KR100379680B1 - 액셀레이터 페달 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 호환성이 우수하며 안정적인 주행을 수행할 수 있도록 한 액셀레이터 페달 모듈에 관한 것이다.

그 구성은 액셀레이터 페달 플레이트와, 페달 플레이트의 답력에 의해서 회전 운동되는 페달암과, 페달암의 단부에 회전 가능하게 결합되는 보디프레임과, 보디프레임의 내부에 회전 가능하도록 피벗 설치되며 페달암의 하측면에 면 접촉되는 마찰판과, 마찰판과 페달암의 사이에 위치하는 보디프레임의 내부에 수용 설치되어 페달암의 회전시 복원력을 부여하는 스프링부재 및 복원스프링과, 페달암의 단부에 면 접촉되도록 레버에 결합되어 회전각을 감지하기 위한 감지센서로 구성된다. 그 페달암의 회전시 감지센서가 그 회전각을 감지하여 엔진의 제어부로 출력하며, 마찰판으로부터 마찰 효과를 가질 수 있으며, 스프링부재와 복원스프링에 의해서 원 위치로 복귀되는 복원력을 갖는다.

이에 따르면, 본 발명은 구조가 간단해질 뿐만 아니라 고장요인을 예방할 수 있으며, 도로 주행여건이 나쁜 곳의 주행시에도 마찰효과로 인하여 안정된 주행을 할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

액셀레이터 페달 모듈{accelerator pedal module}

본 발명은 액셀레이터 페달 모듈에 관한 것으로, 특히 자동차의 액셀레이터 페달의 밟음량을 센서로 감지하여 이를 제어장치로 출력할 수 있도록 한 액셀레이터 페달 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 액셀레이터 페달은 운전자가 밟는 힘에 따라 흡기계통의 공기량, 연료량 또는 출력을 조절하는 기능을 갖는다.

종래의 액셀레이터 페달은 링크 및 케이블에 의해서 발의 답력이 엔진에 전달되는 구성을 가지며, 그 운전자의 발 밟는 답력에 의해서 링크 및 케이블이 당겨지는 작동과정을 가지고 있다. 이러한 케이블방식은 장시간 사용시 케이블의 마모 및 늘어지는 현상이 발생할 우려가 있으며, 이에 따라 연료공급 및 출력시스템을 정확하게 제어할 수 없고, 또 구조가 복잡한 문제점을 가지고 있었다.

이를 개선하기 위한 종래 액셀레이터 페달의 예로는 페달과 센서가 동일축으로 이루어진 페달모듈(US5768946)과, 페달에 연결된 레버가 센서에 연결된 레버에 회전각을 전달하는 메카니즘으로 구성된 페달모듈(US5934152)등이 있다. 이들 선행기술들은 페달의 회전을 센서를 통해 제어장치로 출력하여 연료와 공기의 공급 및 엔진의 출력을 제어하도록 되어 있다.

이러한 종래의 액셀레이터 페달 모듈에서는, 도로사정이 나쁜 요철이 심한 도로를 주행할 때에 운전자는 무의식적으로 페달을 밟고 떼는 동작을 반복적으로 수행하는데, 이러한 경우 차량이 울컥거리는 현상이 발생한다. 그래서 이러한 현상을 방지하기 위한 수단으로 종래의 페달모듈에는 구동로울러가 채용되거나, 축수부에 마찰판이 설치되어 있다.

그런데, 종래의 구름로울러방식을 채용한 페달모듈은 구조가 복잡하여 제조단가가 비쌀뿐 아니라 조립 설치하는데 곤란함이 있다. 그리고, 축수부에 마찰판을 설치하는 방식의 종래 페달모듈은 제조공정이 복잡하고, 다양한 페달답력에 대응하기 어려운 문제가 있다.

본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창안된 것으로, 그 목적은 액셀레이터 페달에 페달의 회전각을 감지하여 차량의 제어장치에 전기적인 신호를 출력하는 회전각센서를 일체화시키고 페달을 밟는 량에 따라 비례적으로 변환하는 마찰효과(friction effect)를 얻도록 함으로서, 간단한 구조로서 안정성있는 주행이 이루어지도록 한 액셀레이터 페달 모듈을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 액셀레이터 페달 모듈에 따른 바람직한 실시예를 나타낸 정면도,

도 2는 도 1의 A-A선 단면도,

도 3은 도 2의 B-B선 단면도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 평단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 페달 플레이트 200 : 페달암

210 : 회전축 300 : 보디프레임

310,320 : 스토퍼 312,322 : 탄성부재

400 : 마찰판 410 : 피벗축

500 : 스프링부재 550 : 토오션 스프링

600 : 복원스프링 700 : 감지센서

710 : 레버

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 액셀레이터 페달 모듈은 액셀레이터 페달 플레이트와,

상기 액셀레이터 페달 플레이트의 답력에 반응하여 회전운동되는 페달암과,

상기 페달암의 단부에 회전축에 의해 축결합되며 페달암의 하면으로 적정 거리 이격된 스토퍼가 적어도 하나이상 형성되는 보디프레임과,

상기 보디프레임의 내부에 회전가능하게 피벗 설치되며 페달암의 단부에 면 접촉되는 마찰판과,

상기 페달암의 단부에 결합되어 페달 플레이트의 밟는 힘에 따라 회전되는 페달암의 회전각을 감지하기 위한 감지센서와,

상기 마찰판과 페달암의 사이에 개재되어 상기 페달암에 복원 탄성력을 제공하는 스프링부재를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 액셀레이터 페달 모듈은, 도 1 내지 도 3을 참조, 크게 액셀레이터 페달 플레이트(100)와, 페달 플레이트(100)의 답력에 의해서 회전 운동되는 페달암(200)과, 페달암(200)의 단부에 회전 가능하게 결합되는 보디프레임(300)과, 보디프레임(300)의 내부에 회전 가능하도록 피벗설치되며 페달암(200)의 하측면에 면 접촉되는 마찰판(400)과, 마찰판(400)과 페달암(200)의 사이에 위치하는 보디프레임(300)의 내부에 수용 설치되어 페달암(200)의 회전시 복원력을 부여하는 스프링부재(500)와, 페달암(200)의 단부에 면 접촉되도록 레버(710)에 결합되어 회전각을 감지하기 위한 감지센서(700)로 구성된다.

마찰판(400)은 보디프레임(300)의 내부에 피벗축(410)으로 축결합되고, 스프링부재(500)의 탄성력에 의해서 일단부가 페달암(200)의 하면과 면 접촉되어 회전시 페달암(200)과 마찰되는 구조로 되어 있다. 여기서, 스프링부재(500)는 원통형 이중 압축코일스프링으로 구성되어 있다.

페달암(200)은 보디프레임(300)에 수평으로 설치된 회전축(210)에 의해 회전 운동되도록 축 결합되어 있다. 이 페달암(200)의 하단부에 페달플레이트(100)가 설치된다.

보디프레임(300)은 그 내부에 상호 적정 간격 이격되고 수직으로 두개의 스토퍼(310,320)가 형성되어 있다. 각 스토퍼(310,320)의 상면에는 탄성부재 (312,322)가 결합되어 페달암(200)과의 접촉시 발생되는 소음을 감소시킨다. 탄성부재(312)에는 페달의 전개스위치 혹은 킥 다운 스위치등을 장착할 수 있다.

페달암(200)의 상단부 일측면에는 돌기(202)가 돌출 형성되고, 이 돌기(202)의 외측면에는 레버(710)를 매개하여 페달암(200)의 회전각을 감지하는 감지센서 (700)가 설치되어 있다. 페달암(200)의 단부에는 또한, 페달암(200)의 복귀력을 높이고 스프링부재(500)가 파손되더라도 복원력을 가질 수 있도록 복원스프링(600)이 더 구비되어 있다.

한편, 페달암(200)과 마찰판(400)과의 마찰효과를 위해서 페달암(200)이 마찰판(400)보다 경도가 약간 큰 재질을 선택함이 바람직하고, 회전축(210)은 보디프레임(300)의 내부에서 유동이 발생되지 않도록 회전축(210)의 단부에 삽입되는 지지푸시 너트(212)를 설치함이 바람직하다.

미설명부호 "800"은 보디프레임(300)의 측면 보디(800)를 나타낸 것이고, "810"은 차량과의 장착을 위하여 보디프레임(300)의 테두리에 형성되는 체결공(810)을 나타낸 것이다.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명의 작용은 다음과 같다.

사용자가 액셀레이터 페달 플레이트(100)을 밟게 되면, 그 답력이 페달암(200)에 전달되어 페달암(200)의 단부가 보디프레임(300)의 내부에서 회전축(210)을 중심으로 회전 운동된다.

이때, 페달암(200)은 보디프레임(300)에 형성된 한쌍의 스토퍼(310,320) 사이에서 제한적으로 회전하게 되고, 마찰판(400)을 누름과 아울러 돌기(202)에 결합된 감지센서(700)의 레버(710)를 회전시키게 된다.

이어서, 마찰판(400)은 스프링부재(500)로부터 반력 및 하중을 받은 상태에서 페달암(200)의 회전에 의하여 피벗축(410)을 중심으로 회전하게 되므로, 마찰 효과를 얻게 된다. 여기에서 발생하는 마찰효과의 크기는 스프링부재(500) 즉, 이중 압축코일스프링이 제공하는 반력의 크기와 연동하여 변화되는 특성을 갖는다.

한편, 감지센서(700)는 페달암(200)의 회전시 단부에 형성된 돌기(202)가 레버(710)와 결합되어 있으므로, 레버(710)가 페달암(200)과 같이 연동되어 회전각을 감지할 수 있게 된다.

이 때, 복원스프링(600)은 스프링부재(500)의 기능과 동일한 기능으로 페달암(200)에 하중 및 회전에 대한 반력을 부여하게 된다.

복원스프링(600)과 스프링부재(500)는 서로 보완관계를 유지하며, 페달이 초기위치로 복귀되도록 복원력을 부여함으로서, 만약 어느 한쪽이 절손되더라도 페달이 계속적으로 밟힌 상태로 지속되는 것을 방지하는 기능을 갖는다.

이후에 감지센서(700)는 페달암(200)의 회전각을 감지하여 이를 전기적인 신호로 변환하여 엔진의 제어장치에 출력함으로서, 엔진의 출력 및 연료공급을 제어할 수 있게 된다.

한편, 액셀레이터 페달 플레이트(100)에 가해지는 답력이 사라지면, 페달암(200)은 스프링부재(500)와 복원스프링(600)의 탄성력에 의해서 회전축(210)을 중심으로 원 위치로 복원된다. 이 때, 마찰판(400)도 스프링부재(500)의 탄성력에 의해서 피벗축(410)을 중심으로 원 위치로 복귀되는 과정을 갖게 된다.

한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 본 엑셀레이터 페달 모듈에서는 도 1 내지 도 3과 관련하여 상술 및 도시한 실시예에서 스프링부재 (500)가 원통형 압축스프링으로 구성된 것과는 달리 토오션 스프링(550)으로 구성되어 마찰효과를 얻도록 한 것이다.

그 구조는 마찰판(400)이 페달암(200)의 일측 외주면과 보디프레임(300)의 내벽 사이에 개재 설치되고, 페달암(200)의 타측 외주면과 보디 프레임(300)의 내벽 사이에 비틀림 탄성력을 갖는 토오션 스프링(550)이 설치된 것이다.

여기에 적용한 토오션 스프링(550)은 페달암(200)의 회전시 비틀림하중이 작용하여 페달암(200)에 반력을 제공할 뿐 아니라, 스프링(550)의 축방향으로 압축력이 작용하는 원리를 이용한 것이다.

이 반력은 마찰판(400)을 매개로 보디프레임(300)과 페달암(200)에 마찰효과를 부여하므로, 페달암(200)의 회전시 간단한 구조로 마찰효과를 얻을 수 있게 된다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 운전자의 가감속 의지를 검출하는 센서를 간단한 메카니즘으로 액셀레이터 페달에 일체화시킨 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.

운전자가 페달플레이트를 밟음으로써 페달이 회전축을 중심으로 복원스프링반력과 마찰판의 마찰에 의해서 생기는 반력을 초과할 때 회전되고, 마찰판과 페달암사이의 마찰작용에 의해서 주행시의 울컥거림현상을 예방할 수 있다.

그리고, 감지센서의 회전각은 페달의 회전각보다 크므로, 감지센서가 페달의 회전각을 정확하게 감지하여 차량의 제어장치를 제어하기 위한 신호를 출력할 수 있으며, 여기서 회전각의 배율은 회전축과 센서 취부축과의 축간 거리를 이동시킴에 따라 조정할 수 있다.

본 발명에서는 또한, 좌우 대칭구조로서 센서의 회전방향 및 차량의 장착위치에 관계없이 센서의 취부위치를 변경하여 조립이 가능하다.

Claims (5)

1. 액셀레이터 페달 플레이트(100)와,

   상기 액셀레이터 페달 플레이트(100)의 답력에 반응하여 회전운동되는 페달암(200)과,

   상기 페달암(200)의 단부에 회전축(210)에 의해 축결합되며 페달암(200)의 하면으로 적정 거리 이격된 스토퍼(310,320)가 형성되는 보디프레임(300)과,

   상기 보디프레임(300)의 내부에 설치되며 페달암(200)의 하부에 면 접촉되는 마찰판(400)과,

   상기 마찰판(400)과 페달암(200)의 사이에 개재되어 상기 페달암(200)에 복원 탄성력을 제공하는 스프링부재(500)와,

   상기 페달암(200)의 단부에 결합되어 페달 플레이트(100)의 밟는 힘에 따라 회전되는 페달암(200)의 회전각을 감지하기 위한 감지센서(700)를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 액셀레이터 페달 모듈.
2. 제 1항에 있어서, 상기 페달암(200)의 단부에 설치되어 일방향으로 탄성바이어스력을 제공하는 복원스프링(600)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 액셀레이터 페달 모듈.
3. 제 1항에 있어서, 상기 스토퍼(310,320)의 상면에 각각 탄성력을 갖는 탄성부재(312,322)가 설치된 것을 특징으로 하는 액셀레이터 페달 모듈.
4. 제 1항에 있어서, 상기 마찰판(400)은 피벗축(410)에 축결합되어 상기 보디프레임(300)의 내부에 회전가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 액셀레이터 페달 모듈.
5. 제 1항에 있어서, 상기 마찰판(400)은 상기 페달암(200)의 일측 외주면과 보디프레임(300)의 내측에 개재되고,

   상기 스프링부재(500)는 상기 페달암(200)의 타측 외주면과 보디 프레임 (300)의 내벽사이에 설치되어 비틀림 탄성력을 제공하는 토오션 스프링(550)인 것을 특징으로 하는 액셀레이터 페달 모듈.