KR100520523B1

KR100520523B1 - 가속 페달 자동 시험장치

Info

Publication number: KR100520523B1
Application number: KR10-2002-0076676A
Authority: KR
Inventors: 김재관
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2005-10-11
Also published as: KR20040048722A

Abstract

가속 페달 자동 시험장치가 개시된다. 그러한, 가속 페달 자동시험장치는 본체와, 상기 본체에 장착되어 그 선단에 장착된 로드에 의하여 가속 페달을 가압/해제시키는 액츄에이터와, 상기 본체에 장착되어 상기 액츄에이터가 가속 페달을 가압하는 경우, 상기 로드의 이동거리를 스로틀 밸브의 개도에 따라 제한하는 스텝모터와, 상기 액츄에이터가 오프(OFF) 인 경우, 상기 로드를 액츄에이터 방향으로 탄력적으로 가압하는 복귀 스프링과, 그리고 상기 액츄에이터, 스텝모터, 스로틀 밸브와 연결됨으로써, 상기 스로틀 밸브로부터 신호를 입력받아 상기 액츄에이터 및 스텝모터를 제어하여 가속 페달의 가압력을 일정하게 유지하도록 하는 제어부를 포함한다.

Description

가속 페달 자동 시험장치{APPARATUS FOR AUTOMATICALLY TESTING ACCELERATOR}

본 발명은 가속 페달 자동 시험장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스텝모터 및 액츄에이터를 적용함으로써 가속 페달의 복귀시간을 자동으로 측정할 수 있는 가속 페달 자동 시험장치에 관한 것이다.

일반적으로 가속 페달은 스로틀 밸브와 케이블에 의하여 연결됨으로서, 가속 페달을 밟음에 따라 스로틀 밸브가 일정 각도로 개방됨으로서 가속된다.

그리고, 가속 후에는 운전자가 가속 페달에서 발을 떼는 경우에는 가속 페달이 복귀 스프링 등에 의하여 원위치로 신속하게 복귀하게 된다.

이러한 가속 페달의 복귀시간은 운전상 매우 중요한 요소임으로 국내 및 북미 국가에서는 자동차 관련 시험항목 중 "가속제어장치 복귀 능력시험" 이라는 항목이 있어 스로틀 개도(100％, 75％, 50％, 25％)에 따른 스로틀 밸브의 원위치(아이들 위치) 복귀시간을 법규화하고 있다.

상기한 조건을 충족시키기 위하여 가속 페달의 복귀시간을 측정하는 바, 시험자가 차량에 탑승하여 TPS로부터 출력되는 전류값을 읽으면서 발로 가속 페달을 밟은 후 다시 순간적으로 가속 페달을 복귀시켜 아이들 상태로 복귀하는 시간을 측정한다.

그러나, 이러한 측정방법은 시험원이 직접 발로 가속 페달을 밟아야 하고, 각각의 스로틀 개도를 측정기구에 표시되는 TPS 전류값을 읽으면서 시험실 외부에 있는 다른 시험자와 서로 교신을 하고, 또한 가속 페달로부터 발을 떼어 작용력을 해제하여야 한다. 따라서, 시험자간의 신호가 일치하지 않아 복귀시간의 측정이 정확하지 않은 문제점이 있다.

또한, 시험방법상 스로틀 개도까지 인력에 의하여 가속 페달을 밟고 해제하고 다시 이전 위치까지 밟는 것을 순간 작동으로 여러 번 반복해야 함으로 실험의 반복성에 따른 정확성이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 스텝모터 및 액츄에이터를 장착함으로써 스로틀 밸브의 개도와 가속 페달의 유격거리를 정량화하여 복귀시간을 자동적으로 측정할 수 있는 가속 페달 자동 시험장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 본체와; 상기 본체에 장착되어 그 선단에 장착된 로드에 의하여 가속 페달을 가압/해제시키는 액츄에이터와; 상기 본체에 장착되어 상기 액츄에이터가 가속 페달을 가압하는 경우, 상기 로드의 이동거리를 스로틀 밸브의 개도에 따라 제한하는 스텝모터와; 상기 액츄에이터가 오프(OFF) 인 경우, 상기 로드를 액츄에이터 방향으로 탄력적으로 가압하는 복귀 스프링과; 그리고 상기 액츄에이터, 스텝모터, 스로틀 밸브와 연결됨으로써, 상기 스로틀 밸브로부터 신호를 입력받아 상기 액츄에이터 및 스텝모터를 제어하여 가속 페달의 가압력을 일정하게 유지하도록 하는 제어부를 포함하는 가속 페달 복귀 자동시험장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가속 페달 자동 시험장치를 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 가속 페달 자동 시험장치는 본체(1)와, 상기 본체(1)의 내부에 장착되어 로드(3)를 전, 후방으로 이동시킴으로써 가속 페달(5)을 가압/해제시키는 액츄에이터(7)와, 상기 본체(1)의 내부에 장착되어 상기 액츄에이터(7)의 로드(3) 이동거리를 스로틀밸브(11)의 개도에 따라 제한하는 스텝모터(9)와, 상기 본체(1) 및 스로틀 밸브(11)를 제어함으로써 가속 페달(5)의 복귀시험을 수행하는 제어부(25)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 가속 페달 자동 시험장치에 있어서, 상기 본체(1)는 그 내부에 공간이 마련되어 상기 액츄에이터(7) 및 스텝 모터(9) 등의 구성품들이 제공된다. 그리고, 상부에는 손잡이(23)가 형성됨으로써 시험자가 이 손잡이(23)에 의하여 시험장치를 간편하게 운반할 수 있다.

상기 액츄에이터(7)는 그 전방으로 장착되어 전,후방으로 이동 가능한 로드(3)와, 상기 로드(3)의 선단부에 장착되어 가속 페달(5)을 가압/해제하는 고정레버(21)와, 상기 로드(3)의 중간부에 수직방향으로 돌출되어 상기 스텝 모터(9)와 접촉하는 스토퍼(15)와, 상기 스토퍼(15)를 후방향으로 탄력적으로 가압하는 스프링부재(19)를 포함한다.

이러한 액츄에이터(7)는 상기 제어부(25)와 연결됨으로써 전원이 인가되는 경우 구동하여 로드(3)를 전방으로 이동시킨다. 그리고, 로드(3)가 전방으로 이동하는 경우 로드(3)의 선단부에 힌지 가능하게 연결된 고정레버(21)가 가속 페달(5)을 가압하게 된다. 따라서, 가속 페달(5)이 눌림으로써 스로틀 밸브(11)가 개방된다.

그리고, 스프링(19) 부재는 상기 본체(1)의 내측면과 상기 스토퍼(15)의 사이에 배치되어 상기 스토퍼(15)를 탄력적으로 지지한다. 따라서, 상기 로드(3)가 전방으로 이동하는 경우, 상기 스프링(19)이 수축되며, 로드(3)의 가압력이 해제되면 상기 스프링(19)의 탄성력에 의하여 상기 로드(3)가 후방으로 이동된다.

한편, 상기 스텝모터(9)는 회전축(17)이 구비되며, 이 회전축(17)은 스텝모터(9)의 구동에 의하여 전, 후방으로 일정거리 이동하게 된다. 그리고, 상기 스텝모터(9)는 제어부(25)의 전류조절기(35)에 연결된다. 따라서, 시험자가 이 전류 조절기(35)를 조작함으로써 스텝모터(9)의 구동상태를 가변적으로 제어할 수 있다.

보다 상세하게는 상기 제어부(25)가 상기 스로틀 밸브(11)로부터 신호를 접수하여 스로틀 밸브(11)의 개도상태를 표시하면, 시험자가 이 개도수치를 확인하여 수동으로 전류조절기(35)를 회전시킴으로써 스텝모터(9)를 구동시켜 회전축(17)을 이동시킨다.

예를 들면, 스로틀 밸브(11)의 개도상태가 100％이면 스텝모터(9)의 회전축(17)이 가장 적게 전진하고, 50％이면 중간정도 전진하고, 25％이면 가장 멀리 전진하게 된다.

상기 제어부(25)는 전원스위치(27)와, 액츄에이터 전원 스위치(29)와, 스로틀 밸브(11)의 개도상태를 표시하는 위치 인디케이터(31)와, 스텝모터 작동용 전압 조절기(33)와, 전류 조절기(35)가 제공된다. 그리고, 스텝모터 작동용 전압 인디케이터(41)와, 전류 인디케이터(37)와, TPS 전압 인디케이터(39)가 제공된다.

또한, 상기 제어부(25)는 TPS 전압 출력단자(43)와 연결됨으로써 TPS(13)로부터 출력되는 전압에 의하여 스로틀 밸브(11)의 개도 정도를 인식하게 된다.

즉, TPS 출력전압이 약 4.5V인 경우 스로틀 밸브(11)의 개도가 100％이고, TPS 출력전압이 약 3.5V인 경우 스로틀 밸브(11)의 개도가 75％이고, TPS 출력전압이 약 2.5V인 경우 스로틀 밸브(11)의 개도가 약 50％이고, TPS 출력전압이 약 1.5V인 경우 스로틀 밸브(11)의 개도가 25％로 인식한다.

그리고, 스로틀 밸브(11)의 개도를 상기 제어부(25)의 위치 인디케이터(31)를 통하여 표시하게 된다. 따라서, 시험자는 이 위치 인디케이터(31)에 의하여 스로틀 밸브(11)의 개도정도를 확인할 수 있음으로 가속 페달(5)이 어느 정도 눌려있는지를 알 수 있다.

이하, 상기한 구조를 갖는 가속 페달 자동시험장치를 이용하여 차량의 가속 페달 복귀시간을 측정하는 과정을 더욱 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 가속 페달(5)을 가압하여 스로틀 밸브(11)의 개도가 100％인 상태에서 가속 페달(5)에 작용하는 외력을 해제하였을 때 가속 페달(5)의 복귀시간을 측정하는 경우를 설명한다.

먼저, TPS 출력전압 대비 스로틀 밸브(11) 개도비율의 기준값은 TPS 출력전압이 약 4.5V인 경우 스로틀 밸브(11)의 개도 100％, 약 3.5V인 경우 75％, 약 2.5V인 경우 약 50％, 약 1.5V인 경우 25％이다.

상기 조건은 차량마다 특성상 TPS 출력 전압신호가 차이가 있음으로, 이 조건을 충족시키기 위하여는 가속 페달 자동 시험장치를 초기 셋팅을 실시하여야 한다.

초기 셋팅하는 과정을 설명하면, 상기 제어부(25) 전원의 전원스위치(27) 및 액츄에이터의 전원스위치(29)를 온(ON)시키면, 상기 액츄에이터(7)의 로드(3)가 전방으로 이동하여 고정레버(21)가 가속 페달(5)을 가압하게 된다. 그리고, 가속 페달(5)이 눌림으로써 스로틀 밸브(11)가 개방되기 시작하고, 이때 TPS 전압단자(43)로부터 신호가 출력되어 상기 제어부(25)로 입력된다.

따라서, 상기 제어부(25)의 위치 인디케이터(31) 및 TPS 전압 인디케이터(39)에는 스로틀 밸브(11)의 개도상태 및 전압이 표시된다.

그리고, 상기 제어부(25)의 스텝모터 작동용 전압 조절기(33)를 조절함으로써 스텝모터(9)를 구동시킨다. 따라서, 이러한 스텝모터(9)의 구동에 의하여 회전축(17)이 액츄에이터(7) 방향으로 전진함으로써 전방으로 이동하고 있는 상기 액츄에이터(7)의 로드(3)에 장착된 스토퍼(15)에 접촉한다.

이때, 상기 액츄에이터(7)의 고정레버(21)는 가속 페달(5)을 지속적으로 가압하고 있는 상태임으로, 스로틀 밸브(11)의 열림상태가 지속되고 이러한 열림상태는 TPS 전압 인디케이터(39)를 통하여 확인된다. 시험자는 TPS 전압 인디케이터(39)를 확인하면서 전압이 약 4.5V에 근접하는지를 관찰하고, 4.5V에 도달하면 스텝모터 작동용 전압조절기(33)를 조절하여 회전축(17)에 의하여 로드(3)의 스토퍼(15)를 지지함으로써 로드(3)가 더 이상 전진하지 못한다. 이때는 TPS 출력전압이 약 4.5V상태이고, 액츄에이터(7)의 로드(3)가 정지된 상태임으로 스로틀 밸브(11)가 100％ 개도 상태를 유지한다.

이러한 과정을 통하여 차량마다 다른 TPS 출력 전압신호의 차이를 일치시킴으로써 초기 셋팅을 완료하게 된다.

상기의 경우는 개도 약 100％인 경우를 예로 들어 설명하였으나, 약 75％, 50％ 등의 개도수치에서도 상기와 같은 방법으로 초기셋팅을 설정할 수 있다. 다만, 이 경우에는 TPS 출력전압을 약 3.5V, 2.5V 등에 설정하여야 한다.

초기 셋팅이 완료되면, 가속 페달(5)의 복귀시간 측정을 하게 되는데, 초기에 제어부(25)의 전원 스위치(27) 및 액츄에이터(7)의 전원 스위치(29)를 온(ON) 시킴으로써 액츄에이터(7)의 로드(3)를 가속 페달(5) 방향으로 전진시킨다. 이때, 상기 스텝모터(9)의 회전축(17)은 액츄에이터(7) 방향으로 일정 거리 돌출되어 있는 상태, 바람직하게는 약 100％ 개도 상태에 맞는 거리만큼 돌출되어 있다. 따라서, 상기 액츄에이터(7)는 상기 스텝모터(9)의 회전축(17)에 의하여 더 이상 가속 페달(5) 방향으로 전진하지 못하고 정지하게 된다.

이 정지위치가 스로틀 밸브(11)의 개도상태 약 100％이고, TPS 출력전압이 약 4.5V 상태임으로 목표하는 시험조건을 충족시키게 된다.

이 상태에서, 시험자가 액츄에이터 전원 스위치(29)를 오프(OFF) 하면, 상기 액츄에이터(7)는 구동하지 않음으로 로드(3)를 더 이상 지지하지 못하게 된다. 이때, 복귀 스프링(19)이 상기 스토퍼(15)를 액츄에이터(7) 방향으로 탄력적으로 가압하고 있는 상태이다.

따라서, 상기 액츄에이터의 로드(3)는 신속하게 원위치로 복귀하게 되고, 이때, 가속 페달(5)을 가압하고 있던 고정레버(21)도 액츄에이터(7) 방향으로 이동하게 됨으로 가속 페달(5)도 원위치로 복귀하게 된다.

따라서, 이러한 가속 페달(5)의 복귀시간을 오실로스코프상에 표시되는 그래프에 의하여 측정함으로써 정확한 복귀시간을 측정할 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 가속페달과 고정레버(21)의 사이에 장착된 리미트 스위치와 TPS(13)를 오실로스코프와 연결하여 고정레버(21)가 가속페달(5)을 가압하는 경우 리미트 스위치 및 TPS(13)가 작동함으로써 TPS 출력신호를 발생시키게 된다. 따라서, 도4 에 도시된 바와 같이, 상기 리미트 스위치와 TPS(13)로부터 발생된 신호(L,T)가 오실로스코프상에 표시될 수 있다. 도시된 바와 같이, 가속페달(5)을 가압하여 스로틀 밸브(11)를 완전히 개방한 상태에서는 TPS 신호곡선(T) 및 리미트 스위치 신호곡선(L)이 각각 일정구간(T1) 유지되고 가압을 해제하게 되면 가속페달(5)이 원위치로 복귀하게 됨에 따라 TPS 신호곡선(T) 및 리미트 스위치 신호곡선(L)이 변동된다. 그리고, 이러한 과정이 일정 시간 지속된 후 다시 일정구간(T2) 유지된다. 따라서,이러한 TPS 신호곡선(T)의 변동구간(R)이 복귀시간을 의미하므로 이 변동구간(R)에 의하여 복귀시간을 측정할 수 있다.

상기한 개도 상태 100％인 경우 이외에도, 75％, 50％, 25％ 등의 상태에서도 상기와 같은 과정을 통하여 가속 페달의 복귀시간을 측정할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 가속 페달 복귀시험장치는 스텝모터 및 액츄에이터를 장착하여 시험자가 용이하게 초기상태를 셋팅할 수 있는 장점이 있다.

또한, 액츄에이터의 로드가 초기 설정된 거리만큼만 이동하여 가속 페달을 가압함으로 시험의 정확성을 높일 수 있는 장점이 있다.

그리고, 시험자가 스스로 가속 페달을 복귀시킬 수 있음으로 가속 페달의 복귀시간을 정확히 측정할 수 있는 장점이 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가속 페달 자동 시험장치를 도시하는 구성도이다.

도 2는 도 1에 도시된 가속 페달 자동 시험장치의 작동상태도이다.

도 3은 도 2에 도시된 가속 페달 자동 시험장치를 이용하여 가속 페달의 복귀시간을 측정하는 과정을 도시하는 순서도이다.도 4는 가속페달의 복귀시간을 측정하기 위하여 오실로스코상에 표시된 TPS 신호곡선과 리미트스위치 곡선을 도시한 그래프이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1: 본체 3: 로드

5: 가속 페달 7: 액츄에이터

9: 스텝모터 11: 스로틀 밸브

Claims

본체와;

상기 본체에 장착되어 그 선단에 장착된 로드에 의하여 가속 페달을 가압/해제시키는 액츄에이터와;

상기 본체에 장착되어 상기 액츄에이터가 가속 페달을 가압하는 경우, 상기 로드의 이동거리를 스로틀 밸브의 개도에 따라 제한하는 스텝모터와;

상기 액츄에이터가 오프(OFF) 인 경우, 상기 로드를 액츄에이터 방향으로 탄력적으로 가압하는 복귀 스프링과; 그리고

상기 액츄에이터, 스텝모터, 스로틀 밸브와 연결됨으로써, 상기 스로틀 밸브로부터 신호를 입력받아 상기 액츄에이터 및 스텝모터를 제어하여 가속 페달의 가압력을 일정하게 유지하도록 하는 제어부를 포함하는 가속 페달 자동시험장치.
제1 항에 있어서, 상기 액츄에이터는 그 선단부에 장착되어 전후방으로 이동 가능한 로드와, 상기 로드로부터 하향으로 돌출되어 상기 스텝모터와 접촉하는 스토퍼와, 상기 로드의 선단부에 장착되어 상기 가속 페달을 가압하는 고정레버를 포함하는 가속 페달 자동 시험장치.
제2 항에 있어서, 상기 스텝모터는 회전축을 전후진시킴으로서 상기 액츄에이터의 스토퍼와 접촉하여 로드의 이동을 제한하는 가속 페달 자동 시험장치.
제1 항에 있어서, 상기 제어부는 전원스위치와, 액츄에이터 전원 스위치와, 스로틀 밸브의 개도상태를 표시하는 위치 인디케이터와, 스텝모터 작동용 전압 조절기와, 전류 조절기와, 스텝모터 작동용 전압 인디케이터와, 전류 인디케이터와, TPS 단자와 연결되어 TPS의 출력전압을 표시하는 TPS 출력전압 인디케이터를 포함하는 가속 페달 자동 시험장치.