KR100811928B1

KR100811928B1 - 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치

Info

Publication number: KR100811928B1
Application number: KR1020060092319A
Authority: KR
Inventors: 임규형
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2008-03-10

Abstract

본 발명은, 사용자의 조작에 의해 회전되는 다이얼과, 상기 다이얼의 회전을 구속하기 위한 스토퍼와, 상기 다이얼의 회전량 및 방향을 감지하는 제 1 감지수단과, 상기 제 1 감지수단에서 감지된 다이얼의 회전량 및 방향에 따라 모니터 상의 커서를 이동시키는 헤드 유닛과, 상기 커서의 위치에 따라 상기 스토퍼를 선택적으로 작동시키는 컨트롤러를 포함하여 구성되는 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치로, 이때 상기 컨트롤러는 상기 커서가 최초 메뉴 또는 최종 메뉴로 이동되었을 경우에만 상기 스토퍼가 작동시켜 상기 다이얼의 회전을 구속하되, 일정 시간이 경과되면 자동으로 구속을 해제한다. 따라서 고가의 서보모터를 사용하지 아니하고 기구적인 수단만으로 촉각 기능을 구현할 수 있어 제작비용을 크게 절감시킬 수 있다.

운전자 정보 시스템, 통합 조작 스위치, 스토퍼, 솔레노이드

Description

운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치{Integration Control Switch for Driver Information System}

도 1은 본 발명에 의한 통합 조작 스위치 및 그를 포함하는 운전자 정보 시스템을 도시하는 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치의 사시도.

도 3과 도 4는 상기 도 2에 도시된 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치의 종단면도와 횡단면도.

도 5 내지 도 7은 본 발명에 의한 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치를 이용한 메뉴 선택 및 커서의 위치에 따른 다이얼의 회전 구속과정을 도시하는 순서도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치

110 : 다이얼 112 : 다이얼 노브

114 : 회전축 116 : 요철

120 : 스토퍼 122 : 스토퍼 몸체

124 : 패드 126 : 푸셔

128 : 걸림턱 132 : 솔레노이드

140 : 제어부 200 : 디스플레이 수단

210 : 모니터 220 : 헤드 유닛

본 발명은 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치에 관한 것으로, 구체적으로는 구조가 간단하고 원가 절감이 가능하며 경량화를 실현할 수 있는 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치에 관한 것이다.

일반적으로 운전자 정보 시스템(Driver Information System : DIS)은 차량용 네트워크 기술을 집약한 것으로, AV(Audio/Video), 내비게이션(Navigation), DVD(Digital Versatile Disk), 텔레매틱스(Telematics) 등과 같은 멀티미디어장치 및 윈도우/도어의 개폐, 차량 실내 온도의 자동 조절, 운전자의 체형에 적합한 시트의 자동 조절 등과 같은 사용자 편의장치를 네트워크로 연결해 제어할 수 있도록 하는 시스템이다.

이와 같은 운전자 정보 시스템을 이용하여 각종 멀티미디어장치 및 편의장치를 제어하기 위해서는 각종 메뉴를 선택하기 위한 터치스크린, 버튼, 조이스틱 장치 및 통합 조작 스위치와 같은 소정의 조작수단이 요구되고, 메뉴 및 메뉴 선택에 의한 작동과정과 그 결과를 표시하기 위한 LCD 모니터와 같은 소정의 디스플레이 수단이 설치된다.

이 중에서 상기 통합 조작 스위치는 시스템 전반에 걸쳐서 조작 입력(즉, 메 뉴 선택)을 수행할 수 있는 조작 스위치의 한 종류로, 4방향 또는 8방향 조이스틱 기능, 다이얼 기능 및 푸시 스위치 기능이 통합된 형태의 스위치이다. 이러한 통합 조작 스위치는 플로어 콘솔에 위치되어 운전 중 조작 시 주의력이 분산되는 것을 방지함과 동시에 조작이 용이하도록 촉각(Haptic) 기능이 적용되고, 이를 구현하기 위해서는 서보모터가 요구된다.

상술한 바와 같은 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치는 서보모터의 장착으로 구조가 복잡하고, 그에 따라 생산이 용이하지 못하고 고장이 잦은 문제가 있다. 또한, 서보모터의 가격이 고가이므로 제작에 많은 비용이 소요되고, 서보모터가 구비됨에 따라 전체적인 중량도 증가하게 된다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 제작 시 고가의 서보모터를 배제하므로 제작비용의 절감 및 경량화를 구현할 수 있는 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 서보모터를 배제로 구조가 간단하고 고장이 적으며 생산성을 증대시킬 수 있는 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치를 제공하는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치는, 사용자의 조작에 의해 회전되는 다이얼과, 상기 다이얼의 회전을 구속하기 위한 스토퍼와, 상기 다이얼의 회전량 및 방향을 감지하는 제 1 감지수단과, 상기 제 1 감지수단에서 감지된 다이얼의 회전량 및 방향에 따라 모니터 상의 커서를 이동시키는 헤드 유닛과, 상기 커서의 위치에 따라 상기 스토퍼를 선택적으로 작동시키는 컨트롤러를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 컨트롤러는 상기 커서가 최초 메뉴 또는 최종 메뉴로 이동되었을 경우에만 상기 스토퍼가 작동시켜 상기 다이얼의 회전을 구속하되, 일정 시간이 경과되면 자동으로 구속을 해제한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이때, 본 발명을 구성하는 각 구성요소 중 공지된 구성 및 그 구성의 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 도면에 도시된 각 구성요소들 중 동일한 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명에 의한 통합 조작 스위치 및 그를 포함하는 운전자 정보 시스템을 도시하는 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 운전자 정보 시스템은, 본 발명에 의한 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치(이하, 통합 조작 스위치라 함, 100)와, 상기 통합 조작 스위치(100)에 의해 선택 가능한 각종 기능의 메뉴가 표시되는 디스플레이 수단(200)을 포함하여 구성된다.

상기 통합 조작 스위치(100)는, 사용자의 조작에 의해 회전되는 다이얼(110)과, 상기 다이얼(110)의 회전을 구속하는 스토퍼(120)와, 다이얼(110)의 회전량 및 방향을 감지하는 제 1 감지수단(142)과, 후술할 헤드 유닛(220)의 제 2 감지수단(222)을 통해 감지된 커서의 위치에 따라 상기 스토퍼(120)를 선택적으로 작동시키는 컨트롤러(144)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 제 1 감지수단(142)과 컨트롤러(144)를 합쳐 제어부(140)라 한다.

또한, 상기 디스플레이 수단(200)은 각종 선택 메뉴가 표시되는 모니터(210)와, 상기 제어부(140)의 제 1 감지수단(142)을 통해 수신된 다이얼(110)의 회전량 및 방향에 따라 모니터(210) 상의 커서를 이동시키는 헤드 유닛(220)으로 구성된다. 이때, 상기 헤드 유닛(220)은 제 2 감지수단(222)을 더 포함하는데, 상기 제 2 감지수단(222)은 모니터 상에서 이동하는 커서의 위치를 감지하기 위한 것이다.

상기와 같이 구성된 운전자 정보 시스템은 사용자에 의해 상기 통합 조작 스위치(100)의 다이얼(110)이 회전되면, 상기 제어부(140)의 제 1 감지수단(142)은 상기 다이얼(110)의 회전량 및 방향을 감지하여 헤드 유닛(220)으로 송신하고, 상기 헤드 유닛(220)은 상기 제 1 감지수단(142)을 통해 수신된 다이얼(110)의 회전량 및 방향을 토대로 모니터(210) 상의 커서를 이동시키게 된다. 즉, 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이 커서(C)는 모니터(210) 상에 표시된 복수의 메뉴(302 ~ 308)를 따라 이동하게 된다.

한편, 복수의 메뉴(302 ~ 308)를 따라 이동하는 커서(C)가 최초 메뉴(302) 또는 최종 메뉴(308)로 이동하면, 상기 제 2 감지수단(222)은 커서(C)가 최초 또는 최종 메뉴(302 또는 308)로 이동되었음을 감지하고 이를 제어부(140)의 컨트롤러(144)로 송신하며, 상기 컨트롤러(144)는 상기 스토퍼(120)를 작동시켜 상기 다 이얼(110)의 회전을 구속하게 된다. 이로써 사용자는 운전 중에도 모니터(210)를 주시하지 아니하고도 커서(C)가 최초 또는 최종 메뉴(302 또는 308)로 이동하였음을 인지할 수 있다. 이는 운전 중 통합 조작 스위치(100)를 조작함에 있어서 주의력이 분산되는 것을 방지함과 동시에 조작이 용이하도록 하기 위한 촉각 기능이다

상기와 같은 촉각 기능을 구현하기 위한 통합 조작 스위치(100)의 구조와 통합 스위치(100)를 이용한 상기 다이얼(110)의 회전 구속과정을 좀 더 상세히 살펴보도록 한다.

도 2는 본 발명에 의한 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치의 사시도이고, 도 3과 도 4는 상기 도 2에 도시된 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치의 종단면도와 횡단면도이다. 이때, 도 2 내지 도 4는 상기 통합 조작 스위치(100)의 기구적인 구조를 설명하기 위한 도면으로, 통합 조작 스위치(100)의 기구적인 구조와 관련이 적은 제어부(도 1의 140)는 도면에서 제외하였음을 유의하여야 한다.

도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 의한 통합 조작 스위치의 구조를 살펴보면, 통합 조작 스위치(100)는 상술한 바와 같이 다이얼(110), 스토퍼(120)를 포함하여 구성된다.

상기 다이얼(110)은 플로어 콘솔(미도시)의 외부로 노출되어 사용자의 손과 직접 접촉되는 다이얼 노브(112)와 회전축(114)으로 구성된다. 상기 다이얼 노브(112)는 소정 두께를 갖는 원판형상으로 형성되어지되, 사용자의 손에 용이하게 파지될 수 있는 부피로 제작되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 도 2에 도시된 바와 같이 다이얼 노브(112)의 외주면에 복수의 요철(116)을 형성하여 조작 시 미끄럼이 발생하지 아니하도록 하는 것이 좋다. 상기 회전축(114)은 상기 다이얼 노브(112)의 하면 중심에서 하향으로 소정 길이 돌출되는 원기둥형상으로 형성되고, 그 하단이 제 1 감지수단(도 1의 142)과 연결되며 다이얼 노브(112) 회전 시 함께 회전되어 다이얼(110)의 회전량 및 방향을 상기 제 1 감지수단(142)이 감지할 수 있도록 한다.

상기 스토퍼(120)는, 상기 다이얼(110)의 회전축(114) 하단에 마련되어 그를 감싸는 스토퍼 몸체(122)와, 상기 회전축(114)과 스토퍼 몸체(122) 사이에 이동 가능하게 구비되는 패드(124)와, 상기 패드를 이동시키는 솔레노이드(132)를 포함하여 구성된다.

이 중에서 상기 스토퍼 몸체(122)는 상기 회전축(114)의 하단 둘레를 감쌀 수 있도록 소정 두께를 갖는 원통형상으로 형성되고, 그 내경은 회전축(114)의 외경보다 크게 형성되어 회전축(114)과 스토퍼 몸체(122) 사이에 구비되는 패드(124)가 이동 가능하도록 한다.

상기 패드(124)는 상기 회전축(114)을 기준으로 서로 대향하게 위치되는 한 쌍으로 구비되고, 다이얼(110)의 회전을 구속할 수 있도록 회전축(114)의 외주면에 밀착 가능한 형상으로 형성된다. 또한, 상기 패드(124)의 외주면 중심에는 그 외측으로 소정 길이 돌출되는 푸셔(126)가 형성되어 상기 스토퍼 몸체(122)와의 결합 시 그(122)를 관통하여 결합된다. 이때, 상기 스토퍼 몸체(122)를 관통하여 외부로 돌출된 상기 푸셔(126)의 단부에는 푸셔보다 큰 직경의 걸림턱(128)이 형성되고, 상기 걸림턱(128)과 스토퍼 몸체(122) 사이에는 확장 스프링(S)이 구비되는 바, 상기 패드(124)는 항상 솔레노이드(132) 측으로 탄성 편의된 상태로 유지된다. 다만, 상기 다이얼(110)의 회전을 구속하기 위하여 상기 솔레노이드(132)가 작동될 경우, 상기 패드(124)는 회전축(114)의 외주면에 밀착하게 된다.

한편, 상기 솔레노이드(132)는 전원이 인가되면 로드(134)가 돌출되는 일반적인 솔레노이드로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같이 구성된 통합 조작 스위치(100)를 이용한 상기 다이얼(110)의 회전 구속과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 5 내지 도 7은 본 발명에 의한 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치를 이용한 메뉴 선택 및 커서의 위치에 따른 다이얼의 회전 구속과정을 도시하는 순서도이다.

도 5와 도 6은 다이얼(110)의 회전이 구속되지 않은 상태로, 사용자가 다이얼 노브(112)를 조작하면 그 회전값 및 방향에 따라 모니터(210) 상의 커서(C)가 좌우로 이동하며 메뉴(302 ~ 308)를 지정하게 된다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 다이얼 노브(112)를 시계방향으로 회전시키면, 도 5에서 ‘메뉴 2(304)’를 지정하던 커서(C)는 우측으로 이동하여 도 6과 같이 ‘메뉴 3(306)’으로 이동하여 그를 지정하게 된다.

상기와 같은 상태에서 도 6에 도시된 바와 같이 다이얼 노브(112)를 시계방향으로 더 회전시키면, 도 6에서 ‘메뉴 3(306)’을 지정하던 커서(C)는 우측으로 이동하여 도 7과 같이 ‘메뉴 4(308)’를 지정하게 되는데, 상기 ‘메뉴 4(308)’는 모니터(210) 상에 표시된 메뉴 중 가장 마지막 메뉴이므로 헤드 유닛(도 1의 220)의 제 2 감지수단(도 1의 222)은 이를 감지하여 컨트롤러(도 1의 144)를 통해 솔레노이드(132)를 작동시키고, 상기 솔레노이드(132)의 로드(134)는 푸셔(126)를 밀어 패드(124)가 회전축(114)에 밀착되도록 한다. 상기와 같은 일련의 과정을 거쳐 상기 스토퍼(120)는 상기 다이얼(110)의 회전을 구속하게 되면, 다이얼을 조작하던 사용자는 운전 중에도 모니터(210)를 주시하지 아니하고도 커서(C)의 위치를 인지할 수 있게 된다.

한편, 상기 스토퍼(120)에 의해 회전이 구속된 상기 다이얼(110)은 일정 시간 경과 후 상기 제어부(140)에 의해 자동으로 해제(구속해제)되고, 이에 따라 회전이 가능하게 된다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의한 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치는, 고가의 서보모터를 사용하지 아니하고 기구적인 수단만으로 촉각 기능을 구현할 수 있어 제작비용을 크게 절감시킬 수 있다. 또한, 구조가 간단하고 고장이 적어 생산성을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 경량화를 구현할 수 있는 장점이 있다.

Claims

사용자의 조작에 의해 회전되는 다이얼과;

상기 다이얼의 회전을 구속하기 위한 스토퍼와;

상기 다이얼의 회전량 및 방향을 감지하는 제 1 감지수단과;

상기 제 1 감지수단에서 감지된 다이얼의 회전량 및 방향에 따라 모니터 상의 커서를 이동시키는 헤드 유닛과;

상기 커서의 위치에 따라 상기 스토퍼를 선택적으로 작동시키는 컨트롤러;

를 포함하여 구성되며, 상기 스토퍼는 솔레노이드 및 상기 솔레노이드에 의해 다이얼과 밀착 또는 이격되는 패드로 구성되고, 상기 솔레노이드는 상기 컨트롤러에 의해 선택적으로 작동되는 것을 특징으로 하는 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치.
청구항 1에 있어서,

상기 컨트롤러는 상기 커서가 최초 메뉴 또는 최종 메뉴로 이동되었을 경우에만 상기 스토퍼가 작동시키는 것을 특징으로 하는 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치.
청구항 2에 있어서,

상기 컨트롤러는 상기 다이얼의 회전을 일정 시간 동안만 구속시키는 것을 특징으로 하는 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치.
청구항 3에 있어서,

상기 헤드 유닛은 커서의 위치를 감지하기 위한 제 2 감지수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치.
삭제
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,

상기 솔레노이드와 패드 사이에는 스토퍼 몸체가 마련되고, 상기 스토퍼 몸체에는 양단이 상기 솔레노이드 및 패드에 각각 접촉되는 푸셔가 관통되게 결합되며, 솔레노이드 작동 시 상기 푸셔를 이동시켜 패드를 다이얼에 밀착시키는 것을 특징으로 하는 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치.
청구항 6에 있어서,

상기 푸셔는 상기 패드와 일체로 형성되고, 상시 솔레노이드 측 일단에는 걸림턱이 형성되며, 상기 걸림턱과 스토퍼 몸체 사이에는 탄성수단이 마련되어 패드를 솔레노이드 측으로 탄성 편의시키는 것을 특징으로 하는 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치.
청구항 7에 있어서,

상기 솔레노이드, 패드, 푸셔 및 탄성수단은 각각 동수로 둘 이상 구비되고, 상기 다이얼의 회전축을 중심으로 등간격 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 운전자 정보 시스템용 통합 조작 스위치.