KR20230015133A - 차량용 폴더블 페달장치 - Google Patents

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김은식
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Abstract

본 발명은 차량용 폴더블 페달장치에 관한 것으로, 운전자가 직접 운전하는 수동운전모드에서는 페달패드(100)가 풋레스트패널(10)로부터 후방으로 회전해서 운전자에 의한 조작이 가능하도록 팝업되고, 자율주행 상황에서는 페달패드(100)가 전방 상측으로 회전해서 풋레스트패널(10)의 전방면(11)에 최대로 가깝게 위치함에 따라 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 노출이 차단된 하이드상태가 되도록 된 것이다.

Description

차량용 폴더블 페달장치{FOLDABLE PEDAL APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 폴더블 페달장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전자가 직접 운전하는 수동운전모드에서는 운전자에 의한 조작이 가능하도록 페달패드가 운전자쪽으로 돌출되어서 노출되고, 자율주행 상황에서는 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 페달패드가 숨겨져서 운전자쪽으로의 노출이 차단되는 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 운전자를 향해 돌출되도록 노출되고, 자율주행 상황에서는 운전자의 편안한 휴식 및 오조작 방지 등의 안전을 위해 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 페달패드의 노출을 차단하는 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 돌출되어서 노출(팝업)되고, 자율주행 상황에서는 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 페달패드가 숨겨져서 운전자쪽으로의 노출이 차단(하이드)되는 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.
또한 본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 하이드 상태시 페달장치의 숨김공간을 최소화할 수 있는 구성으로 이를 통해 차량 실내 공간 및 엔진룸의 공간을 최대한 확보할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.
또한 본 발명은, 폴더블 페달장치의 설치 및 작동을 위해 풋레스트패널에 엔진룸과 연결된 구멍을 형성하지 않은 구성으로, 이를 통해 실내쪽으로의 소음유입 방지 및 이물질 유입 방지, 그리고 수분의 침투를 최대한 방지할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 폴더블 페달장치는, 풋레스트패널에 회전 가능하게 결합된 것으로 자율주행 상황에서는 풋레스트패널의 전방면쪽으로 회전해서 운전자에 의한 조작이 불가능한 하이드상태가 되고, 수동운전모드에서는 후방으로 회전해서 운전자쪽으로 노출됨에 따라 운전자에 의한 조작이 가능한 팝업상태가 되는 페달패드; 상기 풋레스트패널과 페달패드를 연결하고 페달패드와 함께 회전하는 링크기구; 및 상기 풋레스트패널에 고정되고 작동시 링크기구와 접촉하거나 접촉이 해제되며 링크기구와 접촉하도록 작동시 페달패드를 풋레스트패널의 전방면쪽으로 회전시켜서 페달패드를 하이드상태가 되도록 하는 액추에이터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 풋레스트패널과 페달패드에 양단이 지지되게 설치되어서 페달패드가 후방으로 회전해서 팝업상태가 되도록 스프링력을 제공하는 복귀스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 페달패드와 링크기구 및 액추에이터와 복귀스프링을 포함하는 폴더블 페달장치는 구성이 동일한 2개의 장치로 이루어지고 풋레스트패널에서 좌우로 이격되게 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 풋레스트패널에서 좌우로 이격되게 설치된 2개의 폴더블 페달장치 중 어느 하나는 가속페달장치로 사용되고 나머지 하나는 브레이크페달장치로 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 페달패드는 하단이 힌지핀을 매개로 풋레스트패널에 회전 가능하게 결합되고, 힌지핀의 위쪽부위에서 복귀스프링과 연결되며, 상단이 힌지핀을 중심으로 전후로 회전하는 오르간타입 패드인 것을 특징으로 한다.
상기 링크기구는 풋레스트패널과 제1링크핀을 매개로 회전 가능하게 결합된 제1링크; 상기 페달패드의 상단부와 제2링크핀을 매개로 회전 가능하게 결합된 제2링크; 및 상기 제1링크와 제2링크를 회전 가능하게 연결하는 연결핀을 포함하고; 상기 페달패드는 제1링크와 제2링크가 접혀지도록 회전할 때에 풋레스트패널의 전방면쪽으로 회전해서 하이드상태가 되고, 제1링크와 제2링크가 펼쳐지도록 회전할 때에 후방으로 회전해서 팝업상태가 되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2링크는 제1링크의 양측에서 제2링크핀과 연결핀을 매개로 페달패드와 연결되는 듀얼 링크로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 액추에이터는 풋레스트패널에 고정되게 설치되고 진퇴운동하는 모터로드를 구비한 직선형 모터; 및 상기 모터로드와 연결되고 모터로드가 후퇴이동을 할 때에 제1링크와 접촉되고 모터로드가 돌출되도록 이동할 때에 제1링크와의 접촉이 해제되는 폴더블 가이드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 폴더블 가이드가 후퇴이동을 하면서 제1링크와 접촉할 때에 제1링크와 제2링크는 서로 접혀지도록 회전하고 페달패드는 풋레스트패널의 전방면쪽으로 회전해서 하이드상태가 되는 것을 특징으로 한다.
상기 폴더블 가이드가 전진이동을 함에 따라 제1링크와의 접촉이 해제될 때에 페달패드는 페달패드와 연결된 복귀스프링의 스프링력에 의해 후방으로 돌출되게 회전해서 팝업상태가 되는 것을 특징으로 한다.
상기 페달패드의 전방면에는 페달패드의 길이방향을 따라 연장된 가이드홈이 형성되고; 상기 가이드홈에 폴더블 가이드의 일단이 삽입되어서 폴더블 가이드의 직선이동을 안내하는 것을 특징으로 한다.
상기 풋레스트패널의 전방면에는 전방으로 돌출되고 후방으로 개구된 패널홈이 형성되고; 상기 패널홈속에 직선형 모터가 삽입되어서 고정되게 설치되며; 상기 페달패드가 하이드된 상태일 때 제1링크와 제2링크 및 폴더블 가이드는 패널홈과 페달패드사이의 공간속에 삽입된 상태가 되어서 노출이 차단되는 것을 특징으로 한다.
상기 페달패드가 하이드된 상태일 때 패널홈은 페달패드에 의해 가려진 상태가 되어서 노출이 차단되는 것을 특징으로 한다.
상기 패달패드의 하단에는 스톱퍼부가 구비되고; 상기 페달패드가 팝업된 상태일 때 스톱퍼부가 풋레스트패널과 접촉함에 따라 페달패드의 팝업위치가 결정되는 것을 특징으로 한다.
상기 페달패드에 결합된 영구자석; 및 상기 영구자석과 대면하도록 풋레스트패널에 고정되게 설치된 PCB를 더 포함하고; 상기 PCB는 페달패드의 회전시 영구자석의 자속변화를 통해 페달패드의 회전각을 검출해서 페달기능과 관련된 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.
상기 액추에이터의 작동에 의해 페달패드가 하이드상태 또는 팝업상태가 되도록 회전하면서 영구자석의 위치가 변화할 때에는, 오작동의 방지를 위해 PCB는 페달기능과 관련된 신호를 발생하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 페달패드가 팝업된 상태이고, 액추에이터가 동작하지 않는 상황에서 운전자의 조작으로 페달패드가 회전함에 따라 영구자석의 위치가 변화할 때에만, PCB는 페달기능과 관련된 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 운전자가 직접 운전하는 수동운전모드에서는 페달패드가 후방으로 회전해서 운전자에 의한 조작이 가능하도록 팝업되고, 자율주행 상황에서는 페달패드가 전방으로 회전해서 풋레스트패널의 전방면에 최대로 가깝게 위치함에 따라 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 노출이 차단된 하이드상태가 되는 구성으로, 자율주행 상황에서 운전자의 편안한 휴식이 가능하고, 더 나아가 자율주행 상황에서 페달의 오조작을 차단함으로써 안전성 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 페달패드가 하이드된 상태일 때 작동기구에 해당하는 링크기구 및 액추에이터가 풋레스트패널의 패널홈속에 삽입되어서 숨김상태가 되고, 페달패드에 의해 패널홈이 가려져서 노출이 차단된 구성이 되는 바, 이를 통해 숨김공간을 최소화를 통해 차량 실내 공간 및 엔진룸의 공간을 최대한 확보할 수 있는 효과가 있고, 차량 실내의 인테리어 디자인을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 폴더블 페달장치의 설치 및 작동을 위해 풋레스트패널에 엔진룸과 연결된 구멍을 형성하지 않은 구성으로, 이를 통해 실내쪽으로의 소음유입 방지 및 이물질 유입 방지, 그리고 수분의 침투를 최대한 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폴더블 페달장치가 하이드된 상태의 도면,
도 2는 도 1의 측면도,
도 3은 도 1에서 페달패드가 분리된 상태의 도면,
도 4는 도 3의 확대도,
도 5는 본 발명에 따라 풋레스트패널에 제1링크가 결합된 상태의 도면,
도 6은 도 3에서 페달패드를 전방에서 본 사시도,
도 7은 도 6의 분해도,
도 8은 본 발명에 따른 액추에이터의 도면,
도 9는 페달패드가 하이드상태일 때의 절개도,
도 10은 도 9에서 페달패드가 제거된 상태의 측면도,
도 11 내지 도 12는 본 발명에 따라 페달패드가 하이드된 상태일 때를 설명하기 위한 도면,
도 13 내지 도 15는 본 발명에 따라 페달패드가 팝업된 상태일 때를 설명하기 위한 도면,
도 16은 팝업된 페달패드가 운전자의 조작으로 전방으로 이동해서 정상 작동된 상태의 도면이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예를 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시 된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 제어부(제어기)는 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 폴더블 페달장치에 대해 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 차량용 폴더블 페달장치는 도 1 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 풋레스트패널(10)에 회전 가능하게 결합된 것으로 자율주행 상황에서는 풋레스트패널(10)의 전방면(11)쪽으로 회전해서 운전자에 의한 조작이 불가능한 하이드(hide)상태가 되고, 수동운전모드에서는 후방으로 회전해서 운전자쪽으로 노출됨에 따라 운전자에 의한 조작이 가능한 팝업(pop-up)상태가 되는 페달패드(100); 상기 풋레스트패널(10)과 페달패드(100)를 연결하고 페달패드(100)와 함께 회전하는 링크기구(200); 및 상기 풋레스트패널(10)에 고정되고 작동시 링크기구(200)와 접촉하거나 접촉이 해제되며 링크기구(200)와 접촉하도록 작동시 페달패드(100)를 풋레스트패널(10)의 전방면(11)쪽으로 회전시켜서 페달패드(100)를 하이드상태가 되도록 하는 액추에이터(300);를 포함한다.
풋레스트패널(10)은 차체의 바닥면과 밀착된 바닥면(12), 및 바닥면(12)의 전방 끝에서 전방 상측으로 경사지게 연장된 전방면(11)을 포함한다.
본 발명에 따른 폴더블 페달장치는 액추에이터(300)의 작동으로 페달패드(100)가 전방으로 회전해서 풋레스트패널(10)의 전방면(11)에 최대로 가깝게 위치한 상태일 때 페달패드(100)는 운전자쪽으로 노출이 차단됨에 따라 운전자에 의한 페달패드(100)의 조작이 불가능한 하이드(hide)상태를 유지하게 된다.(도 1 내지 도 2 및 도 11 내지 도 12 참고)
그리고, 액추에이터(300)의 작동으로 페달패드(100)가 후방으로 회전해서 차량 실내로 돌출된 상태일 때 페달패드(100)가 운전자쪽으로 노출됨에 따라 운전자에 의한 페달패드(100)의 조작이 가능한 팝업(pop-up)상태가 된다.(도 13 내지 도 15 참고)
본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 풋레스트패널(10)과 페달패드(100)에 양단이 지지되게 설치되어서 페달패드(100)가 후방으로 회전해서 팝업상태가 되도록 페달패드(100)에 스프링력을 제공하는 복귀스프링(400)을 더 포함한다.
운전자의 조작으로 페달패드(100)가 전방으로 회전할 때에 복귀스프링(400)은 압축되면서 탄성력을 축적하고, 페달패드(100)로부터 운전자의 조작력이 해제되면 복귀스프링(400)은 압축이 풀리면서 초기상태로 복원되고, 이때 페달패드(100)는 복귀스프링(400)의 탄성력을 전달받아서 초기위치로 복귀하게 된다.
복귀스프링(400)은 코일스프링으로 구성되고, 복귀스프링(400)의 스프링력의 튜닝을 통해 페달패드(100)의 답력 튜닝이 가능하다.
본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 페달패드(100)와 링크기구(200) 및 액추에이터(300)와 복귀스프링(400)을 포함하는 전체 구성이 동일한 2개의 장치로 이루어지고, 2개의 동일한 구성으로 이루어진 폴더블 페달장치는 풋레스트패널(10)에서 좌우로 이격되게 설치된다.
풋레스트패널(10)에서 좌우로 이격되게 설치된 2개의 폴더블 페달장치 중 어느 하나는 가속페달장치의 폴더블 페달장치로서 사용되고, 나머지 하나는 브레이크페달장치의 폴더블 페달장치로서 사용된다.
본 발명에 따른 실시예는 도 1을 참고하면 풋레스트패널(10)에서 우측에 위치한 것이 가속페달장치의 폴더블 페달장치로서 사용된 페달패드(101)가 되고, 좌측에 위치한 것이 브레이크페달장치의 폴더블 페달장치로서 사용된 페달패드(102)가 된다.
페달패드(100)는 하단이 힌지핀(110)을 매개로 풋레스트패널(10)에 회전 가능하게 결합되고, 힌지핀(110)의 위쪽부위에서 복귀스프링(400)과 연결되며, 상단이 힌지핀(110)을 중심으로 전후로 회전하는 오르간타입 패드인 것이 특징이다.
오르간타입 페달패드는 펜던트타입 페달패드보다 조작이 쉽고 편리한 장점이 있다.
본 발명에 따른 링크기구(200)는 풋레스트패널(10)과 제1링크핀(210)을 매개로 회전 가능하게 결합된 제1링크(220); 상기 페달패드(100)의 상단부와 제2링크핀(230)을 매개로 회전 가능하게 결합된 제2링크(240); 및 상기 제1링크(220)와 제2링크(240)를 회전 가능하게 연결하는 연결핀(250)을 포함한다.
본 발명에 따라 제1링크(220)와 제2링크(240)가 접혀지도록 회전할 때에 페달패드(100)는 풋레스트패널(10)의 전방면(11)쪽으로 회전해서 하이드상태가 되고(도 12 참고), 제1링크(220)와 제2링크(240)가 서로 펼쳐지도록 회전할 때에 페달패드(100)는 후방으로 회전해서 팝업상태가 된다.(도 15 참고)
제2링크(240)는 제1링크(220)의 양측에서 제2링크핀(230)과 연결핀(250)을 매개로 페달패드(100)와 연결되는 듀얼(dual) 링크로 구성된다.
듀얼(dual)로 구성된 제2링크(240)에 의해 페달패드(100)의 강건성 확보 및 동작의 안전성 확보가 가능하다.
본 발명에 따른 액추에이터(300)는 풋레스트패널(10)에 고정되게 설치되고 진퇴운동하는 모터로드(310)를 구비한 직선형 모터(320), 및 상기 모터로드(310)와 연결되고 모터로드(310)가 후퇴이동을 할 때에 제1링크(220)와 접촉되고 모터로드(310)가 돌출되도록 이동할 때에 제1링크(220)와의 접촉이 해제되는 폴더블 가이드(330)를 포함한다.
직선형 모터(320)는 리니어 모터로 구성될 수 있고, 전원장치와 전기적으로 연결되게 구성되며, 모터로드(310)는 직선형 모터(320)의 작동시 전진 이동해서 직선형 모터(320)로부터 돌출되거나 또는 후퇴 이동해서 직선형 모터(320)속으로 삽입되는 직선 이동을 한다.
직선형 모터(320)는 후술하는 PCB에 의해 동작이 제어되는 구성이 된다.
직선형 모터(320)의 작동으로 모터로드(310) 및 폴더블 가이드(330)가 후퇴이동을 하면 폴더블 가이드(330)의 단부는 제1링크(220)와 접촉하면서 제1링크(220)를 직선형 모터(320)쪽으로 당기게 되고, 폴더블 가이드(330)의 당김력에 의해 제1링크(220)와 제2링크(240)는 서로 접혀지도록 회전하고, 제1링크(220)와 제2링크(240)의 회전에 의해 페달패드(100)는 풋레스트패널(10)의 전방면(11)쪽으로 회전해서 하이드상태가 된다.
그리고, 직선형 모터(320)의 작동으로 모터로드(310) 및 폴더블 가이드(330)가 전진이동을 하면 폴더블 가이드(330)는 제1링크(220)와의 접촉이 해제되고, 이때 복귀스프링(400)의 스프링력에 의해 패달패드(100)는 힌지핀(110)의 중심으로 후방으로 돌출되게 회전해서 팝업상태가 되고, 동시에 제1링크(220)와 제2링크(240)는 접혀진 상태에서 펼쳐지는 상태로 회전을 하게 된다.
본 발명에 따른 폴더블 가이드(330)는 L형상으로 형성되어서 일단은 모터로드(310)와 결합되고 타단은 페달패드(100)쪽으로 돌출된다.
폴더블 가이드(330)와 대면하는 페달패드(100)의 전방면에는 페달패드(100)의 길이방향을 따라 연장된 가이드홈(120)이 형성되고, 상기 가이드홈(120)에 폴더블 가이드(330)의 타단이 삽입되어서 폴더블 가이드(330)의 직선이동을 안내하게 된다.
직선형 모터(320)의 작동으로 페달패드(100)가 전후방향으로 회전함에 따라 하이드상태 및 팝업상태로 변경될 때에 폴더블 가이드(330)가 가이드홈(120)을 따라 이동함에 의해 가이드홈(120)은 폴더블 가이드(330)의 직선이동을 안내하게 된다.
페달패드(100)가 하이드된 상태에서는 폴더블 가이드(330)의 타단이 가이드홈(120)속에 삽입된 상태로 존재하고(도 12 참고), 페달패드(100)가 팝업된 상태에서는 폴더블 가이드(330)의 타단은 가이드홈(120)에서부터 이탈된 상태로 존재하게 된다.(도 15 참고)
본 발명에 따라 풋레스트패널(10)의 전방면(11)에는 전방으로 돌출되고 후방으로 개구된 패널홈(13)이 형성되고, 상기 패널홈(13)속에 직선형 모터(320)가 삽입되어서 고정되게 설치된다.
패널홈(13)속에는 복귀스프링(400)의 하단이 고정되게 설치되고, 후술하는 PCB가 고정되게 설치된다.
도 12와 같이 페달패드(100)가 하이드상태가 되면 제1링크(220)와 제2링크(240) 및 폴더블 가이드(330)는 패널홈(13)과 페달패드(100)사이의 공간속에 삽입된 상태가 되어서 노출이 차단되고, 이로 인해 차량 실내에 있는 운전자 또는 승객의 시야에 노출이 되지 않게 됨으로써 차량 실내의 인테리어 디자인을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 패널홈(13)을 통해 폴더블 페달장치의 작동기구인 링크기구(200) 및 액추에이터(300)를 숨길 수 있는 구성으로, 링크기구(200) 및 액추에이터(300)의 숨김공간을 최소화할 수 있게 됨으로써 차량 실내 공간 및 엔진룸의 공간을 최대한 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시예는 폴더블 페달장치의 설치 및 작동을 위해 풋레스트패널(10)에 엔진룸과 연결된 구멍을 형성하지 않은 구성으로, 이를 통해 실내쪽으로의 소음유입 방지 및 이물질 유입 방지, 그리고 수분의 침투를 최대한 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시예는 페달패드(100)가 하이드된 상태일 때 패널홈(13)은 페달패드(100)에 의해 가려진 상태가 되어서 노출이 차단되며, 이를 통해 차량 실내의 인테리어 디자인을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따라 도 15와 같이 패달패드(100)의 하단에는 외측으로 돌출된 스톱퍼부(130)가 구비되고, 페달패드(100)가 팝업된 상태일 때 스톱퍼부(130)가 풋레스트패널(10)과 접촉함에 따라 페달패드(100)의 팝업위치가 결정되는 구조가 된다.
본 발명에 실시예는 페달패드(100)에 결합된 영구자석(500), 및 상기 영구자석(500)과 대면하도록 풋레스트패널(10)에 고정되게 설치된 PCB(600, Printed Circuit Board)를 더 포함하며, 상기 PCB(600)는 페달패드(100)의 회전시 영구자석(500)의 위치변화에 따른 자속변화를 통해 페달패드(100)의 회전각을 검출해서 페달기능과 관련된 신호를 발생하게 된다.
페달기능과 관련된 신호는 제동과 관련된 신호이거나 또는 가속과 관련된 신호가 된다.
PCB(600)와 직선형 모터(320)의 구동을 제어하는 기능을 갖추고 있고, 배터리와 같은 전원장치와 전기적으로 연결되도록 구성된다.
PCB(600)는 풋레스트패널(10)의 전방면(11)에 형성된 패널홈(13)속에 삽입되어서 고정되게 설치된다.
도 1 내지 도 2 및 도 11 내지 도 12는 직선형 모터(320)의 작동으로 페달패드(100)가 전방으로 회전해서 풋레스트패널(10)의 전방면(11)에 최대로 가깝게 위치한 상태이며, 이때 페달패드(100)는 운전자쪽으로 노출이 차단됨에 따라 운전자에 의한 페달패드(100)의 조작이 불가능한 하이드(hide)상태이다.
페달패드(100)가 하이드된 상태일 때, 폴더블 가이드(330)는 후퇴이동을 해서 제1링크(220)와 접촉한 상태가 되고, 제1링크(220)와 제2링크(240)는 상호 회전해서 접혀진 상태가 된다.
페달패드(100)가 하이드상태가 되면 제1링크(220)와 제2링크(240) 및 폴더블 가이드(330)는 패널홈(13)과 페달패드(100)사이의 공간속에 삽입된 상태가 되어서 노출이 차단되고, 이로 인해 차량 실내에 있는 운전자 또는 승객의 시야에 노출이 되지 않게 됨으로써 차량 실내의 인테리어 디자인을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 하이드상태에서는 풋레스트패널(10)의 패널홈(13)을 통해 폴더블 페달장치의 작동기구인 링크기구(200) 및 액추에이터(300)를 숨길 수 있는 구성으로, 링크기구(200) 및 액추에이터(300)의 숨김공간을 최소화할 수 있게 됨으로써 차량 실내 공간 및 엔진룸의 공간을 최대한 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 하이드상태에서는 페달패드(100)가 패널홈(13)을 가려서 외부로의 노출을 차단하게 되며, 이를 통해 차량 실내의 인테리어 디자인을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 페달패드(100)가 하이드(숨김)상태가 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.
도 13 내지 도 15는 전술한 하이드상태에서 직선형 모터(320)의 작동으로 모터로드(310) 및 폴더블 가이드(330)가 전진 이동하고, 폴더블 가이드(330)는 제1링크(220)와의 접촉이 해제되며, 이때 복귀스프링(400)의 스프링력에 의해 패달패드(100)는 힌지핀(110)의 중심으로 후방으로 돌출되게 회전해서 차량 실내로 돌출된 상태이며, 이로 인해 페달패드(100)는 운전자쪽으로 노출됨에 따라 운전자에 의한 페달패드(100)의 조작이 가능한 팝업(pop-up)상태이다.
페달패드(100)의 팝업상태시 제1링크(220)와 제2링크(240)는 펼쳐진 상태로 전환된다.
도 16은 팝업된 페달패드(100)를 운전자가 밟아서 조작함에 따라 페달패드(100)가 전방으로 회전한 정상 작동상태이다.
전술한 바와 같이 페달패드(100)가 팝업상태가 되면 운전자는 돌출된 페달패드(100)를 밟아서 정상적인 페달조작을 하게 된다.
페달패드(100)의 정상조작시 복귀스프링(400)을 통해 답력을 구현할 수 있게 된다.
운전자의 조작으로 페달패드(100)가 전방으로 이동하면, 페달패드(100)와 함께 영구자석(500)이 이동하고, 영구자석(500)의 이동시 PCB(600)는 영구자석(500)의 위치변화에 따른 자속변화를 통해 페달패드(100)의 스트로크 변화(회전각)를 검출해서 페달기능과 관련된 신호(가속과 관련된 신호, 또는 제동과 관련된 신호)를 발생하게 된다.
본 발명에 따른 실시예는 직선형 모터(320)의 작동에 의해 페달패드(100)가 하이드상태 또는 팝업상태가 되도록 회전하면서 영구자석(500)의 위치가 변화할 때에는, 오작동의 방지를 위해 PCB(600)는 페달기능과 관련된 신호(가속과 관련된 신호, 또는 제동과 관련된 신호)를 발생하지 않는 것이 특징이다.
즉, 페달패드(100)가 직선형 모터(320)의 작동으로 도 11 내지 도 12과 같은 하이드(숨김)상태로 변환되거나 또는 도 13 내지 도 15와 같은 팝업상태로 변환될 때에는 영구자석(500)의 위치가 변하더라도 PCB(600)는 페달기능과 관련된 신호를 발생하지 않게 됨으로써, 오작동에 의한 사고를 방지하게 된다.
다만, 페달패드(100)가 팝업된 상태이고, 직선형 모터(320)가 동작하지 않는 상황에서 운전자의 조작으로 페달패드(100)가 회전함에 따라 영구자석(500)의 위치가 변화할 때에만, PCB(600)는 페달기능과 관련된 신호를 발생하게 되는 바, 이를 통해 보다 안정된 작동을 도모할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 운전자가 직접 운전하는 수동운전모드에서는 페달패드(100)가 후방으로 회전해서 운전자에 의한 조작이 가능하도록 팝업되고, 자율주행 상황에서는 페달패드(100)가 전방으로 회전해서 풋레스트패널(10)의 전방면(11)에 최대로 가깝게 위치함에 따라 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 노출이 차단된 하이드상태가 되는 구성으로, 자율주행 상황에서 운전자의 편안한 휴식이 가능하고, 더 나아가 자율주행 상황에서 페달의 오조작을 차단함으로써 안전성 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 페달패드(100)가 하이드된 상태일 때 작동기구에 해당하는 링크기구(200) 및 액추에이터(300)가 풋레스트패널(10)의 패널홈(13)속에 삽입되어서 숨김상태가 되고, 페달패드(100)에 의해 패널홈(13)이 가려져서 노출이 차단된 구성이 되는 바, 이를 통해 숨김공간을 최소화를 통해 차량 실내 공간 및 엔진룸의 공간을 최대한 확보할 수 있는 장점이 있고, 차량 실내의 인테리어 디자인을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 폴더블 페달장치의 설치 및 작동을 위해 풋레스트패널(10)에 엔진룸과 연결된 구멍을 형성하지 않은 구성으로, 이를 통해 실내쪽으로의 소음유입 방지 및 이물질 유입 방지, 그리고 수분의 침투를 최대한 방지할 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 - 풋레스트패널 11 - 전방면
12 - 바닥면 13 - 패널홈
100 - 페달패드 101 - 가속페달장치의 페달패드
102 - 브레이크페달장치의 페달패드 110 - 힌지핀
120 - 가이드홈 130 - 스톱퍼부
200 - 링크기구 210 - 제1링크핀
220 - 제1링크 230 - 제2링크핀
240 - 제2링크 250 - 연결핀
300 - 액추에이터 310 - 모터로드
320 - 직선형 모터 330 - 폴더블 가이드
400 - 복귀스프링 500 - 영구자석
600 - PCB

Claims (17)

  1. 풋레스트패널에 회전 가능하게 결합된 것으로 자율주행 상황에서는 풋레스트패널의 전방면쪽으로 회전해서 운전자에 의한 조작이 불가능한 하이드상태가 되고, 수동운전모드에서는 후방으로 회전해서 운전자쪽으로 노출됨에 따라 운전자에 의한 조작이 가능한 팝업상태가 되는 페달패드;
    상기 풋레스트패널과 페달패드를 연결하고 페달패드와 함께 회전하는 링크기구; 및
    상기 풋레스트패널에 고정되고 작동시 링크기구와 접촉하거나 접촉이 해제되며 링크기구와 접촉하도록 작동시 페달패드를 풋레스트패널의 전방면쪽으로 회전시켜서 페달패드를 하이드상태가 되도록 하는 액추에이터;를 포함하는 차량용 폴더블 페달장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 풋레스트패널과 페달패드에 양단이 지지되게 설치되어서 페달패드가 후방으로 회전해서 팝업상태가 되도록 스프링력을 제공하는 복귀스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 페달패드와 링크기구 및 액추에이터와 복귀스프링을 포함하는 폴더블 페달장치는 구성이 동일한 2개의 장치로 이루어지고 풋레스트패널에서 좌우로 이격되게 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 풋레스트패널에서 좌우로 이격되게 설치된 2개의 폴더블 페달장치 중 어느 하나는 가속페달장치로 사용되고 나머지 하나는 브레이크페달장치로 사용되는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 페달패드는 하단이 힌지핀을 매개로 풋레스트패널에 회전 가능하게 결합되고, 힌지핀의 위쪽부위에서 복귀스프링과 연결되며, 상단이 힌지핀을 중심으로 전후로 회전하는 오르간타입 패드인 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 링크기구는 풋레스트패널과 제1링크핀을 매개로 회전 가능하게 결합된 제1링크;
    상기 페달패드의 상단부와 제2링크핀을 매개로 회전 가능하게 결합된 제2링크; 및
    상기 제1링크와 제2링크를 회전 가능하게 연결하는 연결핀을 포함하고;
    상기 페달패드는 제1링크와 제2링크가 접혀지도록 회전할 때에 풋레스트패널의 전방면쪽으로 회전해서 하이드상태가 되고, 제1링크와 제2링크가 펼쳐지도록 회전할 때에 후방으로 회전해서 팝업상태가 되는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2링크는 제1링크의 양측에서 제2링크핀과 연결핀을 매개로 페달패드와 연결되는 듀얼 링크로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 액추에이터는 풋레스트패널에 고정되게 설치되고 진퇴운동하는 모터로드를 구비한 직선형 모터; 및
    상기 모터로드와 연결되고 모터로드가 후퇴이동을 할 때에 제1링크와 접촉되고 모터로드가 돌출되도록 이동할 때에 제1링크와의 접촉이 해제되는 폴더블 가이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 폴더블 가이드가 후퇴이동을 하면서 제1링크와 접촉할 때에 제1링크와 제2링크는 서로 접혀지도록 회전하고 페달패드는 풋레스트패널의 전방면쪽으로 회전해서 하이드상태가 되는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 폴더블 가이드가 전진이동을 함에 따라 제1링크와의 접촉이 해제될 때에 페달패드는 페달패드와 연결된 복귀스프링의 스프링력에 의해 후방으로 돌출되게 회전해서 팝업상태가 되는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 페달패드의 전방면에는 페달패드의 길이방향을 따라 연장된 가이드홈이 형성되고;
    상기 가이드홈에 폴더블 가이드의 일단이 삽입되어서 폴더블 가이드의 직선이동을 안내하는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 풋레스트패널의 전방면에는 전방으로 돌출되고 후방으로 개구된 패널홈이 형성되고;
    상기 패널홈속에 직선형 모터가 삽입되어서 고정되게 설치되며;
    상기 페달패드가 하이드된 상태일 때 제1링크와 제2링크 및 폴더블 가이드는 패널홈과 페달패드사이의 공간속에 삽입된 상태가 되어서 노출이 차단되는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 페달패드가 하이드된 상태일 때 패널홈은 페달패드에 의해 가려진 상태가 되어서 노출이 차단되는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 패달패드의 하단에는 스톱퍼부가 구비되고;
    상기 페달패드가 팝업된 상태일 때 스톱퍼부가 풋레스트패널과 접촉함에 따라 페달패드의 팝업위치가 결정되는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 페달패드에 결합된 영구자석; 및
    상기 영구자석과 대면하도록 풋레스트패널에 고정되게 설치된 PCB를 더 포함하고;
    상기 PCB는 페달패드의 회전시 영구자석의 자속변화를 통해 페달패드의 회전각을 검출해서 페달기능과 관련된 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 액추에이터의 작동에 의해 페달패드가 하이드상태 또는 팝업상태가 되도록 회전하면서 영구자석의 위치가 변화할 때에는, 오작동의 방지를 위해 PCB는 페달기능과 관련된 신호를 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 페달패드가 팝업된 상태이고, 액추에이터가 동작하지 않는 상황에서 운전자의 조작으로 페달패드가 회전함에 따라 영구자석의 위치가 변화할 때에만, PCB는 페달기능과 관련된 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
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