KR20100046653A - 차량용 플로어 전자식 가속페달 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 플로어 전자식 가속페달 장치에 관한 것으로, 플로어브라켓(1)만 교체하여 주면 모든 차종에 공용으로 사용할 수 있기 때문에 차종에 따라 각각 다른 종류의 페달을 별도로 개발할 필요가 없어지게 되어 개발비용의 절감을 이룩할 수 있게 되고, 센서(14)의 동작을 위해 센서레버(13)만이 필요한 구성이므로 구성 부품수의 감축을 통해 원가 절감과 중량 감소를 도모할 수 있으며, 아울러 상기 센서(14)가 장착되는 플레이트하우징(12)의 내부공간 활용도를 높일 수 있음으로 인해 설계의 자유도 향상 및 콤팩트화의 실현이 가능하도록 된 것이다.

전자식, 플로어, 가속페달

Description

차량용 플로어 전자식 가속페달 장치{Floor electronic accelerator pedal}

본 발명은 차량용 플로어 전자식 가속페달 장치에 관한 기술이다.

일반적으로, 차량의 가속페달 장치는 가솔린 엔진에서는 혼합기의 흡입량을 조절하고 디젤 엔진에서는 연료의 분사량을 조절하여 엔진의 회전수를 조정하기 위한 장치로서, 장착구조에 따라 대시패널에 매달아 설치하는 펜던트 타입(pendant type)과 플로어패널에 설치하는 오르간 타입(organ type)이 있다.

현재 널리 사용하고 있는 가속페달 장치는 액셀케이블을 통해 기화기내의 스로틀 밸브를 개폐시킴으로써 연소량을 조절하는 기계식 가속페달 장치가 주를 이루고 있는 실정이다.

하지만, 상기와 같은 기계식 가속페달 장치는 주위 환경의 변화나 또는 노후화로 인해 액셀케이블의 장력이 변화되는 경우 트로틀 밸브 및 인젝션 펌프의 작동범위에 오차를 가져오게 되는 단점이 있었다.

이를 예방하기 위해, 최근에는 엔진 및 주변장치에 가해지는 각종 제어를 전자식으로 변환시킨 전자식 가속페달 장치를 개발하기에 이르렀으며, 본 출원인도 2005년 12월 13일자로 출원하여 2006년 11월 03일자로 등록받은 특허등록번호 제 0644796호를 통해 전자식 가속페달 장치에 대해 소개한 바 있다.

상기 전자식 가속페달 장치는 액셀케이블의 사용을 배제시킨 구성으로서 여유공간의 확보가 가능하고, 케이블의 장력 변화에 영향을 받지 않으므로 운전자의 조작감 향상 및 피로감을 줄일 수 있으며, 아울러 연료 소비율의 향상을 통해 연비를 절감할 수 있는 장점이 있는 것으로, 통상적인 구성은 운전석 하부의 플로어패널에 하우징을 고정 설치하고, 상기 하우징의 내부공간에 센서를 고정 설치하고, 상기 하우징에 풋플레이트를 회전 가능하게 결합시킴과 더불어, 상기 센서와 상기 풋플레이트를 회전암을 통해 연결시킨 구조로 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 일반적인 전자식 가속페달 장치는, 센서가 장착된 하우징이 운전석 하부의 플로어패널에 직접 고정 설치됨으로 인해 다른 차종에 적용시 상기 하우징을 전체적으로 차종에 맞도록 변경해야 하는 문제가 있으며, 이에 따라 차종에 따라 각각 다른 종류의 하우징을 별도로 개발해야하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 전자식 가속페달 장치는, 센서와 풋플레이트를 연결하는 구성 부품수가 많음으로 인해 원가 상승 및 중량이 많이 나가는 문제점이 있으며, 아울러 상기 하우징은 큰 내부공간을 갖추고 있어야 했기 때문에 콤팩트화의 실현이 불가능한 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 모든 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 전자식 가속페달 장치의 장점을 그대로 유지하면서 동시에 간편한 작업을 통해 모든 차종에 공용으로 사용할 수 있는 차량용 플로어 전자식 가속페달 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 구성 부품수의 감축을 통해 원가 절감 및 중량 감소를 도모할 수 있도록 하고, 아울러 하우징의 내부공간 활용도를 높일 수 있도록 함과 더불어 설계의 자유도 향상 및 콤팩트화의 실현이 가능한 차량용 플로어 전자식 가속페달 장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 플로어 전자식 가속페달 장치는, 운전석 하부의 플로어패널에 고정 설치되는 플로어브라켓과; 상기 플로어브라켓상에 고정 설치되는 고정암과; 일단은 상기 고정암의 일단과 피봇핀을 매개로 힌지 결합되고 타단은 운전자의 답력에 따라 상기 고정암에 대해 상하방향으로 탄력적인 회전이 가능하도록 압축스프링을 매개로 설치된 풋플레이트와; 상기 풋플레이트의 밑면에 일체로 형성되면서 상기 고정암을 감쌀 수 있도록 내부에 수용공간이 구비된 플레이트하우징과; 상기 고정암에 일단이 회전 가능하게 결합된 센서레버와; 상기 플레이트하우징의 일측면에 고정 설치되면서 상기 센서레버의 타단이 회전 가능하게 결합되어 상기 센서레버의 회전에 따른 출력값의 변화를 검출하여 트로틀 제어유니트로 전기신호를 발생하는 센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 플로어 전자식 가속페달 장치는, 플로어브라켓만 교체하여 주면 모든 차종에 공용으로 사용할 수 있기 때문에 차종에 따라 각각 다른 종류의 페달을 별도로 개발할 필요가 없어지게 되어 개발비용의 절감을 이룩할 수 있게 되고, 센서의 동작을 위해 센서레버만이 필요한 구성이므로 구성 부품수의 감축을 통해 원가 절감과 중량 감소를 도모할 수 있으며, 아울러 상기 센서가 장착되는 플레이트하우징의 내부공간 활용도를 높일 수 있음으로 인해 설계의 자유도 향상 및 콤팩트화의 실현이 가능한 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 차량용 플로어 전자식 가속페달 장치는 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 플로어브라켓(1)이 운전석 하부의 플로어패널에 고정 설치되고, 상기 플로어브라켓(1)에는 스크루(2)를 매개로 고정암(3)이 고정 설치된다.

상기 고정암(3)에는 스크루홀(3a)이 형성되고, 상기 스크루홀(3a)은 분리 가능한 캡(4)에 의해 밀폐된다.

상기 플로어브라켓(1)의 일단 양측면에는 상방으로 돌출된 한 쌍의 플랜지(1a)가 일체로 절곡되어 형성되고, 상기 플랜지(1a)의 사이에 상기 고정암(3)의 일단이 삽입된다.

운전자가 발로 밟아 작동시키는 풋플레이트(5)는 일단의 양측면에 하단으로 돌출된 한 쌍의 플랜지(5a)가 일체로 절곡 형성되며, 상기 플랜지(5a)의 사이에는 상기 플로어브라켓(1)의 플랜지(1a)가 삽입된다.

상기 풋플레이트(5)의 플랜지(5a)와 상기 플로어브라켓(1)의 플랜지(1a) 및 상기 고정암(3)의 일단은 피봇핀(6)이 관통하여 결합되며, 상기 피봇핀(6)의 끝에는 와셔(7)와 푸시너트(8)가 체결되어 상기 피봇핀(6)의 분해를 방지한다.

상기 플로어브라켓(1)의 플랜지(1a)와 상기 풋플레이트(5)의 플랜지(5a)사이에는 유격관리와 마찰로 인한 마모 방지를 위해 부시(9)가 각각 끼워져 설치되는데, 상기 부시(9)는 상기 피봇핀(6)에 의해 관통되어 설치된다.

상기 고정암(3)과 상기 풋플레이트(5)는 압축스프링(11)을 매개로 설치된다.

즉, 상기 압축스프링(11)의 하단은 상기 고정암(3)의 윗면에 고정 설치되고 상단은 상기 풋플레이트(5)의 밑면에 고정 설치된다.

이를 위해, 상기 고정암(3)의 윗면에는 상기 압축스프링(11)의 하단이 삽입되는 스프링설치홈(3b)이 형성되고, 상기 스프링설치홈(3b)의 바닥면 중앙에는 상기 압축스프링(11)속으로 삽입되는 중심돌기(3c)가 돌출 형성되며, 상기 풋플레이트(5)의 밑면에는 상기 압축스프링(11)의 상단이 삽입되는 스프링설치돌기(5b)가 일체로 돌출 형성된다.

상기 압축스프링(11)은 내측스프링(11a)과 외측스프링(11b)으로 구성되는데, 상기 내측스프링(11a)은 권선된 직경이 상기 외측스프링(11b)보다 상대적으로 작게 형성되어 상기 내측스프링(11a)이 상기 외측스프링(11b)의 안쪽에 끼워져 설치되며, 상기 내측스프링(11a)속으로 상기 중심돌기(3c)가 삽입된다.

상기 내측스프링(11a)과 상기 외측스프링(11b)사이에는 간섭방지를 위한 스펀지 재질의 패드부재(21)가 삽입 설치된다.

상기 풋플레이트(5)는 운전자가 답력을 가할 때 상기 피봇핀(6)을 중심으로 상기 고정암(3)을 향하여 작동 회전을 하게 되며, 이때 상기 압축스프링(11)은 압축되고, 운전자가 답력을 해제할 때에는 상기 압축스프링(11)의 복원력에 의해 상기 고정암(3)으로부터 들어 올려지는 복귀 회전을 하게 되며, 이때 압축되었던 상기 압축스프링(11)은 원래의 상태로 복원된다.

상기 풋플레이트(5)의 밑면에는 상기 고정암(3)을 감쌀 수 있도록 내부에 수용공간(12a)이 구비된 플레이트하우징(12)이 일체로 형성된다.

상기 고정암(3)의 일단에는 센서레버(13)가 회전 가능하게 결합되고, 상기 플레이트하우징(12)의 바깥쪽 일측면에는 센서(14)가 스크루(15)를 매개로 고정 설치되며, 상기 센서(14)에는 상기 센서레버(13)의 타단이 회전 가능하게 결합된다.

이를 위해, 상기 고정암(3)의 일단 한쪽 측면에는 고정암돌기(3d)가 돌출 형성되고, 상기 고정암돌기(3d)가 끼워지도록 상기 센서레버(13)의 일단에는 돌기홀(미도시)이 형성되며, 상기 센서레버(13)의 타단 한쪽 측면에는 레버돌기(13a)가 돌출 형성되고, 상기 센서(14)에는 상기 레버돌기(13a)가 끼워지도록 돌기홀(미도시)이 형성된다.

상기 센서(14)는 상기 센서레버(13)의 회전에 따른 출력값의 변화를 검출하여 트로틀 제어유니트로 전기신호를 발생하게 된다.

상기 스프링설치홈(3b)과 상기 고정암돌기(3d)사이에 위치하는 상기 고정암(3)의 윗면에는 회전각제어돌기(3e)가 상기 풋플레이트(5)를 향해 일체로 돌출 형성되는데, 상기 회전각제어돌기(3e)는 상기 풋플레이트(5)가 상기 플로어브라켓(1)을 향해 회전할 때에 상기 풋플레이트(5)의 밑면과 접촉하여 상기 풋플레이 트(5)의 작동 회전각을 제어하는 역할을 수행한다.

상기 플레이트하우징(12)에는 스토퍼핀(16)의 일단이 고정 설치되는데, 상기 스토퍼핀(16)의 타단은 상기 풋플레이트(5)가 상기 고정암(3)에 대해 상방향으로 들어 올려지는 회전을 할 때에 상기 고정암(3)의 밑면에 걸려지게 됨으로써 상기 풋플레이트(5)의 복귀 회전각을 제어하게 된다.

상기 플레이트하우징(12)의 바닥면에는 상기 스토퍼핀(16)의 설치를 위하여 가이드홈(12b)이 형성된다.

상기 고정암(3)에서 상기 스프링설치홈(3b)과 상기 피봇핀(6)이 관통하는 일단 사이에는 스위치 장착홈(3f,3g)이 각각 상방으로 개구되게 형성되고, 상기 스위치 장착홈(3f,3g)에는 킥 다운 스위치(17) 및 리미트 스위치(18)가 각각 삽입되어 고정 설치된다.

자동변속기 차량은 D(주행)모드에서도 급속하게 가속이 이루어질 수 있도록 구성되어 있는데, 운전자가 가속페달을 힘껏 밟아(kick) 스로틀 밸브가 활짝 개방되면 수동변속기 차량의 시프트 다운(shift down)과 같은 원리로 이후의 변속이 저단으로 자동 변속되면서 빠른 시간내에 가속이 이루어지게 되는 바, 이러한 역할을 수행하는 것이 상기 킥 다운 스위치(17)와 상기 리미트 스위치(18)이다.

상기 풋플레이트(5)의 밑면에는 상기 풋플레이트(5)가 상기 고정암(3)을 향해 회전할 때에 상기 킥 다운 스위치(17)와 상기 리미트 스위치(18)를 작동시킬 수 있는 스위치돌기(5c)가 일체로 돌출 형성된다.

상기 플레이트하우징(12)은 일측이 개구되도록 형성되며, 상기 플레이트하우 징(12)의 개구된 부위는 스크루(19)를 매개로 결합된 하우징커버(21)에 의해 밀폐된다.

그리고, 도시된 미설명 도면번호 22는 상기 센서(14)와 상기 트로틀 제어유니트를 전기적으로 연결하는 케이블이다.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 작용 및 효과에 대해 설명하기로 한다.

도 6의 상태에서 운전자가 풋플레이트(5)에 답력을 가해주면 풋플레이트(5)와 플레이트하우징(12) 및 센서(14)는 플로어브라켓(1)을 향해 피봇핀(6)을 중심으로 회전하여 도 7과 같이 되고, 이때 압축스프링(11)은 전체의 길이가 짧아지게 변형된다.

상기 풋플레이트(5)가 상기 플로어브라켓(1)을 향해 회전하는 작동 회전각은 상기 풋플레이트(5)의 밑면이 고정암(3)에 구비된 회전각제어돌기(3e)와 접촉할 때까지 가능하다.

한편, 풋플레이트(5)와 플레이트하우징(12) 및 센서(14)가 플로어브라켓(1)을 향해 회전할 때에 센서레버(13)도 함께 회전하게 되고, 이때 센서(14)는 상기 센서레버(13)의 회전동작에 따른 출력값의 변화를 검출하여 트로틀 제어유니트로 전기신호를 보내게 되며, 상기 트로틀 제어유니트는 제어신호를 보내 액추에이터를 구동시켜 스로틀 밸브를 개폐시킴으로써 연소량을 조절하게 된다.

그리고, 도 7의 상태에서 풋플레이트(5)로부터 운전자의 답력이 제거되면, 압축스프링(11)의 복원력에 의해 풋플레이트(5)와 플레이트하우징(12) 및 센서(14)는 고정암(3)으로부터 들어 올려지는 회전을 하여 도 6과 같이 초기 상태로 복귀하 게 된다.

이때, 상기 풋플레이트(5)의 복귀 회전은 상기 플레이트하우징(12)에 구비된 스토퍼핀(16)이 상기 고정암(3)의 밑면에 걸려질 때까지 진행되며, 상기 스토퍼핀(16)이 상기 고정암(3)의 밑면에 걸려지면 상기 풋플레이트(5)는 항상 초기 위치로 복귀하여 다음 번의 동작을 준비하게 된다.

따라서, 본 발명 실시예의 플로어 전자식 가속페달 장치는 여유공간의 확보가 가능하고, 케이블의 장력 변화에 영향을 받지 않으므로 운전자의 조작감 향상 및 피로감을 줄일 수 있으며, 아울러 연료 소비율의 향상을 통해 연비를 절감할 수 있는 전자식 가속페달 장치의 장점을 그대로 유지하면서, 동시에 풋플레이트(5)의 복귀 회전을 구속하는 스토퍼핀(16) 및 2중 구조로 된 압축스프링(11)에 의해 안정성을 극대화시킨 장점을 갖출 수 있게 된다.

즉, 운전자의 답력에 의해 플로어브라켓(1)을 향해 회전한 풋플레이트(5) 및 플레이트하우징(12)은 운전자의 답력이 제거되는 순간부터 압축스프링(11)의 복원력에 의해 고정암(3)에 대해 들어 올려지는 역방향 회전을 하면서 초기 상태로 복귀하게 되는데, 이때 운전자의 신발이나 또는 옷이 상기 풋플레이트(5)에 걸려지게 되면 상기 풋플레이트(5)는 도 6과 같은 정상적인 초기 상태보다 더 많이 회전하여 뒤로 젖혀지는 상황이 발생하게 된다.

상기와 같은 상황은 경사가 심한 등판로를 주행할 때에도 발생할 우려가 있다.

하지만, 본 발명의 실시예는 스토퍼핀(16)이 고정암(3)의 밑면에 걸려져서 풋플레이트(5)의 복귀 회전각을 구속하는 구성이므로, 상기와 같이 풋플레이트(5)가 정상적인 초기 상태보다 더 많이 회전하여 뒤로 젖혀지는 상황이 발생하지 않게 되며, 이에 따라 상기 풋플레이트(5)는 항상 초기 위치로 복귀하여 다음 번의 동작을 준비하게 됨으로써, 안정성이 크게 향상된다.

반대로, 경사가 심한 내리막길을 주행할 때 풋플레이트(5)와 플레이트하우징(12)은 자중에 의해 플로어브라켓(1)을 향하여 회전하려는 힘을 받게 되지만, 이때에는 압축스프링(11)의 지지력에 의해 상기 풋플레이트(5)의 회전을 구속하게 됨으로써, 운전자의 조작에 안정성을 부여하게 된다.

또한, 본 발명은 압축스프링(11)을 구성하는 내측스프링(11a)이나 외측스프링(11b)중 어느 한 개의 스프링이 파손되더라도 나머지 한 개의 스프링이 제 기능을 충실히 수행할 수 있는 구조이므로, 이 역시 안정성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예는 운전석 하부의 플로어패널에 플로어브라켓(1)이 고정 설치되는 구성이기 때문에, 상기 플로어브라켓(1)만 교체하여 주면 모든 차종에 공용으로 사용할 수 있는 장점이 있으며, 이로 인해 차종에 따라 각각 다른 종류의 페달을 별도로 개발할 필요가 없으므로 개발비용의 절감을 이룩할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예는 센서(14)의 동작을 위해 센서레버(13)만이 회전하면 되는 구성이므로, 일반적인 종래의 전자식 가속페달 장치와 비교하여 볼 때 구성 부품수의 감축 및 원가 절감과 중량 감소를 도모할 수 있으며, 아울러 상기 센 서(14)가 장착되는 플레이트하우징(12)의 내부공간 활용도를 높일 수 있음으로 인해 설계의 자유도 향상 및 콤팩트화의 실현이 가능한 장점도 있다.

도 1과 도 2는 종래의 토크센서를 실시예 별로 설명하기 위한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 토크센서의 구성도,

도 4와 도 5는 스티어링 휠의 회전에 따라 본 발명의 토크센서를 구성하는 제1전극판과 제2전극판의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2 - 입력컬럼 3 - 토션바

4 - 출력컬럼 21 - 제1토션바플랜지

23 - 제2토션바플랜지 25 - 제1전극판

27 - 제2전극판 31 - 전원공급부

33 - 컨트롤러

Claims (8)

1. 운전석 하부의 플로어패널에 고정 설치되는 플로어브라켓(1)과;

   상기 플로어브라켓(1)상에 고정 설치되는 고정암(3)과;

   일단은 상기 고정암(3)의 일단과 피봇핀(6)을 매개로 힌지 결합되고 타단은 운전자의 답력에 따라 상기 고정암(3)에 대해 상하방향으로 탄력적인 회전이 가능하도록 압축스프링(11)을 매개로 설치된 풋플레이트(5)와;

   상기 풋플레이트(5)의 밑면에 일체로 형성되면서 상기 고정암(3)을 감쌀 수 있도록 내부에 수용공간(12a)이 구비된 플레이트하우징(12)과;

   상기 고정암(3)에 일단이 회전 가능하게 결합된 센서레버(13)와;

   상기 플레이트하우징(12)의 일측면에 고정 설치되면서 상기 센서레버(13)의 타단이 회전 가능하게 결합되어 상기 센서레버(13)의 회전에 따른 출력값의 변화를 검출하여 트로틀 제어유니트로 전기신호를 발생하는 센서(14);

   를 포함하는 차량용 플로어 전자식 가속페달 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   일단은 상기 플레이트하우징(12)에 고정 설치되고 타단은 상기 풋플레이트(5)가 상기 고정암(3)에 대해 상방향으로 들어 올려지는 회전을 할 때에 상기 고정암(3)의 밑면에 걸려지도록 설치되어 상기 풋플레이트(5)의 복귀 회전각을 제어하는 스토퍼핀(16);

   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 플로어 전자식 가속페달 장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 고정암(3)에 형성된 스위치 장착홈(3f,3g)으로 삽입되어 각각 고정 설치된 킥 다운 스위치(17) 및 리미트 스위치(18);

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 플로어 전자식 가속페달 장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 고정암(3)의 윗면에는 상기 풋플레이트(5)가 상기 플로어브라켓(1)을 향해 회전할 때에 상기 풋플레이트(5)의 밑면과 접촉하여 상기 풋플레이트(5)의 작동 회전각을 제어할 수 있는 회전각제어돌기(3e)가 상기 풋플레이트(5)를 향해 일체로 돌출 형성된 것;

   을 특징으로 하는 차량용 플로어 전자식 가속페달 장치.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 압축스프링(11)은 하단은 상기 고정암(3)의 윗면에 고정 설치되고 상단은 상기 풋플레이트(5)의 밑면에 고정 설치된 것;

   을 특징으로 하는 차량용 플로어 전자식 가속페달 장치.
6. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서, 상기 압축스프링(11)은 내측스프링(11a)과 외측스프링(11b)으로 구성되는데;

   상기 내측스프링(11a)은 권선된 직경이 상기 외측스프링(11b)보다 상대적으로 작게 형성되어 상기 내측스프링(11a)이 상기 외측스프링(11b)의 안쪽에 끼워져 설치된 것;

   을 특징으로 하는 차량용 플로어 전자식 가속페달 장치.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 내측스프링(11a)과 상기 외측스프링(11b)사이에는 간섭방지를 위한 패드부재(21)가 삽입 설치된 것;

   을 특징으로 하는 차량용 플로어 전자식 가속페달 장치.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 패드부재(21)는 스펀지인 것;

   을 특징으로 하는 차량용 플로어 전자식 가속페달 장치.

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