KR101528628B1 - 액티브 헤드레스트와 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 액티브 헤드레스트가 탑승자의 머리를 지지하여 머리가속도가 흉부가속도를 추종하도록 한 이후에 국부적으로 머리가속도가 흉부가속도보다 떨어지게 되는 구간에서, 머리가속도를 증가시켜서 흉부가속도를 좀 더 추종할 수 있도록 하여, 목상해지수를 저감시킴으로써, 궁극적으로 탑승자의 목상해를 더욱 저감할 수 있도록 한다.

Description

액티브 헤드레스트와 그 제어방법{ACTIVE HEADREST AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 액티브 헤드레스트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탑승자의 목 상해를 더욱 저감할 수 있도록 하는 액티브 헤드레스트의 메커니즘에 관한 기술이다.

액티브 헤드레스트는 차량의 후방 충돌시 탑승자의 몸통부분과 머리부분의 상이한 움직임에 의해 목과 그 주위에 상해가 발생하는 것을 능동적으로 방지하도록 하는 장치이다.

후방 충돌시 탑승자의 목 부분에 상해가 발생하는 주요한 원인은 후방으로부터 가해지는 충격에 대하여 탑승자의 몸통부분과 머리부분의 가속도가 다르기 때문으로, 목 상해를 일으키는 정도를 나타내는 목상해지수(NIC: Neck Injury Criteria)는 대체로 머리가속도와 흉부가속도의 차이에 의해 결정할 수 있으며, 특히 머리가속도가 흉부가속도에 비하여 떨어지는 정도가 커질수록 증가한다.

도 1은 종래 액티브 헤드레스트를 적용한 경우에 시간 경과에 따라 흉부가속도(T1)와 머리가속도(Ha) 및 목상해지수(NIC)를 예시한 것으로서, 후방충돌전의 0상태로부터 충돌이 발생하여 종래의 액티브 헤드레스트가 작동하여 탑승자의 머리를 지지함으로써 1상태로부터 2상태로 머리와 흉부의 가속도가 함께 증가되고 있다.

이와 같이 후방 충돌에 대하여 머리와 흉부의 가속도가 일치하여 함께 이동되도록 하는 것이 목 상해를 방지하기 위한 가장 좋은 방법이다.

그런데, 2상태 이후에는 머리가속도(Ha)가 흉부가속도(T1)보다 떨어져서 목상해지수가 크게 증가하는 구간이 발생하고 이는 3상태를 거쳐 4상태에 이르러야 해소되게 된다.

상기한 바와 같이 액티브 헤드레스트에 의해 머리가속도(Ha)가 증가하다가 흉부가속도(T1)에 비하여 떨어지게 되면, 목상해지수(NIC)가 크게 증가하면서 목 주위의 상해가 발생할 수 있다.

즉, 종래의 액티브 헤드레스트에 의해 상기 1상태부터 2상태에 이르는 동안 헤드레스트가 머리를 지지하여 목상해지수를 저감시킴으로써, 어느 정도 목 상해 저감의 효과를 보고 있으나, 점차 강화되고 있는 목상해 저감성능의 요구를 충족시키기 위해서는 상기 2상태로부터 4상태에 이르는 동안의 머리가속도(Ha) 저하 현상을 저감시킬 필요가 있는 것이다.

상기의 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종래의 액티브 헤드레스트가 탑승자의 머리를 지지하여 머리가속도가 흉부가속도를 추종하도록 한 이후에 국부적으로 머리가속도가 흉부가속도보다 떨어지게 되는 구간에서, 머리가속도를 증가시켜서 흉부가속도를 좀 더 추종할 수 있도록 하여, 목상해지수를 저감시킴으로써, 궁극적으로 탑승자의 목상해를 더욱 저감할 수 있도록 한 액티브 헤드레스트 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 액티브 헤드레스트는

후방충돌감지센서와;

상기 후방충돌감지센서에 의해 후방충돌이 감지되면 헤드레스트를 시트백에 대하여 전방 상측으로 이동시켜 탑승자의 머리를 지지하도록 하는 1차액츄에이터와;

상기 헤드레스트에 가해지는 탑승자 머리로부터의 압력이 소정 수준 이상이 되면 상기 헤드레스트를 추가로 전방 상측으로 이동시키는 2차액츄에이터;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 액티브 헤드레스트 제어방법은

차량의 후방 충돌이 발생하는지 판단하는 충돌판단단계와;

상기 충돌판단단계 수행결과, 후방 충돌이 발생된 경우 상기 1차액츄에이터를 작동시켜 헤드레스트를 일차적으로 이동시키는 1차구동단계와;

상기 1차구동단계 개시 후, 상기 헤드레스트에 가해지는 탑승자 머리로부터의 압력을 측정하는 압력측정단계와;

상기 압력측정단계 수행결과, 상기 헤드레스트에 가해지는 압력이 소정수준 이상인지 판단하는 압력판단단계와;

상기 압력판단단계 수행결과, 상기 헤드레스트에 가해지는 압력이 소정수준 이상인 경우, 상기 2차액츄에이터를 작동시켜 상기 헤드레스트를 2차적으로 더 이동시키는 2차구동단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 종래의 액티브 헤드레스트가 탑승자의 머리를 지지하여 머리가속도가 흉부가속도를 추종하도록 한 이후에 국부적으로 머리가속도가 흉부가속도보다 떨어지게 되는 구간에서, 머리가속도를 증가시켜서 흉부가속도를 좀 더 추종할 수 있도록 하여, 목상해지수를 저감시킴으로써, 궁극적으로 탑승자의 목상해를 더욱 저감할 수 있도록 한다.

도 1은 종래의 액티브 헤드레스트의 작용을 설명한 그래프,
도 2는 본 발명에 따른 액티브 헤드레스트의 구성도,
도 3은 본 발명의 액티브 헤드레스트의 작동을 설명한 블록도,
도 4는 본 발명에 따른 액티브 헤드레스트의 작용을 설명한 그래프,
도 5는 본 발명에 따른 액티브 헤드레스트 제어방법의 실시예를 도시한 순서도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명 액티브 헤드레스트의 실시예는 후방충돌감지센서(1)와; 상기 후방충돌감지센서(1)에 의해 후방충돌이 감지되면 헤드레스트(3)를 시트백에 대하여 전방 상측으로 이동시켜 탑승자의 머리를 지지하도록 하는 1차액츄에이터(5)와; 상기 헤드레스트(3)에 가해지는 탑승자 머리로부터의 압력이 소정 수준 이상이 되면 상기 헤드레스트(3)를 추가로 전방 상측으로 이동시키는 2차액츄에이터(7)를 포함하여 구성된다.

즉, 종래의 액티브 헤드레스트가 1차액츄에이터(5)만 구비한 구성이었다면, 본 발명은 상기 2차액츄에이터(7)를 구비하여, 상기 1차액츄에이터(5)의 작용에 의해 헤드레스트가 탑승자의 머리가속도가 흉부가속도를 추종하도록 한 이후에 국부적으로 머리가속도가 흉부가속도보다 떨어지게 되는 구간에서, 상기 2차액츄에이터(7)로 재차 탑승자의 머리가속도를 증가시키도록 하여, 탑승자의 머리가속도가 흉부가속도를 좀 더 추종하는 상태를 구현함으로써, 목상해지수를 저감으로 탑승자의 목상해를 감소 내지는 방지할 수 있도록 한 것이다.

본 발명 실시예에는 탑승자 머리로부터의 압력을 감지하도록 상기 헤드레스트에 구비된 압력센서(9)와, 상기 압력센서(9)에서 측정된 압력이 소정 수준 이상이고, 상기 후방충돌감지센서(1)에 의해 후방충돌이 감지된 경우임이 판단되는 경우에만 상기 2차액츄에이터(7)를 작동시키도록 구성된 컨트롤러(11)가 구비된다.

즉, 상기 2차액츄에이터(7)의 작동여부를 결정함에 있어서, 상기 헤드레스트(3)에 설치된 압력센서(9)의 측정값을 사용하도록 하는 것으로, 1차액츄에이터(5)에 의해 지지되는 탑승자의 머리가 헤드레스트를 점차 증가하는 압력으로 가압하면서 머리가속도가 저하되기 시작하면, 상기 압력센서(9)를 통해 이를 감지하여 상기 2차액츄에이터(7)를 작동시켜서 상기 헤드레스트가 좀 더 전방 상측으로 탑승자의 머리를 지지하도록 하면서 머리가속도를 인위적으로 재차 증가시키도록 하여, 도 4에 도시된 바와 같이 2상태와 4상태 사이 구간의 머리가속도(Ha)와 흉부가속도(T1)의 차이를 줄임으로써, 목상해지수(NIC)를 감소시켜 궁극적으로 탑승자의 목 상해를 저감시킬 수 있도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 작동은 도 3과 같이 정리할 수 있는 바, 후방충돌감지센서(1)의 측정값에 의해 상기 컨트롤러(11)가 상기 1차액츄에이터(5)를 구동하면, 액티브헤드레스트가 1차로 전방 상측으로 이동하면서 탑승자의 머리를 지지하고, 이때 상기 압력센서(9)로 측정되는 탑승자 머리로부터의 압력이 소정수준 이상이 되면 상기 후방충돌감지센서(1)가 후방충돌임을 센싱했던 상황인지를 파악하여 상기 2차액츄에이터(7)를 구동하는 것이다.

상기 2차액츄에이터(7)를 구동할지 여부의 판단 시, 상기 후방충돌감지센서(1)의 작동 여부를 함께 판단함으로써, 후방충돌 상황이 아니면서 헤드레스트(3)에 과도한 압력이 가해지는 상황에서 부적절하게 상기 2차액츄에이터(7)가 작동되는 것을 방지하도록 한다.

상기와는 다른 방법으로, 상기 컨트롤러(11)는 상기 2차액츄에이터(7) 작동시 상기 1차액츄에이터(5)를 작동시킨 경우에만 상기 2차액츄에이터(7)를 작동시키도록 구성할 수도 있을 것이며, 더욱 엄격한 판단 방법으로는 상기 1차액츄에이터(5)를 작동시킨 이후이고, 상기 압력센서(9)에서 측정된 압력이 소정 수준 이상이면, 상기 2차액츄에이터(7)를 작동시키도록 상기 컨트롤러(11)를 구성할 수 있을 것이다.

물론, 상기 압력센서(9)의 측정압력을 비교하는 상기 소정 수준은, 이상에서 상술한 바와 같이, 1차액츄에이터(5)에 의해 흉부가속도를 추종하던 머리가속도가 머리가 헤드레스트에 가압됨에 따라 흉부가속도보다 저하되는 것으로 판단할 수 있는 정도를 실험 및 해석 등에 의해 적절히 결정할 수 있을 것이다.

한편, 도 5를 참조하면, 상기한 바와 같은 액티브 헤드레스트를 제어하는 방법의 실시예는, 차량의 후방 충돌이 발생하는지 판단하는 충돌판단단계(S10)와; 상기 충돌판단단계(S10) 수행결과, 후방 충돌이 발생된 경우 상기 1차액츄에이터를 작동시켜 헤드레스트를 일차적으로 이동시키는 1차구동단계(S20)와; 상기 1차구동단계(S20) 개시 후, 상기 헤드레스트에 가해지는 탑승자 머리로부터의 압력을 측정하는 압력측정단계(S30)와; 상기 압력측정단계(S30) 수행결과, 상기 헤드레스트에 가해지는 압력이 소정수준 이상인지 판단하는 압력판단단계(S40)와; 상기 압력판단단계(S40) 수행결과, 상기 헤드레스트에 가해지는 압력이 소정수준 이상인 경우, 상기 2차액츄에이터를 작동시켜 상기 헤드레스트를 2차적으로 더 이동시키는 2차구동단계(S50)를 포함하여 구성된다.

즉, 1차구동단계(S20)와 2차구동단계(S50)를 각각 상기 충돌판단단계(S10)와 압력측정단계(S30)의 결과에 의해 차례로 수행함으로써, 상기한 바와 같이 탑승자 보호에 더욱 적합한 상태를 구현하는 것이다.

특히, 도 5의 실시예에서는 상기 2차구동단계(S50) 직전에는 상기 1차액츄에이터를 구동하여 1차구동단계(S20)를 수행하였는지의 여부를 재차 확인하여, 1차구동단계(S20)가 수행된 이후에만 상기 2차구동단계(S50)를 수행하도록 하고 있다.

물론, 상기 2차구동단계(S50)는 1차구동단계(S20) 수행 후에 진행되도록 구성되어 있으나, 컨트롤러의 오류 등에 의해 후방충돌상황이 아닌 경우에도 상기 헤드레스트에 탑승자가 가하는 압력만에 의해 2차액츄에이터가 구동되는 것을 더욱 확실히 방지하기 위한 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 후방충돌감지센서
3; 헤드레스트
5; 1차액츄에이터
7; 2차액츄에이터
9; 압력센서
11; 컨트롤러
S10; 충돌판단단계
S20; 1차구동단계
S30; 압력측정단계
S40; 압력판단단계
S50; 2차구동단계

Claims (6)

1. 후방충돌감지센서(1)와;
   상기 후방충돌감지센서(1)에 의해 후방충돌이 감지되면 헤드레스트를 시트백에 대하여 전방 상측으로 이동시켜 탑승자의 머리를 지지하도록 하는 1차액츄에이터(5)와;
   상기 헤드레스트에 가해지는 탑승자 머리로부터의 압력이 소정 수준 이상이 되면 상기 헤드레스트를 추가로 전방 상측으로 이동시키는 2차액츄에이터(7);
   를 포함하고,
   탑승자 머리로부터의 압력을 감지하도록 상기 헤드레스트에 구비된 압력센서(9)와;
   상기 1차액츄에이터(5)를 작동시킨 이후이고, 상기 압력센서(9)에서 측정된 압력이 소정 수준 이상이면, 상기 2차액츄에이터(7)를 작동시키도록 구성된 컨트롤러(11);
   를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액티브 헤드레스트.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1항의 액티브 헤드레스트를 제어하는 방법에 있어서,
   차량의 후방 충돌이 발생하는지 판단하는 충돌판단단계(S10)와;
   상기 충돌판단단계(S10) 수행결과, 후방 충돌이 발생된 경우 상기 1차액츄에이터를 작동시켜 헤드레스트를 일차적으로 이동시키는 1차구동단계(S20)와;
   상기 1차구동단계(S20) 개시 후, 상기 헤드레스트에 가해지는 탑승자 머리로부터의 압력을 측정하는 압력측정단계(S30)와;
   상기 압력측정단계(S30) 수행결과, 상기 헤드레스트에 가해지는 압력이 소정수준 이상인지 판단하는 압력판단단계(S40)와;
   상기 압력판단단계(S40) 수행결과, 상기 헤드레스트에 가해지는 압력이 소정수준 이상인 경우, 상기 2차액츄에이터를 작동시켜 상기 헤드레스트를 2차적으로 더 이동시키는 2차구동단계(S50);
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액티브 헤드레스트 제어방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 2차구동단계(S50) 직전에는 상기 1차액츄에이터를 구동하여 1차구동단계(S20)를 수행하였는지의 여부를 재차 확인하여, 1차구동단계(S20)가 수행된 이후에만 상기 2차구동단계(S50)를 수행하는 것
   을 특징으로 하는 액티브 헤드레스트 제어방법.

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