KR101272535B1 - 차량용 시트트랙 포지션센서의 에어갭 이상 감지장치 및방법 - Google Patents

차량용 시트트랙 포지션센서의 에어갭 이상 감지장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 시트트랙 포지션센서의 에어갭 이상 감지장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시트트랙 포지션센서의 브래킷에 형성된 돌기부와 접촉하여 점점을 감지하는 스위치를 에어백 제어 유닛에 전기적으로 연결하여 에어갭이 규제치 이상 벌어지는 경우에 에어백 경고등을 점등시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량용 시트트랙 포지션센서의 에어갭 이상 감지장치는, 시트의 전후방 이동시 함께 움직이는 STPS 브래킷과, 상기 STPS 브래킷의 하부에 체결되고 하부에 센싱면이 형성되는 STPS와, 상기 시트 하부의 전방 측으로 시트트랙에 고정되게 장착되어, 상기 STPS 센싱면과 소정 간격의 에어갭을 갖도록 STPS 센싱면 하측으로 연장부가 돌출 형성되는 션트 브래킷과, 상기 에어갭이 규제치 이내에 있는지 여부를 감지하여 서로 다른 전압값을 출력하는 에어갭 감지 스위치 및 상기 에어갭 감지 스위치에 출력되는 전압값으로 에어갭의 이상 유무를 판단하여 에어갭 이상으로 판단하는 경우에 에어백 경고등을 점등하는 에어백 제어 유닛을 포함한다.
STPS, 에어갭(공극), 에어백, 이상감지

Description

차량용 시트트랙 포지션센서의 에어갭 이상 감지장치 및 방법{Air Gap Error Detecting Mechanism of STPS for Vehicles and Method thererof}
도 1은 종래 시트트랙 포지션센서의 장착도,
도 2는 도 1에 나타낸 STPS의 센싱특성과 출력신호를 나타내는 그래프,
도 3은 종래 에어갭 이상 감지 장치의 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 에어갭 이상 감지장치의 구조도,
도 5는 도 4를 이용한 전체적인 메커니즘의 블록도,
도 6은 도 4의 시트 장착도,
도 7은 본 발명에 따른 에어갭 이상 감지방법의 순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11: STPS 11a: 센싱면
12: STPS 브래킷 12a: 돌출부
13: 션트 브래킷 13a: 접점부
13b: 연장부 14: 시트트랙
20: 에어갭 감지 스위치 30: 시트 포지션 스위치
40: ACU 50: 에어백 경고등
본 발명은 차량용 시트트랙 포지션센서의 에어갭 이상 감지장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시트트랙 포지션센서의 브래킷에 형성된 돌기부와 접촉하여 점점을 감지하는 스위치를 에어백 제어 유닛에 전기적으로 연결하여 에어갭이 규제치 이상 벌어지는 경우에 에어백 경고등을 점등시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 현재 개발중인 신차종에는 미국에서의 에어백 법규를 만족하기 위해서 시트트랙 포지션센서(STPS: Seat Track Position Sensor)를 시트트랙에 장착하고 있다.
이 시트트랙 포지션센서의 기능은 시트 하단에 장착되어 시트의 위치가 전방에 있는지 후방에 있는지를 감지하는 것으로서, 이와 같은 정보를 전달받은 에어백 제어 유닛은 에어백 전개로직에 따라 고압 또는 저압으로 에어백을 전개함으로써, 승객을 더욱 안전하게 보호하게 된다.
즉, 시트트랙 포지션센서가 시트 위치를 전방으로 감지하게 되면 에어백을 저압으로 전개시켜 상기 에어백과 가까이 위치해 있는 승객을 보호하고, 시트 위치를 후방으로 감지하게 되면, 에어백을 고압으로 전개시켜 상기 에어백과 멀리 위치해 있는 승객을 보호한다.
즉, 시트트랙 포지션센서는 시트의 전후방 위치를 감지하여 5th%ile Female(여성)과 50th%ile Male(남성)의 승객을 구분, 정면 에어백 출력강도를 조절한다.
예를 들어, 50th%ile Male인 경우에 에어백을 풀 스테이지(full stage)로 출력하고, 5th%ile Female인 경우에 에어백을 1단계(1'st stage)로 출력한다.
도 1은 종래 시트트랙 포지션센서의 장착도로서, 상기한 시트트랙 포지션센서(이하 STPS)(1)가 시트트랙(4)을 따라 전후로 이동되는 STPS 브래킷(2)의 하부에 장착되고, 도체인 션트 브래킷(shunt bracket)(3)은 시트트랙(4)의 1/3 전방에 고정되게 설치된다.
시트 이동시 STPS(1)와 STPS 브래킷(2)이 같이 전후로 이동되고, 이때 STPS(1)와 타깃인 션트 브래킷(3) 사이의 상대적 거리에 따른 자기장 밀도 변화에 의해 출력 전류값이 변동하며, 에어백 제어 유닛(ACU)은 이 전류값을 통해 시트의 전방, 후방 위치를 감지한다.
상기 STPS(1)가 션트 브래킷(3) 영역으로 이동시 션티드(Shunted) 상태라 하고, 션트 브래킷(3) 영역을 벗어나는 경우에 언션티드(Unshunted) 상태라 하며, 시트가 전방에 위치한 션티드 상태에서는 4~7mA 전류(출력신호 OFF)를, 시트가 후방에 위치한 언션티드 상태에서는 12~17mA 전류(출력신호 ON)를 출력한다.
이때 STPS 센싱면(1a)과 타깃인 션트 브래킷(3) 사이의 에어갭(d)은 규제치(2.5±1.5mm)를 유지해야만 STPS(1)의 센서 성능을 보장할 수 있다.
도 2는 도 1에 나타낸 STPS의 센싱특성과 출력신호를 나타내는 그래프이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 센서인 STPS(1)에서 최대 에어갭까지의 영역이 센싱 에어리어(Sensing Area), 최대 에어갭에서 소정 거리 이상 벗어난 영역이 비센싱 에어리어(No Sensing Area)), 센싱 에어리어와 비센싱 에어리어 사이가 2개의 스위칭 포인트를 갖는 그레이존(Gray Zone)이 된다.
STPS(1)는 상기한 바와 같이 자기장 밀도의 변화에 따라 출력값이 바뀌기 때문에 STPS 센싱면(1a)과 션트 브래킷(3) 사이의 에어갭(d)을 잘 관리해야 하나, 시트 제작시 STPS 브래킷(2)의 치수(Dimension) 관리가 안 될 경우(STPS 센싱면과 션트 브래킷 간 에어갭이 규제치를 벗어나는 경우) 도 2에 도시된 바와 같이, 그레이존에서 시트가 전방에 위치하더라도(션트 영역에 위치하더라도) STPS 출력이 OFF되기 때문에 ACU는 시트 후방으로 감지하여(시트 후방 영역과 동일한 전류가 입력되기 때문에), 이 상태에서 충돌 발생시 에어백이 고압으로 전개(1,2단계 에어백이 동시에 전개)되어 에어백 전개에 의한 운전자나 탑승객의 상해치가 증가하게 된다.
또한, STPS(1)와 션트 브래킷(3) 사이의 에어갭(d)이 규제치를 벗어나는 경우에도 그 이상을 감지하지 못하는 문제점이 있었다.
즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 에어갭(d)이 규제치 이내인 경우에 시트가 후방에서 전방으로 이동시 STPS(1)와 STPS 브래킷(2)이 시트 무빙부(5)를 따라 이동되어 STPS 센싱면(1a)이 고정된 션트 브래킷(도체)(3) 영역 내로 이동되면 STPS(1) 내부의 자석과의 자력밀도 차이가 발생하면서 출력신호가 하이(HIGH)에서 로우(LOW)로 변환되나, 종래기술에서는 STPS 브래킷(2)의 치수 관리가 부실하여 에어갭(d)이 규제치를 벗어날 경우에 ACU에서 에어갭(d)의 이상을 감지하지 못하였다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 시트트랙 포지션센서의 브래킷에 형성된 돌기부와 접촉하여 점점을 형성하는 접점부로 에어갭 감지 스위치를 구성하고 이 에어갭 감지 스위치에 에어백 제어 유닛을 전기적으로 연결하여 에어갭이 규제치 이상 벌어지는 경우에 에어백 경고등을 점등시킴으로써 에어백 전개에 의한 운전자나 탑승객의 상해치를 줄일 수 있고, 에어갭이 규제치를 벗어나는 이상을 감지할 수 있는 차량용 시트트랙 포지션센서의 에어갭 이상 감지장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 시트트랙 포지션센서의 에어갭 이상 감지장치는, 시트트랙을 따라서 움직이는 시트 무빙부에 결합하여 시트의 전후방 이동시 함께 움직이는 시트트랙 포지션센서 브래킷과, 상기 STPS 브래킷의 하부에 체결되어 STPS 브래킷과 함께 움직이며 하부에 센싱면이 형성되는 STPS와, 상기 시트 하부의 전방 측으로 시트트랙에 고정되게 장착되어, 상기 STPS 센싱면과 소정 간격의 에어갭을 갖도록 STPS 센싱면 하측으로 연장부가 돌출 형성되는 션트 브래킷과, 상기 에어갭이 규제치 이내에 있는지 여부를 감지하여 서로 다른 전압값을 출력하는 에어갭 감지 스위치 및 상기 에어갭 감지 스위치에 출력되는 전압값으로 에어갭의 이상 유무를 판단하여 에어갭 이상으로 판단하는 경우에 에어백 경고등을 점등하는 에어백 제어 유닛을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 시트트랙 포지션센서의 에어갭 이상 감지방법 은, 시트가 전방으로 이동하는 포워드 신호가 입력되는 경우에 에어백 제어 유닛에서 에어갭 감지 스위치가 ON되는지 감시하는 단계와, 상기 에어갭 감지 스위치가 ON된 경우에 시트트랙 포지션센서(STPS)에서 출력되는 전류가 전방조건의 전류인지 확인하는 단계와, 상기 STPS에서 출력되는 전류가 전방조건의 전류인 경우에 시트가 전방에 위치한 것으로 판단하는 단계와, 상기 에어갭 감지 스위치가 ON되지 않는 경우에 STPS에서 출력되는 전류가 후방조건의 전류인지 확인하는 단계 및 상기 STPS에서 출력되는 전류가 후방조건의 전류인 경우에 시트가 전방에 위치한 상태에서 에어갭이 규제치를 벗어나 STPS의 출력이 후방 상태로 오출력 하기 때문에 에어갭 이상으로 기록하고 에어백 경고등을 점등하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 에어갭 이상 감지장치의 구조도이고, 도 5는 도 4를 이용한 전체적인 메커니즘의 블록도이며, 도 6은 도 4의 시트 장착도이다.
도시된 바와 같이, STPS(11), STPS 브래킷(12), 에어갭 감지 스위치(20), 션트 브래킷(13)을 포함하여 구성된다.
STPS 브래킷(12)은 시트 트랙을 따라서 움직이는 시트 무빙부(15)에 결합하여 시트의 전후방 이동시 함께 움직이며, 일측면으로 돌출부(12a)가 돌출 형성된다.
STPS(11)는 상기 STPS 브래킷(12)의 하부에 스크루 등의 체결부재로 체결되 어 STPS 브래킷(12)과 함께 움직이며 하부에 센싱면(11a)이 형성된다.
션트 브래킷(13)은 시트 하부의 전방 측으로 시트 고정부인 시트트랙(14)에 고정되게 장착되어, 상기 STPS 센싱면(11a)과 소정 간격의 에어갭(AG)을 갖도록 션트 브래킷(13)의 하부에서 STPS 센싱면(11a) 하측으로 연장부(13b)가 돌출 형성된다.
상기 돌출부(12a) 하부의 션트 브래킷(13) 상단에 형성되는 접점부(13a)는 에어갭(AG)이 규제치 이내인 경우에 상기 돌출부(12a)와 접점을 이루도록 형성되어 돌출부(12a)와 접점부(13a)가 에어갭 감지 스위치(20)를 구성하고, 상기 접점부(13a)는 ACU(40)와 전기적으로 연결된다.
상기 접점부(13a)는 2핀 접점방식으로 돌출부(12a)와 접촉되어 접점이 형성되면 ON되고, 접촉이 떨어져 접점이 끊어지면 OFF 된다.
그래서 STPS 브래킷(12)의 돌출부(12a) 높이는 션트 브래킷의 연장부(13b) 두께 + 에어갭(AG) + STPS(11) 높이 + STPS 브래킷(12) 두께 + 접점부(13a)의 높이가 된다.
시트 포지션 스위치(30)는 시트를 원하는 위치로 이동할 수 있도록 하는 외부 입력 장치이다.
에어백 경고등(50)은 상기 ACU(40)에서 에어백 장치 관련 이상(에어갭이 규제치를 벗어남)이나 고장(STPS의 센서가 센싱 기능을 못함)이라고 판단하는 경우에 ACU(40)의 제어에 의해 점등되며 차실내 전방의 클러스터에 구비된다.
상기한 구성에서 에어갭(AG)이 규제치를 만족하는 경우에 시트 포지션 스위 치(30)를 눌러 시트를 전방으로 이동하면 STPS 브래킷(12)의 돌출부(12a)와 션트 브래킷(13) 상단부의 접점부(13a)가 접점을 이루고, 상기 STPS 브래킷(12)은 차체의 플로어 패널에 전기적으로 연결되어 있기 때문에 ACU(40)에는 차체의 접지 전위인 OV가 입력되며, ACU(40)는 이때 에어갭(AG)이 정상이라고 판단한다.
에어갭을 규제치를 만족하지 못하는 경우에 즉, 시트변형이나 조립불량으로 돌출부(12a)가 상부로 이동한 경우에 돌출부(12a)가 접접부(13a)와의 접점에서 이탈하게 되면 ACU(40)의 입력 전위가 OV에서 ACU(40) 내부 풀업 전압값으로 변경되며, ACU(40)는 이때 에어갭(AG)이 규제치를 벗어난 에어갭 이상으로 판단하여 에어갭 이상으로 기록하고 클러스터 내의 에어백 경고등(50)을 점등시킨다.
도 7은 본 발명에 따른 에어갭 이상 감지방법의 순서도이다.
시트를 전방으로 이동할 수 있도록 시트 포지션 스위치(30)를 눌러 포워드 신호가 입력되면(S702) 이에 따라 시트와 STPS(11) 및 STPS 브래킷(12)이 전방으로 이동한다.
ACU(40)는 돌출부(12a)와 접점부(13a)가 점점을 형성하여 에어갭 감지 스위치(20)가 ON되는지 감시하고(시트가 전방에 위치하는지 감시하고)(S704), 에어갭 감지 스위치(20)가 ON되면 STPS(11)에서 출력되는 전류가 4~7mA(전방조건)인지 확인하며(S706), STPS(11)에서 출력되는 전류가 4~7mA(전방조건)이면 시트가 전방에 위치한 것으로 판단하여(S708), 이후 차량이 충돌하는 경우에 에어백을 저압으로 전개하여 운전자나 탑승객을 보호하게 된다.
상기 S704단계에서 에어갭 감지 스위치(20)가 ON되지 않으면, STPS(11)에서 출력되는 전류가 12~17mA(후방조건)인지 확인하고(S710), 상기 STPS(11)에서 출력되는 전류가 12~17mA(후방조건)이면, 시트가 전방에 위치한 상태에서 에어갭(AG)이 규제치를 벗어나 STPS(11)의 출력이 후방 상태로 오출력 하기 때문에 에어갭(11) 이상으로 기록하고 에어백 경고등(50)을 점등한다(S712).
상기 S706단계에서 STPS(11)에서 출력되는 전류가 4~7mA(전방조건)이 아니면 시트가 전방에 위치한 상태에서 STPS(11)의 출력이 전방조건을 만족하지 못하는 경우이므로 STPS 결함 고장으로 기록하고 에어백 경고등을 점등한다(S714).
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 시트트랙 포지션센서의 브래킷에 형성된 돌기부와 접촉하여 점점을 형성하는 접점부로 에어갭 감지 스위치를 구성하고 이 에어갭 감지 스위치에 에어백 제어 유닛을 전기적으로 연결하여 에어갭이 규제치 이상 벌어지는 경우에 에어백 경고등을 점등시킴으로써 에어백 전개에 의한 운전자나 탑승객의 상해치를 줄일 수 있고, 에어갭이 규제치를 벗어나는 이상을 감지할 수 있다.

Claims (4)

  1. 시트트랙을 따라서 움직이는 시트 무빙부에 결합하여 시트의 전후방 이동시 함께 움직이는 시트트랙 포지션센서(STPS) 브래킷;
    상기 STPS 브래킷의 하부에 체결되어 STPS 브래킷과 함께 움직이며 하부에 센싱면이 형성되는 STPS;
    상기 시트 하부의 전방 측으로 시트트랙에 고정되게 장착되어, 상기 STPS 센싱면과 소정 간격의 에어갭을 갖도록 STPS 센싱면 하측으로 연장부가 돌출 형성되는 션트 브래킷;
    상기 에어갭이 규제치 이내에 있는지 여부를 감지하여 서로 다른 전압값을 출력하는 에어갭 감지 스위치; 및
    상기 에어갭 감지 스위치에 출력되는 전압값으로 에어갭의 이상 유무를 판단하여 에어갭 이상으로 판단하는 경우에 에어백 경고등을 점등하는 에어백 제어 유닛을 포함하는 차량용 시트트랙 포지션센서의 에어갭 이상 감지장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어갭 감지 스위치는 STPS 브래킷에서 일측면으로 돌출 형성된 돌출부와, 상기 돌출부 하부의 션트 브래킷 상단에 상기 에어갭이 규제치 이내인 경우에 상기 돌출부와 접점을 이루도록 형성되는 접점부로 이루어지고, 상기 접점부는 상기 에어백 제어 유닛과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트트랙 포지션센서의 에어갭 이상 감지장치.
  3. 시트가 전방으로 이동하는 포워드 신호가 입력되는 경우에 에어백 제어 유닛에서 에어갭 감지 스위치가 ON되는지 감시하는 단계;
    상기 에어갭 감지 스위치가 ON된 경우에 시트트랙 포지션센서(STPS)에서 출력되는 전류가 전방조건의 전류인지 확인하는 단계;
    상기 STPS에서 출력되는 전류가 전방조건의 전류인 경우에 시트가 전방에 위치한 것으로 판단하는 단계;
    상기 에어갭 감지 스위치가 ON되지 않는 경우에 STPS에서 출력되는 전류가 후방조건의 전류인지 확인하는 단계; 및
    상기 STPS에서 출력되는 전류가 후방조건의 전류인 경우에 시트가 전방에 위치한 상태에서 에어갭이 규제치를 벗어나 STPS의 출력이 후방 상태로 오출력 하기 때문에 에어갭 이상으로 기록하고 에어백 경고등을 점등하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 시트트랙 포지션센서의 에어갭 이상 감지방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 에어갭 감지 스위치가 ON되고, STPS에서 출력되는 전류가 전방조건에 해당하는 전류가 아닌 경우에 시트가 전방에 위치한 상태에서 STPS의 출력이 전방조건을 만족하지 못하는 경우이므로 STPS 결함 고장으로 기록하고 에어백 경고등을 점등하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트트랙 포지션센서의 에어갭 이상 감지방법.
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JP2005162024A (ja) 2003-12-03 2005-06-23 Imasen Electric Ind Co Ltd シートレール装置

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