KR102490303B1

KR102490303B1 - 자세 교정 기능을 갖는 차량용 시트 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR102490303B1
Application number: KR1020210034488A
Authority: KR
Inventors: 최우진
Original assignee: 최우진
Priority date: 2021-03-17
Filing date: 2021-03-17
Publication date: 2023-01-19
Also published as: KR20220129772A; WO2022197019A1

Abstract

본 발명에 의한 자세 교정기능을 갖는 차량용 시트 및 이의 제어 방법은 탑승자의 좌측 둔부가 안착되는 좌측 시트부와 우측 둔부가 안착되는 우측 시트부를 포함하는 시트부, 상기 좌측 시트부에 가해지는 압력과 상기 우측 시트부에 가해지는 압력을 각각 감지하는 압력 감지부, 상기 시트부를 동작시키는 구동부, 상기 압력 감지부에 의해 감지된 압력에 기반하여 상기 시트부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 압력 감지부가 감지한 좌측 시트부의 압력과 우측 시트부의 압력을 비교하여, 압력의 차이가 있는 경우, 상기 압력의 차이가 현재보다 낮아지도록 하는 설정값을 도출하고, 상기 설정값에 따라 상기 구동부가 상기 좌측 시트부의 높이와 상기 우측 시트부의 높이를 각각 조절하는 것을 특징으로 한다.

Description

자세 교정 기능을 갖는 차량용 시트 및 그 제어방법 {Vehicle seat with posture correction function and its control method}

본 발명은 자세 교정 기능을 갖는 차량용 시트에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 탑승자가 착석한 차량용 시트의 좌, 우측 시트부를 조절함으로써 탑승자의 자세를 교정하고, 척추측만증을 예방할 할 수 있는 차량용 시트에 관한 것이다.

일상 생활에서 차량은 필수적인 수단이며, 최근 들어서는 여행 등 레저 문화의 고도화나 도시 광역화에 따른 출퇴근 거리 증가 등의 사회적인 여건의 변화로 인해 상당 시간을 차량 내부에 앉아서 보내는 경우가 과거에 비해 크게 증가한 상황이다.

차량에 탑승 시, 탑승자는 보통 차량용 시트에 앉아서 이동하게 되는데, 차량 내부 공간이 좁은데다, 특히 운전자의 경우는 주행 시에 운행에 집중해야 하는 상황인 바, 신체 움직임이 크게 제한된다.

특히 장거리 주행의 경우, 이러한 상태가 장시간 유지되는데, 운전자는 운전석에 앉은 채로 장시간 동일한 자세를 취할 수밖에 없게 된다.

장시간 운행에 따라 오랫동안 앉아 있게 되면, 척추 및 골반 등에 지속적인 압박이 가해져 척추 또는 골반 부위에 통증이 발생하게 된다.

또한, 올바르지 못한 자세 예를 들면, 골반이 삐뚤어진 자세로 장시간 차량 시트에 앉아 있게 되면 골반 주변 근육 및 좌, 우측 인대의 텐션에 차이가 생김으로써 통증 및 근육 긴장을 유발하여 요통, 골반통을 일으키며 허벅지 근육의 강직 및 등과 목까지 아프게 할 수 있다.

나아가 이러한 증상이 심해지면 척추측만증 혹은 골반 회전 등과 같은 퇴행성 변화까지 진행될 수 있는 심각한 상황을 초래할 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 착석자의 올바른 자세를 유도하기 위해 여러 인체공학적 의자가 개발되어 사용되고 있으며, 이러한 종래 기술중에는 출원인의 발명도 포함되어 있다(선행기술문헌 문헌 2).

상기 종래 기술들은 주로 등받이를 좌우로 분리 형태의 의자나, 등받이를 상하로 분리하여 요추부와 등부위를 분리한 형태의 의자들이 개발되어 있다

그러나 상기 의자들은 등받이 부분을 개량하여 척추 부분의 자세를 교정하는 형태이며, 골반 부분의 자세를 교정하는 구성은 포함하고 있지 않아, 골반 부위에 대한 자세 교정이 어려운 문제점이 있다.

또한 상기 종래 기술들은 일반 실내용 의자로서 착석자가 앉은 자세에서 골반 부분에 불편함을 느낄 때 언제든지 일어나서 자세를 바꿔 앉을 수 있거나, 골반의 위치를 자유롭게 움직여 자세를 바꿀 수 있는 환경에서는 자세 교정에 효과적이나, 상기 언급한 차량 환경에서는 움직임이 크게 제한되기 때문에 차량에 적용할 수 없을 뿐 아니라, 착석자가 불편함을 느껴도 효과적으로 착석자의 자세를 교정할 수 없다는 문제점이 있다.

문헌 1. 대한민국특허청, 특허출원번호 제10-2019-0128249호, "조절식 요추 지지장치를 갖는 의자 등받이" 문헌 2. 대한민국특허청, 특허출원번호 제10-2017-0143833호, " 자세 교정용 의자"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 차량 탑승자들이 차량용 시트에 착석하였을 때, 골반 및 척추의 비틀어짐을 감지하여 이를 최소화될 수 있도록 올바른 자세로 교정하고 이를 유지시킴으로써, 주행 상황에서 발생할 수 있는 골반 및 척추의 통증을 방지하고, 시트의 안락성을 향상시키며, 나아가 척추측만증 혹은 골반 회전 등과 같은 퇴행성 질환이 진행되는 것을 예방할 수 있는 자세 교정 기능을 갖는 차량용 시트를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 자세 교정 기능을 갖는 차량용 시트는 탑승자의 좌측 둔부가 안착되는 좌측 시트부와 우측 둔부가 안착되는 우측 시트부를 포함하는 시트부, 상기 좌측 시트부에 가해지는 압력과 상기 우측 시트부에 가해지는 압력을 각각 감지하는 압력 감지부, 상기 시트부를 동작시키는 구동부 및 상기 압력 감지부에 의해 감지된 압력에 기반하여 상기 시트부의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는 상기 압력 감지부가 감지한 좌측 시트부의 압력과 우측 시트부의 압력을 비교하여, 압력의 차이가 있는 경우, 상기 압력의 차이가 현재보다 낮아지도록 하는 제1 시트 설정값을 도출하고, 상기 제1 시트 설정값에 따라 상기 구동부가 상기 좌측 시트부의 높이와 상기 우측 시트부의 높이를 각각 조절하도록 할 수 있다.

또한, 상기 제1시트 설정값에 의한 상기 시트부의 높이가 조절된 이후, 상기 제어부는 상기 압력 감지부가 감지한 좌측 시트부의 압력과 우측 시트부의 압력을 비교하여, 압력의 차이가 있는 경우, 상기 압력의 차이가 현재보다 낮아지도록 하는 제2 시트 설정값을 도출하고, 상기 제2 시트 설정값에 따라 상기 구동부가 상기 좌측 시트부의 높이와 상기 우측 시트부의 높이를 각각 조절하도록 할 수 있다.

한편, 상기 압력 감지부는 차량의 변속장치가 주행모드이고 안전벨트가 착용된 상태인 경우에 상기 시트부의 압력을 감지할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 차량의 변속장치가 주차모드이고 안전벨트가 미착용된 상태인 경우에 상기 제1시트 설정값을 상기 제2시트 설정값으로 갱신하고, 상기 갱신된 제2 시트 설정값에 따라 상기 구동부가 상기 좌측 시트부의 높이와 상기 우측 시트부의 높이를 각각 조절할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 압력 감지부가 감지한 상기 시트부의 압력을 기반으로 탑승자를 식별할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 차량용 시트를 제어하는 방법은 탑승자를 식별하는 단계; 제1시트 설정값에 따라 상기 구동부가 상기 좌측 시트부의 높이와 상기 우측 시트부의 높이를 각각 조절하는 단계; 좌측 시트부에 가해지는 압력과 우측 시트부에 가해지는 압력을 각각 감지하는 단계; 상기 단계에서 감지된 좌측 시트부의 압력과 우측 시트부의 압력을 비교하여, 압력의 차이가 있는 경우, 상기 압력의 차이가 현재보다 낮아지도록 하는 제2시트 설정값을 도출하는 단계; 및 상기 제1시트 설정값을 상기 제2시트 설정값으로 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의한 자세 교정 기능을 갖는 차량용 시트는 탑승자가 차량용 시트에 앉았을 때, 골반 좌우 부위에 가해지는 압력의 차이를 감지하여, 상기 압력의 차이가 감소될 수 있도록 좌, 우측 시트부의 높이를 조절함으로써 탑승자의 자세를 올바르게 교정하여, 차량 탑승에 의한 척추 및 골반 등의 통증을 감소시키거나 방지할 수 있을 뿐 아니라, 척추측만증이나 골반 회전 등과 같은 퇴행성 질환이 진행되는 것을 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 탑승자의 자세를 모니터링하여, 탑승자가 차량에 탑승할 때마다 현재 상태에 최적화된 바른 자세로 교정할 수 있도록 하여, 탑승자의 상태 변화에도 그에 맞는 적절한 자세로의 교정을 지속적으로 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 현재 주행 중인지 여부를 감지하여, 주행 중이 아닌 경우에만 자세 교정을 위한 시트부를 동작시킴으로써, 운전자의 운전을 방해하지 않도록 하여 주행 중 운전자의 자세 교정으로 인하여 발생할 수 있는 안전사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 인체의 척추와 골반 부분을 정면에서 촬영한 X-ray 사진,
도 2는 본 발명에 의한 차량용 시트(100)의 일 실시예의 구성을 도식화한 구성도,
도 3은 차량 내부에 실제 설치되는 본 발명에 의한 차량용 시트 내부의 구성요소를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 의한 차량용 시트에 탑승자가 착석한 상태를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 의한 차량용 시트에 탑승자가 착석 후 시트부가 조절되기 전의 상태를 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 의한 차량용 시트의 시트부의 높이가 조절되는 것을 표시한 도면,
도 7은 본 발명에 의한 차량용 시트에 탑승자가 착석 후 시트부가 조절된 후의 상태를 도시한 도면,
도 8은 본 발명에 의한 차량용 시트의 제2 실시예의 구성을 도식화한 구성도,
도 9는 본 발명에 의한 차량용 시트에 의한 자세 교정 방법을 순서대로 도시한 순서도이다.

이하에서는 본 발명에 의한 자세 교정 기능을 갖는 차량용 시트의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.

발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 본 발명에 의한 자세 교정 기능을 갖는 차량용 시트가 구현된 일 예를 특정한 실시예들을 통해 설명하기로 한다.

인체 골격의 중심이 되는 부분은 척추와 골반으로서, 척추는 경추, 흉추, 요추 등으로 구성되어 있으며, 척추의 하단에 골반뼈가 연결되게 된다.

도 1은 이러한 인체의 척추와 골반 부분을 정면에서 촬영한 X-ray 사진으로, 좌측 사진은 척추와 골반의 전체 모습을 나타내는 사진이며, 우측 사진은 좌측의 A, B 부분을 각각 확대한 사진이다.

도 1의 A부분은 경추 2번(치상부, Dens)에 해당하고, B부분은 요추 5번(후방돌기뼈, spinous process)에 해당하는데, 도 1의 L1과 같이 A부터 B까지 척추가 굽어 있는 부분이 없이 직선으로 나타나는 것이 정상이다.

또한, L2는 골반을 구성하는 장골(엉덩뼈)의 상단 부분인 장골능선(iliac crest)을 연결한 선으로서, 좌우측 장골능선의 높이를 나타내는데, 도 1과 같이 L2가 L1과 직교하는 상태, 즉 좌우측 장골능선의 높이가 같아 L2가 지면과 이루는 각이 0도인 상태로 나타나는 것이 정상이다.

따라서, L1이 굽는 상태 또는 L2가 경사지는 상태가 되는 자세를 취할 경우, 척추나 골반 등에 무리가 오게 되어 통증이 유발되고, 심할 경우에는 척추측만증이나 골반 뒤틀림 등의 퇴행성 질환까지 진행될 수 있으므로, 일상 생활에서 올바른 자세를 지속적으로 취할 수 있도록 하는 것이 건강을 유지하는 데 있어 매우 중요한 부분이다.

본 발명은 차량 시트에 착석 시, 탑승자가 올바른 자세를 취할 수 있도록 하기 위하여 아래와 같은 구성을 포함하여 구성될 수 있다.

도 2는 본 발명에 의한 차량용 시트(100)의 일 실시예의 구성을 도식화한 구성도이며, 도 3은 차량 내부에 실제 설치되는 본 발명에 의한 차량용 시트(100) 내부의 구성요소를 도시한 도면이다.

본 발명에 의한 차량용 시트(100)는 크게 탑승자가 등을 기대는 등받이와 탑승자의 둔부가 안착되는 착석시트로 구성되며, 상기 착석시트에는 시트부(110), 압력 감지부(120), 구동부(130)가 구비되며, 상기 착석시트 내부 또는 외부에 별도로 구비될 수 있는 제어부(140)는 차량 내부 통신망(400)에 연결되어 시트부의 구동을 제어할 수 있다.

상기 시트부(100)는 가장 외측에 구비되며, 탑승자의 둔부가 안착되어 직접 접촉되는 부분으로, 탑승자의 좌측 둔부가 안착되는 좌측 시트부(111)와 우측 둔부가 안착되는 우측 시트부(112)를 포함하여 구성된다.

상기 시트부(100)의 하단에는 시트부(100)에 가해지는 압력을 감지하여 측정하는 압력 감지부(120)가 구비된다.

상기 압력 감지부(120)는 상기 좌측 시트부(111)와 우측 시트부(112)의 안쪽 하단에 각각 위치하므로 탑승자가 시트부에 앉을 경우, 상기 좌측 시트부(111)와 우측 시트부(112)에 가해지는 압력을 각각 감지하여 측정할 수 있게 된다.

상기 압력 감지부(120)는 단위구역으로 구획된 평면 상에서 각 단위구역에 가해지는 압력을 각각 감지할 수 있는 평면 형태의 압력센서 또는 감압센서 등으로 구성되는 것이 바람직하다.

구동부(130)는 상기 좌, 우측 시트부(112) 각각이 상하로 움직일 수 있도록 하여 각각의 시트부(100) 높이를 조절할 수 있도록 한다.

상기 구동부(130)는 상하 동작이 가능한 구동원이면 가능한 바, 일반적인 구동원인 모터 등으로 구현이 가능하며, 신체가 안착되는 것을 고려하여 시트에 착석했을 때 안락함을 제공할 수 있는 air bladder (공기주머니) 등으로도 구성될 수 있으며, 본 실시예에서는 구동부(130)는 air bladder로 구성된다.

상기 air bladder로 구동부(130)를 구성하는 경우, air bladder에 공기가 주입되어 부피가 부풀면 상기 시트부(110)가 상승하고, 반대로 공기가 배출되어 부피가 줄어들면 상기 시트부는 하강하게 되는 방식으로 시트부의 높이를 조절하는 것이 가능하다.

제어부(140)는 상기 압력 감지부(120)가 감지한 좌, 우측 시트부(11, 112)의 압력값을 비교하여, 압력의 차이가 있는 경우, 상기 압력의 차이가 현재보다 낮아지도록 하는 시트 설정값을 도출하고, 상기 시트 설정값에 따라 상기 구동부(130)가 상기 좌, 우측 시트부(111, 112)의 높이를 조절할 수 있도록 제어할 수 있다.

상기 제어부(140)는 별도의 모듈로 구성되어 별도의 배선을 통해 차량 내부 통신망(400)과 직접 연결되거나, 차량에 구비되어 있는 OBD 포트(On-Board Diagnostics)와 유선 또는 블루투스 등의 무선 통신으로도 연결될 수도 있다.

상기 차량 내부 통신망(400) 은 차량의 각종 장치, 센서 및 ECU 등의 신호 및 데이터들이 전송되는 통신망으로, CAN, MOST, Ethernet 등 다양한 통신 규격이 사용될 수 있으며, 본 실시예에서는 CAN(Controller Area Network) 방식으로 구현되는 것으로 설명한다.

CAN 통신은 차량 내에서 호스트 컴퓨터 없이 마이크로 콘트롤러나 장치들이 서로 통신하기 위해 설계된 표준 통신 규격으로, 이를 사용할 경우 상기 제어부(140)는 CAN 버스로부터 차량의 상태정보를 직접 추출할 수 있으며, 상기 제어부(140)로부터 송출되는 데이터는 CAN 버스로 브로드 캐스팅되어 차량용 시트를 제어할 수 있다.

변속 장치(200)와 안전벨트(300)는 일반적으로 차량에 구비되는 변속 장치(200)와 안전벨트(300)로 구성될 수 있다.

상기 변속 장치(200)와 안전 벨트는 상기 차량 내부 통신망(400)에 연결되어 차량 내부 통신망(400)으로 현재 상태에 대한 정보를 브로드캐스팅 (broadcasting)한다.

예를 들면, 변속장치의 경우 현재 상태가 주행 (D-Drive), 후진 (R-Reverse), 주차(P-Park), 중립 (N- Neutral) 모드 중 어느 상태인지에 대한 정보들을 차량 내부 통신망(400)으로 실시간으로 브로드 캐스팅하며, 안전 벨트의 경우 각 좌석의 안전벨트(300) 착용 여부에 대한 상태정보가 브로드캐스팅 된다.

차량 내부 통신망(400)에 연결된 ECU등 차량의 각 부분들은 상기 브로드캐스팅된 상태 정보들을 식별하여 필요한 정보를 수신하고 처리하게 되며, 상기 제어부(140) 역시 차량 내부 통신망(400)에 연결되어 있으므로 상기 정보들을 식별하여 수신함으로써 변속 장치(200)와 안전 벨트의 현재 상태를 식별할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명에 의한 차량용 시트에 탑승자가 착석한 상태를 도시한 도면이다.

본 실시예에서는 신장 171cm, 체중 80Kg의 남성을 탑승자로 하여 설명한다.

탑승자는 차량용 시트에 착석하면서 시트부(100)에 둔부를 안착시키게 되는데, 좌측 둔부는 좌측 시트부(111), 우측 둔부는 우측 시트부(112)에 안착된다.

이 때, 체중에 의해 좌, 우측 둔부가 좌, 우측 시트부(111, 112)에 각각 압력(RP, LP)을 가하고, 상기 시트부(110) 아래에 위치한 압력 감지부(120)에서 가해진 각각의 압력을 감지하게 된다.

상기 감지된 압력을 통해 탑승자의 착석 자세를 판단할 수 있는데, 상기 감지된 우측 압력(RP)와 좌측 압력(LP)에 차이가 있다면, 압력이 큰 쪽의 둔부 쪽으로 골반이 기울어져 있다고 판단할 수 있다.

상기와 같은 상태를 도 5를 통해서 보다 자세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 의한 차량용 시트에 탑승자가 착석 후 시트부가 조절되기 전의 상태를 도시한 도면으로써, 도 5의 (a) 중 좌측 도면은 탑승자가 착석 후 시트부가 조절되기 전에 감지부가 측정한 압력 수치 결과를 나타낸 것이며, 우측 도면은 이 때 탑승자의 척추와 골반 상태를 정면에서 촬영한 X-ray 사진이며, 도 5의 (b)는 최초 착석 이후 시간 경과에 따라 감지부가 측정한 압력 수치 결과를 나타낸 도면이다.

(a)의 좌측은 압력 감지부(120)에 의해 감지된 압력을 나타내는데, Lt는 좌측 시트부(111)의 압력, Rt는 우측 시트부(112)의 압력이며, 청색, 녹색, 황색, 적색 순으로의 색변화에 따라 낮은 압력에서 높은 압력을 나타내는 것이다.

빨간색 박스로 표시된 부분을 보면, 우측 시트부(112)의 일부가 황색과 적색으로 표시되어 있는 반면, 좌측 시트부(111)에는 적색으로 표시된 부분은 나타나지 않는다.

이는 우측 시트부(112)에 더 높은 압력이 가해졌다는 것으로, 탑승자가 착석 시 우측 둔부가 좌측 둔부에 비해 더 많은 압력을 시트부에 가하고 있는 것이다.

이러한 상태는 탑승자의 우측 골반이 좌측 골반에 비해 내려와 있는 것에 기인하는데, (a)의 우측 사진은 이러한 상태를 나타내고 있다.

L1과 L2는 도 1에서 설명한 바와 같이 정상 상태일 때를 나타낸 것이고, L1’와 L2’는 현재 상태를 나타낸 것이다.

L2’는 정상상태에 비해 Rt(우측 골반)쪽으로 경사져 있는데, 이는 우측 장골 능선이 좌측 장골 능선에 비해 17.7mm나 낮아져 있기 때문이며, 이에 따라 L1’, 즉 척추 역시 우측으로 휘어져 있는 것을 알 수 있다.

즉 탑승자는 좌우측 골반의 높이가 다른 골반 뒤틀림 증상이 나타나고 있는 것을 알 수 있으며, 이에 의해 척추까지 한쪽으로 휘어진 척추 측만 현상까지 나타나고 있는 것이다.

이러한 증상은 잘못된 자세가 오랜 시간 유지될수록 심해지는데, 이는 도 4의 (b)를 통해 알 수 있다.

시간 경과에 따라 감지된 좌우 시트부의 압력을 보면, 좌측 사진에서 우측 사진으로 갈수록 적색으로 표시된 우측 시트부(112) 부분의 색이 점차적으로 황색, 적색, 진한 적색으로 변해가는 것을 볼 수 있다.

즉, 시간이 경과할 수록 좌우 둔부가 가하는 압력의 차이가 커지는 것이고, 이는 결국 좌우 골반의 높이 차이가 점점 커진다는 의미로써, 시간이 지날수록 잘못된 자세가 더욱 악화된다는 것이다.

이러한 잘못된 자세가 지속적으로 유지된다면, 상기에서 언급한 바와 같이 골반과 척추에 심한 통증을 유발하고, 척추측만증 등의 퇴행성 질환까지 진행될 수 있다.

결과적으로 상기와 같은 자세는 좌우 장골능선의 높이차에 의해 발생하는 것으로, 이를 줄일 수 있다면 자연스럽게 바른 자세로 교정이 가능한 것이다.

도 6은 본 발명에 의한 차량용 시트의 시트부의 높이가 조절되는 것을 표시한 도면이다.

본 발명에 의한 차량용 시트는 시트부의 높이 조절을 통해 상기와 같은 좌우 장골능선의 높이 차, 다시 말하면 좌우 골반의 높이차를 줄일 수 있다.

제어부(140)는 압력 감지부(120)가 감지한 좌측 시트부(111)의 압력과 우측 시트부(112)의 압력을 비교하여, 압력의 차이가 있는 경우, 상기 압력의 차이가 현재보다 낮아지도록 하는 시트 설정값을 도출한다.

시트 설정값이 도출되는 기준이 되는 압력의 차이 임계값은 압력값이 큰 쪽을 기준으로 그 차이값이 10% 이내인 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 양 측 압력 차이가 10%이내인 경우에 좌우측 장골 능선의 높이가 같다고 판단한다.

제어부(140)는 양 측의 압력 차이가 임계값 이상인 경우, 시트 설정값을 도출하여 시트부를 조절하는데, 압력이 높은 쪽의 시트부를 상승시키게 된다.

이는 압력이 높은 둔부 쪽의 장골 능선이 낮기 때문에 이를 상승시켜 좌우 장골 능선의 높이 차이를 감소시키기 위한 것이다.

본 실시예에서는 우측 시트부(112)의 압력이 더 높게 측정되었으므로, 우측 골반의 장골 능선을 상승시키기 위해 도 6에 나타난 바와 같이 우측 시트부(112)를 상승시키게 된다.

상승시키는 높이는 제어부(140)가 도출한 시트 설정값에 의해 결정되는데, 압력이 큰 쪽의 현재 압력이 5% 증가되는 높이로 시트 설정값이 도출되는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 상기와 같이 조절되도록 시트 설정값이 도출된다.

보다 자세히 설명하면, 시트부가 상승되면 상승되는 쪽의 둔부가 시트부에 가해지는 압력이 증가하므로, 상기 증가하는 압력을 압력 감지부(120)가 감지하여 압력값이 상승 전의 압력값보다 5% 높아지는 높이까지 시트부가 상승하도록 시트 설정값을 도출한다.

이렇게 압력이 높은 쪽의 시트부(111 또는 112)를 상승시키면 처음에는 상승된 쪽의 압력이 더 커지게 되므로, 최초에는 좌, 우측 시트부(111, 112)의 압력차이가 순간적으로 증가하나, 좌우측 골반의 높이 차가 감소하게 되므로, 시간이 지나면 최종적으로는 좌, 우측 시트부(111, 112)에 감지되는 압력의 차이가 감소하게 되는 것이다.

본 실시예로서 설명하면, 최초 감지된 우측 시트부(112)의 압력값보다 압력값이 5% 증가하는 높이까지 우측 시트부(112)를 상승시키고, 이에 의해 우측 골반, 즉 우측 장골 능선이 상승하게 되어 좌우 장골 능선의 차이가 감소되어 탑승자의 자세가 교정되는 것이다.

다만, 상기와 같은 한 번의 시트부 높이 조절 과정으로는 자세 교정이 충분하게 이루어질 수 없기 때문에 상기 과정을 반복적으로 수행해야, 탑승자에게 최적화된 바른 자세로 교정하고 이를 유지할 수 있다.

본 실시예를 통해 보다 설명하면, 상기 과정을 통해 우측 시트부(112)를 상승시킨 이후 상기와 같은 과정을 반복하여, 좌우측 시트부(112)의 압력차이가 10% 이내가 될 때까지 우측 시트부(112)의 높이를 조절한다.

다만, 상기 과정에서 조절되는 시트부의 높이는 매번 달라질 수 있는데, 이는 직전 과정에서의 높이 조절로 인해 현재 압력 차이가 감소했기 때문이다.

따라서, 제어부(140)가 도출하는 시트 설정값도 상기 과정이 반복될 때마다 달라지는데, 직전과정에서 도출된 설정값을 제1 시트설정값이라고 한다면, 상기 제1설정값에 의해 우측 시트부(112)의 높이를 상승시킨 이후, 다시 상기 과정의 반복을 통해 좌우측 시트부(112)의 압력을 감지하여 도출되는 설정값은 제1시트 설정값과는 다른 제2시트 설정값이 도출될 것이다.

즉, 상기 제1시트 설정값에 의해 시트부가 조절된 이후, 탑승자의 상태 변화를 파악하기 위해서 좌우 시트부의 압력에 발생한 변화를 감지하는 것이 필요하고, 이에 반복적으로 좌우 시트부의 압력을 감지하여, 상기 변화를 적용한 제2설정값이 새롭게 도출되는 것이다.

이러한 과정은 좌우측 시트부(112)의 압력 차이가 임계값보다 작을때까지 반복되기 때문에, 최초 장골능선 높이가 달랐던 탑승자가 본 발명에 의한 차량용 시트에 착석하게 되면 시트부 높이 조절에 의해 장골능선의 높이가 점차 비슷해지면서 올바른 자세로 교정되고 이를 유지할 수 있게 된다.

한편, 본 실시예에서는 구동부(130)가 air bladder로 구성된 바, 도 6에서 나타난 바와 같이 우측 시트부(112)를 상승시킬 경우 상기 air bladder에 공기가 주입되어 부풀어 오르면서 상기 우측 시트부(112)가 상승하게 된다.

다만, 상기에서도 기재한 바와 같이, 구동부(130)는 본 실시예에 제한되지 않고, 모터 등 시트부와 연결되어 시트부를 상하 방향으로 구동 시킬 수 있는 일반적인 구동원을 포함한다.

이러한 효과는 도 7을 통해서 알 수 있는데, 도 7은 본 발명에 의한 차량용 시트에 탑승자가 착석 후 시트부가 조절된 후의 상태를 도시한 도면이다.

도 7의 좌측 도면은 시트부가 조절된 후에 압력 감지부(120)가 측정한 압력 수치 결과를 나타낸 것이며, 도 7의 우측 도면은 이 때 탑승자의 척추와 골반 상태를 정면에서 촬영한 X-ray 사진이다.

도 5와 비교했을 때, 동일하게 빨간색 박스로 표시된 부분을 보면, 도 5에는 나타났던 우측 시트부(112)의 적색 부분이 나타나지 않고, 좌우측 부분의 색이 모두 녹색과 황색으로 나타나며, 색의 분포 도 5에 비해 균일한 것을 알 수 있는데, 이는 좌우측 시트부(112)의 압력 차이가 감소한 것을 나타내고 있는 것이다.

또한, 우측 도면 역시 도 5와 비교했을 때, 좌우측 장골 능선의 높이가 17.7mm에서 4.9mm로 감소하였는데, 이에 따라 좌우측 장골 능선을 연결한 선 L2’’의 경사각이 도 5의 L2’에 비해 크게 감소하고, 척추를 나타내는 L1’’의 기울어짐도 크게 감소된 것을 알 수 있다.

즉, 본 실시예에서 우측 시트부(112)의 높이를 상승시켜 탑승자의 좌우측 장골 능선의 높이 차이를 감소시킨 결과, 자세가 교정되면서 척추 측만 현상 및 골반의 뒤틀림 증상이 크게 완화된 것을 확인할 수 있다.

한편, 운전자의 차량용 시트의 경우, 운전 중에 시트부가 조절되면, 운전 중에 예상치 못한 자세 변화가 일어나거나, 운전자의 운행에 집중을 방해하여 교통사고를 유발할 가능성이 있다.

이를 방지하기 위해, 본 발명에 의한 차량용 시트는 차량의 현재 상태를 감지하여, 운전 중에 운전자의 자세를 모니터링하여 시트 설정값을 도출한 후, 운전 중이 아닐 경우에만 상기 시트 설정값에 따라 시트부를 구동 시켜 운전자의 자세를 교정할 수 있다.

이를 위해, 압력 감지부(120)는 차량의 변속 장치(200)가 주행모드이고 안전벨트(300)가 착용된 상태인 경우에 상기 시트부의 압력을 감지한다.

보다 구체적으로 설명하면, 제어부(140)는 상기에 설명한 바와 같이 차량 내부 통신망(400)에 연결되어 차량 내부 통신망(400)에 브로드캐스팅되는 차량의 각 부분의 상태 정보를 수신할 수 있으며, 이 중 변속 장치(200)의 상태 정보와 안전벨트(300)의 상태 정보를 인식하여 수신한다.

수신한 변속 장치(200)와 탑승자의 안전벨트(300)의 상태 정보를 분석하여 현재 변속장치(200)의 상태가 주행 모드(Driving)이고, 안전 벨트가 착용된 상태라면 제어부(140)는 현재 상태가 운전 중인 상태로 파악하고, 압력 감지부(120)를 통해 운전자가 착석한 차량용 시트의 좌우 시트부의 압력을 감지하고, 시트 설정값을 도출한다.

여기서, 제어부(140)는 운전 중인 상태로 판단되는 동안에는 압력값을 모니터링하여 시트 설정값을 도출하기만 하고, 시트부의 높이 조절은 수행하지 않는다.

한편, 제어부(140)는 차량의 변속장치가 주차모드이고 안전벨트(300)가 미착용된 상태인 경우에 제1시트 설정값을 제2시트 설정값으로 갱신하고, 상기 갱신된 제2 시트 설정값에 따라 상기 구동부(130)가 상기 좌측 시트부(111)의 높이와 상기 우측 시트부(112)의 높이를 각각 조절하도록 한다.

보다 구체적으로 설명하면, 제어부(140)는 차량 내부 통신망(400)으로부터 수신한 변속 장치(200)와 탑승자의 안전벨트(300)의 상태 정보를 분석하여 현재 변속기의 상태가 주차모드(Parking)이고, 안전벨트(200)가 미착용된 상태라면 제어부(140)는 현재 상태를 운전 중이 아닌 상태로 판단하고, 도출된 시트 설정값으로 구동부(130)를 통해 시트부(111, 112)의 높이 조절을 수행한다.

여기서, 최종적으로 수행된 시트부의 높이 조절에 대한 시트 설정값이 제1시트 설정값이 되고, 상기 최종적으로 수행된 시트부(111, 112)의 높이 조절 이후, 운전자가 운전 시 감지한 좌, 우 시트부(111, 112)의 압력값에 의해 새롭게 도출된 시트 설정값이 제2시트 설정값이 된다.

이를 통해 자세 교정 효과에 따라 운전자의 현재 상태가 변화하더라도 운전자의 현재상태에 최적화된 시트부의 높이 조절이 가능하게 된다.

한편, 시트부의 높이 조절이 수행되는 시점은 운전자가 운전석에 착석하여 시동을 켠 후, 주행을 위하여 변속 장치(200)를 주행 모드로 변경하기 전까지 구간 중 어느 한 시점에서 수행될 수 있다.

한편, 탑승자에게 최적화된 상기 시트 설정값을 도출하기 위해서는 탑승자를 식별할 수 있어야 한다.

이에 상기 제어부(140)는 상기 압력 감지부(120)가 감지한 상기 시트부(110)의 압력을 기반으로 탑승자를 식별할 수 있다.

본 실시예에 통해 보다 구체적으로 설명하면, 상기 도 5 또는 도 7에 나타난 바와 같이 상기 압력 감지부(120)는 탑승자가 시트부(110)에 착석 시, 각 둔부가 닿는 부분별 압력 수치 및 압력 분포를 측정할 수 있는데, 탑승자 별로 체중이 다른 데다, 골반과 척추의 상태 역시 각각 다르므로, 상기 측정된 수치들은 탑승자 별로 다른 값이 측정된다.

제어부(140)는 압력 감지부(120)가 측정한 수치들을 저장한 후, 탑승자가 탑승 후 차량을 동작시키면, 압력 감지부(120)가 측정한 현재 압력 수치 및 압력 분포와 상기 저장된 수치들을 비교하여 동일하거나 허용된 오차범위 내로 유사한 경우, 동일 탑승자로 식별할 수 있다.

여기서, 상기 비교 알고리즘은 상기 실시예 외에도 다양한 방법으로 구현될 수 있다.

이후 주행을 시작하면 상기에서 설명한 바와 같이 압력 감지부(120)는 다시 탑승자의 압력 수치 및 압력 분포를 측정하고, 제어부(140)는 상기 수치들을 갱신하여 저장한 후, 차후 탑승자의 탑승 시에는 갱신된 수치들로 탑승자를 식별한다.

이를 통해, 탑승자의 자세가 교정됨에 따라 측정되는 압력이 변화하더라도 탑승자를 식별할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명에 의한 차량용 시트(100)의 제2 실시예의 구성을 도식화한 구성도이다.

상기에서 설명한 제1실시예는 본 발명에 의한 차량용 시트(100)가 애프터 마켓의 서드 파티 제품으로 차량에 별도로 장착되는 경우에 해당한다.

이 경우, 제어부(140)는 별도의 모듈로 구성되므로 차량 내부 통신망(400)에 제어부(140)를 추가로 연결하는 과정이 필요하다.

반면 도 8의 제2실시예는 본 발명에 의한 차량용 시트가 순정 제품인 경우에 해당한다.

이 경우, 차량의 원래 부품 중 하나인 차량 제어 ECU가 제어부(140)로 구성될 수 있다.

따라서, 제1실시예처럼 제어부(140)를 별도 모듈로 구성할 필요가 없으며, 차량 내부 통신망(400)에 추가로 연결하는 과정 또한 필요 없게 된다.

또한, ECU와 구동부(130), 압력감지부는 차량 내부 통신망(400)을 통해서 데이터의 송수신이 가능하므로 별도로 배선을 연결하는 과정 또한 필요 없게 된다.

이 외의 제2 실시예의 다른 구성 및 동작은 상기 제1실시예와 동일하게 구성된다.

도 9는 본 발명에 의한 차량용 시트에 의한 자세 교정 방법을 순서대로 도시한 순서도이다.

첫 번째 단계는 탑승자를 식별하는 단계(S100)이다.

탑승자가 차량에 탑승 후 차량 작동을 시작하면, 제어부(140)는 압력 감지부(120)가 측정한 현재 압력 수치 및 압력 분포와 상기 저장된 수치들을 비교하여 탑승자를 식별한다.

다음 단계는 제1시트 설정값에 따라 상기 구동부(130)가 상기 좌측 시트부(111)의 높이와 상기 우측 시트부(112)의 높이를 각각 조절하는 단계(S200)이다.

탑승자가 식별되면, 제어부(140)는 변속장치가 주차모드이고 안전벨트(300)가 미착용 상태인지 여부를 감지하고, 상기 조건에 해당되면 주행 중이 아니라고 판단하여 직전 차량 운행 시에 측정된 압력을 기반으로 도출된 제1시트 설정값에 따라 구동부(130)를 통해 시트부의 높이 조절을 수행한다.

다음 단계는 좌측 시트부(111)에 가해지는 압력과 우측 시트부(112)에 가해지는 압력을 각각 감지하는 단계(S300)이다.

제어부(140)는 변속장치가 주행모드이고 안전벨트(300)가 착용 상태인지 여부를 감지하고, 상기 조건에 해당되면 주행 중이라고 판단하고 압력 감지부(120)를 통해 운전자가 착석한 차량용 시트의 좌우 시트부의 압력을 감지한다.

즉, 상기 제1시트 설정값에 의해 시트부가 조절된 이후에, 탑승자의 상태 변화를 파악하기 위해 좌우 시트부의 압력에 발생한 변화를 감지하는 것이 필요하므로, 본 단계에서 다시 좌우 시트부의 압력을 감지하고 모니터링하는 것이다.

다음 단계는 상기 단계(S300)에서 감지된 좌측 시트부(111)의 압력과 우측 시트부(112)의 압력을 비교하여, 압력의 차이가 있는 경우, 상기 압력의 차이가 현재보다 낮아지도록 하는 제2시트 설정값을 도출하는 단계이다.

상기 단계(S300)에서 다시 감지한 새로운 압력을 기반으로 압력의 차이를 다시 판단하고, 새롭게 제2시트 설정값을 도출한다.

좌우 시트부의 압력차이 비교 및 시트 설정값의 도출 알고리즘은 상기에서 설명한 바와 같다.

다음 단계는 상기 제1시트 설정값을 상기 제2시트 설정값으로 갱신하는 단계(S500)이다.

제어부(140)는 변속장치가 주차모드이고 안전벨트(300)가 미착용 상태인지 여부를 감지하고, 상기 조건에 해당되면 주행 중이 아니라고 판단하여 상기 제1시트 설정값을 새롭게 도출된 상기 제2시트 설정값으로 갱신한다.

차후 다시 탑승자가 탑승하여 차량을 다시 동작시키는 것으로 상기 첫 단계(S100)가 다시 시작될 때, 상기 제1시트 설정값은 갱신된 제2시트 설정값이 되는 것이며, 상기의 과정은 탑승자의 좌우 시트부에 대한 압력차가 임계값 이하가 될 때까지 반복되어 수행된다.

이상 몇 가지의 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다. 또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다. 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.

100 : 차량 시트
110 : 시트부
111 : 좌측 시트부
112 : 우측 시트부
120 : 압력 감지부
130 : 구동부
140 : 제어부
200 : 변속 장치
300 : 안전벨트
400 : 차량 내부 통신망

Claims

차량용 시트에 있어서,
탑승자의 좌측 둔부가 안착되는 좌측 시트부와 우측 둔부가 안착되는 우측 시트부를 포함하는 시트부;
상기 좌측 시트부에 가해지는 압력과 상기 우측 시트부에 가해지는 압력을 각각 감지하는 압력 감지부;
상기 시트부를 동작시키는 구동부; 및
상기 압력 감지부에 의해 감지된 압력에 기반하여 상기 시트부의 동작을 제어하는 제어부;
를 포함하되,
상기 제어부는 상기 압력 감지부가 감지한 좌측 시트부의 압력과 우측 시트부의 압력을 비교하여, 압력의 차이가 있는 경우, 상기 압력의 차이가 현재보다 낮아지도록 하는 제1 시트 설정값을 도출하고, 상기 제1 시트 설정값에 따라 상기 구동부가 상기 좌측 시트부의 높이와 상기 우측 시트부의 높이를 각각 조절하도록 하며,
상기 제1시트 설정값에 의한 상기 시트부의 높이가 조절된 이후, 상기 제어부는 상기 압력 감지부가 감지한 좌측 시트부의 압력과 우측 시트부의 압력을 비교하여, 압력의 차이가 있는 경우, 상기 압력의 차이가 현재보다 낮아지도록 하는 제2 시트 설정값을 도출하고, 상기 제2 시트 설정값에 따라 상기 구동부가 상기 좌측 시트부의 높이와 상기 우측 시트부의 높이를 각각 조절하도록 하되,
상기 제어부는 차량의 변속장치가 주차모드이고 안전벨트가 미착용된 상태인 경우에 상기 제1시트 설정값을 상기 제2시트 설정값으로 갱신하고, 상기 갱신된 제2 시트 설정값에 따라 상기 구동부가 상기 좌측 시트부의 높이와 상기 우측 시트부의 높이를 각각 조절하도록 하는 것을 특징으로 하는 자세 교정기능을 갖는 차량용 시트.
삭제
제1항에 있어서,
상기 압력 감지부는 차량의 변속장치가 주행모드이고 안전벨트가 착용된 상태인 경우에 상기 시트부의 압력을 감지하는 것을 특징으로 하는 자세 교정기능을 갖는 차량용 시트.
삭제
청구항 1의 차량용 시트를 제어하는 방법에 있어서,
탑승자를 식별하는 단계(S100);
제1시트 설정값에 따라 상기 구동부가 상기 좌측 시트부의 높이와 상기 우측 시트부의 높이를 각각 조절하도록 제어하는 단계(S200);
좌측 시트부에 가해지는 압력과 우측 시트부에 가해지는 압력을 각각 수신하는 단계(S300);
상기 단계에서 수신된 좌측 시트부의 압력과 우측 시트부의 압력을 비교하여, 압력의 차이가 있는 경우, 상기 압력의 차이가 현재보다 낮아지도록 하는 제2시트 설정값을 도출하는 단계(S400); 및
상기 제1시트 설정값을 상기 제2시트 설정값으로 갱신하는 단계(S500);
를 포함하되,
상기 제1시트 설정값을 상기 제2시트 설정값으로 갱신하는 단계(S500)에서는 차량의 변속장치가 주차모드이고 안전벨트가 미착용된 상태인 경우에 상기 제1시트 설정값을 상기 제2시트 설정값으로 갱신하고, 상기 갱신된 제2 시트 설정값에 따라 상기 구동부가 상기 좌측 시트부의 높이와 상기 우측 시트부의 높이를 각각 조절하도록 하는 자세 교정기능을 갖는 차량용 시트를 제어하는 방법.