KR20230070078A - 자율주행 차량용 통합조작장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자율주행 차량용 통합조작장치에 관한 것으로, 자율주행모드에서 수동운전모드로 전환시 사용자가 휴대용 기기에 해당하는 이동형 조작기기(10)를 조작해서 차량의 조향과 변속 그리고 가속과 긴급제동 조작을 실시하고, 이동형 조작기기(10)에 구비된 휠타입의 조향휠(200)을 조작해서 조향을 실시할 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, 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 차량에 구비된 통합조작장치로서, 조향과 변속 그리고 가속과 긴급제동 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.

또한, 본 발명에 따른 통합조작장치는 이동형 조작기기에 구비된 휠타입의 조작기구를 통해 조향조작을 하는 구성으로, 조향휠을 이동식으로 조작할 수 있고, 특히 조향조작시 익숙한 조작감으로 사용자의 편리함을 향상시킬 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자율주행모드에서 수동운전모드로 전환시 사용자가 조작할 수 있도록 자율주행 차량에 구비된 통합조작장치로서, 사용자가 손으로 파지한 상태에서 이동식으로 조작이 가능한 이동형 조작기기를 포함하고; 상기 이동형 조작기기에는 조향조작을 위한 조향휠, 변속조작을 위한 변속버튼스위치, 가속조작을 위한 가속레버스위치 및 긴급제동 택트스위치가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 이동형 조작기기는 사용자가 파지할 수 있도록 손잡이홈이 형성된 하우징을 포함하고; 상기 하우징에 조향휠과 변속버튼스위치 및 가속레버스위치와 긴급제동 택트스위치가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 이동형 조작기기와 분리되게 구성되고 자율주행 차량의 실내공간에 고정되게 설치되며 조향과 변속 및 가속과 긴급제동 이외의 기타 기능의 조작을 위해 사용자가 터치식으로 조작하는 고정형 디스플레이기기;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고정형 디스플레이기기의 조작으로 구현되는 기타 기능은 차량의 전후방에 장착된 램프류의 구동기능, 경고음 발생기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징은 손잡이홈이 형성된 몸통부 및 몸통부로부터 일방향으로 절곡되어서 돌출된 돌출부를 포함하고; 상기 몸통부에 가속레버스위치와 긴급제동 택트스위치가 구비되고; 상기 돌출부에 조향휠이 회전 가능하게 구비되고; 상기 조향휠에 변속버튼스위치가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 조향휠은 사용자가 하우징을 파지하지 않은 다른 손으로 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전시켜서 조작하고, 사용자의 조작력이 해제되면 조향휠 복귀스프링의 스프링력에 의해 반대방향으로 회전해서 초기위치로 복귀하는 것을 특징으로 한다.

상기 변속버튼스위치는 조향휠의 중앙부에 구비되고 조향휠을 조작하는 손의 손가락으로 눌러서 조작하며 각각 독립적으로 작동하는 P단 버튼, R단 버튼, N단 버튼 및 D단 버튼;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

사용자가 조향휠을 회전시키지 않은 상태를 기준으로 P단 버튼과 N단 버튼이 R단 버튼 및 D단 버튼보다 상측으로 위치하게 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 가속레버스위치는 조향휠과 이격된 하우징의 윗면에 구비되면서 일단이 하우징에 회전 가능하게 결합되고, 사용자가 하우징을 파지한 손의 손가락으로 눌러서 조작하며, 사용자의 조작력이 해제되면 가속레버 복귀스프링의 스프링력에 의해 초기위치로 복귀하는 것을 특징으로 한다.

상기 가속레버스위치의 윗면에는 스톱퍼홈이 형성되고; 상기 가속레버스위치가 가속레버 복귀스프링의 스프링력에 의해 초기위치로 복귀하는 회전을 할 때에 스톱퍼홈이 하우징의 윗면과 접촉함에 따라 가속레버스위치의 초기위치가 규제되는 것을 특징으로 한다.

상기 가속레버스위치의 단부에는 하우징속으로 돌출되는 스토퍼돌기가 형성되고; 상기 가속레버스위치가 일단에 결합된 힌지핀을 중심으로 하우징속으로 삽입되는 회전을 할 때에 스토퍼돌기가 하우징의 내부면과 접촉함에 따라 가속레버스위치의 풀 스트로크가 규제되는 것을 특징으로 한다.

사용자가 가속레버스위치를 눌러서 조작할 때에 가속이 실행되고, 조작력을 해제하면 가속레버 복귀스프링의 스프링력에 의해 초기위치로 복귀하면서 감속이 실행되는 것을 특징으로 한다.

상기 긴급제동 택트스위치는 하우징의 측면에 구비되어서 사용자가 하우징을 파지하지 않은 다른 손의 손가락으로 눌러서 조작하는 것을 특징으로 한다.

상기 긴급제동 택트스위치는 하우징의 좌우 측면에 대칭적으로 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 조향휠과 가속레버스위치 및 긴급제동 택트스위치는 오조작의 방지를 위해 조작위치 및 조작방식이 서로 상이한 것을 특징으로 한다.

상기 이동형 조작기기는 조향휠 및 가속레버스위치에 각각 결합된 영구자석; 상기 조향휠의 영구자석과 대면하도록 하우징에 고정되게 설치된 메인PCB; 및 상기 가속레버스위치의 영구자석과 대면하도록 하우징에 고정되게 설치된 서브PCB;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 서브PCB는 가속레버스위치의 회전시 가속레버스위치에 결합된 영구자석의 위치변화에 따른 자속의 변화를 통해 가속과 관련된 신호나 또는 감속과 관련된 신호를 인식해서 메인PCB로 전송하는 기능, 긴급제동 택트스위치의 조작신호를 인식해서 메인PCB로 전송하는 기능을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 메인PCB는 조향휠의 회전시 조향휠에 결합된 영구자석의 위치변화에 따른 자속의 변화를 통해 조향과 관련된 신호를 인식하는 기능 및 변속버튼스위치의 조작신호를 인식하는 기능을 구비하고; 상기 메인PCB는 조향휠의 조작신호, 변속버튼스위치의 조작신호 및 서브PCB에서 전송된 가속레버스위치의 조작신호, 긴급제동 택트스위치의 조작신호를 와이어링을 통해 차량의 액추에이터로 전송하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자율주행 차량용 통합조작장치는, 자율주행모드에서 수동운전모드로 전환시 사용자가 휴대용 기기에 해당하는 이동형 조작기기를 조작해서 차량의 조향과 변속 그리고 가속과 긴급제동 조작을 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 조작기기에 구비된 휠타입의 조향휠을 조작해서 조향을 실시하는 구성으로, 조향휠을 이동식으로 조작할 수 있고, 특히 조향조작시 익숙한 조작감으로 사용자의 편리함을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 이동형 조작기기에 구비된 조향휠과 가속레버스위치 및 긴급제동 택트스위치는 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 3은 도 2의 정면도,
도 4는 하우징의 내부구조가 도시된 도 2의 측면도,
도 5는 도 2의 분해사시도,
도 6은 본 발명에 따른 이동형 조작기기의 조작상태 예시도면,
도 7은 본 발명에 따른 가속레버스위치를 설명하기 위한 도면,
도 8 내지 도 9는 본 발명에 따른 가속레버스위치의 작동 전후의 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 9에 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 조향과 변속 및 가속과 긴급제동을 위해 조작하는 이동형 조작기기(10); 및 상기 이동형 조작기기(10)와 분리되게 구성되어서 조향과 변속 및 가속과 긴급제동 이외의 기타 기능의 조작을 위해 사용자가 터치식으로 조작하는 고정형 디스플레이기기(20);를 포함한다.

상기 이동형 조작기기(10)는 사용자가 손으로 파지한 상태에서 이동식으로 조작이 가능하며, 이를 위해 이동형 조작기기(10)는 사용자가 파지할 수 있도록 손잡이홈(110)이 형성된 하우징(100)을 포함한다.

손잡이홈(110)은 하우징(100)의 좌우 측면을 관통하도록 형성되며, 손잡이홈(110)으로 사용자가 오른손이나 또는 왼손을 삽입시켜서 하우징(100)을 파지하게 된다.

손잡이홈(110)을 이용해서 사용자는 하우징(100)을 보다 견고하게 파지할 수 있게 된다.

본 발명에 따라 이동형 조작기기(10)의 하우징(100)에는 조향조작을 위한 조향휠(200), 변속조작을 위한 변속버튼스위치(300), 가속조작을 위한 가속레버스위치(400) 및 긴급제동 택트스위치(500)가 구비된다.

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.

고정형 디스플레이기기(20)의 조작으로 구현되는 기타 기능은 차량의 전후방에 장착된 램프류의 구동기능, 경고음 발생기능을 포함한다.

차량의 램프류는 차량에 장착되는 모든 종류의 램프를 포함하며, 헤드램프, 안개등, 방향지시등, 미등, 경고등 등이 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 이동형 조작기기(10)를 조작해서 차량의 조향과 변속 및 가속과 긴급제동을 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 파지한 상태에서 원하는 위치로 이동하여 조작할 수 있는 이동 가능한 기기로서, 부피가 작고 중량이 가벼워서 쉽게 조작이 가능하고, 사용자의 편의성 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 이동형 조작기기(10)는 휠타입으로 된 조향휠(200)을 조작해서 차량의 조향을 실시하는 구성으로, 조향휠(200)을 이동식으로 조작할 수 있고, 특히 조향조작시 익숙한 조작감으로 사용자의 편리함을 향상시킬 수 있는 장점도 있다.

이동형 조작기기(10)의 하우징(100)은 조립 및 분해의 용이성을 위해 좌측과 우측의 하우징으로 분리되도록 구성될 수 있다.

하우징(100)은 손잡이홈(110)이 형성된 몸통부(120), 및 몸통부(120)로부터 일방향으로 절곡되어서 돌출된 돌출부(130)를 포함한다.

몸통부(120)는 외관이 일자로 연장되게 형성되고, 몸통부(120)의 좌우측을 관통하도록 손잡이홈(110)이 형성되며, 몸통부(120)의 일단에서 직각으로 절곡되어 연장된 돌출부(130)가 형성된다.

하우징(100)의 몸통부(120)에 가속레버스위치(400)와 긴급제동 택트스위치가 구비되고, 하우징(100)의 돌출부(130)에 조향휠(200)이 회전 가능하게 구비되며, 조향휠(200)에 변속버튼스위치(300)가 구비된다.

하우징(100)의 몸통부(120)와 돌출부(130)는 L형상으로 형성되고, 돌출부(130)에 조향휠(200)이 구비됨에 따라 조향휠(200)의 회전 조작시 사용자의 손이 하우징(100)의 몸통부(120)와 간섭되는 현상을 방지할 수 있으며, 이를 통해 보다 원활한 조향휠(200)의 조작이 가능하게 된다.

조향휠(200)은 현재 차량에서 사용되고 있는 원형의 스티어링휠과 비교하여 볼 때 크기만 작을 뿐 외형은 유사한 구조로 형성된다.

따라서, 본 발명에 따른 실시예는 휠타입의 조향휠(200)을 조작해서 조향을 실시하는 구성으로, 이를 통해 조향조작시 익숙한 조작감으로 사용자의 편리함을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

조향휠(200)의 회전중심부는 하우징(100)의 돌출부(130)에 대해 회전 가능하게 결합되며, 조향휠(200)은 하우징(100)의 돌출부(130)의 밖으로 돌출되어서 사용자가 용이하게 조작할 수 있다.

조향휠(200)의 회전중심부는 하우징(100)의 돌출부(130)의 내측으로 삽입되고, 여기에는 슬립링(210)과 회전가이드(220) 및 조향휠 복귀스프링(230)이 결합된다.

슬립링(210, slipring)은 로터리 커넥터 등으로 불리는 전기, 기계적 부품으로, 360도 회전하는 장비에 전기적 전원과 신호라인을 공급할 때에 전선이 꼬여서 끊어지지 않게 전달이 가능한 일종의 회전 커넥터이며, 슬립링(210)을 이용해서 조향휠(200) 및 조향휠(200)에 구비된 변속버튼스위치(300)로 전원을 공급하도록 구성된다.

회전가이드(220)는 조향휠(200)의 회전중심부와 일체로 결합되어서 조향휠(200)과 함께 회전하며, 회전가이드(220)에는 영구자석(240)이 결합되고, 영구자석(240)은 하우징(100)에 고정된 메인PCB(600, Printed Circuit Board)와 대면하도록 설치된다.

회전가이드(220)는 슬립링(210)을 관통하는 형태로 설치되고, 조향휠 복귀스프링(230)은 슬립링(210)의 둘레를 감싸는 형태로 설치되면서 일단은 하우징(100)에 고정되고 타단은 조향휠(200)에 고정된다.

사용자가 조향휠(200)을 조작하면 조향휠(200)은 회전가이드(220)와 함께 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전하고, 사용자의 조작력이 해제되면 조향휠 복귀스프링(230)의 스프링력에 의해 반대방향으로 회전해서 초기위치로 복귀한다.

조향휠(200)은 사용자가 하우징(100)을 파지하지 않은 다른 손으로 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전시켜서 조작할 수 있다.

즉, 도 6과 같이 사용자가 오른손(2)을 하우징(100)의 손잡이홈(110)으로 삽입하여 하우징(100)의 몸통부(120)를 파지하게 되면, 조향휠(200)은 사용자의 왼손(3)으로 회전시켜서 조작할 수 있다.

사용자가 조향휠(200)을 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전시키면 영구자석(240)이 회전하고, 메인PCB(600)는 영구자석(240)의 회전에 따른 자속의 변화를 통해 조향휠(200)의 회전을 인지해서 조향과 관련된 신호를 발생하게 된다.

변속버튼스위치(300)는 조향휠(200)의 중앙부에서 돌출되게 구비되고, 사용자가 조향휠(200)을 조작하는 손의 엄지를 이용해서 눌러서 조작한다.

사용자가 오른손(2)으로 하우징(100)의 몸통부(120)를 파지하면, 조향휠(200)은 사용자의 왼손(3)으로 회전시켜서 조작하고, 변속버튼스위치(300)는 사용자의 왼손(3)의 엄지(3a)로 눌러서 조작할 수 있다.

변속버튼스위치(300)는 각각 독립적으로 작동하는 P단 버튼(310), R단 버튼(320), N단 버튼(330) 및 D단 버튼(340)을 포함한다.

변속버튼스위치(300)는 사용자가 조향휠(200)을 조작하는 손의 손가락으로 눌러서 조작하기 때문에, 안전상의 이유로 P단 버튼(310)과 N단 버튼(330)은 R단 버튼(320) 및 D단 버튼(340)보다 조작이 용이한 위치에 배치되어야 하며, 이를 위해 본 발명에 따른 실시예는 사용자가 조향휠(200)을 회전시키지 않은 상태를 기준으로 P단 버튼(310)과 N단 버튼(330)이 R단 버튼(320) 및 D단 버튼(340)보다 상측으로 위치한 구성된 것이 특징이다.

즉, 조향휠(200)의 중앙부에서 상측의 1단 위치에 P단 버튼(310)과 N단 버튼(330)이 좌우측으로 배치하고, 하측의 2단 위치에 R단 버튼(320)과 D단 버튼(340)이 좌우측으로 배치된 구성으로, 사용자는 조향휠(200)을 조작하는 손의 엄지손가락으로 P단 버튼(310)과 N단 버튼(330)을 보다 용이하게 눌러서 조작할 수 있으며, 이를 통해 제동 및 중립과 관련된 변속조작의 안정성을 보다 향상시킬 수가 있게 된다.

변속버튼스위치(300)는 스프링의 역할을 하는 고무패드와 결합되고, 고무패드에는 P단 버튼(310), R단 버튼(320), N단 버튼(330), D단 버튼(340)의 조작시 메인PCB(600)와 개별적으로 접촉하는 4개의 돌기가 형성된다.

따라서, 사용자가 P단 버튼(310), R단 버튼(320), N단 버튼(330), D단 버튼(340) 중 어느 하나를 눌러서 조작하면 고무패드의 돌기가 메인PCB(600)와 접촉하게 되고, 돌기가 메인PCB(600)에 접촉시 메인PCB(600)는 변속과 관련된 신호를 발생하게 된다.

고무패드는 변속버튼스위치(300)를 눌러서 조작할 때에 압축되고, 조작력을 해제하면 복원되면서 변속버튼스위치(300)를 초기위치로 복귀시키게 된다.

가속레버스위치(400)는 조향휠(200)과 이격된 하우징(100)의 윗면에 구비된다.

즉, 가속레버스위치(400)는 하우징(100)의 몸통부(120)의 윗면에 구비되며, 일단(하단)이 힌지핀(410)을 매개로 하우징(100)에 회전 가능하게 결합되고, 사용자는 타단(상단)을 눌러서 조작한다.

가속레버스위치(400)는 사용자가 하우징(100)을 파지한 손의 손가락으로 눌러서 조작하며, 사용자의 조작력이 해제되면 가속레버 복귀스프링(420)의 스프링력에 의해 초기위치로 복귀한다.

즉, 도 6과 같이 사용자가 오른손(2)을 하우징(100)의 손잡이홈(110)으로 삽입하여 하우징(100)의 몸통부(120)를 파지하고, 가속레버스위치(400)는 몸통부(120)를 파지한 사용자의 오른손(2)의 엄지(2a)로 눌러서 조작할 수 있다.

가속레버스위치(400)의 복귀동작을 위해 가속레버스위치(400)의 밑면에 가속레버 복귀스프링(420)의 일단이 지지되고, 가속레버 복귀스프링(420)의 타단은 하우징(100)에 지지되도록 설치된다.

가속레버스위치(400)의 밑면에는 가속레버 복귀스프링(420)의 일단이 삽입되어서 안정되게 지지되는 스프링삽입홈(430)이 형성된다.

가속레버스위치(400)의 밑면에는 영구자석(440)이 결합되고, 영구자석(440)은 하우징(100)에 고정된 서브PCB(700)와 대면하도록 설치된다.

사용자가 가속버튼스위치(400)를 눌러서 조작하면, 가속버튼스위치(400)는 하단의 힌지핀(410)을 중심으로 상단이 하우징(100)속으로 삽입되는 회전을 하게 되고, 이때 서브PCB(700)는 영구자석(400)의 위치변화를 인지해서 가속에 해당하는 신호를 발생하게 되며, 이로 인해 차량은 가속이 실행된다.

그리고, 사용자가 가속버튼스위치(400)로부터 조작력을 해제하면, 가속버튼스위치(400)는 가속버튼 복귀스프링(420)의 스프링력에 의해 상측으로 회전해서 초기위치로 복귀하게 되고, 이때 서브PCB(700)는 영구자석(440)의 위치변화를 인지해서 감속에 해당하는 신호를 발생하게 되며, 이로 인해 차량은 감속이 실행된다.

본 발명에 따라 도 7 및 도 8과 같이 가속레버스위치(400)의 윗면에는 스톱퍼홈(450)이 형성되고, 가속레버스위치(400)가 가속레버 복귀스프링(420)의 스프링력에 의해 초기위치로 복귀하는 회전을 할 때에 스톱퍼홈(450)이 하우징(100)의 윗면과 접촉함에 따라 가속레버스위치(400)의 초기위치가 규제되는 구조가 된다.

가속레버스위치(400)의 일단(하단)에 힌지핀(410)이 결합되고, 가속레버스위치(400)의 타단(상단) 상측 모서리부에 오목형상의 스톱퍼홈(450)이 형성된다.

또한, 도 7 및 도 9와 같이 가속레버스위치(400)의 단부에는 하우징(100)속으로 돌출되는 스토퍼돌기(460)가 형성되고, 가속레버스위치(400)가 일단에 결합된 힌지핀(410)을 중심으로 하우징(100)속으로 삽입되는 회전을 할 때에 스토퍼돌기(460)가 하우징(100)의 내부면과 접촉함에 따라 가속레버스위치(400)의 풀 스트로크(full stroke)가 규제되는 구조가 된다.

스토퍼돌기(460)는 가속레버스위치(400)의 타단(상단)에서 스톱퍼홈(450)의 반대방향으로 돌출되게 형성되며, 사용자가 가속레버스위치(400)를 눌러서 조작함에 따라 가속레버스위치(400)의 타단(상단)이 하우징(100)속으로 삽입되는 회전을 할 때에 스토퍼돌기(460)가 하우징(100)의 내부면과 접촉함에 따라 가속레버스위치(400)의 풀 스트로크(full stroke)가 규제되는 것이다.

긴급제동 택트스위치(500, tact switch)는 하우징(100)의 측면에 돌출되게 구비되며, 사용자가 하우징(100)을 파지하지 않은 다른 손의 손가락으로 눌러서 조작할 수 있다.

즉, 사용자가 오른손(2)을 하우징(100)의 손잡이홈(110)으로 삽입하여 하우징(100)의 몸통부(120)를 파지하게 되면, 긴급제동 택트스위치(500)는 사용자의 왼손(3)의 손가락으로 눌러서 조작할 수 있다.

긴급제동 택트스위치(500)는 사용자가 눌러줄 때에 작동하는 스위치이고, 작은 사이즈로서 내부에 고무스프링이 있어 복귀가 가능한 구조이고, 조작시 접점 방식으로 신호를 출력하게 된다.

본 발명에 따라 긴급제동 택트스위치(500)는 하우징(100)의 좌우 측면에 각각 구비되고, 2개의 긴급제동 택트스위치(500)는 서로 대칭적으로 구비되어서 사용자가 오른손(2) 또는 왼손(3) 중 어느 하나로 용이하게 조작할 수 있다.

긴급제동 택트스위치(500)의 조작신호는 서브PCB(700)로 입력되도록 구성된다.

본 발명에 따라 조향휠(200)과 가속레버스위치(400) 및 긴급제동 택트스위치(500)는 오조작의 방지를 위해 조작위치 및 조작방식이 서로 상이한 것이 특징으로, 이를 통해 조작시 직관성을 높여서 오조작을 방지할 수 있다.

변속버튼스위치(300)와 긴급제동 택트스위치(500)는 조작방식이 서로 유사하지만, 설치위치가 상이해서 오조작을 염려를 최대할 없앨 수 있다.

본 발명에 따른 이동형 조작기기(10)는 조향휠(200) 및 가속레버스위치(400)에 각각 결합된 영구자석(240,440), 상기 조향휠(200)의 영구자석(240)과 대면하도록 하우징(100)에 고정되게 설치된 메인PCB(600), 및 상기 가속레버스위치(400)의 영구자석(440)과 대면하도록 하우징(100)에 고정되게 설치된 서브PCB(700)를 포함한다.

서브PCB(700)는 가속레버스위치(400)의 회전시 가속레버스위치(400)에 결합된 영구자석(440)의 위치변화에 따른 자속의 변화를 통해 가속과 관련된 신호나 또는 감속과 관련된 신호를 인식해서 메인PCB(600)로 전송할 수 있다.

또한, 서브PCB(700)는 긴급제동 택트스위치(500)의 조작신호를 인식해서 메인PCB(600)로 전송할 수 있다.

한편, 사용자가 가속레버스위치(400)와 긴급제동 택트스위치(500)를 동시에 조작하게 되면, 서브PCB(700)는 긴급제동 택트스위치(500)의 신호를 우선순위로 인식해서 처리하게 되고, 이를 통해 오조작 및 급가속에 의한 사고발생을 예방할 수 있다.

조향휠(200)의 영구자석(240)은 하우징(100)에 고정된 메인PCB(600)와 대면하는 형태로 설치된다.

사용자가 조향휠(200)을 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전시키면 메인PCB(600)는 영구자석(240)의 자속의 변화를 통해 조향휠(200)의 회전을 인지해서 조향과 관련된 신호를 발생하게 된다.

메인PCB(600)는 조향휠(200)의 조작신호 및 변속버튼스위치(300)의 조작신호를 인식하고, 또한 서브PCB(700)에서 전송된 가속레버스위치(400)의 조작신호 및 긴급제동 택트스위치(500)의 조작신호를 와이어링을 통해 CAN신호로 차량의 액추에이터로 전송하게 되고, 차량의 액추에이터는 메인PCB(600)에 전송된 신호를 기반으로 동작을 하게 된다.

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 그리고 가속과 긴급제동 조작을 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)에 구비된 휠타입의 조향휠(200)을 조작해서 조향을 실시하는 구성으로, 조향휠(200)을 이동식으로 조작할 수 있고, 특히 조향조작시 익숙한 조작감으로 사용자의 편리함을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 이동형 조작기기(10)에 구비된 조향휠(200)과 가속레버스위치(400) 및 긴급제동 택트스위치(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 - 오른손
2a,3a - 엄지 3- 왼손
10 - 이동형 조작기기 20 - 고정형 디스플레이기기
100 - 하우징 110 - 손잡이홈
120 - 몸통부 130 - 돌출부
200 - 조향휠 210 - 슬립링
220 - 회전가이드 230 - 복귀스프링
240 - 영구자석 300 - 변속버튼스위치
310 - P단 버튼 320 - R단 버튼
330 - N단 버튼 340 - D단 버튼
400 - 가속레버스위치 410 - 힌지핀
420 - 가속레버 복귀스프링 430 - 스프링삽입홈
440 - 영구자석 450 - 스톱퍼홈
460 - 스토퍼돌기 500 - 긴급제동 택트스위치
600 - 메인PCB 700 - 서브PCB

Claims (18)

1. 자율주행모드에서 수동운전모드로 전환시 사용자가 조작할 수 있도록 자율주행 차량에 구비된 통합조작장치로서,
   사용자가 손으로 파지한 상태에서 이동식으로 조작이 가능한 이동형 조작기기를 포함하고;
   상기 이동형 조작기기에는 조향조작을 위한 조향휠, 변속조작을 위한 변속버튼스위치, 가속조작을 위한 가속레버스위치 및 긴급제동 택트스위치가 구비된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 이동형 조작기기는 사용자가 파지할 수 있도록 손잡이홈이 형성된 하우징을 포함하고;
   상기 하우징에 조향휠과 변속버튼스위치 및 가속레버스위치와 긴급제동 택트스위치가 구비된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 이동형 조작기기와 분리되게 구성되고 자율주행 차량의 실내공간에 고정되게 설치되며 조향과 변속 및 가속과 긴급제동 이외의 기타 기능의 조작을 위해 사용자가 터치식으로 조작하는 고정형 디스플레이기기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 고정형 디스플레이기기의 조작으로 구현되는 기타 기능은 차량의 전후방에 장착된 램프류의 구동기능, 경고음 발생기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 하우징은 손잡이홈이 형성된 몸통부 및 몸통부로부터 일방향으로 절곡되어서 돌출된 돌출부를 포함하고;
   상기 몸통부에 가속레버스위치와 긴급제동 택트스위치가 구비되고;
   상기 돌출부에 조향휠이 회전 가능하게 구비되고;
   상기 조향휠에 변속버튼스위치가 구비된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 조향휠은 사용자가 하우징을 파지하지 않은 다른 손으로 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전시켜서 조작하고, 사용자의 조작력이 해제되면 조향휠 복귀스프링의 스프링력에 의해 반대방향으로 회전해서 초기위치로 복귀하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 변속버튼스위치는 조향휠의 중앙부에 구비되고 조향휠을 조작하는 손의 손가락으로 눌러서 조작하며 각각 독립적으로 작동하는 P단 버튼, R단 버튼, N단 버튼 및 D단 버튼;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   사용자가 조향휠을 회전시키지 않은 상태를 기준으로 P단 버튼과 N단 버튼이 R단 버튼 및 D단 버튼보다 상측으로 위치하게 구성된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
9. 청구항 2에 있어서,
   상기 가속레버스위치는 조향휠과 이격된 하우징의 윗면에 구비되면서 일단이 하우징에 회전 가능하게 결합되고, 사용자가 하우징을 파지한 손의 손가락으로 눌러서 조작하며, 사용자의 조작력이 해제되면 가속레버 복귀스프링의 스프링력에 의해 초기위치로 복귀하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
10. 청구항 2에 있어서,
    상기 가속레버스위치의 윗면에는 스톱퍼홈이 형성되고;
    상기 가속레버스위치가 가속레버 복귀스프링의 스프링력에 의해 초기위치로 복귀하는 회전을 할 때에 스톱퍼홈이 하우징의 윗면과 접촉함에 따라 가속레버스위치의 초기위치가 규제되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
11. 청구항 2에 있어서,
    상기 가속레버스위치의 단부에는 하우징속으로 돌출되는 스토퍼돌기가 형성되고;
    상기 가속레버스위치가 일단에 결합된 힌지핀을 중심으로 하우징속으로 삽입되는 회전을 할 때에 스토퍼돌기가 하우징의 내부면과 접촉함에 따라 가속레버스위치의 풀 스트로크가 규제되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
12. 청구항 2에 있어서,
    사용자가 가속레버스위치를 눌러서 조작할 때에 가속이 실행되고, 조작력을 해제하면 가속레버 복귀스프링의 스프링력에 의해 초기위치로 복귀하면서 감속이 실행되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
13. 청구항 2에 있어서,
    상기 긴급제동 택트스위치는 하우징의 측면에 구비되어서 사용자가 하우징을 파지하지 않은 다른 손의 손가락으로 눌러서 조작하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
14. 청구항 12에 있어서,
    상기 긴급제동 택트스위치는 하우징의 좌우 측면에 대칭적으로 구비된 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
15. 청구항 1에 있어서,
    상기 조향휠과 가속레버스위치 및 긴급제동 택트스위치는 오조작의 방지를 위해 조작위치 및 조작방식이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
16. 청구항 2에 있어서,
    상기 이동형 조작기기는 조향휠 및 가속레버스위치에 각각 결합된 영구자석;
    상기 조향휠의 영구자석과 대면하도록 하우징에 고정되게 설치된 메인PCB; 및
    상기 가속레버스위치의 영구자석과 대면하도록 하우징에 고정되게 설치된 서브PCB;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
17. 청구항 16에 있어서,
    상기 서브PCB는 가속레버스위치의 회전시 가속레버스위치에 결합된 영구자석의 위치변화에 따른 자속의 변화를 통해 가속과 관련된 신호나 또는 감속과 관련된 신호를 인식해서 메인PCB로 전송하는 기능, 긴급제동 택트스위치의 조작신호를 인식해서 메인PCB로 전송하는 기능을 구비한 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.
18. 청구항 16에 있어서,
    상기 메인PCB는 조향휠의 회전시 조향휠에 결합된 영구자석의 위치변화에 따른 자속의 변화를 통해 조향과 관련된 신호를 인식하는 기능 및 변속버튼스위치의 조작신호를 인식하는 기능을 구비하고;
    상기 메인PCB는 조향휠의 조작신호, 변속버튼스위치의 조작신호 및 서브PCB에서 전송된 가속레버스위치의 조작신호, 긴급제동 택트스위치의 조작신호를 와이어링을 통해 차량의 액추에이터로 전송하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량용 통합조작장치.

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