KR100948232B1 - 히스테리시스 특성 구현 타입 전자 페달 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 전달 페달은 페달(1)에 결합된 오퍼레이션 로드(8)와 함께 거동하는 피스톤(7)이 서로 탄성 율이 다른 제1·2 스프링(10,11)으로 탄발 지지되고, 오일이 충진 된 챔버(5a)내에서 제2 스프링(11)으로 탄발 지지된 피스톤(7)의 끝단 부위로 오일이 통과되는 흐름 통로(12d)가 뚫려진 피스톤 플랜지(12)와 더불어, 상기 피스톤 플랜지(12)에 밀착되어 오일 흐름 방향에 따른 유압 작용으로 탄성 변형되어져 오일 유동 량을 가변시키는 고무 재질의 컵(13)으로 이루어진 가변 댐퍼를 이용해 페달 시뮬레이터(4,Pedal Simulator)를 구성함에 따라, 페달(1)의 조작과 복귀 스트로크(Stroke)에서 단순한 선형의 답력과 고정 감쇠 계수를 통한 감쇠력 형성에서 벗어나 유압을 적용할 때와 같이 이질 감 없는 답력을 느끼는 히스테리시스 특성을 구현하는 특징이 있게 된다.

히스테리시스, 전자 페달, 오일 유동

Description

히스테리시스 특성 구현 타입 전자 페달 장치{Hysteresis characterizing typed electro pedal device}

본 발명은 전자 페달 장치에 관한 것으로, 특히 히스테리시스 특성 구현 타입 전자 페달 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전동 브레이크 장치(Brake-by-Wire System)는 운전자와 제동륜 사이의 기계적 연결 없이, 각 차륜에 위치한 전동 캘리퍼가 전동 브레이크 전자제어장치(ECU)로부터 신호를 입력받아 각 차륜에 위치한 디스크를 잡아 줌으로서 차량의 제동을 이루는 방식이다.

이러한 전동 브레이크 장치는 기계적으로 연결되는 유압 적용 제동 장치의 페달 조작 시 운전자가 느낄 수 있는 조작 감(Pedal Feeling)인 답력 특성 즉, 부스터에서 발생하는 입/출력 특성(Jump-In과 배력, 전부하 구간 이후)에 주로 기인하는 비 선형적인 답력 형성과 더불어, 물리적으로 에너지 손실을 의미하는 반력에 따른 히스테리시스(Hysteresis)를 구현할 수 없는 특성상, 운전자에게 적절한 조작 감(Pedal Feeling)을 제공할 수 있는 특별한 장치를 적용하게 된다.

이러한 장치는 일례로, 페달 조작 시 운전자에게 적절한 조작 감(Pedal Feeling)을 제공하는 기계적 장치와 더불어, 운전자의 페달 조작 의지를 파악 할 수 있는 전기적 장치를 모두 갖추게 되며, 이는 통상적으로 페달 시뮬레이터(Pedal Simulator)라 칭하게 된다.

이와 같은 페달 시뮬레이터(Pedal Simulator)는 부스터의 입/출력 특성에 기인하는 비 선형적인 답력 형성에 비해, 페달 작동 후 해제시의 페달 답력과 페달 경로(Travel)사이의 상관 관계를 나타내는 히스테리시스 특성 구현이 그 성능을 결정하게 된다.

이러한 페달의 히스테리시스 특성은 운전자가 느끼는 페달 필링 측면에서 본다면, 운전자가 브레이크 페달을 작동시킨 후 페달에 가해지는 답력이 감소하더라도 페달의 스트로크의 감소는 발생하지 않는다는 의미가 되고 이는, 결국 히스테리시스는 페달 스트로크의 감소 없이 제거가 가능한 페달 답력의 양을 나타내기 때문이다.

이로 인해 페달 시뮬레이터에서 페달의 히스테리시스 특성을 구현하기 위한 방법으로 예를 들면, 밸브와 스프링을 사용에 따른 압력 차이를 이용하는 방식을 적용할 수 있지만, 이는 가격 상승을 유발하면서 도 유압식에 비해 페달 답력에 대한 이질감을 느끼게 하는 취약함이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 전자 페달을 구 성하는 페달 시뮬레이터(Pedal Simulator)에 페달의 답력 인가와 해제에 따른 오일 흐름을 달리하는 댐퍼를 적용해 줌에 따라, 유압을 적용할 때와 같이 이질 감 없는 유사한 답력을 느낄 수 있는 히스테리시스 특성을 구현할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 전자 페달의 페달 시뮬레이터(Pedal Simulator)는 페달의 조작에 따라 오일 흐름을 달리하는 댐퍼를 만으로 단순한 선형의 답력 형성과 고정 감쇠 계수를 통한 감쇠력 형성에서 벗어남에 따라, 급 제동 상황 시 페달 답력 감소는 물론, 지속적 제동 시 운전자의 피로감 감소를 가져올 뿐만 아니라, 주행 조건과 상황에 따라 능동적으로 대처가 가능하도록 하여 주행 편의성과 안전성도 향상할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 전자 페달의 페달 시뮬레이터(Pedal Simulator)는 오일 흐름을 달리하는 댐퍼를 실린더에 적용해 비 선형적으로 답력을 가변 시키면서 이질 감 없는 히스테리시스 특성을 구현함에 따라, MR유체나 전자석등 원가 상승을 가져오는 값비싼 부품을 사용하지 않으면서 중량 증가를 최소화할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전자 페달 장치가 페달 멤버를 이용해 일단이 힌지 결합되어 운전자가 밟고 조작하는 페달과;

상기 페달의 조작 시 페달에 연동된 피스톤이 하우징내 챔버에서 페달로부터 멀어지는 방향으로 밀려날 때, 챔버내 충진된 오일이 피스톤의 끝단 부위에 형성된 피스톤 플랜지를 통과해 상기 피스톤의 밀림이동방향을 거스르는 피스톤 플랜지의 뒤쪽으로 빠져나가고, 페달 복귀 시 챔버에서 밀려난 피스톤이 하우징내 챔버에서 페달쪽으로 다가가는 방향으로 챔버에서 빠져나가면서 복귀될 때, 상기 피스톤의 복귀이동방향쪽에 위치된 오일이 상기 피스톤 플랜지를 통과해 복귀이동방향을 거스르는 피스톤 플랜지의 앞쪽위치로 빠져나감과 더불어, 오일 압력으로 수축되는 컵이 형성하는 챔버의 내면 사이틈을 통해서도 오일이 상기 피스톤 플랜지의 앞쪽위치로 빠져나가므로, 페달의 작동 및 복귀 스트로크(Stroke)에 따른 감쇠력을 가변시키는 페달 시뮬레이터;

로 구성된 것을 특징으로 한다.

이를 위해, 상기 페달 시뮬레이터는 페달의 뒤쪽 부위에서 차체 쪽으로 장착되고, 안쪽 공간으로 충진 액인 오일을 수용하는 챔버를 형성한 하우징과,

상기 페달에 고정된 오퍼레이션 로드를 통해 챔버내에서 전·후진 이동되는 피스톤,

상기 챔버의 입구 부위를 막아 기밀을 형성하는 기밀 부재,

상기 피스톤이 페달에서 멀어지는 방향으로 뒤로 밀릴 때 압축 변형되어 페달 답력을 발생하는 한 쌍의 스프링 및

상기 피스톤이 페달에서 멀어지는 방향으로 뒤로 밀릴 때 챔버내 오일의 이동 유량보다, 페달에 접근하는 방향으로 피스톤이 빠져나갈 때 챔버내 오일의 이동 유량을 증대시켜, 피스톤의 이동 방향에 따라 발생되는 감쇠 력을 달리하는 가변 댐퍼

로 구성된다.

그리고, 상기 가변 댐퍼는 하우징의 챔버내로 위치되는 피스톤의 끝단 부위에서 동심으로 확장되면서, 오일이 통과하도록 흐름 통로가 뚫려진 피스톤 플랜지와, 상기 피스톤 플랜지부위를 감싸도록 결합한 상태에서 피스톤이 페달쪽으로 다가가는 방향으로 챔버에서 빠져나가면서 복귀될 때, 상기 피스톤의 복귀이동방향인 피스톤 플랜지의 뒤쪽으로 위치된 오일로 인해 변형되어, 상기 피스톤 플랜지를 통과하는 오일흐름을 형성하는 탄성 재질의 컵으로 구성된다.

또한, 상기 가변 댐퍼는 하우징의 챔버내로 위치되는 피스톤의 끝단 부위에서 동심으로 확장되면서, 오일이 통과되는 흐름 통로가 피스톤의 직경보다 큰 직경을 형성하는 위치에서 뚫려진 피스톤 플랜지와, 상기 피스톤 플랜지 부위를 감싸도록 결합한 상태에서 흐름 통로에 일치되는 흐름 통로가 뚫려진 고무 재질의 컵으로 구성되어진다.

이러한 본 발명에 의하면, 전자 페달의 페달 스트로크(Stroke)에 따라 비 선형적으로 답력을 가변 시키는 단면 형상(Profile)을 갖는 실린더가 적용된 페달 시뮬레이터(Pedal Simulator)를 이용해 줌에 따라, 전자 페달의 히스테리시스 특성이 유압을 적용할 때와 같이 이질 감 없는 답력을 느낄 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 전자 페달에 적용된 페달 시뮬레이터(Pedal Simulator)가 비 선형을 통한 가변적 감쇠력 형성함에 따라, 급 제동 상황이나 지속적 제동 상황에 따른 능동적인 히스테리시스 특성 구현으로, 폐달 조작력 향상을 통한 주행 편의성과 안전성 향상은 물론, 페달 시뮬레이터를 이루는 실린더 튜닝이 주행 조건과 운전자 별로 구현되는 편리성과 더불어, MR유체나 전자석등 과 같은 값비싼 부품 적용에 따른 원가 상승을 가져오지 않는 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 히스테리시스 특성 구현 타입 전자 페달 장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명에 따른 전자 페달 장치는 페달 멤버(2)를 이용해 일단이 힌지 결합되어 운전자가 밟고 조작하는 페달(1)과, 상기 페달(1)의 조작을 감지해 ECU(20)쪽으로 전송하는 센서(3) 및 상기 페달(1)의 조작과 복귀 스트로크(Stroke)에서 단순한 선형의 답력과 고정 감쇠 계수를 통한 감쇠력 형성에서 벗어나도록, 페달(1)에 연동된 피스톤(7)이 전·후진 이동되면서 충진 된 내부 오일의 유동 량을 가변 시키는 챔버(5a)를 형성한 하우징(5)을 구비한 페달 시뮬레이터(4)로 구성된다.

이를 위해, 상기 센서(3)는 페달(1)의 조작과 복귀에 따른 움직임 정도를 측정하는 앵글 센서(3a)와, 페달(1)의 답력 정도를 측정하는 압력 센서(3b)로 구성되어진다.

또한, 상기 페달 시뮬레이터(4)는 페달(1)의 뒤쪽 부위에서 차체 쪽으로 장착되고, 안쪽 공간으로 충진 액(6)인 오일을 수용하는 챔버(5a)를 형성한 하우징(5)과, 상기 페달(1)에 고정된 오퍼레이션 로드(8)를 통해 챔버(5a)내에서 전·후진 이동되는 피스톤(7), 상기 챔버(5a)의 입구 부위를 막아 기밀을 형성하는 기 밀 부재(9), 상기 피스톤(7)이 뒤로 밀릴 때 압축 변형되어 페달 답력을 발생하는 한 쌍의 스프링 및 상기 피스톤(7)이 뒤로 밀릴 때 챔버(5a)내 오일의 이동 유량보다, 피스톤(7)이 빠져나갈 때 챔버(5a)내 오일의 이동 유량을 증대시켜, 피스톤(7)의 이동 방향에 따라 발생되는 감쇠 력을 달리하는 가변 댐퍼로 구성된다.

이를 위해, 상기 스프링은 하우징(5)의 챔버(5a)의 앞쪽에서 확장된 동심으로 형성 된 확장 홀(5b)로 위치되어져, 피스톤(7)이 밀려날 때 압축 변형되는 제1 스프링(10)과, 하우징(5)의 챔버(5a)내로 위치되어져, 피스톤(7)이 밀려날 때 압축 변형되는 제2 스프링(11)으로 구성되어진다.

상기와 같이 챔버(5a)에 대한 피스톤(7)의 움직임은 피스톤(7)이 오일을 충진한 챔버(5a)를 갖는 하우징(5)에 삽입된 상태를 기준으로 한 것으로서, 이는 도 2에 기재되어 있다.
또한, 상기 가변 댐퍼는 하우징(5)의 챔버(5a)내로 위치되는 피스톤(7)의 끝단 부위에서 동심으로 확장되면서, 오일이 통과하도록 흐름 통로(12d)가 뚫려진 피스톤 플랜지(12)와, 상기 피스톤 플랜지(12)부위를 감싸도록 결합한 상태에서 피스톤(7)이 챔버(5a)를 빠져나갈 때, 피스톤 플랜지(12)의 뒤쪽 오일의 압력으로 변형되어 앞쪽으로 오일을 배출시키는 탄성 재질의 컵(13)으로 구성되어진다.

이를 위해, 상기 피스톤 플랜지(12)는 피스톤(7)의 끝단에서 피스톤(7)의 직경에 대해 동심으로 확장된 선단 플랜지(12a)를 형성하고, 상기 선단 플랜지(12a)의 뒤쪽으로 일정 간격을 두고 선단 플랜지(12a)보다 큰 직경으로 동심을 이루는 후단 플랜지(12b)를 형성하게 되며, 상기 후단 플랜지(12b)의 직경은 챔버(5a)내면을 따라 전·후 이동될 때, 일반적으로 실린더 내 피스톤과 같이 매끄럽게 움직일 수 있는 정도의 가공 공차를 갖게 된다.

여기서, 상기 선단 플랜지(12a)와 후단 플랜지(12b)사이의 간격은 컵(13)이 끼워져 결합되는 컵 안착 단(12c)을 형성하며, 상기 컵 안착 단(12c)의 직경은 피스톤(7)의 직경보다 큰 직경으로 형성되어진다.

이에 더해, 상기 피스톤 플랜지(12)에는 챔버(5a)내 오일이 피스톤 플랜지(12)의 뒤쪽으로 유입되도록 하는 흐름 통로(12d)가 뚫려지는데, 이는 선단 플랜지(12a)에서 피스톤(7)에 비해 큰 직경을 형성하는 위치에서 컵 안착 단(12c)을 지나 후단 플랜지(12b)를 관통하도록 뚫려지게 된다.

이러한 상기 흐름 통로(12d)는 다수 개로 형성되며, 바람직하게는 60°등 간격으로 6개 형성되어진다.

상기와 같은 오일의 이동방향은 피스톤(7)에 결합된 피스톤플랜지(12)를 기준으로 한 것으로, 상기 피스톤플랜지(12)를 기준으로 해 피스톤(7)이 밀려가는 방향쪽을 앞쪽으로 할 때 그 반대쪽을 뒤쪽으로 하며, 이는 도 2에 기재되어 있다.
또한, 상기 컵(13)은 피스톤 플랜지(12)의 컵 안착 단(12c)으로 끼워진 상태에서 앞쪽 부위가 선단 플랜지(12a)에 밀착되고, 뒤쪽 부위가 후단 플랜지(12b)에 밀착된 상태에서 챔버(5a)의 내면에 밀착되는 직경을 갖는 고무 재질로 이루어진다.

이와 같은 본 발명의 전달 페달은 페달(1)에 결합된 오퍼레이션 로드(8)와 함께 거동하는 피스톤(7)이 서로 탄성 율이 다른 제1·2 스프링(10,11)으로 탄발 지지되고, 오일이 충진 된 챔버(5a)내에서 제2 스프링(11)으로 탄발 지지된 피스톤(7)의 끝단 부위로 오일이 통과되는 흐름 통로(12d)가 뚫려진 피스톤 플랜지(12)와 더불어, 상기 피스톤 플랜지(12)에 밀착되어 오일 흐름 방향에 따른 유압 작용으로 탄성 변형되어져 오일 유동 량을 가변시키는 고무 재질의 컵(13)으로 이루어진 가변 댐퍼를 이용해 페달 시뮬레이터(4,Pedal Simulator)를 구성함에 따라, 페 달(1)의 조작과 복귀 스트로크(Stroke)에서 단순한 선형의 답력과 고정 감쇠 계수를 통한 감쇠력 형성에서 벗어나 유압을 적용할 때와 같이 이질 감 없는 답력을 느끼는 히스테리시스 특성을 구현하는 특징이 있게 된다.

이를 위해 본 발명의 전자 페달에 적용된 페달 시뮬레이터(4,Pedal Simulator)는 도 1에 도시된 바와 같이, 페달 멤버(2)를 이용해 일단이 힌지 결합된 페달(1)의 뒤쪽에 고정된 오퍼레이션 로드(8)를 통해 전·후진 이동되는 피스톤(7)을 구비하고, 상기 피스톤(7)부위가 삽입 된 하우징(5)내 챔버(5a)에는 피스톤(7)이 밀려날 때에 비해 빠져나갈 때 오일 이동 량을 증가시키도록, 피스톤(7)의 끝단 부위에 동심으로 흐름 통로(12d)가 뚫린 피스톤 플랜지(12)와 더불어, 상기 피스톤 플랜지(12)를 감싼 고무 재질의 컵(13)으로 구성되어진다.

이에 더해, 상기 페달 시뮬레이터(4)에는 피스톤(7)을 탄발 지지하는 한 쌍의 스프링을 더 구비하는데, 이는 하우징(5)의 외부에서 피스톤(7)을 감싸 탄발 지지하는 제1 스프링(10)을 이용해 피스톤(7)이 밀릴 때 압축 변형되고, 하우징(5)의 챔버(5a)내에서 피스톤(7)의 끝단에 탄발 지지된 제2 스프링(11)을 이용해 피스톤(7)이 밀릴 때 압축 변형되어져, 페달(1)의 감쇠력을 부여하게 된다.

이러한 페달 시뮬레이터(4)를 통한 히스테리시스 특성 구현 작용은 도 2에 도시된 바와 같이, 눌려지는 페달(1)에 의해 오퍼레이션 로드(8)와 함께 피스톤(7)이 밀려나게 되면, 피스톤(12)의 끝단 부위를 이루면서 컵(13)이 감싼 피스톤 플랜지(12)부위도 하우징(5)의 챔버(5a)내에서 뒤로 밀려나게 된다.

여기서, 상기 피스톤(7)이 하우징(5)의 챔버(5a)내에서 뒤로 밀려난다는 의미는 도 2와 도 3에 기재된 바와 같이, 상기 페달(1)에 연동된 피스톤(7)이 하우징(5)내 챔버(5a)에서 페달(1)에서 멀어지는 방향으로 이동함을 의미한다.
이와 동시에, 제1 스프링(10)은 밀려나는 피스톤(7)의 이동으로 압축 변형됨과 더불어, 제2 스프링(11)도 하우징(5)의 챔버(5a)내에서 피스톤 플랜지(12)의 이동으로 압축 변형되어진다.

이와 같이 페달(1)의 조작에 따라 압축 변형되는 제1·2 스프링(10,11)은 진동을 발생시키게 되지만, 피스톤(7)의 이동과 함께 하우징(5)의 챔버(5a)내 오일을 이동시키는 피스톤 플랜지(12)의 작용은 제1·2 스프링(10,11)의 진동을 감쇠시켜 주게 된다.

즉, 밀려나는 피스톤(7)과 함께 피스톤 플랜지(12)가 챔버(5a)쪽으로 밀려남에 따라, 피스톤 플랜지(12)의 앞쪽에서 오일이 가압되어 피스톤 플랜지(12)부위로 작용하게 되면, 피스톤 플랜지(12)에 뚫려진 흐름 통로(12d)를 통해 오일이 피스톤 플랜지(12)의 뒤쪽으로 유입되고, 이러한 챔버(5a)내 오일 흐름은 제1 스프링(10)과 더불어 특히, 제2 스프링(11)의 압축에 따른 진동을 감쇠하는 댐퍼(Damper)로서 작용하게 된다.

이때, 상기 챔버(5a)내 오일은 피스톤 플랜지(12)에 뚫려진 흐름 통로(12d)를 통해서만 피스톤 플랜지(12)의 뒤쪽으로 유입되는데, 이는 상기 피스톤 플랜지(12)를 감싼 컵(13)이 오일의 압력을 받아 변형되면서, 컵(13)의 테두리 부위가 챔버(5a)의 내면으로 더욱 밀착됨에 따라, 피스톤 플랜지(12)와 챔버(5a)내면간의 미세 틈(A, 과장 표현됨)부위를 완전히 밀폐시켜 줌에 기인하게 된다.

여기서, 오일이 이동하는 방향은 도 2와 도 3에 기재된 바와 같이, 피스톤(7)의 이동방향과 피스톤 플랜지(12)를 기준으로 선단인 뒤쪽방향과 후단인 앞쪽방향을 기준으로 한다.
일례로, 페달(1)의 조작으로 인한 피스톤(7)의 밀림이동방향쪽에 위치된 챔버(5a)내 충진된 오일이 피스톤(7)의 끝단 부위에 형성된 피스톤 플랜지(12)를 통과해 빠져나가면, 오일은 상기 피스톤(7)의 밀림이동방향을 거스르는 피스톤 플랜지(12)의 뒤쪽위치로 빠져나감을 의미하고, 페달(1)의 조작 해제로 반대방향으로 피스톤(7)이 복귀이동될 때는 그 반대로 이루어짐을 의미한다.
이와 같이 페달(1)의 조작 시 발생되는 페달 답력은 도 6에 도시된 바와 같이, 일정 시점의 페달 스트로크 부위에서 감쇠 작용이 증가하는 히스테리시스 특성을 구현하게 된다.

이와 반대로, 페달(1)의 조작이 해제되어 제1·2 스프링(10,11)이 탄성 복원됨과 더불어, 피스톤(7)이 챔버(5a)로부터 빠져나오는 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이, 챔버(5a)내 오일 유동 량이 보다 증가되면서, 페달(1)의 복귀 속도 저하를 방지해주는 히스테리시스 특성이 다시 구현되어진다.

이는, 피스톤(7)과 함께 피스톤 플랜지(12)가 챔버(5a)로부터 빠져나오게 되면, 피스톤 플랜지(12)의 뒤쪽에 있던 오일이 피스톤 플랜지(12)의 이동에 따른 압력을 받아 피스톤 플랜지(12)부위로 압력을 작용하게 되고, 이러한 오일 압력은 피스톤 플랜지(12)의 흐름 통로(12d)를 통한 오일 배출이 발생함과 더불어, 컵(13)을 수축시켜 배출되는 오일 유동 량을 증가시켜 주게된다.

즉, 상기 피스톤 플랜지(12)에 가해진 오일 압력은 일부 오일이 흐름 통로(12d)를 통해 배출되도록 하면서, 피스톤 플랜지(12)와 챔버(5a)내면간에 형성되는 미세 틈(A, 과장 표현됨)으로도 빠져나가 컵(13)의 테두리 부위를 가압해 주게 되고, 이와 같이 컵(13)에 작용하는 유압은 컵(13)의 테두리를 수축 변형시켜 챔버(5a)내면과 컵(13)간 틈이 형성되도록 작용하게 된다.

이러한, 상기 컵(13)의 테두리 부위 수축은 피스톤 플랜지(12)와 챔버(5a)내면사이를 통해 빠져나온 오일에 대한 컵(13)의 차단 작용을 없애 오일 유동 단면적을 증대하게 되고, 이러한 작용으로 피스톤 플랜지(12)의 뒤쪽에 충진 된 오일이 보다 신속하게 배출될 수 있게 됨에 따라, 오일 압력으로 피스톤(7)의 후퇴 속도가 저하되는 현상을 줄여 도 6에 도시된 바와 같이, 페달(1)의 복귀 속도가 저하되지 않도록 작용하는 히스테리시스 특성을 구현하게 된다.

이와 같이 페달(1)의 조작과 해제 시 답력이 히스테리시스 특성을 갖도록 작용하는 페달 시뮬레이터(4)는 동일한 성능이 다양한 변형을 통해 이루어질 수 있는데, 일례로 도 4에 도시된 바와 같이 챔버(5a)내 오일 유동 량을 변화시키는 가변 댐퍼의 구조 변화를 통해 구현될 수 있게 된다.

즉, 상기 가변 댐퍼를 이루는 피스톤 플랜지(12)와, 피스톤 플랜지(12)를 감싼 고무 재질의 컵(13)의 구조 변화를 통해 페달(1)에 대한 감쇠력을 부여하는데, 이는 상기 컵(13)의 둘레를 따라 오일이 통과하는 흐름 통로(13a)를 뚫어 주고, 상기 컵(13)이 밀착되는 피스톤 플랜지(12)에도 동일한 위치로 흐름 통로(12d)를 뚫어, 상기 컵(13)과 피스톤 플랜지(12)간에 오일 통로를 형성해 구현될 수 있게 된다.

이를 위해, 상기 피스톤 플랜지(12)는 피스톤(7)의 끝단에서 피스톤(7)의 직경에 대해 동심으로 확장된 선단 플랜지(12a)를 형성하고, 상기 선단 플랜지(12a)의 뒤쪽으로 일정 간격을 두고 선단 플랜지(12a)보다 큰 직경으로 동심을 이루는 후단 플랜지(12b)를 형성하며, 상기 후단 플랜지(12b)에는 챔버(5a)내 오일이 피스톤 플랜지(12)의 뒤쪽으로 유입되도록 흐름 통로(12d)를 뚫어 주게 된다.

또한, 상기 컵(13)은 피스톤 플랜지(12)의 컵 안착 단(12c)으로 끼워진 상태에서 앞쪽 부위가 선단 플랜지(12a)에 밀착되고, 후단 플랜지(12b)에 밀착되는 뒤쪽 부위에 후단 플랜지(12b)의 흐름 통로(12d)에 일치되도록 흐름 통로(13a)를 뚫어 주게 된다.

이와 같이 페달(1)의 조작 시 감쇠력을 부여하는 가변 댐퍼도 동일한 작용을 하게 되는데 즉, 페달(1)의 조작으로 피스톤(12)이 하우징(5)의 챔버(5a)내에서 밀려나게 되면, 피스톤(12)의 끝단 부위로 형성된 피스톤 플랜지(12)와 컵(13)부위에 오일 압력이 작용하게 되고, 이러한 오일 압력은 도 5(가)에 도시된 바와 같이, 컵(13)의 흐름통로(13a)로 오일을 배출하도록 작용함에 따라, 상기 컵(13)으로 빠져나간 오일은 피스톤 플랜지(12)에 뚫려진 흐름통로(12d)를 통해 피스톤 플랜지(12)의 뒤쪽으로 배출시켜 주게 된다.

이러한 챔버(5a)내 오일의 피스톤 플랜지(12)의 뒤쪽 이동은 제1 스프링(10)과 더불어 압축 변형되는 제2 스프링(11)에서 발생되는 진동을 감쇠시켜 주고, 이를 통해 도 6에 도시된 바와 같이, 페달(1)의 조작 시 발생되는 페달 답력이 일정 시점의 페달 스트로크 부위에서 감쇠 작용이 증가하는 히스테리시스 특성을 구현할 수 있게 된다.

이때, 상기 챔버(5a)쪽으로 밀려나는 피스톤 플랜지(12)를 감싼 컵(13)의 테두리 부위는 오일의 압력을 받아 챔버(5a)의 내면으로 더욱 밀착되어져, 오일이 흐름 통로(13a,12d)를 통해서만 배출될 수 있도록 작용하게 된다.

이와 반대로, 페달(1)의 조작 해제 시에는 피스톤 플랜지(12)와 컵(13)에 뚫려진 흐름 통로(13a,12d)를 통한 배출과 더불어, 피스톤 플랜지(12)의 뒤쪽에 있던 오일이 컵(13)부위로 작용해 컵(13)의 테두리 부위를 수축시켜 주고, 이를 통해 피스톤 플랜지(12)와 챔버(5a)내면사이를 통해 오일이 빠져나오도록 오일 유동 단면적을 증대함에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이 페달(1)의 복귀 속도가 저하되지 않도록 작용하는 히스테리시스 특성을 동일하게 구현해 주게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 히스테리시스 특성 구현 타입 전자 페달 장치의 구성도

도 2,3은 본 발명에 따른 전자 페달 장치의 페달 작동 및 해제 시 댐퍼 작동도

도 4는 본 발명에 따른 전자 페달 장치의 댐퍼 변형례

도 5(가),(나)는 도 4에 따른 전자 페달 장치의 페달 작동 및 해제 시 댐퍼 작동도

도 6은 본 발명에 따른 전자 페달 장치의 히스테리시스 선도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 페달 2 : 페달 멤버

3 : 센서 3a : 앵글 센서

3b : 압력 센서 4 : 페달 시뮬레이터

5 : 하우징 5a : 챔버

5b : 확장 홀 6 : 충진 액

7 : 피스톤

8 : 오퍼레이션 로드 9 : 기밀 부재

10 : 제1 스프링 11 : 제2 스프링

12 : 피스톤 플랜지 12a : 선단 플랜지

12b : 후단 플랜지 12c : 컵 안착 단

12d,13a : 흐름 통로

13 : 컵

Claims (9)

1. 페달 멤버(2)를 이용해 일단이 힌지 결합되어 운전자가 밟고 조작하는 페달(1)과;

   상기 페달(1)의 조작 시 페달(1)에 연동된 피스톤(7)이 하우징(5)내 챔버(5a)에서 페달(1)로부터 멀어지는 방향으로 밀려날 때, 챔버(5a)내 충진 된 오일이 피스톤(7)의 끝단 부위에 형성된 피스톤 플랜지(12)를 통과해 상기 피스톤(7)의 밀림이동방향을 거스르는 피스톤 플랜지(12)의 뒤쪽으로 빠져나가고, 페달 복귀 시 챔버(5a)에서 밀려난 피스톤(7)이 하우징(5)내 챔버(5a)에서 페달(1)쪽으로 다가가는 방향으로 챔버(5a)에서 빠져나가 복귀될 때, 상기 피스톤(7)의 복귀이동방향쪽에 위치된 오일이 상기 피스톤 플랜지(12)를 통과해 복귀이동방향을 거스르는 피스톤 플랜지(12)의 앞쪽으로 빠져나감과 더불어, 오일 압력으로 수축되는 컵(13)이 형성하는 챔버(5a)의 내면 사이틈을 통해서도 오일이 피스톤 플랜지(12)의 앞쪽으로 빠져나가므로, 페달(1)의 작동 및 복귀 스트로크(Stroke)에 따른 감쇠력을 가변시키는 페달 시뮬레이터(4);

   로 구성된 것을 특징으로 하는 히스테리시스 특성 구현 타입 전자 페달 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 페달 시뮬레이터(4)는 페달(1)의 뒤쪽 부위에서 차체 쪽으로 장착되고, 안쪽 공간으로 충진 액(6)인 오일을 수용하는 챔버(5a)를 형성한 하우징(5)과,

   상기 페달(1)에 고정된 오퍼레이션 로드(8)를 통해 챔버(5a)내에서 전·후진 이동되는 피스톤(7),

   상기 챔버(5a)의 입구 부위를 막아 기밀을 형성하는 기밀 부재(9),

   상기 피스톤(7)이 페달(1)에서 멀어지는 방향으로 뒤로 밀릴 때 압축 변형되어 페달 답력을 발생하는 한 쌍의 스프링 및 상기 피스톤(7)이 페달(1)에서 멀어지는 방향으로 뒤로 밀릴 때 챔버(5a)내 오일의 이동 유량보다, 페달(1)에 접근하는 방향으로 피스톤(7)이 빠져나갈 때 챔버(5a)내 오일의 이동 유량을 증대시켜, 피스톤(7)의 이동 방향에 따라 발생되는 감쇠 력을 달리하는 가변 댐퍼

   로 구성된 것을 특징으로 하는 히스테리시스 특성 구현 타입 전자 페달 장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 스프링은 하우징(5)의 챔버(5a)의 앞쪽에서 확장된 동심으로 형성 된 확장 홀(5b)로 위치되어져, 피스톤(7)이 페달(1)에서 멀어지는 방향으로 밀려날 때 압축 변형되는 제1 스프링(10)과, 하우징(5)의 챔버(5a)내로 위치되어져, 피스톤(7)이 페달(1)에서 멀어지는 방향으로 밀려날 때 압축 변형되는 제2 스프링(11)으로 구성되어진 것을 특징으로 하는 히스테리시스 특성 구현 타입 전자 페달 장치.
4. 청구항 2에 있어서, 상기 가변 댐퍼는 하우징(5)의 챔버(5a)내로 위치되는 피스톤(7)의 끝단 부위에서 동심으로 확장되면서, 오일이 통과하도록 흐름 통로(12d)가 뚫려진 피스톤 플랜지(12)와, 상기 피스톤 플랜지(12)부위를 감싸도록 결합한 상태에서 피스톤(7)이 페달(1)쪽으로 다가가는 방향으로 챔버(5a)에서 빠져나가면서 복귀될 때, 상기 피스톤(7)의 복귀이동방향인 피스톤 플랜지(12)의 뒤쪽으로 위치된 오일로 인해 변형되어, 상기 피스톤 플랜지(12)를 통과하는 오일흐름을 형성하는 탄성 재질의 컵(13)으로 구성되어진 것을 특징으로 하는 히스테리시스 특성 구현 타입 전자 페달 장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 피스톤 플랜지(12)는 피스톤(7)의 끝단에서 피스톤(7)의 직경에 대해 동심으로 확장된 선단 플랜지(12a)를 형성하고, 상기 선단 플랜지(12a)의 뒤쪽으로 일정 간격을 두고 선단 플랜지(12a)보다 큰 직경으로 동심을 이루는 후단 플랜지(12b)를 형성하며, 상기 선단 플랜지(12a)와 후단 플랜지(12b)사이의 간격은 피스톤(7)의 직경보다 큰 직경으로 컵 안착 단(12c)이 형성되는 것을 특징으로 하는 히스테리시스 특성 구현 타입 전자 페달 장치.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 선단 플랜지(12a)에서 피스톤(7)에 비해 큰 직경을 형성하는 위치에서 컵 안착 단(12c)을 지나 후단 플랜지(12b)를 관통하도록, 흐름 통로(12d)가 뚫려지는 것을 특징으로 하는 히스테리시스 특성 구현 타입 전자 페달 장치.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 흐름 통로(12d)는 다수 개로 뚫려지는 것을 특징으로 하는 히스테리시스 특성 구현 타입 전자 페달 장치.
8. 청구항 4에 있어서, 상기 컵(13)은 상기 피스톤 플랜지(12)의 선단 플랜지(12a)와 후단 플랜지(12b)사이를 이루는 컵 안착 단(12c)으로 끼워지면, 한쪽부위는 상기 선단 플랜지(12a)에 밀착되고, 다른쪽부위는 상기 후단 플랜지(12b)에 밀착된 상태에서 챔버(5a)의 내면에 밀착되는 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 히스테리시스 특성 구현 타입 전자 페달 장치.
9. 청구항 2에 있어서, 상기 가변 댐퍼는 하우징(5)의 챔버(5a)내로 위치되는 피스톤(7)의 끝단 부위에서 동심으로 확장되면서, 오일이 통과되는 흐름 통로(12d)가 피스톤(7)의 직경보다 큰 직경을 형성하는 위치에서 뚫려진 피스톤 플랜지(12)와,

   상기 피스톤 플랜지(12)부위를 감싸도록 결합한 상태에서 흐름 통로(12d)에 일치되는 흐름 통로(13a)가 뚫려진 고무 재질의 컵(13)

   으로 구성되어진 것을 특징으로 하는 히스테리시스 특성 구현 타입 전자 페달 장치.

Images