KR20210131007A - 자율주행 차량용 폴더블 페달장치 - Google Patents

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김은식
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 자율주행 차량용 폴더블 페달장치에 관한 것으로, 운전자가 직접 운전을 하는 수동운전모드 상황에서는 운전자에 의한 페달패드(60)의 조작이 가능하도록 페달패드(60)가 운전자쪽으로 이동해서 노출되도록 팝업되고, 운전자가 직접 운전을 하지 않는 자율주행모드 상황에서는 운전자에 의한 페달패드(60)의 조작이 불가능하도록 페달패드(60)가 전방으로 이동해서 차체패널(1)에 밀착됨에 따라 운전자쪽으로의 노출이 차단된 숨김상태가 가능하도록 된 것이다.

Description

자율주행 차량용 폴더블 페달장치{FOLDABLE PEDAL APPARATUS FOR AUTONOMOUS DRIVING VEHICLE}
본 발명은 자율주행 차량용 폴더블 페달장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전자가 직접 운전하는 수동운전모드에서는 운전자에 의한 조작이 가능하도록 페달패드가 운전자쪽으로 이동해서 노출되고, 자율주행 상황에서는 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 페달패드가 엔진룸공간과 실내공간을 구획하는 차체패널에 밀착되도록 이동해서 운전자쪽으로의 노출이 차단되는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치에 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 페달패드가 실내로 노출되고, 자율주행 상황에서는 운전자의 편안한 휴식 및 오조작 방지 등의 안전을 위해 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 페달패드의 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 운전하는 수동운전모드에서는 운전자에 의한 조작이 가능하도록 페달패드가 운전자쪽으로 이동해서 노출되고, 자율주행 상황에서는 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 페달패드가 엔진룸공간과 실내공간을 구획하는 차체패널에 밀착되도록 이동해서 운전자쪽으로의 노출이 차단되는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치로서, 자율주행 상황에서 운전자의 편안한 휴식이 가능하고, 더 나아가 자율주행 상황에서 페달의 오조작을 차단함으로써 안전성 향상을 도모할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 자율주행 차량용 폴더블 페달장치는, 운전석 하부에서 엔진룸공간과 실내공간을 구획하는 차체패널을 관통하도록 설치된 회전링크; 상기 엔진룸공간으로 돌출된 회전링크의 일단과 결합되어서 회전링크를 회전시키기 위해 동력을 발생하는 액추에이터; 상기 실내공간으로 돌출된 회전링크의 타단과 제1힌지핀을 매개로 상단이 회전 가능하게 결합되고 회전링크의 회전시 하단이 전후방향으로 이동하는 프레임링크; 및 상기 프레임링크의 하단부와 제2힌지핀을 매개로 하단부가 회전 가능하게 결합된 페달패드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 엔진룸공간에 고정되게 설치되고 액추에이터와 전기적으로 연결되어서 액추에이터의 작동을 제어하는 액추에이터 제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 프레임링크에 하단이 고정되고 프레임링크를 기준으로 상단이 전방쪽으로 돌출되게 결합된 페달센서하우징; 및 상기 페달패드와 페달센서하우징에 양단이 지지되게 설치된 것으로 운전자의 조작으로 페달패드가 제2힌지핀을 중심으로 전방으로 회전할 때에 압축되면서 탄성력을 축적하고, 운전자가 페달패드로부터 조작력을 해제하면 축적된 탄성력으로 페달패드를 후방으로 회전시켜서 복귀시키는 패드스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 프레임링크에 하단이 고정되고 프레임링크를 기준으로 상단이 전방쪽으로 돌출되게 결합된 페달센서하우징; 및 상기 페달센서하우징의 상단에 고정되게 결합된 하우징자석을 더 포함하고; 상기 액추에이터의 작동으로 회전링크가 회전하고 프레임링크가 전방으로 이동할 때에 하우징자석이 스틸로 형성된 회전링크와 자석 결합됨에 따라 프레임링크의 전방이동이 구속되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2힌지핀이 관통하는 페달패드의 하단부에 결합된 영구자석; 상기 영구자석과 대면하도록 페달센서하우징의 하단부에 결합되고 PCB가 구비된 비접촉 페달센서를 더 포함하고; 상기 비접촉 페달센서는 페달패드가 제2힌지핀을 중심으로 회전할 때에 영구자석의 회전위치 변화에 따른 자기장 세기의 변화를 통해 페달패드의 회전각을 검출해서 가속과 관련된 신호나 또는 제동과 관련된 신호 중 어느 하나의 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.
상기 차체패널은 가로로 연장된 바닥면을 포함하고; 상기 차체패널의 바닥면에는 액추에이터의 작동으로 회전링크가 회전하고 프레임링크가 후방으로 이동할 때에 후방으로 이동하는 프레임링크의 하단과 접촉해서 프레임링크의 후방이동을 제한하는 스토퍼돌기가 고정되게 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 스토퍼돌기에서 프레임링크의 하단과 접촉하는 부위에는 스토퍼돌기의 내측으로 들어가도록 오목하게 파여진 오목홈이 형성되고; 상기 프레임링크의 하단이 오목홈속으로 삽입됨에 따라 프레임링크의 하단이 스토퍼돌기에 걸려져서 상측으로 들어 올려지는 것을 방지되는 것을 특징으로 한다.
상기 프레임링크의 하단에는 링크자석이 결합되고; 상기 스토퍼돌기에는 스틸조각이 결합되며; 상기 프레임링크의 하단이 스토퍼돌기와 접촉할 때에 링크자석과 스틸조각이 자석 결합됨에 따라 프레임링크의 후방이동이 구속되는 것을 특징으로 한다.
상기 액추에이터는 엔진룸공간에 고정되게 설치된 회전형 모터이고; 상기 회전형 모터의 모터축이 엔진룸공간으로 돌출된 회전링크의 일단과 결합된 것을 특징으로 한다.
상기 차체패널은 세로로 연장되고 패널구멍이 형성된 벽면을 포함하고; 상기 회전링크는 패널구멍을 관통하고 엔진룸공간으로 돌출된 단부가 액추에이터와 결합된 제1링크부; 및 상기 제1링크부로부터 1번 절곡되어서 상측으로 돌출되고 실내공간에 위치한 프레임링크의 상단과 제1힌지핀을 매개로 회전 가능하게 결합된 제2링크부를 포함하고; 상기 제1링크부의 길이보다 제2링크부의 길이가 더 길게 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 패널구멍은 액추에이터의 작동으로 제1링크부가 회전동작을 할 수 있는 최소 크기로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 액추에이터의 작동으로 회전링크가 회전해서 제2링크부가 차체패널의 벽면에 밀착되고, 프레임링크가 전방으로 이동해서 제2링크부에 근접된 상태로 포개어지면, 프레임링크에 결합된 페달패드는 차체패널의 벽면쪽으로 최대로 이동해서 운전자쪽으로의 노출이 차단된 숨김상태가 되는 것을 특징으로 한다.
상기 액추에이터의 작동으로 회전링크가 회전해서 제2링크부가 차체패널의 벽면으로부터 운전자가 있는 후방쪽으로 이격되고, 프레임링크가 후방쪽으로 이동해서 제2링크부와 소정각도로 벌어지면, 프레임링크에 결합된 페달패드는 운전자가 있는 실내공간으로 돌출되도록 노출된 팝업상태가 되는 것을 특징으로 한다.
상기 페달패드가 숨김상태 상황일 때에 차체패널의 바닥면과 제1힌지핀의 중심을 직각으로 연장한 기준선에 대해 제1힌지핀의 중심과 제2힌지핀의 중심을 일직선으로 연장한 중심선이 더 후방쪽에 위치하도록 프레임링크가 제2링크부와 소정각도로 벌어져서 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 페달패드에서 운전자가 발로 조작하는 조작면은 프레임링크보다 외형적인 크기가 더 크게 형성되어서 페달패드가 제2힌지핀을 중심으로 전방으로 회전할 때에 페달패드의 조작면이 프레임링크와 접촉해서 지지됨에 따라 페달패드의 전방회전이 구속되는 것을 특징으로 한다.
상기 차체패널은 가로로 연장된 바닥면을 포함하고; 상기 회전링크의 회전시 프레임링크의 하단은 차체패널의 바닥면과 접촉한 상태로 전후방향으로 이동하고; 상기 프레임링크의 하단은 바닥면과 마찰간섭의 최소화를 위해 선접촉을 이루도록 라운드 모양으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 차체패널은 가로로 연장된 바닥면을 포함하고; 상기 프레임링크의 하단에는 롤러가 회전 가능하게 결합되고; 상기 회전링크의 회전시 롤러가 바닥면과 접촉한 상태로 회전함에 따라 프레임링크의 하단이 전후방향으로 이동하는 것을 특징으로 한다.
상기 페달패드는 제2힌지핀을 매개로 프레임링크와 결합된 하단을 중심으로 상단이 전후로 회전하는 오르간 타입 패드인 것을 특징으로 한다.
상기 페달패드는 가속페달장치의 구성부품이거나 또는 브레이크페달의 구성부품 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자율주행 차량용 폴더블 페달장치는, 액추에이터의 작동시 회전링크와 프레임링크의 회전에 의해 페달패드를 전후방향으로 이동시킬 수 있는 구성으로, 운전자가 직접 운전을 하는 수동운전모드 상황에서는 운전자에 의한 페달패드의 조작이 가능하도록 페달패드가 운전자쪽으로 이동해서 노출되도록 팝업되고, 운전자가 직접 운전을 하지 않는 자율주행모드 상황에서는 운전자에 의한 페달패드의 조작이 불가능하도록 페달패드가 전방으로 이동해서 차체패널에 밀착됨에 따라 운전자쪽으로의 노출이 차단된 숨김상태가 가능한 구성으로, 자율주행 상황에서 운전자의 편안한 휴식이 가능하고, 더 나아가 자율주행 상황에서 페달의 오조작을 차단함으로써 안전성 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 비교적 구성이 간단한 회전링크와 프레임링크의 구조를 통해 페달패드를 최대한 전방으로 이동시켜서 차체패널의 벽면쪽으로 밀착시킬 수 있게 됨에 따라 페달패드의 숨김(하이드)상태시 운전석 하부공간을 최대한 넓은 공간으로 확보할 수 있는 장점이 있으며, 또한 페달패드의 실내쪽 돌출양도 크게 할 수 있어서 운전자의 페달패드 조작을 보다 유리하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 차체페널의 벽면에 형성된 패널구멍의 크기가 액추에이터의 작동시 회전링크의 제1링크부가 회전동작을 할 수 있는 최소 크기로 형성된 것이 특징으로, 이를 통해 패널구멍을 최대한 작은 크기로 형성할 수 있게 됨에 따라 실내로 전달되는 소음을 최대한 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자율주행 차량용 폴더블 페달장치의 분해사시도,
도 2 내지 도 3은 도 1의 결합상태 정면 사시도 및 배면 사시도,
도 4는 도 2의 측면도로서 페달패드가 전방으로 이동해서 노출이 차단된 숨김(하이드)상태의 도면,
도 5는 페달패드가 실내공간으로 돌출된 팝업상태의 도면,
도 6은 팝업된 상태의 페달패드가 정상으로 작동하는 상태의 도면,
도 7은 프레임링크의 하단이 스토퍼돌기와 접촉해서 지지된 상태의 확대도,
도 8은 도 6에서 차체패널을 제거한 상태의 배면도,
도 9는 프레임링크의 하단에 롤러가 결합된 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자율주행 차량용 폴더블 페달장치에 대해 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 자율주행 차량용 폴더블 페달장치는 도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 운전석 하부에서 엔진룸공간과 실내공간을 구획하는 차체패널(1)을 관통하도록 설치된 회전링크(10); 상기 엔진룸공간으로 돌출된 회전링크(10)의 일단과 결합되어서 회전링크(10)를 회전시키기 위해 동력을 발생하는 액추에이터(20); 상기 실내공간으로 돌출된 회전링크(10)의 타단과 제1힌지핀(30)을 매개로 상단이 회전 가능하게 결합되고 회전링크(10)의 회전시 하단이 전후방향으로 이동하는 프레임링크(40); 및 상기 프레임링크(40)의 하단부와 제2힌지핀(50)을 매개로 하단부가 회전 가능하게 결합된 페달패드(60);를 포함한다.
운전석 하부에서 엔진룸공간과 실내공간을 구획하는 차체패널(10)은 카페트면이 될 수도 있다.
본 발명에 따른 실시예는 차체패널(10)을 기준으로 엔진룸공간에 고정되게 설치되고 액추에이터(20)와 전기적으로 연결되어서 액추에이터(20)의 작동을 제어하는 액추에이터 제어기(70)를 더 포함한다.
액추에이터 제어기(70)는 PCB(Printed Circuit Board)가 될 수 있다.
또한, 본 발명은 프레임링크(40)의 하단부에 하단이 고정되게 결합되고 프레임링크(40)를 기준으로 상단이 전방쪽으로 돌출되게 결합된 페달센서하우징(80), 및 상기 페달패드(60)와 페달센서하우징(80)에 양단이 지지되게 설치된 패드스프링(90)을 더 포함한다.
운전자가 페달패드(60)를 발로 조작함에 따라 페달패드(60)가 제2힌지핀(50)을 중심으로 전방으로 회전할 때에 패드스프링(90)은 압축되면서 탄성력을 축적하고, 운전자가 페달패드(60)로부터 조작력을 해제하면 패드스프링(90)은 축적된 탄성력으로 페달패드(60)를 후방으로 회전시켜서 복귀시키는 역할을 한다.
패드스프링(90)은 스프링력의 튜닝을 통해 답력 튜닝이 가능하고, 특히 페달패드(60)의 미세 떨림을 억제할 수 있도록 2개의 스프링으로 구성되는 것이 바람직하지만, 개수가 2개로 한정되는 것은 아니다.
패드스프링(90)은 압축 코일스프링인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 회전링크(10)와 프레임링크(40)는 강성(강도)확보를 위해 스틸(steel)재질로 형성되고, 페달센서하우징(80)의 상단에는 하우징자석(100)이 고정되게 결합된 구조가 특징으로, 액추에이터(20)의 작동으로 회전링크(10)가 회전하고 프레임링크(40)가 전방으로 이동할 때에 하우징자석(100)이 스틸로 형성된 회전링크(10)와 접촉해서 자석 결합됨에 따라 프레임링크(40)의 전방이동이 구속되는 구조가 된다.
또한, 본 발명은 제2힌지핀(50)이 관통하는 페달패드(60)의 하단부에 결합된 영구자석(110, 마그넷), 상기 영구자석(110)과 대면하도록 페달센서하우징(80)의 하단부에 결합되고 PCB가 구비된 비접촉 페달센서(120)를 더 포함한다.
페달센서하우징(80)의 하단부에는 좌우로 이격되고 원형 돌기모양의 결합부(81)가 형성되고, 상기 결합부(81)의 안쪽면에 비접촉 페달센서(120)가 고정되게 결합되고, 상기 비접촉 페달센서(120)가 결합된 결합부(81)는 U모양으로 형성된 프레임링크(40)의 하단 내측으로 삽입되고, 좌우로 이격된 결합부(81)사이의 공간으로 페달패드(60)의 하단부가 삽입되고, 이때 페달패드(60)의 하단부에 결합된 영구자석(110)은 페달센서하우징(80)의 결합부(81)와 대면하도록 위치하고, 제2힌지핀(50)은 페달패드(60)의 하단부와 프레임링크(40)의 하단 및 페달센서하우징(80)의 결합부(81)와 비접촉 페달센서(120)를 순차적으로 관통되게 결합된 구조가 된다.
비접촉 페달센서(120)의 내부에는 영구자석(110)과 대면하도록 PCB(Printed Circuit Board)가 구비되며, PCB는 와이어를 통해서 배터리와 같은 전원장치와 전기적으로 연결되도록 구성된다.
페달패드(60)가 제2힌지핀(50)을 중심으로 회전하면, 페달패드(60)의 하단부에 결합된 영구자석(110)이 함께 회전해서 위치가 변하게 되고, 이때 비접촉 페달센서(120)는 영구자석(110)의 회전위치 변화에 따른 자기장 세기의 변화를 통해 페달패드(60)의 회전각을 검출해서 가속과 관련된 신호나 또는 제동과 관련된 신호 중 어느 하나의 신호를 발생하게 된다.
비접촉 페달센서(120)는 링크 등을 통해 직접 연결된 접촉식 센서와 비교하여 볼 때 작동소음을 줄일 수 있고, 특히 출력신호의 정확도를 한층 더 높일 수 있는 장점이 있다.
차체패널(1)은 가로로 연장된 바닥면(1a), 및 바닥면(1a)에서 상측방향 세로로 연장됨에 따라 엔진룸공간과 실내공간을 구획하는 벽면(1b)을 포함하고, 벽면(1b)에는 회전링크(10)가 관통하는 소정크기의 패널구멍(1c)이 형성된다.
차체패널(1)의 바닥면(1a)에는 액추에이터(20)의 작동으로 회전링크(10)가 회전하고 프레임링크(40)가 후방으로 이동할 때에 후방으로 이동하는 프레임링크(40)의 하단과 접촉해서 프레임링크(40)의 후방이동을 제한하는 스토퍼돌기(130)가 고정되게 설치된다.
한편, 스토퍼돌기(130)에서 프레임링크(40)의 하단과 접촉하는 부위에는 스토퍼돌기(130)의 내측으로 들어가도록 오목하게 파여진 오목홈(131)이 형성되고, 상기 프레임링크(40)의 하단이 오목홈(131)속으로 삽입됨에 따라 프레임링크(40)의 하단은 스토퍼돌기(130)에 걸려져서 상측으로 들어 올려지는 것을 방지되는 구조가 된다.
본 발명에 따라 프레임링크(40)의 하단에는 링크자석(140)이 결합되고, 상기 스토퍼돌기(130)에는 스틸조각(150)이 결합된다.
따라서, 액추에이터(20)의 작동으로 회전링크(10)가 회전하고 프레임링크(40)가 후방으로 이동하고, 후방으로 이동하는 프레임링크(40)의 하단이 스토퍼돌기(130)의 오목홈(131)속으로 삽입되면서 스토퍼돌기(130)와 접촉할 때에 링크자석(140)과 스틸조각(150)이 서로 자석 결합되고, 이로 인해 프레임링크(40)의 후방이동은 스토퍼돌기(130)에 의한 지지력 및 링크자석(140)과 스틸조각(150)의 자석 결합에 의해 이동이 구속되는 구조가 된다.
본 발명에 따른 액추에이터(20)는 엔진룸공간에 고정되게 설치된 회전형 모터(21)이고, 상기 회전형 모터(21)의 모터축(22)이 엔진룸공간으로 돌출된 회전링크(10)의 일단과 결합되어서 일체로 회전하는 구조가 된다.
회전형 모터(21)는 일예로 스텝모터가 될 수 있다.
회전링크(10)는 차체페널(1)에 형성된 패널구멍(1c)을 관통하고 엔진룸공간으로 돌출된 단부가 액추에이터(20)와 결합된 제1링크부(11), 및 상기 제1링크부(11)로부터 1번 절곡되어서 상측으로 돌출되고 실내공간에 위치한 프레임링크(40)의 상단과 제1힌지핀(30)을 매개로 회전 가능하게 결합된 제2링크부(12)를 포함하는 구성으로, 제1링크부(11)의 길이보다 제2링크부(12)의 길이가 더 길게 형성된 구조가 특징이다.
제1링크부(11)보다 제2링크부(12)가 더 길게 형성됨에 따라 제1링크부(11)가 작은 각도로 회전되더라도 제2링크부(12)를 차체페널(1)의 벽면(1b)에 최대한 밀착시킬 수가 있게 되고, 이를 통해 페달패드(60)의 숨김(하이드) 상태시 운전석 하부공간을 최대한 넓은 공간으로 활용할 수가 있게 되고, 또한 페달패드(60)의 실내쪽 돌출양도 크게 할 수 있어서 운전자의 페달패드(60) 조작을 보다 유리하게 할 수 있게 된다.
차체페널(1)의 벽면(1b)에 형성된 패널구멍(1c)은 액추에이터(20)의 작동시 회전링크(10)의 제1링크부(11)가 회전동작을 할 수 있는 최소 크기로 형성된 것이 특징으로, 이를 통해 패널구멍(1c)을 최대한 작은 크기로 형성할 수 있게 됨에 따라 실내로 전달되는 소음을 최대한 줄일 수 있는 장점이 있다.
페달패드(60)는 운전자가 발로 조작하는 조작면(61), 및 조작면(61)에서 전방으로 돌출되게 형성된 몸체부(62)를 포함한다.
페달패드(60)의 몸체부(62)에는 전방으로 개구된 홈(63)이 형성되고, 이 홈(63)속에 패드스프링(90)의 일단이 삽입되게 설치된다.
페달패드(60)의 몸체부(62)의 하단부가 제2힌지핀(50)을 매개로 프레임링크(40)의 하단부와 회전 가능하게 결합된다.
페달패드(60)의 조작면(61)은 프레임링크(40)보다 외형적인 크기가 더 크게 형성된다.
따라서, 운전자가 조작면(61)을 밟고 조작력을 가하면 페달패드(60)는 제2힌지핀(50)을 중심으로 전방으로 회전하고, 이때 페달패드(60)의 몸체부(62)는 U형상으로 형성된 프레임링크(40)의 좌우 기둥사이로 삽입되고, 페달패드(60)의 조작면(61)은 프레임링크(40)의 좌우 기둥과 접촉해서 지지됨에 따라 페달패드(60)의 전방회전이 구속된다.
본 발명에 따라 회전링크(10)의 회전시 프레임링크(40)의 안정적인 이동을 위해 프레임링크(40)의 하단은 차체패널(1)의 바닥면(1a)과 접촉한 상태로 전후방향으로 이동하고, 이때 프레임링크(40)의 하단은 차체패널(1)의 바닥면(1a)과의 마찰간섭을 최소화할 수 있도록 하기 위해 선접촉을 이루도록 라운드(41) 모양으로 형성된 것이 특징이다.
프레임링크(40)와 차체패널(1)의 바닥면(1a)과의 마찰간섭을 최소화할 수 있는 다른 예로 도 9와 같이 프레임링크(40)의 하단에 롤러(160)가 롤러축(161)을 매개로 회전 가능하게 결합되고, 회전링크(10)의 회전시 롤러(160)가 차체패널(1)의 바닥면(1a)과 접촉한 상태로 회전함에 따라 프레임링크(40)의 하단이 전후방향으로 이동하는 구조가 될 수도 있다.
본 발명에 따른 페달패드(60)는 제2힌지핀(50)을 매개로 프레임링크(40)와 결합된 하단을 중심으로 상단이 전후로 회전하는 오르간 타입 패드인 것이 특징이고, 또한 페달패드(60)는 가속페달장치의 구성부품이거나 또는 브레이크페달의 구성부품 중에서 어느 하나로 구성될 수 있을 것이다.
도 1에서 미설명 도면부호 42와 63은 각각 제2힌지핀(50)이 관통하는 핀구멍이 된다.
도 2 및 도 4는 페달패드(60)가 운전석 하부의 공간에서 최대한 전방으로 이동해서 위치한 상태이고, 이에 따라 운전자가 있는 실내공간으로 페달패드(60)의 노출이 차단된 숨김(하이드)상태이다.
액추에이터(20)의 작동으로 회전링크(10)가 회전해서 제2링크부(12)가 차체패널(1)의 벽면(1b)에 밀착되고, 프레임링크(40)가 전방으로 이동해서 제2링크부(12)에 근접된 상태로 포개어지면, 프레임링크(40)에 결합된 페달패드(60)는 차체패널(1)의 벽면(1b)쪽으로 최대로 이동해서 운전자쪽으로의 노출이 차단된 숨김상태가 된다.
상기와 같이 페달패드(60)가 숨김상태가 되면 운전석 하부공간은 페달의 간섭이 없는 넓은 공간이 됨에 따라 운전자는 릴렉스모드에서 편안한 휴식을 취할 수가 있게 되며, 또한 자율주행 상황에서 페달의 오조작을 차단함으로써 안전성 향상을 도모할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 실시예는 간단한 링크구조를 통해 페달패드(60)의 숨김상태를 구현할 수 있는 구성이 특징이고, 특히 회전링크(10)와 프레임링크(40)의 구조를 통해 페달패드(60)를 최대한 전방으로 이동시켜서 차체패널(1)의 벽면(1b)쪽으로 밀착시킬 수 있게 됨에 따라 페달패드(60)의 숨김(하이드)상태시 운전석 하부공간을 최대한 넓은 공간으로 확보할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 페달패드(60)가 숨김(하이드)상태 상황일 때에는 도 4에 도시된 바와 같이 차체패널(1)의 바닥면(1a)과 제1힌지핀(30)의 중심을 직각으로 연장한 기준선(L1)에 대해 제1힌지핀(30)의 중심과 제2힌지핀(50)의 중심을 일직선으로 연장한 중심선(L2)이 더 후방쪽에 위치하도록 프레임링크(40)가 제2링크부(12)와 소정각도로 벌어져서 위치하는 구조가 된다.
이를 통해 페달패드(60)가 숨김(하이드)상태에서 팝업상태로의 전환시 작동이 보다 원활하게 진행되며, 만약에 페달패드(60)가 숨김(하이드)상태 상황에서 상기 중심선(L2)이 기준선(L1)과 일치하거나 또는 기준선(L1)보다 더 전방쪽으로 위치하는 상황이면 페달패드(60)가 숨김(하이드)상태에서 팝업상태로의 전환시 작동이 어려울 수 있을 것이다.
도 5는 페달패드(60)가 실내공간으로 돌출되도록 노출된 팝업(pop up)상태이다.
도 4와 같은 페달패드(60)의 숨김(하이드)상태에서 액추에이터(20)의 작동으로 회전링크(10)가 회전해서 제2링크부(12)가 차체패널(1)의 벽면(1b)으로부터 운전자가 있는 후방쪽으로 이격되고, 프레임링크(40)가 후방쪽으로 이동해서 제2링크부(12)와 소정각도로 벌어지면, 프레임링크(40)에 결합된 페달패드(60)는 운전자가 있는 실내공간으로 돌출되도록 노출된 팝업(pop-up)상태가 된다.
도 5와 같이 페달패드(60)가 운전자쪽으로 이동해서 노출된 팝업상태가 되면, 운전자는 노출된 페달패드(60)의 조작면(61)을 밟아서 정상적인 페달조작을 하게 된다.
페달패드(60)가 실내공간으로 노출된 팝업상태가 되면, 프레임링크(40)의 하단은 스토퍼돌기(130)에 걸려져서 지지되고, 이때 제2링크부(12)와 프레임링크(40)가 이루는 각도가 거의 직각이 됨에 따라 운전자가 페달패드(60)의 조작면(61)을 밟아서 하중을 가해서 회전형 모터(21)가 회전하는 방향으로 하중이 전달되지 않기 때문에 회전형 모터(21)에 과부하가 걸리는 현상을 방지할 수 있고, 이를 통해 모터의 용량을 최소화할 수 있게 됨에 따라 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
또한, 페달패드(60)가 팝업된 상태에서는 프레임링크(40)의 하단이 스토퍼돌기(130)에 걸려져서 지지되기 때문에 회전형 모터(21)가 지지하는 하중을 줄일 수 있게 되고, 이를 통해 모터의 용량을 최소화할 수 있게 됨에 따라 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
도 6은 실내공간으로 돌출되게 팝업된 페달패드(60)를 운전자가 발로 밟아서 조작한 상태이다.
실내공간으로 돌출되게 팝업된 페달패드(60)의 조작면(61)을 운전자가 발로 밟아서 조작하면, 페달패드(60)는 제2힌지핀(50)을 중심으로 전방으로 회전하고, 패드스프링(90)은 압축되다.
또한, 페달패드(60)의 전방회전에 의해 페달패드(60)의 몸체부(62)에 결합된 영구자석(110)도 함께 회전해서 회전에 따른 위치가 변하게 되고, 이때 페달센서하우징(80)에 결합된 비접촉 페달센서(120)는 영구자석(110)의 회전위치 변화에 따른 자기장 세기의 변화를 통해 페달패드(60)의 회전각을 검출해서 가속과 관련된 신호나 또는 제동과 관련된 신호 중 어느 하나의 신호를 발생하게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자율주행 차량용 폴더블 페달장치는, 액추에이터(20)의 작동시 회전링크(10)와 프레임링크(40)의 회전에 의해 페달패드(60)를 전후방향으로 이동시킬 수 있는 구성으로, 운전자가 직접 운전을 하는 수동운전모드 상황에서는 운전자에 의한 페달패드(60)의 조작이 가능하도록 페달패드(60)가 운전자쪽으로 이동해서 노출되도록 팝업되고, 운전자가 직접 운전을 하지 않는 자율주행모드 상황에서는 운전자에 의한 페달패드(60)의 조작이 불가능하도록 페달패드(60)가 전방으로 이동해서 차체패널(1)에 밀착됨에 따라 운전자쪽으로의 노출이 차단된 숨김상태가 가능한 구성으로, 자율주행 상황에서 운전자의 편안한 휴식이 가능하고, 더 나아가 자율주행 상황에서 페달의 오조작을 차단함으로써 안전성 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 비교적 구성이 간단한 회전링크(10)와 프레임링크(40)의 구조를 통해 페달패드(60)를 최대한 전방으로 이동시켜서 차체패널(1)의 벽면(1b)쪽으로 밀착시킬 수 있게 됨에 따라 페달패드(60)의 숨김(하이드)상태시 운전석 하부공간을 최대한 넓은 공간으로 확보할 수 있는 장점이 있으며, 또한 페달패드(60)의 실내쪽 돌출양도 크게 할 수 있어서 운전자의 페달패드(60) 조작을 보다 유리하게 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 차체페널(1)의 벽면(1b)에 형성된 패널구멍(1c)의 크기가 액추에이터(20)의 작동시 회전링크(10)의 제1링크부(11)가 회전동작을 할 수 있는 최소 크기로 형성된 것이 특징으로, 이를 통해 패널구멍(1c)을 최대한 작은 크기로 형성할 수 있게 됨에 따라 실내로 전달되는 소음을 최대한 줄일 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 - 차체패널 1a - 바닥면
1b - 벽면 1c - 패널구멍
10 - 회전링크 11 - 제1링크부
12 - 제2링크부 20 - 액추에이터
21 - 회전형모터 22 - 모터축
30 - 제1힌지핀 40 - 프레임링크
41 - 라운드 42 - 핀구멍
50 - 제2힌지핀 60 - 페달패드
61 - 조작면 62 - 몸체부
63 - 홈 70 - 액추에이터 제어기
80 - 페달센서하우징 81 - 결합부
90 - 패드스프링 100 - 하우징자석
110 - 영구자석 120 - 비접촉 페달센서
130 - 스토퍼돌기 131 - 오목홈
140 - 링크자석 150 - 스틸조각
160 - 롤러 161 - 롤러축

Claims (19)

  1. 운전석 하부에서 엔진룸공간과 실내공간을 구획하는 차체패널을 관통하도록 설치된 회전링크;
    상기 엔진룸공간으로 돌출된 회전링크의 일단과 결합되어서 회전링크를 회전시키기 위해 동력을 발생하는 액추에이터;
    상기 실내공간으로 돌출된 회전링크의 타단과 제1힌지핀을 매개로 상단이 회전 가능하게 결합되고 회전링크의 회전시 하단이 전후방향으로 이동하는 프레임링크; 및
    상기 프레임링크의 하단부와 제2힌지핀을 매개로 하단부가 회전 가능하게 결합된 페달패드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔진룸공간에 고정되게 설치되고 액추에이터와 전기적으로 연결되어서 액추에이터의 작동을 제어하는 액추에이터 제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임링크에 하단이 고정되고 프레임링크를 기준으로 상단이 전방쪽으로 돌출되게 결합된 페달센서하우징; 및
    상기 페달패드와 페달센서하우징에 양단이 지지되게 설치된 것으로 운전자의 조작으로 페달패드가 제2힌지핀을 중심으로 전방으로 회전할 때에 압축되면서 탄성력을 축적하고, 운전자가 페달패드로부터 조작력을 해제하면 축적된 탄성력으로 페달패드를 후방으로 회전시켜서 복귀시키는 패드스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임링크에 하단이 고정되고 프레임링크를 기준으로 상단이 전방쪽으로 돌출되게 결합된 페달센서하우징; 및
    상기 페달센서하우징의 상단에 고정되게 결합된 하우징자석을 더 포함하고;
    상기 액추에이터의 작동으로 회전링크가 회전하고 프레임링크가 전방으로 이동할 때에 하우징자석이 스틸로 형성된 회전링크와 자석 결합됨에 따라 프레임링크의 전방이동이 구속되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2힌지핀이 관통하는 페달패드의 하단부에 결합된 영구자석;
    상기 영구자석과 대면하도록 페달센서하우징의 하단부에 결합되고 PCB가 구비된 비접촉 페달센서를 더 포함하고;
    상기 비접촉 페달센서는 페달패드가 제2힌지핀을 중심으로 회전할 때에 영구자석의 회전위치 변화에 따른 자기장 세기의 변화를 통해 페달패드의 회전각을 검출해서 가속과 관련된 신호나 또는 제동과 관련된 신호 중 어느 하나의 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 차체패널은 가로로 연장된 바닥면을 포함하고;
    상기 차체패널의 바닥면에는 액추에이터의 작동으로 회전링크가 회전하고 프레임링크가 후방으로 이동할 때에 후방으로 이동하는 프레임링크의 하단과 접촉해서 프레임링크의 후방이동을 제한하는 스토퍼돌기가 고정되게 설치된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 스토퍼돌기에서 프레임링크의 하단과 접촉하는 부위에는 스토퍼돌기의 내측으로 들어가도록 오목하게 파여진 오목홈이 형성되고;
    상기 프레임링크의 하단이 오목홈속으로 삽입됨에 따라 프레임링크의 하단이 스토퍼돌기에 걸려져서 상측으로 들어 올려지는 것을 방지되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 프레임링크의 하단에는 링크자석이 결합되고;
    상기 스토퍼돌기에는 스틸조각이 결합되며;
    상기 프레임링크의 하단이 스토퍼돌기와 접촉할 때에 링크자석과 스틸조각이 자석 결합됨에 따라 프레임링크의 후방이동이 구속되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 액추에이터는 엔진룸공간에 고정되게 설치된 회전형 모터이고;
    상기 회전형 모터의 모터축이 엔진룸공간으로 돌출된 회전링크의 일단과 결합된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 차체패널은 세로로 연장되고 패널구멍이 형성된 벽면을 포함하고;
    상기 회전링크는 패널구멍을 관통하고 엔진룸공간으로 돌출된 단부가 액추에이터와 결합된 제1링크부; 및
    상기 제1링크부로부터 1번 절곡되어서 상측으로 돌출되고 실내공간에 위치한 프레임링크의 상단과 제1힌지핀을 매개로 회전 가능하게 결합된 제2링크부를 포함하고;
    상기 제1링크부의 길이보다 제2링크부의 길이가 더 길게 형성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 패널구멍은 액추에이터의 작동으로 제1링크부가 회전동작을 할 수 있는 최소 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 액추에이터의 작동으로 회전링크가 회전해서 제2링크부가 차체패널의 벽면에 밀착되고, 프레임링크가 전방으로 이동해서 제2링크부에 근접된 상태로 포개어지면, 프레임링크에 결합된 페달패드는 차체패널의 벽면쪽으로 최대로 이동해서 운전자쪽으로의 노출이 차단된 숨김상태가 되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 액추에이터의 작동으로 회전링크가 회전해서 제2링크부가 차체패널의 벽면으로부터 운전자가 있는 후방쪽으로 이격되고, 프레임링크가 후방쪽으로 이동해서 제2링크부와 소정각도로 벌어지면, 프레임링크에 결합된 페달패드는 운전자가 있는 실내공간으로 돌출되도록 노출된 팝업상태가 되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 페달패드가 숨김상태 상황일 때에 차체패널의 바닥면과 제1힌지핀의 중심을 직각으로 연장한 기준선에 대해 제1힌지핀의 중심과 제2힌지핀의 중심을 일직선으로 연장한 중심선이 더 후방쪽에 위치하도록 프레임링크가 제2링크부와 소정각도로 벌어져서 위치하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 페달패드에서 운전자가 발로 조작하는 조작면은 프레임링크보다 외형적인 크기가 더 크게 형성되어서 페달패드가 제2힌지핀을 중심으로 전방으로 회전할 때에 페달패드의 조작면이 프레임링크와 접촉해서 지지됨에 따라 페달패드의 전방회전이 구속되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 차체패널은 가로로 연장된 바닥면을 포함하고;
    상기 회전링크의 회전시 프레임링크의 하단은 차체패널의 바닥면과 접촉한 상태로 전후방향으로 이동하고;
    상기 프레임링크의 하단은 바닥면과 마찰간섭의 최소화를 위해 선접촉을 이루도록 라운드 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 차체패널은 가로로 연장된 바닥면을 포함하고;
    상기 프레임링크의 하단에는 롤러가 회전 가능하게 결합되고;
    상기 회전링크의 회전시 롤러가 바닥면과 접촉한 상태로 회전함에 따라 프레임링크의 하단이 전후방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 페달패드는 제2힌지핀을 매개로 프레임링크와 결합된 하단을 중심으로 상단이 전후로 회전하는 오르간 타입 패드인 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치.
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 페달패드는 가속페달장치의 구성부품이거나 또는 브레이크페달의 구성부품 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 페달장치.
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