KR0119501B1 - 자동차 좌석 안전 벨트 자동 해제 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 사고시 좌석안전벨트 및 창문 자동열림장치에 관한 것으로서 차량의 충돌이나 추돌등 사고시 충격감지기에 의해 감지된 신호에 의해 수초후 좌석의 안전벨트나 창문을 자동으로 열어 주기 위하여 차체(18)의 앞뒤쪽에 충격센서를 설치하고, 차내에는 비상용 스피커(SP)와 비상등(11), 비상용 스위치(12), 창문 열림스위치(2), 벨트 자동열림스위치(13)을 설치하고, 벨트의 삽입부를 끼우는 흡입부(19)의 누름보턴에 솔레노이드(4)(5)(6)(7)(8)의 플렌저 마그네트 코어를 스프링으로 연동시켜서됨과 동시에 충격센서(15)의 출력신호는 비교회로(ICI)와 증폭회로(IC2)를 통해 후발 신호 우선 동작 타이머회로(IC3)와 타이머회로(IC4)에 인가토록하여 타이머회로(IC3)는 솔레노이드(4)(5)(6)(7)(8)를 일정시간 여자토록 되고, 또한 창문 열림모터(9)(10)를 구동하도록 구성한 것이다.

Description

자동차 좌석 안전 벨트 자동 해체 장치

제1도는 본 발명을 설명키 위한 개략도이며,

제2도는 본 발명의 전기적 회로도이다.

제3도는 본 발명의 전기적 회로의 블록도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제어회로 2 : 창문 개폐 스위치

3 : 전원 4, 5, 6, 7, 8 : 솔레노이드

9, 10 : 창문 열림 모터 11 : 비상등

12 : 수동식 비상 스위치 13 : 정상시 벨트 자동열림스위치

14, 16, 17 : 릴레이(Ry1, Ry2, Ry3)의 접점

18 : 차체 19 : 체결구

C1∼C6 : 콘덴서 R1∼R3 : 저항

VR1, VR2, VR3, VR4, VR5 : 가변저항

IC1 : 비교용 IC IC2 : 증폭용 IC

IC3 : 후발 신호 우선 동작 타이머 IC

IC4, IC6, IC7 : 타이머IC IC5 : 발진용 IC

D1 : 다이오드

본 발명은 자동차 좌석 안전 벨트 체결 상태를 자동적으로 해제하는 장치에 관한 것으로, 특히 차량의 충돌이나 추돌 및 전복 등의 사고 발생시 충격을 감지하고, 충격 발생 후 일정한 시간이 지나면 좌석의 안전벨트 체결 상태를 자동으로 해제시키고 창문도 열어 주도록 함으로서 탑승자의 피난이나 구조를 쉽게 하도록 하는 장치에 관한 것이다.

종래의 자동차용 좌석 안전벨트는 착용자가 안전벨트를 체결한 후 해제버튼(누름 버튼)을 직접 손으로 눌러서 열기 전에는 차량 밖으로 빠져 나오기가 매우 어려워 각종 교통사고나 차량의 화재시 또는 차가 물에 빠졌을 때 곤란을 당하는 경우가 많다. 이러한 경우에 탑승자가 당황하거나 의식불명 등으로 정상적인 동작을 제대로 하지 못하게 되는 경우가 많고, 따라서 잠겨 있는 좌석 벨트 때문에 탑승자의 행동이 제약되고 차량 밖으로 피난하여 나오기가 힘들어서 많은 인명의 사고까지 초래되는 예가 많다.

본 발명의 목적은 이러한 문제를 해결하기 위하여, 자동차 사고 발생시 좌석의 안전벨트가 잘 동작하여 착용자의 신체를 좌석에 안전하게 보존한 후에는 좌석의 안전벨트를 자동으로 해제시켜서 안전벨트 착용자로 하여금 자유로운 신체 동작이 가능하도록 하고, 창문도 자동으로 열어서 긴급 피난 및 구조가 용이하게 이루어지도록 하는 장치를 실현시키는 데 있다.

또한 커다란 충격 없이 가벼운 사고로 차량이 전복되거나 물 속에 빠졌을 때, 또는 차량에 화재가 발생하는 등의 긴급 상황 시에, 차량 안에 설치된 수동식 스위치를 조작하면 안전벨트의 잠금 상태를 해제하고 창문이 열리도록 하는 장치를 제공하려는 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명을 설명하기위한 장치의 개략도 인데, 본 장치는 여기서 도시한 바와 같이, 본 장치는 자동차 차체(18)에 설치된 충격센서(15)가 자동차의 충격을 검출하여 충격신호를 발생하고, 이 충격신호를 제어회로(1)가 입력으로 받아서 운전석 앞쪽에 경고음 스피커(SP)를 울리고 비상등(11)을 점멸하게 하고, 일정한 시간이 지나면 자석 안전벨트를 자동으로 해제시키고, 창문도 열어 주도록 구성되어 있다. 충격센서(15)는 접촉에 의한 스위치 작용을 이용하는 것이나 관성에 의하여 감속도를 검출하여 일정치 이상이 되면 신호를 발생하는 형식의 것을 사용하여도 된다. 이러한 것은 공지되어 있다.

충격센서(15)는 자동차 차체(18)의 앞쪽, 또는 앞쪽과 뒤쪽 모두에 설치되고, 기타의 부품들은 적당한 위치에 설치되는데, 운전석 앞쪽에는 경고음 스피커(SP)와 비상등(11) 및 비상용 스위치(12)가 설치되고, 또 창문 열림 스위치(2)와 안전벨트 자동열림스위치(13)가 운전석 측면에 설치된다. 그리고 안전벨트 잠금 해제가 가능하도록 구성된 체결구(19)가 기존의 안전벨트 체결구가 있던 위치에 각각 설치된다.

자동차 바테리가 제어회로와 연결되어 필요한 전력을 공급하고, 이 제어회로(1)와 여러 가지 부품이 전선으로 연결된다. 즉 충격센서(15), 경고음 스피커(SP), 비상등(11), 비상용 스위치(12), 창문 열림스위치(2), 안전벨트 자동열림스위치(13), 안전벨트 잠금 해제가 가능하도록 구성된 체결구(19) 등이 모두 제어회로와 전선으로 연결된다.

안전벨트 잠금 상태를 전기 신호로서 해제할 수 있도록 구성된 체결구(19)는 기존의 안전벨트의 걸림구에 있는 해제용 누름 버튼에 솔레노이드 코어를 스프링으로 연동 되도록 결합시켜서 된 것이다. 이것은 전기 신호가 솔레노이드에 인가되면 누름 버튼을 솔레노이드 코어가 잡아 당겨서 안전 벨트의 체결 상태를 해제하게 된다. 기존의 안전벨트 체결구는 누름 버튼을 사람이 눌러서 해제시키게 되지만, 본 발명의 체결구는 전기 신호가 인가되면 체결구 내에서 솔레노이드가 누름 버튼을 잡아 당겨서 (누름 버튼이 눌려지는 것과 같은 상태로 동작되어서) 해제시키게 된다.

제어회로(1)는 충격센서(15)로부터 충격신호를 입력으로 받아서, 경고음 스피커(SP)와 비상등(11)을 작동시키고, 일정한 시간이 경과하면 체결구의 체결 상태를 해제시키는 솔레노이드를 작동시켜서 체결구를 해제하며, 창문 유리를 개폐하는 모터를 작동시켜서 유리 창문을 열게 한다. 또한 제어회로(1)에는 수동으로 조작되는 정상시 벨트 자동열림스위치(13)로 부터도 신호를 받아서 체결구에 체결되어 있는 안전벨트를 해제시켜주고, 역시 수동조작되는 비상용 스위치(12)로부터 신호를 받아서 경고음 스피커(SP)와 비상등(11)을 작동시키고, 지연시간 없이 즉시 체결구의 체결 상태를 해제시키는 솔레노이드를 작동시켜서 체결구를 해제하며, 창문 유리를 개폐하는 모터를 작동시켜서 유리 창문을 열게 한다.

이 제어회로는 제2도에서 보인 바와 같은 실시예의 회로로 실현이 가능하며, 제3도에서 보인 바와 같은 기본적인 구성을 가진다.

제어회로의 구체적인 실시예를 설명하기에 앞서, 그 개략적인 동작 원리를 제3도를 참조하면서 설명한다.

제어회로는 충격센서(51)의 신호를 받아서 스위칭 소자(53)를 동작시킬 수 있는 신호로 증폭기(52)에서 증폭하고, 이 증폭된 신호가 스위칭 소자(53)를 온 또는 오프 시킨다. 그러면 스위칭 소자는 온 또는 오프로 되어 펄스 상태의 출력을 타이머 회로에 입력시켜 타이머 회로의 동작을 시작하게 하거나 리세트 시켜서 다시 처음부터 카운트하게 한다. 타이머 회로는 세 개의 출력을 내는데, 타이머 회로의 제1출력은 스위칭 소자의 출력인 펄스를 입력받으면 즉각 출력되는 출력이고, 제2출력은 펄스 입력이 있으면 일정한 시간(예로서 10초, 20 초, 또는 30 초 정도) 대기한 다음 출력되는 출력이며, 제3출력도 펄스 입력이 있으면 일정한 시간 대기한 다음 출력되는 출력이다. 이 타이머 회로의 출력들은 이들에 연결된 스피커, 경광등, 안전벨트 해제 솔레노이드, 창문 개방용 모터 등을 동작시킨다. 스피커는 발진 회로를 내장하고 있어서 소정의 경고음이 소리로서 발생하고, 경광등은 일정한 주기로 깜박이든지 모터를 내장하여 발광체가 회전되게 된 것이다. 이들은 공지되어 있는 것들을 이용하면 된다. 유리창 개방용 모터도 파우워 윈도우라고 하여 차량에 이미 내장되어 있는 모터를 이용한다. 단지 안전벨트 체결 상태를 해제시킬 수 있도록 구성된 체결구는 기존의 체결구의 누름 버튼, 또는 누름 버튼이 밀어 주는 레바에 솔레노이드의 코어를 연결하여서 만든 것이다. 이 코어는 솔레노이드가 여자 되면 솔레노이드의 자력에 의하여 힘을 받아서 누름 버튼을 잡아당기도록 만든 것이다.

제2도를 참조하며 제어회로의 구체적인 예를 설명한다.

제어회로(1)에는 충격을 감지하여 신호를 발생하는 충격센서(15)의 출력이 콘덴서(C1)를 비교회로(IC1)의 한 입력에 연결되고 비교회로의 다른 하나의 입력에는 저항(R1)으로 접지전압이 연결된다. 비교 회로(IC1)의 출력은 저항(R2)에 의해 피드백되면서 저항(R3)과 콘덴서(C2)를 통하여 증폭회로(IC2)에 연결된다. 증폭회로(IC2)에서 증폭된 신호는 다이오드(D1)를 통해 정류된 후, VR1에 의하여 추가로 IC3의 동작여부를 결정하는 충격 감도 조절이 된 후에 에미터 접지 된 트랜지스터(Q1)의 베이스에 연결되고, 후발 신호 우선 동작 타이머IC(IC3)와 타이머IC(IC4)의 입력 측에 연결되어 있다.

타이머IC(IC4)의 출력으로는 발진 회로(IC5)를 통해서는 경고음 스피커(SP)를, 그리고 에미터 접지 된 트랜지스터(Q2)를 통해서는 릴레이(Ry1)를 여자시켜 접점(14)으로 하여금 경보용 비상등(11)을 점등토록 한다. 또 후발 신호 우선 동작 타이머IC(IC3)의 출력은 타이머IC(IC6)(IC7)의 입력 측에 연결되어 타이머IC(IC6)의 출력으로는 에미터 접지 된 트랜지스터(Q3)를 도통시켜 릴레이(Ry2)를 여자함으로서 릴레이(Ry2)의 접점(16)으로 하여금 접지와 전원(3) 사이에 연결된 안전벨트 체결구내에 각각 설치된 솔레노이드(4)(5)(6)(7)(8)를 여자시킴 (약 1초 정도면 됨)으로서 안전벨트의 열림 솔레노이드로서의 역할을 하도록 되었으며, 타이머IC(IC7)의 출력은 트랜지스터(Q4)를 도통시켜 전원과 콜렉터 사이에 연결된 릴레이(Ry3)를 여자시킴으로서 릴레이 접점(17)으로 하여금 각 창문 열림을 위한 모터(9)(10)에 전원을 공급 (약 10초 정도면 충분함)토록 함으로서 창문이 열리도록 한다. 이 릴레이 접점(17)은 전원의 음극과 양극을 다이오드들을 통하여 창문 열림모터에 인가하여 항상 열림 방향으로만 모터가 구동되도록 한다. 모터의 밑에 도시된 통상의 접점들은 모터를 열림 방향과 닫힘 방향 양방향으로 구동시키도록 되어 있다.

도면 중 미 설명 부호 SW1은 비상등 및 경보음 해제를 위한 수동 조작 스위치이며, SW2는 후발 신호 우선 동작 타이머IC(IC3)의 리세트 스위치, SW3은 수동 조작용 비상 스위치(제1도의 부호 12)를 의미하하는데 이 비상 스위치는 두 개의 접점을 가지고 있으며 동시 온 오프되는 연동 접점이다. VR1, VR2는 가변저항을 의미한다.

또한 체결구의 각 솔레노이드에는 전원으로부터 직접 전압이 인가되도록 스위치가 설치되어 있는데 이 스위치는 제1도에 표시한 정상시 벨트 자동열림스위치(13)이다. 이 정상시 벨트 자동열림스위치(13)이 온 되면 전원 전압이 직접 솔레노이드에 인가되어 충격이 없어도 체결구를 모두 해제시키도록 되어 있다.

기존의 각 좌석 벨트 삽입부(잠금구)를 흡입부(체결구)에 삽입되면 체결되어 있던 안전벨트가 누름 버튼(도시하지 않음)이 눌려지면 안전 벨트의 체결 상태가 해제되는 것과 같이, 상기한 솔레노이드(4)(5)(6)(7)(8)가 전기 신호에 의하여 동작 됨으로서 안전벨트의 체결을 해제시키는 것이 가능하여 진다. 즉 상기와 같이 벨트 열림용 누름 버튼과 솔레노이드(4)(5)(6)(7)(8)의 코어 마그네트 코어를 스프링으로 연동 시킴으로서 주행중이거나 정차시 어떠한 충격 예를 들어 충돌과 같은 충격이 차체(18)에 가해지는 경우 차체(18)의 앞 뒤 또는 일 측에 설치된 충격센서(15)에서 발생되는 감지신호가 비교 회로(IC1)에 의해 비교되고, 증폭 회로(IC2)에 의해 증폭된 후 다이오드(D1)에 의하여 정류된 후 에미터 접지 된 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가된다. 그러면 트랜지스터(Q1)의 에미터와 콜렉터가 서로 도통되어 스위치가 온된 것과 같은 동작이 되어 타이머IC(IC4)와 타이머IC3를 동작시킨다.

타이머IC(IC4)가 동작되면 에미터 접지 된 트랜지스터(Q2)를 도통시켜 릴레이(Ry1)의 접점(14)을 온 시켜서 비상등(11)을 점등시킴과 동시에 일부 신호는 발진 회로(IC5)를 동작시켜서 스피커(SP)로 경보음을 발하게 한다. 타이머IC(IC4)는 여기에 연결된 가변저항(VR3)과 콘덴서(C3)의 시정수만큼 동작되었다가 (예로서 약 30 초) 동작을 멈춘다. 즉 경보음과 경광등은 약 30초 동안 작동된 후 그 동작을 멈춘다. 하지만 필요에 따라서는 사고 후에 계속 경광등과 사이렌을 동작시키고자하면 가변저항(VR3)과 콘덴서(C3) 대시 수동조작 스위치를 연결하여 그 동작을 멈추고자 할 때 수동으로 조작하도록 하면 된다.

한편 후발 신호 우선 동작 타이머IC(IC3)(나중에 들어오는 신호에 의하여 카운트 동작이 새로 시작된다는 의미이다)의 출력은 타이머IC(IC6)에 인가되고, 그러면 타이머IC(IC 6)은 연결된 반고정 가변저항(VR4)과 콘덴서(C4)의 시정수(약 1초로 조정함) 동안 동작하여 트랜지스터 Q3를 온 시키고, 이에 따라서 릴레이(Ry2)를 여자함으로 릴레이접점(16)이 크로즈되어 안전벨트 체결구를 해제시키도록 연결되어 있는 솔레노이드(4)(5)(6)(7)(8)를 여자시켜 벨트 열림용 누름 버튼(도시하지 않음)을 당기도록 함으로서 벨트를 열리게 한다. 약 1초간의 동작으로 체결구의 해제가 가능하므로 더 이상의 긴시간 동안 동작시킬 필요가 없다.

그리고 상기한 후발 신호 우선 동작 타이머IC(IC3)를 거쳐 출력되는 신호는 여기에 연결된 타이머IC(IC7)를 동작시키는데, 이 타이머의 동작은 반고정 가변저항(VR5)과 콘덴서(C5)의 시정수 (약 10초 정도로 조정한다) 동안 만큼 동작이 되고, 이 타이머의 출력은 트랜지스터(Q4)를 도통시켜 릴레이(Ry3)를 여자하여 창문 열림 모터(9)(10)를 구동하여 창문이 열리도록 된다. 창문 여는 동작도 약 10초 정도면 충분하지만 필요에 따라 더욱 길게 할 수 있음은 물론이고 다른 시정수 회로도 마찬가지이다.

편, 기준치 이상의 충격신호가 후발 신호 우선 동작 타이머IC(IC3)에 입력되면 가변저항(VR2)과 콘덴서(C6)의 시정수(약 2-10초) 동안 충격신호가 전달이 지연된다. 이렇게 하는 이유는 일차 충격이 발생한 후 다시 2차 충격 예를 들어 차량이 일차 사고후 다시 충돌하거나 추돌 또는 차량이 언덕이나 비탈길에 구르는 등의 2차, 3차와 같은 연속 사고시 새로운 충격 신호가 연이어 발생되는 경우에는 최종적으로 발생된 충격신호에 응답하도록 구성하여 이기간 내에는 좌석 안전벨트와 창문이 열리지 않도록 함으로서 탑승자를 보호하려는 것이다.

또 차량의 앞좌석에 수동 비상 스위치(12)를 설치함은 긴급시 이 스위치를 누름으로서 지연 시간 없이 즉시 좌석의 안전벨트에 설치한 솔레노이드(4)(5)(6)(7)(8)와 창문 열림 모터(9)(10)에 전원을 공급하여 동작되도록 하고, 비상등(11) 및 경고 스피커(SP)에 의해 경보하게 되는 것이며, 이와 같은 수동 스위치는 커다란 충격 없이 가벼운 사고로 차가 전복되거나 화재 또는 물에 빠지는 등의 긴급 상황시 탑승자의 피난, 탈출, 구조를 쉽게 할 수 있게 하는 것이다.

또 평상시에는 자동 열림 스위치(13)를 누름으로서 제어회로(1)을 동작시키지 아니하고 즉시 솔레노이드만 동작시켜서 좌석의 안전 벨트 체결 상태를 해제하여 탐승자의 하자를 쉽게 할 수 있는 것이다.

따라서 본 발명에 의하면, 충격 발생 후 일정한 시간이 지나면 자동으로 벨트의 체결 상태를 해제하고, 창문이 자동으로 열리도록 되며, 또 비상시에는 수동으로 스위치를 눌러 상기와 같은 동작을 할 수 있게 되어 자동차 내에 탑승한 사람들이 비상 탈출 할 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 자동차 차체에 충격센서(15)가 설치되고, 상기 충격센서(15)와 제어회로(1)가 전선으로 연결되어 충격센서의 신호가 제어회로(1)에 연결되며, 상기 제어회로(1)는 충격센서의 신호가 입력되면 약 2초 내지 12 초 후에 솔레노이드를 구동시키는 솔레노이드구동신호를 발생하는 타이머 회로를 가지고, 안전벨트가 체결되는 체결구(19)의 누름 버튼에 솔레노이드의 코어가 부착되어서 솔레노이드가 여자되면 체결 상태가 해제되도록 된 체결구의 솔레노이드에 상기 타이머 회로의 출력인 솔레노이드 구동 신호가 전선으로 연결되어서, 자동차에 일정치 이상의 충격이 가하여 지면 일정한 시간이 경과한 후에 안전벨트의 체결 상태를 해제하는 것이 특징인 자동차 좌석 안전 벨트 자동 해제 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어회로(1)는, 상기 충격센서에서 발생된 충격신호가 연결된 증폭 회로와, 상기 증폭 회로의 출력에 연결되어 온 오프 동작하는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 연결되어 스위칭 소자의 온 동작을 할 때마다 시간 카운트를 다시 시작하고, 카운트한 시간이 2초 내지 12초 후에 출력을 발생하는 제1타이머와, 상기 제1타이머의 출력에 연결되어 제1타이머가 출력을 내면 그것을 받아서 일정한 시간동안 작동하여 안전벨트 구동용 솔레노이드를 동작시키기 위한 솔레노이드 구동 신호를 출력하는 제2타이머와, 상기 제1타이머의 출력에 연결되어 제1타이머가 출력을 내면 그것을 받아서 일정한 시간동안 작동하여 자동차 창문을 여는 모터를 구동하기 위한 모터 구동 신호를 출력하는 제3타이머를 구비하여 이루어지고, 상기 창문 개방용 모터 구동 신호는 자동차 창문 개방용 모터에 전선으로 연결되어서, 자동차에 일정치 이상의 충격이 가하여 지면, 약 2초 내지 12 초 정도 후에 안전벨트의 체결 상태를 해제하고 유리창을 개방하도록 동작하는 것이 특징인 자동차 좌석 안전 벨트 자동 해제 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제어회로(1)는, 상기 스위칭 소자에 연결되어 스위칭 소자가 온 되면 일정한 시간동안 작동하는 제4타이머와, 상기 제4타이머에 연결되어 경보음을 발생하는 스피커와, 상기 제4타이머에 연결되어 경고용 빛을 발하는 경광등을 추가로 구비하여 이루어져서, 자동차에 일정치 이상의 충격이 가하여 지면, 즉시 경고음을 발하고, 경광등을 동작시키며, 일정한 시간이 경과한 후에는 안전벨트의 체결 상태를 해제하고 유리창을 개방하도록 동작하는 것이 특징인 자동차 좌석 안전 벨트 자동 해제 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 제어회로(1)는, 상기 제2타이머와 제3타이머 및 제3타이머의 입력에 펄스 입력을 가하는 수동 조작용 비상스위치(12)를 설치하여, 상기 비상스위치가 작동되면 즉시 경고음을 발하고, 경광등을 동작시키며, 안전벨트의 체결 상태를 해제하고, 유리창을 개방하도록 동작되는 것이 특징인 자동차 좌석 안전 벨트 자동 해제 장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 제어회로(1)에는, 안전 벨트 체결구에 설치된 솔레노이드를 해제시키기위하여 전원 전원압을 직접 솔레노이드에 인가하는 정상시 벨트 자동열림스위치(13)를 설치하여, 상기 정상시 벨트 자동 열림 스위치를 동작시키면, 안전벨트의 체결 상태를 해제하도록 하는 것이 특징인 자동차 좌석 안전 벨트 자동 해제 장치.