KR20060097580A - 차량시트 위치감지장치 - Google Patents

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KR20060097580A
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Abstract

본 발명은 차량시트 위치감지장치에 관한 것으로, 특히 2핀 홀 센서를 이용한 차량시트 위치감지장치에 관한 것으로, 자속 변화를 통해 타겟의 위치를 감지하기 위한 홀 센서와; 입력되는 구동전압펄스의 액티브 구간에서 상기 홀 센서를 활성화시키기 위한 제1전원 공급부와; 상기 구동전압펄스의 비액티브 구간에서 상기 홀 센서를 활성화시키기 위해 필요한 보조전원을 공급하는 제2전원 공급부;를 포함함으로서, 히스테리시스 특성에 의한 2핀 홀 센서의 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 장점이 있다.
홀 센서, 차량시트, 위치감지.

Description

차량시트 위치감지장치{APPARATUS FOR SENSING A SEAT FOR A VEHICLE}
도 1은 2핀 홀 센서의 히스테리시스 특성을 설명하기 위한 도면.
도 2는 3핀 홀 센서의 문제점을 설명하기 위한 센서 주변 회로도.
도 3과 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량시트 위치감지장치의 장착 위치 및 구조적 특징을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량시트 위치감지장치의 상세 회로도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량시트 위치감지장치의 상세 회로도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량시트 위치감지장치의 상세 회로도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량시트 위치감지장치의 장착 위치 및 구조적 특징을 설명하기 위한 도면.
도 9a는 차량시트의 전진 상태를 보인 평면도.
도 9b는 차량시트의 후진 상태를 보인 평면도.
본 발명은 차량시트 위치감지장치에 관한 것으로, 특히 2핀 홀 센서를 이용한 차량시트 위치감지장치에 관한 것이다.
차량 내부에는 운전자 및 승객을 차량의 정면충돌이나 추락에 의한 쇼크로부터 보호하기 위한 에어백장치가 설치된다. 이러한 에어백장치는 선택사양으로 차량에 장착되어 널리 이용되고 있으며, 특히 운전자용 에어백장치는 거의 모든 차량에 의무적으로 사용되는 추세에 있고, 승객을 보호하기 위한 승객용 에어백장치나, 측면충돌로부터 운전자 및 승객을 보호하기 위한 에어백장치 역시 그 이용 추세가 증가하고 있는 실정이다.
일반적인 에어백 장치는 차량의 충돌시 그 충돌을 판정하여 전기적인 신호로 순간 작동하게 되어 있어, 예를 들어, 운전자가 차량에 탑승하여 탑승자의 체형에 맞게 시트를 최전방으로 이동시킨 상태에서 차량의 충돌로 에어백 장치가 작동하게 되면, 운전자와 에어백과의 간격이 좁아 운전자는 에어백 전개에 의한 충격으로부터 부상을 입거나 질식하게 되는 경우를 초래할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 소개된 기술이 바로 차량 시트의 위치를 감지하여 선택적으로 에어백 장치를 구동시키는 장치들이다. 이러한 장치들에서 차량 시트의 위치를 감지하기 위한 수단으로서는 이미 알려진 바와 같이 자석과 홀 센서, 초음파 센서 등과 같이 비접촉식 감지수단을 이용하는 기술이 있으며, 레일을 따라 이동하는 시트를 접촉식 수단으로 감지하는 기술이 소개되고 있다. 그 중에서도 자석과 홀 센서를 이용한 비접촉식 감지수단이 널리 이용되고 있다.
차량 시트의 위치를 감지하기 위한 홀 센서로서는 2핀과 3핀의 홀 센서가 널 리 사용되고 있으나, 이러한 각각의 홀 센서는 다음과 같은 단점을 가진다.
우선 2핀 홀 센서로서 인피니언(infineon)사에서 제조된 "TLE4976L"을 예로 들 수 있다. 예시한 2핀 홀 센서에서 제1핀은 전원 공급핀이며 제2핀은 그라운드 핀이다. 하나의 핀은 No internal connection 상태이기 때문에 예시한 홀 센서를 흔히 2핀 홀 센서로 부르기도 한다.
예시한 2핀 홀 센서는 공급전압 펄스를 제공하는 에어백 컨트롤러(ACU라고도 함)와 연결되어 사용된다. 이러한 에어백 컨트롤러(ACU)는 2핀 홀 센서로 공급되는 전류레벨(
Figure 112006007980958-PAT00001
)의 변화에 따라 에어백 전개를 제어하는데, 만약 도 1에 도시한 바와 같이 히스테리시스 구간에 타겟(자석일 수 있음)이 위치하게 되면, 2핀 홀 센서로 공급되는 전류레벨이 일정 레벨(하이 혹은 로우레벨)을 유지하지 못하고 하이(
Figure 112006007980958-PAT00002
)와 로우(
Figure 112006007980958-PAT00003
) 레벨을 천이하면서 변동하는 상태가 지속된다. 그 이유는 전원이 지속적으로 공급되지 않기 때문이다. 이러한 경우 에어백 컨트롤러(ACU)는 홀 센서의 이상으로 판단하여 에어백 경고등을 점등(혹은 점멸)시킨다. 따라서 운전자는 홀 센서에 이상이 없음에도 불구하고 에어백 시스템에 이상이 있는 것으로 판단하여 A/S 절차를 밟게 되는 모순에 빠지게 된다.
이러한 점 때문에 3핀 홀 센서가 이용되기도 한다. 3핀 홀 센서로서 인피니언(infineon)사에서 제조된 "TLE4906L"을 예로 들 수 있다. 예시한 3핀 홀 센서에서 제1핀은 전원 공급핀이며 제2핀은 그라운드 핀, 제3핀은 오픈 컬렉터 형식의 출력핀이다. 이러한 3핀 홀 센서를 이용하여 차량 시트의 위치를 감지하는 홀 센서 주변 회로도를 도 2에 도시하였다. 도 2에 도시한 바와 같이 3핀 홀 센서(10)는 전원 공급핀(Vs)을 통해 동작전원을 공급받으며 타겟의 감지여부에 따라 에어백 컨트롤러(ACU)의 일측을 그라운드시킨다. 따라서 3핀 홀 센서를 이용하는 에어백 컨트롤러(ACU) 역시 3핀 홀 센서로 공급되는 전류레벨의 변화에 따라 에어백 전개를 제어하는데, 만약 외부 충격 및 전기적인 충격에 의해서 3핀 홀 센서에 이상이 발생하더라도 저항 R1과 R2에 의한 폐루프 P1이 형성되기 때문에, 에어백 컨트롤러(ACU)는 홀 센서의 장애발생 자체를 감지하지 못하는 결과를 초래한다. 즉, 3핀 홀 센서 자체는 자기진단기능이 없기 때문에 센서 자체에 장애가 발생하더라도 이를 감지하지 못함으로서 결과적으로는 에어백 제어가 불가능한 단점을 가지게 된다.
한편 일반적인 홀 센서 모듈은 차량시트와 함께 전후방 이동하는 가이드 트랙에 볼트 체결되는 구조를 가지기 때문에 교체 및 설치 작업이 용이하지 않은 단점을 가진다.
이에 본 발명의 목적은 히스테리시스 특성에 의한 문제를 극복하면서도 센서 자체의 자기진단기능을 유지시켜 보다 정확하게 차량 시트의 위치를 감지할 수 있는 차량시트 위치감지장치를 제공함에 있다.
더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 교체 및 설치가 용이한 차량시트 위치감지장치를 제공함에 있으며,
에어백 전개를 위해 필요한 다수의 팩터들을 고려하여 최적의 상태로 에어백을 전개 제어할 수 있는 컨트롤러를 포함하는 차량시트 위치감지장치를 제공함에 있다.
이에, 차량시트의 위치 감지를 위한 별도의 타겟을 구비하지 않고서도 차량시트의 위치를 감지하여 할 수 있는 차량시트 위치감지장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량시트 위치감지장치는,
자속 변화를 통해 타겟의 위치를 감지하기 위한 홀 센서와;
입력되는 구동전압펄스의 액티브 구간에서 상기 홀 센서를 활성화시키기 위한 제1전원 공급부와;
상기 구동전압펄스의 비액티브 구간에서 상기 홀 센서를 활성화시키기 위해 필요한 보조전원을 공급하는 제2전원 공급부;를 포함함을 특징으로 한다.
이때 상기 제1전원 공급부는 상기 구동전압펄스가 상기 홀 센서의 전원 공급핀에 인가되도록,
상기 홀 센서의 전원 공급핀에 에미터가 접속되는 제1트랜지스터와;
상기 제1트랜지스터의 베이스 및 컬렉터 각각과 펄스 입력핀 사이에 결합되는 저항들을 포함하며,
상기 제2전원 공급부는,
배터리 전압을 분압하기 위한 분압 저항들과;
상기 분압 저항들의 접속점에 에미터단이 접속되며 베이스단으로 인가되는 상기 구동전압펄스의 논리레벨에 따라 상기 분압된 전압을 상기 홀 센서의 전원 공 급핀으로 전달하는 제2트랜지스터;를 포함함을 특징으로 한다.
상기 실시예에서 홀 센서는 일반적인 2핀 홀 센서임을 특징으로 하며,
상기 홀 센서와 제1 및 제2전원 공급부는 하나의 모듈로 집적화되어 차량시트와 함께 전후방 이동하는 가이드 트랙에 체결된 브라켓에 인서트(insert) 탈부착되는 구조를 가짐을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 특징에 따르면, 에어백 컨트롤러로부터 출력되는 구동전압펄스의 비액티브 구간에서도 배터리에 의한 구동 전압이 2핀 홀 센서로 안정되게 공급되기 때문에, 타겟이 히스테리시스 구간에 위치하더라도 에어백 컨트롤러는 일정한 레벨(하이(
Figure 112006007980958-PAT00004
) 혹은 로우(
Figure 112006007980958-PAT00005
))의 공급전류를 감지할 수 있게 되는 것이다.
또한 상기 홀 센서와 제1 및 제2전원 공급부를 하나의 모듈로 집적화하되, 그 모듈이 차량시트와 함께 전후방 이동하는 가이드 트랙에 체결되는 브라켓에 인서트(insert) 탈부착되는 구조를 가지도록 함으로서, 교체작업이 간단 용이한 장점을 가진다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
우선 도 3과 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량시트 위치감지장치의 장착 위치를 설명하기 위한 도면을 도시한 것이다.
도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량시트 위치감지장치는 하나의 홀 센서 모듈(13)로 집적화되어 차량시트와 함께 전후방 이동하는 가이드 트랙(11)에 볼트 체결되어 있는 브라켓(12)에 인서트(insert)하기 위한 구조를 가진다. 즉, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이 홀 센서 모듈(13)의 일측 하단부에는 브라켓 결합부(15)가 삽입되는 브라켓 삽입홈이 형성되어 있으며, 그 삽입홈 내부에는 (c)에 도시한 바와 같은 탄성 고정편(16)이 형성되어 있다. 이러한 탄성 고정편(16)은 상기 삽입홈 저면으로부터 삽입홈 후방에 형성되어 있는 후면 홈 밖으로 뻗어 있다. 그리고 탄성 고정편(16) 일면에는 상기 브라켓 결합부(15)에 형성되어 있는 홈(15a)에 삽입되는 걸림턱(16a)이 돌출되어 있어 브라켓 결합부(15)에 홀 센서 모듈(13)을 고정시키는 역할을 수행한다.
한편 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이 브라켓 결합부(15)에 홀 센서 모듈(13)이 고정 결합된 상태에서, 작업자는 그 홀 센서 모듈(13)의 후면 홈 밖으로 뻗어 있는 탄성 고정편(16)의 끝단에 소정의 압력을 가하면서 홀 센서 모듈(13)을 브라켓 결합부(15)로부터 용이하게 탈착할 수 있기 때문에, 본 발명의 홀 센서 모듈(13)은 종전의 볼팅방식에 비해 홀 센서 모듈(13)의 설치 및 해체가 용이한 장점을 가지게 되는 것이다.
한편 차량시트가 전방에 위치하는 것으로 감지되어야 하는 지점에는 소정 면적의 강자성체인 타겟(14)이 설치되되, 그 타겟(14)은 도 4에 도시한 바와 같이 차량시트와 함께 이동하는 홀 센서 모듈(13)과 대향되는 위치에 고정 설치되어야 한다. 그 이유는 홀 센서 모듈(13)로부터 방사되는 자계의 자속밀도에 변화를 주어 차량시트가 전방 위치로 이동하는 것을 감지하기 위함이다.
이하 상기 홀 센서 모듈(13)로 언급한 차량시트 위치감지장치의 구성을 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기 설명에서 홀 센서 모듈(13)과 홀 센서(40)는 설명의 편의상 동일한 것으로 가정하기로 하며, 차량시트 위치감지장치는 홀 센서 모듈(13) 자체를 의미하는 것일 수도 있고, 경우에 따라서는 홀 센서 모듈(13)과 에어백 컨트롤러(ACU)를 포함하는 개념으로 정의할 수도 있을 것이다.
우선 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량시트 위치감지장치의 상세 회로도를 도시한 것으로, 상기 차량시트 위치감지장치는 크게 제1전원 공급부(20)와 제2전원 공급부(30) 및 홀 센서(40)를 포함한다.
상기 홀 센서(40)는 2핀 홀 센서로서 인피니언(infineon)사에서 제조된 "TLE4976L"을 사용할 수 있다. 이러한 홀 센서(40)는 자속 변화를 통해 타겟(14)의 위치를 감지하는데, 보다 구체적으로는 타겟(14)에 의해 자속 변화가 있을 경우 그에 따라 공급전류(Is)레벨의 변화를 야기시킨다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이 홀 센서(40)와 대향되는 위치에 타겟(14)이 위치하면 그에 따라 자속 밀도(B)가 높아짐으로서 도 1에 도시한 바와 같이 공급전류 레벨이 로우상태를 유지하게 되고, 타겟(14)과 대향되는 위치에서 홀 센서(40)가 벗어나면 자속밀도(B)가 낮아져 공급전류(Is) 레벨이 하이상태를 유지하게 되는 것이다.
한편 제1전원 공급부(20)는 에어백 컨트롤러(ACU)로부터 출력되는 구동전압펄스의 액티브 구간(하이구간)에서 상기 홀 센서(40)를 활성화시키는 역할을 수행한다. 이러한 제1전원 공급부(20)는 에어백 컨트롤러(ACU)로부터 입력되는 구동전 압펄스가 상기 홀 센서(40)의 전원 공급핀(Vs)에 인가되도록 하기 위해 상기 홀 센서(40)의 전원 공급핀(Vs)에 에미터가 접속되는 제1트랜지스터(Q1)와, 상기 제1트랜지스터(Q1)의 베이스 및 컬렉터 각각과 펄스 입력핀(ACU) 사이에 결합되는 저항들(R1,R2)을 포함한다.
이에 반하여 제2전원 공급부(30)는 상기 구동전압펄스의 비액티브 구간(로우구간)에서 상기 홀 센서(40)를 활성화시키기 위해 필요한 보조전원(BAT)을 공급하는 역할을 수행한다. 이러한 제2전원 공급부(30)는 배터리 전압을 분압하기 위한 분압 저항들(R3,R4)과, 상기 분압 저항들(R3,R4)의 접속점에 에미터단이 접속되며 베이스단으로 인가되는 상기 구동전압펄스의 논리레벨에 따라 상기 분압된 전압을 상기 홀 센서(40)의 전원 공급핀(Vs)으로 전달하는 제2트랜지스터(Q2)를 포함한다.
이하 상술한 바와 같은 구성을 가지는 차량시트 위치감지장치의 동작을 도 5를 참조하여 설명하면,
우선 에어백 컨트롤러(ACU)로부터 출력되는 구동전압펄스의 액티브 구간(하이 구간)에서는 제1전원 공급부(20)의 트랜지스터 Q1이 스위칭 온됨에 따라 홀 센서(40)의 전원 공급핀(Vs)으로는 하이 레벨의 구동전압펄스가 인가된다. 이러한 하이 레벨의 구동전압펄스에 의해 홀 센서(40)는 활성화됨으로서, 에어백 컨트롤러(ACU)는 홀 센서(40)로 공급되는 공급전류의 레벨을 감지할 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기 에어백 컨트롤러(ACU)로부터 출력되는 구동전압펄스가 로우 레벨로 천이될 경우 제1전원 공급부(20)의 트랜지스터 Q1은 오프 되는 반면, 제2전원 공급부(30)의 트랜지스터 Q2는 스위칭 온 됨에 따라 홀 센서(40)의 전원 공급핀 (Vs)으로는 하이 레벨의 보조전원(BAT)이 인가된다. 이러한 하이 레벨의 보조전원에 의해 홀 센서(40)는 활성화상태를 유지함으로서, 결과적으로 에어백 컨트롤러(ACU)는 구동전압펄스의 액티브 구간에서 감지된 공급전류의 레벨값을 지속적으로 감지하게 되는 것이다.
따라서 본 발명은 홀 센서 모듈(혹은 타겟)이 히스테리시스 구간에 위치하더라도 에어백 컨트롤러(ACU)는 일정한 레벨(하이(
Figure 112006007980958-PAT00006
) 혹은 로우(
Figure 112006007980958-PAT00007
))의 공급전류를 지속적으로 감지하게 되어, 결과적으로는 에어백 경고등을 점멸시키는 종전 기술의 문제점을 해결하게 되는 것이다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 홀 센서 모듈(13)은 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이 탄성 고정편(16)을 통해 브라켓(12)으로부터 센서 모듈(13)을 용이하게 탈착 가능하기 때문에, 홀 센서 모듈(13)의 설치 및 교환이 용이한 장점을 가지게 되는 것이다.
이하 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량시트 위치감지장치를 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
도 6에 도시한 바와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량시트 위치감지장치 역시 제1 및 제2전원 공급부(50,60)와 홀 센서(40)를 포함하는데, 이중 제1전원 공급부(50)와 홀 센서(40)의 구성은 도 5에 도시한 제1전원 공급부(20) 및 홀 센서(40)의 구성과 동일하다. 차이를 가지는 구성은 제2전원 공급부(60)로서, 상기 제2전원 공급부(60)는 배터리(BAT) 전압을 분압하기 위한 분압 저항들(R4,R5)과, 상기 분압 저항들(R4,R5)의 접속점에 에미터단이 접속되고 제1전원 공급부(50)내 제1트랜지스터(Q3)의 에미터단에 베이스단이 접속되어 에어백 컨트롤러(ACU)로부터 출력되는 구동전압펄스의 논리레벨에 따라 상기 분압된 전압을 홀 센서(40)의 전원 공급핀(Vs)으로 전달하는 제2트랜지스터(Q4)를 포함한다.
상술한 구성의 제2실시예에서도 에어백 컨트롤러(ACU)로부터 출력되는 구동전압펄스의 액티브 구간에서는 제1전원 공급부(50)의 트랜지스터 Q3만이 스위칭 온됨에 따라 홀 센서(40)의 전원 공급핀(Vs)으로는 하이 레벨의 구동전압펄스가 인가된다. 이러한 하이 레벨의 구동전압펄스에 의해 홀 센서(40)는 활성화됨으로서, 에어백 컨트롤러(ACU)는 홀 센서(40)로 공급되는 공급전류의 레벨을 감지할 수 있게 되는 것이다.
만약 에어백 컨트롤러(ACU)로부터 출력되는 구동전압펄스가 로우 레벨로 천이된다면 제1전원 공급부(50)의 트랜지스터 Q3가 오프됨으로서, 결과적으로 제2전원 공급부(60)의 트랜지스터 Q4가 스위칭 온 되어 하이 레벨의 보조전원(BAT)이 홀 센서(40)의 전원 공급핀(Vs)으로 인가된다. 이러한 하이 레벨의 보조전원에 의해 홀 센서(40)는 활성화상태를 유지함으로서, 결과적으로 에어백 컨트롤러(ACU)는 구동전압펄스의 액티브 구간에서 감지된 공급전류의 레벨값을 지속적으로 감지하게 되는 것이다.
따라서 본 발명의 제2실시예 역시 홀 센서 모듈(혹은 타겟)이 히스테리시스 구간에 위치하더라도 에어백 컨트롤러(ACU)는 일정한 레벨(하이(
Figure 112006007980958-PAT00008
) 혹은 로우(
Figure 112006007980958-PAT00009
))의 공급전류를 지속적으로 감지하게 되어, 결과적으로 에어백 경고등을 점 멸시키지 않게 되는 것이다.
이하 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량시트 위치감지장치를 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량시트 위치감지장치의 상세 회로도이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량시트 위치감지장치 역시 제1 및 제2전원 공급부(70,80)와 홀 센서(40)를 포함하는데, 이중 홀 센서(40)의 구성은 도 5에 도시한 홀 센서(40)의 구성과 동일하다.
차이를 가지는 구성은 제1전원 공급부(70)와 제2전원 공급부(80)로써, 상기 제1전원 공급부(70)는 상기 구동전압펄스가 상기 홀 센서(40)의 전원 공급핀에 인가되도록, 순방향 단자가 상기 구동전압펄스의 출력 단자와 연결되며, 그 역방향 단자가 상기 홀 센서(40)의 전원 공급핀과 연결되는 제1다이오드(D1)와, 상기 제1다이오드(D1)의 역방향 단자와 상기 홀 센서(40)의 출력 단자 사이에 결합되는 제1저항(R6)을 포함하여 구성되며, 제2전원 공급부(80)는 상기 구동전압펄스의 비액티브 구간에서 상기 홀 센서(40)를 활성화시키기 위해 필요한 보조전원을 공급하되, 차량의 배터리로부터 인가되는 전압을 상기 홀 센서(40)의 활성화에 적절한 고정 전압으로 변압하여 출력하는 제너레이터(81)와, 순방향 단자가 상기 제너레이터(81)와 연결되며, 역방향 단자가 상기 홀 센서(40)의 전원 공급핀과 연결되는 제2다이오드(D2)를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 차량시트 위치감지장치는 상기 제1전원 공급부 또는 제2전원 공급부로부터 인가되어 상기 홀 센서의 출력단을 통해 출력되는 전원을 그 라운드로 도통시키며, 상기 제2전원 공급부의 전원 공급에 따라 구동하는 부하단(90)을 더 포함하며, 상기 부하단(90)은 에미터가 상기 홀 센서(40)의 출력단에 연결되고, 컬렉터가 접지에 연결되며, 베이스가 상기 제너레이터(81)와 제2다이오드(D2)의 순방향 단이 연결된 노드에 연결되어 상기 홀 센서(40)의 출력단을 통해 출력되는 전원을 그라운드로 도통시키는 트랜지스터(Q5)와, 상기 제너레이터(81)로부터 출력되는 구동전압을 상기 트랜지스터(Q5)의 구동에 적절한 전원으로 분압하여 출력하는 제2저항(R7)을 포함하여 구성된다.
상술한 구성의 제3실시예에서는 제1 및 제2실시예에서 구동전압펄스의 레벨에 따른 트랜지스터의 구동에 의해 제1전원 공급부(70)와 제2전원 공급부(80)의 전원이 홀 센서(40)로 선택적으로 인가되는 것이 아니라, 제1전원 공급부(70)와 제2전원 공급부(80)의 전압차 즉, 도면 7상에서의 A 노드와 B 노드 간의 전압차에 의한 제2다이오드(D2)의 구동에 따라 인가된다.
에어백 컨트롤러(ACU) 즉, 제1전원 공급부(70)로부터 출력되는 구동전압펄스의 액티브 구간에서는 하이 레벨의 구동전압펄스가 인가되며, 제2전원 공급부(80)의 제너레이터(70)로부터는 홀 센서(40)의 구동에 적절한 레벨의 전압이 인가된다. 또한, 제1전원 공급부(70)에서 출력되는 구동전압펄스가 제2전원 공급부(80)에 의해 출력되는 구동전압에 비해 더 높도록 제너레이터(81)의 출력을 조절하는 것이 바람직하다. 이는 제1전원 공급부(70)로부터 구동전압펄스인가시 제2전원 공급부(80)로부터 인가되는 보조전원의 영향을 받지 않기 위함이다.
예를 들어 설명하면, 제1전원 공급부(70)로부터 출력되는 구동전압펄스는 약 5V의 전압이 인가되며, 제2전원 공급부(80)로부터 출력되는 구동전압은 약 3.3V의 전압이 인가된다. 즉, A 노드에는 3.3V의 전압이 인가되고 B 노드에는 5V의 전압이 인가되며, A 노드와 순방향으로 연결된 제2다이오드(D2)의 양단에는 역방향으로 1.7V의 전압차가 발생하기 때문에 제2전원 공급부(80)로부터 인가되는 구동전압은 홀 센서(40)로 공급되지 않고 부하단(90)의 트랜지스터(Q5)의 베이스에 인가되어 트랜지스터(Q5)를 오픈시키며, 이를 통해 제1전원 공급부(70)에 의해 인가되는 구동전압펄스는 홀 센서(40)와 트랜지스터(Q5)를 통해 그라운드로 도통된다. 따라서, 제1전원 공급부(70)에서 출력되는 구동전압펄스에 의해 홀 센서(40)는 활성화되고, 에어백 컨트롤러(ACU)는 홀 센서(40)로 공급되는 공급전류의 레벨을 감지할 수 있게 되는 것이다.
한편, 에어백 컨트롤러(ACU) 즉, 제1전원 공급부(70)로부터 구동전압펄스가 출력되지 않을 경우(로우 레벨)에는 B 노드에 전압이 인가되지 않으므로 제2다이오드(D2) 사이에는 순방향으로 3.3V의 전위차가 발생한다. 이때, 제2전원 공급부(80)로부터 인가되는 3.3V의 전압은 홀 센서(40)를 구동시킨다. 또한, 이러한 전위차는 부하단(90)의 트랜지스터(Q5)의 베이스에 인가되어 트랜지스터(Q5)를 오픈시키며, 이를 통해 제2전원 공급부(80)에 의해 인가되는 구동전압 역시 홀 센서(40)와 트랜지스터(Q5)를 통해 그라운드로 도통된다.
따라서, 이러한 제2전원 공급부(80)로부터 인가되는 전원에 의해 홀 센서(40)는 활성화상태를 유지함으로서, 결과적으로 에어백 컨트롤러(ACU)는 구동전압펄스의 액티브 구간에서 감지된 공급전류의 레벨 값을 지속적으로 감지하게 되는 것이다.
따라서 본 발명의 제3실시예 역시 홀 센서 모듈(혹은 타겟)이 히스테리시스 구간에 치하더라도 에어백 컨트롤러(ACU)는 일정한 레벨(하이 혹은 로우)의 공급전류를 지속적으로 감지하게 되어, 결과적으로 에어백 경고등을 점멸시키지 않게 되는 것이다.
본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명의 제3실시예에 따른 차량시트 위치감지장치의 에어백 컨트롤러(ACU)는 제2전원 공급부(80)의 구동상태를 부하단(90)의 트랜지스터(Q5)의 구동 여부를 통해 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이 부하단(90)의 트랜지스터(Q5)는 제2전원 공급부(80)로부터 인가되는 전원에 의해 온(ON)/오프(OFF)된다. 제2전원 공급부(80)가 정상적으로 동작할 경우 부하단(90)의 트랜지스터(Q5)는 항상 온(ON) 상태를 유지하나, 제2전원 공급부(90)의 이상이 발생하여 트랜지스터(Q5)로 전원이 공급되지 않을 경우 해당 트랜지스터(Q5)는 오프(OFF) 상태가 되며, 이에 따라 제1전원 공급부(70)로부터 홀 센서(40)로 구동전압펄스가 인가되더라도 홀 센서(40)는 활성화되지 않는다.
따라서, 에어백 컨트롤러(ACU)는 구동전압펄스의 액티브 구간에서 홀 센서(40)로부터 출력되는 공급전류의 레벨 값을 감지할 수 없게 된다. 이에 따라 에어백 컨트롤러(ACU)는 부하단(90)의 트랜지스터(Q5)의 온/오프에 따른 홀 센서(40)의 활성화 여부에 따라 제2전원 공급부(80)에 이상발생을 감지할 수 있으며, 예를 들면, 에어백 경고등을 점멸시키는 것과 같은 방법을 통해 운전자에게 제2전원 공급부(80)의 이상이 발생하였음을 통보한다.
도 8과 도 9a 및 9b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량시트 위치감지장치의 장착 위치를 설명하기 위한 도면을 도시한 것이다. 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 차량시트 위치감지장치는 본원 발명의 제1 및 제2 실시예에서 별도로 설치되어야하는 강자성체의 타겟을 설치하지 않고 차량의 실내 바닥에 고정되는 고정레일(110)을 타겟으로 이용할 수 있게 하여 별도의 기구적인 변화없이 차량시트의 위치를 감지할 수 있도록 한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 차량시트 위치감지장치는 하나의 홀 센서 모듈(130)로 집적화되되, 차량의 실내 바닥에 고정되는 고정레일(110)의 외측에 결합되어 전후방 이동하는 가이드 트랙(120)의 일측면에 관통되어 형성되는 홀 센서 모듈 장착공(121)에 결합된다.
홀 센서 모듈 장착공(121)은 고정레일(110)이 홀 센서 모듈 장착공(121)을 통해 노출되도록 가이드 트랙(120)의 일측면을 관통하여 형성하고, 홀 센서 모듈 장착공(121)에 홀 센서 모듈(130)이 결합되어 고정되면서, 가이드 트랙(120)의 움직임에 따른 홀 센서 모듈(130)의 고정레일(110) 감지 유무에 따라 차량시트가 전방 위치로 이동하는 것을 감지하기 위함이다.
도 9a와 9b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 작동상태를 보인 것으로서, 도 9a는 차량시트의 전진 상태를 보인 평면도이고, 도 차량9b는 시트의 후진 상태를 보인 평면도이다. 도시된 바와 같이, 홀 센서 모듈 장착공(121)을 가이드 트랙(120)의 전방 측면에 형성할 때, 가이드 트랙(120)이 전진하여 차량시트와 에어벡의 거리가 근접하였을 경우 홀 센서 모듈(130)이 고정레일을 감지하지 못하게 되 고, 에어백 컨트롤러(ACU)는 이때의 홀 센서로부터 방사되는 자계의 자속밀도에 변화를 감지하여 차량시트가 핸들에 가까워진 것을 감지할 수 있게 되는 것이다.
또한, 도 9b와 같이 가이드 트랙(120)이 후방으로 이동하여 시트와 핸들의 거리가 멀어질 경우에는 홀 센서 모듈(130)이 고정레일(110)과 맞닿게 되어 고정레일(110)을 감지할 수 있게 되고, 이때의 홀 센서로부터 방사되는 자계의 자속밀도에 변화를 감지하여 차량시트가 핸들에 멀어진 것을 감지할 수 있게 되는 것이다.
상술한 것과는 반대로 홀 센서 모듈 장착공(121)이 가이드 트랙(120)의 후측에 위치될 경우에는 가이드 트랙(120)이 전진하여 차량시트와 핸들이 가까워질 경우에는 홀 센서 모듈(130)이 고정레일(110)이 맞닿게 되고, 에어백 컨트롤러(ACU)는 이때의 홀 센서로부터 방사되는 자계의 자속밀도에 변화를 감지하여 차량시트가 핸들에 가까워진 것을 감지할 수 있게 된다.
또한, 가이드 트랙(120)이 후방으로 이동하여 차량시트와 핸들의 거리가 멀어질 경우에는 홀 센서 모듈(130)이 고정레일(110)을 감지할 수 없게 되고, 에어백 컨트롤러(ACU)는 이때의 홀 센서로부터 방사되는 자계의 자속밀도에 변화를 감지하여 차량시트가 핸들에 멀어진 것을 감지할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 일반 2핀 홀 센서에 지속적으로 구동전압을 인가하여 주기 때문에 히스테리시스 특성에 의한 2핀 홀 센서의 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명은 브라켓 삽입홈과 그 삽입홈내에 형성된 탄성 고정편을 통해 브라켓으로부터 센서 모듈을 용이하게 탈착 가능하기 때문에, 홀 센서 모듈의 설치 및 교환이 용이한 장점을 가진다.
또한, 본 발명은 가이드 트랙의 일측면에 장착공을 형성하고, 고정레일의 위치를 감지하는 센서 모듈을 구비하여 별도의 타겟을 구비하지 않고서도 고정레일과 가이드 트랙의 위치를 감지하여 차량시트의 위치를 감지함으로써, 별도의 타겟을 부착해야 하는 번거로움이 사라질 뿐만 아니라, 구조가 더욱 간소화되는 효과를 가지게 된다.
한편 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 본 발명의 실시예에서는 홀 센서와 제 1 및 제2전원 공급부를 하나의 모듈 혹은 하나의 장치로 가정하여 설명하였으나, 에어백 컨트롤러 유닛을 더 포함하여 하나의 홀 센서 모듈 혹은 차량시트 위치감지장치로 구현할 수도 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (23)

  1. 자속 변화를 통해 타겟의 위치를 감지하기 위한 홀 센서와;
    입력되는 구동전압펄스의 액티브 구간에서 상기 홀 센서를 활성화시키기 위한 제1전원 공급부와;
    상기 구동전압펄스의 비액티브 구간에서 상기 홀 센서를 활성화시키기 위해 필요한 보조전원을 공급하는 제2전원 공급부;를 포함함을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1전원 공급부는 상기 구동전압펄스가 상기 홀 센서의 전원 공급핀에 인가되도록,
    상기 홀 센서의 전원 공급핀에 에미터가 접속되는 제1트랜지스터와;
    상기 제1트랜지스터의 베이스 및 컬렉터 각각과 펄스 입력핀 사이에 결합되는 저항들을 포함함을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제2전원 공급부는,
    배터리 전압을 분압하기 위한 분압 저항들과;
    상기 분압 저항들의 접속점에 에미터단이 접속되고 상기 제1트랜지스터의 에미터단에 베이스단이 접속되어 상기 구동전압펄스의 논리레벨에 따라 분압된 전압을 상기 홀 센서의 전원 공급핀으로 전달하는 제2트랜지스터와;
    상기 제2트랜지스터의 베이스단과 콜렉터단에 접속되는 저항;을 포함함을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제2전원 공급부는,
    배터리 전압을 분압하기 위한 분압 저항들과;
    상기 분압 저항들의 접속점에 에미터단이 접속되며 베이스단으로 인가되는 상기 구동전압펄스의 논리레벨에 따라 상기 분압된 전압을 상기 홀 센서의 전원 공급핀으로 전달하는 제2트랜지스터;를 포함함을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 홀 센서와 제1 및 제2전원 공급부는 하나의 모듈로 집적화되어 차량시트와 함께 전후방 이동하는 가이드 트랙에 체결된 브라켓에 인서트 탈부착되는 구조를 가짐을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 홀 센서와 제1 및 제2전원 공급부는 하나의 모듈로 집적화되며, 상기 모듈이 차량 내에 고정되는 고정레일의 외측면에 결합되어 전후로 이동되는 가이드 트랙의 일측면에 관통 형성되는 홀 센서 모듈 장착공에 고정 결합되고;
    상기 가이드 트랙의 전후방 이동에 따른 고정레일의 접촉여부를 감지하여 상기 에어백 컨트롤러로 출력하는 것을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀 센서와 제1 및 제2전원 공급부는 하나의 모듈로 집적화되어 차량시트와 함께 전후방 이동하는 가이드 트랙에 체결된 브라켓에 인서트 탈부착됨을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀 센서와 제1 및 제2전원 공급부는 하나의 모듈로 집적화되며, 상기 모듈이 차량 내에 고정되는 고정레일의 외측면에 결합되어 전후로 이동되는 가이드 트랙의 일측면에 관통 형성되는 홀 센서 모듈 장착공에 고정 결합되고;
    상기 가이드 트랙의 전후방 이동에 따른 고정레일의 접촉여부를 감지하여 상기 에어백 컨트롤러로 출력하는 것을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  9. 자속 변화를 통해 타겟의 위치를 감지하기 위한 홀 센서와;
    구동전압펄스를 발생하여 상기 홀 센서로 출력하고 그 홀 센서의 타겟감지여부에 따라 에어백 전개를 제어하기 위한 에어백 컨트롤러와;
    상기 에어백 컨트롤러와 홀 센서 사이에 위치하여 상기 구동전압펄스의 액티브 구간에서 상기 홀 센서를 활성화시키기 위한 제1전원 공급부와;
    상기 구동전압펄스의 비액티브 구간에서 상기 홀 센서를 활성화시키기 위해 필요한 보조전원을 공급하는 제2전원 공급부;를 포함함을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 제1전원 공급부는 상기 구동전압펄스가 상기 홀 센서의 전원 공급핀에 인가되도록,
    상기 홀 센서의 전원 공급핀에 에미터가 접속되는 제1트랜지스터와;
    상기 제1트랜지스터의 베이스 및 컬렉터 각각과 펄스 입력핀 사이에 결합되는 저항들을 포함함을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 제2전원 공급부는,
    배터리 전압을 분압하기 위한 분압 저항들과;
    상기 분압 저항들의 접속점에 에미터단이 접속되고 상기 제1트랜지스터의 에미터단에 베이스단이 접속되어 상기 구동전압펄스의 논리레벨에 따라 분압된 전압을 상기 홀 센서의 전원 공급핀으로 전달하는 제2트랜지스터와;
    상기 제2트랜지스터의 베이스단과 콜렉터단에 접속되는 저항;을 포함함을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  12. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서, 상기 제2전원 공급부는,
    배터리 전압을 분압하기 위한 분압 저항들과;
    상기 분압 저항들의 접속점에 에미터단이 접속되어 상기 구동전압펄스의 논리레벨에 따라 분압된 전압을 상기 홀 센서의 전원 공급핀으로 전달하는 제2트랜지스터;를 포함함을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 홀 센서와 제1 및 제2전원 공급부는 하나의 모듈로 집적화되어 차량시트와 함께 전후방 이동하는 가이드 트랙에 체결된 브라켓에 인서트 탈부착됨을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 홀 센서와 제1 및 제2전원 공급부는 하나의 모듈로 집적화되며, 상기 모듈이 차량 내에 고정되는 고정레일의 외측면에 결합되어 전후로 이동되는 가이드 트랙의 일측면에 관통 형성되는 홀 센서 모듈 장착공에 고정 결합되고;
    상기 가이드 트랙의 전후방 이동에 따른 고정레일의 접촉여부를 감지하여 상기 에어백 컨트롤러로 출력하는 것을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  15. 청구항 9 내지 청구항 11중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀 센서와 제1 및 제2전원 공급부는 하나의 모듈로 집적화되어 차량시트와 함께 전후방 이동하는 가이드 트랙에 체결된 브라켓에 인서트 탈부착됨을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  16. 청구항 9 내지 청구항 11중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀 센서와 제1 및 제2전원 공급부는 하나의 모듈로 집적화되며, 상기 모듈이 차량 내에 고정되는 고정레일의 외측면에 결합되어 전후로 이동되는 가이드 트랙의 일측면에 관통 형성되는 홀 센서 모듈 장착공에 고정 결합되고;
    상기 가이드 트랙의 전후방 이동에 따른 고정레일의 접촉여부를 감지하여 상기 에어백 컨트롤러로 출력하는 것을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  17. 청구항 9 내지 청구항 11중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어백 컨트롤러는,
    체중센서, 차속 센서, 충격센서, 헤드 레스트 위치 센서, 차량시트 백 위치 센서 및 상기 홀 센서의 출력 데이터를 연산하여 에어백 전개를 제어함을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  18. 자속 변화를 통해 타겟의 위치를 감지하기 위한 홀 센서와;
    구동전압펄스를 발생하여 상기 홀 센서로 출력하고 그 홀 센서의 타겟감지여부에 따라 에어백 전개를 제어하기 위한 에어백 컨트롤러와;
    상기 에어백 컨트롤러와 홀 센서 사이에 위치하여 상기 구동전압펄스의 액티브 구간에서 상기 홀 센서를 활성화시키기 위한 제1전원 공급부와;
    상기 구동전압펄스의 비액티브 구간에서 상기 홀 센서를 활성화시키기 위해 필요한 보조전원을 공급하되, 차량의 배터리로부터 인가되는 전압을 상기 홀 센서 활성화에 적절한 고정 전압으로 변압하여 출력하는 제너레이터와, 순방향 단자가 상기 제너레이터와 연결되며, 역방향 단자가 상기 홀 센서의 전원 공급핀과 연결되는 제2다이오드를 포함하는 제2전원 공급부;를 포함함을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 제1전원 공급부는 상기 구동전압펄스가 상기 홀 센서의 전원 공급핀에 인가되도록,
    순방향 단자가 상기 구동전압펄스의 출력 단자와 연결되며, 그 역방향 단자가 상기 홀 센서의 전원 공급핀과 연결되는 제1다이오드와;
    상기 제2다이오드의 역방향 단자와 상기 홀 센서의 출력 단자 사이에 결합되는 제1저항;을 포함함을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  20. 청구항 18에 있어서, 상기 제1전원 공급부 또는 제2전원 공급부로부터 인가되어 상기 홀 센서의 출력단을 통해 출력되는 전원을 그라운드로 도통시키며, 상기 제2전원 공급부의 전원 공급에 의해 구동하는 부하단;을 포함함을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 부하단이 에미터가 상기 홀 센서의 출력단에 연결되고, 컬렉터가 접지에 연결되며, 베이스가 상기 제너레이터와 제1다이오드의 순방향 단이 연결된 노드에 연결되어 상기 홀 센서의 출력단을 통해 출력되는 전원을 그라운드로 도통시키는 트랜지스터와;
    상기 제너레이터로부터 출력되는 구동전압을 상기 트랜지스터의 구동에 적절한 전원으로 분압하여 출력하는 제2저항;을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  22. 청구항 18 내지 청구항 21중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀 센서와 제1 및 제2전원 공급부는 하나의 홀 센서 모듈로 집적화되어 차량시트와 함께 전후방 이동하는 가이드 트랙에 체결된 브라켓에 인서트 탈부착됨을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
  23. 청구항 18 내지 청구항 21중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀 센서와 제1 및 제2전원 공급부는 하나의 홀 센서 모듈로 집적화되며, 상기 모듈이 차량 내에 고정되는 고정레일의 외측면에 결합되어 전후로 이동되는 가이드 트랙의 일측면에 관통 형성되는 홀 센서 모듈 장착공에 고정 결합되고;
    상기 가이드 트랙의 전후방 이동에 따른 고정레일의 접촉여부를 감지하여 상기 에어백 컨트롤러로 출력하는 것을 특징으로 하는 차량시트 위치감지장치.
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