 상태를 나타내고 있다. 작동유 공급홀(103)을 통한 작동유 공급이 진행되기 전 상태로서, 피스톤(200)은 제1 공간(101)의 상측에 배치된다.

이 상태에서 운전자가 브레이크 페달(20, 도 1 참조)을 밟게 되면 마스터 실린더(10, 도 1 참조)에서 유압이 형성되며, 이러한 유압은 작동유가 공급홀(103)을 통해 제1 공간(101)으로 유입되면서 메인 하우징(100) 내부로 전달된다.

제1 공간(101)으로 유압이 전달됨으로써, 피스톤(200)은 도 3 내지 도 6과 같이 하향 이동하게 된다.

하향 이동하는 피스톤(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 제일 먼저 제1 코일 스프링(310)을 압축하게 된다. 그리고 곧이어 피스톤(200)의 하단부가 지지부재(320)의 관통홀(321)을 통해 지지부재(320)의 상측으로 돌출된 댐퍼(400)의 상단부, 즉 제1 변형부(410)의 상단부와 접촉하게 된다.

피스톤(200)은 하향으로 계속 이동하면서 도 4에 도시된 바와 같이 제1 변형부(410)를 압축 변형시키게 된다. 이 과정에서는 제1 코일 스프링(310)의 탄성력과 제1 변형부(410)의 압축 변형에 따른 탄성력의 합력이 피스톤(200)에 함께 작용하게 된다. 그리고, 피스톤(200)은 제1 변형부(410)를 압축 변형하는 과정에서 하단부가 지지부재(320)의 상면에 접촉하게 된다.

피스톤(200)이 지지부재(320)의 상면에 접촉한 상태로 계속 하향 이동하면서 지지부재(320)는 피스톤(200)과 함께 하향 이동하게 된다. 이때 지지부재(320)는 도 5에 도시된 바와 같이 제2 코일 스프링(330)의 탄성력을 극복하면서 하향 이동하게 된다. 이때, 전술한 합력에 더하여 제2 코일 스프링(330)의 탄성력도 함께 피스톤(200)에 작용하게 된다.

피스톤(200)의 계속적인 하향 이동에 따라 제1 변형부(410)가 충분히 압축 변형되면, 도 6에 도시된 바와 같이 제1 변형부(410)에 이어 제2 변형부(420)가 압축 변형된다. 이 경우 도 5의 상태에서 피스톤(200)에 작용하는 힘에 더하여 제2 변형부(420)의 탄성력까지 함께 피스톤(200)에 작용하게 된다. 그리고, 이때 도시된 바와 같이 돌출부(430)가 지지부재(320)의 저면과 댐퍼 하우징(500)의 상면(503)에 개재된 상태에서 완충 기능을 수행하게 된다.

본 실시예에 따른 페달 시뮬레이터(1)는 전술한 탄성 지지부(300), 그리고 제1 변형부(410) 및 제2 변형부(420)를 포함하는 댐퍼(400)를 포함함으로써, 피스톤(200)의 하향 이동 과정 중에 피스톤(200)에 대하여 단계적으로 가중되는 탄성력을 제공하게 된다. 이로 인해 브레이크 페달(20)의 답력 특성이 비선형적으로 구현될 수 있고, 기존 브레이크 시스템(CBS)이 적용된 차량과 유사한 페달감이 형성될 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 특히 상술한 바에서 방향과 관련된 표현, 예컨대 상하방향, 상, 하단, 상, 저면 등과 같은 표현은 이해를 돕기 위하여 첨부도면을 기준으로 설정된 것일 뿐이며, 절대적 방향 기준을 제시한 것이 아니다. 그리고, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1; 페달 시뮬레이터 10; 마스터 실린더
20; 브레이크 페달 100; 메인 하우징
101; 제1 공간 102; 제2 공간
103; 작동유 공급홀 200; 피스톤
300; 탄성 지지부 310; 제1 코일 스프링
320; 지지부재 321; 관통홀
330; 제2 코일 스프링 400; 댐퍼
401; 그루브 410; 제1 변형부
420; 제2 변형부 430; 돌출부
431; 돌출부의 저면 500; 댐퍼 하우징
501; 홈부 501a; 경사면
502; 플랜지부 503; 댐퍼 하우징의 상면

Claims

메인 하우징;
상기 메인 하우징의 내부에서 상하방향으로 왕복이동 가능하도록 구비된 피스톤;
상기 메인 하우징 내부에 배치되며, 상기 피스톤에 대하여 상향으로 탄성력을 제공하는 탄성 지지부; 및
상기 메인 하우징의 내부에 배치되고, 상하방향으로 배치되는 제1 변형부 및 상기 제1 변형부보다 체적이 더 큰 제2 변형부를 포함하며, 상기 피스톤의 하향 이동에 따라 상기 피스톤에 의해 가압되면서 상기 피스톤의 하단부와 직접 접촉하여 압축 변형을 일으키는 상기 제1 변형부와 상기 제2 변형부가 순차적으로 압축 변형되는 탄력적인 소재로 된 댐퍼;를 포함하는 페달 시뮬레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 탄성 지지부는,
상단이 상기 피스톤의 일측에 지지되고, 상기 피스톤의 하향 이동에 따라 압축되어 탄성력을 발생시키는 제1 코일 스프링;
상기 제1 코일 스프링의 하측에 배치되고, 상기 피스톤의 하향 이동에 따라 상기 피스톤과 함께 하향 연동하며, 중앙에 상기 제1 변형부의 상단부가 관통하는 관통홀이 형성된 지지부재; 및
상기 지지부재의 하측에 배치되고, 상단이 상기 지지부재의 저면에 지지되며, 상기 지지부재의 하향 이동에 따라 압축되어 탄성력을 발생시키는 제2 코일 스프링;을 포함하는 페달 시뮬레이터.
청구항 2에 있어서,
상기 제2 코일 스프링은 상기 제1 코일 스프링보다 스프링 정수가 더 큰 것을 특징으로 하는 페달 시뮬레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 댐퍼는 상단에서 하단으로 갈수록 횡단면적이 커지는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 페달 시뮬레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 메인 하우징의 하부에 댐퍼 하우징이 고정되며,
상기 댐퍼는 하단부가 상기 댐퍼 하우징에 형성된 홈부에 삽입 결합되는 것을 특징으로 하는 페달 시뮬레이터.
청구항 5에 있어서,
상기 댐퍼의 외측면에 외향으로 돌출되는 탄력적인 소재로 된 돌출부가 형성되며, 상기 돌출부의 저면은 상기 댐퍼 하우징의 상면과 마주보는 것을 특징으로 하는 페달 시뮬레이터.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 변형부 및 상기 제2 변형부 중 어느 하나 또는 둘 모두는 외측면에 그루브가 형성되는 것을 특징으로 하는 페달 시뮬레이터.