KR100681174B1 - 시트벨트 제어시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시트벨트 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 조향 핸들의 조향각 검출부와, 차체의 회전 방향을 검출하는 차체회전 검출부와, 상기 조향각 검출부와 차체회전 검출부에서 각각 검출된 출력값이 서로 다른 방향으로 인지시 록킹신호를 발생시키는 제어부와, 상기 제어부로부터 록킹신호를 수신하여 시트벨트 웨빙을 구속하는 시트벨트 구속부를 포함하는 구성으로, 차량의 주행 안정성 여부 판단시 주행이 불안정한 것으로 판단되면 시트벨트 웨빙에 마련된 스폴 회전축의 회전을 구속함으로써, 차량 사고 발생 전에 미리 시트벨트 웨빙을 록킹하여 차량 사고 발생시 시트벨트의 풀림 방지를 통한 탑승자 상해를 미연에 예방할 수 있는 특징이 있다.

시트벨트, 자이로 센서, 조향각 센서, 프리텐셔너, 솔레노이드 밸브

Description

시트벨트 제어시스템 및 그 제어방법{SEAT BELT CONTROL SYSTEM AND METHOD THEREOF}

도 1은 종래기술에 따른 시트벨트 제어시스템을 도시한 평면도.

도 2는 본 발명에 따른 시트벨트 제어시스템을 도시한 구성도.

도 3는 본 발명에 따른 시트벨트 제어시스템의 시트벨트 구속부를 도시한 사시도.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 따른 시트벨트 제어시스템의 작동전과 작동후의 동작을 각각 도시한 작동 상태도.

도 5는 본 발명의 따른 시트벨트 제어방법을 도시한 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

100...시트벨트 구속부 110...록킹 스토퍼

120...솔레노이드 밸브 130...휠 스피드 센서

200...조향각 검출부 300...차체회전 검출부

400...제어부 500...시트벨트 웨빙

600...스폴

본 발명은 시트벨트 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 조향 핸들의 회전 방향과 차체의 회전 방향이 서로 상이한 경우 시트벨트의 웨빙을 록킹함으로써 차량 사고 발생시 시트벨트의 풀림에 의한 탑승자 상해를 방지하는 시트벨트 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량 사고로부터 차량에 탑승한 탑승자를 보호하기 위하여 차량에는 시트벨트 웨빙을 구속하기 위한 시트벨트 제어장치가 설치된다. 특히, 차량의 시트벨트에 마련되는 프리텐셔너는 차량 충돌시 탑승자를 보호하기 위해 일정 길이의 시트벨트 웨빙이 풀려나간 후 되감어 차량 충돌로 인한 충격을 완충시킨다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 시트벨트의 프리텐셔너는 한국특허공개공보 제10-2005-34043호에 의해 개진된 바 있다. 예컨대, 시트벨트의 프리텐셔너는 소정 길이를 갖는 실린더(2)가 시트벨트 하부의 소정 위치에 고정 설치되고, 상기 실린더(2)에는 그 내부를 따라 직선운동 가능한 피스톤(3)이 내설된다. 이때, 상기 피스톤(3)의 일단부에는 제1피니언기어(5)가 치합 연결되는 제1랙기어부(4)가 연장 형성되고, 상기 제1피니언기어(5)에 일체로 형성된 제2피니언기어(6)의 하부에는 일단이 케이블(8)에 연설된 제2랙기어부(7)가 치합 연결된다. 이와 같은 구성의 시트벨트 프리텐셔너에 차량 충돌에 의한 화약 폭발력이 전해지면 상기 피스톤(3)이 실린더(2) 내부를 따라 이동하여 제1랙기어부(4)를 직선운동시키게 된다. 이때, 상기 제1랙기어부(4)에 치합연결된 제1피니언기어(5)가 회전하면서 제2피니언기어(6)에 치합 연결된 제2랙기어부(7)가 직선운동하고, 상기 제2랙기어부(7)는 케이블(8)을 당기게 되어 탑승자를 구속시키게 된다.

그러나, 이와 같은 구성의 종래의 시트벨트의 프리텐셔너는 차량 사고 발생 후 일정 길이의 시트벨트 웨빙이 풀려나간 후 비로서 작동되어 시트벨트 웨빙을 되감는 구성인 바, 사고 발생 순간 일정 정도 시트벨트가 풀려지는 상황에 의해 탑승자의 머리나 무릎 등에 상해가 발생되는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 전술된 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량 사고 발생 전에 미리 시트벨트를 구속함으로써 차량 사고시 시트벨트 웨빙이 풀려져 탑승자가 상해를 입는 것을 방지하는 시트벨트 제어시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 조향 핸들의 조향각 검출부와, 차체의 회전 방향을 검출하는 차체회전 검출부와, 상기 조향각 검출부와 차체회전 검출부에서 각각 검출된 출력값이 서로 다른 방향으로 인지시 록킹신호를 발생시키는 제어부와, 상기 제어부로부터 록킹신호를 수신하여 시트벨트 웨빙의 이동을 구속하 는 시트벨트 구속부를 포함한다.

이때, 상기 시트벨트 구속부는 상기 시트벨트 웨빙의 스폴 회전축 일측 단부에 설치되는 래칫톱니의 일방향 회전을 구속시키는 록킹 스토퍼와, 상기 록킹 스토퍼를 입출시키는 솔레노이드 밸브를 포함하고, 상기 시트벨트의 스폴 회전축 일측 단부에 설치되는 계수톱니와, 상기 계수톱니의 회전 속도를 감지하는 휠 스피드 센서와, 상기 휠 스피드 센서에 인지된 회전 속도가 소정값 이상이면 상기 록킹 스토퍼를 작동시켜 래칫톱니를 구속하는 스토퍼 제어유닛을 더 포함할 수 있다.

본 발명은 조향 핸들의 회전 방향 및 차체의 회전 방향을 검출하는 단계와, 검출된 조향 핸들의 회전 방향과 차체의 회전 방향이 동일한지 여부를 판단하는 단계와, 조향 핸들의 회전 방향과 차체의 회전 방향이 서로 다른 방향으로 판단되면 시트벨트 웨빙에 마련된 스폴 회전축의 회전을 구속하는 단계를 포함한다.

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시트벨트 제어시스템은 조향각 검출부(200)와, 차체의 회전 방향을 검출하는 차체회전 검출부(300)와, 상기 조향각 검출부(200)와 차체회전 검출부(300)가 서로 다른 방향의 검출값을 갖는지 여부를 판단하여 록킹신호를 발생시키는 제어부(400)와, 상기 제어부(400)로부터 록킹신호를 수신하여 시트벨트 웨빙(700)을 구속하는 시트벨트 구속부(100)가 마련된다.

구체적으로 상기 조향각 검출부(200)는 운전자가 진행하려고 하는 조향 핸들의 회전방향을 검출하기 위한 것으로, 본 실시예에서는 조향 핸들의 조향 각도 측 정이 용이한 조향각 센서(steering angle sensor:SAS)가 마련된다. 예컨대, 상기 조향각 센서는 인접하게 위치한 센서로부터 조향 핸들의 회전방향에 따른 신호 파형을 검출한다. 예를 들어 상기 조향각 검출부는 도시되지 않은 인접한 두 개의 센서(센서A, 센서B)로부터 검출되는 출력값을 시간차를 두고 90도의 위상차를 가지고 출력하는 바, 상기 센서A와 센서B의 출력 파형의 선,후 관계를 비교하면 조향 핸들의 회전 방향을 측정할 수 있다.

또한, 상기 차체회전 검출부(300)에는 차체의 회전 방향을 검출하는 센서가 마련되는데, 본 실시예에서는 자이로 센서가 사용된다. 상기 자이로 센서는 차체가 회전되는 방향에 따라 각각 상이한 전압값을 출력하는 바, 예를 들어 상기 자이로 센서에서는 차체가 우회전시 2.5V 이상의 전압값이 출력되고, 차체가 직진시에는 2.5V의 전압값이 출력되며, 차체가 좌회전시에는 2.5V 이하의 전압값이 출력된다.

이와 같은 구성의 상기 조향각 검출부(200)와 차체회전 검출부(300)는 제어부(400)와 전기적으로 연결되는데, 상기 제어부(400)는 조향각 검출부(200)와 차체회전 검출부(300)에서 검출된 각각의 출력값을 비교 판단하여 검출된 출력값이 서로 다른 회전 방향으로 인지되면 록킹신호를 발생한다. 즉, 상기 제어부(400)는 조향각 검출부(200)와 차체회전 검출부(300)에서 검출된 출력값이 모두 우회전을 나타내거나, 모두 죄회전을 나타내면 정상적인 주행 상황으로 판단하는데 반해, 상기 조향각 검출부(200)에서 검출된 출력값과 상기 조향각 검출부(200)에서 검출된 출력값이 서로 다른 방향을 나타내면 상기 제어부(400)는 불안정한 주행 상황으로 판단하여 시트벨트 구속부(100)에 록킹신호를 전달한다.

상기 시트벨트 구속부(100)는 상기 시트벨트 웨빙(700)의 스폴(600) 회전축 일측 단부에 마련된 래칫톱니(610)의 일방향 회전을 구속시키기 위한 록킹 스토퍼(110)와, 상기 록킹 스토퍼(110)가 마련되는 솔레노이드 밸브(120)로 구성된다. 이때, 상기 록킹 스토퍼(110)는 솔레노이드 밸브(120)의 내측으로 입출가능하게 설치되어 상기 제어부(400)로부터 록킹신호가 수신되면 돌출되어 래칫톱니(610)에 고정가능한 구성으로 이루어진다.

한편, 상기 시트벨트의 스폴(600) 회전축 일측 단부에는 계수톱니(620)와, 상기 계수톱니(620)와 소정거리 이격 설치되어 상기 계수톱니(620)의 회전속도를 측정하는 휠 스피드 센서(130)와, 상기 휠 스피드 센서(130)로부터 검출된 회전 속도가 소정값 이상이면 상기 록킹 스토퍼(110)를 작동시켜 래칫톱니(610)를 구속하는 스토퍼 제어유닛(140)이 더 마련될 수 있다. 이때, 스토퍼 제어유닛(140)은 상기 휠 스피드 센서(130)로부터 검출된 회전 속도가 소정값 이상 예컨대 상기 휠 스피드 센서(130)를 통해 평상시 인지되는 계수톱니(620)의 회전 속도보다 빠른 회전 속도가 감지되면 불안정한 주행 상황으로 판단하여 상기 록킹 스토퍼(110)를 작동시켜 래칫톱니(610)를 구속가능하게 설계된다.

이와같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 차량의 주행 안정성 여부를 판단하고, 차량의 주행이 불안정한 것으로 판단되면 차량 사고가 발생하기 전에 시트벨트 웨빙(700)에 마련된 스폴(600) 회전축의 회전을 구속함으로써 차량 사고 발생시 시트벨트 웨빙이 풀려져 탑승자가 상해를 입는 것을 방지한다.

즉, 상기 조향각 검출부(200)로부터 검출되는 조향 핸들의 회전 방향과, 상기 차체회전 검출부(300)로부터 검출되는 차체의 회전 방향이 상호 다른 회전 방향을 나타내면, 제어부(400)는 차량의 주행이 불안정한 것으로 판단하여 상기 시트벨트 구속부(100)에 록킹신호를 전달한다. 이때, 상기 시트벨트 구속부(100)는 솔레노이드 밸브(120)에 마련된 록킹 스토퍼(110)를 인출시켜 상기 시트벨트 웨빙(700)의 스폴(600) 회전축 일측 단부에 마련된 래칫톱니(610)의 일방향 회전을 구속시킨다. 이에 따라 차량 사고 발생 전에 상기 시트벨트 웨빙(700)은 더 이상 풀리지 않는 상태로 고정되어 결국 차량 사고 발생시에는 시트벨트가 풀려 탑승자가 좌석에서 이탈되거나 상해 입는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은 시트벨트의 스폴(600) 회전축 일측 단부에 마련된 계수톱니(620)를 통해 회전속도를 측정하는 휠 스피드 센서(130)와 상기 휠 스피드 센서(130)로부터 검출된 회전 속도가 소정값 이상이면 록킹 스토퍼(110)를 작동시켜 래칫톱니(610)를 구속하는 스토퍼 제어유닛(140)이 더 마련될 수 있는 바, 상기 휠 스피드 센서(130)를 통해 평상시 인지되는 계수톱니(620)의 회전 속도와 비교하여 차량 사고로 인지될 정도의 빠른 회전 속도가 스토퍼 제어유닛(140)에 감지되면 상기 스토퍼 제어유닛(140)은 록킹 스토퍼(110)를 통해 래칫톱니(610)를 구속시킬 수도 있다.

여기서, 상기 록킹 스토퍼(110)에 의한 래칫톱니(610)의 구속은 제어부(400)를 통해 시트벨트 구속부(100)에 록킹신호가 전달되는 과정과, 상기 스토퍼 제어유닛(140)을 통해 스토퍼가 작동하는 과정 중에서 선행되는 작동에 의해 이루어지며, 이를 통해 차량 사고 이후 기존의 시트벨트의 프리텐셔너가 작동하는 시간 동안 발생되는 탑승자의 충격시간을 단축함으로써, 그로 인한 탑승자 상해를 줄일 수 있는 장점이 있다.

발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 사고 발생전에 시트벨트 웨빙을 록킹하여 시트벨트 웨빙의 풀림을 방지함으로써, 탑승자의 신체 상해를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 기존의 시트벨트 웨빙과 프리텐셔너의 종류에 관계없이 기존의 시트벨트에 장착이 가능하여 우수한 호환성이 인정되는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 조향 핸들의 조향각 검출부와,

   차체의 회전 방향을 검출하는 차체회전 검출부와,

   상기 조향각 검출부와 차체회전 검출부에서 각각 검출된 출력값이 서로 다른 방향으로 인지시 록킹신호를 발생시키는 제어부와,

   상기 제어부로부터 록킹신호를 수신하여 시트벨트 웨빙의 이동을 구속하는 시트벨트 구속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트벨트 제어시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 시트벨트 구속부는

   상기 시트벨트 웨빙의 스폴 회전축 일측 단부에 설치되는 래칫톱니의 일방향 회전을 구속시키는 록킹 스토퍼와,

   상기 록킹 스토퍼를 입출시키는 솔레노이드 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트벨트 제어시스템.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 시트벨트의 스폴 회전축 일측 단부에 설치되는 계수톱니와,

   상기 계수톱니의 회전 속도를 감지하는 휠 스피드 센서와,

   상기 휠 스피드 센서에 인지된 회전 속도가 소정값 이상이면 상기 록킹 스토 퍼를 작동시켜 상기 래칫톱니를 구속하는 스토퍼 제어유닛이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 시트벨트 제어시스템.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서,

   상기 차체회전 검출부는

   자이로 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트벨트 제어시스템.
5. 조향 핸들의 회전 방향 및 차체의 회전 방향을 검출하는 단계와,

   검출된 조향 핸들의 회전 방향과 차체의 회전 방향이 동일한지 여부를 판단하는 단계와,

   조향 핸들의 회전 방향과 차체의 회전 방향이 서로 다른 방향으로 판단되면 시트벨트 웨빙에 마련된 스폴 회전축의 회전을 구속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트벨트 제어방법.

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