KR20170025139A - 전자식 스위치 모듈을 이용하는 전자식 파킹 브레이크 시스템 및 그 작동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 전자식 파킹 브레이크(Electrical Parking Brake, EPB)에 관한 것으로서, 사용자의 터치입력에 의해 작동되며 스크린에 출력되는 UI(User Interface 또는 아이콘)를 이용해 사용자에게 차량의 상태를 시각적으로 알려주는 전자식 스위치 모듈과 이를 이용하는 전자식 파킹 브레이크 시스템 및 그 작동 방법에 대한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 EPB(Electrical Parking Brake) 작동 시스템에 대한 터치스크린 방식의 사용자 인터페이스(User Interface) 구현을 위한 스위치모듈로서, 상기 스위치모듈의 최외곽에 위치하는 케이스; 상기 케이스 내부에 안착되는 구동PCB; 상기 구동PCB의 신호를 출력하는 디스플레이부; 터치입력을 감지하고 감지된 데이터를 상기 구동PCB에 전송하는 센서부; 및 상기 터치입력 시 사용자 식별 정보를 인식하며 인식된 데이터를 상기 구동PCB에 전송하는 생체정보취득모듈을 포함하는 EPB용 전자식 스위치모듈을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 터치스크린 방식의 전자식 스위치 모듈을 이용한 EPB(Electrical Parking Brake) 시스템의 작동방법에 있어서, (a) 상기 전자식 스위치 모듈의 스크린에 EPB 어플라이 스위치와 EPB 릴리즈 스위치가 표시되면, 상기 EPB 어플라이 스위치와 EPB 릴리즈 스위치 중 어느 하나를 선택하는 단계; (b) 상기 스크린에 상기 입력에 따른 상기 EPB의 동작중 상태를 표시하는 단계; 및 (c) 상기 스크린에 상기 EPB의 동작완료 상태를 표시하는 단계를 포함하는 전자식 스위치 모듈을 이용한 EPB 시스템의 작동방법을 제공한다.

Description

전자식 스위치 모듈을 이용하는 전자식 파킹 브레이크 시스템 및 그 작동 방법{Electrical Parking Brake System Using Electrical Switch Module and Operating Method thereof}

본 발명은 차량의 전자식 파킹 브레이크(Electrical Parking Brake, EPB)에 관한 것으로서, 사용자의 터치입력에 의해 작동되며 스크린에 출력되는 UI(User Interface 또는 아이콘)를 이용해 사용자에게 차량의 상태를 시각적으로 알려주는 전자식 스위치 모듈과 이를 이용하는 전자식 파킹 브레이크 시스템 및 그 작동 방법에 대한 것이다.

자동차의 파킹 브레이크는 자동차를 주/정차시키고 나면 그 상태를 유지하기 위하여 자동차의 뒷바퀴 또는 앞바퀴를 제동하는 역할을 하는 장치이다.

파킹 브레이크는 통상적으로 운전자가 브레이크 레버를 당기면 주차케이블에 힘이 가해지고, 가해진 힘을 이퀄라이저를 통해 차륜에 장착된 브레이크기구로 균등하게 분배하며, 이를 통해 상기 브레이크기구가 차륜을 구속하여 사용자가 의도치 않게 차량이 이동하는 것을 방지하게 된다.

파킹 브레이크 중에서 전자식 파킹 브레이크란 기계식 핸들 레버(사이드 브레이크) 또는 풋 페달의 대용으로 사용되는 브레이크 시스템으로서, 간단한 버튼 조작과 모터 동력을 이용하여 주차 제동이 가능하다. 특히 AVH(Automatic Vehicle Hold, 이하 Auto Hold로 칭함)와도 연계할 수 있어 신호 대기 등 정차시 자동으로 작동 및 해제가 가능하며, 경사로 정차 후 다시 출발하고자 할 때에도 차가 후방으로 밀리지 않아 운전자의 안전과 편의성을 향상시킬 수 있다. 이밖에 힘, 순발력, 주의력이 부족한 운전자들에게 큰 효용을 줄 수 있는 장점이 있다.

종래 기술의 전자식 파킹 브레이크는 사용자가 조작을 하기 위해 기계식 스위치를 장착하여 기능을 구현하였다.

도 1은 종래기술에 따른 전자식 파킹 브레이크의 기계식 스위치 모듈(1)을 나타내는 도면이다.

통상적인 기계식 스위치 모듈(1)은 도 1에 도시된 바와 같이 간단히 손가락 조작만으로도 조작이 가능한 파킹 브레이크 On/Off 스위치를 구비한다. 차량 정지 상태에서 On/Off 스위치를 당기면 파킹 브레이크기구가 차륜을 구속해 차량의 이동을 방지하게 된다.

또한, 브레이크에서 무심코 발을 떼어도 브레이크가 걸려 차가 앞뒤로 나아가지 않도록 잡아주되 가속페달을 밟으면 저절로 브레이크가 풀리게 되는 Auto Hold 스위치를 구비하기도 한다.

이러한 기계식 스위치 모듈(1)은 주차 브레이크로서 사이드 브레이크를 이용하였던 방식보다 스위치 조작이 더욱 편리하고, 운전자의 피로도를 저감하는 측면에서 최근 승용차, 버스, 트럭과 같은 상용차량에 널리 사용되고 있다.

그러나 위와 같은 장점에도 불구하고 종래기술에 따른 기계식 스위치 모듈(1)은 스위치 입력 기능의 추가 예컨대, Auto Hold 기능이나 이와 또 다른 기능을 추가하고자 할 경우 모듈의 구조가 복잡해지고 제조 단가가 상승하며, 일단 모듈이 장착되고 나면, 기능의 부가 및 변경이 어려운 단점이 있다.

그리고, 기계식 스위치 모듈(1)의 내구성이 약해 사용자가 힘을 과도하게 가하여 조작을 할 경우 모듈(1)의 파손 및 기능고장의 우려가 큰 문제가 있다.

또한, 여러 기능을 부가하면 할수록 모듈자체의 체적이 증가하므로 공간효율성이 떨어지는 문제가 있다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에서는 전자식 터치 스위치 모듈을 제공하여 조작의 용이성과 같은 종래기술에서의 전자식 파킹 브레이크의 편리함은 유지하되, 스위치 기능 추가의 용이성을 확보하고 모듈의 공간효율성을 높일 수 있도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 EPB(Electrical Parking Brake) 작동 시스템에 대한 터치스크린 방식의 사용자 인터페이스(User Interface) 구현을 위한 스위치모듈로서, 상기 스위치모듈의 최외곽에 위치하는 케이스; 상기 케이스 내부에 안착되는 구동PCB; 상기 구동PCB의 신호를 출력하는 디스플레이부; 터치입력을 감지하고 감지된 데이터를 상기 구동PCB에 전송하는 센서부; 및 상기 터치입력 시 보안 인증을 위해 사용자 식별 정보를 인식하며 인식된 데이터를 상기 구동PCB에 전송하는 생체정보취득모듈을 포함하는 EPB용 전자식 스위치모듈을 제공한다.

일 실시예에 따르면 상기 생체정보취득모듈은 사용자 지문 정보를 취득하는 지문정보취득부와 신속한 패턴입력을 인식하는 패턴인식부를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면 스위치모듈의 상단면을 보호하고 상기 디스플레이부를 육안으로 확인할 수 있도록 투명한 재질로 형성되며, 일 측에 상기 생체정보취득모듈을 직접 터치할 수 있도록 중공부가 형성된 커버글라스를 포함하는 EPB용 전자식 스위치 모듈을 제공할 수 있다.

한편, 상기 구동PCB는 이미지 제어기능을 포함하되, 상기 이미지는 차량 파킹 아이콘일 수 있다.

그리고 상기 센서부는 감압식, 정전용량식, 저항막식, 초음파식, 적외선식 중 어느 하나의 센서가 해당될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 터치스크린 방식의 전자식 스위치 모듈을 이용한 EPB(Electrical Parking Brake) 시스템의 작동방법에 있어서, (a) 상기 전자식 스위치 모듈의 스크린에 EPB 어플라이 스위치와 EPB 릴리즈 스위치가 표시되면, 상기 EPB 어플라이 스위치와 EPB 릴리즈 스위치 중 어느 하나를 선택하는 단계; (b) 상기 스크린에 상기 입력에 따른 상기 EPB의 동작중 상태를 표시하는 단계; 및 (c) 상기 스크린에 상기 EPB의 동작완료 상태를 표시하는 단계를 포함하는 전자식 스위치 모듈을 이용한 EPB 시스템의 작동방법을 제공할 수 있다.

일 실시예에 따르면 (d) 상기 (a)단계 이후에, 사용자 인증 단계를 포함할 수 있다.

이때, 사용자 인증 단계는 최초 사용자의 차량 시동 시에 EPB 릴리즈 스위치를 눌러 브레이크를 해제하는 경우에만 실행할 수도 있고,

(e) 상기 (d)단계 이후에, 상기 스크린을 유도모드로 표시전환하고 선택된 스위치의 입력을 확인하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 여기서 스위치의 입력을 확인하는 방법은 상기 스크린을 플릭(flick) 또는 일 방향으로 드래그(drag)함으로써 이루어질 수 있다.

한편, (f) 상기 (a)단계에서 상기 어플라이 스위치를 드래그(drag)하면 상기 스크린을 유도모드로 표시전환하고, 상기 EPB가 주행브레이크의 역할을 수행하면서, 상기 스크린에는 동작중 상태로서 긴급 정지(Emergency Stop)를 표시하는 단계를 포함할 수도 있다.

아울러, 상기 EPB 어플라이 스위치와 EPB 릴리즈 스위치를 제외한 제3의 아이콘을 더 포함할 수도 있는데, 여기서 제3의 아이콘은 오토홀드 스위치이거나, 상기 사용자 인터페이스의 변경을 위한 환경설정메뉴인 것을 특징으로 할 수 있다.

본원 발명에서는 전자식 터치 스위치 모듈을 제공함으로써 스위치 기능 추가 및 변경의 용이성을 꾀할 수 있다. 직관적인 UI를 제공함으로써 사용자가 스위치 기능을 인식하기가 용이하고 조작이 편리하다.

또한, 전자식 터치 스위치 모듈을 제공함으로써 EPB 조작 스위치 모듈의 컴팩트화를 추구한다. 이로 인한 추가적인 효과로서 스위치 모듈 제조비용의 절감과 차량 내부 인테리어의 고급화를 꾀할 수 있다.

아울러, 보안 관련 기술로서 사용자 인증 기능을 추가하여 운전자가 아닌 사용자의 브레이크 조작으로 인해 유발될 수 있는 사고를 방지할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 전자식 파킹 브레이크의 기계식 스위치 모듈을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 스위치 모듈을 기어박스에 적용한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 스위치 모듈의 분해사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 EPB 기능 동작을 위한 UI의 구성과 함께 EPB 어플라이 스위치가 선택되는 경우 EPB의 동작사항을 도시한 도면.
도 5는 도 4에서 사용자 인증 단계와 유도 모드 표시전환 단계가 더 포함된 EPB의 동작사항을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 EPB 기능 동작을 위한 UI의 구성과 함께 EPB 릴리즈 스위치가 선택되는 경우 EPB의 동작사항을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 긴급정지 기능을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 오토홀드 기능을 도시한 도면.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이하 내용을 설명함에 앞서 여기서 말하는 "체결"은 일 부재와 타 부재(예컨대, EPB 시스템과 휠)의 부착, 장착, 접촉, 인접, 접합 등의 모든 물리적인 연결을 의미할 수 있음을 유의해야 한다. 또한, 여기서 말하는 "해제"는 더이상 물리적인 연결이 이뤄지지 않거나, 물리적인 연결은 이뤄지더라도 상기 체결을 이루도록 하는 동력이 더이상 제공되지 않음을 의미할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 스위치 모듈을 기어박스에 적용한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 스위치 모듈의 분해사시도이다.

도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 EPB(Electrical Parking Brake)용 전자식 스위치 모듈(10)은 스위치 모듈(10)의 최외곽에 위치하는 케이스(11); 케이스(11) 내부에 안착되는 구동PCB(12); 구동PCB(12)의 신호를 출력하는 디스플레이부(13); 터치입력을 감지하고 감지된 데이터를 구동PCB(12)에 전송하는 센서부(14); 및 상기 터치입력의 접촉 시 보안 인증을 위해 사용자 식별 정보를 인식하며 인식된 데이터를 상기 구동PCB(12)에 전송하는 생체정보취득모듈(15)을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 EPB용 전자식 스위치 모듈(10)은 스위치모듈(10)의 상단면을 보호하고 디스플레이부(13)를 육안으로 확인할 수 있는 커버글라스(16)를 포함할 수 있다.

본 발명의 전자식 스위치 모듈(10)은 종래기술의 기계식 스위치 모듈(1)을 대체할 수 있는데, 도 2를 참조하면 본 발명의 전자식 스위치 모듈(10)은 기어박스 내의 변속레버 좌측에 위치할 수 있다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 대시보드(dashboard) 등 사용자가 용이하게 컨트롤할 수 있는 위치이면 어느 곳이든 배치될 수 있다.

전자식 스위치 모듈(10)은 터치스크린 방식으로서 사용자의 접근이 쉽고, 스크린을 통해 직관적이면서 미려한 디자인의 UI를 사용자에게 제공한다. UI를 구성하는 각각의 아이콘은 하기 설명과 도면에 도시된 바에 한정되지 않고 사용자가 아이콘을 어떻게 설정해 놓느냐에 따라 가변적일 수 있음을 유의해야 한다.

이하 본 발명을 구성하는 각각의 요소에 대해서 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 전자식 스위치 모듈(10)은 전술한 바와 같이 케이스(11), 구동PCB(12), 디스플레이부(13), 센서부(14), 생체정보취득모듈(15), 커버글라스(16), 상부프레임(17)을 포함할 수 있다.

먼저 본 발명의 케이스(11)는 스위치모듈(10)의 최외곽에 위치하며, 스위치모듈(10)의 전체적인 형상을 결정하는 역할을 할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 대략 장방형의 형상에 테두리는 라운드 진 것이 바람직하나 원형, 타원형 등 다양한 디자인으로 형성될 수 있다. 한편, 본 발명의 케이스(11)는 기어박스에 물리적 또는 전기적으로 연결될 수 있는 커넥터(connector)와 일체형으로 형성될 수 있는데 이에 의하면 조립생산성 측면에서 효과적일 수 있다. 나아가 케이스(11)는 스위치모듈(10)의 하부영역을 보호하는 것 외에, 별도의 상부케이스(17)를 더 구비하여 스위치모듈(10)의 상부영역을 외부충격으로부터 보호할 수 있다. 또한 케이스(11)와 상부케이스(17) 내부에 상기 구동PCB(12), 디스플레이부(13) 등의 구성요소를 수용함으로써 스위치모듈(10)의 전체적인 조립을 용이하게 할 수도 있다.

본 발명의 구동PCB(12)는 디스플레이부(13), 센서부(14), 생체정보취득모듈(15), EPB 시스템 컨트롤러 및 차량용 CPU 등에 전기적으로 연결되는 구성일 수 있다. 구동PCB(12)는 수신된 사용자의 터치입력을 해석, 연산한 후 그 결과를 디스플레이부(13)에 송신하여 출력한다.

여기서의 구동PCB(12)는 이미지 제어기능을 포함하되, 상기 이미지는 차량용 파킹 아이콘일 수 있다. 스크린에 출력되는 이미지를 사용자의 터치입력에 따라 구동PCB(12)가 다른 이미지로 변환시켜 사용자가 EPB 시스템의 동작상태를 파악할 수 있게 한다. 변환되는 이미지에 대해서는 이하 EPB 시스템 작동방법에서 상세히 설명한다.

나아가 본 발명의 구동PCB(12)에는 EPB 시스템의 상태값(또는 실시간 데이터)이 저장될 수 있다. 상기 상태값을 EPB 시스템 컨트롤러의 메모리와 비교하여 EPB 시스템의 매 동작을 결정 및 수행할 수 있도록 한다. 이에 따라 ISO26262(자동차 기능 안정성 국제표준)에 맞는 안전성 컨셉트를 강화할 수도 있다. 예컨대 EPB 시스템의 현재 상태값이 브레이크 체결을 나타낼 때, EPB 시스템 컨틀롤러의 메모리와 비교하여 브레이크 체결이 확실하게 이루어졌는지 여부를 판단한다.

한편, 본 발명의 디스플레이부(13)는 구동PCB(12)의 연산 결과값을 수신하여 출력하는 구성으로서, 차량 파킹 아이콘을 표시하는 기능을 수행할 수 있다. 디스플레이부(13)는 LCD 또는 AMOLED 등 구동PCB(12)로부터 수신된 데이터를 이미지화할 수 있는 것이면 어떤 것으로라도 형성될 수 있다.

상기 구동PCB(12)와 디스플레이부(13)에 의해 사용자에게 제공되는 UI는 차량용 파킹 아이콘에 관한 것으로서 예컨대, 어플라이(APPLY) 스위치와 릴리즈(REALEASE) 스위치, 그리고 오토홀드(Auto Hold) 스위치를 포함할 수 있다. 아울러, 스크린의 배경색과 UI 디자인을 사용자가 자유롭게 변경할 수 있도록 메뉴(Menu) 스위치를 포함할 수 있다. 이로써 파킹 브레이크와 관련한 다른 기능을 추가하더라도 스위치모듈(10)은 단순히 아이콘을 추가/ 변경하면 되므로 모듈자체의 체적은 커지지 않게 되어 차량 내부 공간효율성이 높아지게 된다.

본 발명의 센서부(14)는 사용자의 터치입력을 수신하여 구동PCB(12)에 센싱 정보를 송신하는 역할을 할 수 있다. 스위치모듈(10)에 장착되는 센서부(14)의 종류는 감압식(또는 저항막식), 정전용량식, 초음파식, 적외선식센서 등이 이용될 수 있다.

이하, 센서의 종류별 특징에 대하여 설명한다.

감압식(또는 저항막식)의 경우 전극 사이의 압력을 감지하는 센서로서 스크린의 투명전도막(ITO Metal Layer) 2장이 서로 맞닿으면서 발생한 전류와 저항의 변화를 감지해 터치입력을 판별한다. 감압식 센서부의 경우는 센서가 터치입력을 직접 수신하므로 커버글라스(16)가 센서부보다 후면에 위치할 수 있다. 감압식의 경우는 사용자가 장갑을 끼고 있는 경우라도 터치 입력을 인식할 수 있는 장점이 있다.

정전용량식은 기판에 신호인가용전극(Transmitter Electrode)과 GND전극(Receiver Electrode)을 구비하여 신체 또는 특정 물체가 접촉했을 때 발생하는 정전용량(Capacitance)의 변화를 감지하여 터치입력을 판별한다. 정전용량식 센서부의 경우는 정전기를 이용하므로 커버글라스(16)가 스위치모듈(10)의 최상단에 위치하고 센서는 커버글라스(16) 후면에 위치할 수 있다. 본 발명의 도 3에서는 정전용량식 센서부를 이용한 경우를 도시한다.

초음파식은 초음파가 표면을 따라 전파되는 특성과 소리의 전파 특성을 이용한 것으로 손가락과 같은 물체가 표면파의 진행 방향을 막게 되면 센서의 리시버에 수신되지 않으므로, 이때 차단된 시점을 계산하여 위치를 인식할 수 있게 된다.

적외선식은 적외선의 직진성을 이용한 것으로서 장애물에 부딪히면 빛이 차단되거나 굴절되는 속성을 활용한 방식이다. 패널 주위에 발광소자와 수광소자를 마주보도록 배치한 후 손가락과 같은 물체가 빛을 차단하면, 차단된 위치의 좌표를 읽는 방식이다.

센서부(14)는 상기한 종류에서 자유롭게 선택되어 설계될 수 있으며, 하이브리드형(Hybrid-Type) 예컨대, 감압식과 정전용량식 센서가 동시에 구비되는 것도 가능하다.

본 발명의 생체정보취득모듈(15)은 터치입력이 수신될 때, 동시에 사용자 식별 정보를 인식하여 인식된 데이터를 구동PCB(12)에 전송하는 역할을 할 수 있다. 특히 본 발명의 생체정보취득모듈(15)은 스위치모듈(10)의 스크린상에 표시되는 복수의 아이콘에서 생체정보를 취득할 수 있도록 패널형(panal-type)으로 형성될 수도 있다. 참고로 여기서의 '인식'은 데이터를 취득, 획득 또는 수신하여 이를 판별, 분별하는 것을 의미할 수 있음을 유의해야 한다.

한편, 본 발명의 생체정보취득모듈(15)에서 식별하고자 하는 사용자 정보는 지문 인식이 해당될 수 있다. 나아가 지문인식뿐만 아니라 차량 내 스마트키 시스템과 연동하여 차량 시동 이전에 상기 보안 인증을 하도록 함으로써 보안성을 더욱 높일 수도 있다.

보다 구체적으로 본 발명의 생체정보취득모듈(15)은 지문정보취득부(15a)와 패턴인식부(15b)을 포함할 수 있다. 지문정보취득부(15a)는 생체정보취득모듈(15)의 초기 설정 시 필요한 지문 정보 입력과 사용자 인증을 위한 지문 정보를 정밀하게 취득하고 판별한다. 패턴인식부(15b)도 이와 유사하게 필요한 생체정보의 입력과 사용자 인증을 위한 생체신호를 취득하고 판별하는 역할을 할 수 있는데 특히 사용자의 터치 또는 패턴(pattern)을 인식할 수 있다. 예컨대, 사용자가 스크린상에 표시되는 격자모양의 잠금패턴을 따라 드래그(drag)하면 패턴인식부(15b)는 이를 인식하게 된다.

패턴인식부(15b)는 빠른 동작 제어를 위해 지문정보취득부(15a)보다 센싱 분해능이 작아 비교적 정밀도가 떨어지는 것이 구비되더라도 충분한데, 비용절감 측면에서는 오히려 사용자의 빠른 터치입력을 감지할 수만 있다면 낮은 정밀도를 갖는 패턴인식부(15b)를 구비하는 것이 유리할 수도 있다. 여기서 사용자는 지문정보취득부(15a) 또는 패턴인식부(15b) 중 어느 하나를 선택하거나 지문정보취득부(15a) 및 패턴인식부(15b) 모두를 선택하여 사용자를 식별할 수 있도록 설정할 수 있다. 사용자의 지문이 명확하지 않아 채취가 어렵거나, 이와 다른 기타 사유로 지문인식에 오류가 발생하는 경우에는 패턴인식부(15b)를 통한 패턴입력만으로도 사용자 인증이 가능하다.

생체정보취득모듈(15)은 보안인증의 수단이 되어 기 설정된 사용자의 식별 정보가 인식되는 경우 구동PCB(12)가 파킹 브레이크의 체결 또는 해제 명령을 내릴 수 있도록 할 수 있고, 기 설정되지 않은 사용자의 식별 정보가 인식되는 경우에 구동PCB(12)는 반응하지 않게 된다. 이때 EPB 시스템이 제대로 동작하지 않음을 경고할 수 있다. 따라서 등록된 운전자가 아닌 경우에는 파킹 브레이크의 체결을 해제하지 않음으로써 차량 도난을 방지할 수 있게 된다.

그리고 생체정보취득모듈(15)의 보안 인증을 매번 진행하면 번거로울 수 있고, 시스템의 부하를 늘릴 수 있으므로 최초 사용자의 차량 시동 시에 EPB 릴리즈 스위치를 눌러 브레이크를 해제하는 경우에만 보안 인증을 진행하도록 설정할 수도 있다. 그리고 차량 주/정차 후 수분 내 움직임이 없는 경우 다시 보안인증을 진행하도록 설정할 수 있다.

마지막으로 본 발명의 스위치모듈(10)은 외부의 충격으로부터 보호하는 커버글라스(16)를 포함할 수 있다. 커버글라스(16)는 디스플레이부(13)의 이미지가 투과되도록 투명한 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 커버글라스(16)에는 긁힘 방지 코팅 처리가 되거나 표면에 유전체가 코팅되어 있어 화질 저하의 염려를 방지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 커버글라스(16)의 일 측에는 생체정보취득모듈(15)을 직접 터치할 수 있도록 중공부(16')가 형성될 수 있는데, 중공부(16')는터치입력을 가이드 할 수 있도록 원형, 타원형 또는 다각형으로 형성될 수 있고 ㄷ도 3에 도시된 바와 달리 복수 개 형성될 수도 있다. 사용자는 중공부(16')를 통해 직접 사용자 식별 정보를 입력할 수 있게 된다.

위에서 살펴본 본 발명의 전자식 스위치 모듈(10)은 컴팩트(compact)한 구조이면서 모든 동작이 전기적 신호로서 처리되므로, 총동작시간(Total Operation Time)이 보증되어 기존 기계식 스위치 모듈(1)과의 완벽한 호환 또는 더욱 뛰어난 성능을 제공하게 된다. 즉, 기존 기계식 스위치 모듈(1)을 이용하여 EPB 시스템을 가동하였을 때 브레이크 체결 또는 해제 시까지 1.5sec가 소요되었다면, 본 발명의 전자식 스위치 모듈(10)은 1.5sec 이내가 소요되므로 총동작시간이 보증될 수 있다.

다음으로, 도 4 내지 도 8을 참조하여 터치스크린 방식의 전자식 스위치 모듈을 이용한 EPB(Electrical Parking Brake) 시스템의 작동방법에 대해 설명한다. 상기 도 4 내지 도 8에 도시된 도면은 본 발명의 전자식 스위치 모듈(10)의 스크린상에 표시되는 화면의 일부를 나타내는 도면일 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 EPB 기능 동작을 위한 UI의 구성과 함께 EPB 어플라이 스위치가 선택되는 경우 EPB의 동작사항을 도시한 도면이다. 도 5는 도 4에서 지문인식기능과 유도모드로 표시전환하는 단계가 더 포함되는 경우 EPB의 동작사항을 도시한 도면이다.

그리고 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 EPB 기능 동작을 위한 UI의 구성과 함께 EPB 릴리즈 스위치가 선택되는 경우 EPB의 동작사항을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 긴급정지 기능을 도시한 도면이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 AUTO HOLD 기능을 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 스위치 모듈을 이용한 EPB 시스템의 작동방법은 (a) 전자식 스위치 모듈(10)의 스크린에 EPB 어플라이 스위치와 EPB 릴리즈 스위치가 표시되면, 상기 EPB 어플라이 스위치와 EPB 릴리즈 스위치 중 어느 하나를 선택하는 단계; (b) 상기 스크린에 상기 입력에 따른 상기 EPB의 동작중 상태를 표시하는 단계; 및 (c) 상기 스크린에 상기 EPB의 동작완료 상태를 표시하는 단계를 포함할 수 있다.

먼저, 도 4를 참조하면 EPB 시스템 작동을 위한 스위치가 표시되어 있다. 참고로 스크린의 하단에 표시되는 오토홀드 스위치는 추후 설명하기로 한다.

EPB 어플라이 스위치는 EPB 시스템의 브레이크가 차량의 구동요소 예컨대, 차량의 휠(Wheel)에 체결되도록 하는 명령을 입력하는 스위치를 말하고 EPB 릴리즈 스위치는 EPB 시스템의 브레이크가 차량의 구동요소와 해제되도록 하는 명령을 입력하는 스위치를 말한다.

도 4는 차량이 도로 주행 이후, 주정차할 때의 EPB 시스템의 동작상태를 의미한다. 첫번째 표시화면(S410)에 도시된 것처럼, 최초 주행시는 파킹 브레이크가 해제된 상태이므로 EPB 릴리즈 스위치가 인가되어 있을 수 있다.

차량을 주/정차하고자 할 때 사용자가 EPB 어플라이 스위치를 선택하면, 선택된 스위치의 입력에 의해 EPB가 체결되고 스크린에는 두번째 표시화면(S420)에 도시된 것처럼 APPLYING(체결) 동작중 상태가 표시될 수 있다. EPB 시스템의 체결에 있어 약 0.5sec 내지 2sec의 시간이 소요되므로 스크린에 동작중 상태를 표시하여 사용자가 이를 인지토록 하기 위함이다.

브레이크 체결을 위한 기구의 구동과정에서 소정의 시간이 지나 EPB 시스템의 체결이 완료되면 스크린에는 세번째 표시화면(S430)에 도시된 것처럼 APPLYIED 동작완료 상태가 표시될 수 있다.

위와 같은 일련의 과정은 사용자의 단 한번의 스위치 선택에 의해 이뤄질 수 있다.

그리고 터치스크린의 아이콘을 간단히 클릭함으로써 파킹 브레이크 체결이 완료될 수 있으므로, 수동식인 사이드 브레이크나 도 1과 같은 기계식 스위치 모듈에 비하여 조작이 매우 간편하다.

또한, 스위치모듈(10) 스크린의 각 스위치의 위치는 사용자가 UI 설정 변경을 통해 원하는 디자인으로 변경할 수 있어 자동차 실내공간의 미려함을 더할 수 있는 장점이 있다.

이상에서는 EPB 시스템의 브레이크 체결을 위한 APPLY 동작을 설명하였다. EPB 시스템의 브레이크 해제를 위한 RELEASE 동작은 상기 APPLY 동작의 역순으로 진행될 수 있으며, 결국 최종적인 스크린의 표시화면은 EPB 어플라이 스위치와 EPB 릴리즈 스위치가 차량의 주행상황 및 사용자의 선택에 따라 교번적으로 표시될 수 있다.

한편, 도 5를 참조하면 사용자 인증 단계를 포함하는 표시화면이 추가되어 있다. 여기서 사용자 인증 단계는 전술한 바와 같이 스위치모듈(10)에 생체정보취득모듈(15)을 포함하여 이루어질 수 있다. 전술한 바와 같이 간단히 지문인식 또는 패턴입력에 의한 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 차량용 스마트 키의 보안인증과 연계될 수도 있고 음성인식과도 연계되어 인증할 수 있다. 그리고 도 4 내지 도 8를 참조하면서 설명하는 본 발명의 일 실시예에서는 편의상 지문인식에 의한 사용자 인증 방법에 대하여 다루지만, 이에 한정되는 것은 아님을 유의해야 한다.

지문인식 방법은 도 5에 도시된 바와 같이 사용자가 손가락을 어플라이 스위치에 접촉하면, 기 설정된 사용자 정보와 일치할 때 EPB 체결상태로 전환되고 기 설정된 사용자 정보와 일치하지 않을 때는 EPB 체결상태로 전환되지 않는다.

한편, 사용자 인증 단계는 최초 사용자의 차량 시동 시에 EPB 릴리즈 스위치를 눌러 브레이크를 해제하는 경우에만 실행하도록 설정함으로써, 매번 보안인증을 해야하는 번거로움을 줄일 수 있다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 EPB 시스템의 작동방법은 스크린을 유도모드로 표시전환하고 선택된 스위치의 입력을 확인하는 단계를 포함할 수 있다. 이로써 의도치 않은 접촉에 따른 스위치모듈(10)의 오작동을 방지한다.

여기서, 스위치의 입력을 확인하는 방법은 상기 스크린을 플릭(flick) 또는 일 방향으로 드래그(drag)함으로써 이루어질 수 있다. 플릭은 손가락 등의 접촉수단을 스크린에 복수 번 접촉하는 것이 의미하며, 드래그(drag)는 도 5에 도시된 바와 같이 화살표방향으로 손가락을 스크린에 접촉한 상태에서 쓸어내리는 것을 의미한다. 이때 스크린에의 접촉수단은 한 개 또는 복수 개를 이용할 수 있다. 예컨대, 두 개의 손가락으로 플릭 또는 드래그 함으로써 스위치의 입력을 확인할 수 있다.

도 5에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이크 체결방법을 일련의 과정을 따라 더욱 구체적으로 설명한다. 도 5는 EPB 시스템의 브레이크가 해제된 상태에서 이를 체결상태로 변환하는 동작을 나타내는 것으로서, 최초 차량의 주행시에는 스크린에 첫번째 표시화면과 같이 브레이크 해제상태(S510)임을 나타내는 UI가 표시되고, 사용자가 EPB 어플라이 스위치를 선택하면 사용자 인증단계(S520)를 거쳐 어플라이 유도모드(630)로 표시전환된다. 여기서 사용자의 확인입력에 따라 EPB 시스템 체결 중임을 나타내는 APPLYING 동작 중 상태(S540)가 표시되며 소정의 시간이 흐른 후 해제가 완료되면 APPLIED 동작완료상태(S550)가 표시된다.

도 6은 도 5와 달리, EPB 시스템의 브레이크가 체결된 상태에서 이를 해제하는 동작을 나타낸다.

먼저 차량의 주차 또는 정차시에 스크린에 첫번째 표시화면과 같이 주정차상태(S610)를 나타내는 UI가 표시되고, 사용자가 EPB 릴리즈 스위치를 선택하면 사용자 인증단계(S620)를 거쳐 릴리즈 유도모드(S630)로 표시전환된다. 여기서 사용자의 확인입력에 따라 EPB 시스템 해제 중임을 나타내는 RELEASING 동작 중 상태(S640)가 표시되며 소정의 시간이 흐른 후 해제가 완료되면 RELEASED 동작완료 상태(S650)가 표시된다.

마지막으로 도 7과 도 8을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 EPB 시스템의 작동방법에 대해 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 긴급정지 기능을 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 오토홀드 기능을 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 EPB 시스템의 작동방법은 (f)단계 즉, 상기 (a)단계에서 상기 어플라이 스위치를 드래그(drag)하면 상기 스크린을 유도모드로 표시전환(S720)하고, 상기 EPB가 주행브레이크의 역할을 수행하면서, 스크린상에는 긴급 정지(Emergency Stop) 상태임을 표시하는 단계(S730)를 포함할 수 있다.

차량 긴급정지 기능은 풋 페달에 이물질이 끼는 등의 이유로 주행브레이크가 제대로 작동되지 않을 때, EPB 시스템을 이용하여 주행브레이크를 대체하고 주행중인 차량을 정지시키는 역할을 하는 기능이다.

도 4와 도 5를 참조하여 설명한 브레이크 체결은 차량이 주/정차하였을 때, 즉 차량의 속도가 대략 0에 가까울 때 작동하는 기능인 것과 달리 차량 긴급정지 기능은 차량의 속도가 시가지 내 규정속도 안밖의 주행속도일 경우 작동할 수 있는 기능이다. 도 7에 도시된 바와 같이 여기서는 APPLYING 상태가 아닌 EMERGENCY 상태를 표시할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 EPB 시스템의 작동방법에서는, 상기한 EPB 어플라이 스위치와 EPB 릴리즈 스위치를 제외한 제3의 아이콘을 더 포함하는 UI를 제공할 수 있다.

전자식 스위치 모듈을 이용하므로 UI 설정을 변경하여 사용자가 원하는 기능을 수행하는 제3의 아이콘을 스위치모듈(10)의 스크린에 추가할 수 있다. 일 실시예로서 제3의 아이콘은 오토홀드(Auto Hold) 스위치일 수 있는데 이에 대해 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.

운전자가 주행 중 신호대기를 할 때나 정체가 심한 도로에서 페달을 밟던 발을 쉬어주고자 할 때, 종래에는 기어를 중립에 놓거나 경사가 있는 길이라면 파킹브레이크를 걸거나 주차모드로 변경하여야 한다. 오토홀드 기능이란 이러한 불편을 덜어주기 위한 장치로서, 운행상태에서 주행브레이크를 밟아 정지하는 순간 파킹브레이크가 체결되고 이때는 드라이브(D) 기어 상태에서 브레이크에 발을 떼도 차가 움직이지 않는다. 반대로 출발 시에는 가속페달을 밟는 것만으로 파킹 브레이크가 해제되므로 운전자의 편의성을 증대시킬 수 있다.

도 8에는 제3의 아이콘으로서 오토홀드 스위치가 표시되어 있는데, 첫번째 표시화면은 오토홀드 스위치가 인가되지 않은 모습(S810)을 나타내고, 두번째 표시화면은 오토홀드 스위치 인가를 위해 사용자 인증 단계(S820)를 거치는 모습을 나타낸다. 기 설정된 사용자 정보와 일치하면 오토홀드 스위치가 인가되어 세번째 표시화면(S830)에 나타낸 것처럼 잠금화면이 표시될 수 있다.

한편, 상기한 바와 달리 본 발명의 일 실시예에 따른 제3의 아이콘은 사용자 인터페이스의 변경을 위한 환경설정메뉴(Configuration Menu)일 수도 있다. 환경설정메뉴를 통해 차량 운전자의 자유도 및 감성이 미칠 수 있도록 스크린의 배경색 변경, 아이콘의 디자인 변경 및 아이콘 추가 기능을 수행할 수 있다.

결과적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자식 스위치 모듈과 이를 이용한 EPB 시스템의 작동 방법에 따르면, 스위치 기능의 추가 및 변경의 용이성을 꾀할 수 있으며 스위치 모듈의 컴팩트화를 추구할 수 있게 된다. 이로 인한 추가적인 효과로서 스위치 모듈 제조비용의 절감과 차량 내부 인테리어의 고급화를 꾀할 수 있다.

아울러, 직관적인 UI를 제공함으로써 사용자가 스위치 기능을 인식하기에 용이하고 조작이 편리하다. 그리고 보안 관련 기술로서 사용자 인증 기능을 추가하여 차량 운행 중 운전자의 의도와 다른 조작으로 인해 유발되는 사고를 방지할 수 있는 장점이 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 기계식 스위치 모듈
10: 전자식 스위치 모듈
11: 케이스
12: 구동PCB
13: 디스플레이부
14: 센서부
15: 생체정보취득모듈
15a: 지문정보취득부
15b: 패턴인식부
16: 커버글라스
16': 중공부
17: 상부케이스

Claims (14)

1. EPB(Electrical Parking Brake) 작동 시스템에 대한 터치스크린 방식의 사용자 인터페이스(User Interface) 구현을 위한 스위치모듈로서,
   상기 스위치모듈의 최외곽에 위치하는 케이스;
   상기 케이스 내부에 안착되는 구동PCB;
   상기 구동PCB의 신호를 출력하는 디스플레이부;
   터치입력을 감지하고 감지된 데이터를 상기 구동PCB에 전송하는 센서부; 및
   상기 터치입력 시 보안 인증을 위해 사용자 식별 정보를 인식하며 인식된 데이터를 상기 구동PCB에 전송하는 생체정보취득모듈을 포함하는 EPB용 전자식 스위치 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 생체정보취득모듈은 사용자 지문 정보를 취득하는 지문정보취득부와 신속한 패턴입력을 인식하는 패턴인식부를 포함하는 EPB용 전자식 스위치 모듈.
3. 제1항에 있어서,
   상기 스위치 모듈의 상단면을 보호하고 상기 디스플레이부를 육안으로 확인할 수 있도록 투명한 재질로 형성되며, 일 측에 상기 생체정보취득모듈을 직접 터치할 수 있도록 중공부가 형성된 커버글라스를 포함하는 EPB용 전자식 스위치 모듈.
4. 제1항에 있어서,
   상기 구동PCB는 이미지 제어기능을 포함하되, 상기 이미지는 차량 파킹 아이콘인 것을 특징으로 하는 EPB용 전자식 스위치 모듈.
5. 제1항에 있어서,
   상기 센서부는 감압식, 정전용량식, 저항막식, 초음파식, 적외선식 중 어느 하나의 센서인 것을 특징으로 하는 EPB용 전자식 스위치 모듈.
6. 터치스크린 방식의 사용자 인터페이스(User Inerface)가 구현된 전자식 스위치 모듈을 이용한 EPB(Electrical Parking Brake) 시스템의 작동방법에 있어서,
   (a) 상기 전자식 스위치 모듈의 스크린에 EPB 어플라이 스위치와 EPB 릴리즈 스위치가 표시되면, 상기 EPB 어플라이 스위치와 EPB 릴리즈 스위치 중 어느 하나를 선택하는 단계;
   (b) 상기 스크린에 상기 입력에 따른 상기 EPB의 동작중 상태를 표시하는 단계; 및
   (c) 상기 스크린에 상기 EPB의 동작완료 상태를 표시하는 단계를 포함하는 전자식 스위치 모듈을 이용한 EPB 시스템의 작동방법.
7. 제6항에 있어서,
   (d) 상기 (a)단계 이후에, 사용자 인증 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 스위치 모듈을 이용한 EPB 시스템의 작동방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 사용자 인증 단계는 최초 사용자의 차량 시동 시에 EPB 릴리즈 스위치를 눌러 브레이크를 해제하는 경우에만 실행하는 것을 특징으로 하는 EPB 시스템의 작동방법.
9. 제7항에 있어서,
   (e) 상기 (d)단계 이후에, 상기 스크린을 유도모드로 표시전환하고 선택된 스위치의 입력을 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 스위치 모듈을 이용한 EPB 시스템의 작동방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 스위치의 입력을 확인하는 방법은 상기 스크린을 플릭(flick) 또는 일 방향으로 드래그(drag)함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자식 스위치 모듈을 이용한 EPB 시스템의 작동방법.
11. 제6항에 있어서,
    (f) 상기 (a)단계에서 상기 어플라이 스위치를 드래그(drag)하면 상기 스크린을 유도모드로 표시전환하고,
    상기 EPB가 주행브레이크의 역할을 수행하면서, 상기 스크린에는 EPB의 동작중 상태로서 긴급 정지(Emergency Stop)를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 스위치 모듈을 이용한 EPB 시스템의 작동방법.
12. 제6항에 있어서,
    상기 EPB 어플라이 스위치와 EPB 릴리즈 스위치를 제외한 제3의 아이콘을 더 포함하여 표시하는 것을 특징으로 하는 전자식 스위치 모듈을 이용한 EPB 시스템의 작동방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제3의 아이콘은 오토홀드(Auto Hold) 스위치인 것을 특징으로 하는 전자식 스위치 모듈을 이용한 EPB 시스템의 작동방법.
14. 제12항에 있어서,
    상기 제3의 아이콘은 상기 사용자 인터페이스의 변경을 위한 환경설정메뉴인 것을 특징으로 하는 전자식 스위치 모듈을 이용한 EPB 시스템의 작동방법.

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