KR20230134161A

KR20230134161A - 자율주행 차량용 통합조작장치

Info

Publication number: KR20230134161A
Application number: KR1020220030154A
Authority: KR
Inventors: 김은식
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2022-03-10
Filing date: 2022-03-10
Publication date: 2023-09-21
Also published as: US20230288922A1

Abstract

본 발명은 자율주행 차량용 통합조작장치에 관한 것으로, 자율주행 차량에 구비되고, 수동운전모드 상황에서 사용자가 조향과 가속 및 제동을 위해 조작하는 장치이며, 조향조작을 하는 하우징(120)에 가속버튼(200) 및 제동버튼(300)이 함께 구비되어서 운전자가 자주 사용하는 가속기능과 제동기능 및 조향기능은 하나의 통합조작장치에 모두 통합되고, 자주 사용하지 않는 변속기능은 통합조작장치에서 분리됨에 따라 조작의 안정성을 확보할 수 있도록 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, 수동운전모드의 경우 안전성 및 조작의 편의성 향상을 위해 드라이브 바이 와이어(DRIVE BY WIRE) 방식의 시스템 개발이 활발히 진행되고 있고, 이를 위해 자율주행 차량에는 수동운전모드로 조작시 가속과 제동 및 조향기구를 최소 레이아웃으로 컴팩트하게 구성해서 조작할 수 있는 장치의 기술들이 개발되고 있다.

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.

또한, 종래의 통합조작장치는 운전자가 자주 사용하는 가속기능과 제동기능 및 조향기능 중 일부의 기능만을 통합하여 사용하는 구성으로 차량의 레이아웃 측면에서 불리한 단점이 있다.

또한, 종래의 통합조작장치는 조향기능의 경우 사용자의 실제 조작변위가 작아서 조작이 용이하지 않은 단점도 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 차량에 구비된 통합조작장치로서, 조작시 편의성 향상을 도모하고, 오조작을 최대한 방지할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 운전자가 자주 사용하는 가속기능과 제동기능 및 조향기능은 하나의 통합조작장치에 모두 통합하고, 자주 사용하지 않는 변속기능은 통합조작장치에서 분리한 구성으로, 조작의 안전성을 확보하고 차량의 레이아웃 측면에서 유리하도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명의 통합조작장치는 대변위가 필요한 조향기능의 경우 조작변위를 크게 구현한 구성으로, 조작의 편의성 향상을 도모할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자율주행 차량용 통합조작장치는, 차량 실내의 장착면에 조향핀을 중심으로 시계방향 및 반 시계방향으로 회전 가능하게 결합되고, 사용자가 손으로 잡고 시계방향 및 반 시계방향으로 회전 조작시 조향신호를 발생하는 조향기구; 상기 조향기구에 구비된 가속버튼 및 제동버튼;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 조향기구는 조향핀과 가속버튼 및 제동버튼이 구비되고, 사용자가 손으로 잡고 회전 조작하는 하우징; 상기 하우징에 구비된 조향자석; 및 상기 조향자석과 대면하도록 장착면에 구비되고, 하우징이 조향핀을 중심으로 회전시 조향자석의 위치변화에 따른 자속변화를 인식해서 조향과 관련된 신호를 발생하는 제1PCB;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 조향핀은 장착면을 관통한 후 너트와 결합되어서 장착면으로부터 이탈이 방지되는 것을 특징으로 한다.

상기 조향기구는 장착면과 조향핀에 양단이 결합되어서 회전된 하우징에 복귀력을 제공하는 조향복귀스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징은 사용자의 손바닥이 안착되고 바닥에 조향핀이 구비된 안착부; 및 상기 안착부의 전방으로 연장되고, 전면과 측면에 가속버튼과 제동버튼이 각각 구비된 연장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징은 안착부의 좌우측에서 상방으로 돌출된 가이드부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 조향기구는 하우징의 안착부에 사용자가 손바닥을 안착시킨 상태에서 조향핀을 중심으로 하우징을 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전시키면서 조작하는 것을 특징으로 한다.

상기 가속버튼은 하우징의 전면에서 상단이 회전축을 중심으로 하우징에 대해 회전 가능하게 결합되고 하단이 상단의 회전축을 중심으로 전후로 회전하는 회전레버버튼인 것을 특징으로 한다.

상기 하우징과 가속버튼에 양단이 지지되게 설치되어서 회전된 가속버튼에 복귀력을 제공하는 가속복귀스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 가속버튼은 사용자가 하우징을 파지한 손의 손가락으로 눌러서 조작하고, 사용자의 조작력이 해제되면 가속복귀스프링의 스프링력에 의해 초기위치로 복귀하는 것을 특징으로 한다.

상기 사용자가 가속버튼을 눌러서 조작할 때에 가속이 실행되고, 조작력을 해제하면 가속복귀스프링의 스프링력에 의해 초기위치로 복귀하면서 감속이 실행되는 것을 특징으로 한다.

상기 가속버튼은 하우징의 전면에 상단이 회전 가능하게 결합되고, 사용자가 조작하지 않을 때 하우징에 가려져서 하우징의 전방으로 돌출되지 않도록 결합된 것을 특징으로 한다.

상기 제동버튼은 하우징의 일측면에 구비되고 사용자의 조작시 수평방향으로 이동하는 수평이동버튼인 것을 특징으로 한다.

상기 하우징에서 제동버튼과 대면하는 위치에는 하우징격벽이 고정되게 구비되고; 상기 제동버튼과 하우징격벽에 양단이 지지되게 설치되어서 조작된 제동버튼에 복귀력을 제공하는 제동복귀스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제동버튼은 사용자가 하우징을 파지한 손의 손가락으로 눌러서 조작하고, 사용자의 조작력이 해제되면 제동복귀스프링의 스프링력에 의해 초기위치로 복귀하는 것을 특징으로 한다.

상기 가속버튼에 구비된 가속자석; 상기 제동버튼에 구비된 제동자석; 상기 가속자속 및 제동자석과 대면하도록 하우징에 구비되고, 가속버튼의 조작시에는 가속자석의 위치변화에 따른 자속변화를 인식해서 가속과 관련된 신호를 발생하고, 제동버튼의 조작시에는 제동자석의 위치변화에 따른 자속변화를 인식해서 제동과 관련된 신호를 발생하는 제2PCB;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 가속버튼과 제동버튼이 동시에 조작되어서 2개의 신호가 함께 발생되면 제2PCB는 제동신호를 우선적으로 인식해서 처리하고 가속신호는 무시하는 것을 특징으로 한다.

상기 가속버튼과 제동버튼은 오조작의 방지를 위해 조작위치 및 조작방식이 서로 상이한 것을 특징으로 한다.

차량의 변속기능을 담당하는 변속버튼은 가속버튼 및 제동버튼이 구비된 조향기구와 분리되게 구성되어서 조향기구와 이격된 위치에 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 변속버튼은 조향기구가 설치된 장착면에서 조향기구와 간섭됨이 없도록 이격되어 설치되거나 또는 차량 시트, 클러스터, AVN, 콘솔, 차량 실내의 도어측 위치 중 어느 한 곳에서 조향기구와 이격되게 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자율주행 차량용 통합조작장치는, 자율주행 차량에 구비되고, 수동운전모드 상황에서 사용자가 조향과 가속 및 제동을 위해 조작하는 장치로서, 조작이 쉽고 편리하며, 조작의 직관성을 높여서 오조작을 최대한 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 통합조작장치는, 조향조작을 하는 하우징에 가속버튼 및 제동버튼이 함께 구비되어서 운전자가 자주 사용하는 가속기능과 제동기능 및 조향기능은 하나의 통합조작장치에 모두 통합되고, 자주 사용하지 않는 변속기능은 통합조작장치에서 분리된 구성으로, 조작의 안전성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 통합조작장치는, 사용자의 손목 회전을 통해 하우징 전체를 조향핀을 중심으로 회전시켜서 조향조작을 하는 구성으로, 대변위가 필요한 조향기능의 경우 조작변위를 크게 구현할 수 있게 됨에 따라 조작의 편의성 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 통합조작장치는, 조향기구에 구비된 가속버튼과 제동버튼의 조작위치 및 조작방식이 상이한 구성으로, 이를 통해 오조작을 최대한 예방할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 통합조작장치의 분해도,
도 2는 도 1의 결합상태 사시도,
도 3 내지 도 5는 도 2의 평면도와 측면도 및 저면도,
도 6은 본 발명에 따른 조향기구에서 하우징의 커버가 제거된 상태의 도면,
도 7은 도 6의 평면도,
도 8은 본 발명에 따른 조향기구에 사용자의 손이 안착된 상태의 도면,
도 9 내지 도 10은 본 발명에 따라 조향기구와 변속버튼이 분리 구성된 상태를 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 10에 도시된 바와 같이, 자율주행 차량내에 구비되며, 차량 승객(운전자)이 조작해서 차량을 수동운전모드로 운행할 수 있는 기기이다.

본 발명에 따라 수동운전모드 상황에서 사용자가 조작하는 차량용 통합조작장치는, 차량 실내의 장착면(10)에 조향핀(110)을 중심으로 시계방향 및 반 시계방향으로 회전 가능하게 결합되고, 사용자(운전자)가 손으로 잡고 시계방향 및 반 시계방향으로 회전 조작시 조향신호를 발생하는 조향기구(100); 상기 조향기구(100)에 구비된 가속버튼(200) 및 제동버튼(300);을 포함한다.

차량 실내의 장착면(10)은 콘솔, 시트, 센터페시아 중 어느 한 곳이 될 수 있고, 그 외에 운전자의 손이 닿을 수 있는 다른 위치도 가능하다.

조향기구(100)는 사용자가 손으로 잡고 회전 조작할 수 있는 기기이며, 회전 조작시 조향과 관련된 신호를 발생한다.

조향기구(100)에는 사용자가 손가락으로 조작하는 가속버튼(200) 및 제동버튼(300)이 구비되며, 가속버튼(200) 또는 제동버튼(300)의 조작시 차량의 가속과 관련된 신호 또는 제동과 관련된 신호가 발생된다.

조향기구(100)는 조향핀(110)과 가속버튼(200) 및 제동버튼(300)이 구비되고, 사용자가 손으로 잡고 회전 조작하는 하우징(120); 상기 하우징(120)에 구비된 조향자석(130); 및 상기 조향자석(130)과 대면하도록 장착면(10)에 구비되고, 하우징(120)이 조향핀(110)을 중심으로 회전시 조향자석(130)의 위치변화에 따른 자속변화를 인식해서 조향과 관련된 신호를 발생하는 제1PCB(140, Printed Circuit Board);를 포함한다.

하우징(120)은 상하로 분리 가능하게 결합되는 커버(121) 및 하부판(122)으로 구성되며, 하부판(122)의 후방쪽 밑면에 조향핀(110)이 하측으로 돌출되게 구비되고, 하부판(122)의 전방쪽에 복수개의 조향자석(130)이 고정되게 구비된다.

제1PCB(140)는 조향핀(110)을 중심으로 하는 조향자석(130)의 이동방향을 따라 연장되며, 조향자석(130)과 대면하도록 장착면(10)의 밑면에 구비된다.

하우징(120)에 구비된 조향핀(110)은 장착면(10)을 관통한 후 아래로 돌출되고, 장착면(10)을 관통한 조향핀(110)의 단부에는 너트(150)가 결합되며, 너트(150)의 결합에 의해 조향핀(110)이 장착면(10)으로부터 빠지는 것이 방지됨에 따라 장착면(10)으로부터 하우징(120)의 이탈을 방지할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 조향기구(100)는 장착면(10)과 조향핀(110)에 양단이 결합되어서 회전된 하우징(120)에 복귀력을 제공하는 조향복귀스프링(160)을 더 포함한다.

하우징(120)은 사용자의 손바닥이 안착되고 바닥에 조향핀(110)이 구비된 안착부(123); 및 상기 안착부(123)의 전방으로 연장되고, 전면과 측면에 가속버튼(200)과 제동버튼(300)이 각각 구비된 연장부(124);를 포함한다.

안착부(123)와 연장부(124)는 하우징(120)의 커버(121)에 구비되며, 커버(121)의 후방쪽 윗면에 안착부(123)가 구비되고, 연장부(124)는 안착부(123)의 전방으로 연장되게 구비된다.

안착부(123)에는 사용자 손의 손바닥이 안착되며, 안착부(123)에 안착된 사용자 손의 손가락으로 가속버튼(200) 및 제동버튼(300)을 조작하게 된다.

안착부(123)의 좌우측에는 가이드부(125)가 상방으로 돌출되게 구비되며, 가이드부(125)는 안착부(123)에 안착된 사용자 손을 지지해서 미끄러짐 방지 및 안착부(123)로부터 사용자 손의 이탈을 방지하며, 이를 통해 보다 안정된 상태로 조작이 가능하게 된다.

하우징(120)의 안착부(123)에는 도 8과 같이 사용자 손(20)의 손바닥이 안착되며, 이때 손(20)의 손가락들은 가속버튼(200) 또는 제동버튼(300)을 조작할 수 있도록 위치한다.

하우징(120)의 안착부(123)에 사용자가 손바닥을 안착시킨 상태에서 하우징(120)을 시계방향 또는 반 시계방향으로 조작하면, 하우징(120)은 조향핀(110)을 중심으로 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전(도 3의 화살표 R1 및 R2)하며, 하우징(120)의 회전시 제1PCB(140)는 조향자석(130)의 위치변화에 따른 자속변화를 인식해서 조향과 관련된 신호를 발생하게 된다.

하우징(120)의 안착부(123)에 사용자가 손바닥을 안착시키면 도 8과 같이 사용자 손바닥의 후방부(21)는 장착면(10)에 접촉하고, 사용자가 하우징(120)을 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전시킬 때에 손바닥 후방부(21)는 사용자 손(20)의 회전중심의 역할을 하게 된다.

본 발명에 따른 실시예는 사용자의 손목 회전을 통해 하우징(120) 전체를 조향핀(110)을 중심으로 회전시켜서 조향조작을 하는 구성으로, 대변위가 필요한 조향기능의 경우 조작변위를 크게 구현할 수 있게 됨에 따라 조작의 편의성 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.

가속버튼(200)은 하우징(120)의 전면에서 상단이 회전축(210)을 중심으로 하우징(120)에 대해 회전 가능하게 결합되고 하단이 상단의 회전축(210)을 중심으로 전후로 회전하는 회전레버버튼으로 구성된다.

가속버튼(200)은 하우징(120)의 안착부(123)에 안착된 사용자 손(20)의 손가락으로 조작되고, 바람직하게는 도 8과 같이 검지와 중지 및 약지를 이용해서 조작되며, 이를 통해 작은 변위의 정밀제어가 가능하게 된다.

본 발명에 따른 실시예는 하우징(120)과 가속버튼(200)에 양단이 지지되게 설치되어서 회전된 가속버튼(200)에 복귀력을 제공하는 가속복귀스프링(220)을 더 포함한다.

가속복귀스프링(220)은 듀얼(dual)로 구성되며, 2개의 스프링 중 어느 하나가 파손되더라도 나머지 하나가 정상적인 작동을 할 수 있도록 페일세이프의 기능을 포함한다.

가속버튼(200)은 사용자가 하우징(120)을 파지한 손(20)의 검지와 중지 및 약지 손가락으로 눌러서 조작하고, 사용자의 조작력이 해제되면 가속복귀스프링(220)의 스프링력에 의해 초기위치로 복귀한다.

본 발명에 따른 실시예는, 사용자가 가속버튼(200)을 눌러서 조작할 때에 가속이 실행되고, 조작력을 해제하면 가속복귀스프링(220)의 스프링력에 의해 초기위치로 복귀하면서 감속이 실행되는 구성이 될 수 있다.

이를 위해 본 발명에 따른 통합조작장치는, 가속버튼(200)에 구비된 가속자석(230); 상기 가속자속(230)과 대면하도록 하우징(120)에 구비되고, 가속버튼(200)의 조작시 가속자석(230)의 위치변화에 따른 자속변화를 인식해서 가속과 관련된 신호를 발생하는 제2PCB(400);를 포함한다.

사용자가 가속버튼(200)을 눌러서 조작하면, 가속버튼(200)은 상단의 회전축(210)을 중심으로 하단이 하우징(120)속으로 삽입되는 회전을 하게 되고(도 4의 화살표 R3), 이때 제2PCB(400)는 가속자속(230)의 위치변화에 따른 자속변화를 인식해서 가속에 해당하는 신호를 발생하게 되며, 이로 인해 차량은 가속이 실행된다.

그리고, 사용자가 가속버튼(200)으로부터 조작력을 해제하면, 가속버튼(200)은 가속복귀스프링(220)의 스프링력에 의해 반대로 회전해서 초기위치로 복귀하게 되고, 이때 제2PCB(400)는 가속자속(230)의 위치변화에 따른 자속변화를 인식해서 감속에 해당하는 신호를 발생하게 되며, 이로 인해 차량은 감속이 실행된다.

사용자가 가속버튼(200)을 조작하지 않을 때 가속버튼(200)은 하우징(120)에 가려져서 하우징(120)의 전방으로 돌출되지 않게 되며, 이를 통해 사용자의 손가락이 아닌 주변의 다른 물품(가방 또는 소지품 등)으로 오조작되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 4의 도면부호 L1은 하우징(120)의 전면 끝에서 수직으로 연장한 기준선이고, 가속버튼(200)은 기준선 L1보다 전방으로 돌출되지 않는 구성이 된다.

제동버튼(300)은 하우징(120)의 일측면에 구비되고 사용자의 조작시 수평방향으로 이동하는 수평이동버튼으로 구성된다.(도 2의 화살표 M1)

제동버튼(300)은 하우징(120)의 안착부(123)에 안착된 사용자 손(20)의 손가락으로 조작되고, 바람직하게는 도 8과 같이 엄지를 이용해서 조작되며, 이를 통해 큰 힘으로 조작이 가능하고 또한 작은 변위의 정밀제어가 가능하게 된다.

제동버튼(300)은 가속버튼(200) 대비 큰 힘으로 긴급하게 빨리 조작할 수 있어야 하며, 이를 위해 제동버튼(300)은 큰 힘을 발휘할 수 있는 엄지로 조작하는 것이 바람직하고, 특히 수평이동버튼의 구조를 통해 회전레버버튼의 구조보다 신속하게 조작할 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 실시예는 하우징(120)에서 제동버튼(300)과 대면하는 위치에는 하우징격벽(500)이 고정되게 구비되고, 제동버튼(300)과 하우징격벽(500)에 양단이 지지되게 설치되어서 조작된 제동버튼(300)에 복귀력을 제공하는 제동복귀스프링(310)을 더 포함한다.

제동복귀스프링(310)은 듀얼(dual)로 구성되며, 2개의 스프링 중 어느 하나가 파손되더라도 나머지 하나가 정상적인 작동을 할 수 있도록 페일세이프의 기능을 포함한다.

제동버튼(300)은 사용자가 하우징(120)을 파지한 손(20)의 엄지 손가락으로 눌러서 조작하고, 사용자의 조작력이 해제되면 제동복귀스프링(310)의 스프링력에 의해 초기위치로 복귀한다.

본 발명에 따른 통합조작장치는, 제동버튼(300)에 구비된 제동자석(320)을 더 포함하고, 하우징(120)에 구비된 제2PCB(400)는 가속자속(230) 뿐만 아니라 제동자석(320)과도 대면하도록 구성되며, 제2PCB(400)는 제동버튼(300)의 조작시 제동자석(320)의 위치변화에 따른 자속변화를 인식해서 제동과 관련된 신호를 발생하게 된다.

한편, 사용자가 가속버튼(200)과 제동버튼(300)을 동시에 조작해서 2개의 신호가 함께 발생되면, 제2PCB(400)는 제동신호를 우선적으로 인식해서 처리하고 가속신호는 무시하게 되며, 이를 통해 오조작 및 급가속에 의한 사고발생을 예방할 수 있다.

본 발명에 따른 통합조작장치는, 가속버튼(200)과 제동버튼(300)이 오조작의 방지를 위해 조작위치 및 조작방식이 서로 상이한 것이 특징으로, 이를 통해 조작시 직관성을 높여서 오조작을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는, 조향기구(100)를 담당하는 하우징(120)에 가속버튼(200) 및 제동버튼(300)이 함께 구비된 구성으로, 이를 통해 수동운전모드시 사용자(운전자)가 자주 사용하는 가속기능과 제동기능 및 조향기능이 하나의 통합조작장치에 모두 통합됨에 따라 차량의 레이아웃 측면에서 유리한 장점이 있다.

또한, 사용자가 자주 사용하지 않는 변속기능은 통합조작장치에서 분리한 구성으로, 이를 통해 조작의 안전성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

즉, 차량의 변속기능을 담당하는 변속버튼(600)은 가속버튼(200) 및 제동버튼(300)이 구비된 조향기구(100)와 분리되게 구성되어서 조향기구(100)와 이격된 위치에 설치된다.

변속버튼(600)은 P단 버튼, R단 버튼, N단 버튼, D단 버튼을 포함하고, 변속버튼(600)은 가속버튼(200) 및 제동버튼(300)이 구비된 조향기구(100)와 분리되게 구성되며, 조향기구(100)를 포함한 가속버튼(200) 및 제동버튼(300)은 사용자의 한 쪽 손(오른손)으로 조작하고, 변속버튼(600)은 나머지 다른 손(왼손)으로 조작함에 따라 조작의 안전성을 확보할 수 있게 된다.

일예로, 도 9와 같이 차량 실내의 장착면(10)에 변속버튼(600)과 가속버튼(200) 및 제동버튼(300)이 구비된 조향기구(100)가 함께 설치될 수 있지만, 변속버튼(600)은 조향기구(100)와 따로 분리되게 구성되어서 조향기구(100)와 간섭됨이 없도록 이격되어 설치될 수 있다.

다른 예로, 도 10과 같이 가속버튼(200) 및 제동버튼(300)이 구비된 조향기구(100)는 차량 실내의 장착면(10)에 설치되고, 변속버튼(600)은 따로 분리되어서 차량 시트, 클러스터, AVN, 콘솔, 차량 실내의 도어측 위치 중 어느 한 곳에 위치하도록 설치될 수 있다.

또 다른 예로, 가속버튼(200) 및 제동버튼(300)이 구비된 조향기구(100)는 차량 시트의 우측부에 위치하고, 변속버튼(600)은 차량 시트의 좌측부에 위치하도록 설치될 수 있을 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자율주행 차량용 통합조작장치는, 자율주행 차량에 구비되고, 수동운전모드 상황에서 사용자가 조향과 가속 및 제동을 위해 조작하는 장치로서, 조작이 쉽고 편리하며, 조작의 직관성을 높여서 오조작을 최대한 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 통합조작장치는, 조향조작을 하는 하우징(120)에 가속버튼(200) 및 제동버튼(300)이 함께 구비되어서 운전자가 자주 사용하는 가속기능과 제동기능 및 조향기능은 하나의 통합조작장치에 모두 통합되고, 자주 사용하지 않는 변속기능은 통합조작장치에서 분리된 구성으로, 조작의 안전성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 통합조작장치는, 사용자의 손목 회전을 통해 하우징(120) 전체를 조향핀(110)을 중심으로 회전시켜서 조향조작을 하는 구성으로, 대변위가 필요한 조향기능의 경우 조작변위를 크게 구현할 수 있게 됨에 따라 조작의 편의성 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 통합조작장치는, 조향기구(100)에 구비된 가속버튼(200)과 제동버튼(300)의 조작위치 및 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.

10 - 장착면 20 - 사용자 손
21 - 손바닥 후방부 100 - 조향기구
110 - 조향핀 120 - 하우징
121 - 커버 122 - 하부판
123 - 안착부 124 - 연장부
125 - 가이드부 130 - 조향자석
140 - 제1PCB 150 - 너트
160 - 조향복귀스프링 200 - 가속버튼
210 - 회전축 220 - 가속복귀스프링
230 -가속자석 300 - 제동버튼
310 - 제동복귀스프링 320 - 제동자석
400 - 제2PCB 500 - 하우징격벽
600 - 변속버튼

Claims

차량 실내의 장착면에 조향핀을 중심으로 시계방향 및 반 시계방향으로 회전 가능하게 결합되고, 사용자가 손으로 잡고 시계방향 및 반 시계방향으로 회전 조작시 조향신호를 발생하는 조향기구;
상기 조향기구에 구비된 가속버튼 및 제동버튼;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
청구항 1에 있어서,
상기 조향기구는 조향핀과 가속버튼 및 제동버튼이 구비되고, 사용자가 손으로 잡고 회전 조작하는 하우징;
상기 하우징에 구비된 조향자석; 및
상기 조향자석과 대면하도록 장착면에 구비되고, 하우징이 조향핀을 중심으로 회전시 조향자석의 위치변화에 따른 자속변화를 인식해서 조향과 관련된 신호를 발생하는 제1PCB;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
청구항 2에 있어서,
상기 조향핀은 장착면을 관통한 후 너트와 결합되어서 장착면으로부터 이탈이 방지되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
청구항 2에 있어서,
상기 조향기구는 장착면과 조향핀에 양단이 결합되어서 회전된 하우징에 복귀력을 제공하는 조향복귀스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
청구항 2에 있어서,
상기 하우징은 사용자의 손바닥이 안착되고 바닥에 조향핀이 구비된 안착부; 및
상기 안착부의 전방으로 연장되고, 전면과 측면에 가속버튼과 제동버튼이 각각 구비된 연장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
청구항 5에 있어서,
상기 하우징은 안착부의 좌우측에서 상방으로 돌출된 가이드부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
청구항 5에 있어서,
상기 조향기구는 하우징의 안착부에 사용자가 손바닥을 안착시킨 상태에서 조향핀을 중심으로 하우징을 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전시키면서 조작하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
청구항 2에 있어서,
상기 가속버튼은 하우징의 전면에서 상단이 회전축을 중심으로 하우징에 대해 회전 가능하게 결합되고 하단이 상단의 회전축을 중심으로 전후로 회전하는 회전레버버튼인 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
청구항 2에 있어서,
상기 하우징과 가속버튼에 양단이 지지되게 설치되어서 회전된 가속버튼에 복귀력을 제공하는 가속복귀스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
청구항 9에 있어서,
상기 가속버튼은 사용자가 하우징을 파지한 손의 손가락으로 눌러서 조작하고, 사용자의 조작력이 해제되면 가속복귀스프링의 스프링력에 의해 초기위치로 복귀하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
청구항 9에 있어서,
상기 사용자가 가속버튼을 눌러서 조작할 때에 가속이 실행되고, 조작력을 해제하면 가속복귀스프링의 스프링력에 의해 초기위치로 복귀하면서 감속이 실행되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
청구항 2에 있어서,
상기 가속버튼은 하우징의 전면에 상단이 회전 가능하게 결합되고, 사용자가 조작하지 않을 때 하우징에 가려져서 하우징의 전방으로 돌출되지 않도록 결합된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제동버튼은 하우징의 일측면에 구비되고 사용자의 조작시 수평방향으로 이동하는 수평이동버튼인 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
청구항 2에 있어서,
상기 하우징에서 제동버튼과 대면하는 위치에는 하우징격벽이 고정되게 구비되고;
상기 제동버튼과 하우징격벽에 양단이 지지되게 설치되어서 조작된 제동버튼에 복귀력을 제공하는 제동복귀스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
청구항 14에 있어서,
상기 제동버튼은 사용자가 하우징을 파지한 손의 손가락으로 눌러서 조작하고, 사용자의 조작력이 해제되면 제동복귀스프링의 스프링력에 의해 초기위치로 복귀하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
청구항 2에 있어서,
상기 가속버튼에 구비된 가속자석;
상기 제동버튼에 구비된 제동자석;
상기 가속자속 및 제동자석과 대면하도록 하우징에 구비되고, 가속버튼의 조작시에는 가속자석의 위치변화에 따른 자속변화를 인식해서 가속과 관련된 신호를 발생하고, 제동버튼의 조작시에는 제동자석의 위치변화에 따른 자속변화를 인식해서 제동과 관련된 신호를 발생하는 제2PCB;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
청구항 16에 있어서,
상기 가속버튼과 제동버튼이 동시에 조작되어서 2개의 신호가 함께 발생되면 제2PCB는 제동신호를 우선적으로 인식해서 처리하고 가속신호는 무시하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가속버튼과 제동버튼은 오조작의 방지를 위해 조작위치 및 조작방식이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
청구항 1에 있어서,
차량의 변속기능을 담당하는 변속버튼은 가속버튼 및 제동버튼이 구비된 조향기구와 분리되게 구성되어서 조향기구와 이격된 위치에 설치된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
청구항 19에 있어서,
상기 변속버튼은 조향기구가 설치된 장착면에서 조향기구와 간섭됨이 없도록 이격되어 설치되거나 또는 차량 시트, 클러스터, AVN, 콘솔, 차량 실내의 도어측 위치 중 어느 한 곳에서 조향기구와 이격되게 설치된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.