KR20000029166A - 작동 요소, 특히 가속 페달 - Google Patents

Abstract

작동 요소(10)는 복귀 스프링(18)의 힘에 대하여 반대로 조정될 수 있으며, 시간적으로 주어진 순간에 작동 요소의 위치를 감지하는 센서를 가진다. 회전각 센서, 예를 들어 퍼텐셔미터 또는 홀 이펙트 센서들이 지금까지 관례로 되어 왔다. 부품의 수를 감소시키기 위하여, 한쪽 단부에서 작동 요소(10, 14)에 직접 또는 간접적으로 연결되는 복귀 스프링(18)이 다른 쪽 단부에서 도입된 힘에 따라 전자 신호들을 발생시키는 정지 센서(20)에 고정되는 것이 제안되었다. 이것은 센서(20)가 예를 들어 지지 위치(16)의 영역에서 별개로 설치될 필요가 더 이상 없다는 것을 의미한다. 작동 요소(10)가 낮은 수준의 유격으로 가이드되는 것이 더 이상 필요하지 않으며, 센서(20)는 복귀 스프링(18)의 파괴를 즉시 검출한다.

Description

작동 요소, 특히 가속 페달 {OPERATIONAL ELEMENT, IN PARTICULAR ACCELERATOR}

본 발명은 복귀 스프링의 힘에 대하여 반대로 조정될 수 있으며, 시간적으로 어떤 주어진 순간에 작동 요소의 위치를 감지하는 센서를 가지는 작동 요소의 장치에 관한 것이다.

작동 요소의 위치를 감지하는 동작은 전자 시스템으로 전송될 오퍼레이터에 의하여 요구되는 셋 포인트를 위하여 필요하다. 이러한 “유선 구동” 시스템은 예를 들어 심지어 자동차 분야에서조차도 조정 요소의 기계적 작동을 가지는 종래의 케이블 제어 기구들을 더욱 더 빈번하게 대체하고 있다.

지금까지 종래의 해결수단들의 경우에, 센서는 퍼텐셔미터 또는 홀 이펙트 센서의 형태로 하는 회전각 센서로서 설계된다. 선회 가능하게 장착되는 작동 요소들의 경우에, 센서들의 가동성 부분들은 일반적으로 선회축에 직접 안치된다. 마모에 대한 퍼텐셔미터들의 민감성에 더하여, 특히 부유 방식으로 장착되는 가속 페달의 경우에, 선회축의 반경 변위는 퍼텐셔미터 슬라이더의 반경 운동이 원주 운동과 구별될 수 없기 때문에 불완전한 센서가 따른다는 것이다. 비록 퍼텐셔미터의 별도의 장착으로 관리하는 것이 가능할지라도, 이것은 구조 비용을 크게 증가시킨다. 이러한 작동 요소의 설치와 함께, 어떠한 경우에서도 가동성 부분들이 한편으로는 센서를 통하여 다른 한편으로는 복귀 스프링을 통하여 고정 하우징 상에 고정되는 것이 필요하다.

본 발명의 목적은 필요한 부품수를 감소시켜 제조 비용을 감소시키는 작동 요소를 위한 센서 장치를 제공하는데 있다.

장치는 한쪽 단부에서 작동 요소에 직접 또는 간접적으로 연결되는 복귀 스프링이 다른 쪽 단부에서 도입된 힘에 따라서 전자 신호를 만드는 정지 센서에 고정되는 것으로 본 발명에 따라 달성된다.

본 발명에 따른 장치는 위치 센서 및 복귀 요소가 별개로 설치되는 것이 더 이상 필요치 않고 복귀 요소가 센서에 직접 지지되는 이점을 가진다. 작동 요소의 위치를 직접 감지하기보다는, 센서는 복귀 스프링의 복귀력을 감지하며, 이는 복귀력이 작동 요소의 주행이 증가함으로써 일정하게 증가하기 때문에 작동 요소의 위치에 대하여 명확한 결론이 얻어지도록 한다. 본 발명에 따른 장치는 또한 작동 요소들이 선회축을 중심으로 선회 가능하게 장착되도록 허용하는 강성의 장착을 가지지 않는 작동 요소의 경우에서도 쉽게 사용될 수 있는 이점을 가진다. 부유식 장착은 센서의 측정 결과가 왜곡되는 어떠한 위험이 없다는 것을 쉽게 예상할 수 있으며, 작동 요소의 선형 가이드들이 어려움없이 실현되는 것이 가능하다.

힘 감지 센서, 예를 들어 스트레인 게이지 원리에 따른 센서들 또는 압전 원리에 따라서 동작하는 압력 픽업들이 퍼텐셔미터와 비교하여 또한 마모없이 동작하고, 그러므로 전체 동작 기간에 걸쳐서 작동 요소의 위치를 보다 확실하게 감지하는 것을 보장한다.

본 발명에 따른 장치의 추가적인 상당한 이점은 복귀 스프링의 파괴가 센서에 의하여 즉시 검출되므로, 실제의 복귀 스프링의 쇠약의 경우에서도 작동 요소 스트라이킹의 경우에 부정확한 제어의 위험을 피하기 위하여 작동 요소를 복귀시키는 어떤 추가의 에너지 저장이 필요가 없다는 것이다.

복귀 스프링으로서 사용되는 스프링 요소의 선택 및 배열에 의하여, 페달 특성은 필요한 방식으로 채택될 수 있으며, 원칙적으로 이미 공지된 모든 스프링 요소들의 배열들이 본 발명에 따른 해결 수단의 경우에서도 사용되는 것이 가능하다. 또한, 마찰 요소의 도움으로 업 또는 다운 조정 동안 작동 요소의 작동력의 히스테리시스를 보장하는 추가의 히스테리시스 요소가 본 발명에 따른 장치에 쉽게 통합되는 것이 가능하다.

장치의 바람직한 실시예는 압축 스프링으로 설계되는 복귀 스프링을 제공한다. 이것은 원칙적으로 본 발명에 따른 장치의 경우에 복귀 스프링으로서 마찬가지로 사용될 수 있는 비틀림 스프링 또는 인장 스프링과 비교하여 특히 간단한 구조를 준다.

본 발명의 추가의 바람직한 실시예는 첫 번째 복귀 스프링과 나란하게 배열되는 두 번째 복귀 스프링을 준비한다. 하나의 복귀 스프링이 약해지는 경우에, 이러한 장치는 비록 센서가 하나의 스프링의 파괴를 즉시 검출할지라도, 여전히 비상 동작하는 성질이 있으며, 이는 수리될 때까지 한정된 제어를 가능하게 한다. 복귀 스프링을 형성하는 헬리컬 스프링이 다른 것 내부에 하나가 삽입되면 간단한 설계의 것인 공간 절약 배열이 제공된다.

본 발명에 따른 장치의 응용예는 센서 신호가 엔진 L제어 전자 시스템(셋 포인트 입력)을 작동시키기 위하여 작용하는 모터 차량의 가속 페달이다.

본 발명에 따른 장치의 추가의 응용예는 내연기관의 동력을 제어하기 위하여 선형 단면을 변화시키기 위한 트로틀 밸브 또는 트로틀 슬라이더이다. 이러한 트로틀 밸브는 소위 트로틀 밸브 하우징에 선회되도록 장착되며, 트로틀 밸브는 동력에 대한 요구(예를 들어 차량 운전자가 가속 페달을 아래로 가압하는 것에 의하여 가스를 주는)에 따라서 작동자 구동부에 의하여 선회된다. 이러한 목적을 위하여, 동력에 대한 요구는 전자 신호로 변환되어 엔진 제어 전자 시스템으로 변환되어, 엔진 제어 전자 시스템으로 공급되고, 작동 구동부는 엔진 제어 전자 시스템에 의하여 작동된다. 본 발명에 따른 장치의 수단에 의하여, 트로틀 밸브의 셋 포인트의 위치(실제값)가 감지될 수 있으며, 엔진 제어 전자 시스템에 지시되며, 엔진 제어 전자 시스템은 셋 포인트/실제값에 따라서 트로틀 밸브의 바람직한 위치가 도달될 때까지 작동자 구동부를 작동시킨다.

본 발명에 따른 장치는 가속 페달의 경우에 그리고 동시에 트로틀 밸브(트로틀 슬라이드)의 경우에 모두 사용될 수 있다.

도 1은 가속 페달의 개략도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 작동 요소(페달) 12: 페달 표면

14: 페달 아암 16: 지지 위치

18: 복귀 스프링 20: 압력 센서

22: 전자 접속부

첨부한 도면을 참고로 본 발명의 실시예를 자세히 살펴보면 하기와 같다.

도 1은 가속 페달(10)의 장치의 개략도이며, 장치는 통상적으로 하우징(도시되지 않음)에 수용된다. 가속 페달(10)은 페달 표면(12)과, 지지 위치(16)에서 하우징에 선회되도록 장착되는 페달 아암(14)을 포함한다.

지지 위치(16)를 중심으로 하는 페달(10)의 선회 운동은 아이들링 위치로부터 복귀 스프링(18)의 힘의 반대로 발생한다. 페달(10)의 아이들링 위치에서, 복귀 스프링(18)은 약한 정도의 프리스트레스를 받을 수도 있으며, 정지 위치(도시되지 않음)에 대하여 페달 아암(14)을 프리로드할 수 있다. 복귀 스프링(18)은 하우징에 체결되어 예를 들어 스트레인 게이지 원리 또는 압전 원리에 따라서 동작하는 압력 센서(20)에서 지지된다. 복귀 스프링(18)의 접합력에 따라서 발생되는 전자 신호들은 전자 접속부(22)를 통하여 엔진 변수를 제어하기 위하여 엔진 제어 전자 시스템으로 전달된다.

가속 페달의 작동 특성들은 복귀 스프링(18)의 선택 및 배열에 의하여 특정한 방식으로 영향을 받을 수 있다. 지지 위치(16)의 영역에서 또는 별개의 모듈의 형태로 하는 마찰 요소들(도시되지 않음)은 가속 페달(10)의 작동력의 히스테리시스를 달성하기 위하여 제공되며, 작동력의 히스테리시스에 의하여 차량 운전자는 지금 까지의 종래의 케이블 제어 기구와 친숙하게 되며, 작동력의 히스테리시스는 안락함 및 정밀성의 조건에서 이점을 제공한다.

하우징을 구비한 전체 장치는 상이한 모터 챠량에서 사용되는 모듈로서 설계되며, 가속 페달(10)의 작동 특성들이 각각의 차량 형태에 적합하게 되는 것이 가능하다.

각 가속 페달의 위치가 복귀 스프링(18)의 특정 정도의 프리스트레스를 유발하기 때문에, 압력 센서(20)에 의하여 측정되는 각 압력값은 대응하는 가속 페달 위치로 명확하게 할당된다. 여기에서, 복귀 스프링(18)이 선형, 점진 또는 강하 특성의 선형을 가지는 지에는 관계가 없다. 복귀 스프링(18)의 파괴는 압력 센서(20)에 의하여 즉시 검출되며, 그 결과, 복귀 스프링(18)이 파괴되었을 때 가속 페달(10)이 전체 부하 위치로 떨어지면 엔진 제어 전자 시스템의 불완전한 작동의 위험이 없게 된다. 어려움없이 적어도 가장 가까운 워크숍에 도달하도록 가능하게 만드는 어떤 비상 동작 성질을 보장하기 위하여, 복귀 스프링(18)에 더하여 추가의 나란하게 연결된 스프링(도시되지 않음)이 제공되며, 그 결과, 복귀 스프링(18)이 파괴된 경우에, 여전히 아이들링 위치로 가속 페달(10)을 복귀시키기 위하여 충분한 복귀력을 이용할 수 있다. 다수의 나란한 복귀 스프링들의 경우에, 압력 센서(20)가 하나의 스프링이 파괴되었는가를 검출하여, 예를 들어 차량의 기동성을 보장하는 엔진 제어 전자 시스템의 비상 모드를 작동시키는 것이 또한 가능하다. 두 개의 특별한 공간 절약 배열은 압력 센서(20)와 페달 아암(14) 사이에서 두 개의 헬리컬 스프링들을 다른 것 내부에 하나를 삽입하는 것에 의하여 달성된다. 압축 부하를 받는 스프링대신에, 압력 센서(20)의 대응하는 채택이 발생하면 인장 스프링 또는 비틀림 스프링이 또한 가능하다.

본 발명에 의해 필요한 부품수를 감소시켜 제조 비용을 감소시키는 작동 요소를 위한 센서 장치가 제공된다.

Claims (9)

1. 복귀 스프링(18)의 힘에 대하여 반대로 조정될 수 있으며, 시간적으로 주어진 순간에 작동 요소(10)의 위치를 감지하는 센서(20)를 가지는 작동 요소(10)에 있어서, 한쪽 단부에서 작동 요소(10, 14)에 직접 또는 간접적으로 연결되는 복귀 스프링(18)이 다른쪽 단부에서 도입된 힘에 따라서 전자 신호를 만드는 정지 센서(20)에 고정되는 것을 특징으로 하는 작동 요소.
2. 제 1 항에 있어서, 센서(20)는 스트레인 게이지 원리에 따라서 동작하는 것을 특징으로 하는 작동 요소.
3. 제 1 항에 있어서, 센서(20)는 압전 원리에 따라서 동작하는 압력 픽업으로 설계되는 것을 특징으로 하는 작동 요소.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 복귀 스프링(18)은 압축 스프링으로 설계되는 것을 특징으로 하는 작동 요소.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 두 번째 스프링은 첫 번째 스프링과 나란하게 배열되는 것을 특징으로 하는 작동 용소.
6. 제 5 항에 있어서, 다른 것의 내부에 하나가 삽입되는 두 개의 헬리컬 스프링이 복귀 스프링을 형성하는 것을 특징으로 하는 작동 요소.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 작동 요소(10)의 정지 위치에서 복귀 스프링(18)은 특정 정도의 프리스트레스를 받는 것을 특징으로 하는 작동 요소.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 작동 요소는 모터 차량을 위한 가속 페달(10)이며, 센서 신호들은 엔진 제어 전자 시스템을 작동시키기 위하여 작용하는 것을 특징으로 하는 작동 요소.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 작동 요소는 내연기관의 동력을 제어하기 위하여 선형 단면을 변화시키기 위한 트로틀 밸브 또는 트로틀 슬라이드인 것을 특징으로 하는 작동 요소.