KR20190026741A - 조향 휠을 가열하고 조향 휠의 접촉을 검출하는 장치 및 방법 - Google Patents

조향 휠을 가열하고 조향 휠의 접촉을 검출하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

조향 휠을 가열하고 조향 휠 접촉을 검출하는 장치는, 전기적으로 전도성인 재료로 만들어진 조향 휠 아마추어(10)와 조향 휠 아마추어(10)의 외측에 배치되는 전기식 가열 도체(12)를 포함한다. 장치는 조향 휠 아마추어(10)와 전기식 가열 도체(12)에 연결되는 제어 및 평가 디바이스(18)를 추가적으로 포함하며, 제어 및 평가 디바이스에 의해 전기식 가열 도체(12)는, 일시적으로는 조향 휠을 가열하는 가열 요소로서 가열 동작으로, 그리고 일시적으로는 조향 휠 접촉을 검출하는 센서 요소로서 측정 동작으로 반복적으로 작동된다. 제어 및 평가 디바이스(18)는, 적어도 각각의 측정 동작 동안에 사전 결정되고 특히 일정한 전위에 조향 휠 아마추어(10)를 유지하도록 구성된다.

Description

조향 휠을 가열하고 조향 휠의 접촉을 검출하는 장치 및 방법
본 발명은 조향 휠을 가열하고 조향 휠의 접촉을 검출하는 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 조향 휠을 가열하고 조향 휠의 접촉을 검출하는 방법에 관한 것이기도 하다.
운전자의 손 또는 임의의 다른 신체 부위가 조향 휠에 접촉해 있는지 여부를 검출할 수 있는 센서를 포함하는 접촉 식별 시스템이 사용 가능하다. 또한, 필요에 따라 조향 휠의 림(rim)을 가열할 수 있는 조향 휠 림의 가열 시스템이 제공된다. 하지만, 두 시스템은 상호적으로 전기적인 영향을 미칠 수 있기 때문에 조합하기가 어렵다.
US 2015/0336601호로부터, 차폐 매트에 전압을 가함으로써, 조향 휠의 림에 통합되는 상호 접촉 센서 시스템이 금속성 조향 휠 아마추어로부터 차폐되는 조향 휠이 공지되어 있다. 조향 휠 가열부도 조향 휠에 통합된다. 조향 휠 림의 구조는 다음과 같은 순서로(내측부터 외측으로) 층들을 제공한다. 아마추어 - 폼 코팅 - 가열 매트 - 차폐 매트 - 센서 매트 - 랩핑. 센서 매트, 차폐 매트 및 가열 매트는, 대응하는 스캐닝 존 및 각각의 도체 존을 정의하는 하나 이상의 스캐닝 루프 또는 도체 루프를 포함한다. 존들이 분할되기 때문에, 조향 휠의 림 중 손과 접촉되는 영역에만 가열이 제한될 수 있다. 또한, 가열 매트를 동시에 차폐 매트로서 사용하여, 별도의 차폐 매트가 필요 없도록 하는 것도 제안된다. 각각의 가열 동작 및 상호적인 접촉 검출은, 각 지속시간이 약 10 내지 50 밀리세컨드로 매우 짧은 간격으로 번갈아 수행된다. 가열 매트의 가열 전류가 약 4 내지 8 암페어인 것에 비해, 차폐를 위한 전류는 200 마이크로암페어 미만으로 제공된다. 가열 전류와 차폐 전류는 동일한 전력원으로부터 제공되거나, 서로 다른 전력원으로부터 제공될 수 있다. 서로 근접하게 위치되는 상호 접촉 센서 시스템의 전선들은 절연처리되며, 전송된 신호들이 서로에게 상호 간섭하지 않도록 차폐부로 둘러싸인다.
본 발명의 목적은, 조향 휠을 가열하고 조향 휠의 접촉을 용이하게 검출할 수 있는, 설계가 가장 단순하고 이로 인해 비용-효과적인 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 제1항의 특징을 포함하는 장치 및 청구항 제8항의 특징을 포함하는 방법에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 장치 및 본 발명에 따른 방법의 유리하고 유용한 구성이 관련된 종속항에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 장치는 조향 휠을 가열하고 조향 휠 접촉을 검출하는 두 가지 역할을 모두 수행하며, 전기 전도성 재료로 만들어진 조향 휠 아마추어와 상기 조향 휠 아마추어의 외측에 배치되는 전기식 가열 도체를 포함한다. 본 발명에 따른 장치는, 조향 휠 아마추어와 전기식 가열 도체에 연결되는 제어 및 평가 디바이스를 추가적으로 포함하고, 이러한 제어 및 평가 디바이스에 의해 전기식 가열 도체는, 일시적으로 가열 동작 중에는 조향 휠을 가열하는 가열 요소로서, 그리고 일시적으로 측정 동작 중에는 조향 휠 접촉을 검출하는 감지 요소로서 작동되며, 이러한 작동들이 반복된다. 본 발명에 따르면, 제어 및 평가 디바이스는 적어도 각각의 측정 동작 동안, 조향 휠 아마추어를 사전 결정되는, 특히 일정한 전위에 유지하도록 구성된다.
본 발명은, 전기적으로 "안정화된" 조향 휠 아마추어는 조향 휠의 접촉을 검출하는 측정 동작에 간섭하지 않는다는 사실에 기초한다. 조향 휠 아마추어가 측정 동작 구간 동안에 사전 결정된 전위에 유지되기 때문에, 측정값에 대한 조향 휠 아마추어의 전기적 영향의 변동이 배제된다. 조향 휠 아마추어의 영향은 시간에 일정하고, 따라서 측정하는 동안에는 규정된 변수로서 고려된다("제거된다(taken out)"). 종래 기술에서 알려진 해결책에 대한, 본 발명에 따른 이러한 조치(measure)의 실질적인 이점은, 가열 및 측정 동작에 필요한 전기 도체 및 그 공급 라인을 조향 휠 아마추어로부터 차폐할 필요가 없다는 사실에 있다.
조향 휠 아마추어는, 특히 RCL 소자를 통해 사전 결정된 전위에 유지될 수 있으며, RCL 소자는 반드시 세 가지 성분(인덕터, 커패시터 및 저항)을 포함하는 것은 아니다.
하나의 유리한 실시예에서, 조향 휠의 접촉을 검출할 때, 특히 확실한(robust) 측정 결과를 획득하기 위해, 제어 및 평가 디바이스에 연결되는 전기 전도성 차폐부가 전기식 가열 도체의 외측에 배치된다. 하지만, 본 발명에 따른 차폐부는 고전적인 관점에서 수동적인 접지형 차폐부가 아니다. 오히려, 제어 및 평가 디바이스는 각각의 측정 동작 동안 시변(時變) 전압을 차폐부에 인가하도록 배치된다. 능동적으로 작동되는 차폐부에 의해 생성되는 가변 필드는 규정된 기준 변수로서 측정값에 통합되며, 이로 인해 보다 양호하고 보다 신뢰 가능한 결과를 얻을 수 있다.
예를 들어, 차폐부는 사양에 따라서 이전에 결정된(fixed), 다르게 규정되는 전위에 놓여지고, 이에 따라 제어 및 평가 디바이스가 설정될 수 있다. 대안적으로, 차폐부는 현재 식별되는 특정한 영향을 능동적으로 보상하여, 측정하는 동안 보다 분명한 신호를 획득하도록 할 수도 있다.
조향 휠 아마추어와 전기식 가열 도체 이외에, 또는 조향 휠 아마추어, 전기식 가열 도체 및 경우에 따라서 존재할 수도 있는 차폐부 이외에는, 가열 또는 측정 동작에 필요하지 않은 전기 제어 층이 추가적으로 조향 휠 내에 존재하지 않는, 본 발명에 따른 장치의 실시예들이 특히 바람직하다. 이들 실시예에서는, 측정 결과에 영향을 미칠 수 있는 잠정적인 전기적 간섭 요인이 제공되지 않으며, 필요한 경우에는 가능하다면 추가적으로 고려되어야 한다. 한편으로는, 본 발명에 따른 개념에 의해, 희망하는 기능(조향 휠에 도입된 동일한 전기 도체에 의해 가열 및 측정을 교번하는 기능)을 제공하기 위해 추가적인 전기적인 기능의 층이 필요 없다.
본 발명의 발전에 따르면, 제어 및 평가 디바이스는, 전기식 가열 도체가 상기 제어 및 평가 디바이스에 반복적으로 공급되는 현재 파라미터(current parameters)를 동적으로 고려하여, 측정 동작과 가열 동작으로 작동하는 각각의 시간 간격을 조정하도록 구성된다. 상기 파라미터는 예컨대 조향 휠의 현재 도달 온도 또는 특정 교통 상황 등과 같은 현재 상황을 반영한다. 특정 상황에서는, 예를 들어, 가열 동작과 측정 동작 사이에서 더 신속하게 또는 더 느리게 변환되거나, 두 작동 모드 중 하나의 구간을 다른 작동 모드의 구간에 비해 더 길게 또는 더 짧게 하는 것이 합리적일 수 있다.
전기식 가열 도체는 매트(mat)의 형태로 조향 휠 내에 삽입될 수 있다. 대안적으로, 가열 도체는 특정한 작업 공정(그 자체가 본 발명의 대상은 아님)에 의해 단일 와이어로서 조향 휠에 도입될 수도 있다.
본 발명은 조향 휠을 가열하고 조향 휠의 접촉을 검출하는 방법도 제공하는데, 조향 휠은 전기 전도성 재료로 만들어진 조향 휠 아마추어와 조향 휠 아마추어의 외측에 배치되는 전기식 가열 도체를 포함하고, 조향 휠 아마추어와 전기식 가열 도체는 모두 제어 및 평가 디바이스에 연결된다. 본 발명에 따른 방법은, 전기식 가열 도체를, 가열 동작 동안에는 조향 휠을 가열하는 가열 요소로서, 그리고 측정 동작 동안에는 조향 휠의 접촉을 검출하는 센서 요소로서 번갈아 작동시키는 단계를 포함하고, 조향 휠 아마추어는 적어도 각각의 측정 동작 동안, 사전 결정된 특히 일정한 전위에 유지된다.
본 발명에 따른 방법의 이점과 관련하여, 본 발명에 따른 장치에 대한 대응하는 설명이 참조된다.
전술된 유리한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 방법에는, 각각의 측정 동작 동안에, 전기식 가열 도체의 외측에 배치되어 있고 제어 및 평가 디바이스에 연결되더 있는 전기 전도성 차폐부에 시변 전압을 인가하는 단계가 제공될 수 있다. 전술한 바와 같이, 차폐부는, 사양에 따라서 이전에 결정된, 다르게 규정되는 전위에 놓여지거나, 측정 중에 더 분명한 신호를 획득하도록 현재 식별된 특정한 영향에 대해 능동적으로 보상할 수 있다.
동일하게, 본 발명의 발전에 따른 본 발명의 방법에 의해, 제어 및 평가 디바이스는, 제어 및 평가 디바이스에 반복적으로 공급되는 현재 파라미터를 동적으로 고려하여, 전기식 가열 도체가 각각 측정 동작 및 가열 동작으로 작동되는 시간 간격을 조정할 수 있다.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점들은 이하의 설명 및 이하의 설명이 참조하는 첨부된 도면으로부터 기인한다.
도면에서, 유일한 도면은 본 발명에 따라 조향 휠을 가열하고 조향 휠의 접촉을 검출하는 장치를 포함하는 조향 휠의 단면도를 개략적으로 도시한다.
조향 휠의 림은 내부에 전기 전도성 재료로 만들어진 조향 휠 아마추어(10)를 포함한다. 조향 휠 아마추어(10)의 외측에는 전기식 가열 도체(12)가 배치된다. 전기식 가열 도체(12)는 예를 들어 매트의 형태로 조향 휠에 삽입된다. 하지만, 전기식 가열 도체는 특수한 작업 기술을 사용하여 단일 와이어로서 조향 휠의 림에 도입될 수도 있다.
가열 도체(12)의 외측에는, 경우에 따라서 전기 전도성 차폐부(14)가 배치된다. 조향 휠 림의 최외곽 층은 랩핑(16)이다. 물론, 조향 휠의 림은 추가적인 층을 포함할 수 있다. 이 경우에 관심사는 요소들(10, 12) 및 필요한 경우에는 요소(14)뿐이다.
조향 휠 아마추어(10)와 가열 도체(12), 그리고 필요한 경우에는 차폐부(14)도 함께, 중앙 유닛으로서 또는 복수의 개별적인 유닛의 형태로 설계될 수 있는 제어 및 평가 디바이스(18)에 연결된다.
한편으로는 도면에 개략적으로 도시된 장치에 의해 조향 휠이 가열될 수 있고, 다른 한편으로는 장치가 조향 휠의 접촉을 검출하는 역할도 한다. 따라서, 전기식 가열 도체(12)는 가열 요소로서 그리고 감지 요소로서의 두 가지 기능을 갖는다. 적절하게 설계된 제어 및 평가 디바이스(18)에 의해, 전기식 가열 도체(12)는, 일시적으로는 조향 휠을 가열하는 가열 요소로서 가열 동작을 하고, 일시적으로는 조향 휠의 접촉을 검출하는 감지 요소로서 측정 동작을 수행하도록 반복적으로 작동된다.
제어 및 평가 디바이스는, 적어도 각각의 측정 동작 동안에, 조향 휠 아마추어(10)를 사전 결정된, 특히 일정한 전위에 유지하도록 구성된다는 것이 하나의 특징이다. 따라서, 조향 휠 아마추어(10)는 전기적으로 "안정화"되어, 조향 휠 접촉을 검출하는 측정 동작을 간섭하지 않는다.
이러한 목적을 위해, 조향 휠 아마추어(10)는 측정 동작 구간 동안, 바람직하게는 RCL 소자(도시되지 않음)에 의해 사전 결정된 전위에 유지된다. 이렇게 함으로써, 측정값에 대한 조향 휠 아마추어(10)의 전기적인 영향이 시간에 따라 일정하여, 측정하는 동안에 규정된 변수로서 고려("제거")되기 때문에, 이러한 전기적 영향의 변동이 배제된다.
조향 휠의 접촉을 검출할 때, 선택적인 전기 전도성 차폐부(14)에 의해, 특히 확실한 측정 결과들이 획득될 수 있다. 차폐부(14)는 접지되어 있기만 하는 수동 차폐부가 아니다. 제어 및 평가 디바이스(18)는 각각의 측정 동작 동안, 차폐부(14)에 시변 전압을 인가한다. 능동적으로 작동되는 차폐부(14)에 의해 생성되는 가변 필드가 규정된 기준 변수로서 측정값에 통합되어, 보다 양호하고 신뢰성 있는 결과들을 획득할 수 있도록 한다.
차폐부(14)는, 한편으로는 사양에 따라 제어 및 평가 디바이스(18)에 의해 사전에 고정된 다양한 전위에 놓여질 수 있고, 다른 한편으로는 측정 중에 신호를 보다 확실하게 하기 위해 현재 식별되는 특정한 영향을 능동적으로 보상할 수도 있다.
조향 휠의 림은, 조향 휠 아마추어(10)와 전기식 가열 도체(12), 그리고 필요에 따라서는 차폐부(14) 이외에, 가열 또는 측정 동작을 위한 변도의 전기 제어 층을 포함하지 않는다. 제어 및 평가 디바이스(18)는, 전기식 가열 도체(12)가 측정 동작 및 가열 동작으로 작동되는 각각의 시간 간격이 현재 파라미터를 동적으로 고려하여 조정될 수 있도록 한다. 예컨대 조향 휠의 현재 달성 온도 또는 특정 교통 상황 등과 같은, 대응하는 파라미터 값은, 현재 조건에 접근할 수 있도록 하고, 제어 및 평가 디바이스(18)에 반복적으로 공급될 수 있다.

Claims (11)

  1. 조향 휠을 가열하고 조향 휠 접촉을 검출하는 장치로서,
    상기 장치는,
    전기 전도성 재료로 만들어진 조향 휠 아마추어(10),
    조향 휠 아마추어(10)의 외측에 배치되는 전기식 가열 도체(12),
    조향 휠 아마추어(10)와 전기식 가열 도체(12)에 연결되는 제어 및 평가 디바이스(18)를 포함하고,
    전기식 가열 도체(12)는 상기 제어 및 평가 디바이스(18)에 의해, 가열 동작 중에는 조향 휠을 가열하는 가열 요소로서 일시적으로 작동하고, 측정 동작 중에는 조향 휠 접촉을 검출하는 센서 요소로서 일시적으로 작동하는 것을 반복하는, 조향 휠 가열 및 조향 휠 접촉 검출 장치에 있어서,
    제어 및 평가 디바이스(18)는, 적어도 각각의 측정 동작 중에는 조향 휠 아마추어(10)를 사전에 결정된, 특히 일정한 전위에 유지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 조향 휠 가열 및 조향 휠 접촉 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    조향 휠 아마추어(10)는 RCL 소자를 통해 사전 결정된 전위에 유지되는 것을 특징으로 하는, 조향 휠 가열 및 조향 휠 접촉 검출 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제어 및 평가 디바이스(18)에 연결된 전기 전도성 차폐부(14)가 전기식 가열 도체(12)의 외측에 배치되고, 제어 및 평가 디바이스(18)는 각각의 측정 동작 동안에 차폐부(14)에 시변 전압을 인가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 조향 휠 가열 및 조향 휠 접촉 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    제어 및 평가 디바이스(18)는 차폐부(14)가 다르게 규정된 전위에 놓이도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 조향 휠 가열 및 조향 휠 접촉 검출 장치.
  5. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    각각, 조향 휠 아마추어(10) 및 전기식 가열 도체(12)를 제외하고, 또는 조향 휠 아마추어(10), 전기식 가열 도체(12) 및 차폐부(14)를 제외하고는, 가열 또는 측정 동작에 필요하지 않은 전기적으로 제어되는 다른 추가적인 층이 조향 휠에 존재하지 않는 것을 특징으로 하는, 조향 휠 가열 및 조향 휠 접촉 검출 장치.
  6. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제어 및 평가 디바이스(18)는, 제어 및 평가 디바이스(18)에 반복적으로 공급되는 현재 파라미터를 동적으로 고려하여, 전기식 가열 도체가 측정 동작과 가열 동작으로 작동되는 각각의 시간 간격을 조정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 조향 휠 가열 및 조향 휠 접촉 검출 장치.
  7. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    전기식 가열 도체(12)가 매트의 형태로 조향 휠에 삽입되는 것을 특징으로 하는, 조향 휠 가열 및 조향 휠 접촉 검출 장치.
  8. 조향 휠이 전기적 전도성 재료로 만들어진 조향 휠 아마추어(10)와 조향 휠 아마추어(10)의 외측에 배치되는 전기식 가열 도체(12)를 포함하고, 조향 휠 아마추어(10)와 전기식 가열 도체(12)가 모두 제어 및 평가 디바이스(18)에 연결되어 있는, 조향 휠을 가열하고 조향 휠 접촉을 검출하는 방법으로,
    - 전기식 가열 도체(12)를 가열 동작 중에는 조향 휠을 가열하는 가열 요소로서, 그리고 측정 동작 중에는 조향 휠 접촉을 검출하는 센서 요소로서 번갈아 작동시키되, 적어도 각각의 측정 동작 중에는 조향 휠 아마추어(10)가 사전 결정된, 특히 일정한 전위에 유지되도록 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 조향 휠 가열 및 조향 휠 접촉 검출 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    전기식 가열 도체(12)의 외측에 배치되고 제어 및 평가 디바이스(18)에 연결되는 전기적 전도성 차폐부(14)에는 각각의 측정 동작 동안 시변 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는, 조향 휠 가열 및 조향 휠 접촉 검출 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    차폐부(14)는 다르게 규정된 전위에 놓여지는 것을 특징으로 하는, 조향 휠 가열 및 조향 휠 접촉 검출 방법.
  11. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제어 및 평가 디바이스(18)가, 제어 및 평가 디바이스(18)에 반복적으로 공급되는 현재 파라미터를 동적으로 고려하여, 전기식 가열 도체(12)가 측정 동작 및 가열 동작을 하는 각각의 시간 간격을 조정하는 것을 특징으로 하는, 조향 휠 가열 및 조향 휠 접촉 검출 방법.
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