KR101326491B1 - 차량용 시트의 사이드 볼스터 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 시트의 사이드 볼스터 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시트의 슬라이딩 조절량에 따라 승객의 체형을 구분인식하여 자동으로 작동하는 차량용 시트의 사이드 볼스터 및 그 제어방법에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 시트쿠션의 좌우길이방향으로 형성되는 베이스 플레이트, 홀 아이씨(Hall IC)를 내장한 볼스터 모터, 상기 볼스터 모터의 회전축에 연결되어 베이스 플레이트의 중앙에 장착되는 기어박스, 상기 기어박스 내에 좌측 기어 및 우측 기어에 일단이 치합되고, 타단은 베이스 플레이트의 양측에 고정되는 리드 스크류 팁에 회전되게 체결되는 한 쌍의 리드 스크류, 상기 리드 스크류에 종동되게 체결되어 베이스 플레이트의 길이방향으로 직선이동되는 한 쌍의 슬라이더, 상단부에 볼스터 서포터가 구비되고, 상기 슬라이더에 일단이 연결되어 베이스 플레이트의 길이방향으로 이동되는 커넥터 와이어가 연결되며, 상기 베이스 플레이트의 양단에 힌지구조로 연결되어 회동되는 한 쌍의 볼스터 와이어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트의 사이드 볼스터를 제공한다.

시트, 시트쿠션, 홀 아이씨, 볼스터, 볼스터 모터, 슬라이딩 모터, 체형

Description

차량용 시트의 사이드 볼스터 및 그 제어방법{Side bolster of seat for vehicle and controlling method thereof}

본 발명은 차량용 시트의 사이드 볼스터 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시트의 슬라이딩 조절량에 따라 승객의 체형을 구분인식하여 자동으로 작동하는 차량용 시트의 사이드 볼스터 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 시트는 탑승자가 목적지까지 편안하게 갈 수 있도록 자동차 내부에 장착되어 있는 것으로, 헤드레스트(head rest), 시트백(seat back) 및 시트쿠션(seat cushion) 등으로 구성되어 있다.

상기 헤드레스트는 탑승자의 등을 받쳐주는 시트백 위에 머리를 지지하기 위해 설치된 부분으로 추돌 등으로 인한 탑승자의 목 부상 방지 및 머리 부분을 편하게 하기 위하여 부착한다.

상기 시트 쿠션은 탑승자의 엉덩이 부분을 받쳐주는데, 시트백과 시트쿠션은 탑승자의 신체를 직접적으로 받쳐주는 부위로 시트 프레임과 스프링으로 구성되어 있으며, 시트 커버로 시트 프레임과 스프링을 감싸주고 있다.

상기 시트쿠션과 시트백에는 전면 양측에 전방으로 일부 돌출되어 탑승자를 지지하는 사이드 볼스터(side bolster)가 구비된다.

도 1은 일반적인 사이드 볼스터를 종류 별로 나타낸 도면으로서, 일반적인 사이드 볼스터는 폴딩 타입, 슬라이딩 타입, 에어셀 타입 등으로 구분되어 작동자가 원하는 정도에 따라 직접 조절하도록 구성된다.

통상 사람마다 체형이 다르기 때문에 승객의 체형에 따른 시트의 슬라이딩 조절은 필수적인 것으로 승객의 체형에 따라 슬라이딩량을 적절하게 조절해야 한다.

그러나, 기존 차량용 시트의 사이드 볼스터는 자동 조절이 불가능하여 탑승자에 따라 작동자가 원하는 만큼 슬라이딩량을 직접 조절해야 하므로 탑승시마다 번거로운 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 탑승자의 체형에 따른 차량 시트의 슬라이딩 조절량에 따라 승객의 체형을 구분 인식하여 자동으로 작동함으로써 승객의 편의성을 향상하는 차량용 시트의 사이드 볼스터 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 시트쿠션의 좌우길이방향으로 형성되는 베이스 플레이트, 홀 아이씨(Hall IC)를 내장한 볼스터 모터, 상기 볼스터 모터의 회전축에 연결되어 베이스 플레이트의 중앙에 장착되는 기어박스, 상기 기어박스 내에 좌측 기어 및 우측 기어에 일단이 치합되고, 타단은 베이스 플레이트의 양측에 고정되는 리드 스크류 팁에 회전되게 체결되는 한 쌍의 리드 스크류, 상기 리드 스크류에 종동되게 체결되어 베이스 플레이트의 길이방향으로 직선이동되는 한 쌍의 슬라이더, 상단부에 볼스터 서포터가 구비되고, 상기 슬라이더에 일단이 연결되어 베이스 플레이트의 길이방향으로 이동되는 커넥터 와이어가 연결되며, 상기 베이스 플레이트의 양단에 힌지구조로 연결되어 회동되는 한 쌍의 볼스터 와이어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트의 사이드 볼스터를 제공한다.

바람직하게, 상기 슬라이더의 직선이동을 안내하는 가이드 레일이 상기 베이스 플레이트 상에 장착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 (a) 승객의 체형에 따라 슬라이딩 모터가 작동하여 시트쿠션을 차체의 전후방향으로 이동시키는 단계; (b) 슬라이딩 모터 내에 홀 아이씨가 시트쿠션의 이동위치를 센싱하여 제어부로 송신하는 단계; (c) 상기 제어부가 시트쿠션의 이동위치가 해당하는 구간을 판단하여 볼스터 서포터의 제어위치를 결정하는 단계; (d) 상기 제어부에서 볼스터 서포터의 제어위치와 볼스터 서포터의 현재위치를 비교하는 단계; (e) 상기 볼스터 서포터의 제어위치와 볼스터 서포터의 현 재위치가 다르면 볼스터 모터를 작동시키는 단계; (f) 볼스터 모터 내에 홀 아이씨가 회동된 볼스터 서포터의 위치를 센싱하여 제어부로 전송하면, 상기 제어부가 회동된 볼스터 서포터의 위치를 현재위치로 입력받아 상기 (d) 및 (e)단계를 반복 수행하는 단계;를 포함하여 이루어지며, 상기 볼스터 서포터의 제어위치와 볼스터 서포터의 현재위치가 동일하면 제어 완료하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트의 사이드 볼스터의 제어방법도 제공한다.

본 발명에 따른 차량용 시트의 사이드 볼스터는 시트의 슬라이딩 조절량에 따른 승객의 체형을 구분 인식하여 승객의 체형에 맞는 적절한 제어위치로 자동 회동함으로써 사이드 볼스터를 직접 조절해야 하는 번거로움을 제거하여 편의성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백히 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

본 발명의 실시 예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 설명에 있어서 종래의 기술과 동일한 부분에 대하여 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.

본 발명은 탑승자의 체형에 따라 볼스터 서포터의 회전각을 자동 조절하여 시트 사이드 볼스터의 폭을 자동으로 조정함으로써 탑승자의 편의성을 향상시킨다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.

통상 차량용 시트는 사람이 앉는 부분인 시트쿠션과 등을 기대는 부분인 시트백으로 이루어지며, 시트쿠션의 양 사이드에는 탑승자의 하체를 지지하기 위한 사이드 볼스터가 구성된다.

도 2는 승객 체형에 따른 차량용 시트의 이동을 보여주는 개념도이다.

승객이 차량 탑승시 시트쿠션은 전후방향으로 슬라이딩량을 조절하고, 위 아래로 높이를 조절하여 승객의 체형에 맞춰 위치를 조정하게 된다.

여기서, 승객의 체형을 작은 체형, 보통 체형, 큰 체형으로 구분할 수 있는데, 도 2에서 작은 체형과 큰 체형은 각각 구간1과 구간2에 해당하고 보통 체형은 나머지 구간에 해당하게 된다(SAE J4004 v001에 의거 구간 설정).

따라서, 본 발명은 시트쿠션의 이동위치가 구간1에 해당하게 되면 하체가 작은 체형으로 설정하고, 구간2에 해당하게 되면 하체가 비교적 큰 체형으로 설정하며, 나머지 구간은 보통 체형인 것으로 설정하여 시트쿠션의 사이드 볼스터를 작동하도록 한다.

즉, 시트쿠션의 슬라이딩 조절량에 따른 이동위치가 구간1에 있을 시 사이드 볼스터의 회동각도는 구현 가능한 가장 작은 값으로 작동하고, 슬라이딩 위치가 구간2에 있을 시 사이드 볼스터의 회동각도는 구현 가능한 가장 큰 값으로 작동하며, 그 외의 슬라이딩 위치일 경우 사이드 볼스터의 회동각도는 기본위치 값으로 작동하게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 시트의 사이드 볼스터를 도시한 개략도로서, 시트쿠션의 위치에 따른 사이드 볼스터의 작동상태를 개략적으로 보여준다.

도 4는 본 발명에 따른 차량용 시트의 사이드 볼스터를 도시한 개략적인 사시도로서, 시트쿠션의 하부에 장착되어 시트쿠션의 슬라이딩 조절량에 따라 제어(후술되는 제어방법)되는 자동으로 작동하는 사이드 볼스터의 구성을 나타낸다.

본 발명에 따른 사이드 볼스터는 홀 아이씨(Hall IC)를 내장하는 볼스터 모터(11)와, 상기 볼스터 모터(11)의 회전축에 연결되는 기어박스(13)와, 상기 기어박스(13)에 내장된 좌측 기어 및 우측 기어와 각각 치합되는 좌측 리드 스크류(15a)와 우측 리드 스크류(15b), 상기 리드 스크류(15)의 회전에 따라 종동되게 장착되는 슬라이더(19)와, 상기 슬라이더(19)의 직선이동을 안내하는 가이드 레일(21) 및 상기 슬라이더(19)의 이동에 따라 회동되는 볼스터 서포터(27)를 포함하여 구성된다.

상기 기어박스(13)는 시트쿠션의 좌우길이방향으로 형성되는 베이스 플레이트(10)의 중앙에 배치된다.

상기 좌측 기어 및 우측 기어에 일단이 치합된 좌측 리드 스크류(15a)와 우측 리드 스크류(15b)는 베이스 플레이트(10)의 길이방향을 따라 양측으로 배치되고 그 타단은 베이스 플레이트(10)의 양측에 장착된 리드 스크류 팁(17)에 회전가능하게 체결된다.

상기 리드 스크류(15) 상에 장착되어 종동되는 슬라이더(19)는 상기 베이스 플레이트(10)의 길이방향으로 형성된 가이드 레일(21)을 따라 좌우방향으로 직선운동을 한다.

상기 슬라이더(19)에 고정되어 종동되는 커넥터 와이어(23)에는 상단부에 볼스터 서포터(27)를 구비하는 볼스터 와이어(25)가 연결되고, 상기 볼스터 와이어(25)의 하단부는 베이스 플레이트(10)의 양단에 힌지구조로 회전가능하게 연결되어, 슬라이더(19)가 직선이동함에 따라 커넥터 와이어(23)가 이동하여 볼스터 서포터(27)가 밀리거나 당겨지면서 회동하게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 차량용 시트의 사이드 볼스터가 장착된 시트쿠션을 나타내는 도면이다.

볼스터 서포터(27)는 제어부에서 제어 위치가 결정되면 볼스터 모터(11)가 작동하고, 볼스터 모터(11) 내에 홀 아이씨에서 시트쿠션 양 사이드의 볼스터 서포터(27) 위치를 센싱하여 다시 제어부로 피드백하는 과정을 거쳐 볼스터 서포터(27)를 설정 위치로 회동시킨다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 사이드 볼스터의 제어방법을 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명에 따른 차량용 시트의 사이드 볼스터의 제어방법을 도시한 흐름도이다.

사이드 볼스터의 작동 모드는 기존 수동형(고정형) 모드로 동작할 것인지, 혹은 본 발명에 따른 볼스터 자동제어(변환) 모드로 동작할 것인지를 선택할 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.

여기서, 볼스터 자동제어 모드를 선택하는 경우, 승객의 체형에 따라 슬라이딩 모터가 작동하여 시트가 슬라이딩 이동하게 되고, 상기 슬라이딩 모터에 내장된 홀 아이씨가 시트쿠션의 슬라이딩 이동위치를 센싱한다.

시트쿠션의 슬라이딩 이동위치를 센싱한 홀 아이씨는 제어부(ECU)로 시트쿠션의 위치신호를 송신하고, 이를 수신한 제어부는 시트쿠션의 슬라이딩 이동위치가 구간1, 구간2 및 그 외 구간(보통구간) 중 어느 구간에 해당하는지 인식하여 그에 따라 사이드 볼스터의 제어위치를 결정한다.

결정된 사이드 볼스터의 제어위치를 볼스터 서포터(27)의 현재위치와 비교하여 볼스터 서포터(27)의 현재위치가 제어위치와 동일하지 않으면 볼스터 모터(11)를 작동시켜 볼스터 서포터(27)를 회동시킨다.

그럼, 볼스터 모터(11) 내에 홀 아이씨가 회동된 볼스터 서포터(27)의 현재위치를 센싱하고, 제어부로 볼스터 서포터의 위치신호를 송신한다.

볼스터 서포터의 위치신호(회동된 현재위치)를 수신한 제어부는 이를 볼스터 서포터의 현재위치값으로 입력받고, 결정된 볼스터 서포터 제어위치와 다시 비교하여 동일한지 확인한다.

이때, 볼스터 서포터 제어위치와 볼스터 서포터 현재위치가 동일하면 사이드 볼스터의 제어를 완료하고, 동일하지 않으면 다시 볼스터 모터를 작동시키는 상기 과정을 반복수행하여 결정된 제어위치로 볼스터 서포터를 회동시키도록 한다.

도 7은 차량용 시트 설계시 사용하는 패키지 인자를 표시한 도면이다.

통상 차량 설계시 도 7과 같이 기본 패키지 인자를 사용하는데, 이러한 패키지 인자를 이용하여 시트쿠션의 슬라이딩 이동위치를 인식하고 이에 따라 볼스터 서포터의 제어위치를 결정한다.

차량 설계시 사용되는 기본 패키지 인자로는 H30(AHP에서 SgRP까지의 수직 거리), L6(PRP에서 스티어링 휠까지의 수평 거리), t(변속기 타입)가 있으며, 이 중 t는 클러치 페달(clutch pedal)이 있는 경우를 '1' 없는 경우를 '0'으로 간주한다.

상기 패키지 인자를 이용하여 산출되는 H-포인트 기준위치(H-point Reference Position)(X_ref)는 아래 수학식 1과 같이 나타낼 수 있으며, 이러한 X_ref를 산출한 다음, 아래 표 2에 나타낸 SAE J4004v001(대한민국 적용)에서 5%에 해당하는 값과 95%에 해당하는 값이 상기 X_ref값과 갖는 차를 구간1과 구간2의 범위로 정하고, 구간1과 구간2 사이에 범위를 그 외 구간(보통구간)으로 설정하여 승객의 체형에 맞는 볼스터 서포터의 제어위치를 결정하게 된다.

X _ref = 718 - H30 + L6 - 18.2t

여기서, 패키지 인자인 H30과 L6 및 t는 모든 차량에서 정해진 값이므로 X_ref값을 산출할 수 있다.

아래 표 3은 시트쿠션의 슬라이딩 조절량이 240㎜인 경우 구간1과 구간2 및 그 외 구간(보통구간)을 나타낸 것이다.

시트쿠션의 이동위치가 구간1에 해당하는 경우 볼스터 서포터의 회동각도는 최소값이 되고, 구간2에 해당하는 경우 볼스터 서포터의 회동각도는 최대값이 되며, 그 외 구간에 해당하는 경우 중간값을 갖게 된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

도 1은 일반적인 사이드 볼스터를 종류 별로 나타낸 도면

도 2는 승객 체형에 따른 차량용 시트의 이동을 보여주는 개념도

도 3은 본 발명에 따른 차량용 시트의 사이드 볼스터를 도시한 개략도

도 4는 본 발명에 따른 차량용 시트의 사이드 볼스터를 도시한 개략적인 사시도

도 5는 본 발명에 따른 차량용 시트의 사이드 볼스터가 장착된 시트쿠션을 나타내는 도면

도 6은 본 발명에 따른 차량용 시트의 사이드 볼스터의 제어방법을 도시한 흐름도

도 7은 차량용 시트 설계시 사용하는 패키지 인자를 표시한 설계 도면

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 베이스 플레이트 11 : 볼스터 모터

13 : 기어박스 15 : 리드 스크류

17 : 리드 스크류 팁 19 : 슬라이더

21 : 가이드 레일 23 : 커넥터 와이어

25 : 볼스터 와이어 27 : 볼스터 서포터

Claims (3)

1. 시트쿠션의 좌우길이방향으로 형성되는 베이스 플레이트,

   홀 아이씨(Hall IC)를 내장한 볼스터 모터,

   상기 볼스터 모터의 회전축에 연결되어 베이스 플레이트의 중앙에 장착되는 기어박스,

   상기 기어박스 내에 좌측 기어 및 우측 기어에 일단이 치합되고, 타단은 베이스 플레이트의 양측에 고정되는 리드 스크류 팁에 회전되게 체결되는 한 쌍의 리드 스크류,

   상기 리드 스크류에 종동되게 체결되어 베이스 플레이트의 길이방향으로 직선이동되는 한 쌍의 슬라이더,

   상단부에 볼스터 서포터가 구비되고, 상기 슬라이더에 일단이 연결되어 베이스 플레이트의 길이방향으로 이동되는 커넥터 와이어가 연결되며, 상기 베이스 플레이트의 양단에 힌지구조로 연결되어 회동되는 한 쌍의 볼스터 와이어

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트의 사이드 볼스터.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 슬라이더의 직선이동을 안내하는 가이드 레일이 상기 베이스 플레이트 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트의 사이드 볼스터.
3. (a) 승객의 체형에 따라 슬라이딩 모터가 작동하여 시트쿠션을 차체의 전후방향으로 이동시키는 단계;

   (b) 슬라이딩 모터 내에 홀 아이씨가 시트쿠션의 이동위치를 센싱하여 제어부로 송신하는 단계;

   (c) 상기 제어부가 시트쿠션의 이동위치가 해당하는 구간을 판단하여 볼스터 서포터의 제어위치를 결정하는 단계;

   (d) 상기 제어부에서 볼스터 서포터의 제어위치와 볼스터 서포터의 현재위치를 비교하는 단계;

   (e) 상기 볼스터 서포터의 제어위치와 볼스터 서포터의 현재위치가 다르면 볼스터 모터를 작동시키는 단계;

   (f) 볼스터 모터 내에 홀 아이씨가 회동된 볼스터 서포터의 위치를 센싱하여 제어부로 전송하면, 상기 제어부가 회동된 볼스터 서포터의 위치를 현재위치로 입력받아 상기 (d) 및 (e)단계를 반복 수행하는 단계;

   를 포함하여 이루어지며, 상기 볼스터 서포터의 제어위치와 볼스터 서포터의 현재위치가 동일하면 제어 완료하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트의 사이드 볼스터의 제어방법.

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