KR102385103B1 - 페달 스트로크 센서의 설치구조 - Google Patents

페달 스트로크 센서의 설치구조 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 페달 스트로크 센서의 설치구조는 페달 작동에 의해 진퇴하는 피스톤; 상기 피스톤에 마련되는 연장부재; 상기 연장부재에 체결되는 제1 샤프트; 상기 제1 샤프트의 제1 기어와 치합되는 제2 기어를 구비하는 제2 샤프트; 및 상기 제2 샤프트에 마련되는 계측부;를 포함할 수 있다.

Description

페달 스트로크 센서의 설치구조{INSTALLATION STRUCTURE FOR PEDAL STROKE SENSOR}
본 발명은 운전자의 답력에 대한 페달의 이동거리를 측정하는 페달 스트로크 센서의 설치구조에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 브레이크 페달 및 악셀 페달 등의 페달 암의 회동각도를 상시 검출하고, 그 검출된 데이터에 기초하여 정밀한 제어를 가능하게 하는 기구가 구비되도록 하고 있다.
예를 들면, 브레이크 페달의 페달 암이 어느 정도 회동되었는지를 페달 스트로크 센서로 검출하여 전기적으로 기기를 제어하게 된다. 이러한 페달 스트로크 센서는 공개특허 제10-2011-0053777호에 개시된 바와 같이, 브레이크 페달의 각도를 검출하는 타입으로서, 페달 암이 회동되도록 설치된 힌지축 부근에 마련되어 브레이크 페달의 회동각도에 따른 출력값의 변화를 통해 브레이크 페달의 진행 정도를 측정하는 방식으로 이루어진다.
그러나, 이러한 각도 타입의 페달 스트로크 센서는 브레이크 모듈로부터 이격된 브레이크 페달에 설치됨에 따라 조립이 완료된 상태에서 오프셋(offset) 보정을 위한 교정이 이루어져 교정 보정 및 품질이 저하되는 문제가 있다.
또한, 접촉방식에 의해 회전각도를 검출함에 따라 구조가 복잡함은 물론, 마찰소음의 발생 및 내구성 변화에 의한 정확한 검출에 대한 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
공개특허 10-2011-0053777 (2011. 05. 24, 공개)
본 발명은 단순한 구조와 향상된 기구적 정밀도를 가지는 페달 스트로크 센서의 설치구조를 제공하는데 그 목적이 있다. 나아가 본 발명은 동력전달을 위한 기어들 사이의 유격을 줄이고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 페달의 움직임에 따라 진퇴하는 제1 샤프트; 상기 제1 샤프트의 제1 기어와 치합되는 제2 기어를 구비하는 제2 샤프트; 상기 제2 샤프트에 마련되는 계측부; 및 상기 제1 샤프트를 상기 제2 샤프트 쪽으로 가압하는 가압부; 를 포함하는 페달 스트로크 센서의 설치구조가 제공될 수 있다.
상기 제1 기어는 상기 제2 샤프트의 대향면에 마련되고, 상기 제1 샤프트는 상기 제1 기어의 반대편에 오목부를 구비하고, 상기 가압부는 상기 오목부를 가압하여 상기 제1 기어와 제2 기어의 치합 상태를 유지할 수 있다.
상기 가압부는 하우징; 상기 하우징 내의 가이드면을 따라 진퇴하는 가압구; 및 상기 하우징 내에서 상기 가압구에 바깥쪽으로 탄성력을 제공하는 탄성부재;를 포함하고, 상기 오목부를 이루는 호의 중심각은 상기 가압구의 반경보다 크고, 상기 가압구는 상기 오목부를 가압하여 상기 제1 샤프트의 좌우 움직임을 구속할 수 있다.
상기 제2 샤프트는 블록 내부에서 상기 제1 샤프트의 진퇴방향에 수직으로 배치되고, 상기 가압부의 상단부는 고정되고, 하단부에는 상기 가압구가 돌출되어 상기 오목부를 가압할 수 있다.
상기 계측부는 마그넷 센서로써, 상기 제2 샤프트의 단부에 설치되어 상기 제2 샤프트의 회전신호를 읽어 페달의 위치를 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 페달 스트로크 센서의 설치구조는 가압부가 랙 앤 피니언 구조의 제1 기어와 제2 기어 치형이 항상 맞닿아 있도록 하는 유격보상 역할과 제1 샤프트의 좌우 흔들림을 구속하는 역할을 동시에 수행하여, 기구 사이에 발생하는 기계적 유격 및 과다한 마찰 발생을 효과적으로 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 페달 스트로크 센서의 설치구조에 대한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 페달 스트로크 센서의 설치구조에서 기어 연결부에 대한 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가압부의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 페달 스트로크 센서의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 페달 스트로크 센서의 정면도이다.
이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 페달 스트로크 센서의 설치구조에 대한 사시도이고, 도 2는 기어 연결부에 대한 확대도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 페달 스트로크 센서는 페달의 움직임에 따라 진퇴하는 제1 샤프트(120), 제1 샤프트(120)의 제1 기어(120a)와 치합되는 제2 기어(130a)를 구비하는 제2 샤프트(130), 제2 샤프트(130)에 마련되는 계측부(140), 제1 샤프트(120)를 제2 샤프트(130) 쪽으로 가압하는 가압부(160)를 포함한다. 이러한 페달 스트로크 센서는 브레이크 페달의 작동으로 유압을 조절하는 모듈레이터 블록(미도시)에 설치될 수 있다.
상술한 블록에는 브레이크 페달(미도시)의 답력에 의해 움직이는 인풋로드가 전후진하도록 마련된다. 인풋로드는 브레이크 페달의 답력에 의해 수평방향으로 이동하는데, 제1 샤프트(120)는 이러한 인풋로드와 함께 진퇴하며 인풋로드의 이동거리만큼 동일한 거리를 이동할 수 있다.
제1 샤프트(120)는 페달 또는 인풋로드의 작동과 함께 연동하여 전후로 진퇴 운동하고, 도시되지 않은 블록에 축 지지될 수 있다. 이러한 제1 샤프트(120)에는 제1 기어(120a)가 마련될 수 있는데, 이러한 제1 기어(120a)는 제2 샤프트(130)의 대향면에 마련되고, 제1 기어(120a)의 반대편에는 후술할 가압부(160)에 의해 가압되는 오목부(120b)가 마련될 수 있다.
제2 샤프트(130)는 제1 샤프트(120)의 진퇴방향에 수직으로 배치되고 블록 내부에서 축 지지될 수 있다. 제2 샤프트(130)에는 제1 기어(120a)와 치합되는 제2 기어(130a)가 마련되는데, 이때 제1 기어(120a)는 랙(Rack) 기어이고 제2 기어(130a)는 피니언(Pinion) 기어로써 제1 샤프트(120)의 직선운동을 제2 샤프트(130)의 회전운동으로 바꿀 수 있다.
제1 및 제2 회전지지부재(131,132)는 블록 내에서 제2 샤프트(130)를 축 지지할 수 있다. 이러한 회전지지부재(131,132)는 부쉬 또는 베어링으로써 제2 샤프트(130)의 축 방향 회전을 용이하게 하면서 전후좌우 이동을 구속할 수 있다.
계측부(140)는 제2 샤프트(130)의 단부에 설치되어 제2 샤프트(130)의 회전신호를 읽어 페달의 위치를 판단할 수 있다. 일례로 계측부(140)는 마그넷과 IC가 내장된 전자식 차속 센서로써, 제2 샤프트(130)에 의해 인풋로드의 변위가 감지되면, 감지된 신호를 전자제어유닛(미도시)에 출력함으로써 브레이크 페달의 기계적인 운동량을 검출하고, 검출된 측정값을 기초로 브레이크 시스템을 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가압부(160)의 측단면도이다. 도 4와 5는 본 발명의 일실시예에 따른 페달 스트로크 센서의 측면도와 정면도를 확대 도시한다. 이들 도면을 참조하면, 가압부(160)가 제1 기어(120a)와 제2 기어(130a)를 치합시키면서, 제1 샤프트(120)의 좌우 이동을 구속할 수 있음을 알 수 있다.
가압부(160)는 하우징(161), 하우징(161) 내의 가이드면(161b)을 따라 진퇴하는 가압구(165), 하우징(161) 내에서 가압구(165)에 바깥쪽으로 탄성력을 제공하는 탄성부재(162)를 포함하고, 가압구(165)는 오목부(120b)를 가압하여 제1 샤프트(120)의 좌우 움직임을 구속할 수 있다.
가압부(160)의 상단부(161a)는 고정되고, 하단부는 가압구(165)가 돌출되어 오목부(120b)를 가압한다. 이때, 수용부재(163)는 하우징(161) 내부의 가이드면(161b)을 따라 이동하는데, 탄성부재(162)는 하우징(161) 내면과 수용부재(163) 사이에 설치되어 가압구(165)가 구비된 수용부재(163)를 바깥쪽으로 가압할 수 있다.
가압부(160)는 가압구(165)를 이용해 단면 상 호를 형성하는 오목부(120b)를 가압하여, 제1 샤프트(120)의 좌우 움직임을 구속하고 전후로의 일방향 이동을 안내할 수 있다. 가압구(165)는 하우징(161) 내에서 바깥쪽으로 탄성부재(162)에 의해 가압되므로, 오목부(120b)를 이루는 호를 따라 제1 샤프트(120)가 미끄러져 이동하게 하는 원리이다. 이때 오목부(120b)를 이루는 호의 중심각은 가압구(165)의 반경보다 크게 마련되어 오목부(120b)의 빗면을 따라 가압구(165)가 이동될 수 있다.
안착링(164)은 가압구(165)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 안착링(164)은 가압구(165)를 베어링 등을 이용하여 회전 가능하게 가압구(165)를 지지함으로써, 가압구(165)의 회전 시 발생되는 마찰저항을 줄일 수 있다.
이하에서는 페달의 이동에 따른 변위를 감지하는 방식에 대하여 설명하기로 한다. 도면들을 참조하면, 운전자가 제동을 위해 브레이크 페달(미도시)을 밟으면 브레이크 페달의 작동에 의해 이 브레이크 페달과 연결된 인풋로드 또는 피스톤을 가압하여 전진하게 된다. 이때 페달과 연동하여 진퇴운동하는 제1 샤프트(120)의 전진에 의해 제1 기어(120a)는 제2 기어(130a)를 회전시키고, 제2 기어(130a)와 함께 회전하는 제2 샤프트(130)에 의하여 계측부(140)도 같이 회전하게 된다. 이에 따라, 계측부(140)는 그에 마련된 마그넷(Magnet)의 자력 세기 변화를 감지함에 따라 페달 또는 페달과 연결된 인풋로드의 이동 변위를 감지하게 된다.
마스터 실린더(Master Cylinder)의 피스톤과 기구적으로 고정되어 있는 제1 기어(120a)를 포함한 제1 샤프트(120)의 전후진 움직임을 랙 앤 피니언 구조(Rack & Pinion)에 의해 블록(Block) 내부의 제2 기어(130a)의 회전운동으로 변환하여, 제2 샤프트(130)의 끝단에 장착되어 있는 계측부(140)를 이용해 회전신호를 읽어 페달의 위치를 제어적으로 판단할 수 있는 것이다.
한편, 가압부(160)는 제1 샤프트(120)를 제2 샤프트(130) 쪽으로 가압함으로써 제1 기어(120a)와 제2 기어(130a) 치형이 항상 맞닿아 있도록 할 수 있다. 나아가 가압부(160)는 가압구(165)를 이용해 단면 상 호를 형성하는 오목부(120b)를 가압하여, 제1 샤프트(120)의 좌우 움직임을 구속하고 전후로의 일방향 이동을 안내할 수 있다.
따라서, 상술한 요소들을 포함하는 본 발명의 일실시예에 따른 페달 스트로크 센서의 설치구조는 전자식 브레이크 시스템(Electronic Brake System)에 장착되는 내장형 PTS(Pedal Travel Sensor) 중 기어타입의 기구적 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 가압부(160)가 랙 앤 피니언 구조의 제1 기어(120a)와 제2 기어(130a) 치형이 항상 맞닿아 있도록 하는 유격보상 역할과 제1 샤프트(120)의 좌우 흔들림을 구속하는 역할을 동시에 수행하여, 기구 사이에 발생하는 기계적 유격 및 과다한 마찰 발생을 효과적으로 줄일 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
120: 제1 샤프트 120a: 제1 기어
120b: 오목부 130: 제2 샤프트
130a: 제2 기어 131: 제1 회전지지부재
132: 제2 회전지지부재 140: 계측부
160: 가압부 161: 하우징
161a: 상단부 161b: 가이드면
162: 탄성부재 163: 수용부재
164: 안착링 165: 가압구

Claims (7)

  1. 페달의 움직임에 따라 진퇴하는 제1 샤프트;
    상기 제1 샤프트의 제1 기어와 치합되는 제2 기어를 구비하는 제2 샤프트;
    상기 제2 샤프트에 마련되는 계측부; 및
    상기 제1 샤프트를 상기 제2 샤프트 쪽으로 가압하는 가압부;를 포함하고,
    상기 제1 샤프트는 상기 가압부에 의해 가압되는 오목부를 구비하고,
    상기 가압부는
    블록 내부에 고정되는 하우징;
    상기 하우징 내의 가이드면을 따라 진퇴하는 수용부재;
    상기 수용부재에 마련되어 상기 오목부를 가압하는 볼 형상의 가압구; 및
    상기 하우징 내에서 상기 수용부재가 상기 오목부를 향하도록 탄성력을 제공하는 탄성부재;를 포함하는 페달 스트로크 센서의 설치구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기어는 상기 제2 샤프트의 대향면에 마련되고,
    상기 오목부는 상기 제1 기어의 반대편에 형성되며,
    상기 가압부는 상기 오목부를 가압하여 상기 제1 기어와 제2 기어의 치합 상태를 유지하는 페달 스트로크 센서의 설치구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 오목부를 이루는 호의 중심각은 상기 가압구의 반경보다 크고, 상기 가압구는 상기 오목부를 가압하여 상기 제1 샤프트의 좌우 움직임을 구속하는 페달 스트로크 센서의 설치구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 샤프트는 블록 내부에서 상기 제1 샤프트의 진퇴방향에 수직으로 배치되는 페달 스트로크 센서의 설치구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 계측부는 마그넷 센서로써, 상기 제2 샤프트의 단부에 설치되어 상기 제2 샤프트의 회전신호를 읽어 페달의 움직임을 감지하는 페달 스트로크 센서의 설치구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가압부의 상단부는 고정되고, 하단부에는 상기 가압구가 돌출되어 상기 오목부를 가압하는 페달 스트로크 센서의 설치구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수용부재와 상기 가압구 사이에 마련되어 상기 가압구의 회전 발생 시 마찰저항을 줄이는 안착링을 더 구비하는 페달 스트로크 센서의 설치구조.
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