KR101568426B1 - 회생제동용 제동장치의 공압타입 페일-세이프구현기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플런저밸브(6)와 리액션디스크(7)의 무접촉으로 무한배력비를 형성하는 부스터(2)와, 상기 부스터(2)와 페달(1)사이에서 대기압과 연통되고, 상기 부스터(2)의 진공실(a)과 연통된 공압실을 형성함과 더불어 페달(1)쪽에 반력을 전달하는 적어도 1개 이상의 스프링을 갖춘 페달시뮬레이터(10)를 개재함으로써, 유압과 같은 페달감구현을 구현하고, 특히 페일-세이프(Fail-Safe)의 구현이 전기적신호에 의존하는 밸브로 인한 안전성 저하 우려없이 수행될 수 있는 특징을 갖는다.

공압, 회생제동, 페달시뮬레이터

Description

회생제동용 제동장치의 공압타입 페일-세이프구현기구{Atmosphere pressure typed fail-safe device of regenerative brake system}

본 발명은 본 출원인이 국내 출원한 출원번호 10-2008-0125712호 (2008.12.11)에 관련되어, 특히 유압밸브대신 공압을 적용해 보다 안정적인 페일-세이프(Fail-Safe)기능을 구현한 것이다.

본 출원인이 국내 출원한 출원번호 10-2008-0125712호 (2008.12.11)은 페달과 부스터사이에 스프링탕성력을 형성하는 페달시뮬레이터를 구비하고, ECU제어되는 유압밸브로 개폐되는 유압라인을 상기 페달시뮬레이터와 오일리저버쪽으로 연결한 구성을 갖춘다.

상기 발명은 부스터 고장(Fail)에 따른 페일-세이프(Fail-Safe)구현을 위해 페달시뮬레이터와 오일리저버사이를 유압라인으로 이어주고, 상기 유압리안에 온/오프타입 유압밸브를 설치한 구성을 갖는다.

하지만, 전기적신호를 이용해 제어되는 유압밸브를 적용하면, 밸브자체의 고장(Fail)에 의한 안전성저하에 대한 부담이 있고, 밸브구성에 따른 제조원가상승도 가져오는 측면을 갖는다.

또한, 유압식 페달시뮬레이터로 인해 유압라인에 대한 레이아웃을 요구함으로써, 액추에이터 구성이 복잡하게 이루어지는 원인을 제공하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 페달시뮬레이터를 공압 타입으로 형성함으로써, 유압과 같은 페달감을 구현하면서도 보다 안정적인 기구적방식으로 페일-세이프(Fail-Safe)를 구현할 수 있는 회생제동용 제동장치의 공압타입 페일-세이프구현기구를 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 페달시뮬레이터를 부스터쪽 진공을 이용해 공압 타입으로 형성함으로써, 설계변경이 거의 없으면서 보다 간단하게 구성할 수 있는 회생제동용 제동장치의 공압타입 페일-세이프구현기구를 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무한대 배력비를 형성하는 부스터와 페달사이로 스프링반력을 페달쪽에 제공하고, 부스터 고장시 페일-세이프를 구현하는 페달시뮬레이터를 갖춘 회생제동용 제동장치의 페일-세이프구현기구에 있어서,

상기 페달시뮬레이터가 대기압공간과, 상기 부스터쪽 진공압을 형성하는 진공압공간을 형성하는 하우징블록과, 상기 페달과 연동되어 밀려나 상기 부스터쪽을 가압함과 더불어 페달쪽으로 스프링반력을 제공하도록, 상기 진공압공간쪽으로 설치된 작동부를 포함해 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 하우징블록은 상기 작동부를 설치한 내부하우징을 감싼 챔버하우징으로 이루어진 이중구조를 이루되, 대기압공간인 변압챔버는 상기 내부하우징의 바깥에서 다이아프램으로 진공압공간인 진공챔버와구획되고, 상기 진공챔버는 상기 내부하우징과 연통되며,

상기 작동부는 페달에서 부스터쪽으로 이어진 이동로드가 상기 하우징블록을 관통하고, 상기 이동로드가 지나는 상기 내부하우징에는 상기 페달의 눌림으로 압축변형되는 적어도 1개 이상의 스프링으로 이루어진 답력반응부재를 갖추고, 상기 이동로드가 위치한 상기 대기압공간에는 상기 답력반응부재를 탄발지지하는 적어도 1개 이상의 스프링으로 이루어진 리턴부재로 구성된다.

상기 답력반응부재와 상기 리턴부재사이에는 양쪽 스프링을 탄발지지하는 댐퍼가 상기 이동로드에 고정된다.

이러한 본 발명에 의하면, 유압과 같은 페달감구현과 페일-세이프(Fail-Safe)를 공압타입 페달시뮬레이터로 구현하므로, 밸브이용시 발생될 수 있는 전기적신호에 따른 안전성 저하 우려가 없는 효과를 갖는다.

페달시뮬레이터와 부스터를 연결해 구성하므로 설계변경이 거의 없으면서 보다 간단한 구성으로 밸브에 비해 원가를 절감하는 효과도 갖는다.

페달시뮬레이터와 부스터를 연결해 구성하므로 부스터쪽 진공도 해제에 따라 자동으로 작동되므로, 원가를 절감할 수 있고 안전성도 높이는 효과도 갖는다.

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

도 1은 본 발명에 따른 공압타입 회생제동 액추에이터장치의 구성도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 무한대 배력비타입 플런저밸브(7)를 갖는 부스터(2)를 갖추고, 상기 부스터(2)의 오퍼레이션로드(3)에는 페달(1)의 조작력을 직접입력받는 페달시뮬레이터(10)가 연결되며, 상기 페달(1)의 스트로크는 각종 센서신호가 입력되는 ECU(30)가 페달센서를 이용해 감지한다.

본 실시예에서 상기 부스터(2)는 밸브바디(4)의 선단 부위로 리액션디스크(7)가 위치되며, 상기 밸브바디(4)의 안쪽으로는 리액션디스크(7)에 직접 접촉되지 않아 무한대 배력 비를 발생하는 플런저밸브(6)를 포함해 구성된다.

상기 플런저밸브(6)의 무한대 배력비를 발생은 리액션디스크(7)와 플런저밸 브(6)사이를 이격시킨 간격인 비접촉가이더(5)가 조립된 상태에서 밸브바디(4)쪽에 형성됨에 기인한다.

상기와 같은 부스터(2)는 본 출원인이 국내 출원한 출원번호 10-2008-0125712호(2008.12.11)의 부스터와 동일하다.

본 실시예에 따른 상기 페달시뮬레이터(10)는 스프링 탄성력으로 유압의 히스테리시스(Hysteresis) 특성을 추종한 페달답력을 형성하고, 동시에 부스터(2)와 연동되어 부스터(2)의 고장(Fail)시 진공압과 대기압을 이용한 페일-세이프(Fail-Safe)를 구현한다.

상기 페달시뮬레이터(10)는 대기압공간에 구획되어 부스터(2)쪽 진공압을 공유하는 하우징블록(11)을 갖추고, 상기 내부하우징(12)으로는 페달(1)에서 부스터(2)쪽으로 이어진 이동로드가 관통하며, 상기 이동로드의 움직임에 따라 압축변형되는 적어도 1개 이상의 스프링으로 이루어진 답력반응부재를 갖추고, 초기위치 탄성복귀력을 제공하는 리턴부재(19)를 갖춘다.

본 실시예에서 상기 하우징블록(11)은 이중구조로 이루어진다.

즉, 상기 하우징블록(11)은 상기 이동로드가 관통하고 적어도 1개 이상의 스프링유닛을 수용하도록 빈 공간을 형성한 내부하우징(12)과, 상기 내부하우징(12)을 둘러싸고, 다이아프램(13c)을 매개로 진공챔버(13a)와 변압챔버(13b)로 구획된 챔버하우징(13)으로 구성한다.

상기 진공챔버(13a)는 변압실(b)을 갖춘 부스터(2)의 진공실(a)쪽과 이어져 진공실(A)을 형성하고, 상기 변압챔버(13b)는 대기압과 연통되어 변압실(B)을 형성 한다.

본 실시예에서 상기 내부하우징(12)은 진공챔버(13a)쪽과 연통되어 진공챔버(13a)쪽 진공압을 공유한다.

상기 이동로드는 페달(1)쪽에 연결되어 페달(1)과 연동된 페달로드(14)와, 상기 페달로드(14)에 연결되어 부스터(2)쪽 오퍼레이션로드(3)에 이어진 부스터로드(15)로 구성한다.

상기 답력반응부재는 페달로드(14)의 밀림으로 부스터로드(15)를 밀어주는 이동브래킷(16)과, 상기 이동브래킷(16)의 밀림시 압축변형되어 페달(1)쪽으로 스프링반력을 전달하는 답력스프링(17)과, 상기 답력스프링(17)을 탄발지지하도록 하우징블록(11)의 내부하우징(12)에서 부스터로드(15)에 스냅링고정된 댐퍼(18)로 구성한다.

본 실시예에서 상기 답력스프링(17)은 적어도 1개 이상의 스프링으로 이루어진다.

일례로, 상기 답력스프링(17)은 부스터로드(15)를 감싸고 이동브래킷(16)과 댐퍼(18)사이에 탄발지지된 메인스프링(17a)과, 한쪽을 상기 이동브래킷(16)쪽에 고정하고 반대쪽은 자유상태인 서브스프링으로 구성한다.

상기 서브스프링은 이동브래킷(16)의 중앙에 위치한 메인스프링(17a)에 비해, 상기 메인스프링(17a)의 양쪽에서 이동브래킷(16)에 한쪽이 고정된 제1·2 서브스프링(17b,17c)으로 구성한다.

조립상태에서, 상기 메인스프링(17a)은 그 양쪽이 탄발지지된 상태로 조립되 는 반면, 상기 제1·2 서브스프링(17b,17c)은 자유상태인 한쪽이 댐퍼(18)쪽과 일정거리를 가지며, 페달시뮬레이터(10)에서 구현하는 페달반력을 고려해 결정된다.

본 실시예에서 상기 리턴부재(19)는 하우징블록(11)의 내부하우징(12)의 밖에 위치되어, 부스터로드(15)에 고정된 댐퍼(18)를 탄발지지하는 리턴스프링으로 구성한다.

상기 리턴스프링은 적어도 1개 이상으로 구성하며, 본 실시예에서는 부스터로드(15)의 양쪽으로 위치된 제1·2 리턴스프링(19a,19b)으로 구성한다.

본 실시예에서는 상기 ECU(30)는 부스터(2)의 고장(Fail)을 감지하고 판단하지 않는데, 이는 페일-세이프(Fail-Safe)구현이 부스터(2)쪽 진공도 해제에 따른 페달시뮬레이터(10)쪽 공압변화로 자동 작동됨에 기인한다.

도 2는 본 발명에 따른 페달시뮬레이터의 페달답입형성을 위한 정상작동도를 나타낸다.

도시된 바와 같이 부스터(2)가 정상상태일 때, 페달시뮬레이터(10)의 하우징블록(11)에 형성된 진공챔버(13a)는 부스터(2)의 진공실(a)쪽으로부터 진공압(Pa)을 형성하고, 반면에 변압챔버(13b)는 대기압과 연통되어 대기압(Pb)을 형성한다.

이러한 상태에서 페달(1)이 눌려져 가압력Fa가 이동브래킷(16)쪽으로 전달되면, 상기 이동브래킷(16)은 밀림량 즉, 페달(1)쪽 답입량에 따라 메인스프링(17a)과 제1·2 서브 스프링(17b,17c)이 시간차를 두고 압축변형된다.

즉, 가압력Fa가 크지 않으면 메인스프링(17a)만 압축됨에 따라, 페달(1)쪽에 전달되는 반력Fb은 메인스프링(17a)을 통해서만 전달되고, 반면에 가압력Fa 증대로 이동브래킷(16)의 밀림량도 증대되면, 메인스프링(17a)은 더욱압축되고 더불어 페달(1)쪽에 전달되는 반력Fb도 더욱 증대된다.

메인스프링(17a)은 더욱압축되고 제1·2 서브스프링(17b,17c)은 댐퍼(18)쪽에 접촉되면서 압축변형됨으로써, 페달(1)쪽에 전달되는 반력은 메인스프링(17a)의 반력 Fb과 제1·2 서브스프링(17b,17c)의 반력 Fba을 통해 더욱 증대된다.

이러한 작용은 진공압(Pa)과 대기압(Pb)의 차이로 인해, 댐퍼(18)쪽 전단부위가 대기압(Pb)을 통해 지지됨으로써 구현된다.

페달(1)쪽 답입량이 증대함에 따라 밀려나는 부스터로드(15)는 댐퍼(18)를 함께 밀어 제1·2 리턴스프링(19a,19b)을 압축변형시키면서 동시에, 오퍼레이션로드(3)를 밀어 부스터(2)를 작동함으로써, 마스터실린더에서 정상적인 제동유압을 형성한다.

이와 같이, 본 실시예에서는 운전자에게 느껴지는 페달감이 스프링의 압축변형으로 페달(1)의 답입량 증대에 비례해 구현됨에 따라, 유압의 히스테리시스(Hysteresis)특성과 같이 구현될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 부스터고장시 페일-세이프(Fail-Safe) 작동도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 부스터(2)가 작동하지 않으므로 페달시뮬레이터(10)의 진공챔버(13a)는 변압챔버(13b)쪽 대기압(Pb)과 동일한 압력을 형성한다.

페달(1)이 눌려져 가압력Fa가 이동브래킷(16)쪽으로 전달되면, 상기 이동브래킷(16)과 함께 부스터로드(15)가 밀려나면서 댐퍼(18)또 함께 밀려나며, 이는 진 공압(Pa)과 대기압(Pb)이 동일함에 기인한다.

이러한 동일압력(Pb)은 결국, 댐퍼(18)쪽 전단부위가 대기압(Pb)을 통해 지지되지 못함으로써 페달(1)의 가압력을 소모시키지 않고, 부스터(2)쪽으로 전달하도록 작용한다.

상기와 같이 댐퍼(18)가 밀려남으로써 페달(1)의 가압력Fa은 부스터로드(15)를 통해 오퍼레이션로드(3)로 직접전달되고, 이를 통해 부스터(2)가 힘을 받아 마스터실린더쪽을 작동시킴으로써, 부스터(2)의 고장(Fail)에 따른 페일-세이프(Fail-Safe)를 구현할 수 있게 된다.

상기 댐퍼(18)의 밀림으로 압축변형된 제1·2 리턴스프링(19a,19b)의 반력Fc는 패달(1)쪽 반력으로 전달되고, 동시에 페달(1)의 복귀시 복귀력으로 부가된다.

이와 같이 본 실시예에서는 부스터(2)의 고장(Fail)시, 페달시뮬레이터(10)의 스프링(17a,17b,17c,19a,19b)을 가압하는데 사람의 페달력이 소모되지 않고 제동력을 발생시키는 것에 사람의 페달력을 충분히 이용할 수 있도록 작용한다.

또한, 본 실시예에서는 부스터(2)의 고장(Fail)을 별도 감지하여 작동되는 것이 아니라, 부스터(2)쪽 진공도 해제에 따라 자동으로 작동이 되므로 원가를 절감할 수 있고 안전성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 회생제동용 제동장치의 공압타입 페일-세이프구현기구의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 페달시뮬레이터의 페달답입형성을 위한 정상작동도

도 3은 부스터고장시, 본 발명에 따른 페달시뮬레이터의 페일-세이프(Fail-Safe) 작동도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 페달 2 : 부스터

3 : 오퍼레이션 로드 4 : 밸브 바디

5 : 비 접촉 가이더 6 : 플런저 밸브

7 : 리액션 디스크 10 : 페달 시뮬레이터

11 : 하우징블록 12 : 내부하우징

13 : 챔버하우징 13a : 진공챔버

13b : 변압챔버 13c : 다이아프램

14 : 페달로드 15 : 부스터로드

16 : 이동브래킷 17 : 답력반응부재

17a : 메인스프링 17b,17c : 제1·2 서브스프링

18 : 댐퍼 19 : 리턴 부재

19a,19b : 제1·2 리턴스프링

30 : ECU

a,A : 진공실 b,B : 변압실

Claims (3)

1. 선단 부위로 리액션디스크가 위치된 밸브바디의 안쪽에 리액션디스크와 직접 접촉되지 않아 무한대 배력비를 발생하는 플런저 밸브를 갖춘 부스터, 페달사이로 스프링반력을 페달쪽에 제공하고 상기 부스터 고장시 페일-세이프를 구현하는 페달시뮬레이터를 갖춘 회생제동용 제동장치의 페일-세이프구현기구에 있어서,

   상기 페달시뮬레이터가 대기압공간과, 상기 부스터쪽 진공압을 형성하는 진공압공간을 형성하는 하우징블록과, 상기 페달과 연동되어 밀려나 상기 부스터쪽을 가압함과 더불어 페달쪽으로 스프링반력을 제공하도록 상기 진공압공간쪽으로 설치된 작동부를 포함하고,

   상기 하우징블록은 상기 작동부를 설치한 내부하우징을 감싼 챔버하우징으로 이루어진 이중구조를 이루되, 대기압공간인 변압챔버는 상기 내부하우징의 바깥에서 다이아프램으로 진공압공간인 진공챔버와구획되고, 상기 진공챔버는 상기 내부하우징과 연통되며,

   상기 작동부는 페달에서 부스터쪽으로 이어진 이동로드가 상기 하우징블록을 관통하고, 상기 이동로드가 지나는 상기 내부하우징에는 상기 페달의 눌림으로 압축변형되는 적어도 1개 이상의 스프링으로 이루어진 답력반응부재를 갖추고, 상기 이동로드가 위치한 상기 대기압공간에는 상기 답력반응부재를 탄발지지하는 적어도 1개 이상의 스프링으로 이루어진 리턴부재로 구성된 것을 특징으로 하는 회생제동용 제동장치의 공압타입 페일-세이프구현기구.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 답력반응부재와 상기 리턴부재사이에는 양쪽 스프링을 탄발지지하는 댐퍼가 상기 이동로드에 고정된 것을 특징으로 하는 회생제동용 제동장치의 공압타입 페일-세이프구현기구.

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