JP2012108866A

JP2012108866A - 車両の加速ペダル装置

Info

Publication number: JP2012108866A
Application number: JP2011094642A
Authority: JP
Inventors: Onshoku Kin; 恩植金; Yang-Rae Cho; 陽來趙; Jong-Sang Yeo; 宗相慮; Jonggeun Cha; 鍾根車
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp; Donghee Industrial Co Ltd
Current assignee: Hyundai Motor Co; Donghee Industrial Co Ltd; Kia Corp
Priority date: 2010-11-18
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2012-06-07
Also published as: DE102011052504A1; DE102011052504B4; KR101241520B1; KR20120053647A; CN102463893A; US20120125142A1; CN102463893B

Abstract

【課題】運転者が安全で経済的な運転ができ、さらには、運転者に特定の信号を送ることができる機能をもたせた車両の加速ペダル装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る車両の加速ペダル装置は、ペダルが連結され、回動可能に設けられたペダルアームと、直線変位を発生させ、前記ペダルアームをリターン方向に加圧することができるように備えられた直線アクチュエータと、前記直線アクチュエータを制御するコントローラと、を含んで構成され、前記直線アクチュエータは、前記ペダルアームに向かって長さ方向に直線移動可能に備えられた動力伝達ロッドと、前記動力伝達ロッドに直線運動力を発生させるように備えられた電磁気力駆動装置と、前記動力伝達ロッドを特定位置に復帰させるように備えられたロッド復帰手段と、を含んで構成されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の加速ペダル装置に関し、より詳しくは、運転者の加速ペダル操作に対して制限を加えるか、積極的に運転者に信号を送るなどの機能を共に遂行できるようにした車両の加速ペダル装置に関する。

従来の車両の加速ペダルは、単に運転者の操作力を受け、車両に搭載されたエンジンのような動力発生装置の作動を制御するための信号を発生させる役割だけをする単純な機構的構成に過ぎなかった。
しかし、最近、車両に対する様々な要求と共に、運転者が経済的に車両を運行できる機能および運転者の安全運転を誘導する機能などの付随的な機能を加速ペダル装置にもたせる要求が増加している。

特表２００５−５０８０６０号公報

本発明は、加速ペダルに積極的な機能を付加することにより、運転者が安全で経済的な運転ができるようにし、さらには、運転者に特定の信号を送ることができる機能をもたせた車両の加速ペダル装置を提供することを目的とする。

上記のような目的を達成するための本発明に係る車両の加速ペダル装置は、ペダルが連結され、回動可能に設けられたペダルアームと、直線変位を発生させ、前記ペダルアームをリターン方向に加圧することができるように備えられた直線アクチュエータと、前記直線アクチュエータを制御するコントローラと、を含んで構成されることを特徴とする。

前記直線アクチュエータは、前記ペダルアームに向かって長さ方向に直線移動可能に備えられた動力伝達ロッドと、前記動力伝達ロッドに直線運動力を発生させるように備えられた電磁気力駆動装置と、前記動力伝達ロッドを特定位置に復帰させるように備えられたロッド復帰手段と、を含んで構成されることを特徴とする。

前記動力伝達ロッドは前記ロッド復帰手段によって復帰した状態で前記ペダルアームから離隔するように設けられ、前記ペダルアームには前記動力伝達ロッドの先端が接触する部位に衝撃吸収部材が備えられ、前記動力伝達ロッドの先端は半球型で形成されることを特徴とする。

前記ロッド復帰手段は、前記動力伝達ロッドの表面に備えられた傾斜面および前記傾斜面に連結された傾斜溝と、前記動力伝達ロッドの傾斜面および傾斜溝に接触して前記動力伝達ロッドの長さ方向に垂直に加圧されるロッドピンと、前記ロッドピンを前記動力伝達ロッドに弾性的に加圧するように備えられた弾性部材と、を含んで構成されることを特徴とする。

前記ロッドピンと弾性部材を内部に取り付け、前記ロッドピンをガイドするピンガイド部が形成されたピンハウジングをさらに備え、前記ピンハウジングには、前記動力伝達ロッドの外側を囲むように形成され、前記動力伝達ロッドの直線運動をガイドする役割を兼ねるロッドガイド部が一体に備えられることを特徴とする。

前記ピンハウジングのピンガイド部は、前記ロッドピンと弾性部材の挿入のために、前記ピンガイド部の内部を開放した状態と囲む状態を切り替えることができるように形成されたピンカバーを備えることを特徴とする。

前記電磁気力駆動装置は、前記動力伝達ロッドが前記ペダルアームに向かう方向にだけ直線移動力を発生させる単方向ソレノイド装置であることを特徴とする。

前記電磁気力駆動装置は、前記動力伝達ロッドが前記ペダルアームに向かう方向およびその反対方向に各々直線移動力を発生させられるように形成された両方向ソレノイド装置であることを特徴とする。

前記電磁気力駆動装置はリニアモータからなることを特徴とする。

本発明によれば、車両の加速ペダル装置を単に運転者の加速操作意志を動力発生装置に伝達するための機能にとどめず、加速ペダルに積極的な作用を加えることにより、運転者が安全で経済的な運転ができるようにし、さらには、運転者に特定の信号を送る機能を付与することができる。

本発明に係る車両の加速ペダル装置の構成を示す図である。図１の主要部品の分解斜視図である。図２のロッド復帰手段を詳細に例示した図である。本発明の作用を比較して説明した図である。本発明で実現可能な作動例を各々説明したグラフである。本発明で実現可能な作動例を各々説明したグラフである。本発明で実現可能な作動例を各々説明したグラフである。本発明で実現可能な作動例を各々説明したグラフである。本発明で実現可能な作動例を各々説明したグラフである。

図１〜図４に示す通り、本発明の実施形態は、ペダルが連結され、回動可能に設けられたペダルアーム１と、直線変位を発生させ、ペダルアーム１をリターン方向に加圧できるように備えられた直線アクチュエータ３と、直線アクチュエータ３を制御するコントローラ５とを含んで構成される。
コントローラ５が各種の状況に合わせて直線アクチュエータ３を作動させることにより、ペダルアーム１に作用力を付与している。
勿論、コントローラ５は、別に備えられた運転者による操作スイッチからの信号や、車両の作動状態を把握できる各種センサからの信号の伝達を受け、予め定められたロジックに応じて直線アクチュエータ３を制御するように構成される。

ペダルアーム１は、ペダルを運転者が踏めば、ヒンジ軸７を中心に回動するようになっており、この方向を作動方向とする時、運転者がペダルを踏まなければ、リターンスプリング９によって元の位置に復帰する方向をリターン方向とすることにする。
直線アクチュエータ３は、ペダルアーム１に向かって長さ方向に直線移動可能に備えられた動力伝達ロッド１１と、動力伝達ロッド１１に直線運動力を発生させるように備えられた電磁気力駆動装置１３と、動力伝達ロッド１１を特定位置に復帰させるように備えられたロッド復帰手段１５とを含んで構成される。

電磁気力駆動装置１３は、コイルによって発生する電磁気力を利用して動力伝達ロッド１１の直線運動力を発生させられる装置であり、動力伝達ロッド１１がペダルアーム１に向かう方向にだけ直線移動力を発生させる単方向ソレノイド装置と、ペダルアーム１に向かう方向およびその反対方向の直線移動力も発生させられる両方向ソレノイド装置またはリニアモータなどで構成される。
ここで、単方向ソレノイド装置は、構成も相対的に簡単であり、後述するロッド復帰手段１５と連動して作動することにより、コントローラ５の制御ロジックも簡単に構成することができるという長所がある。

動力伝達ロッド１１はロッド復帰手段１５によって復帰した状態でペダルアーム１から離隔するように設けられ、ペダルアーム１には動力伝達ロッド１１の先端が接触する部位に衝撃吸収部材１７が備えられ、動力伝達ロッド１１の先端は半球型で形成される。
したがって、動力伝達ロッド１１がペダルアーム１を加圧する方向に移動して、動力伝達ロッド１１の先端部が衝撃吸収部材１７と接触する時に発生する衝撃が衝撃吸収部材１７によって吸収され、それと共に半球型の動力伝達ロッド１１の先端はペダルアーム１がいずれの状態で回動している間にも一定の点接触状態を実現することができるため、一貫して安定してペダルアーム１に作用力を提供することができる。

ロッド復帰手段１５は、動力伝達ロッド１１の表面に備えられた傾斜面１９および傾斜面１９に隣接する傾斜溝２１と、動力伝達ロッド１１の傾斜面１９および傾斜溝２１に接触して動力伝達ロッド１１の円周方向に加圧するロッドピン２３と、ロッドピン２３を動力伝達ロッド１１に加圧する弾性部材２５とを含んで構成される。
ロッドピン２３は弾性部材２５による圧力により、動力伝達ロッド１１の傾斜面１９および傾斜溝２１に加わる力の長さ方向分力だけ動力伝達ロッド１１を定められた特定位置に移動させる。

ここで、特定位置とは、ロッドピン２３が傾斜溝２１に挿入された状態、すなわち、図４の左側に示すような状態をいい、この場合、動力伝達ロッド１１の先端はペダルアーム１から離隔された状態となる。
したがって、動力伝達ロッド１１に電磁気力駆動装置１３からの作用力がなければ、動力伝達ロッド１１はロッドピン２３が傾斜溝２１に挿入される状態に自動的に移動する。

前記のような動力伝達ロッド１１の自動的な復帰機能がロッド復帰手段１５によって実現されることにより、電磁気力駆動装置１３の一例である単方向ソレノイド装置を使う場合にも、動力伝達ロッド１１をペダルアーム１に押して単方向ソレノイド装置の電源を遮断すれば、動力伝達ロッド１１は、ロッド復帰手段１５により、ロッドピン２３が傾斜溝２１に挿入される状態に自動的に復帰する。
ここで、傾斜溝２１は、図３に示すように傾斜面１９に隣接され、傾斜面１９より深く陥没した構造で形成されることにより、ロッドピン２３が傾斜溝２１に挿入された状態は、電磁気力駆動装置１３が作動しない場合、外部の振動などから動力伝達ロッド１１を一定の状態に維持する機能を有する。

本実施形態においては、ロッドピン２３をガイドするピンガイド部２７がピンハウジング２９に装着され、ロッドピン２３と弾性部材２５が内部に取り付けられる。ピンハウジング２９は、動力伝達ロッド１１の外側を囲むように形成され、動力伝達ロッド１１の直線運動をガイドする役割をもつロッドガイド部３１が一体に備えられる。
また、ピンハウジング２９のピンガイド部２７は、ロッドピン２３と弾性部材２５を挿入するために、取外した場合、内部が露出されるピンカバー３３を備えた構造にしている。

以下、上記のように構成された本発明の作用を説明する。
先ず、本発明の車両の加速ペダル装置が一般的な作動状態にある時は、電磁気力駆動装置１３は駆動されない。
したがって、動力伝達ロッド１１は傾斜溝２１にロッドピン２３が挿入された状態で一定に維持され、動力伝達ロッド１１の先端はペダルアーム１と接触しない状態となる。
運転者がペダルを踏めば、ペダルアーム１の回動ストロークに対する踏力の変化は図５に示すように一般的な加速ペダル装置の特性を示す。

図６は、踏力モードであり、この場合、電磁気力駆動装置１３は動力伝達ロッド１１をペダルアーム１側に押してペダルアーム１の踏力を増加させる作用をする。
すなわち、車両の燃費向上のためのＥＣＯモード走行が必要な場合、コントローラ５は、電磁気力駆動装置１３を駆動してペダルアーム１の踏力を図６のように増加させ、運転者は相対的にペダルを少なめに踏むことで車両の燃費を向上させることができる。

図７は、振動モードを説明したものであり、コントローラ５は、各種センサにより、前車との距離が一定レベル以上に近くなったり、車線から離脱することを発見したり、運転者が居眠り運転をしていたりということを検知した場合、電磁気力駆動装置１３を駆動してペダルアーム１に振動を発生させ、これによって運転者が感知できるようにする。
電磁気力駆動装置１３が単方向ソレノイド装置である場合には、コントローラ５は、単方向ソレノイド装置に電気を供給したり遮断したりすることを繰り返すことにより、電気が供給される時には単方向ソレノイド装置によって動力伝達ロッド１１がペダルアーム１を加圧し、電気が遮断される場合にはロッド復帰手段１５によって動力伝達ロッド１１が後退することを繰り返す。
勿論、電磁気力駆動装置１３が両方向ソレノイド装置である場合には、コントローラ５が交互に両側方向に両方向ソレノイド装置を駆動することにより、上記のようにペダルに振動を発生させることができる。

図８は、移動制限モードを示すものである。このモードは主に車両の安全運行を図るために使われ、運転者が加速ペダルを過度に多く踏んで危険な状況を招くと判断されれば、コントローラ５が電磁気力駆動装置１３を駆動し、動力伝達ロッド１１がペダルアーム１の踏力を急激に増加させ、運転者がペダルをあるレベル以上に押すことができないようにして安全な車両の運行を図るようにしたものである。

図９は、ＴＩＣＫモードであり、コントローラ５が運転者にある信号を提供する時に使われる。すなわち、手動変速機の変速時点が到来し、運転者に変速を誘導する信号を送ろうとする時や、車両の位置把握装置と連動して特定地域で車両速度の低減を知らせようとする場合などである。この場合、コントローラ５は、電磁気力駆動装置１３を瞬間的に作動あるいは解除することにより、ペダルを踏んでいる運転者の足に定められた特別な信号を提供し、運転者がそれに応じた適切な行動を取るように誘導する場合に適用される。

１・・・ペダルアーム
３・・・直線アクチュエータ
５・・・コントローラ
７・・・ヒンジ軸
９・・・リターンスプリング
１１・・・動力伝達ロッド
１３・・・電磁気力駆動装置
１５・・・ロッド復帰手段
１７・・・衝撃吸収部材
１９・・・傾斜面
２１・・・傾斜溝
２３・・・ロッドピン
２５・・・弾性部材
２７・・・ピンガイド部
２９・・・ピンハウジング
３１・・・ロッドガイド部
３３・・・ピンカバー

Claims

ペダルが連結され、回動可能に設けられたペダルアームと、
直線変位を発生させ、前記ペダルアームをリターン方向に加圧することができるように備えられた直線アクチュエータと、
前記直線アクチュエータを制御するコントローラと、
を含んで構成されることを特徴とする車両の加速ペダル装置。
前記直線アクチュエータは、
前記ペダルアームに向かって長さ方向に直線移動可能に備えられた動力伝達ロッドと、
前記動力伝達ロッドに直線運動力を発生させるように備えられた電磁気力駆動装置と、
前記動力伝達ロッドを特定位置に復帰させるように備えられたロッド復帰手段と、
を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両の加速ペダル装置。
前記動力伝達ロッドは前記ロッド復帰手段によって復帰した状態で前記ペダルアームから離隔するように設けられ、
前記ペダルアームには前記動力伝達ロッドの先端が接触する部位に衝撃吸収部材が備えられ、
前記動力伝達ロッドの先端は半球型で形成されること
を特徴とする請求項２に記載の車両の加速ペダル装置。
前記ロッド復帰手段は、
前記動力伝達ロッドの表面に備えられた傾斜面および前記傾斜面に連結された傾斜溝と、
前記動力伝達ロッドの傾斜面および傾斜溝に接触して前記動力伝達ロッドの円周方向に加圧されるロッドピンと、
前記ロッドピンを前記動力伝達ロッドに弾性的に加圧するように備えられた弾性部材と、
を含んで構成されることを特徴とする請求項３に記載の車両の加速ペダル装置。
前記ロッドピンと弾性部材を内部に取り付け、前記ロッドピンをガイドするピンガイド部が形成されたピンハウジングをさらに備え、
前記ピンハウジングには、前記動力伝達ロッドの外側を囲むように形成され、前記動力伝達ロッドの直線運動をガイドする役割を兼ねるロッドガイド部が一体に備えられることを特徴とする請求項４に記載の車両の加速ペダル装置。
前記ピンハウジングのピンガイド部は、前記ロッドピンと弾性部材の挿入のために、前記ピンガイド部の内部を開放した状態と囲む状態を切り替えることができるように形成されたピンカバーを備えることを特徴とする請求項５に記載の車両の加速ペダル装置。
前記電磁気力駆動装置は、前記動力伝達ロッドが前記ペダルアームに向かう方向にだけ直線移動力を発生させる単方向ソレノイド装置であることを特徴とする請求項５に記載の車両の加速ペダル装置。
前記電磁気力駆動装置は、前記動力伝達ロッドが前記ペダルアームに向かう方向およびその反対方向に各々直線移動力を発生させられるように形成された両方向ソレノイド装置であることを特徴とする請求項５に記載の車両の加速ペダル装置。
前記電磁気力駆動装置はリニアモータからなることを特徴とする請求項５に記載の車両の加速ペダル装置。