KR20070050210A

KR20070050210A - 차량용 시트벨트 록킹장치

Info

Publication number: KR20070050210A
Application number: KR1020050107510A
Authority: KR
Inventors: 김용남
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-11-10
Filing date: 2005-11-10
Publication date: 2007-05-15

Abstract

본 발명은 차량 추돌사고시 등과 같은 상황에서 승객의 몸을 안전하게 보호하는 차량용 시트벨트 록킹장치에 관한 것이다.

본 발명은 복잡하고 무거운 기계구조를 제거하고 타 전자제어유니트로부터 간단한 명령만으로 시스벨트를 원하는 로직대로 제어할 수 있는 간단한 구조의 전자식 시트벨트 록킹시스템을 구현함으로써, 전체적인 시스템의 경량화 및 단순화를 도모할 수 있으며, 별도의 컨트롤유니트없이 단독 적용이 가능하여 에어백 유니트 등과 같은 전자제어 시스템과 쉽게 연계시킬 수 있는 등 시스템 확장성이 용이한 차량용 시트벨트 록킹장치를 제공한다.

시트벨트, 록킹장치, 휠스피드센서, 솔레노이드, 컨트롤유니트

Description

차량용 시트벨트 록킹장치{Seat belt locking system}

도 1은 종래의 기계식 시트벨트 록킹장치를 나타내는 개략도

도 2a,2b는 종래의 전자식 시트벨트 록킹장치를 나타내는 개략도

도 3은 본 발명에 따른 시트벨트 록킹장치를 나타내는 사시도

도 4는 본 발명에 따른 시트벨트 록킹장치에서 전자제어유니트의 컨넥터 구조에 대한 일 구현예를 나타내는 개략도

도 5는 본 발명에 따른 시트벨트 록킹장치의 언록킹 상태를 나타내는 정면도

도 6은 본 발명에 따른 시트벨트 록킹장치의 록킹 상태를 나타내는 정면도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 스풀 12 : 록기어

14 : 관성체 16 : 바

18 : 컨트롤유니트 20 : 판스프링

22 : 영구자석 24 : 톱니바퀴

26 : 홀 28 : 모터

30 : 포토다이오드 32 : 적외선다이오드

34 : 톱니형 원판 26 : 브라켓

38 : 솔레노이드 40 : 스톱퍼

42 : 휠스피드센서 44 : 전자제어유니트

46 : 시트벨트 48 : 컨넥터

본 발명은 차량용 시트벨트 록킹장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시트벨트의 풀리는 속도를 감지하는 휠스피드센서, 시트벨트의 풀림을 록킹시켜주는 솔레노이드 등을 이용한 간단한 구조의 전자식 시트벨트 록킹시스템을 구현함으로써, 복잡하고 무거운 기계식 구조에 비해 전체적인 시스템을 경량화 할 수 있는 동시에 구조를 단순화 할 수 있고, 별도의 컨트롤유니트없이도 단독 적용이 가능하며, 특히 에어백 유니트 등과 같은 전자제어 시스템과 쉽게 연계시킬 수 있는 등 시스템 확장성이 용이한 차량용 시트벨트 록킹장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 시트벨트 록킹장치는 차량 추돌사고시나 급제동시 승객의 몸이 앞쪽으로 쏠릴 때 시트벨트의 풀림을 방지하여 승객을 보호하는 일종의 안전장치이다.

종래의 시트벨트 록킹장치들은 기계적으로 중량물의 관성을 이용하여 시트벨트를 록킹하거나, 시트벨트가 급속히 풀릴 경우 원심력을 이용하여 시트벨트를 록킹하거나, 별도의 복잡한 시스템으로 이루어진 컨트롤유니트를 이용하여 시트벨트 를 제어하는 방식이 대부분이다.

예를 들면, 도 1에 도시한 바와 같이, 스풀(10)과 함께 회전되는 록기어(12)의 일측에 관성체(14)와 바(16)로 구성된 웨빙센서를 설치하여 관성 변화시 관성체(14)의 움직임에 따른 바(16)의 동작에 의해 록기어(12)를 잡아줌으로써, 시트벨트가 급격히 풀릴 때 시트벨트를 록킹시켜주는 시스템이 제공된다.

그러나, 이러한 시스템은 관성체의 무게 때문에 경사진 곳에 주차시 시트벨트가 풀리지 않는 경우가 발생하고, 웨빙센서의 중량이 무거운 단점이 있다.

또한, 도 2a 및 2b에 도시한 바와 같이, 여기서는 컨트롤유니트(18)의 제어를 명령받아 작동되는 시트벨트 록킹 시스템을 보여준다.

그러나, 이러한 시스템은 판스프링(20)에 영구자석(22)을 부착하거나 톱니바퀴(24)에 다수의 홀(26)을 가공하거나 시트벨트 강제 정회전 및 역회전을 위한 모터(28)를 구비해야 하는 등 전체적인 구조가 복잡하고, 포토다이오드(30) 및 적외선다이오드(32)의 신호를 연산해야 하는 시스템으로 되어 있어 회전감지구조가 전반적으로 복잡하며, 컨트롤유니트없이 시트벨트 단독으로 작동이 불가능한 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 복잡하고 무거운 기계구조를 제거하고 타 전자제어유니트로부터 간단한 명령만으로 시스벨트를 원하는 로직대로 제어할 수 있는 간단한 구조의 전자식 시트벨트 록킹 시스템을 구현함으로써, 전체적인 시스템의 경량화 및 단순화를 도모할 수 있으며, 별도의 컨트롤유니트없이 단독 적용이 가능하여 에어백 유니트 등과 같은 전자제어 시스템과 쉽게 연계시킬 수 있는 등 시스템 확장성이 용이한 차량용 시트벨트 록킹장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 시트벨트의 풀림 및 감김에 따라 회전하는 스풀의 한쪽 끝에 일체식으로 장착되는 톱니형 원판과, 상기 톱니형 원판에 인접한 위치에서 브라켓상에 설치되며 톱니형 원판의 회전을 선택적으로 단속하는 솔레노이드 및 이것의 플런저에 장착되어 톱니형 원판의 톱니에 맞물림가능한 스톱퍼와, 상기 톱니형 원판의 톱니 일측에 위치되어 원판의 회전속도를 감지하는 휠스피드센서와, 상기 휠스피드센서로부터 제공되는 신호를 입력받아 솔레노이드의 작동을 위한 제어신호를 출력하는 전자제어유니트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 솔레노이드의 스톱퍼는 톱니형 원판의 톱니에 아래쪽에서 윗쪽으로 맞물릴 수 있도록 톱니형 원판의 하부에 위치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전자제어유니트는 외부의 에어백유니트나 BCM(Body Control Module)로부터 인가되는 신호를 받아 제어신호를 출력할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 시트벨트 록킹장치를 나타내는 사시도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 통상의 프리텐셔너 기능을 갖는 시트벨트(46)의 감김 및 풀림을 위한 중심축 역할을 하는 스풀(10)의 한쪽 끝에는 톱니형 원판(34)이 일체식으로 장착되어 시트벨트(46)의 감김 및 풀림에 의한 스풀(10)의 회전시 함께 회전하게 된다.

또한, 상기 톱니형 원판(34)의 일측, 예를 들면 아래쪽에는 플런저에 스톱퍼(40)를 갖는 솔레노이드(38)가 설치되며, 이 솔레노이드(38)의 ON/OFF 작동에 의해 스톱퍼(40)가 상승 또는 하강하여 톱니형 원판(34)의 톱니에 맞물리거나 떨어질 수 있게 된다.

이때의 솔레노이드(38)는 톱니형 원판(34)의 하부에 위치되게 하여 그 스톱퍼(40)가 톱니형 원판(34)의 톱니에 아래쪽에서 윗쪽으로 맞물릴 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 솔레노이드(38)는 스풀(10)이 지지되어 있는 브라켓(36)상에 고정 설치된다.

또한, 상기 톱니형 원판(34)의 톱니 일측에는 원판의 회전속도를 감지하는 휠스피드센서(42)가 설치된다.

상기 휠스피드센서(42)는 톱니형 원판(34)의 회전속도, 즉 시트벨트(46)의 풀림속도를 감지한 후 이때의 감지신호를 전자제어유니트(44)에 제공하는 역할을 하게 된다.

또한, 상기 전자제어유니트(44)는 휠스피드센서(42)의 입력값을 받아 시트벨 트(46)가 풀리는 속도를 계산하고, 그 결과 솔레노이드(38)에 전원을 제공하여 시트벨트(46)의 풀림을 제어하는 역할을 하게 된다.

따라서, 일정속도 이상으로 시트벨트(46)가 급격히 풀리면 휠스피드센서(42)에서 입력되는 신호를 연산하여 전자제어유니트(44)가 솔레노이드(38)에 전압을 인가하게 되므로서, 솔레노이드(38)의 작동에 의해 스톱퍼(40)가 톱니형 원판(34)의 회전을 록킹시켜주게 되고, 결국 시트벨트(46)의 풀림이 정지된다.

여기서, 휠스피드센서를 이용하여 톱니형 원판의 회전속도를 감지하는 방법, 전자제어유니트에서 시트벨트의 풀리는 속도를 계산하는 방법 등은 당해 기술 분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.

한편, 본 발명에서는 외부의 전자제어 시스템으로부터 제공되는 신호를 이용하여 솔레노이드의 작동을 위한 신호를 출력하는 전자제어유니트의 일 구현예를 제공한다.

즉, 외부 전자제어 시스템으로부터 제어신호를 받아 시트벨트를 록킹 및 언록킹할 수 있는 외부 인터페이스가 가능한 프리텐셔너를 포함하는 시트벨트를 제공한다.

이를 위하여, 상기 전자제어유니트는 에어백유니트, BCM(Body Control Module) 등과 같은 외부의 전자제어 시스템과 전기적으로 연결되고, 이것들로부터 제공되는 신호를 받아 솔레노이드의 작동을 위한 신호, 예를 들면 전압 ON/OFF 신호를 출력할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 다른 구현예로서, 에어백유니트, BCM(Body Control Module) 등과 같은 외부의 전자제어 시스템과 액추에이터 수단인 솔레노이드를 직접 연결하여 전압의 ON/OFF만으로 시트벨트를 제어할 수 있다.

예를 들면, 에어백 유니트로부터 차량 충돌사고시 시트벨트 프리텐셔너의 화약을 폭발시키기 직전에 운전가가 충돌충격에 의해 전방으로 튀어나가지 않도록 시트벨트를 구속하여 더 이상 풀려나가지 않도록 한 다음, 시트벨트 프리텐셔너의 화약을 폭발시키고, 에어백을 전개시킬 수 있다.

또한, 차량 전복시 BCM에서 차량의 이상 거동을 감지하여 차량이 전복되는 사고 발생 순간에 시트벨트의 풀림을 방지하여 차량이 구르는 사고 발생시에도 운전자가 차량의 밖으로 튕겨나가지 않도록 할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 시트벨트 록킹장치에서 전자제어유니트의 컨넥터 구조에 대한 일 구현예를 나타내는 개략도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 전자제어유니트(44)의 컨넥터(48)는 대략 5개의 단자로 이루어져 있다.

예를 들면, ①번 단자는 +전원, ②번 단자는 -전원, ③번 단자는 록시그널, ④번 단자는 언록시그널, ⑤번 단자는 시트벨트 프리텐셔너 작동신호로 이루어져 있다.

이러한 컨넥터(48)를 통한 작동관계를 살펴보면, 외부 전자제어 시스템을 연결하지 않고 자체 전자제어유니트(44)를 이용하는 경우, ①,②번 단자에 +/- 전원을 공급하면 작동로직에 따라 독립적으로 작동하게 된다.

한편, 외부 전자제어 시스템과 연결하여 이용하는 경우, ①,②번 단자에 작 동전원을 공급하고, ③번 단자에 시그널 연결시 시트벨트 록킹 및 ④번 단자에 시그날 연결시 시트벨트 언록킹되도록 작동되게 하며, ③,④번 단자에 동시 시그날 연결 또는 동시 시그날 미연결시 작동되지 않도록 한다.

도 5와 도 6은 본 발명에 따른 시트벨트 록킹장치의 언록킹/록킹 상태를 나타내는 정면도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 여기서는 시트벨트(46)의 언록킹상태를 보여준다.

시트벨트(46)의 움직임이 멈추거나, 일정속도 이하로 풀리는 경우에는 솔레노이드(38)가 작동하지 않게 되며, 따라서 솔레노이드(38)의 스톱퍼(40)는 톱니형 원판(34)의 톱니로부터 떨어져 있는 상태가 되고, 이때에는 시트벨트(46)의 풀림 또는 감김이 정상적으로 이루어질 수 있게 된다.

즉, 탑승자가 시트벨트(46)를 정상적으로 착용하고 있는 경우에는 시트벨트(46)의 움직임이 없게 되고, 이에 따라 휠스피드센서(42)로부터의 신호가 발생하기 않게 되므로, 전자제어유니트(44)는 어떠한 제어신호도 출력하지 않게 된다.

도 6에 도시한 바와 같이, 여기서는 시트벨트(46)의 록킹상태를 보여준다.

차량 충돌사고시 등과 같은 상황에서 탑승자의 몸에 앞쪽으로 급작스럽게 쏠리게 되면, 이와 동시에 시트벨트(46)도 따라서 당겨지게 되고, 계속해서 톱니형 원판(34)이 순간적으로 급속 회전하게 되며, 이때의 톱니형 원판(34)의 회전속도를 휠스피드센서(42)가 감지하게 된다.

휠스피드센서(42)에서 감지된 신호는 전자제어유니트(44)로 입력되고, 이렇게 신호를 입력받은 전자제어유니트(44)에서는 이때의 입력되는 신호를 연산처리한 후 솔레노이드 제어를 위한 신호를 출력하게 된다.

즉, 솔레노이드(38)에 전원을 인가하게 된다.

계속해서, 솔레노이드(38)의 ON 작동에 의해 플런저가 동작하면서 그 끝에 있는 스톱퍼(40)가 톱니형 원판(34)의 톱니에 맞물리게 되므로서, 톱니형 원판(34)이 구속되면서 시트벨트(46)의 풀림이 정지되고, 따라서 탑승자의 몸이 앞쪽으로 쏠리는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 시트벨트의 제어(구속)를 위한 톱니형 원판의 회전속도는 여러 번의 시험을 통해 축적한 데이터를 이용하여 설정할 수 있으며, 휠스피드센서로부터 입력받은 신호를 전자제어유니트 내에서 연산한 후 그 결과치를 출력하는 방법 또한 당해 기술 분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.

한편, 시트벨트의 록킹상태, 즉 스톱퍼(40)와 톱니형 원판(34) 간의 맞물림상태는 타이머 수단 등을 이용한 전자제어유니트(44)의 제어를 통해 솔레노이드(38)로 공급되는 전원을 차단하는 것으로 해제시킬 수 있다.

즉, 솔레노이드(38)에 전원공급이 중단되면 솔레노이드(38)는 자체 스프링 복원력에 의해 원래의 상태로 복귀되므로, 톱니형 원판(34)으로부터 스톱퍼(38)가 떨어지면서 시트벨트의 록킹상태가 해제될 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명은 에어백 유니트나 BCM(Body Control Module) 등과 쉽 게 연결하여 전압의 ON/OFF만으로 시트벨트를 원하는 로직대로 제어할 수 있는 간단한 구조의 전자식 시트벨트 록킹시스템을 제공함으로써, 전체적인 시스템의 경량화 및 단순화를 도모할 수 있는 장점이 있으며, 특히 별도의 컨트롤유니트없이 기존의 차량에 장착되어 있는 전자제어 시스템과 쉽게 연계시켜 사용할 수 있는 등 시스템 확장성이 용이한 효과가 있다.

Claims

시트벨트의 풀림 및 감김에 따라 회전하는 스풀(10)의 한쪽 끝에 일체식으로 장착되는 톱니형 원판(34)과, 상기 톱니형 원판(34)에 인접한 위치에서 브라켓(36)상에 설치되며 톱니형 원판(34)의 회전을 선택적으로 단속하는 솔레노이드(38) 및 이것의 플런저에 장착되어 톱니형 원판(34)의 톱니에 맞물림가능한 스톱퍼(40)와, 상기 톱니형 원판(34)의 톱니 일측에 위치되어 원판의 회전속도를 감지하는 휠스피드센서(42)와, 상기 휠스피드센서(42)로부터 제공되는 신호를 입력받아 솔레노이드(38)의 작동을 위한 제어신호를 출력하는 전자제어유니트(44)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트벨트 록킹장치.
청구항 1에 있어서,

상기 솔레노이드(38)의 스톱퍼(40)는 톱니형 원판(34)의 톱니에 아래쪽에서 윗쪽으로 맞물릴 수 있도록 톱니형 원판(34)의 하부에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트벨트 록킹장치.
청구항 1에 있어서,

상기 전자제어유니트(42)는 외부의 에어백유니트나 BCM(Body Control Module)로부터 인가되는 신호를 받아 제어신호를 출력할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 차량용 시트벨트 록킹장치.