KR101405209B1 - 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터 - Google Patents

차량용 브레이크 페달 시뮬레이터 Download PDF

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Abstract

차량용 브레이크 페달 시뮬레이터가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터는 스트로크별 브레이크 페달에 작용하는 답력의 변화를 구현하기 위한 것으로, 프레임 일측에 일단이 힌지 연결되고, 선단에는 패드가 장착되는 페달 암과, 프레임과 페달 암 사이에 복수개의 링크가 상호 연결되어 링크 작동하는 링크수단 및 링크수단에 구성되어 페달 암에 작용하는 답력에 의한 스트로크에 따라 페달 암에 탄성력에 의한 반력을 형성하는 탄성부재를 포함한다.

Description

차량용 브레이크 페달 시뮬레이터{BRAKE PEDAL SIMULATOR FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스트로크의 변화에 따른 브레이크 페달의 선형적 답력 변화를 구현하기 위한 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 브레이크 페달유닛은 대시패널과 카울패널 사이에서 차실 내측으로 설치되는 페달 마운팅 브라켓과, 상기 페달 마운팅 브라켓의 일측에 힌지 연결되는 작동레버 및 그 하부의 페달로 구성된다.
상기 페달 마운팅 브라켓과 작동레버 사이에는 작동레버의 복원을 위한 스프링이 설치된다.
상기 작동레버는 브레이크 부스터의 푸시로드와 일측에서 연결되어 브레이크 부스트에 작동력을 제공한다.
따라서 운전자가 페달을 밟게 되면, 페달에 가해지는 답력이 브레이크 부스터에 의하여 증폭되어 마스터 실린더를 작동시키며, 상기 마스터 실린더는 유압을 생성하여 각각의 휠 실린더로 공급하여 제동력을 발생시킨다.
이러한 브레이크 페달유닛을 실차에 적용하기 전에 여러 가지 시험을 위해서는 브레이크 페달유닛의 작동을 재현하기 위한 브레이크 페달 시뮬레이터를 구성한다.
이러한 브레이크 페달 시뮬레이터는 전동식 브레이크의 경우, 유압식 브레이크와 동일한 페달감을 구현하도록 하나의 실린더 내부의 유량을 다른 실린더로 전달하는 방법과, 실린더 내에 스프링 또는 고무 등의 탄성부재를 이용하는 방법이 있다.
그러나 상기한 바와 같은 종래의 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터는 마스터 실린더 내의 스프링을 이용하여 답력을 생성시키는 경우, 스프링 상수가 고정되어 있어 초기 답력 기울기가 낮은 구간에서 중간 이후 답력 기울기가 높은 구간으로 변화될 때, 이질감(답력이 갑자기 무거워지는 느낌)이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 고무를 사용하는 경우에는 온도 변화에 따라 고무의 경도가 변화하고, 이에 따라 답력도 변화하는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 링크구조와 탄성부재를 이용하여 스트로크의 변화에 따른 브레이크 페달의 선형적 답력 변화를 구현할 수 있도록 하는 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터를 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 스트로크별 브레이크 페달에 작용하는 답력의 변화를 구현하기 위한 것으로, 프레임 일측에 일단이 힌지 연결되고, 선단에는 패드가 장착되는 페달 암과, 상기 프레임과 상기 페달 암 사이에 복수개의 링크가 상호 연결되어 링크 작동하는 링크수단 및 상기 링크수단에 구성되어 상기 페달 암에 작용하는 답력에 의한 스트로크에 따라 상기 페달 암에 탄성력에 의한 반력을 형성하는 탄성부재를 포함하는 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터를 제공할 수 있다.
또한, 상기 링크수단은 각 일단이 상기 프레임의 타측에 형성된 제1힌지점에 각각 힌지 연결되어 상호 일정각 벌어져 배치되는 제1,제3링크 및 각 일단이 상기 페달 암의 일측에 형성된 제2힌지점에 각각 힌지 연결되어 상호 일정각 벌어져 배치되며, 상기 제1,제3링크의 각 타단에 각각의 타단이 힌지 연결되는 제2,제4링크로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1,제2,제3,제4링크는 상호 연결되어 마름모꼴을 형성할 수 있다.
또한, 상기 탄성부재는 상호 힌지 연결되는 상기 제1,제2링크의 힌지 연결부와 상기 제3,제4링크의 힌지 연결부 사이에 양단이 각각 연결되는 압축 스프링으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 힌지 연결부는 상기 압축 스프링의 단부가 조립되며, 각 링크의 단부가 힌지핀을 통하여 연결되도록 힌지 조립체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 링크수단은 일단이 상기 프레임의 타측에 형성된 제1힌지점에 힌지 연결되는 제1링크 및 일단이 상기 페달 암의 일측에 형성된 제2힌지점에 힌지 연결되며, 타단은 상기 제1링크의 타단에 힌지 연결되는 제2링크로 구성될 수 있다.
또한, 상기 탄성부재는 상기 제1,제2링크의 힌지 연결부와 상기 프레임의 중앙 일측 사이에 연결되는 인장 스프링으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 힌지 연결부는 상기 인장 스프링의 단부가 조립되며, 각 링크의 단부가 힌지핀을 통하여 연결되도록 힌지 조립체를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 링크수단과 탄성부재를 이용하여 간단한 구조로 스트로크의 변화에 따른 브레이크 페달의 선형적 답력 변화를 구현할 수 있다.
이에 따라 종래의 실린더 및 피스톤구조 등에 의한 복잡한 구조를 배제하여 제작 원가를 절감할 수 있으며, 특히, 종래의 고무 등의 적용에 의한 온도 변화에 따른 특성 변화 문제를 해소할 수 있는 효과가 있다.
또한, 탄성부재로 스프링을 적용함에 따라 기구학적으로 반력이 연속적으로 증가하는 패턴을 구현할 수 있으며, 종래의 반력 증가 불연속구간이 발생되지 않도록 하여 페달감을 향상시키는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터의 구성도이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터의 작동 상태도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터의 구성도이다.
도 5는 도 4의 B 부분의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터의 작동 상태도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
또한, 본 발명의 실시예들을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터의 구성도이고, 도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터의 작동 상태도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터(100)는 스트로크별 브레이크 페달에 작용하는 답력의 변화를 구현하기 위한 것으로, 페달 암(110), 링크수단(120) 및 탄성부재(140)를 포함한다.
상기 페달 암(110)은 프레임(101) 일측에 일단이 힌지 연결되고, 선단에는 패드(111)가 장착된다.
그리고 상기 링크수단(120)은 상기 프레임(101)과 상기 페달 암(110) 사이에 복수개의 링크가 상호 연결되어 링크 작동한다.
여기서, 상기 링크수단(120)은 제1링크(121), 제2링크(122), 제3링크(123) 및 제4링크(124)로 구성된다.
상기 제1,제3링크(121,123)는 각 일단이 상기 프레임(101)의 타측에 형성된 제1힌지점(125)에 각각 힌지 연결되어 상호 일정각 벌어져 배치된다.
상기 제2,제4링크(122,124)는 각 일단이 상기 페달 암(110)의 일측에 형성된 제2힌지점(126)에 각각 힌지 연결되어 상호 일정각 벌어져 배치되며, 상기 제1,제3링크(121,123)의 각 타단에 각각의 타단이 힌지 연결된다.
이러한 제1,제2,제3,제4링크(121,122,123,124)는 상호 연결되어 마름모꼴을 형성한다.
본 발명의 제1실시예에서, 상기 탄성부재(140)는 상기 링크수단(120)에 구성되어 상기 페달 암(110)에 작용하는 답력에 의한 스트로크에 따라 상기 페달 암(110)에 탄성력에 의한 반력을 형성한다.
이러한 탄성부재(140)는 상호 힌지 연결되는 상기 제1,제2링크(121,122)의 힌지 연결부(130)와 상기 제3,제4링크(123,124)의 힌지 연결부(135) 사이에 양단이 각각 연결되는 압축 스프링으로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 힌지 연결부(130)는 상기 압축 스프링의 단부가 조립되며, 각 링크(121,122,123,124)의 단부가 힌지핀(131)을 통하여 연결되도록 힌지 조립체(133)를 포함한다.
또한, 상기 힌지핀(131)에는 단부 외주면에 링홈(132)이 형성되며, 상기 링홈(132)에는 스냅링(134)이 끼워져 상기 힌지핀(131)이 힌지 조립체(133)에 설치된 상태에서 이탈되는 것을 방지한다.
이하, 상기와 같이 구성되는 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터의 작동방법을 설명한다.
도 1과 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터(100)는 운전자가 페달 암(110)에 답력을 제공하면, 페달 암(110)의 제2힌지점(126)이 수평방향으로 이동하고, 상기 제1,제2링크(121,122)의 힌지 연결부(130)와 상기 제3,제4링크(123,124)의 힌지 연결부(135)에는 수직 및 수평방향으로 동일한 힘이 전달된다.
즉, 상기 페달 암(110)에 힘이 작용하면, 각 링크(121,122,123,124)에 작용하는 분력의 크기는 동일하고, 상기 제1힌지점(125)에 작용하는 힘과 제2힌지점(126)에 작용하는 힘의 크기도 동일하다.
따라서, 각 링크(121,122,123,124)의 길이, 제1 및 제2힌지점(125,126), 페달비, 탄성부재(140)의 스프링 상수값을 조정하여 브레이크 페달의 답력을 조정할 수 있다.
즉, 이러한 브레이크 페달의 답력 조정과 관련하여 페달 작동 시, 도 1에서와 같이, "θ"값이 변하는 것에 따라서 답력이 변화하는데, 반력이 점진적으로 증가하는 것은 링크구조에 의한 각도변화에 따라 힘의 평형 관계에서 나타나며, 스프링 상수는 답력 패턴의 전체 크기를 변화시키는 기능을 한다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터의 구성도이고, 도 5는 도 4의 B 부분의 확대도이며, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터의 작동 상태도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터(200)는 스트로크별 브레이크 페달에 작용하는 답력의 변화를 구현하기 위한 것으로, 페달 암(210), 링크수단(220) 및 탄성부재(240)를 포함한다.
먼저, 상기 페달 암(210)은 프레임(201) 일측에 일단이 힌지 연결되고, 선단에는 패드(211)가 장착된다.
그리고 상기 링크수단(220)은 상기 프레임(201)과 상기 페달 암(210) 사이에 복수개의 링크가 상호 연결되어 링크 작동한다.
여기서, 상기 링크수단(220)은 제1링크(221) 및 제2링크(222)로 구성되며, 이를 각 구성별로 하기에서 상세하게 설명한다.
상기 제1링크(221)는 일단이 상기 프레임(201)의 타측에 형성된 제1힌지점(225)에 힌지 연결된다.
상기 제2링크(222)는 일단이 상기 페달 암(210)의 일측에 형성된 제2힌지점(226)에 힌지 연결되며, 타단은 상기 제1링크(221)의 타단에 힌지 연결된다.
상기 탄성부재(240)는 상기 링크수단(220)에 구성되어 상기 페달 암(210)에 작용하는 답력에 의한 스트로크에 따라 상기 페달 암(210)에 탄성력에 의한 반력을 형성한다.
이러한 탄성부재(240)는 상기 제1,제2링크(221,222)의 힌지 연결부(230)와 상기 프레임(201)의 중앙 일측 사이에 연결되는 인장 스프링으로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 힌지 연결부(230)는 상기 인장 스프링의 단부가 조립되며, 각 링크(221,222)의 단부가 힌지핀(231)을 통하여 연결되도록 힌지 조립체(233)를 포함한다.
또한, 상기 힌지핀(231)에는 단부 외주면에 링홈(232)이 형성되며, 상기 링홈(232)에는 스냅링(234)이 끼워져 상기 힌지핀(231)이 힌지 조립체(233)에 설치된 상태에서 이탈되는 것을 방지한다.
이하, 본 발명의 제2실시예의 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터의 작동방법을 설명한다.
도 4와 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터(200)는 운전자가 페달 암(210)에 답력을 제공하면, 페달 암(210)의 제2힌지점(226)이 수평방향으로 이동하고, 상기 제1,제2링크(221,222)의 힌지 연결부(230)에는 수직 및 수평방향으로 동일한 힘이 전달된다.
즉, 상기 페달 암(210)에 힘이 작용하면, 상기 제1,제2링크(221,222)에 작용하는 분력의 크기는 동일하고, 상기 제1힌지점(225)에 작용하는 힘과 제2힌지점(226)에 작용하는 힘의 크기도 동일하다.
따라서, 각 링크(221,222)의 길이, 제1 및 제2힌지점(225,226), 페달비, 탄성부재(240)의 스프링 상수값을 조정하여 브레이크 페달의 답력을 조정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1, 제2실시예에 따른 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터(100,200)는 링크수단(120,220)과 탄성부재(140,240)를 이용하여 간단한 구조로 스트로크의 변화에 따른 브레이크 페달의 선형적 답력 변화를 구현할 수 있다.
이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100,200...차량용 브레이크 페달 시뮬레이터
101,201...프레임
110,210...페달 암
111,211...패드
120,220...링크수단
121,221...제1링크
122,222...제2링크
123...제3링크
124...제4링크
125,225...제1힌지점
126,226...제2힌지점
130,135,230...힌지 연결부
131,231...힌지핀
132,232...링홈
133,233...힌지 조립체
134,234...스냅링
140,240...탄성부재

Claims (8)

  1. 스트로크별 브레이크 페달에 작용하는 답력의 변화를 구현하기 위한 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터에 있어서, 프레임 일측에 일단이 힌지 연결되고, 선단에는 패드가 장착되는 페달 암과, 상기 프레임과 상기 페달 암 사이에 복수개의 링크가 상호 연결되어 링크 작동하는 링크수단과, 상기 링크수단에 구성되어 상기 페달 암에 작용하는 답력에 의한 스트로크에 따라 상기 페달 암에 탄성력에 의한 반력을 형성하는 탄성부재를 포함하며,
    상기 링크수단은 각 일단이 상기 프레임의 타측에 형성된 제1힌지점에 각각 힌지 연결되어 상호 일정각 벌어져 배치되는 제1,제3링크와, 각 일단이 상기 페달 암의 일측에 형성된 제2힌지점에 각각 힌지 연결되어 상호 일정각 벌어져 배치되며, 상기 제1,제3링크의 각 타단에 각각의 타단이 힌지 연결되는 제2,제4링크로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1,제2,제3,제4링크는
    상호 연결되어 마름모꼴을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는
    상호 힌지 연결되는 상기 제1,제2링크의 힌지 연결부와 상기 제3,제4링크의 힌지 연결부 사이에 양단이 각각 연결되는 압축 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 힌지 연결부는
    상기 압축 스프링의 단부가 조립되며, 각 링크의 단부가 힌지핀을 통하여 연결되도록 힌지 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 링크수단은
    일단이 상기 프레임의 타측에 형성된 제1힌지점에 힌지 연결되는 제1링크; 및
    일단이 상기 페달 암의 일측에 형성된 제2힌지점에 힌지 연결되며, 타단은 상기 제1링크의 타단에 힌지 연결되는 제2링크;
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 탄성부재는
    상기 제1,제2링크의 힌지 연결부와 상기 프레임의 중앙 일측 사이에 연결되는 인장 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 힌지 연결부는
    상기 인장 스프링의 단부가 조립되며, 각 링크의 단부가 힌지핀을 통하여 연결되도록 힌지 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크 페달 시뮬레이터.
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