KR102624904B1 - 전동식 프리텐셔너의 능동형 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 전동식 프리텐셔너의 능동형 제어방법은, 회전 구동력을 발생시키는 구동모터와, 상기 구동모터를 구동 제어하는 제어부와, 상기 구동모터의 회전 구동력을 스풀에 기 설정된 감속비로 전달함에 따라 상기 웨빙이 인입되는 방향으로 상기 스풀을 회전시키는 감속 어셈블리를 포함하는 전동식 프리텐셔너의 제어방법에 있어서, 상기 제어부가 차량에 구비된 하나 이상의 센싱부를 통해 차량의 현재 주행상태를 판단하는 (a)단계, 상기 제어부가 상기 (a)단계에 의해 판단된 차량의 주행상태에 대응되도록 기 저장되어 할당된 상기 구동모터의 제어하중정보를 로드하는 (b)단계 및 상기 제어부가 상기 (b)단계에 의해 로드된 제어하중정보에 대응되도록 상기 구동모터를 제어하여 상기 웨빙에 인가되는 구속 하중을 조절하는 (c)단계를 포함한다.

Description

전동식 프리텐셔너의 능동형 제어방법{Active Control Method of Motor Operated Pre-Tensioner}

본 발명은 전동식 프리텐셔너의 능동형 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동모터의 구동력에 의해 웨빙을 인입시키는 감속 어셈블리를 포함하여, 전자식으로 구동이 가능하도록 형성되는 전동식 프리텐셔너를 다양한 방식으로 제어하기 위한 능동형 제어방법에 관한 것이다.

차량 또는 기구에 사람이 탑승하는 경우, 차량 간 또는 다른 물체와의 충돌에 의하여 탑승한 사람이 운전석에서 이탈함에 따라 사망 혹은 심각한 부상을 입는 것을 방지하기 위하여 상기 차량 또는 기구에는 여러 가지의 안전장치가 마련된다.

그 중에서 가장 대표적인 것이 시트 벨트(Seat Belt)로서, 상기 시트 벨트를 이용하여 상기 차량 또는 기구에 탑승한 사람의 하복부와 흉부를 시트에 안정되게 고정시킬 수 있다.

하지만, 차량 간 또는 다른 물체와의 충돌 시 발생하는 충격량이 일정 이상으로 커질 경우, 시트 벨트를 착용했다 하더라도 상해가 종종 발생하여, 상기 차량 또는 기구에 탑승한 사람의 안전을 해하는 경우가 많다.

따라서 차량 간 또는 다른 물체와의 충돌의 정도가 큰 경우에도 시트 벨트가 제 기능을 발휘하도록 다양한 기술이 개발되고 있다. 그 중에서도 현재 각광받고 있는 기술로는, 차량 간 또는 다른 물체와의 충돌 시 시트 벨트의 웨빙(Webbing)을 인입시킴으로써 시트 벨트의 기능 및 효과를 높여주는 프리텐셔너(Pre-Tensioner)가 있다.

다만, 기존의 프리텐셔너는 화약을 폭발시켜 그 충격량을 통해 웨빙을 인입시키는 구조를 가지기 때문에 잠재적 위험성 존재하고 있으며, 수동안전(Passive Safety) 개념으로 사고 발생 후 작동하는 한계가 있는 것은 물론, 사고 발생 시 시트 위치에 따라 서브마린(탑승자 골반 빠짐) 현상이 발생 가능하다는 단점이 있다.

뿐만 아니라, 기존의 프리텐셔너는 화약의 폭발 구조로 인해 전체 부피를 일정 이하로 줄이는 것이 불가능하며, 결과적으로 설치 위치에 제약이 발생하는 문제가 있다.

더불어 기존의 화약식 프리텐셔너는 화약이 한번 폭발한 이후에는 일방적으로 웨빙의 인입 과정이 수행되어 임의로 웨빙을 제어하는 것이 불가능하며, 또한 한번 구동이 이루어진 이후에는 재사용이 불가능하다는 문제점을 가진다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

[이 발명을 지원한 국가연구개발사업]

[과제고유번호] 0017340

[과제번호] P0017340

[부처명] 산업통상자원부

[과제관리(전문)기관명] 한국산업기술진흥원

[연구사업명] 중견기업상생혁신사업(R&D)

[연구과제명] 세계최초로 화약장치를 제거한 사고전 승객구속력이 250ms이내 500N이상의 자율주행차용 능동형 모터제어 안전벨트 시스템 개발

[기여율] 1/1

[과제수행기관명] 주식회사 우신세이프티 시스템

[연구기간] 2021.04.01. ~ 2022.12.31.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 구동모터를 통해 웨빙의 인입 동작을 제어할 수 있도록 형성됨에 따라 전체 부피를 감소시킬 수 있으며, 웨빙의 인입 동작 외 다양한 기능을 제공할 수 있도록 전동식 프리텐셔너를 능동적으로 제어하기 위한 방법을 제공하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전동식 프리텐셔너의 능동형 제어방법은, 회전 구동력을 발생시키는 구동모터와, 상기 구동모터를 구동 제어하는 제어부와, 상기 구동모터의 회전 구동력을 스풀에 기 설정된 감속비로 전달함에 따라 상기 웨빙이 인입되는 방향으로 상기 스풀을 회전시키는 감속 어셈블리를 포함하는 전동식 프리텐셔너의 제어방법에 있어서, 상기 제어부가 차량에 구비된 하나 이상의 센싱부를 통해 차량의 현재 주행상태를 판단하는 (a)단계, 상기 제어부가 상기 (a)단계에 의해 판단된 차량의 주행상태에 대응되도록 기 저장되어 할당된 상기 구동모터의 제어하중정보를 로드하는 (b)단계 및 상기 제어부가 상기 (b)단계에 의해 로드된 제어하중정보에 대응되도록 상기 구동모터를 제어하여 상기 웨빙에 인가되는 구속 하중을 조절하는 (c)단계를 포함한다.

이때 상기 센싱부는 차량의 속도를 감지하는 속도감지센서를 포함하며, 상기 제어하중정보는 상기 속도감지센서에 의해 판단된 차량의 속도 구간에 따라 복수 개로 분할되어 할당되되, 상기 웨빙에 인가되는 구속 하중이 차량의 속도 구간이 높아질수록 증가되도록 하는 제1제어정보를 포함할 수 있다.

또한 상기 센싱부는 차량의 차선 이탈을 감지하는 차선감지센서를 포함하며, 상기 제어하중정보는 상기 차선감지센서에 의해 차량이 차선을 이탈하는 것으로 판단될 경우, 상기 웨빙에 인가되는 구속 하중이 기 설정된 범위 내에서 반복적으로 가변되도록 하는 제2제어정보를 포함할 수 있다.

그리고 상기 센싱부는 차량의 추돌 위험을 감지하는 추돌감지센서를 포함하며, 상기 제어하중정보는 상기 추돌감지센서에 의해 차량에 추돌 위험이 발생한 것으로 판단될 경우, 상기 웨빙에 인가되는 구속 하중이 기 설정된 임계하중 이상으로 증가되도록 하는 제3제어정보를 포함할 수 있다.

한편 상기 센싱부는 차량의 시트벨트의 장착 여부를 판단하는 벨트감지센서를 포함하며, 상기 제어하중정보는 상기 벨트감지센서에 의해 임의의 시트에 구비된 시트벨트가 분리된 것으로 판단된 경우, 상기 웨빙에 인가되는 구속 하중을 제거하여 상기 웨빙이 인입되도록 하는 제4제어정보를 포함할 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전동식 프리텐셔너의 능동형 제어방법은, 구동모터를 통해 웨빙의 인입 동작을 제어할 수 있도록 형성됨에 따라 전체 부피를 감소시킬 수 있으며, 특히 능동적으로 구동모터를 제어하여 웨빙의 인입 동작 외에도 다양한 기능을 제공할 수 있도록 하여 사용자의 편의성 및 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 프리텐셔너가 리트랙터에 적용된 모습을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 프리텐셔너의 요부를 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 프리텐셔너에 있어서, 클러치기어와 연동된 구조를 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 프리텐셔너의 능동형 제어방법의 각 과정을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 프리센텨너의 능동형 제어방법의 (a)단계를 구체화하여 나타낸 도면;
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 프리텐셔너의 능동형 제어방법을 위한 센싱부의 구성 및 제어 알고리즘을 나타낸 도면; 및
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 프리텐셔너의 능동형 제어방법의 확인부를 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 프리텐셔너는 구동모터를 통해 웨빙의 인입 동작을 제어할 수 있도록 형성됨에 따라 전체 부피를 감소시킬 수 있으며, 특히 능동적으로 구동모터를 제어하여 웨빙의 인입 동작 외에도 다양한 기능을 제공할 수 있도록 하여 사용자의 편의성 및 안전성을 크게 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 프리텐셔너의 구조에 대해 설명한 뒤, 이후 이와 같은 전동식 프리텐셔너를 제어하기 위한 방법에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 프리텐셔너(100)가 리트랙터에 적용된 모습을 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 프리텐셔너(100)의 요부를 나타낸 도면이다.

그리고 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 프리텐셔너(100)에 있어서, 클러치기어(130)와 연동된 구조를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 프리텐셔너(100)가 적용되는 리트랙터는 웨빙이 감기거나 풀리도록 회전 가능하게 형성되는 스풀(10)과, 스풀(10)을 회전 가능하도록 고정시키는 메인하우징(20)을 포함한다.

그리고 메인하우징(20)의 일측에는 회전된 스풀(10)의 복원을 위한 리턴스프링모듈(30)이 구비되며, 메인하우징(20)의 타측에는 본 발명에 따른 프리텐셔너(100)가 장착된다. 이와 더불어 메인하우징(20)의 타측에는 스풀(10)과 연동되어 ALR, ELR 기능 등을 제공하도록 스풀(10)의 회전축(11)과 연결되는 ALR모듈(40)이 구비될 수 있다.

ALR(Automatic Locking Retractor, 자동 록킹 리트랙터)는 예를 들어 유아용 시트를 차량에 장착하거나 또는 기구를 시트에 장착한 뒤 구속하는 방법과 같이, 사용자가 웨빙의 전체 길이를 인출하게 되면 자동잠김 기능이 작동되어 웨빙이 더 이상 인출되지 않고 인입만 될 수 있도록 하는 기능을 말한다.

그리고 ELR(Emergency Locking Retractor, 긴급 록킹 리트랙터)은 차량에 충격, 전복 등 유사 시에 리트랙터의 잠김 기구가 웨빙이 풀려나오지 못하도록 하는 기능을 말한다.

이와 같은 기능들을 제공하는 ALR모듈(40)은 본 실시예에서 나타난 형태 외의 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이는 당업자에게 자명한 사항이므로 이들에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 프리텐셔너(100)는 구동모터(110)와, 제어부(미도시)와, 래칫기어(180)와, 감속 어셈블리를 포함한다.

구동모터(110)는 회전 구동력을 발생시키도록 구비되며, 차량의 종류 및 사양에 따라 다양한 종류가 적용될 수 있다. 본 실시예에서는 48V의 전압에 의해 구동되는 구동모터(110)가 적용되었으며, 이와 같이 하는 이유는 구동모터(110)의 크기를 최소화하여 전체 부피를 감소시킬 수 있기 때문이다. 그리고 구동모터(110)의 다양한 스펙과 선택 기준 등에 대해서는 후술하도록 한다.

제어부는 차량의 상태가 기 설정된 웨빙 인입조건을 만족할 경우, 구동모터(110)를 구동 제어하도록 하는 구성요소이다. 여기서 웨빙 인입조건이라 함은, 전동식 프리텐셔너(100)가 구동되도록 하는 다양한 선행조건들로서, 예컨대 차량에 충돌이 발생하는 상황, 급제동이 수행되는 상황 등 다양한 조건이 설정될 수 있다.

그리고 제어부는 이와 같은 웨빙 인입조건이 만족되는지를 센싱하도록 차량에 구비되는 복수 개의 센싱부로부터 센싱값을 전송받을 수 있으며, 이를 통해 웨빙 인입조건이 만족되는 상황을 미리 파악할 수 있다.

즉 제어부는 웨빙 인입조건을 만족하는 상황을 미연에 파악하여 작동이 가능하므로, 미리 시간 차를 두고 웨빙의 인입을 수행하여 최소한의 출력으로도 승객의 신체 보호가 가능하게 된다.

한편 래칫기어(180)는 웨빙이 감기거나 풀리도록 구비되는 스풀(10)의 회전과 연동되어 함께 회전되며, 외주면에 기어 이가 형성된 형태를 가진다.

그리고 감속 어셈블리는 구동모터(110)가 제어부에 의해 구동될 경우 래칫기어(170)의 기어 이에 걸리도록 형성되는 클러치폴(170)을 포함하여, 구동모터(110)의 회전 구동력을 스풀(10)에 기 설정된 감속비로 전달함에 따라 웨빙이 인입되는 방향으로 스풀(10)을 회전시키는 일련의 구성요소를 포함할 수 있다.

구체적으로 본 실시예에서 감속 어셈블리는 상술한 클러치폴(170)과 더불어, 래칫기어(180)의 둘레를 감싸도록 형성되며, 외주면에 기어 이가 형성되는 클러치기어(130)와, 구동모터(110)의 회전축 끝단부에 구비되는 제1웜기어(111)와, 제1웜기어(111)와 치합되는 제2웜기어(121) 및 클러치기어(130)의 기어 이에 치합되는 제3웜기어(122)를 포함하여, 구동모터(110)의 회전 구동력을 클러치기어(130)에 전달하는 웜기어부재(120)를 더 포함할 수 있다.

그리고 이와 같은 감속 어셈블리의 각 구성요소들은, 리트랙터의 메인하우징(20) 타측에 장착되는 보조하우징(140) 내에 구비될 수 있다.

즉 본 실시예의 감속 어셈블리는 제1웜기어(111), 제2웜기어(121) 및 제3웜기어(122)를 통해 구동모터(110)의 회전 구동력을 클러치기어(130)에 전달하여 클러치기어(130)가 회전되도록 한다.

이때 클러치기어(130)는 구동모터(110)가 구동되지 않는 상황에서 스풀(10)의 회전축(11)과는 독립된 상태로 구비되나, 구동모터(110)가 제어부에 의해 구동될 경우에는 클러치기어(130)가 회전됨에 따라 클러치폴(170)이 래칫기어(170)의 기어 이에 걸리게 되어, 스풀(10)을 웨빙이 인입되는 방향으로 회전시킬 수 있도록 형성된다.

구체적으로 본 실시예에서 감속 어셈블리는 클러치폴(170)이 회전 가능하게 구비되고, 클러치기어(130)의 내측에 결합되는 폴 고정플레이트(160)를 더 포함할 수 있으며, 클러치폴(170)은 폴 고정플레이트(170)에 고정된 상태로 클러치기어(130)의 내부에 구비된다.

이때 클러치기어(130)에는 소정 길이의 캠홀(132)이 형성되며, 클러치폴(170)에는 캠홀(132)에 삽입되는 캠돌기(171)가 형성되어, 구동모터(110)가 제어부에 의해 구동되어 클러치기어(130)가 회전을 시작할 경우, 캠돌기(171)가 캠홀(132)에서 슬라이드되며 이동함에 따라 클러치폴(181)의 일측 끝단이 래칫기어(180)의 기어 이에 걸리도록 형성되며, 구동모터(110)의 회전 구동력이 스풀(10)의 회전축(11)에 전달됨에 따라 전동식 프리텐셔너(100)는 스풀(10)을 웨빙이 인입되는 방향으로 회전시킬 수 있게 된다.

한편 본 실시예에서 클러치기어(130)에는 캠홀(132)과 더불어 소정 길이를 가지는 스토퍼홀(133)이 더 형성될 수 있으며, 폴 고정플레이트(160)에는 이와 같은 스토퍼홀(133)에 삽입되는 스토퍼돌기가 형성될 수 있다. 이때 스토퍼돌기의 길이는 스토퍼홀(133)보다 짧게 형성되며, 그 길이의 차는 캠홀(132) 내에서 이동되는 캠돌기(171)의 총 이동거리와 대응되도록 형성될 수 있다.

이상으로 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 프리텐셔너(100)에 대해 설명하였으며, 이하에서는 이와 같은 전동식 프리텐셔너(100)의 능동형 제어방법에 대해 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 프리텐셔너의 능동형 제어방법의 각 과정을 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 프리텐셔너의 능동형 제어방법은, 제어부가 차량에 구비된 하나 이상의 센싱부를 통해 차량의 현재 주행상태를 판단하는 (a)단계와, 제어부가 (a)단계에 의해 판단된 차량의 주행상태에 대응되도록 기 저장되어 할당된 구동모터의 제어하중정보를 로드하는 (b)단계와, 제어부가 (b)단계에 의해 로드된 제어하중정보에 대응되도록 구동모터를 제어하여 웨빙에 인가되는 구속 하중을 조절하는 (c)단계를 포함한다.

즉 (a)단계에서는 센싱부가 차량과 연관된 다양한 정보를 수집하여 그 센싱값을 제어부에 송신하게 되며, 제어부는 이를 통해 차량의 현재 주행상태를 판단하게 된다.

여기서 주행상태라는 용어는 단순히 차량이 이동 중에 발생하는 정보만을 한정하여 나타내는 것이 아니며, 차량이 정차하거나 주차된 상태 등을 모두 포함하는 개념으로서 사용되었다.

이를 보다 상세하게 설명하자면, 도 5에 도시된 바와 같이 (a)단계는 센싱부가 차량과 연관된 다양한 정보를 수집하여 그 센싱값을 제어부에 송신하고, 제어는 이를 통해 차량의 현재 주행상태를 판단하기 때문에 센싱부가 갑지하는 다양한 정보는 (a-1)과정, (a-2)과정, (a-3)과정, (a-4)과정을 수행할 수 있다.

이에 대해 구체적을 서술하자면, (a-1)과정은 각종 센서를 통해 정보를 수집하는 과정일 수 있으며, (a-2)과정은 운전자의 정보 및 해당 운전자의 운전습관을 수집하는 과정일 수 있고, (a-3)과정은 도로상태 및 교통현황을 수집하는 과정일 수 있으며, (a-4)과정은 제어부와의 통신이 올바르게 이루어지고 있는지 여부를 확인하는 과정일 수 있다.

아울러 앞서 상술한 (a-1)과정, (a-2)과정, (a-3)과정, (a-4)과정은 서로 병렬적인 관계, 즉, 서로 동시에 수행되는 과정을 의미할 수 있으며, (a-1)과정은 각각의 정보를 수집하는 과정이기 때문에 다른 과정들에 비해 선행되어 수행될 수 있으나, 기본적으로는 모두 서로 동일한 순서상에서 발생되는 과정이라고 생각할 수 있다.

먼저 (a-1)과정은 각종 센서를 통해 정보를 수집하는 과정이며, 이는 자이로 센서, 속도센서, 온도센서, 습도센서 등과 같은 정보를 수집하는 과정을 의미할 수 있다.

아울러 (a-2)과정은 운전자의 정보 및 운전습관을 수집하는 과정이며, 이는 운전자의 심박수, 졸음상태 등을 확인하거나, 선행되어 운전하는 차량과의 거리와 운전자가 브레이크를 밟는 순간까지의 대략적인 평균 거리, 시간 등을 의미할 수 있고, 좌회전이나 우회전시 핸들의 변형각도와 속도, 차선변경시 속도와 브레이크 정도를 파악하는 과정일 수 있는 것이다.

또한, (a-2)과정은 상당히 다량의 정보를 포함할 수 있으며, 운전자가 경사를 올라가거나, 비포장도로를 운전하는 경우, 주차를 하는 경우 등 상당히 다양한 상황에 대한 습관을 포집할 수 있으므로 상당히 다량의 정보량을 생성할 수 있다.

한편, (a-3)과정의 경우, 도로의 상태와 교통현황을 수집하는 과정을 의미할 수 있으며, 이는 주행하는 도로의 습기, 온도, 얼음이 있는 정도, 마찰정도 등과 같이 주행하는 도로의 상태를 파악하고, 진행하는 경로상의 사고발생으로 인한 정체상황과 같은 교통상태를 원격으로 파악하여 수집하는 과정을 의미할 수 있다.

또한, (a-4)과정은 제어부의 통신이 올바르게 수행되는지 여부를 확인하는 단계를 의미할 수 있으며, 이는 제어부가 상당히 다량의 정보 수집으로 인해 처리가 느려지거나 혹은 데이터 충돌에 의해 정상적인 판단을 하지 못하고 잘못 판단하는 문제를 해결하기 위해 지속적으로 제어부에 테스트 신호를 발생하여 제어부의 답변에 따른 정상작동 여부를 판단하는 과정을 의미할 수 있다.

이에 대해서는 추후 상술할 도면을 통해 보다 상세하게 설명하도록 한다.

또한 제어부는, 차량의 MCU 등 프로세서를 포함하여 소정의 연산이 가능한 장치 중 어느 하나일 수 있다.

그리고 (b)단계에서는 제어부가 (a)단계에서 판단한 차량의 주행상태에 따라, 메모리, 저장장치 등에 저장되어 할당된 구동모터의 제어하중정보를 로드하게 된다.

즉 구동모터의 제어하중정보는, 차량의 주행상태에 연동하여 다양한 상황에서 웨빙의 하중을 제어하기 위한 정보이며, 제어부는 이를 로드하여 (c)단계를 통해 로드된 제어하중정보에 대응되도록 구동모터를 제어하여 웨빙에 인가되는 구속 하중을 조절하게 된다.

이 때, (c)단계는 구체적으로 제어하중정보에 따라 이를 처리하되, 차량 탑승 시 웨빙을 소정 인입하여 안전 운행을 지원하도록 슬랙 제거과정을 수행할 수 있으며, 위험경고를 수행하여 웨빙을 진동시켜 운전자에게 가벼운 경고를 가하는 촉각 경보과정, 웨빙을 권입하는 주행 보조과정, 운전자를 보호하는 승객 구속과정, 벨트를 선택적으로 해제시키는 벨트 파킹과정을 포함할 수 있다.

여기서 슬랙 제거과정은 지정된 속도를 운행하도록 벨트의 슬랙을 제거하는 과정을 의미할 수 있고, 촉각 경보과정은 웨빙의 진동에 따라 졸음이나 차선의 이탈을 방지하기 위함일 수 있으며, 주행 보조는 사각지대, 혹은 제대로 판단하지 못한 상황에서 웨빙을 권입하여 경고함을 통해 운전자를 보조하는 과정을 의미할 수 있다.

아울러, 승객 구속과정은 추돌 상황이 발생될 것으로 예상되면, 빠르게 웨빙을 권입하여 주행 보조과정의 약 2배에 해당하는 압력을 가해 운전자의 안전, 승객의 안전을 보호하기 위한 과정일 수 있으며, 벨트 파킹과정은 벨트를 해제하는 경우, 벨트를 원위치시키는 과정을 의미할 수 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 프리텐셔너의 능동형 제어방법을 위한 센싱부의 구성 및 제어 알고리즘을 나타낸 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 차량에 구비되는 센싱부는, 차량의 속도를 감지하기 위한 속도감지센서, 차량의 차선 이탈을 감지하는 차선감지센서, 차량의 추돌 위험을 감지하는 추돌감지센서, 차량의 시트벨트의 장착 여부를 판단하는 벨트감지센서 등 다양한 센서를 포함할 수 있다.

그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 제어부가 (b)단계에서 로딩한 제어하중정보는, 제1제어정보, 제2제어정보, 제3제어정보 및 제4제어정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

제1제어정보는 속도감지센서와 연동된 제어정보로서, 속도감지센서에 의해 판단된 차량의 속도 구간에 따라 복수 개로 분할되어 할당되되, 웨빙에 인가되는 구속 하중이 차량의 속도 구간이 높아질수록 증가되도록 하는 정보를 담고 있다.

즉 제1제어정보는 차량의 속도를 복수 개의 구간으로 분할하고, 분할된 각 구간에는 웨빙에 인가되는 구속 하중이 할당된다. 특히 차량의 속도 구간이 높아질 경우 웨빙에 인가되는 구속 하중은 증가할 수 있으며, 이는 차량의 속도가 높을수록 사용자의 신체를 안정적으로 시트에 밀착시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

제2제어정보는 차선감지센서와 연동된 제어정보로서, 차선감지센서에 의해 차량이 차선을 이탈하는 것으로 판단될 경우, 웨빙에 인가되는 구속 하중이 기 설정된 범위 내에서 반복적으로 가변되도록 하는 정보를 담고 있다.

즉 제2제어정보는 차량이 차선을 이탈하게 될 경우 웨빙에 인가되는 구속 하중이 지속적으로 가변되도록 하여 웨빙을 진동시킬 수 있으며, 사용자는 웨빙의 진동을 감지하여 현재 차량이 차선을 이탈하고 있는 상태임을 인지할 수 있게 된다.

이때 차량이 차선을 이탈한 거리가 증가할수록 웨빙의 구속 하중 가변 범위가 점차 넓어지도록 할 수 있으며, 이를 통해 차량이 차선을 이탈한 거리가 증가할수록 웨빙의 진동량을 보다 증가시킬 수 있다.

제3제어정보는 추돌감지센서와 연동된 제어정보로서, 추돌감지센서에 의해 차량에 추돌 위험이 발생한 것으로 판단될 경우, 웨빙에 인가되는 구속 하중이 기 설정된 임계하중 이상으로 증가되도록 하는 정보를 담고 있다.

즉 제3제어정보는 차량이 추돌 위험이 발생하게 될 경우 웨빙에 인가되는 구속 하중을 기 설정된 임계하중 이상으로 급격하게 상승시켜 추돌이 발생하더라도 사용자의 신체가 시트에 안정적으로 밀착될 수 있도록 한다.

제4제어정보는 벨트감지센서와 연동된 제어정보로서, 벨트감지센서에 의해 임의의 시트에 구비된 시트벨트가 분리된 것으로 판단된 경우, 웨빙에 인가되는 구속 하중을 제거하여 웨빙이 인입되도록 하는 정보를 담고 있다.

즉 제4제어정보는 임의의 시트에 구비된 시트벨트가 텅으로부터 분리될 경우 해당 시트의 사용자가 차량에서 하차하는 것으로 판단하여 웨빙이 완전히 인입될 수 있도록 구속 하중을 제거하게 된다.

이때 제4제어정보는, 전술한 속도감지센서에 의해 차량의 속도가 0인 경우, 즉 차량이 정지된 상태를 전제로 하여 제어부에 의해 로딩될 수 있다.

한편 본 실시예의 센싱부는 나열한 센서들 외의 다양한 센서를 더 포함할 수 있으며, 제어하중정보는 제1제어정보 내지 제4제어정보 외에도 임의의 센서와 연동된 제어정보를 더 포함할 수 있을 것이다.

한편, 다량의 정보를 처리해야하는 제어부의 특성상 정보의 양이 많아질수록 정보의 처리에 대한 속도가 느려지거나 잘못된 판단이 발생될 확률이 높으므로 앞서 전달되는 제1 제어정보, 제2 제어정보, 제3 제어정보, 제4 제어정보를 보다 균일하게 분류하여 처리할 수 있다.

예를 들어, 앞서 상술한 제1 제어정보와 제2 제어정보를 정리하여 제1 복합정보를 산출하여 활용할 수 있고, 제2 제어정보와 제3 제어정보를 정리하여 제2 복합정보를 산출하여 활용할 수 있는 것이다.

이는 제어부의 정보처리량을 감소시켜, 정보처리 과정에서 발생되는 정보처리 지연시간을 해결하기 위함이며, 이와 같이 다수의 복합정보를 활용하는 경우, 다수의 정보를 서로 유기적으로 결합하여 어느정도 결과값을 산출할 수 있는 정보가 되기 때문에 제어부에 가해지는 부담이 적어져 정보처리 및 잘못된 판단을 수행할 위험성을 효과적으로 낮출 수 있을 것이다.

앞서 상술한 (a)단계에 대해 구체적으로 설명하기 위해 도 8을 참조하면, 도 8에 도시된 바와 같이 센싱부는 지속적으로 정보를 수집하며, (a-1), (a-2), (a-3)과정을 수행할 수 있다.

다만, (a-4)의 과정은 앞선 (a-1), (a-2), (a-3)과정과는 독립적으로 시행될 수 있으며, 앞서 상술한 바와 같이 제어부의 정상작동 여부를 판단하는 과정을 수행할 수 있다.

구체적으로, 센싱부는 지속적으로 정보를 수집하여 제어부에게 송신하되, (a-4)과정을 수행하기 위한 확인부에도 동일한 정보를 송신할 수 있다.

이와 같이 같은 정보를 수신한 상태에서 제어부는 전달받은 정보를 통해 판단된 정보를 확인부에 전달하고, 확인부는 센싱부에서 전달된 정보를 바탕으로 판단된 정보와 제어부에서 전달된 정보를 바탕으로 제어부에서 전달된 정보가 올바르게 작동한 것으로 판단된 경우 모터(110)에 이를 전달하고, 정상적이지 못하게 작동한 것으로 판단되면 제어부의 이상이 생겼다고 판단할 수 있다.

즉, 확인부는 제어부의 정상작동 여부를 판단할 수 있는 것이다.

앞서 상술한 바와 같이 제어부의 정상작동 여부를 센싱부를 통해 전달받은 정보를 통해 확인할 수도 있지만, 테스트정보를 생성하여 제어부의 정상작동 여부를 판단할 수도 있다.

예를 들어, 80의 속도로 이동하고, 차선을 넘으려는 상황에서 사각지대에 차가 있는 상황으로 테스트 정보를 생성하여 제어부에 전달하면 이를 바탕으로 제어부가 판단한 정보를 확인부에 전달하고, 확인부는 제어부에서 전달받은 판단정보를 바탕으로 정상작동 여부를 판단할 수 있는 것이다.

즉, 확인부는 제어부에서 판단하는 정보의 정확성 여부를 판단하여 모터(110)에 전달하는 역할과 제어부의 정상작동 여부를 판단하기 위해 테스트정보를 생성하여 제어부에 전달하고, 제어부에서 판단한 판단정보를 바탕으로 제어부의 정상작동 여부를 판단할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

10: 스풀
20: 메인하우징
30: 리턴스프링모듈
40: ALR모듈
100: 전동식 프리텐셔너
110: 구동모터
111: 제1웜기어
120: 웜기어부재
121: 제2웜기어
122: 제3웜기어
130: 클러치기어
140: 보조하우징
160: 폴 고정플레이트
170: 클러치폴
180: 래칫기어

Claims (5)

1. 회전 구동력을 발생시키는 구동모터와, 상기 구동모터를 구동 제어하는 제어부와, 상기 구동모터의 회전 구동력을 스풀에 기 설정된 감속비로 전달함에 따라 웨빙이 인입되는 방향으로 상기 스풀을 회전시키는 감속 어셈블리를 포함하는 전동식 프리텐셔너의 제어방법에 있어서,
   상기 제어부가 차량에 구비된 하나 이상의 센싱부를 통해 차량의 현재 주행상태를 판단하는 (a)단계;
   상기 제어부가 상기 (a)단계에 의해 판단된 차량의 주행상태에 대응되도록 기 저장되어 할당된 상기 구동모터의 제어하중정보를 로드하는 (b)단계; 및
   상기 제어부가 상기 (b)단계에 의해 로드된 제어하중정보에 대응되도록 상기 구동모터를 제어하여 상기 웨빙에 인가되는 구속 하중을 조절하는 (c)단계를 포함하되,
   상기 (a)단계는,
   센서를 통해 정보를 수집하는 (a-1)과정,
   운전자의 정보 및 해당 운전자의 운전습관을 수집하는 (a-2)과정,
   도로상태 및 교통현황을 수집하는 (a-3)과정 및
   상기 제어부와의 통신이 올바르게 이루어지고 있는지 여부를 확인하는 (a-4)과정을 포함하는 것을 특징으로 하며,
   상기 (a-4)과정은,
   확인부가 상기 제어부에서 판단하는 정보의 정확성 여부를 판단하여 상기 구동모터에 전달하되,
   상기 확인부는,
   상기 센싱부를 통해 상기 제어부와 동일한 정보를 수신받아 테스트정보를 생성하여 상기 제어부에 전달하며, 상기 제어부가 상기 테스트정보를 통해 판단한 판단정보를 상기 확인부가 전달받아 상기 제어부의 정상작동 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는,
   전동식 프리텐셔너의 능동형 제어방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 센싱부는 차량의 속도를 감지하는 속도감지센서를 포함하며,
   상기 제어하중정보는 상기 속도감지센서에 의해 판단된 차량의 속도 구간에 따라 복수 개로 분할되어 할당되되, 상기 웨빙에 인가되는 구속 하중이 차량의 속도 구간이 높아질수록 증가되도록 하는 제1제어정보를 포함하는,
   전동식 프리텐셔너의 능동형 제어방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 센싱부는 차량의 차선 이탈을 감지하는 차선감지센서를 포함하며,
   상기 제어하중정보는 상기 차선감지센서에 의해 차량이 차선을 이탈하는 것으로 판단될 경우, 상기 웨빙에 인가되는 구속 하중이 기 설정된 범위 내에서 반복적으로 가변되도록 하는 제2제어정보를 포함하는,
   전동식 프리텐셔너의 능동형 제어방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 센싱부는 차량의 추돌 위험을 감지하는 추돌감지센서를 포함하며,
   상기 제어하중정보는 상기 추돌감지센서에 의해 차량에 추돌 위험이 발생한 것으로 판단될 경우, 상기 웨빙에 인가되는 구속 하중이 기 설정된 임계하중 이상으로 증가되도록 하는 제3제어정보를 포함하는,
   전동식 프리텐셔너의 능동형 제어방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 센싱부는 차량의 시트벨트의 장착 여부를 판단하는 벨트감지센서를 포함하며,
   상기 제어하중정보는 상기 벨트감지센서에 의해 임의의 시트에 구비된 시트벨트가 분리된 것으로 판단된 경우, 상기 웨빙에 인가되는 구속 하중을 제거하여 상기 웨빙이 인입되도록 하는 제4제어정보를 포함하는,
   전동식 프리텐셔너의 능동형 제어방법.

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