KR20010018903A - 자동차용 버클의 로킹 상태 검출회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 버클의 로킹상태를 검출하는 검출회로에 관한 것으로, 전자제어유닛(ECU)이 로킹이거나 비로킹상태를 인식하도록 비접촉식이거나 기계식 스위칭 장치를 버클에 하나 또는 그 두가지를 설치하고 전자제어유닛에 대하여서는 풀업저항과 이저항보다큰 저항을 연결시키되, 이들 저항사이에 스위칭소자를 설치하므로, 비접촉식 스위칭 장치의 작동에 따라 저항 값을 하나 또는 그이상을 전자제어유닛이 인식하도록 한다.

Description

자동차용 버클의 로킹 상태 검출회로{Locking state detection circuit of buckle for auto mobils}

본 발명은 차량의 운전을 제어하는 전자제어 유닛(ECU)에 차량의 작동상태를 검출하여, 그 검출된 신호를 입력하는 검출 회로에 관한 것으로 특히 버클의 로킹상태 신호를 발생시키는 검출회로에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 충, 추돌 사고시에 운전자와 탑승자를 안전하게 보호하기 위한 시트 벨트 장치가 장착되어 있어, 주행중 충돌로 발생하였을 경우 신체를 고정함으로써, 인스트루먼트 패널 등에 부딪히게 되는 것을 방지하여 인명 피해를 최소화한다.

차량의 시트 벨트의 개략적인 구성을 보면, 플로워 패널의 일측에 케이블로 고정되어 있는 버클과, 센터 필라의 하부에 고정되어 있는 벨트가 권취되어 있는 리트렉터와, 리트렉터로부터 소정의 길이로 풀려 있는 벨트상에 버클과 결합되도록 구비된 텅( Tongue)과, 벨트가 풀리거나 권취되면서 꼬이게 되는 것을 방지하는 가이더 및 벨트의 높낮이는 조절하는 앵커로 이루어졌다.

도 1은 차량에 탑승한 후 시트 벨트의 착용 여부를 경고등에 표시하여 운전자나 탑승자에게 알리도록 버클에 설치되는 종래의 마이크로 스위치를 구비한 스위칭 회로이다. 이 스위칭 회로는 버클내부에 설치되는 마이크로 스위치(SW1)가 텅의 삽입 유무에 따라 온/오프 되며 그에 따라 전원이 저항(R4)을 통해 인스트루먼트 패널에 구비되어 있는 경고등을 점등, 또는 소등 되도록 하는 것으로 이루어졌다.

만일, 운전자나 승객이 차량의 시트에 앉아 벨트를 착용하지 않은 상태에 있으면, 전원(Vcc)은 저항(R4)과 마이크로 스위치(SW1)를 통해 경고등(WL)에 인가되어 켜진 상태로 있게 됨으로써, 운전자나 탑승자에게 미착용하고 있음을 경고하게 된다.

이 상태에서 벨트를 착용하게 되면, 벨트에 구비되어 있는 텅이 버클 내로 삽입되어 고정이 됨과 동시에 마이크로 스위치(SW1)가 오프됨으로써, 경고등(WL)을 소등하여 벨트가 착용되어 있음을 알리게 된다.

그러나, 이 스위칭 장치는 단순히 인스트루먼트 패널상에 버클착용및 미착용을 표시하는 표시등의 작동만을 나타내는 단순한 구성으로 되어 차량의 제어시스템과 어떠한 연관 관계를 맺지 못하게 되어 있다. 이는 차량 제어시스템이 차량의 작동 상태거나 이상 상태를 모든 인지할 수 없음을 의미하며, 차후로 차량 제어시스템이 지능화 또는 자동화되어 간다는 것을 감안한다면 바람직한 것은 아니다. 즉, 인스트루먼트 패널상의 모든 경고등 표시가 전자제어 유닛에 의하여 이루어지도록 하는 것이 차량 제어의 효율을 높일수 있기 때문이다.

또한, 시트 벨트의 착용 여부를 기계적인 접촉에 의한 마이크로 스위치 단락을 통해 경고등을 점등, 또는 소등하도록 되는데 이때 회로가 개방되고 폐쇄되는 순간 쇼트등에 의한 방전이 발생하므로 전자기 방해(Electromagn-etic interference :EMI)가 발생하게 되는 문제점이 있다. 이는 전자제어유닛에 나쁜영향을 미치게 된다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 인스트루먼트 패널에 구비되어 있는 전자제어유닛이 자기진단이 가능하도록 한 시트벨트 버클의 로킹상태를 검출하는 버클의 로킹 상태 검출 회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 차세대 차량의 제어 유닛이 시트 벨트 버클의 로킹 상태를 검출하도록 하여 다른 안전 유니트 특히, 버클과 연동되어 작동되어야 하는 에어백의 작동 대기시 모드를 유도하도록 하는 버클의 로킹 상태 검출 회로를 제공하는데 있다.

본 발명에 또 다른 목적은 버클의 작동 상태를 마이크로 스위치에 의하여 검출하도록 하여 제어시스템의 전자제어유닛에 공급하도록 한 버클의 로킹상태 검출회로를 제공하는데 있다.

그러므로, 본 발명은 향후, 차량 제어시스템에 적용되어서, 차량 이상 상태에 대하여 대비될 수 있도록 하고, 특히 에어백을 작동 대기 상태로 유지시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술의 마이크로 스위치의 회로도,

도 2는 버클에 설치되어 있는 홀센서와 마이크로 스위치가 텅이 삽입되지 않은 작동전 상태를 나타낸 상부 단면도,

도 3은 버클에 설치되어 있는 홀센서와 마이크로 스위치가 텅이 삽입되어 작동되는 상태를 나타낸 상부단면도,

도 4는 본 발명에 따른 마이크로 스위치와 홀센서를 구비한 버클의 로킹상태검출회로,

도 5A,B는 본 발명에 따라 마이크로 스위치와 홀센서를 구비한 버클의 로킹 상태 검출회로,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀센서를 구비한 버클의 로킹 상태 검출회로,

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀센서를 구비한 버클의 로킹 상태 검출회로.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 버클 2 : 텅

15 : 마이크로스위치 16 : 홀센서

ECU : 전자제어유닛 WL : 경고등

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 마이크로 스위치의 ON/OFF로 인스트루먼트 패널에 구비되어 있는 경고등을 통해 벨트의 착용 여부를 확인할 수 있도록 되어 있는 버클에 있어서, 마이크로 스위치와 전자식 스위치를 개별적이거나 공동으로 설치하여서 전자제어 유닛이 버클의 로킹 상태를 나타내는 검출신호를 발생시키도록한 자동차용 버클의 로킹상태를 검출하는 검출회로를 제공하는데 있다.

이를 위하여 본 발명은 버클내에서 텅과 연동하도록 마이크로 스위치와 전자스위치, 특히 홀 센서를 개별적이거나 공동으로 설치하여 전자 제어유닛에 버클의 로킹상태를 검출한 신호를 발하도록 하는데, 마이크로 스위치는 전자 제어유닛이 그에 직결된 풀업저항과 이풀업 저항에 대하여 마이크로 스위치의 작동시 직결되는 다소 큰값을 가지는 저항 등의 값을 인식하도록 한다.

한편, 이 마이크로 스위치 대신 설치되거나 동시에 설치될수 있는 전자 스위치로되는 홀센서를 구비하며, 홀센서가 작동될때 전자 제어유닛이 그에 직결된 풀업저항을 인식하고 홀센서의 비작동시에는 풀업 저항과 그보다 큰값을 가지는 그에 직결된 저항 들의 값을 인식하도록 하고 있다.

또한 마이크로 스위치와 홀센서를 동시에 설치하여서는 텅이 버클내에 삽입여부에 따라 비록킹시에는 그들에 각기 설치된 트랜지스터들을 모두 온 되게하여 전자제어유닛이 그에 접속된 두개의 저항값을 인식하게 하는 동시에 경고등을 점등시키고, 록킹시에는 홀센서가 작동되어 전자제어 유닛이 그에 연결된 트랜지스터만이 온되어 하나의 풀업저항값만을 인식하게 되고, 경고등에 연결된 트랜지스터는 플로팅 상태가 되어 경고등이 소등되게 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 2및 도 3을 참조하면, 버클 조립제는 버클(1)과 텅(2)으로 이루어진다. 버클(1)은 그의 하우징(3)내에 텅(2)의 삽입시 이 텅(2)이 이탈되지 않도록 하는 구조로 되어 있다. 하우징(3)내에는 프레임(4)이 위치되는데 그의 후측단에는 차체에 고정되는 고정구(5)와 연결되는 지지구(6)들이 단단히 결착되어 있다.

이 프레임(4)의 중단에는 스프링(7)에 의하여 지지되는 래치가 삽입되어 있으며, 도면에는 상세히 되시되어 있지 않으나 이래치(8)는 래치 작동시 하부로 이동되어 텅(2)과 결합된다. 또한, 이래치(8)가 래치 작동을 하도록 슬라이더(9)가 프레임(4)의 중단에 삽입된 상태로 텅(2)에 의하여 후측으로 이동되도록 된다. 이젝터(11)는 그가 눌러질때 래치(8)를 상향 시킨다음 전단으로 이동시켜 텅(2)이 회수되도록 하고 있다. 프레임(4)양측편에 마이크로 스위치(15)와 전자 스위치인 홀센서(16)가 적당히 배열되어 있다.

텅(2)은 도면에 도시되어 있지 않으나 그 후단에 구멍(22)내로 웹이 결합되며, 전단은 래치(8)와 결합되는 구멍(23)을 가진 삽입부(24)로 되어 있다.

그러므로, 텅(2)의 삽입부(24)가 버클(2)내의 프레임(4)에 형성한 삽입구(도시않됨)내로 삽입됨에 따라 슬라이더(9)가 화살표(F)방향으로 이동되어, 이 슬라이더(9)의 이동에 따라 래치(8)가 하향 이동되어 그 하측 단부를 텅(2)의 구멍(23)내로 삽입되게하므로 텅(2)을 로킹하게 된다.

여기서 주목되는것은 슬라이더(9)가 이동될때 프레임 외부로 돌출된 양단부(9'),(9")들은 각기 홀센서(16)의 마그네트(16)를 이동시켜 홀센서(16)가 온되게 작동되게 하는 동시에 마이크로스위치(15)를 오프 시키게 된다.

이후 이젝트(11)를 누르게 되면 래치(8)가 상향이동되게 하여 슬라이더(9)를 전단으로 이동시키므로 텅(2)을 해제함과 동시에 하우징(3) 외부로 이동시키게 된다. 이때, 홀센서 마그네트(16')는 원위치 되어 홀센서(16)를 오프로 되고 마이크로 스위치(15)는 온으로 되게 한다.

이와같이 온 오프되는 홀센서(16)와 마이크로스위치(15)는 이후 버클의 로킹작동상태를 검출하도록 하는 회로의 일부구성으로 된다. 이는 본 발명의 검출회로이다.

본 발명에 따른 검출회로는 도 4에 도시와 같이 마이크로 스위치(15)와 홀센서(16)를 동시에 구비할 수 있다.

먼저, 전자제어유닛(ECU)과 경고등(WL)은 검출회로 측에 연결된 단자가 저전위, 실예를 들면 5V 이하에서 기동하도록 된다.

전자제어유닛(ECU)의 단자는 트랜지스터(TRI)의 콜렉터에 저항(R2)을 경유하여 연결된다. 트랜지터(TRI)는 그의 에미터가 저항(R3)을 경유하여 경고등(WL)에 연결된 트랜지스터(TR2)의 베이스에 연결된다. 또한 트랜지스터(TRI)은 그의 베이스가 저항(R1)에 의하여 연결되고 그들사이에 콘덴서(C1)가 병렬로 접속되어 있다.

마이크로 스위치(15)는 그의 쇼트를 방지하기 위하여 전원(Vcc)에 병렬접속된 코일(CLI)과 다이오드(D1)를 경유하여 연결된다. 홀센서(16)는 전원(Vcc)에 대하여 저항(R1)을 경유하여 연결되고 동시에 출력단자가 트랜지스터(TR2)의 베이스에 콘덴서(C1)를 경유하여 연결되고 나머지 단자가 접지된다.

그러므로 이와같이 구성시킨 검출회로는 버클의 비로킹상태에서 전원(Vcc)전압이 저항(R1)을 경유하여 트랜지스터(TRI)와 트랜지스터(TR2)를 차례로 온 시키게 되고, 전자 제어유닛(ECU)은 저항(R2)와 (R3)의 값을 인식하고, 경고등(WL)은 그의 단자가 저 전위로 되어 점등되므로 비록킹상태를 경고하게 된다.

반대로 텅(2)이 버클(1)에 삽입되어서 마이크로 스위치(15)가 오프로되고(도면도시), 마그네트(15)가 홀센서 본체내로 삽입될때, 홀센서(16)는 작동되고 전원(Vcc)이 저항(R1)을 경유하여 트랜지스터(TR1)를 온시키고 접지되게 하므로 전자 제어유닛(ECU)의 단자는 저전위로 된다. 이때 전자제어 유닛(ECU)는 버클의 로킹 상태를 인식하게 된다. 여기서 주목되는것은 전자제어 유닛(ECU)이 저항(R2)와 (R3)값을 인식한다는 것이다. 동시에 트랜지스터(TR2)는 플로트(float)상태인 오프상태로써 경고등(WL)을 소등시킨다.

본 발명의 다른 실시예가 도 5A,B에 도시와 같이 마이크로 스위치(15)를 전자제어 유닛에 직결시킬 수 있다.

마이크로 스위치(15)는 도면에 도시와 같이 3개의 단자로 되어 제어 단자(NC)가 전자제어유닛(도시않됨)의 아날로그/디지탈 단자(A/D)에 풀업 저항(R11)을 경유하여 연결되고, 공통단자(COM)가 아날로그/디지탈 단자(A/D)에 연결되며 그들 단자들 가운데 중립 단자(NO)가 형성되어 있다.

또, 제어단자(NC)와 공통단자(COM)간에는 풀업 저항(R11)보다 충분히 큰값을 가지는 저항(R12)가 접속되어 있다.

그러므로, 이 마이크로 스위치(15)는 버클이 로킹상태가 아닌 경우 온상태로 되어 제어단자(NC)와 공통단자(COM)가 스위치 단자에 의하여 연결되는 상태로 되어 전자 제어유닛은 전압(Vcc)에 대하여 저항(R11)을 경유하는 전압을 그의 아날로그/디지털단자(A/D)로 인가시킨다. 이때, 전자 제어유닛은 저항(R11)을 인식한다.

만일 버클이 로킹 상태일경우 도 5, B에 도시와 같이 마이크로 스위치(15)는 그의 스위치 단자가 중립단자(NO)와 공통단자(COM)가 연결되게 하므로 전원(Vcc)의 전압이 저항(R11)과 (R12)을 경유하여 아날로그/디지털 단자(A/D)에 인가되게 한다. 이때 전자 제어유닛은 저항(R11)과 (R12)의 더한 저항값을 인식하게 된다. 이 실시에는 전자 제어유닛이 마이크로 스위치만에 의하여 버클의 로킹 상태를 용이하게 검출하도록 한다.

본 발명의 또다른 실시예들이 도 7와 도 8에 도시되어 있으며, 홀센서(16)가 FET(20)(이후전계효과 트랜지스터로 칭함)를 더 구비하여 검출회로의 신뢰도를 높이도록 하고 있다.

도 6에 도시와 같이 홀센서(16)는 출력측이 전계효과 트랜지스터(20)의 게이트전극을 트리거 하도록 연결되며, 입력측이 전원(Vcc)에 대하여 저항(R13)을 경유하여 연결되고, 그 타측은 접지된다. 트랜지스터(TR3)는 그의 베이스가 저항(R13)에 의하여 전원(Vcc)에 연결되고 콘덴서(C11)에 의하여 접지되며, 콜렉터가 저항(R11)을 경유하여 전자제어유닛(ECU)에 연결되고, 에미터가 저항(R12)에 의하여 접지되어 있다.

전계효과 트랜지스터(20)는 드레인이 홀센서(10)와 동시에 접지되고, 소오스가 트랜지스터(TR3)의 에미터와 저항(R12)사이에 접속된다.

한편, 도 7에 도시와 같이 전계효과 트랜지스터(20)는 그의 소오스가 저항(R11)과 (R12)들 사이에 접속되고, 트랜지스터(TR3)는 그의 콜렉터가 직결된 저항(R11)과 저항(R12)의 후단에 연결되고, 에미터가 접지로 된다.

이들 실시에 모두는 그 구성상에서 다소 차이가 있으나 홀센서(16)의 작동에 따른 전자제어유닛에 대한 검출신호 발생작동은 동일하다.

즉, 버클이 로킹 상태가 아닌 경우 홀센서(16)는 작동되지 않는 상태로 되고 전압(Vcc)이 저항(R13)을 경유하여 트랜지스터(TR3)를 온 시키게 된다. 이때 전압 제어 유니트(ECU)가 도 6에서는 저항(R11)과(R12)들의 값을 인식하게 되고, 도 7에서도 저항 (R11)과 (R12)의 값을 인식하게 된다.

만일 버클이 로킹상태가 될 경우 홀 센서(10)과 작동하게 되고, 전원(Vcc)의 전압이 전계효과 트랜지스터(20)의 게이트를 트리거하게 되고 그의 소소스와 드레인이 여기 상태로 된다. 그러므로 전자 제어유닛(ECU)는 저항(R11)의 값만을 인식하게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명의 버클로킹상태를 검출하는 회로가 전자제어 유닛에 대하여 저항 값의 차이를 인식하도록 하므로 버클로킹상태를 검출하는데 있어 더욱 안정된 신뢰성을 부여한다.

더 나아가 비접촉 되는 전자식 이스위치, 홀 센서가나 광학센서를 이용하므로 검출회로의 안정성을 도모할수 있다.

Claims (5)

1. 차량의 전자제어유닛에 대하여 이상상태를 검출하도록 한 검출 회로에 있어서,

   전자제어유닛이 풀업저항과 그 보다 큰 값의 저항을 선택적으로 인식하도록 그들 저항 사이에 트리거 수단을 개재시키고, 이 스위치 수단을 비접촉식 스위칭 수단에 의하여 제어하도록 한 자동차용 버클의 로킹 상태검출회로
2. 제 1항에 있어서,

   상기 저항 사이에 마이크로 스위치를 접속 시키므로 전자제어유닛이 그들의 저항값을 선택적으로 인식하도록 한 자동차용 버클의 로킹 상태 검출회로.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 저항 사이에 홀센서를 접속시키므로 전자제어유닛이 그들의 저항값을 선택적으로 인식하도록 한 자동차용 버클의 로킹 상태검출회로.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 스위칭 수단이 트랜지스터인 자동차용 버클의 로킹 상태검출회로.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 스위칭 수단이 트랜지스터와 전계효과 트랜지스터인 로킹 상태 검출회로.