KR20040043136A - 자동차 좌석의 점유상태 감지 장치 및 그 감지 방법 - Google Patents

자동차 좌석의 점유상태 감지 장치 및 그 감지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차에서 좌석의 탑승자를 감지하기 위한 장치 및 그 감지 방법에 관한 것이다. 상기 장치는 제 1 센서를 포함한다. 상기 제 1 센서는 차량 좌석의 좌석 표면에 평평하게 배열되고 차량 좌석 위에 실리는 무게 또는 무게 프로파일을 측정하기 위한제 1 센서 좌석 매트의 일부를 이룬다. 상기 장치는 또한 측정 유닛을 구비한다. 상기 측정 유닛은 상기 센서의 하류에 연결되고 ㅅ아기 제 1 센서 좌석 매트의 제 1 센서 신호를 측정한다. 본 발명에 따른 장치는 추가적으로 안전 센서를 구비하는데, 이는 상기 차량 좌석의 좌석 표면에 평평하게 배열되고, 이와 마찬가지로 상기 측정 유닛에 연결되며, 상기 제 1 센서의 운용도를 테스트하기 위하여 제공된다. 본 발명에 따른 장치는 안전 센서가 센서 좌석 매트에 만들어진 무게 분포 및/또는 무게를 확정한 때에 점유자 보호 시스템의 조절 유닛이 좌석에서 결정된 점유자에게 점유자 보호 수단이 작동하도록 기동을 적용하는 동안 자동차에 좌석의 점유자를 감지하기 위한 방법에서 사용된다.

Description

자동차 좌석의 점유상태 감지 장치 및 그 감지 방법{DEVICE AND METHOD FOR DETECTING THE OCCUPATION OF A SEAT IN A MOTOR VEHICLE}
본 발명은 자동차 좌석의 점유상태를 감지하기 위한 제 1 센서가, 특히 제 1 센서 좌석 매트(OCSM)안에 자동차 좌석의 좌석 표면에 평평하게 배열되고, 상기 제 1 센서의 센서 신호들은 그 위에 실린 무게에 의한 힘에 종속하며, 상기 제 1 센서로부터 온 소위 센서 신호를 측정하기 위하여, 상기 제 1 센서의 하류에 측정 유닛이 위치하고, 상기에서 측정된 제 1 센서 신호에 따라, 에어백과 같은 탑승자 보호 수단의 기동 파라미터를 적용하도록, 상기 측정장치의 하류에 제어 유닛이 구비된 자동차 좌석의 점유상태 감지 장치 및 그 감지 방법에 관한 것이다.
자동차에서의 많은 기술적인 적용에 있어서, 자동차 탑승자에 의한 좌석의 점유여부는 중요한 입력 변수이다. 이는 특히 탑승자 보호 시스템(occupant restraining system)에 적용되는데, 상기 탑승자 보호 시스템을 효과적으로 사용하기 위하여는 탑승자가 차량에 앉는 위치가 중요하다. 자동차에서 좌석에의 탑승상태를 감지하기 위하여, 소위 센서 좌석 매트가 사용되는데, 이는 다수개의 압력-감지 센서를 구비한다. 상기 센서들은 차량 좌석의 표면에 배치되어, 사람 또는 물체가 좌석 표면에 가하는 압력을 검출한다.
그러한 센서 좌석 매트를 사용하는 탑승자 검출 시스템은 점유상태 분류 시스템(OCS)으로 알려져 있다. 그러한 OCS는 예를 들어 국제 표준 정기 간행물번호(ISSN) 0722-4087, 1998년 11월 30일부터 12월 2일에 독일, 칼스루에에서 열린 에어백2000+ 전문가 회의의 진행 당시에 알려진 DE 200 14 200 U1의 "정교한 구속 시스템을 위한 탑승상태 분류 시스템"에 개시되어 있다.
그 이후의 측정을 위하여 특별히 고려되어야 하는 점은, 가해진 무게에 의한 힘과 신호-발생 센서로부터의 전기 저항 판독값 사이에는 광범위한 선형 관계가 존재하는데, 상기의 판독값은 상기 센서에 종속된다는 것이다. 즉 상기의 변수 저항 판독값은 상기 센서에 의해 센서 신호로 전환된다.
OCS의 측정 유닛에서 센서 신호를 측정함으로써, 좌석 탑승자가 좌석에 앉은 위치에 따라 좌석 프로파일이 생성되고, 또한 좌석에 위치한 물체의 점유 위치에 따라 좌석 프로파일이 추론된다.
감지된 좌석의 점유상태에 따라, 차량 보호 시스템의 제어 유닛에 의해 탑승자 보호 수단의 기동 파라미터들이 선택적으로 적용되고, 탑승자가 앉은 상대적인 위치에 따라 차량 탑승자가 최적으로 보호된다. 그러한 시스템에는, 예를 들어 만일 탑승자 보호 수단이 작동하기 어려울 정도로 차량 탑승자가 탑승자 보호 수단(에어백)에 너무 가깝게 앉아 있다면, 탑승자 보호 수단이 완전히 억제되도록 할 수 있도록 에어백과 같은 탑승자 보호 수단을 기동하기 위한 특정한 환경이 주어져야 한다.
OCS가 점유상태 감지 시스템에 사용된 경우에, 오작동의 가능성은 가능한 한 낮아야 하는데, 이는 탑승자 감지 시스템(OCS)이 오작동하는 경우, 보호되어야 하는 차량의 탑승자에게 심각한 상해의 위험이 발생할 수 있기 때문이다. 예를 들어, OCS에서 센서 좌석 매트의 센서에서 전류가 흐를 때, 저항이 알지 못하는 사이에 증가한다면, 센서용 저항 판독값이 심각하게 왜곡될 수 있고, 결국 OCS의 측정 유닛은 차량 탑승자에 대하여 잘못된 무게 신호를 감지하여, 잘못된 결과를 근거로 탑승자 감지 시스템을 작동하게 된다.
상기와 같은 차량 탑승자에 대한 무게가 잘못 결정되거나 또는 예를 들어 특별하게 무겁거나 키가 큰 것으로 차량 탑승자가 잘못 분류된 경우, 실제로는 차량 좌석에 앉아 있는 차량 탑승자에게 해를 줄 수 있을 지라도, 탑승자 보호시스템의 제어 유닛은 탑승자의 보호를 위하여 에어백을 작동시킨다. 또한 이와 마찬가지로 특별하게 가볍거나 또는 작은 사람으로 잘못 분류한 경우에는 사고가 난 경우 상해로부터 탑승자를 보호할 필요가 있는 경우에도 에어백이 작동하지 않을 수 있다.
상기의 내용은 차량에서의 탑승자 보호 수단의 시스템이 안전하게 작동되도록 하기 위하여 얼마나 OCS가 정밀하고 신뢰할 만하게 탑승자의 앉는 위치를 감지하여야 하는지 보여준다.
따라서 본 발명의 목적은 자동차에서의 탑승상태 감지 장치를 제공하는 것으로서, 상기 장치에 의해 탑승자 감지 시스템으로부터 온 신호가 얼마나 정확한지 점검될 수 있다.
본 발명의 목적은 청구항 1의 형상을 가진 장치에 의해서 달성된다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 적합한 방법은 독립 청구항 8에 개시된다.
본 발명에 따른 장치는 자동차에서 좌석의 점유상태를 감지하기 위한 것으로, 차량 좌석의 좌석 표면에 평평하게 배열된 센서를 포함하는데, 특히 상기 센서는 제 1 센서 좌석 매트의 안에 위치한다. 또한 이에 따라 제 1 센서로 언급되는, 상기 제 1 센서 좌석 매트 안의 센서는 차량 탑승자 또는 물체가 가하는 무게에 의한 힘을 전기적 신호로 변환시킨다.
측정 유닛은 상기 센서로부터 신호를 받아들이고 그 후 센서 신호를 측정하여 좌석에 작용하는 무게를 분류한다. 상기 센서 좌석 매트에 사용되는 센서 각각의 타입에 따라, 대부분의 경우에는 무게 분류는 "탑승/탑승하지 않음"으로 구별된다. 그러나 또한 무게에 따라, 예를 들어, 가벼운, 중간-무게의, 또는 무게가 많이 나가는 사람으로 구별하거나 또는 차량 좌석에의 무게 분포에 따라 그에 따른 분류를 행할 수도 있다. 그러한 분류는 예를 들어 엉덩이의 모양 또는 무게의 위치를 구별할 수 있다. 예를 들어, 매우 키가 크고 마른 사람은 엉덩이의 모양에 의해 뚱뚱한 사람과 구별될 수 있고, 어떤 사람이 앞쪽으로 쏠린 위치는 불규칙하게 부하가 실린 좌석 표면에 의해 구별될 수 있다.
상기와 같은 방법으로 분류된 무게에 대한 정보는 측정 유닛의 하류에 위치한 탑승자 보호 수단의 제어 유닛으로 전달된다. 탑승자 보호 수단, 예를 들어 에어백의 제어 유닛은, 측정 유닛으로부터 받아들인 무게에 관한 정보의 분류 결과를 참고하여 탑승자 보호 수단(에어백)의 작동 방법을 선택한다.
본 발명에 따른 측정 유닛에 의한 분류 결과를 점검하기 위하여, 차량의 좌석의 표면에 마찬가지로 배열된 또 다른 안전 센서로부터 받아들여진 센서 신호, 소위 제 2 센서 신호를 지금부터 설명한다. 상기 안전 센서로부터의 신호도 또한 측정 유닛으로 전달된다. 그 설계에 따라 상기 안전 센서는, 그 무게 또는 무게분포에 따라 차량 좌석에 위치한 물건을 분류한다.
측정 유닛은 상기 안전 센서로부터 온 센서 신호에 의한 무게 분류의 결과와 상기 제 1 센서 좌석 매트의 제 1 센서의 분류의 결과를 비교할 수 있다. 두 분류 사이의 결과가 서로 다르다면 이는 제 1 센서 또는 안전 센서 중 어느 하나가 오작동했음을 의미하고, 이는 제어유닛(S)이 탑승자 보호 수단의 기동 파라미터를 수정하지 못하도록 하거나 또는 차량 탑승자가 에어백으로부터 불필요한 상해를 당하지 않도록 하는 감소된 형태로만 기동 파라미터의 수정을 행하도록 한다.
상기 안전 센서는 제 2 센서 좌석 매트 안에 위치하고, 제 1 센서 좌석 매트의 위 또는 아래에 평평하게 배열되어 있는 것이 바람직하다.
두 개의 센서 좌석 매트는 서로 접합되어 있는 것이 바람직하다. 이는 상기 제 1 센서가 상기 안전 센서에 대하여 미끄러지는 것을 방지하고, 이는 특히 제 1 및 제 2 센서 좌석 매트 각각의 센서가 각각 단독으로 상황을 모니터하는 것을 피할 수 있도록 한다.
다른 실시예에서, 상기 안전 센서는 상기 제 1 센서 좌석 매트에 일체로 배열된다. 예를 들어, 상기 제 1 센서와 안전 센서는 본질적으로 동일한 구조적 설계로 이루어질 수 있고, 서로 근접하게 배열될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 각각의 안전 센서는 하나 이상의 제 1 센서의 정확한 기동을 모니터하기 위하여 사용되거나, 또는 서로 근접하게 배치되는 것이 바람직한 다수개의 제 1 센서의 정확한 작동을 모니터하기 위해 사용될 수도 있다.
하나의 안전 센서가 각각 제 1 센서에 할당되는 것이 바람직한데, 그 결과개별적인 각각의 제 1 센서는 개별적으로 모니터될 수 있다. 제 1 센서와 안전 센서를 서로에 대하여 상기와 같이 배열함으로써 개별적인 제 1 센서의 오작동이 그에 할당된 안전 센서에 의해서 감지될 수 있고, 그 결과, 나머지 제 1 센서들이 정확하게 작동한 경우에는, 상기의 나머지 센서들만 탑승자 보호 수단의 제어 유닛의 기동 방법에 적용되도록 기여한다. 한편 결함이 있는 제 1 센서로부터 온 신호는 단순히 무시된다.
제 1 센서와 안전 센서가 동일하거나 매우 유사하게 설계되는 경우, 안전 센서에 의해 제 1 센서의 올바른 기능을 점검하는 것 이외에도, 상기 제 1 센서로부터 온 신호에 있어 디자인과 관련된(design-related) 변화를 검출하는 것도 가능한데, 이는 상기 신호의 변화는 두 센서에서 동일한 방식으로 발생하기 때문이다.
이와 같은 디자인과 관련된 신호 변화는, 예를 들어, 센서에 작용하는 중량에 따라 상기 센서로부터의 신호의 경로에 있어 온도 종속성에 의해 야기될 수 있고, 또는 만일 두 센서가 차량의 좌석의 구김부위(crease)에 배열된 경우, 센서의 비틀림의 영향에 의해 야기된다.
예를 들어 만일 상기 제 1 센서와 안전 센서로부터 온 신호에서의 변동이 동시에 발생한다면, 이 때 시스템이 매우 심하게 요동하는 상기 제 1 센서로부터 온 신호들은 상기 센서 신호로부터 온 신호에서의 간섭과 관련된 진동과 쉽게 구별된다.
자동차에서의 좌석의 점유상태를 감지하기 위한 본 발명에 따른 방법에서, 제 1 센서 좌석 매트의 제 1 센서는 차량 좌석에 평평하게 배열되고, 차량 좌석에작용하는 무게에 따른 힘과 관련된 정보를 센서 신호의 형태로 측정 유닛에 전달한다. 그 결과로서 측정 유닛은 제 1 센서 신호를 측정하고, 차량 좌석에 가해지는 무게에 의하여 물건 또는 사람을 분류한다.
상기의 분류 결과는 탑승자 보호 수단, 예를 들어 에어백의 기동 파라미터를 좌석 점유상태에 적용하는 제어 유닛으로 전달되는데, 상기 좌석 점유상태는 안전 센서를 구비한 제 2 센서 좌석 매트로부터 온 신호를 사용하여, 제 1 센서 신호를 이용하여 측정 유닛에 의해서 수행되는 제 1 분류의 결과가 상기 안전 센서로부터 온 제 2 센서 신호를 이용하는 제 2 분류를 통하여 측정 유닛에 의해 확정되는 경우에만 검출된다.
이미 상기에서 서술한 바와 같이, 본 발명에 따른 장치의 무게에 따른 분류의 결과에 탑승자 보호 수단의 기동 파라미터를 부분적으로만 적용하는 것은 또한 제 1 센서 좌석 매트 또는 제 2 센서 좌석 매트의 결함을 지시하는데 사용된다. 상기 잠재적인 오작동은 예를 들어, 차량의 계기판에 있는 경고 램프에 의해 차량 탑승자에게 전달되는 것이 바람직하다. 그 결과 운전자는 연구원의 실험실에서 조정된 자동차의 좌석 점유상태를 감지하기 위한 장치에서의 에러에 대한 조치를 취할 수 있다.
본 발명은 하기에서 두가지 실시예로서 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 표면 위에서 본 평면도와 그 단면도로서, 여기에서 제 1 센서 좌석 매트(OCSM)는 제 1 센서(SE1)에 추가하여 상기 제 1 센서 좌석 매트(OOCSM)에 일체로 배열된 안전 센서(SE2)를 구비하고,
도 2는 본 발명에 따른 장치의 표면 위에서 본 평면도와 그 단면도로서, 여기에서는 제 1 센서(SE1)를 구비한 제 1 센서 좌석 매트(OCSM)와, 상기 제 1 센서 좌석 매트의 아래 배열되고 안전 센서(SE2)를 구비한 제 2 센서 좌석 매트(PPDM)를 포함한다.
도 1의 상부는 센서(SE1)를 구비한, 본 발명에 따른 센서 좌석 매트(OCSM)의 단면도를 도시하고 있는데, 여기에 소위 안전 센서(SE2)가 근접하게 배열되어 있다. 도 1의 하측부는 일체로 결합된 제 1 센서(SE1) 및 근접한 안전 센서(SE2)를구비한 센서 좌석 매트와, 하류의 측정 유닛(A)과 차량 탑승자 보호 수단의 제어 유닛을 도시하고 있다.
상기 실시예에서, 충분한 2차원의 구역을 가진 물체는 제 1 센서(SE1) 및 안전 센서(SE2)에 동시에 비교적 무거운 중량을 가한다. 제 1 센서(SE1)로부터 온 신호와 안전 센서(SE2)로부터 온 신호는 측정 유닛(A)으로 전달된다. 회로, 또는 관련된 소프트웨어와 조합을 이룬 회로에 의해, 두 신호가 서로 비교된다. 만일 제 1 센서로부터 온 신호와 안전 센서로부터 온 신호가 서로 일치하지 않는다면, 이것은 상기 측정 유닛(A)에 의해 예를 들어 에어백과 같은 탑승자 보호 수단의 제어 유닛(S)에 전달된다. 그리고 제어 유닛(S)은 그것이 무시되어도 되는지 또는 에어백을 기동하도록 부분적으로만 고려할 것인지를 결정한다.
안전 센서(SE2)로부터 온 센서 신호 및/또는 제 1 센서(SE1)로부터 온 신호의 계속적인 간섭(interference)이 있는 경우, 제어 유닛(S)은 탑승자에게 경고를 보내기 위한 제어 명령을 내린다. 상기 경고는 에어백 경고등의 형태이다. 경고등은 탑승자 보호 시스템이 완전한 기능을 나타내기에 적절하지 않다는 사실을 차량 탑승자에게 경고한다. 그 결과 그가 손상을 수리하도록 즉각적으로 연구원에게 조언을 구하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 또다른 실시예를 도시한다. 도 2의 상측은 상하로 배열된 두개의 센서 좌석 매트(OCSM, PPDM)의 단면도를 도시한다. 제 1 센서 좌석 매트(OCSM)는 제 2 센서 좌석 매트(PPDM)에 접합되어 있는 것이 바람직하고, 그 결과 각각의 제 1 센서(SE1)는 차량 좌석에서 안전 센서(SE2)의 위에 위치하게 된다.
도 2의 하측은 상기 배열의 평면도를 도시한다. 여기에서 제 1 센서 좌석 매트(OCSM)의 제 1 센서는 실선으로 도시되었고, 상기 요소의 아래에 위치한 제 2 센서 좌석 매트(PPDM)의 안전 센서(SE2)는 파선으로 도시되었다. 또한 하류의 측정유닛(A)과 탑승자 보호수단의 제어유닛(S)에 대하여 동일한 부호가 사용되었다.
도 1의 실시예에서 보여지는 바와 같이, 하나의 안전 센서는 제 1 센서 좌석 매트(OCSM)의 각각의 센서에 할당된다.
이와 같이 서로 겹쳐서 배치된 센서의 배열은 제 1 센서 좌석 매트(OCSM)가 지탱하는 무게가 존재하는 즉시 제 1 센서(SE1)와 안전 센서(SE2) 모두에 항상 동일한 힘으로 작용한다는 장점을 가지고 있다.
도 1의 실시예에서 보여지는 바와 같이, 제 1 센서로부터 온 센서 신호는 하류의 측정 유닛에서 안전 센서로부터 온 신호와 각각 비교된다. 만일 측정치가 미리 특정된 공차 범위 안에서 측정치가 서로 일치하는 경우에만, 후속적으로 좌석표면에서 지탱하는 무게에 따라 지정되어 있는 무게 분류가 탑승자 보호 시스템의 제어 유닛(S)에 이용되어 에어백의 기동 파라미터를 적용한다.

Claims (9)

  1. 차량 좌석의 좌석 표면에 평평하게 배열되고, 차량 좌석의 탑승상태를 감지하기 위한 제 1 센서(SE1)로서, 상기 제 1 센서(SE1)로부터 발생되는 센서 신호인 소위 제 1 센서 신호가 제 1 센서(SE1)에 가해지는 무게에 의한 힘에 종속되는 제 1 센서,
    상기 제 1 센서 신호를 측정하기 위하여 상기 제 1 센서(SE1)의 하류에 위치한 측정 유닛(A), 그리고
    상기 측정된 제 1 센서 신호에 종속되는 탑승자 보호 수단의 기동 파라미터를 적용하기 위하여 상기 측정 유닛(A)의 하류에 위치한 제어 유닛(S)을 구비한 자동차 좌석의 점유상태 감지 장치에 있어서,
    상기 측정 유닛(A)에 연결되고, 상기 제 1 센서(SE1)의 기능을 점검하도록 자동차의 좌석의 표면에 평평하게 배열된 안전 센서(SE2)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 좌석의 점유상태 감지 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 센서(SE1)는 제 1 센서 좌석 매트(OCSM) 안에 배열되고, 상기 안전 센서(SE2)는 상기 제 1 센서 좌석 매트(OCSM)의 위 또는 아래에서 제 2 센서 좌석 매트(PPDM) 안의 차량좌석에 평평하게 배열된 자동차 좌석의 점유상태 감지 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 2 센서 좌석 매트(PPDM)가 상기 제 1 센서 좌석 매트(OCSM)에 단단히 연결된 자동차 좌석의 점유상태 감지 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제 2 센서 좌석 매트(PPDM)는 상기 제 1 센서 좌석 매트(PPDM)에 접합된 자동차 좌석의 점유상태 감지 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 안전 센서(SE2)는 상기 제 1 센서 좌석 매트(OCSM)에 일체로 배열된 자동차 좌석의 점유상태 감지 장치.
  6. 제 1항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 제 1 센서(SE1)의 기능을 점검하기 위하여 하나 이상의 안전 센서(SE2)가 하나 이상의 제 1 센서(SE1)에 할당되는 자동차 좌석의 점유상태 감지 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제 1 센서(SE1)의 올바른 기능을 점검하기 위하여 각각의 경우에, 정밀하게 하나의 안전 센서(SE2)가 하나의 제 1 센서(SE1)에 정밀하게 할당되는 자동차 좌석의 점유상태 감지 장치.
  8. 자동차의 좌석의 점유상태를 감지하기 위한 방법으로서,
    차량 좌석에 평평하게 배열된 제 1 센서 좌석 매트(OCSM)의 제 1 센서(SE1)가 차량 좌석에 작용하는 무게에 의한 힘을 제 1 센서 신호로 변환하여 측정유닛(A)으로 전달하고,
    상기 측정 유닛(A)은 제 1 센서 신호(SE1)를 측정하여, 상기 측정치에 기초하여 자동차의 좌석의 점유상태를 감지하고,
    만일 안전 센서(PPDM)를 포함하는 제 2 센서 좌석 매트가 그 자신의 탐지값을 가진 측정유닛(A)에서 감지된 신호를 확정하는 경우에만, 감지된 좌석의 점유상태에 제어유닛(S)이 에어백과 같은 탑승자 보호 수단의 기동 파라미터를 적용하는 자동차의 좌석의 점유상태 감지 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 제어 유닛(S)은 만일 상기 제 1 센서 좌석 매트(OCSM)에 의해 감지된 차량의 좌석에의 차량 점유상태가 상기 제 2 센서 좌석 매트(PPDM)의 측정된 제 2 센서 신호(SE2)에 의해 확정되지 않으면 경고 신호를 발하는 자동차의 좌석의 점유상태 감지 방법.
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