KR101689092B1 - 자동차용 스티어링 휠 열선 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 스티어링 휠 열선 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 자동차의 내외부 온도 및 운전자의 손 온도를 측정하고 상기 측정된 온도에 따라 발열량을 조절함으로써 열선의 전력소비의 효율성이 향상되고 운전자에게 신속하고 안정적인 온도를 제공할 수 있다.

Description

자동차용 스티어링 휠 열선 장치 및 그 제어 방법{Apparatus and Method for Controlling Heat-Steering for Vehicle}

본 발명은 자동차용 스티어링 휠 열선 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 자동차의 내외부 및 운전자 상태에 따라 열선의 발열량을 조절할 수 있는 스티어링 휠 열선 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

자동차용 스티어링 휠은 운전자의 피부가 직접 접촉하는 기구로서, 스티어링 휠의 온도가 너무 낮은 경우 운전자에게 불편함을 유발하고, 이는 자동차의 조향을 불안정하게 하여 사고를 유발하는 원인이 될 수도 있다.

스티어링 휠의 온도가 낮아 발생하는 문제점을 해결하기 위해 스티어링 휠에 열선을 삽입하고, 상기 열선이 발열을 함으로써 스티어링 휠의 온도를 높여주는 스티어링 휠 열선 장치가 개발되어 있다.

그러나 종래 기술에 의한 스티어링 휠 열선 장치는 열선에 공급되는 전원을 켜고 끄는 동작만을 수행하기 때문에 전원을 켠 후 일정한 시간이 지나면 스티어링 휠의 온도가 지나치게 높아져 오히려 운전자에게 불편함을 유발할 수 있고, 운전자가 주행 중 열선 장치를 끄기 위해서는 스티어링 휠을 놓아야 하므로 조향을 불안정하게 하는 원인이 될 수 있다.

본 발명의 목적은 자동차의 내외부 및 운전자의 손 온도에 따라 열선의 발열량을 조절할 수 있는 스티어링 휠 열선 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 스티어링 휠 열선 장치는 자동차 외부의 온도를 감지하는 외부 온도감지부, 상기 자동차 실내의 온도를 감지하는 실내 온도감지부, 상기 자동차의 스티어링 휠 표면에 형성되어 운전자 손의 온도를 감지하는 손 온도감지부, 상기 스티어링 휠 내부에 형성되어 열을 발생하는 열선 및 상기 외부, 실내 및 손 온도감지부로부터 입력받은 온도값에 따라 열선이 생성하는 발열량을 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 외부 온도 및 실내 온도가 제1 기준온도보다 높으면 상기 열선을 비활성화할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 손 온도와 제2 기준온도의 차이에 비례하여 상기 열선의 발열량을 조절할 수 있다.

또한, 운전자 손이 상기 스티어링 휠 표면에 접촉하는지 여부를 감지하는 접촉센서를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 외부 온도 및 실내 온도가 제1 기준온도 이하이고, 운전자의 손 접촉이 감지되지 않은 상태가 미리 정해진 시간 이상 지속되면 상기 스티어링 휠의 온도가 제1 범위를 유지하도록 상기 열선의 발열량을 조절할 수 있다.

또한, 상기 제1 범위는 24 내지 28℃ 이내일 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 스티어링 휠 열선 장치의 제어 방법은, 스티어링 휠 열선 장치를 제어하는 방법에 있어서,

자동차의 외부 및 실내 온도를 감지하는 제1 감지단계, 상기 외부 및 실내 온도를 제1 기준온도와 비교하는 제1 비교단계, 상기 제1 비교단계 결과 상기 외부 및 실내 온도가 제1 기준온도 이하이면 열선(130)을 활성화하는 단계, 운전자의 손 온도를 감지하는 제2 감지단계, 상기 손 온도를 제2 기준온도와 비교하는 제2 비교단계, 상기 제2 비교단계 결과, 상기 손 온도가 제2 기준온도 이하이면 상기 손 온도와 제2 기준온도의 차이에 비례하여 상기 스티어링 휠 열선 장치의 발열량을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 운전자 손이 상기 스티어링 휠 표면에 접촉되었는지 여부를 감지하는 접촉 감지단계 및 상기 접촉 감지단계 결과 접촉이 감지되지 않은 상태가 미리 정해진 시간 이상 지속되면 상기 스티어링 휠의 온도가 제1 범위를 유지하도록 상기 열선의 발열량을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 스티어링 휠 열선 장치 및 그 제어 방법은 자동차의 내외부 온도 및 운전자의 손 온도를 측정하고 상기 측정된 온도에 따라 발열량을 조절함으로써 열선의 전력소비의 효율성이 향상되고 운전자에게 신속하고 안정적인 온도를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 스티어링 휠 열선 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 손 온도감지부가 형성된 스티어링 휠을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 스티어링 휠 열선 장치를 제어하는 방법의 순서도를 나타내는 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 스티어링 휠 열선 장치(100)를 나타내는 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 스티어링 휠 열선 장치(100)는 자동차 외부의 온도를 감지하는 외부 온도감지부(111), 자동차 실내의 온도를 감지하는 실내 온도감지부(112), 자동차용 스티어링 휠 표면에 형성되어 운전자의 손 온도를 감지하는 손 온도감지부(113), 상기 외부, 실내 및 손 온도감지부(111, 112, 113)가 감지한 온도들을 입력받아 열선(130)의 발열량을 조절하는 제어부(120) 및 자동차용 스티어링 휠 내부에 형성되어 열을 발생하는 열선(130)을 포함할 수 있다.

외부 온도감지부(111), 실내 온도감지부(112) 및 손 온도감지부(113)는 제어부(120)와 전기적으로 연결되어 감지한 온도값을 전달하고, 제어부(120)는 열선(130)과 전기적으로 연결되어 상기 온도값에 따라 생성된 발열량 제어신호를 열선(130)으로 전달한다. 이 때, 상기 구성의 전기적 연결은 차내망 네트워크(In Vehicle Network)로 이루어진 통신망에 의해 구성될 수 있으며, 무선으로 신호를 전송할 수 있다.

외부 온도감지부(111)는 자동차 외부의 온도를 감지하기 위한 것으로, 자동차 외부 표면에 형성될 수 있다. 이 때, 빛이나 열 등의 영향으로 인한 오차를 줄이기 위해 직사광선을 받지 않으면서 통풍이 원활히 이루어지는 자동차 외부 영역에 형성되는 것이 바람직하다.

실내 온도감지부(112)는 자동차 실내 온도를 감지하기 위한 것으로, 실내에 형성될 수 있으며, 온도가 상승한 차체의 복사열에 의한 영향을 줄이기 위해 자동차 실내 센터페시아에 형성하는 것이 바람직하다.

손 온도감지부(113)는 스티어링 휠(140, 도 2 참조)을 파지하는 운전자의 손 온도를 감지하기 위한 것으로 스티어링 휠(140)의 표면에 형성된다. 손 온도감지부(113)의 구성에 대해서는 도 2를 참조하여 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 손 온도감지부(113)가 형성된 스티어링 휠(140)을 나타내는 도면이다. 손 온도감지부(113)는 운전자 손과 직접적인 접촉빈도를 높이기 위해 평형상태에 있는 스티어링 휠(140)의 좌측과 우측 끝 전면에 형성되는 것이 바람직하다.

이 때, 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 스티어링 휠 열선 장치(100)는 스티어링 휠(140)과 운전자 손이 접촉한 상태를 감지하기 위해 접촉센서(114)를 더 포함할 수 있다. 접촉센서(114)는 손 온도감지부(113)와 같이 운전자의 손과 직접 접촉할 수 있도록 손 온도감지부(113)와 함께 배치될 수 있다.

제어부(120)는 외부 온도감지부(111), 실내 온도감지부(112) 및 손 온도감지부(113)로부터 감지된 각 온도값을 입력받아 상태를 판별하고, 판별된 상태에 따라 열선(130)의 발열량을 조절하기 위한 제어 신호를 전송한다.

열선(130)은 제어부(120)가 전송하는 제어 신호에 따라 열을 발생시켜 스티어링 휠(140)의 온도를 상승시킨다.

본 발명의 실시예에 따른 자동차용 스티어링 휠 열선 장치(100)의 구체적인 동작에 대해 살펴보기로 한다.

외부 온도감지부(111), 실내 온도감지부(112)는 자동차의 외부와 실내의 온도를 감지하여 감지된 온도값을 제어부(120)로 전송한다. 상기 자동차 외부 및 실내의 온도값을 입력받은 제어부(120)는 상기 외부 및 실내 온도값을 제1 기준온도와 비교하여 상기 제1 기준온도보다 크면 열선(130) 비활성화 상태로 판별하고, 상기 외부 및 실내 온도값이 제1 기준온도 이하이면 열선(130)을 활성화 시킨다. 이 때, 상기 제1 기준온도는 운전자가 낮아진 기온으로 인해 불편함을 느낄 수 있는 환경을 정하는 기준으로서, 자동차를 사용하는 환경마다 다양하게 설정될 수 있다. 일반적으로 국내 운전자가 추위를 느끼기 시작하는 체감온도를 기준으로 본다면, 10℃ 이하의 범위에서 제1 기준온도를 설정할 수 있다.

열선(130)을 활성화시킨 제어부(120)는 접촉센서(114)로부터 감지된 접촉값을 입력받아 접촉상태를 판별한다. 제어부(120)는 운전자의 손 접촉이 감지되지 않은 상태가 미리 정해진 시간 이상 지속되면 운전자가 스티어링 휠(140)을 사용하지 않는 상태로 판별하여, 스티어링 휠(140)의 온도가 제1 범위를 유지하도록 열선(130)의 발열량을 제어하는 신호를 생성한다.

상기 접촉하지 않은 상태로 판별하기 위한 시간은 수초에서 수분에 이르기까지 사용환경에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

상기 제1 범위는 운전자가 스티어링 휠(140)을 파지하지 않은 상태에서 소비전력을 최소화하면서 운전자가 스티어링 휠(140)을 파지할 경우 불편함을 느끼지 않고 신속하게 적정온도에 이를 수 있게 하기 위한 대기상태의 온도이다. 상기 제1 범위는 운전자가 느끼는 불편함의 정도에 따라 다양하게 설정할 수 있으며, 바람직하게는 24 내지 28℃의 범위로 설정할 수 있다.

운전자의 손이 스티어링 휠(140)에 접촉한 상태의 값을 입력받은 제어부(120)는 손 온도감지부(113)가 감지한 운전자의 손 온도값을 입력받아 제2 기준온도와 비교한다. 제어부(120)는 상기 감지된 손 온도값과 제2 기준온도의 차이에 비례하여 발열량을 조절할 수 있도록 제어 신호를 생성하여 전송할 수 있다.

이 때, 제어부(120)는 상기 감지된 손 온도값이 제2 기준온도보다 크면 열선(130)을 비활성화함으로써 운전자가 스티어링 휠(140)의 과도한 고온으로 불편함을 느끼지 않게 온도를 조절할 수 있다.

상기 제2 기준온도는 운전자가 스티어링 휠(140)을 안정적으로 조향하기에 적당한 온도로서 사용환경에 따라 다양하게 설정될 수 있으며, 바람직하게는 운전자의 신체의 온도와 같거나 조금 높은 온도인 36 내지 40℃의 범위에서 설정될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 스티어링 휠 열선 장치(100)를 제어하는 방법의 순서도를 나타내는 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 스티어링 휠 열선 장치(100)의 제어 방법은, 자동차의 외부 및 실내의 온도를 감지하는 제1 감지단계(S210), 상기 외부 및 실내 온도값을 상기 제1 기준온도와 비교하는 제1 비교단계(S220), 상기 외부 및 실내 온도값이 상기 제1 기준온도보다 이하이면 열선(130)을 활성화하는 단계(S230), 운전자의 손이 스티어링 휠(140)에 접촉되었는지 여부를 감지하는 접촉 감지단계(S240), 접촉 감지단계(S240) 결과 접촉이 감지되지 않은 상태가 미리 정해진 시간 이상 지속되면 상기 스티어링 휠의 온도가 상기 제1 범위를 유지하도록 열선(130)의 발열량을 조절하는 단계(S241), 접촉 감지단계 결과 접촉이 감지되면 운전자의 손 온도를 감지하는 제2 감지단계(S250), 상기 감지된 손 온도를 제2 기준온도와 비교하는 제2 비교단계(S260), 상기 손 온도가 제2 기준온도 이하이면 상기 손 온도와 제2 기준온도의 차이에 비례하여 상기 스티어링 휠 열선 장치의 발열량을 조절하는 단계(S270), 및 상기 손 온도가 제2 기준온도보다 크면 열선(130)을 비활성화하는 단계(S271)를 포함할 수 있다.

상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 자동차용 스티어링 휠 열선 장치
111: 외부 온도감지부
112: 실내 온도감지부
113: 손 온도감지부
114: 접촉 센서
120: 제어부
130: 열선

Claims (7)

1. 자동차 외부의 온도를 감지하는 외부 온도감지부;
   상기 자동차 실내의 온도를 감지하는 실내 온도감지부;
   상기 자동차의 스티어링 휠 표면에 형성되되, 운전자 손과 직접적인 접촉빈도를 높이기 위해 평형상태에 있는 스티어링 휠의 좌측과 우측 끝 전면에 형성되어 운전자 손의 온도를 감지하는 손 온도감지부;
   상기 스티어링 휠 내부에 형성되어 열을 발생하는 열선;
   운전자 손이 상기 스티어링 휠 표면에 접촉하는지 여부를 감지하는 접촉센서; 및
   상기 외부, 실내 및 손 온도감지부로부터 입력받은 온도값에 따라 열선이 생성하는 발열량을 조절하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 외부 온도 및 실내 온도가 제1 기준온도 이하이고, 운전자의 손 접촉이 감지되지 않은 상태가 미리 정해진 시간 이상 지속되면 상기 스티어링 휠의 온도가 제1 범위를 유지하도록 상기 열선의 발열량을 조절하고, 상기 제1 범위는 운전자가 스티어링 휠을 파지하지 않은 상태에서 소비전력을 최소화하면서 운전자가 스티어링 휠을 파지할 경우 기설정된 적정온도에 이를 수 있게 하기 위한 대기상태의 온도인 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 열선 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 외부 온도 및 실내 온도가 제1 기준온도보다 높으면 상기 열선을 비활성화하는 스티어링 휠 열선 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 손 온도와 제2 기준온도의 차이에 비례하여 상기 열선의 발열량을 조절하는 스티어링 휠 열선 장치.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 스티어링 휠 열선 장치를 제어하는 방법에 있어서,
   자동차의 외부 및 실내 온도를 감지하는 제1 감지단계;
   상기 외부 및 실내 온도를 제1 기준온도와 비교하는 제1 비교단계;
   상기 제1 비교단계 결과 상기 외부 및 실내 온도가 제1 기준온도 이하이면 열선을 활성화하는 단계;
   운전자 손이 상기 스티어링 휠 표면에 접촉되었는지 여부를 감지하는 접촉 감지단계;
   상기 접촉 감지단계 결과 접촉이 감지되지 않은 상태가 미리 정해진 시간 이상 지속되면 상기 스티어링 휠의 온도가 제1 범위를 유지하도록 상기 열선의 발열량을 조절하는 단계;
   상기 접촉 감지단계 결과 접촉이 감지되면, 운전자 손과 직접적인 접촉빈도를 높이기 위해 평형상태에 있는 스티어링 휠의 좌측과 우측 끝 전면에서 운전자의 손 온도를 감지하는 제2 감지단계;
   상기 손 온도를 제2 기준온도와 비교하는 제2 비교단계; 및
   상기 제2 비교단계 결과, 상기 손 온도가 제2 기준온도 이하이면 상기 손 온도와 제2 기준온도의 차이에 비례하여 상기 스티어링 휠 열선 장치의 발열량을 조절하는 단계;를 포함하고,
   상기 제1 범위는 운전자가 스티어링 휠을 파지하지 않은 상태에서 소비전력을 최소화하면서 운전자가 스티어링 휠을 파지할 경우 기설정된 적정온도에 이를 수 있게 하기 위한 대기상태의 온도인 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 열선 장치의 제어 방법.
   
7. 삭제

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