KR20220060594A - 자율주행 차량용 통합조작장치 - Google Patents

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KR20220060594A
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steering
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예석우
정재훈
양지훈
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
에스엘 주식회사
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Abstract

본 발명은 자율주행 차량용 통합조작장치에 관한 것으로, 자율주행모드에서 수동운전모드로 전환시 사용자가 휴대용 기기에 해당하는 이동형 조작기기(10)를 조작해서 차량의 조향과 변속 및 가속과 제동을 실시하고, 터치식으로 조작하는 고정형 디스플레이기기(20)를 조작해서 조향과 변속 및 가속과 제동이외의 기타 기능을 수행하며, 이동형 조작기기(10)에 구비된 조향다이얼스위치(200), 변속슬라이드스위치(300), 가속회전스위치(400), 및 제동버튼스위치(500)는 조작방식이 상이하도록 된 것이다.

Description

자율주행 차량용 통합조작장치{INTEGRATED CONTROL APPARATUS FOR AUTONOMOUS DRIVING VEHICLE}
본 발명은 자율주행 차량용 통합조작장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자율주행모드에서 수동운전모드로 전환시 사용자가 직접 조작할 수 있도록 자율주행 차량에 구비된 통합조작장치에 관한 기술이다.
자율주행 차량은 운전자가 핸들과 가속페달 및 브레이크 등을 직접 조작하지 않아도 스스로 목적지까지 찾아가는 자율주행 기술이 접목된 스마트 차량이다.
자율주행 상황이 보편적으로 실현될 경우 운전자가 직접 운전을 하는 수동운전모드, 및 운전자가 직접 운전을 하지 않고 차량이 스스로 목적지까지 주행하는 자율주행모드를 선택할 수 있다.
한편, 자율주행 중에 긴급 상황이 발생하면 차량의 승객 중 누군가는 차량을 수동으로 직접 조작해야 하며, 이를 위해 차량에는 수동운전모드를 위해 사용자가 조작하는 장치가 마련되어야 한다.
일예로, 게임기 등에서 사용하고 있는 조이스틱(joystick)과 같은 기기를 이용해서 차량 매니저가 수동운전모드시 차량을 조작하는 경우가 있는데, 1개의 조이스틱 기기에 다수개의 버튼과 레버 및 토글을 이용한 스위치가 복잡한 형태로 배치되어 있어서, 조작이 어렵고 불편하며 특히 오조작의 가능성이 있는 단점이 있다.
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.
대한민국등록특허공보 제10-1166895호
본 발명은, 자율주행모드에서 수동운전모드로 전환시 사용자가 조작할 수 있도록 자율주행 차량용 통합조작장치로서, 조향과 변속 및 가속과 제동 조작을 위한 이동형 조작기기 및 기타 기능의 조작을 위해 터치식으로 조작하는 고정형 디스플레이기기를 포함하는 구성으로, 조작시 편의성 향상을 도모하고, 오조작을 최대한 방지할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자율주행모드에서 수동운전모드로 전환시 사용자가 조작할 수 있도록 자율주행 차량에 구비된 통합조작장치로서, 사용자가 손으로 파지한 상태에서 조향과 변속 및 가속과 제동을 위해 조작하는 이동형 조작기기를 포함하고; 상기 이동형 조작기기는 사용자가 한쪽 손으로 잡아서 파지하는 하우징; 및 상기 하우징에 구비된 조향다이얼스위치, 변속슬라이드스위치, 가속회전스위치 및 제동버튼스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이동형 조작기기와 분리되게 구성되어서 조향과 변속 및 가속과 제동이외의 기타 기능의 조작을 위해 사용자가 터치식으로 조작하는 고정형 디스플레이기기;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이동형 조작기기는 사용자가 파지한 상태에서 원하는 위치로 이동이 가능한 휴대용 기기이고; 상기 고정형 디스플레이기기는 자율주행 차량의 실내공간에 고정되게 설치된 기기인 것을 특징으로 한다.
상기 고정형 디스플레이기기의 조작으로 구현되는 기타 기능은 차량의 전후방에 장착된 램프류의 구동기능, 경고음 발생기능, 주행모드 변경기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이동형 조작기기는 스프링와이어를 매개로 자율주행 차량과 연결되고; 상기 스프링와이어의 양단은 이동형 조작기기 및 자율주행 차량과 분리 가능한 커넥터구조로 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 하우징은 사용자가 한쪽 손으로 잡아서 파지하는 파지부; 및 상기 파지부의 길이방향을 따라 연장되고 조향다이얼스위치, 변속슬라이드스위치, 가속회전스위치 및 제동버튼스위치가 구비된 스위치부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 조향다이얼스위치는 사용자가 한쪽 손으로 파지부를 잡은 상태일 때 하우징의 후방면 상단에 구비되고 사용자가 파지부를 파지하지 않은 다른 손으로 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전시켜서 조작하는 것을 특징으로 한다.
상기 조향다이얼스위치는 사용자의 조작시 하우징에 대해 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전하고, 사용자의 조작력이 해제되면 리턴스프링의 스프링력에 의해 반대방향으로 회전해서 초기위치로 복귀하는 것을 특징으로 한다.
상기 조향다이얼스위치는 리턴스프링의 스프링력에 의한 복귀속도를 늦추는 댐퍼를 포함하고; 상기 댐퍼는 조향다이얼스위치의 내부에서 동심을 이루도록 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 변속슬라이드스위치는 스위치부의 상부면에 구비되고 사용자가 파지부를 파지하지 않은 다른 손의 손가락을 표면에 접촉시킨 상태에서 손가락을 전방으로 밀거나 후방으로 당겨서 조작하는 것을 특징으로 한다.
상기 변속슬라이드스위치의 조작시 4개의 변속단(P단, R단, N단, D단) 중 어느 하나가 실행되거나 또는 3개의 변속단(R단, N단, D단) 중 어느 하나가 실행되는 것을 특징으로 한다.
상기 변속슬라이드스위치의 조작시 3개의 변속단(R단, N단, D단) 중 어느 하나가 실행되도록 구성된 경우이면, 고정형 디스플레이기기에 P단 조작을 위한 메뉴가 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 변속슬라이드스위치의 조작시 3개의 변속단(R단, N단, D단) 중 어느 하나가 실행되도록 구성된 경우이면, 변속슬라이드스위치를 N단으로 조작한 다음 제동버튼스위치를 일정시간 이상 조작하면 P단이 실행되는 것을 특징으로 한다.
상기 가속회전스위치는 스위치부에서 파지부와 가장 근접된 위치에 구비되고 사용자가 파지부를 파지한 손의 손가락을 하우징의 좌우방향으로 관통시킨 상태에서 손가락을 후방으로 당겨서 조작하는 것을 특징으로 한다.
상기 가속회전스위치의 조작감 및 복귀력 제공을 위해 가속회전스위치에는 블릿이 블릿스프링을 매개로 탄성 지지되게 설치되고, 하우징에는 블릿과 접촉하는 물결모양의 홈이 형성된 그루브부재가 고정되게 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 제동버튼스위치는 사용자가 한쪽 손으로 파지부를 잡은 상태일 때 하우징의 후방면에 구비되고 사용자가 파지부를 파지한 손의 손가락으로 눌러서 조작하는 것을 특징으로 한다.
상기 가속회전스위치와 제동버튼스위치는 연결스프링에 의해 연결되도록 설치되고; 상기 연결스프링은 가속회전스위치 및 제동버튼스위치에 복귀력을 제공하고; 사용자가 가속회전스위치와 제동버튼스위치를 동시에 조작하면 연결스프링의 스프링력을 통해 2개의 스위치가 동시에 조작되는 상황임을 인식할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
상기 이동형 조작기기는 조향다이얼스위치와 변속슬라이드스위치 및 가속회전스위치와 제동버튼스위치에 각각 결합된 영구자석; 및 상기 영구자석과 대면하도록 하우징에 고정 설치된 PCB를 더 포함하고; 상기 PCB는 영구자석의 자속 변화를 통해 조향과 관련된 신호나 또는 변속과 관련된 신호나 또는 가속과 관련된 신호나 또는 제동과 관련된 신호 중 어느 하나의 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.
상기 가속회전스위치와 제동버튼스위치가 동시에 조작되면 PCB는 제동버튼스위치의 신호를 우선순위로 인식해서 처리하는 것을 특징으로 한다.
상기 조향다이얼스위치, 변속슬라이드스위치, 가속회전스위치 및 제동버튼스위치는 오조작의 방지를 위해 조작방식이 서로 상이한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자율주행 차량용 통합조작장치는, 자율주행모드에서 수동운전모드로 전환시 사용자가 휴대용 기기에 해당하는 이동형 조작기기를 조작해서 차량의 조향과 변속 및 가속과 제동을 실시하고, 터치식으로 조작하는 고정형 디스플레이기기를 조작해서 차량의 기타 기능을 수행하는 구성으로, 조작이 쉽고 편리하며, 특히 차량의 다양한 조작기능을 이동형 조작기기와 터치식 디스플레이기기로 분리해서 구성함에 따라 오조작을 최대한 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 이동형 조작기기는 사용자가 손으로 파지한 상태로 원하는 위치로 이동이 가능한 휴대용 기기로서, 부피가 작고 중량이 가벼워서 쉽게 조작이 가능한 효과가 있다.
또한, 이동형 조작기기에 구비된 조향다이얼스위치, 변속슬라이드스위치, 가속회전스위치, 및 제동버튼스위치는 조작방식이 상이한 구성으로, 이를 통해 오조작을 최대한 예방할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따라 자율주행 차량에 통합조작장치가 구비된 도면,
도 2는 본 발명에 따른 이동형 조작기기의 사시도
도 3 내지 도 4는 도 2에서 하우징의 일측면을 제거한 상태의 측면도,
도 5는 도 3의 본 발명에 따른 이동형 조작기기의 분해사시도,
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 조향다이얼스위치를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 변속슬라이드스위치를 설명하기 위한 도면,
도 10 내지 도 11은 본 발명에 따른 회전가속스위치 및 제동버튼스위치를 설명하기 위한 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 일실시예에 따른 자율주행 차량용 통합조작장치에 대해 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 자율주행 차량용 통합조작장치는 도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 자율주행 차량(1)내에 구비되며, 자율주행 중에 긴급 상황이 발생하면 차량의 매니저가 직접 조작해서 차량을 수동운전모드로 운행할 수 있는 기기이다.
즉, 본 발명에 따른 자율주행 차량용 통합조작장치는 사용자가 손(2)으로 파지한 상태에서 조향과 변속 및 가속과 제동을 위해 조작하는 이동형 조작기기(10); 및 상기 이동형 조작기기(10)와 분리되게 구성되어서 조향과 변속 및 가속과 제동이외의 기타 기능의 조작을 위해 사용자가 터치식으로 조작하는 고정형 디스플레이기기(20);를 포함한다.
상기 이동형 조작기기(10)는 사용자가 손(2)으로 파지한 상태에서 원하는 위치로 이동이 가능한 휴대용 조작기기이고, 상기 고정형 디스플레이기기(20)는 자율주행 차량(1)의 실내공간에 고정되게 설치된 기기로서, 이동형 조작기기(10)와 고정형 디스플레이기기(20)는 서로 분리된 구조의 기기가 된다.
이동형 조작기기(10)는 외적 형상에 따라 레버형 조작기기로 명명될 수 있다.
고정형 디스플레이기기(20)의 조작으로 구현되는 기타 기능은 차량의 전후방에 장착된 램프류의 구동기능, 경고음 발생기능, 주행모드 변경기능을 포함한다.
차량의 램프류는 차량에 장착되는 모든 종류의 램프를 포함하며, 헤드램프, 안개등, 방향지시등, 미등, 경고등 등이 포함될 수 있다.
주행모드의 변경은 자율주행모드와 수동운전모드가 포함된다.
본 발명에 따른 실시예는 휴대용 기기에 해당하는 이동형 조작기기(10)를 조작해서 차량의 조향과 변속 및 가속과 제동을 실시하고, 터치식 고정형 디스플레이기기(20)를 조작해서 차량의 기타 기능을 수행하는 구성으로, 조작이 쉽고 편리하며, 특히 차량의 다양한 조작기능을 이동형 조작기기(10)와 터치식 고정형 디스플레이기기(20)로 분리해서 구성함에 따라 오조작을 최대한 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 이동형 조작기기(10)는 사용자가 손으로 파지한 상태로 원하는 위치로 이동이 가능한 휴대용 기기로서, 부피가 작고 중량이 가벼워서 쉽게 조작이 가능한 장점도 있다.
본 발명에 따른 이동형 조작기기(10)는 사용자가 한쪽 손(2)으로 잡아서 파지하는 하우징(100); 및 상기 하우징(100)에 구비된 조향다이얼스위치(200), 변속슬라이드스위치(300), 가속회전스위치(400) 및 제동버튼스위치(500)를 포함한다.
하우징(100)은 박스구조의 일자모양으로 형성되고, 사용자가 한쪽 손(2)으로 잡아서 파지하는 파지부(110), 및 상기 파지부(110)의 길이방향을 따라 연장되고 조향다이얼스위치(200)와 변속슬라이드스위치(300)와 가속회전스위치(400) 및 제동버튼스위치(500)가 구비된 스위치부(120)를 포함한다.
하우징(100)은 외관을 형성하고 충격시 내부부품을 보호하는 역할을 하는 것으로 좌측하우징과 우측하우징이 분리 가능한 구조로 결합된 구성이고, 내부에는 코어브라켓(130)이 구비된다.
코어브라켓(130)은 다수개의 기능 부품들이 결합되고, 후술하는 PCB를 구속시키는 역할을 한다.
좌측하우징과 우측하우징 및 코어브라켓(130)을 포함한 구성을 하우징(100)이라 할 수 있다.
이동형 조작기기(10)는 스프링와이어(30)를 매개로 자율주행 차량과 연결되고, 스프링와이어(30)의 양단은 이동형 조작기기(10) 및 자율주행 차량과 분리 가능한 커넥터구조로 연결된다.
이동형 조작기기(10)는 사용자인 차량의 매니저가 손(2)으로 파지한 상태에서 원하는 위치로 이동이 가능한 휴대용 조작기기로서, 스프링와이어(30)는 이동형 조작기기(10)의 위치 이동시에도 자체적으로 보유한 텐션에 의해 처짐현상이 발생하지 않아서, 발로 밟히는 현상을 방지할 수 있고, 이를 통해 단선에 의한 고장을 예방할 수 있게 됨으로써 안전성 측면에서 유리한 장점이 있다.
스프링와이어(30)의 커넥터구조는 락킹구조를 가지고 있어서 락킹을 해제하지 않는 한 이동형 조작기기(10) 및 자율주행 차량의 차체로부터 이탈되지 않는다.
조향다이얼스위치(200)는 사용자가 한쪽 손(2)으로 파지부(110)를 잡은 상태일 때 하우징(100)의 후방면 상단에 구비되고, 사용자가 파지부(110)를 파지하지 않은 다른 손으로 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전시켜서 조작하게 된다.
도 2와 같이 사용자가 오른손으로 파지부(110)를 감싸도록 잡고, 파지부(110)의 위쪽으로 스위치부(120)가 연장된 상태일 때, 조향다이얼스위치(200)는 스위치부(120)의 후방면 가장 위쪽위치에서 사용자의 몸을 향해 돌출되도록 구비되고, 다이얼방식으로 회전이 가능하도록 구비되며, 하우징(100)을 파지하지 않은 다른 손 즉 왼손의 손가락이나 또는 왼손 전체를 이용해서 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전시켜서 조작할 수 있다.
조향다이얼스위치(200)는 사용자의 조작시 하우징(100)에 대해 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전하고, 사용자의 조작력이 해제되면 리턴스프링(240)의 스프링력에 의해 반대방향으로 회전해서 초기위치로 복귀한다.
또한, 조향다이얼스위치(200)는 리턴스프링(240)의 스프링력에 의한 복귀속도를 늦추는 댐퍼(260)를 포함하고, 댐퍼(260)는 조향다이얼스위치(200)의 내부에서 동심을 이루도록 설치되며, 댐퍼(260)가 조향다이얼스위치(200)의 내부에 위치하도록 설치됨에 따라 조향다이얼스위치(200)의 외형적 사이즈를 축소시킬 수 있으며, 이를 통해 컴팩트하게 구성할 수 있는 장점이 있다.
조향다이얼스위치(200)는 스위치부(120)의 위쪽위치에서 사용자를 향하는 후방면을 통해 하우징(100)의 밖으로 노출되게 설치된다.
조향다이얼스위치(200)는 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 조향노브(210), 베이스기어(220), 회전부재(230), 리턴스프링(240), 외부케이스(250), 댐퍼(260), 다이얼샤프트(270), 센싱기어(280), 영구자석(290)을 포함한다.
조향노브(210)는 사용자가 회전 조작하는 부품이고, 조향노브(210)와 베이스기어(220)는 상호 결합되어서 일체로 회전하며, 베이스기어(220)에는 기어부(221)가 원주방향을 따라 형성된다.
외부케이스(250)는 하우징(100)을 구성하는 코어브라켓(130)에 고정되게 결합되고, 외부케이스(250)내에 회전부재(230)가 회전 가능하게 수용된다.
회전부재(230)와 외부케이스(250)에는 스프링작동돌기(231) 및 스토퍼돌기(251)가 동일방향으로 돌출되게 구비된다.
회전부재(230)의 외주면에 리턴스프링(240)이 감겨지도록 설치되고, 리턴스프링(240)의 양단은 스토퍼돌기(251)의 외측면에 지지되며, 리턴스프링(240)의 양단사이에 스프링작동돌기(231)가 위치한다.
댐퍼(260)는 마이크로 댐퍼라 불리우고, 외부고정체(261) 및 내부회전체(262)로 구성되며, 외부고정체(261)와 내부회전체(262)사이에 실리콘오일이 충진되어서 댐핑력을 발휘한다.
댐퍼(260)는 회전부재(230)의 내측으로 위치하게 구성되고, 댐퍼(260)의 외부고정체(261)는 코어브라켓(130)에 결합되고, 외부고정체(261)에는 키(263)가 외측으로 돌출되게 형성되고, 코어브라켓(130)에는 키홈이 형성되어서, 키(263)가 키홈에 삽입됨에 따라 댐퍼(260)의 외부고정체(261)는 코어브라켓(130)에 고정되게 결합된다.
다이얼샤프트(270)는 베이스기어(220) 및 회전부재(230)의 중심을 관통한 후 댐퍼(260)의 내부회전체(262)와 결합되며, 다이얼샤프트(270)의 결합 후 베이스기어(220)에 조향노브(210)가 결합되어서 다이얼샤프트(270)의 노출을 방지한다.
센싱기어(280)는 베이스기어(220)의 기어부(221)와 외접기어 형태로 치합되고, 센싱기어(280)의 회전 중심부에 영구자석(290)이 PCB(600, Printed Circuit Board)와 대면하는 형태로 결합된다.
본 발명에 따라 댐퍼(260)가 조향다이얼스위치(200)의 내부에 위치하도록 설치됨에 따라 조향다이얼스위치(200)의 외형적 사이즈를 축소시킬 수 있으며, 이를 통해 컴팩트하게 구성할 수 있다.
또한, 본 발명은 다이얼샤프트(270)의 구속력을 통해 댐퍼(260)를 작동시킬 수 있는 구성으로, 기어구조를 사용하지 않음에 따라 정밀 금형비의 절감을 도모할 수 있으며, 특히 댐퍼(260)의 회전시 기어구조에 의한 맥동 노이즈의 발생을 없앨 수 있는 장점이 있다.
댐퍼(260)는 리턴스프링(240)의 스프링력에 의한 복귀속도를 늦추는 역할을 함으로써 소음 및 충격을 방지하는 역할을 한다.
사용자가 조향다이얼스위치(200)를 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전시키면, 센싱기어(280)의 회전에 의해 영구자석(290)이 회전하고, PCB(600)는 영구자석(290)의 회전에 따른 자속의 변화를 통해 조향다이얼스위치(200)의 회전을 인지해서 조향과 관련된 신호를 발생하게 된다.
또한, 사용자가 조향다이얼스위치(200)를 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전시킴에 따라 리턴스프링(240)이 압축되면서 탄성력을 축적하게 되고, 사용자가 조향다이얼스위치(200)로부터 조작력을 해제하면 조향다이얼스위치(200)는 리턴스프링(240)의 스프링력에 의해 반대방향으로 회전해서 초기위치로 복귀하게 된다.
조향다이얼스위치(200)에는 파워핸들이 추가로 더 구비될 수 있으며, 파워핸들의 윗면은 조향다이얼스위치(200)의 외부로 노출되게 설치될 수 있다.
파워핸들의 윗면은 사용자가 손가락을 얹을 수 있는 오목한 모양으로 형성되며, 사용자가 왼손의 검지 또는 엄지를 파워핸들의 윗면에 올려서 적은 힘으로 회전력을 가해주면 조향다이얼스위치(200) 전체가 하우징(100)에 대해 회전할 수 있게 된다.
변속슬라이드스위치(300)는 스위치부(120)의 상부면에 구비되고, 사용자가 파지부를 파지하지 않은 다른 손 즉 왼손의 엄지 또는 검지를 표면에 접촉시킨 상태에서 손가락을 전방으로 밀거나 후방으로 당겨서 조작할 수 있다.
변속슬라이드스위치(300)의 조작시 4개의 변속단(P단, R단, N단, D단) 중 어느 하나가 실행될 수 있도록 구성되거나 또는 3개의 변속단(R단, N단, D단) 중 어느 하나가 실행될 수 있도록 구성될 수 있다,
변속슬라이드스위치(300)의 조작시 3개의 변속단(R단, N단, D단) 중 어느 하나가 실행되는 구성이면, 변속슬라이드스위치(300)의 이동거리를 줄일 수 있게 됨에 따라 사이즈 축소를 도모할 수 있는 장점이 있다.
변속슬라이드스위치(300)의 조작시 3개의 변속단(R단, N단, D단) 중 어느 하나가 실행되는 경우이면, 고정형 디스플레이기기(20)에 P단 조작을 위한 메뉴가 추가로 구성될 수 있으며, 이를 통해 비상상황 발생시 차량의 매니저가 아니더라도 자율주행 차량에 탑승한 승객 중 누구라도 P단 조작이 가능해서 사고 발생을 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 변속슬라이드스위치(300)의 조작시 3개의 변속단(R단, N단, D단) 중 어느 하나가 실행되는 경우이면, 변속슬라이드스위치(300)를 N단으로 조작한 다음 제동버튼스위치(500)를 일정시간 이상 조작하면 P단이 실행되도록 구성할 수 있다.
즉, 변속슬라이드스위치(300)를 N단으로 조작한 다음, 차량의 시동을 오프(OFF)시켜서 N단 주차상황을 만들고, N단 상황에서 제동버튼스위치(500)를 3초 이상 조작하면, 차량은 P단으로 변경되어서 최종적으로 P단 주차상황이 되는 것이다.
변속슬라이드스위치(300)는 스위치부(120)의 상부면에 위치하도록 설치되어서, 사용자가 오른손으로 파지부(110)를 잡은 상태에서 왼손의 엄지 또는 검지를 이용해서 변속슬라이드스위치(300)를 전방으로 밀거나 후방으로 당김으로써 조작한다.
변속슬라이드스위치(300)의 노브(310)는 로드(320)와 일체화를 이루도록 결합되고, 로드(320)는 스위치본체(330)에 대해 직선왕복 이동할 수 있도록 구성되며, 로드(320)에는 영구자석(340)이 결합되어서 PCB(600)와 대면하는 형태로 설치된다.
또한, 스위치본체(330)의 내부에는 그루브 구조가 있어서 노브(310)의 조작시 로드(320)의 위치고정이 가능하고, 특히 스위치본체(330)에 스프링이 구비되어 있어서 조작력 형성도 가능하다.
사용자가 오른손으로 하우징(100)의 파지부(110)를 잡고 왼손의 검지 또는 엄지를 이용해서 변속슬라이드스위치(300)의 노브(310)를 전방으로 밀거나 또는 후방으로 당겨주면, 로드(320)의 이동에 의해 영구자석(340)의 위치가 변하고, PCB(600)는 영구자석(340)의 위치변화에 따른 자속의 변화를 통해 변속슬라이드스위치(300)의 이동을 인지해서 변속과 관련된 신호를 발생하게 된다.
가속회전스위치(400)는 스위치부(120)에서 파지부(100)와 가장 근접된 위치에 구비되고, 사용자가 파지부(110)를 파지한 손 즉 오른손의 검지를 이용해서 조작할 수 있다.
사용자가 오른손으로 파지부(100)를 권총처럼 파지한 다음, 오른손의 검지를 하우징(100)의 좌우방향으로 관통시킨 상태에서 방아쇠를 당기듯이 검지를 후방으로 당겨서 조작할 수 있다.
하우징(100)에는 사용자가 하우징(100)을 파지한 오른손의 검지를 좌우방향으로 관통시킬 수 있도록 하우징구멍(140)이 형성된다.
가속회전스위치(400)는 상부가 하우징(100)을 구성하는 코어브라켓(130)에 전후방향으로 회전 가능하게 결합되고, 하부가 사용자의 오른손의 검지로 조작된다.
가속회전스위치(400)의 회전 중심이 되는 상부의 위치를 고정하기 위해 가속고정브라켓(410)이 사용되고, 가속고정브라켓(410)은 가속회전스위치(400)의 회전 중심이 되는 상부를 커버링하면서 코어브라켓(130)에 고정되게 결합된다.
가속회전스위치(400)의 조작감 제공 및 복귀력 제공을 위해 가속회전스위치(400)의 상부에는 블릿(420)이 블릿스프링(430)을 매개로 탄성 지지되게 설치되고, 하우징(100)을 구성하는 코어브라켓(130)에는 블릿(420)과 접촉하는 물결모양의 홈(441)이 형성된 그루브부재(440)가 고정되게 설치된다.
가속회전스위치(400)의 회전 중심부에 영구자석(450)이 PCB(600)와 대면하는 형태로 결합되고, 사용자가 오른손으로 하우징(100)의 파지부(110)를 잡고 오른손의 검지를 이용해서 가속회전스위치(400)를 당겨주면, 영구자석(450)이 회전하고, PCB(600)는 영구자석(450)의 회전에 따른 자속의 변화를 통해 가속회전스위치(400)의 회전을 인지해서 가속과 관련된 신호를 발생하게 된다.
제동버튼스위치(500)는 사용자가 한쪽 손으로 파지부(110)를 잡은 상태일 때 하우징(100)의 후방면에 구비되고 사용자가 파지부(110)를 파지한 손의 손가락으로 눌러서 조작할 수 있다.
즉, 사용자가 오른손으로 파지부(100)를 권총처럼 파지한 다음, 오른손의 검지는 가속회전스위치(400)를 조작하고, 오른손의 엄지는 하우징(100)의 후방면에 구비된 제동버튼스위치(500)를 눌러서 조작할 수 있다.
제동버튼스위치(500)는 사용자가 조작하는 노브(510), 및 노브(510)와 결합되어서 일체로 이동하는 슬라이더(520)를 포함하는 구성으로, 노브(510)는 하우징(100)의 후방면을 통해 외부로 노출되게 설치되고, 슬라이더(520)는 하우징(100)을 구성하는 코어브라켓(130)에 전후방향으로 슬라이드 이동할 수 있도록 설치된다.
슬라이더(520)에는 영구자석(530)이 PCB(600)와 대면하는 형태로 결합되고, 사용자가 오른손으로 하우징(100)의 파지부(110)를 잡고 오른손의 엄지를 이용해서 제동버튼스위치(500)를 눌러주면, 영구자석(530)의 위치가 변하고, PCB(600)는 영구자석(530)의 위치변화에 따른 자속의 변화를 통해 제동버튼스위치(400)의 이동을 인지해서 제동과 관련된 신호를 발생하게 된다.
제동버튼스위치(500)의 이탈을 방지하기 위해 제동고정브라켓(540)이 사용되고, 제동고정브라켓(540)은 영구자석(530)이 결합된 슬라이더(520)의 일측을 커버링하면서 코어브라켓(130)에 고정되게 결합된다.
본 발명에 따라 하우징(100)을 구성하는 코어브라켓(130)에 연결스프링(700)의 중심이 고정되게 설치되고, 연결스프링(700)의 일단은 가속회전스위치(400)의 하단과 접촉하고, 연결스프링(700)의 타단은 제동버튼스위치(500)를 구성하는 슬라이더(520)의 끝과 접촉하도록 설치된다.
연결스프링(700)은 가속회전스위치(400) 및 제동버튼스위치(500)의 조작시 복귀력을 제공하는 역할을 한다.
가속회전스위치(400)는 블릿스프링(430)과 연결스프링(700)의 이중 스프링구조로 복귀력이 제공되는 구성이며, 따라서 2개의 스프링 중 어느 하나가 파손 또는 손상되더라도 나머지 하나의 스프링이 제 기능을 수행할 수 있다.
블릿스프링(430)과 연결스프링(700)은 스프링력이 서로 다른 구성으로, 따라서 가속회전스위치(400) 또는 제동버튼스위치(500)의 조작시 스프링력의 차이를 통해 오조작을 방지할 수 있다.
그리고, 사용자가 가속회전스위치(400)와 제동버튼스위치(500)를 동시에 조작하는 상황이 발생하면, 연결스프링(700)의 스프링력이 급격이 커지게 되는 바, 사용자는 급격이 커진 연결스프링(700)의 스프링력을 통해 2개의 스위치가 동시에 조작되는 상황임을 인식할 수 있게 됨으로써 오조작을 방지할 수 있게 된다.
만약에, 사용자가 가속회전스위치(400)와 제동버튼스위치(500)가 동시에 조작하게 되면, PCB(600)는 제동버튼스위치(500)의 신호를 우선순위로 인식해서 처리하게 되고, 이를 통해 오조작 및 급가속에 의한 사고발생을 예방할 수 있다.
본 발명에 따라 조향다이얼스위치(200), 변속슬라이드스위치(300), 가속회전스위치(400), 및 제동버튼스위치(500)는 조작방식이 서로 상이한 것이 특징으로, 이를 통해 조작시 직관성을 높여서 오조작을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자율주행 차량용 통합조작장치는, 자율주행모드에서 수동운전모드로 전환시 사용자가 휴대용 기기에 해당하는 이동형 조작기기(10)를 조작해서 차량의 조향과 변속 및 가속과 제동을 실시하고, 터치식으로 조작하는 고정형 디스플레이기기(20)를 조작해서 차량의 기타 기능을 수행하는 구성으로, 조작이 쉽고 편리하며, 특히 차량의 다양한 조작기능을 이동형 조작기기(10)와 터치식 디스플레이기기(20)로 분리해서 구성함에 따라 오조작을 최대한 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 이동형 조작기기(10)는 사용자가 손으로 파지한 상태로 원하는 위치로 이동이 가능한 휴대용 기기로서, 부피가 작고 중량이 가벼워서 쉽게 조작이 가능한 장점이 있다.
또한, 이동형 조작기기(10)에 구비된 조향다이얼스위치(200), 변속슬라이드스위치(300), 가속회전스위치(400), 및 제동버튼스위치(500)는 조작방식이 상이한 구성으로, 이를 통해 오조작을 최대한 예방할 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 - 자율주행 차량 2 - 손
10 - 이동형 조작기기 20 - 고정형 디스플레이기기
30 - 스프링와이어 100 - 하우징
110 - 파지부 120 - 스위치부
130 - 코어브라켓 140 - 하우징구멍
200 - 조향다이얼스위치 210 - 조향노브
220 - 베이스기어 221 - 기어부
230 - 회전부재 231 - 스프링작동돌기
240 - 리턴스프링 250 - 외부케이스
251 - 스토퍼돌기 260 - 댐퍼
261 - 외부고정체 262 - 내부회전체
263 - 키 270 - 다이얼샤프트
280 - 센싱기어 290,340,450,530 - 영구자석
300 - 변속슬라이드스위치 310,510 - 노브
320 - 로드 330 - 스위치본체
400 - 가속회전스위치 410 - 가속고정브라켓
420 - 블릿 430 - 블릿스프링
440 - 그루브부재 441 - 홈
500 - 제동버튼스위치 520 - 슬라이더
540 - 제동고정브라켓 600 - PCB
700 - 연결스프링

Claims (20)

  1. 자율주행모드에서 수동운전모드로 전환시 사용자가 조작할 수 있도록 자율주행 차량에 구비된 통합조작장치로서,
    사용자가 손으로 파지한 상태에서 조향과 변속 및 가속과 제동을 위해 조작하는 이동형 조작기기를 포함하고;
    상기 이동형 조작기기는 사용자가 한쪽 손으로 잡아서 파지하는 하우징; 및
    상기 하우징에 구비된 조향다이얼스위치, 변속슬라이드스위치, 가속회전스위치 및 제동버튼스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동형 조작기기와 분리되게 구성되어서 조향과 변속 및 가속과 제동이외의 기타 기능의 조작을 위해 사용자가 터치식으로 조작하는 고정형 디스플레이기기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동형 조작기기는 사용자가 파지한 상태에서 원하는 위치로 이동이 가능한 휴대용 기기이고;
    상기 고정형 디스플레이기기는 자율주행 차량의 실내공간에 고정되게 설치된 기기인 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정형 디스플레이기기의 조작으로 구현되는 기타 기능은 차량의 전후방에 장착된 램프류의 구동기능, 경고음 발생기능, 주행모드 변경기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동형 조작기기는 스프링와이어를 매개로 자율주행 차량과 연결되고;
    상기 스프링와이어의 양단은 이동형 조작기기 및 자율주행 차량과 분리 가능한 커넥터구조로 연결된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징은 사용자가 한쪽 손으로 잡아서 파지하는 파지부; 및
    상기 파지부의 길이방향을 따라 연장되고 조향다이얼스위치, 변속슬라이드스위치, 가속회전스위치 및 제동버튼스위치가 구비된 스위치부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 조향다이얼스위치는 사용자가 한쪽 손으로 파지부를 잡은 상태일 때 하우징의 후방면 상단에 구비되고 사용자가 파지부를 파지하지 않은 다른 손으로 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전시켜서 조작하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 조향다이얼스위치는 사용자의 조작시 하우징에 대해 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전하고, 사용자의 조작력이 해제되면 리턴스프링의 스프링력에 의해 반대방향으로 회전해서 초기위치로 복귀하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 조향다이얼스위치는 리턴스프링의 스프링력에 의한 복귀속도를 늦추는 댐퍼를 포함하고;
    상기 댐퍼는 조향다이얼스위치의 내부에서 동심을 이루도록 설치된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 변속슬라이드스위치는 스위치부의 상부면에 구비되고 사용자가 파지부를 파지하지 않은 다른 손의 손가락을 표면에 접촉시킨 상태에서 손가락을 전방으로 밀거나 후방으로 당겨서 조작하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  11. 청구항 2에 있어서,
    상기 변속슬라이드스위치의 조작시 4개의 변속단(P단, R단, N단, D단) 중 어느 하나가 실행되거나 또는 3개의 변속단(R단, N단, D단) 중 어느 하나가 실행되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 변속슬라이드스위치의 조작시 3개의 변속단(R단, N단, D단) 중 어느 하나가 실행되도록 구성된 경우이면, 고정형 디스플레이기기에 P단 조작을 위한 메뉴가 구성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 변속슬라이드스위치의 조작시 3개의 변속단(R단, N단, D단) 중 어느 하나가 실행되도록 구성된 경우이면, 변속슬라이드스위치를 N단으로 조작한 다음 제동버튼스위치를 일정시간 이상 조작하면 P단이 실행되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  14. 청구항 6에 있어서,
    상기 가속회전스위치는 스위치부에서 파지부와 가장 근접된 위치에 구비되고 사용자가 파지부를 파지한 손의 손가락을 하우징의 좌우방향으로 관통시킨 상태에서 손가락을 후방으로 당겨서 조작하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 가속회전스위치의 조작감 및 복귀력 제공을 위해 가속회전스위치에는 블릿이 블릿스프링을 매개로 탄성 지지되게 설치되고, 하우징에는 블릿과 접촉하는 물결모양의 홈이 형성된 그루브부재가 고정되게 설치된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  16. 청구항 6에 있어서,
    상기 제동버튼스위치는 사용자가 한쪽 손으로 파지부를 잡은 상태일 때 하우징의 후방면에 구비되고 사용자가 파지부를 파지한 손의 손가락으로 눌러서 조작하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 가속회전스위치와 제동버튼스위치는 연결스프링에 의해 연결되도록 설치되고;
    상기 연결스프링은 가속회전스위치 및 제동버튼스위치에 복귀력을 제공하고;
    사용자가 가속회전스위치와 제동버튼스위치를 동시에 조작하면 연결스프링의 스프링력을 통해 2개의 스위치가 동시에 조작되는 상황임을 인식할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동형 조작기기는 조향다이얼스위치와 변속슬라이드스위치 및 가속회전스위치와 제동버튼스위치에 각각 결합된 영구자석; 및
    상기 영구자석과 대면하도록 하우징에 고정 설치된 PCB를 더 포함하고;
    상기 PCB는 영구자석의 자속 변화를 통해 조향과 관련된 신호나 또는 변속과 관련된 신호나 또는 가속과 관련된 신호나 또는 제동과 관련된 신호 중 어느 하나의 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 가속회전스위치와 제동버튼스위치가 동시에 조작되면 PCB는 제동버튼스위치의 신호를 우선순위로 인식해서 처리하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
  20. 청구항 1에 있어서,
    상기 조향다이얼스위치, 변속슬라이드스위치, 가속회전스위치 및 제동버튼스위치는 오조작의 방지를 위해 조작방식이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
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