KR20070119732A - 좌석 벨트 예비인장기 장치 - Google Patents

좌석 벨트 예비인장기 장치 Download PDF

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Abstract

좌석 벨트 예비인장기 장치장치는 예비인장기(7)와 상기 예비인장기(7)에 의해 좌석 벨트에 가해지는 인장력을 제어하는 제어 시스템(3-6)을 포함한다. 상기 제어 시스템(3-6)은 적어도 조종각 변화율(δ')에 응답하여 예비인장기를 제어한다. 제 1 프로세서(4)는 차량의 속도 및 조종각으로부터 결정된 좌석 벨트에 가해진 원하는 힘의 수준을 나타내는 출력을 제공한다. 제 2 프로세서(5)는 차량의 속도(vx) 및 조종각 변화율(δ1)로부터 결정되는 원하는 힘 수준의 대응하는 출력을 제공한다. 선택기(6)는 2개의 힘 수준 중 높은 것을 선택하며, 예비인장기(7)에 적절한 신호를 제공한다.
예비인장기

Description

좌석 벨트 예비인장기 장치{A seat-belt pretensioner arrangement}
본 발명은 좌석 벨트 예비인장치 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 사고 발생시에 좌석에 앉아 있는 사람에 대한 사고 위험을 감소시키도록 좌석 벨트에 인장력을 가하는, 차와 같은 차량에 사용되는, 좌석 벨트 예비인장치 장치에 관한 것이다.
사고가 발생하는 경우에 좌석 벨트에 인장력을 가하는 좌석 벨트 예비인장기가 이전에 제안된 바 있다. 이러한 유형의 많은 예비인장기는 실린더내에 피스톤을 움직이도록 가스를 발생시키는 폭죽 장전(pyrotechnic charge)에 의해 작동되는데, 이러한 피스톤은 좌석 벨트 리트랙터(retractor)의 스핀들 주위에 감기게 되는 와이어에 인장력을 가하게 되어, 좌석 벨트는 상기 리트랙터에 감기게 되고, 따라서 좌석 벨트를 매고 있는 사람의 무름과 가슴을 가로질러 좌석 벨트를 조이게 된다. 다른 예비인장기는 그 장착부에 대하여 전체 리트랙터를 이동시키거나, 좌석 벨트의 단부 또는 좌석 벨트가 통과하는 가이드를 이동시키거나, 장착부에 대하여 좌석 벨트 버클을 이동시킨다. 이러한 예비인장기의 작동은 좌석 벨트가 최적의 유지효과를 제공하는 것을 보장하여, 계기판이나 대시보드와 같은 차량의 부품에 대하여 충격하게 되는 좌석의 위치로부터 움직이는 좌석 벨트를 매는 사람의 위험 을 감소시키고 사고발생시에 좌석에서 좌석 벨트를 매는 사람을 효과적으로 지지하게 된다.
전술한 유형의 예비인장기는 충격을 감지하는 센서와 관련되고 사고가 발생을 예견하도록 배치된 센서와 관련된다.
사고 발생을 예견하도록 설계된 센서와 관련된 좌석 벨트 예비인장기 장치는 다양한 유형의 센서에 관련된다. 예를 들어, US 6,394,495는 차량의 제동, 좌우 요동 각(yaw angle), 요동각가속도, 및 측방향 가속도, 차량의 가속도와 같은 차량의 운동 조건을 감지하도록 제공된 센서를 구비한 좌석 벨트 예비인장기를 보여주고 있다. 전술한 장치에서, 좌석 벨트의 초기 또는 부드러운 조임은 과도한 좌우 요동각속도 또는 요동각가속도를 위하여 달성되며, 높은 인장력을 이용한 단단한 조임 형태는 다른 표시 신호가 관련된 쓰레스홀드값을 초과할 때 얻어진다.
선행의 제안된 장치들은 회피적인 조종에 충분히 응답하지 못하는 문제점이 있었다. 이러한 유형의 조종은 사고 발생 이전에 짧은 시간동안 행해지며, 본 발명은 차량의 회피적인 조종에 응답하여 좌석 벨트를 예비적으로 인장할 수 있는 좌석 벨트 예비인장기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 좌석 벨트 예비인장기 장치가 제공되는데, 상기 장치는 예비인장기와 제어 시스템을 구비하며, 상기 제어 시스템은 차량의 조종각에 대한 측정된 파라미터에 응답하여 출력을 제공하고, 적어도 조종각의 변화율에 응답하여 예비인장기를 제어하도록 구성되며, 상기 제어 시스템은 제1 쓰레스홀드를 넘어서는 조종각의 변화율에 응답하여 예비인장기가 좌석 벨트의 인장력을 증가시키도록 구성되며, 상기 조종각 변화의 제1 쓰레스홀드는 길이방향으로 증가하는 차량 속도에 따라 감소하는 쓰레스홀드이다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어 시스템은 조종각의 변화율의 증가에 응답하여 예비인장기가 좌석 벨트에서의 인장력을 증가시키도록 구성된다. 따라서 이러한 장치에서, 조종각의 변화율이 증가할수록, 좌석 벨트의 인장력이 증가하고, 조종각의 매우 높은 변화율이 발생시에 좌석 벨트에는 매우 높은 인장력이 발생하게 된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 조종각의 변화율이 제 1 쓰레스홀드값을 초과할 때까지 좌석 벨트에서 인장력을 증가하지 않는다.
따라서, 상기 제어 시스템은 소정의 제2 쓰레스홀드를 통과하는 조종각에 응답하여 예비인장기를 작동시키도록 구성된다.
상기 제어 시스템은 조종각의 제 2 쓰레스홀드가 증가하는 차량 속력에 따라 감소하는 쓰레스홀드가 되도록 구성되는 것이 바람직하다.
제 1 프로세서는 조종각 센서 및 길이방향 차량 속력 센서로부터 입력 신호들을 수신하도록 제공되며, 제 2 프로세서는 시간과 속도 센서에 대하여 조종각 센서로부터의 신호를 미분하는 미분기로부터 입력 신호를 수신하도록 제공되며, 각각의 프로세서는 다수의 출력 신호 중 하나를 생성하며, 각각은 입력 신호들에 응답하여 원하는 좌석 벨트 인장력을 나타내며, 상기 출력 신호는 연속적인 소정이 쓰레스홀드가 통과할 때에 발생되며, 상기 프로세서의 출력들은 프로세서들로부터의 2개의 출력 신호들 중 높은 것을 선택하고 안정 벨트에서의 원하는 수준의 인장력을 제공하는 예비인장기를 신호에 응답하여 제어하는 선택기로 통과된다.
일실시예에서, 상기 예비인장기는 좌석 벨트의 부분이 감겨지는 리트랙터와, 상기 좌석 벨트에 인장력을 가하는 장치를 포함한다. 상기 장치는 가역 모터일 수 있다. 다른 유형의 예비인장기도 사용될 수 있다.
상기 선택기는, 어떠한 쓰레스홀드도 초과하지 않는 것을 나타내는 수준으로 양 프로세서의 출력들이 떨어진 후에 소정의 시간 이 경과할 때까지 선택된 가장 높은 힘 수준을 유지하도록 상기 예비인장기를 제어하도록 구성된다.
본 발명을 보다 용이하게 이해하도록 하고 추가적인 구성들이 이해되도록, 첨부된 도면을 참조하여 하기에서 설명될 것이다.
도 1은 센서, 프로세서, 및 좌석 벨트 리트랙터를 도시하는 도식적인 블록 다이아그램이다.
도 2는 설명을 위한 목적으로 제공된 그래프이다.
첨부된 도 1을 참조하면, 좌석 벨트 예비인장기 장치는 도식적으로 도시된다.
제 1 센서(1)는 차량의 조종각(δ)을 감지하도록 제공된다. 차량의 조종각은 차량의 전방 휠의 롤링 운동 방향과 차량의 길이방향 축 사이의 각이다. 차량이 곧바르게 운전된다면 조종각은 0이지만, 차량의 운전대가 회전하면 전방이 구동 휠은 코너 주위에서 차량을 배향하도록 위치하게 되며, 조종각은 증가하게 된다. 제 2 센서(2)는 차량이 길이방향 속도(vx)를 감지하도록 제공된다. 제 2 센서(2)는 차량의 속도계와 일체로 되어 있다.
미분기(3)는 시간에 대하여 조종각 센서의 출력을 미분하도록 제공된다. 미분기(δ' = dδ/dt)의 출력은 시간에 대한 조종각 변화율을 나타내거나 조종각의 가속도를 나타낸다. 미분기의 출력이 높으면, 차량의 운전대는 신속하게 회전하게 되지만, 출력이 낮으면, 운전대는 유지되게 된다. 일실시예에서, 미분기는 조종각의 감소율을 무시한다면 조종각의 증가에 응답하기만 한다.
δ'를 유도하도록 미분기를 사용하는 대신에, 각속도 센서가 δ'를 직접 측정하는데 사용될 수 있다.
제어기 시스템은 2개의 프로세서(4, 5)를 포함하도록 제공된다. 제 1 프로세서(4)는 조종각 센서(1) 및 속도 센서(2)로부터의 출력을 수신하도록 연결된다. 제 2 프로세서(5)는 미분기(3) 및 속도센서(2)로부터의 입력을 수신하도록 연결된다.
제 1 프로세서(4)는, 하기에서 자세히 설명되는 바와 같이, 입력 신호의 값에 따라 출력을 제공하도록 구성된다. 유사하게, 프로세서(5)는 균등한 출력을 제공한다. 각각의 경우, 출력은, 하기에서 자세히 설명되는 바와 같이, 원하는 좌석 벨트 인장력을 나타낸다. 2개의 프로세서(4, 5)의 출력들은 2개의 원하는 좌석 벨트 인장력 중 최고값을 선택하고 안전벨트 리트랙터(8)와 관련된 인장기 모터(7)에 대응하는 출력 신호를 제공하도록 구성되며, 상기 리트랙터(8)의 스핀들에서 인장기 모터가 감기도록 제어하여, 소정의 인장력이 리트랙터에 감겨지는 안전 벨트에 존재하게 된다. 안전벨트의 인장력은 2개의 프로세서(4, 5)의 출력 중 가장 높은 것에 관련된다.
프로세서(4)는 4개의 가능한 출력을 제공하도록 구성된다. 낮은 속도에서는 출력이 없으며, 상대적으로 높은 속도에서는 차량의 조종각이 낮게 되도록 제공되는 출력이 없다. 그러나, 조종각이 라인(1)에 의해 표시된 바와 같이, 소정의 제 1 한계치를 초과하면, 차량이 움직일 때, 상대적으로 낮은 좌석 벨트의 제 1 인장력에 대응하는 제 1 수준 출력 신호가 발생되게 된다. 라인(1)이 차량의 증가하는 속력을 감소시키는 쓰레스홀드를 한정하므로, 상기 출력 신호는 상대적으로 높은 조종각이 낮은 속도에서 발생될 때 그리고 상대적으로 작은 조종각이 높은 속도에서 발생될 때 발생된다.
특정 속도에서, 조종각이 증가하여, 프로세서(4)의 라인(2)에 의해 표시된 쓰레스홀드가 초과되면, 제 2 수준 출력 신호는 제 2 의 높은 좌석 벨트 인장력을 나타내도록 발생된다. 프로세서(4)의 라인(2)은 증가하는 차량 속력에 따라 다시 감소하는 제 2 쓰레스홀드를 한정한다. 제 2 쓰레스홀드(2)는 특정 차량 속력에서의 제 1 쓰레스홀드보다 높다. 유사하게, 특정 속도에서, 조종각이 추가적으로 증가하여, 라인(3)에 의해 표시된 쓰레스홀드가 초과되면, 원하는 수준의 높은 좌석 벨트 인장력을 나타내는 제 3 수준 출력이 발생되게 된다. 라인(3)은 제 1 및 제 2 쓰레스홀드보다 높지만 유사한 제 3 쓰레스홀드를 한정하게 된다. 원하는 수준 의 인장력은 특정 속도(vx)에서의 조종각(δ)에 관련된다.
제 2 프로세서(5)는 유사한 방식으로 작동되지만, 여기서 조종각의 변화율은 차량의 속도와 함께 처리된다. 따라서, 조종각의 변화율이 특정 속도에 대한 소정의 비율을 초과하여, 라인(1)에 의해 표시되는 쓰레스홀드를 통과하게 되면, 출력은 원하는 좌석 벨트 인장력을 나타내는 것으로 발생된다. 프로세서(4)를 참조하여 설명된 것에 유사하게, 특정속도에서의 조종각의 변화율이 라인(2, 또는 3)에 의해 표시된 제 2 또는 제 3 쓰레스홀드를 초과하는 경우, 원하는 좌석 벨트 인장력을 나타내는 적절한 신호들이 프로세서(5)에 의해 발생된다. 제 2 프로세서(5)에서의 쓰레스홀드는 제 1 프로세서(4)에서의 쓰레스홀드에 대응하는데, 이는 증가하는 차량 속력에 따라 감소하게 되는 쓰레스홀드이다. 따라서, 원하는 인장력은 특정 속도(vx)에서의 조종각 변화율(δ') 또는 미분량에 관련된다.
선택기(6)는 프로세서(4,5)로부터 수신되며 인장기 모터(7)에 적절한 제어 신호를 통과시키도록 2개의 원하는 좌석 벨트 인장기 신호 중 높은 것을 선택한다.
사고가 발생하는 전형적인 경우에, 운전대는 초기에는 매우 신속하게 움직이게 되어서, 조종각은 매우 높은 비율로 변화하게 되는데 반하여, 조종각 그 자체는 실질적으로 변화하지 않는다. 이것은 제 1 쓰레스홀드를 초과할 때까지 조종각 변화율(δ')이 초기에 매우 신속하게 증가하는, 도 2의 그래프의 상부 부분에서 나타난다. 그것이 제 1 쓰레스홀드를 통과할 때, 프로세서(5)는 도 2의 하부에 도시된 바와 같이 좌석 벨트에 가해지는 인장력을 일으키는 인장기 모터로 통과되는 제 1 수준의 출력 신호를 제공한다. 조종각 자체는 점진적으로 증가하게 되며, 제 1 쓰레스홀드를 통과할 때, 상기 프로세서(4)는 제 1 수준 출력을 제공하게 되지만, 선택기(6)가 2개의 제 1 수준 출력 신호들을 수신하면, 도 2의 하부에 도시된 바와 같이, 좌석 벨트에 가해진 인장력은 증가하지 않는다.
후속적으로, 운전대가 덜 급격하게 회전하여, 조종각이 낮은 비율로 증가함에 불구하고, 프로세서(4)가 상기 선택기로 통과된 제2 수준의 신호를 발생시키는 시간을 나타내는 그래프에 도시된 바와 같이, 조종각 자체가 제2 쓰레스홀드를 초과할 때까지 조종각은 여전히 증가하며, 상기 선택기는 상기 프로세서(5)로부터 수신된 제 1 수준 신호에 우선하여 이러한 제 2 수준 신호를 선핵하게 된다. 결과적으로, 모터(7)에 가해진 인장력은 도 2의 하부에 도시된 바와 같이 증가하게 된다. 이어서, 차량의 운전재가 "직선방향"으로 되어 있으며 조종각은 0을 향하여 복귀하게 된다. 이 경우, 조종각은 제 1 쓰레스홀드 수치 아래로 다시 떨어지게 되며 조종각 변화율은 제 1 쓰레스홀드 수치 아래로 된다. 상기 프로세서(4, 5)의 출력 모두는 따라서 0 으로 되며, 상기 선택기는 도 2에서 화살표(9)로 표시된 소정의 시간 경과 후에 인장기 모터에 제공되는 제어 신호를 끝내게 된다.
따라서, 상기 프로세서(4, 5)로부터의 신호에 응답하여, 선택기(6)가 원하는 좌석 벨트 인장력 수준 중 높은 것을 선택하고, 조종각에 대한 속력 조절된 쓰레스홀드와 조종각 변화율을 나타내는, 선택기로의 양 입력 신호들이 각각의 제 1 쓰레스홀드 아래로 떨어진 후에 소정의 시간이 지날때까지 선택되어진 가장 높은 힘을 유지하게 된다.
따라서, 본 발명의 일실시예에서, 벨트 조임기는 속력에 조절되어진 쓰레스홀드를 통과하는 조종각 변화율에만 응답하여 작동하게 되어, 상기 쓰레스홀드는 놓은 차량 속력에서 상대적으로 낮게 되지만 낮은 차량 속력에서는 높게 된다.
본 발명의 특정 실시예에서, 인장기 모터는 좌석 벨트가 사용될 때마다 좌석 벨트에 소정의 인장력을 가하도록 작동되어서, 착석자가 차량의 좌석내에 유지되도록 보조한다. 좌석 벨트에서의 인장력은, 전술한 바와 같은 방식으로 조종각 변화율에 응답하여 예비인장기에 의해 증가하게 된다.
예비 인장기가 리트랙터에 장착되는 실시예를 참고하여 본 발명이 설명되었지만 다른 유형의 예비인장기도 사용될 수 있다.
본 명세서와 청구범위에서 사용되는 "포함하는"과 그 변형된 용어는 특정 구성, 단계, 정수가 포함되는 것을 의미한다. 이러한 용어는 다른 구성, 단계, 요소의 존재를 배재하는 것으로 해석되지 않는다.

Claims (8)

  1. 좌석 벨트 예비인장기 장치로서, 상기 장치는 예비인장기(7)와 제어 시스템(3-6)을 포함하며, 상기 제어 시스템(3-6)은 적어도 조종각 변화율(δ')에 응답하여 예비인장기를 제어하도록, 차량의 조종각(δ)에 관한 측정된 파라미터에 응답하여 출력을 제공하도록 구성되는 좌석 벨트 예비인장기 장치에 있어서, 상기 제어 시스템(3-6)은 제 1 쓰레스홀드를 초과하는 조종각 변화율(δ')에 응답하여 예비인장기(7)가 좌석 벨트에서의 인장력을 증가시키게 하도록 구성되며, 상기 조종각 변화율( δ')의 제 1 쓰레스홀드는 증가하는 길이방향 차량 속력(vx)에 따라 감소하는 쓰레스홀드인 것을 특징으로 하는 좌석 벨트 예비인장기 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 시스템(3-6)은 조종각 변화율(δ')의 증가에 응답하여 상기 예비인장기가 좌석 벨트에서의 인장력을 증가시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 좌석 벨트 예비인장기 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 시스템(3-6)은 소정의 제 2 쓰레스홀드를 통과하는 조종각(δ)에 응답하여 예비인장기(7)를 작동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 좌석 벨트 예비인장기 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 시스템(3-6)은 상기 조종각(δ)의 제 2 쓰레스홀드가 증가하는 차량 속력(vx)에 따라 감소하는 쓰레스홀드가 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 좌석 벨트 예비인장기 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    조종각 센서(1)로부터 입력 신호들을 수신하도록 제 1 프로세서(4)가 제공되고, 조종각 센서(1)로부터의 신호를 시간 및 속도 센서(2)에 대하여 미분하는 미분기(3)으로부터 입력 신호를 수신하도록 제 2 프로세서가 제공되어, 각 프로세서(4, 5)는 입력 신호들에 응답하여 원하는 좌석 벨트 인장력을 나타내는 다수의 출력 중 하나를 생성하며, 상기 출력 신호들은 연속적인 소정의 쓰레스홀드가 통과될 때 발생되어, 상기 프로세서(4, 5)의 출력은 프로세서(4, 5)로부터 2개의 출력 신호들 중 높은 것을 선택하고 이러한 신호에 응답하여 안정 벨트의 원하는 인장력 정도를 제공하도록 예비인장기(7)를 제어하는 선택기(6)로 통과되는 것을 특징으로 하는 좌석 벨트 예비인장기 장치.
  6. 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선택기(6)는 어떠한 쓰레스홀드도 초과되지 않음을 나타내는 수준으로 두개의 프로세서(4, 5)의 출력들이 떨어진 후에 소정의 시간이 경과할 때까지 선택된 최대의 힘 수준을 유지하기 위하여 예비인장기(7)를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 좌석 벨트 예비인장기 장치.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 예비인장기(7)는 상기 좌석 벨트의 부분이 감겨지는 리트랙터(8)와, 상기 좌석 벨트에 인장력을 가하는 메커니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 좌석 벨트 예비인장기 장치.
  8. 예비인장기(7)와 제어 시스템(3-6)을 포함하며, 상기 제어 시스템(3-6)은 조종각 센서 및 길이방향 차량 속력 센서(2)로부터 입력 신호를 수신하는 제 1 프로세서(4)와, 조종각 센서(1)로부터의 신호를 시간 및 속도 센서(2)에 대하여 미분하는 미분기(3)로부터 입력 신호를 수신하는 제 2 프로세서(5)를 장착하며, 각각의 프로세서(4, 5)는 상기 입력 신호에 응답하여 원하는 좌석 벨트 인장력을 각각 나타내는 다수의 출력 중 하나를 발생시키며, 상기 출력 신호들은 연속적인 소정의 쓰레스홀드가 통과될 때 발생되며, 상기 프로세서(4, 5)의 출력은 프로세서(4, 5)로부터의 2개의 출력 신호 중 높은 것을 선택하며 이러한 신호에 응답하여 안전 벨트의 원하는 인장력 정도를 제공하는 예비인장기(7)를 제어하는 선택기(6)로 통과되는 것을 특징으로 하는 좌석 벨트 예비인장기 장치.
KR1020077025763A 2005-04-07 2006-03-29 좌석 벨트 예비인장기 장치 KR101278188B1 (ko)

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