KR101651786B1 - 차량용 클러스터 시스템 - Google Patents

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KR101651786B1
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sliding
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이성우
양용하
곽동훈
신우철
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덴소코리아일렉트로닉스 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량(1)의 스티어링휠(10) 후방에 고정 설치된 대시보드(20)에 함몰 형성되고, 상기 차량(1)에 설치된 각종 센서로부터 정보를 수신받는 ECU(40) 및 배터리(50) 각각과 전기적으로 연결된 프레임장착터미널(110)이 구비된 클러스터프레임장착부(100)와, 상기 클러스터프레임장착부(100)에 고정 설치되면서 상기 프레임장착터미널(110)과 전기적으로 연결되고, 상부에 개구된 클러스터탈착홀(211)이 후방으로 하향 경사져 관통 형성된 클러스터프레임하우징(210)이 구비된 클러스터프레임(200)과, 상기 클러스터탈착홀(211)을 통해 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 후방으로 하향 경사져 슬라이딩되면서 탈착 가능하게 결합되고, 상기 ECU(40)로부터 신호를 전송받아 상기 차량(1)의 주행상태에 관련된 정보를 표시하는 클러스터단말기(300)를 포함하여 이루어진 차량용 클러스터 시스템에 관한 것이다.

Description

차량용 클러스터 시스템{CLUSTER SYSTEM FOR A VEHICLE}
본 발명은 차량의 주행상태에 대한 각종 정보를 표시하고, 대시보드로부터 탈착 가능한 차량용 클러스터 시스템에 관한 것이다.
차량에는 주행상태에 관련된 여러 정보가 표시되는 표시부, 즉 대표적으로 차량용 클러스터가 설치되어 있는데, 상기 클러스터에는 속도계, 회전계, 연료계, 온도계 및 여러 가지 경고등으로 구성되어 있고, 운전자는 상기 클러스터를 보게 됨으로써 현재 차량의 주행상태를 파악하여 안전운전을 하도록 되어 있다.
이러한 클러스터는 작동방식에 따라 아날로그식, 디지털식 및 아날로그 앤 디지털식이 있는데, 아날로그식은 구동모터로 작동되는 포인터를 통해 속도 및 회전속도 등의 주행상태 정도가 표시되는 방식이다. 디지털식은 속도 및 회전속도 등의 주행상태 정보가 정확한 수치의 디지털 데이터인 숫자로 표시되는 방식이고, 아날로그 앤 디지털식은 상기 아날로그식 및 디지털식이 모두 표시된 방식이다.
일반적으로 상기 클러스터는 상술한 아날로그식, 디지털식 및 아날로그 앤 디지털식의 작동방식에 관계없이 운전자가 운전 중에 용이하게 시선이 갈 수 있도록 차량의 스티어링휠 후방에 고정 설치된 대시보드의 전면에 설치된다.
예컨대, 도 1 내지 5에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 클러스터(30)는 차량(1)의 스티어링휠(20) 후방에 고정 설치된 대시보드(20)의 스티어링휠 장착부(21) 상방에 구비된 클러스터장착부(22)에 고정 설치되고, 클러스터프레임(31), 다이얼(32), 표시수단(33), 표시수단작동부(34) 및 투명창(35)을 포함한다.
클러스터프레임(31)은 상기 클러스터장착부(22)에 고정 설치되면서 내부에 상기 다이얼(32), 표시수단(33) 및 표시수단구동부(34)가 설치된다. 상기 다이얼(32) 및 표시수단(33)은 포인터 및 LCD패널 등을 구비하여 상술한 아날로그식, 디지털식 및 아날로그 앤 디지털식으로 상기 차량(1)의 주행상태 정보를 표시하고, 상기 표시수단작동부(34)는 포인터작동모터 및 PCB 등을 구비하여 상기 표시수단(33)을 작동시킨다. 그리고, 상기 투명창(35)은 상기 클러스터프레임(31)의 내부에 설치된 상기 다이얼(32), 표시수단(33) 및 표시수단구동부(34)를 보호하고, 운전자의 불필요한 조작을 방지하도록 상기 클러스터프레임(31)의 전방에 결합된다. 또한, 상기 클러스터장착부(22) 및 클러스터(30) 각각은 서로 전기적으로 연결되도록 커넥터(23, 36)가 구비되고, 상기 클러스터장착부(22)에 구비된 커넥터(23)는 차량에 설치된 각종 센서로부터 정보를 수신받는 ECU(40)와 전기적으로 연결되기 때문에 상기 클러스터(30)는 상기 클러스터(40)와 전기적으로 연결된다.
한편, 상기 클러스터(30)는 도면에 도시된 바 없지만 상기 클러스터장착부(22) 및 클러스터프레임(31) 각각에 구비된 고정클립, 고정브라켓, 고정핀 등의 체결부재를 통해 상기 클러스터장착부(22)에 고정 설치되는 것이 일반적이다.
그러나, 종래 기술에 따른 클러스터(30)는, 첫째 상기 대시보드(20)에 구비된 클러스터장착부(22)에 체결부재를 통해 고정 설치되므로 고장 발생시 교체 및 수리작업에 시간이 많이 소요되고 불편한 문제점이 있다. 둘째, 상기 다이얼(32) 및 표시수단(30)의 디자인 및 주행상태 정보의 항목은 설계구조 특성상 다른 디자인의 제품으로 교체하지 않는 변경이 불가하므로 운전자의 개인 취향을 반영하기에는 한계가 있는 문제점이 있다. 셋째, 단순히 ECU 차량의 주행상태 정보를 디스플레이하는 수단에 불과하기 때문에 오디오 및 공조장치 등의 차량 내부에 설치된 장치의 상태확인 및 조작은 대시보드의 중앙에 별도로 마련된 디스플레이수단 및 조작버튼에 의존해야 하고, 자칫 전방 미주시로 대형사고가 발생할 우려가 있는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 첫째 대시보드로부터 탈착 가능하여 종래 기술에 따른 클러스터에 비해 고장 발생시 수리작업이 용이하고, 운전자의 개인 취향에 따라 다양한 디자인으로의 업데이트 및 교체가 가능한 차량용 클러스터 시스템을 제공하는 데 있다.
둘째, ECU를 비롯한 GPS, 오디오 및 공조장치 등의 차량 내부에 설치된 장치와 통신이 가능하여 운전자의 주 시야선이 머무는 운전석 전방에서 차량의 주행상태 정보, 위치 및 경로 정보, 차량 내부에 설치된 장치의 상태를 용이하게 확인하면서 조작이 가능하고, 안전 운행을 유지할 수 있는 차량용 클러스터 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 탈착 가능한 차량용 클러스터는 차량(1)의 스티어링휠(10) 후방에 고정 설치된 대시보드(20)에 함몰 형성되고, 상기 차량(1)에 설치된 각종 센서로부터 정보를 수신받는 ECU(40) 및 배터리(50) 각각과 전기적으로 연결된 프레임장착터미널(110)이 구비된 클러스터프레임장착부(100)와, 상기 클러스터프레임장착부(100)에 고정 설치되면서 상기 프레임장착터미널(110)과 전기적으로 연결되고, 상부에 개구된 클러스터탈착홀(211)이 후방으로 하향 경사져 관통 형성된 클러스터프레임하우징(210)이 구비된 클러스터프레임(200)과, 상기 클러스터탈착홀(211)을 통해 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 후방으로 하향 경사져 슬라이딩되면서 탈착 가능하게 결합되고, 상기 ECU(40)로부터 신호를 전송받아 상기 차량(1)의 주행상태에 관련된 정보를 표시하는 클러스터단말기(300)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러스터프레임(200)은, 상기 클러스터프레임하우징(210)의 클러스터탈착홀(211)을 개방 또는 폐쇄시키도록 상기 클러스터프레임하우징(210)의 후방을 기준으로 회전 가능하게 결합된 클러스터프레임커버(220)와, 상기 클러스터프레임하우징(210)의 전방에 결합된 투명창(230)과, 상기 클러스터탈착홀(211)을 통해 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 후방으로 하향 경사진 상태로 삽입된 상기 클러스터단말기(300)가 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 정위치되도록 상기 클러스터단말기(300)를 회전 및 슬라이딩 이동시키는 회전슬라이딩부(240)와, 상기 프레임장착터미널(110)과 전기적으로 연결되도록 상기 클러스터프레임하우징(210)의 후방에 구비된 클러스터프레임커넥터(250)와, 상기 클러스터프레임커넥터(250)와 전기적으로 연결되고, 상기 클러스터탈착홀(211)을 통해 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부로 삽입된 상기 클러스터단말기(300)가 도킹되도록 상기 회전슬라이딩부(240)에 고정 설치된 클러스터도킹커넥터(260)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전슬라이딩부(240)는, 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부 후방에 고정 설치된 클러스터회전모터(241)와, 상기 클러스터회전모터(241)의 출력축과 함께 회전 가능하게 결합되고, 직선형 또는 곡선형 형상의 슬라이딩랙기어(242)와, 상기 슬라이딩랙기어(242)와 맞물려 상기 슬라이딩랙기어(242)를 따라 직선 또는 곡선으로 슬라이딩 이동하는 슬라이딩피니언기어(243)와, 상기 슬라이딩피니언기어(243)가 회전되도록 출력축이 상기 슬라이딩피니언기어(243)와 결합되고, 상기 슬라이딩피니언기어(243)와 함께 상기 슬라이딩랙기어(242)를 따라 슬라이딩 이동하는 클러스터슬라이딩모터(244)와, 상기 슬라이딩피니언기어(243)가 상기 슬라이딩랙기어(242)로부터 이탈되지 않도록 상기 슬라이딩피니언기어(243)와 연결되고, 상기 슬라이딩랙기어(242)에 함몰 형성된 가이드홈(245)에 끼워지는 가이드롤러(246)와, 상기 클러스터슬라이딩모터(244)와 함께 슬라이딩 이동되도록 상기 클러스터슬라이딩모터(244)에 고정 결합되고, 상기 클러스터탈착홀(211)의 하방에 위치하면서 상기 클러스터회전모터(241) 및 클러스터슬라이딩모터(244)에 의해 상기 클러스터단말기(300)를 수용한 상태로 회전 및 슬라이딩 이동하며, 하부에 상기 클러스터도킹커넥터(260)가 고정 설치된 클러스터리프터(247)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러스터프레임(200)은, 상기 클러스터프레임커버(220)를 회전시키는 커버회전모터(270)와, 상기 클러스터단말기(300)가 상기 클러스터프레임하우징(210)에 도킹된 상태로 자동으로 인입 또는 인출되도록 상기 커버회전모터(270), 클러스터회전모터(241) 및 클러스터슬라이딩모터(244) 각각을 시퀀스제어하는 클러스터인입출조작기(280)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러스터프레임(200)은, 상기 클러스터단말기(300)가 정위치된 클러스터프레임하우징(210)의 상방에 고정용관통홀(212)이 상하방향으로 관통 형성되고, 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 정위치된 상기 클러스터단말기(300)를 외부충격에 흔들림없이 고정시키는 클러스터고정부(290)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러스터고정부(290)는, 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 정위치된 클러스터단말기(300)의 후방을 지지하면서 고정시키도록 상기 고정용관통홀(212)의 하방으로 돌출 설치된 후방고정턱(291)과, 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 정위치된 클러스터단말기(300)의 전방을 지지하면서 고정시키도록 상기 클러스터프레임커버(220)의 하방으로 돌출 설치된 전방고정턱(292)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러스터단말기(300)는, 단말기케이스(310)와, 상기 차량(1)의 주행상태에 관련된 정보가 표시되도록 상기 단말기케이스(310)의 전면에 구비된 디스플레이패널(320)과, 상기 클러스터프레임(200) 또는 충전기(60)와 전기적으로 연결되어 도킹되도록 상기 단말기케이스(310)의 하부에 구비된 클러스터도킹터미널(330)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러스터단말기(300)는, 상기 ECU(40)로부터 신호를 전송받아 상기 차량(1)의 주행상태에 관련된 정보를 연산하는 단말기마이콤(340)과, GPS신호를 수신하여 상기 차량(1)의 위치 및 경로에 관련된 정보를 연산하는 GPS(350)와, 상기 클러스터도킹터미널(330)을 통해 상기 배터리(50) 또는 충전기(60)로부터 작동전원을 공급받는 전원공급부(360)와, 상기 단말기마이콤(340) 및 GPS(350)로부터 연산된 신호를 전송받아 상기 차량(1)의 주행상태, 위치 및 경로에 관련된 정보를 디지털신호로 변환하여 상기 디스플레이패널(320)에 디지털방식으로 표시하는 디스플레이부(370)와, 상기 디스플레이패널(320)에 표시되는 상기 차량(1)의 주행상태, 위치 및 경로에 관련된 정보를 선택적으로 확인하면서 조작할 수 있는 터치스크린 또는 푸시버튼 방식의 단말기조작부(380)와, 상기 차량(1)의 내부에 설치된 차내버튼(71)을 통해 상기 단말기조작부(380)의 기능을 수행하고, 상기 차량(1)의 내부에 설치된 오디오(72)와 연동되도록 상기 차내버튼(71) 및 오디오(72)와 유선 또는 무선으로 통신하는 통신부(390)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러스터단말기(300)는, 상기 단말기마이콤(340)의 운영소프트웨어가 저장되고, 상기 단말기케이스(310)의 내부에 고정 설치된 내장메모리(410) 및 상기 GPS(350)와 연동된 지도데이터 및 상기 운영소프트웨어의 업그레이드가 용이하도록 상기 단말기케이스(310)로부터 분리 가능한 외장메모리(420)를 각각 구비하는 메모리부(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전원공급부(360)는, 상기 작동전원을 공급받아 전기를 충전하거나 방전시키는 슈퍼커패시터(361)와, 상기 슈퍼커패시터(361)의 충전 또는 방전을 제어하는 충방전제어회로(362)와, 상기 충방전제어회로(362)와 전기적으로 연결되고, 상기 단말기마이콤(340), GPS(350), 디스플레이부(370), 단말기조작부(380) 및 통신부(390) 각각에 필요한 전압으로 변환시켜 전원을 공급하는 레귤레이터(363)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 통신부(390)는, 상기 차량(1)에 설치된 공조장치(73), 시동장치(74), 후방카메라(75) 및 블랙박스(76) 각각의 상태가 상기 디스플레이패널(320)에 각각 표시되도록 상기 공조장치(73), 시동장치(74), 후방카메라(75) 및 블랙박스(76) 각각과 유선 또는 무선으로 통신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 클러스터 시스템은, 첫째 클러스터프레임 및 클러스터단말기를 통해 대시보드로부터 탈착 가능하여 고장 발생시 수리작업이 용이하고, 운전자의 개인 취향에 따라 다양한 디자인으로의 업데이트 및 교체가 가능한 효과가 있다.
둘째, 클러스터단말기의 단말기마이콤, GPS 및 통신부를 통해 ECU를 비롯한 오디오 및 공조장치 등의 차량 내부에 설치된 장치와 통신이 가능하여 운전자의 주 시야선이 머무는 운전석 전방에서 차량의 주행상태 정보, 위치 및 경로 정보, 차량 내부에 설치된 장치의 상태를 용이하게 확인하면서 조작이 가능하고, 안전 운행을 유지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 차량용 클러스터를 도시한 사시도이고,
도 2는 도 1의 실시예 중 스티어링휠을 분리한 상태를 도시한 사시도이며,
도 3은 도 1의 실시예 중 차량용 클러스터를 분리한 상태를 도시한 사시도이고,
도 4 및 5는 도 1의 실시예를 기준으로 차량용 클러스터의 설치과정을 도시한 요부 측단면도이며,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 클러스터 시스템의 일 실시예를 도시한 사시도이고,
도 7 및 8은 도 6의 실시예를 기준으로 클러스터프레임의 설치과정을 도시한 요부 측단면도이며,
도 9 및 10은 도 6의 실시예를 기준으로 클러스터프레임의 설치과정을 도시한 사시도이고,
도 11 내지 13은 도 10의 실시예 중 클러스터프레임에 클러스터단말기가 도킹되는 과정을 도시한 사시도이며,
도 14 내지 20은 도 8의 실시예 중 클러스터프레임에 클러스터단말기가 도킹된 상태로 인입되는 과정을 확대 도시한 요부 측단면도이고,
도 21은 도 14의 실시예 중 클러스터인입출조작기와 전기적으로 연결된 클러스터회전모터, 클러스터슬라이딩모터 및 커버회전모터를 도시한 시스템블록도이며,
도 22는 도 6의 실시예 중 클러스터단말기를 도시한 정면도이고,
도 23은 도 22의 실시예 중 클러스터단말기의 세부구성을 도시한 시스템블록도이며,
도 24는 도 23의 실시예 중 전원공급부의 세부구성을 도시한 시스템블록도이고,
도 25는 도 23의 실시예 중 메모리부의 세부구성을 도시한 시스템블록도이며,
도 26은 도 22의 실시예 중 클러스터단말기의 디스플레이패널에 표시된 차량의 주행상태, 위치 및 경로에 관련된 정보의 일 실시예를 도시한 정면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 차량용 클러스터 시스템의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 차량용 클러스터 시스템은, 도 6 내지 26에 도시된 바와 같이 클러스터프레임장착부(100), 클러스터프레임(200) 및 클러스터단말기(300)를 포함하고, 상기 클러스터프레임장착부(100)는 프레임장착터미널(110)을 포함할 수 있으며, 상기 클러스터프레임(200)은 클러스터프레임하우징(210), 클러스터프레임커버(220), 투명창(230), 회전슬라이딩부(240), 클러스터프레임커넥터(250), 클러스터도킹커넥터(260), 커버회전모터(270), 클러스터인입출조작기(280) 및 클러스터고정부(290)를 포함할 수 있고, 상기 클러스터단말기(300)는 단말기케이스(310), 디스플레이패널(320), 클러스터도킹터미널(330), 단말기마이콤(340), GPS(350), 전원공급부(360), 디스플레이부(370), 단말기조작부(380), 통신부(390) 및 메모리부(400)를 포함할 수 있다.
클러스터프레임장착부(100)는 도 7, 8 및 9에 도시된 바와 같이 차량(1)의 스티어링휠(10) 후방에 고정 설치된 대시보드(20)에 함몰 형성되고, 상기 차량(1)에 설치된 각종 센서로부터 정보를 수신받는 ECU(40) 및 배터리(50) 각각과 전기적으로 연결된 프레임장착터미널(110)이 구비된다. 여기서, ECU(40)와의 전기적 연결은 후술할 클러스터단말기(300)의 디스플레이패널(320)에 상기 차량(1)의 주행상태에 관련된 정보를 표시하기 위함이다. 상기 ECU(40)는 전자제어유닛(Electronic Control Unit)으로서 자동차용 컴퓨터라 할 수 있고, ECU(40)안에는 RAM과 ROM이 있다. ECU(40)의 RAM은 자동차가 운행 중에 발생하는 여러 가지 신호를 임시로 저장하는 기능을 하며, ROM은 자동차가 움직이는데 필요한 제어용 데이터로써 설계시 만들어져 나온다. 이러한 ECU(40)는 차량의 전원이 온(on)됨과 동시에 차량에 설치된 각종 센서, 예컨대 엔진과 관련된 엔진회전수, 엔진오일량 등을 체크하는 센서와, 냉난방 관련 온도센서 등과, 안전과 관련된 에어백, 시트벨트 센서뿐만 아니라, 차량의 움직임과 관련된 속도, ABS, 좌우회전 센서 등 각종 센서로부터 정보를 수신받는다. 이때, ECU(40)로 수신 또는 전송되는 모든 신호의 통신은 자동차 통신표준인 CAN통신에 의해서 이루어진다. 상기 ECU(40)의 기능 및 작동이나 차량(1)에 설치된 각종 센서는 종래 자동차기술에서도 널리 알려져 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 상기 배터리(50)와의 전기적 연결은 후술할 클러스터단말기(300)에 전원을 공급하기 위함이다. 여기서, 상기 배터리(50)는 차량 내에 설치된 일반적인 배터리를 말하고, 이는 널리 공지된 기술이므로 그 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 상기 클러스터프레임장착부(100)에 구비된 프레임장착터미널(110)은 후술할 클러스터프레임(200)을 상기 ECU(40) 및 배터리(50)와 전기적으로 연결시키기 위함으로 상기 클러스터프레임(200)의 클러스터프레임커넥터(250)와 전기적으로 연결된다. 이때, 상기 프레임장착터미널(110)은 상기 ECU(40)의 신호가 최종적으로 상기 클러스터단말기(300)로 전송될 수 있도록 데이터통신용 배선이 연결된 터미널이 사용된다.
또한, 상기 클러스터프레임장착부(100)는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 클러스터프레임(200)이 삽입되어 고정 설치될 수 있도록 상기 대시보드(20)의 전면 및 상면 일부가 개방된 상태로 함몰 형성되고, 상기 클러스터프레임(200)의 형상에 대응한 모양으로 함몰 형성될 수 있다.
또한, 상기 클러스터프레임장착부(100)는 도면에 도시된 바 없지만 상기 클러스터프레임(200)이 고정 설치될 수 있도록 고정클립, 고정브라켓, 고정핀 등의 체결부재를 체결시키는 체결수단이 구비된다.
클러스터프레임(200)은 도 6 내지 14에 도시된 바와 같이 상기 클러스터프레임장착부(100)에 고정 설치되면서 상기 프레임장착터미널(110)과 전기적으로 연결되고, 클러스터프레임하우징(210), 클러스터프레임커버(220), 투명창(230), 회전슬라이딩부(240), 클러스터프레임커넥터(250), 클러스터도킹커넥터(260), 커버회전모터(270), 클러스터인입출조작기(280) 및 클러스터고정부(290)를 포함할 수 있다.
클러스터프레임하우징(210)은 상기 클러스터프레임장착부(100)에 고정 설치되고, 상부에는 개구된 클러스터탈착홀(211)이 후방으로 하향 경사져 관통 형성되며, 내부에는 상기 클러스터단말기(300)가 수용되는 공간이 마련된다. 여기서, 상부에 상기 클러스터탈착홀(211)을 후방으로 하향 경사져 관통 형성시킨 이유는 도 12에 도시된 바와 같이 운전자가 후술할 클러스터단말기(300)를 후방으로 하향 경사져 비스듬히 눕혀 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 용이하게 도킹(혹은 삽입) 가능하도록 하기 위함이고, 상기 클러스터탈착홀(211)을 통해 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 도킹된 상기 클러스터단말기(300)는 상기 회전슬라이딩부(240) 및 클러스터인입출조작기(280)를 통해 자동으로 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부로 이동되어 정위치에 고정된다.
클러스터프레임커버(220)는 상기 클러스터프레임하우징(210)의 클러스터탈착홀(211)을 개방 또는 폐쇄시키도록 상기 클러스터프레임하우징(210)의 후방을 기준으로 회전 가능하게 결합된다. 즉, 상기 커버회전모터(270)가 상기 클러스터프레임하우징(210)의 후방 상부에 고정 설치되면서 상기 커버회전모터(270)의 출력축과 결합된 하우징스퍼기어(271) 및 상기 하우징스퍼기어(271)와 맞물리고, 상기 클러스터프레임커버(220)의 후방에 고정 설치된 커버스퍼기어(271)를 통해 상기 커버회전모터(270)의 회전력으로 상기 클러스터프레임하우징(210)의 후방을 기준으로 회전 가능하게 결합되는 것이다.
투명창(230)은 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 도킹되는 상기 클러스터단말기(300)가 보호되도록 상기 클러스터프레임하우징(210)의 전방에 결합된다. 상기 클러스터단말기(300)에 표시되는 상기 차량(1)의 주행상태, 위치 및 경로에 관련된 정보가 확대되어 표시될 수 있도록 볼록렌즈가 사용될 수 있다.
회전슬라이딩부(240)는 상기 클러스터탈착홀(211)을 통해 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 후방으로 하향 경사진 상태로 삽입된 상기 클러스터단말기(300)가 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 정위치되도록 상기 클러스터단말기(300)를 회전 및 슬라이딩 이동시키고, 이를 위해 도 14에 도시된 바와 같이 클러스터회전모터(241), 슬라이딩랙기어(242), 슬라이딩피니언기어(243), 클러스터슬라이딩모터(244), 가이드롤러(246) 및 클러스터리프터(247)를 포함할 수 있다.
클러스터회전모터(241)는 상기 슬라이딩랙기어(242)가 일정한 각도로 회전 가능하도록 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부 후방에 고정 설치되고, 일정한 각도로 정역회전 가능하도록 스텝모터가 사용될 수 있다. 출력축은 상기 슬라이딩랙기어(242)에 결합되어 회전력이 상기 슬라이딩랙기어(242)에 전달되도록 한다. 이는 상기 클러스터단말기(300)가 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에서 회전이동하면서 정위치로 이동될 수 있도록 하기 위함이다. 여기서, 상기 클러스터단말기(300)의 정위치라 함은 도 18 및 19에 도시된 바와 같이 상기 클러스터탈착홀(211)을 통해 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 후방으로 하향 경사져 슬라이딩 이동된 상기 클러스터단말기(300)의 상부를 상기 클러스터프레임하우징(210)의 상방으로 일정각도로 회전이동시켜 고정된 위치를 말한다.
슬라이딩랙기어(242)는 상기 클러스터회전모터(241)의 출력축과 함께 회전 가능하게 결합되고, 직선형 또는 곡선형의 형상으로 제작될 수 있다. 슬라이딩피니언기어(243)는 상기 슬라이딩랙기어(242)와 맞물려 상기 슬라이딩랙기어(242)를 따라 직선 또는 곡선으로 슬라이딩 이동한다. 즉, 상기 슬라이딩랙기어(242)가 직선형일 경우 슬라이딩피니언기어(243)는 상기 슬라이딩랙기어(242)를 따라 직선으로 슬라이딩 이동하고, 상기 슬라이딩랙기어(242)가 곡선형일 경우 슬라이딩피니언기어(243)는 상기 슬라이딩랙기어(242)를 따라 곡선으로 슬라이딩 이동하는 것이다. 이는, 상기 클러스터단말기(300)를 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에서 직선 또는 곡선으로 슬라이딩 이동시키기 위함이다.
클러스터슬라이딩모터(244)는 상기 슬라이딩피니언기어(243)가 회전되도록 출력축이 상기 슬라이딩피니언기어(243)와 결합되고, 상기 슬라이딩피니언기어(243)와 함께 상기 슬라이딩랙기어(242)를 따라 슬라이딩 이동한다.
가이드롤러(246)는 상기 슬라이딩피니언기어(243)가 상기 슬라이딩랙기어(242)로부터 이탈되지 않도록 상기 슬라이딩피니언기어(243)와 연결되고, 상기 슬라이딩랙기어(242)에 함몰 형성된 가이드홈(245)에 끼워진다. 즉, 상기 가이드롤러(246)는 서로 맞물린 상기 슬라이딩랙기어(242) 및 슬라이딩피니언기어(243)의 반대방향으로 상기 슬라이딩랙기어(242)에 함몰 형성된 가이드홈(245)에 끼워짐으로써 상기 슬라이딩피니언기어(243)가 상기 슬라이딩랙기어(242)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
클러스터리프터(247)는 상기 클러스터슬라이딩모터(244)와 함께 슬라이딩 이동되도록 상기 클러스터슬라이딩모터(244)에 고정 결합되고, 상기 클러스터탈착홀(211)의 하방에 위치하면서 상기 클러스터회전모터(241) 및 클러스터슬라이딩모터(244)에 의해 상기 클러스터단말기(300)를 수용한 상태로 회전 및 슬라이딩 이동하며, 하부에 상기 클러스터도킹커넥터(260)가 고정 설치된다. 여기서, 상기 클러스터리프터(247)는 도면에 도시된 바는 없지만 상기 클러스터단말기(300)가 도킹된 경우 상기 클러스터단말기(300)가 회전 및 슬라이딩 이동하면서 이탈되지 않도록 전자제어로 작동되는 잠금수단이 구비될 수 있다. 그리고, 투명한 재질이고, 상기 클러스터단말기(300)의 하면과 함께 좌우 양측의 전면 및 측면 일부만 수용되도록 하여 상기 클러스터리프터(247)로 인하여 상기 클러스터단말기(300)의 디스플레이패널(320)이 가리지 않도록 한다.
클러스터프레임커넥터(250)는 상기 프레임장착터미널(110)과 전기적으로 연결되도록 상기 클러스터프레임하우징(210)의 후방에 구비되고, 상기 프레임장착터미널(110)과 마찬가지로 상기 ECU(40)의 신호가 최종적으로 상기 클러스터단말기(300)로 전송될 수 있도록 데이터통신용 배선이 연결된 커넥터가 사용된다.
클러스터도킹커넥터(260)는 상기 클러스터프레임커넥터(250)와 전기적으로 연결되고, 상기 클러스터탈착홀(211)을 통해 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부로 삽입된 상기 클러스터단말기(300)가 도킹되도록 상기 회전슬라이딩부(240)에 고정 설치된다. 여기서, 상기 클러스터도킹커넥터(260)는 상기 클러스터단말기(300)에 전기를 공급함과 동시에 데이터통신도 가능하도록 USB소켓이 설치될 수 있다. USB(Universal serial bus)로 주로 PC의 주변기기를 연결하기 위한 포트로서 데이터선과 전원공급선이 각각 있어 스마트폰과 같은 휴대용 단말기 역시 PC와의 데이터통신 및 전기충전이 가능하므로, 상기 차량(1)의 ECU(40) 및 클러스터단말기(300) 간의 데이터통신 및 전력공급이 가능하다.
커버회전모터(270)는 상기 클러스터프레임커버(220)를 회전시키도록 상기 클러스터프레임하우징(210)의 후방 상부에 고정 설치되고, 일정한 각도로 정역회전 가능하도록 스텝모터가 사용될 수 있다. 즉, 상기 커버회전모터(270)와 함께 상기 커버회전모터(270)의 출력축과 결합된 하우징스퍼기어(271) 및 상기 하우징스퍼기어(271)와 맞물리고, 상기 클러스터프레임커버(220)의 후방에 고정 설치된 커버스퍼기어(271)를 통해 상기 커버회전모터(270)의 회전력으로 상기 클러스터프레임하우징(210)의 후방을 기준으로 회전 가능하게 결합되는 것이다.
클러스터인입출조작기(280)는 도 14 및 21에 도시된 바와 같이 상기 클러스터단말기(300)가 상기 클러스터프레임하우징(210)에 도킹된 상태로 자동으로 인입 또는 인출되도록 상기 커버회전모터(270), 클러스터회전모터(241) 및 클러스터슬라이딩모터(244) 각각을 시퀀스제어한다. 운전자의 조작이 용이하도록 버튼식으로 상기 클러스터프레임하우징(210)의 전방에 설치될 수 있으며, 이에 국한되지 않고 상기 차량(1)의 스티어링휠(10)에 설치된 차내버튼(71)으로도 조작 가능하게 제작될 수도 있다.
구체적으로, 클러스터인입출조작기(280)의 시퀀스제어의 일 실시예로서 상기 클러스터프레임(200)에 상기 클러스터단말기(300)가 도킹된 상태로 인입되는 과정을 도 14 내지 20을 참조하면서 상세히 설명한다.
먼저, 도 14에 도시된 바와 같이 상기 커버회전모터(270)의 회전제어로 상기 클러스터프레임커버(220)의 전방이 상승하여 상기 클러스터프레임하우징(210)의 클러스터탈착홀(211)이 개방되도록 상기 클러스터프레임커버(220)를 회전시킨다.
다음으로, 도 15 및 16에 도시된 바와 같이 운전자가 상기 클러스터단말기(300)를 하향 경사지게 비스듬히 눕혀 상기 클러스터탈착홀(211)에 삽입시킨다. 이때, 상기 클러스터프레임(200)의 클러스터도킹커넥터(260)에 상기 클러스터단말기(300)의 클러스터도킹터미널(330)이 도킹되면 이를 자동으로 감지하여 상기 클러스터슬라이딩모터(244)가 회전제어되고, 상기 클러스터리프터(247)와 함께 상기 클러스터단말기(300)가 상기 슬라이딩랙기어(242)를 따라 상기 클러스터프레임하우징(210)의 하방으로 슬라이딩 이동한다.
다음으로, 도 17 및 18에 도시된 바와 같이 상기 클러스터리프터(247)가 하방으로 슬라이딩 이동하면서 상기 슬라이딩랙기어(242)의 일정높이에 도달하면 클러스터회전모터(241) 및 클러스터슬라이딩모터(244)가 동시에 회전제어된다. 이는 상기 클러스터리프터(247)와 함께 상기 클러스터단말기(300)가 상기 슬라이딩랙기어(242)를 따라 상기 클러스터프레임하우징(210)의 하방으로 슬라이딩 이동하면서 상기 슬라이딩랙기어(242)를 회전이동시켜 상기 클러스터단말기(300)를 상기 클러스터프레임하우징(210)의 정위치에 위치되도록 하기 위함이다.
마지막으로, 도 19 및 20에 도시된 바와 같이 상기 클러스터단말기(300)가 상기 클러스터프레임하우징(210)의 정위치에 도달하여 상기 클러스터단말기(300)의 후방 상부가 상기 클러스터고정부(290)의 후방고정턱(291)에 접촉되면 이를 자동으로 감지하여 다시 상기 커버회전모터(270)가 회전제어된다. 상기 커버회전모터(270)의 회전제어로 상기 클러스터프레임커버(220)의 후방이 상승하여 상기 클러스터프레임하우징(210)의 클러스터탈착홀(211)이 폐쇄되도록 상기 클러스터프레임커버(220)를 회전시킨다.
한편, 도면에 도시된 바 없지만 상기 클러스터인입출조작기(280)의 시퀀스제어에 의해 상기 클러스터프레임(200)로부터 상기 클러스터단말기(300)가 인출되는 과정은 상술한 인입과정의 역순으로 용이하게 자동으로 인출 가능하고, 버튼입력과 같은 운전자의 조작으로 상기 클러스터인입출조작기(280)에 인출신호를 입력함으로써 가능하다.
클러스터고정부(290)는 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 정위치된 상기 클러스터단말기(300)를 외부충격에 흔들림없이 고정시키기 위해 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 정위치된 클러스터단말기(300)의 후방을 지지하면서 고정시키도록 상기 클러스터단말기(300)가 정위치된 클러스터프레임하우징(210)의 상방에 상하방향으로 관통 형성된 고정용관통홀(212)의 하방으로 돌출 설치된 후방고정턱(291)과, 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 정위치된 클러스터단말기(300)의 전방을 지지하면서 고정시키도록 상기 클러스터프레임커버(220)의 하방으로 돌출 설치된 전방고정턱(292)을 포함한다. 즉, 상기 클러스터프레임커버(220)가 폐쇄된 상태에서는 상기 후방고정턱(291) 및 전방고정턱(292)을 통해 상기 클러스터단말기(300)가 후방 및 전방으로 흔들림없이 지지되면서 고정되는 것이다.
더하여, 도 7 및 8은 상기 클러스터프레임(200)을 상기 클러스터프레임장착부(100)에 설치하는 과정을 도시한 요부 측단면도이고, 도 9 및 10은 상기 클러스터프레임(200)을 상기 클러스터프레임장착부(100)에 설치하는 과정을 도시한 사시도로서, 상술한 바와 같이 상기 차량(1)의 스티어링휠(10) 후방에 고정 설치된 대시보드(20)에 함몰 형성된 상기 클러스터프레임장착부(100)에 상기 클러스터프레임(200)이 고정 설치되면서, 프레임장착터미널(110) 및 클러스터프레임커넥터(250)를 통해 상기 클러스터프레임장착부(100) 및 클러스터프레임(200)이 서로 전기적으로 연결됨을 확인할 수 있다. 이때, 도면에 도시된 바는 없지는 상기 클러스터프레임장착부(100)로의 상기 클러스터프레임(200)의 고정 설치는 고정클립, 고정브라켓, 고정핀 등의 널리 공지된 체결부재를 통해 용이하게 고정 설치될 수 있다.
한편, 상기 클러스터프레임(200)은 도면에 도시된 바 없지만 야간시 상기 클러스터단말기(300)의 시인성을 더욱 높이기 위해 상기 클러스터프레임하우징(220)의 내부에 조명수단이 구비될 수도 있다.
클러스터단말기(300)는 도 6, 12, 15, 22 및 23에 도시된 바와 같이 상기 클러스터탈착홀(211)을 통해 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 후방으로 하향 경사져 슬라이딩되면서 탈착 가능하게 결합되고, 상기 ECU(40)로부터 신호를 전송받아 상기 차량(1)의 주행상태에 관련된 정보를 표시한다. 이를 위해 단말기케이스(310), 디스플레이패널(320), 클러스터도킹터미널(330), 단말기마이콤(340), GPS(350), 전원공급부(360), 디스플레이부(370), 단말기조작부(380), 통신부(390) 및 메모리부(400)를 포함할 수 있다.
단말기케이스(310)는 전면에는 상기 디스플레이패널(320) 및 단말기조작부(380)가 구비되고, 하면에는 상기 클러스터도킹터미널(330)이 구비되며, 내부에는 상기 단말기마이콤(340), GPS(350), 전원공급부(360), 디스플레이부(370), 통신부(390) 및 메모리부(400)가 설치된 케이싱수단으로서, 외부충격으로부터 내부에 설치된 부품을 보호할 수 있도록 강화플라스틱 또는 메탈 소재로 제작될 수 있다. 그리고, 내부 부품의 교체 및 수리가 용이하도록 전면 및 후면이 서로 분리 가능하다.
디스플레이패널(320)은 상기 차량(1)의 주행상태에 관련된 정보가 표시되도록 상기 단말기케이스(310)의 전면에 구비되고, 전력소모가 낮으면서 슬림한 사이즈의 TFT LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display Panel) 또는 LED(Light Emitting Diode) 방식이 적용될 수 있다. 그리고, 상기 디스플레이패널(320)은 상기 디스플레이부(370) 및 통신부(390)를 통해 상기 차량(1)의 주행상태에 관련된 정보와 더불어 상기 차량(1)의 위치 및 경로에 관련된 정보, 상기 차량의 내부에 설치된 각종 장치의 상태정보도 표시하고, 이는 상기 디스플레이부(370) 및 통신부(390)에서 상세히 설명한다.
클러스터도킹터미널(330)은 상기 클러스터프레임(200) 또는 충전기(60)와 전기적으로 연결되어 도킹되도록 상기 단말기케이스(310)의 하부에 구비되고, 전력공급 및 데이터통신이 가능한 USB 소켓의 상기 클러스터도킹커넥터(260)와 대응한 USB 터미널이 적용될 수 있으나, 이에 국한되지 않고 전력공급 및 데이터통신이 가능한 커넥팅수단이라면 모두 적용될 수 있다.
단말기마이콤(340)은 상기 ECU(40)로부터 신호를 전송받아 상기 차량(1)의 주행상태에 관련된 정보를 연산하는 디스플레이제어수단으로서, 디스플레이부(370)에 상기 차량(1)의 주행상태에 관련된 정보신호를 송신한다. 여기서, 주행상태에 관련된 정보신호는 차량에 설치된 각종 센서, 예컨대 엔진과 관련된 엔진회전수, 엔진오일량 등을 체크하는 센서와, 냉난방 관련 온도센서 등과, 안전과 관련된 에어백, 시트벨트 센서뿐만 아니라, 차량의 움직임과 관련된 속도, ABS, 좌우회전 센서 등 각종 센서로부터의 정보가 해당될 수 있다.
GPS(350)는 GPS신호를 수신하여 상기 차량(1)의 위치 및 경로에 관련된 정보를 연산하고, 상기 디스플레이부(370)로 연산된 상기 차량(1)의 위치 및 경로에 관련된 정보를 전송한다. 이는 상기 디스플레이패널(320)에 상기 차량(1)의 위치 및 경로에 관련된 정보 즉, 네비게이션 기능이 표시되도록 하기 위함이다.
전원공급부(360)는 상기 클러스터도킹터미널(330)을 통해 상기 배터리(50) 또는 충전기(60)로부터 작동전원을 공급받는다. 상기 작동전원을 공급받아 전기를 충전하거나 방전시키는 슈퍼커패시터(361) 및 상기 슈퍼커패시터(361)의 충전 또는 방전을 제어하는 충방전제어회로(362)를 구비한다. 그리고, 상기 충방전제어회로(362)와 전기적으로 연결되고, 상기 단말기마이콤(340), GPS(350), 디스플레이부(370), 단말기조작부(380) 및 통신부(390) 각각에 필요한 전압으로 변환시켜 전원을 공급하는 레귤레이터(363)를 더 포함한다. 여기서, 슈퍼커패시터(361)는 커패시터(혹은 콘덴서)의 성능 중 특히 전기 용량의 성능을 중점적으로 강화한 전지의 목적으로 사용하도록 한 부품으로서, 2차전지(혹은 배터리) 및 일반커패시터에 비해 충방전 효율이 우수하기 때문에 전지로서의 수명을 크게 연장시킬 수 있다. 따라서, 상기 클러스터단말기(300)를 배터리(50) 또는 충전기(60)에 연결시키지 않더라도 휴대용으로서도 장시간 사용할 수 있다. 상기 레귤레이터(363)은 조정기기의 총칭으로서 본발명에서는 전압 또는 전류 조정기이고, 안정되고 일정한 전원을 상기 클러스터단말기(300)의 부품 각각에 공급할 수 있다. 상기 배터리(50)는 상기 차량(1) 내에 설치된 것으로 상기 클러스터프레임장착부(100)의 프레임장착터미널(110)과 전기적으로 연결됨으로써, 최종적으로 클러스터프레임커넥터(250), 클러스터도킹커넥터(260) 및 클러스터도킹터미널(330)을 통해 상기 전원공급부(360)와 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 충전기(60)는 상용전원과 전기적으로 연결 가능하고 휴대 가능한 것으로, 상기 클러스터단말기(300)를 상기 클러스터프레임(200)으로부터 탈거(혹은 분리)하여 상용전원으로 직접 충전할 수 있다.
디스플레이부(370)는 상기 단말기마이콤(340) 및 GPS(350)로부터 연산된 신호를 전송받아 상기 차량(1)의 주행상태, 위치 및 경로에 관련된 정보를 디지털신호로 변환하여 상기 디스플레이패널(320)에 디지털방식으로 표시한다. 즉, 차량속도(km/h), 회전속도(rpm), 냉각수온도, 연료량 등을 표시하기 위해 포인터 및 포인터구동모터가 구비되어야 하는 아날로그식 및 아날로그 앤 디지털식이 아닌 상기 차량(1)의 주행상태, 위치 및 경로에 관련된 정보를 모두 디지털식으로 표시함으로써, 숫자로 수치화된 정확한 정보로 운전자가 용이하게 인지할 수 있고, 클러스터자체의 크기를 대폭 줄일 수 있는 효과가 있다.
단말기조작부(380)는 상기 디스플레이패널(320)에 표시되는 상기 차량(1)의 주행상태, 위치 및 경로에 관련된 정보를 선택적으로 확인하면서 조작할 수 있도록 터치스크린 또는 푸시버튼 방식이 적용될 수 있다. 예컨대, 도 22는 상기 단말기케이스(310)에 고정 설치된 푸시버튼 방식을 도시한 것이다. 그리고, 단말기조작부(380)는 상기 클러스터단말기(300)를 상기 클러스터프레임(200)에 도킹시에는 작동불가상태로 오작동을 방지하고, 부품교체, 업그레이드 및 휴대의 목적으로 상기 클러스터단말기(300)를 상기 클러스터프레임(200)로부터 탈거시에만 사용가능하도록 사전에 프로그램화되어 설정될 수 있다.
통신부(390)는 상기 차량(1)의 내부에 설치된 차내버튼(71)을 통해 상기 단말기조작부(380)의 기능을 수행하고, 상기 차량(1)의 내부에 설치된 오디오(72)와 연동되도록 상기 차내버튼(71) 및 오디오(72)와 유선 또는 무선으로 통신한다. 즉, 상기 클러스터단말기(300)를 상기 클러스터프레임(200)에 도킹시에는 상기 차량(1)의 내부에 설치된 차내버튼(71)을 통해 운전자가 용이하게 상기 단말기조작부(380)의 기능을 수행할 수 있도록 하기 위함으로서, 예컨대 도 7에 도시된 바와 같이 상기 스티어링휠(10)에 설치된 차내버튼(71)과 전기적으로 연결되면서 통신 가능하도록 한다. 그리고, 상기 통신부(390)는 도 21에 도시된 바와 같이 상기 차내버튼(71) 및 오디오(72)와의 통신에 국한되지 않고, 상기 차량(1)에 설치된 공조장치(73), 시동장치(74), 후방카메라(75) 및 블랙박스(76) 각각의 상태가 상기 디스플레이패널(320)에 각각 표시되도록 상기 공조장치(73), 시동장치(74), 후방카메라(75) 및 블랙박스(76) 각각과 유선 또는 무선으로 통신할 수도 있다. 또한, 스마트폰 및 PC와의 무선통신 및 인터넷 사용을 위해 블루투스(bluetooth) 및 와이파이(Wi-Fi) 기능을 포함함으로써, 전화착신알림 및 문자알림 등의 스마트폰 상태가 상기 디스플레이패널(320)에 표시되고, 상기 메모리부(400)에 저장된 운영소프트웨어 및 지도데이터를 무선통신 및 인터넷을 통해 용이하게 업데이트할 수 있다.
메모리부(400)는 도 21 및 23에 도시된 바와 같이 상기 단말기마이콤(340)의 운영소프트웨어가 저장되고, 상기 단말기케이스(310)의 내부에 고정 설치된 내장메모리(410) 및 상기 GPS(350)와 연동된 지도데이터 및 상기 운영소프트웨어의 업그레이드가 용이하도록 상기 단말기케이스(310)로부터 분리 가능한 외장메모리(420)를 각각 구비한다. 즉, 상기 클러스터단말기(300)를 상기 클러스터프레임(200)으로부터 탈거한 다음 상기 외장메모리(420)를 분리하여 PC를 통해 상기 지도데이터 및 운영소프트웨어를 업그레이드하거나, 상술한 통신부를 통해 무선통신으로 손쉽게 업그레이드할 수 있다.
더하여, 도 26은 상기 클러스터단말기(300)의 디스플레이패널(320)에 표시된 차량의 주행상태, 위치 및 경로에 관련된 정보의 일 실시예를 도시한 정면도로서, 이 외에도 상기 통신부(390)를 통해 차량에 설치된 각종 센서, 예컨대 엔진과 관련된 엔진회전수, 엔진오일량 등을 체크하는 센서와, 냉난방 관련 온도센서 등과, 안전과 관련된 에어백, 시트벨트 센서뿐만 아니라, 차량의 움직임과 관련된 속도, ABS, 좌우회전 센서 등 각종 센서로부터의 정보, 공조장치(73), 시동장치(74), 후방카메라(75) 및 블랙박스(76) 각각의 상태정보가 상기 단말기조작부(380)의 조작으로 선택적으로 표시되면서 조작될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 차량용 클러스터 시스템은, 첫째 클러스터프레임(200) 및 클러스터단말기(300)를 통해 대시보드(20)로부터 탈착 가능하여 고장 발생시 수리작업이 용이하고, 운전자의 개인 취향에 따라 다양한 디자인으로의 업데이트 및 교체가 가능한 효과가 있다.
둘째, 클러스터단말기(300)의 단말기마이콤(340), GPS(350) 및 통신부(390)를 통해 ECU(40)를 비롯한 오디오(72) 및 공조장치(73) 등의 차량 내부에 설치된 장치와 통신이 가능하여 운전자의 주 시야선이 머무는 운전석 전방에서 차량의 주행상태 정보, 위치 및 경로 정보, 차량 내부에 설치된 장치의 상태를 용이하게 확인하면서 조작이 가능하고, 안전 운행을 유지할 수 있는 효과가 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
1 : 차량
10 : 스티어링휠
20 : 대시보드
40 : ECU
50 : 배터리
60 : 충전기
71 : 차내버튼 72 : 오디오
73 : 공조장치 74 : 시동장치
75 : 후방카메라 76 : 블랙박스
100 : 클러스터프레임장착부 110 : 프레임장착터미널
200 : 클러스터프레임 210 : 클러스터프레임하우징
220 : 클러스터프레임커버 230 : 투명창
240 : 회전슬라이딩부 250 : 클러스터프레임커넥터
260 : 클러스터도킹커넥터 270 : 커버회전모터
280 : 클러스터인입출조작기 290 : 클러스터고정부
300 : 단말기케이스 310 : 단말기케이스
320 : 디스플레이패널 330 : 클러스터도킹터미널
340 : 단말기마이콤 350 : GPS
360 : 전원공급부 370 : 디스플레이부
380 : 단말기조작부 390 : 통신부
400 : 메모리부

Claims (11)

  1. 차량(1)의 스티어링휠(10) 후방에 고정 설치된 대시보드(20)에 함몰 형성되고, 상기 차량(1)에 설치된 각종 센서로부터 정보를 수신받는 ECU(40) 및 배터리(50) 각각과 전기적으로 연결된 프레임장착터미널(110)이 구비된 클러스터프레임장착부(100)와,
    상기 클러스터프레임장착부(100)에 고정 설치되면서 상기 프레임장착터미널(110)과 전기적으로 연결되고, 상부에 개구된 클러스터탈착홀(211)이 후방으로 하향 경사져 관통 형성된 클러스터프레임하우징(210)이 구비된 클러스터프레임(200)과,
    상기 클러스터탈착홀(211)을 통해 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 후방으로 하향 경사져 슬라이딩되면서 탈착 가능하게 결합되고, 상기 ECU(40)로부터 신호를 전송받아 상기 차량(1)의 주행상태에 관련된 정보를 표시하는 클러스터단말기(300)를 포함하고,
    상기 클러스터프레임(200)은,
    상기 클러스터프레임하우징(210)의 클러스터탈착홀(211)을 개방 또는 폐쇄시키도록 상기 클러스터프레임하우징(210)의 후방을 기준으로 회전 가능하게 결합된 클러스터프레임커버(220)와,
    상기 클러스터프레임하우징(210)의 전방에 결합된 투명창(230)과,
    상기 클러스터탈착홀(211)을 통해 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 후방으로 하향 경사진 상태로 삽입된 상기 클러스터단말기(300)가 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 정위치되도록 상기 클러스터단말기(300)를 회전 및 슬라이딩 이동시키는 회전슬라이딩부(240)와,
    상기 프레임장착터미널(110)과 전기적으로 연결되도록 상기 클러스터프레임하우징(210)의 후방에 구비된 클러스터프레임커넥터(250)와,
    상기 클러스터프레임커넥터(250)와 전기적으로 연결되고, 상기 클러스터탈착홀(211)을 통해 상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부로 삽입된 상기 클러스터단말기(300)가 도킹되도록 상기 회전슬라이딩부(240)에 고정 설치된 클러스터도킹커넥터(260)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러스터 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전슬라이딩부(240)는,
    상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부 후방에 고정 설치된 클러스터회전모터(241)와,
    상기 클러스터회전모터(241)의 출력축과 함께 회전 가능하게 결합되고, 직선형 또는 곡선형 형상의 슬라이딩랙기어(242)와,
    상기 슬라이딩랙기어(242)와 맞물려 상기 슬라이딩랙기어(242)를 따라 직선 또는 곡선으로 슬라이딩 이동하는 슬라이딩피니언기어(243)와,
    상기 슬라이딩피니언기어(243)가 회전되도록 출력축이 상기 슬라이딩피니언기어(243)와 결합되고, 상기 슬라이딩피니언기어(243)와 함께 상기 슬라이딩랙기어(242)를 따라 슬라이딩 이동하는 클러스터슬라이딩모터(244)와,
    상기 슬라이딩피니언기어(243)가 상기 슬라이딩랙기어(242)로부터 이탈되지 않도록 상기 슬라이딩피니언기어(243)와 연결되고, 상기 슬라이딩랙기어(242)에 함몰 형성된 가이드홈(245)에 끼워지는 가이드롤러(246)와,
    상기 클러스터슬라이딩모터(244)와 함께 슬라이딩 이동되도록 상기 클러스터슬라이딩모터(244)에 고정 결합되고, 상기 클러스터탈착홀(211)의 하방에 위치하면서 상기 클러스터회전모터(241) 및 클러스터슬라이딩모터(244)에 의해 상기 클러스터단말기(300)를 수용한 상태로 회전 및 슬라이딩 이동하며, 하부에 상기 클러스터도킹커넥터(260)가 고정 설치된 클러스터리프터(247)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러스터 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 클러스터프레임(200)은,
    상기 클러스터프레임커버(220)를 회전시키는 커버회전모터(270)와,
    상기 클러스터단말기(300)가 상기 클러스터프레임하우징(210)에 도킹된 상태로 자동으로 인입 또는 인출되도록 상기 커버회전모터(270), 클러스터회전모터(241) 및 클러스터슬라이딩모터(244) 각각을 시퀀스제어하는 클러스터인입출조작기(280)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러스터 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 클러스터프레임(200)은,
    상기 클러스터단말기(300)가 정위치된 클러스터프레임하우징(210)의 상방에 고정용관통홀(212)이 상하방향으로 관통 형성되고,
    상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 정위치된 상기 클러스터단말기(300)를 외부충격에 흔들림없이 고정시키는 클러스터고정부(290)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러스터 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 클러스터고정부(290)는,
    상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 정위치된 클러스터단말기(300)의 후방을 지지하면서 고정시키도록 상기 고정용관통홀(212)의 하방으로 돌출 설치된 후방고정턱(291)과,
    상기 클러스터프레임하우징(210)의 내부에 정위치된 클러스터단말기(300)의 전방을 지지하면서 고정시키도록 상기 클러스터프레임커버(220)의 하방으로 돌출 설치된 전방고정턱(292)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러스터 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 클러스터단말기(300)는,
    단말기케이스(310)와,
    상기 차량(1)의 주행상태에 관련된 정보가 표시되도록 상기 단말기케이스(310)의 전면에 구비된 디스플레이패널(320)과,
    상기 클러스터프레임(200) 또는 충전기(60)와 전기적으로 연결되어 도킹되도록 상기 단말기케이스(310)의 하부에 구비된 클러스터도킹터미널(330)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러스터 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 클러스터단말기(300)는,
    상기 ECU(40)로부터 신호를 전송받아 상기 차량(1)의 주행상태에 관련된 정보를 연산하는 단말기마이콤(340)과,
    GPS신호를 수신하여 상기 차량(1)의 위치 및 경로에 관련된 정보를 연산하는 GPS(350)와,
    상기 클러스터도킹터미널(330)을 통해 상기 배터리(50) 또는 충전기(60)로부터 작동전원을 공급받는 전원공급부(360)와,
    상기 단말기마이콤(340) 및 GPS(350)로부터 연산된 신호를 전송받아 상기 차량(1)의 주행상태, 위치 및 경로에 관련된 정보를 디지털신호로 변환하여 상기 디스플레이패널(320)에 디지털방식으로 표시하는 디스플레이부(370)와,
    상기 디스플레이패널(320)에 표시되는 상기 차량(1)의 주행상태, 위치 및 경로에 관련된 정보를 선택적으로 확인하면서 조작할 수 있는 터치스크린 또는 푸시버튼 방식의 단말기조작부(380)와,
    상기 차량(1)의 내부에 설치된 차내버튼(71)을 통해 상기 단말기조작부(380)의 기능을 수행하고, 상기 차량(1)의 내부에 설치된 오디오(72)와 연동되도록 상기 차내버튼(71) 및 오디오(72)와 유선 또는 무선으로 통신하는 통신부(390)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러스터 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 클러스터단말기(300)는,
    상기 단말기마이콤(340)의 운영소프트웨어가 저장되고, 상기 단말기케이스(310)의 내부에 고정 설치된 내장메모리(410) 및 상기 GPS(350)와 연동된 지도데이터 및 상기 운영소프트웨어의 업그레이드가 용이하도록 상기 단말기케이스(310)로부터 분리 가능한 외장메모리(420)를 각각 구비하는 메모리부(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러스터 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 전원공급부(360)는,
    상기 작동전원을 공급받아 전기를 충전하거나 방전시키는 슈퍼커패시터(361)와,
    상기 슈퍼커패시터(361)의 충전 또는 방전을 제어하는 충방전제어회로(362)와,
    상기 충방전제어회로(362)와 전기적으로 연결되고, 상기 단말기마이콤(340), GPS(350), 디스플레이부(370), 단말기조작부(380) 및 통신부(390) 각각에 필요한 전압으로 변환시켜 전원을 공급하는 레귤레이터(363)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러스터 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 통신부(390)는,
    상기 차량(1)에 설치된 공조장치(73), 시동장치(74), 후방카메라(75) 및 블랙박스(76) 각각의 상태가 상기 디스플레이패널(320)에 각각 표시되도록 상기 공조장치(73), 시동장치(74), 후방카메라(75) 및 블랙박스(76) 각각과 유선 또는 무선으로 통신하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러스터 시스템.
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