KR101853771B1

KR101853771B1 - 가변 페달감 조절 장치

Info

Publication number: KR101853771B1
Application number: KR1020130065587A
Authority: KR
Inventors: 류동요; 손종구
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2013-06-10
Filing date: 2013-06-10
Publication date: 2018-05-02
Also published as: CN104228791B; US9387836B2; CN104228791A; DE102014008787A1; KR20140143887A; US20140361473A1; DE102014008787B4

Abstract

가변 페달감 조절 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 운전자에게 페달감을 제공하는 페달 시뮬레이터에 마련된 반력 피스톤의 스트로크 거리를 조절하는 가변 페달감 조절 장치에 있어서, 상부에 운전자의 답력에 따른 유압을 제공받도록 마스터실린더와 연결되는 오일공이 형성되고 상기 오일공과 연통하도록 내부에 보어가 마련된 시뮬레이터블록과, 상기 보어 내에서 직렬로 배치되어 답력에 의해 순차적으로 가압되는 제1 반력부와 제2 반력부 및 상기 제2 반력부를 지지하며 회전이 제한된 상태로 보어의 하부에 설치되는 댐핑 하우징을 구비하는 페달 시뮬레이터; 및 상기 댐핑 하우징과 나사결합되는 스핀들 및 상기 스핀들과 연결되어 회전력을 제공하는 모터를 구비하는 액추에이터;를 포함하고, 상기 제1 반력부의 제1 반력 피스톤이 페달감을 제공하며 제1 스트로크 거리 만큼 이동하여 제2 반력부의 제2 반력 피스톤과 접촉되고, 상기 제1 반력 피스톤에 의해 가압되는 제2 반력부의 제2 반력 피스톤이 제2 스트로크 거리만큼 이동하며 페달감을 제공하되, 상기 댐핑 하우징은 상기 스핀들의 정역 회전에 따라 직선운동하여 위치가 변화됨에 따라 상기 제2 반력부의 제2 스트로크 거리가 고정된 상태로 제2 반력부의 위치를 변화시켜 상기 제1 반력부의 제1 스트로크 거리를 조절하는 가변 페달감 조절 장치를 제공할 수 있다.

Description

가변 페달감 조절 장치{Device for regulate of flex brake pedal feeling}

본 발명은 가변 페달감 조절 장치에 관한 것으로서, 페달 시뮬레이터의 반력 피스톤의 이동거리를 증감시킴으로써 페달감을 조절할 수 있는 가변 페달감 조절 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 능동형 제동 장치(AHB : Active Hydraulic Booster)는 운전자가 페달을 밟으면 전자제어유닛이 이를 감지하고 유압발생유닛을 작동하여 유압을 마스터실린더에 공급함으로써 각 바퀴의 휠실린더에 제동유압을 전달하여 제동력을 발생하는 브레이크 시스템이다. 이러한 능동형 유압제어 부스터는 정상 제동시에 운전자가 브레이크 페달을 밟으면 페달변위센서가 브레이크 페달의 변위를 감지한다. 전자제어유닛은 유압발생유닛을 동작시키고 작동유저장소에 저장된 작동유를 마스터실린더의 부스트챔버로 공급되게 제어하여 마스터실린더 내부에 압력을 형성시킨다. 이렇게 형성된 마스터실린더 내부의 압력은 마스터실린더 피스톤을 가압하여 제동유압을 발생한다. 이 제동유압은 휠실린더에 전달되어 제동력을 발생한다.

이때, 회생 제동시 마스터실린더의 압력이 변하게 되면 브레이크 페달에 그대로 힘이 전달되어 페달감(Pedal Feeling)에 악영향을 미치게 되는 문제가 있다. 이렇게 페달감이 떨어지게 되면 운전자가 제동시 느끼는 페달감과 실제 휠실린더에서 브레이크패드의 브레이크 디스크 압착 정도와의 사이에 괴리가 생겨 과다 또는 과소한 제동이 이루어지게 되어 브레이크패드 등 소모부품의 잦은 교체를 요구하게 되고 급제동이나 미제동등 차량의 안전사고에 아주 큰 지장을 초래할 수 있게 된다.

이에, 종래에는 능동형 제동 장치에 페달 시뮬레이터를 채용하여 브레이크 페달에 반력을 내주도록 하고 있다. 이러한 페달 시뮬레이터는 등록특허 제10-0657576호에 개시된 바와 같이, 페달 시뮬레이터의 내부에 완충부재로 두 개의 스프링을 사용하여 시뮬레이터 피스톤을 완충하도록 이루어진다. 그러나 이러한 두 개의 스프링은 브레이크의 페달감을 단순히 선형적인 1차 직선 형태로밖에 나타내주지 못하여 요구되는 페달감을 제공하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 페달 시뮬레이터는 반력을 제공하는 스프링의 성능이 정해져 있어 운전자가 느끼는 페달감을 조절할 수 없다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0657576호 (등록일 : 2006.12.07)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 페달감을 제공하는 페달 시뮬레이터의 페달 스트로크 거리를 선택적으로 변화시켜 요구되는 페달감을 제공할 수 있는 가변 페달감 조절 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 2개의 스프링과 2개의 댐핑부재를 이용하여 순차적으로 반발력을 제공함으로써 답력이 급격하게 증가하는 것을 방지하며 부드러운 페달감을 제공하여 페달감을 향상시킬 수 있는 가변 페달감 조절 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 운전자에게 페달감을 제공하는 페달 시뮬레이터에 마련된 반력 피스톤의 스트로크 거리를 조절하는 가변 페달감 조절 장치에 있어서, 상부에 운전자의 답력에 따른 유압을 제공받도록 마스터실린더와 연결되는 오일공이 형성되고 상기 오일공과 연통하도록 내부에 보어가 마련된 시뮬레이터블록과, 상기 보어 내에서 직렬로 배치되어 답력에 의해 순차적으로 가압되는 제1 반력부와 제2 반력부 및 상기 제2 반력부를 지지하며 회전이 제한된 상태로 보어의 하부에 설치되는 댐핑 하우징을 구비하는 페달 시뮬레이터; 및 상기 댐핑 하우징과 나사결합되는 스핀들 및 상기 스핀들과 연결되어 회전력을 제공하는 모터를 구비하는 액추에이터;를 포함하고, 상기 제1 반력부의 제1 반력 피스톤이 페달감을 제공하며 제1 스트로크 거리 만큼 이동하여 제2 반력부의 제2 반력 피스톤과 접촉되고, 상기 제1 반력 피스톤에 의해 가압되는 제2 반력부의 제2 반력 피스톤이 제2 스트로크 거리만큼 이동하며 페달감을 제공하되, 상기 댐핑 하우징은 상기 스핀들의 정역 회전에 따라 직선운동하여 위치가 변화됨에 따라 상기 제2 반력부의 제2 스트로크 거리가 고정된 상태로 제2 반력부의 위치를 변화시켜 상기 제1 반력부의 제1 스트로크 거리를 조절하는 가변 페달감 조절 장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 댐핑 하우징의 이동 거리는 상기 모터의 제어를 통하여 상기 스핀들의 외주면에 형성된 나사산의 피치 간격에 따라 제어될 수 있다.

또한, 상기 댐핑 하우징은, 상측이 개방된 원통 형상을 가지며 상기 제2 반력 피스톤과 일정간격 이격되도록 마련된 지지부; 상기 지지부의 외주면으로부터 반경방향으로 확장된 플랜지부; 및 상기 지지부의 하측에 형성되어 상기 스핀들과 나사결합되도록 하부 중심에 결합공이 형성되며, 상기 스핀들의 회전운동을 직선운동으로 변환하도록 회전 방지수단을 갖춘 몸체부;를 구비할 수 있다.

또한, 상기 회전 방지수단은, 상기 몸체부의 외주면을 따라 일정 간격 이격되어 반경방향으로 돌출 형성된 돌기부와, 상기 돌기부와 대응되는 위치의 보어에 상기 돌기부와 형합하는 홈부가 보어의 길이 방향으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 댐핑 하우징의 외주면에는 상기 보어의 하부를 밀폐하도록 실링부재가 더 설치될 수 있다.

또한, 상기 제1 반력부는, 상기 보어에 슬라이딩 가능하도록 설치되는 제1 반력 피스톤; 상기 제1 반력 피스톤과 함께 이동하도록 상기 제1 반력 피스톤에 설치된 제1 댐핑부재; 및 상기 제1 반력 피스톤에 의해 압축되는 제1 반력 스프링;을 구비할 수 있다.

또한, 상기 제1 반력 피스톤의 하단에는 상측으로 단차지도록 오목하게 요입된 삽입홈이 형성되어, 상기 삽입홈에는 상기 제1 댐핑부재가 설치되고 상기 단차진 부분에는 제1 반력 스프링의 상단이 지지될 수 있다.

또한, 상기 제2 반력부는, 상기 제1 반력 피스톤과 일정간격 이격되도록 상기 보어에 마련되어 상기 제1 반력 스프링을 지지하며 상기 보어에서 슬라이딩되는 제2 반력 피스톤; 상기 제2 반력 피스톤과 댐핑 하우징 사이에 설치되어 상기 제2 반력 피스톤에 의해 압축되는 제2 반력 스프링; 및 상기 댐핑 하우징에 설치되며 상기 제2 반력 피스톤에 의해 가압되어 탄성변형되는 제2 댐핑부재;를 구비할 수 있다.

또한, 상기 제2 반력 피스톤은, 상기 제1 댐핑부재와 일정간격 이격되도록 제1 댐핑부재를 향하여 돌출 형성된 돌출부; 및 상기 돌출부의 하측 끝단으로부터 외측 반경방향으로 연장 형성된 연장부;를 구비하고, 상기 돌출부는 상기 제1 반력 스프링에 삽입되어 상기 연장부에 의해 상기 제1 반력 스프링의 하단이 지지될 수 있다.

또한, 상기 제1 반력 스프링의 탄성계수는 상기 제2 반력 스프링의 탄성계수 보다 작도록 형성되어, 상기 댐핑 하우징이 스핀들에 의해 상측으로 이동시 상기 제2 반력 스프링의 탄성력에 의해 상기 제2 반력 피스톤이 함께 이동하며 상기 제1 반력 스프링을 압축할 수 있다.

또한, 상기 제1 댐핑부재 및 제2 댐핑부재는 탄성변형 가능하도록 고무재질로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 가변 페달감 조절 장치는 스트로크 거리가 고정된 제2 반력부의 위치를 변화시킴에 따라 제1 반력부의 스트로크 거리를 선택적으로 변화시켜 운전자가 요구하는 페달감을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 2개의 스프링과 2개의 댐핑부재를 이용하여 순차적으로 반발력을 제공함으로써 답력이 급격하게 증가하는 것을 방지하며 부드러운 페달감을 제공하여 페달감을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가변 페달감 조절 장치를 나타내는 도면.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가변 페달감 조절 장치의 페달 시뮬레이터의 동작 상태를 나타내는 도면.
도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가변 페달감 조절 장치의 동작 상태를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가변 페달감 조절 장치에 의한 페달 스트로크와 페달감과의 관계를 나타내는 그래프.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변 페달감 조절 장치를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 페달감 조절 장치는 운전자에게 페달감을 제공하는 페달 시뮬레이터(100) 및 상기 페달 시뮬레이터(100)에 마련된 반력 피스톤의 스트로크 거리가 변환되도록 구동력을 제공하는 액추에이터(400)를 구비한다.

본 발명에 따른 페달 시뮬레이터(100)는 브레이크 페달(12)에 의해 제동 유압을 발생시키는 마스터실린더(10)에 설치되어 마스터실린더(10)로부터의 오일을 내부로 수용할 수 있는 시뮬레이터블록(100')과, 시뮬레이터블록(100')에 설치되어 페달감을 제공하도록 이루어진 제1 반력부 및 제2 반력부와, 제2 반력부를 지지하며 슬라이딩 가능하도록 마련되 댐핑 하우징(300)을 구비한다. 이때, 제1 반력부 및 제2 반력부는 시뮬레이터블록(100') 내에 형성된 보어에서 직렬구조로 마련된다.

시뮬레이터블록(100')에는 상부에 마스터실린더(10)로부터 유압이 유입되도록 오일공(103)이 형성되고, 상기 오일공(103)과 연통된 보어가 형성된다. 이때, 시뮬레이터블록(100')에 형성된 보어는 제1 반력부가 배치되는 제1 보어(101)와 제2 반력부가 배치되는 제2 보어(102)로 구성된 단차진 형상을 갖는다. 도시된 바에 따르면, 제1 보어(101)는 제2 보어(102)의 직경보다 작은 직경을 갖도록 이루어진다.

댐핑 하우징(300)은 보어의 하단부를 밀폐시키며 회전이 제한된 상태로 설치된다. 즉, 댐핑 하우징(300)은 제2 보어(102)의 하단부에 설치되며, 그 외주면에 실링부재(340)가 배치되어 제2 보어(102)와 실링부재(340)에 의해 보어 내부가 밀폐된다. 여기서 댐핑 하우징(300)은 후술할 제2 반력부를 지지함은 물론, 회전이 제한된 상태로 슬라이딩 가능하도록 설치되어 제2 반력부의 위치를 변경하는 역할을 수행하는 것으로서, 아래에서 상세히 설명하기로 한다.

제1 반력부는 제1 보어(101)에 슬라이딩 가능하도록 설치되는 제1 반력 피스톤(110)과, 제1 반력 피스톤(110)과 함께 이동하도록 설치된 제1 댐핑부재(130) 및 제1 반력 피스톤(110)에 의해 압축되는 제1 반력 스프링(120)을 구비한다.

제1 반력 피스톤(110)은 상부에 위치한 오일공(103)을 통해 유압이 유입되면 하측으로 이동하게 된다. 이때, 제1 반력 피스톤(110)의 하단에는 상측으로 오목하게 요입된 삽입홈(113)이 형성된다. 이 삽입홈(113)은 제1 반력 피스톤(110)의 하측으로부터 상측으로 갈수록 직경이 감소되는 계단형 단차부(112)를 갖도록 이루어진다. 도시된 바에 따르면, 이 삽입홈(113)에는 단차부(112)를 기준으로 상측에 제1 댐핑부재(130)가 삽입되어 설치되고, 단차부(112)에 제1 반력 스프링(120)의 상단이 지지된다. 이에, 제1 댐핑부재(130)는 제1 반력 피스톤(110)의 이동시 함께 이동하며, 제1 반력 스프링(120)은 제1 반력 피스톤(110)의 이동시 반발력을 제공하게 된다.

제1 반력 스프링(120)은 코일 형태를 갖추어 브레이크 페달(12)로 반발력을 제공한다. 이때, 제1 반력 스프링(120)의 하단은 후술할 제2 반력 피스톤(210)에 지지된다.

제1 댐핑부재(130)는 탄성변형 가능하도록 고무재질로 이루어지며, 후술할 제2 반력 피스톤(210)과 접촉되며 가압됨에 따라 브레이크 페달(12)로 반발력을 제공하는 역할을 수행한다.

제2 반력부는 제2 보어(102)에 마련되어 슬라이딩되는 제2 반력 피스톤(210)과, 제2 반력 피스톤(210)과 댐핑 하우징(300) 사이에 설치되어 제2 반력 피스톤(210)에 의해 압축되는 제2 반력 스프링(220) 및 댐핑 하우징(300)에 설치되어 지지되는 제2 댐핑부재(230)를 구비한다.

제2 반력 피스톤(210)은 제1 반력 피스톤(110)과 일정간격 이격되도록 마련되어 상기 제1 반력 스프링(120)의 하단을 지지하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 제2 반력 피스톤(210)은 상기 삽입홈(113)과 대향되는 위치에 마련되어 제1 댐핑부재(130)를 향하여 돌출 형성된 돌출부(212) 및 돌출부(212)의 하측 끝단으로부터 외측 반경방향으로 연장 형성된 연장부(214)를 구비한다.

돌출부(212)는 도시된 바와 같이, 제1 보어(101)를 향하여 돌출되어 상부가 제1 반력 피스톤(110) 내에 위치되며, 제1 댐핑부재(130)와 일정간격 이격된다. 이때, 돌출부(212)는 제1 반력 스프링(120)의 하단이 연장부(214)에 지지되도록 상기 제1 반력 스프링(120)에 삽입되도록 이루어진다.

연장부(214)는 제2 보어(102)에 배치되며 제1 반력 스프링(120)의 하단 및 제2 반력 스프링(220)의 상단을 지지하는 역할을 수행한다. 이때, 연장부(214)는 그 하부에 마련된 제2 댐핑부재(230)를 가압하도록 이루어짐에 따라 하면이 평평한 형상을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 연장부(214)는 제2 보어(102)의 직경과 대응되는 직경을 갖도록 마련되어 슬라이딩 이동시 제2 보어(102)에 의해 가이드된다.

제2 반력 스프링(220)은 코일 형태를 갖추어 브레이크 페달(12)로 반발력을 제공한다. 즉, 제2 반력 스프링(220)은 제2 반력 피스톤(210)의 이동시 압축되며 반발력을 제공하게 된다. 이때, 제2 반력 스프링(220)의 탄성계수는 제1 반력 스프링(120)의 탄성계수 보다 크도록 형성된다. 이에, 제1 반력 피스톤(110)이 밀린 후 제2 반력 피스톤(210)이 밀리도록 이루어진다.

제2 댐핑부재(230)는 탄성변형 가능하도록 고무재질로 이루어지며, 제2 반력 피스톤(210)과 접촉되며 가압됨에 따라 브레이크 페달(12)로 반발력을 제공하는 역할을 수행한다. 이러한 제2 댐핑부재(230)는 댐핑 하우징(300)에 설치되는데, 도시된 바에 따르면, 댐핑 하우징(300)에 설치된 제2 댐핑부재(230)의 상측이 제2 반력 피스톤(210)과 접촉하도록 마련된 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 제2 반력 피스톤(210)이 하측으로 일정 거리 이동한 후 접촉되도록 마련될 수도 있다.

상기와 같은 페달 시뮬레이터(100)는 2개의 반력 스프링(120, 220)과 2개의 댐핑부재(130, 230)를 구비하고, 제1 반력부와 제2 반력부에 의해 순차적으로 페달감을 제공하도록 이루어진다. 즉, 제1 반력부의 제1 반력 피스톤(110)이 제1 반력 스프링(120)을 압축하며 제2 반력부의 제2 반력 피스톤(210)과 접촉되는 시점까지의 제1 스트로크 거리(S1)를 이동하며 운전자에게 반발력(페달감)을 제공하고, 제1 반력 피스톤(110)에 의해 가압되는 제2 반력 피스톤(210)이 제2 반력 스프링(220) 및 제2 댐핑부재(230)를 가압하며 댐핑 하우징(300)의 상측까지 가압되는 제2 스트로크 거리(S2)를 이동하며 운전자에게 반발력을 제공하게 된다.

보다 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 마스터실린더(도 1의 '10' 참조)로부터 시뮬레이터블록(100')의 오일공(103)을 통해 유압이 유입되면, 제1 반력 피스톤(110)이 밀리면서 제1 반력 스프링(120)을 압축함에 따라 반발력이 발생한다. 또한, 제1 반력 피스톤(110)에 설치된 제1 댐핑부재(130)가 함께 이동하며 제2 반력 피스톤(210)과 접촉되어 눌리게 되면서 반발력을 발생한다.

계속해서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 반력 피스톤(110)이 이동되어 그 하단이 제2 반력 피스톤(210)과 접촉됨에 따라 제2 반력 피스톤(210)이 밀리면서 제2 반력 스프링(220)을 압축하여 반발력이 발생한다. 이때, 제2 반력 피스톤(210)은 하부에 위치한 제2 댐핑부재(230)와 접촉된 후 가압함에 따라 제2 댐핑부재(230)가 눌려 반발력이 발생한다. 즉, 제2 반력부가 제2 스트로크 거리(도 1의 'S2' 참조)를 이동하며 운전자에게 전달하는 반발력은 제1 반력부의 반발력과 제2 반력부의 반발력이 더해져 제공되게 된다. 이에, 순차적으로 반발력이 더해져 운전자에게 전해짐에 따라 일반적인 유압 브레이크 장치(CBS : Conventional Brake System)의 페달 시뮬레이터와 유사한 반력을 제공하는 2차 곡선형태로 이루어지기 때문에 페달감이 양호하게 형성된다(도 6 참조).

댐핑 하우징(300)은 제2 반력 피스톤(210)과 일정간격 이격되도록 제2 보어(102)의 하단부에 조립된다. 보다 구체적으로, 댐핑 하우징(300)은 상측이 개방된 원통 형상을 갖는 지지부(310)와, 상기 지지부(310)의 외주면으로부터 반경방향으로 확장된 플랜지부(320) 및 지지부(310)의 하측에 형성되어 액추에이터(400)와 연결되는 몸체부(330)를 구비한다. 이러한 댐핑 하우징(300)은 전술한 바와 같이 제2 보어(102)의 하측에 설치되어 보어를 밀폐시키며, 회전이 제한된 상태로 마련되어 슬라이딩 가능하도록 설치된다.

지지부(310)는 내부에 수용공간이 형성되도록 상측이 개방되며, 개방된 부분을 통해 상기 수용공간에 제2 댐핑부재(230)가 설치된다. 이때, 지지부(310)의 내측면 상부는 제2 댐핑부재(230)가 탄성변형시 용이하게 탄성 변형되도록 외측을 향하도록 경사진 경사면을 갖도록 형성될 수 있다.

플랜지부(320)는 지지부(310)로부터 반경방향으로 연장 형성되며, 플랜지부(320)의 상부면이 제2 반력 스프링(220)의 하단을 지지하게 된다.

몸체부(330)는 지지부(310)의 하측에 마련되며, 외주면에 제2 보어(102)를 밀폐시키도록 실링부재(340)가 설치된다. 이러한 몸체부(330)는 후술할 액추에이터(400)의 스핀들(410)과 나사결합되도록 하부 중심에 나사산이 형성된 결합공(331)이 형성된다. 이때, 몸체부(330)는 액추에이터(400)로부터 회전력을 전달받아 직선운동하도록 회전 방지수단이 마련된다.

상기 회전 방지수단은 몸체부(330)의 외주면을 따라 일정 간격 이격되어 반경방향으로 돌출 형성된 돌기부(334)와, 상기 돌기부(334)와 대응되는 위치의 제2 보어(102)에 상기 돌기부(334)와 형합하는 홈부(104)로 이루어진다. 이때, 홈부(104)는 제2 보어(102)의 길이 방향으로 형성된다. 이에, 몸체부(330)의 돌기부(334)가 홈부(104)에 삽입되어 회전이 제한되며 스핀들(410)의 정역회전에 따라 직선운동하게 된다. 한편, 홈부(104)의 상측 끝단은 몸체부(330)의 이동거리을 제한하는 스토퍼 역할을 수행한다.

이러한 지지부(310)와 플랜지부(320) 및 몸체부(330)는 일체로 형성될 수 있다.

액추에이터(400)는 댐핑 하우징(300)과 나사결합되는 스핀들(410) 및 상기 스핀들(410)과 연결되어 회전력을 제공하는 모터(420)를 구비한다. 이러한 액추에이터(400)는 댐핑 하우징(300)의 하측에 마련되어 모터(420)의 정역회전에 따른 회전력을 댐핑 하우징(300)에 전달하는 역할을 수행한다.

여기서, 상기 댐핑 하우징(300)의 이동 거리는 모터(420)의 제어를 통하여 스핀들(410)의 외주면에 형성된 나사산의 피치(pitch) 간격에 따라 제어된다. 이에, 댐핑 하우징(300)의 이동 거리를 정밀하게 제어할 수 있게 된다.

그러면, 상기와 같은 액추에이터(400)에 의해 슬라이딩 이동되는 댐핑 하우징(300)의 위치변화에 따라 제1 및 제2 반력부의 스트로크 거리(S1, S2)의 변화 상태에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 도 4를 참조하면, 모터(420)의 정방향(시계방향) 회전에 따라 스핀들(410)과 결합된 댐핑 하우징(300)이 상측으로 이동되는 경우, 댐핑 하우징(300)에 지지된 제2 반력부가 함께 상측으로 이동되어 초기 장착 위치가 변화된다. 이때, 제2 반력부의 제2 스트로크 거리(S2)는 고정된 상태로 유지되며, 제1 반력부의 제1 스트로크 거리(S1)는 댐핑 하우징(300)의 이동거리 즉, 제2 반력부가 이동된 거리만큼 짧아지도록 변화된다. 이는 제2 반력 스프링(220)이 제1 반력 스프링(120) 보다 큰 탄성력을 갖도록 이루어짐에 따라 제2 반력부가 상측으로 이동시 제1 반력 스프링(120)을 압축시키며 상측으로 이동되기 때문이다. 이에, 제1 반력부의 제1 스트로크 거리(S1)가 짧아짐에 따라 운전자가 느끼는 페달 답력은 변하게 된다. 즉, 거리가 짧아짐에 따라 페달 답력이 커져 운전자는 하드(hard)한 페달감을 느끼게 된다.

다음으로, 도 5를 참조하면, 모터(420)의 역방향(반시계방향) 회전에 따라 스핀들(410)과 결합된 댐핑 하우징(300)이 하측으로 이동되는 경우, 댐핑 하우징(300)에 지지된 제2 반력부가 함께 하측으로 이동되어 초기 장착 위치가 변화된다. 이때, 전술한 바와 같이 제2 반력부의 제2 스트로크 거리(S2)는 고정된 상태로 유지된다. 이에, 제2 반력부가 하측으로 이동된 거리만큼 제1 반력 스프링(120)은 이완되어 제1 반력부의 제1 스트로크 거리(S1)가 길어지게 된다. 즉, 제1 스트로크(S1)의 거리가 길어짐에 따라 페달 답력이 작아져 운전자는 소프트(soft)한 페달감을 느끼게 된다.

이러한 제2 반력부의 장착위치 변화에 따른 제1 스트로크 거리(S1)의 변화와 페달감의 변화상태는 도 6에 도시되어 있다. 도시된 바에 따르면, 제1 스트로크 거리(S1)의 변화에 따라 운전자가 느끼는 페달감이 변화되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 운전자의 요구에 따라 임의적으로 페달감을 조절할 수 있도록 이루어짐에 따라 향상된 페달감을 제공할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 페달 시뮬레이터 100' : 시뮬레이터블록
110 : 제1 반력 피스톤 120 : 제1 반력 스프링
130 : 제1 댐핑부재 210 : 제2 반력 피스톤
220 : 제2 반력 스프링 230 : 제2 댐핑부재
300 : 댐핑 하우징 400 : 액추에이터
410 : 스핀들 420 : 모터

Claims

운전자에게 페달감을 제공하는 페달 시뮬레이터에 마련된 반력 피스톤의 스트로크 거리를 조절하는 가변 페달감 조절 장치에 있어서,
상부에 운전자의 답력에 따른 유압을 제공받도록 마스터실린더와 연결되는 오일공이 형성되고 상기 오일공과 연통하도록 내부에 보어가 마련된 시뮬레이터블록과, 상기 보어 내에서 직렬로 배치되어 답력에 의해 순차적으로 가압되는 제1 반력부와 제2 반력부 및 상기 제2 반력부를 지지하며 회전이 제한된 상태로 보어의 하부에 설치되는 댐핑 하우징을 구비하는 페달 시뮬레이터; 및
상기 댐핑 하우징과 나사결합되는 스핀들 및 상기 스핀들과 연결되어 운전자의 답력과 무관하게 독립적으로 상기 스핀들에 회전력을 제공하는 모터를 구비하는 액추에이터;를 포함하고,
상기 제1 반력부의 제1 반력 피스톤이 페달감을 제공하며 제1 스트로크 거리 만큼 이동하여 제2 반력부의 제2 반력 피스톤과 접촉되고, 상기 제1 반력 피스톤에 의해 가압되는 제2 반력부의 제2 반력 피스톤이 제2 스트로크 거리만큼 이동하며 페달감을 제공하되,
상기 댐핑 하우징은 상기 모터의 작동에 따른 상기 스핀들의 정역 회전에 따라 직선운동하여 위치가 변화됨에 따라 상기 제2 반력부의 제2 스트로크 거리가 고정된 상태로 제2 반력부의 위치를 변화시켜 상기 제1 반력부의 제1 스트로크 거리를 조절하는 것을 특징으로 하는 가변 페달감 조절 장치.
제1항에 있어서,
상기 댐핑 하우징의 이동 거리는 상기 모터의 제어를 통하여 상기 스핀들의 외주면에 형성된 나사산의 피치 간격에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 가변 페달감 조절 장치.
제1항에 있어서,
상기 댐핑 하우징은,
상측이 개방된 원통 형상을 가지며 상기 제2 반력 피스톤과 일정간격 이격되도록 마련된 지지부;
상기 지지부의 외주면으로부터 반경방향으로 확장된 플랜지부; 및
상기 지지부의 하측에 형성되어 상기 스핀들과 나사결합되도록 하부 중심에 결합공이 형성되며, 상기 스핀들의 회전운동을 직선운동으로 변환하도록 회전 방지수단을 갖춘 몸체부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 가변 페달감 조절 장치.
제3항에 있어서,
상기 회전 방지수단은, 상기 몸체부의 외주면을 따라 일정 간격 이격되어 반경방향으로 돌출 형성된 돌기부와, 상기 돌기부와 대응되는 위치의 보어에 상기 돌기부와 형합하는 홈부가 보어의 길이 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 가변 페달감 조절 장치.
제3항에 있어서,
상기 댐핑 하우징의 외주면에는 상기 보어의 하부를 밀폐하도록 실링부재가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 가변 페달감 조절 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 반력부는,
상기 보어에 슬라이딩 가능하도록 설치되는 제1 반력 피스톤;
상기 제1 반력 피스톤과 함께 이동하도록 상기 제1 반력 피스톤에 설치된 제1 댐핑부재; 및
상기 제1 반력 피스톤에 의해 압축되는 제1 반력 스프링;을 구비하는 것을 특징으로 하는 가변 페달감 조절 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1 반력 피스톤의 하단에는 상측으로 단차지도록 오목하게 요입된 삽입홈이 형성되어, 상기 삽입홈에는 상기 제1 댐핑부재가 설치되고 상기 단차진 부분에는 제1 반력 스프링의 상단이 지지되는 것을 특징으로 하는 가변 페달감 조절 장치.
제6항에 있어서,
상기 제2 반력부는,
상기 제1 반력 피스톤과 일정간격 이격되도록 상기 보어에 마련되어 상기 제1 반력 스프링을 지지하며 상기 보어에서 슬라이딩되는 제2 반력 피스톤;
상기 제2 반력 피스톤과 댐핑 하우징 사이에 설치되어 상기 제2 반력 피스톤에 의해 압축되는 제2 반력 스프링; 및
상기 댐핑 하우징에 설치되며 상기 제2 반력 피스톤에 의해 가압되어 탄성변형되는 제2 댐핑부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 가변 페달감 조절 장치.
제8항에 있어서,
상기 제2 반력 피스톤은,
상기 제1 댐핑부재와 일정간격 이격되도록 제1 댐핑부재를 향하여 돌출 형성된 돌출부; 및
상기 돌출부의 하측 끝단으로부터 외측 반경방향으로 연장 형성된 연장부;를 구비하고,
상기 돌출부는 상기 제1 반력 스프링에 삽입되어 상기 연장부에 의해 상기 제1 반력 스프링의 하단이 지지되는 것을 특징으로 하는 가변 페달감 조절 장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 반력 스프링의 탄성계수는 상기 제2 반력 스프링의 탄성계수 보다 작도록 형성되어, 상기 댐핑 하우징이 스핀들에 의해 상측으로 이동시 상기 제2 반력 스프링의 탄성력에 의해 상기 제2 반력 피스톤이 함께 이동하며 상기 제1 반력 스프링을 압축하는 것을 특징으로 하는 가변 페달감 조절 장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 댐핑부재 및 제2 댐핑부재는 탄성변형 가능하도록 고무재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 가변 페달감 조절 장치.