KR100391214B1 - 자동차의 클러치 페달 답력 경감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 클러치 페달 답력 경감장치에 관한 것으로 특히, 클러치 페달(1)과, 클러치 마스터 실린더(2), 파이프(3), 호스(4), 클러치 릴리스 실린더(5)로 구성되는 클러치 제어 시스템에 있어서, 센서 로드(61)가 페달암(1a)에 연결되는 형태에서 클러치 페달(1) 축상에 고정 설치되어 클러치 페달의 회전각에 부응하는 직류전압(Vp)을 발생시키는 페달 위치 감지센서(6)와; 일정 주파수의 삼각파 펄스전압(Vt)를 계속해서 발생시키는 삼각파 발생기(7)와; 상기 페달 위치 감지센서(6)의 출력전압(Vp)과 삼각파 발생기(7)의 출력전압(Vt)을 상호 비교하여 그 차전압을 구형파 형태로 출력하는 비교기(8)와; 상기 비교기(8)의 출력신호에 부응하여 스위칭 작동되어 엑추에이터(10)에 그에 부응하는 주파수의 구동전압을 출력시켜 주는 엑추에이터 구동부(9)와; 내부에는 두개의 코일(C)을 구비하고 작동로드(10a)가 상기 페달 위치 감지센서(6)의 센서 로드(61)에 축지된 형태에서 클러치 페달 지지판(1b)상에 고정 설치되어 상기 엑추에이터 구동부(9)의 출력신호에 부응하는 힘으로 페달암을 밀어주는 엑추에이터(10)를 부가 설치하여 기본 레이아웃을 변경하지 않고도 클러치 페달 담력을 저감시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

자동차의 클러치 페달 답력 경감장치{Leg power reducing device of clutch pedal for vehicle}

본 발명은 자동차의 클러치 페달 답력 경감장치에 관한 것으로 더욱 상세히는, 클러치 제어 시스템의 기본 레이아웃(LAYOUT)은 변경하지 않고도 페달의 답력을 크게 저감시킬 수 있도록 발명한 것이다.

일반적으로 클러치 제어장치는 수동 트랜스밋션(M/T) 차량의 동력 전달장치인 클러치를 제어하는 시스템으로서, 도 5와 같이 클러치 페달(1), 클러치 마스터 실린더(2), 파이프(3), 호스(4), 클러치 릴리스 실린더(5)로 구성되어 있다.

이러한 시스템의 작동을 보면 클러치 페달(1)을 밟아 작동시킬 때 페달암에 연결된 마스터 실린더(2)로부터 파이프(3)와 호스(4)를 통해 클러치 릴리스 실린더(5)로 유압이 전달되므로, 상기 클러치 릴리스 실린더(5)에 연결된 클러치 릴리스 레버가 작동되어 자동차 엔진의 동력이 단속되는 것이다.

이러한 시스템에 있어서 차량 상품성에 큰 영향을 주는 것의 하나가 페달 답력인데, 차량 클러치 용량이 커질 수록 페달 답력이 높아지게 된다.

이의 해결을 위해 종래에는 페달비를 크게하거나, 클러치 마스터 실린더 또는 릴리스 실린더의 경과 스트로크를 변경하고 있는데, 이와같은 변경에는 레이아웃(Layout)적으로 제약을 많이 받게 되어 설계상 많은 어려움이 뒤따르게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 이와같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 클러치 제어 시스템의 기본 레이아웃은 변경하지 않고 페달 답력을 저감시킬 수 있는 자동차의 클러치 페달 답력 경감장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 공지된 클러치 제어 시스템에 있어서, 센서 로드가 페달암에 연결되는 형태에서 클러치 페달 축상에 고정 설치되어 클러치 페달의 회전각에 부응하는 전압을 발생시키는 페달 위치 감지센서와; 일정 주파수의 삼각파 펄스를 발생시키는 삼각파 발생기와; 상기 페달 위치 감지센서의 출력전압과 삼각파 발생기의 출력신호를 상호 비교하여 그 차전압을 구형파 형태로 출력하는 비교기와; 상기 비교기의 출력신호에 부응하여 스위칭 작동되어 엑추에이터에 그에 부응하는 주파수의 구동전압을 출력시켜 주는 엑추에이터 구동부와; 내부에는 두개의 코일을 구비하고 작동로드가 상기 페달 위치 감지센서의 센서 로드에 축지된 형태에서 클러치 페달 지지판상에 고정 설치되어 상기 엑추에이터 구동부의 출력신호에 부응하는 힘으로 페달암을 밀어주는 엑추에이터를 부가 설치하여 주므로써 달성할 수 있다.

따라서, 기존의 클러치 제어 시스템의 기본 레이아웃을 변경하지 않고도 엑추에이터를 통해 페달 답력을 저감시킬 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명 장치의 블럭 구성도.

도 2는 본 발명 장치가 실시된 크러치 페달부의 개략 측면도.

도 3의 (a)-(d)는 본 발명 장치의 각부 출력 파형을 나타낸 것으로써,

(a)는 페달 위치 감지센서의 출력신호와 삼각파 발생기의 출력신호를 교접시킨 상태의 그래프.

(b)는 비교기의 출력 파형도.

(c)는 페달 스트로크가 클 때 비교기의 출력 파형도.

(d)는 페달 스트로크가 작을 때 비교기의 출력 파형도.

도 4는 본 발명 장치에서 사용된 엑추에이터의 개략 단면도.

도 5는 일반적인 클러치 제어 시스템도.

* 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 클러치 페달 2 : 클러치 마스터 실린더

3 : 파이프 4 : 호스

5 : 클러치 릴리스 실린더 6 : 페달 위치 감지센서

7 : 삼각파 발생기 8 : 비교기

9 : 엑추에이터 구동부 10 : 엑추에이터

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 장치의 블럭 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 장치가 실시된 크러치 페달부의 개략 측면도를 나타낸 것이다.

이에 따르면, 클러치 페달(1)과, 클러치 마스터 실린더(2), 파이프(3), 호스(4), 클러치 릴리스 실린더(5)로 구성되는 클러치 제어 시스템에 있어서,

센서 로드(61)가 페달암(1a)에 연결되는 형태에서 클러치 페달(1) 축상에 고정 설치되어 클러치 페달의 회전각에 부응하는 직류전압(Vp)을 발생시키는 페달 위치 감지센서(6)와;

일정 주파수의 삼각파 펄스전압(Vt)를 계속해서 발생시키는 삼각파 발생기(7)와;

상기 페달 위치 감지센서(6)의 출력전압(Vp)과 삼각파 발생기(7)의 출력전압(Vt)을 상호 비교하여 그 차전압을 구형파 형태로 출력하는 비교기(8)와;

상기 비교기(8)의 출력신호에 부응하여 스위칭 작동되어 엑추에이터(10)에 그에 부응하는 주파수의 구동전압을 출력시켜 주는 엑추에이터 구동부(9)와;

내부에는 두개의 코일(C)을 구비하고 작동로드(10a)가 상기 페달 위치 감지센서(6)의 센서 로드(61)에 축지된 형태에서 클러치 페달 지지판(1b)상에 고정 설치되어 상기 엑추에이터 구동부(9)의 출력신호에 부응하는 힘으로 페달암을 밀어주는 엑추에이터(10)를 부가 설치한 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 도 3의 (a)-(d)는 본 발명 장치의 각부 출력 파형을 나타낸 것으로써, (a)는 페달 위치 감지센서의 출력신호와 삼각파 발생기의 출력신호를 교접시킨 상태의 그래프이고, (b)는 비교기의 출력 파형도이며, (c)는 페달 스트로크가 클 때 비교기의 출력 파형도이고, (d)는 페달 스트로크가 작을 때 비교기의 출력 파형도이며, 도 4는 본 발명 장치에서 사용된 엑추에이터의 개략 단면도를 나타낸 것이다.

이와같이 구성된 본 발명 장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 운전자가 클러치 페달(1)을 작동시키면 센서 로드(61)가 페달암(1a)에 연결되는 형태에서 클러치 페달(1) 축상에 고정 설치되어 있는 페달 위치 감지센서(6)에서는 현재 클러치 페달의 스토로크에 비례하는 직류전압(Vp)을 발생시켜 비교기(8)의 비반전압력단자(+)에 인가시켜 주게 된다.

한편, 삼각파 발생기(7)에서는 일정 주파수의 삼각파 펄스전압(Vt)를 계속해서 발생시켜 비교기(8)의 반전압력단자(-)에 인가시켜 주게 된다.

따라서, 상기 비교기(8)에서는 페달 위치 감지센서(6)의 출력전압(Vp)과 삼각파 발생기(7)의 출력전압(Vt)을 상호 비교하여 그 차전압을 구형파 형태로 출력하게 되는데, 이때 상기 비교기(8)는 도 3의 (a)(b)와 같이 삼각파 발생기(7)의 출력전압(Vt)에서 페달 위치 감지센서(6)의 출력전압(Vp)을 빼는 방식을 통해 그 결과가 "0"보다 클 때 엑추에이터 구동부(9)에 "온"신호를 출력하게 된다.

이와같이 상기 비교기(8)에서 출력되는 엑츄에이터 구동신호는 페달 스토로크가 클 때 도 3의 (c)와 같이 "온" 펄스폭이 넓어져 스위칭 트랜지스터 등으로 구성되는 엑추에이터 구동부(9)의 온 타임이 길어져 코일(C)내로 흐르는 전류가 커지므로 엑츄에이터(10)가 큰 조작력을 발생시키게 된다.

또한, 형재 페달 스트로크가 작을 경우에는 비교기(8)의 출력신호인 온 타임 펄스폭이 도 3의 (d)와 같이 좁아 되는 엑추에이터 구동부(9)의 온 타임이 그 만큼 짧아져 코일(C)내로 흐르는 평균전류가 작아지므로 엑츄에이터(10)의 조작력이 그 만큼 작아지게 된다.

이와같은 동작은 페달의 스트로크에 따라 엑추에이터(10)의 조작력 변화로 자동적으로 이루어지게 되므로 페달의 답력이 그 만큼 자동 저감되는 것이다.

다시말해서 본 발명 장치는 현재 크러치 페달(1)의 스트로크를 감지하는 페달 위치 감지센서(6)가 페달 회전축상에 취부 되고, 센서 로드(61)이 페달암(1a)에 연결되어 페달 스크로크가 커질수록 센서암의 작동각이 커짐에 따라 페달 위치 감지센서(6)의 출력 전압도 커지도록 되어 있다.

또한, 센서 로드(61)이 페달암(1a)에 연결되는 동일 위치에 엑추에이터(10)의 작동로드(10a)가 취부되어(엑추에이터(10)는 페달 지지판(1b)에 장착되어 있음) 있어 페달 작동시에 엑추에이터(10)가 페달암(1a)을 밀어줄 수 있는 것이다.

이때, 엑추에이터(10) 내부의 상세구조를 보면 엑추에이터 본체 내부에는 전자석 2개가 전류를 흘려줄 때 극성을 같이하여 반발력이 작용하도록 코일(C)이 감겨 있으며, 현재 페달의 위치에 따라 엑추에이터 조작력을 제어할 수 있도록 엑추에이터 구동부(9)가 모듈로 장착되어 있다.

따라서, 운전자가 클러치 페달(1)을 밟을 때 페달 위치 감지센서(6)로 부터의 출력 전압이 증가하게 되고, 이 신호를 받은 비교기(8)에서 엑추에이터 구동부(9)를 통해 엑추에이터(10) 내부의 코일로 흐르는 전류를 증가시켜 주므로 엑추에이터 조작력이 증가하게 되고, 페달암을 밀어주게 된다.(이러한 엑추에이터의 조작력은 페달 스트로크에 비레하여 증가되도록 엑추에이터 내부의 엑추에이터 구동부(9)가 제어되는데 이것을 클러치 페달 스트로스크가 증가 할수록 압력이 급격히 증가하기 때문이다.)

이와 같이 하면 클러치 릴리스 하중에서 엑추에이터 페달암을 밀어줄 때 발생되는 힘을 뺀 만큼의 힘만으로 운전자가 페달을 밟아주면 되므로 페달 답력이 저감되는 것이다.

한편, 페달 리턴시는 클러치 릴리스 하중이 엑추에이터 조작력 보다는 크기 때문에 운전자가 페달에서 하중을 제거하자 마자 리턴된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기존의 클러치 제어 시스템에 페달 위치 감지센서와 삼각파 발생기, 비교기, 엑추에이터 구동부 및 엑추에이터만을 부가 설치하여 페달 답력을 저감시킬 수 있도록 하므로써, 기본 레이아웃을 변경하지 않아도 되어 레이아웃 제약에 따른 설계상의 문제점을 완벽히 해결할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 클러치 페달(1)과, 클러치 마스터 실린더(2), 파이프(3), 호스(4), 클러치 릴리스 실린더(5)로 구성되는 클러치 제어 시스템에 있어서,

   센서 로드(61)가 페달암(1a)에 연결되는 형태에서 클러치 페달(1) 축상에 고정 설치되어 클러치 페달의 회전각에 부응하는 직류전압(Vp)을 발생시키는 페달 위치 감지센서(6)와;

   일정 주파수의 삼각파 펄스전압(Vt)를 계속해서 발생시키는 삼각파 발생기(7)와;

   상기 페달 위치 감지센서(6)의 출력전압(Vp)과 삼각파 발생기(7)의 출력전압(Vt)을 상호 비교하여 그 차전압을 구형파 형태로 출력하는 비교기(8)와;

   상기 비교기(8)의 출력신호에 부응하여 스위칭 작동되어 엑추에이터(10)에 그에 부응하는 주파수의 구동전압을 출력시켜 주는 엑추에이터 구동부(9)와;

   내부에는 두개의 코일(C)을 구비하고 작동로드(10a)가 상기 페달 위치 감지센서(6)의 센서 로드(61)에 축지된 형태에서 클러치 페달 지지판(1b)상에 고정 설치되어 상기 엑추에이터 구동부(9)의 출력신호에 부응하는 힘으로 페달암을 밀어주는 엑추에이터(10)를 부가 설치한 것을 특징으로 하는 자동차의 클러치 페달 답력 경감장치.