KR100294456B1 - Automotive acceleration pedal device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차용 가속 페달장치에 관한 것으로, 가속페달(6)에 일단이 연결된 아암(7)의 타단에 원동축(5)이 고정되어 가속페달의 답력에 따라 원동축(5)을 회전하도록 되고, 원동축(5)의 회전각도에 대하여 증폭된 회전각도로 종동축(13)을 회전시키는 회전각 증폭수단, 상기 종동축(13)의 단부에 연결되어 증폭된 회전각을 감지하여 전자제어장치(8)에 상기 회전각에 대응되는 전기적 신호를 출력하는 감지수단(9)을 포함하여 구성되어 구조가 간편하고 비용이 저렴하여, 가속페달의 답력에 따라 증폭된 각도 변위에 대응하여 전자제어장치에 의해 운전자의 의도대로 정확하게 엔진을 제어하도록 구성된다.The present invention relates to an accelerator pedal device for a vehicle, wherein the driving shaft (5) is fixed to the other end of the arm (7), one end of which is connected to the accelerator pedal (6) to rotate the driving shaft (5) in accordance with the pedal force of the accelerator pedal. Rotation angle amplification means for rotating the driven shaft 13 at a rotation angle amplified with respect to the rotation angle of the main shaft 5, the electronic control by sensing the amplified rotation angle connected to the end of the driven shaft 13 It comprises a sensing means (9) for outputting an electrical signal corresponding to the rotation angle to the device (8), the structure is simple and inexpensive, the electronic control in response to the angular displacement amplified according to the pedal power of the accelerator pedal The device is configured to control the engine precisely as the driver intends.
Description
본 발명은 자동차용 가속 페달장치에 관한 것으로, 특히 가속페달의 답력에 응답하여 예를들어 가속페달의 회전각도에 따라 스로틀밸브에 의한 스로틀 개도가 보다 정확히 설정된 바에 따라 이루어지도록 하는 가속 페달장치에 관한 것이다The present invention relates to an accelerator pedal device for an automobile, and more particularly, to an accelerator pedal device in which a throttle opening degree by a throttle valve is made more accurately according to the pedal pedal rotation angle, for example. will be
일반적으로, 자동차의 가속페달은 엔진으로의 흡기량 및 연료공급을 제어하기 위하여 스로틀밸브와 연동하도록 되어 있으며, 이를 위하여 가속페달은 종래 케이블 또는 링크에 의해 스로틀 밸브의 축부와 연결되도록 구성되었으나, 예를들어 배기가스중 유해성분을 저감시키기 위하여 그리고 운전상태에 적합한 흡기량을 공급하기 위하여 엔진 연료 및 흡기량 제어를 보다 정확하게 수행하기 위하여 종래의 케이블 또는 링크를 사용하는 가속페달장치 대신에 센서를 사용하여 가속페달의 회전각도 또는 답력을 감지하여 그에 대응하여 제어장치에서 미리 프로그램된 바에 따라 스로틀 밸브의 개도를 정확하게 제어하는 것이 시도되고 있다.In general, the accelerator pedal of the vehicle is interlocked with the throttle valve to control the intake and fuel supply to the engine. For this purpose, the accelerator pedal is configured to be connected to the shaft portion of the throttle valve by a conventional cable or link. Accelerator pedals instead of accelerator pedals using conventional cables or links, for example, to more precisely control engine fuel and intake volume to reduce harmful components in the exhaust gas and to provide an intake volume appropriate to the operating conditions. It has been attempted to sense the rotational angle or the stepping force of and to precisely control the opening degree of the throttle valve as previously programmed in the controller.
이와같이 센서를 이용한 가속페달장치로서 가속페달의 회전각도에 대응하여 전기적 신호를 발생하는 센서로서 포텐셔 미터를 이용한 가속페달장치가 있었으나, 구조가 복잡할 뿐만 아니라 가속페달의 회전각도를 정확히 감지 및 전달하지 못하여 스로틀 밸브를 정확히 제어하지 못하고 값이 고가이므로 사용에 부담이 되는 문제가 있었다.As such, the accelerator pedal device using the sensor generates an electrical signal corresponding to the rotation angle of the accelerator pedal, but the accelerator pedal device using a potentiometer is used, but the structure is not only complicated but also accurately detects and transmits the rotation angle of the accelerator pedal. Since the throttle valve was not accurately controlled and the value was expensive, there was a problem in that it was burdensome to use.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 구조가 간편하고 설치비용이 저렴하며, 가속페달의 작동을 정확하고 세밀하게 감지하여 운전자 의도대로 정확하게 엔진 제어를 할 수 있도록 된 자동차용 가속 페달장치의 제공을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, the structure is simple, the installation cost is low, the acceleration for automobiles to accurately and precisely detect the operation of the accelerator pedal to accurately control the engine as the driver intended To provide a pedal device.
본 발명의 목적은 또한 간편한 구조로 페달의 회전각도를 증폭하고 이를 포텐셔 미터로 감지하도록 하여 페달 회전각도의 작은 변화에도 적합하게 응답하도록 구성되어 엔진제어를 운전자 의도와 같이 정확히 수행할 수 있도록 된 자동차용 페달장치를 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to amplify the rotational angle of the pedal with a simple structure and to sense it with a potentiometer so as to respond appropriately to small changes in the pedal rotational angle so that the engine control can be performed exactly as the driver intended. It is to provide a pedal device for cars.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 가속 페달장치의 개략적인 측면도.1 is a schematic side view of an accelerator pedal apparatus for a vehicle according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 가속 페달장치의 구조를 보여주는 확대 단면도이다.Figure 2 is an enlarged cross-sectional view showing the structure of the accelerator pedal device according to the present invention.
도 3은 본 발명의 가속 페달장치를 사용하는 경우의 개략적인 엔진 제어를 위한 구성도.3 is a block diagram for schematic engine control when using the accelerator pedal device of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 가속 페달장치 2 : 커버1: accelerator pedal device 2: cover
3 : 하우징 4 : 가동부재3: housing 4: movable member
5 : 원동축 6 : 페달5: coaxial shaft 6: pedal
7 : 아암 8 : 전자제어장치7: arm 8: electronic control device
9 : 포텐셔 미터 10, 11 : 스토퍼9: potentiometer 10, 11: stopper
12 : 원동기어 14 : 종동기어12: prime mover 14: driven gear
15, 17 : 토션 스프링15, 17: torsion spring
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차용 가속 페달장치는 페달과, 그에 일단이 연결되고 타단은 원동축에 고정되어 페달의 답력에 따라 원동축을 회전시키도록 된 아암, 상기 원동축에 제공된 원동기어와 그에 맞물려 회전하도록 되고 감소된 기어비를 갖는 종동기어를 포함하여 원동축의 회전각을 증폭시키도록 된 페달 각도변위 증폭수단, 상기 종동기어의 종동축 일단에 제공되어 그 회전각도에 따라 대응된 전기신호를 출력하는 회전각 감지수단을 포함하여 구성된다.Acceleration pedal device for a vehicle of the present invention for achieving the above object is provided with a pedal, an arm is connected to one end thereof and the other end is fixed to the driving shaft to rotate the driving shaft according to the pedal effort of the pedal, provided on the driving shaft A pedal angular displacement amplifying means configured to amplify the rotational angle of the driving shaft, including a driven gear and a driven gear having a reduced gear ratio in engagement with the driving gear, and provided at one end of the driven shaft of the driven gear to correspond to the rotational angle thereof. It comprises a rotation angle detection means for outputting the electrical signal.
상기 증폭수단은 차체에 고정되어 지지되는 원통형의 하우징을 포함하며, 상기 원동축과 원동기어 및 그에 맞물린 종동기어를 수용하며, 하우징의 일측면에는 종동축의 단부와 연결되어 종동축의 회전각 변위를 감지하는 회전각 감지수단이 장착된다.The amplification means includes a cylindrical housing fixed to and supported by the vehicle body, and accommodates the primary shaft, the primary gear and the driven gear engaged therewith, and one side of the housing is connected to an end of the driven shaft to displace the rotation angle of the driven shaft. Rotation angle detection means for detecting is mounted.
또한, 상기 페달의 아암 단부에는 하우징의 외측면에 제공된 제 1 및 제 2 스토퍼들 사이에서 페달의 답력에 따라 회동하며 그 단부가 원동축에 고정된 커버부재가 제공된다.Further, the arm end of the pedal is provided with a cover member which rotates in accordance with the pedal effort of the pedal between the first and second stoppers provided on the outer surface of the housing and whose end is fixed to the driving shaft.
이하, 본 발명의 일실시예를 도시한 첨부도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings showing an embodiment of the present invention will be described in detail the present invention.
도 1은 본 발명의 자동차 페달장치를 개략적으로 보여주고 있다. 본 발명의 페달장치는 자동차의 바디에 고정된 지지부재(1)에 의해 지지되는 커버부재(2)로 밀폐된 원통형의 하우징(3)의 외측면에서 동심원적으로 이동하도록 된 원호상의 가동부재(4)가 배치되고, 그 가동부재(4)는 하우징(3)의 중심부를 관통하는 원동축(5)에 일단부가 고정되며 타단부는 운전자가 발로 조작하는 페달(6)에 연결된 아암(7)에 일체로 고정되어 페달의 답력에 의해 원동축(5)을 회전시키게 되어 있고, 하우징(3)의 일측면에 제공되며 후술하는 바와같이 원동축의 회전각도를 증폭하여 회전하도록 된 종동축의 단부와 연결되어 그 회전각에 대응된 전기적 신호를 자동차의 전자제어장치(8)로 출력하는 포텐셔 미터(9)로 구성된다.1 schematically shows an automobile pedal device of the present invention. The pedal device of the present invention is an arc-shaped movable member configured to move concentrically on the outer surface of the cylindrical housing 3 sealed by the cover member 2 supported by the support member 1 fixed to the body of the vehicle ( 4) is arranged, the movable member 4 is fixed to the driving shaft 5 penetrating the central portion of the housing 3, one end of the arm (7) connected to the pedal (6) that the driver manipulates the foot It is fixed to the end to rotate the driving shaft 5 by the pedaling force of the pedal, the end of the driven shaft is provided on one side of the housing 3 to rotate by amplifying the rotation angle of the driving shaft as will be described later And a potentiometer 9 for outputting an electrical signal corresponding to the rotation angle to the electronic controller 8 of the vehicle.
상기 하우징(3)의 외측면에는 소정 각도 간격으로 배치된 제 1 및 제 2 스토퍼(10,11)가 제공되어 페달의 답력에 따라 가동부재(4)와 원동축(5)의 회전각도 범위를 한정하도록 한다.The outer surface of the housing 3 is provided with first and second stoppers 10 and 11 disposed at predetermined angular intervals to adjust the range of rotation angles of the movable member 4 and the driving shaft 5 according to the pedal effort. Be limited.
하우징(3)의 내부에는 도 2에 단면도로 개략적으로 도시된 바와같이 원동축(5)에 원동기어(12)가 고정되어 있고, 원동축(5)과 평행하게 이격되어 회전가능하게 배치된 종동축(13)에 상기 원동기어(12)와 맞물려 회전하도록 된 종동기어(14)가 제공되어 있다. 상기 원동기어(12)는 하우징의 일측면과의 사이에 제공된 제 1 토션 스프링(15)에 의해 초기위치에 보지되도록 되고, 상기 원동축의 일단에는 캡(16)에 의해 보호되며 일단이 캡에 고정되고 타단은 가동부재(4)에 고정된 제 2 토션 스프링(17)이 제공되어 있다.As shown schematically in the sectional view in FIG. 2, the housing 3 has a primary gear 12 fixed to the primary shaft 5, and a longitudinally spaced rotatably spaced parallel to the primary shaft 5. A coaxial gear 13 is provided with a driven gear 14 adapted to rotate in engagement with the primary gear 12. The prime mover gear 12 is held in an initial position by a first torsion spring 15 provided between one side of the housing, one end of the drive shaft is protected by a cap 16 and one end is attached to the cap. A second torsion spring 17, which is fixed and the other end is fixed to the movable member 4, is provided.
이로써, 페달에 답력이 가해지지 않고 있을 때는 제 2 토션 스프링(17)에 의해 가동부재(4)가 제 1 스토퍼(10)에 의해 초기위치에서 유지되며 이때 엔진은 아이들링상태로 된다. 또한, 제 1 토션 스프링(15)에 의해 원동기어(12)와 그에 맞물린 종동기어(14)를 초기위치로 복귀시킨다. 상기 제 2 스토퍼(11)는 운전자가 페달을 밟을 때의 최대 각도 변위를 한정한다. 상기 제 1 및 제 2 토션 스프링들의 걸림위치를 조정함으로써 초기 스프링의 토크값을 조절할 수 있다.Thus, when no pedaling force is applied to the pedal, the movable member 4 is held in the initial position by the first stopper 10 by the second torsion spring 17, and the engine is in an idling state. In addition, the primary gear 12 and the driven gear 14 meshed thereto are returned to the initial position by the first torsion spring 15. The second stopper 11 defines a maximum angular displacement when the driver presses the pedal. The torque value of the initial spring can be adjusted by adjusting the locking positions of the first and second torsion springs.
상기 원동기어(12)와 종동기어(14)의 기어비에 따라 증폭되는 비율이 정해지게 되며, 예를들어 원동기어(12)와 그에 맞물려 회전되는 종동기어(14)의 기어비는 예를들어 3-4 : 1로 되며, 이로써 원동기어의 회전각이 10°일 때 종동기어와 종동축의 회전각은 30-40°로 증폭된다. 따라서, 페달에 의해 회전되는 원동축의 미세한 회전각도에 대해서도 종동축의 회전각도가 증폭되어 종동축(13)의 단부와 연결된 포텐셔 미터(9)에 의해 정확히 감지함으로써 전자제어장치에 의해 엔진이 제어된다.The ratio of the amplification is determined according to the gear ratio of the prime gear 12 and the driven gear 14, for example, the gear ratio of the prime gear 12 and the driven gear 14 rotated in engagement with it is 3- 4: 1, whereby the rotation angle of the driven gear and the driven shaft is amplified to 30-40 ° when the rotation angle of the prime gear is 10 °. Accordingly, the rotation angle of the driven shaft is amplified even for the minute rotation angle of the driven shaft rotated by the pedal and accurately detected by the potentiometer 9 connected to the end of the driven shaft 13 so that the engine can be controlled by the electronic controller. Controlled.
이러한 본 발명의 자동차용 페달장치의 구성에 따른 작용효과를 도 3을 참고하여 설명하기로 한다.An operation and effect according to the configuration of the vehicle pedal device of the present invention will be described with reference to FIG.
운전자가 가속페달을 밟게 되면, 그 답력에 따라 가동부재(4)가 원동축(5)과 함께 회전하게 되며, 그에 의해 회전하는 원동기어(12)가 회전하고, 소정의 기어비로 된 종동기어(14)가 회전하여 원동기어(12)의 회전각도는 그 기어비에 따라 증폭되어 이를 감지한 포텐셔 미터(9)의 전기적 출력신호가 도 1의 전자제어장치(8)로 입력된다. 전자제어장치(8)에서는 포텐셔 미터의 출력신호에 의해 미리 프로그램된 바에 따라 엔진의 흡기량을 제어하기 위하여 구동수단(19)을 제어하여 스로틀밸브(18)의 개도를 제어하게 되므로 운전자의 미세한 조작에 대해서도 양호한 응답성으로 엔진이 제어된다.When the driver presses the accelerator pedal, the movable member 4 rotates together with the driving shaft 5 according to the stepping force, whereby the rotating driving gear 12 rotates, and the driven gear having a predetermined gear ratio ( 14 is rotated, the rotation angle of the prime mover gear 12 is amplified according to the gear ratio, and the electrical output signal of the potentiometer 9 which senses it is inputted to the electronic controller 8 of FIG. In the electronic control apparatus 8, the opening degree of the throttle valve 18 is controlled by controlling the driving means 19 to control the intake of the engine as previously programmed by the output signal of the potentiometer. The engine is controlled with good response to.
본 발명에 따라, 운전자의 답력에 따라 대응하여 회전하는 원동축에 원동기어와 그에 맞물려 회전하는 종동기어를 소정 기어비로 설정하여 증폭시킴으로써 포텐셔 미터의 감지를 보다 정확하게 하여 엔진의 제어를 운전자 의도에 따라 정확하게 제어할 수 있도록 함으로써 가속 페달의 응답성을 양호하게 하고, 케이블 또는 링크기구를 사용하지 않음에 따라 종래에 비하여 구조를 매우 단순화시킴과 함께 제조비용이 저렴한 가속 페달장치가 제공된다.According to the present invention, by amplifying by setting a driving gear and a driven gear which rotates correspondingly according to the driver's effort at a predetermined gear ratio to amplify the driving gear, the control of the engine is more precisely controlled by the driver's intention. According to the present invention, it is possible to accurately control according to the present invention, thereby improving the responsiveness of the accelerator pedal, and by using a cable or a link mechanism, an accelerator pedal device having a very simple structure and a low manufacturing cost is provided.
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