KR20170074238A - 운송수단용 제어 시스템을 위한 스위칭 장치, 그리고 운송수단용 제어 시스템 - Google Patents

운송수단용 제어 시스템을 위한 스위칭 장치, 그리고 운송수단용 제어 시스템 Download PDF

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KR20170074238A
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안드레아스 포이커트
랄프 파이퍼
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젯트에프 프리드리히스하펜 아게
렘푀르더 일렉트로닉 게엠베하
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Abstract

본 발명은 운송수단용 제어 시스템(100)을 위한 스위칭 장치(110)에 관한 것이다. 스위칭 장치(110)는 광신호를 안내하기 위한 하나 이상의 광 가이드(120)를 포함한다. 이 경우, 광신호는 스위칭 장치(110) 내로의 유입 시 입력 특성을 보유하고 스위칭 장치(110)로부터의 유출 시 출력 특성을 보유한다. 또한, 스위칭 장치(110)는 스위칭 장치(110) 내로 작동력(131)을 유입하기 위한 조작 부재(130)를 포함한다. 이 경우, 조작 부재(130)는 작동력(131)을 기반으로 기본 위치와 제1 작동 위치와 제2 작동 위치 사이에서 이동될 수 있다. 조작 부재(130)는 광신호를 조정하기 위한 조정 장치(132)를 포함하며, 이 조정 장치는, 조작 부재(130)의 기본 위치에서는 광신호의 출력 특성을 제1 값으로 조정하고, 제1 작동 위치에서는 광신호의 출력 특성을 제2 값으로 조정하며, 제2 작동 위치에서는 광신호의 출력 특성을 제3 값으로 조정하도록 형성된다. 이 경우, 제1 값, 제2 값 및 제3 값은 서로 상이하다.

Description

운송수단용 제어 시스템을 위한 스위칭 장치, 그리고 운송수단용 제어 시스템{SWITCHING APPARATUS FOR A CONTROL SYSTEM FOR A VEHICLE, AND CONTROL SYSTEM FOR A VEHICLE}
본 발명은 운송수단용 제어 시스템을 위한 스위칭 장치, 그리고 특히 조작 부재, 예컨대 운송수단의 주행 기어단 선택 장치를 위한 상기 스위칭 장치를 포함하는 운송수단용 제어 시스템에 관한 것이다.
예컨대 전자 컴포넌트들을 포함하는 실렉터 레버들의 경우, 고객의 디자인 요청사항을 기반으로 실렉터 레버의 복잡한 구성이 필요할 수 있다. 이 경우, 실렉터 레버의 베이스에서 예컨대 하나의 메인보드가 요구될 수 있고, 기어 시프트 핸들 또는 노브에서는 하나 또는 복수의 보조 보드가 요구될 수 있다. 노브 내의 상기 보조 보드는, 예컨대 변속기의 파킹 위치를 체결하기 위한 P 키(key), 파킹 위치에서 벗어나기 위한 잠금 해제 키(unlock key), 및 수동 모드 또는 수동 시프트 게이트 또는 터치 시프트 컨트롤의 활성화를 위한 키와 같은 특별한 스위치들, 그리고 주행 기어단들의 표시를 위한 발광 다이오드들 및 백라이트들을 포함할 수 있다. 노브 내에는 통상 너무 적은 공간이 이용을 위해 제공되기 때문에, 여기서는 경우에 따라서 모든 컴포넌트가 수용될 수 없으며, 이는 예컨대 상기 이등분 또는 분할을 필요하게 만들 수 있다. 메인보드 및 보조 보드는 통상 전기 전도성으로 서로 연결된다.
DE 10 2008 001 884 A1은 광 가이드 번들을 포함하는 작동 장치를 개시하고 있다.
본 발명의 과제는, 상기 배경기술에서 출발하여, 독립 청구항들에 따르는, 운송수단용 제어 시스템을 위한 개선된 스위칭 장치, 그리고 운송수단을 위한 개선된 제어 시스템을 제공하는 것에 있다. 바람직한 구현예들은 종속 청구항들 및 하기 기재내용에 제시된다.
본 발명의 실시형태들에 따라서, 특히 다단계 스위치 키 또는 스위치, 또는 스텝 버튼 또는 탭 스위치로서 구현될 수 있으면서 주변에 배치될 수 있는 스위칭 장치들의 광학 또는 광전자 모니터링이 실행될 수 있다. 이 경우, 예컨대 광 가이드들, 그리고 광 가이드로 안내되는 광학 신호로 스위칭 위치들의 전환을 위한 상이하고 바람직한 메커니즘들이 이용될 수 있다. 달리 표현하면, 광 스위치들은 주변에 배치될 수 있는 스위칭 장치들의 모니터링을 위해 이용될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 실시형태들에 따라서, 특히 스위칭 장치는 확실하고 공간을 줄이면서 디자인 요청 또는 고객 요청에 유연하게 매칭될 수 있는 방식으로 제어 장치로부터 이격되어 그리고/또는 까다로운 기하학적 조건들 하에서 수용되어 광전자 방식으로 모니터링되며, 제어 장치에 광학적으로 연결될 수 있다. 이렇게 예컨대 스위칭 장치들 또는 조작 부재들이 분산되어 있을 때에도, 전자 컴포넌트들 또는 기능들은 유일하게 하나의 메인보드 상에 배치될 수 있다.
중앙에 배치될 수 있는 제어 유닛으로 주변에 배치될 수 있는 다단계 스위칭 장치의 상기 광학적 연결은, 광 가이드들이 전기 및 자기 간섭들에 대해 민감하지 않기 때문에, 장점들을 제공할 수 있다. 또한, 주변에 배치될 수 있는 전자 컴포넌트들은 예컨대 운송수단 변속기를 위한 실렉터 레버의 노브 내에서 제외될 수 있다. 이 경우, 주변에 배치될 수 있는 스위치 키들 또는 스위치들은 전기 컴포넌트들 없이도 충분하게 작동할 수 있다. 또한, 오직 중앙 제어 유닛만이 전자 장치에 적용되는 안전 규정들과 관련하여 구성되기만 하면 된다. 마지막으로, 보조 보드 및 케이블의 생략으로 인해 높은 고장 안전성 및 신뢰성이 달성될 수 있다.
특히 안전과 관련될 수 있고 특히 제어 시스템에 위험들을 초래할 수도 있는 컴포넌트들이 대체될 수 있기 때문에 제품 안전성 역시도 증가될 수 있다. 특히 분산 배치되는 주변 스위칭 장치들 또는 컴포넌트들을 포함하는 제어 시스템들의 경우, 개발 비용 및 단위당 원가의 감소가 달성될 수 있는데, 그 이유는 기능상 안전성은 오직 중앙 제어 장치에서만 실현되기만 하면 되고 시스템 컴포넌트들의 네트워킹을 위해 예컨대 오직 광 가이드들 및 번들 어댑터들만이 요구되며 그 밖에 주변 전자 장치를 위해 제공될 밀봉부는 감소될 수 있기 때문이다. 또한, 제어 장치에 대한 하나 이상의 스위칭 장치의 광학적 연결을 기반으로 컴포넌트들의 상이한 전기 사양들과 관련하여 제한 없이 신뢰성 있는 범용 진단이 가능하기 때문에, 더 나은 진단 조치들도 구현될 수 있다.
전기적 네트워킹에 비해, 본 발명의 실시형태들에 따른 광학적 네트워킹을 통해서는 특히 부품 복잡성 및 비용 지출이 감소될 수 있다. 또한, 예컨대 전기 배선 하니스들이 임의로 많은 와이어를 포함할 수 없는 문제를 피할 수 있는데, 그 이유는 그렇지 않으면 특히 커넥터가 매우 커짐으로써 보통은 플랫 커넥터만이 가능하지만, 장착 공간이 제한될 수 있기 때문이다. 특히 운송수단 변속기 또는 운송수단 구동장치를 위한 실렉터 레버 또는 기어 선택 레버와 결부되는 적용에서, 시프트 로드는 제한된 내경을 보유할 수 있고 예컨대 상기 전기 케이블을 은폐할 수도 있는 기어 레버 게이터(gear lever gaiter)는 고객에 의해 더 이상 요청되지 않을 수도 있다. 그에 따라, 본 발명의 실시형태들에 따라서, 제한되거나 복잡한 기하구조들에 대한 고객 맞춤성(customizability)은 향상될 수 있고, 디자인 자유도는 증가될 수 있다. 예컨대 시스템 컴포넌트들을 서로 연결하고, 그리고/또는 주변에 배치되는 전기 장치가 더 이상 예컨대 액체의 엎질러지는 것(spill)으로부터 보호되지 않아도 되기 때문에, 제어 시스템을 밀봉하기 위한 비용은 감소될 수 있다. 동일한 방식으로, 주변 컴포넌트들의 연결을 위해, 예컨대 한편으로 너무 이른 시기에 고장 나지 않도록 하기 위해 특별한 설계 레이아웃을 필요로 하지만, 다른 한편으로는 모든 적용에서 통상 이용되는 보조 보드를 여하히 대체할 수도 없는 플렉스포일(flexfoil)을 이용하지 않아도 된다. 본 발명의 실시형태들에 따라서 특히 본 발명이 실시형태들에 따라 불필요한 보조 보드 상에 안전 관련 기능들을 제공하는 점을 피할 수 있기 때문에, 제어 시스템들의 특히 복잡하지 않은 개발 및 실현이 가능해진다.
운송수단용 제어 시스템을 위한 스위칭 장치는 하기 특징들을 포함한다.
광신호(light signal)를 안내하기 위한 하나 이상의 광 가이드로서, 광신호는 스위칭 장치 내로의 유입 시 입력 특성을 보유하고 스위칭 장치로부터의 유출 시 출력 특성을 보유하는 것인, 상기 하나 이상의 광 가이드; 및
스위칭 장치 내로 작동력을 유입하기 위한 조작 부재로서, 조작 부재는 작동력을 기반으로 기본 위치와 제1 작동 위치와 제2 작동 위치 사이에서 이동될 수 있고, 조작 부재는 광신호의 특성을 조정하기 위한 조정 장치를 포함하고, 조정 장치는 조작 부재의 기본 위치에서는 광신호의 출력 특성을 제1 값으로 조정하고, 제1 작동 위치에서는 광신호의 출력 특성을 제2 값으로 조정하며, 제2 작동 위치에서는 광신호의 출력 특성을 제3 값으로 조정하도록 형성되며, 이때 제1 값, 제2 값 및 제3 값은 서로 상이한 것인, 상기 조작 부재.
운송수단은 육상 차량, 선박 또는 항공기일 수 있으며, 특히 도로 전용의 자동차, 예컨대 승용차, 화물 자동차, 또는 기타 상용차일 수 있다. 스위칭 장치는 스위치 키 또는 스위치일 수 있으며, 특히 다단계 스위치 키 또는 스위치, 예컨대 스텝 버튼, 로커 키(rocker key), 슬라이드 스위치 등일 수 있다. 작동력은 조작자에 의해 스위칭 장치의 조작 부재 상으로 가해질 수 있다. 이 경우, 조작 부재는 작동력이 인가될 때 기본 위치로부터 제1 작동 위치로, 그리고 제1 작동 위치로부터 제2 작동 위치로 이동될 수 있다. 후속하여 작동력이 존재하지 않으면, 조작 부재는 제2 작동 위치 또는 제1 작동 위치로부터 기본 위치로 복귀되거나 복귀될 수 있다. 하나 이상의 광 가이드는 광 가이드 번들로서, 또는 광 가이드 번들의 부분으로서 구현될 수 있다. 조작 부재는 하나 이상의 추가 작동 위치로도 이동될 수 있다. 조정 장치는 개별 작동 위치들에서 서로 상이하게, 그리고 경우에 따라서 작동 위치들 중 하나의 작동 위치에서 광신호의 특성에 영향을 미치지 않도록 형성될 수 있다. 이 경우, 조정 장치는 하나 이상의 추가 작동 위치에서 광신호의 출력 특성을 하나 이상의 추가 값으로 조정하도록 형성될 수 있다. 또한, 하나 이상의 광 가이드는 제어 시스템의 부분일 수도 있으며, 하나 이상의 광 가이드는 스위칭 장치로부터 분리되어 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 조정 장치는, 조작 부재의 위치에 따라서 하나 이상의 광 가이드의 곡률 반경을 변경하도록 형성되는 하나 이상의 압력 섹션을 포함할 수 있다. 이 경우, 하나 이상의 광 가이드는, 스위칭 장치의 유입 측에서부터 스위칭 장치의 유출 측에까지 연장되는 하나 이상의 연속 광 가이드로서 구현될 수 있다. 하나 이상의 압력 섹션은 조작 부재의 돌출 섹션으로서 형성될 수 있다. 기본 위치에서, 하나 이상의 압력 섹션은 예컨대 하나 이상의 광 가이드로부터 이격되어 있을 수 있고, 작동 위치들에서 하나 이상의 광 스위치는 예컨대 하나 이상의 압력 섹션을 통해 만곡될 수 있다. 상기 실시형태는, 광신호가 조작 부재의 위치에 따라서 광 분리(light decoupling)를 통해 상이하게 감쇠될 수 있음으로써, 신뢰성이 있으면서 구조적으로 간단한 방식으로 출력 특성의 상이한 값들이 조정될 수 있고 스위칭 장치의 유리한 스위칭 거동이 달성될 수 있다는 장점을 제공한다.
그 대안으로, 조정 장치는, 조작 부재의 위치에 따라서 하나 이상의 광 가이드 내에서 광신호를 적어도 부분적으로 통과시키도록, 그리고 이에 추가되거나 그 대안으로 적어도 부분적으로 감쇠하거나 중단시키도록 형성되는 하나 이상의 댐퍼 섹션을 포함할 수 있다. 이 경우, 하나 이상의 광 가이드는 하나 이상의 제1 광 가이드와 하나 이상의 제2 광 가이드를 포함할 수 있다. 이 경우, 하나 이상의 제1 광 가이드는 스위칭 장치의 유입 측으로부터 제1 세그먼트만큼 스위칭 장치를 통과하여 연장될 수 있으며, 하나 이상의 제2 광 가이드는 제2 세그먼트만큼 스위칭 장치를 통과하여 스위칭 장치의 유출 측에까지 연장될 수 있다. 하나 이상의 제1 광 가이드와 하나 이상의 제2 광 가이드 사이에는 중간 챔버가 배치될 수 있다. 하나 이상의 댐퍼 섹션은, 조작 부재의 위치에 따라서 광 가이드들 사이의 중간 챔버 내로 이동될 수 있도록, 또는 중간 챔버 내에서 변위될 수 있도록 형성될 수 있다. 상기 실시형태는, 스위칭 장치의 스위칭 거동을 개선하기 위해 상기 방식으로도 출력 특성의 상이한 값들이 확실하면서도 구조적으로 간단하게 조정될 수 있다는 장점을 제공한다.
이 경우, 하나 이상의 댐퍼 섹션은 인터럽트 섹션과, 광학 소자(optical element)와, 반사판(reflector)과, 이에 추가되거나 그 대안으로 흡수체(absorber)를 포함할 수 있다. 인터럽트 섹션은 광학 투명성이고 이에 추가되거나 그 대안으로 비반사성인 재료로 형성될 수 있다. 반사판은 광학 반사성 재료로 형성될 수 있다. 흡수체는 무광택 표면을 갖는 광학 비반사성 재료로 형성될 수 있다. 특히 하나 이상의 댐퍼 섹션은, 반사판과, 하나 이상의 흡수체와, 이에 추가되거나 그 대안으로 인터럽트 섹션을 포함할 수 있으며, 하나 이상의 제1 광 가이드의 길이방향 연장축과 하나 이상의 제2 광 가이드의 길이방향 연장축은 서로에 대해 횡방향으로 연장될 수 있다. 그 대안으로, 하나 이상의 댐퍼 섹션은 인터럽트 섹션과, 선택적으로 광학 소자를 포함할 수 있다. 상기 실시형태는, 광학 신호의 감쇠 또는 출력 특성의 상이한 값들, 그리고 그에 따른 스위칭 장치의 유리한 스위칭 거동은 장착 위치 상의 기하구조에 유연하게 매칭될 수 있는 방식으로 실현될 수 있다는 장점을 제공한다.
또한, 조정 장치는, 조작 부재의 위치에 따라서 하나 이상의 광 가이드 내에서 광신호를 적어도 부분적으로 통과시키도록, 그리고 이에 추가되거나 그 대안으로 적어도 부분적으로 조작 부재 쪽으로 편향시키도록 형성되는 하나 이상의 추가 광 가이드를 포함할 수 있다. 이 경우, 하나 이상의 광 가이드는 하나 이상의 제1 광 가이드와 하나 이상의 제2 광 가이드를 포함할 수 있다. 이 경우, 하나 이상의 제1 광 가이드는 스위칭 장치의 유입 측으로부터 제1 세그먼트만큼 스위칭 장치를 통과하여 연장될 수 있고, 하나 이상의 제2 광 가이드는 제2 세그먼트만큼 스위칭 장치를 통과하여 스위칭 장치의 유출 측에까지 연장될 수 있다. 하나 이상의 제1 광 가이드와 하나 이상의 제2 광 가이드 사이에는 중간 챔버가 배치될 수 있다. 하나 이상의 추가 광 가이드는, 조작 부재의 위치에 따라서 광 가이드들 사이의 중간 챔버 내로 이동될 수 있거나 중간 챔버 내에서 변위될 수 있도록 형성될 수 있다. 하나 이상의 추가 광 가이드는, 조작 부재 쪽으로 편향되는 광신호를 조명 장치로 공급하도록 형성될 수 있다. 상기 실시형태는, 스위칭 장치의 스위칭 거동을 개선하기 위해, 구조적으로 간단한 방식으로 출력 특성의 상이한 값들이 신뢰성 있게 조정될 수 있을 뿐만 아니라, 스위칭 장치 또는 조작 부재의 조명 역시도 실현될 수 있다는 장점을 제공한다.
그 대안으로, 조정 장치는, 조작 부재의 위치에 따라서 하나 이상의 광 가이드 내에서 광신호를 적어도 부분적으로 필터링되지 않은 상태로 통과시키도록, 그리고 이에 추가되거나 그 대안으로 적어도 부분적으로 필터링하도록 형성되는 하나 이상의 필터를 포함할 수 있다. 이 경우, 하나 이상의 광 가이드는 하나 이상의 제1 광 가이드와 하나 이상의 제2 광 가이드를 포함할 수 있다. 이 경우, 하나 이상의 제1 광 가이드는 스위칭 장치의 유입 측으로부터 제1 세그먼트만큼 스위칭 장치를 통과하여 연장될 수 있고, 하나 이상의 제2 광 가이드는 제2 세그먼트만큼 스위칭 장치를 통과하여 스위칭 장치의 유출 측에까지 연장될 수 있다. 하나 이상의 제1 광 가이드와 하나 이상의 제2 광 가이드 사이에는 중간 챔버가 배치될 수 있다. 하나 이상의 필터는, 조작 부재의 위치에 따라서 광 가이드들 사이의 중간 챔버 내로 이동될 수 있거나 중간 챔버 내에서 변위될 수 있도록 형성될 수 있다. 하나 이상의 필터는 편광 필터 또는 컬러 필터(color filter)일 수 있다. 상기 실시형태는, 필터들을 이용한 광신호의 변경 역시도 스위칭 장치의 유리한 스위칭 거동을 달성하기 위해 출력 특성의 충분히 구별 가능한 값들을 공급할 수 있다는 장점을 제공한다.
일 실시예에 따라서, 광신호의 입력 특성 및 출력 특성은 광 세기 또는 광선속을 나타낼 수 있다. 광 세기는 조도, 특정 광 방출량, 광 밀도, 광도, 광속, 광량, 노광 또는 광수율에 관련될 수 있다. 그 대안으로, 광신호의 입력 특성 및 출력 특성은 분극 특성, 색상 등일 수 있다. 상기 실시형태는, 상기 특성들에 따라서 간단한 방식으로 광신호의 출력 특성의 구별 가능한 값들이 생성될 수 있고, 이는 스위칭 장치의 유리한 스위칭 거동을 가능하게 한다는 장점을 제공한다.
특히 출력 특성의 제1 값은 최댓값을 나타낼 수 있다. 이 경우, 출력 특성의 제3 값은 최솟값을 나타낼 수 있다. 이 경우, 출력 특성의 제2 값은 최댓값과 최솟값 사이의 중간 값을 나타낼 수 있다. 이 경우, 예컨대 출력 특성은 광 세기 또는 광선속을 나타낼 수 있다. 상기 실시형태는, 기본 위치에서 또는 휴지 위치(rest position)에서 최대 광속 등의 존재가, 특히 스위치 키가 스위칭 장치로서 제공된 경우, 광학 컴포넌트들의 주기적인 진단을 수월하게 하거나 가능하게 하는 장점을 제공한다. 그 대안으로, 출력 특성의 제1 값은 최솟값을 나타낼 수 있고 출력 특성의 제3 값은 최댓값을 나타낼 수 있다.
또한, 스위칭 장치는, 조작 부재 상으로 작동력의 반대 방향으로 향하는 스프링 힘을 인가하기 위한 하나 이상의 스프링 장치를 포함할 수 있다. 이 경우, 스프링 장치는, 기본 위치와 제1 작동 위치와 제2 작동 위치 사이에서 조작 부재의 다단계 이동을 조절하도록 형성될 수 있다. 선택적으로, 스위칭 장치는 상이한 스프링 상수들 또는 가할 수 있는 스프링 힘들을 갖는 복수의 스프링 장치를 포함할 수 있다. 하나 이상의 스프링 장치는 예컨대 디스크 스프링을 포함할 수 있다. 상기 실시형태는, 스위칭 장치 또는 조작 부재의 스위칭 이동의 다단계성이 구조적으로 간단하면서도 조작 부재의 이동과 관련하여 정밀하게 정의될 수 있는 방식으로 실현될 수 있다는 장점을 제공한다.
이 경우, 기본 위치에서 조작 부재와 하나 이상의 스프링 장치는 힘에 적합하게 분리될 수 있다. 제1 작동위치에서, 조작 부재와 하나 이상의 스프링 장치 간의 힘 전달은 최소일 수 있다. 제2 작동 위치에서, 조작 부재와 하나 이상의 스프링 장치 간의 힘 전달은 최대일 수 있다. 이 경우, 하나 이상의 스프링 장치는 힘 전달이 최소인 경우 조작 부재 상으로 최소 스프링 힘을 가하고 힘 전달이 최대인 경우에는 최대 스프링 힘을 가하도록 형성될 수 있다. 상기 실시형태는, 조작 부재의 적어도 2단계 스위칭 이동이 구조적으로 간단하면서도 사용자에게 촉각적으로 분명한 방식으로 실현될 수 있다는 장점을 제공한다.
또한, 조작 부재는 키, 스위치, 로커 키, 로커 스위치(rocker switch) 또는 슬라이더를 포함할 수 있다. 상기 실시형태는, 다양한 적용 가능성 또는 구현 가능성이 스위칭 장치를 위해 선택된다는 장점을 제공한다.
일 실시예에 따라서, 스위칭 장치는, 연속 광 가이드와, 조작 부재 상으로 작동력과 반대 방향으로 향하는 스프링 힘을 인가하기 위한 하나 이상의 스프링 장치를 포함할 수 있다. 이 경우, 스프링 장치는, 기본 위치와 제1 작동 위치와 제2 작동 위치 사이에서 조작 부재의 다단계 이동을 조절하도록 형성될 수 있다. 이 경우, 조정 장치는, 조작 부재의 위치에 따라서 하나 이상의 광 가이드의 곡률 반경을 변경하도록 형성되는 하나 이상의 압력 섹션을 포함할 수 있다. 이 경우, 광 가이드는 하나 이상의 압력 섹션과 스프링 장치 사이에 배치될 수 있다. 상기 실시형태는, 부품 개수가 감소되어 공간을 절약하면서 경제적인 스위칭 장치가 제공될 수 있다는 장점을 제공한다.
운송수단용 제어 시스템은 하기 특징들을 포함한다:
앞에서 언급한 스위칭 장치의 일 실시형태; 및
제어 장치로서, 스위칭 장치는 하나 이상의 광 가이드에 의해 데이터 전송이 가능한 방식으로 제어 장치와 연결되고, 제어 장치는 하나 이상의 광 가이드 내로 입력 특성을 갖는 광신호를 결합하기 위한 장치와 하나 이상의 광 가이드로부터의 광신호의 출력 특성을 검출하기 위한 장치를 포함하며, 제어 장치는 광신호의 출력 특성의 값에 따라서 제어 신호를 생성하도록 형성되는 것인, 상기 제어 장치.
제어 시스템과 관련하여, 앞에서 언급한 스위칭 장치의 일 실시형태는 바람직하게는 제어 신호 또는 시프팅 신호를 생성할 수 있는 기반이 되는 광신호의 출력 특성의 상이한 값들을 공급하기 위해 이용될 수 있다. 제어 시스템은 하나 이상의 상기 스위칭 장치를 포함할 수 있다. 제어 장치는 인쇄회로기판을 포함할 수 있거나, 인쇄회로기판 상에 배치되어 있거나 배치될 수 있다. 결합하기 위한 장치는 광원, 특히 발광다이오드를 포함할 수 있다. 검출하기 위한 장치는 광트랜지스터 등을 포함할 수 있다. 이 경우, 하나 이상의 광 가이드는 제어 장치로부터 스위칭 장치를 통과하여 다시 제어 장치까지 폐쇄되거나 개방된 루프로서 구현될 수 있다.
일 실시형태에 따라서, 제어 장치는 엔진 제어 장치로 향하는 인터페이스 상으로, 그리고 이에 추가되거나 그 대안으로 변속기 제어 장치로 향하는 인터페이스 상으로 제어 신호를 출력하도록 형성될 수 있다. 제어 신호는, 엔진 제어 장치를 통한, 그리고 이에 추가되거나 그 대안으로 변속기 제어 장치를 통한 처리 동안 해당 제어 장치의 작동의 개루프 또는 폐루프 제어를 실현하기 위해 적합할 수 있다. 상기 실시형태는, 스위칭 장치로부터의 출력 특성 값을 기반으로 생성되는 제어 신호의 이용하에 운송수단 변속기 및/또는 운송수단 구동장치 역시도 제어될 수 있다는 장점을 제공한다.
이 경우, 제어 장치는, 출력 특성의 제2 값에 대응하여 기어 단을 사전 선택하기 위한 사전 선택 신호를 나타내는 제1 제어 신호를 생성하도록, 그리고 출력 특성의 제3 값에 대응하여 기어 단을 조정하기 위한 시프팅 신호를 나타내는 제2 제어 신호를 생성하도록 형성될 수 있다. 상기 실시형태는, 또 다른 변속단 또는 또 다른 변속기 단으로의 시프팅 과정을 위해 예컨대 많은 변속기 유형에서 변속기의 또 다른 보조 샤프트로 전환된다는 사실을 기반으로 이미 변속기 제어를 위한 정확하고 도움이 되는 사전 정보가 공급될 수 있음으로써, 특히 운전자가 예컨대 변속단 사전 선택과 함께 오버런닝 동작(overrunning maneuver)의 준비를 위해 신속한 시프팅을 준비할 수 있도록 하기 위해서도, 여타의 경우라면 필요에 따라 적절할 수 있는 추정된 사전 선택의 교정 역시도 방지될 수 있고 시간은 절약된다는 장점을 제공한다.
또한, 제어 장치는, 출력 특성의 제2 값에 대응하여 엔진 시동 신호를 나타내는 제1 제어 신호를 생성하도록, 그리고 출력 특성의 제3 값에 대응하여 변속기 잠금을 풀기 위한 잠금 해제 신호를 나타내는 제2 제어 신호를 생성하도록 형성될 수 있다. 상기 실시형태는, 상이한 운송수단 기능들 역시도 제어 시스템의 다단계 스위칭 장치를 통해 제어될 수 있고 이렇게 운송수단의 기능들의 타당한 조합 및 간소화된 조작성이 달성될 수 있다는 장점을 제공한다.
본 발명은 첨부한 도면들에 따라서 예시로서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 스위칭 장치를 포함하는 제어 시스템을 도시한 도면이다.
도 2a 내지 도 7b는 본 발명의 실시예들에 따르는 스위칭 장치를 각각 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예들의 하기 기재내용에서, 다양한 도면들에 도시되고 유사하게 기능하는 요소들을 위해 동일하거나 유사한 도면부호들이 이용되며, 상기 요소들의 반복되는 설명은 생략된다.
도 1에는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 스위칭 장치(110)를 포함하는 제어 시스템(100)이 도시되어 있다. 제어 시스템(100)은 운송수단을 위한 이용을 위해 제공되거나, 운송수단과 연결되어 이용될 수 있다. 예컨대 제어 시스템(100)은 운송수단 변속기, 그리고 이에 추가되거나 그 대안으로 운송수단 구동장치를 제어하기 위해 이용될 수 있다.
제어 시스템(100)은 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따라서 스위칭 장치(110)를 포함한다. 또 다른 실시예에 따라서는 제어 시스템(100)은 복수의 스위칭 장치(110)를 포함할 수 있다.
스위칭 장치(110)는 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따라서 광 가이드(120)를 포함한다. 광 가이드(120)는 광신호를 안내하도록 형성된다. 광신호의 전파 방향은 도 1에 화살표들을 통해 상징적인 도해로 도시되어 있다. 광 가이드(120)는 스위칭 장치(110)를 통과하여 연장된다. 이 경우, 광 가이드(120) 내에서 안내되는 광신호는 스위칭 장치(110) 내로의 유입 시 입력 특성을 보유한다. 스위칭 장치(110)로부터의 유출 시에는 광신호는 출력 특성을 보유한다. 선택적으로 광 가이드(120)는 스위칭 장치(110)의 내부에서도, 비록 도 1에 분명하게 도시되어 있지 않더라도, 하나 이상의 인터럽트부를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에 따라서, 복수의 광 가이드(120) 역시도 배치될 수 있다.
또한, 제어 시스템(100)의 스위칭 장치(110)는 조작 부재(130)를 포함한다. 조작 부재(130)는 예컨대 키, 스위치, 로커 키, 로커 스위치 또는 슬라이더이다. 조작 부재(130)는 스위칭 장치(110) 내로 외부 작동력(131)을 유입시키도록 형성된다. 달리 표현하면, 조작 부재(130)는, 스위칭 장치(110) 내로 사용자에 의해 가해진 작동력(131)을 유입시키거나, 조정 장치(132)와 경우에 따른 광 가이드(120) 상으로 전달하도록 형성된다. 스위칭 장치(110) 또는 조작 부재(130)에 인가된 작동력(131)을 통해 조작 부재(130)는 상이한 위치들로 이동 가능하게 배치된다. 이 경우, 조작 부재(130)는 각각의 작동력(131)에 따라서 특히 기본 위치와 제1 작동 위치와 제2 작동 위치 사이에서 이동될 수 있도록 형성된다.
이 경우, 조작 부재(130)의 기본 위치는 작동력(131)의 부재(absence) 또는 조작 부재(130)의 휴지 상태에 상응한다. 조작 부재(130)의 제1 작동 위치는 예컨대 작동력(131)이 인가된 상태에서 조작 부재(130)의 이동 또는 작동 이동의 제1 단계를 나타낸다. 조작 부재(130)의 제2 작동 위치는 특히 작동력(131)이 인가된 상태에서 조작 부재(130)의 작동 이동의 제2 단계, 또는 예컨대 스위칭 장치(110) 내에서 조작 부재(130)의 정지 위치를 나타낸다. 또 다른 실시예에 따라서, 조작 부재(130)는 3개보다 더 많은 위치 사이에서 이동될 수 있다.
조작 부재(130)는 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따라서 조정 장치(132)를 포함한다. 이 경우, 조정 장치(132)는 조작 부재(130)와 기계적으로 결합되거나 연결된다. 조정 장치(132)는, 광 가이드(120) 내에서 스위칭 장치(110)를 통과하여 안내되는 광신호의 출력 특성을 조정하도록 형성된다. 정확하게 말하면, 조정 장치(132)는 조작 부재(130)의 위치에 따라서 출력 특성을 다수의 상이한 값 중 하나의 값으로 조정하도록 형성된다.
이 경우, 조정 장치(132)는, 조작 부재(130)의 기본 위치에서 광신호의 출력 특성을 제1 값으로 조정하도록 형성된다. 또한, 조정 장치(132)는 조작 부재(130)의 제1 작동 위치에서 광신호의 출력 특성을 제2 값으로 조정하도록 형성된다. 또한, 조정 장치(132)는, 조작 부재(130)의 제2 작동 위치에서 광신호의 출력 특성을 제3 값으로 조정하도록 형성된다. 이 경우, 제1 값, 제2 값 및 제3 값은 서로 상이하다.
일 실시예에 따라서, 광신호의 입력 특성 및 출력 특성은 광신호의 광 세기를 나타낸다. 특히 광신호의 입력 특성 및 출력 특성은 광신호의 광선속, 조도, 특정한 광 방출량, 광 밀도, 광도, 광속, 광량, 노광 또는 광수율을 나타낸다. 그 대안으로, 광신호의 입력 특성 및 출력 특성은 광신호의 분극 특성 또는 색을 나타낸다. 일 실시예에 따라서, 출력 특성의 제1 값은 광학 신호의 광 세기의 최댓값 또는 최대 레벨이며, 출력 특성의 제3 값은 광학 신호의 광 세기의 최솟값 또는 최소 레벨이다.
또한, 제어 시스템은 제어 장치(140)를 추가로 포함한다. 제어 장치(140)는 광 가이드(120)에 의해 데이터 전송 가능한 방식으로 스위칭 장치(110)와 연결된다. 이 경우, 광 스위치(120)는, 제어 장치(140)와 스위칭 장치(110) 간의 데이터 전송 가능한 연결을 형성하기 위해 루프 형태로 구현된다.
제어 장치(140)는 결합 장치(142)와 검출 장치(144)를 포함한다. 이 경우, 결합 장치(142)는, 광 가이드(120) 내로 입력 특성을 갖는 광신호를 결합하도록 형성된다. 결합 장치(142)는 예컨대 발광 다이오드로서 구현되는 광원을 포함한다. 검출 장치(144)는 광 가이드(120)로부터의 광신호 또는 광신호의 출력 특성을 검출하도록 형성된다. 이 경우, 검출 장치(144)는 예컨대 광트랜지스터로서 구현된다.
제어 장치(140)는, 검출 장치(144)에 의해 검출되는 광신호의 출력 특성의 값에 따라서 제어 신호(150)를 생성하도록 형성된다. 이 경우, 제어 장치(140)는 특히 출력 특성의 각각 존재하는 값에 따라서 상이한 제어 신호(150)를 생성하도록 형성된다. 또한, 제어 장치(140)는 장치 쪽으로 향하는 인터페이스 상으로 제어 신호(150)를 출력하거나 공급하도록 형성된다.
예컨대 제어 장치(140)는, 제1 값을 갖는 출력 특성이 검출되고 조작 부재(130)는 휴지 위치에 배치된다면, 제1 제어 신호(150)를 생성하거나, 제어 신호(150)의 생성을 중단시키도록 형성될 수 있다. 제2 값 또는 제3 값을 갖는 출력 특성이 검출되고 조작 부재(130)는 제1 작동 위치 또는 제2 작동 위치에 배치된다면, 제어 장치(140)는 제2 제어 신호(150) 또는 제3 제어 신호(150)를 생성하도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 제어 장치(140)는 엔진 제어 장치로 향하는 인터페이스로, 그리고 변속기 제어 장치로 향하는 인터페이스로 제어 신호(150)를 출력하도록 형성된다. 이 경우, 제어 장치(140)는 광신호의 출력 특성의 제2 값에 대응하여 엔진 시동 신호를 나타내는 제1 제어 신호(150)를 생성하도록, 그리고 광신호의 출력 특성의 제3 값에 대응하여 변속기 잠금을 풀고, 그리고/또는 실렉터 레버를 릴리스하기 위한 잠금 해제 신호를 나타내는 제2 제어 신호(150)를 생성하도록 형성된다. 그에 따라, 예컨대, 운송수단 시동 또는 엔진 시동 역시도 운송수단의 실렉터 레버 상의 2단계 P 스위치를 통해 실현될 수 있다. 이 경우, 제1 제어 신호(150)를 생성하기 위해, 제어 장치(140)는, 스위칭 장치(110)의 조작 부재(130)의 제1 작동 위치가 엔진 시동을 실현하기 위해 소정의 기간 동안, 예컨대 적어도 1/2초 동안 인가되는지 그 여부를 점검하도록 형성될 수 있다. 그에 따라, 특히 운송수단의 실렉터 레버 상의 잠금 해제 키 또는 언로크 키에 운송수단 시동 역시도 기능에 따라 연계된다. 스위칭 장치(110)가 특정 기간, 예컨대 1초 동안 제1 작동 위치에서 작동된다면, 운송수단의 엔진이 시동되는 점이 실현될 수 있다. 스위칭 장치(110)가 제2 작동 위치로 변위된다면, 변속기 잠금은 풀릴 수 있으면서 또 다른 변속단 또는 또 다른 주행 기어단으로의 전환을 가능하게 할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 제어 장치(140)는, 변속기 제어 장치로 향하는 인터페이스로 제어 신호(150)를 출력하도록 형성된다. 이 경우, 제어 장치(140)는, 광신호의 출력 특성의 제2 값에 대응하여 변속기 단 또는 변속단을 사전 선택하기 위한 사전 선택 신호를 나타내는 제1 제어 신호(150)를 생성하도록, 그리고 광신호의 출력 특성의 제3 값에 대응하여 변속기 단을 조정하거나 변속단을 체결하기 위한 시프팅 신호를 나타내는 제2 제어 신호(150)를 생성하도록 형성된다. 운송수단 영역에서 스위칭 장치(110)로서 다단계 키의 적용은 예컨대 이른바 수동 시프트 게이트에서 시프팅을 위한 2단계 로커 키일 수 있다. 그에 따라, 변속기들의 사전 제어 또는 변속단 사전 선택은 수동 시프트 게이트에서 2단계 스위치를 통해 실현될 수 있다. 수동 시프트 게이트 내에서 시프트 업(M+) 및 시프트 다운(M-)과 관련하여, 스위칭 장치(110)의 제1 작동 위치를 통해, 바로 다음의 수동 변속단 선택으로서 시프트 업 또는 시프트 다운이 의도되는 점이 시그널링될 수 있다. 제2 작동 위치를 기반으로 실질적인 시프팅 과정이 실행될 수 있다.
도 2a에는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 스위칭 장치(110)의 부분 단면도가 도시되어 있다. 스위칭 장치(110)는 도 1의 스위칭 장치일 수 있다. 스위칭 장치(110)는 광 가이드(120)와, 조작 부재(130)와, 조정 장치(132)를 포함한다. 또한, 도 2a에는, 스위칭 장치(110)의 하우징(212), 광 가이드(120) 내의 광신호(222), 조정 장치(132)의 압력 섹션(232), 스위칭 장치(110)의 스프링 장치(260), 및 조작 부재(130)의 작동 축(A) 또는 이동 축이 도시되어 있다. 이 경우, 도 2a에서 스위칭 장치(110)는 조작 부재(130)의 기본 위치에서 도시되어 있다.
하우징(212) 내에는, 광 가이드(120)의 부분 섹션, 조작 부재(130)의 위치에 따르는 조작 부재(130)의 부분 섹션, 조정 장치(132) 및 스프링 장치(260)가 배치된다.
도 2a에 도시된 본 발명의 실시예에 따라서, 광 가이드(120)는 연속 광 가이드로서 형성된다. 광 가이드(120) 내에서 광신호(222)는, 도면에 화살표를 통해 상징적인 도해로 도시된 것과 같은 광로(light path)를 따라서 전파된다. 이 경우, 광 가이드(120)는 도 2a에 도시된 조작 부재(130)의 기본 위치에서 스위칭 장치(110)를 통과하여 선형으로 연장된다. 이 경우, 광 가이드(120)는 하우징(212)의 내부에서 도 2a에 도시된 조작 부재(130)의 기본 위치에서 광신호(222)의 광로에 상응하는 주 연장축 또는 길이방향 연장축을 보유한다.
조작 부재(130)는 키로서 형성된다. 도 2a에 도시된 기본 위치에서, 조작 부재(130)의 최대 부분 섹션은 하우징(212)으로부터 외부로 연장된다. 작동력(131)이 존재하는 상태에서, 조작 부재(130)는 작동축(A)을 따라서 상이한 위치들 사이에서 이동될 수 있다. 이 경우, 작동축(A)은 도 2a에 도시된 본 발명의 실시예에 따라서 제조 공차 이내에서 광 가이드(120)의 길이방향 연장축에 대해 법선으로, 또는 횡방향으로 연장된다.
조정 장치(132)는 도 2a에 도시된 본 발명의 실시예에 따라서 압력 섹션(232) 또는 압력 부재를 포함한다. 이 경우, 압력 섹션(232)은 정확하게 말하면 주 연장축을 갖는 로드 형태의 절삭 프로파일(cut profile)을 포함한다. 이 경우, 압력 섹션(232)의 주 연장축은 조작 부재(130)의 작동축(A)을 따라서 연장된다. 압력 섹션(232)은 조작 부재(130)의 각각의 위치에 따라서 광 가이드(120)의 곡률 반경을 변경하도록 형성된다.
이 경우, 압력 섹션(232)을 포함하는 조정 장치(132)는, 특히 조작 부재(130)의 기본 위치에서 광 스위치(120)로부터 이격 배치되어 기본 위치와 다른 조작 부재(130)의 위치에서 광 가이드(120)를 만곡하도록 형성된다. 기본 위치와 다른 조작 부재(130)의 위치들은 예컨대 도 2b 및 도 2c에 도시되어 있다.
스프링 장치(260)는 조작 부재(130)에 작동력(131)과 반대 방향으로 향하는 스프링 힘을 인가하도록 형성된다. 도 2a에 도시된 본 발명의 실시예에 따라서, 스프링 장치(260)는 디스크 스프링으로서 구현된다. 특히 스프링 장치(260)는 기본 위치와 제1 작동 위치와 제2 작동 위치 사이에서 조작 부재(130)의 다단계 이동을 조절하도록 형성된다. 이 경우, 광 스위치(120)는 조정 장치(132)와 스프링 장치(260) 사이에 배치된다. 또 다른 실시예에 따라서, 스위칭 장치(110)는 복수의 스프링 장치를 포함할 수 있다.
도 2a에 도시된 기본 위치에서, 조작 부재(130)의 부분 섹션은 하우징(212)에서 외부로 최대로 멀리 연장되고, 압력 섹션(232)을 포함하는 조정 장치(132)는 광 가이드(120)로부터 이격 배치되고, 광 가이드(120)는 조립 공차 이내에서 스위칭 장치(110)를 통과하여 선형으로 연장되며, 조작 부재(130)와 스프링 장치(260)는 힘에 적합하게 서로 분리된다.
도 2b에는, 도 2a의 스위칭 장치(110)가 조작 부재(130)의 제1 작동 위치에서 도시되어 있다. 도 2b에 도시된 제1 작동 위치에서, 최대 부분 섹션과 관련하여 감소된 조작 부재(130)의 부분 섹션이 하우징(212)에서 외부로 연장되며, 조정 장치(132)는 압력 섹션(232)으로 광 가이드(120) 쪽에 접하여 배치되고 스프링 장치(260)에 접하여 광 가이드(120)를 만곡시킨다. 따라서 광 가이드(120)는 하우징(212)의 내부에서 제1 곡률 반경을 보유한다. 또한, 스프링 장치(260)는 압축되지 않은 상태에 있다.
도 2c에는, 도 2a 또는 도 2b의 스위칭 장치(110)가 조작 부재(130)의 제2 작동 위치에서 도시되어 있다. 도 2c에 도시된 제2 작동 위치에서, 조작 부재(130)의 최소 부분 섹션이 하우징(212)에서 외부로 연장된다. 조정 장치(132)는 압력 섹션(232)으로 광 가이드(120) 쪽에 접하여 배치되고 스프링 장치(260)에 접하여 광 가이드(120)를 만곡시킨다. 작동력(131)은 조정 장치(132) 및 광 가이드(120)를 통해 스프링 장치(260) 상으로 전달된다. 작동력(131)은, 스프링 장치(260)의 압축을 야기하는 크기를 갖는다. 따라서, 광 가이드(120)는 도 2b에 도시된 상태에 비해 더 강하게 만곡된다. 그에 따라, 광 가이드(120)는 도 2c에 도시된 상태에서 하우징(212)의 내부에서 제1 곡률 반경보다 더 작은 제2 곡률 반경을 보유한다. 스프링 장치(260)는 조작 부재(130) 및 조정 장치(132)를 통해 압축된 상태에 있다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하여 주지할 사항은, 스위칭 장치(110)가 광섬유 압력 센서들처럼 광 가이드(120)의 변형을 통한 압력 센서 장치를 포함한 스위치 키 또는 탭 스위치로서 구현된다는 점이다. 광 가이드(120) 내에서 광신호(222)에 대한 투과는, 광 가이드(120)가 스위칭 장치(110) 또는 조작 부재(130)의 작동 동안 조정 장치(132)를 통해 만곡되거나 휘어질 때 악화된다. 압력 작용 또는 휨 작용은 탄성 메커니즘, 여기서는 디스크 스프링의 형상으로 하부에 배치된 스프링 장치(260)를 통해 2단계로 변경된다. 조작 부재(130) 또는 조정 장치(132)가 스프링 장치(260)에 도달한다면, 압력 또는 스프링 힘은 증가된다. 일 실시예에 따라서, 복수의 스프링 장치(260), 예컨대 디스크 스프링을 겹치게 하거나 적층하는 것을 통해, 상승하는 스프링 강성과 더불어 다단계 스위치 키 역시도 실현될 수 있다.
도 3a에는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 스위칭 장치(110)의 부분 단면도가 도시되어 있다. 이 경우, 도 3a 내의 스위칭 장치(110) 및 도면은, 도 3a 내의 스위칭 장치(110)가 스프링 장치 없이 도시되어 있거나, 스프링 장치를 포함하지 않는 점을 제외하고, 도 2a에서의 스위칭 장치 및 도면에 상응한다. 도 3a에는, 스위칭 장치(110)가 조작 부재(130)의 기본 위치에서 도시되어 있다.
도 3b에는, 도 3a에 도시된 스위칭 장치(110)가 조작 부재(130)의 한 작동 위치에서 도시되어 있다. 이 경우, 특히 도 2b 또는 도 2c에서의 도면이 도 3b에서의 도면으로 종료된다.
도 4에는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 스위칭 장치(110)의 부분 단면도가 도시되어 있다. 이 경우, 도 4 내의 스위칭 장치(110) 및 도면은, 도 4에서는 광 가이드(120)가 스위칭 장치(110)의 내부에서 중단되고 스위칭 장치(110)는 조정 장치(132)로서 인터럽트 섹션(432) 또는 댐퍼 섹션을 포함하는 점을 제외하고, 도 3a에서의 스위칭 장치 및 도면에 상응한다. 도 4에는, 스위칭 장치(110)가 조작 부재(130)의 기본 위치에서 도시되어 있다.
중단된 광 가이드(120)는 광 가이드(120)의 2개의 부분 섹션 사이에 공기로 충전된 중간 챔버를 포함한다. 광 가이드(120)의 두 부분 섹션은 스위칭 장치(110)의 하우징(212)의 내부에서 광 가이드(120)의 공통 길이방향 연장축을 따라서 연장된다. 광신호(222) 또는 광로는 조작 부재(130)의 기본 위치에서 광 가이드(120)의 입력 측 부분 섹션으로부터 중간 챔버를 통과하여 광 가이드(120)의 출력 측 부분 섹션 내로 진행된다.
조정 장치(132)는 광학 비투과성 재료로 형성된다. 인터럽트 섹션(432)을 포함하는 조정 장치(132)는 조작 부재(130)의 위치에 따라서 광 가이드(120) 내에서 광신호(222)를 적어도 부분적으로 통과시키거나, 적어도 부분적으로 중단시키도록 형성된다. 도 4에 도시된 기본 위치에서, 인터럽트 섹션(432)을 포함하는 조정 장치(132)는, 광 가이드(120) 내에서 광신호(222)를 통과시키도록 형성된다. 이 경우, 인터럽트 섹션(432)을 포함한 조정 장치(132)는 광 가이드(120)의 2개의 부분 섹션 사이의 중간 챔버의 외부에 배치된다. 한 작동 위치에서, 인터럽트 섹션(432)은 광신호(222)를 적어도 부분적으로 중단시키도록 형성될 수 있다. 이 경우, 인터럽트 섹션(432)을 포함하는 조정 장치(132)는 조작 부재(130)의 한 작동 위치에서 광 가이드(120)의 두 부분 섹션 사이의 중간 챔버 안쪽으로 연장될 수 있다. 예컨대 인터럽트 섹션(432)은, 기본 위치에서는 중간 챔버의 외부에 위치될 수 있고, 제1 작동 위치에서는 중간 챔버를 부분적으로, 예컨대 1/2까지 채울 수 있으며, 제2 작동 위치에서는 중간 챔버를 완전하게 채울 수 있다.
도 5에는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 스위칭 장치(110)의 부분 단면도가 도시되어 있다. 이 경우, 도 5 내의 스위칭 장치(110) 및 도면은, 도 5에서는 스위칭 장치(110)가 추가의 광학 소자(532)를 구비한 인터럽트 섹션(432) 또는 댐퍼 섹션을 포함하는 조정 장치(132)를 포함하는 점을 제외하고, 도 4에서의 스위칭 장치 및 도면에 상응한다. 도 5에서, 스위칭 장치(110)는 조작 부재(130)의 기본 위치에서 도시되어 있다.
이 경우, 조정 장치(132)는 인터럽트 섹션(432)과 광학 소자(532)를 포함한다. 도 5에 도시된 기본 위치에서, 조정 장치(132)의 광학 소자(532)는 광 가이드(120)의 두 부분 섹션 사이의 중간 챔버 내에 배치된다. 도 5에 도시된 기본 위치에서, 조정 장치(132)는, 광 가이드(120) 내에서 광신호(222)를 적어도 부분적으로 통과시키도록 형성된다. 한 작동 위치에서, 조정 장치(132)는 광신호(222)를 적어도 부분적으로 중단시키도록 형성될 수 있다. 이 경우, 조정 장치(132)의 인터럽트 섹션(432)은 조작 부재(130)의 한 작동 위치에서 광 가이드(120)의 두 부분 섹션 사이의 중간 챔버 안쪽으로 연장될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하여 주지할 사항은, 일 실시예에 따라서, 스위칭 장치(110)는 광로의 인터럽트부를 구비한 스위치 키로서 구현될 수 있다는 점이다. 광 가이드(120)의 지름이 작은 경우, 도 4에서의 실시예의 경우 거의 디지털 스위칭 거동이 달성된다. 광 손실을 제한하기 위해, 도 5에서는, 휴지 상태 또는 기본 위치에 상대적으로 작동되는 상태 또는 작동 위치에서 광학 신호(222)의 광 통로(light passage)의 감소를 줄이도록 광학 소자(532) 또는 광학 링크가 배치된다.
도 6a에는, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 장치(110)의 부분 단면도가 도시되어 있다. 이 경우, 도 6a 내의 스위칭 장치(100) 및 도면은, 도 6a에서는 광 가이드(120)가 스위칭 장치(110)의 내부에서 중단되어 있고 스위칭 장치(110)는 조정 장치(132)로서 추가 광 가이드(632)를 포함하는 점을 제외하고, 도 3a에서의 스위칭 장치 및 도면에 상응한다. 도 6a에서, 스위칭 장치(110)는 조작 부재(130)의 기본 위치에서 도시되어 있다.
중단된 광 가이드(120)는 광 가이드(120)의 2개의 부분 섹션 사이에 공기로 채워진 중간 챔버를 포함한다. 광 가이드(120)의 두 부분 섹션은 스위칭 장치(110)의 하우징(212)의 내부에서 광 가이드(120)의 공통 길이방향 연장축을 따라서 연장된다. 광신호(222) 또는 광로는 조작 부재(130)의 기본 위치에서 광 가이드(120)의 입력 측 부분 섹션으로부터 중간 챔버를 통과하여 광 가이드(120)의 출력 측 부분 섹션 내로 진행된다.
추가 광 가이드(632)는 조작 부재(130)로부터 광 가이드(120)로 향하는 방향으로 연장된다. 추가 광 가이드(632)는 제1 섹션과, 변곡 섹션(kink section)과, 제2 섹션을 포함한다. 제1 섹션은 스위칭 장치(110)의 작동축(A)을 따라서 연장된다. 제2 섹션은 광 가이드(120)의 공통 길이방향 연장축을 따라서 광 가이드(120)의 입력 측 부분 섹션 쪽으로 향하는 방향으로 연장된다. 추가 광 가이드(632)의 변곡 섹션은 제1 섹션과 제2 섹션 사이에 배치된다.
추가 광 가이드(632)를 포함하는 조정 장치(132)는, 조작 부재(130)의 위치에 따라서 광 가이드(120) 내에서 광신호(222)를 적어도 부분적으로 통과시키고, 이에 추가되거나 그 대안으로 적어도 부분적으로 조작 부재(130) 쪽으로 편향시키도록 형성된다. 도 6a에 도시된 기본 위치에서, 추가 광 가이드(632)를 포함한 조정 장치(132)는 광 가이드(120) 내에서 광신호(222)를 통과시키도록 형성된다. 이 경우, 추가 광 가이드(632)를 포함한 조정 장치(132)는 광 가이드(120)의 2개의 부분 섹션 사이의 중간 챔버의 외부에 배치된다.
도 6b에는, 도 6a에서의 스위칭 장치(110)가 조작 부재(130)의 한 작동 위치에서 도시되어 있다. 이 경우, 조정 장치(132)의 추가 광 가이드(632)의 제2 섹션은 광 가이드(120)의 2개의 부분 섹션 사이의 중간 챔버 내에 완전하게 배치된다. 광신호(222)는 광 가이드(120)의 입력 측 부분 섹션으로부터 유출되어 추가 광 가이드(632) 내로 유입된다. 이 경우, 광로는 조작 부재(130)에까지 진행된다. 도 6b에 도시된 작동 위치에서, 추가 광 가이드(632)를 포함한 조정 장치(132)는, 광신호(222)를 조작 부재(130) 쪽으로 완전하게 편향시키도록 형성된다. 이 경우, 추가 광 가이드(632)를 포함한 조정 장치(132)는 조작 부재(130)의 한 작동 위치에서 광 가이드(120)의 두 부분 섹션 사이의 중간 챔버 안쪽으로 연장될 수 있다.
추가 실시예에 따라서, 추가 광 가이드(632)의 제2 섹션은 추가 작동 위치에서 부분적으로만 중간 챔버 내에 배치될 수 있으며, 그럼으로써 광신호(222)의 제1 성분은 추가 광 가이드(632)로부터 편향되고 광신호(222)의 제2 성분은 광 가이드(120)의 출력 측 부분 섹션을 통과할 수 있다.
도 6a 및 도 6b를 참조하여 주지할 사항은, 도시된 스위칭 장치(110) 내에서, 조작 부재(130)의 한 작동 위치가 존재한다면, 광로 또는 광신호(222)의 편향이 수행된다는 점이다. 키의 작동 시 추가 광 가이드(632)는 광신호(222)의 광로 내로 이동된다. 그에 따라, 조명부를 구비한 대면적 스위치들(large-surface switch)의 경우, 작동 위치는 조작 부재(130)의 스위치 심벌의 상대적으로 더 높은 휘도를 통해 공학적으로 시그널링된다.
도 7a에는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 스위칭 장치(110)의 부분 단면도가 도시되어 있다. 이 경우, 도 7a 내의 스위칭 장치(110) 및 도면은, 도 7a에서는 광 가이드(120)가 스위칭 장치(110)의 내부에서 중단되고, 광 가이드(120)의 부분 섹션들은 서로 상대적으로 경사진 길이방향 연장축들을 보유하며, 스위칭 장치(110)는 예시로서 하나의 반사판(732A) 및 2개의 흡수체(732B)를 구비한 조정 장치(132)를 포함하는 점을 제외하고, 도 3a에서의 스위칭 장치 및 도면에 상응한다. 도 7a에서, 스위칭 장치(110)는 조작 부재(130)의 기본 위치에서 도시되어 있다.
중단된 광 가이드(120)는 광 가이드(120)의 2개의 부분 섹션 사이에 공기로 채워진 중간 챔버를 포함한다. 광 가이드(120)의 두 부분 섹션은 스위칭 장치(110)의 하우징(212)의 내부에서 서로 상대적으로 경사진 길이방향 연장축들을 따라서 연장된다. 반사판(732A) 및 흡수체들(732B)을 포함하는 조정 장치(132)는 광 가이드(120)로 향해 있는 조작 부재(130)의 측 상에 배치된다. 이 경우, 반사판(732A)은 제1 흡수체(732B)와 제2 흡수체(732B) 사이에 배치된다. 이 경우, 반사판(732A)은 미러(mirror)로서 형성되거나, 광학 반사성 재료로 형성된다. 반사판(732A)은 광학 신호(222)를 반사하도록 형성된다. 흡수체들(732B)은 예컨대 무광 흑색을 보유한다. 이 경우, 흡수체들(732B)은 광학 신호(222)의 적어도 하나의 성분을 흡수하도록 형성된다.
반사판(732A) 및 흡수체들(732B)을 포함하는 조정 장치(132)는, 조작 부재(130)의 위치에 따라서, 광 가이드(120) 내에서 광신호(222)를 적어도 부분적으로 통과시키거나, 적어도 부분적으로 감쇠하고 이에 추가되거나 그 대안으로 중단시키도록 형성된다. 도 7a에 도시된 기본 위치에서, 반사판(732A) 및 흡수체들(732B)을 포함한 조정 장치(132)는, 광 가이드(120) 내에서 광신호(222)를 통과시키도록 형성된다. 이 경우, 광신호(222) 또는 광로는 조작 부재(130)의 기본 위치에서 광 가이드(120)의 입력 측 부분 섹션으로부터 광원뿔(722)(light cone)의 형상으로 중간 챔버를 통과하여 반사판(732A) 쪽으로 진행되어, 반사판(732A) 상에서는 광 가이드(120)의 출력 측 부분 섹션 내로 반사된다.
도 7b에는, 도 7a에서의 스위칭 장치(110)가 조작 부재(130)의 한 작동 위치에서 도시되어 있다. 도 7b에 도시된 작동 위치에서, 반사판(732A) 및 흡수체들(732B)을 포함한 조정 장치(132)는, 광 가이드(120) 내에서 광신호(222)를 적어도 부분적으로 감쇠하고, 이에 추가되거나 그 대안으로 중단시키도록 형성된다. 이 경우, 광신호(222) 또는 광로는 조작 부재(130)의 작동 위치에서 광 가이드(120)의 입력 측 부분 섹션으로부터 광원뿔(722)의 형상으로 중간 챔버를 통과하여 제1 흡수체(732B) 쪽으로 진행되고, 제1 흡수체(732B)를 통해서는 적어도 부분적으로 흡수된다. 제2 흡수체(732B)는, 광 가이드(120)의 출력 측 부분 섹션 쪽으로 반사되는 광신호(222)의 성분을 광 가이드(120)의 출력 측 부분 섹션으로부터 차폐하도록 배치되고 형성된다.
도 7a 및 도 7b를 참조하여 주지할 사항은, 스위칭 장치(110)가 광신호(222)의 위치에 따른 반사부 또는 흡수부를 구비한 스위치 키로서 구현된다는 점이다. 이 경우, 광 가이드(120)의 입력 측 부분 섹션으로부터 유출되는 광원뿔(722) 또는 광빔은 조작 부재(130)의 하면 상에서 광 가이드(120)의 출력 측 부분 섹션 내로 반사된다. 기본 위치에서, 120으로서의 광 가이드의 입력 측 부분 섹션은 반사판(732A) 상으로 발광하고 그에 따라 밝거나 반사하는 표면 상으로도 발광한다. 조작 부재(130)가 눌러지고 그에 따라 작동 위치로 변위된다면, 반사판(732A) 또는 반사 표면은 광 가이드(120)의 입력 측 부분 섹션에 상대적으로 변위된다. 광신호(222)의 증대하는 부분은, 광신호(222)를 흡수하는 흡수체(732B) 또는 흑색 표면 상으로 발광된다. 제2 흡수체(732B) 또는 조리개는 예컨대 조작 부재(130)의 완전하게 작동된 위치에서 광 가이드(120)의 출력 측 부분 섹션을 덮는다. 이런 유형으로, 스위칭 장치(110)의 상대적으로 유사한 응답 거동이 확보되며, 이로부터 조작 부재(130)가 얼마만큼 눌러졌는지가 추론될 수 있다. 일 실시예에 따라서, 광학 소자는 광 가이드(120)의 출력 측 부분 섹션 내로 유입되는 광신호(222)의 유입구의 전방에 배치될 수 있다.
도 1 내지 도 7b를 참조하여, 본 발명의 실시예들, 변형예들 및 추가 양태들은 하기에서 요약 및 환언되는 방식으로 설명된다.
일 실시예에 따라서, 스위칭 장치(110)의 조정 장치(132)는 하나 이상의 편광 필터를 포함할 수 있다. 이 경우, 광신호(222)의 광선속의 감쇠는 분극 필터를 통해 달성될 수 있다. 일 실시예에 따라서, 스위칭 장치(110)는 스위치로서 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라서, 운송수단의 실렉터 레버 내의 스위치 키 신호들 및 스위치 신호들의 검출은 광 가이드들에 의해 수행될 수 있으며, 조정 장치(132, 232, 432, 532, 632, 732A, 732B)는, 조작 부재(130)의 위치에 따라서 광신호(222)의 광선속을 중단시키거나 감쇠시키도록 형성되는 분리 메커니즘으로서 기능할 수 있다. 이 경우, 스위치의 다단계 유형과 이에 추가되거나 그 대안으로 폐쇄되거나 일체형인 광 가이드 루프를 포함하거나, 개방되거나 2개 분리형인 광 가이드 루프를 포함하는 스위칭 장치(110) 역시도 제공된다. 이 경우, 광신호(222)의 광선속은 스위치 작동에 의한 다양한 흡수 매체들에서의 반사를 통해 감쇠될 수 있고, 광신호(222)의 광선속은 스위치 작동에 의한 분극 필터를 통해 감쇠될 수 있으며, 이에 추가되거나 그 대안으로 광학 링크는 개방된 광 가이드(120) 내의 투과 손실을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 따라서, 광신호(222)의 광선속 또는 결합 장치(142) 또는 광원의 스위칭이 달성될 수 있으며, 암 상태(dark state)를 갖는 다수의 스위칭 상태에서 고장 안전성 상태 또는 페일세이프 상태가 시그널링되도록 암 상태가 선택될 수 있다. 광선속은 하나 이상의 광 가이드(120)를 통해 스위칭될 수 있다. 이렇게 운송수단의 실렉터 레버 상에서 잠금 해제 키 또는 언로크 키를 위한 광선속은, 운전자가 브레이크 페달을 작동시키면 스위칭 온된다. 광선속의 스위칭은 예컨대 운송수단의 변속기를 통해서도 실행될 수 있다. 이는 주행 기어단 출력 시에 실렉터 레버의 오작동에 대한 이차 안전 장치로서 이용될 수 있다.
기재되고 도면들에 도시된 실시예들은 단지 예시로만 선택된 것이다. 상이한 실시예들은 완전하게, 또는 개별 특징들과 관련하여 서로 조합될 수 있다. 또한, 실시예들은 추가 실시예의 특징들을 통해 보충될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 방법 단계들은 반복해서, 그리고 기재한 순서와 다른 순서로 실행될 수 있다.
일 실시예가 제1 특징과 제2 특징 사이에 "그리고/또는" 접속사를 포함한다면, 이는, 상기 실시예가 일 실시형태에 따라서 제1 특징뿐만 아니라 제2 특징도 포함하고 추가 실시형태에 따라서는 단지 제1 특징만을, 또는 단지 제2 특징만을 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
100: 제어 시스템
110: 스위칭 장치
120: 광 가이드
130: 조작 부재
131: 작동력
132: 조정 장치
140: 제어 장치
142: 결합 장치 또는 광원
144: 검출 장치 또는 광트랜지스터
150: 제어 신호
212: 하우징
222: 광신호 또는 광로
232: 압력 섹션
260: 스프링 장치 또는 디스크 스프링 또는 탄성 수단
A: 작동축 또는 이동축
432: 인터럽트 섹션
532: 광학 소자
632: 추가 광 가이드
722: 광원뿔
732A: 반사판
732B: 흡수체

Claims (15)

  1. 운송수단용 제어 시스템(100)을 위한 스위칭 장치(110)에 있어서, 상기 스위칭 장치(110)는 하기 특징들, 즉,
    광신호(222)를 안내하기 위한 하나 이상의 광 가이드(120)로서, 광신호(222)는 스위칭 장치(110) 내로의 유입 시 입력 특성을 보유하고 스위칭 장치(110)로부터의 유출 시 출력 특성을 보유하는 것인, 하나 이상의 광 가이드(120)와;
    스위칭 장치(110) 내로 작동력(131)을 유입하기 위한 조작 부재(130)로서, 조작 부재(130)는 작동력(131)을 기반으로 기본 위치와 제1 작동 위치와 제2 작동 위치 사이에서 이동될 수 있고, 조작 부재(130)는 광신호(222)의 특성을 조정하기 위한 조정 장치(132; 232; 432; 532; 632; 732A, 732B)를 포함하고, 조정 장치(132; 232; 432; 532; 632; 732A, 732B)는, 조작 부재(130)의 기본 위치에서는 광신호(222)의 출력 특성을 제1 값으로 조정하고, 제1 작동 위치에서는 광신호(222)의 출력 특성을 제2 값으로 조정하며, 제2 작동 위치에서는 광신호(222)의 출력 특성을 제3 값으로 조정하도록 형성되며, 이때 제1 값, 제2 값 및 제3 값은 서로 상이한 것인, 조작 부재(130)를;
    포함하는 것을 특징으로 하는, 운송수단용 제어 시스템을 위한 스위칭 장치(110).
  2. 제1항에 있어서, 조정 장치(132)는, 조작 부재(130)의 위치에 따라서 하나 이상의 광 가이드(120)의 곡률 반경을 변경하도록 형성되는 하나 이상의 압력 섹션(232)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 운송수단용 제어 시스템을 위한 스위칭 장치(110).
  3. 제1항에 있어서, 조정 장치(132)는, 조작 부재(130)의 위치에 따라서 하나 이상의 광 가이드(120) 내에서 광신호(222)를 적어도 부분적으로 통과시키도록 그리고/또는 적어도 부분적으로 감쇠시키거나 중단시키도록 형성되는 하나 이상의 댐퍼 섹션(432; 532; 732A, 732B)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 운송수단용 제어 시스템을 위한 스위칭 장치(110).
  4. 제3항에 있어서, 하나 이상의 댐퍼 섹션(432; 532; 732A, 732B)은 인터럽트 섹션(432), 광학 소자(532), 반사판(732A) 및/또는 흡수체(732B)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 운송수단용 제어 시스템을 위한 스위칭 장치(110).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 조정 장치(132)는, 조작 부재(130)의 위치에 따라서 하나 이상의 광 가이드(120) 내에서 광신호(222)를 적어도 부분적으로 통과시키도록 그리고/또는 적어도 부분적으로 조작 부재(130) 쪽으로 편향시키도록 형성되는 하나 이상의 추가 광 가이드(632)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 운송수단용 제어 시스템을 위한 스위칭 장치(110).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 광신호(222)의 입력 특성 및 출력 특성은 광 세기 또는 광선속을 나타내는 것을 특징으로 하는, 운송수단용 제어 시스템을 위한 스위칭 장치(110).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 출력 특성의 제1 값은 최댓값을 나타내고, 출력 특성의 제3 값은 최솟값을 나타내는 것을 특징으로 하는, 운송수단용 제어 시스템을 위한 스위칭 장치(110).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 조작 부재(130) 상으로 작동력(131)의 반대 방향으로 향하는 스프링 힘을 인가하기 위한 하나 이상의 스프링 장치(260)가 제공되며, 스프링 장치(260)는, 기본 위치와 제1 작동 위치와 제2 작동 위치 사이에서 조작 부재(130)의 다단계 이동을 조절하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 운송수단용 제어 시스템을 위한 스위칭 장치(110).
  9. 제8항에 있어서, 기본 위치에서 조작 부재(130)와 하나 이상의 스프링 장치(260)는 힘에 적합하게 분리되며, 제1 작동 위치에서는 조작 부재(130)와 하나 이상의 스프링 장치(260) 간의 힘 전달이 최소이고, 제2 작동 위치에서는 조작 부재(130)와 하나 이상의 스프링 장치(260) 간의 힘 전달이 최대인 것을 특징으로 하는, 운송수단용 제어 시스템을 위한 스위칭 장치(110).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 조작 부재(130)는 키, 스위치, 로커 키, 로커 스위치 또는 슬라이더를 포함하는 것을 특징으로 하는, 운송수단용 제어 시스템을 위한 스위칭 장치(110).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 스위칭 장치(110)는, 연속 광 가이드(120)와, 조작 부재(130) 상으로 작동력(131)의 반대 방향으로 향하는 스프링 힘을 인가하기 위한 하나 이상의 스프링 장치(260)를 포함하고, 스프링 장치(260)는, 기본 위치와 제1 작동 위치와 제2 작동 위치 사이에서 조작 부재(130)의 다단계 이동을 조절하도록 형성되고, 조정 장치(132)는, 조작 부재(130)의 위치에 따라서 하나 이상의 광 가이드(120)의 곡률 반경을 변경하도록 형성되는 하나 이상의 압력 섹션(232)을 포함하며, 광 가이드(120)는 하나 이상의 압력 섹션(232)과 스프링 장치(260) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 운송수단용 제어 시스템을 위한 스위칭 장치(110).
  12. 운송수단용 제어 시스템(100)에 있어서, 상기 제어 시스템(100)은 하기 특징들, 즉,
    제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따르는 스위칭 장치(110)와;
    제어 장치(140)로서, 스위칭 장치(110)가 하나 이상의 광 가이드(120)에 의해 데이터 전송이 가능한 방식으로 제어 장치(140)와 연결되고, 제어 장치(140)는 하나 이상의 광 가이드(120) 내로 입력 특성을 갖는 광신호(222)를 결합하기 위한 장치(142)와, 하나 이상의 광 가이드(120)로부터의 광신호(222)의 출력 특성을 검출하기 위한 장치(144)를 포함하며, 제어 장치(140)는 광신호(222)의 출력 특성의 값에 따라서 제어 신호(150)를 생성하도록 형성되는 것인, 제어 장치(140)를;
    포함하는 것을 특징으로 하는, 운송수단용 제어 시스템(100).
  13. 제12항에 있어서, 제어 장치(140)는, 엔진 제어 장치로 향하는 인터페이스 상으로, 그리고/또는 변속기 제어 장치로 향하는 인터페이스 상으로 제어 신호(150)를 출력하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 운송수단용 제어 시스템(100).
  14. 제13항에 있어서, 제어 장치(140)는, 출력 특성의 제2 값에 대응하여 변속기 단을 사전 선택하기 위한 사전 선택 신호를 나타내는 제1 제어 신호(150)를 생성하도록, 그리고 출력 특성의 제3 값에 대응하여 변속기 단을 조정하기 위한 시프팅 신호를 나타내는 제2 제어 신호(150)를 생성하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 운송수단용 제어 시스템(100).
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 제어 장치(140)는, 출력 특성의 제2 값에 대응하여 엔진 시동 신호를 나타내는 제1 제어 신호(150)를 생성하도록, 그리고 출력 특성의 제3 값에 대응하여 변속기 잠금을 풀기 위한 잠금 해제 신호를 나타내는 제2 제어 신호(150)를 생성하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 운송수단용 제어 시스템(100).
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