KR20200075157A - 탈착식 조작계를 이용한 차량용 기능 제어 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

탈착식 조작계를 이용한 차량용 기능 제어 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량에서 다양한 기능을 제어할 수 있는 사용자 인터페이스에 관한 것으로, 보다 상세히는 탈착식 조작계를 이용한 차량용 기능 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 조작계를 이용한 차량 기능 제어 방법은, 통합 조작부에서 차량 내 복수의 부착 위치 중 탈착식 조작계가 부착된 부착 위치를 감지하는 단계; 상기 탈착식 조작계에 구비된 조작 수단이 조작될 경우, 상기 조작에 따른 결과 정보가 상기 탈착식 조작계에서 상기 통합 조작부로 전달되는 단계; 및 상기 통합 조작부에서 상기 결과 정보에 기반하여 상기 탈착식 조작계가 부착된 부착 위치에 대응되는 제어 대상 기능을 제어하는 단계를 포함하되, 상기 탈착식 조작계는 자기력을 이용하여 상기 복수의 부착 위치 중 어느 하나에 고정될 수 있다.

Description

탈착식 조작계를 이용한 차량용 기능 제어 장치 및 그 제어 방법{IN-VEHICLE CONTROL APPARATUS USING DETACHABLE KNOB AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 차량에서 다양한 기능을 제어할 수 있는 사용자 인터페이스에 관한 것으로, 보다 상세히는 탈착식 조작계를 이용한 차량용 기능 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
최근에 출시되는 차량은 다양한 전자 장비를 구비하여, 사용자가 제어할 수 있는 기능의 종류와 범위도 다양해지고 있다. 그에 따라 조작계도 복잡해지며 한 번에 표시해야할 정보도 많아졌다. 이러한 추세로 인해, 차량의 동작 상태나 멀티미디어, 네비게이션 정보 등을 표시하는 디스플레이의 크기도 점차 커지고 있으며, 향후 출시될 자율주행 자동차에서는 운전자가 운전을 할 필요가 없으므로 이동 시간동안 컨텐츠 감상의 수요가 커질 것이다. 따라서, 차량에 구비되는 디스플레이는 더욱 커질 것으로 예상된다.
일반적으로 디스플레이에 표시되는 제어 대상 기능에 대한 제어를 수행함에 있어서는 차량용 통신제어장치(Communication Control Processor, CCP) 기반의 트리형 메뉴 구조를 사용하며, 일부 차량은 음성 인식 기능을 제공하기도 한다. 그러나, CCP기반의 조작 방식은 제어 대상 기능에 따라 조작 단계(depth)가 많아 복잡하고, 음성 인식의 경우 조작 단계는 비교적 단순하나 동승자가 있을 때 사용률이 현저하게 낮아지는 경향이 있다.
따라서, 디스플레이의 대형화 추세에 대비하여 디스플레이의 다양한 기능을 보다 직관적으로 사용할 수 있는 차량용 기능 제어 장치가 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 보다 편리한 차량용 기능 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
특히, 본 발명은 탈착식 조작계를 이용하여 다양한 차량 기능을 제어할 수 있는 차량용 장치 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 조작계를 이용한 차량 기능 제어 방법은, 통합 조작부에서 차량 내 복수의 부착 위치 중 탈착식 조작계가 부착된 부착 위치를 감지하는 단계; 상기 탈착식 조작계에 구비된 조작 수단이 조작될 경우, 상기 조작에 따른 결과 정보가 상기 탈착식 조작계에서 상기 통합 조작부로 전달되는 단계; 및 상기 통합 조작부에서 상기 결과 정보에 기반하여 상기 탈착식 조작계가 부착된 부착 위치에 대응되는 제어 대상 기능을 제어하는 단계를 포함하되, 상기 탈착식 조작계는 자기력을 이용하여 상기 복수의 부착 위치 중 어느 하나에 고정될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 기능 제어 장치는 조작 수단을 구비하는 탈착식 조작계; 및 차량 내 복수의 부착 위치 중 상기 탈착식 조작계가 부착된 부착 위치를 감지하는 통합 조작부를 포함하되, 상기 탈착식 조작계는 상기 조작 수단이 조작될 경우, 상기 조작에 따른 결과 정보를 상기 통합 조작부로 전달하고, 상기 통합 조작부는 상기 결과 정보에 기반하여 상기 탈착식 조작계가 부착된 부착 위치에 대응되는 제어 대상 기능을 제어하며, 상기 탈착식 조작계는 자기력을 이용하여 상기 복수의 부착 위치 중 어느 하나에 고정될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 차량용 기능 제어 장치는 탈착식 조작계와 연동하여 보다 편리한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 탈착식 조작계의 부착 위치에 따라 제어 대상 기능과 사용자 인터페이스가 편리하게 변경될 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 조작계를 포함하는 차량용 기능 제어 시스템 구조의 일례를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 조작계의 외관을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 조작계의 부착부 구성의 일례를 나탄낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 조작부의 부착부 구성의 일례를 나탄낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 조작계를 고정하기 위한 자성체 배치 형태의 일례를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 조작계의 부착 여부를 인식하는 인식 수단을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 조작계의 전원부 구성의 일례를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 조작부의 부착부 외관 구성의 일례를 나타낸다.
도 9는 도 8에 도시된 부착 위치 중 어느 하나에 탈착식 조작계가 부착된 형태의 일례를 각각 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 형상에 따른 부착 위치의 정렬 형태를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 조작계와 통합 조작부 디스플레이의 연동 기능이 수행되는 형태의 일례를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 조작계를 포함하는 차량용 기능 제어 시스템의 동작 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 차량 기능의 제어에 있어서 디스플레이를 구비한 탈착식 조작계가 차량 내부의 소정 지점에 부착될 경우, 이를 통해 다양한 차량 기능이 제어될 수 있도록 할 것을 제안한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 탈착식 조작계를 포함하는 차량용 기능 제어 시스템의 구조를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 조작계를 포함하는 차량용 기능 제어 시스템 구조의 일례를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 차량용 기능 제어 시스템은 통합 조작부(100)와 탈착식 조작계(200)를 포함할 수 있다.
통합 조작부(100)는 유선통신부(110), 디스플레이(120), 부착부(130), 메모리(140), 무선통신부(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다. 이하 각 구성요소를 구체적으로 설명한다.
유선통신부(110)는 차량 내 적어도 복수의 제어 대상 기능 각각을 담당하는 제어기와 데이터를 교환할 수 있다. 예컨대, 유선통신부(110)는 CAN, CAN-FD, LIN, 이더넷 등 차량용 통신 방식 중 적어도 하나를 지원할 수 있다. 다른 예로, 유선통신부(110)는 공조 기능을 제어하는 공조 제어기, 시트 등 편의 기능을 담당하는 바디 제어기, AVN(Audio/Video/Navigation) 시스템 등과 동작 상태 정보를 수신하고, 제어 지령을 전달할 수 있다.
디스플레이(120)는 네비게이션 안내 화면, 공조 시스템의 동작 상태 정보, 멀티미디어 기능의 재생 상태 정보 등 차량의 동작 상태나 운전자가 필요한 다양한 정보를 시각적으로 출력하는 역할을 하며, 터치스크린으로 구성될 경우 적어도 일부 기능을 제어하기 위한 가상 조작계를 표시하고, 가상 조작계 상으로 입력되는 터치 명령을 감지할 수 있다.
부착부(130)는 후술할 탈착식 조작계(200)의 탈착 여부를 감지할 수 있다. 예컨대, 부착부(130)는 자력을 검출하는 홀센서, NFC 통신을 수행하는 NFC 트랜시버, 무선충전 수신부를 감지하는 무선충전 송신부, 특정 발광 패턴을 인식하는 수광부, 정전 용량 변화를 감지하는 정전 용량센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 탈착식 조작계(200)에 영구자석이 구비된 경우 홀센서로 탈착식 조작계(200)가 감지될 수 있고, 탈착식 조작계(200)에 NFC 태그가 구비된 경우 NFC 트랜시버로 탈착식 조작계(200)가 감지될 수 있으며, 탈착식 조작계(200)에 무선충전 수신부가 구비된 경우 무선충전 송신부를 통해 탈착식 조작계(200)가 감지될 수 있다. 물론, 이러한 감지 수단은 예시적인 것으로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 부착부(130)는 탈착식 조작계(200)를 미리 설정된 하나 이상의 부착 위치에 고정하기 위한 부착 수단을 포함할 수 있다. 예컨대, 부착 수단은 일정 패턴을 갖도록 배치된 복수의 영구 자석이나 전자석을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 탈착식 조작계(200)에도 부착부(130)의 구성에 상응하도록 적어도 영구 자석이 구비되는 것이 바람직하다. 여기에 대해서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 보다 상세히 후술하기로 한다.
메모리(140)는 통합 조작부(100)를 구동하는 운영체제, 운영체제 상에서 동작하는 다양한 응용 프로그램, 멀티미디어 컨텐츠, 입/출력 제어 정보 등이 저장될 수 있다.
무선통신부(150)는 근거리 통신 프로토콜(예컨대, 블루투스, Wi-Fi, Zigbee, NFC 등) 또는 3/4/5G 프로토콜 등을 이용하여 적어도 탈착식 조작계(200)의 무선통신부(250)와 연결되어 데이터 교환을 수행할 수 있다. 물론, 구현에 따라 무선통신부(150)는 AVN 시스템 등의 차량 내 다른 구성 요소와 통신할 수도 있다.
제어부(160)는 전술한 각 구성요소의 전반적인 제어를 수행하며, 후술할 본 발명의 실시예들에 따른 탈착식 조작계(200)와의 연동을 통해 제어 대상 기능을 제어하는데 필요로 하는 판단과 연산을 수행할 수 있다.
한편, 탈착식 조작계(200)는 다이얼(210, 또는 휠), 조작부(220), 부착부(230), 메모리(240), 무선통신부(250), 제어부(260) 및 전원부(270)를 포함할 수 있다. 다이얼(210)과 조작부(220)의 구성은 도 2를 참조하여 후술하기로 하며, 부착부(230)의 구성 또한 도 3 내지 도 6을 참조하여 보다 상세히 후술하기로 한다.
메모리(240)는 탈착식 조작계(200)를 구동하는 운영체제, 제어 대상 기능별 식별 정보, 탈착식 조작계(200)의 입/출력 제어 정보 등이 저장될 수 있다.
무선통신부(250)는 근거리 통신 프로토콜(예컨대, 블루투스, Wi-Fi, Zigbee, NFC 등) 또는 3/4/5G 프로토콜 등을 이용하여 적어도 통합 조작부(100)의 무선통신부(150)와 연결되어 데이터 교환을 수행할 수 있다. 물론, 실시예에 따라 무선 통신부(250)는 텔레매틱스 서버나 다른 스마트 디바이스(예컨대, 스마트폰, 태블릿 등)와도 통신 가능하도록 구성될 수 있다.
제어부(260)는 나머지 각 구성요소의 전반적인 제어를 수행하며, 후술할 본 발명의 실시예들에 따른 통합 조작부(100)와의 연동을 통해 제어 대상 기능을 제어하는데 필요로 하는 판단과 연산을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 조작계의 외관을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 탈착식 조작계(200)는 원기둥형 외관을 가질 수 있다. 구체적으로, 탈착식 조작계(200)는 토로이달(toroidal) 또는 링(ring) 형상의 다이얼(210)이 원형 상면을 감싸고 있는 형태가 될 수 있다.
다이얼(210)은 탈착식 조작계(200)의 외주면 방향을 따라 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회동 가능하도록 구성될 수 있으며, 사용자가 다이얼을 잡고 회전시킬 때 적어도 회전 방향과 회전의 정도(예컨대, 변위 또는 각도)가 감지될 수 있는 휠 엔코더를 포함할 수 있다. 물론, 이는 예시적인 것으로 본 발명은 회전의 감지를 위한 구체적인 수단이나 방식에는 한정되지 아니한다.
조작부(220)는 탈착식 조작계의 상면에 배치될 수 있으며, 도 2의 (a)와 같이 일정 패턴으로 서로 이격되어 배치된 복수의 키버튼(220A) 형태일 수 있고, 도 2의 (b)와 같이 상면의 대부분을 차지하는 원형 터치 패드(220B) 형태일 수도 있으며, 도 2의 (c)와 같이 기 설정된 형태의 터치 센서(220C)일 수도 있다. 여기서, 복수의 키버튼(220A)은 푸쉬 버튼일 수도 있고, 터치 버튼일 수도 있다. 또한 도 2의 (b)와 같이 원형 터치 패드(220B)로 구현될 경우, 필기 인식을 통해 명령이 입력될 수도 있다.
다음으로, 도 3 내지 도 6을 참조하여 통합 조작부(100)의 부착부(130)와, 탈착식 조작계(200)의 부착부(230) 각각의 구성을 부착 방법 및 부착 위치의 인식 방법과 관련하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 조작계의 부착부 구성의 일례를 나탄낸다.
도 3을 참조하면, 탈착식 조작계(200)의 부착부(230)는 통합 조작부(100)의 부착부(130)의 구성에 대응되는 부착 수단을 구비할 수 있다. 이러한 부착 수단의 일례로 일정 패턴을 갖도록 탈착식 조작계(200)의 저면(외저면 또는 내저면)에 배치된 복수의 자성체(231)를 들 수 있다. 개별 자성체는 자성체는 철, 니켈, 코발트, 자석 또는 이들의 합금 재질로 구성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 2의 (a)나 (c)와 같은 조작부(220A, 220C) 구성을 갖는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 90도 간격으로(즉, "+" 패턴) 자성체(231)가 배치된다면, 탈착식 조작계(200)가 회전되더라도 90도 단위로 회전될 것이므로, 부착시 실질적으로 조작부(220A, 220C)가 +형 배치 형태를 갖게 될 수 있다. 탈착식 조작계(200)의 자성체(231)가 이러한 배치를 가질 경우 통합 조작부(100)의 부착 수단 구성은 도 4와 같이 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 조작부의 부착부 구성의 일례를 나탄낸다.
도 4를 참조하면, 통합 조작부(100)의 부착부(130)는 그리드 형태로 배열된 복수의 전자석(1 내지 18)을 포함할 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 부착부(130)는 3X6 그리드에 해당하는 18개의 전자석을 포함하나, 이는 예시적인 것으로 실시예에 따른 부착부(130)는 이보다 많거나 적은 전자석을 포함할 수 있음은 물론이다.
여기서, 전자석들(1 내지 18)은 탈착식 조작계(200)의 자성체(231) 배치 패턴을 고려하여 활성화 여부 및 극성이 결정될 수 있다. 예컨대, 탈착식 조작계(200)의 자성체(231)가 도 3에 배치된 바와 같이 "+"형 패턴을 갖되, 부착부(130)를 향해 모두 동일한 제1 극을 갖는 영구자석일 경우, 통합 조작부(100)의 부착부(130)에 배치된 전자석 또한 "+"형 패턴을 기본 활성화 단위로 할 수 있으며, 기본 활성화 단위에 포함되는 전자석들은 탈착식 조작계(200)의 저면을 향해 제1 극과 반대되는 제2 극으로 활성화될 수 있다.
구체적으로, 2, 7, 8, 9 및 14번 전자석은 8번 전자석을 중심으로 하는 부착부(130)의 가장 좌측 부착 위치(P200-1)의 기본 활성화 단위에 해당할 수 있다. 또한, 3, 8, 9, 10 및 15번 전자석은 9번 전자석을 중심으로 하는 좌측으로부터 두 번째 부착 위치의 기본 활성화 단위에 해당할 수 있다. 아울러, 4, 9, 10, 11 및 16번 전자석은 10번 전자석을 중심으로 하는 좌측으로부터 세 번째 부착 위치(P200-2)의 기본 활성화 단위에 해당할 수 있다.
따라서, 도 3과 같은 자성체(231) 배치를 갖는 탈착식 조작계(200)가 가장 좌측 부착 위치(P200-1)에 부착된 이후, 좌측으로 세 번째 부착 위치(P200-2)로 이동할 경우, 사용자는 9번 전자석을 중심으로 하는 좌측으로 두 번째 부착 위치에서 각 자성체(231)가 반대 극성으로 활성화된 전자석 위에 있게 되므로 탈착식 조작계(200)가 한 번 걸리는 듯한 느낌을 받을 수 있다. 이러한 방식을 통해 사용자는 육안으로 확인하지 않더라도 절도감 있는 이동감을 통해 부착 위치간 이동을 체감할 수 있다.
또한, 도 6을 참조하여 후술될 부착 인식 수단을 통해 임의의 부착 위치에서 탈착식 조작계(200)의 부착이 인식된 이후 해당 부착 위치에서 탈착식 조작계(200)의 인식에 실패할 경우, 제어부(260)는 이를 탈착식 조작계(200)의 부착 위치간 이동이라 판단하여, 원활한 부착 위치간 이동을 위하여 활성화된 각 전자석의 자력을 일정 비율 감소시킬 수도 있다.
또한, 현재 디스플레이(120)에서 표시되는 제어 대상 기능이 3종류인 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 3개의 서로 다른 부착 위치에 해당하는 기본 활성화 단위만 활성화되고, 나머지 전자석은 비활성화될 수 있다. 만일, 제어 대상 기능이 4 종류가 된다면, 11번 전자석을 중심으로 하는 활성화 단위에 해당하는 5, 10, 11, 12 및 17번 전자석이 추가 활성화될 수도 있다.
아울러, 활성화 단위에 해당하지 않는 전자석들은 비활성화되는 대신, 활성화되는 전자석들과 반대의 극성(즉, 탈착식 조작계의 영구 자석 극성과 동일 극성)으로 활성화될 수도 있다. 예컨대, 도 4에서 1번, 5번, 13번 및 17번 전자석이 반대극성으로 활성화된다면, 탈착식 조작계(200)의 영구 자석과는 척력을 일으키게 된다. 따라서, 가장 촤측 부착 위치(P200-1)에서 좌측으로 사용자가 탈착식 조작계(200)를 이동시키려 할 경우, 척력에 의해 사용자는 잘못된 방향으로 이동을 시도하고 있음을 쉽게 인식할 수 있다. 실시예에 따라, 디스플레이(120)에서 표시되는 기능의 개수나 활성화 단위에 무관하게, 최외각 가장자리에 위치하는 전자석들(예컨대, 1, 6, 13, 18번 전자석)은 활성화 단위에 해당하는 전자석의 극성과 반대 극성으로 항상 활성화될 수도 있다.
한편, 탈착식 조작계(200)의 자성체(231)와 통합 조작부(100)의 부착부(130)에 구비되는 전자석 사이에 발생하는 자력의 크기는 탈착식 조작계(200)가 임의의 부착 위치에 부착될 때 차량의 운행에서 통상적으로 발생하는 진동에 의해 탈착되지 않을 정도이면서, 다이얼(210)의 회전 저항보다는 큰 것이 바람직하다. 이는, 사용자가 다이얼(210)을 회전시킬 때 자력이 회전 저항보다 약할 경우 탈착식 조작계(200)의 관점에서 다이얼은 움직이지 않고 탈착식 조작계(200) 자체가 전체적으로 회전하는 현상을 방지하기 위함이다.
물론, 이러한 자력의 크기는 탈착식 조작계(200)의 중량, 차량 내부에서 탈착식 조작계(200)가 부착되는 위치가 수직 방향과 이루는 각도 및 다이얼(210)의 회전 저항에 따라 다양한 값을 가질 수 있음은 당업자에 자명하다.
도 3 및 도 4에 도시된 자성체(231)의 배치 패턴은 예시적인 것으로, 자성체의 배치 패턴은 다양하게 변형될 수도 있다. 이를 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 조작계를 고정하기 위한 자성체 배치 형태의 일례를 나타낸다.
도 5의 (a) 내지 (e)에서, 공통적으로 큰 원(200)은 탈착식 조작계(200)의 평면 형상에 대응되되, 탈착식 조작계(200)의 부착 위치를 나타내며, 작은 원들(231)은 자성체의 배치 위치를 나타낸다.
자성체(231)는 탈착식 조작계(200)가 부착된 후 다이얼(210) 조작에 의해 탈착식 조작계(200) 자체가 회전되지 않도록, 둘 이상 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 자성체(231)는 부착 위치의 중앙을 기준으로 원점 대칭으로 배치될 수 있다. 이는 탈착식 조작계(200)가 부착 위치에 근접하는 것만으로 정확한 위치에 부착됨을 돕기 위함이다. 물론, 통합 조작부(100)의 부착부(130)에 준비된 부착 위치 내에 전자석이 배치되는 위치 및 개수는 탈착식 조작계(200)의 자성체(231) 패턴에 대응되도록 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.
다음으로, 도 6을 참조하여 통합 조작부(100)의 부착부(130)에서 탈착식 조작계(200)의 부착 여부를 인식하는 방법을 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 조작계의 부착 여부를 인식하는 인식 수단을 설명하기 위한 도면이다. 도 6에서는 편의상 통합 조작부(100)의 부착부(130)에 준비된 부착 위치는 3개인 것으로 가정하며, 통합 조작부(100)의 부착부(130)는 인식 수단을, 탈착식 조작계(200)의 부착부(230)는 피인식 수단을 각각 구비하는 것으로 가정한다.
먼저, 도 6의 (a)를 참조하면, 탈착식 조작계(200)의 저면 중앙에 전도체(232)가 배치되고, 통합 조작부(100)의 부착부(130)에는 전도체(232)의 근접에 따른 정전 용량 변화를 감지하는 정전 용량 센서(132)가 부착 위치마다 구비될 수 있다. 터치 컨트롤러(133)는 복수의 정전 용량 센서(132) 중 탈착식 조작계(200)가 부착된 부착 위치에 대응되는 정전 용량 센서(132)의 센싱 값 변화가 발생하는 부착 위치를 제어부(160)에 알릴 수 있다.
다음으로, 도 6의 (b)를 참조하면, 탈착식 조작계(200)의 저면 중앙에 인식 신호 발생기(233)의 제어에 따라 특정 패턴으로 발광하는 발광 소자(234)가 배치되고, 통합 조작부(100)의 부착부(130)에는 발광 소자(234)의 발광 패턴을 인식하는 수광 소자(134)가 부착 위치마다 구비될 수 있다. 노이즈 제거회로(135)는 수광 소자(134)의 노이즈를 제거하고, 특정 발광 패턴을 감지한 수광 소자(134)를 제어부(160)에 알림으로써 제어부(160)는 탈착식 조작계(200)의 부착 위치를 판단할 수 있다.
또한, 도 6의 (c)를 참조하면, 탈착식 조작계(200)의 저면 중앙에 NFC 태그가 배치되고, 통합 조작부(100)의 부착부(130)에는 NFC 안테나(136)가 부착 위치마다 구비될 수 있다. NFC 모듈(137)은 NFC 태그가 감지된 안테나(136)의 취치를 제어부(160)에 알림으로써 제어부(160)는 탈착식 조작계(200)의 부착 위치를 판단할 수 있다.
아울러, 비록 도시되지는 않았으나, 각 부착 위치마다 홀센서가 구비되도록 하여 탈착식 조작계(200)의 자성체(231)를 감지하는 방법으로 탈착식 조작계(200)의 부착 위치가 판단될 수도 있다.
다음으로, 도 7을 참조하여 탈착식 조작계(200)의 전원부(270) 구성을 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 조작계의 전원부 구성의 일례를 나타낸다.
도 7의 (a)를 참조하면, 제어부(260)를 포함한 탈착식 조작계(200)의 각 구성 요소는 교체식 배터리(271)로부터 전원을 공급받을 수 있다.
이와 달리, 도 7의 (b)와 같이 탈착식 조작계(200)의 저면 중앙에 무선 충전 수신기(273)가 구비되고, 통합 조작부(100)의 부착부(130)에 각 부착 위치마다 무선 충전 송신기(131A, 131B, 131C)가 배치되면, 탈착식 조작계(200)는 무선 충전 방식으로 전원을 공급받을 수 있다. 이러한 구성을 가질 경우, 통합 조작부(100)는 활성화된 무선 충전 송신기의 위치를 기반으로 탈착식 조작계(200)가 부착된 부착 위치를 판단할 수도 있다.
이하에서는 도 8 내지 도 10을 참조하여, 통합 조작부(100)의 부착부(130)의 외관을 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 조작부의 부착부 외관 구성의 일례를, 도 9는 도 8에 도시된 부착 위치 중 어느 하나에 탈착식 조작계가 부착된 형태의 일례를 각각 나타낸다. 도 8 및 도 9에서는 통합 조작부(100)의 부착부(130)에 총 네 개의 부착 위치가 구비되는 것을 가정한다.
도 8을 참조하면, 클러스터부터 센터페시아 영역까지 가로방향으로 길게 배치된 디스플레이(120)가 차량에 적용된 경우, 통합 조작부(100)의 부착부(130)는 센터 콘솔 영역에 구비되되, 부착 위치도 가로 방향으로 나란히 배치될 수 있다. 이때, 각 부착 위치에는 운전자가 직관적으로 인지할 수 있도록 점 광원이 배치될 수 있으며, 각 점 광원 사이에는 선형 광원이 배치될 수 있다. 따라서, 운전자는 탈착식 조작계(200)를 점 광원들 중 어느 하나에 부착시킬 수 있다.
도 9의 (a)와 같이, 좌측으로부터 세 번째 부착 위치에 탈착식 조작계(200)가 부착되면, 해당 위치의 점 광원의 발광 범위나 발광 강도 중 적어도 하나가 제어되어 부착된 탈착식 조작계(200)의 저면 주변으로 링 형상의 발광 효과(910)가 부여될 수 있다.
만일, 탈착식 조작계(200)가 정확한 부착 위치를 벗어난 경우, 예컨대, 도 6을 참조하여 전술한 부착 인식 수단의 신호 감도가 일정 수준 이하인 경우, 해당 부착 위치에 대응되는 점광원은 도 9의 (a)와 색상이나 형태 중 적어도 하나가 상이한 발광 효과(920)를 출력함으로써 운전자에게 부착 위치 이탈 상태를 알릴 수 있다.
한편, 도 8 및 도 9에서는 복수의 부착 위치가 가로 방향으로 나란히 정렬된 경우를 기준으로 설명하였으나, 복수의 부착 위치의 정렬 형태는 디스플레이(120)에 따라 상이할 수 있다. 이를 도 10을 참조하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 형상에 따른 부착 위치의 정렬 형태를 나타낸다.
먼저, 도 10의 (a)를 참조하면, 세로 방향으로 장축을 갖는 사각형 디스플레이(120A)가 적용된 차량에서는 부착부(130A)의 부착 위치들은 세로 방향으로 나란히 정렬될 수 있다.
이와 달리, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 절곡된 직선 형태, 예컨대, "L"자형 디스플레이(120B)가 적용된 경우, 부착부(130B)의 부착 위치들도 디스플레이(120B)의 형태에 대응하여 절곡된 직선 형태를 따라 정렬될 수 있다.
또한, 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이, 센터페시아 하단에 통합 조작부(100)의 디스플레이(120C)가 구비된 경우, 디스플레이(120C)의 하단 중앙 영역(130C)에 부착 위치가 준비될 수도 있다. 이때, 하단 중앙 영역(130C)에는 사용자가 부착 위치를 시각적으로 인지할 수 있도록 소정의 디스플레이 객체(예컨대, 부착 위치 상으로 디스플레이되는 탈착식 조작계의 실제 크기에 대응되는 원형 객체)가 부착 위치에 대응되도록 표시될 수 있다.
한편, 비록 도시되지는 않았으나, 부착 위치들은 스티어링 휠 상에 구비될 수도 있고, 센터페시아 중앙에 배치되는 등, 다양하게 변경될 수 있음은 당업자에 자명하다.
상술한 장치 구성을 바탕으로, 이하에서는 도 11을 참조하여 탈착식 조작계와 통합 조작부의 연동 기능이 수행되는 형태를 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 조작계와 통합 조작부 디스플레이의 연동 기능이 수행되는 형태의 일례를 나타낸다.
도 11에서는 디스플레이(120)에 네 가지 제어 대상 기능이 동시에 표시되고 있으며, 각각 좌측에서부터 네비게이션, 멀티미디어 플레이어, 공조 제어 및 날씨 정보인 것으로 가정한다. 또한, 통합 제어부(100)의 부착부(130)에는 네 개의 서로 다른 부착 위치가 가로 방향으로 나란히 정렬된 것으로 가정한다.
먼저, 도 11의 (a)를 참조하면, 부착부(130)의 가장 좌측 부착 위치에 탈착식 조작계(200)가 부착됨에 따라, 디스플레이(120)에는 네비게이션 기능이 표시되는 영역(1110)이 가로 방향으로 확장되어 표시될 수 있다. 이러한 상태에서 탈착식 조작계(200)의 다이얼(210)이나 조작부(220)가 조작되면, 네비게이션 기능이 제어될 수 있다.
예컨대, 도 2의 (a)와 같은 조작부(220A) 구성을 가질 경우, 네 버튼은 상단부터 시계 방향을 따라 각각 현재 위치, 목적지 검색, 관심지점(POI), 시점(View) 변경 기능 각각에 대한 핫키 기능으로 동작할 수 있다.
이러한 상태에서, 도 11의 (b)와 같이 탈착식 조작계(200)가 좌측 두 번째 부착 위치로 이동된 경우, 디스플레이(120)에서 네비게이션 기능이 표시되는 영역(1110')은 축소되고, 멀티미디어 플레이어 기능이 표시되는 영역(1120)은 가로 방향으로 확장되어 표시될 수 있다. 이러한 상태에서 탈착식 조작계(200)의 다이얼(210)이나 조작부(220)가 조작되면, 멀티미디어 플레이어 기능이 제어될 수 있다.
예컨대, 도 2의 (a)와 같은 조작부(220A) 구성을 가질 경우, 네 버튼은 상단부터 시계 방향을 따라 각각 탐색, 트랙, 메뉴, 미디어 소스 변경 기능 각각에 대한 핫키 기능으로 동작할 수 있다.
이러한 상태에서, 도 11의 (c)와 같이 탈착식 조작계(200)가 좌측 세 번째 부착 위치로 이동된 경우, 디스플레이(120)에서 멀티미디어 플레이어 기능이 표시되는 영역(1120')은 축소되고, 공조 제어 기능이 표시되는 영역(1130)은 가로 방향으로 확장되어 표시될 수 있다. 이러한 상태에서 탈착식 조작계(200)의 다이얼(210)이나 조작부(220)가 조작되면, 공조 기능이 제어될 수 있다.
도 11에 도시된 연동 기능을 순서도로 설명하면 도 12와 같다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착식 조작계를 포함하는 차량용 기능 제어 시스템의 동작 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 12를 참조하면, 통합 조작부(100)는 부착인식 대기 상태로 탈착식 조작계의 부착 여부를 모니터링 할 수 있다(S1210). 본 상태는 탈착식 조작계(200)가 임의의 부착 영역에 부착되었다가 탈거된 상태에서 진입할 수도 있고, 특정 전원 상태(예컨대, ACC)에서 활성화될 수도 있으며, 차량 내에서 스마트키가 감지되면 활성화될 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 단계에서 부착부(130)의 전자석(131)에 전력 인가가 개시될 수 있으며, 그 외의 감지수단, 예컨대, 터치 컨트롤러(133), 수광 소자(134)와 노이즈 제어회로(135), NFC 모듈(137) 등이 활성화될 수도 있다.
탈착식 조작계(200)가 부착부(130) 상에 배치된 적어도 하나의 부착 위치 중 어느 하나에 부착됨에 따라(S1220), 통합 조작부(100)는 부착부(130)를 통해 탈착식 조작계(200)의 부착 여부와 함께 부착 위치를 감지할 수 있다(S1230).
통합 조작부(100)는 부착 위치에 따라 도 11을 참조하여 전술한 바와 같이 디스플레이(120) 상으로 표시되는 사용자 인터페이스 구성의 적어도 일부를 변경할 수 있다(S1240).
이후, 다이얼(210)이 조작되거나 조작부(220) 상으로 터치 입력이나 누름식 명령이 입력되는 등 사용자의 조작이 수신되는 경우(S1250), 탈착식 조작계(200)는 해당 조작에 대한 정보(예컨대, 조작된 대상, 조작량, 조작 방향 등)를 통합 조작부(100)로 무선통신부(250)를 통해 전달할 수 있다(S1260).
통합 조작부(100)에서는 무선통신부(150)를 통해 수신된 해당 조작에 대한 정보를 기반으로 제어 대상 기능에 조작 결과를 반영시킬 수 있다(S1270).
한편, 상술한 실시예에서는 탈착식 조작계(200)가 통합 조작부(100)의 디스플레이(120)와 연동되는 것으로 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 디스플레이 기능이 없는 터치 패널 주변에 부착되어 터치 패널과 함께 차량의 조작계를 구성할 수도 있다.
지금까지 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 탈착식 조작계를 이용한 차량 제어 방법에 의하면, 다음과 같은 효과들이 기대될 수 있다.
먼저, 스위치 축소로 탈착식 조작계 자체 및 차량 내 조작계의 디자인 자유도 확대 및 직관적인 사용성 강화될 수 있다. 예컨대, 탈착식 조작계로 인해 물리 키버튼이 간결화될 수 있다. 다른 예로, 기능 통합으로 센터페시아/플로어콘솔 스위치가 통합될 수 있다.
또한, 자기력을 활용하여 탈착식 조작계를 탈/부착하므로 사용성이 증대된다. 즉, 탈착식 조작계를 부착 영역에 고정하기 위한 기계적인 구조 대신 자기력을 활용하므로, 부착 영역에 탈착식 조작계를 근접시키는 것만으로도 부착이 가능하여 편리하다.
아울러, 물리 다이얼이 갖는 조작감을 통해 차량 주행 중 사용시에도 조작 정도를 확인하기 위해 전방 주시 이탈을 수반하는 육안 확인이 불필요하다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (19)

  1. 통합 조작부에서 차량 내 복수의 부착 위치 중 탈착식 조작계가 부착된 부착 위치를 감지하는 단계;
    상기 탈착식 조작계에 구비된 조작 수단이 조작될 경우, 상기 조작에 따른 결과 정보가 상기 탈착식 조작계에서 상기 통합 조작부로 전달되는 단계; 및
    상기 통합 조작부에서 상기 결과 정보에 기반하여 상기 탈착식 조작계가 부착된 부착 위치에 대응되는 제어 대상 기능을 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 탈착식 조작계는 자기력을 이용하여 상기 복수의 부착 위치 중 어느 하나에 고정되는, 탈착식 조작계를 이용한 차량 기능 제어 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 통합 조작부는 복수의 제어 대상 기능 각각에 대응되는 복수의 디스플레이 영역을 갖는 디스플레이를 포함하는, 탈착식 조작계를 이용한 차량 기능 제어 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 통합 조작부에서 상기 복수의 디스플레이 영역 중 상기 감지된 부착 위치에 대응되는 제어 기능이 표시되는 디스플레이 영역을 확장시키는 단계를 더 포함하는, 탈착식 조작계를 이용한 차량 기능 제어 방법.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 부착 위치는,
    상기 디스플레이의 형상에 대응되는 정렬 형태를 갖는, 탈착식 조작계를 이용한 차량 기능 제어 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 복수의 부착 위치 각각에는 제1 패턴으로 발광하는 발광부가 배치되되,
    상기 감지된 부착 위치에 대응되는 발광부가 제2 패턴으로 발광하는 단계; 및
    상기 감지된 부착 위치에서 상기 탈착식 조작계의 이탈이 감지된 경우, 상기 감지된 부착 위치에 대응되는 발광부가 제3 패턴으로 발광하는 단계를 더 포함하는, 탈착식 조작계를 이용한 차량 기능 제어 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 탈착식 조작계는 원기둥형 외관을 갖되,
    상기 조작 수단은,
    상기 탈착식 조작계의 상면에 배치된 키버튼, 터치 패드 및 상기 상면을 감싸는 링 형상을 갖는 다이얼 중 적어도 하나를 포함하는, 탈착식 조작계를 이용한 차량 기능 제어 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 탈착식 조작계는 특정 패턴을 따라 배치된 복수의 자성체를 포함하고,
    상기 통합 조작부는 상기 복수의 배치 위치를 따라 그리드 형태로 배치된 복수의 전자석을 포함하는, 탈착식 조작계를 이용한 차량 기능 제어 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 복수의 전자석은, 상기 특정 패턴에 대응되는 기본 활성화 단위로 활성화 여부가 결정되는, 탈착식 조작계를 이용한 차량 기능 제어 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 복수의 자성체는 제1 극을 갖고,
    상기 복수의 전자석 중 상기 기본 활성화 단위로 활성화되는 전자석은 상기 제1 극과 반대인 제2 극으로 활성화되며,
    상기 그리드에서 각 외곽 모서리에 해당하는 전자석은 상기 제1 극으로 활성화되는, 탈착식 조작계를 이용한 차량 기능 제어 방법.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 탈착식 조작계를 이용한 차량 기능 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 해독 가능 기록 매체.
  11. 조작 수단을 구비하는 탈착식 조작계; 및
    차량 내 복수의 부착 위치 중 상기 탈착식 조작계가 부착된 부착 위치를 감지하는 통합 조작부를 포함하되,
    상기 탈착식 조작계는 상기 조작 수단이 조작될 경우, 상기 조작에 따른 결과 정보를 상기 통합 조작부로 전달하고,
    상기 통합 조작부는 상기 결과 정보에 기반하여 상기 탈착식 조작계가 부착된 부착 위치에 대응되는 제어 대상 기능을 제어하며,
    상기 탈착식 조작계는 자기력을 이용하여 상기 복수의 부착 위치 중 어느 하나에 고정되는, 탈착식 조작계를 이용한 차량용 기능 제어 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 통합 조작부는 복수의 제어 대상 기능 각각에 대응되는 복수의 디스플레이 영역을 갖는 디스플레이를 포함하는, 탈착식 조작계를 이용한 차량용 기능 제어 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 통합 조작부는,
    상기 복수의 디스플레이 영역 중 상기 감지된 부착 위치에 대응되는 제어 기능이 표시되는 디스플레이 영역을 확장시키는, 탈착식 조작계를 이용한 차량용 기능 제어 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 복수의 부착 위치는,
    상기 디스플레이의 형상에 대응되는 정렬 형태를 갖는, 탈착식 조작계를 이용한 차량용 기능 제어 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 복수의 부착 위치 각각에는 제1 패턴으로 발광하는 발광부가 배치되되,
    상기 감지된 부착 위치에 대응되는 발광부는 제2 패턴으로 발광하며,
    상기 감지된 부착 위치에서 상기 탈착식 조작계의 이탈이 감지된 경우, 상기 감지된 부착 위치에 대응되는 발광부는 제3 패턴으로 발광하는, 탈착식 조작계를 이용한 차량용 기능 제어 장치.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 탈착식 조작계는 원기둥형 외관을 갖되,
    상기 조작 수단은,
    상기 탈착식 조작계의 상면에 배치된 키버튼, 터치 패드 및 상기 상면을 감싸는 링 형상을 갖는 다이얼 중 적어도 하나를 포함하는, 탈착식 조작계를 이용한 차량용 기능 제어 장치.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 탈착식 조작계는 특정 패턴을 따라 배치된 복수의 자성체를 포함하고,
    상기 통합 조작부는 상기 복수의 배치 위치를 따라 그리드 형태로 배치된 복수의 전자석을 포함하는, 탈착식 조작계를 이용한 차량용 기능 제어 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 복수의 전자석은, 상기 특정 패턴에 대응되는 기본 활성화 단위로 활성화 여부가 결정되는, 탈착식 조작계를 이용한 차량용 기능 제어 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 복수의 자성체는 제1 극을 갖고,
    상기 복수의 전자석 중 상기 기본 활성화 단위로 활성화되는 전자석은 상기 제1 극과 반대인 제2 극으로 활성화되며,
    상기 그리드에서 각 외곽 모서리에 해당하는 전자석은 상기 제1 극으로 활성화되는, 탈착식 조작계를 이용한 차량용 기능 제어 장치.
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