KR101371749B1 - 차량 제어 장치 - Google Patents

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KR101371749B1
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이희승
오광명
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현대자동차(주)
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Abstract

사용자의 접촉을 위한 패널; 상기 패널에 형성된 복수의 패턴으로 구성되되 복수의 패턴은 각기 다른 모양 또는 높낮이로 형성됨으로써 사용자의 접촉시 각각 고유한 형태의 음파를 발생하는 음파발생부; 상기 음파발생부에서 발생되는 음파를 감지하는 음파감지센서; 및 상기 음파감지센서로부터 감지한 음파를 수신하고 각각의 음파에 대응되는 차량 제어신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 차량 제어 장치가 소개된다.

Description

차량 제어 장치 {VEHICLE CONTROL DEVICES}
본 발명은 사용자의 접촉에 의해 전자 장치의 동작을 제어하는 장치 및 이를 포함하는 차량 제어 장치에 관한 것이다.
차량 내부에는 사용자에게 편의를 제공하고 차량을 제어하기 위한 수많은 전자 장치와 기계 장치가 장착되어 있다. 이 장치들을 사용자가 조작하여 원하는 기능을 이용할 할 수 있게 되는데, 장치를 제어하기 위해서는 원하는 동작을 명령하기 위한 입력부가 필요하게 된다. 명령을 입력하기 위해서 키나 버튼 등을 통하여 원하는 동작의 명령을 입력하게 되는데 최근에는 다양한 신기술의 적용으로 인해 차량에 HMI(Human Machine Interface) 통합 컨트롤러가 필요해진다. 그러나 DIS(Driver Information System) 통합 로터리 키의 경우 복잡하기 때문에 별도의 학습이 필요하고 단가가 비싼 단점이 있다.
또한, 터치스크린 방식의 UI(User Interface)는 사용자가 터치 스크린의 표시된 메뉴를 접촉할 경우 주행 중에도 전방과 디스플레이 화면을 번갈아 주시해야하기 때문에 사고의 위험이 있으며 주행 시에는 차량의 진동으로 인하여 사용자가 터치 스크린을 정확하게 조작하는 것이 매우 어렵고 운전자가 터치 스크린을 터치할 때마다 운전자의 손에 의해 화면이 가려져 화면에 표시된 정보를 정확하고 신속한 파악이 어렵게 된다.
그렇기 때문에 기존 발명 (특허문헌 1) KR10-2008-0049974 A 에서는 사용자가 터치 스크린 방식에 특정한 형태를 입력하면 미리 입력된 궤적의 데이터를 바탕으로 사용자가 입력한 정보를 데이터와 비교하여 어떤 형상을 입력했는지 판단하여 동작에 해당하는 명령을 실행하게 된다.
그렇지만, 이와 같은 방법에서는 해당하는 경우에 대한 데이터를 모두 저장해 놓아야하며 사용자가 해당하는 선을 작게 입력하게 되면 오인식을 할 수 있어 일정 이상의 크기로 그려야하는 등의 단점이 있다.
그러므로 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 사용자의 시선이 분산되지 않으면서도 사용자의 조작에 대한 정확한 인식이 가능한 제어 장치가 필요한 것이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2008-0049974 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 많은 용량의 데이터를 저장하지 않아도 되며, 사용자의 시선이 분산되지 않으면서도 사용자의 접촉에 대한 정확한 인식이 가능한 차량 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 제어 장치는 사용자의 접촉을 위한 패널; 상기 패널에 형성된 복수의 패턴으로 구성되되 복수의 패턴은 각기 다른 모양 또는 높낮이로 형성됨으로써 사용자의 접촉시 각각 고유한 형태의 음파를 발생하는 음파발생부; 상기 음파발생부에서 발생되는 음파를 감지하는 음파감지센서; 및 상기 음파감지센서로부터 감지한 음파를 수신하고 각각의 음파에 대응되는 차량 제어신호를 출력하는 제어부;를 포함한다.
상기 제어부는 음파의 차량 제어신호가 매칭된 형식의 음파데이터가 구비되고, 음파감지센서로부터 음파가 수신되면 음파데이터를 참조하여 해당 음파에 대응되는 차량 제어신호를 출력할 수 있다.
상기 음파데이터는 복수의 음파로 구성된 하나의 음파세트가 하나의 차량 제어신호에 매칭되도록 구성되고, 상기 제어부는 상기 음파감지센서로부터 복수의 음파가 연속적으로 수신된 경우 음파데이터의 음파세트를 참조하여 해당 음파세트에 대응되는 차량 제어신호를 출력할 수 있다.
상기 음파세트는 복수의 음파의 선후관계가 달라질 경우 서로 다른 종류의 음파세트로 구별됨으로써 서로 다른 종류의 차량 제어신호와 매칭되고, 상기 제어부는 음파감지센서로부터 복수의 음파가 연속적으로 수신될 경우 그 선후관계에 따라 해당되는 음파세트를 파악하여 그에 대응되는 차량 제어신호를 출력할 수 있다.
상기 각각의 패턴은 패널에서 돌출된 복수의 돌기부로 구성될 수 있다.
상기 돌기부는 바 형상으로써 상기 패널에 서로 평행하게 형성되되 높이가 다를 수 있다.
상기 돌기부는 원형이며 상기 패널에 행렬형상으로 형성되되 높이가 다를 수 있다.
상기 음파감지센서는 마이크일 수 있다.
상기 제어부에서 출력되는 제어신호는 AVN 시스템을 제어하도록 하는 신호일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 또 다른 차량 제어 장치는 사용자의 접촉을 위한 패널; 상기 패널에 형성된 복수의 패턴으로 구성되되 복수의 패턴은 서로 다른 재질로 형성됨으로써 사용자의 접촉시 각각 고유한 형태의 음파를 발생하는 음파발생부; 상기 음파발생부에서 발생되는 음파를 감지하는 음파감지센서; 및 상기 음파감지센서로부터 감지한 음파를 수신하고 각각의 음파에 대응되는 차량 제어신호를 출력하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량 제어 장치에 따르면 기존의 일일이 사용법을 익혀야했던 DIS 통합 컨트롤러에 비해 손가락으로 톡 혹은 톡톡 등의 간단한 동작으로 작동이 가능하므로 쉽게 작동할 수 있어 전연령대의 사용자가 쉽게 이용 가능하며 사용자가 접촉 가능한 영역 내에서 디자인을 자유롭게 변형하여 적용할 수 있다.
또한, 사용자가 일정한 패턴을 그려서 입력해야하는 기존의 사용법보다 간단하게 톡 혹은 톡톡 두드리거나 문지르는 방식으로 직관적이어서 다양한 형태의 접촉을 인식할 수 있으며 필요한 동작의 내용에 따라 접촉 방식을 쉽게 추가할 수 있으며 몇 개의 접촉 방식만으로 명령이 가능하기 때문에 직접 스크린을 보지 않고도 작동시킬 수가 있어 운전자의 안전을 확보하는 장점이 있다.
통상적으로 음파감지센서로 소형 마이크를 이용하게 되는데 마이크는 이미 많은 신뢰성이 확보된 센서로서 접촉된 내용을 간편하게 감지하여 감지한 내용을 쉽게 시스템으로 구축할 수 있으며 비용 또한 저렴하고 구하기가 용이한 장점이 있으며 재질이나 모양 또는 높낮이에 따라 달라지는 패턴을 형성하고 그 패턴을 두드리는 방식을 차량 UI에 최초로 적용한 것으로써 HMI를 독자적으로도 활용가능하며 사용자의 감성적 만족도 또한 높은 장점이 있다.
또한, AVN 시스템 뿐만 아니라 문이나 창문, HUD(Head Up Display) 시스템 조작, 클러스터 조작 등 다양한 차량의 다양한 부분을 제어할 수 있으며 더 나아가 차량뿐만 아니라 다른 전자기기에도 적용이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 장치를 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 A-A 선 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 작동예를 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉방법을 나타낸 도표.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 제어 장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 장치를 나타낸 도면으로 사용자의 접촉을 위한 패널(100); 상기 패널(100)에 형성된 복수의 패턴(310)으로 구성되되 복수의 패턴(310)은 각기 다른 모양 또는 높낮이로 형성됨으로써 사용자의 접촉시 각각 고유한 형태의 음파를 발생하는 음파발생부(300); 상기 음파발생부(300)에서 발생되는 음파를 감지하는 음파감지센서(500); 및 상기 음파감지센서(500)로부터 감지한 음파를 수신하고 각각의 음파에 대응되는 차량 제어신호를 출력하는 제어부(700);를 포함한다.
상기 제어부(700)에는 음파의 차량 제어신호가 매칭된 형식의 음파데이터가 구비되어 있다. 사용자가 패널(100)에 형성된 패턴(310)을 접촉하여 음파발생부(300)로부터 음파가 발생되면 음파감지센서(500)로부터 제어부(700)로 음파가 수신되게 된다. 그러면 제어부(700)에서는 음파감지센서(500)로부터 수신된 음파데이터를 참조하여 구비된 음파데이터와 비교하여 해당 음파에 대응되는 차량 제어신호를 출력하여 제어대상(900)을 제어하게 된다.
상기 음파데이터는 단독의 음파로 구성될 수도 있고 연속되는 복수의 음파로 구성될 수도 있다. 제어부(700)에는 단독의 음파이건 복수의 음파이건 각각 접촉되는 패턴에서 발생할 수 있는 고유의 음파를 데이터화하여 음파데이터로 구비하고 있기 때문에 어떠한 형태의 음파가 감지되더라도 제어부(700)에서는 해당하는 음파에 대응하는 음파데이터를 통해 차량 제어신호를 출력하여 제어대상(900)을 제어할 수 있게 된다.
그러므로 상기 음파감지센서(500)로부터 단독의 음파가 감지되면 제어부(700)에서는 해당하는 음파데이터에 대응하는 차량 제어신호를 출력하고 상기 음파감지센서(500)로부터 복수의 음파로 구성된 하나의 음파세트가 감지되면, 해당하는 음파세트에 대응하는 차량 제어신호를 출력하여 제어대상(900)을 제어하게 된다.
또한, 상기 음파세트에 해당하는 복수의 음파세트는 선후관계에 따라 다르게 매칭되어 있기 때문에 연속되는 복수의 음파가 상기 음파감지센서(500)에서 순차적으로 감지될 때 같은 음파가 입력되도라도 선후관계가 달라질 경우 서로 다른 종류의 음파세트라고 구별되므로 상기 제어부(700)에서는 같은 음파라도 선후관계가 다른 음파가 감지되면 서로 다른 종류의 음파라 인식하여 서로 다른 종류의 차량 제어신호를 출력하여 제어대상(900)을 제어하게 되는 것이다.
상기 패널(100)의 복수의 패턴(310)으로 구성된 각각의 패턴(310)은 패널(100)에서 돌출된 복수의 돌기부(330)로 구성되며 돌기부(330)는 바 형상으로 상기 패널(100)에 서로 평행하게 배치되어 높이가 다르게 형성된다.
또한, 상기 돌기부(330)는 원형의 형태일 수도 있는데 상기 패널(100)에 행렬형상으로 형성되되 높이가 다르게 형성될 수 있다.
상기 패턴(310)은 상기 바 형상과 상기 원형상이 혼합되어 형성되어 고유한 패턴(310)을 형성하므로 사용자가 직접 눈으로 보지 않더라도 손 끝으로 다른 형태의 패턴(310)을 인식하는 것으로도 필요한 내용을 조작할 수 있게 된다.
상기 음파감지센서(500)는 음파를 감지할 수 있는 센서이면 모두 사용가능하나 특히 소형 마이크를 사용할 수 있다. 마이크는 이미 많은 신뢰성이 확보된 센서로서 접촉된 내용을 간편하게 감지하여 감지한 내용을 쉽게 시스템으로 구축할 수 있으며 비용 또한 저렴하고 구하기가 용이한 장점이 있기 때문이다.
상기 제어부(700)에서 출력되는 제어신호는 제어대상(900)을 제어하는 신호인데, AVN 시스템을 제어하거나 그 외에도 문이나 창문, HUD(Head Up Display) 시스템 조작, 클러스터 조작 등 다양한 차량의 다양한 부분을 제어할 수 있게 된다. 또한, 더 나아가 차량뿐만 아니라 다른 전자기기에도 적용이 가능한 장점이 있다.
또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 제어장치에 따르면 사용자의 접촉을 위한 패널(100); 상기 패널(100)에 형성된 복수의 패턴(310)으로 구성되되 복수의 패턴(310)은 서로 다른 재질로 형성됨으로써 사용자의 접촉시 각각 고유한 형태의 음파를 발생하는 음파발생부(300); 상기 음파발생부(300)에서 발생되는 음파를 감지하는 음파감지센서(500); 및 상기 음파감지센서(500)로부터 감지한 음파를 수신하고 각각의 음파에 대응되는 차량 제어신호를 출력하는 제어부(700);를 포함한다.
물체를 형성하는 재질은 각기 다른 고유의 재질로 되어 있다. 그렇기 때문에 똑같은 방식의 문지르는 동작에 대해서도 각각의 재질에 따라 각기 다른 그 재질만의 고유의 음파를 발생한다. 또한, 같은 재질이라 하더라도 겉표면을 형성하는 형태에 따라 발생하는 음파는 달라지게 된다.
이 같은 속성을 활용하여 음파발생부(300)의 각 패턴(310)은 제1재질(350)과 제2재질(370)처럼 각각 다른 재질로 형성되거나 혹은 같은 재질로 형성되더라도 겉표면의 형태를 달리하여 사용자가 접촉을 하게 되면 각기 고유한 음파를 발생하여 서로 다른 제어신호가 출력되어 해당하는 제어대상(900)을 제어하도록 설정할 수 있다.
도 2는 도 1의 A-A 선 단면도로 패널(100)에 형성된 음파발생부(300)의 패턴(310)을 상세히 도시하고 있다.
패턴(310)은 돌출된 돌기부(330)를 형성하고 다양한 높낮이를 가짐으로써 각각 고유의 음파를 발생하게 된다. 패널(100)은 음파가 잘 발생하고 전달될 수 있도록 단단한 재질로 되어 있다. 패널(100)에는 음파감지센서(500)가 부착되어 음파발생부(300)에서 발생된 음파를 감지할 수 있게 된다.
또한, 음파발생부(300)는 재질이나 모양 또는 높낮이에 따라 달라지는 각각이 다른 패턴(310)으로 구성되어 있기 때문에 사용자가 직접 눈으로 패널(100)을 확인하지 않더라도 원하는 위치에 있는 메뉴를 찾을 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 작동예를 나타낸 순서도이다. 먼저 손이 근접하였는지를 파악한 후 일련의 동작을 실시하게 되는데 손이 근접하였는지를 판단한다는 것은 시스템을 시작하겠다는 것으로 만약 시작한다는 별도로 신호를 주는 방식을 이용하지 않으면 시스템이 계속해서 동작을 감시해야 하므로 불필요한 전력이 소모되게 되며, 또한 만약 의도하지 않았는데 접촉을 했을 때도 사용자의 의지와는 상관없이 프로세스가 진행되어 차량 제어를 하는 일이 발생할 수 있게 된다. 그러므로 원치 않는 제어를 막기 위해 손 근접이 있었는지를 파악하게 된다.
손이 근접하였다고 판단되면 시스템이 동작을 인식할 준비를 하게 되고 사용자의 음파발생부(310) 접촉에 의한 진동으로 음파가 발생하게 된다. 발생한 음파를 음파감지센서(500)에서 감지하고 제어부(700)에서는 음파감지센서(500)에서 감지된 음파를 구비된 음파데이트의 음파와 비교하여 해당하는 음파의 차량 제어신호를 출력하여 제어신호에 해당하는 제어대상(900)을 제어하게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉방법을 나타낸 도표이다. 원하는 동작을 입력하기 위해서 기존 방법은 일일이 사용법을 익혀야했지만 본 발명에 따른 차량 제어장치는 손가락으로 톡 혹은 톡톡 등의 간단한 동작으로 작동이 가능하므로 쉽게 작동할 수 있어 전연령대의 사용자가 쉽게 이용 가능하며 사용자가 접촉 가능한 영역 내에서 디자인을 자유롭게 변형하여 적용할 수 있다.
또한, 사용자가 일정한 패턴을 그려서 입력해야하는 기존의 사용법보다 간단하게 톡 혹은 톡톡 두드리거나 문지르는 방식으로 직관적이어서 다양한 형태의 접촉을 인식할 수 있으며 필요한 동작의 내용에 따라 접촉 방식을 쉽게 추가할 수 있으며 몇 개의 접촉 방식만으로 명령이 가능하기 때문에 직접 스크린을 보지 않고도 작동시킬 수가 있어 운전자의 안전을 확보하는 장점이 있다.
마찬가지로 재질이나 모양 또는 높낮이에 따라 달라지는 패턴을 형성하고 그 패턴을 두드리는 방식을 차량 UI에 최초로 적용한 것으로써 HMI를 독자적으로도 활용가능하며 사용자의 감성적 만족도 또한 높은 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 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 패널 300 : 음파발생부
310 : 패턴 330 : 돌기부
350 : 제1재질 370 : 제2재질
500 : 음파감지센서 700 : 제어부
900 : 제어대상

Claims (10)

  1. 사용자의 접촉을 위한 패널(100);
    상기 패널(100)에 형성된 복수의 패턴(310)으로 구성되되 복수의 패턴(310)은 각기 다른 모양 또는 높낮이로 형성됨으로써 사용자의 접촉시 각각 고유한 형태의 음파를 발생하는 음파발생부(300);
    상기 음파발생부(300)에서 발생되는 음파를 감지하는 음파감지센서(500); 및
    상기 음파감지센서(500)로부터 감지한 음파를 수신하고 각각의 음파에 대응되는 차량 제어신호를 출력하는 제어부(700);를 포함하는 차량 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(700)는 음파의 차량 제어신호가 매칭된 형식의 음파데이터가 구비되고, 음파감지센서(500)로부터 음파가 수신되면 음파데이터를 참조하여 해당 음파에 대응되는 차량 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 음파데이터는 복수의 음파로 구성된 하나의 음파세트가 하나의 차량 제어신호에 매칭되도록 구성되고, 상기 제어부(700)는 상기 음파감지센서(500)로부터 복수의 음파가 연속적으로 수신된 경우 음파데이터의 음파세트를 참조하여 해당 음파세트에 대응되는 차량 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 음파세트는 복수의 음파의 선후관계가 달라질 경우 서로 다른 종류의 음파세트로 구별됨으로써 서로 다른 종류의 차량 제어신호와 매칭되고, 상기 제어부(700)는 음파감지센서(500)로부터 복수의 음파가 연속적으로 수신될 경우 그 선후관계에 따라 해당되는 음파세트를 파악하여 그에 대응되는 차량 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 각각의 패턴(310)은 패널(100)에서 돌출된 복수의 돌기부(330)로 구성된 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 돌기부(330)는 바 형상으로써 상기 패널(100)에 서로 평행하게 형성되되 높이가 다른 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 돌기부(330)는 원형이며 상기 패널(100)에 행렬형상으로 형성되되 높이가 다른 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 음파감지센서(500)는 마이크인 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(700)에서 출력되는 제어신호는 AVN 시스템을 제어하도록 하는 신호인 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
  10. 사용자의 접촉을 위한 패널(100);
    상기 패널(100)에 형성된 복수의 패턴(310)으로 구성되되 복수의 패턴(310)은 서로 다른 재질로 형성됨으로써 사용자의 접촉시 각각 고유한 형태의 음파를 발생하는 음파발생부(300);
    상기 음파발생부(300)에서 발생되는 음파를 감지하는 음파감지센서(500); 및
    상기 음파감지센서(500)로부터 감지한 음파를 수신하고 각각의 음파에 대응되는 차량 제어신호를 출력하는 제어부(700);를 포함하는 차량 제어 장치.
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