(57)【要約】【課題】車両用ブレーキペダルシミュレータが開示される。【解決手段】本発明の実施形態にかかる車両用ブレーキペダルシミュレータは、ストロークごとのブレーキペダルに作用する踏力の変化を実現するためのものであって、フレームの一側に一端がヒンジ連結され、他端にはパッドが装着されるペダルアームと、フレームとペダルアームとの間に互いに連結された複数のリンクを含むリンク手段と、リンク手段に構成され、ペダルアームに作用する踏力によるストロークに応じてペダルアームに弾性力による反力を形成する弾性部材とを含む。【選択図】図１
2014084094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストロークごとのブレーキペダルに作用する踏力の変化を実現するための車両用ブレーキペダルシミュレータにおいて、
フレームの一側に一端がヒンジ連結され、他端にはパッドが装着されるペダルアームと、
前記フレームと前記ペダルアームとの間に互いに連結された複数のリンクを含むリンク手段と、
前記リンク手段に構成され、前記ペダルアームに作用する踏力によるストロークに応じて前記ペダルアームに弾性力による反力を形成する弾性部材とを含むことを特徴とする車両用ブレーキペダルシミュレータ。
【請求項２】
前記リンク手段は、
各一端が前記フレームに形成された第１ヒンジ点にそれぞれヒンジ連結され、互いに一定角度隔てて配置される第１、第３リンクと、
各一端が前記ペダルアームに形成された第２ヒンジ点にそれぞれヒンジ連結され、互いに一定角度隔てて配置され、前記第１、第３リンクの各他端にそれぞれの他端がヒンジ連結される第２、第４リンクとを含むことを特徴とする請求項１記載の車両用ブレーキペダルシミュレータ。
【請求項３】
前記第１、第２、第３、第４リンクは、
互いに連結されて菱形を形成することを特徴とする請求項２記載の車両用ブレーキペダルシミュレータ。
【請求項４】
前記弾性部材は、
互いにヒンジ連結される前記第１、第２リンクのヒンジ連結部と前記第３、第４リンクのヒンジ連結部との間に両端がそれぞれ連結されるばねからなることを特徴とする請求項２記載の車両用ブレーキペダルシミュレータ。
【請求項５】
前記車両用ブレーキペダルシミュレータは、
前記弾性部材がその一端に挿入され、その他端は前記第１リンクと前記第２リンク、そして、前記第３リンクと前記第４リンクにそれぞれヒンジ連結されるヒンジ組立体をさらに含むことを特徴とする請求項４記載の車両用ブレーキペダルシミュレータ。
【請求項６】
前記車両用ブレーキペダルシミュレータは、
前記第１リンクと前記第２リンク、そして、前記第３リンクと前記第４リンクとヒンジ組立体をそれぞれ連結するヒンジピンをさらに含むことを特徴とする請求項５記載の車両用ブレーキペダルシミュレータ。
【請求項７】
前記ヒンジピンには、端部の外周面にリング溝が形成され、前記リング溝にはスナップリングが嵌合されることを特徴とする請求項６記載の車両用ブレーキペダルシミュレータ。
【請求項８】
前記リンク手段は、
一端が前記フレームに形成された第１ヒンジ点にヒンジ連結される第１リンクと、
一端が前記ペダルアームに形成された第２ヒンジ点にヒンジ連結され、他端は前記第１リンクの他端にヒンジ連結される第２リンクとを含むことを特徴とする請求項１記載の車両用ブレーキペダルシミュレータ。
【請求項９】
前記弾性部材は、
前記第１、第２リンクのヒンジ連結部と前記フレームとの間に連結されるばねからなることを特徴とする請求項８記載の車両用ブレーキペダルシミュレータ。
【請求項１０】
前記車両用ブレーキペダルシミュレータは、
前記弾性部材がその一端に挿入され、その他端は前記第１リンクおよび前記第２リンクにヒンジ連結されるヒンジ組立体をさらに含むことを特徴とする請求項９記載の車両用ブレーキペダルシミュレータ。
【請求項１１】
前記車両用ブレーキペダルシミュレータは、
前記第１リンク、前記第２リンクおよび前記ヒンジ組立体を連結するヒンジピンをさらに含むことを特徴とする請求項１０記載の車両用ブレーキペダルシミュレータ。
【請求項１２】
前記ヒンジピンには、端部の外周面にリング溝が形成され、前記リング溝にはスナップリングが嵌合されることを特徴とする請求項１１記載の車両用ブレーキペダルシミュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ブレーキペダルシミュレータに関するものであって、より詳細には、ストロークの変化に応じたブレーキペダルの踏力の変化を実現するための車両用ブレーキペダルシミュレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、車両のブレーキペダルユニットは、ダッシュパネルとカウルパネルとの間で車室の内側に設けられるペダルマウンティングブラケットと、前記ペダルマウンティングブラケットの一側にヒンジ連結される作動レバーおよびその下部のペダルとを含む。
【０００３】
前記ペダルマウンティングブラケットと作動レバーとの間には、作動レバーの復元のためのばねが設けられる。
【０００４】
前記作動レバーは、ブレーキブースタのプッシュロッドと一側で連結され、ブレーキブースタに作動力を提供する。
【０００５】
このため、運転者がペダルを踏むと、ペダルに加えられる踏力がブレーキブースタによって増幅されてマスタシリンダを作動させ、前記マスタシリンダは、油圧を生成し、それぞれのホイールシリンダに供給して制動力を発生させる。
【０００６】
このようなブレーキペダルユニットを実車に適用する前にブレーキペダルユニットの作動を再現するためのブレーキペダルシミュレータを構成し、その試験を行うようになる。
【０００７】
このようなブレーキペダルシミュレータは、電動式ブレーキの場合、油圧式ブレーキと同一のペダル感を実現するように、１つのシリンダ内部の流量を他のシリンダに伝達する方法と、シリンダ内に２つ以上のばねまたはゴムなどの弾性部材を用いる方法とがある。
【０００８】
図８は、実車両のブレーキペダルのストロークと踏力との関係を示すグラフである。
【０００９】
図８に示されるように、実車両のブレーキペダルのストロークに対する反力は、ストロークの小さい区間では小さい勾配を有して徐々に増加し、ストロークが大きくなるにつれてストロークの踏力に対する反力勾配が大きくなることが分かる。
【００１０】
しかし、一般的な車両用ブレーキペダルシミュレータは、マスタシリンダ内のばねを用いて踏力を生成させる場合、ばね定数が固定されていて、初期の踏力勾配の低い区間から中間以降の踏力勾配の高い区間に変化する時、異和感（踏力が急に重くなるような感じ）が発生する問題があった。つまり、ブレーキペダルに対する反力が急激に増加する区間が発生していた。
【００１１】
また、ゴムを用いる場合には、温度の変化に応じてゴムの硬度が変化し、これにより、踏力も変化する問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２００８−００５１３２１号公報
【特許文献２】特許第４９３６０１２号公報
【特許文献３】特開２００３−３１２４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の実施形態は、リンク構造と弾性部材を用い、ストロークの変化に応じたブレーキペダルの踏力の変化を実車両と類似して実現可能とする車両用ブレーキペダルシミュレータを提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一または複数の実施形態では、ストロークごとのブレーキペダルに作用する踏力の変化を実現するためのものであって、フレームの一側に一端がヒンジ連結され、他端にはパッドが装着されるペダルアームと、前記フレームと前記ペダルアームとの間に互いに連結された複数のリンクを含むリンク手段と、前記リンク手段に構成され、前記ペダルアームに作用する踏力によるストロークに応じて前記ペダルアームに弾性力による反力を形成する弾性部材とを含むことができる。
【００１５】
前記リンク手段は、各一端が前記フレームに形成された第１ヒンジ点にそれぞれヒンジ連結され、互いに一定角度隔てて配置される第１、第３リンクと、各一端が前記ペダルアームに形成された第２ヒンジ点にそれぞれヒンジ連結され、互いに一定角度隔てて配置され、前記第１、第３リンクの各他端にそれぞれの他端がヒンジ連結される第２、第４リンクとを含むことができる。
【００１６】
前記第１、第２、第３、第４リンクは、互いに連結されて菱形を形成することができる。
【００１７】
前記弾性部材は、互いにヒンジ連結される前記第１、第２リンクのヒンジ連結部と前記第３、第４リンクのヒンジ連結部との間に両端がそれぞれ連結されるばねからなり得る。
【００１８】
前記車両用ブレーキペダルシミュレータは、前記弾性部材がその一端に挿入され、その他端は前記第１リンクと前記第２リンク、そして、前記第３リンクと前記第４リンクにそれぞれヒンジ連結されるヒンジ組立体をさらに含むことができる。
【００１９】
前記車両用ブレーキペダルシミュレータは、前記第１リンクと前記第２リンク、そして、前記第３リンクと前記第４リンクとヒンジ組立体をそれぞれ連結するヒンジピンをさらに含むことができる。
【００２０】
前記ヒンジピンには、端部の外周面にリング溝が形成され、前記リング溝にはスナップリングが嵌合できる。
【００２１】
前記リンク手段は、一端が前記フレームに形成された第１ヒンジ点にヒンジ連結される第１リンクと、一端が前記ペダルアームに形成された第２ヒンジ点にヒンジ連結され、他端は前記第１リンクの他端にヒンジ連結される第２リンクとを含むことができる。
【００２２】
前記弾性部材は、前記第１、第２リンクのヒンジ連結部と前記フレームとの間に連結されるばねからなり得る。
【００２３】
前記車両用ブレーキペダルシミュレータは、前記弾性部材がその一端に挿入され、その他端は前記第１リンクおよび前記第２リンクにヒンジ連結されるヒンジ組立体をさらに含むことができる。
【００２４】
前記車両用ブレーキペダルシミュレータは、前記第１リンク、前記第２リンクおよび前記ヒンジ組立体を連結するヒンジピンをさらに含むことができる。
【００２５】
前記ヒンジピンには、端部の外周面にリング溝が形成され、前記リング溝にはスナップリングが嵌合できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の実施形態は、リンク手段と弾性部材を用い、簡単な構造でストロークの変化に応じたブレーキペダルの踏力の変化を実現することができる。
【００２７】
これにより、従来のシリンダおよびピストン構造などによる複雑な構造を排除することで製作コストを低減することができ、特に、従来のゴムなどの適用による温度の変化に応じた特性変化の問題を解消することができる効果がある。
【００２８】
また、弾性部材としてばねを適用することにより、機構学的に反力が連続的に増加するパターンを実現することができ、従来の反力増加不連続区間が発生しないようにすることでペダル感を向上させる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる車両用ブレーキペダルシミュレータの構成図である。
【図２】図１のＡ部分を拡大して示す分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる車両用ブレーキペダルシミュレータの作動状態図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる車両用ブレーキペダルシミュレータの構成図である。
【図５】図４のＢ部分を拡大して示す分解斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態にかかる車両用ブレーキペダルシミュレータの作動状態図である。
【図７】本発明の実施形態にかかる車両用ブレーキペダルシミュレータのストロークと踏力との関係を示すグラフである。
【図８】実車両のブレーキペダルのストロークと踏力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を、添付した図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
ただし、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜のために任意に示したので、本発明が必ずしも図面に示されたものに限定されず、複数の部分および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。
【００３２】
また、本発明の実施形態を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略した。
【００３３】
図１は、本発明の第１実施形態にかかる車両用ブレーキペダルシミュレータの構成図であり、図２は、図１のＡ部分を拡大して示す分解斜視図であり、図３は、本発明の第１実施形態にかかる車両用ブレーキペダルシミュレータの作動状態図である。
【００３４】
図１ないし図３を参照すれば、本発明の第１実施形態にかかる車両用ブレーキペダルシミュレータ１００は、ストロークごとのブレーキペダルに対する反力を実現するためのものであって、ペダルアーム１１０と、リンク手段１２０と、弾性部材１４０とを含む。
【００３５】
前記ペダルアーム１１０は、フレーム１０１に一端がヒンジ連結され、他端にはパッド１１１が装着される。
【００３６】
そして、前記リンク手段１２０は、前記フレーム１０１と前記ペダルアーム１１０との間に互いに連結された複数のリンクを含む。
【００３７】
ここで、前記リンク手段１２０は、第１リンク１２１と、第２リンク１２２と、第３リンク１２３と、第４リンク１２４とを含む。
【００３８】
前記第１、第３リンク１２１、１２３は、各一端が前記フレーム１０１に形成された第１ヒンジ点１２５にそれぞれヒンジ連結され、互いに一定角度隔てて配置される。
【００３９】
前記第２、第４リンク１２２、１２４は、各一端が前記ペダルアーム１１０に形成された第２ヒンジ点１２６にそれぞれヒンジ連結され、互いに一定角度隔てて配置され、前記第１リンク１２１および前記第２リンク１２２の他端がそれぞれヒンジ連結され、第３リンク１２３および前記第４リンク１２４の各他端がヒンジ連結される。
【００４０】
このような第１、第２、第３、第４リンク１２１、１２２、１２３、１２４は、互いに連結されて菱形を形成する。
【００４１】
本発明の第１実施形態において、前記弾性部材１４０は、前記リンク手段１２０に構成され、前記ペダルアーム１１０のストロークに応じて前記ペダルアーム１１０の踏力に対する反力を形成する。
【００４２】
このような弾性部材１４０は、互いにヒンジ連結される前記第１、第２リンク１２１、１２２のヒンジ連結部１３０と前記第３、第４リンク１２３、１２４のヒンジ連結部１３５との間に両端がそれぞれ連結されるばねからなり得る。
【００４３】
ここで、前記ヒンジ連結部１３０、１３５のそれぞれには、前記ばねの端部が組立てられる。つまり、前記第１リンク１２１と前記第２リンク１２２、前記第３リンク１２３および前記第４リンク１２４はそれぞれ、ヒンジ組立体１３３を介して前記弾性部材１４０に連結される。前記弾性部材１４０は、ヒンジ組立体１３３の一端に挿入され、前記ヒンジ組立体１３３の他端は前記第１リンク１２１と前記第２リンク１２２、前記第３リンク１２３および前記第４リンク１２４にそれぞれヒンジ連結される。また、ヒンジピン１３１が備えられ、前記第１リンク１２１と前記第２リンク１２２、そして、前記第３リンク１２３および前記第４リンク１２４を前記ヒンジ組立体１３３と互いに連結する。
【００４４】
また、前記ヒンジピン１３１には、端部の外周面にリング溝１３２が形成され、前記リング溝１３２にはスナップリング１３４が嵌合され、前記ヒンジピン１３１が前記ヒンジ連結部１３０、１３５から離脱するのを防止する。
【００４５】
以下、前記のように構成される車両用ブレーキペダルシミュレータの作動方法を説明する。
【００４６】
図１と図３を参照すれば、本発明の第１実施形態にかかる車両用ブレーキペダルシミュレータ１００は、運転者がペダルアーム１１０に踏力を提供すると、ペダルアーム１１０の第２ヒンジ点１２６が略水平方向に移動し、前記第１、第２リンク１２１、１２２のヒンジ連結部１３０と前記第３、第４リンク１２３、１２４のヒンジ連結部１３５には垂直および水平方向に力が伝達される。
【００４７】
前記ヒンジ連結部１３０における力平衡式は、次のとおりである。
【００４８】
Ｆｓ＝Ｆｐ＋Ｆｈ
垂直方向（ｙ方向）の力平衡式は、次のとおりである。
【００４９】
Ｆｓ＝Ｆｐｙ＋Ｆｈｙ
水平方向（ｘ方向）の力平衡式は、次のとおりである。
【００５０】
Ｆｐｘ＝Ｆｈｘ
ここで、添字ｘ、ｙはそれぞれ、ｘ方向およびｙ方向を示す。
【００５１】
各リンク１２１、１２２、１２３、１２４の長さが等しいと仮定すると、他のヒンジ連結部１３５における力平衡および垂直／水平方向の力は対称となり、等しい大きさで作用する。
【００５２】
他のヒンジ連結部１３５におけるＦｐとＦｈの大きさは等しく、ＦｐｘとＦｈｘの大きさも等しい。
【００５３】
Ｆｐｘ、Ｆｈｘの大きさは、力平衡によって次のとおりである。
【００５４】
Ｆｐｘ＝Ｆｈｘ＝０．５×Ｆｓ／ＳＩＮθ
第２ヒンジ点１２６の移動に伴い、前記ヒンジ連結部１３０のｙ方向の変位が発生し、これにより、Ｆｓが変化する。
【００５５】
前記ヒンジ連結部１３５と前記第３、第４リンク１２３、１２４に作用する力から、Ｆｐｘ、Ｆｈｘと類似して前記ヒンジ連結部１３５にＦｐｘ’、Ｆｈｘ’が発生する。
【００５６】
第２ヒンジ点１２６にかかる反力は、ＦｐｘとＦｐｘ’の和となる。
【００５７】
第２ヒンジ点１２６にかかる反力＝Ｆｐｘ＋Ｆｐｘ’
ペダルで運転者が感じる踏力は、反力とペダル比の積となる。
【００５８】
踏力（ａｔ  ＰＥＤＡＬ）＝（Ｆｐｘ＋Ｆｐｘ’）×ペダル比
ここで、ペダル比は、ペダルアーム１１０とフレーム１０１との連結位置から、前記第２ヒンジ点１２６とパッド１１１との間の長さの比である。
【００５９】
図７は、本発明の実施形態にかかる車両用ブレーキペダルシミュレータのストロークと踏力との関係を示すグラフである。
【００６０】
図７および図８を比較すると、本発明の実施形態にかかる車両用ブレーキペダルシミュレータのストロークと踏力との関係は、実車両のストロークと踏力との関係と類似することが分かる。
【００６１】
そして、各リンク１２１、１２２、１２３、１２４の長さ、前記ヒンジ連結部１３０と第２ヒンジ点１２６の初期位置、ペダル比、ばね定数を調整し、第２ヒンジ点１２６の移動に伴うペダルの踏力を調整することができる。
【００６２】
以下、本発明の第２実施形態にかかる車両用ブレーキペダルシミュレータについて説明する。
【００６３】
図４は、本発明の第２実施形態にかかる車両用ブレーキペダルシミュレータの構成図であり、図５は、図４のＢ部分を拡大して示す分解斜視図であり、図６は、本発明の第２実施形態にかかる車両用ブレーキペダルシミュレータの作動状態図である。
【００６４】
図４ないし図６を参照すれば、本発明の第２実施形態にかかる車両用ブレーキペダルシミュレータ２００は、ストロークごとのブレーキペダルに対する反力を実現するためのものであって、ペダルアーム２１０と、リンク手段２２０と、弾性部材２４０とを含む。
【００６５】
まず、前記ペダルアーム２１０は、フレーム２０１に一端がヒンジ連結され、他端にはパッド２１１が装着される。
【００６６】
そして、前記リンク手段２２０は、前記フレーム２０１と前記ペダルアーム２１０との間に互いに連結された複数のリンクを含む。
【００６７】
ここで、前記リンク手段２２０は、第１リンク２２１および第２リンク２２２から構成され、以下、これを各構成別に詳細に説明する。
【００６８】
前記第１リンク２２１は、一端が前記フレーム２０１に形成された第１ヒンジ点２２５にヒンジ連結される。
【００６９】
前記第２リンク２２２は、一端が前記ペダルアーム２１０に形成された第２ヒンジ点２２６にヒンジ連結され、他端は前記第１リンク２２１の他端にヒンジ連結される。
【００７０】
前記弾性部材２４０は、前記リンク手段２２０に備えられ、前記ペダルアーム２１０に作用する踏力によるストロークに応じて前記ペダルアーム２１０の踏力に対する反力を形成する。
【００７１】
このような弾性部材２４０は、前記第１、第２リンク２２１、２２２のヒンジ連結部２３０と前記フレーム２０１の中央一側との間に連結されるばねからなり得る。
【００７２】
ここで、前記ヒンジ連結部２３０には、前記ばねの端部が組立てられる。つまり、各リンク２２１、２２２の端部は、ヒンジ組立体２３３を介して前記弾性部材２４０に連結される。前記弾性部材２４０は、ヒンジ組立体２３３の一端に挿入され、前記ヒンジ組立体２３３の他端は前記第１リンク２２１および前記第２リンク２２２にヒンジ連結される。また、ヒンジピン２３１が備えられ、前記第１リンク２２１および前記第２リンク２２２を前記ヒンジ組立体２３３に連結する。
【００７３】
また、前記ヒンジピン２３１には、端部の外周面にリング溝２３２が形成され、前記リング溝２３２にはスナップリング２３４が嵌合され、前記ヒンジピン２３１がヒンジ連結部２３０から離脱するのを防止する。
【００７４】
以下、本発明の第２実施形態の車両用ブレーキペダルシミュレータの作動方法を説明する。
【００７５】
図４と図６を参照すれば、本発明の第２実施形態にかかる車両用ブレーキペダルシミュレータ２００は、運転者がペダルアーム２１０に踏力を提供すると、ペダルアーム２１０の第２ヒンジ点２２６が水平方向に移動し、前記第１、第２リンク２２１、２２２のヒンジ連結部２３０には垂直および水平方向に力が伝達される。
【００７６】
本発明の第２実施形態にかかる車両用ブレーキペダルシミュレータ２００の作動および効果は、本発明の第１実施形態にかかる車両用ブレーキペダルシミュレータと類似するので、説明の繰り返しは省略する。
【００７７】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されず、本発明の実施形態から当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって容易に変更され、均等と認められる範囲のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００７８】
１００、２００：車両用ブレーキペダルシミュレータ
１０１、２０１：フレーム
１１０、２１０：ペダルアーム
１１１、２１１：パッド
１２０、２２０：リンク手段
１２１、２２１：第１リンク
１２２、２２２：第２リンク
１２３：第３リンク
１２４：第４リンク
１２５、２２５：第１ヒンジ点
１２６、２２６：第２ヒンジ点
１３０、１３５、２３０：ヒンジ連結部
１３１、２３１：ヒンジピン
１３２、２３２：リング溝
１３３、２３３：ヒンジ組立体
１３４、２３４：スナップリング
１４０、２４０：弾性部材
【図１】
2014084094.tif 000003
【図２】
2014084094.tif 000004
【図３】
2014084094.tif 000005
【図４】
2014084094.tif 000006
【図５】
2014084094.tif 000007
【図６】
2014084094.tif 000008
【図７】
2014084094.tif 000009
【図８】
2014084094.tif 000010