KR20030049786A - 자동차용 운전자세 기억장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차용 운전자세 기억장치에 관한 것으로서, 운전자의 체형에 맞는 최적의 시트위치 등을 자동으로 보정해줌으로써, 장거리 운전시 피로를 없애고 보다 안전한 운행을 할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 운전자 체형에 맞는 시트위치, 아웃사이드 미러위치, 핸들위치를 설정하는 단계와, IMS 제어스위치와 IMS 컴퓨터를 갖는 중앙연산장치에서 기억하는 단계와, 시트위치, 아웃사이드 미러위치, 핸들위치, 부저작동을 제어하는 작동단계를 포함하여 이루어지는 자동차용 운전자세 기억장치에 있어서, 시트의 등받이, 쿠션 안쪽 및 쿠션 앞쪽에 각각 압력분포센서 A, B 및 C를 설치하고, 각각의 압력분포센서로부터 검출된 압력의 분포 및 세기값과 운전자의 수동으로 입력된 각 부재의 위치값 및 자세값을 중앙연산장치에서 연산하여 각 부재의 해당 구동수단을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 자동차용 운전자세 기억장치(Integrated Memory System)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 감압 전도성 고무를 사용한 압력분포센서를 이용하여 운전자의 체형에 알맞는 시트위치, 아웃사이드 미러위치, 핸들위치 등을 자동으로 입력시킬 수 있도록 함으로써, 운전자의 체형에 맞는 최적의 각 위치를 자동으로 보정하여 장거리 운전시 피로를 없애고 보다 안전한 운행을 할 수 있도록 한 자동차용 운전자세 기억장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 운전자가 두사람 이상인 경우에는 운전자의 체형이나 습관에 따라 시트위치, 아웃사이드 미러위치, 핸들위치 등을 다시 조정하여 운전해야 하는 불편함이 있다.
운전자세 기억장치(Integrated Memory System : 이하 IMS라 한다)는 운전자가 수동으로 자신에게 맞는 시트위치, 아웃사이드 미러위치, 핸들위치 등을 IMS 컴퓨터에 입력시킬 수 있으며, 다른 운전자가 운전하여 위치가 변경되었을 경우 IMS 컴퓨터는 기억시킨 위치로 자동 복귀시키는 편의장치이다.
예를 들면, 도 1에 도시한 바와 같이, 운전자 체형에 맞는 시트위치, 아웃사이드 미러위치, 핸들위치를 설정하는 단계와, IMS 제어스위치와 IMS 컴퓨터에서 기억하는 단계와, 시트위치, 아웃사이드 미러위치, 핸들위치, 부저작동을 제어하는 작동단계로 이루어져 있으며, 도 2에 도시한 바와 같이, 입력신호로는 이그니션키 신호, 변속레버 스위치신호, 주차브레이크 스위치신호, 차속신호, 운전석 시트 위치신호, 핸들 위치신호, IMS 컨트롤 스위치신호, IMS 수동 스위치신호가 제공되고, IMS 컴퓨터에서는 수동동작, 기억동작, 재생동작, 승하차 연동동작, 부저작동이 제어되며, 출력신호에 의해 파워시트 작동모터, 미러 작동모터, 핸들 작동모터, 부저가 작동된다.
그러나, 기존에는 운전자가 자신에게 맞는 시트위치 등을 수동으로 조작하였는데, 이에 따르는 문제점은 잘못된 운전자세를 가진 운전자가 수동으로 자신에게 맞는 시트위치를 조작하였다면 장시간 운전시 피로감을 줄 수 있고, 안전상 문제가 생길 수 있다는 점이다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 운전자의 체형에 맞는 최적의 시트위치 등을 자동으로 보정해줌으로써, 장거리 운전시 피로를 없애고 보다 안전한 운행을 할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 운전자 체형에 맞는 시트위치, 아웃사이드 미러위치, 핸들위치를 설정하는 단계와, IMS 제어스위치와 IMS 컴퓨터를 갖는 중앙연산장치에서 기억하는 단계와, 시트위치, 아웃사이드 미러위치, 핸들위치, 부저작동을 제어하는 작동단계를 포함하여 이루어지는 자동차용 운전자세 기억장치에 있어서, 시트의 등받이, 쿠션 안쪽 및 쿠션 앞쪽에 각각 압력분포센서 A, B 및 C를 설치하고, 각각의 압력분포센서로부터 검출된 압력의 분포 및 세기값과 운전자의 수동으로 입력된 각 부재의 위치값 및 자세값을 중앙연산장치에서 연산하여 각 부재의 해당 구동수단을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 일반적인 운전자세 기억장치의 개요를 나타내는 흐름도
도 2는 일반적인 운전자세 기억장치의 입출력상태를 나타내는 블럭도
도 3a 내지 3c는 본 발명에 따른 운전자세 기억장치에서 압력분포센서에 적용되는 감압 전도성 고무의 특성을 보여주는 개략도 및 그래프
도 4는 본 발명에 따른 운전자세 기억장치에서 압력분포센서의 기본 단위구조를 보여주는 개략도
도 5는 본 발명에 따른 운전자세 기억장치에서 압력검출회로를 보여주는 회로도
도 6a,6b는 본 발명에 따른 운전자세 기억장치에서 압력분포센서의 설치위치를 보여주는 시트의 정면도 및 평면도
도 7은 본 발명에 따른 운전자세 기억장치에서 시트의 각 부위에 대한 조절상태를 보여주는 시트의 측면도
도 8a,8b는 본 발명에 따른 운전자세 기억장치에서 시트의 작동관계에 대한 도식을 보여주는 개략도
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 감압 전도성 고무 11 : 실리콘 고무
12 : 탄소입자 13 : 스트라이프 전극
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
감압 전도성 고무(10)는 실리콘 고무(11)의 안쪽에 전도체인 탄소입자(12)를 균일하게 분산시킨 것으로서, 고무 특유의 유연성과 내충격성이 풍부하고 가공과 박막화 및 대면적화가 용이하다.
예를 들면, 도 3a에 도시한 바와 같이, 실리콘 고무(11)가 압축력을 받을 때에는 내부 탄소입자(12)의 분포가 밀집화되면서 전도성이 좋아지고 저항이 작아지는 특성이 있으며, 반대로 실리콘 고무(11)가 인장력을 받을 때에는 내부 탄소입자(12)의 분포가 분산화되면서 전도성이 나빠지고 저항이 커지는 특성이 있다.
도 3b는 감압 전도성 고무의 응력과 저항값의 관계를 나타내며, 도 3c는 그 압력과 저항값의 시간적 변화를 나타낸 것이다.
도 3b에서는 근소한 응력의 변화로 저항값이 크게 변화하는 것을 알 수 있고, 도 3c에서는 충격적인 압력이 1ms 사이에 피크값을 나타내고 있으며, 저항값의피크값도 압력의 피크값에 대해 0.2ms 지연되어 나타나고 있는데 정적인 압력을 측정하는 정도로는 큰 지연이라고 할 수 없다.
압력 검출수단, 즉 압력분포센서는 감압 전도성 고무의 채용에 따라서 인쇄에 의한 제작이 가능하며, 형상의 자유도는 크고 두께는 0.7mm 정도로 얇게 할 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 압력분포센서는 감압 전도성 고무(10)를 양면으로 가로 세로로 서로 직행하는 스트라이프 전극(13)을 끼워 넣은 샌드위치 구조를 하고 있다.
상기 스트라이프 전극(13)은 플렉시블한 기판 위에 약 1mm 정도의 간격으로 평행하게 나열되어 있으며, 양면을 통해 보면 전극이 바둑판의 눈과 같이 배열되어 있다.
이러한 압력분포센서의 일부분에 압력이 가해지면 감압 전도성 고무의 저항값이 변하므로, 그 저항값의 변화를 가로 세로의 스트라이프 전극에서 좌표로 검출하면 압력의 분포와 함께 그 세기도 동시에 검출할 수 있다.
도 5는 압력검출회로를 보여주고 있다.
행방향에는 순차로 행선택용 트랜지스터 스위치를 전환하고, 열방향에는 멀티플렉서를 순차 조사하면 스트라이프 전극의 각 교점에서의 힘 또는 압력을 면에서 검출할 수 있다.
스트라이프 전극의 외측에 탄성체의 커버가 설치되어 물리적 힘이나 화학적 오염으로부터 센서 부분이 보호되어 있으며, 또한 스트라이프 전극 사이가 좁을수록 압력 분포를 고밀도로 계측할 수 있다.
최적제어의 목적함수는 압력분포센서 A, B 및 C에서 검출된 압력의 분포와 세기값이 사용되며, 압력의 분포와 세기가 각각 최대값을 가질 때에 시트의 최적화가 이루어졌다고 판단한다.
따라서, 도 6a 내지 6c 및 도 7에 도시한 바와 같이, 시트의 등받이와 쿠션의 안쪽 및 앞쪽에 각각 압력분포센서 A, B 및 C를 설치하고, 각 단계별 조절방법에 대해 살펴보면 다음과 같다.
1) 시트의 위치 조절방법
압력분포센서 A, B, C에서 검출된 압력의 분포는 운전자의 키를 추정하고, 세기는 몸무게를 추정한다.
이렇게 추정된 값은 운전자에 의해 수동으로 입력된 시트의 슬라이드 위치와 함께 중앙연산장치에 입력되며, 현재의 위치에서 최대의 압력분포와 세기의 합을 갖도록 슬라이드 모터를 이용하여 보정한다.
즉, 각 센서에 의해 검출되는 압력분포와 세기의 값들의 합이 최대가 되는 지점이 슬라이드 모터의 최적 위치이다.
2) 등받이의 각도 조절방법
압력분포센서 A에 의해 검출된 압력의 분포와 세기값은 운전자에 의해 수동으로 입력된 시트 등받이의 현재 각도값과 함께 중앙연산장치에 입력되며, 현재의 위치에서 최대의 압력분포와 세기를 갖도록 리클라이닝 모터를 이용하여 보정한다.
3) 쿠션의 안쪽 높이 조절방법
압력분포센서 B에 의해 검출된 압력의 분포와 세기값은 운전자에 의해 수동으로 입력된 시트 안쪽의 높이값과 함께 중앙연산장치에 입력되며, 현재의 위치에서 최대의 압력분포와 세기를 갖도록 하이트 모터를 이용하여 보정한다.
4) 쿠션의 앞쪽 높이 조절방법
압력분포센서 C에 의해 검출된 압력의 분포와 세기값은 운전자에 의해 수동으로 입력된 시트 앞쪽의 높이값과 함께 중앙연산장치에 입력되며, 현재의 위치에서 최대의 압력분포와 세기를 갖도록 틸트 모터를 이용하여 보정한다.
상기 1)∼4)의 내용중에서 센서에 의한 검출값과 운전자가 수동으로 입력하는 값 사이의 상관관계에 대해 설명하면 다음과 같다.
압력(체압)분포란 시트와 신체의 접촉상태나 힘이 들어가는 상태를 말한다.
기본적으로 신체에 부담이 적은 착석자세에서는 접촉면 전체에 압력이 분산되고, 또한 좌면(압력분포센서 B)에서는 엉덩이, 등받이(압력분포센서 A)에서는 요추부분(엉덩이 윗쪽)에 압력이 최고가 된다.
운전자가 수동으로 입력하는 값은 초기값으로 활용된다.
시트의 위치를 조정하는 모터들은 위아래 또는 좌우로만 작동하게 된다.
따라서, 최대의 압력분포와 세기를 갖는 위치를 찾기 위해서는 한 방향으로 한번만 조절하여 이때에 센서에 의한 검출값과 초기값과의 비교를 통하여 모터의 작동방향을 결정하게 된다.
각 센서(A,B,C)에 의해 검출되는 값들은 부위별 구동 모터의 작동에 의해 독립적으로 결정되는 값들이 아니라 서로 상관관계를 가진다.
왜냐하면, 압력분포센서 A의 압력분포와 값이 최대가 되더라도, 압력분포센서 B의 값이 이를 만족하지 못할 수 있기 때문이다.
따라서, 압력분포센서 B는 압력분포센서 A와, 압력분포센서 C는 압력분포센서 B와 관계가 있으며, 도 8a 및 8b에 도시한 바와 같이, 압력분포센서 A와 압력분포센서 B는 최적의 α값을 찾고, 압력분포센서 B와 압력분포센서 C는 최적의 β값을 찾는 것과 같다.
위와 같이, 기존의 최적 시트는 중앙연산장치에 입력된 신체 데이터를 바탕으로 시트의 각도를 보정하였으나, 한국인의 체형에 맞는 신체 데이터가 아직 확립되어 있지 않은 상태이며, 이를 바탕으로 하는 최적 시트는 부적절하다.
따라서, 본 발명에서는 신체 데이터를 바탕으로 하지 않고 운전자의 체형에 맞는 최적의 시트위치를 자동으로 보정해줌으로써, 장거리 운전시 피로를 없애고 보다 안전한 운행을 할 수 있게 해주는 잇점을 제공한다.
이상에서와 같이 본 발명은 운전자의 체형에 맞는 최적의 시트위치 등을 자동으로 보정하는 운전자세 기억장치를 제공함으로써, 장거리 운전시 피로를 없애고 보다 안전한 운행을 할 수 있는 장점이 있다.
Claims (7)
- 운전자 체형에 맞는 시트위치, 아웃사이드 미러위치, 핸들위치를 설정하는 단계와, IMS 제어스위치와 IMS 컴퓨터를 갖는 중앙연산장치에서 기억하는 단계와, 시트위치, 아웃사이드 미러위치, 핸들위치, 부저작동을 제어하는 작동단계를 포함하여 이루어지는 자동차용 운전자세 기억장치에 있어서,시트의 등받이, 쿠션 안쪽 및 쿠션 앞쪽에 각각 압력분포센서 A, B 및 C를 설치하고, 각각의 압력분포센서로부터 검출된 압력의 분포 및 세기값과 운전자의 수동으로 입력된 각 부재의 위치값 및 자세값을 중앙연산장치에서 연산하여 각 부재의 해당 구동수단을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 운전자세 기억장치.
- 제 1 항에 있어서, 시트의 위치는 압력분포센서 A, B, C에서 검출된 압력의 분포는 운전자의 키를 추정하는 동시에 세기는 몸무게를 추정하고, 이렇게 추정된 값은 운전자에 의해 수동으로 입력된 시트의 슬라이드 위치와 함께 중앙연산장치에 입력하여, 현재의 위치에서 최대의 압력분포와 세기의 합을 갖도록 슬라이드 모터를 이용하여 보정하는 것을 특징으로 하는 자동차용 운전자세 기억장치.
- 제 1 항에 있어서, 등받이의 각도는 압력분포센서 A에 의해 검출된 압력의 분포와 세기값은 운전자에 의해 수동으로 입력된 시트 등받이의 현재 각도값과 함께 중앙연산장치에 입력하여, 현재의 위치에서 최대의 압력분포와 세기를 갖도록 리클라이닝 모터를 이용하여 보정하는 것을 특징으로 하는 자동차용 운전자세 기억장치.
- 제 1 항에 있어서, 쿠션의 안쪽 높이는 압력분포센서 B에 의해 검출된 압력의 분포와 세기값은 운전자에 의해 수동으로 입력된 시트 안쪽의 높이값과 함께 중앙연산장치에 입력하여, 현재의 위치에서 최대의 압력분포와 세기를 갖도록 하이트 모터를 이용하여 보정하는 것을 특징으로 하는 자동차용 운전자세 기억장치.
- 제 1 항에 있어서, 쿠션의 앞쪽 높이는 압력분포센서 C에 의해 검출된 압력의 분포와 세기값은 운전자에 의해 수동으로 입력된 시트 앞쪽의 높이값과 함께 중앙연산장치에 입력하여, 현재의 위치에서 최대의 압력분포와 세기를 갖도록 틸트 모터를 이용하여 보정하는 것을 특징으로 하는 자동차용 운전자세 기억장치.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력분포센서 A, B 및C는 감압 전도성 고무의 양면에 가로 세로로 서로 직행하는 플렉시블한 스트라이프 전극을 끼워 넣은 샌드위치 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 운전자세 기억장치.
- 제 6 항에 있어서, 상기 압력분포센서 A, B 및 C는 행방향에는 순차로 행선택용 트랜지스터 스위치를 전환하고, 열방향에는 멀티플렉서를 순차 조사하여 스트라이프 전극의 각 교점에서의 힘 또는 압력을 면에서 검출할 수 있는 방식인 것을 특징으로 하는 자동차용 운전자세 기억장치.
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