KR20200124058A - 차량용 발열 스티어링 휠 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

차량용 발열 스티어링 휠은 자동차 외부의 온도를 감지하는 외부 온도감지부, 상기 자동차 실내의 온도를 감지하는 실내 온도감지부, 상기 자동차의 스티어링 휠 표면에 형성되며, 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 발열부, 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 포함한다.

Description

차량용 발열 스티어링 휠 및 그 제어 방법{APPARATUS AND METHOD FOR STEERING WHEEL FOR VEHICLE HAVING HEATING FUNCTION}

본 발명은 차량용 발열 스티어링 휠 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차의 내 외부 및 운전자 상태에 따라 발열부의 발열량을 조절할 수 있는 차량용 발열 스티어링 휠 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

자동차용 스티어링 휠(Steering Wheel)은 자동차의 진행 방향을 바꾸는 주행 및 회전용(조타용) 휠이며, 브레이크 페달과 함께 사람과 기계가 만나는 접점이 된다. 운전자가 손으로 잡는 림(rim), 중앙부에는 경음기(horn)나 에어백이 설치되며, 브레이크 페달, 엑셀러레이터 페달과 함께 운전자의 의도가 가장 직접적으로 반영되는 부분이다.

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.

이에 따라, 스티어링 휠에 발열부를 삽입하고, 상기 발열부가 발열을 함으로써 스티어링 휠의 온도를 높여주는 스티어링 휠 발열 장치가 개발되어 있다.

그러나 종래 기술에 의한 스티어링 휠 발열 장치는 발열부에 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 발열 장치를 끄기 위해서는 스티어링 휠을 놓아야 하므로 조향을 불안정하게 하는 원인이 될 수 있다.

한국등록특허공보 제10-1923107호(2018.11.22)

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 자동차의 내 외부 및 운전자 상태에 따라 발열부의 발열량을 조절할 수 있는 차량용 발열 스티어링 휠을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 자동차의 내 외부 및 운전자 상태에 따라 발열부의 발열량을 조절할 수 있는 차량용 발열 스티어링 휠의 제어 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 차량용 발열 스티어링 휠은 자동차 외부의 온도를 감지하는 외부 온도감지부, 상기 자동차 실내의 온도를 감지하는 실내 온도감지부, 상기 자동차의 스티어링 휠 표면에 형성되며, 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 발열부, 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 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 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 발열부의 발열량을 조절하고, 상기 제1 범위는 운전자가 스티어링 휠을 파지하지 않은 상태에서 소비전력을 최소화하면서 운전자가 스티어링 휠을 파지할 경우 기 설정된 적정온도에 이를 수 있게 하기 위한 대기상태의 온도일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 외부 온도 및 실내 온도가 제1 기준온도보다 높으면 상기 발열부를 비활성화할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 손 온도와 제2 기준온도의 차이에 비례하여 상기 발열부의 발열량을 조절할 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 차량용 발열 스티어링 휠의 제어 방법은 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 발열부의 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 발열부의 발열량을 조절하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 범위는 운전자가 스티어링 휠을 파지하지 않은 상태에서 소비전력을 최소화하면서 운전자가 스티어링 휠을 파지할 경우 기설정된 적정온도에 이를 수 있게 하기 위한 대기상태의 온도일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 발열 스티어링 휠 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 일 실시예에 따른 차량용 발열 스티어링 휠을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 손 온도감지부가 형성된 스티어링 휠을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 발열 스티어링 휠을 제어하는 방법을 나타내는 순서도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 발열 스티어링 휠을 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 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 발열부(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 발열부(130)와 전기적으로 연결되어 상기 온도값에 따라 생성된 발열량 제어신호를 발열부(130)로 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. 이때, 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 일 실시예에 따른 손 온도감지부가 형성된 스티어링 휠을 나타내는 도면이다.

손 온도 감지부(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 발열부(130)의 발열량을 조절하기 위한 제어 신호를 전송한다.

발열부(130)는 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 발열부(130)를 비활성화 상태로 판별하고, 상기 외부 및 실내 온도값이 제1 기준온도 이하이면 발열부(130)를 활성화시킨다. 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.

발열부(130)를 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 발열부(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 기준 온도의 차이에 비례하여 발열량을 조절할 수 있도록 제어 신호를 생성하여 전송할 수 있다.

이 때, 제어부(120)는 상기 감지된 손 온도값이 제2 기준온도보다 크면 발열부(130)를 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 일 실시예에 따른 차량용 발열 스티어링 휠을 제어하는 방법을 나타내는 순서도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 스티어링 휠 발열 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 발열부(130)를 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 발열부(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 발열 장치의 발열량을 조절하는 단계(S270), 및 상기 손 온도가 제2 기준온도보다 크면 발열부(130)를 비활성화하는 단계(S271)를 포함할 수 있다.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 차량용 발열 스티어링 장치
111: 외부 온도감지부
112: 실내 온도감지부
113: 손 온도감지부
114: 접촉센서
120: 제어부
130: 발열부

Claims (6)

1. 자동차 외부의 온도를 감지하는 외부 온도감지부;
   상기 자동차 실내의 온도를 감지하는 실내 온도감지부;
   상기 자동차의 스티어링 휠 표면에 형성되며, 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 발열부;
   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 포함하는 차량용 발열 스티어링 휠.
   
2. 제1항에 있어서, 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 발열부의 발열량을 조절하고, 상기 제1 범위는 운전자가 스티어링 휠을 파지하지 않은 상태에서 소비전력을 최소화하면서 운전자가 스티어링 휠을 파지할 경우 기 설정된 적정온도에 이를 수 있게 하기 위한 대기상태의 온도인 차량용 발열 스티어링 휠.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 외부 온도 및 실내 온도가 제1 기준온도보다 높으면 상기 발열부를 비활성화하는 차량용 발열 스티어링 휠.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 손 온도와 제2 기준온도의 차이에 비례하여 상기 발열부의 발열량을 조절하는 차량용 발열 스티어링 휠.
   
5. 차량용 발열 스티어링 휠을 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 발열부의 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 발열부의 발열량을 조절하는 단계를 포함하는 차량용 발열 스티어링 휠의 제어 방법.
   
6. 제5항에 있어서, 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 차량용 발열 스티어링 휠의 제어 방법.
   
   
   
   
   

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