KR20210116743A - 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치 - Google Patents

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김현욱
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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(70)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, 페달멤버에 형성된 홀(구멍)의 개수를 최소화해서 페달멤버의 강도 및 강성을 충분히 확보할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치는, 운전석 하부공간에 고정되게 설치되고 힌지볼트가 좌우 측면을 관통하도록 결합된 페달멤버; 상기 페달멤버속에 상단이 삽입되어서 힌지볼트가 관통하고 힌지볼트를 중심으로 전후로 회전하도록 설치된 브레이크페달; 상기 힌지볼트의 아래쪽위치에서 일단은 클레비스핀을 매개로 브레이크페달과 결합되고 타단은 브레이크부스터와 연결된 페달푸시로드의 단부와 회전 가능하게 결합된 연결링크; 상기 페달멤버속에 위치하면서 페달멤버에 고정되도록 설치된 액추에이터; 및 상기 연결링크의 길이방향 중간위치에 일단이 회전 가능하도록 결합되고 액추에이터의 단부에 타단이 회전 가능하도록 결합된 폴더블링크;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 페달멤버와 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 페달멤버의 일측면에 고정되면서 브레이크페달과 기구적인 구조를 통해 연결된 것으로 브레이크페달의 회전시 브레이크페달의 회전각을 검출해서 제동과 관련한 신호를 발생하는 페달센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 페달멤버의 좌우 측면에는 힌지볼트가 관통하는 볼트구멍만 형성되고; 상기 볼트구멍은 힌지볼트의 단면과 동일한 정원모양으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 연결링크는 페달푸시로드의 길이방향을 따라 연장되고; 상기 브레이크페달에는 클레비스핀이 관통하는 페달구멍이 형성되며; 상기 페달구멍은 상하방향으로 연장된 타원모양의 슬롯구멍으로 형성되어서 클레비스핀이 페달구멍을 따라 이동 가능하도록 결합된 것을 특징으로 한다.
상기 액추에이터는 힌지볼트와 클레비스핀을 연결하는 연결선과 클레비스핀의 이동궤적사이에 위치하면서 힌지볼트보다 상측에 위치하도록 페달멤버에 결합된 직선형 모터; 및 상기 직선형 모터의 작동시 진퇴 운동하고 단부가 폴더블링크의 타단과 회전 가능하도록 결합된 플런저;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 페달구멍은 연결선과 직선형 모터사이로 연장되도록 형성되되 최대한 직선형 모터에 근접되는 방향으로 연장되게 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 연결링크의 일단과 타단사이에는 중간돌기가 형성되고; 상기 폴더블링크의 일단에는 중간돌기가 삽입되는 링크구멍이 형성되며; 상기 링크구멍은 폴더블링크의 길이방향을 따라 연장된 타원모양의 슬롯구멍으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 연결링크의 타단에는 엔드돌기가 형성되고; 상기 페달푸시로드의 단부에는 엔드돌기가 회전 가능하게 결합되는 로드홀이 형성되며; 상기 연결링크가 엔드돌기를 중심으로 회전할 때에 연결링크의 일단과 페달구멍을 관통하도록 결합된 클레비스핀은 페달구멍을 따라 이동하는 것을 특징으로 한다.
상기 엔드돌기의 위쪽 상부모서리는 라운드로 형성되고; 상기 엔드돌기의 아래쪽 하부모서리는 직각으로 형성되며; 상기 연결링크는 페달푸시로드의 길이방향을 따라 일자로 연장된 상태에서 라운드로 형성된 상부모서리쪽으로만 회전이 가능하고 하부모서리가 형성된 반대쪽 방향으로는 페달푸시로드와의 간섭에 의해 회전하지 못하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 연결링크와 페달푸시로드가 일자로 연장되고, 플런저와 폴더블링크가 일자로 연장되며, 클레비스핀이 페달구멍의 하단에 위치한 초기상태에서, 운전자가 브레이크페달을 발로 밟아서 조작하면 브레이크페달은 힌지볼트를 중심으로 전방으로 회전하고; 상기 브레이크페달의 전방 회전시 폴더블링크는 플런저와의 연결점인 타단을 중심으로 회전하고, 연결링크와 페달푸시로드의 전방이동에 의해 브레이크부스터가 작동하는 것을 특징으로 한다.
상기 연결링크와 페달푸시로드가 일자로 연장되고, 플런저와 폴더블링크가 일자로 연장되며, 클레비스핀이 페달구멍의 하단에 위치한 초기상태에서, 액추에이터의 작동으로 폴더블링크가 당겨지면, 연결링크는 페달푸시로드와의 연결점인 타단을 중심으로 일단이 회전해서 상측으로 이동하고, 클레비스핀은 페달구멍을 따라 상단으로 이동하고, 브레이크페달은 힌지볼트를 중심으로 하단이 전방으로 이동하게 회전함에 따라 실내노출이 차단된 숨김상태가 되는 것을 특징으로 한다.
상기 숨김상태에서 액추에이터의 작동으로 폴더블링크가 아래로 밀리면, 연결링크는 페달푸시로드와의 연결점인 타단을 중심으로 일단이 회전해서 아래로 이동함에 따라 연결링크와 페달푸시로드는 일자로 연결된 상태가 되고, 클레비스핀은 페달구멍을 따라 상단에서 하단으로 이동하고, 브레이크페달은 힌지볼트를 중심으로 하단이 후방으로 이동하게 회전함에 따라 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 페달멤버의 측면에는 힌지볼트가 관통하는 볼트구멍만 형성된 구성으로, 페달멤버의 측면에 형성된 홀(구멍)의 개수를 최소화할 수 있게 됨으로써 페달멤버의 강도 및 강성을 충분히 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치의 사시도와 정면도 및 측면도,
도 4는 페달센서가 분리된 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치의 분해사시도,
도 6은 브레이크페달과 연결링크 및 폴더블링크가 결합된 측면도,
도 7은 도 3에서 브레이크부스터가 제거된 도면으로 브레이크페달에 형성된 페달구멍을 설명하기 위한 도면,
도 8은 연결링크와 페달푸시로드의 분해사시도 및 결합상태 측면도,
도 9는 브레이크페달의 정상 작동상태를 설명하기 위한 도면,
도 10은 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 10에 도시된 바와 같이, 운전석 하부공간에 고정되게 설치되고 힌지볼트(21)가 좌우 측면(11)을 관통하도록 결합된 페달멤버(10); 상기 페달멤버(10)속에 상단이 삽입되어서 힌지볼트(21)가 관통하고 힌지볼트(21)를 중심으로 전후로 회전하도록 설치된 브레이크페달(30); 상기 힌지볼트(21)의 아래쪽위치에서 일단은 클레비스핀(40)을 매개로 브레이크페달(30)과 결합되고 타단은 브레이크부스터(50)와 연결된 페달푸시로드(51)의 단부와 회전 가능하게 결합된 연결링크(60); 상기 페달멤버(10)속에 위치하면서 페달멤버(10)에 고정되도록 설치된 액추에이터(70); 및 상기 연결링크(60)의 길이방향 중간위치에 일단이 회전 가능하도록 결합되고 액추에이터(70)의 단부에 타단이 회전 가능하도록 결합된 폴더블링크(80);를 포함한다.
페달멤버(10)는 2개의 좌우 측면(11)이 평행하게 배치되고, 좌우 측면(11)의 전방쪽과 상부쪽 및 후방쪽은 각각 전방면과 상부면 및 후방면을 통해 연결되고, 하측으로는 오픈된 구조로 형성되며, 전방면은 차체를 구성하는 대시패널에 고정되게 결합된다.
페달멤버(10)의 상부면에는 카울브라켓(90)이 결합될 수 있고, 카울브라켓(90)은 카울패널과 결합된 구조가 될 수 있다.
본 발명에 따른 페달멤버(10)는 좌우 측면(11)에 힌지볼트(21)만이 관통하도록 볼트구멍(12)만 형성된 구조이며, 이를 통해 페달멤버(10)의 측면(11)에 형성되는 홀(구멍)의 개수를 최소화할 수 있게 됨에 따라 페달멤버(10)의 강도 및 강성을 충분히 확보할 수 있는 장점이 있다.
페달멤버(10)는 좌우 측면(11)에 형성된 볼트구멍(12)은 페달멤버(10)의 강도 및 강성 확보를 위해 힌지볼트(21)의 단면과 동일한 정원모양으로 형성되는 것이 바람직할 것이다.
본 발명에 따른 실시예는 페달멤버(10)와 브레이크페달(30)을 연결하도록 설치된 리턴스프링(100)을 더 포함하는 구성으로, 운전자가 브레이크페달(30)을 발로 밟아서 조작함에 따라 브레이크페달(30)이 힌지볼트(21)를 중심으로 해서 전방으로 회전할 때에 리턴스프링(100)은 길이가 인장되면서 탄성력을 축적하고, 운전자가 브레이크페달(30)에서 밟을 떼면 축적된 탄성력으로 브레이크페달(30)을 후방으로 회전시켜서 초기위치로 복귀시키는 역할을 한다.
리턴스프링(100)은 압축 코일스프링인 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명에 따른 실시예는 페달멤버(10)의 일측면에 고정되고 브레이크페달(30)과 기구적인 구조를 통해 연결된 페달센서(110)를 더 포함한다.
브레이크페달(30)에는 연결핀(111)이 일측으로 돌출되게 결합되고, 페달센서(110)는 회전레버(112)를 구비하고 있으며, 연결핀(111)과 회전레버(112)는 서로 연결되도록 결합된다.
따라서, 브레이크페달(30)이 힌지볼트(21)를 중심으로 회전하면 연결핀(111)과 회전레버(112)도 함께 회전한다.
그리고, 회전레버(112)에는 영구자석(마그넷)이 결합되고, 페달센서(110)의 내부에는 영구자석과 대면하도록 PCB(Printed Circuit Board)가 구비되며, PCB는 와이어를 통해서 배터리와 같은 전원장치와 전기적으로 연결되도록 구성된다.
따라서, 운전자가 브레이크페달(30)을 발로 밟아서 조작함에 따라 브레이크페달(30)이 회전하면, 연결핀(111)과 회전레버(112)도 함께 회전하고, 회전레버(112)의 회전시 회전레버(112)에 결합된 영구자석의 위치가 변화하고, PCB는 영구자석의 회전위치변화에 따른 자기장 세기의 변화를 통해 브레이크페달(30)의 회전각을 검출해서 제동과 관련한 신호를 발생하게 된다.
본 발명 실시예에 따른 페달센서(110)는 연결핀(111)과 회전레버(112)가 서로 연결된 접촉식 페달센서이지만, 필요에 따라 영구자석과 PCB만으로 구성된 비접촉식 페달센서로도 구성할 수 있다.
브레이크페달(30)의 상단에는 힌지파이프(31)가 좌우방향으로 관통되게 결합되고, 힌지파이프(31)는 페달멤버(10)속에 삽입되게 위치하며, 힌지볼트(21)는 페달멤버(10)의 좌우 측면(11)에 형성된 볼트구멍(12)과 힌지파이프(31)를 관통한 후 너트(22)와 결합되며, 따라서 브레이크페달(30)은 힌지볼트(21)를 중심으로 전후방향으로 회전하게 된다.
브레이크페달(30)의 하단에는 운전자가 발로 밟아서 조작하는 패드(32)가 구비된다.
본 발명에 따른 연결링크(60)는 페달푸시로드(51)의 길이방향을 따라 연장되고, 브레이크페달(30)에는 클레비스핀(40)이 관통하는 페달구멍(33)이 형성되며, 상기 페달구멍(33)은 상하방향으로 연장된 타원모양의 슬롯구멍으로 형성되고, 클레비스핀(40)은 페달구멍(33)을 관통한 상태로 페달구멍(33)을 따라 이동 가능하도록 결합된다.
연결링크(60)는 일자형상으로 된 2개의 플레이트로 구성되고, 2개의 플레이트는 좌우로 이격되고 양단이 전후방향을 향하면서 서로 평행하게 배치된 구성으로, 브레이크페달(30)과 결합되는 연결링크(60)의 일단에는 엔드홀(61)이 형성되고, 클레비스핀(40)은 엔드홀(61)과 페달구멍(33)을 관통하도록 설치된다.
엔드홀(61)은 클레비스핀(40)의 단면과 동일한 정원으로 형성된다.
페달푸시로드(51)와 결합되는 연결링크(60)의 타단에는 엔드돌기(62)가 형성되고, 페달푸시로드(51)의 단부에는 엔드돌기(62)가 삽입되어서 회전 가능하게 결합되는 로드홀(52)이 형성된다.
페달푸시로드(51)의 단부에는 오목한 모양의 오목홈(53)이 형성되고, 오목홈(53)을 형성하는 좌우측 2개의 측면부에 로드홀(52)이 형성되며, 로드홀(52)은 엔드돌기(62)의 단면과 동일한 정원으로 형성된다.
페달푸시로드(51)의 단부에 형성된 오목홈(53)속에 연결링크(60)의 타단이 삽입되고, 연결링크(60)의 타단에 형성된 엔드돌기(62)는 로드홀(52)을 관통해서 페달푸시로드(51)와 회전 가능하도록 결합되고, 클레비스핀(40)은 연결링크(60)의 일단에 형성된 엔드홀(61)과 브레이크페달(30)에 형성된 페달구멍(33)을 관통하도록 설치된다.
따라서, 연결링크(60)가 엔드돌기(62)를 중심으로 회전할 때에 연결링크(60)의 일단에 형성된 엔드홀(61)과 페달구멍(33)을 관통하도록 결합된 클레비스핀(40)은 페달구멍(33)을 따라 이동하게 된다.
페달푸시로드(51)의 단부에 형성된 오목홈(53)속에 연결링크(60)의 타단이 삽입되고, 연결링크(60)의 타단에 형성된 엔드돌기(62)가 로드홀(52)을 관통하면, 연결링크(60)는 엔드돌기(62)를 중심으로 페달푸시로드(51)에 대해 회전이 가능한 구조가 된다.
연결링크(60)에서 엔드돌기(62)의 위쪽 상부모서리(64)는 라운드로 형성되고, 상기 엔드돌기(62)의 아래쪽 하부모서리(65)는 직각으로 형성되는 바, 따라서 연결링크(60)는 도 8의 아래 그림과 같이 페달푸시로드(51)의 길이방향을 따라 일자로 연장된 상태에서 라운드로 형성된 상부모서리(64)쪽으로만 회전이 가능하고(화살표 R11방향으로만 회전이 가능함), 하부모서리(65)가 형성된 반대쪽 방향으로는 페달푸시로드(51)와의 간섭에 의해 회전하지 못하도록 구성된 것이 특징이다.(화살표 R12방향으로만 회전이 불가능함)
연결링크(60)의 길이방향 중간위치(연결링크(60)의 일단과 타단사이, 연결링크(60)의 엔드홀(61)과 엔드돌기(62)사이)에는 중간돌기(63)가 형성되며, 중간돌기(63)는 폴더블링크(80)의 일단과 결합된다.
폴더블링크(80)는 일자형상으로 된 2개의 플레이트로 구성되고, 2개의 플레이트는 좌우로 이격되고 양단이 상하방향을 향하면서 서로 평행하게 배치된 구성으로, 하측방향 일단에는 링크구멍(81)이 형성되고, 링크구멍(81)에는 연결링크(60)의 중간돌기(63)가 삽입된다.
폴더블링크(80)의 상측방향 타단에는 2개의 플레이트를 연결하는 연결로드(82)가 형성되고, 상기 연결로드(82)는 액추에이터(70)를 구성하는 플런저(72)와 회전 가능하도록 결합된다.
폴더블링크(80)의 일단에 형성된 링크구멍(81)은 폴더블링크(80)의 길이방향을 따라 연장된 타원모양의 슬롯구멍으로 형성된 것이 특징이다.
즉, 도 9를 참조해서 살펴보면 운전자가 브레이크페달(30)을 발로 밟아서 조작함에 따라 브레이크페달(30)이 힌지볼트(21)를 중심으로 회전할 때에, 페달푸시로드(51)는 직선궤적(M1)을 따라 전방으로 이동하고, 클레비스핀(40)은 힌지볼트(21)를 중심으로 하는 회전궤적(M2)을 따라 이동하게 되는 바, 따라서 중간돌기(63)의 직선궤적(M1) 이동 및 회전궤적(M2) 이동을 동시에 허용할 수 있도록 링크구멍(81)은 폴더블링크(80)의 길이방향을 따라 연장된 타원모양의 슬롯구멍으로 형성된 구조가 특징인 것이다.
액추에이터(70)는 도 7에 도시된 바와 같이 힌지볼트(21)와 클레비스핀(40)을 연결하는 연결선(L1)과 클레비스핀(40)의 이동궤적(M3)사이에 위치하면서 힌지볼트(21)보다 상측에 위치하도록 페달멤버(10)에 결합된 직선형 모터(71), 및 상기 직선형 모터(71)의 작동시 진퇴 운동하고 단부가 폴더블링크(80)의 타단과 회전 가능하도록 결합된 플런저(72)를 포함하며, 직선형 모터(71)는 리니어 모터로 구성할 수 있다.
플런저(72)의 단부에는 정원모양의 플런저홀(73)이 형성되고, 플런저홀(73)에는 폴더블링크(80)의 타단에 형성된 연결로드(82)가 관통하도록 결합된다.
브레이크페달(30)에 형성된 페달구멍(33)은 전술한 바와 같이 클레비스핀(40)의 이동을 허용할 수 있도록 상하로 연장된 타원모양의 슬롯구멍으로 형성되는데, 액추에이터(70)의 작동시 브레이크페달(30)의 전방 회전량을 극대화시킬 수 있도록 하기 위해 페달구멍(33)은 연결선(L1)과 직선형 모터(71)사이로 연장되도록 형성되는 것이 특징이며(라인 L2 참조), 바람직하게는 최대한 직선형 모터(71)에 근접되는 방향으로 연장되게 형성되는 것이 바람직할 것이다.
도 9의 좌측 그림은 운전자가 브레이크페달(70)을 밟지 않은 상태이고, 또한 직선형 모터(71)가 작동하지 않은 초기상태이다.
초기상태일 때 연결링크(60)와 페달푸시로드(51)는 일자로 연장되고, 플런저(72)와 폴더블링크(80)도 일자로 연장되며, 클레비스핀(40)은 페달구멍(33)의 하단에 위치하고, 중간돌기(63)는 링크구멍(81)의 하단에 위치하고 있게 된다.
상기와 같은 초기상태에서 운전자가 브레이크페달(30)의 패드(32)를 밟아서 조작하면, 도 9의 우측 그림과 같이 브레이크페달(30)은 힌지볼트(21)를 중심으로 전방으로 회전하고(화살표 R1), 브레이크페달(30)의 전방 회전시 연결링크(60)와 페달푸시로드(51)는 전방이동(M11)하고, 폴더블링크(80)는 플런저(72)와의 연결점인 타단(연결로드(82))을 중심으로 회전하고, 연결링크(60)의 중간돌기(63)는 링크구멍(81)을 따라 하단위치에서 상단위치로 이동하고, 연결링크(60)와 페달푸시로드(51)의 전방이동(M11)에 의해 브레이크부스터(50)가 작동해서 제동에 필요한 유압을 발생시키게 된다.
한편, 운전자가 브레이크페달(30)을 발로 밟아서 조작할 때에 연결핀(111)과 회전레버(112)가 함께 회전하고, 회전레버(112)의 회전시 페달센서(110)는 회전레버(112)에 결합된 영구자석의 회전위치변화에 따른 자기장 세기의 변화를 통해 브레이크페달(30)의 회전각을 검출해서 제동과 관련한 신호를 발생하게 됨으로써, 차량은 정상적인 제동을 할 수 있게 된다.
도 10의 좌측 그림도 운전자가 브레이크페달(30)을 밟지 않은 상태이고, 또한 직선형 모터(71)가 작동하지 않은 초기상태이다.
상기와 같은 초기상태에서 도 10의 우측 그림과 같이 직선형 모터(51)가 작동해서 플런저(72)가 상측으로 당겨지면, 연결링크(60)는 페달푸시로드(51)와의 연결점인 타단(엔드돌기(62))을 중심으로 브레이크페달(30)과 결합된 일단이 회전해서 상측으로 이동하고, 클레비스핀(40)은 페달구멍(33)을 따라 하단위치에서 상단으로 이동하고, 브레이크페달(30)은 힌지볼트(21)를 중심으로 하단이 전방으로 이동하게 회전함에 따라 실내노출이 차단된 숨김(하이드)상태가 된다.(화살표 R2)
브레이크페달(30)이 숨김상태가 되면 운전석 하부공간은 페달의 간섭이 없는 넓은 공간이 됨에 따라 운전자는 릴렉스모드에서 편안한 휴식을 취할 수가 있게 된다.
반대로, 도 10의 우측 그림과 같이 브레이크페달(30)의 하단이 전방으로 회전됨에 따라 실내노출이 차단된 숨김(하이드)상태에서, 직선형 모터(71)의 작동으로 플런저(72)가 아래로 돌출되면, 폴더블링크(80)가 아래로 밀려서 이동하고, 연결링크(60)는 페달푸시로드(51)와의 연결점인 타단(엔드돌기(62))을 중심으로 일단이 회전해서 아래로 이동함에 따라 연결링크(60)와 페달푸시로드(51)는 일자로 연결된 상태가 되고, 클레비스핀(40)은 페달구멍(33)을 따라 상단위치에서 하단으로 이동하고, 브레이크페달(30)은 힌지볼트(21)를 중심으로 하단이 후방으로 이동하게 회전함에 따라 실내로 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(70)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 페달멤버(10)의 측면(11)에는 힌지볼트(21)가 관통하는 볼트구멍(12)만 형성된 구성으로, 페달멤버(10)의 측면(11)에 형성된 홀(구멍)의 개수를 최소화할 수 있게 됨으로써 페달멤버(10)의 강도 및 강성을 충분히 확보할 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 - 페달멤버 11 - 측면
12 - 볼트구멍 21 - 힌지볼트
22 - 너트 30 - 브레이크페달
31 - 힌지파이프 32 - 패드
33 - 페달구멍 40 - 클레비스핀
50 - 브레이크부스터 51 - 페달푸시로드
52 - 로드홀 53 - 오목홈
60 - 연결링크 61 - 엔드홀
62 - 엔드돌기 63 - 중간돌기
64- 상부모서리 65 - 하부모서리
70 - 액추에이터 71 - 직선형 모터
72 - 플런저 73 - 플런저홀
80 - 폴더블링크 81 - 링크구멍
82 - 연결로드 90 - 카울브라켓
100 - 리턴스프링 110 - 페달센서
111 - 연결핀 112 - 회전레버

Claims (13)

  1. 운전석 하부공간에 고정되게 설치되고 힌지볼트가 좌우 측면을 관통하도록 결합된 페달멤버;
    상기 페달멤버속에 상단이 삽입되어서 힌지볼트가 관통하고 힌지볼트를 중심으로 전후로 회전하도록 설치된 브레이크페달;
    상기 힌지볼트의 아래쪽위치에서 일단은 클레비스핀을 매개로 브레이크페달과 결합되고 타단은 브레이크부스터와 연결된 페달푸시로드의 단부와 회전 가능하게 결합된 연결링크;
    상기 페달멤버속에 위치하면서 페달멤버에 고정되도록 설치된 액추에이터; 및
    상기 연결링크의 길이방향 중간위치에 일단이 회전 가능하도록 결합되고 액추에이터의 단부에 타단이 회전 가능하도록 결합된 폴더블링크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 페달멤버와 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.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 페달멤버의 일측면에 고정되면서 브레이크페달과 기구적인 구조를 통해 연결된 것으로 브레이크페달의 회전시 브레이크페달의 회전각을 검출해서 제동과 관련한 신호를 발생하는 페달센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 페달멤버의 좌우 측면에는 힌지볼트가 관통하는 볼트구멍만 형성되고;
    상기 볼트구멍은 힌지볼트의 단면과 동일한 정원모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결링크는 페달푸시로드의 길이방향을 따라 연장되고;
    상기 브레이크페달에는 클레비스핀이 관통하는 페달구멍이 형성되며;
    상기 페달구멍은 상하방향으로 연장된 타원모양의 슬롯구멍으로 형성되어서 클레비스핀이 페달구멍을 따라 이동 가능하도록 결합된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 액추에이터는 힌지볼트와 클레비스핀을 연결하는 연결선과 클레비스핀의 이동궤적사이에 위치하면서 힌지볼트보다 상측에 위치하도록 페달멤버에 결합된 직선형 모터; 및
    상기 직선형 모터의 작동시 진퇴 운동하고 단부가 폴더블링크의 타단과 회전 가능하도록 결합된 플런저;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 페달구멍은 연결선과 직선형 모터사이로 연장되도록 형성되되 최대한 직선형 모터에 근접되는 방향으로 연장되게 형성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결링크의 일단과 타단사이에는 중간돌기가 형성되고;
    상기 폴더블링크의 일단에는 중간돌기가 삽입되는 링크구멍이 형성되며;
    상기 링크구멍은 폴더블링크의 길이방향을 따라 연장된 타원모양의 슬롯구멍으로 형성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 연결링크의 타단에는 엔드돌기가 형성되고;
    상기 페달푸시로드의 단부에는 엔드돌기가 회전 가능하게 결합되는 로드홀이 형성되며;
    상기 연결링크가 엔드돌기를 중심으로 회전할 때에 연결링크의 일단과 페달구멍을 관통하도록 결합된 클레비스핀은 페달구멍을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 엔드돌기의 위쪽 상부모서리는 라운드로 형성되고;
    상기 엔드돌기의 아래쪽 하부모서리는 직각으로 형성되며;
    상기 연결링크는 페달푸시로드의 길이방향을 따라 일자로 연장된 상태에서 라운드로 형성된 상부모서리쪽으로만 회전이 가능하고 하부모서리가 형성된 반대쪽 방향으로는 페달푸시로드와의 간섭에 의해 회전하지 못하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 연결링크와 페달푸시로드가 일자로 연장되고, 플런저와 폴더블링크가 일자로 연장되며, 클레비스핀이 페달구멍의 하단에 위치한 초기상태에서, 운전자가 브레이크페달을 발로 밟아서 조작하면 브레이크페달은 힌지볼트를 중심으로 전방으로 회전하고;
    상기 브레이크페달의 전방 회전시 폴더블링크는 플런저와의 연결점인 타단을 중심으로 회전하고, 연결링크와 페달푸시로드의 전방이동에 의해 브레이크부스터가 작동하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
  12. 청구항 6에 있어서,
    상기 연결링크와 페달푸시로드가 일자로 연장되고, 플런저와 폴더블링크가 일자로 연장되며, 클레비스핀이 페달구멍의 하단에 위치한 초기상태에서, 액추에이터의 작동으로 폴더블링크가 당겨지면, 연결링크는 페달푸시로드와의 연결점인 타단을 중심으로 일단이 회전해서 상측으로 이동하고, 클레비스핀은 페달구멍을 따라 상단으로 이동하고, 브레이크페달은 힌지볼트를 중심으로 하단이 전방으로 이동하게 회전함에 따라 실내노출이 차단된 숨김상태가 되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 숨김상태에서 액추에이터의 작동으로 폴더블링크가 아래로 밀리면, 연결링크는 페달푸시로드와의 연결점인 타단을 중심으로 일단이 회전해서 아래로 이동함에 따라 연결링크와 페달푸시로드는 일자로 연결된 상태가 되고, 클레비스핀은 페달구멍을 따라 상단에서 하단으로 이동하고, 브레이크페달은 힌지볼트를 중심으로 하단이 후방으로 이동하게 회전함에 따라 실내로 노출된 팝업상태가 되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 폴더블 브레이크페달장치.
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