KR20020034860A

KR20020034860A - 자동차 풋 페달 조작을 위한 작동기

Info

Publication number: KR20020034860A
Application number: KR1020010056420A
Authority: KR
Inventors: 스테흘 쿠르트
Original assignee: 스테흘 쿠르트
Priority date: 2000-11-03
Filing date: 2001-09-13
Publication date: 2002-05-09
Also published as: JP2002215250A; EP1203939A1; KR100672620B1; US20020053497A1; DE10054569C1; US6622584B2

Abstract

본 발명은 서보모타를 통해 자동차 풋페달의 조작을 위한 2개의 작동암(20, 30)을 가지고 있다. 이 작동암은 하나의 공동의 서보모타(10)의 회전방향 선택을 통해 택일적으로 작동된다. 여기에 덧 붙여 캠의 형태속에서 그리고 모타축에서 방사형으로 떨어져 있는 핀의 형태속에서 첫 번째 그리고 두 번째 커플링요소가 고려되어 있다. 이들은 작동암의 택일적 작용에 영향을 끼친다.

이를 통해 자동차의 가속페달 혹은 제동페달을 선택적으로 공동의 설비를 통해 조작할 수 있으며, 또한 최소한의 설치장소에 대한 요구성을 충족시키며 그리고 가격에 있어 저렴하다.

Description

자동차 풋 페달 조작을 위한 작동기 {ACTUATOR FOR OPERATING FOOTPEDAL OF VEHICLE}

본 발명은 자동차 풋 페달 조작을 위한 작동기에 관한 것이다. 자동차 장치의 기능 및 내구성 테스트에 있어서 페달운동 및 핸들운동은 이에 상응하는, 즉 자동차 조작에 있어 실제적 과정과 일치되는 운동과정을 만들어내는 로봇을 통해 실행하는 것이 일반적이다. 이러한 장치는 일반적으로 전형적 움직임을 실행하는 레버와 유사하게 서로 링크된 암들이 장착된 프레임과 각각의 조작, 예를 들어 가속페달을 움직이는 그리고 목적된 운동과정을 만들어내는 실질적 작동요소로 이루어져 있다.

가속페달이나 혹은 제동페달중 어느 한 페달의 조작을 위한 장치는 운전석상의 운전로봇의 배치에 대해 기술되어 있는 DE 39 40 588 A1 혹은 EP 0 235 333 B1 에 의해 잘 알려져 잇다. 페달조작을 위해서 여기에서는 유압식 혹은 공압식으로 가동되는 작동요소가 고려되어 있으며, 이는 확실한 고정과 지지를 필요로 한다.

자동차 페달 공간은 가속페달, 제동페달 그리고 클러치페달의 자동적 조작을 위한 드라이브장치 및 조작장치를 실행하기 위해서는 제공되는 공간을 최적으로 할용해야 할 만큼 너무 제한되어 있다.

자동차의 가속페달 혹은 제동페달을 선택적으로 조작할 수 있게 하며, 최소한의 공간을 요구하고 또한 가격에 있어서도 저렴한 작동기를 만들어내는 것이 발명의 본질적 목표이다. 이러한 목표는 특허청구범위 제1항의 특성에 따라 발명적으로 성취되었다.

발명의 근본적 착상은 서보모타의 회전방향 선택에 따라 가속페달을 위한 작동암 혹은 제동페달을 위한 작동암을 실행시키는 것 속에서 볼 수 있으며, 이를 통해 하나의 공동의 서보모타로 소기의 목적을 달성할 수 있는 것이다.

각 작동암의 택일적 움직임에 작용하는 제 1 그리고 제 2 커플링요소들은 각각 편심윤과 모타축에서 방사형으로 떨어져 있는 핀의 형태속에서 실현되었다.

발명의 그밖의 활용적인 구성은 특허청구범위의 종속항에서 볼 수 있다.

도 1-도 3은 세 방향에서 본 작동기의 사시도.

도 4-도 8은 기본위치에 있는 작동기를 보인 상세도.

도 9-도 13은 완전 제동위치에 있는 작동기를 보인 상세도.

도 14-도 18은 최대 가속위치에 있는 작동기를 보인 상세도.

도 19 및 도 20은 페달 장치가 부착된 작동기의 사시도.

도 21 및 도 22는 부속된 클러치 작동기가 부착된 작동기의 부분도.

작동기의 기본 구조는 도 1, 도 2, 도 3 에서 볼 수 있으며, 여기에서는 3 개의 상이한 시각방향에서 원근적 묘사방식으로 작동기가 제시되어 있고 현재 완전제동위치 상태를 보여주고 있다. 첫 번째 풋페달을 위한 작동요소(24)가 장착된 첫 번째 작동암(25)이 제동 작동포지션에 위치해 있으며, 이에 대해 작동요소(34)가 장착된 두 번째의 작동암(30)은 비실행위치에 있다. 작동암(20, 30)은 모타축(11)과 병행해서 서보모타(10)의 케이스의 클램프 플레이트에 고정되어 있는 첫 번째 회전축(12)과 두 번째 회전축(13)에 연결되어 있다. 도 1, 2 및 3에서는 단지 구조상으로 본질적인 부분들만이 나타나 있다. 즉 조작운동의 실행을 위해 요구되는 부분들이 제시되어 있으며, 구조적인 근거에 의해 기계적 강화 혹은 기계 구조의 최적화를 위해 필요한 부분들이 그려져 있지는 않다. 이러한 부분들은 작동기의 설비에 따라 변화되며, 그리고 이들은 발명의 대상이 아니다.

모타축(11)상에는 첫 번째 커플링요소로서 두 개의 편심륜 혹은 편심캠(22, 32)이 장치되어 있다. 이 캠은 서보모타(10)에 의하여 모타축(11)이 회전하면 다음과 같이 작동된다: 편심캠(22, 32) 수평적 회전이 부속된 작동암(20, 30)의 선회를 유도되도록 부속된 작동암(20, 30)과의 동력 연결에 작용한다. 제 1 그리고 제 2의 회전축(12, 13)에서 이에 대한 이동형태와 조종은 각 부속된 풋페달의 작동을 위해 요구되는 작동요소(24, 34)의 선회운동이 편심캠(22, 32)의 회전운동을 통해 실행되는 것을 통해 정의된다.

여기에 발명의 근본적 착상은 모타축(11)과 캠(22, 33)의 연결이 서보모타(10)의 회전방향에 따라 결정된다는 것에 있다. 모타축 혹은 서보모타는중립위치에 있으며, 이에 부속된 풋페달의 작동을 위해 작동요소(24, 34) 중 어떤 것이 실행되는가에 따라 이 중립 위치에서 오른쪽으로(시계방향) 혹은 왼쪽으로(시계반대 방향) 회전이 이루어질 수 있다.

이 목적을 달성하기 위해 다른 두 번째의 커플링요소로서 각각의 모타축(11)에서 방사형으로 떨어진 핀(21, 31)이 그 역할을 수행한다. 이 핀은 상이한 회전방향에서 부속된 캠(22, 32)내의 핀과 관련해 장치된 스토퍼(22A, 32A)와 함께 다음과 같이 작용한다. 회전시 첫 번째 회전방향에서 첫 번째 핀(21)이 편심캠(22)내의 스토퍼(22A)를 작동시키며, 편심캠(32)내의 두 번째 핀(31)은 자신의 부속된 스토퍼(32A)로부터 중간공간으로 이동된다. 이 공간에서 두 번째 커플링 요소로서 이에 부속된 편심캠(32)을 작동시키지 않고 두 번째 핀(31)의 회전이 이루어질 수 있다.

모타축(11)의 회전은 이에 상응해서 중립위치에서 시계방향반대로 이루어진다. 이를 통해 두 번째 핀(31)이 편심캠(32)내의 부속된 스토퍼(32A)를 두 번째 커플링요소로서 작동시키고, 이에 따라 제 2 풋페달상의 조작운동을 위해 두 번째 작동암(30)과 이에 부속된 작동요소(34)의 실행을 유도한다.

작동기의 개개의 작동포지션에서 이러한 개개의 연결에 대해서는 도 7, 8, 12, 13, 17 및 18에서 도식적으로 그려져 있다. 도 6, 11 및 16에서 제시되어 있는 단면도 A-A 혹은 B-B 는 제 1 작동암(20)과 제 2 작동암(30)의 실행단계를 보여준다.

여기에서 주의해야 할 점은 두 개의 작동암(20, 30)의 운동형태 부여와 조종은 회전축에서 상이하게 선택된다는 것이다. 이는 두 개의 편심캠(22, 32)의 상호반대방향의 움직임이 두 개의 풋페달(P1, P2)의 작동을 위해 이에 상응하는 한 방향으로 정립된 움직임을 성취하기 위해 부속된 작동요소(24, 34) 의 한 방향으로 정립된 움직임을 유도하기 때문이다. 이를 위해서 레바(25, 35) 뿐만 아니라, 또한 도면에서 알수 있는 바와 같이 중간삽입물 및 관절형 암이 소용이 된다. 이를 통해 레바(25, 35) 그리고 또한 작동요소(24, 34)는 회전축(12, 13)에 연결된다.

개개의 구성부분의 전체적 작용은 두 개의 작동요소(24, 34)의 단계적으로 이루어지는 할동을 내포한 작동과정내에서 설명된다:

시작점은 도 4, 5, 6, 7 및 8에 도시된 작동기의 중립위치이다. 이 위치에서는 모타축(11) 상의 두 개의 핀(21)(도 7) 및 핀(31)(도 8))이 각각 자신에게 부속된 스토퍼(22A, 32A)의 서로 다른 측면상에 있으며, 두 개의 작동요소(24, 34)는 자신들의 중립위치상에 있다.

서보모타(10)의 회전이 시계반대방향으로 이루어지면, 첫 번째 핀(21)은 캠(22)내의 자신에게 부속된 스토퍼(22A)(도 12 의 화살표 P1) 을 작동시킨다. 이를 통해 이는 수평선회 되고 첫 번째 작동암을 중립위치에서 도 1과 도 9-13에서 제시된 완전제동위치로 진행시킨다. 즉 서보모타(10)의 혹은 모타축(11)의 회전각도와는 상관없이 브레이크페달을 조작시키는 작동과정을 실행하는 것이다. 이러한 조작작동에 있어서(여기에는 제시되어 있지 않은) 복귀스프링이 긴장된다. 시계반대방향(도 13의 화살표 P2) 운동에 있어서 두 번째 핀 31 은 자신에 부속된 스토퍼(32A)로부터 떨어져 움직이며, 이에 따라 "자신의 것이 아닌" 캠(32)을 작동한다. 두 번째 작동암(30)은 결과적으로 자신의 중립위치에 도 1, 2 및 3에서 제시된 것처럼 남아있게 된다.

이러한 진행과정(제동)이 종료되었으면, 서보모타(10) 혹은 모타축(11)은 시계방향으로 다시 자신의 중립위치로 돌아간다. 즉 첫 번째 핀(21)은 자신에게 부속된 스토퍼(22A)(도면 12)로부터 떨어져 움직이고, 첫 번째 작동요소(24)는 자신에게 부속된 복귀스프링의 작용에 의해 다시 자신의 중립위치로 돌아간다. 그리고 이를 통해 도 4-8 에서 보여지는 작동기의 중립위치가 달성된다.

축(11)의 회전이 시계방향(도 17, 18 의 화살표 P3 및 P4)으로 이루어지면, 두 번째 핀(31)은 캠(32)의 자신에게 부속된 스토퍼(32A)를 접촉하고, 동일한 과정이 두 번째 작동암(30)에게도 실행된다. 즉 두 번째 작동요소(34)는 자신에게 부속된 복귀스프링(33)의 긴장에 의해 출발되어 가속페달을 작동시킨다. 이때 첫 번째 핀(21)은 "자신의" 접촉부(22A)에서 떨어져 선회하고 첫 번째 작동암(20)은 자신의 중립위치에 머무른다. 또한 여기에서 복귀스프링(33)을 통해 중립위치로 모타(10) 혹은 모타축(11)이 돌아간 후에 도 4-8에 도시된 작동기의 중립위치로의 작동요소(34) 혹은 제 2 의 작동암(30)의 복귀가 이루어진다.

도 1에서 도 18까지에는 단지 작동기 자체에 대해서만 제시되어 있다. 즉 기하학적 그리고 운동학적 측면에서 자동차의 풋페달(가속- 혹은 제동페달) 의 작동과정에 상응하는 조작과정을 작동요소(24, 34)를 통해 만들어내는 장치가 제시되어 있다.

페달과 운전자 좌석사이의 공간에서 개별적 사항에 대한 유동적 조절가능성에 대해서는 도 19 및 도 20이 상세하게 보여주고 있다. 여기에서 작동기는 부속된자동차 페달들을 직접적으로 작동시키는 페달(41, 42 및 43)을 내포하고 있는 페달장치(40)와 결합되어 있다. 이 페달장치(40)은 조립플레이트(44)로 이루어져 있으며, 이는 축 M1-M2를 통해 지지암(55, 65)로 선회할 수 있도록 결합되어 있다. 여기에서 지지암(55, 65)는 구조적으로 다음과 같이 제작되어야 한다. 두 개의 작동암(20, 30)의 양 측면에서 작동기에 고정될 수 있도록 혹은 이에 상응하게 제작된 작동기의 구성물을 통해 자제적으로 예를 들어 지지플레이트처럼 형성될 수 있도록 되어야 한다.

조립플레이트(44)에는 세 개의 페달(41, 42, 43)이 하나의 공동의 축 M3-M4 와 연결되어 있으며, 이를 통해 페달들이 휴지위치(도 19의 페달 42 및 43)에서 자신의 작동위치(도 19의 페달 41)로 진행할 수 있게 된다. 이 작동위치에서 연결요소(50, 60)이 장착된 페달 상부 말단은 이에 부속된 작동요소(24, 34)와 결합된다. 각 연결요소(50, 60)은 두 부분으로 형성되어 있으며, 부속된 작동요소(24, 34)의 상부말단을 통해 진행하는 회전축 M5-M6 에 대해 부가적으로 하나의 힌지축 M7, M8(도면 20) 이 조직된다. 연결요소(50, 60)의 두 개의 부분(61 과 62 혹은 51 과 52)는 길이 방향으로 이동할 수 있게 구성되었으며, 이를 통해 페달(41, 42, 43)의 초기 위치 정립을 자신에게 부속된 자동차 풋페달상에서 실행할 수 있다.

도 19에서 가속페달의 작동에 사용되는 페달(41)은 연결요소(60)을 통해 자신의 중립위치에 놓여 있는 작동요소(34)의 상부말단과 연결된다. 서보모타(10)이 상기에 기술된 조작운동을 실행하면, 작동요소(34)는 예를 들어 도 14에서 제시된 위치로 수평선회하고, 그리고 연결요소(60)을 통해 페달(41)을 끌어 당긴다. 이 페달은 이를 통해 내정된 방식과 세기로 자동차 가속페달을 작동시킨다(도 19의 화살표).

도 20은 작동기와 페달장치가 합체된 가장 완벽한 상태를 보여주고 있다. 운송 및 자동차 페달공간에서의 조립을 위해서도 특히 최적화되어 있다.

연결요소(50, 60) 뿐만 아니라 페달(41, 42, 43) 그리고 전체 조립플레이트(44)는 도 20에서 제시된 축들을 통해 하나의 완성체로 통합된다. 여기에서 연결요소(50, 60)은 작동기의 상부에 가로놓여 있게되며 그리고 조립플레이트(44)는 자신과 고정된 페달(41-43) 과 함께 작동기 전면에서 수직 위치로 있게 된다. 이러한 조립포지션속에서 작동기와 페달장치로 이루어진 전체 유니트는 자동차 페달공간에 설치된다. 조립플레이트(44)는 자동차 바닥위로 접혀지며, 페달(41-43)은 위로 젖혀지고 그리고 연결요소(50 및 60)은 양쪽으로 벌어진다. 그리고 도 19 에서 가속페달을 위해 제시된 한편으로는 작동기와 다른 한편으로는 페달(41) 사이의 적합한 결합이 형성되도록 연결요소의 전방 말단은 부속된 페달의 상부말단과 연결된다.

도 19에서 도면의 단순화 근거로 인해 단지 가속페달을 위한 페달(41)의 연결만이 제시되어 있지만, 그럼에도 페달(42)의 위로 젖힘을 통해 그리고 연결요소(50)의 돌려서 빼냄을 통해 제동페달의 조작을 위한 연결을 실행할 수 있다는 것을 주지할 수 있다. 이를 통해 그리고 서보모타(10)의 시계방향 혹은 시계반대방향으로 도입부분에서 설명된 회전을 통해 페달(41)(가속페달을 위해) 혹은 페달(42)(제동페달) 가 작동이 된다.

도 19에서 22까지에서 제시된 페달 장치(40)은 3 개의 페달을 보여주고 있다. 여기에서 차량 진행방향에서 보아서 왼편에 있는 페달(43)은 클러치 페달의 조작을 위한 것이다. 이를 가능하게 하기 위해서는 가속페달과 제동페달의 작동을 위한 작동기는 클러치작동기(70)을 통해 보완되어져야 한다. 클러치 작동기(70)은 부가서보모타(73)을 가지고 있다. 이는 작동로드(72)를 통해 연결요소(71)를 작동시킨다. 여기에서 연결요소(71)은 본질적으로 연결요소(50, 60)와 구조상으로 거의 동일하게 만들어지며, 페달(43)과 연결된 후 작동로드를 통해 클러치 페달을 조작할 수 있게 한다. 도 21 및 22에서 상기 서술된 작동기의 설명은 클러치 작동기(70)의 구조를 명확하게 하기 위해 단지 기초적으로만 되어 있다.

이ㅏ와 같이 본 발명은 동차의 가속페달 혹은 제동페달을 선택적으로 조작할 수 있게 하며, 최소한의 공간을 요구하고 또한 가격에 있어서도 저렴한 작동기를 만들어내는 자동차 풋 페달 조작을 위한 작동기를 제공한다.

Claims

서보모타를 통한 자동차 풋페달의 조작을 위한 작동기에 있어서, 두 개의 작동암(20, 30)이 하나의 공동의 서보모타(10)의 회전방향 선택을 통해 택일적으로 조작할 수 있음을 특징으로 하는 자동차 풋 페달 조작을 위한 작동기.
제 1항 있어서, 각 작동암(20, 30)이 최소 두 개의 요소에 의해 이루어져 있고, 이 두 개의 요소는 최소 하나의 모타축(11)과 병행해서 배치된 회전축(12, 13) 주위를 각각 작동요소(24, 34)가 자신에게 부속된 페달의 조작을 위해 필요한 운동을 실행할 수 있을 정도로 선회할 수 있게 되어 있음을 특징으로 하는 작동기.
제1항과 제3항에 있어서, 각 작동암(20, 30)이 첫 번째 그리고 두 번째 커플링요소를 도움으로 서보모타(10)의 모타축(11)과 마찰결합을 통해 작용할 수 있게 되어 있음을 특징으로 하는 작동기.
제1항-제3항에 있어서, 모타축(11) 상에서의 작동암(20, 30)의 결속이 각 모타축상에 고정된 두 번째 커플링 요소에 의해 이루어지는 작동기. 이때 한번은 첫 번째 회전방향으로 회전시 모타축(11)과 첫 번째 작동암(20)의 마찰결합이 작용되며, 다른 한번은 두 번째 회전방향으로 회전시 모타축(11)과 두 번째 작동암(30)의 마찰결합이 작용되고, 이때 작용되지 않는 다른 작동암(20, 30)은 동력전달이 되지않음을 특징으로 하는 작동기.
제3항에 있어서, 작동암(20, 30)과 두 번째 커플링요소와의 마찰결합이 각각 모타축(11)과 동축적으로 고정된 첫 번째 커플링 요소에 의해 이루어짐을 특징으로 하는 작동기.
제1항-제3항에 있어서, 첫 번째 커플링 요소가 핀(21, 31)이 연동되는 공동을 가진 혹은 중간공간이 있는 캠(22, 32)임을 특징으로 하는 작동기.
제1항-제3항에 있어서, 두 번째 커플링 요소가 모타축(11)에서 방사형으로 떨어져 있는 핀임을 특징으로 하는 작동기.
8. 제6항과 제7항에 있어서, 공동이 캠(22, 32)으로 서보모타(10)의 토크전이를 위해 핀(21, 31)의 회전방향에 놓여있는 스토퍼(22A, 32A)을 구성함을 특징으로 하는 작동기.
제4항과 제8항에 있어서, 두 개의 핀(21, 31)을 위한 두 개의 스토퍼(22A, 32A)가 모타축(11)의 회전방향 관련해서 핀(21, 31)의 서로 상이한 측면에 놓여 있음을 특징으로 하는 작동기.
제1항과 제4항에 있어서, 중립위치의 존재를 통한 작동기. 여기에서부터 모타축(11)의 회전방향 선택을 통해 선택된 작동암(20, 30)에 의해 조종되어질 수 있음을 특징으로 하는 작동기.
제9항과 제10항에 있어서, 중립위치상에서 두 개의 핀(21, 31)이 자신에게 부속된 스토퍼(22A, 32A) 바로 앞에 직접적으로 위치됨을 특징으로 하는 작동기.
제10항 또는 제11항에 있어서, 각 작동암(20, 30)이 복귀스프링으로 장치되어 있고. 이 스프링은 서보모타(10)가 자신의 중립위치로 돌아가면 작동암(20, 30)을 작동포지션에서 중립위치로 소환함을 특징으로 하는 작동기.
제1항과 제4항에 있어서, 모타축(11) 상의 작동암(20, 30)의 배치가 자신에게 부속된 풋페달로의 두 개의 작동암(20, 30)의 조작운동이 본질적으로 한 방향으로 정립되도록 선택됨을 특징으로 하는 작동기.
제13항에 있어서, 작동암(20, 30)이 풋페달의 작동을 위해 작동요소(24, 34)를 포함함을 특징으로 하는 작동기.
제13항에 있어서, 작동암(20, 30)이 레바(25, 35)를 포함함을 특징으로 하는 작동기.
제2항과 제14항에 있어서, 작동요소(24, 34)가 고정되어 있는 두 개의 회전축(12, 13)이 고려되어 있음을 특징으로 하는 작동기.
제 1항에 있어서, 작동기가 페달장치(40)와 결합되어 있고. 페달장치내의 최소 2 개의 페달(41, 42)은 작동요소(24, 34)와 각각의 연결요소(50, 60)를 통해 결합되어 있음을 특징으로 하는 작동기.
제17항에 있어서, 연결요소(50, 60)가 두 부분으로 나뉘어진 프로필 롯드를 가지고, 이 프로필 롯드가 조립포지션에서 자신에게 부속된 작동암(20, 30)을 통해 접을 수 있게 되어 있음을 특징으로 하는 작동기.
제17항에 있어서, 페달(41, 42)들이 자신의 하부 말단이 공동의 조립플레이트(44)에 연결되며 그리고 자신의 상부말단이 부속된 연결요소(50, 60)와 결합됨을 특징으로 하는 작동기.
제17항에 있어서, 클러치작동기(70)를 위한 클러치페달(43)을 포함해서 3 개의 페달(41, 42, 43)이 고려되어 있음을 특징으로 하는 작동기.
제20항에 있어서, 클러치작동기(70)가 서보모터(73)와 작동요소(72)를 통해클러치페달(43)과 결합되는 작동암(71)을 포함함을 특징으로 하는 작동기.