KR100331640B1 - 차량용 액셀레이터 포지션 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액셀레이터의 위치 검출방식을 무접촉, 무접점 방식으로 하여 사용빈도가 늘어나더라도 항상 높은 정밀도를 유지할 수 있는 차량용 액셀레이터 포지션 센서를 제공한다.

이러한 액셀레이터 포지션 센서는 액셀레이터 페달(2)의 후측면에 가로 방향으로 회전 가능하게 힌지 결합되는 회전축(4)과; 상기 액셀레이터 페달(2)의 밟힘량과 동일한 스트로크로 회전축(4)을 회전시키도록, 상기 회전축(4)의 일측에 케이블(18)이 감겨진 드럼(20)이 고정되고 그 케이블(18)의 다른 끝은 지지패널의 일측에 장착된 롤러(26)와 연결되며 드럼(20) 측면의 회전축(4)상에는 회전축을 항상 일방향으로 회전하려고 하는 힘을 부여하는 탄성부재(24)가 장착되도록 이루어지는 작동부(6)와; 상기 회전축(4)의 회전 스트로크 변화를 검출하여 그 신호를 전자제어유닛(ECU)으로 인가하도록, 회전축(4)의 타측에 고정되어 같이 회전하는 슬릿 디스크(28)와, 상기 슬릿 디스크(28)의 일측에 위치하여 슬릿 디스크(28)측으로 빛을 발하는 발광소자(30)와, 이 발광소자(30)에서 발생된 빛이 슬릿 디스크(28)를 통과할 때의 광도 변화를 수광하도록 발광소자(30)와 대향하는 슬릿 디스크(28)의 타측에 위치한 수광소자(32)로 이루어지는 센싱부(8)를 포함한다.

Description

차량용 액셀레이터 포지션 센서{ACCELERATOR POSITION SENSOR FOR VEHICLE}

본 발명은 스로틀 밸브의 개폐량을 조정하는 액셀레이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액셀레이터 페달의 밟힘량에 따른 액셀레이터의 스트로크를 검출하기 위한 액셀레이터 포지션 센서에 관한 것이다.

일반적으로 액셀레이터는 자동차 엔진의 회전 속도를 조정하기 위해 스로틀 밸브의 개폐량을 조정하는 부분으로서, 그 일측에 액셀레이터 페달의 작동 위치를 검출하는 액셀레이터 포지션 센서가 장착되어 있다.

액셀레이터 포지션 센서는 도 6에 도시된 바와 같이, 액셀레이터 페달(102)의 밟힘량을 전압으로 변환하여 액셀레이터 페달(102)의 작동 위치를 검출하는 가변 저항식 센서가 주로 사용된다.

이러한 가변 저항식 센서는 액셀레이터 페달(102)의 후측면에 회전축(104)이 힌지 결합되고, 이 회전축(104)의 일측에 케이블(112)이 감긴 드럼(106)이 고정 장착되고, 타측에 가변 저항기(108)가 장착된다. 그리고, 회전축(104)상에 회전축(104)의 회전 탄성력을 부여하는 탄성부재(110)가 장착되고, 드럼(106)에서 연장된 케이블(112)의 다른 끝은 차실 바닥에 고정된다.

가변 저항기(108)는 회전축(104)과 연결되는 금속접점이 저항체 위를 슬라이딩하여 저항 변화량을 검출하는 일반적으로 사용되는 포텐쇼 미터이다.

이러한 가변 저항식 센서는 액셀레이터 페달(102)을 밟으면, 드럼과 차실 바닥 사이의 간격이 좁아지고, 이로 인하여 케이블(112)이 짧아지고, 이 짧아진 양만큼 케이블(112)이 드럼(106)에 감지면서 드럼(106)을 회전시키게 되고, 이 드럼(106)의 회전에 의해 회전축(104)이 회전하고, 이 회전축(104)의 회전에 의해 가변 저항기(108)의 금속접점이 저항체 위를 슬라이딩하면서 저항이 변화되고, 그 변화된 저항값에 따른 전기신호가 전자제어유닛(ECU)으로 입력되어 액셀레이터 페달(102)의 작동 위치를 검출한다.

그러나 상기한 바와 같이 이루어진 가변 저항식 액셀레이터 포지션 센서는 금속접점이 저항체 위를 슬라이딩하는 접촉식이기 때문에 사용빈도에 따라 접점 노화로 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 액셀레이터의 위치 검출방식을 무접촉, 무접점 방식으로 하여 사용빈도가 늘어나더라도 항상 높은 정밀도를 유지할 수 있는 차량용 액셀레이터 포지션 센서를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 액셀레이터 포지션 센서의 측면도이다.

도 2는 도 1의 좌측면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 탄성부재의 측면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 슬릿 디스크의 측면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 센싱부의 회로도이다.

도 6은 종래 기술에 따른 액셀레이터 포지션 센서의 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2:액셀레이터 페달 4:회전축 6:작동부

8:센싱부 18:케이블 20:드럼

24:탄성부재 28:슬릿 디스크 30:발광소자

32:수광소자 34:투광창

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 액셀레이터 페달의 후측면에 가로 방향으로 회전 가능하게 힌지 결합되는 회전축과; 상기 액셀레이터 페달의 밟힘량과 동일한 스트로크로 회전축을 회전시키도록, 상기 회전축의 일측에 케이블이 감겨진 드럼이 고정되고 그 케이블의 다른 끝은 지지패널의 일측에 장착된 롤러와 연결되며 드럼 측면의 회전축상에는 회전축을 항상 일방향으로 회전하려고 하는 힘을 부여하는 탄성부재가 장착되도록 이루어지는 작동부와; 상기 회전축의 회전 스트로크 변화를 검출하여 그 신호를 전자제어유닛(ECU)으로 인가하도록, 회전축의 타측에 고정되어 연동하여 회전하며, 원주방향으로 통과하는 빛의 광도를 달리하는 투광창을 갖는 슬릿 디스크와, 상기 슬릿 디스크의 일측에 위치하여 슬릿 디스크측으로 빛을 발하는 발광소자와, 이 발광소자에서 발생된 빛이 슬릿 디스크를 통과할 때의 광도 변화를 수광하도록 발광소자와 대향하는 슬릿 디스크의 타측에 위치한 수광소자로 이루어지는 센싱부를 포함하는 차량용 액셀레이터 포지션 센서를 제공한다.

이러한 액셀레이터포지션 센서는 액셀레이터 페달을 밟으면 드럼과 롤러 사이에 연결된 케이블의 길이가 짧아지면서 그 짧아진 양만큼 드럼에 감기고, 이 힘에 의해 회전축이 회전하면 슬릿 디스크도 같이 회전하여 발광소자에서 발생되는 빛이 슬릿 디스크의 투명도를 달리하는 투광창 통과 위치가 변화되어 수광소자에서 수광되는 광도가 변화된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 액셀레이터 포지션 센서의 측면도이고, 도 2는 도 1 의 좌측면도이다.

액셀레이터 포지션 센서는 액셀레이터 페달(2)의 밟힘량에 따른 스트로크를 검출하는 센서로서, 액셀레이터 페달(2)의 후측면에 힌지 결합되는 회전축(4)과, 이 회전축(4)의 일측에 장착되어 액셀레이터 페달(2)의 밟힘량과 동일한 스트로크로 회전축(4)을 회전시키는 작동부(6)와, 회전축(4)의 타측에 장착되어 작동부(6)의 작동에 따라 회전하는 회전축(4)의 회전 스트로크를 검출하는 센싱부(8)로 구성된다.

액셀레이터 페달(2)은 엔진으로 유입되는 공기량을 단속하는 스로틀 밸브의 개폐량을 조절하도록 페달로서, 일정 경사각을 가지고 세워진 상태로 그 하단은 차실 바닥(10)에 고정되는 지지패널(12)과 힌지 결합된다. 그리고, 액셀레이터페달(2)과 지지패널(12) 사이에는 액셀레이터 페달(2)을 밟은 후 원위치로 복귀시키는 코일 스프링(14)이 개재된다.

회전축(4)은 액셀레이터 페달(2)의 후측면에 가로 방향으로 회전 가능하게 장착된다. 즉, 회전축(4)의 양단이 액셀레이터 페달 후측면의 가로 방향 양측에 각각 고정된 지지 브라켓트(16) 사이에 회전 가능하게 장착된다.

작동부(6)는 회전축(4)의 일측에 케이블(18)이 감겨진 드럼(20)이 고정되고, 그 케이블(18)의 다른 끝은 지지패널(12)의 일측에 장착된 롤러(26)와 연결된다. 그리고, 드럼(20) 측면의 회전축(4)상에는 회전축을 항상 일방향으로 회전하려고 하는 힘을 부여하는 탄성부재(24)가 장착된다.

탄성부재는 도 3에 도시된 바와 같이, 그 일단이 회전축(4)에 고정되어 나선형으로 감기고, 타단은 액셀레이터 페달(2) 후측면의 일측에 고정되는 스파이럴 스프링으로 이루어짐이 바람직하다.

이러한 작동부(6)는 액셀레이터 페달(2)을 밟으면 액셀레이터 페달(2)과 지지패널(12) 사이의 각이 좁아지고, 이로 인하여 드럼(20)과 롤러(26) 사이의 거리가 짧아지기 때문에 케이블(18)은 그 짧아진 양만큼 탄성부재(24)의 탄성력에 의해 드럼(20)에 감기게 된다. 이때 케이블(18)이 감김에 따라 드럼(20)이 회전하게 되고 드럼(20)과 연결된 회전축(4)이 같이 회전한다.

센싱부(8)는 도 5에 도시된 바와 같이, 액셀레이터 페달(2)의 포지션을 검출하기 위하여 회전축(4)의 회전 스트로크 변화에 따른 저항값을 검출하여 그 신호를 전자제어유닛(ECU)으로 인가하는 부분으로서, 회전축(4)의 타측에 고정되어 같이회전하는 슬릿 디스크(28)와, 이 슬릿 디스크(28)의 일측에 위치하여 슬릿 디스크(28)측으로 빛을 발하는 발광소자(30)와, 이 발광소자(30)에서 발생된 빛이 슬릿 디스크(28)를 통과할 때의 광도 변화를 수광하도록 발광소자(30)와 대향하는 슬릿 디스크(28)의 타측에 위치한 수광소자(32)로 이루어진다.

슬릿 디스크(28)는 도 4에 도시된 바와 같이, 그 중심이 회전축(4)에 고정되고, 그 측면에 원주방향으로 발광소자(30)에서 발생된 빛이 통과하는 투광창(34)이 형성된다.

이 투광창(34)은 띠형태로 슬릿 디스크(28)의 원주방향을 따라 소정 길이만큼 창으로 형성되고, 그 일단에서 타단으로 갈수록 밝기가 달리하도록 일단에서 발광소자(30)에서 발생되는 빛이 통과하는 광도를 크게 하기 위해 투명도가 높은 밝은 색으로부터 타단으로 갈수록 통과하는 광도를 약하게 하기 위한 낮은 투명도를 갖는 어두운 색의 도료가 채색된다.

발광소자(30)는 항상 일정량의 빛을 발할 수 있는 어떠한 요소도 사용될 수 있으나, 본 실시예에서는 발광 다이오드를 사용한다.

수광소자(32)는 발광소자(30)에서 발생된 빛이 슬릿 디스크의 투광창(34)을 통과하면서 변화되는 광도에 따라 저항값을 변화시키는 어떠한 요소도 사용될 수 있으나, 본 실시예에서는 포토 트랜지스터를 사용한다.

이와 같이 이루어진 액셀레이터 포지션 센서의 작동을 다음에서 설명한다.

차량의 가속을 위해 액셀레이터 페달(2)을 밟으면, 액셀레이터 페달(2)과 지지패널(12) 사이의 각이 좁아지게 된다. 이때, 드럼(20)과 롤러(26) 사이에 연결된 케이블(18)의 길이가 짧아지면서 그 짧아진 양만큼 탄성부재(24)가 회전축(4)을 회전시켜 드럼(20)이 상기 케이블을 감게 된다.

그러면, 회전축(4)은 드럼(20)이 케이블(18)을 감으면서 탄성부재(24)의 탄성력에 의해 발생되는 회전에 의해 회전축(4)상에 설치된 슬릿 디스크(28)를 회전시키게 된다. 이 때, 슬릿 디스크(28)의 회전으로 발광소자(28)에서 발생되는 빛이 슬릿 디스크(28)의 일단에서 타단으로 투명도를 달리하는 투광창(34)의 그 통과 위치가 변화된다.

그러면, 발광소자(30)에서 발생되는 빛이 통과하는 투광창(34)의 투명도에 따라 수광소자(32)에서 수광되는 광도가 변화되므로 저항값이 변화되고, 이 변화된 저항값에 따른 신호가 전자제어유닛(ECU)으로 인가되어, 액셀레이터 페달(2)의 스트로크를 검출한다.

상기한 바와 같이 이루어진 액셀레이터 포지션 센서는 센싱부가 발광소자에서 발생된 빛이 슬릿 디스크의 투광창을 통과하면서 변화된 광도에 따라 액셀레이터 포지션을 검출하는 무접촉, 무접점방식으로 이루어지기 때문에 사용빈도에 높아지더라도 항상 높은 정밀도를 유지할 수 있다.

또한 그 구조가 간단하기 때문에 소형화 및 제조 원가를 절감할 수 있다.

Claims (4)

1. 액셀레이터 페달의 후측면에 가로 방향으로 회전 가능하게 힌지 결합되는 회전축과;

   상기 액셀레이터 페달의 밟힘량과 동일한 스트로크로 회전축을 회전시키도록, 상기 회전축의 일측에 케이블이 감겨진 드럼이 고정되고 그 케이블의 다른 끝은 지지패널의 일측에 장착된 롤러와 연결되며 드럼 측면의 회전축상에는 회전축을 항상 일방향으로 회전하려고 하는 힘을 부여하는 탄성부재가 장착되도록 이루어지는 작동부와;

   상기 회전축의 회전 스트로크 변화를 검출하여 그 신호를 전자제어유닛(ECU)으로 인가하도록, 회전축의 타측에 그 회전중심을 통하여 고정되어 연동하며, 그 측면에는 소정 길이만큼 원주방향을 따라 빛이 광도를 달리하여 통과시키도록, 띠형태로 투명도가 다른 도료를 채색한 투광창을 형성하는 슬릿 디스크와, 상기 슬릿 디스크의 일측에 위치하여 슬릿 디스크측으로 빛을 발하는 발광소자와, 이 발광소자에서 발생된 빛이 슬릿 디스크를 통과할 때의 광도 변화를 수광하도록 발광소자와 대향하는 슬릿 디스크의 타측에 위치한 수광소자로 이루어지는 센싱부를 포함하는 차량용 액셀레이터 포지션 센서.
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4. 청구항4는 삭제 되었습니다.