KR100514478B1 - 자동차용 체압분포 조정형 시트 - Google Patents
자동차용 체압분포 조정형 시트 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 자동차용 체압분포 조정형 시트에 관한 것으로서, 운전자를 포함한 탑승자가 시트에 착석 시 신체가 접촉되는 시트백 및 시트쿠션 내에, 독립된 셀구조의 격자무늬 형태로 배열되는 공기량 조절을 위한 에어백장치를 내장하고, 체압분포 센서에 의한 신체압력 분포정도에 따라 신체의 부위별로 시트에 적정 체압이 형성되도록 하기 위해 상기 에어백장치에 제어수단(ECU)의 제어를 통해 리저버장치의 공기가 세분화되어 공급되도록 함으로써, 시트의 안락감 개선과 함께 탑승자의 피로도를 저감시킬 수 있는 자동차용 체압분포 조정형 시트에 관한 것이다.
Description
본 발명은 자동차용 체압분포 조정형 시트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 운전자를 포함한 탑승자가 시트에 착석 시 신체가 접촉되는 시트백 및 시트쿠션 내에, 독립된 셀구조의 격자무늬 형태로 배열되는 공기량 조절을 위한 에어백장치를 내장하고, 체압분포 센서에 의한 신체압력 분포정도에 따라 신체의 부위별로 시트에 적정 체압이 형성되도록 하기 위해 상기 에어백장치에 제어수단(ECU)의 제어를 통해 리저버장치의 공기가 세분화되어 공급되도록 함으로써, 시트의 안락감 개선과 함께 탑승자의 피로도를 저감시킬 수 있는 자동차용 체압분포 조정형 시트에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 시트는 운전자가 장시간 앉아 있어야 하는 좁은 공간으로 충분히 넓게 제작하는데 한계가 있기 때문에 오랫동안 주행하는 경우나 노면 상태가 나쁘더라도 편안함을 추구할 수 있는 쪽으로 개발이 진행되고 있다.
특히, 운전자의 신체가 접촉되는 시트백과 시트쿠션의 구조는 탑승자의 착좌 자세나 신체 특징에 상관없이 통계적인 방법에 의한 표준 신체 모델을 이용하여 시트백의 등부위의 압력 분포만을 설정하는 구조로 되어 있으며, 요추부 지지 압력을 개선하기 위해서 요추 지지장치을 적용하는 것이 일반적인 추세이다.
그런데, 종래의 시트 구조에 있어서, 시트백은 요추 지지장치 이외에는 운전자의 체압을 조정하는 구조가 없어 시트에 착석한 사람이 평균적인 신체 특성에서 벗어나 있는 경우 또는 피로감을 해소하기 위해 시트백 상단 부위로 신체의 등부분을 기댈 경우, 등뼈 상단 부위 및 어깨 부위의 압력 분포가 적절하지 못한 경우가 많이 발생하여 탑승자의 신체 피로도를 해소시키는데 효율적이지 못한 문제점이 있다.
또한, 종래의 시트 구조에 있어서, 시트쿠션은 신체의 압력을 조절할 수 있는 아무런 구조도 마련되어 있지 않아 위에서 언급한 바와 같은 문제점이 발생한다.
이에, 대한민국 특허출원 제2001-0055501호는 상기와 같은 일반적인 시트 구조에 비해 안락감 및 착석감을 더욱 향상시키기 위해 특허 출원된 발명으로서, 시트백과 시트쿠션의 각각의 내부에 탑승자의 체압 분포를 검출하기 위한 검출수단과, 이 체압 분포에 따라 공기압을 제어해 주는 에어쿠션이 구비되어 있는 바, 상기 검출수단은 시트백과 시트쿠션의 표면에 대해서 4등분하여 각각의 구역별로 체압을 검출하는 것을 특징으로 하는 자동차용 에어 시트 구조에 관한 것이다.
그런데, 이와 같은 종래의 자동차용 에어 시트 구조는 탑승자의 신체압력 분포를 4등분하여 조정하는 구조로서, 상기 탑승자의 신체 부위별로 각각 세분화하여 조정할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 운전자를 비롯한 탑승자가 시트에 착좌 시에 시트의 형상과 신체 부위별 압력을 최적으로 세분화하면서 자동 조절할 수 있도록 하여 탑승자의 신체에 대해 적정 체압을 유지할 수 있는 자동차용 체압분포 조정형 시트를 제공하여 승차감 및 시트 안락감 향상은 물론, 충돌 시 탑승자 보호 성능을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 자동차용 체압분포 조정형 시트는 시트(100) 전면에 장착되어 탑승자의 체압을 측정할 수 있는 체압분포 센서(10)와;
상기 체압분포 센서(10)에서 측정된 체압분포 데이터를 입력받아 이를 설정 기준데이터와 비교/판단하여 적정 체압을 출력할 수 있도록 리저버장치(30) 및 에어백장치(40)를 제어하는 제어수단(20)과;
상기 제어수단(20)의 제어에 의해 에어백장치(40)로 공기를 공급하거나 에어백장치(40)에서 공기를 배출시켜 저장해 두는 공기 저장수단인 리저버장치(30)와;
상기 리저버장치(30)의 공기가 공급 또는 배출되도록 하여 시트(100)의 공기압을 적정하게 유지시키는 에어백장치(40)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 리저버장치(30)는 시트(100) 전체에 공급되는 공기량을 조절할 수 있도록 하는 단일개의 제1리저버(31)와, 각각의 신체 부위별로 공기량을 조절할 수 있도록 하는 신체 부위 개수로 이루어진 제2리저버(32)와, 각 신체 부위의 한 행씩에 해당하는 공기량을 조절할 수 있도록 하는 다수개의 제3리저버(33)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리저버장치(30)에는 제어수단(20)의 제어에 따라 공기량을 조절할 수 있도록 공기를 공급 또는 배출하는 밸브수단(50)이 장착된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 에어백장치(40)는 시트쿠션(110)과 시트백(120) 내의 전면에 걸쳐서 독립 셀구조의 격자무늬 형태로 배열되며, 일정한 압력을 유지할 수 있는 소정 높이를 갖는 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 체압분포 조정형 시트에서 체압분포센서의 장착위치와 에어백장치의 장착구조를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동차용 체압분포 조정형 시트에서 신체부위별로 공기량을 조절하는 구역을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 자동차용 체압분포 조정형 시트에서 에어백장치와 리저버장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 자동차용 체압분포 조정형 시트의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
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여기서, 도면부호 100은 시트이고, 110과 120은 시트쿠션과 시트백을 각각 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 시트쿠션(110)과 시트백(120)의 전면에는 탑승자가 시트(100)에 착석했을 때의 체압을 측정할 수 있는 체압분포센서(10)가 장착되어 있다. 즉, 탑승자의 신체와 접촉되는 주요 부위(도면에서 검게 칠해 놓은 부분)에 체압분포센서(10)가 장착되어 있다.
여기서, 탑승자의 신체와 접촉되는 주요 부위는 대략 시트쿠션(110)과 시트백(120)에 각 4곳씩 총 8곳으로 구분할 수 있다. 예를 들면, 시트쿠션(110)의 경우 좌골부(A), 대퇴부(C), 양쪽의 사이드서포트부(B)로 구분할 수 있고, 시트백(120)의 경우 허리부(A), 어깨부(C), 양쪽의 사이드서포트부(B)로 구분할 수 있다. 상기 체압분포센서(10)는 위와 같이 구분되는 주요 부위에 폭넓게 장착되어 있다.
상기 각각의 체압분포센서(10)는 탑승자 착석시 신체부위별로 각각 다르게 형성되는 체압을 감지하게 되며, 이렇게 각각의 신체부위별로 감지한 체압분포 데이터를 제어수단(20)에 제공할 수 있게 된다.
첨부한 도 2에서는 체압분포센서(10)에서 제공되는 체압분포 데이터를 바탕으로 하여 신체부위별로 공기량을 조절하기 위해 구분한 시트쿠션(110) 및 시트백(120)상의 구역을 보여준다.
도 2에 도시한 바와 같이, 시트쿠션(110)상에서 청색구역(A)은 좌골부(엉덩이)가 위치되는 부분의 공기량을 조절할 수 있는 구역을 나타내고, 연두색구역(C)은 대퇴부가 위치되는 부분의 공기량을 조절할 수 있는 구역이고, 노랑색구역(B)은 신체가 잘 닿지 않는 사이드서포트 부분의 공기량을 조절할 수 있는 구역이다.이와 마찬가지로, 시트백(120)상에서 녹색구역(A)은 허리부, 연두색구역(C)은 어깨부, 노랑색구역(B)은 사이드서포트 부분의 공기량을 조절할 수 있는 구역을 나타낸다.
보통 청색구역에서 체압이 가장 높게 나타나고, 노랑색구역에서 체압이 가장 낮게 나타난다. 예를 들면, 시트쿠션(110)에 보이는 체압분포의 경우 신체의 좌골부가 체압이 가장 높게 나타나고, 다음으로 대퇴부가 높은 것으로 나타난다.또한, 시트백(120)에 보이는 체압분포의 경우 신체의 허리부가 체압이 가장 높게 나타나고, 다음으로 어깨부가 높은 것으로 나타난다.
상기 체압분포센서(10)에서 감지된 체압분포 데이터는 제어수단(20)(예를 들면, 차량의 ECU)에 입력되며, 제어수단(20)은 각 신체부위별로 적정 체압을 데이터베이스에 저장하고 있다가 이것과 입력되는 체압분포 데이터를 비교한 후 에어백장치(40)를 제어하여 시트(100)에 적정 체압이 형성될 수 있게 한다.
특히, 상기 에어백장치(40)는 시트쿠션(110)과 시트백(120)의 전면에 걸쳐서 폭넓게 형성된 독립 셀구조의 격자무늬 형태로 배열되어 있다.이러한 에어백장치(40)는 착석시의 압력에 의해 눌림이 발생할 수 있고 딱딱하고 부드러운 감을 유지할 수 있는 충분한 높이를 갖는다.
또한, 에어백장치(40)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 주요 신체부위별로 나뉘어져 있는 구역별로 조절이 가능하도록 되어 있으며, 즉 각 구역별로 공기의 공급과 배출이 가능하도록 되어 있으며, 이때의 공기는 제어수단(20)에 의한 제어를 받는 리저버장치(30)에서 공급받을 수 있도록 되어 있다.
여기서, 상기 리저버장치(30)는 일반적으로 에어 서스펜션이나 에어 브레이크 등에서 이용되는 것을 적용할 수 있으며, 그 형상 및 설치부위는 한정되지 않고 공급된 공기를 저장할 수 있는 특성을 갖는 것이라면 어떠한 형상 및 부위에 설치하여도 무방하다.이러한 기술은 공지된 기술로 이루어진 것을 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 리저버장치(30)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1리저버(31), 제2리저버(32) 및 제3리저버(33)로 구성되어 있다.상기 제1리저버(31)는 한 개로 이루어져 있으며 시트(100)에 있는 에어백장치(40)로 공급되는 전체 공기량을 조절하는 역할을 하고, 상기 제2리저버(32)는 각각의 신체부위별로 공급되는 공기량을 조절하는 역할을 하기 위하여 신체부위 갯수, 예를 들면 좌골부, 대퇴부 등 시트쿠션(110)에 4개와 허리부, 어깨부 등 시트백(120)에 4개로 이루어져 있으며, 상기 제3리저버(33)는 각 신체부위의 한 행씩에 해당하는 공기량을 조절하는 역할을 하기 위하여 다수 개로 이루어져 있다.
이때, 각각의 리저버(32,33)에는 공기를 공급 또는 배출할 수 있는 밸브수단(50)이 장착되어 있으며, 제어수단(20)의 제어에 의해 밸브수단(50)이 개폐되면서 에어백장치(40)로 보내지는 공기량이 조절될 수 있게 된다.
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한편, 상기 제어수단(20)은 엔진의 동작상태에 따라 에어백장치(40)를 제어할 수 있도록 임의로 구성할 수 있다.예를 들면, 엔진의 동작상태에 따라 설정된 로직을 수행하도록 프로그램된 마이크로 프로세서(엔진을 제어하는 통상의 전자제어유니트)를 이용하여 엔진의 동작상태에 따라 에어백장치(40)를 제어할 수 있다.
상기 제어수단(20)은 체압분포센서(10)의 신호를 입력받아 리저버장치(30)를 제어하는 방법으로 에어백장치(40)로 공급되는 공기량을 조절하여 시트의 적정 체압을 유지할 수 있으며, 각 신체부위별 적정 체압에 대한 기준 데이터는 데이터 베이스에 이미 설정되어 있다.
따라서, 상기 제어수단(20)은 체압분포센서(10)에서 입력되는 체압분포 데이터와 데이터 베이스에 설정되어 있는 기준 데이터를 비교/판단하고, 이때의 판단값으로 리저버장치(30)를 제어하여 적정 공기량이 에어백장치(40)로 공급되도록 함으로써, 시트백(120)과 시트쿠션(110)의 앉는면과 기대는면에 적정 체압이 조성될 수 있게 되는 것이다.
이하, 첨부한 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 자동차용 체압분포 조정형 시트의 제어방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 운전자를 포함한 탑승자가 시트(100)에 착석하면 시트(100)의 시트쿠션(110)과 시트백(120)의 전면에 장착되어 있는 체압분포센서(10)는 탑승자의 체압을 감지한 후 이때의 체압분포 데이터를 제어수단(20)으로 보낸다. 계속해서, 제어수단(20)에서는 체압분포센서(10)에서 입력되는 체압분포 데이터와 데이터 베이스에 수집되어 있는 설정 기준 데이터와 비교/판단한 후 에어백장치(40)에 대한 적정 체압을 조절하기 위한 제어신호를 출력한다.
즉,제어수단(20)은 리저버장치(30)에 있는 밸브수단(50)을 개폐 제어하여 리저버장치(30)측의 공기가 에어백장치(40)측으로 공급될 수 있게 하거나, 에어백장치(40)측에서 공기가 리저버장치(30)측으로 배출될 수 있게 함으로써 에어백장치(40)에 적정 공기량이 유지될 수 있도록 한다.
이때, 상기 리저버장치(30)로부터 공급받은 에어백장치(40)의 공기량이 적정 공기량이 아닐 경우에는 체압분포센서(10)가 이를 다시 제어수단(20)에 피드백(feed back)하여 적정 공기량이 유지될 수 있도록 한다.
여기서, 시트 전체에 공급되는 공기량은 제1리저버(31)에서 결정되고, 각 신체부위별로 공급되는 공기량은 제2리저버(32)에 의해 결정되며, 각 신체부위별 한 행씩으로 공급되는 공기량은 제3리저버(33)에서 결정된다.
따라서, 본 발명에 따른 자동차용 체압분포 조정형 시트(100)는 운전자를 포함한 탑승자가 시트(100)에 착석 시에 시트(100)의 형상과 신체 부위별 시트(100)압력을 최적으로 자동 조절 가능하도록 함으로써, 탑승자가 최상의 운전 조건을 부여 받을 수 있게 되어 장시간 운전에도 피로감을 최소화할 수 있는 발명이며, 아울러 기능상의 고급화로 자동차의 품질도 한 단계 높일 수 있는 발명인 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 체압분포 조정형 시트는 모든 운전자의 개별적이고 특징적인 체형에서 뿐만 아니라 어떠한 운전 자세에서도 운전자에게 최적의 안락감을 제공함으로써, 장시간 운전시에도 피로감을 최소화함은 물론, 충돌 시 탑승자 보호 성능을 향상시켜 주어 최적의 운전조건을 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 체압분포 조정형 시트의 체압분포 센서와 에어백 장착구조를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 체압분포 조정형 시트의 체압분포에 따른 신체부위별 압력을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 자동차용 체압분포 조정형 시트의 공기량 조절을 위한 리저버장치의 장착라인을 나타내는 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 자동차용 체압분포 조정형 시트의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 시트 110 : 시트쿠션
120 : 시트백 10 : 체압분포 센서
20 : 제어수단 30 : 리저버장치
31 : 제1리저버 32 : 제2리저버
33 : 제3리저버 40 : 에어백장치
50 : 밸브수단
Claims (4)
- 시트쿠션(110)과 시트백(120)의 전면에 장착되어 탑승자의 체압을 측정할 수 있는 체압분포센서(10);상기 체압분포센서(10)에서 측정된 체압분포 데이터를 입력받아 이를 설정 기준 데이터와 비교/판단한 후 에어백장치(40)의 공기량 조절을 위해 리저버장치(30)를 제어하는 제어수단(20);에어백장치(40)로 공급되는 전체 공기량을 조절하는 한 개의 제1리저버(31), 각각의 신체부위별로 공급되는 공기량을 조절하는 신체부위 갯수의 제2리저버(32), 각 신체부위의 한 행씩에 공급되는 공기량을 조절하는 다수 개의 제3리저버(33)로 구성되고, 제어수단(20)의 제어에 따라 공기량을 조절할 수 있도록 공기를 공급 또는 배출하는 밸브수단(50)을 갖고 있으며, 제어수단(20)의 제어를 받아 에어백장치(40)로 공기를 공급하거나 에어백장치(40)에서 공기를 배출시켜 저장해두는 리저버장치(30);주요 신체부위별로 나뉘어져 있는 구역별로 공기를 공급받거나 배출가능하도록 되어 있으며, 제어수단(20)에 의한 제어를 받는 리저버장치(30)로부터의 공기가 공급 또는 배출되도록 하여 시트(100)의 공기압을 적정하게 유지시켜주는 에어백장치(40);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 체압분포 조정형 시트.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 에어백장치(40)는 시트쿠션(110)과 시트백(120) 내의 전면에 걸쳐서 독립 셀구조의 격자무늬 형태로 배열되며, 일정한 압력을 유지할 수 있는 소정 높이를 갖는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 체압분포 조정형 시트.
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