KR101181064B1 - 기계식 능동 액셀페달 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기계식 능동 액셀페달 장치에 관한 것으로, 모터(40)에 의해 회동되는 답력커버(30)가 구비되되, 상기 답력커버(30)의 답력플레이트(32)는 기본답력스프링(34)와 상기 모터(40)에 의해 회전되는 회전축(50)에 연결된 가변답력스프링(110)에 연결되어 있다.

따라서, 운전자의 페달 조작시 페달 상단에 상기 답력플레이트(32)에 의해 추가 페달답력이 차속에 따라 1, 2차에 걸쳐 형성되고, 더욱이 2차 페달답력은 제한속도를 넘는 초과속도 증감에 따라 가변적으로 조절됨으로써 운전자의 페달 과조작이나 오조작을 억제 및 방지하여, 사고의 위험을 저감시킬 수 있게 된다.

Description

기계식 능동 액셀페달 장치{mechanical type active accelerator pedal system}

도 1은 본 발명에 따른 기계식 능동 액셀페달 장치의 사시도,

도 2의 (a),(b)는 본 발명에 따른 답력커버의 구성 및 설치상태를 도시한 사시도,

도 3은 본 발명의 작동 설명도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 대쉬패널 20 : 페달아암

30 : 답력커버 31 : 사이드플레이트

32 : 답력플레이트 33 : 완충패드

34 : 기본답력스프링 40 : 모터

50 : 회전축 60 : 리턴스프링

70 : 스토퍼 80 : 페달매스

90 : 전자제어유니트 100 : 태엽스프링

110 : 가변답력스프링

본 발명은 액셀페달 장치에 관한 것으로, 특히 기존의 기계식 액셀페달의 답력을 능동적으로 제어할 수 있도록 된 기계식 능동 액셀페달 장치에 관한 것이다.

액셀페달의 답력을 능동 제어하는 것은 액셀페달의 과도조작 또는 오조작을 억제함으로써 부적절한 가속에 의한 사고의 발생을 미연에 방지하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 능동 액셀페달 장치는 주로 고급차에 적용되는 만큼 플로워 타입이나 서스펜디드 타입의 전자식 액셀페달 장치에 주로 적용되고 있다.

그러나, 기계식 액셀페달도 여전히 많이 사용되고 있으며, 이러한 기계식 액셀페달이 장착되는 소형 및 준중형 차량에도 능동 액셀페달 제어를 실시할 수 있도록 기계식 액셀페달에 구현 가능한 능동 액셀페달 장치가 필요하였다.

상기와 같은 필요에 의해 안출된 본 발명은, 간단한 구성의 추가로 기존의 기계식 액셀페달의 답력을 능동 제어할 수 있게 됨으로써 기계식 액셀페달이 장착되는 소형 및 준중형차량에 있어서도 액셀페달의 과도조작이나 오조작에 의한 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

대쉬패널에 중간 부분이 힌지고정된 페달아암;

한 쌍의 사이드플레이트와, 이 사이드플레이트의 일측에 슬라이딩 이동가능하게 결합된 답력플레이트, 이 답력플레이트를 상기 사이드플레이트와 연결하는 기본답력스프링으로 이루어진 답력커버;

대쉬패널에 장착된 모터;

상기 모터의 구동축에 연결되고 상기 사이드플레이트에 형성된 관통홀에 관통 고정되는 회전축;

상기 대쉬패널과 상기 사이드플레이트를 연결하는 리턴스프링;

상기 페달아암의 상단에 장착되어 상기 답력커버가 회동되었을 때 상기 답력플레이트에 맞닿는 페달매스;

차속이 제한속도에 근접하면 상기 모터를 작동시켜 상기 답력커버를 수평상태로 회동시키는 전자제어유니트를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 답력커버가 수평으로 회동되었을 때 상기 사이드플레이트 하단을 지지하도록 상기 대쉬패널에 장착된 스토퍼;

상기 사이드플레이트의 관통홀이 확장성형되고, 그 관통홀에 내장되어 상기 회전축과 사이드플레이트를 연결하는 태엽스프링;

상기 회전축과 상기 답력플레이트를 연결하는 가변답력스프링을 더 구비하고;

상기 전자제어유니트는 차속이 제한속도를 넘는 초과속도에 따라 상기 모터를 회전시켜 상기 가변답력스프링을 매개로 상기 답력플레이트를 당겨주는 제어로직을 수행하도록 구성된다.

따라서, 차속이 제한속도에 근접하였을 경우 기본답력스프링에 의한 답력이 추가 형성되어 액셀페달의 과도조작이나 오조작이 1차 방지되고, 이어 차속이 제한속도를 넘게 되면 그 초과속도에 비례하여 상기 가변답력스프링에 의해 답력이 추가 형성되므로 액셀페달의 과도조작이나 오조작을 확실하게 방지할 수 있게 된다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 기계식 능동 액셀페달 장치의 사시도로서, 본 발명의 액셀페달은 대쉬패널(10)에 페달아암(20)의 중간부분이 힌지(H)고정되어 하단의 페달(21)을 밟으면 상기 힌지점(H)을 기준으로 페달아암(20)이 시계방향으로 회동하여 이의 상단에 연결된 액셀케이블(25)이 당겨짐으로써 스로틀개도가 증가되도록 된 통상적인 기계식 액셀페달이다.

상기와 같은 액셀페달에 추가로 답력을 부여하기 위한 수단으로서 본 발명은 페달아암(20)의 상단을 도시된 바와 같이 둘러싸는 답력커버(30)를 구비한다.

상기 답력커버(30)는 대쉬패널(10)에 장착된 모터(40)에 의해 회동되는데, 상단이 리턴스프링(60)을 매개로 대쉬패널(10)에 연결되어 있어, 도시된 바와 같은 작동상태가 아닐때에는 상방으로 회동되어 있게 된다.

한편, 상기 답력커버(30)는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 사이드플레이트(31)와, 이들의 일측 단부(실내측 단부)를 상호 연결하는 답력플레이트(32)로 이루어진다.

상기 답력플레이트(32)는 사이드플레이트(31)의 단부에서 좌우로 슬라이딩 이동할 수 있도록 장착되는데, 이를 위하여 상기 사이드플레이트(31)에는 측면으로부터 내부로 상/하 한 쌍의 가이드홀(31b)이 형성되고, 답력플레이트(32)에는 대응위치에 가이드로드(32a)가 형성되어, 가이드홀(31b)의 내부로 가이드로드(32a)가 삽입되어 있게 된다.

또한, 상기 답력플레이트(32)의 안쪽면(사이드플레이트측 면)에는 추후 설명될 페달매스(80)와의 접촉시 충격 및 소음을 완화하기 위한 완충패드(33)가 부착된다.

또한, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 사이드플레이트(31)와 상기 답력플레이트(32)는 상호 기본답력스프링(34)으로 연결된다.

상기 기본답력스프링(34)은 사이드플레이트(31)의 안쪽면에 밀착되어 설치되는데, 일측 단부는 사이드플레이트(31)의 안쪽면에 돌출 형성된 고정단(31c)에 고정되고, 타측 단부는 상기 답력플레이트(32)에 고정된다. 상기 기본답력스프링(34)은 좌/우 사이드플레이트(31)에 각 한 쌍씩 설치된다.

한편, 상기 답력커버(30)는 모터(40)에 의해 회동 작동되고, 상기 모터(40)는 전자제어유니트(90)에 의해 작동 제어된다.

상기 모터(40)는 대쉬패널(10)에 장착되어 있으며, 그 모터(40)의 구동축에 일체로 연결된 회전축(50)이 상기 답력커버(30)의 사이드플레이트(31) 일측 단부에 형성된 관통홀(31a)에 삽입되어 고정된다.

상기 전자제어유니트(90)는 차속센서를 통하여 차속을 실시간으로 체크하고 있다가 차속이 설정된 제한속도에 접근하면 상기 모터(40)를 작동시켜 답력커버 (30)를 수평상태로 회동시키는 로직을 수행한다.

상기 페달아암(20)의 상단 배면(페달(21)이 부착되는 면과 동일한 면으로서 차량 실내쪽 면)에는 페달매스(80)가 장착되는데, 이 페달매스(80)는 상기 답력커버(30)가 수평상태로 회동되었을 때 답력플레이트(32)에 맞닿아 페달(21)을 밟으면 페달아암(20)의 회동력을 상기 답력플레이트(32)에 가할 수 있도록 된 것으로서, 단단한 고무나 플라스틱, 또는 강판을 적당한 형상으로 절곡하여 요구되는 강성을 충족시킬 수 있도록 제작한 브라켓 등 다양한 방식으로 제작될 수 있다.

상기와 같은 구성에 따르면, 차량 주행 중 차속이 위험속도에 이르면 즉, 설정된 제한속도에 이르면 전자제어유니트(90)가 모터(40)를 작동시켜 답력커버(30)를 도 1의 상태로 수평으로 회동시킨다.

이에 답력커버(30)의 답력플레이트(32)가 상기 페달아암(20)의 페달매스(80)에 맞닿게 된다.

따라서, 운전자가 페달(21)을 밟을 때 페달아암(20) 상단의 회동에 따라 상기 페달매스(80)가 기본답력스프링(34)의 반력에 반하여 이를 신장시키면서 답력플레이트(32)를 밀게 된다.

따라서, 상기 페달아암(20)에는 반대로 상기 답력플레이트(32)로부터 반력이 가해지게 되므로 즉, 종래에 존재하지 않던 페달답력이 상기 기본답력스프링(34)에 의해 생성되어 답력플레이트(32)를 매개로 페달아암(20)에 전달되게 되며, 이와 같이 증가된 페달답력으로 인해 운전자의 페달 조작이 어려워지고 또한 그 저항감을 느껴서 제한속도에 근접하였음을 알 수 있게 되므로 미리 대비하여 사고의 위험을 감소시킬 수 있게 된다.

한편, 상기와 같은 시스템을 차속변화에 따라 보다 능동적으로 제어하기 위하여 다음과 같은 구성을 추가한다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 사이드플레이트(31)에 형성되어 있는 관통홀(31a)을 확장하여 그 내부에 태엽스프링(100)을 설치할 수 있도록 한다.

상기 태엽스프링(100)은 상기 회전축(50)에 말려지는 형태로 설치되는데 즉, 태엽스프링(100)의 내측단부는 상기 회전축(50)에 고정되고, 이에 대해 타측단부는 상기 관통홀(31a)의 내주면에 고정된다. 즉, 회전축(50)과 사이드플레이트(31)가 태엽스프링(100)을 매개로 연결되는 것이다.

한편, 상기 대쉬패널(10)에는 도 1과 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 답력커버(30)의 회동을 수평상태로 제한하기 위하여 사이드플레이트(31)가 수평위치에 있을 때 그 하측면을 지지하는 스토퍼(70)가 장착된다.

그리고, 상기 회전축(50)과 상기 답력플레이트(32)의 사이에는 도 2의 (b)와 도 3에 도시된 바와 같이, 가변답력스프링(110)을 연결한다. 이때 가변답력스프링(110)의 회전축(50)측 연결부는 회전축(50)의 회전에 의하여 회전축(50)에 말려질 수 있도록 얇은 철편이나 와이어로 형성된다.

그리고, 상기 전자제어유니트(90)에는 상기와 같이 차속이 제한속도에 근접하여 답력커버(30)가 수평으로 회동된 뒤에, 차속이 제한속도를 넘으면 그 초과속도에 따라서 상기 모터(40)의 회전량을 제어하는 제어로직을 추가한다.

이와 같이 하면, 차속이 제한속도에 근접함으로써 답력커버(30)가 수평으로 회동되어 상기와 같은 추가 (1차)페달답력이 부여되고 있는 상태에서, 차속이 제한속도를 초과하게 되면 그 초과속도(초과량)에 비례하여 모터(40)가 회전축(50)을 회전시켜 상기 가변답력스프링(110)의 일단을 감아들이면서 당기게 됨으로써 상기 가변답력스프링(110)에 의한 2차 페달답력이 부여된다.

상기와 같이 회전축(50)이 가변답력스프링(110)의 일단을 감아들이는 작동은 상기 회전축(50)이 상기 사이드플레이트(31)와 태엽스프링(100)으로 연결되어 있기 때문에 가능하다. 즉, 태엽스프링(100)이 회전되지 않는 상태로 태엽스프링(100) 자체 강도에 의해 회전축(50)의 회전을 따라 답력커버(30)가 스토퍼(70)에 의해 정지되는 지점까지 회동되고, 그 지점 이후에는 사이드플레이트(32)는 정지해 있는 상태에서 상기 태엽스프링(100)이 감기면서 회전축(50)이 회전하는 것이다. 다시 말해, 상기 태엽스프링(100)이 감길 수 있는 분량만큼 답력커버(30)의 회동 정지 후에도 모터(40)가 동일방향으로 계속 회전하면서 회전축(50)을 회전시킬 수 있는 것이다. 이때, 상기 태엽스프링(100)은 상기 답력커버(30)가 회동될 때 리턴스프링(60)의 복원력에 의하여 변형이 일어나지 않을 정도로 충분히 강한 강성을 가짐은 물론이다.

이와 같은 2차 페달답력은 상기 초과속도량에 따라 모터(40)의 회전정도가 제어되어 증감되는 것이므로 보다 능동적인 페달답력 제어가 가능해진다.

상기와 같이, 1차 기본답력 이외에도 가변적으로 제어되는 2차 페달답력이 페달 조작시 형성되므로 실질적으로 페달 조작을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 운전자가 계기판을 보지 않고도 차속이 제한속도에 접근하는지 또한 제한속도를 얼마 나 초과하였는지를 페달을 밟는 느낌으로 알 수 있게 되므로, 차량의 속도를 감각적으로 인지하면서 적절히 가/감속하게 되어 과속으로 인한 위험에 대비할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같은 작용에 의하여 운전자가 감속하여 차량이 안전속도로 운행하게 되면 전자제어유니트(90)는 상기 모터(40)의 작동을 중지시키게 되고, 이에 상기 리턴스프링(60)에 의하여 답력커버(30)가 상향회동되어 원위치되게 된다.

한편, 본 발명은 상기 스토퍼(70)의 위치를 좀더 하향 조정하여, 답력커버(30)로 하여금 페달아암(20)의 중간부분을 감싸도록 하면, 충돌사고 발생시 페달이 운전자쪽으로 밀리면서 운전자의 다리에 상해를 가하는 현상을 방지할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기계식 액셀페달에도 간단한 구성을 추가하여 페달답력을 능동제어할 수 있게 된다.

특히, 본 발명은 제한속도 근접시 1차 기본답력이 증가하고, 제한속도 초과시 초과량에 따라 2차 페달답력이 가변적으로 조절되므로 운전자의 과도페달조작이나 오조작을 보다 효과적으로 억제할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 스토퍼의 위치 하강 조절을 통해 충돌시 액세페달의 후퇴를 억제하여 운전자의 다리를 보호할 수 있게 되는 효과도 있다.

Claims (8)

1. 대쉬패널(10)에 중간 부분이 힌지고정된 페달아암(20);

   한 쌍의 사이드플레이트(31)와, 이 사이드플레이트(31)의 일측에 슬라이딩 이동가능하게 결합된 답력플레이트(32), 이 답력플레이트(32)를 상기 사이드플레이트(31)와 연결하는 기본답력스프링(34)으로 이루어진 답력커버(30);

   상기 대쉬패널(10)에 장착된 모터(40);

   상기 모터(40)의 구동축에 연결되고 상기 사이드플레이트(31)에 형성된 관통홀(31a)에 관통 고정되는 회전축(50);

   상기 대쉬패널(10)과 상기 사이드플레이트(31)를 연결하는 리턴스프링(60);

   상기 페달아암(20)의 상단에 장착되어 상기 답력커버(30)가 회동되었을 때 상기 답력플레이트(32)에 맞닿는 페달매스(80);

   차속이 제한속도에 근접하면 상기 모터(40)를 작동시켜 상기 답력커버(30)를 수평상태로 회동시키는 전자제어유니트(90)를 포함하여 구성된 기계식 능동 액셀페달 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 사이드플레이트(31)에 측면으로부터 가이드홀(31b)이 형성되고, 이 가이드홀(31b)에 삽입되는 가이드로드(32a)가 상기 답력플레이트(32)에 형성되어, 상기 사이드플레이트(31)에 상기 답력플레이트가 슬라이딩 이동 가능하도록 결합된 것을 특징으로 하는 기계식 능동 액셀페달 장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 답력플레이트(32)의 안쪽면에는 완충패드(33)가 부착된 것을 특징으로 하는 기계식 능동 액셀페달 장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 기본답력스프링(34)은 상기 사이드플레이트(31)의 안쪽면에 돌출형성된 고정단(31c)에 일측단이 고정되고, 타측단은 상기 답력플레이트(32)의 대응되는 위치에 고정되는 것을 특징으로 하는 기계식 능동 액셀페달 장치.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 답력커버(30)가 수평으로 회동되었을 때 상기 사이드플레이트(31) 하단을 지지하도록 상기 대쉬패널(10)에 장착된 스토퍼(70);

   상기 사이드플레이트(31)의 관통홀(31a)이 확장성형되고, 그 관통홀(31a)에 내장되어 상기 회전축(50)과 사이드플레이트(31)를 연결하는 태엽스프링(100);

   상기 회전축(50)과 상기 답력플레이트(32)를 연결하는 가변답력스프링(110)을 더 구비하고;

   상기 전자제어유니트(90)는 차속이 제한속도를 넘는 초과속도에 따라 상기 모터(40)를 회전시켜 상기 가변답력스프링(110)을 매개로 상기 답력플레이트(32)를 당겨주는 제어로직을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 기계식 능동 액셀페달 장치.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 태엽스프링(100)은 상기 답력커버(30) 회동시 발생되는 상기 리턴스프링(60)의 복원력에 의해 변형되지 않는 탄성 강도를 가지는 것을 특징으로 하는 기계식 능동 액셀페달 장치.
7. 청구항 5에 있어서, 상기 가변답력스프링(110)의 회전축(50)측 연결부는 회전축(50)에 감겨질 수 있도록 얇은 철편이나 와이어와 같은 권취가능부품으로 이루어진 것을 특징으로 하는 기계식 능동 액셀페달 장치.
8. 청구항 5에 있어서, 상기 스토퍼(70)를 하향 이동 장착하여, 상기 답력커버(30)가 상기 페달아암(20)의 중간부분을 감싸도록 된 것을 특징으로 하는 기계식 능동 액셀페달 장치.

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