KR102511328B1 - Steering wheel capable of hands on/off sensing - Google Patents
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Abstract
운전자 파지감지 스티어링 휠이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 파지감지 스티어링 휠은, 림 형상을 가지는 코어와 상기 코어를 감싸는 폴리머 재질로 된 베이스층을 가지는 림베이스; 상기 림베이스에 부착되어 상기 운전자의 핸즈 오프(Hands Off) 및 핸즈 온(Hands On) 신호를 검출하는 정전용량식 센서패드; 및 상기 센서패드에서 검출된 상기 신호를 전달받아 노이즈 신호를 처리하고, 상기 노이즈 신호가 처리된 신호를 기초로 상기 운전자의 상기 핸즈 오프 및 상기 핸즈 온 상태를 판별하는 제어부;를 포함한다.A driver grip sensing steering wheel is disclosed. A driver grip sensing steering wheel according to an embodiment of the present invention includes a rim base having a core having a rim shape and a base layer made of a polymer material surrounding the core; a capacitive sensor pad attached to the rim base to detect the driver's hands-off and hands-on signals; and a control unit receiving the signal detected by the sensor pad, processing a noise signal, and discriminating the hands-off state and the hands-on state of the driver based on the signal processed with the noise signal.
Description
본 발명은 운전자의 파지감지 여부를 확인할 수 있는 스티어링 휠 및 운전자 파지감지 패드의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자율주행 중에 사용자의 파지 여부를 체크할 수 있는 센서패드가 장착된 스티어링 휠 및 운전자 파지감지 패드의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a steering wheel capable of checking whether a driver's grip is detected and a method of manufacturing a driver's grip detection pad, and more particularly, a steering wheel equipped with a sensor pad capable of checking whether a user's grip is detected during autonomous driving, and It relates to a method of manufacturing a driver's grip sensing pad.
자율주행 차량은 운전자의 개입없이 주변 환경을 스스로 인식하고, 주행 상황을 판단하여 차량을 제어하고 있다. 최근에는 이러한 자율주행 자동차가 교통사고를 줄이고, 교통 효율성을 높이며, 연료를 절감하고, 운전을 대신해 줌으로써 운전자 편의를 증대시킬 수 있는 교통수단으로 주목받고 있다.Self-driving vehicles self-recognize surrounding environments without driver's intervention, determine driving conditions, and control the vehicle. Recently, these self-driving cars have been attracting attention as a means of transportation that can reduce traffic accidents, increase traffic efficiency, save fuel, and increase driver convenience by substituting driving.
그러나, 운행 조건에 따라, 운전자의 개입이 필요한 경우가 있을 수 있다. 이러한 상황에서, 자율주행 모드의 차량은 즉시 차량에 대한 제어권을 운전자에게 줄 필요가 있다.However, depending on driving conditions, there may be cases in which the driver's intervention is required. In this situation, the vehicle in the autonomous driving mode needs to immediately give the driver control over the vehicle.
따라서, 자율주행 자동차는 자율 주행 중에 운전자가 스티어링 휠을 파지하고 있는지 여부를 체크해야 하고, 운전자에게 제어권을 전환할 필요가 있는 경우 운전자가 스티어링 휠을 파지하지 않고 있으면, 안전을 위해 운전자에게 경고를 할 필요가 있다.Therefore, the self-driving car needs to check whether the driver is holding the steering wheel during autonomous driving, and when it is necessary to switch control to the driver, if the driver does not hold the steering wheel, a warning is issued to the driver for safety. Needs to be.
종래에는 파지가 일어나는 스티어링휠 주변 부품에 적용한 카메라 또는 적외선 센서 또는 MDPS 토크센서를 통하여 운전자가 스티어링 휠을 파지하고 있는지 여부를 간접적으로 검출하고 있으나, 주변 환경에 따라 오인식을 하는 경우가 많은 상황이다.Conventionally, whether or not the driver is gripping the steering wheel is indirectly detected through a camera, an infrared sensor, or an MDPS torque sensor applied to parts around the steering wheel where gripping occurs, but misrecognition is often caused depending on the surrounding environment.
따라서, 운전자의 파지여부를 정확하게 체크하면서도 기존의 스티어링 휠의 구조와 미관을 크게 변형시키지 않는 파지감지 전용 기능이 적용된 스티어링 휠이 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need for a steering wheel with a function dedicated to gripping detection that accurately checks whether the driver is gripping the steering wheel and does not significantly change the structure and aesthetics of the existing steering wheel.
본 발명은, 종래의 문제점을 해결하고 개선하기 위해 안출된 것으로, 운전자의 파지여부를 정확하게 체크할 수 있는 정전 용량식 센서패드가 장착된 스티어링 휠 및 운전자 파지감지 패드의 제조방법을 제공하고자 한다. The present invention has been made to solve and improve the conventional problems, and is to provide a method of manufacturing a steering wheel equipped with a capacitive sensor pad and a driver's grip sensing pad that can accurately check whether the driver grips the steering wheel.
또한, 스티어링 휠의 좌측 영역과 우측 영역을 분리하여 각각의 영역에서의 운전자의 파지여부를 검출할 수 있는 스티어링 휠을 제공하고자 한다.In addition, it is intended to provide a steering wheel capable of detecting whether a driver grips each area by separating the left area and the right area of the steering wheel.
또한, 주위 온도가 변화하더라도 보정을 하여 파지 신호를 강건하게 검출할 수 있는 스티어링 휠을 제공하고자 한다.In addition, it is intended to provide a steering wheel capable of robustly detecting a gripping signal by performing correction even when the ambient temperature changes.
또한, 스티어링 휠을 감싸는 경우, 원주방향과 스티어링 축선 방향으로의 원활한 신장성을 제공함으로써 스티어링 휠에 장착을 용이하게 하면서도, 외관 품질 및 성능을 향상시킬 수 있는 스티어링 휠을 제공하고자 한다.In addition, when the steering wheel is wrapped, it is intended to provide a steering wheel capable of improving appearance quality and performance while facilitating mounting on the steering wheel by providing smooth extensibility in the circumferential direction and the steering axis direction.
본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 파지감지 스티어링 휠은, 림 형상을 가지는 코어와 상기 코어를 감싸는 폴리머 재질로 된 베이스층을 가지는 림베이스; 상기 림베이스에 부착되어 상기 운전자의 핸즈 오프(Hands Off) 및 핸즈 온(Hands On) 신호를 검출하는 정전용량식 센서패드; 및 상기 센서패드에서 검출된 상기 신호를 전달받아 노이즈 신호를 처리하고, 상기 노이즈 신호가 처리된 신호를 기초로 상기 운전자의 상기 핸즈 오프 및 상기 핸즈 온 상태를 판별하는 제어부;를 포함할 수 있다.A driver grip sensing steering wheel according to an embodiment of the present invention includes a rim base having a core having a rim shape and a base layer made of a polymer material surrounding the core; a capacitive sensor pad attached to the rim base to detect the driver's hands-off and hands-on signals; and a control unit receiving the signal detected by the sensor pad, processing a noise signal, and discriminating the hands-off state and the hands-on state of the driver based on the signal processed with the noise signal.
또한, 상기 제어부는, 상기 운전자의 장갑 장착 여부에 따라 상기 핸즈 오프 및 상기 핸즈 온 상태의 판별 기준을 변경하는 것인 운전자 파지감지 스티어링 휠.The controller may change a criterion for determining the hands-off state and the hands-on state according to whether the driver is wearing gloves.
또한, 상기 제어부는, 온도를 검출하는 온도센서를 포함하고, 검출된 온도에 따라 상기 운전자의 핸즈 오프(Hands Off) 및 핸즈 온(Hands On) 신호를 보정할 수 있다.In addition, the control unit may include a temperature sensor that detects a temperature, and may correct hands-off and hands-on signals of the driver according to the detected temperature.
또한, 상기 센서패드는, 신장이 가능한 기재부; 및 상기 기재부에 부착되어 상기 기재부와 함께 신축이 가능한 전도성 시트;를 포함할 수 있다.In addition, the sensor pad, the base unit capable of extension; and a conductive sheet attached to the substrate and capable of stretching along with the substrate.
또한, 상기 센서패드는, 상기 스티어링 휠에 장착하여 신장이 되는 경우, 상기 신장의 정도를 일정하게 하도록, 상기 스티어링 휠의 정해진 위치에 장착하기 위한 위치 표시부를 포함할 수 있다.In addition, the sensor pad may include a position display unit for mounting at a predetermined position of the steering wheel so as to keep the degree of extension constant when it is mounted on the steering wheel and is stretched.
또한, 상기 센서패드는, 상기 스티어링 휠의 좌측 영역의 파지여부를 감지하기 위한 좌측 패드와, 상기 스티어링 휠의 우측 영역의 파지여부를 감지하기 위한 우측패드로 분리될 수 있다.In addition, the sensor pad may be separated into a left pad for detecting whether the left area of the steering wheel is gripped and a right pad for detecting whether or not the right area of the steering wheel is gripped.
또한, 상기 제어부는, 상기 좌측 패드와 상기 우측 패드에서 검출된 신호가 각각 제1 기준값 이상인지 여부에 따라, 좌측 파지, 우측 파지, 또는 양손 파지로 판단할 수 있다.In addition, the control unit may determine left gripping, right gripping, or both-handed gripping depending on whether the signals detected by the left pad and the right pad are each equal to or greater than a first reference value.
또한, 상기 좌측 패드와 상기 우측 패드의 검출된 신호가 유사하고, 각각 완전 파지시의 절반인 경우, 한손 파지로 판단할 수 있다.In addition, when the detected signals of the left pad and the right pad are similar and each is half of a complete grip, it may be determined that the pad is gripped with one hand.
또한, 상기 좌측 패드와 상기 우측 패드의 검출된 신호가 모두 상기 제1 기준값 미만이고, 상기 좌측 패드와 상기 우측 패드의 검출된 신호의 합이 제2 기준값보다 높으면, 한손 파지로 판단하되, 보다 높은 신호가 검출된 영역에서 파지된 것으로 판단할 수 있다.In addition, when both the detected signals of the left pad and the right pad are less than the first reference value, and the sum of the detected signals of the left pad and the right pad is higher than the second reference value, it is determined that the one-hand grip is held, and the higher It can be determined that the signal was gripped in the area where the signal was detected.
본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 파지감지 스티어링 휠은, 림 형상을 가지는 코어와 상기 코어를 감싸는 폴리머 재질로 된 베이스층을 가지는 림베이스; 및 상기 림베이스에 부착되어 상기 운전자의 핸즈 오프(Hands Off) 및 핸즈 온(Hands On) 상태를 검출하는 센서패드;를 포함하고, 상기 센서 패드는 상기 림베이스 둘레를 따라 부착되도록 신장이 가능할 수 있다.A driver grip sensing steering wheel according to an embodiment of the present invention includes a rim base having a core having a rim shape and a base layer made of a polymer material surrounding the core; and a sensor pad attached to the rim base to detect the driver's hands-off and hands-on states, wherein the sensor pad can be stretched to be attached along the circumference of the rim base. there is.
또한, 상기 센서패드는, 신장이 가능한 기재부; 및 상기 기재부에 부착되는 전극부를 포함하고, 상기 전극부는 상기 스티어링 휠의 원주방향과 상기 스티어링 휠의 축선방향으로도 신장이 가능한 구조일 수 있다.In addition, the sensor pad, the base unit capable of extension; and an electrode unit attached to the base unit, and the electrode unit may have a structure capable of being extended in a circumferential direction of the steering wheel and an axial direction of the steering wheel.
또한, 상기 전극부는, 상기 기재부의 폭 방향으로 연장되되 구불구불한 물결형상을 가지는 세로분지로서, 상기 스티어링 휠의 원주방향으로 서로 이격되어 복수개 설치되는 세로분지; 및 복수의 상기 세로분지를 서로 전기적으로 연결하도록, 상기 스티어링 휠의 원주방향으로 연장되되 구불구불한 물결형상을 가지는 하나 이상의 가로분지;를 포함할 수 있다.In addition, the electrode unit, as a vertical branch extending in the width direction of the substrate portion having a meandering wave shape, a plurality of vertical branches spaced apart from each other in the circumferential direction of the steering wheel are installed; and one or more transverse branches extending in the circumferential direction of the steering wheel and having a meandering wave shape so as to electrically connect the plurality of vertical branches to each other.
또한, 상기 스티어링 휠의 봉목부에 대응하는 부분에서는 상기 세로분지 사이의 간격이 다른 곳보다 넓을 수 있다.Further, in a portion corresponding to the stitch portion of the steering wheel, a gap between the vertical branches may be wider than other portions.
또한, 상기 세로분지 사이의 간격은 0.1mm 내지 10.0mm이고, 상기 세로분지의 폭은 간의 간격은 0.5mm 내지 10mm일 수 있다.In addition, the distance between the vertical branches may be 0.1 mm to 10.0 mm, and the distance between the widths of the vertical branches may be 0.5 mm to 10 mm.
또한, 상기 전극부는 알루미늄 또는 구리 등의 금속이고, 상기 기재부는 부직포 또는 발포폼일 수 있다.In addition, the electrode part may be a metal such as aluminum or copper, and the substrate part may be nonwoven fabric or foam.
또한, 상기 전극부는 전도성 페이스트로 형성되고, 상기 기재부는 부직포 또는 발포폼일 수 있다.In addition, the electrode part is formed of a conductive paste, The substrate may be a non-woven fabric or foam.
또한, 상기 기재부는, 상기 스티어링 휠에 장착하려 신장이 되는 경우, 상기 신장의 정도를 일정하게 하도록, 상기 스티어링 휠의 정해진 위치에 장착하기 위한 위치 표시부를 포함할 수 있다.In addition, the base unit may include a position display unit for mounting at a predetermined position of the steering wheel so as to keep the degree of elongation constant when the base unit is elongated to be mounted on the steering wheel.
또한, 상기 세로분지는, 상기 기재부의 길이방향으로 소정의 각도로 제1 방향으로 직선형태로 연장되는 제1 부분; 상기 기재부의 길이방향으로 상기 제1 방향의 반대 방향으로 소정의 각도로 직선형태로 연장되는 제2 부분; 및 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 연결하는 제3 부분;을 포함하고, 상기 제3 부분은 라운딩이 형성될 수 있다.In addition, the vertical branches, a first portion extending in a straight line form in a first direction at a predetermined angle in the longitudinal direction of the substrate portion; a second portion extending in a straight line at a predetermined angle in a direction opposite to the first direction in the longitudinal direction of the substrate; and a third portion connecting the first portion and the second portion, wherein the third portion may be rounded.
또한, 상기 가로분지는, 상기 세로분지의 상단과 하단에 각각 하나씩 마련되어, 어느 하나의 가로분지가 절단되더라도, 다른 하나의 가로분지가 상기 세로분지를 전기적으로 연결할 수 있다.In addition, one horizontal branch is provided at each of the upper and lower ends of the vertical branch, so that even if one horizontal branch is cut, the other horizontal branch can electrically connect the vertical branch.
본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠에 장착되는 운전자 파지감지 패드의 제조방법은, 운전자의 핸즈 오프(Hands Off) 및 핸즈 온(Hands On) 상태를 검출하는 전극패드 준비단계; 상기 전극패드를 지지하는 부직포 준비단계; 상기 전극패드와 상기 부직포를 서로 부착하는 부직포 합지단계; 합지된 상기 전극패드와 상기 부직포를 상기 스티어링 휠에 부착하기 위한 모양으로 함께 재단하는 재단단계; 및 커팅된 상기 전극패드와 상기 부직포에 상기 전극패드로 전류를 인가하는 터미널을 부착하는 터미널 부착단계;를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a driver grip detection pad mounted on a steering wheel according to an embodiment of the present invention includes preparing an electrode pad for detecting a driver's hands off and hands on state; preparing a non-woven fabric for supporting the electrode pad; Non-woven fabric lamination step of attaching the electrode pad and the non-woven fabric to each other; A cutting step of cutting together the laminated electrode pad and the nonwoven fabric into a shape for attaching to the steering wheel; and a terminal attachment step of attaching a terminal for applying a current to the electrode pad to the cut electrode pad and the nonwoven fabric.
또한, 상기 전극패드는 신축성 전도성 시트이고, 상기 부직포는 신축성이 있을 수 있다.In addition, the electrode pad is a stretchable conductive sheet, and the nonwoven fabric may be stretchable.
또한, 상기 전극패드 준비단계는, 기다란 상기 전극패드의 가운데 부분을 절단하여 좌측영역 패드 및 우측영역 패드의 2개로 분리하는 전극패드 분리단계를 포함하고, 상기 부직포 합지단계는, 상기 부직포를 상기 분리된 전극패드에 부착할 수 있다.In addition, the electrode pad preparation step includes an electrode pad separation step of cutting a central portion of the elongated electrode pad and separating it into two parts, a left region pad and a right region pad, and the nonwoven fabric lamination step includes the separation of the nonwoven fabric. can be attached to the electrode pad.
또한, 상기 부직포와 상기 전극패드는 양면테이프에 의해 부착될 수 있다.In addition, the nonwoven fabric and the electrode pad It can be attached by double-sided tape.
또한, 상기 재단단계는, 유압 프레스 또는 레이저 커팅을 이용하여 합지된 상기 전극패드와 부직포를 재단할 수 있다.In addition, in the cutting step, the laminated electrode pad and the nonwoven fabric may be cut using a hydraulic press or laser cutting.
또한, 상기 재단단계는, 상기 스티어링 휠에 장착하려 신장이 되는 경우, 상기 신장의 정도를 일정하게 하도록, 상기 스티어링 휠의 정해진 위치에 장착하기 위한 위치 표시부를 커팅하는 것을 포함할 수 있다.In addition, the cutting step may include cutting a position display unit for mounting at a predetermined position of the steering wheel so as to make the extent of the extension constant when the steering wheel is elongated to be mounted on the steering wheel.
또한, 상기 터미널 부착 단계는, 터미널 프레스를 이용하여 상기 전극패드에 상기 터미널을 압착시킬 수 있다.In addition, in the terminal attaching step, the terminal may be pressed to the electrode pad using a terminal press.
본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 휠에 장착되는 운전자 파지감지 패드의 제조방법은, 운전자의 핸즈 오프(Hands Off) 및 핸즈 온(Hands On) 상태를 검출하는 전극패드 준비단계; 상기 전극패드를 지지하는 부직포 준비단계; 상기 전극패드와 상기 부직포를 서로 부착하는 부직포 합지단계; 합지된 상기 전극패드와 상기 부직포를 상기 스티어링 휠에 부착하기 위한 모양으로 함께 재단하는 재단단계; 및 커팅된 상기 전극패드와 상기 부직포에 상기 전극패드로 전류를 인가하는 터미널을 부착하는 터미널 부착단계;를 포함하고, 상기 전극패드 준비단계는, 소정의 전극 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a driver grip detection pad mounted on a steering wheel according to an embodiment of the present invention includes preparing an electrode pad for detecting a driver's hands off and hands on state; preparing a non-woven fabric for supporting the electrode pad; Non-woven fabric lamination step of attaching the electrode pad and the non-woven fabric to each other; A cutting step of cutting together the laminated electrode pad and the nonwoven fabric into a shape for attaching to the steering wheel; and a terminal attachment step of attaching a terminal for applying a current to the electrode pad to the cut electrode pad and the nonwoven fabric, wherein the electrode pad preparation step may include forming a predetermined electrode pattern. .
또한, 상기 전극패드 준비단계는, 금속 박막에 전극 패턴을 인쇄하는 패턴 마스크 인쇄단계; 에칭 작업을 하여 전극 패턴을 형성하는 에칭 단계; 및 남겨진 마스크 잉크를 제거하는 박리 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the electrode pad preparation step may include a pattern mask printing step of printing an electrode pattern on a metal thin film; An etching step of forming an electrode pattern by performing an etching operation; and a peeling step of removing the remaining mask ink.
또한, 상기 전극패드 준비단계는, 기다란 상기 전극패드의 가운데 부분을 기준으로 좌측영역 패드 및 우측영역 패드의 2개로 분리하는 전극패드 분리단계를 포함하고, 상기 부직포 합지단계는, 상기 부직포를 상기 분리된 전극패드에 부착할 수 있다.In addition, in the electrode pad preparation step, based on the central portion of the long electrode pad A step of separating the electrode pad into two, a left region pad and a right region pad, may be included, and the nonwoven fabric lamination step may attach the nonwoven fabric to the separated electrode pad.
또한, 상기 부직포 합지단계는, 상기 전극패드와 상기 부직포를 각각 진공흡착 지그에 안착시킨 후, 상기 진공흡착 지그의 상하를 결합하여 상기 전극패드와 상기 부직포를 합지시킬 수 있다.In addition, in the nonwoven fabric lamination step, the electrode pad and the nonwoven fabric may be laminated by seating the electrode pad and the nonwoven fabric on a vacuum adsorption jig, respectively, and then bonding the top and bottom of the vacuum adsorption jig.
본 발명의 실시예에 따른 운전자 파지감지 스티어링 휠에 따르면, 정전 용량식 센서패드가 장착되어 운전자의 파지여부를 정확하게 체크할 수 있다. According to the driver's grip sensing steering wheel according to an embodiment of the present invention, a capacitive sensor pad is mounted to accurately check whether the driver is gripping the steering wheel.
또한, 스티어링 휠의 좌측 영역과 우측 영역이 분리되어 각각의 영역에서의 운전자의 파지여부를 검출할 수 있다.In addition, since the left and right areas of the steering wheel are separated, whether or not the driver grips each area can be detected.
또한, 주위 온도가 변화하더라도 보정을 하여 파지 신호를 강건하게 검출할 수 있다.In addition, even if the ambient temperature changes, the gripping signal can be robustly detected by performing correction.
또한, 스티어링 휠을 감싸는 경우, 원주방향과 스티어링 축선 방향으로의 원활한 신장성을 제공함으로써 스티어링 휠에 장착을 용이하게 하면서도, 외관 품질 및 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, when the steering wheel is wrapped, it is possible to improve appearance quality and performance while facilitating mounting on the steering wheel by providing smooth extensibility in the circumferential direction and the steering axis direction.
또한, 센서패드가 신축성이 있는 재질 또는 형상을 가짐으로써 스티어링 휠의 부착 시, 용이하게 팽창되어 파손을 방지할 수 있다.In addition, since the sensor pad has an elastic material or shape, when the steering wheel is attached, it is easily expanded to prevent damage.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 파지감지 스티어링 휠의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 파지감지 스티어링 휠의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서패드의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 운전자의 파지 감지에 따른 센서패드의 정전용량의 변화를 나타내는 도면이다.
도 5는 온도변화에 따른 센서패드의 정전용량의 변화를 보정전후로 나타내는 도면이다.
도 6은 스티어링 휠의 양손 파지와 한손 파지의 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 운전자 파지감지 스티어링 휠에서, 양손 파지와 한손 파지를 결정하는 단계를 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 파지감지 스티어링 휠의 단면의 구조를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 8의 실시예에 있어서, 전극부의 전체적인 배치 및 형상을 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 도 9에 있어서, 전극부의 세부적인 형상을 나타내기 위한 도면이다.
도 12는 도 9에 있어서, 하부에 하나의 가로분지만 배치되는 것을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 파지감지 패드의 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 운전자 파지감지 패드의 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 운전자 파지감지 패드의 제조방법을 나타내는 도면이다. 1 is a diagram showing the structure of a driver grip sensing steering wheel according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing the configuration of a driver grip sensing steering wheel according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically showing the structure of a sensor pad according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a change in capacitance of a sensor pad according to a driver's grip detection.
5 is a diagram showing a change in capacitance of a sensor pad according to a temperature change before and after correction.
6 is a view for explaining situations of two-handed gripping and one-handed gripping of the steering wheel.
7 is a flowchart schematically illustrating steps of determining two-hand gripping and one-hand gripping in a driver grip sensing steering wheel according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram schematically illustrating a structure of a cross section of a driver grip sensing steering wheel according to an embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining in detail the overall arrangement and shape of the electrode unit in the embodiment of FIG. 8 .
10 and 11 are diagrams illustrating detailed shapes of the electrode part in FIG. 9 .
FIG. 12 is a view showing that, in FIG. 9, only one horizontal branch is disposed at the lower portion.
13 is a diagram illustrating a method of manufacturing a driver's grip sensing pad according to an embodiment of the present invention.
14 is a diagram illustrating a method of manufacturing a driver's grip sensing pad according to another embodiment of the present invention.
15 is a diagram illustrating a method of manufacturing a driver's grip sensing pad according to another embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예가 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명의 실시예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략되었다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the embodiment of the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 명세서에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.In this specification, terms such as "include", "have" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one Or it may be understood that it does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과가 특정 실시예에 전부 포함되어야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위가 특정 실시예에 의하여 제한되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 한편, 본 발명에서 기재되는 기술구성 및 그 기술구성에 의해 발휘되는 기능 중에서 널리 공지되어 적용되는 기술구성 및 기능은 그 자세한 설명을 생략하기로 한다.In addition, it does not mean that all of the objects or effects presented in the present invention should be included in a specific embodiment or only such effects should not be included, so it should not be understood that the scope of the present invention is limited by the specific embodiment. Meanwhile, among the technical configurations described in the present invention and the functions exhibited by the technical configurations, detailed descriptions of widely known and applied technical configurations and functions will be omitted.
또한, 이하의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 명확하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.In addition, the following embodiments are provided to more clearly explain to those with average knowledge in the art, and the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer explanation.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described with respect to preferred embodiments according to the present invention.
운전자 파지감시 스티어링 휠Driver grip monitoring steering wheel
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 파지감지 스티어링 휠의 구조를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 파지감지 스티어링 휠의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서패드의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 운전자의 파지 감지에 따른 센서패드의 정전용량의 변화를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the structure of a driver grip sensing steering wheel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the structure of a driver grip sensing steering wheel according to an embodiment of the present invention. 3 is a diagram schematically showing the structure of a sensor pad according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing a change in capacitance of the sensor pad according to a driver's grip detection.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 파지감지 스티어링 휠(100)은 운전자의 스티어링 휠에 대한 파지여부, 즉 핸즈온(Hands On) 및 핸즈오프(Hands Off) 상태를 판단하기 위해 정전용량식 센서패드를 사용할 수 있다. 스티어링 휠(100)은, 림베이스(110), 센서패드(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.1 to 3, the driver's grip
스티어링 휠(100)은, 코어(112)에 폴리우레탄 폼(114)와 같은 폴리머 재질을 성형하여 제조된 림베이스(110) 둘레를 센서패드(120)로 감싼 후, 가죽(140) 등을 이용하여 외장을 마감할 수 있다. 본 실시예에서 센서패드(120)가 림베이스(110) 전체를 둘러싸는 것으로 도시되어 있으나, 운전자의 손이 많이 닿는 일부 둘레만 감싸질 수도 있음은 물론이다. In the
센서패드(120)는 림베이스(110)에 부착되어 운전자의 핸즈 온 및 핸즈 오프 신호를 검출하기 위해 마련된 것으로, 정전용량식 센서가 마련될 수 있다. 사용자가 스티어링 휠(100)을 파지하거나 파지를 해제하면, 센서패드(120)에서 검출된 정전용량은 변화될 수 있다.The
제어부(130)는 스티어링 휠(100)의 아마추어 부분에 마련될 수 있으며, 센서패드(120)에서 검출된 신호를 전달받아, 정전용량을 검출하고, 노이즈 신호를 처리할 수 있다. 상기 노이즈 신호가 처리된 신호를 기초로, 제어부(130)는 상기 운전자의 핸즈 온 및 핸즈 오프 상태를 판별할 수 있다.The
상기 운전자는 스티어링 휠(100)을 파지 시, 맨손으로 파지 할 수도 있고, 장갑 등을 낀 채로 파지 할 수도 있다. 또한, 상기 운전자의 상태에 따라 손의 온도와 습도 등은 상이할 수 있다. 이러한 상기 운전자의 손의 상태에 따라 센서패드(120)가 검출하는 정전용량은 다양할 수가 있다. 제어부(130)는 이러한 다양한 상기 운전자의 손의 상태에 따라 노이즈 신호를 처리하는 기준을 달리할 수 있다.When gripping the
도 3에 도시된 바와 같이, 센서패드(120)는 스티어링 휠(100)의 좌측 영역의 파지여부를 검출하기 위한 좌측 패드와, 우측 영역의 파지여부를 감지하기 위한 우측 패드로 분리되어 구성될 수 있다. 분리된 간격은 예컨대 0.5mm 내지 10mm 일 수 있고, 이는 스티어링 휠(100)의 12시부 또는 6시부에 해당하는 영역일 수 있다.As shown in FIG. 3 , the
보다 구체적으로 센서패드(120)는 신장이 가능한 기재부(128)와, 기재부(128)에 부착되어 기재부(128)와 함께 신축이 가능한 전도성 시트(122)를 포함할 수 있다. 여기서, 기재부(128)는 부직포와 같은 신축성이 있는 재질로 전체로서 하나로 마련될 수 있고, 전도성 시트는 일례로 나일론과 같은 신축성 원단에 은이나 구리와 같은 금속이 증착된 구조일 수 있다. 여기서, 전도성 시트(122)는 좌측 전도성 시트(122L)와 우측 전도성 시트(122R)로 분할될 수 있다.More specifically, the
센서패드(120)는, 스티어링 휠(100)의 림베이스(110)에 장착하기 위해, 스티어링 휠(100)의 원주방향과 축방향으로 신장될 수 있다. 이 경우, 센서패드(120)의 신장 정도가 제품마다 균일한 것을 보장하고, 구간 마다 소정의 정도로 신장이 이루어져야, 센서패드(120)의 전체 영역에 걸쳐, 센서패드(120)의 신호가 안정적이고 균일할 수 있다. 이를 위해, 상기 신장의 정도를 일정하게 하도록, 센서패드(120)에는 스티어링 휠(100)의 정해진 위치에 장착하기 위한 복수개의 위치 표시부(129)가 마련될 수 있다. 위치 표시부(129)는 양각, 음각 또는 요철 형태로 마련될 수 있으며, 본 실시예와 같이 'V'자형 컷 형상으로 마련될 수 있다. 위치 표시부(129)를 이용하여, 작업자는 림베이스(110)에 센서패드(120)를 장착시, 림베이스(110)의 대응하는 위치만큼 센서패드(120)를 신장시켜 장착시킬 수 있다.The
도 4를 참조하면, 운전자가 스티어링 휠(100)의 좌측 영역 중 어느 한 곳을 파지한 경우, 좌측 영역에 해당하는 센서패드(120)의 검출 신호(L_S)는, 파지여부를 판단하는 제1 기준값(L_T) 보다 큰, 일례로 50pF으로 나타날 수 있다. 여기서, 제1 기준값(L_T)은 25pF로 설정될 수 있고, 센서패드(120)의 검출 신호(L_S)가 제1 기준값(L_T) 이상으로 검출되는 경우, 제어부(130)는 상기 좌측 영역에 대해서는 핸즈 온으로 판단할 수 있다.Referring to FIG. 4 , when the driver grips any one of the left regions of the
한편, 상기 운전자는 스티어링 휠(100)의 우측 영역을 파지하지 않은 경우, 우측 영역에 해당하는 센서패드(120)의 검출 신호(R_S)는, 제1 기준값(R_T)보다 낮게 거의 OpF로 나타날 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 상기 우측 영역에 대해서는 핸즈 오프로 판단할 수 있다. 여기서, 우측 영역에 해당하는 제1 기준값(R_T)와 좌측 영역에 해당하는 제1 기준값(L_T)는 동일하게 설정될 수도 있고, 소정의 편차를 두고 설정되어질 수도 있다.Meanwhile, when the driver does not grip the right side of the
도 5는 온도변화에 따른 센서패드의 정전용량의 변화를 보정전후로 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating a change in capacitance of a sensor pad according to a temperature change before and after correction.
스티어링 휠(100)의 아마추어에 마련된 제어부(130)은 센서패드(120)로부터 검출된 신호를 처리하는데, 내장된 전자소자 등에 의한 자체적인 발열 및 주변 온도의 증가로 인해 검출된 센서패드(120)의 정전용량이 도 5에서와 같이 증가하는 경향을 나타낼 수 있다. 이는 실제로 센서패드(120)의 정전용량의 오차를 발생시킬 수 있다. 본 실시예에서, 주위 환경 및 스티어링 휠(100)의 온도 변화에 의한 측정 오차를 최소화하기 위하여 제어부(130) 내에는 온도센서(미도시)가 마련될 수 있다. 제어부(130)는 검출된 온도에 따라 센서패드(120)의 검출 신호의 오차를 능동적으로 보정하여, 온도가 변화하여도 일정하도록 유지할 수 있다.The
도 6은 스티어링 휠의 양손 파지와 한손 파지의 상황을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 운전자 파지감지 스티어링 휠에서, 양손 파지와 한손 파지를 결정하는 단계를 개략적으로 나타내는 순서도이다.FIG. 6 is a view for explaining situations of two-hand gripping and one-hand gripping of a steering wheel, and FIG. 7 schematically illustrates a step of determining two-hand gripping and one-hand gripping in a driver grip sensing steering wheel according to an embodiment of the present invention. It is a flowchart showing
도 6 및 도 7을 참조하면, 단계(S110)에서 제어부(130)는 좌측 센서패드의 정전 용량을 측정하고, 단계(S120)에서 우측 센서패드의 정전 용량을 측정한다.Referring to FIGS. 6 and 7 , the
제어부(130)는 양측 센서패드의 검출 신호가 제1 기준값(일례로 25pF) 이상으로 출력이 되는 경우(S130), 운전자가 스티어링 휠(100)을 양손으로 파지한 것으로 판단한다(S140, 도 6a참조).The
만약, 단계(S130)에서 양측 센서패드의 검출 신호가 모두 제1 기준값 이상으로 나타나는 경우가 아닌 경우, 2개의 센서패드 중에서 어느 하나가 상기 제1 기준값 이상으로 출력이 되는지를 판단한다(S150). 어느 하나의 센서패드가 상기 제1 기준값 이상으로 나타나는 경우, 제어부(130)는 운전자가 스티어링 휠(100)을 한손으로 파지한 것으로 판단한다(S160).If it is not the case that the detection signals of both sensor pads in step S130 are equal to or greater than the first reference value, it is determined whether one of the two sensor pads outputs an output greater than or equal to the first reference value (S150). If any one sensor pad is greater than the first reference value, the
한편, 단계(S150)에서 양측 센서패드의 신호가 상기 제1 기준값 미만인 것으로 나타나면, 제어부(130)는 양측 센서패드의 검출신호가 서로 유사한 값으로 나타나는 지를 판단할 수 있다. 도 6b에서와 같이 스티어링 휠(100)의 12시 방향에서 한손으로 파지한 경우, 스티어링 휠(100)의 12시 방향은 2개로 분리된 센서패드의 경계면에 해당하는 영역일 수 있다. 이 경우, 해당 부분을 상기 운전자가 한손으로 파지하게 되면, 상기 운전자의 손이 닿는 영역의 크기에 따라, 스티어링 휠(100)의 좌측 영역에서의 출력 신호와 우측 영역에서의 출력 신호가 서로 유사하게 나타날 수 있다. 또한, 상기 좌측 영역에서의 출력신호와 상기 우측 영역에서의 출력 신호가 서로 유사하지 않더라도, 상기 양측 센서패드의 신호가 모두 상기 제1 기준값보다 작지만 상기 양측 센서패드의 신호의 합이 제2 기준값보다 큰 경우에는, 12시부 또는 6시부의 경계면을 한손으로 파지한 것으로 판단한다(S180). 만약, 상기 양측 센서패드의 신호의 합이 상기 제2 기준값보다도 작은 값으로 나타나게 되면, 제어부(130)는 양손 모두 파지가 없는 것으로 판단한다(S190).Meanwhile, in step S150, if signals from both sensor pads are less than the first reference value, the
핸즈 오프(Hands Off) 및 핸즈 온(Hands On) 상태를 검출하는 센서패드Sensor pad detecting Hands Off and Hands On status
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 파지감지 스티어링 휠의 단면의 구조를 개략적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 도 8의 실시예에 있어서, 전극부의 전체적인 배치 및 형상을 상세히 설명하기 위한 도면이다. 도 10 및 도 11은 도 9에 있어서, 전극부의 세부적인 형상을 나타내기 위한 도면이다.8 is a diagram for schematically explaining the structure of a cross section of a driver grip sensing steering wheel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram for explaining in detail the overall arrangement and shape of electrode units in the embodiment of FIG. 8 . It is a drawing for 10 and 11 are views for showing detailed shapes of the electrode part in FIG. 9 .
먼저, 도 8a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 파지감지 스티어링 휠은 림베이스(110)와, 센서패드(120)를 포함할 수 있다. 림베이스(110)는 스티어링 휠의 림 형상을 가지는 코어와 상기 코어를 감싸는 폴리머 재질로 구성될 수 있다. 센서패드(120)는 림베이스(110)에 부착되어 상기 운전자의 핸즈 오프(Hands Off) 및 핸즈 온(Hands On) 상태를 검출할 수 있다. 여기서, 센서패드(120)는 림베이스(110) 둘레를 따라 부착되도록 신장이 가능할 수 있다.First, referring to FIG. 8A , a driver grip sensing steering wheel according to an embodiment of the present invention may include a
구체적으로, 센서패드(120)는 신장이 가능한 기재부로서 부직포(128)와, 상기 부직포(128)에 신축가능하게 결합되는 전극부(122)를 포함할 수 있다. 전극부(122)는 전체적으로 구불구불한 소정이 패턴을 갖는 형상일 수 있고, 일례로, 구리 또는 알루미늄 등의 금속 소재로 제작될 수 있다. 전극부(122)는 구불구불한 형상 덕분에 스티어링 휠(100)의 원주방향과 축성 방향으로도 신장이 가능할 수 있다. 또한, 전극부(122)는 전도성 페이스트로 형성되고, 상기 기재부는 부직포가 아닌 발포폼일 수도 있다.Specifically, the
일 실시예에서, 구리 또는 알루미늄 소재의 소정의 패턴을 갖는 박판 형식의 전극부(122)는 후술하는 에칭 등의 공정을 통해서 마련될 수 있다. 이후, 폴리머 기재(126)가 전극부(122)의 일면에 부착될 수 있다. 폴리머 기재(126)는 소정의 패턴을 갖는 전극부(122)를 지지해주는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 전극부(122)가 부착되지 않은 폴리머 기재(126)의 일면에는 무기재 양면테이프(125)가 부착될 수 있다. 양면테이프(125)는 이후 림베이스(110)와의 결합을 위해 이용될 수 있다. 한편, 전극부(122)의 타면에도 양면테이프(123)가 마련될 수 있어, 전극부(122)와 스킨면인 가죽층(140)을 결합하는데 사용될 수 있다. 또한, 금속층(122)에는 소정의 위치에 정전용량을 측정하기 위한 단자(121)가 연결될 수 있다. 단자(121)는 보강 필름 형태인 켑톤필름 형태로 마련될 수 있다.In one embodiment, the
도 8b는 도 8a와 비교할 때, 전극부(122)가 가죽층(140)에 가까이 폴리머 기재에 의해 결합되고, 부직포(128)가 림베이스(110)에 부착되는 점만 상이하고 도 8a와 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.Compared to FIG. 8A, FIG. 8B is similar to FIG. 8A except that the
도 9a를 참조하면, 전극부(122)는 복수개의 세로분지(122V)와 하나 이상의 가로분지(122H)를 포함할 수 있다. 도 9b는 도 9a에 도시된 전극부의 좌측 영역을 좀더 확대해서 나타낸 도면이다.Referring to FIG. 9A , the
세로분지(122V)는 기재부인 부직포(128)의 폭 방향으로 연장되되 좌우로 구불구불한 물결 형상을 가지고 있으며, 장착 시 스티어링 휠(100)의 원주방향으로 서로 이격되어 복수개가 설치될 수 있다. 또한, 복수의 세로분지(122V) 들은 서로 전기적으로 연결될 필요가 있는데, 스티어링 휠(100)의 원주방향(도면에서는 가로 방향)으로 연장되되 상하로 구불구불한 물결 형상을 가지는 가로분지(122H)가 복수의 세로분지(122V)들에 연결될 수 있다. 본 실시예에서, 가로분지(122H)는 한 쌍으로 마련되어 부직포(128)의 상부 및 하부에 하나씩 마련될 수 있다.The
한편, 전극부(122)는 센서패드(120)의 좌측 하부 영역과 우측 하부 영역에 각각 하나의 단자(121)가 마련될 수 있다. 해당 영역은 스티어링 휠(10)에 장착 시, 6시부에 해당하는 영역일 수 있다. Meanwhile, in the
또한, 도 9b에 도시된 바와 같이, 센서패드(120)의 신장 정도는 제품마다 균일하고 구간 마다 소정의 정도로 이루어져야, 센서패드(120)의 전체 영역에 걸쳐 신호가 안정적이고 균일할 수 있다. 이를 위해, 상기 신장의 정도를 일정하게 하도록, 센서패드(120)에는 스티어링 휠(100)의 정해진 위치에 장착하기 위한 복수개의 위치 표시부(129)가 마련될 수 있다. 위치 표시부(129)는 양각, 음각 또는 요철 형태로 마련될 수 있으며, 본 실시예와 같이 'V'자형 컷 형상으로 마련될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 9B, the degree of elongation of the
한편, 스티어링 휠(100)을 가죽 등으로 마감할 경우, 스티어링 휠(100)의 중간 중간에 가죽을 마감하기 위한 봉목부가 복수개 마련될 수 있다. 만약, 봉목부에 해당하는 영역(B)에도 전극부(122)의 세로분지(122V)들이 마련된다면, 해당 부분에서 전극부(122)의 접힘 등에 의한 파손 절단 등에 의핸 전극(122)의 단선이 발생할 수 있다. 이로써, 센서패드(120)가 파손되어 운전자의 스티어링 휠(100) 파지여부 검출이 불가능해질 수 있다. 따라서, 본 실시예에서, 봉목부에 해당하는 영역(B)에서는, 세로분지(122V) 사이의 간격이 다른 부분보다 많이 넓도록 하여, 센서패드(120)의 스티어링 휠(100)에 장착 시, 실질적으로 해당 영역(B)에서는 세로분지(122V)가 생략되도록 할 수 있다. Meanwhile, when the
도 10 및 도 11은 도 9에 있어서, 전극부의 세부적인 형상을 나타내기 위한 도면이다.10 and 11 are views for showing detailed shapes of the electrode part in FIG. 9 .
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세로분지(122V) 사이의 간격은 0.1mm 내지 10.0mm이고, 세로분지 폭은 0.5mm 내지 10mm 범위일 수 있다. 또한, 반복되는 물결무늬 패턴에서 패턴의 높이는 3mm 내지 20mm 사이일 수 있다. 이러한 물결무늬 덕분에, 신장가능한 기재부 부직포(128)가 가로방향 또는 세로방향, 즉 스티어링 휠(100)에 장착 시 원주방향과 축선 방향으로 늘리더라도, 전극부(122) 역시 신장될 수 있어 단선을 방지할 수 있다.Referring to Figure 10, the interval between the vertical branches (122V) according to an embodiment of the present invention is 0.1mm to 10.0mm, the vertical branch width may be in the range of 0.5mm to 10mm. In addition, in the repeated moire pattern, the height of the pattern may be between 3 mm and 20 mm. Thanks to these wavy patterns, even if the stretchable substrate
물론, 도 10에 도시된 바와 같이 전극부(122)는 곡선 형태로 구불구불하지 않고, 도 11에 도시된 바와 같이 직선 형태로 지그재그 형상의 전극부(122)가 마련될 수도 있다. 구체적으로, 세로분지(122V)가 기재부(128)의 길이방향으로 소정의 각도로 제1 방향으로 직선형태로 연장되는 제1 부분(122V_1)과, 기재부(128)의 길이방향으로 제1 방향에 대해 반대 방향으로 소정의 각도로 직선형태로 연장되는 제2 부분(122V_2)과, 제1 부분(122V_1)과 제2 부분(122V_2)을 연결하는 제3 부분(122V_3)을 포함할 수 있다. 여기서, 제3 부분(122V_3)은 제1 부분(122V_1)과 제2 부분(122V_2)을 부드럽게 연결하고, 신장 시 파손되는 것을 방지하도록 모서리에 라운딩이 형성될 수 있다.Of course, as shown in FIG. 10 , the
도 12는 도 9에 있어서, 하부에 하나의 가로분지만 배치되는 것을 나타내는 도면이다.FIG. 12 is a view showing that only one horizontal branch is disposed at the lower portion in FIG. 9 .
도 12를 참조하면, 도 9와 비교할 때, 가로분지(122H)가 하부 또는 상부에 하나만 마련되어 복수의 세로분지(122V)를 연결한다. 한편, 도 9에서는 가로분지(122H)가 세로분지(122V)의 상단과 하단에 각각 하나씩 마련되어, 어느 하나의 가로분지(122H)가 절단되더라도, 다른 하나의 가로분지(122H)가 세로분지들(122V)을 전기적으로 연결하여 센서패드(120)의 기능을 안정적으로 유지할 수 있다.Referring to FIG. 12, when compared to FIG. 9, only one horizontal branch (122H) is provided at the bottom or top to connect a plurality of vertical branches (122V). On the other hand, in FIG. 9, one horizontal branch (122H) is provided at the top and bottom of each vertical branch (122V), so even if one horizontal branch (122H) is cut, the other horizontal branch (122H) is the vertical branch ( 122V) may be electrically connected to stably maintain the function of the
운전자 파지감지 패드의 제조방법Manufacturing method of driver's grip sensing pad
도 13 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 파지감지 패드의 제조방법을 나타내는 도면이다. 도 13 및 도 14는 패턴이 없는 전도성 시트로 구성된 전극패드를 이용하여 파지감지 패드를 제조하는 것에 대한 순서도이고, 도 15는, 도 9에서와 같이 패턴이 형성된 구리 또는 알루미늄 등의 금속 박판으로 구성된 파지감지 패드를 제조하는 방법에 대한 순서도이다.13 to 15 are views illustrating a method of manufacturing a driver's grip sensing pad according to an embodiment of the present invention. 13 and 14 are flowcharts for manufacturing a gripping sensing pad using an electrode pad composed of a conductive sheet without a pattern, and FIG. 15 is a flowchart composed of a thin metal plate such as copper or aluminum on which a pattern is formed, as shown in FIG. It is a flow chart of a method for manufacturing a phage sensing pad.
먼저, 도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 파지감지 패드의 제조방법은, 원재료 준비단계(S210)에서, 먼저 운전자의 핸즈 오프(Hands Off) 및 핸즈 온(Hands On) 상태를 검출하는 전극패드와, 상기 전극패드를 지지하는 부직포를 정해진 규격으로 준비한다. 여기서, 상기 전극패드는 신축성 및 전도성을 갖는 원단일 수 있고, 일례로 나일론에 은 등의 도전성 물질이 적층된 구조일 수 있다. 또한, 상기 부직포 역시 신축성이 있는 재료일 수 있다. 상기 부직포와 상기 전극패드는 동일한 규격의 직사각형 형상으로 재단되어 준비될 수 있다. 또한, 상기 전극패드에는 양면테이프가 마련될 수 있다.First, referring to FIG. 13 , in the manufacturing method of the driver's grip sensing pad according to an embodiment of the present invention, in the raw material preparation step (S210), first, the driver's hands off state and hands on state An electrode pad for detecting and a nonwoven fabric supporting the electrode pad are prepared in a predetermined standard. Here, the electrode pad may be a fabric having elasticity and conductivity, and may have, for example, a structure in which a conductive material such as silver is laminated on nylon. In addition, the nonwoven fabric may also be a stretchable material. The nonwoven fabric and the electrode pad may be prepared by being cut into a rectangular shape having the same standard. In addition, double-sided tape may be provided on the electrode pad.
다음으로, 양면테이프 합지단계(S220)에서, 상기 전극패드의 하부면에 상기 양면테이프의 일면을 부착시킬 수 있다. 이 과정에서, 상기 전극패드와 상기 양면테이프가 주름이 생기지 않도록 관리가 될 수 있다. 다음으로, 커팅단계(S230)에서, 합지된 상기 전극패드와 상기 양면테이프의 가운데 부분을 커팅하여 2개로 분리할 수 있다. 분리된 2개조는 각각 스티어링 휠의 좌측영역과 우측영역의 파지감지를 담당하는 역할을 수행할 수 있다.Next, in the double-sided tape laminating step (S220), one side of the double-sided tape may be attached to the lower surface of the electrode pad. In this process, the electrode pad and the double-sided tape can be managed so that wrinkles do not occur. Next, in the cutting step (S230), the central portion of the laminated electrode pad and the double-sided tape may be cut and separated into two. The two separated sets may serve to sense the grip of the left and right areas of the steering wheel, respectively.
다음으로, 양면테이프 합지단계(S240)에서, 단계(S230)에서 분리된 2개의 상기 전극패드를 약 1mm 내지 10mm 간격으로 이격시킨 후 상부에 양면테이프를 부착시킨다. 여기서, 상기 양면테이프는 이격된 2개의 상기 전극패드 모두에 부착되는 것일 수 있다.Next, in the double-sided tape laminating step (S240), the two electrode pads separated in the step (S230) are spaced apart at intervals of about 1 mm to 10 mm, and then the double-sided tape is attached to the top. Here, the double-sided tape may be attached to both of the two spaced apart electrode pads.
다음으로, 부직포 합지단계(S250)에서, 이격된 2개의 상기 전극패드 하부를 모두 커버할 크기의 상기 부직포가 부착된다. 이후, 커팅단계(S260)에서, 합지된 상기 전극패드와 상기 부직포를 장착될 스티어링 휠에 부착하기 위한 모양으로 함께 재단한다. 여기서, 유압프레스 또는 레이저 커팅을 이용하여 합지된 상기 전극패드와 상기 부직포를 커팅할 수 있다.Next, in the non-woven fabric lamination step (S250), the non-woven fabric having a size to cover all lower portions of the two spaced apart electrode pads is attached. Then, in the cutting step (S260), the laminated electrode pad and the nonwoven fabric are cut together into a shape for attaching to a steering wheel to be mounted. Here, the laminated electrode pad and the nonwoven fabric may be cut using a hydraulic press or laser cutting.
또한, 커팅단계(S260)는, 상기 스티어링 휠에 장착하려 신장을 하는 경우, 상기 신장의 정도가 일정하게 되도록, 상기 스티어링 휠의 정해진 위치에 장착하기 위한 위치 표시부를 커팅하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the cutting step (S260) may include cutting a position display unit for mounting at a predetermined position of the steering wheel so that the extent of the extension is constant when the extension is performed to mount on the steering wheel. .
여기서, 상기 부직포의 타면은, 스티어링 휠에 장착 시 가죽층이 마련될 수 있고, 분리된 상기 전극패드는 상부에 마련된 상기 양면테이프를 이용하여, 폴리우레탄 등으로 제조된 림베이스를 감싸면서 상기 림베이스에 부착될 수 있다.Here, a leather layer may be provided on the other surface of the non-woven fabric when mounted on a steering wheel, and the separated electrode pad wraps the rim base made of polyurethane or the like using the double-sided tape provided on the upper portion of the rim. Can be attached to the base.
다음으로, 단자 압착 단계(S270)에서, 합지되고 커팅된 상기 전극패드와 상기 부직포의 양측면에 정전용량을 측정할 단자(터미널)를 압착 압력을 통하여 부착할 수 있다. 마지막으로, 단계(S280)에서 완성된 터치패드의 규격과 외관을 검사하고 포장한다.Next, in the terminal crimping step (S270), terminals (terminals) to measure capacitance may be attached to both sides of the laminated and cut electrode pad and the nonwoven fabric through crimping pressure. Finally, in step S280, the specifications and appearance of the completed touchpad are inspected and packaged.
상술한 실시예에 따른 운전자 파지감지 패드의 제조방법은, 정해진 크기로 규격화된 부직포와 전극패드와, 양면테이프를 사용하고, 상기 부직포와 상기 전극패드를 합지시킨 후, 고압의 유압프레스 또는 레이저 커팅 등을 이용하여 스티어링 휠에 부착되는 형상으로 재단하기 때문에, 치수관리가 용이하고, 부직포와 전극패드의 치수가 상이하게 되거나 주름이 형성되는 것을 방지할 수 있다.In the manufacturing method of the driver's grip sensing pad according to the above-described embodiment, a nonwoven fabric standardized to a predetermined size, an electrode pad, and a double-sided tape are used, and after bonding the nonwoven fabric and the electrode pad, high-pressure hydraulic press or laser cutting is performed. Since it is cut into a shape attached to the steering wheel using a back, it is easy to manage the size, and it is possible to prevent the nonwoven fabric from being different in size from the electrode pad or wrinkles from being formed.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 운전자 파지감지 패드의 제조방법을 나타낸다. 도 14에 도시된 파지감지 패드의 제조방법은, 도 13과 비교할 때, 커팅단계(S330)까지는 동일하고, 커팅단계(S330) 이후에, 분리된 2개의 상기 전극패드를 이격시킨 후 상부에 양면테이프를 이용하여 부직포를 부착시키는 공정만 상이하다.14 shows a method of manufacturing a driver's grip sensing pad according to another embodiment of the present invention. Compared with FIG. 13, the manufacturing method of the gripping sensing pad shown in FIG. 14 is the same up to the cutting step (S330), and after the cutting step (S330), the two separated electrode pads are spaced apart and both sides are placed on the top. Only the process of attaching the nonwoven fabric using the tape is different.
보다 구체적으로, 도 14에 도시된 제조방법에서는, 분리된 2개의 상기 전극패드를 약 1mm 내지 10mm 간격으로 이격시키고 양면테이프를 부착시킨다. 여기서, 상기 양면테이프는 이격된 2개의 상기 전극패드 모두에 부착되는 것일 수 있다. 여기서, 상기 부직포의 타면은, 스티어링 휠에 장착 시 가죽층이 마련될 수 있고, 분리된 상기 전극패드는 폴리우레탄 등으로 제조된 림베이스를 감싸면서 상기 림베이스에 부착될 수 있다.More specifically, in the manufacturing method shown in FIG. 14, the two separated electrode pads are spaced apart at intervals of about 1 mm to 10 mm, and double-sided tape is attached. Here, the double-sided tape may be attached to both of the two spaced apart electrode pads. Here, a leather layer may be provided on the other surface of the nonwoven fabric when mounted on a steering wheel, and the separated electrode pad may be attached to the rim base while surrounding a rim base made of polyurethane or the like.
도 15를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 운전자 파지감지 패드의 제조방법은, 전극패드 준비단계(S410), 부직포 준비단계(S420), 부직포 합지단계(S430), 재단단계(S440)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 15 , a method of manufacturing a driver's grip sensing pad according to another embodiment of the present invention includes an electrode pad preparation step (S410), a nonwoven fabric preparation step (S420), a nonwoven fabric lamination step (S430), and a cutting step (S440). can include
먼저 전극패드 준비단계(S410)는,운전자의 핸즈 오프(Hands Off) 및 핸즈 온(Hands On) 상태를 검출하는 전극패드를 준비하는 단계로서, 도 9에서와 같이, 패턴이 형성된 구리 또는 알루미늄 등의 금속 박판으로 구성된 파지감지 패드를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.First, the electrode pad preparation step (S410) is a step of preparing an electrode pad for detecting the driver's hands off and hands on states. As shown in FIG. 9, patterned copper or aluminum, etc. and manufacturing a gripping sensing pad composed of a thin metal plate of
구체적으로 전극패드 준비단계(S410)는, 전극 패턴 마스크 인쇄 단계(S412), 에칭 단계(S414), 박리 단계(S416), 외형 가공 단계(S418)를 포함할 수 있다. 전극 패턴 마스크 인쇄 단계(S412)에서는, 구리나 알루미늄과 같은 금속 박막을 소정의 크기로 준비한 후, 도 9에서와 같이 구불구불한 물결 무늬의 전극 패턴을 형성하기 위한 패턴 마스크를 적층한다.Specifically, the electrode pad preparation step (S410) may include an electrode pattern mask printing step (S412), an etching step (S414), a peeling step (S416), and an external processing step (S418). In the electrode pattern mask printing step (S412), a metal thin film such as copper or aluminum is prepared in a predetermined size, and then a pattern mask for forming a wavy electrode pattern is laminated as shown in FIG. 9 .
에칭 단계(S414)에서는, 에칭(etching) 용액 또는 가스 등을 이용하여 상기 패턴 마스크가 없는 영역의 금속 부위를 식각시켜, 패턴을 형성한다. 다음으로, 박리 단계(S416)에서 남겨진 마스크 잉크를 제거한다.In the etching step (S414), a pattern is formed by etching the metal portion of the region without the pattern mask using an etching solution or gas. Next, mask ink remaining in the peeling step (S416) is removed.
부직포 준비단계(S420)는, 전극패드 준비단계(S410)와 병행하여 함께 진행될 수 있다. 상기 전극패드의 크기에 맞는 소정의 크기의 부직포가 준비된다. 여기서, 부직포는 신율이 있으며, 나아가 신축성이 있는 재질일 수 있다.The nonwoven fabric preparation step (S420) may be performed in parallel with the electrode pad preparation step (S410). A nonwoven fabric having a predetermined size suitable for the size of the electrode pad is prepared. Here, the non-woven fabric has elongation and may be a material with elasticity.
부직포 합지단계(S430)에서는, 준비된 상기 부직포와 상기 전극패드를 양면테이프 등을 이용하여 서로 부착시키는 것으로서, 이 경우, 상기 부직포와 상기 전극패드에는 상호 부착 시 위치 결정을 하기 위한 위치 결정홀이 미리 가공될 수 있다.In the non-woven fabric lamination step (S430), the prepared non-woven fabric and the electrode pad are attached to each other using double-sided tape, etc. In this case, the non-woven fabric and the electrode pad have a positioning hole for positioning when attaching to each other in advance. can be processed.
재단단계(S440)에서는, 합지된 상기 전극패드와 상기 부직포를 스티어링 휠에 부착하기 위한 모양으로 함께 재단할 수 있다. 여기서, 유압프레스 또는 레이저 커팅을 이용하여 합지된 상기 전극패드와 상기 부직포를 커팅할 수 있다. 여기서, 상기 스티어링 휠에 장착하려 신장이 되는 경우, 상기 신장의 정도를 일정하게 하도록, 상기 스티어링 휠의 정해진 위치에 장착하기 위한 위치 표시부를 커팅하는 단계를 포함할 수 있다.In the cutting step (S440), the laminated electrode pad and the nonwoven fabric may be cut together into a shape for attaching to a steering wheel. Here, the laminated electrode pad and the nonwoven fabric may be cut using a hydraulic press or laser cutting. Here, the step of cutting a position display unit for mounting at a predetermined position of the steering wheel so as to make the extent of the extension constant when it is elongated to be mounted on the steering wheel.
다음으로, 단자 압착 단계에서, 합지되고 커팅된 상기 전극패드와 상기 부직포의 양측면에 정전용량을 측정할 단자(터미널)를 압착 압력을 통하여 부착할 수 있다.Next, in the terminal compression step, terminals (terminals) to measure capacitance may be attached to both sides of the laminated and cut electrode pad and the nonwoven fabric through compression pressure.
상술한 실시예들에서, 일례로 부직포 합지단계(S430)에서는, 상기 전극패드와 상기 부직포를 각각 진공흡착 지그에 안착시킨 후, 상기 진공흡착 지그의 상하를 결합하여 상기 전극패드와 상기 부직포를 합지시킬 수도 있다.In the above-described embodiments, for example, in the nonwoven fabric lamination step (S430), the electrode pad and the nonwoven fabric are seated on a vacuum adsorption jig, and then the electrode pad and the nonwoven fabric are laminated by combining the top and bottom of the vacuum adsorption jig. You can do it.
상술한 실시예들에 따른 운전자 파지감지 스티어링 휠에 따르면, 정전 용량식 센서패드가 장착되어 운전자의 파지여부를 정확하게 체크할 수 있다. According to the driver's grip sensing steering wheel according to the above-described embodiments, a capacitive sensor pad is mounted to accurately check whether the driver is gripped.
또한, 스티어링 휠의 좌측 영역과 우측 영역이 분리되어 각각의 영역에서의 운전자의 파지여부를 검출할 수 있고, 주위 온도가 변화하더라도 보정을 하여 파지 신호를 강건하게 검출할 수 있다.In addition, since the left and right areas of the steering wheel are separated, whether or not the driver grips each area can be detected, and the gripping signal can be robustly detected by correcting even when the ambient temperature changes.
또한, 스티어링 휠을 감싸는 경우, 원주방향과 스티어링 축선 방향으로의 원활한 신장성을 제공함으로써 스티어링 휠에 장착을 용이하게 하면서도, 외관 품질 및 성능을 향상시킬 수 있고, 센서패드가 신축성이 있는 재질 또는 형상을 가짐으로써 스티어링 휠의 부착 시, 용이하게 팽창되어 파손을 방지할 수 있다.In addition, when wrapping the steering wheel, it is possible to improve the appearance quality and performance while facilitating mounting on the steering wheel by providing smooth extensibility in the circumferential direction and the steering axis direction, and the sensor pad is made of an elastic material or shape When the steering wheel is attached by having a, it is easily expanded to prevent damage.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. Representative embodiments of the present invention have been described in detail above, but those skilled in the art will understand that various modifications are possible to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. .
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should not be defined, and should be defined by not only the claims to be described later, but also those equivalent to these claims.
100: 스티어링 휠, 110: 림베이스
120: 센서패드 130: 제어부
112: 코어 114: 폴리우레탄 폼
122: 전도성 시트, 전극부 129: 위치 표시부
128: 기재부, 부직포 123, 125: 양면테이프
126: 폴리머 기재 140: 가죽층(스킨면)
121: 단자 122H: 가로분지
122V: 세로분지100: steering wheel, 110: rim base
120: sensor pad 130: control unit
112: core 114: polyurethane foam
122: conductive sheet, electrode unit 129: position display unit
128: substrate,
126: polymer substrate 140: leather layer (skin side)
121: terminal 122H: transverse branch
122V: vertical branch
Claims (9)
림 형상을 가지는 코어와 상기 코어를 감싸는 폴리머 재질로 된 베이스층을 가지는 림베이스;
상기 림베이스에 부착되어 상기 운전자의 핸즈 오프(Hands Off) 및 핸즈 온(Hands On) 신호를 검출하는 정전용량식 센서패드; 및
상기 센서패드에서 검출된 상기 신호를 전달받아 노이즈 신호를 처리하고, 상기 노이즈 신호가 처리된 신호를 기초로 상기 운전자의 상기 핸즈 오프 및 상기 핸즈 온 상태를 판별하는 제어부;를 포함하고,
상기 센서패드는, 상기 스티어링 휠의 좌측 영역의 파지여부를 감지하기 위한 좌측 패드와, 상기 스티어링 휠의 우측 영역의 파지여부를 감지하기 위한 우측패드로 분리되며,
상기 제어부는,
상기 좌측 패드와 상기 우측 패드에서 검출된 신호가 각각 제1 기준값 이상인지 여부에 따라, 좌측 파지, 우측 파지, 또는 양손 파지로 판단하고,
상기 좌측 패드와 상기 우측 패드의 검출된 신호가 유사하고, 각각 완전 파지시의 절반인 경우, 한손 파지로 판단하며,
상기 좌측 패드와 상기 우측 패드의 검출된 신호가 모두 상기 제1 기준값 미만이고, 상기 좌측 패드와 상기 우측 패드의 검출된 신호의 합이 제2 기준값보다 높으면, 한손 파지로 판단하는 것인 운전자 파지감지 스티어링 휠.
As a driver grip sensing steering wheel,
A rim base having a core having a rim shape and a base layer made of a polymer material surrounding the core;
a capacitive sensor pad attached to the rim base to detect the driver's hands-off and hands-on signals; and
A control unit receiving the signal detected by the sensor pad, processing a noise signal, and determining the hands-off state and the hands-on state of the driver based on the signal processed with the noise signal;
The sensor pad is divided into a left pad for detecting whether the left area of the steering wheel is gripped and a right pad for detecting whether or not the right area of the steering wheel is gripped.
The control unit,
Depending on whether the signals detected from the left pad and the right pad are equal to or greater than a first reference value, it is determined that the left grip, the right grip, or both-hand grip is performed,
When the detected signals of the left pad and the right pad are similar, and each is half of the complete grip, it is determined that the one-hand grip is held;
When both the detected signals of the left pad and the right pad are less than the first reference value and the sum of the detected signals of the left pad and the right pad is higher than a second reference value, it is determined that the driver grips with one hand. steering wheel.
상기 제어부는,
상기 운전자의 장갑 장착 여부에 따라 상기 핸즈 오프 및 상기 핸즈 온 상태의 판별 기준을 변경하는 것인 운전자 파지감지 스티어링 휠.
According to claim 1,
The control unit,
The driver's grip sensing steering wheel, wherein a criterion for determining the hands-off state and the hands-on state is changed according to whether the driver is wearing gloves.
상기 제어부는,
온도를 검출하는 온도센서를 포함하고,
검출된 온도에 따라 상기 운전자의 핸즈 오프(Hands Off) 및 핸즈 온(Hands On) 신호를 보정하는 것인 운전자 파지감지 스티어링 휠.
According to claim 1,
The control unit,
Including a temperature sensor for detecting the temperature,
A driver's grip sensing steering wheel that corrects the driver's hands-off and hands-on signals according to the detected temperature.
상기 센서패드는,
신장이 가능한 기재부; 및
상기 기재부에 부착되어 상기 기재부와 함께 신축이 가능한 전도성 시트;를 포함하는 것인 운전자 파지감지 스티어링 휠.
According to claim 1,
The sensor pad,
Extensible base unit; and
A driver's grip sensing steering wheel comprising a; conductive sheet attached to the substrate and capable of stretching along with the substrate.
상기 센서패드는, 상기 스티어링 휠에 장착하여 신장이 되는 경우, 상기 신장의 정도를 일정하게 하도록, 상기 스티어링 휠의 정해진 위치에 장착하기 위한 위치 표시부를 포함하는 것인 운전자 파지감지 스티어링 휠.
According to claim 4,
The sensor pad includes a position display unit for mounting at a predetermined position of the steering wheel so as to maintain a constant degree of extension when the sensor pad is mounted on the steering wheel and is elongated.
상기 좌측 패드와 상기 우측 패드의 검출된 신호가 모두 상기 제1 기준값 미만이고, 상기 좌측 패드와 상기 우측 패드의 검출된 신호의 합이 제2 기준값보다 높으면, 한손 파지로 판단하되, 보다 높은 신호가 검출된 영역에서 파지된 것으로 판단하는 것인 운전자 파지감지 스티어링 휠.According to claim 1,
When both the detected signals of the left pad and the right pad are less than the first reference value, and the sum of the detected signals of the left pad and the right pad is higher than the second reference value, it is determined that the grip is held with one hand, and the higher signal is higher than the second reference value. A driver grip sensing steering wheel that is determined to be gripped in the detected area.
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