KR20030030461A - 자동차의 페달장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 페달장치에 관한 것으로, 운전자로부터 각종 페달류에 전달되는 조작력과 조작속도를 검출하여 이를 매개로 운전자의 조작의지를 판단하고서 클러치와 브레이크 및 스로틀 밸브의 작동을 제어하도록 함으로써, 충돌시 운전자의 상해치를 줄일 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 운전자로부터 각종 페달류에 가해지는 조작력의 강약에 대한 정도를 검출하는 조작력 검출수단과, 상기 페달류에 가해지는 조작력의 전달 속도를 검출하는 조작속도 검출수단, 상기 페달류에 가해지는 조작력의 강약에 대한 정도와 전달 속도에 따라 적정의 제어신호를 선정하여 출력하는 제어수단 및, 이 제어수단으로부터 출력되는 제어신호에 따라 클러치와 브레이크 및 스로틀 밸브의 작동을 조절하는 구동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 페달장치{pedal system for a vehicle}

본 발명은 자동차의 페달장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전자로부터 각종 페달류에 가해지는 조작력과 조작속도 등을 검출하여 이를 매개로 페달의 작동을 제어하도록 하여 차실내에 설치되는 페달에 회동을 위한 링크부재를 폐지함으로써, 충돌시 링크부재와의 충돌에 따른 운전자의 상해치를 배제할 수 있도록 하는 자동차의 페달장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 운전석에는 주행중 조작에 필요로 하는 각종 조작기구들이 다수개로 설치되어 있는 바, 이와 같은 조작기구에는 운전석의 전면으로 배치되는 인스트루먼트패널상에 조향축을 매개로 장착되어 조향에 관여하는 조향휠과, 변속이나 제동 또는 가속시에 선택적으로 사용하도록 차실내에 설치된 클러치 페달과 브레이크 페달 및 액셀러레이터 페달 등의 페달류가 있다.

여기서, 클러치 페달과 브레이크 페달 및 액셀러레이터 페달은 각각 차실내에 링크부재를 매개로 하여 회동가능하게 설치되는 것으로, 상기 클러치 페달과 브레이크 페달 및 액셀러레이터 페달은 운전자에 의한 조작력을 클러치와 브레이크 및 스로틀 바디에 직접 전달하도록 되어 있다.

따라서, 주행중 운전자가 상기 클러치 페달과 브레이크 페달 및 액셀러레이터 페달을 각각 가압하게 되면, 운전자로부터 각종 페달류에 입력되는 조작력은 클러치와 브레이크 및 스로틀 밸브 등의 작동을 제어할 수 있게 된다.

그런데, 상기와 같은 각종 페달류들은 차실내에 링크부재를 매개로 회동가능하게 설치되어 있음에 따라, 충돌시 엔진룸이 차실내쪽으로 밀려 들어 옴에 따라, 상기 링크부재를 매개로 회동가능하게 설치된 페달류들은 운전자의 하체에 충격을 가하게 되므로, 운전자의 상해치를 가중시키는 결과를 초래하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 운전자로부터 각종 페달류에 전달되는 조작력과 조작속도를 검출하여 이를 매개로 운전자의 조작의지를 판단하고서 클러치와 브레이크 및 스로틀 밸브의 작동을 제어하도록 함으로써, 충돌시 운전자의 상해치를 줄일 수 있도록 하는 자동차의 페달장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 운전자로부터 각종 페달류에 가해지는 조작력의 강약에 대한 정도를 검출하는 조작력 검출수단과, 상기 페달류에 가해지는 조작력의 전달 속도를 검출하는 조작속도 검출수단, 상기 페달류에 가해지는 조작력의 강약에 대한 정도와 전달 속도에 따라 적정의 제어신호를 선정하여 출력하는 제어수단 및, 이 제어수단으로부터 출력되는 제어신호에 따라 클러치와 브레이크 및 스로틀 밸브의 작동을 조절하는 구동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 페달장치의 구성을 도시한 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 조작력 검출수단의 구성을 도시한 단면도.

도 3은 도 1에 도시된 댐핑수단의 구성을 도시한 단면도.

도 4는 도 1에 도시된 다른 형태의 댐핑수단의 구성을 도시한 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-페달12-선회축

14-연결축16-압전소자

18-하우징20-가압로드

22-제1피스톤24-제1스프링

26-제2스프링28-제2피스톤

30-포텐시오미터32-제어유니트

34-액츄에이터36-피스톤 로드

38-피스톤40-하우징

42-리턴 스프링44-절환 스위치

46-회전날개48-하우징

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 페달장치의 구성을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 조작력 검출수단의 구성을 도시한 단면도이며, 도 3과 도 4는 각각 도 1에 도시된 댐핑수단의 구성을 도시한 단면도이다.

본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 주행시 운전자로부터 각종 페달류에 변속과 제동 및 가속을 위해 가해지는 조작력의 강약에 대한 정도를 검출하는 조작력 검출수단과, 상기 페달류에 가해지는 조작력의 전달 속도를 검출하는 조작속도 검출수단, 상기 페달류에 가해지는 조작력의 강약에 대한 정도와 전달 속도에 따라 적정의 제어신호를 선정하여 출력하는 제어수단 및, 이 제어수단으로부터 출력되는 제어신호에 따라 클러치와 브레이크 및 스로틀 밸브의 작동을 조절하는 구동수단을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명은 페달류의 작동시 조작감의 부여와 작동의 해지시 복원성의 부여를 댐핑수단을 부가하여 구성된다.

이를 위해, 상기 조작력 검출수단은 페달(10)과 일체로 결합됨과 더불어 이를 회동가능하게 지지하는 선회축(12)상에 설치되어 상기 페달(10)의 가압시 일체로 회동하는 선회축(12)으로부터 전달되는 조작력을 검출하도록, 상기 선회축(12)에 상측 선단이 결합된 연결축(14)과, 이 연결축(14)의 하측 선단에 상기 페달(10)의 설치방향을 따라 전/후방향으로 배치되어 상기 연결축(14)의 회동에 따라 가압되어 가압력의 정도에 따라 상이한 전하량을 출력하는 압전소자(16) 및, 이 압전소자(16)를 수용하는 하우징(18)을 갖추고 있다.

여기서, 상기 연결축(14)에는 이의 하측 선단에 가압로드(20)가 힌지결합되고, 이 가압로드(20)의 전/후방측에 제1피스톤(22)이 제1스프링(24)을 매개로 탄발지지되어 상기 압전소자(16)에 면착되며, 상기 압전소자(16)의 배면에는 제2스프링(26)을 매개로 탄발지지되는 제2피스톤(28)이 면착되어 있다.

이에 따라, 상기 페달(10)의 가압에 따라 선회축(12)의 회동시 연결축(14)을 통해 가압로드(20)로 전달되는 조작력은 하우징(18)내에서 전/후방으로 설치된 압전소자(16)를 통해 각각 상이한 전하량이 검출되고, 이 상이한 전하량으로부터 상기 페달(10)에 가해지는 조작력의 강약에 대한 정도를 검출하게 되는 것이다.

이때, 상기 가압로드(20)는 제1스프링(24)을 매개로 제1피스톤(22)에 가압력을 전달하여 압전소자(16)에 가압력을 가하는 것이고, 상기 제2피스톤(28)은 제2스프링(26)을 매개로 탄발지지되어, 상기 페달(10)에 가해진 조작력의 해지시 복원이동을 도모하게 된다.

그리고, 상기 조작속도 검출수단은 상기 페달(10)의 선회축(12)상에 설치되어 선회축(12)의 회동속도를 검출하기 위한 것으로, 상기 선회축(12)의 회동의 정도에 따라 전류값을 상이하게 출력하는 포텐시오미터(30)로 이루어진다.

또한, 상기 제어수단은 상기 조작력 검출수단의 압전소자(16)와, 상기 조작속도 검출수단의 포텐시오미터(30)로부터 각각 페달(10)의 조작시 발생하는 조작력의 강약에 대한 정도와 조작력의 전달 속도의 정도를 검출받아 현재 페달(10)에 가해진 상황을 검출하여, 이를 통해 클러치와 브레이크 및 스로틀 밸브에 제어신호를 출력하는 제어유니트(32)로 이루어진다.

한편, 상기 구동수단은 상기 제어유니트(32)로부터 출력되는 제어신호에 따라 클러치와 브레이크 및 스로틀 밸브의 작동을 조정하는 액츄에이터(34)로 이루어지는 바, 이 액츄에이터(34)는 유/공압을 이용한 것으로 구현이 가능함과 더불어 전기적인 작동력을 이용한 모터로도 구현이 가능하다.

그리고, 상기 댐핑수단은 페달(10)의 배면과 차실내 플로워 패널 사이 내지, 상기 페달(10)과 일체로 회동가능하게 설치된 선회축(12)상에 설치되어, 운전자로부터 전달되는 조작력에 의해 상기 페달(10)이 선회할 때 저항력의 부여는 물론, 리턴시 복원 선회력을 부여하는 것이다.

이를 위해, 상기 댐핑수단은 페달(10)의 배면에 상측 선단이 회동가능하게 고정된 피스톤 로드(36)와, 이 피스톤 로드(36)의 하측 선단에 고정된 피스톤(38), 이 피스톤(38)을 내부에 수용함과 더불어 내부에 오일을 봉입하고 있는 하우징(40) 및, 이 하우징(40)내에서 상기 피스톤(38)의 배면을 탄발지지하는 리턴 스프링(42)을 갖추고 있다.

여기서, 상기 피스톤(38)에는 오일의 유동을 허용하여 감쇠력의 발휘를 도모하는 다수개의 오리피스(38a)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 하우징(40)의 저면에는 피스톤(38)의 배면에 형성된 돌출부(38b)의 가압에 따라 온/오프가 절환되는 절환 스위치(44)가 구비되어 있는 바, 이 절환 스위치(44)는 상기 페달(10)의 조작시 급조작을 감지하여 구동수단으로 하여금 더 큰 작동력의 발휘를 도모하는 것이다.

또한, 상기 댐핑수단은 선회축(12)상에 방사상으로 뻗은 다수개의회전날개(46)와, 이 회전날개(46)를 감싸는 원통형상으로 내부에 오일을 봉입하고 있는 하우징(48)으로 이루어지는 바, 상기 회전날개(46)에는 오일의 유동을 허용하여 감쇠력의 발휘를 도모하는 다수개의 오리피스(46a)가 형성되어 있다.

한편, 도면중 미설명 부호 50은 상기 선회축(12)을 차실내의 플로워 패널상에 회동가능하게 지지하는 마운팅 브라켓이다.

따라서, 상기 페달(10)에 조작력이 가해지면, 상기 선회축(12)이 페달(10)과 일체로 회동되고, 이 선회축(12)의 회동에 따라 상기 연결축(14)이 선회하면서 가압로드(20)를 이동시키게 되며, 이 가압로드(20)의 이동에 따라 상기 압전소자(16)는 가압되어 검출된 가압신호를 상기 제어유니트(32)에 출력하게 되는 한편, 상기 제어유니트(32)는 압전소자(16)로부터 입력된 신호를 통해 현재 페달(10)에 가해진 조작력의 강약에 대한 정도를 검출하게 된다.

이와 함께, 상기 포텐시오미터(30)는 선회축(12)의 회동정도에 따라 상기 제어유니트(32)에 검출된 선회신호를 출력하게 되고, 상기 제어유니트(32)는 입력된 신호를 통해 현재 페달(10)에 회동속도를 연산하여 조작력의 전달 속도를 검출하게 된다.

이후, 상기 제어유니트(32)는 현재 페달(10)의 가압에 정도에 부합하는 작동신호를 액츄에이터(34)에 출력하게 되어, 상기 액츄에이터(34)의 작동을 통해 클러치와 브레이크 및 스로틀 밸브의 작동이 이루어지게 된다.

이때, 상기 댐핑수단은 조작력이 페달(10)에 작용함에 있어 조작감을 부여하게 되는 바, 상기 하우징(40)내에서 직선방향으로 이동하는 피스톤(38)에 형성된오리피스(38a)와, 상기 하우징(48)내에서 회전방향으로 회동하는 회전날개(46)에 형성된 오리피스(46a)를 통해 각각 오일이 유동하면서 감쇠특성을 발휘하기 때문이다.

한편, 상기 페달(10)이 조작력에 의해 끝까지 회동하는 경우에는 상기 댐핑수단의 하우징(40)내에 구비된 절환 스위치(44)가 피스톤(38)의 형성된 돌출부(38b)에 의해 가압되어 온상태로 전환되면, 상기 제어유니트(32)가 이를 통해 급조작 상태임을 검출하고서 액츄에이터(34)를 급작동시킬 수 있어, 돌발 상황시 적극적인 대응을 가능하게 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 페달장치에 의하면, 차실내의 플로워 패널상에 각종 페달(10)이 링크부재에 의한 기구적인 메카니즘을 통해 클러치나 브레이크 및 스로틀 밸브의 작동을 도모하는 것이 아니라, 링크부재를 배제한 전자적인 구성을 통해 페달(10)에 가해지는 조작력의 정도 및 전달 속도를 검출하여 액츄에이터(34)를 통해 클러치나 브레이크 및 스로틀 밸브의 작동을 제어하도록 함으로써, 충돌시 차체로 전달되는 충격력에 의해 변형되는 링크부재에 의한 운전자의 상해를 방지할 수 있게 된다.

Claims (9)

1. 운전자로부터 각종 페달류에 가해지는 조작력의 강약에 대한 정도를 검출하는 조작력 검출수단과, 상기 페달류에 가해지는 조작력의 전달 속도를 검출하는 조작속도 검출수단, 상기 페달류에 가해지는 조작력의 강약에 대한 정도와 전달 속도에 따라 적정의 제어신호를 선정하여 출력하는 제어수단 및, 이 제어수단으로부터 출력되는 제어신호에 따라 클러치와 브레이크 및 스로틀 밸브의 작동을 조절하는 구동수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 페달장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 조작력 검출수단은 페달(10)과 일체로 회동하는 선회축(12)과, 이 선회축(12)에 결합된 연결축(14), 상기 페달(10)의 설치방향으로 배치되어 상기 연결축(14)의 회동에 따라 가압되는 압전소자(16) 및, 이 압전소자(16)를 수용하는 하우징(18)을 갖춘 것을 특징으로 하는 자동차의 페달장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 연결축(14)에는 이의 하측 선단에 가압로드(20)가 힌지결합되고, 이 가압로드(20)의 전/후방측에 제1피스톤(22)이 제1스프링(24)을 매개로 탄발지지되어상기 압전소자(16)에 면착되며, 상기 압전소자(16)의 배면에는 제2스프링(26)을 매개로 탄발지지되는 제2피스톤(28)이 면착된 것을 특징으로 하는 자동차의 페달장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 조작속도 검출수단은 상기 페달(10)의 선회축(12)상에 설치되어 선회축(12)의 회동속도를 검출하는 포텐시오미터(30)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 페달장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어수단은 상기 조작력 검출수단의 압전소자(16)와, 상기 조작속도 검출수단의 포텐시오미터(30)로부터 각각 페달(10)의 조작시 발생하는 조작력의 강약에 대한 정도와 조작력의 전달 속도의 정도를 검출받아 클러치와 브레이크 및 스로틀 밸브에 제어신호를 출력하는 제어유니트(32)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 페달장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동수단은 상기 제어유니트(32)로부터 출력되는 제어신호에 따라 클러치와 브레이크 및 스로틀 밸브의 작동을 조정하도록 유/공압 내지 전기를 동력원으로 하여 구동되는 액츄에이터(34)인 것을 특징으로 하는 자동차의 페달장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 페달(10)에는 회동시 조작감의 부여와 복원력의 부여를 위해, 상기 페달(10)의 배면에 고정된 피스톤 로드(36)와, 이 피스톤 로드(36)의 하측 선단에 다수개의 오리피스(38a)를 형성하고서 고정된 피스톤(38), 이 피스톤(38)을 내부에 수용하고서 오일을 봉입하는 하우징(40) 및, 이 하우징(40)내에서 상기 피스톤(38)의 배면을 탄발지지하는 리턴 스프링(42)으로 이루어진 댐핑수단이 구비된 것을 특징으로 하는 자동차의 페달장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 하우징(40)의 저면에는 피스톤(38)의 하강에 따라 온/오프가 절환되어 상기 페달(10)의 급조작을 감지하는 절환 스위치(44)가 구비된 것을 특징으로 하는 자동차의 페달장치.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 댐핑수단은 선회축(12)상에 방사상으로 뻗음과 더불어 다수개의오리피스(46a)를 형성한 다수개의 회전날개(46)와, 이 회전날개(46)를 감싸는 원통형상으로 내부에 오일을 봉입하고 있는 하우징(48)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 페달장치.