JP7253991B2 - 自律走行車両用統合操作装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自律走行車両用統合操作装置に係り、より詳細には、車両の始動及び変速、そして加速、制動及び操舵機能が一つの統合機器で実現できるように構成された自律走行車両用統合操作装置に関する技術である。
運転者が直接車両を操作して運行する現在の車両は、室内空間に、始動のための装置（始動ボタン）、変速のために操作する装置（変速レバー）、加速と制動のために操作する装置（アクセルペダル、ブレーキペダル）、及び操舵のために操作する装置（ステアリングホイール）がそれぞれ備えられている。
車両の自律走行が実現されると、室内空間をより広くかつ効率よく活用するためのニーズがますます増加し、自律走行車両で上述した多数の装置がそれぞれの固定位置にある場合、自律走行状況で室内空間をより効率よく活用することができないという欠点があり、特にリラックスモードで車両の操作が不便であるという欠点がある。
前記背景技術として説明された事項は、本発明の背景に対する理解増進のためのものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者に、既に知られている従来技術に該当することを認めるものと受け入れられてはならないだろう。
韓国公開特許第１０－２０１７－００５４１８６号明細書
本発明は、車両の始動及び変速、そして加速、制動及び操舵機能が一つの統合機器で実現できるように構成された統合操作装置であって、自律走行車両で容易に使用可能であり、利便性を強化して商品性の向上を図ることができるようにすることを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の自律走行車両用統合操作装置は、車両の加速、制動及び操舵のために、互いに異なる方向に回転操作する統合レバーと、前記統合レバーに備えられたレバー磁石と、前記統合レバーの操作時にレバー磁石の位置変化を検出するレバーＰＣＢと、前記レバーＰＣＢの信号を受け取って車両駆動部へ制御信号を出力するメインＰＣＢと、前記メインＰＣＢが固定されるように結合されたケースと、前記ケースに固定されるように設置され、メインＰＣＢの制御によって動作する回転アクチュエータと、前記回転アクチュエータに結合されて回転アクチュエータの動作時にケースに対して回転し、統合レバーが所定の方向に回転可能に結合され、レバー磁石と対面するようにレバーＰＣＢが固定されるように結合された透明ドームと、を含むことを特徴とする。
前記車両駆動部は、始動装置、変速装置、制動装置、操舵装置、及び加速のためのアクチュエータを含むことを特徴とする。
前記透明ドームは、統合レバーが３６０度全方向に回転可能に結合されていることを特徴とする。
前記透明ドームの中央最上部位置に円形ホールが設けられ、前記統合レバーは、円形ホールに挿入されて３６０度全方向に回転可能に結合され、前記円形ホールの周囲に沿ってレバーＰＣＢが固定されるように結合されたことを特徴とする。
前記統合レバーは、透明ドームの円形ホールに係合される挿入溝を有し、レバー磁石が固定されるように結合されたドーム結合部と、前記ドーム結合部に上方に突設され、ユーザーが操作する操作部とを含むことを特徴とする。
前記円形ホールの周囲に沿って透明ドームに結合された円形リング状のドーム磁石をさらに含み、前記レバー磁石と前記ドーム磁石とは、斥力発生のために同じ極性を有することを特徴とする。
前記統合レバーを操作しなければ、レバー磁石は、ドーム磁石の中心である中立位置に位置し、前記中立位置で統合レバーの操作部が前方に回転すれば加速信号が発生し、後方に回転すれば制動信号が発生し、左右方向に回転すれば操舵信号が発生するように構成されたことを特徴とする。
前記透明ドーム内に平行に位置するように透明ドームに結合されたディスプレイと、前記ディスプレイの中央部に備えられた造形物とをさらに含み、前記透明ドームは、回転アクチュエータの作動時にケースに対して前後方向にのみ回転するように構成されたことを特徴とする。
前記統合レバーが前方に回転すると、回転アクチュエータの作動によって円形ドームが前方に回転して統合レバーの中心線と円形ドームの中心線とが一致するようにし、前記統合レバーの中心線と円形ドームの中心線とが一致した後にメインＰＣＢは加速のための制御信号を発生することを特徴とする。
前記操作部にはスマートキーの挿入のためのキー挿入部が備えられ、前記ケースには始動ボタンが備えられ、前記メインＰＣＢは、キー挿入部にスマートキーが挿入された状態で始動ボタンが作動したときにのみ始動のための制御信号を発生することを特徴とする。
前記ケースには、変速ボタン（Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ段ボタン）がさらに備えられ、前記メインＰＣＢは、車両の始動がオン（ＯＮ）になった状態で変速ボタンが作動したときにのみ変速のための制御信号を発生することを特徴とする。
前記ケースには、始動ボタン及び変速ボタンの機能をリモコンボタンの機能に変更するか、或いはリモコンボタンの機能から始動ボタン及び変速ボタンの機能に原位置させるモードボタンがさらに備えられ、前記モードボタンの機能は、自律走行状況でのみ作動するように構成されたことを特徴とする。
前記ケースでは、メインＰＣＢと電気的に接続可能な車両室内の部品に着脱可能に構成されたことを特徴とする。
車両の始動オン（ＯＮ）の際にディスプレイを介して道路の画面が表示され、車両走行の際に、ディスプレイに備えられた造形物が走行方向に沿って移動する感じを受けるように道路の画面が実現されることを特徴とする。
本発明に係る実施形態は、車両の加速、制動及び操舵のための操作が一つの統合レバーを介して実現可能であり、前記統合レバーと一緒に車両の始動及び変速のためのボタンが一つのケースに備えられた統合操作装置の構成であって、自律走行車両で容易に使用可能であり、特に着脱が可能なので、利便性の向上及び商品性の向上を図ることができるという効果がある。
本発明に係る自律走行車両用統合操作装置がコンソールに着脱される状態の図である。 本発明に係る統合操作装置の斜視図である。 図２の平面図である。 図２の右側面図である。 図３の正面図であって、ケースの内部構造を示す図である。 本発明に係る統合操作装置の分解斜視図である。 統合レバーの結合構造を説明するための断面図である。 統合レバーを前方に回転させた状態を説明するための図である。 モードボタンの操作時に始動ボタンと変速ボタンがリモコンボタンに変更された状態の図である。 ディスプレイに道路の画面が実現された状態の図である。 本発明に係る統合操作装置の構成を概略的に示すブロック図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な一実施形態に係る自律走行車両用統合操作装置について説明する。
本発明に係る自律走行車両用統合操作装置は、図１乃至図１１に示すように、車両の加速、制動及び操舵のために、互いに異なる方向に回転操作する１つの統合レバー１０と、前記統合レバー１０に備えられたレバー磁石２０と、前記統合レバー１０の操作時にレバー磁石２０の位置変化を検出するレバーＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）３０と、前記レバーＰＣＢ３０の信号を受け取って車両駆動部４０へ制御信号を出力するメインＰＣＢ５０とを含む。
車両駆動部４０は、始動装置、変速装置、制動装置、操舵装置、及び加速のためのアクチュエータを含む。
また、本発明は、メインＰＣＢ５０が固定されるように結合されたケース６０と、前記ケース６０に固定されるように設置され、メインＰＣＢ５０の制御によって動作する回転アクチュエータ７０と、前記回転アクチュエータ７０に結合されて回転アクチュエータ７０の動作時にケース６０に対して回転し、統合レバー１０が３６０度全方向に回転可能に結合され、レバー磁石２０と対面するようにレバーＰＣＢ３０が固定されるように結合された透明ドーム８０とをさらに含む。
ケース６０は、上部ケース６１と下部ケース６２との組立体からなり、下部ケース６２上にメインＰＣＢ５０が固定されるように結合され、上部ケース６１の上面内側に回転アクチュエータ７０が固定されるように結合される。
回転アクチュエータ７０は、モータ軸が時計回り及び反時計回りに回転することが可能なステッピングモータであり、回転アクチュエータ７０は、２つから構成され、左右方向の位置に互いに対向する方向に配置される。
上部ケース６１には上下に貫通する円形のケースホール６１ａが設けられ、ケースホール６１ａには半球形状の透明ドーム８０の下端が回転可能に挿入され、ケースホール６１ａを貫通して上部ケース６１の内側に露出された透明ドーム８０の下端には回転アクチュエータ７０のモータ軸が一体に結合される。
したがって、回転アクチュエータ７０が作動すると、透明ドーム８０は、上部ケース６１に対して前後方向に回転する動作をする。
透明ドーム８０の中央最上部位置に円形ホール８１が設けられ、前記統合レバー１０は、円形ホール８１に挿入されて３６０度全方向に回転可能に結合され、前記円形ホール８１の周囲に沿ってレバーＰＣＢ３０が固定されるように結合される。
統合レバー１０は、透明ドーム８０の円形ホール８１に係合される挿入溝１１ａを備え、レバー磁石２０が固定されるように結合されたドーム結合部１１と、前記ドーム結合部１１に上方に突設され、ユーザーが操作する操作部１２とを含む。
また、透明ドーム８０には、円形ホール８１の周囲に沿って円形リング状のドーム磁石９０が結合される。
レバー磁石３０とドーム磁石９０は、相互間に斥力が発生するように、２つが同一の極性（Ｎ極またはＳ極）を有する。よって、一方向に回転した統合レバー１０は、レバー磁石３０とドーム磁石９０の斥力によって常に中立位置へ復帰しようとする力を受ける。
統合レバー１０の操作時に加速信号、制動信号、操舵信号の円滑な発生のために、レバー磁石３０の強さはドーム磁石９０よりも大きく構成される。
統合レバー１０を操作しなければ、レバー磁石３０とドーム磁石９０の斥力によって、レバー磁石２０はドーム磁石９０の中心に位置し、この時、統合レバー１０は中立位置に位置する。
中立位置で統合レバー１０の操作部１２が前方に回転すると、ドーム結合部１１に結合されたレバー磁石２０は後方に移動し、この時、レバーＰＣＢ３０は、レバー磁石２０の位置変化に伴う磁束の変化を検出してメインＰＣＢ５０へ信号を伝達し、メインＰＣＢ５０は、加速信号を車両駆動部４０へ伝達して車両の加速が行われるように制御する。
そして、中立位置で統合レバー１０の操作部１２が後方に回転すると、メインＰＣＢ５０は、制動信号を車両駆動部４０へ伝達して車両の制動が行われるように制御し、統合レバー１０の操作部１２が左右方向に回転すると、車両の操舵が行われるように制御する。
図３には統合レバー１０の回転方向を矢印で表したことが示されているところ、矢印Ａ１は直進加速方向、Ａ２は制動方向、Ａ３とＡ４は右回転及び左回転、Ａ５とＡ６は加速右回転及び加速左回転、Ａ７とＡ８は制動右回転及び制動左回転のための回転方向である。
本発明は、透明ドーム８０内に平行に位置するように透明ドーム８０に結合されたディスプレイ１００、及び前記ディスプレイ１００の中央部に備えられた造形物１１０をさらに含む。
造形物１１０は、車両形状の玩具、または様々な形状のキャラクター玩具になることができる。
中立位置に位置する統合レバー１０を操作することにより、統合レバー１０が図８の（Ａ）のように前方に回転すると、統合レバー１０の中心線Ｌ１が前方に傾くことにより統合レバー１０の中心線Ｌ１と円形ドーム（透明ドーム）８０の中心線Ｌ２とは互いに一致しなくなり、中心線同士Ｌ１、Ｌ２が互いに一致しなければ、メインＰＣＢ５０の制御による回転アクチュエータ７０の作動で図８の（Ｂ）のように円形ドーム（透明ドーム）８０が前方に回転するので、それにより中心線Ｌ１、Ｌ２は再び一致するようになり、中心線同士Ｌ１、Ｌ２が一致した後にこそ、メインＰＣＢ５０は加速のための制御信号を発生する。
すなわち、中立位置に位置する統合レバー１０を前方に回転させると、円形ドーム（透明ドーム）８０、及び円形ドーム（透明ドーム）８０に結合されたディスプレイ１００と造形物１１０も一緒に前方に回転して傾いた状態になる。
統合レバー１０を前方に回転させると、加速信号が発生するが、運転者は、前方に回転して傾いたディスプレイ１００及び造形物１１０を目で確認することができるようになり、それにより統合レバー１０を運転者の意志通りに正しく操作したのかフィードバックを受ける。
もし制動をしなければならない状況で、誤った操作で統合レバー１０を前方に回転させた状態であれば、運転者は、前方に傾いたディスプレイ１００及び造形物１１０を目で確認して誤操作であることを迅速に認識することができ、これにより中心線同士Ｌ１、Ｌ２が一致する前に、正常操作を迅速に誘導することができることにより、誤操作による事故の発生を最大限予防することができるようにする。
統合レバー１０の後方回転時にも中心線同士Ｌ１、Ｌ２が一致した後、メインＰＣＢ５０が制動のための制御信号を発生するように構成することもできるが、制動状況では、安全を考慮して、統合レバー１０の後方回転時に中心線同士Ｌ１、Ｌ２が一致しなくても直ちに制動が行われるように構成することが好ましい。
統合レバー１０の操作部１２にはスマートキー１２０の挿入のためのキー挿入部１３が備えられ、ケース６１には始動ボタン１３０が備えられ、メインＰＣＢ５０は、キー挿入部１３にスマートキー１２０が挿入された状態（すなわち、スマートキーの認識信号が発生した状態）で始動ボタン１３０が作動したときにのみ車両駆動部４０へ始動のための制御信号を発生する。
また、ケース６０には、変速ボタン１４０（Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ段ボタン）がさらに備えられ、前記メインＰＣＢ５０は、車両の始動がオン（ＯＮ）になった状態で、変速ボタン１４０が作動したときにのみ車両駆動部４０へ変速のための制御信号を発生する。
また、ケース６０には、始動ボタン１３０及び変速ボタン１４０の機能をリモコンボタン１５０の機能に変更するか、或いはリモコンボタン１５０の機能から始動ボタン１３０及び変速ボタン１４０の機能に原位置させるモードボタン１６０がさらに備えられる。
リモコンボタン１５０は、エアコン、ラジオ、室内照明、ＡＶＮなどの操作のためのメニューボタン、ゲーム選択のためのゲームボタン、上下移動ボタン、選択ボタンなどを含むボタンであって、モードボタン１６０の機能は、自律走行状況でのみ作動するように構成されることが好ましい。
手動走行状況では、モードボタン１６０の操作時にも、始動ボタン１３０及び変速ボタン１４０のモードがそのまま維持されることが安全であり、始動オフ（ＯＦＦ）の後、始動ＯＮの際にも初期には安全のために始動ボタン１３０と変速ボタン１４０のモードが維持されるようにすることが好ましい。
本発明に係る統合操作装置は、車両の室内に備えられた部品における所望の箇所であれば何処にでも着脱して使用できるように構成することが好ましく、特にケース６０の着脱時にメインＰＣＢ５０と電気的に接続可能な車両室内の部品であれば、磁気結合またはコネクタ結合などの様々な方式の結合構造を用いて着脱可能に構成することができるだろう。
図１に示された図面符号１８０は、コンソールである。
また、本発明に係る装置は、車両の始動オン（ＯＮ）の際にディスプレイ１００を介して道路の画面１７０が表示されるように構成することができ、この場合、車両走行の際に、ディスプレイ１００に備えられた造形物１００が走行方向に沿って移動する感じを受けるように道路の画面１７０が動く映像で表現されるように構成することもできる。
以上説明したように、本発明に係る実施形態は、車両の加速、制動及び操舵のための操作が一つの統合レバー１０を介して実現可能であり、前記統合レバー１０と一緒に車両の始動及び変速のためのボタンが一つのケース６０に備えられた統合操作装置の構成であって、自律走行車両で容易に使用可能であり、特に着脱が可能なので、利便性の向上及び商品性の向上を図ることができるという利点がある。
本発明は、特定の実施形態について図示および説明したが、以下の特許請求の範囲によって提供される本発明の技術的思想を逸脱することなく、本発明に多様な改良および変形を加え得るのは、当業分野における通常の知識を有する者にとって自明であろう。
１０ 統合レバー
１１ ドーム結合部
１２ 操作部
１３ キー挿入部
２０ レバー磁石
３０ レバーＰＣＢ
４０ 車両駆動部
５０ メインＰＣＢ
６０ ケース
７０ 回転アクチュエータ
８０ 透明ドーム
８１ 円形ホール
９０ ドーム磁石
１００ ディスプレイ
１１０ 造形物
１２０ スマートキー
１３０ 始動ボタン
１４０ 変速ボタン
１５０ リモコンボタン
１６０ モードボタン
１７０ 道路の画面
１８０ コンソール

Claims (15)

  1. 車両の加速、制動及び操舵のために、互いに異なる方向に回転操作する統合レバーと、
    前記統合レバーに備えられたレバー磁石と、
    前記統合レバーの操作時にレバー磁石の位置変化を検出するレバーＰＣＢと、
    前記レバーＰＣＢの信号を受け取って車両駆動部へ制御信号を出力するメインＰＣＢと、
    前記メインＰＣＢが固定されるように結合されたケースと、
    前記ケースに固定されるように設置され、メインＰＣＢの制御によって動作する回転アクチュエータと、
    前記回転アクチュエータに結合されて回転アクチュエータの動作時にケースに対して回転し、統合レバーが所定の方向に回転可能に結合され、レバー磁石と対面するようにレバーＰＣＢが固定されるように結合された透明ドームと、を含むことを特徴とする、自律走行車両用統合操作装置。
  2. 前記車両駆動部は、始動装置、変速装置、制動装置、操舵装置、及び加速のためのアクチュエータを含むことを特徴とする、請求項１に記載の自律走行車両用統合操作装置。
  3. 前記透明ドームは、統合レバーが３６０度全方向に回転可能に結合されていることを特徴とする、請求項１に記載の自律走行車両用統合操作装置。
  4. 前記透明ドームの中央最上部位置に円形ホールが設けられ、
    前記統合レバーは、円形ホールに挿入されて３６０度全方向に回転可能に結合され、
    前記円形ホールの周囲に沿ってレバーＰＣＢが固定されるように結合されたことを特徴とする、請求項３に記載の自律走行車両用統合操作装置。
  5. 前記統合レバーは、透明ドームの円形ホールに係合される挿入溝を有し、レバー磁石が固定されるように結合されたドーム結合部と、
    前記ドーム結合部に上方に突設され、ユーザーが操作する操作部とを含むことを特徴とする、請求項４に記載の自律走行車両用統合操作装置。
  6. 前記円形ホールの周囲に沿って透明ドームに結合された円形リング状のドーム磁石をさらに含み、
    前記レバー磁石と前記ドーム磁石とは、斥力発生のために同じ極性を有することを特徴とする、請求項５に記載の自律走行車両用統合操作装置。
  7. 前記統合レバーを操作しなければ、レバー磁石は、ドーム磁石の中心である中立位置に位置し、
    前記中立位置で統合レバーの操作部が前方に回転すれば加速信号が発生し、後方に回転すれば制動信号が発生し、左右方向に回転すれば操舵信号が発生するように構成されたことを特徴とする、請求項６に記載の自律走行車両用統合操作装置。
  8. 前記透明ドーム内に平行に位置するように透明ドームに結合されたディスプレイと、
    前記ディスプレイの中央部に備えられた造形物とをさらに含み、
    前記透明ドームは、回転アクチュエータの作動時にケースに対して前後方向にのみ回転するように構成されたことを特徴とする、請求項７に記載の自律走行車両用統合操作装置。
  9. 前記統合レバーが前方に回転すると、回転アクチュエータの作動によって透明ドームが前方に回転して統合レバーの中心線と透明ドームの中心線とが一致するようにし、
    前記統合レバーの中心線と前記透明ドームの中心線とが一致した後にメインＰＣＢは加速のための制御信号を発生することを特徴とする、請求項８に記載の自律走行車両用統合操作装置。
  10. 前記操作部には、スマートキーの挿入のためのキー挿入部が備えられ、
    前記ケースには、始動ボタンが備えられ、
    前記メインＰＣＢは、キー挿入部にスマートキーが挿入された状態で始動ボタンが作動したときにのみ始動のための制御信号を発生することを特徴とする、請求項５に記載の自律走行車両用統合操作装置。
  11. 前記ケースには、変速ボタン（Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ段ボタン）がさらに備えられ、
    前記メインＰＣＢは、車両の始動がオン（ＯＮ）になった状態で変速ボタンが作動したときにのみ変速のための制御信号を発生することを特徴とする、請求項１０に記載の自律走行車両用統合操作装置。
  12. 前記ケースには、始動ボタン及び変速ボタンの機能をリモコンボタンの機能に変更するか、或いはリモコンボタンの機能から始動ボタン及び変速ボタンの機能に原位置させるモードボタンがさらに備えられ、
    前記モードボタンの機能は、自律走行状況でのみ作動するように構成されたことを特徴とする、請求項１１に記載の自律走行車両用統合操作装置。
  13. 前記ケースは、メインＰＣＢと電気的に接続可能な車両室内の部品に着脱可能に構成されたことを特徴とする、請求項３に記載の自律走行車両用統合操作装置。
  14. 車両の始動オン（ＯＮ）の際にディスプレイを介して道路の画面が表示され、
    車両走行の際に、ディスプレイに備えられた造形物が走行方向に沿って移動する感じを受けるように道路の画面が実現されることを特徴とする、請求項８に記載の自律走行車両用統合操作装置。
  15. 車両の加速、制動及び操舵のために、互いに異なる方向に回転操作する統合レバーと、
    前記統合レバーに備えられたレバー磁石と、
    前記統合レバーの操作時にレバー磁石の位置変化を検出するレバーＰＣＢと、
    前記レバーＰＣＢの信号を受け取って車両駆動部へ制御信号を出力するメインＰＣＢと、
    前記メインＰＣＢが固定されるように結合されたケースと、
    前記ケースに固定されるように設置され、メインＰＣＢの制御によって動作する回転アクチュエータと、
    前記回転アクチュエータに結合されて回転アクチュエータの動作時にケースに対して回転し、統合レバーが所定の方向に回転可能に結合され、レバー磁石と対面するようにレバーＰＣＢが固定されるように結合された透明ドームと、を含み、
    前記ケースは、メインＰＣＢと電気的に接続可能な車両室内の部品に着脱可能に構成されたことを特徴とする、自律走行車両用統合操作装置。
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