KR100410751B1 - 자동차용 전자식 액셀페달의 복귀력 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 전자식 액셀페달의 복귀력 저감장치에 관한 것으로, 페달아암(1)에 장착된 하우징(5b)과, 이 하우징(5b) 내부의 가이드홀(5b′)을 따라 상하이동되는 부시(5c)와, 이 부시(5c)를 지지하는 스프링(5d)과, 상기 페달아암(1) 장착용 힌지파이프(2)에 형성된 돌출곡면부(2a)와, 상기 부시(5c)에 수용되어 상기 돌출곡면부(2c)에 접촉되는 스틸볼(5a)로 이루어진다.

따라서, 액셀페달의 팁아웃(tip out)시 상기 돌출곡면부(2a)에서 이동하는 스틸볼(5a)에 의해 부시(5c)가 상승하고, 이때 압축되는 스프링(5d)의 반력이 액셀페달 리턴스프링의 수축력을 방해하는 힘으로 작용하여 액셀페달의 복귀력이 저감됨으로써 운전자의 발목에 가해지는 부담을 줄일 수 있게 된다.

Description

자동차용 전자식 액셀페달의 복귀력 저감장치{a return force decreasing device for electronic accel pedal of vehicles}

본 발명은 자동차용 전자식 액셀페달의 복귀력 저감장치에 관한 것으로, 특히 액셀페달의 복귀력을 저감시킴으로써 장시간 운전시 발목피로를 덜어 줄 수 있도록 된 자동차용 전자식 액셀페달의 복귀력 저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 액셀페달은 케이블을 통하여 스로틀밸브를 직접 조작하는 기계식으로 이루져 있으나, 근래에는 센서를 설치하여 조작상태를 감지하고 이 조작상태에 따라 별도의 액튜에이터를 작동시킴으로써 스로틀밸브의 개도를 제어할 수 있도록 된 전자식 액셀페달의 적용도 늘어나고 있다.

도 1은 기계식 액셀페달과 전자식 액셀페달의 답력선도로서, 얇은 실선으로 도시된 것이 기계식 액셀페달의 답력선도(a)이고, 굵은 점선으로 도시된 것이 전자식 액셀페달의 답력선도(b)이다.(상하의 얇은 일점쇄선은 조작성목표영역(c)을 나타낸다.)

도시된 바와 같이, 전자식 액셀페달의 경우에는 케이블이 연결되어 있지 않아 케이블의 습동저항이 발생하지 않으므로 기계식 액셀페달에 비하여 답력효율이 좋음을 알 수 있다.

따라서, 작은 힘으로 액셀페달을 밟을 수 있다.

그러나, 액셀페달을 밟은 후 놓을 때는 케이블에 의한 습동저항이 없는 관계로 리턴스프링의 힘이 최대한 발휘되어 액셀페달의 복귀력이 지나치게 강하므로 액셀페달에서 놓을 때도 발목에 힘을 줄 수 밖에 없는 상황이 된다.

따라서, 장시간 운행할때에는 발목에 상당한 무리가 오며, 이는 피로감을 가중시키는 원인이 되는 문제점이 있었다.

또한, 액셀페달을 밟을 때와 액셀페달을 놓을 때의 답력차이가 작기 때문에--답력선도에서 상부의 팁인(tip in)선과 하부의 팁아웃(tip out)선의 간격이 좁다--페달이 민감하여 특히 차량 흔들림이 심한 비포장로 등에서의 제어가 어려워지는 문제점도 있었다.

따라서, 리턴스프링의 스프링상수를 작게 하여 액셀페달의 복귀력을 감소시킬 수는 있으나, 이처럼 단순히 리턴스프링의 스프링상수를 조절하여 액셀페달의 복귀력을 작게 하는 경우에는 팁인시의 페달 답력이 동반 저하되어 액셀페달이 지나치게 민감해지며, 이 또한 액셀페달의 조작성을 저하시키는 것이어서 바람직한 해결책은 될 수 없었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 액셀페달의 팁인시 답력은 줄지 않으면서 팁아웃시 답력은 줄어들 수 있게 됨으로써 장시간 운전하여도 발목에 피로가 덜 오며, 조작성이 향상될 수 있도록 된 자동차용 전자식 액셀페달의 복귀력 저감장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 자동차의 기계식 액셀페달과 전자식 액셀페달의 답력선도,

도 2는 본 발명에 따른 액셀페달 복귀력 저감장치의 장착상태도,

도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도로서, 본 발명에 따른 액셀페달 복귀력 저감장치의 페달 밟기 전 상태도,

도 4는 본 발명에 따른 액셀페달 복귀력 저감장치의 페달 밟은 후 상태도,

도 5는 종래 전자식 액셀페달과 본 발명에 따른 복귀력 저감장치가 장착된 전자식 액셀페달의 답력선도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 페달아암, 2 : 힌지파이프,

2a : 돌출곡면부, 3 : 리턴스프링,

4 : 브라켓, 5 : 복귀력 저감장치,

5a : 스틸볼, 5b : 하우징,

5c : 부시, 5d : 스프링.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 페달아암에 장착된 하우징과, 이 하우징 내부의 가이드홀을 따라 상하이동되는 부시와, 이 부시를 지지하는 스프링과, 상기 페달아암 장착용 힌지파이프에 형성된 돌출곡면부와, 상기 부시에 수용되어 상기 돌출곡면부에 접촉되는 스틸볼로 이루어진다.

따라서, 페달아암 복귀시에는 상기 스프링을 압축하여야만 하므로 리턴스프링의 복원력이 상쇄되므로 액셀페달의 복귀력이 저감된다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 액셀페달 복귀력 저감장치의 장착상태도로서, 페달아암(1)이 힌지파이프(2)를 매개로 회동가능하도록 고정되고, 이 힌지파이프(2)에 리턴스프링(3)이 설치되어, 이 리턴스프링(3)의 상단(3a)은 브라켓(4)에 걸려지고 하단(3b)은 페달아암(1)에 걸려지는 구조로 이루어져 리턴스프링(3)에 의한 페달아암(1)의 복귀가 가능하도록 된 액셀페달의 상부구조에 있어서, 상기 힌지파이프(2)에 돌출곡면부(2a)가 형성되고, 이 돌출곡면부(2a)에 접촉되는 스틸볼(5a)을 갖춘 복귀력 저감장치(5)가 페달아암(1)에 장착되는 구조로 이루어진다.

상기 복귀력 저감장치(5)는 도 3에 도시된 바와 같이, 내부에 가이드홀(5b′)이 형성되고 상기 페달아암(1)의 측면에 고정되는 하우징(5b)과, 이 하우징(5b)의 가이드홀(5b′)에서 상하이동되는 부시(5c)와, 이 부시(5c)에 수용되는 상기 스틸볼(5a) 및, 가이드홀(5b′)에 내장되어 부시(5c)를 탄성지지하는 스프링(5 d)으로 구성되며, 상기 힌지파이프(2)에 형성된 돌출곡면부(2a)는 힌지파이프(2) 외주면의 우측 접점부터 상부 접점을 지나는 범위에 형성되며, 힌지파이프(2)의 중심으로부터 반경방향의 길이가 점차 늘어나는 형상으로 형성된다.

즉, 힌지파이프(2) 우측 접점부분에서는 높이가 0이며, 반시계방향으로 돌아갈수록 그 높이가 높아지는 형상으로 되어 있다.

이하, 본 발명의 작용 및 효과를 설명하기로 한다.

도 3에 도시된 상태는 운전자가 액셀페달을 밟지 않은 상태로서, 상기 스틸볼(5a)이 돌출곡면부(2a)의 상단에 접촉해 있으며, 이 상태에서 상기 스프링(5d)은 압축된 상태로서 탄성반력에 의해 밀려지는 부시(5c)가 스틸볼(5a)을 돌출곡면부(2a)쪽으로 밀어 붙이고 있는 상태이다.

이와 같은 상태에서 운전자가 액셀페달을 밟으면 페달아암(1)이 시계방향으로 회전되므로 이에 장착된 상기 하우징(5b)이 동일한 방향으로 회전되어 돌출곡면부(2a)의 초기위치까지 이동되며, 이때 스프링(5d)의 신장력에 의해 상기 스틸볼(5a)은 계속 돌출곡면부(2a)에 접해 있게 된다.

이후, 운전자가 액셀페달에서 발을 떼면 상기 리턴스프링(3)의 수축력에 의해 페달아암(1)이 반시계방향으로 회전되어 하우징(5b)이 도 3의 초기상태로 복귀하게 되는데, 이 과정에서는 높이가 높아지는 돌출곡면부(2a)의 표면을 이동하는 스틸볼(5a)의 위치변동 때문에 부시(5c)가 가이드홀(5b′)의 내부로 밀려들어가면서 스프링(5d)을 압축하게 되므로, 이 압축작용에 대한 스프링(5d)의 반력이 페달아암(1) 복귀를 방해하게 된다.

즉, 상기 스프링(5d)의 반력만큼 리턴스프링(3)에 의한 페달아암(1)의 복귀력이 감쇄되므로 운전자의 발목에 부담이 덜 가도록 된 것이다.

이와 같은 액셀페달의 답력선도가 도 5에 도시되어 있다.

굵은 점선으로 나타난 것은 종래 전자식 액셀페달의 답력선도(b)이고, 굵은 실선으로 나타난 것이 본 발명에 따른 복귀력 저감장치가 적용된 전자식 액셀페달의 답력선도(d)로서, 페달아암(1)이 복귀될때의 답력특성을 나타낸 선인 하측선이종래경우(b)에 비하여 하강한 것으로 보아 본원발명을 적용한 경우(d)에 페달아암(1)의 복귀력이 감소하였음을 알 수 있다.

따라서, 운전자의 발목에 부담이 덜 가게 되었으며, 또한 팁인시(상측선)와 팁아웃시(하측선)의 간격이 넓어졌으므로 액셀페달의 민감도가 적정수준으로 저하되어 조작성이 향상된다.

한편, 액셀페달을 밟을때 상기 스프링(5b)은 단순히 압축상태에서 본래의 상태로 신장되는 것으로서 액셀페달 팁인시 답력에 거의 영향을 주지 않으므로(도면에서 종래의 답력선도(b)와 본 발명의 답력선도(d)의 상측선이 서로 겹쳐있는 것에서 이를 확인할 수 있다.), 액셀페달의 팁인시 답력에는 변화가 없다.

즉, 팁인시의 페달답력은 저하시키지 않으면서 팁아웃시의 페달답력만을 감소시킬 수 있게 됨으로써 팁인시 페달답력 저하로 인한 조작성의 저하를 일으키지 않게 된다.

한편, 상기 스틸볼(5a)은 돌출곡면부(2a)와의 접촉면상에서 자유로이 이동하면서 부시(5c)를 상하이동시키는 것이 그 역할이므로, 로울러 및 그 외 미끄럼시 마찰저항이 작은 여타의 부재 등으로 대체될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 하우징(5b)의 가이드홀(5b′) 형상, 스프링(5d)의 스프링상수, 힌지파이프(2)에 형성된 돌출곡면부(2a)의 형상을 변경하여 페달아암(1)이 복귀될 때 나타나는 반력특성을 의도한 바대로 변경조정할 수 있으므로 액셀페달의 복귀력을 저감시키는 장치 뿐만 아니라, 다른 페달류 즉, 브레이크페달이나 클러치페달의 팁아웃시 답력특성을 개선하는 장치로서 응용될 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은, 액셀페달을 밟을때의 적절한 답력수준을 유지하면서도 액셀페달을 놓을 때의 페달 복귀력은 감소시킬 수 있게 됨으로써 액셀페달의 조작성 저하를 야기하지 않으면서 팁아웃시 운전자의 발목에 가해지는 부담정도를 저하시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 페달아암(1)에 장착된 하우징(5b)과, 이 하우징(5b) 내부의 가이드홀(5b′)을 따라 상하이동되는 부시(5c)와, 이 부시(5c)를 지지하는 스프링(5d)과, 상기 페달아암(1) 장착용 힌지파이프(2)에 형성된 돌출곡면부(2a)와, 상기 부시(5c)에 수용되어 상기 돌출곡면부(2c)에 접촉되는 스틸볼(5a)로 이루어진 자동차용 전자식 액셀페달의 복귀력 저감장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 돌출곡면부(2c)는 힌지파이프(2) 외주면의 우측단부 접점으로부터 상단의 접점을 지나는 부위에 형성된 돌출형성된 곡면이며, 우측단부의 초기위치에서 반시계방향으로 진행할수록 반경방향 길이가 증가하도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 전자식 액셀페달의 복귀력 저감장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 하우징(5b)의 가이드홀(5b′)과, 스프링(5d)의 스프링상수와, 돌출곡면부(2a)의 곡면형상을 변경하여 페달아암(1) 복귀시의 반력특성을 조정함으로써 브레이크페달 및 클러치페달의 팁아웃시 반력특성 개선장치로서 응용될 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 전자식 액셀페달의 복귀력 저감장치.