KR20010104251A - 제어 신호를 발생시키기 위한 비접촉 페달 위치 센서를가지는 페달 조립체 - Google Patents

제어 신호를 발생시키기 위한 비접촉 페달 위치 센서를가지는 페달 조립체 Download PDF

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Abstract

페달 조립체(10)는 차량의 몸체 구조에 장착되고 차량 시스템을 위한 제어 신호를 발생시키도록 사용된다. 페달 조립체는 페달 패드(pedal pad, 16)에 결합된 하단부(14)와 피벗 축(pivot axis, 24)을 형성하도록 피벗 샤프트(pivot shaft, 22)에서 피벗 가능하게 지지되는 상단부(18)를 구비한 페달 암(pedal arm, 12)을 포함한다. 페달 암(12)이 피벗 축(24) 둘레에서 하우징(housing, 20)에 상대적으로 운동하도록 장착되기 위해 하우징(20)은 피벗 샤프트(22)를 지지한다. 비접촉 감지면(30)으로부터 이격된 자석 부재(26)를 가지는 비접촉 센서 조립체는 페달 운동을 기초로 하는 제어 신호를 발생시키도록 사용된다. 자석 부재(26)는 피벗 축(24) 둘레를 페달 암(12)과 피벗 운동하도록 샤프트(22)에 피벗 가능하게 장착되고 비접촉 감지면(30)은 자석 부재(26)와 상호작용하도록 하우징(20)의 내측면(28)을 가로질러 연장한다. 자석 부재(26)의 회동은 비접촉 감지면(30)을 경유하여 선형 출력 제어 신호로 변환된다. 탄성 부재(50)는 하우징(20)의 만곡된 포켓(54)내에 장착된다. 탄성 부재(50)의 제 1 단부(58)는 하우징(20)에 고정되고 제 2 단부(62)는 페달 암(12)이 정지 위치로부터 작동 위치로 운동되는 경우에 히스테리시스 효과(hysteresis effect)를 생성하도록 페달 암(12)의 상단부(48)에서 캠(cam) 형성부(60)에 의해 맞물린다. 커버(64)는 자석 부재(26)와 비접촉 감지면(30)을 위해 밀봉된 환경을 제공하도록 하우징(20)내의 센서 조립체를 감싸기 위해 하우징(20)에 부착된다.

Description

제어 신호를 발생시키기 위한 비접촉 페달 위치 센서를 가지는 페달 조립체{PEDAL ASSEMBLY WITH NON-CONTACT PEDAL POSITION SENSOR FOR GENERATING A CONTROL SIGNAL}
본 발명은 차량 시스템을 제어하기 위한 전기 신호를 발생시키는 센서를 가지는 페달 조립체에 관한 것이다. 특히, 페달 조립체는 페달 변위에 따라 변화하는 선형 출력 신호를 발생시키도록 피벗 페달 운동으로 회전하고 비접촉 감지면과상호작용하는 아치형 자석 부재를 포함한다.
페달 조립체는 차량의 운동을 제어하도록 사용된다. 전형적으로 페달 조립체는 페달이 제어하는 개별 차량 시스템으로의 기계적 연결부를 포함한다. 예를 들어, 가속 페달을 위한 기계적 연결부는 브라킷(bracket)과 엔진 스로틀(engine throttle)로의 케이블-연결부를 통상적으로 포함한다. 페달의 회동은 케이블을 경유하여 엔진 스로틀로 전달된다. 케이블은 페달의 위치를 기초로 엔진 스로틀의 위치를 제어한다. 유사한 기계적 연결부가 브레이크와 클러치 페달을 위해 사용된다.
이러한 페달 조립체는 가속 페달과 연료 스로틀을 상호 연결하는 기계적 링크(link) 장치에 의해 제공되는 히스테리시스 피드백(hysteresis feedback)에 기인하여 운전자에 의한 바람직한 감각적 경험을 갖는다.기계적 링크 장치와 함께, 가속 페달을 전진시키는 경우 요구되는 페달 압력은 고정된 위치를 유지하는데 요구되는 것보다 더 크다. 이러한 차이는 히스테리시스 효과로 종종 언급된다. 이러한 효과는 운전자의 피로를 감소시키기 위해 중요하다.
차량이 더 많은 전기 제어 차량 시스템을 도입함에 따라, 페달과 제어되는 차량 시스템 사이에 전기적 링크를 제공하려는 시도가 실시되어 왔다. 기계적 연결부는 종종 차량에서 가용한 제한된 공간내에서 팩키지(package)화하는데 부피가 크고 어렵다. 기계적 링크 장치에서 구성 요소는 또한 마모되고 차량 시스템이 작동 불가능하도록 고정되거나 고착될 수 있다. 전기적 링크는 기계적 링크 장치부에 대한 필요성을 배제시키고 따라서, 비용을 감소시키며 기타 차량 구성 요소에대한 팩키징 공간(packaging space)을 증가시킨다.
전기 제어를 도입하는 몇몇 페달들은 페달이 여러가지 작동 위치 사이에서 피벗함에 따라 제어 신호를 발생시키는 전위차계와 같은 접촉 센서를 이용한다. 접촉 센서 사용의 한가지 단점은 그 센서가 시간이 경과하여 마모되려는 경향이 있다는 것이며, 이것은 제어 신호의 정확성에 영향을 미칠 수 있다.
접촉 센서의 전기 제어를 도입하는 페달의 실시예는 미국 특허 제 5,697,260 호 및 제 5,819,593 호에 나타난다. 페달 조립체는 차량 구조체에 의해 지지되는 하우징내에 피벗 가능하게 장착되는 페달 암을 포함한다. 페달 암은 힘이 페달 암의 일단에 결합되는 페달에 부여됨에 따라 하우징에 관하여 피벗한다. 페달 조립체는, 하우징내에 설치된, 전위차계와 같은, 개별 센서 조립체를 포함한다. 센서 조립체는 하우징에 관한 페달 암의 운동에 비례하여 변화하는 전기 신호를 발생시킨다.
접촉 센서의 전기 제어를 가지는 페달의 다른 실시예가 미국 특허 제 5,768,946 호에 나타난다. 개별 센서 모듈(sensor module)이 하우징내에 설치된다. 센서 모듈은 제어되는 차량 시스템에 연결하기 위한 전기 커넥터(connector)를 포함한다. 상기된 바와 같이, 센서 모듈은 페달 위치를 감지하도록 사용되고 피벗 페달 위치가 변화함에 따라 변화하는 전기 신호를 발생시킨다. 전형적으로, 이러한 센서 모듈은 전위차계이다. 전위차계는 먼지와 기타 오염 물질에 민감하므로 적절하게 작동하기 위하여 밀봉된 환경에 제공되어야 한다. 센서 모듈은 따라서, 독립적이고 밀봉된 구성 요소와 같이 페달 하우징에 설치된다. 센서 모듈은고가이고 부피가 크다. 페달 하우징은 이러한 큰 센서 모듈을 수용하도록 특별하게 설계되어야 하는데, 이것은 바람직하지 않다.
때때로 홀 효과 센서(Hall effect sensor)와 같은 비접촉 센서가 제어 신호를 발생시키도록 사용된다. 전기 제어를 위해 비접촉 유형의 센서를 도입하는 페달의 실시예가 미국 특허 제 5,439,275 호에 나타난다. 페달 조립체는 페달 위치에 따라 변화하는 출력 신호를 발생시키도록 플런저(plunger)내에 장착되는 자석과 조합되어 사용되는 홀 효과 센서를 포함한다. 페달이 피벗됨에 따라, 플런저는 자장이 변화하도록 센서에 관하여 직선 방향으로 이동한다. 상기 구성에서, 차량 시스템을 제어하도록 사용될 수 있는, 센서로부터 회전 페달 입력 운동을 정확한 선형 출력으로 변환시키는 것은 어렵다.
따라서, 정확한 제어 신호가 상응하는 차량 시스템을 제어하는데 사용될 수 있도록 페달 변위에 상응하는 선형 출력을 형성시키기 위해 회전 페달 입력을 사용할 수 있는 비접촉 센서를 가지는 개선된 페달 조립체를 구비하는 것이 바람직하다. 또한 먼지 및 기타 요소들을 차단하는 밀봉된 환경을 계속 제공하면서 별도의 센서 하우징을 요구하지 않는 통합된 비접촉 감지 요소들을 가지는 더 밀집된 페달 조립체를 구비하는 것이 바람직하다. 통합된 비접촉 감지 요소들을 가지는 페달 조립체는 동일한 하우징내에서 밀봉되는 히스테리시스 효과를 발생시키기 위한 저항 조립체도 포함해야 한다. 이것은 팩키지화를 개선시키고 페달에 대한 비용과 조립 시간을 감소시킨다.
페달 조립체는 차량의 몸체 구조에 장착되도록 적용되고 차량 시스템을 위한 제어 신호를 발생시키도록 작동한다. 상기 조립체는 하우징과 상기 하우징에 상대적으로 운동하기 위해 지지되는 페달 암을 포함한다. 상기 페달 암은 페달 패드에 결합되는 제 1 단부와 피벗 축을 형성하는 샤프트에 피벗 가능하게 지지되는 제 2 단부를 구비한다. 자석 부재는 피벗 축 둘레를 페달 암과 함께 피벗 운동하기 위해 샤프트에 피벗 가능하게 장착된다. 상기 조립체는 비접촉 감지면에 상대적인 자석 부재의 각 회전 범위에 의해 진폭이 변화하는 전기 제어 신호를 발생시키도록 자석 부재와 상호작용하기 위한 비접촉 감지면을 제공하는 하우징에 의해 특징지워진다. 상기 감지면은 하우징내에 장착되는 비접촉 센서이므로 상기 센서와 하우징은 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 비접촉 센서는 페달 암이 작동 위치들 사이에서 피벗하고 페달 변위에 비례하여 선형 출력 전압을 발생시킴에 따라 자석 부재에 의해 발생되는 변화하는 자장을 측정한다. 바람직한 실시예에서, 상기 자석 부재는 소정의 호 길이에 의해 형성되는 아치형 몸체부, 상기 샤프트를 수용하기 위한 보어(bore)를 구비한 원형 몸체부, 및 상기 원형 몸체부와 상기 아치형 몸체부를 상호 연결하는 반지름 방향으로 연장하는 암 부분을 구비한다. 상기 비접촉 센서는 소정의 폭을 가지는 갭(gap)을 형성하도록 자석 부재에 인접하여 위치된다. 상기 비접촉 센서는 자석 부재에 상대적으로 고정되어 있어서 상기 자석 부재와 상기 감지면 사이의 적어도 최소한의 갭 폭이 모든 페달 작동 위치에서 유지된다.
도 1은 페달 조립체의 사시도;
도 2는 도 1에 도시된 페달 조립체의, 부분적으로 절단 분리된, 분해도;
도 3은 도 1에 도시된 페달 조립체의 커버가 제거되고 센서 부재와 감지면의 한가지 실시예를 도시한, 부분적으로 절단 분리된, 측면도;
도 4는 커버와 분할부가 제거되고 페달 암이 정지 위치에 있는 경우에 저항 조립체를 도시한, 부분적으로 절단 분리된, 측면도; 및
도 5는 커버와 분할부가 제거되고 페달 암이 작동 위치에 있는 경우에 저항 조립체를 도시한, 부분적으로 절단 분리된, 측면도.
첨부된 도면과 연계하여 고려되는 경우에 다음의 상세한 설명을 참조로 본 발명의 장점들이 더 양호하게 이해되므로, 본 발명의 기타 장점들은 용이하게 인지될 것이다.
동일한 참조 번호가 몇몇 도면들을 통해서 동일하거나 상응하는 부분들을 지시하는, 도면들을 참조하면, 페달 조립체는 도 1에서 10으로 일반적으로 표시된다. 페달 조립체(10)는 페달 패드(16)에 작동 가능하게 결합되는 하단부(14)와 하우징(20)내에 피벗 가능하게 장착되는 상단부(18)를 가지는 페달 암(12)을 포함한다. 페달 조립체(10)는 스로틀 위치와 같은 차량 시스템 기능을 제어하는데 사용되는 전기 제어 신호를 발생시킨다. 전기 제어 신호는 힘이 정지 위치로부터 작동 위치로 페달 암을 운동시키도록 페달 패드(16)에 부여됨에 따라 진폭이 변화한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 페달 암(12)은 피벗 축(24)을 형성하는 피벗 샤프트(22)상에서 하우징(20)에 상대적으로 운동하기 위해 지지된다. 페달 암(12)은 강이나 플라스틱 재료로 형성됨이 바람직하다. 또한 센서 조립체가 하우징(20)내에 장착된다. 센서 조립체는 피벗 축(24) 둘레를 페달 암(12)과 피벗 운동하기 위해 샤프트(22)상에서 피벗 가능하게 장착되는 자석 부재(26)를 포함한다. 바람직하게, 자석 부재(26)는 샤프트와 함께 회전하기 위해 샤프트(22)에 직접 고정된다.
하우징(20)은 비접촉 감지면(30)에 상대적인 상기 자석 부재(26)의 각 회전 범위에 의해 진폭이 변화하는 전기 제어 신호를 발생시키는 자석 부재(26)와 상호작용하기 위한 비접촉 감지면(30)을 제공하는 내측면(28)을 포함한다. 바람직하게비접촉 감지면(30)은 하우징(20)의 내측면(28)에 당 업자에게 공지된 수단으로 부착되는 개별 요소의 비접촉 센서이므로, 비접촉 센서(30)와 내측면(28)은 일체로 형성된다. 자석(26)과 비접촉 센서(30)의 작동은 하기에 더 상세하게 논의될 것이다.
바람직한 실시예에서, 자석 부재(26)는, 소정의 폭(W)을 가지는, 도 3에서 더 명확하게 도시된, 갭(32)을 형성하도록 비접촉 센서(30)에 인접하여 위치되는 자석부(26a)를 구비한다. 바람직하게, 폭(W)은 단지 수 밀리미터이지만, 기타 폭 치수들이 이용될 수 있다. 비접촉 감지면(30)은 자석 부재(26)에 상대적으로 고정되어서 자석 부재(26)와 감지면(30) 사이의 적어도 최소한의 갭 폭은 모든 페달 작동 위치에서 유지된다.
바람직하게, 자석 부재(26)는 2극 S/N 디자인(즉, 하나의 음(-)극과 하나의 양(+)극)을 가지는 영구 자석이다. 그러나, 양(+)과 음(-) 방위, 즉 N과 S 방위 사이에서 교번하는, 다극(즉, 2극이상)이 사용될 수도 있다. 영구 자석(26)은 각각이 소정의 폭을 가지는 양(+)과 음(-)극과 함께 아치형을 가진다. 극의 폭은 출력 제어 신호의 직선성을 제어한다.
가변 극 폭 조작은 페달 암(12)이 피벗함에 따라 자장의 각 회전중에 선형 자장을 감지하기 위한 다극 자석(26)의 극 사이에서 직선성을 증가시키는데 사용된다. 이러한 구성의 한가지 장점은 출력 신호와 페달 변위 사이에 선형 관계가 있다는 것이다. 다극의 사용은 변화하는 자장 방향을 가지는 자장을 생성한다. 한 세트의 자장은 시계방향 자장 방위를 가지는 반면에 다른 세트의 자장은 반시계 방향의 자장 방위를 가진다. 자석(26)의 반경과 극 폭의 치수는 바람직한 자장 강도와 방위를 얻도록 변화될 수 있다.
자석 부재(26)는 코어(core) 또는 로터(rotor)부(26b)에서 지지되는 자석부(26a)를 가진다. 로터부(26b)는 샤프트(22)를 수용하기 위한 보어(38)와 원형 몸체부(36)와 아치형 몸체부(34)를 상호 연결하는 반지름 방향으로 연장하는 암 부분(40)을 구비한 원형 몸체부(36)를 포함한다. 바람직하게 보어(38)는 샤프트(22)를 압력 끼워 맞춤으로써 자석 부재(26)와 샤프트(22)는 일제히 회전하지만, 기타 부착 방법이 사용될 수 있다.
힘이 전기 제어 신호를 발생시키도록 비접촉 감지면(30)에 상대적으로 운동하는 자석 부재(26)를 가지는 페달 패드(16)에 부여됨에 따라 자석 부재(26)의 아치형 몸체부(34)는 피벗 축(24) 둘레를 호 형태로 운동한다. 비접촉 감지면(30)은 페달 암(12)이 작동 위치 사이에서 피벗하고 페달 변위에 비례하여 선형 출력 전압을 발생시킴에 따라 자석 부재(26)에 의해 발생되는 변화하는 자장을 측정한다.
도 2-5에 도시된 바와 같이, 페달 조립체(10)는 운전자의 피로를 감소시키도록 히스테리시스 효과를 제공하는데 사용되는 저항 조립체(46)를 포함한다. 저항 조립체(46)는 가속 페달과 연료 스로틀을 상호 연결하는 기계적 링크 장치에 의해 통상적으로 제공되는 피드백(feedback)을 대체하기 위하여 운전자에게 피드백 또는 "감각"을 제공하도록 의도된다. 기계적 링크 장치를 가지고, 가속 페달을 전진시키는 경우 요구되는 페달 압력은 고정된 위치를 유지하는데 요구되는 것보다 더 크다. 이러한 차이는 종종 히스테리시스 효과로 언급된다. 이러한 효과는 상대적으로 등속으로 주행하는 동안에 적소에 가속 페달(10)을 유지시킬 경우에 중요하고 그것은 또한 바람직한 감속 시간을 얻을 경우에 고려되어야 한다. 가속시에 부여되어야 하는 압력은 용이하게 부여되지만 가속 스프링의 후퇴압이 속도를 유지하거나 지속시키는데 요구되는 시간중에 동일한 효과를 형성시킨다면 운전자가 상대적으로 등속을 유지하는 것이 곧 불안정해질 것이다. 히스테리시스 효과는 해결책을 제공한다. 그것은 한 세트의 가속 장치를 유지하는데 요구되는 부하를 감소시키지만 발이 적용된 압력이 제거되는 경우에 역 페달 작용을 발생시키는 힘이 계속 존재한다. 저항 조립체(46)는 운전자의 피로를 제거하도록 바람직한 히스테리시스 효과를 포함하는 기계적 링크 장치의 "감각"을 제공한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 페달 암(12)은 히스테리시스 효과를 제공하도록 탄성 스프링(50)과 상호 작용하기 위해 피벗 축(24)상에서 연장하는 상위부(48)를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 한쌍의 스프링(50)이 사용되지만, 다수의 스프링(50)이 바람직한 히스테리시스 효과를 생성하도록 사용될 수 있다. 하우징(20)은 스프링(50)을 수용하기 위한 만곡된 측벽(54)을 가지는 오목부(52)를 포함한다. 오목부(52)는 스프링(50)의 제 1 단부(58)를 위치시키기 위하여 접선방향으로 연장하는 노치(notch, 56)를 구비한다. 페달 암(12)의 상위부(48)는 페달 암(12)이 축(24) 둘레를 피벗함에 따라 스프링(50)의 제 2 단부(62)에 힘을 부여하는 캠 로브(cam lobe, 60)를 포함한다. 바람직하게, 캠 로브는 개선된 마모면을 제공하는 캡(cap) 부재(61)를 포함한다. 스프링(50)은 페달 암(12)이 정지 위치(도 5에 도시됨)로부터 작동 위치(도 6에 도시됨)로 페달 암(12)상의 스프링(50)의탄성력을 감소시키도록 피벗되는 경우에 측벽(54)과 마찰 접촉하여 가압된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 페달 조립체(10)는 자석 부재(26)와 비접촉 감지면(30)을 위한 밀봉된 환경을 제공하도록 하우징(20)에 부착하기 위한 커버(64)를 포함한다. 비접촉 감지면(30)은 효과적으로 작동하기 위하여 먼지와 기타 오염 물질이 없어야 한다. 커버(64)는 자석 부재가 감지면(30)에 상대적으로 회전함에 따라 먼지가 자석 부재(26)의 작동에 침입하는 것을 방지한다. 바람직하게 하우징(20)과 커버(64)는 경량이고 나일론이나 플라스틱 재료로 형성된다.
하우징(20)은 바람직하게 하우징(20)의 원주 립(lip, 68) 둘레에 이격된 복수의 탭(tab, 66)을 포함한다. 탭(66)은 커버(64)의 상응하는 개구(70)로 삽입되고 하우징(20)과 커버(64)를 서로 고착시키도록 가열 스테이킹(staking)된다. 그러나, 당 업자에게 공지된 다른 고착 방법이 커버(64)에 하우징(20)을 결합하는데 사용될 수도 있다는 것이 인지되어야 한다.
또한 하우징(20)은 외주면(84) 둘레에서 연장하는 그루브(groove, 82)를 포함한다. 에폭시 밀봉재가 그루브(82)에 도포되어 위치되고 커버(64)는 하우징(20)에 부착된다. 이것은 자석 부재(26)와 감지면(30)을 위한 밀봉된 환경을 제공한다. 당 업자에게 공지된 기타 밀봉법이 사용될 수도 있다. O-링(도시 안됨)이 하우징(20)과 커버(64)내에서 피벗 샤프트(22)를 밀봉하도록 사용된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 비접촉 감지면(30)은 출력 노드(node, 72)에 전기적으로 연결된다. 자석 부재(26)가 감지면(30)에 상대적으로 피벗함에 따라 전기 신호가 발생되고 노드(72)로 전송된다. 전기 연결 포트(port, 74)는 하우징(20)의일측에 일체로 형성된다. 전기 커넥터(도시 안됨)는 포트(74)로 삽입되고 감지면(30)과 자석 부재(26)의 상호 작용에 의해 발생되는 전기 신호는, 예를 들면, 컴퓨터와 같은 차량 제어 시스템(76)으로 전송된다. 그 후 신호는, 78로 개략적으로 표시된, 엔진 스로틀로 전송되고, 이것은 그 후 바람직한 위치로 운동된다. 제어 신호는 브레이크 또는 클러치 메커니즘을 제어하도록 사용될 수도 있다. 상기된 바와 같이, 전기 제어 신호는 힘이 정지 위치로부터 작동 위치로 페달 암(12)을 운동시키도록 페달 패드(16)에 부여됨에 따라 진폭이 변화한다.
상기된 바와 같이, 자석부(26a)는 로터부(26b)상에서 지지되고 비접촉 센서부(30)는 로터부(26b)에 상대적으로 고정되어 유지된다. 비접촉 센서(30)는 고정자 피스(piece, 30a, 30b) 사이에 위치되는 복수의 홀 칩(Hall chip, 30c)을 가지는 2 피스 고정자(30a, 30b)로서 바람직하게 형성된다. 홀 칩(30c)은 엔진 스로틀(78)에 대한 전기 제어 신호를 발생시키는 비접촉 감지면이다.
이와 함께, 자석 부재(26)와 비접촉 센서(30)는 홀 효과 센서로서 작동한다. 홀 효과 센서의 작동은 당 업자에게 공지되어 있으며 상세하게 게시되지 않는다. 본 발명의 페달 조립체(10)의 한가지 장점은 독립 센서 요소가 페달 조립체에 설치될 필요가 없다는 것이다. 감지 요소, 즉, 자석 부재(26), 고정자(30a, 30b) 및 홀 칩(30c)은 페달 조립체(10)의 하우징(20)에 직접 통합되어 대체된다. 고정자(30a, 30b) 및 홀 칩(30c)은 하우징(20)의 내측면(28)에 부착되어서 내측면(28)과 고정자(30a, 30b)는 일체로서 형성되고, 자석 부재(26)는 페달 피벗 샤프트(22)와 함께 회전하기 위해 고정된다.
하우징(20)은 플라스틱 재료로 바람직하게 형성되고 하우징의 내측면(28)을 형성하는 중앙 분할부(80)를 포함한다. 내측면(28)은 유사 재료로 바람직하게 형성되지만, 기타 재료가 사용될 수 있다. 감지면(30)은 분할부(80)의 일측상에 위치하고 저항 조립체(46)는 분할부(80)의 대향측상에 위치된다. 우선 저항 조립체(46)가 하우징(20)내에 장착되고, 감지면(30)을 가지는 분할부(80)가 설치되며, 자석 부재(26)가 피벗 샤프트(22)상에 장착되고 난 후 커버(64)가 하우징(20)에 부착된다. 본 발명의 페달 조립체가 당 업자에게 공지된 기타 유형의 저항 조립체와 사용될 수 있다는 것이 인지되어야 한다. 도 2-5에 도시된 저항 조립체(46)의 구성과 방위는 단순히 바람직한 실시예이다.
본 발명의 페달 조립체(10)가 연관된 차량의 스로틀을 제어하는데 사용하기 위해 상세하게 게시되었지만, 본 발명의 페달 조립체(10)는 광범위한 차량 기능이나 부속품을 전기적으로 제어하는데 사용될 수 있다.
본 발명은 예증하는 방식으로 게시되었고, 사용된 용어는 제한보다는 설명을 위한 단어의 본질을 갖도록 의도된 것이 인지되어야 한다.
명백하게, 본 발명의 많은 변용과 변형이 상기 교시의 관점에서 가능하다. 그러므로, 참조 번호가 단지 편의를 위한 것이고 어떤 식으로든 제한하려는 것이 아닌, 첨부된 청구 범위내에서, 본 발명은 자세하게 게시된 바와 다르게 실행될 수 있다는 것이 인지되어야 한다.
본 발명의 페달 조립체의 센서는 차량 시스템을 제어하기 위한 전기 신호를발생시키는 효과를 갖는다.

Claims (23)

  1. 하우징(20);
    상기 하우징(20)에 상대적으로 운동하기 위해 지지되고 페달 패드(16)에 결합되는 제 1 단부(14)와 피벗 축(24)을 형성하는 샤프트(22)상에서 피벗 가능하게 지지되는 제 2 단부(18)를 구비한 페달 암(12); 및
    상기 피벗 축(24) 둘레를 상기 페달 암(12)과 피벗 운동하기 위해 상기 샤프트(22)상에서 피벗 가능하게 장착되는 자석 부재(26);
    를 포함하는, 차량의 몸체 구조에 장착되도록 적용되고 차량 시스템에 대한 제어 신호를 발생시키도록 작동하는 페달 조립체(10)에 있어서,
    상기 비접촉 감지면(30)에 상대적으로 상기 자석 부재(26)의 각 회전 범위에 의해 진폭이 변화하는 전기 제어 신호를 발생시키도록 상기 자석 부재(26)와 상호 작용하기 위한 비접촉 감지면(30c)을 제공하는 상기 하우징(20)에 의해 특징지워지는 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 비접촉 감지면(30c)은, 상기 자석 부재(26)와 상기 감지면(30c) 사이의 적어도 최소한의 갭 폭이 모든 페달 작동 위치에서 유지되도록 상기 자석 부재(26)에 상대적으로 고정 유지되며, 소정 폭을 가지는 갭(32)을 형성하도록 상기 자석 부재(26)에 인접하여 위치되는 것을 특징으로 하는 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 자석 부재(26)는 양과 음 방위 사이를 교번하는 적어도 2극을 포함하는 영구 자석(26a)인 것을 특징으로 하는 조립체.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 영구 자석은 S극으로 표시되는 상기 극 중 하나와 N극으로 표시되는 상기 극 중 하나를 가지는 2극 구성을 구비한 아치형 몸체부(34)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조립체.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 자석 부재는 상기 샤프트(22)를 수용하기 위한 보어(38)를 가지는 원형 몸체부(36) 및 상기 원형 몸체부(36)와 상기 아치형 몸체부(34)를 상호 연결하는 반지름 방향으로 연장하는 암 부분(40)을 구비한 로우터(26b)상에서 지지되는 자석부(26a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 감지면(30c)은 상기 감지면(30c)과 하우징(20)이 일체로 형성되도록 상기 하우징(20)내에 장착되는 것을 특징으로 하는 조립체.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 자석 부재(26)는 힘이 상기 전기 제어 신호를 발생시키도록 상기 비접촉 감지면(30c)에 상대적으로 운동하는 상기 자석 부재(26)를 가지는 상기 페달 패드(16)에 부여됨에 따라 상기 피벗 축(24) 둘레를 호 형상으로 운동하는 것을 특징으로 하는 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 비접촉 감지면(30c)은 상기 페달 암(12)이 작동 위치 사이에서 피벗하고 페달 변위에 비례하여 선형 출력 전압을 발생시킴에 따라 상기 자석 부재(26)에 의해 발생되는 변화하는 자장을 측정하는 것을 특징으로 하는 조립체.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 페달 암(12)은 히스테리시스 효과를 제공하도록 스프링(50)과 상호 작용하기 위해 상기 피벗 축(24)상에서 연장하는 상위부(48)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 하우징(20)은, 상기 스프링(50)의 제 1 단부(58)를 위치시키기 위해 접선 방향으로 연장하는 노치(56)를 구비하며, 상기 스프링(50)을 수용하기 위한 만곡된 측벽(54)을 가지는 오목부(52)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 페달 암의 상기 상위부(48)는 상기 페달 암(12)이 상기 축(24) 둘레를 피벗함에 따라 상기 스프링(50)의 제 2 단부(62)에 힘을 부여하는 캠 로브(60)를 포함하고 상기 스프링(50)은 상기 페달 암(12)이 상기 페달 암(12)상의 상기 스프링(50)의 탄성력을 감소시키도록 정지 위치로부터 작동 위치로 피벗되는 경우에 상기 측벽(54)과 마찰 접촉하여 가압되는 것을 특징으로 하는 조립체.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징(20)내에 상기 자석 부재(26)와 상기 비접촉 감지면(30)을 밀봉하도록 상기 하우징(20)에 부착하기 위한 커버(64)를 포함하는 조립체.
  13. 하우징(20);
    상기 하우징(20)에 상대적으로 운동하기 위해 지지되고 페달 패드(16)에 결합되는 제 1 단부(14)와 피벗 축(24)을 형성하는 샤프트(22)상에서 피벗 가능하게 지지되는 제 2 단부(18)를 구비한 페달 암(12); 및
    상기 피벗 축(24) 둘레를 상기 페달 암(12)과 피벗 운동하기 위해 상기 샤프트(22)상에서 피벗 가능하게 장착되는 자석 부재(26)를 포함하며, 상기 페달 암과 연관되는 입력 및 엔진 스로틀(78)과 작동으로 연관되는 출력을 가지는 발신 메커니즘
    을 포함하며, 차량의 몸체 구조에 장착되도록 적용되고 차량 시스템에 대한 제어 신호를 발생시키도록 작동하는 페달 조립체(10)에 있어서,
    상기 페달 암(12)이 상기 축(24) 둘레를 피벗함에 따라 상기 비접촉 감지면(30c)은 상기 출력으로부터 전기 제어 신호를 발생시키며, 상기 신호는 상기 비접촉 감지면(30c)에 상대적인 상기 자석 부재(26)의 각 회전 범위에 의해 진폭이 변화하는 상기 자석 부재(26)와 상호 작용하기 위한 비접촉 감지면(30c)을 제공하는 상기 하우징(20)에 의해 특징지워지는 조립체.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 비접촉 감지면(30c)은 상기 비접촉 감지면(30c)이 모든 작동 위치에서 상기 페달 암(12)에 상대적으로 고정 유지되도록 상기 자석 부재(26)에 인접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 조립체.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 비접촉 감지면(30c)은 상기 페달 암(12)이 상기 축(24) 둘레를 피벗하고 페달 변위에 비례하여 선형 출력 전압을 발생시킴에 따라 상기 자석 부재(26)에 의해 발생되는 변화하는 자장을 측정하는 것을 특징으로 하는 조립체.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 신호를 수용하고 상기 신호를 기초로 엔진 스로틀(78)의 위치를 제어하기 위한 중앙 처리 장치(76)를 포함하는 조립체.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 감지면(30c)은 상기 비접촉 감지면(30c)과 하우징(20)이 일체로 형성되도록 상기 하우징(20)의 내측면(28)상에 설치되는 것을 특징으로 하는 조립체.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 하우징(20)내에서 상기 자석 부재(26), 상기 샤프트(22), 및 상기 비접촉 감지면(30)을 밀봉하도록 상기 내측면(28)과 대향의 상기 하우징(20)에 장착되는 커버(64)를 포함하는 조립체.
  19. 차량의 몸체 구조에 장착되도록 적용되고 차량 시스템에 대한 제어 신호를 발생시키도록 작동하는 페달 조립체(10)에 있어서,
    페달 패드(16)에 결합되는 하단부(14)와 피벗 축(24)을 형성하는 피벗 샤프트(22)상에서 피벗 가능하게 지지되는 상단부(18)를 구비한 페달 암(12);
    상기 페달 암(12)이 상기 피벗 축(24) 둘레를 상기 하우징(20)에 상대적으로 운동하기 위해 장착되도록 상기 피벗 샤프트(22)를 지지하기 위한 하우징(20);
    상기 피벗 축(24) 둘레를 상기 페달 암(12)과 피벗 운동하기 위해 상기 샤프트(22)상에 피벗 가능하게 장착되는 자석 부재(26) 및 상기 자석 부재(26)의 회전 운동은 상기 비접촉 감지면(30)을 경유하여 선형 출력 제어 신호로 변환되는 상기 자석 부재(26)와 상호 작용하기 위해 상기 하우징(20)의 내측면(28)을 가로질러 연장하는 비접촉 감지면(30c)을 포함하는 센서 조립체;
    상기 하우징(20)에 고정되는 제 1 단부(58) 및 상기 페달 암(12)이 정지 위치로부터 작동 위치로 운동되는 경우에 히스테리시스 효과를 생성하도록 상기 페달 암(12)의 상기 상단부(18)상의 캠 형성부(60)에 의해 맞물리는 제 2 단부(62)를 구비하며, 상기 하우징(20)의 만곡된 포켓(54)내에 장착되는 적어도 하나의 탄성 부재(50); 및
    상기 자석 부재(26)와 상기 비접촉 감지면(30c)을 위해 밀봉된 환경을 제공하도록 상기 하우징내의 상기 센서 조립체를 밀봉하기 위해 상기 하우징(20)에 결합되는 커버(64)
    를 포함하는 조립체.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 자석 부재(26)는 소정 호 길이만큼 형성되는 아치형 몸체부(34), 상기 샤프트(22)를 수용하기 위한 보어(38)를 가지는 원형 몸체부(36), 및 상기 원형 몸체부(36)와 상기 아치형 몸체부(34)를 상호 연결하는 반지름 방향으로 연장하는 암 부분(40)을 구비한 로우터(26b)상에서 지지되는 자석부(26a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 비접촉 감지면(30c)은 소정 폭을 가지는 갭(32)을 형성하도록 상기 자석부(26a)에 인접하여 위치되며, 상기 자석부(26a)와 상기 감지면(30c) 사이의 적어도 최소한의 갭 폭이 모든 페달 작동 위치에서 유지되도록 상기 비접촉 감지면(30c)이 상기 자석부(26a)에 상대적으로 고정 유지되는 것을 특징으로 하는 조립체.
  22. (a) 하우징(20)을 제공하는 단계;
    (b) 상기 하우징(20)내에 페달 암(12)을 피벗 가능하게 장착하는 단계;
    (c) 상기 하우징(20)의 일부분으로서 형성된 비접촉 감지면(30c)을 제공하는 단계;
    (d) 상기 페달 암(12)과 피벗 운동하기 위한 자석(26a)을 장착하는 단계;
    (e) 상기 비접촉 감지면(30c)과 상호 작용하기 위한 자석(26a)을 정렬하는단계; 및
    (f) 상기 하우징(20)내에 상기 자석(26a)과 비접촉 감지면(30c)을 밀봉하도록 상기 하우징(20)에 커버(64)를 부착하는 단계
    를 포함하는 차량 시스템을 제어하기 위한 전기 신호를 발생시키는 페달 조립체를 조립하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 단계 (e)중에 소정 갭 폭만큼 상기 비접촉면(30c)으로부터 상기 자석(26a)을 이격시키는 단계를 포함하는 방법.
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