KR20140065077A - 가속페달 장치의 답력 능동 조절방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가속페달 장치의 답력 능동 조절방법에 관한 것으로, 차량의 주차모드 및 주행모드에 따라 페달의 답력을 능동적으로 가변시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

가속페달 장치의 답력 능동 조절방법{ACTIVE CONTROL METHOD OF ACCELERATOR PEDAL EFFORT}

본 발명은 가속페달 장치의 답력 능동 조절방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 답력조절모듈을 구비한 가속페달 장치에서 주행모드 및 주차모드에 따라 가속페달의 답력을 능동적으로 가변시킬 수 있는 가속페달 장치의 답력 능동 조절방법에 관한 기술이다.

도 1에는 차량용 가속페달의 일례로서 오르간 타입 가속페달 장치가 도시되어 있는 바, 종래의 가속페달 장치는 운전석 하부의 차체패널에 고정 설치되는 페달암하우징(1)과, 상기 페달암하우징(1)에 일단이 회전 가능하게 결합되어 설치된 페달암(2)과, 운전석 하부의 플로어패널에 고정 설치된 페달브라켓(3)과, 상기 페달브라켓(3)에 일단이 회전 가능하게 힌지 결합되고 상기 페달암(2)과 볼조인트 결합방식으로 연결되어 설치된 페달패드(4)를 포함하여 이루어진 구성으로 되어 있다.

여기서, 상기 페달암하우징(1)속에 위치한 상기 페달암(2)의 단부에는 스프링플레이트(5)가 결합되고, 상기 스프링플레이트(5)에는 스프링(6)의 일단이 지지되도록 설치되며, 상기 스프링(6)의 타단은 상기 페달암하우징(1)에 지지되도록 설치된 구조이다.

따라서, 상기와 같이 구성된 종래의 가속페달 장치는 페달암(2)이 힌지축(7)을 매개로 페달암하우징(1)에 대해 회전을 할 때에 스프링(6)이 탄성 압축되면서 페달패드(4)에 답력을 제공하는 구성이다.

그런데, 상기와 같은 종래의 가속페달 장치는 국가별로 정해진 안전법규에 맞도록 탄성계수가 미리 정해진 스프링(6)을 사용하는 구성이기에, 상기 스프링(6)을 새것으로 교체하지 않는 한 답력을 조절할 수 없으며, 이로 인해 차량의 주행모드 및 주차모드에 따라 답력을 능동적으로 가변시킬 수 없는 단점이 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국공개특허공보 10-2010-0063453호.

이에 본 발명은 상기한 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 답력 조절이 가능한 가속페달 장치에서 차량의 변속단 및 차속을 통해 주행모드와 주차모드로 분류하고, 주행모드 및 주차모드에 따라 가속페달의 답력을 능동적으로 가변시킬 수 있는 가속페달 장치의 답력 능동 조절방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 가속페달 장치의 답력 능동 조절방법은, 차량의 시동이 온(ON)된 상태일 때 변속단 입력신호와 차속을 이용해서 주차모드 상태 또는 주행모드 상태인지를 판단하는 모드판단단계; 상기 모드판단단계에서 주차모드로 판단시 현재의 가속페달 답력을 설정된 답력까지 상승 조절하는 답력상승조절단계; 및 상기 모드판단단계에서 주행모드로 판단시 현재의 가속페달 답력을 설정된 답력까지 하강 조절하는 답력하강조절단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 모드판단단계 이전에 차량의 시동이 온(ON)된 상태에서 답력조절시스템이 정상상태인지를 판단하는 시스템판단단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 시스템판단단계에서 정상으로 판단시에만 모드판단단계를 수행하고 비정상으로 판단시에는 현재의 가속페달 답력을 초기 답력 상태로 유지시키는 것을 특징으로 한다.

상기 시스템판단단계는 배터리의 전압 신호가 정상이고, 비상상황에 따른 초기화 요청 신호가 없으며, 답력 능동 조절 모드에 대한 신호가 발생한 조건을 모두 만족했을 때에만 답력조절시스템이 정상상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 모드판단단계는 변속단 입력신호가 R단이고, R단의 유지시간이 소정시간 이상 경과하고, 차속이 소정차속 이하인 조건을 모두 만족했을 때에만 주차모드로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 모드판단단계는 변속단 입력신호가 R단을 제외한 나머지 변속단의 입력신호이고, 차속이 소정차속 이상인 조건을 동시에 만족했을 때에만 주행모드로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 답력하강조절단계에서는 가속페달의 답력을 상승 전 답력으로 유지할 수 있게 하강 조절하는 것을 특징으로 한다.

상기 모드판단단계는 변속단 입력신호가 R단이고, R단의 유지시간이 0.5초∼1.0초 이상 경과하고, 차속이 15km/h∼20km/h 이하인 조건을 모두 만족했을 때에만 주차모드로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 모드판단단계는 변속단 입력신호가 R단을 제외한 나머지 변속단의 입력신호이고, 차속이 15km/h∼20km/h 이상인 조건을 동시에 만족했을 때에만 주행모드로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 가속페달 장치의 답력 능동 조절방법에 의하면, 차량의 주차모드 및 주행모드에 따라 페달의 답력을 능동적으로 가변시킬 수 있게 됨으로써, 사용자의 편의성 향상 및 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 답력조절기능이 없는 종래 가속페달 장치의 도면,
도 2 내지 도 5는 답력조절기능을 구비한 가속페달 장치의 도면,
도 6은 답력조절기능을 구비한 가속페달 장치에서 본 발명에 따라 능동적으로 답력을 조절하는 방법에 대해 설명하기 위한 순서도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 살펴보기로 한다.

답력조절가능을 구비한 차량용 가속페달 장치는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 차량 운전석 하부의 차체패널에 고정 설치되는 페달암하우징(1)과, 상기 페달암하우징(1)에 일단이 회전 가능하게 결합되어 설치된 페달암(2)과, 운전석 하부의 플로어패널에 고정 설치된 페달브라켓(3)과, 상기 페달브라켓(3)에 일단이 회전 가능하게 힌지 결합되고 상기 페달암(2)과 볼조인트 결합방식으로 연결되어 설치된 페달패드(4)를 포함하여 이루어진 구성이다.

상기 페달암하우징(1)속에 위치한 상기 페달암(2)의 단부에는 스프링플레이트(5)가 결합되고, 상기 페달암(2)은 힌지축(7)을 매개로 페달암하우징(1)에 대해 회전할 수 있도록 설치된 구성이다.

본 발명에 따른 가속페달 장치는 답력조절모듈(10)을 포함한 구성으로, 상기 답력조절모듈(10)은 페달암하우징(1)속에 위치한 페달암(2)의 단부에 일단이 지지되도록 설치된 스프링(11); 상기 스프링(11)의 타단을 지지하도록 설치된 스프링고정블록(12); 상기 페달암하우징(11)에 고정 설치된 모터(13); 및 상기 모터(13)의 동력을 상기 스프링고정블록(12)으로 전달하고 상기 스프링(11)의 길이가 가변될 수 있도록 상기 스프링고정블록(12)을 이동시키는 동력전달기구(14);를 포함한다.

여기서, 상기 스프링(11)은 페달암(2)의 단부에 직접 지지되도록 설치될 수 있고, 또는 도 3 내지 도 4와 같이 페달암하우징(1)속에 위치한 페달암(2)의 단부에 스프링플레이트(5)가 결합되어 설치되고, 상기 스프링플레이트(5)에 스프링(11)의 하단이 지지되도록 설치될 수도 있다.

따라서, 페달암(2)이 힌지축(7)을 중심으로 회전을 하면 스프링(11)은 스프링플레이트(5)와 스프링고정블록(12)사이에서 탄성 압축변형되고, 이 과정에서 페달암(2)을 통해 페달패드(4)로 답력을 제공하게 된다.

상기 동력전달기구(14)는 모터(13)의 동력을 스프링고정블록(12)으로 전달하기 위해 모터(13)와 스프링고정블록(12)을 연결하도록 설치된 것으로 상기 모터(13)의 축과 일체로 결합된 제1웜기어(15), 상기 제1웜기어(15)와 치합되어 회전하는 제1웜휠기어(16), 상기 제1웜휠기어(16)의 중심에 일체로 결합된 제2웜기어(17), 상기 제2웜기어(17)와 치합되어 회전하는 제2웜휠기어(18), 상기 제2웜휠기어(16)의 중심에서 일체로 돌출되게 구비되고 외주면에 나사홈이 가공된 기어볼트(19)로 이루어진 구성이다.

그리고, 상기 스프링고정블록(12)에는 상기 기어볼트(19)와 나사 체결되도록 내주면에 나사홈이 가공된 결합홈(12a)이 형성된 구조로, 상기 제2웜휠기어(18)가 회전하면 상기 스프링고정블록(12)은 기어볼트(19)를 따라 직선 이동하게 되고, 상기 스프링고정블록(12)의 이동에 의해 스프링(11)의 길이를 가변시킬 수 있게 됨으로써 페달의 답력을 가변시킬 수 있게 된다.

상기 모터(13)의 동작은 주행 조건, 운전자 조건, 운전 성향 등에 따라 제어기(미도시)에 의해 자동으로 동작되도록 제어되는 구성이다.

상기와 같이 답력조절모듈(10)을 구비한 가속페달 장치는, 차량의 주차모드 및 주행모드에 따라 제어기의 제어를 통해 답력을 능동적으로 가변시킬 수 있게 된다.

즉, 본 발명에 따른 가속페달 장치의 답력 능동 조절방법은 도 6에 도시된 바와 같이 차량의 시동이 온(ON)된 상태일 때 답력조절시스템이 정상상태인지를 판단하는 시스템판단단계; 상기 시스템판단단계 이후 변속단 입력신호와 차속을 이용해서 주차모드 상태 또는 주행모드 상태인지를 판단하는 모드판단단계; 상기 모드판단단계에서 주차모드로 판단시 현재의 가속페달 답력을 설정된 답력까지 상승 조절하는 답력상승조절단계; 및 상기 모드판단단계에서 주행모드로 판단시 현재의 가속페달 답력을 설정된 답력까지 하강 조절하는 답력하강조절단계;를 포함한다.

상기 시스템판단단계에서 정상으로 판단시에만 모드판단단계를 수행하게 되는 바, 배터리의 전압 신호가 정상이고, 비상상황에 따른 초기화 요청 신호가 없으며, 답력 능동 조절 모드에 대한 신호가 발생한 조건을 모두 만족했을 때에만 답력조절시스템이 정상상태인 것으로 판단하게 된다.

그리고, 상기 시스템판단단계에서 비정상으로 판단시에는 현재의 가속페달 답력을 초기 답력 상태로 유지시키게 된다.

여기서, 초기 답력 상태란 답력의 리셋(reset) 상태를 의미한다.

상기 모드판단단계는 변속단 입력신호가 R(Reverse, 후진)단이고, R단의 유지시간이 소정시간(0.5초∼1.0초) 이상 경과하고, 차속이 소정차속(15km/h∼20km/h) 이하인 조건을 모두 만족했을 때에만 주차모드로 판단하게 된다.

상기 모드판단단계는 변속단 입력신호가 R단을 제외한 나머지 변속단의 입력신호이고, 차속이 소정차속(15km/h∼20km/h) 이상인 조건을 동시에 만족했을 때에만 주행모드로 판단하게 된다.

그리고, 상기 답력하강조절단계에서는 가속페달의 답력을 상승 전 답력으로 유지할 수 있게 하강 조절하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명하기로 하겠는 바, 먼저 페달의 답력 조절에 대해 설명한다.

제어기의 제어에 의해 모터(13)가 동작하고, 상기 모터(13)의 동력이 웜기어(15,17)와 웜휠기어(16,18) 및 기어볼트(19)를 통해 스프링고정블록(12)으로 전달되면, 상기 스프링고정블록(12)은 도 3의 도시상태에서 기어볼트(19)를 따라 상승 또는 하강 이동을 하게 된다.

상기 스프링고정블록(12)이 기어볼트(19)를 따라 상승이동(스프링플레이트로부터 멀어지는 방향)을 하게 되면 스프링(11)은 탄성복원에 의해 전체 길이가 늘어나도록 가변되며, 이때 페달암(2)으로 작용하는 스프링력이 감소함에 따라 가속페달의 답력은 감소하게 된다.

반대로, 상기 스프링고정블록(12)이 기어볼트(19)를 따라 하강이동(스프링플레이트쪽으로 가까워지는 방향)을 하게 되면 스프링(11)은 압축되면서 전체 길이가 짧아지게 가변되며, 이때 페달암(2)으로 작용하는 스프링력이 증가함에 따라 가속페달의 답력은 증가하게 된다.

상기 모터(13)는 제어기(미도시)의 제어에 의해 자동으로 동작되는 구성으로, 일례로 주차모드에서는 답력이 높아지도록 조절해서 차량의 급격한 움직임을 방지하고 미세한 조작이 가능하도록 하며, 주행모드에서는 답력이 낮아지도록 조절해서 페달 조작에 따른 피로도를 감소시켜 주게 된다.

또한, 저속주행(시내주행)에서는 답력이 낮아지도록 조절해서 페달 조작에 따른 피로도를 감소시키고, 고속주행(고속도로)에서는 답력이 높아지도록 조절해서 페달이 일정하게 지지되도록 도와주어 운전자의 발목 피로도를 줄여주게 된다.

또한, 오르막길에서는 페달 조작량을 증대시킬 수 있도록 답력을 감소시키고, 내리막길에서는 페달 조작량을 감소시킬 수 있도록 답력을 증대시키게 된다.

또한, 과속시나 또는 안전모드시에는 안전을 위해 답력을 증대시키며, 운전자의 연령 또는 성별 또는 컨디션 등을 고려해서 답력을 적절히 조절할 수 있게 된다.

다음에는, 차량의 주차모드 및 주행모드에 따라 페달의 답력을 능동적으로 가변시키는 방법에 대해 설명한다.

차량의 시동이 온(ON)되면 제어기는 답력조절시스템이 정상상태인지를 판단하게 되는데(단계 S1), 배터리의 전압 신호가 정상이고, 비상상황에 따른 초기화 요청 신호가 없으며, 답력 능동 조절 모드에 대한 신호가 발생한 상황의 조건을 모두 만족했을 때에만 답력조절시스템이 정상상태인 것으로 판단하게 된다.

여기서, 상기 배터리의 전압 신호가 9V 미만이거나 또는 16,5V를 초과하게 되면 비정상 상태로 판단하게 된다.

만약, 답력조절시스템이 비정상 상태로 판단되면 가속페달의 답력은 초기상태를 유지하게 된다.(단계 S2)

상기 답력조절시스템이 정상상태로 판단되면, 변속단 입력신호가 R단인지를 판단하게 되고(단계 S3), 변속단 입력신호가 R단으로 판단되면 R단의 유지시간이 소정시간(0.5초∼1.0초) 이상 경과하는지를 판단하게 되며(단계 S4), R단의 유지시간이 소정시간 이상 경과한 것으로 판단되면 차속이 소정차속(15km/h∼20km/h) 이상인지를 판단하게 되는 바(단계 S5), 차속이 소정차속 이하인 것으로 판단하게 되면 제어기는 차량이 주차모드인 상태로 판단하게 된다.(단계 S6)

상기와 같이 주차모드 상태로 판단하게 되면, 제어기는 모터(13)를 동작시켜서 스프링(11)의 길이가 짧아지도록 압축시키게 되며, 이때 페달암(2)으로 작용하는 스프링력이 증가함에 따라 현재의 가속페달 답력은 설정된 답력까지 상승 조절된다.(단계 S7)

한편, 상기 단계 S3에서 변속단 입력신호가 R단이 아닌 것으로 판단되거나 또는 상기 단계 S4에서 R단의 유지시간이 소정시간(0.5초∼1.0초) 이하인 경우로 판단되면, 제어기는 현재의 변속단을 다른 변속단으로 변경하는 상태인지를 판단하게 되는 바(단계 S8), 이때 변속단 변경상태로 판단하게 되면 상기 단계 S5이전의 상태로 피드백되고, 변속단 변경이 아닌 상태로 판단하게 되면 상기 단계 S3이전의 상태로 피드백된다.

그리고, 변속단이 변경상태이고 동시에 차속이 소정차속(15km/h∼20km/h) 이상인 것으로 판단하게 되면 제어기는 차량이 주행모드인 상태로 판단하게 된다.(단계 S9)

상기와 같이 주행모드 상태로 판단하게 되면, 제어기는 모터(13)를 동작시켜서 스프링(11)의 길이가 길어지도록 하게 되고, 이때 페달암(2)으로 작용하는 스프링력이 감소함에 따라 현재의 가속페달 답력은 설정된 답력까지 하강 조절(상승 전 답력으로 유지할 수 있게 하강 조절)된다.(단계 S10)

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 가속페달 장치는, 별도의 부품 교체없이 모터(13) 동작에 따른 스프링고정블록(12)의 이동에 의해 스프링(11)의 길이를 가변시킬 수 있게 되고, 이를 통해 페달의 답력을 필요에 따라 쉽게 가변시킬 수 있게 됨으로써 차종에 상관없이 가속페달의 답력에 대한 안전법규를 충실히 만족할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 차량의 주차모드 및 주행모드에 따라 페달의 답력을 능동적으로 가변시킬 수 있게 됨으로써, 사용자의 편의성 향상 및 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1 - 페달암하우징 2 - 페달암
10 - 답력조절모듈 11 - 스프링
12 - 스프링고정블록 13 - 모터
14 - 동력전달기구

Claims (9)

1. 차량의 시동이 온(ON)된 상태일 때 변속단 입력신호와 차속을 이용해서 주차모드 상태 또는 주행모드 상태인지를 판단하는 모드판단단계;
   상기 모드판단단계에서 주차모드로 판단시 현재의 가속페달 답력을 설정된 답력까지 상승 조절하는 답력상승조절단계; 및
   상기 모드판단단계에서 주행모드로 판단시 현재의 가속페달 답력을 설정된 답력까지 하강 조절하는 답력하강조절단계;를 포함하는 가속페달 장치의 답력 능동 조절방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 모드판단단계 이전에 차량의 시동이 온(ON)된 상태에서 답력조절시스템이 정상상태인지를 판단하는 시스템판단단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가속페달 장치의 답력 능동 조절방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 시스템판단단계에서 정상으로 판단시에만 모드판단단계를 수행하고 비정상으로 판단시에는 현재의 가속페달 답력을 초기 답력 상태로 유지시키는 것을 특징으로 하는 가속페달 장치의 답력 능동 조절방법.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 시스템판단단계는 배터리의 전압 신호가 정상이고, 비상상황에 따른 초기화 요청 신호가 없으며, 답력 능동 조절 모드에 대한 신호가 발생한 조건을 모두 만족했을 때에만 답력조절시스템이 정상상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 가속페달 장치의 답력 능동 조절방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 모드판단단계는 변속단 입력신호가 R단이고, R단의 유지시간이 소정시간 이상 경과하고, 차속이 소정차속 이하인 조건을 모두 만족했을 때에만 주차모드로 판단하는 것을 특징으로 하는 가속페달 장치의 답력 능동 조절방법.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 모드판단단계는 변속단 입력신호가 R단을 제외한 나머지 변속단의 입력신호이고, 차속이 소정차속 이상인 조건을 동시에 만족했을 때에만 주행모드로 판단하는 것을 특징으로 하는 가속페달 장치의 답력 능동 조절방법.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 답력하강조절단계에서는 가속페달의 답력을 상승 전 답력으로 유지할 수 있게 하강 조절하는 것을 특징으로 하는 가속페달 장치의 답력 능동 조절방법.
8. 청구항 5에 있어서,
   상기 모드판단단계는 변속단 입력신호가 R단이고, R단의 유지시간이 0.5초∼1.0초 이상 경과하고, 차속이 15km/h∼20km/h 이하인 조건을 모두 만족했을 때에만 주차모드로 판단하는 것을 특징으로 하는 가속페달 장치의 답력 능동 조절방법.
9. 청구항 6에 있어서,
   상기 모드판단단계는 변속단 입력신호가 R단을 제외한 나머지 변속단의 입력신호이고, 차속이 15km/h∼20km/h 이상인 조건을 동시에 만족했을 때에만 주행모드로 판단하는 것을 특징으로 하는 가속페달 장치의 답력 능동 조절방법.

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