KR101241520B1

KR101241520B1 - 차량의 가속페달장치

Info

Publication number: KR101241520B1
Application number: KR1020100114873A
Authority: KR
Inventors: 김은식; 조양래; 노종상; 차종근
Original assignee: 현대자동차주식회사; 주식회사 동희산업; 기아자동차주식회사
Priority date: 2010-11-18
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2013-03-11
Also published as: DE102011052504B4; US20120125142A1; DE102011052504A1; KR20120053647A; JP2012108866A; CN102463893B; CN102463893A

Abstract

본 발명은 페달이 연결되고 회동 가능하게 설치된 페달암(1)과; 직선변위를 발생시켜 상기 페달암(1)을 리턴방향으로 가압할 수 있도록 구비된 직선액츄에이터(3)와; 상기 직선액츄에이터(3)를 제어하는 컨트롤러(5)를 포함하여 구성됨으로써, 운전자의 가속 조작의지를 동력발생장치로 전달하기 위한 기구적 혹은 전기적 신호를 발생시키는 기능은 물론, 가속페달에 적극적인 작용을 가함으로써, 운전자로 하여금 안전운전 및 경제운전을 할 수 있도록 하고, 나아가 운전자에게 특정의 신호를 보낼 수 있도록 하는 기능들을 함께 제공할 수 있도록 한 차량의 가속페달장치를 제공한다.

Description

차량의 가속페달장치{Accelerator Pedal for Vehicle}

본 발명은 차량의 가속페달장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전자의 가속페달 조작에 대하여 제한을 가하거나, 적극적으로 운전자에게 신호를 보내는 등의 기능을 함께 수행할 수 있도록 하는 차량의 가속페달장치에 관한 기술이다.

종래 차량의 가속페달은 단순히 운전자의 조작력을 받아 차량에 탑재된 엔진과 같은 동력발생장치의 작동을 제어하기 위한 신호를 발생시키는 역할만을 하는 단순한 기구적 구성에 불과하였다.

그러나, 최근 차량에 대한 다양한 요구와 함께, 운전자가 보다 경제적으로 차량을 운행할 수 있도록 도움을 줄 수 있도록 하는 기능 및 운전자의 안전운전을 유도하는 기능 등과 같은 부수적인 기능들을 가속페달장치가 아울러 수행하도록 하는 수요가 증가하고 있다.

본 발명은 차량의 가속페달장치가 단순히 운전자의 가속 조작의지를 동력발생장치로 전달하기 위한 기구적 혹은 전기적 신호를 발생시키는 기능에 국한되지 않고, 가속페달에 적극적인 작용을 가함으로써, 운전자로 하여금 안전운전 및 경제운전을 할 수 있도록 하고, 나아가 운전자에게 특정의 신호를 보낼 수 있도록 하는 기능들을 함께 제공할 수 있도록 한 차량의 가속페달장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 가속페달장치는

페달이 연결되고 회동 가능하게 설치된 페달암과;

직선변위를 발생시켜 상기 페달암을 리턴방향으로 가압할 수 있도록 구비된 직선액츄에이터와;

상기 직선액츄에이터를 제어하는 컨트롤러;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 차량의 가속페달장치가 단순히 운전자의 가속 조작의지를 동력발생장치로 전달하기 위한 기구적 혹은 전기적 신호를 발생시키는 기능에 국한되지 않고, 가속페달에 적극적인 작용을 가함으로써, 운전자로 하여금 안전운전 및 경제운전을 할 수 있도록 하고, 나아가 운전자에게 특정의 신호를 보낼 수 있도록 하는 기능들을 함께 제공할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 가속페달장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 도 2는 도 1의 부요 부품의 분해사시도,
도 3은 도 2의 로드복귀수단을 상세히 예시한 도면,
도 4는 본 발명의 작용을 비교하여 설명한 도면,
도 5 내지 도 9는 본 발명으로 구현 가능한 작동 예들을 각각 설명한 그래프이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명 실시예는 페달이 연결되고 회동 가능하게 설치된 페달암(1)과; 직선변위를 발생시켜 상기 페달암(1)을 리턴방향으로 가압할 수 있도록 구비된 직선액츄에이터(3)와; 상기 직선액츄에이터(3)를 제어하는 컨트롤러(5)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 컨트롤러(5)가 각종 상황에 맞게 상기 직선액츄에이터(3)를 작동시킴으로써, 상기 페달암(1)에 작용력을 제공하도록 한 것이다.

물론, 상기 컨트롤러(5)는 별도로 구비된 운전자에 의한 조작스위치로부터의 신호나, 차량의 작동상태를 파악할 수 있는 각종 센서로부터의 신호를 전달받아, 미리 정해진 로직에 따라 상기 직선액츄에이터(3)를 제어하도록 구성된다.

상기 페달암(1)은 상기 페달을 운전자가 밟으면, 힌지축(7)을 중심으로 회동하게 되어 있으며, 이 방향을 작동방향이라고 할 때, 운전자가 상기 페달을 밟지 않으면, 리턴스프링(9)에 의해 원위치되는 방향을 상기 리턴방향이라고 하기로 한다.

상기 직선액츄에이터(3)는 상기 페달암(1)을 향하여 길이방향으로 직선이동 가능하게 구비된 동력전달로드(11)와, 상기 동력전달로드(11)에 직선 운동력을 발생시키도록 구비된 전자기력구동장치(13)와, 상기 동력전달로드(11)를 특정 위치로 복귀시키도록 구비된 로드복귀수단(15)을 포함하여 구성된다.

상기 전자기력구동장치(13)는 코일에 의해 발생되는 전자기력을 이용하여 상기 동력전달로드(11)의 직선 운동력을 발생시킬 수 있는 모든 장치를 포괄하는 표현으로 사용된 바, 상기 동력전달로드(11)가 상기 페달암(1)을 향하는 방향으로만 직선 이동력을 발생시키는 단방향 솔레노이드장치와, 상기 페달암(1)을 향하는 방향 및 그 반대방향의 직선 이동력도 발생시킬 수 있도록 된 양방향 솔레노이드장치 또는 리니어모터 등으로 구성될 수 있을 것이다.

여기서, 상기 단방향 솔레노이드장치는 구성도 상대적으로 간단하고, 후술하는 로드복귀수단(15)과 연동하여 작동됨으로써, 상기 컨트롤러(5)의 제어 로직도 간단하게 구성할 수 있다는 장점이 있다.

상기 동력전달로드(11)는 상기 로드복귀수단(15)에 의해 복귀된 상태에서 상기 페달암(1)으로부터 이격되도록 설치되고, 상기 페달암(1)에는 상기 동력전달로드(11)의 선단이 접촉하는 부위에 충격흡수부재(17)가 구비되며, 상기 동력전달로드(11)의 선단은 반구형으로 형성된다.

따라서, 상기 동력전달로드(11)가 상기 페달암(1)을 가압하는 방향으로 이동하여 상기 동력전달로드(11)의 선단부가 상기 충격흡수부재(17)를 접촉할 때 발생되는 충격이 상기 충격흡수부재(17)를 통해 흡수되게 되며, 아울러 상기 반구형의 동력전달로드(11)의 선단은 상기 페달암(1)이 어느 상태로 회동되고 있는 중이더라도 일정한 점접촉 상태를 구현할 수 있어서, 일관되고 안정되게 상기 페달암(1)으로 작용력을 제공할 수 있다.

상기 로드복귀수단(15)은 상기 동력전달로드(11)의 표면에 구비된 경사면(19) 및 상기 경사면(19)에 연결된 경사홈(21)과, 상기 동력전달로드(11)의 경사면(19) 및 경사홈(21)에 접촉하여 상기 동력전달로드(11)의 길이방향에 수직하게 가압되는 로드핀(23)과, 상기 로드핀(23)을 상기 동력전달로드(11)로 탄성적으로 가압하도록 구비된 탄성부재(25)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 로드핀(23)이 상기 탄성부재(25)로부터 제공받은 탄성력으로 상기 동력전달로드(11)의 경사면(19) 및 경사홈(21)에 가하는 힘의 상기 동력전달로드(11) 길이방향 분력이 상기 동력전달로드(11)를 정해진 특정 위치로 이동시키도록 하는 것이다.

여기서, 상기 특정 위치란, 상기 로드핀(23)이 상기 경사홈(21)에 삽입된 상태, 즉 도 4의 좌측에 도시된 바와 같은 상태를 말하며, 이 경우 상기 동력전달로드(11)의 선단은 상기 페달암(1)으로부터 이격된 상태이다.

따라서, 상기 동력전달로드(11)에 상기 전자기력구동장치(13)로부터의 작용력이 없으면, 상기 동력전달로드(11)는 상기 로드핀(23)이 상기 경사홈(21)에 삽입되는 상태로 저절로 이동하게 된다.

상기와 같은 동력전달로드(11)의 자동적인 복귀 기능이 상기 로드복귀수단(15)에 의해 구현됨으로써, 상기 전자기력구동장치(13)의 일 예인 단방향 솔레노이드장치를 사용하는 경우에도 상기 동력전달로드(11)를 페달암(1)으로 밀었다가 상기 단방향 솔레노이드장치의 전원을 차단하면, 상기 동력전달로드(11)는 상기 로드복귀수단(15)에 의해 상기 로드핀(23)이 상기 경사홈(21)에 삽입되는 상태로 저절로 복귀되도록 된 것이다.

여기서, 상기 경사홈(21)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 경사면(19)에 연결되면서 상기 경사면(19)보다 깊게 함몰된 구조로 형성됨으로써, 상기 로드핀(23)이 상기 경사홈(21)에 삽입된 상태는 상기 전자기력구동장치(13)의 작동이 없을 때 외부의 진동 등으로부터 상기 동력전달로드(11)를 일정한 상태로 유지하도록 하는 기능을 하도록 되어 있다.

본 실시예에서는, 상기 로드핀(23)을 가이드하는 핀가이드부(27)가 형성된 핀하우징(29)을 구비하여 상기 로드핀(23)과 탄성부재(25)를 내부에 장착하도록 하고, 상기 핀하우징(29)에는 상기 동력전달로드(11)의 외측을 감싸도록 형성되어 상기 동력전달로드(11)의 직선운동을 가이드하는 역할을 겸하여 수행하도록 된 로드가이드부(31)가 일체로 구비되도록 하였다.

또한, 상기 핀하우징(29)의 핀가이드부(27)는 상기 로드핀(23)과 탄성부재(25)의 삽입을 위하여 상기 핀가이드부(27)의 내부를 개방한 상태와 감싸는 상태를 전환할 수 있도록 형성된 핀커버(33)를 구비한 구조로 하였다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 차량의 가속페달장치가 일반적인 작동 상태에 있을 때는, 상기 전자기력구동장치(13)를 구동하지 않는다.

따라서, 상기 동력전달로드(11)는 상기 경사홈(21)에 상기 로드핀(23)이 삽입된 상태로 일정하게 유지되며, 상기 동력전달로드(11)의 선단은 상기 페달암(1)과 접촉하지 않은 상태이다.

결국, 운전자가 페달을 밟게 되면, 페달암(1)의 회동 스트로크에 대한 답력의 변화는 도 5에 도시된 것처럼, 일반적인 가속페달장치의 특성을 보이게 된다.

도 6은 답력모드로서, 이 경우 상기 전자기력구동장치(13)는 상기 동력전달로드(11)를 상기 페달암(1) 쪽으로 밀어서 상기 페달암(1)의 답력을 증가시키는 작용을 한다.

즉, 차량의 연비 향상을 위한 ECO모드 주행이 필요한 경우, 상기 컨트롤러(5)는 상기 전자기력구동장치(13)를 구동하여 상기 페달암(1)의 답력을 도 6과 같은 양상으로 증가시킴으로써, 운전자는 상대적으로 페달을 덜 밟게 됨으로써, 차량의 연비가 향상될 수 있도록 하는 것이다.

도 7은 진동모드를 설명한 것으로서, 상기 컨트롤러(5)는 각종 센서에 의해, 앞차와의 거리가 일정 수준 이상 가까워졌다거나, 차선이 이탈됨을 발견하였다거나, 운전자가 졸음운전을 하고 있다는 것을 감지하는 경우에, 상기 전자기력구동장치(13)를 구동하여 상기 페달암(1)에 진동을 발생시키면, 이에 의해 운전자를 경각시키도록 하는 것이다.

상기 전자기력구동장치(13)가 단방향 솔레노이드장치인 경우에는 상기 컨트롤러(5)는 상기 단방향 솔레노이드장치에 전기를 공급했다가 차단하는 것을 반복함으로써, 전기가 공급될 때에는 상기 단방향 솔레노이드장치에 의해 상기 동력전달로드(11)가 상기 페달암(1)을 가압하고, 전기가 차단될 때에는 상기 로드복귀수단(15)에 의해 동력전달로드(11)가 후퇴하는 것을 반복하게 된다.

물론, 상기 전자기력구동장치(13)가 양방향 솔레노이드장치인 경우에는 상기 컨트롤러(5)가 번갈아 가며 양쪽방향으로 상기 양방향 솔레노이드장치를 구동함으로써, 상기와 같이 페달에 진동을 발생시킬 수 있게 된다.

도 8은 이동제한모드를 도시한 것이다. 이 경우는 주로 차량의 안전운행을 도모하도록 하기 위하여 사용될 수 있는 바, 운전자가 가속페달을 지나치게 많이 밟아 위험한 상황이 초래될 수 있다고 판단되면, 상기 컨트롤러(5)가 상기 전자기력구동장치(13)를 구동하여 상기 동력전달로드(11)가 상기 페달암(1)의 답력을 급격히 증가시키도록 하여, 운전자가 페달을 어느 수준 이상 누를 수 없도록 하여 안전한 차량의 운행을 도모하도록 하는 것이다.

도 9는 틱(TICK)모드로서, 이 경우 상기 컨트롤러(5)가 운전자에게 어떤 신호를 제공할 때 사용될 수 있다. 즉, 수동변속기의 변속시점이 도래하여, 운전자로 하여금 변속을 유도하는 신호를 보내고자 할 때나, 차량의 위치파악장치와 연동하여 특정 지역에서 차량의 속도를 저감하도록 알리고자 할 때 등의 경우에, 상기 컨트롤러(5)는 상기 전자기력구동장치(13)를 순간적으로 작동시켰다가 해제함으로써, 페달을 밟고 있는 운전자의 발에 정해진 특별한 신호를 제공함으로써, 운전자가 그에 따른 적절한 행동을 하도록 유도하는 용도로 사용될 수 있는 것이다.

1; 페달암
3; 직선액츄에이터
5; 컨트롤러
7; 힌지축
9; 리턴스프링
11; 동력전달로드
13; 전자기력구동장치
15; 로드복귀수단
17; 충격흡수부재
19; 경사면
21; 경사홈
23; 로드핀
25; 탄성부재
27; 핀가이드부
29; 핀하우징
31; 로드가이드부
33; 핀커버

Claims

페달이 연결되고 회동 가능하게 설치된 페달암과, 직선변위를 발생시켜 상기 페달암을 리턴방향으로 가압할 수 있도록 구비된 직선액츄에이터와, 상기 직선액츄에이터를 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구성되는 차량의 가속페달장치에 있어서,
상기 상기 직선액츄에이터는 상기 페달암을 향하여 길이방향으로 직선이동 가능하게 구비된 동력전달로드와, 상기 동력전달로드에 직선 운동력을 발생시키도록 구비된 전자기력구동장치와, 상기 동력전달로드를 특정 위치로 복귀시키도록 구비된 로드복귀수단을 포함하여 구성되고,
상기 로드복귀수단은 상기 동력전달로드의 표면에 구비된 경사면 및 상기 경사면에 연결된 경사홈과, 상기 동력전달로드의 경사면 및 경사홈에 접촉하여 상기 동력전달로드의 길이방향에 수직하게 가압되는 로드핀과, 상기 로드핀을 상기 동력전달로드로 탄성적으로 가압하도록 구비된 탄성부재
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 가속페달장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 동력전달로드는 상기 로드복귀수단에 의해 복귀된 상태에서 상기 페달암으로부터 이격되도록 설치되고;
상기 페달암에는 상기 동력전달로드의 선단이 접촉하는 부위에 충격흡수부재가 구비되며;
상기 동력전달로드의 선단은 반구형으로 형성된 것
을 특징으로 하는 차량의 가속페달장치.
삭제
청구항 3에 있어서,
상기 로드핀과 탄성부재를 내부에 장착하여 상기 로드핀을 가이드하는 핀가이드부가 형성된 핀하우징을 더 구비하고;
상기 핀하우징에는 상기 동력전달로드의 외측을 감싸도록 형성되어 상기 동력전달로드의 직선운동을 가이드하는 역할을 겸하여 수행하도록 된 로드가이드부가 일체로 구비된 것
을 특징으로 하는 차량의 가속페달장치.
청구항 5에 있어서,
상기 핀하우징의 핀가이드부는 상기 로드핀과 탄성부재의 삽입을 위하여 상기 핀가이드부의 내부를 개방한 상태와 감싸는 상태를 전환할 수 있도록 형성된 핀커버를 구비한 것
을 특징으로 하는 차량의 가속페달장치.
청구항 5에 있어서,
상기 전자기력구동장치는 상기 동력전달로드가 상기 페달암을 향하는 방향으로만 직선 이동력을 발생시키는 단방향 솔레노이드장치인 것
을 특징으로 하는 차량의 가속페달장치.
청구항 5에 있어서,
상기 전자기력구동장치는 상기 동력전달로드가 상기 페달암을 향하는 방향 및 그 반대방향으로 각각 직선이동력을 발생시킬 수 있도록 이루어진 양방향 솔레노이드장치인 것
을 특징으로 하는 차량의 가속페달장치.
청구항 5에 있어서,
상기 전자기력구동장치는 리니어모터로 이루어진 것
을 특징으로 하는 차량의 가속페달장치.