KR100748738B1

KR100748738B1 - 능동형 가속 장치

Info

Publication number: KR100748738B1
Application number: KR1020060055143A
Authority: KR
Inventors: 김은식
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-06-20
Filing date: 2006-06-20
Publication date: 2007-08-13

Abstract

본 발명은 능동형 가속 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 운전자가 설정한 목표속도에 차속이 도달하게 되면 ECU는 제어신호를 전자석부에 보내게 되고, 이 제어신호를 받은 전자석부의 전자석이 극성을 가지게 되고, 이 극성이 스틸(STEEL)부에 전달되며, 이때 운전자가 가속 페달을 밝을 경우 페달 암 끝의 가속 케이블 고정부에 연결된 영구자석이 전자석부 쪽으로 이동하게 되는데, 영구자석과 스틸부의 극성이 동일하여 영구자석의 이동이 척력에 의해 힘들어짐으로써, 페달 답력(EFFORT)이 증가함을 느끼게 되어 페달 조작을 멈추고 속도를 유지할 수 있도록 한 능동형 가속 장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명에 따른 가속답력 조절수단은 한쌍의 전자석이 코일에 의해 연결된 구조로 이루어져서 상기 ECU로부터 전류신호를 인가받아 전극이 형성되는 전자석부와; 상기 액셀 케이블의 끝단에 설치되고, 페달 암에 의해 상기 전자석부와 마주보는 방향으로 이동가능하도록 상기 전자석부와 일정한 간격으로 설치된 영구자석부와; 상기 전자석부와 영구자석부 사이에 설치된 리턴스프링;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 능동형 가속 장치를 제공한다.

가속페달, 페달 암, 전자석부, 스프링, 영구자석

Description

능동형 가속 장치{Active acceleration pedal}

도 1은 본 발명에 따른 능동형 가속 장치를 나타내는 사시도이고,

도 2는 차속이 운전자가 설정한 목표속도에 도달되기 전 능동형 가속 장치의 작동상태를 나타내는 상태도이고,

도 3은 차속이 운전자가 설정한 목표속도에 도달된 후 능동형 가속 장치의 작동상태를 나타내는 상태도이며,

도 4는 종래기술에 따른 능동형 가속 장치를 나타내는 장치구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : ECU 11 : 차속센서

12 : 가속페달 13 : 액셀 케이블

14 : 전자석부 14a,14b : 전자석

14c : 전자석 연결부 15 : 리턴스프링

16 : 영구자석부 16a : 영구자석

16b : 스프링 고정홈 17 : 고정부

18 : 페달 암 19 : 핀

20 : 스틸부

일반적으로 가속장치는 도 4에 도시한 바와 같이 가속페달(12)의 한쪽 선단에 케이블(13)이 설치되고 이 케이블(13)은 엔진으로 연료를 공급하는 스로틀밸브와 직접 연결되어 가속페달(12)에 답력이 가해지면 곧바로 스로틀밸브가 개구되도록 되어 있다.

한편, 자동차가 운행되는 도로마다 지정속도 및 제한속도가 있고, 특히 사고 위험지역에서는 운전자가 감속하도록 지시하는 표지판이 설치되어 있다.

그러나 운전자의 잘못된 운전습관 또는 운전자의 부주의로 상기 지정속도 및 제한속도를 무시하고 달리거나 그냥 지나치게 되는 경우가 종종 있다.

이와 같은 운전자의 가속페달 조작은 대형사고로 이어질 수 있는 위험을 안고 있다.

최근에는 운전자가 차량의 주행중 도로의 지정속도 및 제한속도 또는 감속 표지판에 지시된 속도에 도달하는 경우에 가속페달의 답력을 조절하여 운전자에게 인지시켜주는 능동형 가속 장치가 연구 및 개발 중에 있다.

상기 능동형 가속 장치는 도 4에 도시한 바와 같이 운전자가 속도를 선택해 두고 주행을 하게 되면 ECU(10)에서 실차 속도와 운전자가 설정한 목표 속도를 비교하여 상기 속도 도달시 작동기(100)(ACTUATOR)를 작동시켜 페달 답력(EFFORT)을 증가시켜 운전자에게 목표 속도에 도달하였음을 인지시켜 준다.

그러나 종래의 능동형 가속 장치의 경우에는 별도의 메커니즘을 통해 가속페달의 답력을 조절하는 바, 2개의 링크(101), 1개의 케이블(102) 및 이를 지지하기 위한 기타 부재를 사용하여 메커니즘을 구성하게 되므로, 작동 및 구성이 매우 복잡한 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 액셀 케이블에 두개의 전자석 사이에 코일을 감은 전자석부, 스프링 및 영구자석을 갖는 구조로서, 전자석부는 ECU로부터 제어신호를 인가받아 전류가 흐르게 되면 전자석이 극성을 갖게 되고, 가속페달을 밟게 되면 액셀 케이블이 당겨지면서 영구자석이 전자석부로 이동하면서 척력이 발생함에 따라 운전자가 페달 답력이 증가함을 느끼게 되어 페 달 조작을 멈추고 일정 속도를 유지할 수 있도록 한 능동형 가속 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 능동형 가속 장치에 있어서,

차량의 속도를 감지하는 차속센서와; 상기 차속센서로부터 감지신호를 입력받아 차속이 운전자가 선택한 속도값에 도달하게 되면 가속페달의 답력을 제어하는 ECU와; 상기 ECU의 제어신호를 입력받아 가속페달의 답력을 조절하는 가속답력 조절수단;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 구현예로서, 상기 가속답력 조절수단은

한쌍의 전자석이 코일에 의해 연결된 구조로 이루어져서 상기 ECU로부터 전류신호를 인가받아 전극이 형성되는 전자석부와; 상기 액셀 케이블의 끝단에 설치되고, 페달 암에 의해 상기 전자석부와 마주보는 방향으로 이동가능하도록 상기 전자석부와 일정한 간격으로 설치된 영구자석부와; 상기 전자석부와 영구자석부 사이에 설치된 리턴스프링;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 전자석부는 상기 전자석 중 하나에 인접설치된 스틸부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스틸부는 리턴 스프링이 안착가능한 반구형인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 영구자석부는 상기 전자석부 또는 스틸부와 같은 극성이 서로 마 주보게 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 영구자석부는 상기 스틸부와 대응되는 방향으로 오목하게 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 능동형 가속 장치를 나타내는 사시도이다.

본 발명은 능동형 가속 장치에 관한 것이다.

전술한 바와 같이, 능동형 가속장치는 운전자가 속도를 선택해 두고 주행을 하게 되면 ECU(10)에서 실차 속도와 운전자가 설정한 목표 속도를 비교하여 차량의 속도가 목표속도에 도달시 페달 답력을 증가시켜 운전자에게 목표 속도에 도달하였음을 인지시켜준다.

본 발명은 전자석을 이용하여 가속 페달의 답력을 증가시킨 점에 주안점이 있다.

본 발명은 차속센서(11), 가속페달의 답력을 제어하는 ECU(10) 및 제어신호를 입력받아 페달의 답력을 조절하는 가속답력 조절수단으로 구성되어 있다.

상기 차속센서(11)는 차량의 휠에 설치되고, 휠의 회전수를 계산하여 차량의 속도를 감지한다.

상기 ECU(10)는 차속센서(11)로부터 실차 속도값을 입력받고, 운전자가 설정한 목표속도값을 기억한 다음, 실차 속도가 목표 속도에 도달했는지 여부를 판단하게 된다.

여기서, 상기 가속답력 조절수단은 실차속도가 목표속도에 도달하면 ECU(10) 로부터 전류신호를 인가받아 자석의 척력을 이용하여 가속페달(12)의 답력을 제어한다.

본 발명에 따른 가속답력 조절수단은 액셀 케이블(13)에 전류신호 입력시 극성이 형성되는 전자석부(14), 리턴스프링(15) 및 영구자석부(16)으로 구성되어 있다.

상기 액셀 케이블(13)의 일단부에는 스로틀 밸브와 연결되어 액셀 케이블(13)을 당기면 스로틀 밸브를 열도록 되어 있고, 액셀 케이블(13)의 타단부 측에는 전자석부(14), 리턴스프링(15) 및 영구자석부(16)가 나란히 설치되어 있다.

상기 액셀 케이블(13)에는 고정부(17)가 설치되고, 페달 암(18)의 상단부가 고정부(17)에 결합되어 케이블(13)을 당겨주게 된다.

상기 페달 암(18)의 하단에는 가속 페달(12)이 부착되고, 페달 암(18)의 중간에는 핀(19)이 결합되어 가속페달(12)의 가압력에 의해 페달 암(18)이 회전하여 케이블(13)을 당겨주게 된다.

상기 전자석부(14)는 두개의 전자석(14a,14b)이 나란히 배치되고, 가운데에 배치된 전자석 연결부(14c)가 두개의 전자석을 연결하며, 전자석 연결부(14c)에는 코일이 감겨져 있다.

상기 전자석(14a,14b)은 상기 ECU(10)로부터 전류신호를 인가받으면 극성을 띠게 되고, 이때 전자석 중 하나(14a)는 (-)극, 그리고 다른 하나(14b)는 (+)극을 띠게 된다.

상기 전자석(14b)에는 스틸부(20)가 부착되고, 전자석(14b)이 극성을 띠게 될 경우 스틸부(20)에 전자석(14b)의 극성이 그대로 전달된다. 이때, 스틸부(20)가 부착된 전자석(14b)의 극성이 (+)극인 경우에는 (+)극을 띠게 된다.

상기 스틸부(20)는 단순한 스틸(STEEL)판으로서 형상은 반구형이고, 전자석(14b)과 연결되어 전자석부(14)를 구성한다.

상기 영구자석부(16)는 내부에 영구자석(16a)이 삽입되고 액셀 케이블(13)의 고정부(17)와 일체로 형성되어 있고, 영구자석부(16)의 내측표면에는 스프링 고정홈(16b)이 형성되며, 영구자석부(16)는 오목렌즈형으로 스틸부(20)의 볼록한 면과 마주보게 형성되어 있다.

상기 리턴스프링(15)은 영구자석부(16)의 내측표면에 형성된 스프링 고정홈(16b)과 스틸부(20)에 의해 고정되는데, 스틸부(20)는 리턴스프링(15)보다 직경이 큰 반구형상이므로 리턴스프링(15)이 자유롭게 구속되고, 스프링 고정홈(16b)은 스프링과 같은 직경으로 원주방향을 따라 형성되어 스프링의 조작시 미끄러지지 않게 된다.

상기 스틸부(20)의 반구형 형상과 영구자석부(16)의 오목렌즈형 형상은 전류신호 인가시 척력(자석에 의한 반발력)의 효율을 높일 수 있도록 자기력을 집중시키는 역할을 한다.

이와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 능동형 가속장치의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 차속이 운전자가 설정한 목표속도에 도달되기 전 능동형 가속 장치의 작동상태를 나타내는 상태도이고, 도 3은 차속이 운전자가 설정한 목표속도에 도달 된 후 능동형 가속 장치의 작동상태를 나타내는 상태도이다.

먼저 운전자는 시동키를 온 시킨 상태에서 출발전 또는 주행 중에 도로의 최고조건(제한속도)에 해당하는 속도값을 설정하여 ECU(10)에 그 값을 입력시킨다.

운전자가 주행중 가속하고자 할 경우 가속페달(12)을 밟게 되고, 가속페달(12)을 밟으면 페달 암(18)이 회전하면서, 페달 암(18)의 상단부가 케이블(13)을 당겨 스로틀 밸브의 개도량을 크게 한다.

상기 ECU(10)가 차속센서(11)로부터 감지신호를 입력받아 실차 속도가 운전자가 설정한 목표속도값 미만 인것으로 판단된 경우 가속페달(12)에 의해 흡기량을 조절하는 가속 메카니즘은 종래와 같다.

상기 ECU(10)가 실차 속도와 목표속도를 비교 판단하여 실차속도가 목표속도에 도달된 경우에는 전자석부(14)에 전류신호를 보내게 된다.

상기 전류신호를 인가받은 전자석부(14)의 전자석(14a,14b)은 극성을 띠게 되어 하나는 (-)극을, 다른 하나는 (+)극을 띠게 된다. (+)극의 극성이 스틸부(20)에 전달되어 스틸부(20)가 (+)극을 가지게 된다.

이때, 운전자가 가속 페달(12)을 밟을 경우에 페달 암(18) 끝의 액셀 케이블 고정부(17)에 연결된 영구자석(16a)이 전자석부(14) 쪽으로 이동하게 되고, 영구자석(16a)의 (+)극과 스틸부(20)의 (+)극이 마주하게 되어 영구자석(16a)의 이동이 자석의 반발력에 의해 힘들어지게 된다.

따라서, 운전자는 페달 답력이 증가함을 느끼게 되어 페달 조작을 멈추고 목표 속도를 유지할 수 있게 된다.

상기 전자석(14a,14b) 및 영구자석(16a)의 극성방향은 상관이 없고 페달 조작시(+)극과 (+)극이 만나거나 (-)극과 (-)극이 만나게 구성되면 된다.

또한, 전자석(14a,14b)의 세기는 전류 신호에 의존하므로 전류 신호를 제어하여 페달의 답력을 조절할 수 있으므로, 운전자에 따라 페달의 조작력을 조절할 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 능동형 가속장치에 의하면, 다음과 같은 장점이 있다.

1.종래의 모터 등 작동기가 불필요하고 별도의 메커니즘이 필요없으므로, 구조가 간단하여 상당한 원가 절감을 기대할 수 있다.

2. 단순히 ECU의 전류신호에 따라 전자석의 세기가 변화되고 페달의 답력을 조절할 수 있으므로, 운전자에 따라 페달의 조작력을 조절할 수 있어 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

3. 최근에 시도되는 신기술로서 고속 주행중 안전성을 확보할 수 있고, 네비게이션과 연계하여 사용할 경우 고속도로의 최고제한속도를 넘지 않게 되어 운전자가 편안한 주행을 할 수 있다.

Claims

능동형 가속 장치에 있어서,

차량의 속도를 감지하는 차속센서와;

상기 차속센서로부터 감지신호를 입력받아 차속이 운전자가 선택한 속도값에 도달하게 되면 가속페달의 답력을 제어하는 ECU와;

상기 ECU의 제어신호를 입력받아 가속페달의 답력을 조절하는 가속답력 조절수단;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 능동형 가속 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 가속답력 조절수단은

한쌍의 전자석이 코일에 의해 연결된 구조로 이루어져서 상기 ECU로부터 전류신호를 인가받아 전극이 형성되는 전자석부와;

상기 액셀 케이블의 끝단에 설치되고, 페달 암에 의해 상기 전자석부와 마주보는 방향으로 이동가능하도록 상기 전자석부와 일정한 간격으로 설치된 영구자석부와;

상기 전자석부와 영구자석부 사이에 설치된 리턴스프링;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 능동형 가속 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 전자석부는 상기 전자석 중 하나에 인접설치된 스틸부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 능동형 가속 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 스틸부는 리턴 스프링이 안착가능한 반구형인 것을 특징으로 하는 능동형 가속 장치.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,

상기 영구자석부는 상기 전자석부 또는 스틸부와 같은 극성이 서로 마주보게 설치된 것을 특징으로 하는 능동형 가속 장치.
청구항 4에 있어서,

상기 영구자석부는 상기 스틸부와 대응되는 방향으로 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 능동형 가속 장치.