JP5252527B2 - 加速ペダルシステム - Google Patents

Description

本発明は、加速ペダルシステムに係り、より詳細には、車速が制限速度を超えるときに、加速ペダルの反力を変化させて運転者に警告する加速ペダルシステムに関する。

加速ペダルシステムは、車両に設置され、加速ペダルを踏むと、車速が増加するように形成されたシステムである。従来技術による加速ペダルシステムは、特許文献１に記載されているように、車速が制限速度を超えた場合に、弾性部材の弾性力によって加速ペダルに反力を印加するものであった。即ち、複数の弾性部材によって加速ペダルに作用する反力を段階的に調節していた。従って、従来技術によれば、反力を発生させる弾性部材の個数に基づいて反力が段階的に調節された。しかし、弾性部材の弾性力のみで反力が制御されるため、反力を細かく制御することができないという問題点があった。
韓国特願第１０−２００６−０１２５０１６号 特開２００７−００１４０２号公報

本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、車速が制限速度を超えるときに、運転者に警告することができる加速ペダルシステムを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明による加速ペダルシステムは、側面形状がＬ字形状を有するように下部側が車両後方側に屈曲したロッドの下端に連結され、運転者の踏み込みにより車両を加速するために作動する方向に移動する加速ペダルと、車速信号及びスイッチから信号を受信して前記二つの信号を比較し、車速が制限速度より大きい場合には、設定された制限速度及び設定されたモードに基づいて加速ペダルの反力を制御するための制御信号を出力するペダル制御ユニットとを利用する加速ペダルシステムにおいて、前記制御信号が出力される場合に、前記制御信号を受信して、前記加速ペダルが前記設定されたモードによって作動するように前記加速ペダルを制御し、前記加速ペダルの上部に配置される反力装置と、前記反力装置が内部に配置され前記ロッドの上端部が固定されるケースと、を含み、前記反力装置は、前記制御信号に基づいて印加される電流によって動力を発生させ、軸方向が車両の前後方向に沿うように前記ケースの上部に設けられたモータでなるアクチュエータと、前記アクチュエータから発生した動力を選択的に伝達する動力伝達ユニットと、前記動力伝達ユニットから動力の伝達を受けて、前記加速ペダルに伝達するホイールと、を備え、前記動力伝達ユニットは、前記モータの軸方向における車両の前方側端部から突出する回転軸に設けられモータからの動力の伝達を受けるスパーギヤで形成された第１ギヤと、前記モータの軸方向と平行な回転軸における車両の前方側端部に設けられ前記第１ギヤから動力の伝達を受けるスパーギヤで形成された第２ギヤと、前記第２ギヤが設けられた前記回転軸の軸方向中間部に設けられ、前記第２ギヤからの動力の伝達を受けて、前記ホイールを設定された角度に回転させるウォームギヤで形成された第３ギヤとを含み、前記ロッドの上端部には、扇形となってロッドの前記側面から突出し、上下で対向する一対の突起がロッドと一体に形成されており、前記ホイール下部には、前記突起が結合され、突起の扇形より大の中心角を有する扇形の溝が上下に対向して一対形成され、前記ホイール下部から上方に向けて側面形状が扇形を成すように延設され、この延設された扇形の上端部の頂面に前記第３ギヤと噛み合うギヤが形成され、前記ペダル制御ユニットが前記反力装置のアクチュエータを作動させれば、第１ギヤ、第２ギヤ、第３ギヤが順次回転し、前記ホイールの扇形の上端部が第３ギヤの軸方向に沿って第３ギヤにおける車両の前方側に移動するように前記ホイールが回転して、前記扇形の溝の一端に固定されたダンパーが前記突起に接触することを特徴とする。

このような加速ペダルシステムにおいて、前記設定されたモードは、前記加速ペダルが反力を発生させるように作動する第１モードと、前記加速ペダルが振動を発生させるように作動する第２モードと、前記加速ペダルがノッキングを発生させるように作動する第３モードとを含むことが好ましく、また、前記ケースの外面には、熱を排出するシンクが形成されることが好適である。

本発明によれば、危険な状況の発生及び運転者が加速するときに、運転者に物理的な感覚を与えて警告することができるので、運転者が車両を安全に運行することができる。

以下、本発明による加速ペダルシステムの最良の実施形態としての実施例を添付した図面を参照して詳細に説明する。

本明細書において反力とは、加速ペダルが本来の位置に戻る方向に作用する力、つまり、加速ペダルが車両を加速するために作動する方向の反対方向に作用する力を意味する。本実施例による加速ペダルシステムの構成を図１に、また、加速ペダルシステムの配置状態を図２に示した。この実施例による加速ペダルシステムに利用される車速センサー１０３、加速ペダル２００、スイッチ１０１、エンジン管理ユニット（ＥＭＳ）１０５、アクセル感知センサー１０７、ペダル制御ユニット１０９について簡単に説明する。

加速ペダル２００は、図２に示したとおり、設定されたＬ形状のロッド２０３に連結される。スイッチ１０１は、少なくとも一つの制限速度及び複数の設定されたモードのうちの選択された制限速度及びモードに相当する信号を発生させる。エンジン管理ユニット１０５は、車速センサー１０３及びスイッチ１０１から信号の伝達を受ける。アクセル感知センサー１０７は、加速ペダル２００の位置を感知して、相当する信号を出力する。

ペダル制御ユニット１０９は、エンジン管理ユニット１０５から車速信号及びスイッチ１０１から発生した信号を受信して、二つの信号を比較する。車速が制限速度より大きい場合には、加速ペダル２００の反力を制御する制御信号を出力する。即ち、ペダル制御ユニット１０９は、設定された制限速度及び設定されたモードに基づいて加速ペダル２００の反力を制御するための制御信号を出力する。本実施例による反力装置１１１は、制御信号が出力される場合に、制御信号を受信して、加速ペダル２００が選択されたモードによって作動するように加速ペダル２００を制御する。

図２乃至４に示したとおり、反力装置１１１は、アクチュエータ４０１、動力伝達ユニット４１０、及びホイール４１１を含む。アクチュエータ４０１は、制御信号に基づいて印加される電流によって動力を発生させる。動力伝達ユニット４１０は、アクチュエータ４０１から発生した動力を選択的に伝達し、ホイール４１１は、動力伝達ユニット４１０から動力の伝達を受けて、加速ペダル２００に伝達する。

アクチュエータ４０１は、ペダル制御ユニット１０９から印加される電流によって各々異なる動力を発生させることができる。即ち、スイッチ１０１は、少なくとも一つの制限速度を選択することができるように構成され、複数のモードのうちの一つを選択することができるように実現される。制限速度とは、車両の運行中に危険な状況を招く速度を意味し、これは当業者によって設定することができる。上述の複数のモードは、制限速度を超える場合に運転者に警告する方法に関するモードであり、本実施例では、加速ペダル２００の作動によって運転者が警告を感知する。

本実施例では、複数の設定されたモードは、第１モード、第２モード、及び第３モードを含む。第１モードが選択されると、加速ペダルが反力を発生させるように作動し、第２モードが選択されると、加速ペダルが振動を発生させるように作動する。第３モードが選択されると、加速ペダルがノッキングを発生させるように作動する。

スイッチ１０１は、運転者によって操作されるので、制限速度及びモードも運転者によって選択される。また、各々のモードの強さは、アクチュエータ４０１に印加される電流の強さによって、各々のモードで作動する反力の大きさ、振動の大きさ、及びノッキングの大きさが調節される。即ち、各々のモードに対応する速度区間及び速度の大きさによる反力、振動、及びノッキングの大きさが設定される。従って、本実施例によれば、電流の強さによってアクチュエータが作動するので、モード及びそれに対応する大きさもより細かく設定され、速度別により細かく反力が設定される。

エンジン管理ユニット１０５は、一般的な車両に適用されるエンジン管理ユニットであり、この実施例では、車速センサー１０３及びスイッチ１０１から伝達される信号をペダル制御ユニット１０９に伝達する。アクセル感知センサー１０７は、加速ペダル２００の位置を検出して、ペダル制御ユニット１０９に伝達する。本実施例によれば、アクセル感知センサー１０７から伝達された信号によって、加速ペダル２００の作動ストロークのうちの８５％以上が運転者によって作動される。スイッチ１０１がオフされる場合に、加速ペダルシステムは作動を中止する。ペダル制御ユニット１０９は、設定されたプログラムによって動作する一つ以上のマイクロプロセッサで実現され、このような設定されたプログラムは、後述する実施例に含まれている各段階を遂行するための一連の命令を含むことができる。

本実施例による加速ペダルシステムの右側面を図３に、また、加速ペダルシステムの作動を図４及び図５に示したとおり、この実施例による加速ペダルシステムは、ケース２０１をさらに含む。ケース２０１の内部には、反力装置１１１が位置する。ケース２０１には、熱が排出されるシンク（ｓｉｎｋ）３００が形成され、シンク３００にアクチュエータ４０１または動力伝達ユニット４１０から発生した熱が排出される。アクチュエータ４０１はモータで実現され、より詳細には、ＤＣモータで形成することができる。

動力伝達ユニット４１０は、第１ギヤ４０３、第２ギヤ４０５、及び第３ギヤ４０７を含み、第１ギヤ４０３及び第２ギヤ４０５はスパーギヤで形成することができ、第３ギヤはウォームギアで形成することができる。第１ギヤ４０３はアクチュエータ４０１から動力の伝達を受け、第２ギヤ４０５は第１ギヤ４０３から動力の伝達を受け、第３ギヤ４０７は第２ギヤ４０５から動力の伝達を受けて、ホイール４１１を設定された角度に回転させる。

また、ホイール４１１はウォームホイールで形成することができる。ホイール４１１には、加速ペダル２００に形成された少なくとも一つの突起４１５が結合される少なくとも一つの溝４１３が形成され、少なくとも一つの溝４１３には、ダンパー４１７が配置される。より詳細には、加速ペダル２００と連結されたロッド２０３の一端は、ケース２０１に固定される。即ち、少なくとも一つの突起４１５は、ロッド２０３の一端と一体に形成することができる。

即ち、加速ペダル２００の一端に突起４１５が一体に形成され、突起４１５がホイール４１１に形成された溝４１３に結合される。また、溝４１３には、加速ペダル２００の回転方向にダンパー４１７が固定されることによって、反力装置１１１が作動した後に加速ペダル２００が作動しても、加速ペダル２００の作動による衝撃は発生しない。

以下、図１、図３、図４を参照して、本実施例による加速ペダルシステムの作動を説明する。図４は加速ペダルシステムが作動しない場合を示した図である。運転者が加速ペダル２００を作動させる場合、加速ペダル２００は、スプリング（図示せず）によって元の位置に戻る。図４に示したように、加速ペダル２００が回転しても、加速ペダル２００と一体形成された突起４１５は、回転してもダンパー４１７と接触しない。

反力装置１１１が作動せずに加速ペダル２００だけが回転した場合、この実施例では、図４に示したように、ダンパー４１７と突起４１５とが成す角度は２°に設定できるが、これに限定されない。危険な状況が発生したり、運転者がスイッチ１０１を作動して制限速度及びモードを選択して車速が制限速度を超えた場合、エンジン管理ユニット１０５は、相当する信号を受信して、ペダル制御ユニット１０９に出力する。危険な状況の発生は、車両のナビゲーション、前方監視カメラなどのような公知の媒体から感知することができる。

そうすると、ペダル制御ユニット１０９は、反力装置１１１を作動させる。この時、ペダル制御ユニット１０９がアクチュエータ４０１を作動させれば、第１ギヤ４０３、第２ギヤ４０５、第３ギヤ４０７が順次に回転する（図５の動力伝達ユニットに示された矢印を参照）。そして、ウォームホイール４１１が時計方向に回転して、ダンパー４１７が突起４１５に接触する。従って、運転者が加速ペダル２００を踏むと、ホイール４１１が反時計方向に回転し、第１ギヤ４０３、第２ギヤ４０５、第３ギヤ４０７が反対方向に順次に回転する。最後に、アクチュエータ４０１であるモータ４０１が反対方向に回転して、反力が発生する。

この時、動力伝達ユニット４１０及びモータ４０１には熱が発生し、発生した熱は、シンク３００によって排出される。従って、本実施例による加速ペダルシステムによれば、前述のような反力が加速ペダル２００に伝達されることによって、運転者に警告することができる。また、運転者がキックダウン地点、つまり、加速ペダルの８５％以上を作動させたり、スイッチ１０１をオフすれば、加速ペダルシステムがオフされる。加速ペダルシステムがオフされた場合、図４に示したように、反力装置１１１のホイール４１１は元の位置に戻る。警告は、第１、２、３モードにより異なって実現される。

図６（ａ）〜（ｃ）は本実施例による加速ペダルシステムの第１、２、３モードを示し、図６（ａ）は第１モード、（ｂ）は第２モード、（ｃ）は第３モードを示している。前述のように、ペダル制御ユニット１０９によって反力装置１１１のアクチュエータ４０１に電流が印加され、ペダル制御ユニット１０９は設定されたモードによってアクチュエータ４０１に電流を印加する。モータ４０１は電流の強さによって制御され、図６（ａ）に示したように、電流を一定に印加するときに、第１モードが実現される。

また、図６（ｂ）に示したように、電流が一定の間隔で印加されると、モータ４０１が電流の強さによって作動するので、加速ペダル２００に振動が印加される。従って、第２モードが実現される。図６（ｃ）に示したように、電流が断続的に印加されると、加速ペダル２００にノッキングが伝達されるので、第３モードが実現される。

本発明による加速ペダルシステムの構成を示した図である。 本発明による加速ペダルシステムの配置状態を示した図である。 本発明による加速ペダルシステムの右側面を示した図である。 本発明による加速ペダルシステムの作動を示した図である。 本発明による加速ペダルシステムの作動を示した図である。 （ａ）は、本発明による加速ペダルシステムの第１モードを、（ｂ）は、第２モードを、また（ｃ）は第３モードを示した図である。

１０１ スイッチ
１０３ 車速センサー
１０５ エンジン管理ユニット
１０７ アクセル感知センサー
１０９ ペダル制御ユニット
１１１ 反力装置
２００ 加速ペダル
２０１ ケース
３００ シンク
４０１ アクチュエータ、モーター
４１０ 動力伝達ユニット
４１５ 突起
４１７ ダンパー

Claims (3)

1. 側面形状がＬ字形状を有するように下部側が車両後方側に屈曲したロッドの下端に連結され、運転者の踏み込みにより車両を加速するために作動する方向に移動する加速ペダルと、
   車速信号及びスイッチから信号を受信して前記二つの信号を比較し、車速が制限速度より大きい場合には、設定された制限速度及び設定されたモードに基づいて加速ペダルの反力を制御するための制御信号を出力するペダル制御ユニットとを利用する加速ペダルシステムにおいて、
   前記制御信号が出力される場合に、前記制御信号を受信して、前記加速ペダルが前記設定されたモードによって作動するように前記加速ペダルを制御し、前記加速ペダルの上部に配置される反力装置と、
   前記反力装置が内部に配置され前記ロッドの上端部が固定されるケースと、を含み、
   前記反力装置は、
   前記制御信号に基づいて印加される電流によって動力を発生させ、軸方向が車両の前後方向に沿うように前記ケースの上部に設けられたモータでなるアクチュエータと、
   前記アクチュエータから発生した動力を選択的に伝達する動力伝達ユニットと、
   前記動力伝達ユニットから動力の伝達を受けて、前記加速ペダルに伝達するホイールと、を備え、
   前記動力伝達ユニットは、
   前記モータの軸方向における車両の前方側端部から突出する回転軸に設けられモータからの動力の伝達を受けるスパーギヤで形成された第１ギヤと、
   前記モータの軸方向と平行な回転軸における車両の前方側端部に設けられ前記第１ギヤから動力の伝達を受けるスパーギヤで形成された第２ギヤと、
   前記第２ギヤが設けられた前記回転軸の軸方向中間部に設けられ、前記第２ギヤからの動力の伝達を受けて、前記ホイールを設定された角度に回転させるウォームギヤで形成された第３ギヤとを含み、
   前記ロッドの上端部には、扇形となってロッドの前記側面から突出し、上下で対向する一対の突起がロッドと一体に形成されており、
   前記ホイール下部には、前記突起が結合され、突起の扇形より大の中心角を有する扇形の溝が上下に対向して一対形成され、
   前記ホイール下部から上方に向けて側面形状が扇形を成すように延設され、この延設された扇形の上端部の頂面に前記第３ギヤと噛み合うギヤが形成され、
   前記ペダル制御ユニットが前記反力装置のアクチュエータを作動させれば、第１ギヤ、第２ギヤ、第３ギヤが順次回転し、前記ホイールの扇形の上端部が第３ギヤの軸方向に沿って第３ギヤにおける車両の前方側に移動するように前記ホイールが回転して、前記扇形の溝の一端に固定されたダンパーが前記突起に接触することを特徴とする加速ペダルシステム。
2. 前記設定されたモードは、
   前記加速ペダルが反力を発生させるように作動する第１モードと、
   前記加速ペダルが振動を発生させるように作動する第２モードと、
   前記加速ペダルがノッキングを発生させるように作動する第３モードと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の加速ペダルシステム。
3. 前記ケースの外面には、熱を排出するシンクが形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の加速ペダルシステム。

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