KR100871123B1 - 차량용 다기능 스위치 - Google Patents

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KR100871123B1
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Abstract

본 발명은 차량용 다기능 스위치에 관한 것으로서, 차량에 마련된 각종의 램프를 조작하기 위한 스위치레버와; 상기 스위치레버에 연결되며 각종 단자와 핀이 마련된 PCB 기판을 포함하는 제어부와; 상기 스위치레버와 상기 PCB 기판을 수용하는 하우징;을 포함하는 차량용 다기능 스위치로서, 차륜에 조작력을 전달하는 조향샤프트에 연동하여 회전하는 로터와; 상기 로터에 고정되어 일체로 회전하는 메인기어와; 상기 메인기어에 연동되어 회전하는 제 1 회전기어 및 제 2 회전기어와; 상기 제 1 회전기어 및 제 2 회전기어에 각각 고정되어 본 제 1 회전기어 및 제 2 회전기어와 동일한 회전비로 회전하는 제 1 자성체 및 제 2 자성체와; 상기 제 1 자성체 및 제 2 자성체의 회전에 의한 극성(N극, S극)의 위상변화를 각각 감지하는 제 1 감지부 및 제 2 감지부;를 포함하는 차량용 조향휠 각도 감지유닛을 상기 하우징 내에 내장하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 조향휠이 1회전 이상의 다중회전을 하는 경우에도 조향휠의 총 회전각도를 감지함으로써 조향각 감지 범위를 증가시킬 수 있고, 차량용 각도 감지유닛과 차량용 다기능 스위치를 일체로 마련하여 차량용 조향휠 각도 감지유닛에서 감지한 결과를 기초로 자동캔슬이 가능하다.

Description

차량용 다기능 스위치{MULTI-FUNCTION SWITCH FOR AUTOMOBILE}
도 1은 종래 차량용 다기능 스위치의 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 다기능 스위치의 분해사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 조향휠 감도 감지유닛의 평면도이고,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 차량용 다기능 스위치 및 차량용 각도 감지유닛의 제어를 도시한 블록도이며,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 차량용 다기능 스위치 및 차량용 각도 감지유닛의 제어를 도시한 블록도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 차량용 다기능 스위치 11: 스위치레버
13 : PCB 기판 15 : 제어부
17 : 하우징 20 : 차량용 조향휠 각도 감지유닛
21 : 로터 22 : 메인기어
23 : 제 1 회전기어 24 : 제 2 회전기어
25 : 제 1 자성체 26 : 제 2 자성체
27 : 제 1 감지부 28 : 제 2 감지부
31 : 기어안착부 41 : 제 1 MCU(Micro Controller Unit)
42 : 로우 스피드 캔 43 : 제 2 MCU(Micro Controller Unit)
44 : 하이 스피드 캔 45 : 통합 MCU(Micro Controller Unit)
50 : 파워 윈도우 60 : ESP (Electronic Stability Program)
본 발명은 차량용 다기능 스위치에 관한 것으로서, 특히 차량용 다기능 스위치 내부에 차량용 조향휠 각도 감지유닛을 내장하여 조향휠의 총 회전각도를 연산하며, 상기 연산된 회전각도를 기초로 스위치레버를 자동 캔슬할 수 있는 차량용 다기능 스위치에 관한 것이다.
종래의 차량에 마련되는 차량용 조향휠 각도 감지유닛은 표면에 다수개의 홀을 형성한 디스크와, 조향휠의 회전을 감지하는 감지센서와, 상기 감지된 결과를 기초로 스티어링 휠의 각도 및 방향전환 등을 연산처리하는 제어부로 구성되어 있었다.
그런데, 이러한 종래의 조향휠 각도 감지유닛은, 상기 조향휠의 중립 위치를 확인하고, 현재의 위치에서 좌우 회전 각도를 인식하는 상대각 인식 방법으로서, 현재의 정확한 조향휠의 위치를 감지하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 도 1을 참조하면, 일반적으로 차량용 다기능 스위치(145)는 차량용 조향샤프트가 관통될 수 있는 개구부(134)가 형성되며, 본 차량용 다기능 스위치의 일측면에 방향지시등을 작동할 수 있는 스위치레버(106)가 마련되어 있다.
여기서, 상기 차량용 다기능 스위치(145)의 중앙에는 대칭구조로 이루어진 한 쌍의 캠돌기(132)가 마련된 캔슬캠(120)이 형성되며, 일측에는 본 캠돌기에 접촉되어 작동되는 라체트(110)가 마련된다.
전술한 구조를 가지는 차량용 다기능 스위치(145)의 작동과정을 살펴보면, 먼저, 상기 스위치레버(106)를 상방향 또는 하방향으로 작동시킨다. 이 경우, 상기 차량용 다기능 스위치(145)의 일측에 설치된 라체트(110)가 캔슬캠(120) 방향으로 이동하며, 본 라체트(110)는 캔슬캠(120)의 캠돌기(132)에 접촉된다.
여기서, 상기 라체트(110)와 상기 캠돌기(132)의 접촉에 의해 발생한 신호를 통해 차량의 방향 지시등이 점등되며, 본 차량은 방향지시등에 따라 회전하게 된다.
다음, 차량의 회전이 완료되어 조향휠을 역방향으로 회전하는 경우, 상기 캠돌기(132)에 접촉되는 상기 라체트(110) 또한 회전하며, 본 라체트(110)의 회전에 의해 상기 스위치레버(106)가 자동캔슬 된다.
상기와 같은 작동과정에 의한 차량용 다기능 스위치(145)는 본 차량용 다기능 스위치(145)의 일측에 설치된 라체트(110)가 캔슬캠(120) 방향으로 일정길이만큼 이동되며, 본 라체트(110)가 상기 캔슬캠(120)의 캠돌기(132)에 접촉하게 된다.
이에 의해, 상기 라체트(110)가 상기 캔슬캠(120)의 캠돌기(132)에 가하는 충격으로 인해 마찰음이 발생하며, 마찰로 인해 본 라체트(110) 및 본 캠돌기(132)가 마모 또는 파손되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 차량용 다기능 스위치는 본 차량용 다기능 스위치를 제어하는 MCU(Micro Controller Unit)로부터 로우 스피드 캔(Low Speed Can) 통신방식을 통해 신호를 전송받으며, 종래의 차량용 조향휠 각도 감지유닛은 본 차량용 조향휠 각도 감지유닛을 제어하는 MCU(Micro Controller Unit)로부터 하이 스피드 캔(High Speed Can) 통신방식을 통해 신호를 전송받았다.
여기서, 종래의 방식으로 상기 차량용 다기능 스위치를 자동캔슬하는 경우, 상기 차량용 조향휠 각도 감지유닛에서 조향휠의 회전에 의한 총 회전각도를 연산하여 연산결과의 신호를 본 차량용 다기능 스위치를 제어하는 MCU(Micro Controller Unit)에 전송하였다.
이 경우, 상기 차량용 조향휠이 신호를 전송받는 상기 하이 스피드 캔(High Speed Can) 통신방식과 상기 차량용 다기능 스위치가 신호를 전송받는 상기 로우 스피드 캔(Low Speed Can) 통신방식을 매개하기 위한 장치, 즉, 게이트웨이와 같은 장치가 추가적으로 필요하다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 다중회전을 하는 조향휠의 회전 각도를 절대각으로 인식할 수 있는 차량용 다기능 스위치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 차량용 각도 감지유닛과 차량용 다기능 스위치
를 일체로 마련하여 차량용 조향휠 각도 감지유닛에서 감지한 결과를 기초로 자동캔슬이 가능한 차량용 다기능 스위치를 제공하는 데 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 차량용 조향휠 각도 감지유닛을 제어하는 MCU(Micro Controller Unit)와 차량용 다기능 스위치를 제어하는 MCU(Micro Controller Unit)를 하나의 PCB 기판에 마련하여 게이트웨이와 같은 별도의 장치 없이 상호 통신이 가능한 차량용 다기능 스위치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 전술한 차량용 다기능 스위치의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 차량용 다기능 스위치 내부에 차량용 조향휠 각도 감지유닛을 내장하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 차량에 마련된 각종의 램프를 조작하기 위한 스위치레버와; 상기 스위치레버에 연결되며 각종 단자와 핀이 마련된 PCB 기판을 포함하는 제어부와; 상기 스위치레버와 상기 PCB 기판을 수용하는 하우징;을 포함하는 차량용 다기능 스위치로서, 차륜에 조작력을 전달하는 조향샤프트에 연동하여 회전하는 로터와; 상기 로터에 고정되어 일체로 회전하는 메인기어와; 상기 메인기어에 연동되어 회전하는 제 1 회전기어 및 제 2 회전기어와; 상기 제 1 회전기어 및 제 2 회전기어에 각각 고정되어 본 제 1 회전기어 및 제 2 회전기어와 동일한 회전비로 회전하는 제 1 자성체 및 제 2 자성체와; 상기 제 1 자성체 및 제 2 자성체의 회전에 의한 극성(N극, S극)의 위상변화를 각각 감지하는 제 1 감지부 및 제 2 감지부;를 포함하는 차량용 조향휠 각도 감지유닛을 상기 하우징 내에 내장하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 차량용 다기능 스위치는 상기 메인기어와, 상기 제 1 회전기어와, 상기 제 2 회전기어를 안착시키기 위한 기어안착부를 추가적으로 포함할 수 있다.
또한, 상기 하우징은 상부하우징과 하부하우징으로 마련될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부는 상기 제 1 감지부와 상기 제 2 감지부에서 감지된 제 1 자성체 및 제 2 자성체의 회전에 의한 극성(N극, S극)의 위상변화에 기초하여 상기 조향휠의 총 회전각도를 연산하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 감지부 및 제 2 감지부는 AMR(Anisotropic Magnetic Resistor)센서로 마련될 수 있다.
또한, 상기 제 1 감지부 및 제 2 감지부는 GMR(Giant Magnetic Resistor)센서로 마련될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제 1 감지부 및 제 2 감지부는 상기 제 1 자성체 및 제 2 자성체로부터 0 밀리미터(mm)를 초과하여 20 밀리미터(mm) 이하로 이격되게 각각 설치될 수 있다.
한편, 제 1 회전기어 및 제 2 회전기어는 상호 상이한 반경을 가지며, 상기 메인기어와 연동되어 회전시 서로 주기가 다른 사인파형의 신호를 발생시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제 1 회전기어 또는 상기 제 2 회전기어는 상기 제 1 자성체 또는 상기 제 2 자성체와 각각 일체로 마련될 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 연산된 상기 조향휠의 총 회전각도를 기초로 차량의 회전방향을 판단하여 본 조향휠의 회전 후 원상회복시 상기 차량용 다기능 스위치에 마련된 방향지시스위치의 자동 캔슬이 가능하도록 캔슬신호를 출력할 수 있다.
한편, 상기 PCB 기판은, 상기 차량용 다기능 스위치의 작동시 발생하는 신호 를 로우 스피드 캔(Low Speed Can) 통신방식에 의해 제어하는 제 1 MCU(Micro Controller Unit)와, 상기 차량용 조향휠 각도 감지유닛에 발생하는 신호를 하이 스피드 캔(High Speed Can)통신방식에 의해 제어하는 제 2 MCU(Micro Controller Unit)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 MCU(Micro Controller Unit)와 상기 제 2 MCU(Micro Controller Unit)가 상기 PCB 기판에서 상호 통신이 가능하도록 마련될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제 1 MCU(Micro Controller Unit)와 상기 제 2 MCU(Micro Controller Unit)는 하나의 통합 MCU(Micro Controller Unit)로 상기 PCB 기판에 마련될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 다기능 스위치(10)는, 차량에 마련된 각종의 램프를 조작하기 위한 스위치레버(11)와, 상기 스위치레버(11)에 연결되며 각종 단자와 핀이 마련된 PCB 기판(13)을 포함하는 제어부(15)와, 상기 스위치레버(11)와 상기 PCB 기판(13)을 수용하는 하우징(17)을 포함하는 차량용 다기능 스위치(10)로서, 차륜에 조작력을 전달하는 조향샤프트에 연동하여 회전하는 로터(21)와, 상기 로터(21)에 고정되어 일체로 회전하는 메인기어(22)와, 상기 메인기어(22)에 연동되어 회전하는 제 1 회전기어(23) 및 제 2 회전기어(24)와, 상기 제 1 회전기어(23) 및 제 2 회전기어(24)에 각각 고정되어 본 제 1 회전기어(23) 및 제 2 회전기어(24)와 동일한 회전비로 회전하는 제 1 자성체(25) 및 제 2 자성 체(26)와, 상기 제 1 자성체(25) 및 제 2 자성체(26)의 회전에 의한 극성(N극, S극)의 위상변화를 각각 감지하는 제 1 감지부(27) 및 제 2 감지부(28)를 포함하는 차량용 조향휠 각도 감지유닛(20)을 상기 하우징(17) 내에 내장하도록 구성된다.
여기서, 상기 차량용 다기능 스위치(10)는 상기 메인기어(22)와, 상기 제 1 회전기어(23)와, 상기 제 2 회전기어(24)를 안착시키기 위한 기어안착부(31)를 추가적으로 포함할 수 있다.
여기서, 상기 차량용 다기능 스위치(10) 내부에 마련된 상기 PCB 기판(13)은, 본 차량용 다기능 스위치(10)의 작동시 발생하는 신호를 로우 스피드 캔(Low Speed Can)(42) 통신방식에 의해 제어하는 제 1 MCU(Micro Controller Unit)(41)와, 상기 차량용 조향휠 각도 감지유닛(20)에 발생하는 신호를 하이 스피드 캔(High Speed Can)(44) 통신방식에 의해 제어하는 제 2 MCU(Micro Controller Unit)(43)를 포함할 수 있다.
이하, 각 구성별로 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 스위치레버(11)는 상기 하우징(17)과 결합하며, 차량에 마련된 각종의 램프를 조작하도록 마련된다. 즉, 상기 스위치레버(11)는 차량에 마련된 헤드램프, 테일램프, 방향지시램프를 온-오프(On-Off)하도록 마련된다.
상기 스위치레버(11)는 다양한 형상으로 마련될 수 있으며, 바람직하게는 사용자의 편의를 고려하여, 바(Bar) 형상으로 마련될 수 있다.
상기 스위치레버(11)는 상기 하우징(17)에 결합되어 조향샤프트를 기준으로 상하방향으로 작동되도록 마련된다. 즉, 상기 스위치레버(11)를 상방향으로 작동하는 경우, 우측방향의 지시램프가 점등되며, 본 스위치레버(11)를 하방향으로 작동하는 경우, 좌측방향의 지시램프가 점등된다. 또한, 상기 스위치레버(11)를 중립방향에 위치하는 경우에는 상기 방향지시램프는 소등이 된다.
여기서, 상기 스위치레버(11)를 상방향으로 작동하는 경우, 좌측방향의 지시램프가 점등될 수 있음은 물론이다.
상기 스위치레버(11)는 상기 방향지시램프를 점등시키기 위해 본 스위치레버(11)를 상하방향으로 작동하며, 차량이 본 방향지시램프의 방향으로 회전하기 위해 조향휠을 회전한 후 본 차량의 조향휠을 원상회복하는 경우, 상기 제어부(15)에서 출력하는 캔슬신호로부터 자동캔슬에 의해 중립방향에 위치되도록 마련된다.
PCB 기판(13)은 스위치레버(11)와 차량용 조향휠 각도 감지유닛(20)에 연결되는 각종 단자와 핀이 마련되며, 상기 제어부(15)에 포함되어 캔 통신방식을 제어하기 위한 상기 제 1 MCU(Micro Controller Unit)(41)와 상기 제 2 MCU(Micro Controller Unit)(43)를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제 1 MCU(Micro Controller Unit)(41)와 상기 제 2 MCU(Micro Controller Unit)(43)는 제어부(15)에 포함되어 로우 스피드 캔(Low Speed Can)(42) 통신방식과 하이 스피드 캔(High Speed Can)(44) 통신방식을 각각 제어하도록 마련된다.
상기 PCB 기판(13)은 상기 하우징(17)내에 수용되며, 자성체의 회전에 의한 극성(N극, S극)의 위상변화를 감지하는 상기 제 1 감지부(27)와 상기 제 2 감지부(28)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 PCB 기판(13)을 포함하는 제어부(15)는 상기 제 1 감지부(27)와 상기 제 2 감지부(28)에서 감지된 제 1 자성체(25) 및 제 2 자성체(26)의 회전에 의한 극성(N극, S극)의 위상변화를 기초로 조향휠의 총 회전각도를 연산하도록 마련될 수 있다.
제어부(15)는 상기 차량용 조향휠 각도 감지유닛(20)에서 감지된 조향휠의 총 회전각도를 연산하며, 연산된 결과를 기초로 차량의 회전방향을 판단하여 본 조향휠의 회전 후 원상회복시 상기 차량용 다기능 스위치(10)에 마련된 방향지시스위치의 자동 캔슬이 가능하도록 캔슬신호를 출력한다.
상기 제어부(15)는 상기 PCB 기판(13)을 포함할 수 있으며, 상기 PCB 기판(13) 내에 마련된 상기 제 1 MCU(Micro Controller Unit)(41)와 상기 제 2 MCU(Micro Controller Unit)(43)에서, 전술한 조향휠의 회전각도 연산과 방향지시스위치의 자동 캔슬신호 출력을 각각 수행하도록 마련될 수 있다.
여기서, 상기 제 1 MCU(Micro Controller Unit)(41)와 상기 제 2 MCU(Micro Controller Unit)(43)는 PCB 기판(13) 내의 하나의 통합형 모듈, 즉, 하나의 통합 MCU(Micro Controller Unit)(45)로 직접적 상호 통신이 가능하도록 마련될 수 있다.
하우징(17)은 상기 스위치레버(11)와 결합되며, 상기 차량용 조향휠 각도 감지유닛(20)과 상기 PCB 기판(13)을 수용하도록 마련된다.
상기 하우징(17)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상부하우징(17a)과 하부하우징(17b)의 결합에 의해 구성되도록 분리형으로 마련될 수 있으며, 또한, 일체형으로 마련되어 상기 차량용 조향휠 각도 감지유닛(20)과 상기 PCB 기판(13)을 수용할 수도 있다.
또한, 상기 하우징(17)은 다양한 형상으로 마련될 수 있으며, 중심에 조향샤프트가 관통되어 회전할 수 있도록 개구가 형성될 수 있다. 여기서, 상기 하우징(17)은 상기 스위치레버(11)와 상기 PCB 기판(13)을 연결하는 배선이 통과할 수 있는 홈을 추가적으로 포함할 수 있다.
로터(21)는 하우징(17) 내부에서 조향샤프트에 연동하여 회전하도록 마련된다.
상기 로터(21)는 외주면에 상기 메인기어(22)가 결합되어 고정되며, 본 로터(21)의 회전시 본 메인기어(22) 또한 연동되어 회전하도록 마련된다. 이 경우, 상기 로터(21)는 상기 메인기어(22)와 일체로 마련될 수도 있다.
상기 로터(21)는 상기 메인기어(22)와 결합된 상태로 상기 기어안착부(31)에 결합되며, 본 로터(21)와 본 메인기어(22)의 회전시 상기 제 1 회전기어(23)와 상기 제 2 회전기어(24)가 연동되어 회전하도록 마련된다.
상기 로터(21)는 조향샤프트에 직접 또는 간접적으로 고정되어 조향샤프트와 연동되도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 핀 결합과 같은 직접결합 방식으로 고정될 수도 있고, 억지 끼움과 같은 간접결합 방식으로 고정될 수도 있다. 또는, 별도의 슬리브(미도시) 또는 부싱(미도시)을 매개로 하여 고정결합될 수도 있다.
메인기어(22)는 상기 로터(21)에 고정되어 본 로터(21)의 회전시 동일한 회전비로 연동되어 회전하도록 마련된다.
상기 메인기어(22)는 로터(21)에 다양한 방법으로 고정될 수 있다. 예를 들어, 로터(21)의 일측에 마련된 고정부에 끼워맞춤될 수도 있고, 양면테이프와 같은 접착수단에 의해 고정될 수도 있다. 어느 결합방법에 의하든 메인기어(22)는 로터(21)와 동일한 회전비로 회전되도록 마련된다. 또한, 상기 메인기어(22)는 상기 로터(21)와 일체로 마련될 수도 있다.
여기서, 상기 메인기어(22)는 상기 기어안착부(31)에 안착되어 상기 로터(21)의 회전시 동일한 회전비로 회전하며, 상기 제 1 회전기어(23)와 상기 제 2 회전기어(24)가 연동되어 회전하도록 마련된다.
또한, 상기 메인기어(22)는 상기 제 1 회전기어(23)와 상기 제 2 회전기어(24)에 결합되어 상기 기어안착부(31)에 안착된 상태에서 상기 하우징(17)에 수용되도록 마련된다.
제 1 회전기어(23)는 상기 메인기어(22)와 결합하여 연동되어 회전하며, 본 메인기어(22)의 회전방향의 역방향으로 회전하도록 마련된다.
상기 제 1 회전기어(23)는 상기 제 1 자성체(25)와 결합하며, 본 제 1 회전기어(23)의 회전에 의해 발생하는 제 1 자성체(25)의 극성(N극, S극)의 위상변화를 상기 제 1 감지부(27)에서 감지하도록 마련된다.
여기서, 상기 제 1 회전기어(23)는 상기 제 1 자성체(25)와 일체로, 즉, 본 제 1 회전기어(23)가 자성체로 마련될 수도 있다.
상기 제 1 회전기어(23)는 상기 메인기어(22)와 결합하여 상기 기어안착부(31)에 안착된 상태에서 상기 하우징(17)에 수용되도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 제 1 회전기어(23)는 상기 제 2 회전기어(24)와 상이한 직경을 가질 수 있으며, 이 경우, 본 제 1 회전기어(23)에 결합된 상기 제 1 자성체(25)의 회전에 의한 극성(N극, S극)의 위상변화와, 본 제 2 회전기어(24)에 결합된 상기 제 2 자성체(26)의 회전에 의한 극성(N극, S극)의 위상변화의 차이에 의해 상기 제어부(15)에서 상기 조향휠의 회전각도를 연산하도록 마련된다.
즉, 상기 제 1 회전기어(23) 및 상기 제 2 회전기어(24)가 회전하는 경우, 본 제 1 회전기어(23) 및 본 제 2 회전기어(24)에 각각 결합되어 동일한 회전비로 회전하는 상기 제 1 자성체(25) 및 상기 제 2 자성체(26)의 극성(N극, S극)의 위상이 변화하면서 사인파형의 신호를 발생시킨다.
여기서, 상기 제 1 회전기어(23)와 상기 제 2 회전기어(24)의 직경을 달리하는 경우, 상기 제 1 자성체(25)에서 발생하는 사인파형의 신호와 상기 제 2 자성체(26)에서 발생하는 사인파형의 신호는 서로 상이한 주기를 가지며, 상기 제 1 감지부(27) 및 상기 제 2 감지부(28)에서 상기 사인파형의 신호를 각각 감지하여 제어부(15)에서 상기 감지된 결과를 기초로 상기 조향휠의 회전각도를 연산하도록 마련된다.
제 2 회전기어(24)는 상기 메인기어(22)에 결합하여 연동되어 회전하며, 본 메인기어(22)의 회전방향의 역방향으로 회전하도록 마련된다.
상기 제 2 회전기어(24)는 상기 제 2 자성체(26)와 결합하며, 본 제 2 회전 기어(24)의 회전에 의해 발생하는 제 2 자성체(26)의 극성(N극, S극)의 위상변화를 상기 제 2 감지부(28)에서 감지하도록 마련된다.
여기서, 상기 제 2 회전기어(24)는 상기 제 2 자성체(26)와 일체로, 즉, 본 제 2 회전기어(24)가 자성체로 마련될 수도 있다.
상기 제 2 회전기어(24)는 상기 메인기어(22)와 결합하여 상기 기어안착부(31)에 안착된 상태에서 상기 하우징(17)에 수용되도록 마련될 수 있다.
제 1 자성체(25)는 상기 제 1 회전기어(23)에 결합하여 동일한 회전비로 회전하며, 본 회전에 의해 극성(N극, S극)의 위상변화가 발생하여 상기 제 1 감지부(27)에서 자기변화를 감지하도록 마련된다.
즉, 상기 제 1 자성체(25)의 회전에 의한 자성체의 극성(N극, S극)의 위상변화를 상기 제 1 감지부(27)에서 감지하도록 마련된다.
또한, 상기 제 1 자성체(25)는 상기 제 1 회전기어(23)에 결합되며, 상기 기어안착부(31)에 안착되어 상기 하우징(17)에 수용되도록 마련된다.
여기서, 상기 제 1 자성체(25)는 상기 제 1 회전기어(23)의 다양한 부분에 결합될 수 있으며, 바람직하게는, 상기 PCB 기판(13)에 마련된 상기 제 1 감지부(27)에서의 감지가 용이하도록 본 제 1 회전기어(23)의 하부에 결합될 수 있다.
한편, 상기 제 1 자성체(25)는 상기 제 1 회전기어(23)와 일체로 마련될 수도 있다.
제 2 자성체(26)는 상기 제 2 회전기어(24)에 결합하여 동일한 회전비로 회전하며, 본 회전에 의해 극성(N극, S극)의 위상변화가 발생하여 상기 제 2 감지 부(28)에서 자기변화를 감지하도록 마련된다.
즉, 상기 제 2 자성체(26)의 회전에 의한 자성체의 극성(N극, S극)의 위상변화를 상기 제 2 감지부(28)에서 감지하도록 마련된다.
또한, 상기 제 2 자성체(26)는 상기 제 2 회전기어(24)에 결합되며, 상기 기어안착부(31)에 안착되어 상기 하우징(17)에 수용되도록 마련된다.
여기서, 상기 제 2 자성체(26)는 상기 제 2 회전기어(24)의 다양한 부분에 결합될 수 있으며, 바람직하게는, 상기 PCB 기판(13)에 마련된 상기 제 2 감지부(28)에서의 감지가 용이하도록 본 제 2 회전기어(24)의 하부에 결합될 수 있다.
한편, 상기 제 2 자성체(26)는 상기 제 2 회전기어(24)와 일체로 마련될 수도 있다.
제 1 감지부(27)는 상기 PCB 기판(13)상에 마련되어 상기 제 1 회전기어(23)의 회전시 본 제 1 회전기어(23)와 결합되어 동일한 회전수로 회전하는 상기 제 1 자성체(25)의 회전에 의한 극성(N극, S극)의 위상변화를 감지하도록 마련된다.
여기서, 상기 제어부(15)는 상기 제 1 감지부(27)에서 감지된 감지결과를 기초로 상기 조향휠의 총 회전각도를 연산하도록 마련된다.
상기 제 1 감지부(27)는 다양한 종류로 마련될 수 있으며, 예를 들어, AMR(Anisotropic Magnetic Resistor)센서 또는 GMR(Giant Magnetic Resistor)센서로 마련될 수 있다.
상기 제 1 감지부(27)가 AMR(Anisotropic Magnetic Resistor)센서로 마련되는 경우에는 0.1˚ 이상의 각도 감지가 가능하고, GMR 센서로 마련되는 경우에는 더욱 정밀한 각도 감지가 가능하다.
한편, 상기 제 1 감지부(27)는 감지능력이 저하되지 않도록 제 1 자성체(25)로부터 0 밀리미터(mm)를 초과하여 20 밀리미터(mm) 이하로 이격되게 설치되는 것이 바람직하다.
제 2 감지부(28)는 상기 PCB 기판(13)상에 마련되어 상기 제 2 회전기어(24)의 회전시 본 제 2 회전기어(24)와 결합되어 동일한 회전수로 회전하는 상기 제 2 자성체(26)의 회전에 의한 극성(N극, S극)의 위상변화를 감지하도록 마련된다.
여기서, 상기 제어부(15)는 상기 제 2 감지부(28)에서 감지된 감지결과를 기초로 상기 조향휠의 총 회전각도를 연산하도록 마련된다.
상기 제 2 감지부(28)는 다양한 종류로 마련될 수 있으며, 예를 들어, AMR(Anisotropic Magnetic Resistor)센서 또는 GMR(Giant Magnetic Resistor)센서로 마련될 수 있다.
상기 제 2 감지부(28)가 AMR(Anisotropic Magnetic Resistor)센서로 마련되는 경우에는 0.1˚ 이상의 각도 감지가 가능하고, GMR 센서로 마련되는 경우에는 더욱 정밀한 각도 감지가 가능하다.
한편, 상기 제 2 감지부(28)는 감지능력이 저하되지 않도록 제 2 자성체(26)로부터 0 밀리미터(mm)를 초과하여 20 밀리미터(mm) 이하로 이격되게 설치되는 것이 바람직하다.
기어안착부(31)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 메인기어(22)와, 상기 제 1 회전기어(23)와, 상기 제 2 회전기어(24)를 안착시키도록 마련된다. 즉, 상기 기 어안착부(31)에 복수의 개구가 형성되어 본 복수의 개구를 통해 상기 메인기어(22)와, 상기 제 1 회전기어(23)와, 상기 제 2 회전기어(24)가 각각 안착된다. 이 경우, 메인기어(22)와 결합된 상기 로터(21)는 상기 기어안착부(31)에 결합된다.
여기서, 상기 제 1 회전기어(23)와 상기 제 2 회전기어(24)는 서로 직경이 상이하게 마련될 수 있으며, 본 제 2 회전기어(24)와 본 제 2 회전기어(24)가 안착되는 상기 복수의 개구 또한 상이한 직경으로 마련된다.
또한, 상기 기어안착부(31)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 회전기어(23)와 상기 제 2 회전기어(24)가 상기 메인기어(22)에 연동되어 회전가능하도록 마련된다.
상기 기어안착부(31)는 상기 메인기어(22)와, 상기 제 1 회전기어(23)와, 상기 제 2 회전기어(24)를 안착된 상태에서 상기 하우징(17)에 수용되도록 마련되며, 본 메인기어(22)와, 본 제 1 회전기어(23)와, 본 제 2 회전기어(24)를 고정시켜 유동을 방지한다.
제 1 MCU(Micro Controller Unit)(41)는 PCB 기판(13)내에 마련되며, 로우 캔 통신방식을 제어하도록 마련된다.
이 경우, 상기 제 1 MCU(Micro Controller Unit)(41)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(15)에 포함되며, 차량내에 마련되어 로우 스피드 캔(Low Speed Can)(42) 통신방식으로 신호가 전달되는 장치, 예를 들어, 상기 차량용 다기능 스위치(10)와 파워 윈도우(50) 등을 제어하도록 마련된다.
상기 제 1 MCU(Micro Controller Unit)(41)는 상기 제 2 MCU(Micro Controller Unit)(43)와 상기 PCB 기판(13)상에 동시에 포함되며, 상호 통신이 가능하도록 마련될 수 있다.
즉, 하나의 통합형 모듈의 구성에 의해, 로우 스피드 캔(Low Speed Can)(42) 통신방식과 하이 스피드 캔(High Speed Can)(44) 통신방식을 인터페이스(Interface) 하기 위한 별도의 장비, 예를 들어, 게이트웨이(Gate Way)를 추가적으로 구성하지 않으면서도 양방향 통신이 가능해진다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 통합형 모듈, 즉, 하나의 통합 MCU(Micro Controller Unit)(45)로 직접적 상호 통신이 가능하며, 신호의 이동경로가 감소되므로, 데이터 신호의 송수신시간을 감소시킬 수 있다.
상기 제 1 MCU(Micro Controller Unit)(41)는 상기 제 2 MCU(Micro Controller Unit)(43)로부터 조향휠의 총 회전각도에 대한 연산결과의 신호를, 전술한 상호 통신방식에 의해 전송받으며, 본 조향휠의 총 회전각도를 기초로 차량의 회전방향을 판단하여 본 조향휠의 회전 후 원상회복시 상기 차량용 다기능 스위치(10)에 마련된 방향지시스위치의 자동 캔슬이 가능하도록 캔슬신호를 출력한다.
이에 의해, 종래의 방식에서 상기 방향지시스위치를 자동 캔슬시 사용되던 유닛이 없이도 상기 방향지시스위치의 자동 캔슬이 가능해지며, 이로 인해, 부품비가 절감될 수 있다.
제 2 MCU(Micro Controller Unit)(43)는 PCB 기판(13)내에 마련되며, 하이 스피드 캔(High Speed Can)(44) 통신방식을 제어하도록 마련된다.
이 경우, 상기 제 2 MCU(Micro Controller Unit)(43)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(15)에 포함되며, 차량내에 마련되어 하이 캔 통신방식으로 신호가 전달되는 장치, 예를 들어, 상기 차량용 조향휠 각도 감지유닛(20)과 ESP (Electronic Stability Program)(60) 등을 제어하도록 마련된다.
즉, 상기 제 2 MCU(Micro Controller Unit)(43)는 상기 차량용 조향휠 각도 감지유닛(20)을 제어하며, 상기 감지부에서 감지된 자성체의 회전에 의한 극성(N극, S극)의 위상변화에 기초하여 상기 조향휠의 총 회전각도를 연산한다. 여기서,상기 제 2 MCU(Micro Controller Unit)(43)는 상기 PCB 기판(13)내에 마련된 상기 제 1 MCU(Micro Controller Unit)(41)에 직접적 상호 통신방식으로 연산결과의 신호를 전송하도록 마련된다.
제 1 실시예
이하에서는, 본 발명에 따른 차량용 다기능 스위치(10)의 작동과정을 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 차량용 다기능 스위치(10)를 상하방향으로 작동하여 상기 방향지시램프를 점등시킨다.
다음, 차량이 본 방향지시램프의 방향으로 회전하기 위해 조향휠을 회전한 후, 본 차량을 원상회복시키기 위해 본 조향휠을 역방향으로 회전한다. 이 경우, 상기 차량의 조향휠의 회전에 따라 조향휠과 결합되어 있는 조향샤프트도 회전하며, 조향샤프트에 결합되어 있는 로터(21)도 연동하여 회전한다.
다음, 상기 제 1 회전기어(23)와 상기 제 2 회전기어(24)는 상기 로터(21)에 결합되어 동일한 회전비로 회전하는 메인기어(22)에 연결되어 연동되며, 본 메인기어(22)의 역방향으로 회전한다.
다음, 상기 제 1 회전기어(23) 및 상기 제 2 회전기어(24)에 각각 결합되어 있는 상기 제 1 자성체(25) 및 상기 제 2 자성체(26)도 본 제 1 회전기어(23) 및 본 제 2 회전기어(24)와 동일한 회전비로 회전하며, 회전에 의한 극성(N극, S극)의 위상변화가 생겨 사인파형의 신호를 출력한다.
이 경우, 상기 제 1 회전기어(23)는 상기 제 2 회전기어(24)와 상이한 직경을 가질 수 있으며, 이 경우, 본 제 1 회전기어(23)에 결합된 상기 제 1 자성체(25)의 회전에 의한 극성(N극, S극)의 위상변화와, 본 제 2 회전기어(24)에 결합된 상기 제 2 자성체(26)의 회전에 의한 극성(N극, S극)의 위상변화의 차이, 즉, 주기의 차이가 발생한다.
다음, 상기 제 1 자성체(25)에서 발생하는 사인파형의 신호와 상기 제 2 자성체(26)에서 발생하는 사인파형의 신호는 서로 상이한 주기를 가지며, 상기 제 1 감지부(27) 및 상기 제 2 감지부(28)에서 상기 사인파형의 신호를 각각 감지한다.
다음, 상기 제어부(15)에서는 상기 감지된 결과를 기초로 상기 조향휠의 회전각도를 연산한다. 이 경우, 상기 제어부(15)는 상기 제 2 MCU(Micro Controller Unit)(43)를 포함하며, 본 제 2 MCU(Micro Controller Unit)(43)에서 상기 조향휠의 총 회전각도를 연산한다.
다음, 제 2 MCU(Micro Controller Unit)(43)는 상기 PCB 기판(13)내에 마련된 상기 제 1 MCU(Micro Controller Unit)(41)에 직접적 상호 통신방식으로 연산결 과의 신호를 전송한다.
이 경우, 상기 제 2 MCU(Micro Controller Unit)(43)는 상기 제 1 MCU(Micro Controller Unit)(41)와 상기 PCB 기판(13)상에 동시에 포함되며, 상호 통신이 가능하다.
즉, 상기 제 2 MCU(Micro Controller Unit)(43)와 상기 제 1 MCU(Micro Controller Unit)(41)가 하나의 PCB 기판(13)상에 마련되어 로우 스피드 캔(Low Speed Can)(42) 통신방식과 하이 스피드 캔(High Speed Can)(44) 통신방식을 인터페이스(Interface) 하기 위한 별도의 장비, 예를 들어, 게이트웨이(Gate Way)를 추가적으로 구성하지 않으면서도 양방향 통신이 가능해진다.
다음, 상기 제 1 MCU(Micro Controller Unit)(41)는 상기 제 2 MCU(Micro Controller Unit)(43)로부터 조향휠의 총 회전각도에 대한 연산결과의 신호를 전술한 상호 통신방식에 의해 전송받으며, 본 조향휠의 총 회전각도를 기초로 차량의 회전방향을 판단하여 본 조향휠의 회전 후 원상회복시 상기 차량용 다기능 스위치(10)에 마련된 방향지시스위치의 자동 캔슬이 가능하도록 캔슬신호를 출력한다.
다음, 상기 제 1 MCU(Micro Controller Unit)(41)에서 출력한 캔슬신호에 의해 상기 차량용 다기능 스위치(10)는 자동 캔슬된다.
제 2 실시예
제 2 실시예는 제 1 실시예와 비교시 전술한 제 1 실시예의 작동과정과 동일하며, 다만, PCB 기판(13)상에 마련된 상기 제 1 MCU(Micro Controller Unit)(41) 와 상기 제 2 MCU(Micro Controller Unit)(43)가 하나의 통합 MCU(Micro Controller Unit)(45)로 구성되는 하나의 통합형 모듈에 의해 직접적 상호 통신방식으로 연산결과의 신호를 전송한다는 점에서 차이가 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 다기능 스위치는, 다중회전을 하는 조향휠의 전체 회전 범위를 절대각으로 인식할 수 있다.
또한, 차량용 각도 감지유닛과 차량용 다기능 스위치를 일체로 마련하여 차량용 조향휠 각도 감지유닛에서 감지한 결과를 기초로 자동캔슬이 가능하다.
또한, 차량용 조향휠 각도 감지유닛을 제어하는 MCU(Micro Controller Unit)와 차량용 다기능 스위치를 제어하는 MCU(Micro Controller Unit)를 하나의 PCB 기판에 마련하여 게이트웨이와 같은 별도의 장비가 없이도 상호 통신이 가능하다.
그리고, 차량용 각도 감지유닛과 차량용 다기능 스위치를 일체로 마련하여 별도의 장치가 없이도 차량용 다기능 스위치의 자동캔슬이 가능하며, 이에 의해, 부품비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 차량용 조향휠 각도 감지유닛을 제어하는 MCU(Micro Controller Unit)와 차량용 다기능 스위치를 제어하는 MCU(Micro Controller Unit)를 하나의 PCB 기판에 마련하여 별도의 장비에 의한 매개없이 직접 통신이 가능하므로 통신시간을 감소시킬 수 있으며, 통신에러에 의한 시스템 불량도 줄일 수 있다.

Claims (13)

  1. 차량에 마련된 각종의 램프를 조작하기 위한 스위치레버와;
    상기 스위치레버에 연결되며 각종 단자와 핀이 마련된 PCB 기판을 포함하는 제어부와;
    상기 스위치레버와 PCB 기판을 수용하는 하우징;을 포함하는 차량용 다기능 스위치로서,
    차륜에 조작력을 전달하는 조향샤프트에 연동하여 회전하는 로터와;
    상기 로터에 고정되어 일체로 회전하는 메인기어와;
    상기 메인기어에 연동되어 회전하는 제 1 회전기어 및 제 2 회전기어와;
    상기 제 1 회전기어 및 제 2 회전기어에 각각 고정되어 본 제 1 회전기어 및 제 2 회전기어와 동일한 회전비로 회전하는 제 1 자성체 및 제 2 자성체와;
    상기 제 1 자성체 및 제 2 자성체의 회전에 의한 극성(N극, S극)의 위상변화를 각각 감지하는 제 1 감지부 및 제 2 감지부;를 포함하는 차량용 조향휠 각도 감지유닛을 상기 하우징 내에 내장하도록 구성되며,
    상기 메인기어와, 상기 제 1 회전기어와, 상기 제 2 회전기어를 안착시키기 위한 기어안착부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 다기능 스위치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 상부하우징과 하부하우징으로 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 다기능 스위치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 1 감지부와 상기 제 2 감지부에서 감지된 제 1 자성체 및 제 2 자성체의 회전에 의한 극성(N극, S극)의 위상변화에 기초하여 상기 조향휠의 총 회전각도를 연산하는 것을 특징으로 하는 차량용 다기능 스위치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 감지부 및 제 2 감지부는 AMR(Anisotropic Magnetic Resistor)센서로 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 다기능 스위치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 감지부 및 제 2 감지부는 GMR(Giant Magnetic Resistor)센서로 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 다기능 스위치.
  7. 제 1 항 또는 제 3 항 또는 제 4 항 또는 제 5 항 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 감지부 및 제 2 감지부는 상기 제 1 자성체 및 제 2 자성체로부터 0 밀리미터(mm)를 초과하여 20 밀리미터(mm) 이하로 이격되게 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 다기능 스위치.
  8. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 회전기어 및 제 2 회전기어는 상호 상이한 반경을 가지며, 상기 메인기어와 연동되어 회전시 서로 주기가 다른 사인파형의 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 차량용 다기능 스위치.
  9. 제 1 항 또는 제 3 항 또는 제 4 항 또는 제 5 항 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 회전기어 또는 상기 제 2 회전기어는 상기 제 1 자성체 또는 상기 제 2 자성체와 각각 일체로 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 다기능 스위치.
  10. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 연산된 상기 조향휠의 총 회전각도를 기초로 차량의 회전방향을 판단하여 본 조향휠의 회전 후 원상회복시 상기 차량용 다기능 스위치에 마련된 방향지시스위치의 자동 캔슬이 가능하도록 캔슬신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 차량용 다기능 스위치.
  11. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 PCB 기판은, 상기 차량용 다기능 스위치의 작동시 발생하는 신호를 로우 스피드 캔(Low Speed Can)(42) 통신방식에 의해 제어하는 제 1 MCU(Micro Controller Unit)와, 상기 차량용 조향휠 각도 감지유닛에 발생하는 신호를 하이 스피드 캔(High Speed Can)통신방식에 의해 제어하는 제 2 MCU(Micro Controller Unit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 다기능 스위치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 MCU(Micro Controller Unit)와 상기 제 2 MCU(Micro Controller Unit)가 상기 PCB 기판에서 상호 통신이 가능하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 다기능 스위치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 MCU(Micro Controller Unit)와 상기 제 2 MCU(Micro Controller Unit)는 하나의 통합 MCU(Micro Controller Unit)로 상기 PCB 기판에 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 다기능 스위치.
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