KR101755898B1 - 시트 충격 저감 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

발명의 실시예에 따른 시트 충격 저감 방법은 차량의 후방 충돌을 감지하는 단계; 및 상기 차량의 후방 충돌이 감지되면 어깨 조절 장치의 충돌 전 위치에 대응하여 상기 어깨 조절 장치의 위치를 제어하는 단계를 포함한다.

Description

시트 충격 저감 장치 및 그 방법{Apparatus for reducing impact of seat and Method thereof}

본 발명은 시트 충격 저감 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 차량의 후방 충돌시 발생되는 충격으로 인하여 뒤로 젖혀지는 상체를 지지함으로써 승객에게 전달되는 충격을 저감하여 부상의 발생을 현저하게 줄일 수 있는 어깨 조절장치를 구비하는 시트 충격 저감 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

자동차용 헤드레스트는 시트에 앉아 있는 탑승자의 머리 받침대로서, 특히 자동차에 대한 후방 충돌 사고 발생 시 탑승자의 머리를 충격으로부터 보호하는 장치이다. 이러한 헤드레스트는 탑승자가 수동으로 자신의 머리 위치에 적합한 정도로 높낮이 및 상기 헤드레스트와 탑승자의 머리 사이의 간격을 조절하도록 되어 있으며, 상기 헤드레스트와 탑승자의 머리 사이의 간격은 통상적으로 4cm 이하로 유지되는 것이 가장 바람직하다.

하지만, 수동으로 높낮이 및 탑승자의 머리 사이와의 간격을 조절하는 종래의 헤드레스트는 탑승자의 머리 사이와의 간격이 초기에 조절한 상태로 고정되므로, 실제로 자동차에 대한 후방 충돌 사고가 발생하는 경우, 헤드레스트와 탑승자의 머리 사이의 간격이 통상적으로 안전이 보장되는 특정값(예컨대, 4cm 이하)으로 유지되어 탑승자의 머리가 헤드레스트에 거의 밀착된 상태로 되지 않으면, 탑승자의 머리가 자동차의 전방으로 쏠렸다가 아주 빠른 가속도를 나타내면서 후방으로 과도하게 젖혀지게 되고, 그 결과 탑승자의 목 부분에 발생하는 충격으로 인해 두통, 현기증, 이명 현상, 추간판 헤르니아(일명 디스크라도 함) 등의 신체적인 고통이 유발되거나, 심한 경우 목뼈 골절(whiplash injury)에 의한 사망 사고까지 초래되는 문제점이 있다.

이를 개선하기 위해 충돌 사고 등에 의해 차량의 후방에 강한 충격이 가해졌을 때 탑승자의 머리 및 목 부분을 보호하기 위해 헤드레스트가 자동으로 상승하여 탑승자의 머리를 지지하는 액티브 헤드레스트가 사용되고 있으나 이는 탑승자의 경추 부위의 상해를 저감하는 장치로 승객의 상체를 전체적으로 보호하기에는 역부족이고, 기계식 액티브 헤드레스트의 경우 사고 시 작동 판단의 어려움이 있다는 문제가 있다.

본 발명은 자동차에 후방 충돌이 발생한 경우 차량에 장착되어 있는 후방 충돌 감지 센서에서 이를 감지하고, 감지되는 신호에 의해 승객 충격 저감 장치의 작동을 제어하여 모터 승압 장치가 순간적인 전압을 인가하여 어깨 조절 장치(Shoulder Adjuster)를 승객 방향인 전방으로 신속히 이동시켜 승객의 상체와 시트의 이격거리 감소를 통해 승객에게 발생할 수 있는 목 상해뿐 아니라 상체 전체의 상해 가능성을 저감할 수 있는 시트 충격 저감 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명의 실시예에 따른 시트 충격 저감 방법은 차량의 후방 충돌을 감지하는 단계; 및 상기 차량의 후방 충돌이 감지되면 어깨 조절 장치의 충돌 전 위치에 대응하여 상기 어깨 조절 장치의 위치를 제어하는 단계를 포함한다.

발명의 실시예에 따른 시트 충격 저감 장치는 충돌 가속도의 측정값을 통해 차량의 후방 충돌을 감지하는 후방 충돌 감지부; 및 상기 충돌 가속도의 측정값에 따라 상기 차량의 시트에 포함되는 어깨 조절 장치의 충돌 전 위치에 대응하여 상기 어깨 조절 장치의 위치를 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 시트 충격 저감 장치 및 그 방법은 탑승자의 상체(어깨/등)를 지탱하는 프레임이 차량의 전방으로 이동함으로써 목 상해 가능성을 저감하고 탑승자의 상체에 전달되는 충격량을 흡수할 수 있는 효과가 있다.

또한, 자동차의 시트에 이미 적용되어 있는 어깨 조절 장치에 충돌시 순간적으로 작동할 수 있는 승압 장치를 적용하여 시트 상단부 전체를 이동하여, 액티브 헤드레스트에 의한 탑승자의 목 부분 보호 기능 외에도, 탑승자의 상체를 보호할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 발명의 실시예에 따른 자동차용 시트 충격 저감 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 발명의 실시예에 따라 충격 저감 장치의 작동 조건을 나타내는 도면이다.
도 3은 발명의 실시예에 따라 자동차용 시트 충격 저감 방법을 나타내는 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변형 및 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 발명의 실시예에 따른 자동차용 시트 충격 저감 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 발명의 실시예에 따른 자동차용 시트 충격 저감 장치(100)는 후방 충돌 감지부(110), 어깨 조절 장치 모터(120), 승압부(130), 홀 센서(140), 어깨 조절 프레임(150), 헤드 레스트(160), 전원부(170) 및 제어부(180)를 포함한다.

후방 충돌 감지부(110)는 자동차에 대한 후방 충돌 사고 발생 시의 충돌 가속도(G)를 감지하며, 자동차의 후방 범퍼 근처에 설치하는 것이 바람직하다. 후방 충돌 감지부(110)는 감지값을 제어부(180)로 전달하여 제어부(180)가 감지값에 따라 다른 구성요소를 제어할 수 있도록 한다.

어깨 조절 장치 모터(120)는 제어부(180)에 의해 동작 명령이 입력되면 신호에 대응하여 동작하게 되고, 이에 따라 어깨 조절 프레임(150)이 이동한다.

승압부(130)는 제어부(180)에 의해 동작 명령이 입력되면 어깨 조절 장치 모터(120)의 순간적이고 신속한 작동을 위해 전압을 승압하여 이를 어깨 조절 장치 모터(120)로 전달한다.

홀 센서(140)는 어깨 조절 장치(150)의 충돌 전 위치를 감지하여 감지한 값을 제어부(180)로 전달한다.

어깨 조절 프레임(150)은 어깨 조절 장치 모터(120)에 의해 이동되는 프레임으로 탑승자의 어깨를 비롯한 상반신을 지지한다.

헤드 레스트(160)는 차량의 시트 상부에 장착되어 차량의 후방에 충격이 가해졌을 때 탑승자의 머리 및 목을 지속적으로 지지하도록 액티브 헤드레스트 작동 장치에 의해 작동된다.

전원부(170)는 다른 구성요소의 동작에 필요한 전원을 공급하는 것으로, 자동차의 배터리(battery)가 전원부로 동작할 수 있다.

제어부(180)는 시트 충격 저감 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하는 것으로, 차량의 후방 충격에 대응하여 어깨 조절 프레임(150) 및 헤드 레스트(160)의 동작을 제어한다.

도 2는 발명의 실시예에 따라 작동량에 따른 충격 저감 장치의 동작을 나타내는 도면이다. 도 2a는 어깨 조절 프레임(150)이 기준 위치에 위치하는 경우의 각도를 0°으로 설정한 경우를 나타낸다. 차량의 후방 충돌시와 같은 강한 충격이 없는 상태에서는 사전에 설정된 위치를 유지하나, 차량의 후방 충돌시와 같은 강한 충격이 감지되는 경우 제어부(180)의 제어 명령에 따라 어깨 조절 프레임(150) 및 헤드 레스트(160)가 전방으로 이동한다. 이동하는 범위는 미리 설정된 일정 값일 수 있고, 충격량의 세기에 대응할 수도 있다. 구체적으로, 차량의 후방 충돌이 강하게 일어날수록 탑승객의 관성이 커지기 때문에 어깨 조절 프레임(150) 및 헤드 레스트(160)가 탑승객을 향한 방향으로 이동하는 변위량이 증가할 수 있다.

도 2b는 어깨 조절 프레임(150)이 기준 위치로부터 5°의 각도에 위치하는 경우 차량의 후방 충돌시와 같은 강한 충격이 감지되면 제어부(180)의 제어 명령에 따라 어깨 조절 프레임(150) 및 헤드 레스트(160)가 전방으로 이동한다. 이동하는 범위는 미리 설정된 일정 값일 수 있고, 충격량의 세기에 대응할 수도 있다.

도 2a 및 2b는 모두 어깨 조절 프레임(150)이 기준 위치로부터 미리 정해진 각도 범위 이내에 위치하는 경우 차량의 후방 충돌시와 같은 강한 충격이 가해졌을 때 이동하는 것을 나타낸다.

도 2c 및 2d는 모두 어깨 조절 프레임(150)이 기준 위치로부터 미리 정해진 각도 범위 이상으로 탑승자 방향으로 기울어진 상태로 위치하는 경우 차량의 후방 충돌시와 같은 강한 충격이 가해졌을 때 탑승자 방향으로 이동하지 않는 것을 나타낸다. 즉, 충돌 전에 어깨 조절 프레임(150)이 기준 위치로부터 미리 정해진 각도 범위 이상으로 탑승자 방향으로 기울어진 상태로 위치하는 경우, 차량의 후방 충돌시와 같은 강한 충격이 가해졌을 때 탑승자 방향으로 이동하게 되면 어깨 조절 프레임(150)이 과도하게 이동하여 탑승자에게 충격을 줄 수 있으므로, 충돌 전에 어깨 조절 프레임(150)이 기준 위치와 상대적으로 미리 설정된 각도 이상 기울어진 상태로 위치하는 경우 차량의 후방 충돌시와 같은 강한 충격이 가해졌을 때에도 이동하지 않는 것이 바람직하다.

이와 같이 작동 여부의 기준이 되는 각도는 사용자의 체형, 나이, 신장, 몸무게 등에 따라 다르게 설정될 수 있으며, 이는 필요에 따라 변경될 수 있다. 또한 어깨 조절 장치가 동작하는 시간은 충돌 후 55ms 내지 60ms이다.

도 3은 발명의 실시예에 따라 자동차용 시트 충격 저감 방법을 나타내는 흐름도이다. 처음으로, 충격 저감 시스템이 동작하는 상태에서 후방 충돌 감지부(11)는 차량의 후방 충돌을 감지한다(S100).

다음으로, 충돌이 감지되는 경우, 충돌 가속도가 기준값 이상인지를 판단한다(S200). 충돌이 감지된 경우라도, 충돌 가속도가 미리 정해진 기준값 미만인 경우에는 충격 저감 시스템이 동작하지 않도록 설정될 수 있다.

다음으로, 차량의 후방 충돌이 감지되면 어깨 조절 장치의 충돌 전 위치에 대응하여 상기 어깨 조절 장치의 위치를 제어한다. 구체적으로, 충돌 가속도가 기준값 이상인 경우, 충돌 전 어깨 조절 장치의 설정각도가 기준 위치에 비하여 기울어진 정도가 제1 기준값 이상인지를 판단하여(S300), 제1 기준값 이상인 경우에는 충격 저감 시스템이 동작하지 않고, 제1 기준값 미만인 경우에는 어깨 조절 장치가 미리 정해진 위치로 이동하도록 제어한다(S400).

다음으로, S400의 단계에서 어깨 조절 장치의 위치가 충돌에 의하여 변경된 경우, 미리 정해진 시간 경과 후에 어깨 조절 장치가 충돌 전의 위치로 복귀하는 단계가 실행될 수 있다(S500).

상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다.

따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 시트 충격 저감 장치
110: 후방 충돌 감지부
120: 어깨 조절 장치 모터
130: 승압부
140: 홀 센서
150: 어깨 조절 프레임
160: 헤드 레스트
170: 전원부
180: 제어부

Claims (8)

1. 차량의 후방 충돌을 감지하는 단계; 및
   상기 차량의 후방 충돌이 감지되면 어깨 조절 장치의 충돌 전 위치에 대응하여 상기 어깨 조절 장치의 위치를 제어하는 단계를 포함하고,
   상기 위치를 제어하는 단계는 상기 차량의 충돌 전 어깨 조절 장치의 설정각도가 제1 기준값 미만인지를 판단하는 단계; 및
   상기 차량의 충돌 전 어깨 조절 장치의 설정각도가 기준위치에 비해 기울어진 각도가 제1 기준값 미만인 경우에 충돌이 감지되면, 상기 어깨 조절 장치의 위치를 미리 정해진 위치에 위치하거나, 충격량의 세기에 대응하여 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 충격 저감 방법.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 차량의 후방 충돌을 감지하는 단계는 충돌 시의 충돌 가속도가 미리 정해진 값 이상인 경우를 충돌로 감지하는 것을 특징으로 하는 시트 충격 저감 방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 어깨 조절 장치의 위치가 충돌에 의하여 변경된 경우, 미리 정해진 시간 경과 후에 어깨 조절 장치가 충돌 전의 위치로 복귀하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 충격 저감 방법.
   
5. 충돌 가속도의 측정값을 통해 차량의 후방 충돌을 감지하는 후방 충돌 감지부; 및
   상기 충돌 가속도의 측정값에 따라 상기 차량의 시트에 포함되는 어깨 조절 장치의 충돌 전 위치에 대응하여 상기 어깨 조절 장치의 위치를 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 차량의 충돌 전 어깨 조절 장치의 설정각도가 제1 기준값 미만인 경우, 상기 어깨 조절 장치의 위치를 미리 정해진 위치에 위치하거나, 충격량의 세기에 대응하여 이동시키는 것을 특징으로 하는 시트 충격 저감 장치.
   
6. 삭제
7. 제5항에 있어서,
   상기 어깨 조절 장치의 충돌 전 위치를 감지하여 감지한 값을 상기 제어부로 전달하는 홀 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 충격 저감 장치.
   
8. 제5항에 있어서,
   상기 제어부로부터 동작 명령을 수신하여 상기 어깨 조절 장치의 순간적이고 신속한 작동을 위해 전압을 승압하는 승압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 충격 저감 장치.
   

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