KR20210108627A

KR20210108627A - 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치

Info

Publication number: KR20210108627A
Application number: KR1020200023441A
Authority: KR
Inventors: 김은식
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2021-09-03

Abstract

본 발명은 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치에 관한 것으로, 운전자가 직접 운전을 하는 수동운전모드 상황에서는 운전자에 의한 브레이크페달(30)의 조작이 가능하도록 브레이크페달(30)의 하단이 실내로 노출되게 팝업되고, 운전자가 직접 운전을 하지 않는 자율주행모드 상황에서는 액추에이터(60)의 작동으로 브레이크페달(30)의 하단이 전방으로 이동하도록 회전됨에 따라 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 숨겨진 상태가 가능하도록 된 것이다.

Description

자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치{FOLDABLE BRAKE PEDAL APPARATUS FOR AUTONOMOUS DRIVING VEHICLE}

본 발명은 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전자가 직접 운전하는 수동운전모드에서는 운전자에 의한 조작이 가능하도록 브레이크페달이 실내로 노출되고, 자율주행 상황에서는 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 브레이크페달의 실내노출을 차단하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치에 관한 기술이다.

자율주행 차량은 운전자가 핸들과 가속페달 및 브레이크 등을 직접 조작하지 않아도 스스로 목적지까지 찾아가는 자율주행 기술이 접목된 스마트 차량으로 최근 들어 개발이 급속도로 진행되고 있다.

자율주행 상황이 보편적으로 실현될 경우 운전자가 직접 운전을 하는 수동운전모드, 및 운전자가 직접 운전을 하지 않고 차량이 스스로 목적지까지 주행하는 자율주행모드를 선택할 수 있다.

자율주행모드에서는 운전자가 발을 뻗어서 편안하게 휴식을 취할 수 있어야 하기에 운전석 하부공간에 위치한 페달(가속페달, 브레이크페달)이 실내로 그대로 노출된 상태로 존재하게 되면 운전자의 휴식에 방해가 되는 단점이 있다.

또한, 자율주행 상황은 운전자가 차량의 페달(가속페달, 브레이크페달)을 조작하지 않는 상황으로, 만약에 자율주행 중에 운전자가 페달을 조작하게 되면 차량 제어기는 운전자가 자율주행을 종료하고 운전자가 직접 운전을 원하는 상황으로 판단하여 자율주행을 위한 제어를 종료하게 된다.

그런데, 차량의 페달은 운전석 하부 공간에 노출되도록 설치되어 있기 때문에 자율주행 상황에서 운전자가 무의식적으로 페달을 조작할 우려가 있고(페달의 오조작 상황), 이럴 경우 도로 상황 또는 차간 거리 등에 따라 사고가 발생할 우려가 있다.

따라서, 운전자가 직접 운전하는 수동운전모드에서는 운전자에 의한 조작이 가능하도록 페달이 실내로 노출되고, 자율주행 상황에서는 운전자의 편안한 휴식 및 오조작 방지 등의 안전을 위해 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 페달의 실내노출을 차단하는 새로운 페달장치의 기술개발이 필요하다.

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 10-2017-0137427호

본 발명은, 운전자가 직접 운전을 하는 상황에서는 운전자에 의한 조작이 가능하도록 브레이크페달이 실내로 노출되고, 운전자가 직접 운전을 하지 않는 자율주행 상황에서는 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 브레이크페달의 실내노출을 차단하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치로서, 자율주행 상황에서 운전자의 편안한 휴식이 가능하고, 더 나아가 자율주행 상황에서 브레이크페달의 오조작을 차단함으로써 안전성 향상을 도모할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.

또한 본 발명에 따른 폴더블 브레이크페달장치는, 브레이크페달을 지지하는 페달멤버를 이너멤버와 아우터멤버의 이중구조로 구성해서 강도향상을 도모하고, 특히 브레이크부스터의 반력에 의한 진동 및 흔들림을 없앨 수 있게 됨에 따라 소음감소 및 모터(액추에이터) 사이즈의 축소를 통해 원가절감과 중량감소를 도모할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치는, 운전석 하부공간에 고정되게 설치되고 좌우 측면에 가이드슬롯이 관통 형성된 페달아우터멤버; 상기 페달아우터멤버와 결합되고 가이드슬롯을 따라 이동 가능하도록 설치된 페달이너멤버; 상단에 힌지파이프가 구비되고 힌지파이프의 아래쪽부위가 페달푸시로드를 통해 브레이크부스터와 연결된 브레이크페달; 상기 페달아우터멤버의 가이드슬롯과 페달이너멤버의 좌우 측면 및 힌지파이프를 관통하고, 힌지파이프와 일체화가 되도록 결합되며, 가이드슬롯을 따라 이동하도록 설치된 페달축; 상기 페달아우터멤버에 고정되게 결합된 액추에이터; 및 상기 액추에이터와 페달이너멤버를 연결하는 것으로 액추에이터의 작동시 페달이너멤버와 페달축이 가이드슬롯을 따라 함께 이동하도록 동력을 전달하는 연결기구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 페달아우터멤버에 결합되어서 강도를 보강하는 상부브라켓을 더 포함하고; 상기 상부브라켓은 페달아우터멤버의 개구된 상부를 커버링해서 상하방향 강도를 보강하는 상부보강부, 및 페달아우터멤버의 개구된 후방부를 커버링해서 전후방향 강도를 보강하는 후방보강부를 포함하고; 상기 상부보강부와 후방보강부는 L형상으로 연결되게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 페달아우터멤버속에 페달이너멤버가 삽입되도록 위치하고; 상기 페달아우터멤버의 좌우 측면과 페달이너멤버의 좌우 측면은 외력에 의한 변형의 최소화를 위해 서로 면접촉을 이루는 것을 특징으로 한다.

상기 상부브라켓과 브레이크페달을 연결하게 설치된 것으로 운전자가 브레이크페달을 발로 밟아서 조작함에 따라 브레이크페달이 전방으로 회전할 때에 길이가 인장되면서 탄성력을 축적하고 운전자가 브레이크페달에서 밟을 떼면 축적된 탄성력으로 브레이크페달을 후방으로 회전시켜서 복귀시키는 리턴스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 페달축의 일단면에 고정되게 결합된 영구자석; 및 상기 페달아우터멤버에 고정되게 설치된 비접촉 페달센서를 더 포함하고; 상기 비접촉 페달센서는 영구자석이 비접촉 페달센서와 대면한 상태에서 페달축이 회전할 때에만 영구자석의 회전위치변화에 따른 자기장 세기의 변화를 통해 브레이크페달의 회전각을 검출해서 제동과 관련한 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드슬롯은 브레이크페달과 페달푸시로드의 연결점을 중심으로 하는 회전반경을 따라 전후방향으로 연장되게 절개된 원호모양으로 형성되고; 상기 페달축이 가이드슬롯의 전방단에 위치한 상태일 때에만 페달축에 결합된 영구자석은 비접촉 페달센서와 서로 대면상태로 존재하고; 상기 영구자석과 비접촉 페달센서가 대면한 상태에서 브레이크페달의 회전시 비접촉 페달센서는 제동과 관련한 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드슬롯은 브레이크페달과 페달푸시로드의 연결점을 중심으로 하는 회전반경을 따라 전후방향으로 연장되게 절개된 원호모양으로 형성되고; 상기 페달축이 액추에이터의 작동으로 가이드슬롯의 전방단의 위치에서 후방단을 향해 슬라이드 이동하면 페달축에 결합된 영구자석은 비접촉 페달센서와의 대면상태가 종료되고; 상기 영구자석과 비접촉 페달센서의 대면이 종료된 상태에서 브레이크페달의 회전시 비접촉 페달센서는 제동과 관련한 신호를 발생하지 않음에 따라 브레이크페달의 오조작을 방지할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 페달이너멤버의 좌우 측면에는 페달축이 관통하는 페달축구멍이 형성되고; 상기 페달축구멍은 페달축과 동일한 정원모양으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 가이드슬롯은 브레이크페달과 페달푸시로드의 연결점을 중심으로 하는 회전반경을 따라 전후방향으로 연장되게 절개된 원호모양으로 형성되면서 전방단과 후방단이 페달아우터멤버에 의해 막힘구조로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 가이드슬롯은 브레이크페달과 페달푸시로드의 연결점을 중심으로 하는 회전반경을 따라 원호모양으로 절개된 중간슬롯과 상부슬롯 및 하부슬롯으로 구성되고; 상기 중간슬롯의 상하측에 상부슬롯과 하부슬롯이 각각 위치하고; 상기 중간슬롯에는 페달축이 관통하고; 상기 상부슬롯에는 연결기구를 구성하는 부품이 삽입되며; 상기 하부슬롯에는 페달이너멤버에 결합된 멤버핀이 삽입하는 것을 특징으로 한다.

상기 중간슬롯은 페달축보다 직경이 더 크게 형성되어서 서로 간섭되지 않는 것을 특징으로 한다.

상기 액추에이터는 직선형 모터이고; 상기 연결기구는 페달이너멤버의 좌우 측면을 관통하도록 페달이너멤버와 결합되고 페달이너멤버의 측면을 관통한 양단이 상부슬롯에 끼워져서 상부슬롯을 따라 이동 가능하도록 결합된 연결축; 및 상기 직선형 모터의 작동시 진퇴 운동하고 페달이너멤버를 관통해서 연결축과 결합된 플런저;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 페달이너멤버의 전방면에는 플런저가 관통하는 플런저관통구멍이 형성되고; 상기 플런저관통구멍은 페달이너멤버가 가이드슬롯을 따라 이동할 때에 페달이너멤버 및 플런저의 이동을 허용할 수 있도록 상하방향으로 연장된 타원모양으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 플런저의 단부에는 연결축이 관통하는 연결축관통구멍이 형성되고; 상기 연결축관통구멍은 페달이너멤버가 가이드슬롯을 따라 이동할 때에 연결축 및 플런저의 이동을 허용할 수 있도록 상하방향으로 연장된 타원모양으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 연결축은 페달이너멤버의 좌우방향 강도를 보강하기 위해 페달이너멤버의 좌우 측면을 연결하도록 결합되고; 상기 멤버핀은 브레이크페달의 회전시 간섭을 회피할 수 있도록 2개로 분리되게 구성되어서 각각 페달이너멤버의 좌우 측면에 결합된 것을 특징으로 한다.

상기 브레이크페달을 운전자가 발로 밟아서 조작하면 페달축은 중간슬롯의 전방단에 위치한 상태에서 회전하고; 상기 페달축의 회전에 의해 브레이크페달은 페달이너멤버에 대해 전방으로 회전하고; 상기 브레이크페달의 전방 회전시 페달푸시로드의 전방이동에 의해 브레이크부스터가 작동하고, 페달이너멤버는 상부슬롯 및 하부슬롯에 삽입된 연결축과 멤버핀의 지지에 의해 회전과 움직임이 방지되는 것을 특징으로 한다.

상기 페달축과 연결축 및 멤버핀은 액추에이터의 작동력을 연결기구를 통해 전달받아서 가이드슬롯을 따라 슬라이드 이동가능하게 설치되고; 상기 페달축과 연결축 및 멤버핀이 가이드슬롯의 전방단의 위치에서 후방단을 향해 이동하면 브레이크페달은 연결점을 중심으로 회전해서 하단이 전방으로 이동하게 회전함에 따라 브레이크페달은 실내노출이 차단된 숨김상태가 되고; 상기 페달축과 연결축 및 멤버핀이 가이드슬롯의 후방단의 위치에서 전방단을 향해 슬라이드 이동하면 브레이크페달은 연결점을 중심으로 회전해서 하단이 후방으로 이동하게 회전함에 따라 브레이크페달은 실내로 노출된 팝업상태가 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치는, 운전자가 직접 운전을 하는 수동운전모드 상황에서는 운전자에 의한 브레이크페달의 조작이 가능하도록 브레이크페달의 하단이 실내로 노출되게 팝업되고, 운전자가 직접 운전을 하지 않는 자율주행모드 상황에서는 액추에이터의 작동으로 브레이크페달의 하단이 전방으로 이동하도록 회전됨에 따라 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 숨겨진 상태가 가능한 구성으로, 자율주행 상황에서 운전자의 편안한 휴식이 가능하고, 더 나아가 자율주행 상황에서 브레이크페달의 오조작을 차단함으로써 안전성 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 브레이크페달이 결합된 페달멤버가 페달아우터멤버와 페달이너멤버의 이중구조로 구성됨에 따라 전체적인 페달멤버의 강도 및 강성 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 페달이너멤버에서 페달축이 관통하는 페달축구멍이 페달축과 동일한 정원모양으로 형성된 구성으로, 정원모양의 페달축구멍을 통해 브레이크부스터의 반력에 의한 페달축의 떨림, 진동 및 흔들림을 최소화시키거나 또는 없앨 수 있게 되며, 이를 통해 소음감소, 모터(액추에이터) 사이즈의 축소 및 원가절감과 중량감소를 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치의 사시도와 정면도 및 측면도,
도 4는 도 1의 비접촉 페달센서가 분리된 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치의 분해사시도,
도 6은 도 3에서 비접촉 페달센서가 제거된 측면도,
도 7은 도 6에서 페달이너멤버와 연결기구가 결합된 부위의 확대도,
도 8은 힌지파이프와 페달이너멤버가 결합된 부위의 정면도,
도 9는 페달아우터멤버에서 가이드슬롯이 형성된 부위를 절개한 단면도,
도 10 내지 도 11은 페달이너멤버의 사시도,
도 12는 브레이크페달의 정상 작동상태를 설명하기 위한 도면,
도 13은 본 발명에 따라 브레이크페달의 하단이 실내로 노출된 팝업상태 및 전방으로 회전해서 숨겨진 상태를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치는 도 1 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 운전석 하부공간에 고정되게 설치되고 좌우 측면(11)에 가이드슬롯(12)이 관통 형성된 페달아우터멤버(10); 상기 페달아우터멤버(10)와 결합되고 가이드슬롯(12)을 따라 이동 가능하도록 설치된 페달이너멤버(20); 상단에 힌지파이프(31)가 구비되고 하단에 운전자가 발로 조작하는 패드(32)가 구비되며 힌지파이프(31)의 아래쪽부위가 페달푸시로드(41)를 통해 브레이크부스터(40)와 연결된 브레이크페달(30); 상기 페달아우터멤버(10)의 가이드슬롯(12)과 페달이너멤버(20)의 좌우 측면(21) 및 힌지파이프(31)를 관통해서 너트(51)와 결합되고, 너트(51)와의 결합시 힌지파이프(31)와 일체화가 되도록 결합되며, 가이드슬롯(12)을 따라 이동하도록 설치된 페달축(50); 상기 페달아우터멤버(10)에 고정되게 결합된 액추에이터(60); 및 상기 액추에이터(60)와 페달이너멤버(20)를 연결하는 것으로 액추에이터(60)의 작동시 페달이너멤버(20)와 페달축(50)이 가이드슬롯(12)을 따라 함께 이동하도록 동력을 전달하는 연결기구(70);를 포함한다.

페달아우터멤버(10)는 2개의 좌우 측면(11)이 평행하게 배치되고, 좌우 측면(11)의 전방쪽이 전방면(13)을 통해 서로 연결되며, 상측과 하측 및 후방측으로 개구된 오픈형 구조이고, 전방면(13)은 차체를 구성하는 대시패널에 고정되게 결합된다.

본 발명에 따른 실시예는 페달아우터멤버(10)에 결합되어서 강도를 보강하는 상부브라켓(80)을 더 포함한다.

상부브라켓(80)은 페달아우터멤버(10)의 개구된 상부를 커버링해서 상하방향 강도를 보강하는 상부보강부(81), 및 페달아우터멤버(10)의 개구된 후방부를 커버링해서 전후방향 강도를 보강하는 후방보강부(82)를 포함하며, 상기 상부보강부(81)와 후방보강부(82)는 L형상으로 연결되게 형성된다.

상부브라켓(80)을 통해 페달아우터멤버(10)의 강도 및 강성이 향상됨에 따라 상부브라켓(80)의 비틀림 및 뒤틀림 현상이 예방된다.

상부브라켓(80)의 상부보강부(81)상에 카울브라켓이 결합될 수 있고, 카울브라켓은 카울패널과 결합된 구조가 될 수 있다.

본 발명에 따라 페달아우터멤버(10)속에 페달이너멤버(20)가 삽입되도록 위치하고, 상기 페달아우터멤버(10)의 좌우 측면(11)과 페달이너멤버(20)의 좌우 측면(21)은 외력에 의한 변형의 최소화를 위해 서로 면접촉을 이루도록 설치된 구조를 갖는다.

즉, 브레이크페달(30)의 조작시의 외력에 의해 페달이너멤버(20)가 변형되려는 힘을 받게 되면, 페달아우터멤버(10)와 페달이너멤버(20)는 측면(11,21)끼리 면접촉을 한 구조여서 충분한 지지력을 유지하게 되는 바, 이를 통해 페달이너멤버(20)의 변형을 최소화하거나 또는 변형을 방지할 수 있게 된다.

브레이크페달(30)의 상단에 힌지파이프(31)가 용접을 통해 일체로 결합되고, 힌지파이프(31)는 페달이너멤버(20)속에 삽입되게 위치하며, 페달축(50)이 페달이너멤버(20)의 좌우 측면(21)과 힌지파이프(31)를 관통한 후 너트(51)와 결합된다.

페달축(50)이 힌지파이프(31)를 관통하는 과정에서 페달축(50)과 힌지파이프(31)는 일체화를 이루도록 결합된다.(일예로, 스플라인 또는 세레이션 결합을 이루게 된다)

그리고, 힌지파이프(31)의 좌우 양단에는 베어링과 같은 부싱(150)이 구비되어 있어서 부싱(150)이 페달이너멤버(20)의 좌우 측면(21)과 접촉하도록 설치되며, 따라서 힌지파이프(31)가 회전하더라도 페달이너멤버(20)는 부싱(150)에 의해 힌지파이프(31)의 회전력이 전달되지 못해서 페달이너멤버(20)는 회전하지 않게 된다.

따라서, 운전자가 브레이크페달(30)의 패드(32)를 발로 밟아서 조작하면 힌지파이프(31)와 페달축(50)은 페달이너멤버(20)에 대해 회전하고, 상기 힌지파이프(31)와 페달축(50)의 회전에 의해 브레이크페달(30)은 페달이너멤버(20)에 대해 전방으로 회전하고, 상기 브레이크페달(30)의 전방 회전시 페달푸시로드(41)의 전방이동에 의해 브레이크부스터(40)가 작동해서 제동에 필요한 유압을 발생시키게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 실시예는 상부브라켓(80)과 브레이크페달(30)을 연결하도록 설치된 리턴스프링(90)을 더 포함하는 구성으로, 운전자가 브레이크페달(30)을 발로 밟아서 조작함에 따라 브레이크페달(30)이 전방으로 회전할 때에 리턴스프링(90)은 길이가 인장되면서 탄성력을 축적하고, 운전자가 브레이크페달(30)에서 밟을 떼면 축적된 탄성력으로 브레이크페달(30)을 후방으로 회전시켜서 초기위치로 복귀시키는 역할을 한다.

리턴스프링(90)은 압축 코일스프링인 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명에 따른 실시예는 페달축(50)의 일단면에 고정되게 결합된 영구자석(110, 마그넷), 및 상기 페달아우터멤버(10)의 한쪽 측면(11)에 고정되게 설치된 비접촉 페달센서(120)를 더 포함한다.

비접촉 페달센서(120)는 별도의 브라켓을 이용해서 페달아우터멤버(10)의 일측면에 용접으로 고정되게 결합된다.

비접촉 페달센서(120)는 영구자석(110)이 비접촉 페달센서(120)와 대면한 상태에서 페달축(50)이 회전할 때에만 영구자석(110)의 회전위치변화에 따른 자기장 세기의 변화를 통해 브레이크페달(30)의 회전각을 검출해서 제동과 관련한 신호를 발생하게 된다.

비접촉 페달센서(120)는 PCB(Printed Circuit Board)를 구비한 구성이고, 브레이크페달(30)의 회전중심 역할을 하는 페달축(50)의 일단면에 영구자석(110)이 결합된 구성으로, 이를 통해 비접촉 페달센서(120)의 출력신호의 정확도를 한층 더 높일 수 있는 장점이 있다.

가이드슬롯(12)은 페달아우터멤버(10)의 좌측 측면(11)과 우측 측면(11)에 동일모양으로 관통되게 형성되고, 특히 브레이크페달(30)과 페달푸시로드(41)의 연결점(P1)을 중심으로 하는 회전반경을 따라 전후방향을 따라 연장되도록 절재된 원호모양으로 형성되고, 가이드슬롯(12)은 전방단과 후방단이 각각 페달아우터멤버(10)에 의해 막힘구조로 형성됨에 따라 가이드슬롯(12)의 형상을 변형됨이 없이 유지할 수 있게 된다.

도 6 및 도 12의 좌측 그림과 같이 페달축(50)이 가이드슬롯(12)의 전방단에 위치한 상태일 때에만 페달축(50)에 결합된 영구자석(110)은 비접촉 페달센서(120)와 서로 대면상태로 존재하게 된다.

따라서, 영구자석(110)과 비접촉 페달센서(120)가 서로 대면한 상태에서 운전자가 브레이크페달(30)을 발로 밟아서 조작하면, 힌지파이프(31)와 페달축(50)은 가이드슬롯(12)의 전방단에 위치한 상태에서 회전(축회전)하고, 페달축(50)의 회전에 의해 브레이크페달(30)은 도 12의 우측 그림과 페달이너멤버(20)에 대해 전방으로 회전하고(화살표 R1), 브레이크페달(30)의 전방 회전시 페달푸시로드(41)의 전방이동에 의해 브레이크부스터(40)가 작동해서 제동에 필요한 유압을 발생시키게 된다.

또한, 페달축(50)의 회전에 의해 비접촉 페달센서(120)는 영구자석(110)의 회전위치변화에 따른 자기장 세기의 변화를 통해 브레이크페달(30)의 회전각을 검출해서 제동과 관련한 신호를 발생하게 됨으로써, 차량은 정상적인 제동을 할 수 있게 된다.

그리고, 도 6 및 도 13의 좌측 그림과 같이 페달축(50)이 가이드슬롯(12)의 전방단에 위치한 상태에서 도 13의 우측 그림과 같이 액추에이터(60)의 작동으로 페달축(50)이 가이드슬롯(12)의 후방단을 향해 슬라이드 이동을 하면, 브레이크페달(30)은 연결점(P1)을 중심으로 회전해서 하단이 전방으로 이동하게 회전함에 따라 브레이크페달(30)은 실내노출이 차단된 숨김(하이드)상태가 되고, 브레이크페달(30)이 숨김상태가 되면 운전석 하부공간은 페달의 간섭이 없는 넓은 공간이 됨에 따라 운전자는 릴렉스모드에서 편안한 휴식을 취할 수가 있게 된다.

특히, 페달축(50)이 액추에이터(60)의 작동으로 가이드슬롯(12)의 전방단의 위치에서 후방단을 향해 슬라이드 이동하면 페달축(50)에 결합된 영구자석(110)은 페달아우터멤버(10)에 결합된 비접촉 페달센서(120)와의 대면상태가 종료되고, 영구자석(110)과 비접촉 페달센서(120)의 대면이 종료된 상태에서는 운전자가 브레이크페달(30)을 발로 밟아서 브레이크페달(30)을 회전시키더라도 비접촉 페달센서(120)를 통해 제동과 관련한 신호가 발생되지 않음에 따라 자율주행 상황에서 운전자가 브레이크페달(30)을 오조작하는 상황도 미리 예방할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따라 페달이너멤버(20)의 좌우 측면(21)에는 페달축(50)이 관통하는 페달축구멍(22)이 형성되는데, 상기 페달축구멍(22)은 페달축(50)과 동일한 정원모양으로 형성되어서 페달축(50)의 떨림, 진동 및 흔들림을 최소화시키거나 또는 없앨 수 있게 된다.

본 발명은 페달멤버가 페달아우터멤버(10)와 페달이너멤버(20)의 이중구조로 구성된 것으로, 이를 통해 페달멤버의 강도 및 강성 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.

또한, 통상적으로 숨김기능이 있는 폴더블 브레이크페달 장치는 페달멤버가 1개의 멤버로 구성되고(일예로 페달아우터멤버로만 구성됨), 1개의 페달멤버에 페달축이 이동할 수 있는 타원모양(장홈)의 가이드슬롯이 형성된 구조로, 가이드슬롯에 삽입된 페달축은 브레이크부스터의 반력에 받아서 가이드슬롯을 따라 이동하는 진동 및 흔들림이 발생하고, 이로 인해 소음이 발생하는 문제가 있다.

페달축의 진동 및 흔들림을 없애기 위해서는 페달축의 움직임을 잡아줄 수 있는 큰 힘이 필요하고, 이를 위해 용량이 큰 모터(액추에이터)를 사용해야 하며, 이럴 경우 비용이 상승하고 중량이 무거워지는 단점이 발생하게 된다.

본 발명에 따른 실시예는 기본적으로 페달멤버를 페달아우터멤버(10)와 페달이너멤버(20)의 이중구조로 구성해서, 전체적인 페달멤버의 강도 및 강성 향상을 도모하고, 특히 페달이너멤버(20)에서 페달축(50)이 관통하는 페달축구멍(22)이 페달축(50)과 동일한 정원모양으로 형성된 구조로, 정원모양의 페달축구멍(22)을 통해 브레이크부스터(40)의 반력이 작용하더라도 페달축(50)의 떨림, 진동 및 흔들림을 최소화시키거나 또는 없앨 수 있게 되며, 이를 통해 소음감소, 모터(액추에이터) 사이즈의 축소 및 원가절감과 중량감소를 도모할 수 있는 장점이 있다.

페달아우터멤버(10)에 형성된 가이드슬롯(12)은 브레이크페달(30)과 페달푸시로드(41)의 연결점(P1)을 중심으로 하는 회전반경을 따라 원호모양으로 절개된 중간슬롯(12a)과 상부슬롯(12b) 및 하부슬롯(12c)으로 구성되는데, 중간슬롯(12a)이 가운데에 위치하고, 중간슬롯(12a)의 상하측에 상부슬롯(12b)과 하부슬롯(12c)이 각각 위치하도록 형성된다.

상기 중간슬롯(12a)에는 페달축(50)이 관통하고, 상기 상부슬롯(12b)에는 연결기구(70)를 구성하는 부품이 삽입되며, 상기 하부슬롯(12c)에는 페달이너멤버(20)에 결합된 멤버핀(130)이 삽입된다.

중간슬롯(12a)을 관통하도록 설치된 페달축(50)은 액추에이터(60)의 작동력을 전달받아서 중간슬롯(12a)을 따라 이동할 수 있는 구성이 되어야 하는 바, 이를 위해 중간슬롯(12a)은 페달축(50)보다 직경이 더 크게 형성되어서 서로 간섭되지 않는 구조인 것이 바람직할 것이다.

액추에이터(60)는 페달아우터멤버(10)속에 삽입된 상태에서 복수개의 체결부재(140, 볼트 또는 스크루)를 매개로 페달아우터멤버(10)의 안쪽 측면에 고정되게 설치되며, 연결기구(70)는 액추에이터(60)와 페달이너멤버(20)를 연결하도록 구성되어서 액추에이터(60)의 작동력은 연결기구(70)를 통해 페달이너멤버(20)로 전달되고, 페달축구멍(22)을 통해 페달이너멤버(20)를 관통하는 페달축(50)은 액추에이터(60)의 작동시 가이드슬롯(12)을 구성하는 중간슬롯(12a)을 따라 슬라이드 이동을 하게 된다.

본 발명에 따른 액추에이터(60)는 일예로 직선형 모터(61)로 구성될 수 있고, 직선형 모터는 리니어 모터로 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 연결기구(70)는 페달이너멤버(20)의 좌우 측면(21)을 관통하도록 페달이너멤버(20)와 결합되고 페달이너멤버(20)의 측면(21)을 관통한 양단이 가이드슬롯(12)을 구성하는 상부슬롯(12b)에 끼워져서 상부슬롯(12b)을 따라 이동 가능하도록 결합된 연결축(71), 및 상기 직선형 모터(61)의 작동시 진퇴 운동하고 페달이너멤버(20)를 관통해서 연결축(71)과 결합된 플런저(72)를 포함한다.

페달이너멤버(20)에서 페달축구멍(22)을 기준으로 위쪽에 연결축(71)이 위치하고 아래쪽에 멤버핀(130)이 위치하는 구조가 된다.

플런저(72)는 직선형 모터(61)로부터 직선 운동하고, 연결축(71)과 페달이너멤버(20)는 원호형상의 가이드슬롯(12)을 따라 곡선이동을 하는 구성으로, 이를 위해 직선형 모터(61)의 작동시 연결축(71)과 플런저(72) 및 페달이너멤버(20)의 이동을 원활하게 허용할 수 있는 구성이 필요하다.

즉, 페달이너멤버(20)의 전방면(23)에는 플런저(72)가 관통하는 플런저관통구멍(24)이 형성되는데, 상기 플런저관통구멍(24)은 페달이너멤버(20)가 가이드슬롯(12)을 따라 이동할 때에 페달이너멤버(20) 및 플런저(72)의 이동을 허용할 수 있도록 상하방향으로 연장된 타원모양으로 형성된 구조가 특징이다.

또한, 플런저(72)의 단부에는 연결축(71)이 관통하는 연결축관통구멍(73)이 형성되는데, 상기 연결축관통구멍(73)은 페달이너멤버(20)가 가이드슬롯(12)을 따라 이동할 때에 연결축(71) 및 플런저(72)의 이동을 허용할 수 있도록 상하방향으로 연장된 타원모양으로 형성된 구조가 특징이다.

그리고, 연결축(71)은 1개의 부품으로 구성되고 페달이너멤버(20)의 좌우방향 강도를 보강하기 위해 페달이너멤버(20)의 좌우 측면(21)을 연결하도록 결합되며, 멤버핀(130)은 브레이크페달(30)의 회전시 브레이크페달(30)과의 간섭을 회피할 수 있도록 2개로 분리되게 구성되어서 각각 페달이너멤버(20)의 좌우 측면(21)에 외측으로 돌출되도록 결합된다.

도 12의 좌측 그림과 같이 페달축(50)이 중간슬롯(12a)의 전방단에 위치한 상태이고, 브레이크페달(30)의 하단이 후방으로 돌출된 상태에서, 운전자가 브레이크페달(30)의 패드(32)를 밟아서 조작하면 힌지파이프(31)와 페달축(50)은 가이드슬롯(12)의 전방단에 위치한 상태에서 회전(축회전)하고, 페달축(50)의 회전에 의해 브레이크페달(30)은 도 12의 우측 그림과 페달이너멤버(20)에 대해 전방으로 회전하고(화살표 R1), 브레이크페달(30)의 전방 회전시 페달푸시로드(41)의 전방이동에 의해 브레이크부스터(40)가 작동해서 제동에 필요한 유압을 발생시키게 되며, 또한 브레이크페달(30)의 전방 회전시 페달이너멤버(20)는 상부슬롯(12b) 및 하부슬롯(12c)에 삽입된 연결축(71)과 멤버핀(130)의 지지에 의해 회전 및 움직임이 억제됨으로써 페달이너멤버(20)는 움직임이 발생하지 않게 된다.

그리고, 도 13의 좌측 그림과 같이 페달축(50)이 가이드슬롯(12)의 전방단에 위치한 상태에서 액추에이터(60)가 작동하면, 도 13의 우측 그림과 같이 플런저(72)가 돌출되고, 페달축(50)과 연결축(71) 및 멤버핀(130)이 가이드슬롯(12)의 전방단의 위치에서 후방단을 향해 슬라이드 이동을 하고, 페달이너멤버(20)도 가이드슬롯(12)의 원호곡률을 따라 후방으로 회전 이동을 하며, 브레이크페달(50)은 연결점(P1)을 중심으로 회전해서 하단이 전방으로 이동하게 회전함에 따라 브레이크페달(50)은 실내노출이 차단된 숨김(하이드)상태가 된다.(화살표 R2)

반대로, 도 13의 우측 그림과 같이 페달축(50)이 가이드슬롯(12)의 후방단에 위치한 상태에서 액추에이터(60)의 작동으로 플런저(72)가 후퇴 이동하면, 페달축(50)과 연결축(71) 및 멤버핀(130)이 가이드슬롯(12)의 후방단의 위치에서 전방단을 향해 슬라이드 이동을 하고, 이로 인해 브레이크페달(50)은 연결점(P1)을 중심으로 회전해서 하단이 운전자가 있는 후방으로 이동하게 회전함에 따라 브레이크페달(50)은 다시 운전자가 있는 실내쪽으로 돌출된 팝업(pop up)상태가 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치는, 운전자가 직접 운전을 하는 수동운전모드 상황에서는 운전자에 의한 브레이크페달(30)의 조작이 가능하도록 브레이크페달(30)의 하단이 실내로 노출되게 팝업되고, 운전자가 직접 운전을 하지 않는 자율주행모드 상황에서는 액추에이터(60)의 작동으로 브레이크페달(30)의 하단이 전방으로 이동하도록 회전됨에 따라 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 숨겨진 상태가 가능한 구성으로, 자율주행 상황에서 운전자의 편안한 휴식이 가능하고, 더 나아가 자율주행 상황에서 브레이크페달(30)의 오조작을 차단함으로써 안전성 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시예는 브레이크페달(30)이 결합된 페달멤버가 페달아우터멤버(10)와 페달이너멤버(20)의 이중구조로 구성됨에 따라 전체적인 페달멤버의 강도 및 강성 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.

또한, 페달이너멤버(20)에서 페달축(50)이 관통하는 페달축구멍(22)이 페달축(50)과 동일한 정원모양으로 형성된 구성으로, 정원모양의 페달축구멍(22)을 통해 브레이크부스터(40)의 반력에 의한 페달축(50)의 떨림, 진동 및 흔들림을 최소화시키거나 또는 없앨 수 있게 되며, 이를 통해 소음감소, 모터(액추에이터) 사이즈의 축소 및 원가절감과 중량감소를 도모할 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.

10 - 페달아우터멤버 11,21 - 측면
12 - 가이드슬롯 13,23 - 전방면
20 - 페달이너멤버 22 - 페달축구멍
24 - 플런저관통구멍 30 - 브레이크페달
31 - 힌지파이프 32 - 패드
40 - 브레이크부스터 41 - 페달푸시로드
50 - 페달축 51 - 너트
60 - 액추에이터 70 - 연결기구
71 - 연결축 72 - 플런저
73 - 연결축관통구멍 80 - 상부브라켓
81 - 상부보강부 82 - 후방보강부
90 - 리턴스프링 110 - 영구자석
120 - 비접촉 페달센서 130 - 멤버핀
140 - 체결부재 150 - 부싱

Claims

운전석 하부공간에 고정되게 설치되고 좌우 측면에 가이드슬롯이 관통 형성된 페달아우터멤버;
상기 페달아우터멤버와 결합되고 가이드슬롯을 따라 이동 가능하도록 설치된 페달이너멤버;
상단에 힌지파이프가 구비되고 힌지파이프의 아래쪽부위가 페달푸시로드를 통해 브레이크부스터와 연결된 브레이크페달;
상기 페달아우터멤버의 가이드슬롯과 페달이너멤버의 좌우 측면 및 힌지파이프를 관통하고, 힌지파이프와 일체화가 되도록 결합되며, 가이드슬롯을 따라 이동하도록 설치된 페달축;
상기 페달아우터멤버에 고정되게 결합된 액추에이터; 및
상기 액추에이터와 페달이너멤버를 연결하는 것으로 액추에이터의 작동시 페달이너멤버와 페달축이 가이드슬롯을 따라 함께 이동하도록 동력을 전달하는 연결기구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
청구항 1에 있어서,
상기 페달아우터멤버에 결합되어서 강도를 보강하는 상부브라켓을 더 포함하고;
상기 상부브라켓은 페달아우터멤버의 개구된 상부를 커버링해서 상하방향 강도를 보강하는 상부보강부, 및 페달아우터멤버의 개구된 후방부를 커버링해서 전후방향 강도를 보강하는 후방보강부를 포함하고;
상기 상부보강부와 후방보강부는 L형상으로 연결되게 형성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
청구항 1에 있어서,
상기 페달아우터멤버속에 페달이너멤버가 삽입되도록 위치하고;
상기 페달아우터멤버의 좌우 측면과 페달이너멤버의 좌우 측면은 외력에 의한 변형의 최소화를 위해 서로 면접촉을 이루는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
청구항 2에 있어서,
상기 상부브라켓과 브레이크페달을 연결하게 설치된 것으로 운전자가 브레이크페달을 발로 밟아서 조작함에 따라 브레이크페달이 전방으로 회전할 때에 길이가 인장되면서 탄성력을 축적하고 운전자가 브레이크페달에서 밟을 떼면 축적된 탄성력으로 브레이크페달을 후방으로 회전시켜서 복귀시키는 리턴스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
청구항 1에 있어서,
상기 페달축의 일단면에 고정되게 결합된 영구자석; 및
상기 페달아우터멤버에 고정되게 설치된 비접촉 페달센서를 더 포함하고;
상기 비접촉 페달센서는 영구자석이 비접촉 페달센서와 대면한 상태에서 페달축이 회전할 때에만 영구자석의 회전위치변화에 따른 자기장 세기의 변화를 통해 브레이크페달의 회전각을 검출해서 제동과 관련한 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
청구항 5에 있어서,
상기 가이드슬롯은 브레이크페달과 페달푸시로드의 연결점을 중심으로 하는 회전반경을 따라 전후방향으로 연장되게 절개된 원호모양으로 형성되고;
상기 페달축이 가이드슬롯의 전방단에 위치한 상태일 때에만 페달축에 결합된 영구자석은 비접촉 페달센서와 서로 대면상태로 존재하고;
상기 영구자석과 비접촉 페달센서가 대면한 상태에서 브레이크페달의 회전시 비접촉 페달센서는 제동과 관련한 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
청구항 5에 있어서,
상기 가이드슬롯은 브레이크페달과 페달푸시로드의 연결점을 중심으로 하는 회전반경을 따라 전후방향으로 연장되게 절개된 원호모양으로 형성되고;
상기 페달축이 액추에이터의 작동으로 가이드슬롯의 전방단의 위치에서 후방단을 향해 슬라이드 이동하면 페달축에 결합된 영구자석은 비접촉 페달센서와의 대면상태가 종료되고;
상기 영구자석과 비접촉 페달센서의 대면이 종료된 상태에서 브레이크페달의 회전시 비접촉 페달센서는 제동과 관련한 신호를 발생하지 않음에 따라 브레이크페달의 오조작을 방지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
청구항 1에 있어서,
상기 페달이너멤버의 좌우 측면에는 페달축이 관통하는 페달축구멍이 형성되고;
상기 페달축구멍은 페달축과 동일한 정원모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가이드슬롯은 브레이크페달과 페달푸시로드의 연결점을 중심으로 하는 회전반경을 따라 전후방향으로 연장되게 절개된 원호모양으로 형성되면서 전방단과 후방단이 페달아우터멤버에 의해 막힘구조로 형성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가이드슬롯은 브레이크페달과 페달푸시로드의 연결점을 중심으로 하는 회전반경을 따라 원호모양으로 절개된 중간슬롯과 상부슬롯 및 하부슬롯으로 구성되고;
상기 중간슬롯의 상하측에 상부슬롯과 하부슬롯이 각각 위치하고;
상기 중간슬롯에는 페달축이 관통하고;
상기 상부슬롯에는 연결기구를 구성하는 부품이 삽입되며;
상기 하부슬롯에는 페달이너멤버에 결합된 멤버핀이 삽입하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
청구항 10에 있어서,
상기 중간슬롯은 페달축보다 직경이 더 크게 형성되어서 서로 간섭되지 않는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
청구항 10에 있어서,
상기 액추에이터는 직선형 모터이고;
상기 연결기구는 페달이너멤버의 좌우 측면을 관통하도록 페달이너멤버와 결합되고 페달이너멤버의 측면을 관통한 양단이 상부슬롯에 끼워져서 상부슬롯을 따라 이동 가능하도록 결합된 연결축; 및
상기 직선형 모터의 작동시 진퇴 운동하고 페달이너멤버를 관통해서 연결축과 결합된 플런저;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
청구항 12에 있어서,
상기 페달이너멤버의 전방면에는 플런저가 관통하는 플런저관통구멍이 형성되고;
상기 플런저관통구멍은 페달이너멤버가 가이드슬롯을 따라 이동할 때에 페달이너멤버 및 플런저의 이동을 허용할 수 있도록 상하방향으로 연장된 타원모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
청구항 12에 있어서,
상기 플런저의 단부에는 연결축이 관통하는 연결축관통구멍이 형성되고;
상기 연결축관통구멍은 페달이너멤버가 가이드슬롯을 따라 이동할 때에 연결축 및 플런저의 이동을 허용할 수 있도록 상하방향으로 연장된 타원모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
청구항 12에 있어서,
상기 연결축은 페달이너멤버의 좌우방향 강도를 보강하기 위해 페달이너멤버의 좌우 측면을 연결하도록 결합되고;
상기 멤버핀은 브레이크페달의 회전시 간섭을 회피할 수 있도록 2개로 분리되게 구성되어서 각각 페달이너멤버의 좌우 측면에 결합된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
청구항 12에 있어서,
상기 브레이크페달을 운전자가 발로 밟아서 조작하면 페달축은 중간슬롯의 전방단에 위치한 상태에서 회전하고;
상기 페달축의 회전에 의해 브레이크페달은 페달이너멤버에 대해 전방으로 회전하고;
상기 브레이크페달의 전방 회전시 페달푸시로드의 전방이동에 의해 브레이크부스터가 작동하고, 페달이너멤버는 상부슬롯 및 하부슬롯에 삽입된 연결축과 멤버핀의 지지에 의해 회전과 움직임이 방지되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
청구항 12에 있어서,
상기 페달축과 연결축 및 멤버핀은 액추에이터의 작동력을 연결기구를 통해 전달받아서 가이드슬롯을 따라 슬라이드 이동가능하게 설치되고;
상기 페달축과 연결축 및 멤버핀이 가이드슬롯의 전방단의 위치에서 후방단을 향해 이동하면 브레이크페달은 연결점을 중심으로 회전해서 하단이 전방으로 이동하게 회전함에 따라 브레이크페달은 실내노출이 차단된 숨김상태가 되고;
상기 페달축과 연결축 및 멤버핀이 가이드슬롯의 후방단의 위치에서 전방단을 향해 슬라이드 이동하면 브레이크페달은 연결점을 중심으로 회전해서 하단이 후방으로 이동하게 회전함에 따라 브레이크페달은 실내로 노출된 팝업상태가 되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.