KR101193820B1

KR101193820B1 - 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 제어 장치

Info

Publication number: KR101193820B1
Application number: KR1020110117057A
Authority: KR
Inventors: 이창훈; 황호훈; 김성민; 최우철
Original assignee: 주식회사 유니크
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2011-11-10
Publication date: 2012-10-26

Abstract

본 발명은 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 장치에 대한 것으로, 특히, 조향 장치의 가열과 위험을 알리는 진동을 단일의 전자 제어부로 수행할 수 있는 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 장치에 관한 것이다. 본 발명은 가열과 진동을 단일의 제어부를 통해 제어함으로 인해 제작 비용과 시간을 절감시키고, 장치의 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 제어 장치{HEATING AND VIBRATION CONTROL DEVICE FOR STEERING WHEEL OF VEHICLE}

본 발명은 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 제어 장치에 대한 것으로서, 특히 차량의 스티어링 휠의 발열과 진동을 제어하는 회로 소자들을 원칩화하여 경박 단소화가 가능한 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 제어 장치에 관한 것이다.

최근에는 차량에는 다양한 전자제어장치(Electronic Control Unit; ECU)가 차량에 장착되어 스마트한 기능의 구현이 가능하게 되었다.

이러한 전자제어장치는 차량의 각종 센서에서 넘겨주는 센싱 값(데이터)에 따라 운전자에게 차량의 상태를 인지시켜주거나, 차량 자체를 직접 제어하는 기능을 수행한다. 또한, 기존의 차량에는 각각의 기능에 따라 다수개의 전자 제어 장치가 장착되어 있다.

특히, 이러한 전자 제어 장치의 기능 중에 차량의 조향장치를 가열하는 장치가 있다. 조향장치는 동절기시 낮은 외부 온도에 의해 차량 내부 온도가 낮아지는 경우 운전자가 쉽게 조향장치를 제어할 수 없거나 불편함을 느끼게 된다. 따라서, 기존에는 조향장치에 열선을 구비하여 동절기 시 조향장치를 가열하였다. 그리고, 이러한 열선 제어를 위해 전자 제어 장치가 필요하였다.

또한, 외부 감지 센서의 센싱 결과로부터 차량의 위험을 감지하고, 이 위험을 조향장치를 통해 사용자에게 알려주는 기능을 수행하는 전자 제어 장치 또한, 차량에 설치되었다.

이와 같이 다수의 차량 제어를 위한 전자 제어 장치가 각기 분리되어 설치되고, 이들이 각기 서로 다른 기능을 수행함으로 인해 제작비용의 증가하는 문제가 발생한다. 또한, 다수의 전자 제어 장치를 차량 내에 장착함으로 인해 공간 소모가 크고 인접한 장치들 간의 간섭이 발생하는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 센서를 통해 감지된 위험을 조향장치의 진동을 통해 사용자에게 인지시키고, 조향 장치를 가열하여 안전감과 편안함을 줄 수 있는 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 제어 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 조향장치의 가열과 진동을 위한 다수의 회로 소자 부품을 원칩화하여, 이의 실장면적을 줄일 수 있고, 실장 방식의 단순화를 통해 공정 개선 및 부품간의 편차를 줄여 제품 기능 향상, 품질 향상 및 원가를 절감시킬 수 있는 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 제어 장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 조향 장치를 가열하는 가열 부재와, 조향 장치를 진동시키는 진동 부재와, 차량 주행 중의 위험을 인지하는 감지 수단과, 상기 가열 부재를 제어하고, 감지 수단의 감지 결과에 따라 진동 부재를 제어하는 다수의 회로 소자들이 원칩화된 전자 제어 IC를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 제어 장치를 제공한다.

상기 가열 부재 제어를 위한 제어 스위치와, 상기 가열 부재 및 진동 부재의 동작을 제어하는 전자 제어부와, 제어 스위치 신호를 제공하는 스위치 입력 회로부와, 전원을 제공하는 전원 회로부와, 캔 버스를 통한 신호를 제공하는 캔 전송 회로부를 더 구비하고, 상기 전자 제어부와, 스위치 입력 회로부와, 전원 회로부 및 캔 전송 회로부가 단일 칩 형태로 일체화된 것을 특징으로 한다. 상기 진동 부재는 상기 조향 장치의 좌우에 각기 장착된 진동 모터와, 진동 모터의 회전에 따라 회전하여 조향 장치에 진동을 발생시키는 반축형 구조의 진동추를 포함한다. 상기 진동 모터는 상기 전자 제어 IC의 제어 신호에 따라 진동 패턴, 진동 가속도 또는 진동 주기 중 어느 하나를 변동하여 구동한다. 상기 진동 모터의 진동 주기는 50 내지 150Hz이고, 진동 가속도는 5 내지 15m/s²이고, 상기 진동추는 일측부가 테이퍼 형상을 갖는다. 상기 전자 제어 IC는 감지 수단의 감지결과에 따라 좌측 차선을 이탈한 경우, 조향 장치의 좌측에 위치한 진동부재가 진동하고, 우측 차선을 이탈한 경우, 조향 장치의 우측에 위치한 진동 부재가 진동한다. 상기 전자 제어부 제어 스위치 및 감지 수단등을 통해 신호를 제공 받는 입력 모듈부와, 입력된 신호에 따라 가열 부재 및 진동 부재의 동작 제어를 위한 처리 및 판단을 실시하는 처리 및 판단 모듈부와, 처리 및 판단 모듈부에 의해 처리 및 판단된 결과를 송출하는 출력 모듈부를 구비한다. 상기 입력 모듈부는 외부 전원을 제공 받는 전원 입력 모듈과, 제어 스위치의 동작 신호를 입력 받는 스위치 신호 입력 모듈과, 온도 측정 센서에 의해 피드백된 조향 장치의 온도를 입력 받는 온도 검출 모듈과, 캔 버스를 통해 감지 수단의 감지 신호를 입력 받는 감지 신호 입력 모듈과, 기타 차량의 상태를 입력 받는 상태 입력 모듈을 구비한다. 상기 처리 및 판단 모듈부는 가열 부재의 작동 상태를 설정하는 상태 설정 모듈과, 가열 부재의 작동 시간을 제어하는 타이머 모듈과, 가열 부재에 인가되는 전압을 감지하는 전압 감지 제어 모듈과, 스위치 신호 입력 모듈의 스위치 신호, 온도 검출 모듈의 온도, 상태 설정 모듈과 타이머 모듈의 결과를 통해 가열부재의 동작을 제어하는 가열 제어 모듈과, 감지 수단의 동작을 제어하는 감지 동작 모듈과, 감지 결과를 통해 차량의 위험성 여부를 판단하는 위험 판단 모듈과, 상기 위험 판단 모듈의 결과에 따라 진동 부재를 제어하는 진동 제어 모듈과, 위험 판단 모듈의 결과에 의한 진동 모드를 저장하는 진동 모드 저장 모듈과, 가열 제어 모듈과 진동 제어 모듈의 동작을 제어하는 가열 진동 판단 모듈을 포함한다.

상기 가열 진동 판단 모듈은 차량의 속도가 설정된 기준 속도 이하에서는 가열 제어 모듈에 우선권을 부여하고, 기준 속도를 초과하는 경우에는 진동 제어 모듈에 우선권을 부여하되, 상기 기준 속도는 30 내지 50Km/h인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 조향 장치의 온열과 진동을 제어하는 전자 제어부와 회로 소자를 원칩화하여 회로 기판의 실장 공정을 단순화할 수 있고, 제품 제작 공정을 단순화할 수 있고, 제작 단가를 줄일 수 있다. 또한, 단일화된 전자 제어부를 통해 조향 장치의 난방과 진동을 제어할 수 있고, 비용, 크기 및 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 제어 장치의 개념도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 일체화된 전자 제어 IC를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전자 제어IC의 블록도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 처리 및 판단부의 블록도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동추를 설명하기 위한 도면.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차선 이탈 경고에 따른 모터 진동 모드를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 제어 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 9는 본 발명의 다른 방법에 따른 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 제어 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 발명에 따른 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 장치는 차량의 조향 장치를 가열하는 가열 부재와, 차량의 이동 중 위험을 인지한 감지 결과에 따라 진동 부재를 동시에 제어하는 전자 제어부를 포함한다.

특히, 본 발명은 차량의 이동 중 위험을 인지하도록 차량의 주행 정보를 측정하는 감지 수단을 더 포함하며, 감지 수단으로는 차선이탈감지시스템(LDWS, Lane Departure Warning System), 운전자상태경보시스템(DSM, Driver Status Monitoring), 후측방 경보 시스템(BSD, Blind Spot Detection), 차간거리유지시스템(ACC. Adaptive Cruise Control), 능동충돌방지 시스템(PCS, Pre Crash Safety), 차선유지시스템(LKAS, Lane Keeping Assist System) 중 어느 하나이거나 혹은 이들을 포함하는 구성일 수 있다.

전자 제어부는 앞서 설명한 센서들에 의해 측정된 각각의 정보 또는 조합에 의한 차량의 주행 정보에 따라 위험 상황을 판단할 수 있으며, 위험 상태로 판단되면 진동모터의 진동 패턴(진동 방식)을 다르게 설정함으로써, 운전자에게 경보 인지 능력을 향상시킬 수 있다.

예컨대, 센서들에 의해 측방 차량의 거리 정보, 좌우 차선의 거리 정보, 전후방 장애물과의 거리 정보 등이 측정될 수 있으며, 프리 세이프 제어블럭은 이에 대응하는 위험 발생 조건을 설정하여 진동 발생 신호를 제공할 수 있다.

진동은 센서로부터 위험 발생 조건에 따라 다르게 설정될 수 있으며, 보다 구체적으로는 위험 발생 조건에 따라 진동 패턴, 진동 가속도 또는 진동주기를 다르게 설정하여 진동 발생 조건을 다르게 설정할 수 있다.

이하에서는 제1 실시예로서 LDWS 센서를 사용하여 진동 경보를 다르게 설정하는 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 제어 장치를 도 1 내지 도 9을 참조하여 더욱 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 제어 장치의 개념도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 일체화된 전자 제어 IC를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 본 발명에 따른 전자 제어IC의 블록도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 처리 및 판단부의 블록도이다. 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진동추를 설명하기 위한 도면이다. 도 6 및 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차선 이탈 경고에 따른 모터 진동 모드를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 제어 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 조향 장치에 구비된 가열 부재(100) 및 진동 부재(200)과, 운전자(사용자)가 가열 부재(100)를 제어하는 제어 스위치(300)와, 차량 이동 중의 위험을 인지하는 감지 수단(400)과, 제어 스위치(300)에 따라 가열 부재(100)를 제어하고, 감지 결과에 따라 진동 부재(200)를 제어하기 위한 전자 제어 IC(1001)를 포함한다.

물론 이에 한정되지 않고, 상기 조향 장치의 온도를 측정하는 온도 측정 센서(500)와, 제어 스위치 신호를 전자 제어부(1000)에 제공하는 스위치 입력 회로부(20)와, 전자 제어부(1000)에 전원을 제공하는 전원 회로부(10)와, 캔 버스를 통한 신호를 전자 제어부에 제공하는 캔 전송 회로부(30)를 더 구비할 수 있다.

상기 전자 제어 IC(1001) 내에는 전자 제어부와, 상기 스위치 입력 회로부(20)와 전원 회로부(10) 및 캔 전송 회로부(30)가 단일 칩 형태로 일체화된다.

도 2(a)는 기존의 가열과 진동을 실시하는 전자 제어부들의 사진이다. 즉, 도 2(a)의 상측에는 진동을 위한 전자 제어부의 회로가 실장된 PCB 기판의 사진이고, 하측에는 가열을 위한 전자 제어부의 회로가 실장된 PCB 기판이 사진이다. 그리고, 도 2(b)는 진동과 가열을 위한 기능이 통합되고, 이들 기능이 원칩화 전자 제어 IC(1001)의 사진이다. 도면에서와 같이 본 발명은 가열과 진동을 단일의 IC 형태로 집적화함으로 인해 기존의 두개의 제어부를 사용하는 것에 비해 그 공간을 획기적으로 절약할 수 있다. 또한, 기존의 PCB 기판의 실장으로 인해 발생하는 단선 문제를 해결할 수 있으며, 단일 칩화로 인한 대량생산이 가능하고, 하나 하나의 부품을 일일이 실장하여야 하는 문제를 해소할 수 있어 제작 공정의 단순화는 물론 제작 비용을 절감할 수 있다.

가열 부재(100)는 차량 내부 전원을 제공 받아 조향 장치를 가열한다. 이러한 가열 부재(100)로 열선을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 조향 장치 부분에 열선을 배치하고, 이 열선에 전원을 제공하여 조향 장치를 가열한다.

상술한 가열 부재(100)는 사용자에 의해 제어되는 제어 스위치(300)에 따라 조절된다. 제어 스위치(300)는 운전자의 조작에 따라 열선의 작동을 온(ON)/오프(OFF) 시키는 기능을 수행한다. 또한, 온도 설정 및 타이머 설정 기능도 함께 수행할 수 있다. 또한, 운전자의 조작 편의를 위해 상기 제어 스위치(300)가 조향 장치내에 장착되어 있는 것이 가능하다. 바람직하게는 조향 장치에 인접한 컨트롤 판넬 내에 설치되는 것이 효과적이다.

본 발명에서는 상기 조향 장치 내에 진동 부재(200)이 구비된다. 진동 부재(200)는 조향 장치를 진동시켜 운전자에게 촉각적인 경고 신호를 제공한다. 이러한 진동 부재(200)로 모터를 사용하는 것이 바람직하다. 물론 필요에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 별도의 진동추를 더 추가할 수 있다. 본 발명의 모터는 언발란스의 추를 장착하여 진동을 일으키는 구조를 갖는다. 그리고, 경고의 수위에 따라 진동 패턴을 달리하여 전달한다. 이와 같은 진동 추는 반축형(편축, OFF-CENTER) 구조로 이루어지며 중앙부에 핀홀이 마련된다. 이 핀홀 내부에 핀축이 결합되어 모터와 축 결합된다. 또한, 진동추는 일측부가 테이버 형상을 갖도록 설계되어 있다. 이로 인해 마찰 저항을 줄이면서 공진을 저감시킬 수 있는 특징이 있게 된다.

그리고, 진동감의 구분을 위해 좌우 두개의 모터를 장착할 수도 있다. 즉, 차선이 차량 주행 방향을 기준으로 좌측 차선인지 우측 차선인지를 먼저 분석한 다음, 좌측 차선을 이탈한 경우 조향 장치의 좌측에 장착된 진동부재(200)가 진동하고, 우측 차선을 이탈한 경우 조향장치의 우측에 장착된 진동 부재(200)가 진동할 수 있다. 이때, 진동 부재의 진동 패턴, 진동 주기 또는 진동 가속도는 좌우 서로 다르게 설정할 수 있다. 물론 이와 같은 진동 부재(200)의 제어를 위한 신호는 감지 신호를 제공 받은 전자 제어IC(1001)에서 발생된다.

즉, 진동 모터는 제어신호에 따라 진동 패턴, 진동 가속도 또는 진동 주기 중 어느 하나를 변동하여 구동한다. 이때, 상기 진동 모터의 진동 주기는 50 내지 150Hz이고, 진동 가속도는 5 내지 15m/s²인 것이 효과적이다.

상술한 진동 부재(200)는 감지 수단(400)에 의해 제공된 감지신호에 의해 동작한다. 물론 상기 감지 신호를 통해 위험 여부의 판단은 전자 제어 IC(1001)에서 실시한다.

본 발명에서는 제어 스위치(300)에 따라 가열 부재(100)를 동작시키고, 감지 수단(400)에 따라 진동 부재(200)를 동작시키는 전자 제어 IC(1001)를 구비한다.

앞서 언급한 바와 같이 전자 제어 IC(1001)는 조향 장치 내의 가열 부재와 진동 부재의 동작을 제어하기 위한 것으로, 하나의 칩 내에 여러 가지 기능을 수행하는 회로를 내장한다. 즉, CPU, 메모리, 입출력 제어 인터페이스, 아날로그/디지털 컨버터, 타이머 등을 포함할 수 있다.

이러한 전자 제어 IC(1001)는 복합 기능을 수행하기 때문에 복합 기능을 갖는 전자 제어부를 구비하고, 앞서 언급한 다양한 회로 소자들이 원칩화되어 있다.

전자 제어 IC(1001)내에 칩형화된 전자 제어부(1000)는 도 3에 도시된 바와 같이 제어 스위치(300) 및 감지 수단(400)등을 통해 신호를 제공 받는 입력 모듈부(1100)와, 입력된 신호에 따라 가열 부재(100) 및 진동 부재(200)의 동작 제어를 위한 처리 및 판단을 실시하는 처리 및 판단 모듈부(1200)와, 처리 및 판단 모듈부(1200)에 의해 처리 및 판단된 결과를 송출하는 출력 모듈부(1300)를 구비한다.

입력 모듈부(1100)는 외부 전원을 제공 받는 전원 입력 모듈(1110)과, 제어 스위치(300)의 동작 신호를 입력 받는 스위치 신호 입력 모듈(1120)과, 온도 측정 센서(500)에 의해 피드백된 조향 장치의 온도를 입력 받는 온도 검출 모듈(1130)과, 캔 버스(CAN BUS)를 통해 감지 수단(400)의 감지 신호를 입력 받는 감지 신호 입력 모듈(1140)과, 기타 차량의 상태를 입력 받는 상태 입력 모듈(1150)을 구비한다.

전원 입력 모듈(1110)은 차량의 배터리로부터 전원을 인가 받고, 이를 전자 제어부에서 사용되는 다양한 전압값으로 변경한다.

스위치 신호 입력 모듈(1120)은 제어 스위치(300)의 온/오프(ON/OFF)에 따른 입력 신호를 제공 받는다. 이러한 신호에 따라 운전자에 의해 제어 스위치가 작동하는지 여부를 검출할 수 있다. 즉, 제어 스위치(300)가 운전자에 의해 온(ON) 되었는지 오프(OFF) 되었는지를 제어 스위치로부터 인가되는 신호를 이용하여 판단한다. 이와 같이 입력된 스위치 신호의 결과는 처리 및 판단 모듈부(1200)에 제공된다.

온도 검출 모듈(1130)은 조향 장치에 설치되어 열선에 의해 가열된 조향 장치의 현재 온도 상태 정보를 제공 받는다. 즉, 온도 검출 모듈(1130)은 온도 측정 센서(500)로부터 제공된 온도 측정 신호를 제공 받고, 이를 처리 및 판단 모듈부(1200)에 제공한다. 이와 같이 온도 검출 모듈(1130)은 조향 장치의 표면 온도에 따라 가열 부재(100)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 조향장치의 표면 온도가 섭씨 40도에 도달하면 온도 검출 모듈(1130)은 열선의 작동을 중지시키도록 한다. 또한, 조향장치의 표면 온도가 섭씨 35도 미만이 되면 온도 검출 모듈(1130)은 열선을 작동시키도록 한다. 물론, 이러한 조향장치의 표면 온도는 예시일 뿐이며, 조향장치 표면온도의 상한과 하한은 경우에 따라 변경될 수 있다. 물론, 이러한 조향장치 표면온도의 상한과 하한을 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 제어 장치의 제작 시 미리 설정할 수도 있다. 이 경우, 온도 설정을 위한 별도의 온도 설정 모듈을 생략할 수 있다.

앞서 언급하지 않았지만, 본 발명의 전자 제어부(1000)는 사용자로부터 가열 부재(100)의 온도를 수동으로 설정하기 위한 온도 설정 모듈을 더 구비할 수 있다. 온도 설정 모듈은 사용자가 설정한 조향장치 표면온도의 상한과 하한을 입력받아 저장하고, 저장된 설정 온도에 따라 열선을 제어한다. 또한, 본 발명은 전술된 바와 같이 온도 설정을 위해 제어 스위치(300)를 이용할 수 있으나, 사용자가 조향장치 표면온도의 상한과 하한을 입력하기 위해 별도의 온도 설정 버튼을 구비할 수도 있다. 물론, 열선의 작동 시간과 열선의 작동 온도가 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동장치의 생산 시 미리 입력될 수도 있다.

감지 신호 입력 모듈(1140)은 캔 버스 통신에 의해 제공된 감지 신호를 입력 받아, 전자 제어부(1000)내에서 사용되도록 변환한다. 물론 앞서 언급한 바와 같이 본 발명에서는 캔 전송 회로부를 구비할 경우, 상기 감지 신호 입력 모듈(1140)은 캔 전송 회로부를 통해 제공된 신호를 입력 받는다.

상태 입력 모듈(1150)은 외부의 다양한 센서 및 기기로부터 차량의 현재 상태를 입력 받는다. 예를 들어 차량의 현재 속도 등을 계기판 또는 속도 측정 장치로부터 제공 받을 수 있다.

처리 및 판단 모듈부(1200)는 도 4에 도시된 바와 같이 열선의 작동 상태를 설정하는 상태 설정 모듈(1210)과, 가열 부재의 작동 시간을 제어하는 타이머 모듈(1220)과, 가열 부재에 인가되는 전압을 감지하는 전압 감지 제어 모듈(1230)과, 스위치 신호 입력 모듈(1120)의 스위치 신호, 온도 검출 모듈(1130)의 온도, 상태 설정 모듈(1210)과 타이머 모듈(1220)의 결과를 통해 가열부재(100)의 동작을 제어하는 가열 제어 모듈(1240)과, 감지 수단(400)의 동작을 제어하는 감지 동작 모듈(1250)과, 감지 결과를 통해 차량의 위험성 여부를 판단하는 위험 판단 모듈(1260)과, 상기 위험 판단 모듈(1260)의 결과에 따라 진동 부재를 제어하는 진동 제어 모듈(1270)과, 위험 판단 모듈(1260)의 결과에 의한 진동 모드를 저장하는 진동 모드 저장 모듈(1280)과, 가열 제어 모듈(1240)과 진동 제어 모듈(1270)의 동작을 제어하는 가열 진동 판단 모듈(1290)을 포함한다.

출력 모듈부(1300)는 가열 부재(100)와 진동 부재(200) 구동을 위한 구동 신호를 출력하는 구동 신호 출력 모듈(1310)과, 감지 수단(400) 동작을 위한 신호를 출력하는 감지 동작 신호 출력 모듈(1320)을 구비한다.

도 4에서와 같이 처리 및 판단 모듈부(1200)의 상태 설정 모듈(1210)은 열선의 작동 상태를 사전에 설정하는 모듈로, 사용자의 설정 상태 또는 디폴드로 제공되는 상태가 저장된다. 즉, 열선의 작동 시간을 설정하거나, 열선의 작동 온도를 설정한다.

타이머 모듈(1220)은 사용자가 설정한 열선(가열 부재)의 작동 시간을 입력 받아 이를 저장한다. 즉, 타이머 모듈(1220)은 저장된 타이머 설정 시간에 따라 가열 제어 모듈(1240)을 통해 열선을 제어한다. 또한, 사용자가 타이머를 설정하기 위해 전술된 제어 스위치(300)를 이용할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 타이머 설정을 위한 별도의 타이머 설정 버튼을 구비할 수도 있다.

전압 감지 제어 모듈(1230)은 조향장치의 가열 부재(100)에 입력되는 전압을 감지하여 과전압이 공급될 경우 전원을 차단한다. 이러한 전압 감지/제어 모듈(1230)은 예를 들어, 9볼트 내지 16볼트 이외의 전압이 열선에 공급될 시 자동으로 전원을 차단하는 안전장치의 기능을 수행한다. 물론 전압 감지 제어 모듈(1230)은 모터에 인가되는 전압 또한 감지하여 이의 동작을 제어할 수 있다.

가열 제어 모듈(1240)은 스위치 신호, 검출된 온도 신호 및 설정 온도 및 설정 시간에 따라 가열 부재(100)를 가열한다. 즉, 입력된 스위치 신호에 따라 스위치의 동작 유무를 검출한다. 즉, 스위치가 온 되었을 경우, 이에 해당하는 스위치 신호에 따라 가열 부재(100)에 전원을 공급하여 조향 장치를 가열한다. 이후, 검출된 온도 신호에 따라 조향 장치의 가열 온도가 설정 온도 보다 높을 경우에는 전원 공급을 중단하고, 설정 온도 보다 낮을 경우에는 전원 공급을 재계한다. 또한, 가열 제어 모듈(1260)은 설정 시간 동안만 가열 부재(100)가 가열 되도록 한다. 이뿐 아니라 본 실시예의 가열 제어 모듈(1240)은 설정 재 수행 기능을 구비한다. 즉, 외부 환경에 의해 공급되는 전원이 차단된 경우, 가열 제어 모듈(1240)은 전원 차단 전까지의 가동 시간을 저장하고 있다가 전원이 재 공급되면 설정 시간과 가동 시간과의 차이만큼의 시간동안 가열 부재(100)에 전원을 공급하여 조향 장치를 가열한다.

예를 들어, 본 발명에서는 전압 감지 제어 모듈(1230)에 의해 제어되는 정전원 공급장치와 과전압 및 과전류 차단 장치를 구비할 수 있다. 이를 통해, 과전압과 과전류가 흐를 경우 자동으로 전원을 차단하는 기능을 수행할 수 있다.

감지 동작 모듈(1250)은 차량으로부터 제공된 상태 입력 신호에 따라 감지 수단(400)을 온/오프 시킨다. 예를 들어 상기 감지 수단(400)으로 차선 이탈 경보 시스템을 사용하는 경우, 상태 입력 신호로 차량의 속도가 50Km/h 이상일 경우 감지 동작 모듈(1250)은 감지 수단(400)을 온시키는 신호를 송출한다. 이를 통해 감지 수단(400)이 턴온되고, 감지 신호가 생성된다. 이와 같이 생성된 감지 신호는 앞서 언급한 캔 버스를 통해 감지 신호 입력 모듈(1140)로 제공된다.

위험 판단 모듈(1260)은 제공된 감지 신호에 따라 차량의 위험성 여부를 판단한다. 즉, 감지 수단의 감지 결과 차량이 차선과 인접하거나, 차선을 넘어선 경우, 이를 위험으로 인지한다. 이때, 감지 수단(400)의 감지 결과는 일반 차선의 이탈을 알리는 것과 중앙 차선의 이탈을 알리는 것이 서로 상이한 것이 바람직하다. 즉, 위험 판단 모듈(1260)은 감지 신호의 신호 종류에 따라 차량의 위험 여부를 판단한다. 물론 이에 한정되지 않고, 위험 판단 모듈(1260)은 감지 신호를 자체 분석하여 차량의 위험을 판단할 수 있다. 예를 들어 감지 신호로 영상 신호와 같이 가변되지 않은 신호가 인가될 경우, 위험 판단 모듈(1260)은 영상 신호의 판독을 통해 차량의 위험을 판단한다. 이는 차선과의 인접도를 이용하여 판단하는 것이 바람직하다. 물론 앞서와 같이 감지 수단(400)이 차선과의 인접 정도에 따라 각기 다른 감기 신호를 제공하고, 이를 이용하여 위험을 판단할 수도 있다.

이때, 위험의 판단은 차량의 바퀴가 차선에 1 내지 15cm 정도 인접한 경우에 이를 위험으로 판단하는 것이 바람직하다. 이를 차량의 종류에 따라 가변될 수 있다.

진동 모드 저장 모듈(1280)은 위험의 종류에 따라 다양한 형태의 진동 모드를 저장한다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 차량이 일반 차선에 인접한 위험을 알릴 경우에는 0.5초 동안 진동하고, 0.5초 동안 진동을 멈추는 진동 모드가 저장된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 차량이 중앙 차선에 인접한 위험을 알리기 위해서는 3초간 진동하고 1초간 멈추는 진동모드를 사용할 수 있다. 또한, 차량의 속도와 외부 환경에 의해 이러한 진동 모드는 매우 다양할 수 있다.

진동 제어 모듈(1270)은 위험 판단 모듈(1260)의 판단 결과 위험에 해당하고, 이에 해당하는 진동 모드가 결정된 경우 조향 장치 내의 진동 부재(200)에 진동 모드에 해당하는 패턴으로 전원을 인가한다. 이를 통해 사용자의 촉감을 통해 위험을 제공한다.

본 발명에서는 가열 진동 판단 모듈(1290)을 구비한다. 가열 진동 판단 모듈(1290)은 가열 제어 모듈(1240)과 진동 제어 모듈(1270)이 경합할 경우 이들의 우선순위를 상태 입력 신호에 따라 판단한다. 즉, 가열 진동 판단 모듈(1290)은 차량의 속도가 설정된 기준 속도 이하에서는 가열 제어 모듈(1240)에 우선권을 부여하고, 기준 속도를 초과하는 경우에는 진동 제어 모듈(1270)에 우선권을 부여한다. 상기 기준 속도는 30 내지 50Km/h인 것이 바람직하다. 이러한 기준 속도는 차량의 종류와 안전 정도에 따라 다양하게 가변될 수 있지만, 상기 범위로 하는 것이 모든 차량의 안전에 적용될 수 있다. 즉, 상기 속도보다 낮을 경우에는 차량의 차선 변경이 운전자에 의해 충분히 인지될 수 있고, 상기 속도보다 높을 경우에는 차선의 속도가 빨라 차선 변경이 운전자에 의해 원활히 수행되지 못할 문제가 있다. 즉, 상기 범위에서 진동 제어 모듈(1270)이 동작하도록 함으로 인해 운전자의 인지 능력과 차량의 안정 기준에 적합하다.

상술한 처리 및 판단 모듈부(1200)에 의한 가열 부재 구동 신호 및 진동 부재 구동 신호는 구동 신호 출력 모듈(1310)에 의해 조향 장치의 가열 부재(100)와 진동 부재(200)에 제공된다. 또한, 감지 동작 모듈(1250)의 감지 수단 동작 신호는 감지 동작 신호 출력 모듈(1320)에 의해 감지 수단(400)에 제공된다.

이를 통해 본 발명은 조향 장치의 가열과 진동을 단일의 전자 제어부(1000)를 통해 제어할 수 있다.

이와 같이 가열과 진동의 복합 기능을 갖는 전자 제어부를 단일칩 형태로 제작하고, 가열과 진동을 위한 기타 다른 회로 구성(전원 관련 회로, 캔 인터페이스 관련 회로, 모터 제어 관련 회로 및 열선 제어 관련 회로)도 함께 단일 칩 형태로 제작함으로 인해 제품의 기능 향상은 물론, 품질 안정화를 할 수 있고, 제조 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 소형화 경량화가 가능하여 다수의 부품이 실장되는 차량 내부 설계에 많은 이점을 줄 수 있다.

물론 상술한 설명에서는 감지수단(400)의 감지 결과에 따라 진동 부재(200)를 제어하여 운전자에게 촉각적인 위험 신호를 인지시킨다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 본 발명의 전자 제어부(1000)는 감지 수단(400)의 결과에 따라 램프를 점등시키거나, 알람을 울리는 동작을 수행할 수 있다. 즉, 램프 부재와 알람 부재를 더 구비할 수 있다.

이를 위해 처리 및 판단 모듈부(1200)는 램프 제어 모듈과, 알람 제어 모듈을 구비하고, 램프 제어와 알람 제어를 위한 신호를 출력하는 출력 모듈을 더 구비할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 위험 판단 모듈에 의한 위험 판단 결과에 따라 1차로 램프 제어 모듈이 구동하고, 다음으로 2차로 알람 제어 모듈이 구동하고, 마지막으로 진동 제어 모듈이 구동하는 것이 바람직하다.

예를 들어 위험 판단 모듈 또는 감지 신호에 의해 차량이 일반 차선 또는 중앙 차선에 10cm 이내로 접근하는 것으로 판단한 경우, 램프 제어 모듈이 구동하여 램프를 점멸시킨다. 이를 통해 운전자에게 시각적인 통지를 수행한다. 이어서, 차량이 차선에 3 내지 10cm 이내로 접근하는 것으로 판단한 경우, 알람 제어 모듈이 구동하여 알람을 울린다. 마지막으로 차량이 3cm 이내 또는 차선을 넘어선 경우에는 진동 제어 모듈이 구동하여 조향 장치의 진동 부재를 진동시킨다. 상술한 바와 같이 차량의 상태에 따라 시각, 청각 및 촉각을 통해 운전자에게 차량의 위험을 알릴 수 있다.

상술한 바와 같은 기능 또한 전자 제어 IC(1001) 내에 실장됨으로 인해 기술 차별화는 물론 기술 자체를 보호할 수도 있다.

하기에서는 도면을 참조하여 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 제어 장치의 구동 방법을 설명한다. 후술할 내용 중 전술된 본 발명에 따른 차량용 스티어링 휠의 난방장치의 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명에 따른 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 제어 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

본 발명에 따른 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 제어 장치의 구동 방법은 도 8에 도시된 바와 같이 먼저, 제어 스위치가 온 되었는지 판단한다(S110). 이때, 캔 통신을 통해 신호가 인가되었는지 확인하고(S210), 감지 수단(즉, LDWS)이 온 되었는지 판단한다(S220).

상기의 판단들에 의해 먼저 제어 스위치가 온 된 경우에는 전류 값을 체크하고(S120), 해당 전류 값이 과전류인지 판단한다(S130). 여기서, 제어 스위치가 오프된 경우에는 조향장치의 가열을 중지하고, 스위치 LED 램프를 오프 시킨다(S111). 과전류 판단을 통해 과전류인 경우에는 에러를 표시하고(S131), 다시 과전류를 판단한다. 하지만, 과전류가 아닌 경우에는 전압을 체크하고(S140), 과전압인지 판단한다(S150). 앞서와 같이 과전압인 경우에는 에러를 표시하고, 전류값부터 다시 판단한다(S141). 하지만, 과전압이 아닌 경우 가열을 실시한다(S160). 이어서, 가열 온도를 피드백 받아 이를 체크하고, 가열 온도가 목표 온도(설정 온도)에 도달하였는지 판단한다(S170). 목표 온도에 도달한 경우에는 가열을 중단하는 대신 스위치 LED는 온상태를 유지시킨다(S180). 하지만, 목표 온도에 도달하지 못한 경우에는 가열을 지속적으로 유지한다(S190).

그리고, 앞서 언급한 감지 수단의 턴온 판단에서 턴온되지 않은 경우에는 계속하여 캔 통신 여부를 확인한다(S210). 하지만, 턴온된 경우에는 감지 수단의 신호가 진동 조건에 만족하는지 여부를 판단한다(S230).

만족하지 않는 경우에는 캔 통신 여부를 확인하지만, 만족한 경우에는 진동 출력을 통해 조향 장치를 진동시킨다(S240).

상술한 바와 같은 로직을 통해 본 발명은 조향 장치의 가열과 진동을 모두 수행할 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 내용에 한정되지 않고 다양한 동작 방법이 있다.

하기에서는 이러한 동작방법을 설명한다.

도 9는 본 발명의 다른 방법에 따른 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 제어 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 9에 도시된 바와같이 먼저 차량의 속도를 확인하여 현재 속도가 미리 설정된 기준 속도를 초과하였는지를 판단한다(S300). 만일 기준속도를 초과하지 않은 경우에는 제어 스위치가 온 되었는지를 판단한다(S311). 스위치가 온 되지 않은 경우에는 가열을 하지 않고, 대기한다(S312). 물론 다시 기준 속도 초과를 확인할 수도 있다. 만일 스위치가 온 된 경우에는 전류와 전압을 체크하고(S313), 과전류나 과전압인지 판단한다(S314). 만일 과전류나 과전압인 경우 에러를 표시하고, 작동을 중지한다(S315). 과전압 과전류가 아닌 경우에는 가열을 실시한다(S316). 가열 중에 목표 온도에 도달하였는지를 판단하고(S317), 목표 온도인 경우에는 가열을 중지하고(S319), 목표 온도 미달시에는 가열을 유지한다(S318).

또한, 만일 차량의 속도가 기준 속도를 초과한 경우에는 캔 통신 여부를 판단한다(S301). 상기 기준 속도로는 앞서 설명한 30 내지 50km/h를 사용하는 것이 바람직하다. 캔 통신을 통해 감지 수단이 온 되었는지를 판단한다(S302). 이때, 감지 수단의 온 여부는 차량이 속도에 따라 가변된다. 바람직하게 본 발명에서는 차량의 속도가 50 내지 60Km/h 일 경우 온되는 것이 바람직하다. 상기 판단 결과 감지 수단이 온 되어 있는 경우, 감지 결과가 점등 조건을 만족하는지 판단한다(S303). 만일 점등 조건을 만족한 경우에는 위험을 알리는 램프를 점등시킨다. 이어서, 감지 결과가 알람 조건을 만족하는지 판단하고, 알람 조건을 만족할 경우 위험을 알리는 알람을 울린다. 그리고, 감지 결과가 진동 조건을 만족하는지 판단하고, 진동 조건을 만족하는 경우 위험을 알리기 위해 차량의 조향장치를 진동시킨다.

이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 가열부재
200: 진동 부재
300: 스위치
400 : 감지 수단
500 : 온도 측정 센서
1000 : 전자 제어부
1001 : 전자 제어 IC
1100 : 입력 모듈부
1200 : 처리 및 판단 모듈부
1300 : 출력 모듈부

Claims

조향 장치를 가열하는 가열 부재와,
조향 장치를 진동시키는 진동 부재와,
차량 주행 중의 위험을 인지하는 감지 수단과,
상기 가열 부재를 제어하고, 감지 수단의 감지 결과에 따라 진동 부재를 제어하는 다수의 회로 소자들이 집적화된, 전자 제어 집적 회로(Integrated Circuit, IC)와,
상기 가열 부재 제어를 위한 제어 스위치와, 상기 가열 부재 및 진동 부재의 동작을 제어하는 전자 제어부와, 제어 스위치 신호를 제공하는 스위치 입력 회로부와, 전원을 제공하는 전원 회로부와, 캔 버스를 통한 신호를 제공하는 캔 전송 회로부를 포함하고,
상기 전자 제어부와, 스위치 입력 회로부와, 전원 회로부 및 캔 전송 회로부가 단일 칩 형태로 일체화된 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 제어 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 진동 부재는 상기 조향 장치의 좌우에 각기 장착된 진동 모터와, 진동 모터의 회전에 따라 회전하여 조향 장치에 진동을 발생시키는 편축 구조의 진동추를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 진동 모터는 상기 전자 제어 집적 회로의 제어 신호에 따라 진동 가속도 또는 진동 주기 중 어느 하나를 변동하여 구동하는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 진동 모터의 진동 주기는 50 내지 150Hz이고, 진동 가속도는 5 내지 15m/s²이고, 상기 진동추는 일측부가 테이퍼 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 전자 제어 집적 회로는 감지 수단의 감지결과에 따라 좌측 차선을 이탈한 경우, 조향 장치의 좌측에 위치한 진동부재가 진동하고, 우측 차선을 이탈한 경우, 조향 장치의 우측에 위치한 진동 부재가 진동하는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 전자 제어부는 제어 스위치 및 감지 수단등을 통해 신호를 제공 받는 입력 모듈부와, 입력된 신호에 따라 가열 부재 및 진동 부재의 동작 제어를 위한 처리 및 판단을 실시하는 처리 및 판단 모듈부와, 처리 및 판단 모듈부에 의해 처리 및 판단된 결과를 송출하는 출력 모듈부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 입력 모듈부는 외부 전원을 제공 받는 전원 입력 모듈과,
제어 스위치의 동작 신호를 입력 받는 스위치 신호 입력 모듈과,
온도 측정 센서에 의해 피드백된 조향 장치의 온도를 입력 받는 온도 검출 모듈과,
캔 버스를 통해 감지 수단의 감지 신호를 입력 받는 감지 신호 입력 모듈과,
기타 차량의 상태를 입력 받는 상태 입력 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 처리 및 판단 모듈부는 가열 부재의 작동 상태를 설정하는 상태 설정 모듈과,
가열 부재의 작동 시간을 제어하는 타이머 모듈과,
가열 부재에 인가되는 전압을 감지하는 전압 감지 제어 모듈과,
스위치 신호 입력 모듈의 스위치 신호, 온도 검출 모듈의 온도, 상태 설정 모듈과 타이머 모듈의 결과를 통해 가열부재의 동작을 제어하는 가열 제어 모듈과,
감지 수단의 동작을 제어하는 감지 동작 모듈과,
감지 결과를 통해 차량의 위험성 여부를 판단하는 위험 판단 모듈과,
상기 위험 판단 모듈의 결과에 따라 진동 부재를 제어하는 진동 제어 모듈과,
위험 판단 모듈의 결과에 의한 진동 모드를 저장하는 진동 모드 저장 모듈과,
가열 제어 모듈과 진동 제어 모듈의 동작을 제어하는 가열 진동 판단 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 가열 진동 판단 모듈은 차량의 속도가 설정된 기준 속도 이하에서는 가열 제어 모듈에 우선권을 부여하고, 기준 속도를 초과하는 경우에는 진동 제어 모듈에 우선권을 부여하되, 상기 기준 속도는 30 내지 50Km/h인 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 휠의 난방 및 진동 장치.