KR101076192B1 - 자동차용 승객감지장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차용 승객감지장치에 관한 것이다.
본 발명은 시트 커버(C) 아래에 위치하는 히터부; 및 상기 히터부의 상부에 설치되어 승객을 감지하는 승객감지센서(10);를 포함하며, 상기 승객감지센서(10)의 2개의 전극(11, 13)들은 동일 평면 상에 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 승객감지장치를 제공한다.
본 발명에 의하면 승객감지 성능을 향상시키고 아울러 인접 설치된 히터부의 성능도 향상시킬 수 있다.
승객감지장치, 센서, 승객식별장치, 승객감지센서, 승객식별센서, 조수석, 동승석, 커패시턴스, 유전율

Description

자동차용 승객감지장치{Occupant Classification System For A Vehicle}
본 발명은 승객감지장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 승객감지 성능을 향상시키고 아울러 인접 설치된 히터부의 성능도 향상시킬 수 있는 자동차 시트에 장착되는 승객감지장치의 배치구조에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 승객의 안전과 쾌적한 환경을 도모하기 위해서 다양한 장치가 구비된다. 예컨대, 급작스러운 사고나 충격으로부터 승객을 보호하는 역할을 하는 에어백 장치는 충격시 승객을 향해 에어백이 전개되어 충격으로부터 승객을 보호하도록 운전석과 조수석 시트의 앞쪽에 매몰되게 설치된다.
미국 안전 법규 (FMVSS208) 규제를 만족 하기 위해 조수석 시트에 탑승한 승객과 어린이 (1/3/6세 어린이, 어린이 시트)를 구분하는 승객 감지 센서가 장착 되어 왔다. 최근 에어백의 동향이 3/6세 어린이에 대해서는 LRD (Low Risk Deployment) 에어백 기술로 법규를 만족하는 사례가 늘고 있으며 이에 따라 승객 감지 센서는 1세 어린이 시트 (CRS)와 성인 승객 (5%)을 구분하는 타입이 개발 되고 있다.
도 1은 종래의 승객감지장치가 장착된 자동차 시트에 대한 사시도이고, 도 2 는 시트의 측면에서 도 1의 주요 구성을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 시트(S)의 좌석부 커버(C) 아래에는 승객감지장치를 이루는 승객감지센서(110)가 설치되고, 상기 승객감지센서(110)의 아래에는 시트(S)에 열을 가하는 히터부(120)가 배치되어 시트(S)의 난방을 수행한다.
도 2에 도시된 바와 같이 승객감지센서(110)는 위와 아래로 평행하게 배치되는 2개의 전극(111, 113)와, 전극(111, 113)에 개재된 스페이서(115)를 가지며 히터부(120)의 상부에 위치한다. 상기 승객감지센서(120)는 전극(111, 113)에 의해 발생되는 전기장의 변화에 따라 시트(S) 커버(C)에 접촉하는 승객의 상태를 감지하며 그 정보를 ECU(Electronic Control Unit)로 보내게 된다.
여기서 승객감지센서(120)가 히터부(110)로부터 전기장의 영향을 방지하기 위해 히터부(120)와 인접하는 전극(113)은 실드(Shielding) 처리가 되어 있다.
그런데 종래의 자동차 시트의 승객감지장치는 승객감지센서(110)가 상하 2층으로 되어 있고 실드 처리가 되어있어 두께가 두껍기 때문에 승객감지 성능이 저하되고, 히터부(110) 역시 두꺼운 승객감지센서(110)의 아래에 있게 되므로 시트(S) 커버(C)와의 거리가 멀게 되어 히터부(120)의 성능 역시 저하되는 문제가 있다.
또한, 승객의 하중이 지속적으로 작용하고 시트(S)에 다량의 물과 액체가 유입되게 되면서 승객감지센서(110)는 단선이나 형상이 변형이 되어 내구성이 약해지는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 승객감지센서의 승객감지 성능을 향상시키고 내구성을 강화시킬 수 있으며, 아울러 히터부의 성능을 향상시킬 수 있는 자동차 시트를 제공하는 것이다.
본 발명은, 시트 커버 아래에 위치하는 히터부; 상기 히터부의 상부에 설치되어 승객을 감지하는 승객감지센서;를 포함하며, 상기 승객감지센서의 2개의 전극들은 동일 평면 상에 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차 시트의 승객감지장치를 제공한다.
상기 승객감지센서는, 각각 요홈과 돌기가 형성되는 제1전극 및 제2전극을 포함할 수 있다.
상기 제1전극은 2개의 돌기들을 포함하고, 상기 제2전극은 3개의 돌기들을 포함할 수 있다.
상기 제1전극 및 제2전극은 제1전극의 돌기와 제2전극의 요홈이 마주보도록 상호 인접하게 배치될 수 있다.
본 발명의 자동차용 승객감지장치의 효과는 다음과 같다.
첫째, 승객감지센서의 전극이 동일 평면 상에 2개가 나란하게 배치되므로 승객감지센서의 두께를 줄일 수 있고 승객감지 성능을 향상시킬 수 있다.
둘째, 나란히 배열되는 2개의 전극을 통해 발생되는 전기장이 시트의 상면에만 국한되므로 승객 감지 성능을 향상 시킬 수 있으며 전극에 쉴드처리를 하지 않아도 될 뿐만 아니라 전자파 장해(EMI) 및 전자파 내성(EMS) 성능이 우수해진다.
셋째, 승객감지센서의 두께를 얇고 유연하게 구현할 수 있으므로 시트에 하중이 작용하더라도 종래 전극의 단선 등 내구성 약화 문제를 개선할 수 있다.
넷째, 시트 커버와 히터부의 거리를 줄일 수 있으므로 히터부의 성능을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경 우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 승객감지장치의 배치구조를 보여주는 사시도이고, 도 4는 도 3의 배치구조를 평면에서 도시한 도면이며, 도 5는 극판 사이 거리와 센싱 가능 거리의 관계를 보여주는 개념도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 시트의 승객감지장치는 시트(S)의 등받이부 또는 좌석부 커버(C)의 아래에 설치될 수 있으며 편의상 시트의 좌석부 커버(C)에 설치된 것을 예로 들어 설명한다. 커버(C)의 아래에는 시트(S)의 난방을 수행하는 히터부(미도시)가 설치된다.
승객감지장치(OCS, Occupant Classification System)는 감지센서에 따라 크게, 조수석 시트에 탑승하는 승객의 둔부 패턴을 이용하여 구분하는 패턴 인식 방식과 차량의 조수석 시트에 탑승하는 승객의 몸무게에 따른 압력을 감지하도록 가변저항을 갖는 스트레인 게이지(Strain Gauge) 센서를 이용한 타입(Type), 실리콘이 들어 있는 주머니에 가해지는 압력을 감지하는 유압식 타입, 조수석 승객에 따라 달라지는 커패시턴스를 측정하는 커패시턴스 타입이 있다.
본 실시예에서 승객감지장치는 히터부의 상부에 위치하며 전기장의 변화를 통해 커버(C)에 접촉하는 승객을 감지하는 승객감지센서(10)를 구비한다. 상기 승객감지센서부(10)는 판 형태의 제1전극(11)과 제2전극(13) 및 바닥판(15)으로 이루어지며 2개의 전극 사이에 발생하는 전기장에서 유전율 변화를 센싱하는 방식으로 승객을 감지한다. 바닥판(15)은 상기 제1전극(11) 및 제2전극(13)의 배치 형태를 유지해주며 하부에 위치한 히터부와 간섭되지 않도록 한다.
도 4에 도시된 바와 같이 승객감지센서(10)는 커패시턴스 센서로 이루어져 제1전극(11)과 제2전극(13)이 동일 평면상에 나란하게 배치되는 구조를 갖는다. 이는 종래 승객감지센서(110, 도 2참조)의 전극들이 2개의 층으로 수직 배열되는 것과 다른 점으로서, 본 발명은 승객감지센서(10)의 두께를 획기적으로 줄일 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 제1전극(11) 및 제2전극(13)이 시트(S)의 공간 사이의 유전률 정보를 교류할 수 있기 때문에 승객감지 성능이 향상된다.
상기 승객감지센서(10)의 제1전극(11)에는 2개의 돌기(11a)가 형성되며 돌기(11a)와 돌기(11a)의 사이는 요홈(11b)이 형성된다. 제2전극(13)은 3개의 돌기(13a)가 형성되며, 제1전극(11)과 마찬가지로 돌기(13a)와 돌기(13a) 사이에는 다수의 요홈(13b)이 형성된다. 상기 제1전극(11) 및 제2전극(13)은 상호 돌기(11a, 13a)와 요홈(13b, 11b)들이 마주보면서 인접하도록 배치된다.
이러한 형상은 제1전극(11)과 제2전극(12)이 인접하는 면적을 넓히면서 제1전극(11)과 제2전극(12)이 이루는 간극(d)을 좁힐 수 있다.
여기서 상기 간극(d), 즉 극판사이의 거리를 알맞게 조정하면 센싱가능한 거리를 조정할 수 있다. 도 5에는 극판 사이의 거리와 센싱 가능 거리와의 관계가 도시되어 있으며, 2개의 전극으로 인해 발생하는 전기장이 센싱가능한 거리가 됨을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 제1전극(11) 및 제2전극(13)이 인접하는 면적이 넓어지면서 좁은 간극(d)을 갖는 본 실시예의 승객감지센서(10)는 종래에 비해 센싱가능한 거리를 좁히고 센싱 영역을 넓힐 수 있으므로 감도와 정확도가 좋아져 승객감지 성 능이 향상된다.
이와 같이 본 실시예의 자동차 시트의 승객감지장치는 승객감지센서의 전극이 동일 평면 상에 2개가 나란하게 배치되므로 승객감지센서의 두께를 줄일 수 있고 승객감지 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 나란히 배열되는 2개의 전극을 통해 발생되는 전기장이 시트의 상면에만 국한되고 히터부에 의해 생성되는 전기장은 상기 승객감지센서의 +/-극에 의해 상쇄되므로 전극에 쉴드 처리를 하지 않아도 된다. 따라서 시트 위에 휴대폰을 올려놓거나 히터부를 가동했을 경우에도 전자파 장해(EMI, Electro Magnetic Interference) 및 전자파 내성(EMS, Electro Magnetic Susceptibility) 성능이 우수해진다.
그리고 승객감지센서의 두께를 얇고 유연하게 구현할 수 있으므로 시트에 하중이 작용하더라도 종래 전극의 단선 등 내구성 약화 문제를 개선할 수 있으며 시트 커버와 히터부의 거리를 줄일 수 있으므로 히터부의 성능을 향상시킬 수 있다.
그리고 제1전극 및 제2전극 중 하나의 기능이 손상되었을 경우, 나머지 하나의 전극은 접지되는 방식으로 센싱이 이루어질 수 있을 것이다.
상술한 본 실시예의 승객감지센서를 구비하는 승객감지장치를 재현하여 본 출원인은 승객구분 성능과 히터부의 영향도를 시험한 바 있다. 실험자료는 첨부하지는 않았지만 종래에 비해 향상된 승객감지 성능과 전자파 장해 및 전자파 내성 효과를 얻을 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차용 승객감지장치의 배치구조를 보여주는 평면도이다. 본 실시예에서는 전술한 실시예와 달리 제1전극(21)과 제2전극(23)은 직사각형 형상을 가지며 둘 사이의 간극(d2)이 하나만 존재하도록 동일한 평면 상에 인접 배치된다. 그리고 상기 제1전극(21)과 제2전극(23)의 하부에는 역시 바닥판(25)이 배치될 수 있다.
이처럼 동일한 평면 상에 제1전극과 제2전극이 배치될 수 있다면 제1전극 및 제2전극의 형상은 전술한 실시예와 다르게 사각형, 삼각형, 타원형, 원형 등 다양한 형상으로 변형되게 실시 가능할 것이며, 제1전극과 제2전극의 형상도 서로 대응되지 않고 상이한 형상을 가질 수도 있을 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래의 승객감지장치가 장착된 자동차 시트에 대한 사시도.
도 2는 시트의 측면에서 도 1의 주요 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 승객감지장치의 배치구조를 보여주는 사시도.
도 4는 도 3의 배치구조를 평면에서 도시한 도면.
도 5는 극판 사이 거리와 센싱 가능 거리의 관계를 보여주는 개념도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차용 승객감지장치의 배치구조를 보여주는 평면도.
<도면의 주요부분에 대한 참조부호의 설명>
S : 시트 C : 커버
10 : 승객감지센서 11 : 제1전극
13 : 제2전극 11a, 13a : 홈부
11b, 13b : 돌부

Claims (4)

  1. 시트 커버(C) 아래에 위치하는 히터부; 및
    상기 히터부의 상부에 설치되어 승객을 감지하는 승객감지센서(10);를 포함하며,
    상기 승객감지센서(10)의 2개의 전극(11, 13)들은 동일 평면 상에 나란하게 배치되고,
    상기 승객감지센서(10)는,
    각각 요홈(11b, 13b)과 돌기(11a, 13b)가 형성되는 제1전극(11) 및 제2전극(13)을 포함하며,
    상기 제1전극(11)은 2개의 돌기(11a)들을 포함하고, 상기 제2전극(13)은 3개의 돌기(13a)들을 포함하며,
    상기 제1전극(11) 및 제2전극(13)은 제1전극의 돌기(11a)와 제2전극의 요홈(13b)이 마주보도록 상호 인접하게 배치되고,
    상기 제1전극(11) 및 상기 제2전극(13)은 상기 히터부 상부에 구비되어 상기 히터부에서 발생하는 전기장을 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 승객감지장치.
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