KR101500130B1 - 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치 - Google Patents

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이희승
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오광명
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Abstract

본 발명은 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치에 관한 것으로서, 차량의 스티어링 휠에 구비되어 외부로부터의 입력에 의해 발생되는 음파신호를 전기신호로 변환하는 음파센서, 음파센서로부터 수신된 전기신호를 분석하여 외부로부터의 입력에 따른 패턴을 인식하고, 인식된 패턴에 따른 동작을 수행하는 제어부를 포함한다.

Description

스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치{Apparatus for Controlling Vehicle installation on Steering wheel}
본 발명은 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 차량의 스티어링 휠에 음파센서 또는 터치패드를 적용하여 운전자가 손쉽게 조작할 수 있고, 운전자의 시선 분산 없이 스티어링 휠을 잡은 상태에서 다양한 장치의 제어가 가능한 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 스티어링 휠(운전대)은 운전자가 주행할 때 가장 많이 사용하는 부분이다. 이러한 자동차의 스티어링 휠에는 최근 손쉬운 조작을 위해 통합형 리모컨이나 다중스위치가 장착된 경우가 있으며, 최근 스티어링 휠에는 열선이 장착되어 있어 겨울철 운행에 도움을 주는 등 차량의 스티어링 휠을 다각적으로 활용하는 방안이 제공되고 있다.
이에 차량 구입 시에는 차량의 외관사항뿐 아니라 내장사항 및 편의사항에 대한 수요자의 관심이 증가하고, 차량이 질적인 보편화를 거쳐 질적인 고급화로 가는 단계에서 차량의 스티어링 휠을 사용하여 기 장착된 전자장치들의 조작 및 제어를 간단히 수행할 수 있는 기술에 대해 수요자들의 관심이 증가하고 있다. 뿐만 아니라 추가적으로 장착할 수 있는 전자장치들에 대해서도 차량의 스티어링 휠을 이용하여 간단히 조작 및 제어할 수 있는 기술이 요구된다.
그러나 종래의 차량 스티어링 휠 리모컨 장치의 경우 구현할 수 있는 물리적 버튼의 수가 제한적이고, 하나의 버튼에 하나의 기능만을 할당하고 있기 때문에 전자장치의 기능을 수행하는 데에 한계가 존재한다. 예를 들어, 스티어링 휠 리모컨 장치를 이용하여 오디오 모드를 동작시키는 경우 음량 상하 조절, 재생, 앞으로 감기, 되감기 등 몇 가지 기능을 버튼에 할당하여 운전자가 손으로 조작해야 한다. 또한, 스티어링 휠 리모컨 장치를 일반적인 터치패드로 구현할 경우, 전자장치의 기능을 수행하기 위한 입력에 따른 촉감 피드백이 존재하지 않아 운전자가 입력에 따른 피드백을 직접 확인해야 하는 문제점이 발생한다.
따라서, 주행 시 운전자의 집중력이 저하되는 상황이 발생하여 예기치 못한 사고가 발생하는 문제점이 발생하고, 스티어링 휠에 구비될 수 있는 버튼 또는 터치패드의 배치에 대한 제약이 발생하여 다양한 형태의 스티어링 휠 제작이 어려운 문제점이 존재한다.
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 차량의 스티어링 휠에 음파센서 또는 터치패드를 적용하여 운전자가 손쉽게 조작할 수 있고, 운전자의 시선 분산 없이 스티어링 휠을 잡은 상태에서 다양한 장치의 제어가 가능한 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 차량의 스티어링 휠에 음파센서 또는 터치패드를 적용하여 종래의 버튼 또는 스위치 방식보다 스티어링 휠 제작 시 스티어링 휠의 형태에 대한 제약을 최소화한 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 차량의 스티어링 휠에 음파센서 또는 터치패드를 적용하여 종래의 버튼 또는 스위치 방식에 비해 기구적인 동작을 최소화함으로써 스티어링 휠에 구비된 차량용 제어장치의 내마모성 및 내구성을 향상시킨 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치는 차량의 스티어링 휠에 구비되어 외부로부터의 입력에 의해 발생되는 음파신호를 전기신호로 변환하는 음파센서, 상기 음파센서로부터 수신된 전기신호를 분석하여 상기 외부로부터의 입력에 따른 패턴을 인식하고, 상기 인식된 패턴에 따른 동작을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 음파센서는 상기 스티어링 휠의 전면 또는 후면 중 어느 하나의 면에 장착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 수평 또는 수직의 입력에 의해 발생되는 음파신호인 드래깅 신호 및 태핑에 의해 발생되는 음파신호인 태핑 신호가 변환된 전기신호로부터 상기 패턴을 인식하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 음파센서와 연결되어 상기 외부로부터의 입력에 의해 진동신호를 발생시키는 터치 패드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스티어링 휠의 전면에 장착된 상기 터치 패드는 서로 다른 촉감을 갖는 적어도 두 개의 터치 패드인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스티어링 휠의 전면에는 드래깅 패드가 장착되고, 상기 스티어링 휠의 후면에는 태핑 패드가 장착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 드래깅 패드에 입력된 수평 또는 수직의 드래그 신호 및 상기 태핑 패드에 입력된 태핑 신호로부터 상기 패턴을 인식하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 인식된 패턴에 의거하여 차량의 클러스터 정보, AVN(Audio, Video, Navigation) 화면 제어, 차량 내부 점등제어, 와이퍼, 냉난방제어, 선루프 제어, 오디오 장치 제어, 공조 장치 제어, 각종 편의 장치 제어를 포함하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명은 차량의 스티어링 휠에 음파센서 또는 터치패드를 적용하여 운전자가 손쉽게 조작할 수 있고, 운전자의 시선 분산 없이 스티어링 휠을 잡은 상태에서 다양한 장치의 제어가 가능함으로써, 주행 중 운전자의 시선 분산을 방지하여 예기치 못한 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 차량의 스티어링 휠에 음파센서 또는 터치패드를 적용하여 종래의 버튼 또는 스위치 방식보다 스티어링 휠 제작 시 스티어링 휠의 형태에 대한 제약을 최소화함으로써 스티어링 휠 제작의 자유도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 차량의 스티어링 휠에 음파센서 또는 터치패드를 적용하여 종래의 버튼 또는 스위치 방식에 비해 기구적인 동작을 최소화함으로써 스티어링 휠에 구비된 차량용 제어장치의 내마모성 및 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치의 주요 구성을 나타낸 블록도
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음파센서가 장착된 스티어링 휠을 나타낸 도면
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스티어링 휠에 장착된 터치 패드의 이용 방법을 나타낸 도면
도 5 및 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스티어링 휠에 장착된 터치 패드를 이용한 제어방법을 설명하기 위한 도면
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치의 주요 구성을 나타낸 블록도
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치패드가 장착된 스티어링 휠을 나타낸 도면
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 실시예들을 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 잘 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 가급적 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치의 주요 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 음파센서가 장착된 스티어링 휠을 나타낸 도면이다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스티어링 휠에 장착된 터치 패드의 이용 방법을 나타낸 도면이다. 도 5 및 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스티어링 휠에 장착된 터치 패드를 이용한 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스티어링 휠이 설치된 차량용 제어장치(100, 이하 제어장치라 함)는 음파센서(110), 출력부(130), 저장부(150), 제어부(170)를 포함하여 구성된다.
음파센서(110)는 스티어링 휠(10)에 구비된 마이크를 의미하며, 음파센서(110)는 음파센서(110)에 손가락의 움직임이 존재할 때 발생되는 음파신호를 전기신호로 변환하고, 변환된 전기신호를 제어부(170)로 제공한다. 이때, 음파센서(110)는 운전자로부터 입력되는 입력신호가 드래깅 신호 또는 태핑 신호인지를 확인하여 확인된 신호에 해당하는 전기신호를 변환한다. 아울러, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 음파센서(110)가 음파신호를 전기신호로 변환하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 음파센서(110)에서 획득된 음파신호를 전기신호로 변환하는 음파패드(미도시)를 더 구비할 수 있다.
보다 구체적으로, 드래깅 신호는 주로 차량의 클러스터 정보, AVN(Audio, Video, Navigation) 화면 제어, 차량 내부 점등제어, 와이퍼, 냉난방제어, 선루프 제어, 오디오 장치 제어, 공조 장치 제어, 각종 편의 장치 제어 등의 메뉴선택에 사용되고, 태핑 신호는 드래깅 신호에 의해 선택된 메뉴를 활성화하기 위해 사용된다.
드래깅 신호와 태핑 신호를 입력하는 방법은 도 3 및 도 4와 같다. 운전자는 스티어링 휠(10)의 전면에 구비된 음파센서(110)의 상부에서 손가락을 좌우상하방향으로 움직여 다양한 메뉴를 선택할 수 있고, 운전자는 스티어링 휠(10)의 후면에 구비된 음파센서(110)의 상부에서 손가락을 두드려 선택된 메뉴를 활성화한다. 아울러, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 스티어링 휠(10)의 전면과 후면에 음파센서(110)가 구비된 것으로 설명하고 있으나, 당업자에 의해 전면 또는 후면에만 구비될 수도 있음을 명확히 한다.
출력부(130)는 제어부(170)의 제어에 따라 차량의 클러스터 정보, AVN(Audio, Video, Navigation) 화면 제어, 차량 내부 점등제어, 와이퍼, 냉난방제어, 선루프 제어, 오디오 장치 제어, 공조 장치 제어, 각종 편의 장치 제어 등의 모드에 해당하는 화면을 표시한다.
저장부(150)는 음파센서(110)의 상부에서 손가락을 드래깅하는 방법, 드래깅하는 방향 등의 드래깅 신호에 해당하는 여러 가지 패턴에 대한 정보와 두드리는 횟수, 복수 번 두드릴 때의 간격 등의 태핑 신호에 해당하는 여러 가지의 패턴에 대한 정보를 저장한다.
제어부(170)는 음파센서(110)로부터 수신된 전기신호를 분석하여 운전자의 입력에 따른 패턴을 인식하고, 인식된 패턴에 따른 동작을 수행한다.
보다 구체적으로, 운전자가 음파센서(110)의 상부에서 손가락을 움직여 발생되는 음향신호 즉, 입력신호는 전기신호로 변환되어 제어부(170)로 제공된다. 예를 들어, 제어부(170)는 운전자가 차량의 클러스터 정보, AVN(Audio, Video, Navigation) 화면 제어, 차량 내부 점등제어, 와이퍼, 냉난방제어, 선루프 제어, 오디오 장치 제어, 공조 장치 제어, 각종 편의 장치 제어 중 어느 한 가지를 모드를 선택하면, 선택된 모드를 제어한다.
도 5에 도시된 바와 같이 운전자가 차량의 클러스터 정보를 확인하기 위해 스티어링 휠(10)의 전면에 구비된 음파센서(110)의 상부를 드래깅하면 제어부(170)는 도 5(a)와 같이 연료의 양과 주행가능한 거리를 출력부(130)에 표시하고, 운전자가 음파센서(110)의 상부를 왼쪽에서 오른쪽으로 드래깅하면 제어부(170)는 도 5(b)와 같이 차량의 주행 시간을 출력부(130)에 표시한다. 또한, 운전자가 음파센서(110)의 상부를 왼쪽에서 오른쪽으로 드래깅하면 제어부(170)는 도 5(c)와 같이 차량의 평균속도를 출력부(130)에 표시하고, 운전자가 음파센서(110)의 상부를 왼쪽에서 오른쪽으로 드래깅하면 제어부(170)는 도 5(d)와 같이 차량의 순간 연비를 출력부(130)에 표시한다. 아울러, 운전자가 음파센서(110)의 상부를 오른쪽에서 왼쪽으로 드래깅하면 제어부(170)는 도 5(e)와 같이 도 5(d)이전의 화면인 도 5(c)의 화면으로 복귀할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 도 6에 도시된 바와 같이 메뉴선택, 선택된 메뉴의 활성화 등을 수행한다. 운전자가 AVN화면 제어모드로 진입하기 위해 스티어링 휠(10)의 전면에 구비된 음파센서(110)의 상부를 드래깅하면 제어부(170)는 도 6(a)와 같이 AVN 초기화면을 출력부(130)에 표시하고, 운전자가 음파센서(110)의 상부를 드래깅하면 제어부(170)는 출력부(130)를 제어하여 도 6(b), 도 6(c)와 같이 AVN메뉴를 순차적으로 표시한다. 운전자가 도 6(c)의 라디오를 선택하기 위해서 스티어링 휠(10)의 후면에 구비된 음파센서(110)의 상부를 한 번 두드리면 제어부(170)는 라디오 제어모드를 활성화하여 라디오 채널을 선택하기 위한 화면을 도 6(d)와 같이 표시한다. 이어서, 운전자가 스티어링 휠(10)의 전면에 구비된 음파센서(110)의 상부를 오른쪽에서 왼쪽, 또는 왼쪽에서 오른쪽으로 드래깅하면 제어부(170)는 운전자의 드래깅에 따라 선택된 채널을 도 6(e)와 같이 출력부(130)에 표시한다. 운전자가 스티어링 휠(10)의 전면에 구비된 음파센서(110)의 상부를 아래에서 위로 드래깅하면 제어부(170)는 운전자의 드래깅에 따라 라디오의 볼륨을 조절하고 도 6(f)와 같이 출력부(130)에 표시한다.
운전자가 라디오의 채널, 볼륨조절을 완료한 이후에 스티어링 휠(10)의 후면에태핑 구비된 음파센서(110)의 상부를 두 번 두드리면 제어부(170)는 라디오 제어모드로 복귀하여 출력부(130)에 도 6(g)와 같은 화면을 표시한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치의 주요 구성을 나타낸 블록도이다. 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치패드가 장착된 스티어링 휠을 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 스티어링 휠이 설치된 차량용 제어장치(100, 이하 제어장치라 함)는 음파센서(110), 출력부(130), 저장부(150), 제어부(170) 및 터치패드(190)를 포함하여 구성된다.
터치패드(190)는 도 7에서와 같이 스티어링 휠(10)의 전면에 장착되는 드래깅 패드(191)와, 도시되진 않았으나 스티어링 휠(10)의 후면에 장착되는 태핑 패드(193)를 포함한다.
드래깅 패드(191)는 스티어링 휠(10)의 전면에서도 운전자의 엄지손가락이 닿는 위치에 배치되는 것이 바람직하고, 태핑 패드(193)는 스티어링 휠(10)의 후면에서도 운전자의 검지손가락이 닿는 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
드래깅 패드(191)는 주로 차량의 클러스터 정보, AVN(Audio, Video, Navigation) 화면 제어, 차량 내부 점등제어, 와이퍼, 냉난방제어, 선루프 제어, 오디오 장치 제어, 공조 장치 제어, 각종 편의 장치 제어 등의 메뉴선택에 사용되고, 태핑 패드(193)는 주로 드래깅 패드(191)의 입력에 의해 선택된 메뉴를 활성화하기 위해 사용된다.
드래깅 패드(191)는 도 2의 A와 같이 서로 다른 표면 형태나 재질을 갖는 네 개의 드래깅 패드(191)로 형성되어 운전자에게 드래깅 패드(191)의 인식률을 향상시킬 수 있다. 드래깅 패드(191)와 태핑 패드(193)를 사용하는 방법은 도 3 및 도 4와 같다. 운전자는 드래깅 패드(191)에서 좌우상하방향으로 손가락을 움직여 다양한 메뉴를 선택할 수 있고, 운전자는 태핑 패드(193)를 두드려 선택된 메뉴를 활성화한다.
이때, 음파센서(110)는 드래깅 패드(191)와 태핑 패드(193)와 연결되어 형성된 마이크를 의미하며, 음파센서(110)는 드래깅 패드(191)와 태핑 패드(193)에 손가락의 움직임이 존재할 때 발생되는 진동에 대한 음파신호를 전기신호로 변환하고, 변환된 전기신호를 제어부(170)로 제공한다.
출력부(130)는 상기의 도 1 내지 도 6에서 설명하였으므로 자세한 설명을 생략한다.
저장부(150)는 드래깅 패드(191)를 드래깅하는 방법, 방향 등 여러 가지 패턴에 대한 정보와 태핑 패드(193)를 두드리는 횟수, 복수 번 두드릴 때의 간격 등 여러 가지의 패턴에 대한 정보를 저장한다.
제어부(170)는 음파센서(110)로부터 수신된 전기신호를 분석하여 운전자의 입력에 따른 패턴을 인식하고, 인식된 패턴에 따른 동작을 수행한다. 제어부(170)는 운전자가 터치패드(190)를 조작하면 터치패드(190)에서 발생되는 진동에 따른 음파신호는 음파센서(110)를 통해 전기신호로 변환되어 제어부(170)로 제공된다. 이는 상기의 도 1 내지 도 6에서 설명한 제어부(170)와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.
지금까지 실시예를 통하여 본 발명에 따른 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치에 대하여 설명하였다. 본 명세서와 도면에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 상기에 기재된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10: 스티어링 휠 100: 제어장치
110: 음파센서 130: 출력부
150: 저장부 170: 제어부
190: 터치패드 191: 드래깅 패드
193: 태핑 패드

Claims (8)

  1. 차량의 스티어링 휠에 구비되어 외부로부터의 입력에 의해 진동이 발생되는 서로 다른 촉감을 갖는 적어도 두 개의 터치 패드;
    상기 터치 패드와 연결되고, 상기 터치 패드에서 발생되는 진동에 대한 음파신호를 전기신호로 변환하는 음파센서;
    상기 음파센서로부터 수신된 전기신호를 분석하여 상기 외부로부터의 입력에 따른 패턴을 인식하고, 상기 인식된 패턴에 따른 동작을 수행하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 음파센서는
    상기 스티어링 휠의 전면 또는 후면 중 어느 하나의 면에 장착되는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는
    수평 또는 수직의 입력에 의해 발생되는 음파신호인 드래깅 신호 및 태핑에 의해 발생되는 음파신호인 태핑 신호가 변환된 전기신호로부터 상기 패턴을 인식하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 터치 패드는
    상기 스티어링 휠의 전면에 장착되는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스티어링 휠의 전면에는 드래깅 패드가 장착되고, 상기 스티어링 휠의 후면에는 태핑 패드가 장착되는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 드래깅 패드에 입력된 수평 또는 수직의 드래그 신호 및 상기 태핑 패드에 입력된 태핑 신호로부터 상기 패턴을 인식하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 인식된 패턴에 의거하여 차량의 클러스터 정보, AVN(Audio, Video, Navigation) 화면 제어, 차량 내부 점등제어, 와이퍼, 냉난방제어, 선루프 제어, 오디오 장치 제어, 공조 장치 제어, 각종 편의 장치 제어를 포함하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠에 설치된 차량용 제어장치.
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