KR20010011914A - 자동차의 비접촉식 엑셀 페달 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 엑셀 페달에 있어서 자동차의 엑셀 페달의 누름 정도를 정확하고 반영구적으로 검출할 수 있는 비접촉적 감지수단을 갖춘 엑셀 페달을 제공하기 위하여,

차실 하부의 플로어 패널(66)에 리턴 스프링(68)에 의해 복귀력이 유지되면서 연결되어 있는 자동차의 엑셀 페달(12)에 있어서, 상기 엑셀 페달(12)의 저부에 설치되는 센서축(14)상에 형성되는 포토 커플러 (16)와; 상기 포토 커플러(16)사이에 형성되어 포토 커플러의 발광부(16a)에서 생성되는 빛의 양을 조절하여 투광부(16b)로 투과시키는 테이퍼진 슬롯(20)을 갖춘 슬롯디스크(18) 및; 상기 슬롯디스크(18)를 엑셀 페달의 누름 정도에 따라서 일정각도만큼 회전시키는 회동수단(22)을 포함하는 자동차의 비접촉식 엑셀 페달을 제공한다.

Description

자동차의 비접촉식 엑셀 페달{NON-CONTACTING ACCELERATION PEDAL FOR VEHICLES}

본 발명은 자동차의 엑셀 페달에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엑셀 페달의 누름 정도를 비접촉식으로 감지할 수 있는 감지수단이 설치된 비접촉식 엑셀 페달에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 연료를 엔진에서 연소시켜 동력을 얻는 장치로서, 차량의 상태나 차량의 속도에 적합한 연료 및 공기를 공급하는 장치가 필요하다.

이를 위해 자동차에는 적당한 연료 및 공기의 혼합기를 공급하기 위하여 운전자가 밟는 엑셀 페달의 누름 정도에 따라 링크기구를 조작하여 드로틀 밸브의 개도를 조절하고, 이에 따라 인젝터에서 분사되는 연료와 공기의 분사량을 가감하는 메카니즘이 채택되고 있다.

그런데, 최근의 전자제어기술의 발전과 더불어 자동차의 기계적 메카니즘도 점차 전자적 메카니즘으로 전환되어 가고 있는 바, ECU가 차량의 모든 상태를 각종 센서로부터 파악하고 이를 비교 판단하여 엔진의 회전 영역에 따라 구동원을 제어하고 있다.

여기서, 엔진의 회전수는 상기와 같이 엑셀 페달을 밟는 양에 따라 가변되므로, ECU가 보다 정밀한 전자제어를 수행하기 위해서는 엑셀 페달의 밟는 양을 전자적으로 감지할 수 있는 수단이 요구된다.

따라서, 종래에는 도 6에 도시한 바와 같이, 엑셀 페달(52)의 저부에 지지케이스(54)가 형성되고, 지지케이스(54)의 내측에 ECU로 신호를 보내는 가변저항기(56)와 함께 가변저항기의 가변접점(58)을 이동시키는 센서축(60)이 설치되고, 이 센서축의 외주에는 롤러레버(62)의 일단이 결합되고 그 타단에는 롤러(64)가 설치되어 차량 하부의 플로어 패널(66)에 상기 롤러(64)가 리턴 스프링 (68)에 의해 엑셀 페달(52)의 복원력이 유지되면서 접촉되는 구조의 가변저항 방식의 엑셀 페달 위치 검출장치가 이용되어 왔다.

상기와 같이 자동차의 엑셀 페달의 누름 정도를 가변저항장치에 의하여 검출하는 경우, 빈번한 엑셀 페달의 사용에 의하여 가변저항기의 가변접점이 쉽게 노후될 수 있으며, 이에 따라 엑셀 페달의 누름 정도에 대한 측정치가 왜곡되어 출력되며 변형된 출력신호를 수신받은 ECU는 운전자의 의도와는 다르게 엔진의 회전수를 제어하게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자동차의 엑셀 페달의 누름 정도를 정확히 검출함과 동시에 사용에 의하여 노후되지 않아 반영구적으로 사용할 수 있는 엑셀 페달 위치 검출장치를 갖춘 비접촉식 엑셀 페달을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 비접촉식 엑셀 페달의 구성을 나타낸 사시도

도 2는 본 발명에 의한 센서부에 대한 회로도

도 3은 본 발명에 의한 일 실시예의 슬롯디스크의 형상도

도 4는 본 발명에 의한 다른 실시예의 슬롯디스크의 형상도

도 5의 (a)는 본 발명에 의한 비접촉식 엑셀 페달의 초기상태를 나타내는 정지상태도

도 5의 (b)는 본 발명에 의한 비접촉식 엑셀 페달이 동작된 상태를 나타내는 동작상태도

도 6는 종래의 가변저항 방식의 엑셀 페달의 구성을 나타낸 사시도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

12 : 엑셀 페달 14 : 센서축

16 : 포토 커플 18 : 슬롯디스크

20 : 슬롯 24 : 베어링

26 : 롤러레버 28 : 롤러

66 : 플로어 패널 68 : 리턴 스프링

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차실 하부의 플로어 패널에 리턴 스프링에 의해 복귀력이 유지되면서 연결되어 있는 자동차의 엑셀 페달에 있어서, 상기 엑셀 페달의 저부에 설치되는 센서축상에 형성되는 포토 커플러와; 상기 포토 커플러사이에 형성되어 포토 커플러의 발광부에서 생성되는 빛의 양을 조절하여 투광부로 투과시키는 슬롯을 갖춘 슬롯디스크 및; 상기 슬롯디스크를 엑셀 페달의 누름 정도에 따라서 일정각도만큼 회전시키는 회동수단을 포함하는 자동차의 비접촉식 엑셀 페달을 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 도시한 것으로서, 도 1의 부호 12는 엑셀 페달을 지칭한다.

상기 엑셀 페달(12)은 운전자에 의하여 작동되며, 차실 하부의 플로어 패널(66)에 힌지로 고정되며 리턴 스프링(68)에 의하여 복귀력이 유지된다.

상기 엑셀 페달(12)의 저부로는 엑셀 페달의 누름 정도를 검출하기 위한 감지부가 형성된다.

상기 감지부는 감지하고자 하는 대상물과 비접촉하여 감지하는 포토 커플러 (16)와 이 포토 커플러의 감지량을 조정하는 슬롯디스크(18)와 이 슬롯디스크를 엑셀 페달의 누름력에 따라 회동시키기 위한 회동수단(22)으로 구성된다.

상기 포토 커플러(16)는 엑셀 페달(12)의 저부에 형성되는 지지케이스(13)에 그 양축이 지지되는 센서축(14)상에 고정 장착되며, 전원에 의하여 전기가 인가되면 빛을 생성하는 발광 다이오드(LED) 등과 같은 발광부(16a)와 이 발광부로부터 생성되는 빛을 수신 받아서 이에 비례하는 전기를 증폭하여 ECU(Electric Control Unit)에 출력신호를 전송하는 포토트랜지스터 등과 같은 수신부(16b)로 구성된다.

상기 슬롯디스크(18)는 엑셀 페달의 누름 정도에 비례하는 출력신호를 ECU에 송출하기 위하여 상기 포토 커플러(16)에서 발광되는 빛의 양을 조절하는 역할을 하는 것으로서, 상기 포토 커플러의 발광부(16a)와 수광부(16b)사이에 위치하여 상기 센서축(14)상에 회동수단(22)에 의하여 회동 가능하게 장착되며 투과되는 빛의 양을 조절하는 슬롯(20)이 슬롯디스크상에 형성된다.

상기 슬롯(20)이 빛의 양을 조절하기 위한 방법으로는 도 3에 도시한 바와 같이 상기 슬롯의 폭이 점차적으로 증대되되록 테이퍼진 슬롯으로 형성하는 것과, 도 4에 도시한 바와 같이 어두운 명암에서 점차적으로 밝은 명암으로 변하는 투과판(21)을 상기 슬롯에 설치하는 것이 있다.

이에 따라, 상기 포토 커플러의 발광부(16a)에서 생성되는 빛을 수신받는 수신부(16b)에서는 슬롯디스크상의 슬롯(20)의 폭 또는 투과판(21)의 명암에 따라서 수신받는 빛의 양이 변하게 되고 이에 따라 ECU로 전송하는 출력신호의 값도 변하게 된다.

상기에서, 슬롯디스크(18)의 초기 셋팅위치는 포토 커플러(16)에서 생성되는 빛이 슬롯(20)을 투과하지 않도록 설정한다.

상기 회동수단(22)은 상기 슬롯디스크(18)를 엑셀 페달의 누름 정도에 따라서 초기 셋팅위치로부터 일정 각도만큼 회전시키기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시예에서는, 상기 슬롯디스크(18)와 센서축(14)사이에 개재되어 슬롯디스크가 센서축을 중심으로 회전 가능하게 하는 베어링(24)과 상기 슬롯디스크(18)의 양단에 결합되어 엑셀 페달(12)의 누름력을 전달하는 롤러레버(26)와 상기 롤러레버(26)에 양단이 결합되어 엑셀 페달(12)의 누름에 따라 플로어 패널(66)을 따라 슬라이딩하는 롤러(28)로 구성된다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 비접촉식 엑셀 페달의 작동과정을 도 5의 (a),(b)에 도시한 바를 참조로 하여 살펴보면, 운전자가 엑셀 페달을 밟지 않은 상태에서는 도 5의 (a)와 같이 슬롯디스크(18)는 회전하지 않으므로, 포토 커플러(16)는 단락된 상태로서 ECU에 출력신호를 전송하지 않으며 이에 따라 ECU는 엑셀 페달에 아무런 누름력이 전달되지 않는 것으로 판단한다.

운전자가 엑셀 페달을 밟게 되면 도 5의 (b)와 같이 롤러(28)가 플로어 패널 (66)상을 슬라이딩하게 되고, 이에 연결되는 롤러레버(26)가 슬롯디스크(18)를 일정각도만큼 회전시키게 된다.

상기 슬롯디스크(18)가 회전하게 되면, 포토 커플러의 발광부(16a)에서 생성된 빛이 슬롯디스크의 슬롯(20)을 통과하여 수광부(16b)에 닿고, 이 수광부는 수신받는 광량에 비례하여 ECU에 출력신호를 전송하여 ECU가 엑셀 페달의 누름 정도를 판단하게 된다.

상기에서, 운전자가 다시 엑셀 페달을 밟지 않게 되면 엑셀 페달과 플로어 패널 사이의 리턴 스프링(68)에 의해 엑셀 페달이 복귀되면서 롤러(28)가 초기 위치로 귀환하고 이에 따라 슬롯디스크도 초기상태로 귀환하여 도 5의 (a)와 같은 상태가 된다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 의한 비접촉식 엑셀 페달은 엑셀 페달의 누름 정도에 비례하는 출력신호가 사용빈도에 관계없이 항상 일정하게 ECU로 전송될 수 있으므로 운전자의 의도에 맞게 엔진의 회전수를 제어할 수 있다.

또한, 본 발명에 이용되는 포토 커플러는 가변저항식 센서에 비하여 저렴하고 소형이므로 엑셀 페달의 누름 정도를 감지하는 센서부를 보다 컴팩트하게 구성할 수 있다.

Claims (4)

1. 차실 하부의 플로어 패널에 리턴 스프링에 의해 복귀력이 유지되면서 연결되어 있는 자동차의 엑셀 페달에 있어서,

   상기 엑셀 페달의 저부에 설치되는 센서축상에 형성되는 포토 커플러와;

   상기 포토 커플러사이에 형성되어 포토 커플러의 발광부에서 생성되는 빛의 양을 조절하여 투광부로 투과시키는 슬롯을 갖춘 슬롯디스크 및;

   상기 슬롯디스크를 엑셀 페달의 누름 정도에 따라서 일정각도만큼 회전시키는 회동수단을 포함하는 자동차의 비접촉식 엑셀 페달.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 슬롯디스크의 슬롯은 테이퍼진 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 비접촉식 엑셀 페달.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 슬롯디스크의 슬롯에는 어두운 명암에서 점차적으로 밝은 명암으로 변화하는 투과판이 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 비접촉식 엑셀 페달.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 회동수단은

   상기 슬롯디스크와 센서축사이에 개재되어 슬롯디스크가 센서축을 중심으로 회전 가능하게 하는 베어링과;

   상기 슬롯디스크의 양단에 결합되어 엑셀 페달의 누름력을 전달하는 롤러레버와;

   상기 롤러레버에 양단이 결합되어 엑셀 페달의 누름에 따라 플로어 패널을 따라 슬라이딩하는 롤러로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 비접촉식 엑셀 페달.