KR20230086856A - 차량용 폴더블 페달장치 - Google Patents

차량용 폴더블 페달장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 폴더블 페달장치에 관한 것으로, 운전자가 직접 운전을 하는 수동운전모드 상황에서는 페달패드(210)가 차량 실내공간으로 돌출되어서 운전자쪽으로 노출되게 팝업되고, 운전자가 직접 운전을 하지 않는 자율주행모드 상황에서는 페달패드(210)가 센터페시아패널(20)속으로 삽입되어서 운전자쪽으로의 노출이 차단된 하이드상태가 되며, 압력조작식 또는 선형이동식의 신호발생부(300)를 이용해서 페달패드(210)의 조작시 페달기능과 관련된 신호를 발생할 수 있도록 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, 압력조작식 페달장치 또는 선형이동식 페달장치의 구성으로 부품수 감축을 통한 원가절감 및 컴팩트한 구성을 통한 사이즈 축소를 도모할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 폴더블 페달장치는, 풋레스트패널에 회전 가능하게 설치된 페달암; 상기 페달암에 구비되고, 운전자의 조작으로 작동하는 페달조립체; 및 상기 페달조립체에 구비되고, 페달조립체의 작동시 페달기능과 관련된 신호를 발생하는 신호발생부;를 포함하고; 상기 페달암의 회전으로 페달조립체가 센터페시아패널에 가려지면 운전자에 의한 페달조립체의 조작이 불가능한 하이드상태가 되고, 페달암의 회전으로 페달조립체가 센터페시아패널로부터 노출되면 운전자에 의한 페달조립체의 조작이 가능한 팝업상태가 되는 것을 특징으로 한다.
상기 센터페시아패널은 풋레스트패널로부터 후방으로 이격되게 위치하고; 상기 센터페시아패널에는 풋레스트패널을 향해 돌출되고, 레버스프링을 매개로 탄성회전이 가능하도록 지지레버가 설치되고; 상기 페달암이 상측으로 회전해서 페달암이 지지레버에 지지되면 운전자에 의한 페달조립체의 조작이 불가능한 하이드상태가 되는 것을 특징으로 한다.
상기 하이드상태에서 페달암이 하측으로 회전하여 페달암이 지지레버로부터 이탈되면 운전자에 의한 페달조립체의 조작이 가능한 팝업상태가 되는 것을 특징으로 한다.
상기 풋레스트패널에 고정되고, 페달암과 결합되며, 작동시 페달암을 회전시키는 회전모터;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 페달암은 상단이 회전모터와 연결된 회전부; 상기 회전부와 절곡되어 형성되고, 페달조립체의 팝업상태시 풋레스트패널의 바닥에 접촉하여 지지되는 지지부; 및 상기 회전부와 지지부의 연결지점에서 좌우 측방으로 돌출되게 형성되고, 페달조립체가 작동 가능하게 결합되는 한 쌍의 샤프트부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 센터페시아패널에는 지지레버가 레버스프링을 매개로 회전 가능하도록 설치되고; 상기 페달암이 상측으로 회전해서 지지부가 지지레버에 지지되면 운전자에 의한 페달조립체의 조작이 불가능한 하이드상태가 되는 것을 특징으로 한다.
상기 센터페시아패널에는 지지레버가 레버스프링을 매개로 회전 가능하도록 설치되고; 상기 페달암이 하측으로 회전해서 지지부가 풋레스트패널의 바닥에 지지되면 운전자에 의한 페달조립체의 조작이 가능한 팝업상태가 되는 것을 특징으로 한다.
상기 페달조립체는 구성이 동일한 2개의 조립체로 이루지면서 페달암에 좌우로 이격되게 구비되고; 상기 2개의 페달조립체 중 어느 하나는 운전자의 조작시 가속과 관련된 신호를 발생하는 가속페달장치의 페달조립체이고, 나머지 하나는 제동과 관련된 신호를 발생하는 브레이크페달장치의 페달조립체인 것을 특징으로 한다.
상기 페달조립체는 구성이 동일한 2개의 조립체로 이루어지고, 각각의 페달조립체는 샤프트부에 결합되며; 우측의 샤프트부에 결합된 페달조립체는 운전자의 조작시 가속과 관련된 신호를 발생하는 가속페달장치의 페달조립체이고, 좌측의 샤프트부에 결합된 페달조립체는 제동과 관련된 신호를 발생하는 브레이크페달장치의 페달조립체인 것을 특징으로 한다.
상기 페달조립체는 샤프트부에 끼워져서 설치되고, 운전자에 의해 조작되는 페달패드; 및 상기 샤프트부와 페달패드에 양단이 지지되게 설치되어서 페달패드를 복귀시키는 복귀스프링을 포함하고; 상기 페달패드는 운전자의 조작방향을 따라 직선 이동하면서 조작되는 것을 특징으로 한다.
상기 페달패드는 운전자가 조작하는 부위이고, 복귀스프링의 일단이 지지되는 조작부; 및 상기 조작부와 연결되고, 샤프트부에 끼워져서 설치되며, 조작부의 조작시 샤프트부에 대해 직선 이동하는 하우징부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 샤프트부와 하우징부는 페달패드의 조작방향을 따라 직경이 연장된 타원의 단면모양으로 형성되고; 상기 조작부의 조작시 하우징부가 샤프트부에 대해 직선 이동할 수 있도록 하우징부의 타원의 장축길이는 샤프트부의 타원의 장축길이보다 더 길게 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 신호발생부는 샤프트부에 고정되고, 페달패드의 조작에 의한 조작부의 접촉시 전기신호를 발생하는 압력센서; 및 상기 샤프트부에 고정되고, 압력센서의 신호를 전달받아서 페달기능과 관련된 신호를 발생하는 PCB;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복귀스프링은 압력센서를 관통해서 일단이 조작부에 지지되고 타단이 샤프트부에 지지되게 설치되되, 복귀스프링은 압력센서와 간섭되지 않도록 설치된 것을 특징으로 한다.
운전자가 페달패드를 조작하지 않은 상태를 기준으로 페달패드의 조작부와 압력센서사이에는 소정간격의 에어갭이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 신호발생부는 페달패드의 조작부에 결합된 영구자석; 및 상기 영구자석과 대면하도록 샤프트부에 결합된 PCB를 포함하고; 상기 PCB는 운전자 조작에 의한 페달패드의 이동시 영구자석의 자속변화를 인식하여 차량의 페달기능과 관련된 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.
상기 PCB는 샤프트부속에 삽입되게 설치되고; 상기 샤프트부의 일단에는 PCB의 이탈방지를 위해 샤프트부의 개구된 구멍을 밀폐시키는 커버가 결합된 것을 특징으로 한다.
상기 페달암의 지지부가 풋레스트패널의 바닥과 접촉하여 지지된 상태일 때 페달암의 지지부는 페달조립체의 작동방향과 가장 근접한 방향으로 연장되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 운전자가 직접 운전을 하는 수동운전모드 상황에서는 운전자에 의한 페달패드의 조작이 가능하도록 페달패드가 차량 실내공간으로 돌출되어서 운전자쪽으로 노출되게 팝업되고, 운전자가 직접 운전을 하지 않는 자율주행모드 상황에서는 운전자에 의한 페달패드의 조작이 불가능하도록 페달패드가 센터페시아패널속으로 삽입되어서 운전자쪽으로의 노출이 차단된 하이드(숨김)상태가 가능한 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 압력조작식 신호발생부 또는 선형이동식 신호발생부를 이용해서 페달기능과 관련된 신호를 발생하는 구성으로, 부품수 감축을 통한 원가절감 및 컴팩트한 구성을 통한 사이즈 축소를 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 폴더블 페달장치는 풋레스트패널에 대해 회전하는 페달암 및 센터페시아패널에 구비된 지지레버의 구성을 이용해서 팝업동작 및 하이드동작이 가능한 구성으로, 팝업 필요 공간의 최소화를 통해 차량 실내의 인테리어 디자인을 극대화할 수 있으며, 특히 팝업동작시 하이테크적인 이미지를 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 압력조작식 차량용 폴더블 페달장치의 분해사시도,
도 2는 도 1의 결합상태 도면으로 페달패드가 차량 실내로 노출된 팝업상태의 도면,
도 3은 도 2의 측면도,
도 4는 도 3에서 페달암의 회전으로 페달패드가 센터페시아패널속으로 숨겨진 하이드상태의 도면,
도 5는 도 2의 페달암을 전방쪽에서 바라본 도면,
도 6은 도 5에서 페달패드가 결합된 부위를 측면에서 바라본 확대도,
도 7은 본 발명에 따른 압력조작식 신호발생기를 구비한 페달조립체의 작동 전 도면,
도 8은 도 7의 작동 후 도면,
도 9는 본 발명에 따른 선형이동식 신호발생기를 구비한 페달조립체의 작동 전 도면,
도 10은 도 9의 작동 후 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 폴더블 페달장치는 도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 운전석 하부공간에 위치한 풋레스트패널(10)에 회전 가능하게 설치된 페달암(100); 및 상기 페달암(100)에 구비되고, 운전자의 조작으로 작동하는 페달조립체(200); 및 상기 페달조립체(200)에 구비되고, 페달조립체(200)의 작동시 압력식 또는 선형이동식으로 작동하면서 페달기능과 관련된 신호를 발생하는 신호발생부(300);를 포함한다.
페달암(100)의 회전으로 페달조립체(200)가 센터페시아패널(20)에 가려지면 운전자에 의한 페달조립체(200)의 조작이 불가능한 하이드(hide)상태가 되고(도 4참고), 페달암(100)의 회전으로 페달조립체(200)가 센터페시아패널(20)로부터 노출되면 운전자에 의한 페달조립체(200)의 조작이 가능한 팝업(pop up)상태가 된다.(도 2 내지 도 3 참고)
페달조립체(200)가 하이드상태가 되면 페달조립체(200)는 센터페시아패널(20)에 의해 가려지게 되고, 이로 인해 페달조립체(200)는 도 4와 같이 차량 실내에 있는 운전자(30) 또는 승객의 시야에 노출이 되지 않게 되며, 이를 통해 차량 실내의 인테리어 디자인을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시예는 풋레스트패널(10)과 센터페시아패널(20)사이의 공간으로 페달암(100) 및 페달조립체(200)가 위치해서 하이드상태를 유지하는 구성으로, 하이드상태시 페달암(100) 및 페달조립체(200)의 숨김공간을 최소화할 수 있으며, 이를 통해 차량 실내 공간 및 PE룸(power electronics room)의 공간을 최대한 확보할 수 있는 장점이 있다.
하이드상태에서 페달암(100)이 아래쪽으로 회전하면 페달암(100)에 구비된 페달조립체(200)는 센터페시아패널(20)의 아래로 돌출되면서 운전자쪽으로 노출되고, 이로 인해 페달조립체(200)는 운전자에 의해 조작이 가능한 팝업상태가 된다.
따라서, 하이드상태의 페달조립체(200)가 팝업상태로 변경될 때에 센터페시아패널(20)에 숨겨진 상태로 있다가 센터페시아패널(20)의 아래로 노출되면서 팝업되는 구성으로, 이를 통해 하이테크적인 이미지를 극대화할 수 있는 장점이 있다.
센터페시아패널(20)은 풋레스트패널(10)로부터 후방으로 이격되게 위치하고, 센터페시아패널(20)에는 지지레버(40)가 설치된다.
지지레버(40)의 일단은 복수개의 레버스프링(41)을 매개로 상하로 탄성회전이 가능하도록 설치되고, 지지레버(40)의 타단은 풋레스트패널(10)을 향해 돌출되도록 설치된다.
본 발명에 따라 페달암(100)이 상측으로 회전해서 페달암(100)이 지지레버(40)에 지지되면 운전자에 의한 페달조립체(200)의 조작이 불가능한 하이드상태가 된다.
하이드상태시 회전모터가 작동하지 않는 상태를 기준으로 지지레버(40)는 레버스프링(41)의 탄성력으로 페달조립체(200)가 결합된 페달암(100)을 밑에서 받쳐서 충분히 지지할 수 있어야 한다.
그리고, 하이드상태에서 페달암(100)이 하측으로 회전하여 페달암(100)이 지지레버(40)로부터 이탈되면, 이때부터 운전자에 의한 페달조립체(200)의 조작이 가능한 팝업상태가 된다.
본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 풋레스트패널(10)에 고정되고 페달암(100)과 결합되며 작동시 페달암(100)을 회전시키는 회전모터(400)를 더 포함한다.
회전모터(400)의 모터축이 페달암(100)의 상단과 결합되고 페달암(100)의 하단은 자유단으로 존재해서 모터축과 페달암(100)이 일체로 회전한다.
회전모터(400)는 브라켓(410)을 매개로 풋레스트패널(10)에 고정되게 설치된다.
페달암(100)은 상단이 회전모터(400)와 연결된 회전부(110); 상기 회전부(100)와 절곡되어 형성되고, 페달조립체(200)의 팝업상태시 풋레스트패널(10)의 바닥에 접촉하여 지지되는 지지부(120); 및 상기 회전부(110)와 지지부(120)의 연결지점에서 좌우 측방으로 돌출되게 형성되고, 페달조립체(200)가 작동 가능하게 결합되는 한 쌍의 샤프트부(130);를 포함한다.
회전부(110)의 상단에 회전모터(400)가 연결되고, 회전부(110)의 하단에서 지지부(120)가 소정각도로 절곡되어 연장되고, 2개의 샤프트부(130)는 좌우측으로 각각 돌출되게 형성된다.
페달조립체(200)의 팝업상태시 지지부(120)는 풋레스트패널(10)의 바닥에 접촉해서 지지되며, 이를 위해 풋레스트패널(10)의 바닥에는 지지부(120)를 지지하기 위한 고정부(11)가 구비될 수 있다.
페달조립체(200)의 팝업상태시 페달암(100)의 지지부(120)는 풋레스트패널(10)의 바닥에 구비된 고정부(11)에 지지되며, 운전자가 팝업상태의 페달조립체(200)를 발로 밟아서 조작할 때에 지지부(120)와 고정부(11)의 지지력에 의해 충분한 조작력을 확보할 수 있게 된다.
운전자가 페달조립체(200)를 발로 밟아서 조작할 때에 안정된 조작력을 확보할 수 있도록 페달암(100)의 지지부(120)는 페달조립체(200)의 작동방향(도 6의 화살표 M1)과 가장 근접한 방향으로 연장되게 절곡된 것이 바람직하며, 이를 위해 회전부(110)와 지지부(120)가 이루는 각도는 최대한 직각에 근접하도록 형성된 것이 바람직하다.
회전모터(400)의 작동으로 페달암(100)이 상측으로 회전하고, 지지부(120)가 센터페시아패널(20)에 구비된 지지레버(40)에 지지되면, 페달조립체(200)는 센터페시아패널(20)에 가려져서 숨겨진 상태가 되고, 이에 따라 운전자에 의한 페달조립체(200)의 조작이 불가능한 하이드상태가 된다.
상기와 같은 하이드상태에서 회전모터(400)의 작동으로 페달암(100)이 하측으로 회전하고, 지지부(120)가 풋레스트패널(10)의 바닥에 접촉해서 지지되면, 페달조립체(200)는 센터페시아패널(20)의 하측으로 노출된 상태가 되고, 이로 인해 운전자에 의한 페달조립체(200)의 조작이 가능한 팝업상태가 된다.
본 발명에 따른 페달조립체(200)는 구성이 동일한 2개의 조립체로 이루지면서 페달암(100)에 좌우로 이격되게 구비되며, 2개의 페달조립체(200) 중에서 어느 하나는 운전자의 조작시 가속과 관련된 신호를 발생하는 가속페달장치의 페달조립체(201)가 되고, 나머지 하나는 제동과 관련된 신호를 발생하는 브레이크페달장치의 페달조립체(202)가 된다.
즉, 본 발명에 따른 실시예는 페달암(100)에서 우측의 샤프트부(130)에 결합된 페달조립체(200)가 운전자의 조작시 가속과 관련된 신호를 발생하는 가속페달장치의 페달조립체(201)가 되고, 좌측의 샤프트부(130)에 결합된 페달조립체(200)가 제동과 관련된 신호를 발생하는 브레이크페달장치의 페달조립체(202)가 된다.
본 발명에 따른 페달조립체(200)는 페달암(100)의 샤프트부(130)에 끼워져서 설치되고, 운전자에 의해 조작되는 페달패드(210); 및 상기 샤프트부(130)와 페달패드(210)에 양단이 지지되게 설치되어서 페달패드(210)를 복귀시키는 복귀스프링(220)을 포함한다.
페달패드(210)는 운전자에 의한 조작시 조작방향(M1)을 따라 직선 이동을 하면서 조작되는 구성이다.
페달패드(210)는 운전자가 조작하는 부위이고, 복귀스프링(220)의 일단이 지지되는 조작부(211); 및 상기 조작부(211)와 연결되고, 샤프트부(130)에 끼워져서 설치되며, 조작부(211)의 조작시 샤프트부(130)에 대해 직선 이동하는 하우징부(212);를 포함한다.
페달패드(210)의 조작부(211)는 운전자가 발로 밟아서 조작하는 패드면이 되고, 하우징부(212)는 원통형으로 형성되어서 내경부에 페달암(100)의 샤프트부(130)가 관통하도록 끼워진다.
페달암(100)의 샤프트부(130)와 페달패드(210)의 하우징부(212)는 페달패드(210)의 조작방향(M1)을 따라 직경이 연장된 타원의 단면모양으로 형성되며, 이로 인해 운전자가 페달패드(210)를 발로 밟아서 조작할 때에 페달패드(210)는 샤프트부(130)에 대해 회전하지 않고 조작방향(M1)을 따라 직선 이동을 하면서 조작된다.
또한, 운전자가 페달패드(210)의 조작부(211)를 발로 밟아서 조작할 때에 페달패드(210)의 하우징부(212)가 페달암(100)의 샤프트부(130)에 대해 직선 이동할 수 있도록 하우징부(212)의 타원의 장축길이는 샤프트부(130)의 타원의 장축길이보다 더 길게 형성된 것이 바람직하다.
여기서, 브레이크페달장치의 페달조립체(202)로 사용되는 페달패드(210)는 가속페달장치의 페달조립체(201)로서 사용되는 페달패드(210)보다 크기가 크게 형성된 것이 바람직하며, 이를 통해 운전자는 브레이크페달을 가속페달보다 쉽게 조작할 수 있어서 오조작 방지 및 페달 조작에 따른 안전성을 한층 더 향상시킬 수가 있게 된다.
복귀스프링(220)은 스프링력으로 페달패드(210)를 복귀시키는 역할을 하는 것으로, 운전자의 조작으로 페달패드(210)가 전방으로 이동할 때에 압축되면서 탄성력을 축적하고, 페달패드(210)로부터 운전자의 조작력이 해제되면 압축이 풀리면서 페달패드(210)를 초기위치로 복귀시키게 된다.
복귀스프링(220)은 압축 코일스프링으로 구성되며, 가속페달장치의 페달조립체(201)와 브레이크페달장치의 페달조립체(202)에 각각 2개씩 듀얼(dual)로 구성되어서 어느 하나가 파손되더라도 나머지 하나가 정상적인 작동을 할 수 있도록 페일세이프의 기능을 포함한다.
또한, 복귀스프링(220)의 스프링력의 튜닝을 통해 답력 튜닝이 가능하고, 특히 페달패드(210)의 미세 떨림을 억제할 수 있도록 2개의 복귀스프링(220)의 스프링력을 서로 다르게 구성할 수도 있다.
본 발명에 따른 신호발생부(300)는 크게 2가지 방식으로 구성되는 바, 제1실시예는 도 1 내지 도 8에 도시된 압력조작식이 되고, 제2실시예는 도 9 내지 도 10에 도시된 선형작동식이 된다.
먼저, 압력조작식의 신호발생부(300)는 페달암(100)의 샤프트부(130)에 고정되고, 페달패드(210)의 조작에 의한 조작부(211)의 접촉시 전기신호를 발생하는 압력센서(310); 및 상기 샤프트부(130)에 고정되고, 압력센서(310)의 신호를 전달받아서 페달기능과 관련된 신호를 발생하는 PCB(320, Printed Circuit Board);를 포함한다.
가속페달장치의 페달조립체(201)에 구비된 PCB(320)는 압력센서(310)의 전기신호를 전달받아서 가속과 관련된 신호를 발생하게 되고, 브레이크페달장치의 페달조립체(202)에 구비된 PCB(320)는 압력센서(310)의 전기신호를 전달받아서 제동과 관련된 신호를 발생하게 된다.
복귀스프링(220)은 압력센서(310)를 관통해서 일단이 페달패드(210)의 조작부(211)에 지지되고 타단이 페달암(100)의 샤프트부(130)에 지지되게 설치된다.
또한, 복귀스프링(220)의 설치를 압력센서(310)에는 소정크기의 구멍이 형성되고, 복귀스프링(220)은 압력센서(310)의 구멍을 관통해서 설치되는 바, 압력센서(310)의 안정적인 작동을 위해 복귀스프링(220)은 압력센서(310)와 간섭되지 않도록 설치되는 것이 바람직하며, 이를 위해 압력센서(310)에 형성된 구멍의 크기는 복귀스프링(220)과 접촉하지 않는 충분한 크기의 구멍으로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 폴더블 페달장치는 도 7과 같이 운전자가 페달패드(210)를 조작하지 않은 상태를 기준으로 페달패드(210)의 조작부(211)와 압력센서(310)사이에는 소정간격의 에어갭(G1)이 구비된다.
다음으로, 선형작동식의 신호발생부(300)는 도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 페달패드(210)의 조작부(211)에 결합된 다수개의 영구자석(330); 및 상기 영구자석(330)과 대면하도록 페달암(100)의 샤프트부(130)에 결합된 PCB(340)를 포함하고; 상기 PCB(340)는 운전자 조작에 의한 페달패드(210)의 이동시 영구자석(330)의 자속변화를 인식하여 차량의 페달기능과 관련된 신호를 발생하게 된다.
이때에도, 가속페달장치의 페달조립체(201)에 구비된 PCB(340)는 가속과 관련된 신호를 발생하게 되고, 브레이크페달장치의 페달조립체(202)에 구비된 PCB(340)는 제동과 관련된 신호를 발생하게 된다.
본 발명에 따른 PCB(320,340)는 페달암(100)의 샤프트부(130)속에 삽입되게 설치되어서 샤프트부(130)에 의해 보호되며, 샤프트부(130)의 일단에는 PCB(320,340)의 이탈방지를 위해 샤프트부(130)의 개구된 구멍을 밀폐시키는 커버(500)가 결합될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 운전자가 직접 운전을 하는 수동운전모드 상황에서는 운전자에 의한 페달패드(210)의 조작이 가능하도록 페달패드(210)가 차량 실내공간으로 돌출되어서 운전자쪽으로 노출되게 팝업되고, 운전자가 직접 운전을 하지 않는 자율주행모드 상황에서는 운전자에 의한 페달패드(210)의 조작이 불가능하도록 페달패드(210)가 센터페시아패널(20)속으로 삽입되어서 운전자쪽으로의 노출이 차단된 하이드(숨김)상태가 가능한 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 압력조작식 신호발생부(300) 또는 선형이동식 신호발생부(300)를 이용해서 페달기능과 관련된 신호를 발생하는 구성으로, 부품수 감축을 통한 원가절감 및 컴팩트한 구성을 통한 사이즈 축소를 도모할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 폴더블 페달장치는 풋레스트패널(10)에 대해 회전하는 페달암(100) 및 센터페시아패널(20)에 구비된 지지레버(40)의 구성을 이용해서 팝업동작 및 하이드동작이 가능한 구성으로, 팝업 필요 공간의 최소화를 통해 차량 실내의 인테리어 디자인을 극대화할 수 있으며, 특히 팝업동작시 하이테크적인 이미지를 극대화할 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 - 고정부
20 - 센터페시아패널 30 - 운전자
40 - 지지레버 41 - 레버스프링
100 - 페달암 110 - 회전부
120 - 지지부 130 - 샤프트부
200 - 페달조립체 201 - 가속페달장치의 페달조립체
202 - 브레이크페달장치의 페달조립체
210 - 페달패드 211 - 조작부
212 - 하우징부 220 - 복귀스프링
300 - 신호발생부 310 - 압력센서
320,340 - PCB 330 - 영구자석
400 - 회전모터 500 - 커버
M1 - 페달조립체의 작동방향 G1 - 에어갭

Claims (18)

  1. 풋레스트패널에 회전 가능하게 설치된 페달암;
    상기 페달암에 구비되고, 운전자의 조작으로 작동하는 페달조립체; 및
    상기 페달조립체에 구비되고, 페달조립체의 작동시 페달기능과 관련된 신호를 발생하는 신호발생부;를 포함하고;
    상기 페달암의 회전으로 페달조립체가 센터페시아패널에 가려지면 운전자에 의한 페달조립체의 조작이 불가능한 하이드상태가 되고, 페달암의 회전으로 페달조립체가 센터페시아패널로부터 노출되면 운전자에 의한 페달조립체의 조작이 가능한 팝업상태가 되는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 센터페시아패널은 풋레스트패널로부터 후방으로 이격되게 위치하고;
    상기 센터페시아패널에는 풋레스트패널을 향해 돌출되고, 레버스프링을 매개로 탄성회전이 가능하도록 지지레버가 설치되고;
    상기 페달암이 상측으로 회전해서 페달암이 지지레버에 지지되면 운전자에 의한 페달조립체의 조작이 불가능한 하이드상태가 되는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 하이드상태에서 페달암이 하측으로 회전하여 페달암이 지지레버로부터 이탈되면 운전자에 의한 페달조립체의 조작이 가능한 팝업상태가 되는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 풋레스트패널에 고정되고, 페달암과 결합되며, 작동시 페달암을 회전시키는 회전모터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 페달암은 상단이 회전모터와 연결된 회전부;
    상기 회전부와 절곡되어 형성되고, 페달조립체의 팝업상태시 풋레스트패널의 바닥에 접촉하여 지지되는 지지부; 및
    상기 회전부와 지지부의 연결지점에서 좌우 측방으로 돌출되게 형성되고, 페달조립체가 작동 가능하게 결합되는 한 쌍의 샤프트부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 센터페시아패널에는 지지레버가 레버스프링을 매개로 회전 가능하도록 설치되고;
    상기 페달암이 상측으로 회전해서 지지부가 지지레버에 지지되면 운전자에 의한 페달조립체의 조작이 불가능한 하이드상태가 되는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 센터페시아패널에는 지지레버가 레버스프링을 매개로 회전 가능하도록 설치되고;
    상기 페달암이 하측으로 회전해서 지지부가 풋레스트패널의 바닥에 지지되면 운전자에 의한 페달조립체의 조작이 가능한 팝업상태가 되는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 페달조립체는 구성이 동일한 2개의 조립체로 이루지면서 페달암에 좌우로 이격되게 구비되고;
    상기 2개의 페달조립체 중 어느 하나는 운전자의 조작시 가속과 관련된 신호를 발생하는 가속페달장치의 페달조립체이고, 나머지 하나는 제동과 관련된 신호를 발생하는 브레이크페달장치의 페달조립체인 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 페달조립체는 구성이 동일한 2개의 조립체로 이루어지고, 각각의 페달조립체는 샤프트부에 결합되며;
    우측의 샤프트부에 결합된 페달조립체는 운전자의 조작시 가속과 관련된 신호를 발생하는 가속페달장치의 페달조립체이고, 좌측의 샤프트부에 결합된 페달조립체는 제동과 관련된 신호를 발생하는 브레이크페달장치의 페달조립체인 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 페달조립체는 샤프트부에 끼워져서 설치되고, 운전자에 의해 조작되는 페달패드; 및
    상기 샤프트부와 페달패드에 양단이 지지되게 설치되어서 페달패드를 복귀시키는 복귀스프링을 포함하고;
    상기 페달패드는 운전자의 조작방향을 따라 직선 이동하면서 조작되는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 페달패드는 운전자가 조작하는 부위이고, 복귀스프링의 일단이 지지되는 조작부; 및
    상기 조작부와 연결되고, 샤프트부에 끼워져서 설치되며, 조작부의 조작시 샤프트부에 대해 직선 이동하는 하우징부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 샤프트부와 하우징부는 페달패드의 조작방향을 따라 직경이 연장된 타원의 단면모양으로 형성되고;
    상기 조작부의 조작시 하우징부가 샤프트부에 대해 직선 이동할 수 있도록 하우징부의 타원의 장축길이는 샤프트부의 타원의 장축길이보다 더 길게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 신호발생부는 샤프트부에 고정되고, 페달패드의 조작에 의한 조작부의 접촉시 전기신호를 발생하는 압력센서; 및
    상기 샤프트부에 고정되고, 압력센서의 신호를 전달받아서 페달기능과 관련된 신호를 발생하는 PCB;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 복귀스프링은 압력센서를 관통해서 일단이 조작부에 지지되고 타단이 샤프트부에 지지되게 설치되되, 복귀스프링은 압력센서와 간섭되지 않도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  15. 청구항 13에 있어서,
    운전자가 페달패드를 조작하지 않은 상태를 기준으로 페달패드의 조작부와 압력센서사이에는 소정간격의 에어갭이 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 신호발생부는 페달패드의 조작부에 결합된 영구자석; 및
    상기 영구자석과 대면하도록 샤프트부에 결합된 PCB를 포함하고;
    상기 PCB는 운전자 조작에 의한 페달패드의 이동시 영구자석의 자속변화를 인식하여 차량의 페달기능과 관련된 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  17. 청구항 13 또는 청구항 16에 있어서,
    상기 PCB는 샤프트부속에 삽입되게 설치되고;
    상기 샤프트부의 일단에는 PCB의 이탈방지를 위해 샤프트부의 개구된 구멍을 밀폐시키는 커버가 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
  18. 청구항 5에 있어서,
    상기 페달암의 지지부가 풋레스트패널의 바닥과 접촉하여 지지된 상태일 때 페달암의 지지부는 페달조립체의 작동방향과 가장 근접한 방향으로 연장되도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
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