KR20190046098A - 차량의 승객 구속 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

차량의 승객 구속 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 승객 구속 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 시트벨트의 상태를 검출하는 시트벨트 센서, 차량의 가속도를 검출하는 가속도 센서, 및 시트벨트 센서에 의해 검출된 시트벨트의 상태에 근거하여 승객의 거동을 추정하고, 추정된 승객의 거동과 가속도 센서에 의해 검출된 가속도에 따른 차량의 거동에 기초하여 차량의 구속 장치의 전개 시점을 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 승객 구속 장치 및 그 제어 방법{PASSENGER RESTRAINT APPARATUS FOR VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 차량의 승객 구속 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량에 탑재되는 구속 장치의 전개 시점을 조절하는 차량의 승객 구속 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 에어백(Air Bag) 장치는 차량의 충돌 시에 순간적으로 차량 운전자 및 동승자의 정면 및 측면에서 전개되어 차량 운전자 및 동승자의 안전을 보호하는 장치로, 스티어링 휠(steering wheel)에 장착되는 운전석 에어백과, 클래쉬 패널(clash panel)에 장착되는 조수석 에어백과, 운전석 사이드(side) 에어백과, 조수석 사이드 에어백을 구비한다. 이러한 차량용 에어백 장치는 차량의 정면 혹은 측면에서 충돌이 발생함을 검출하면, 순간적으로 해당 에어백에 가스를 주입하여 전개시킨다.
에어백은 차량에 장착되는 정면 충돌 센서(FIS : Front Impact Sensor)와 측면 충돌 센서(SIS : Side Impact Sensor), 정면 충돌 센서와 측면 충돌 센서로부터의 신호를 전달받아 에어백의 전개를 제어하는 에어백 컨트롤 유닛(ACU : Airbag Control Unit), ACU 내부 가속도 센서(ACU X, ACU Y), 및 차량의 각 부분의 에어백 모듈(KAB, DAB, PAB, SAB, CAB) 등으로 구성된다. 에어백 컨트롤 유닛은 각 센서로부터 전달받은 센싱값(가속도 및 압력변화량)을 통해 충돌을 감지하고 설정된 임계값을 초과하면 에어백을 전개시킨다.
종래의 에어백 전개 알고리즘은 전술한 충돌 센서의 센싱값들에만 기반하고 있으며, 즉 충돌 센서의 센싱값이 미리 설정된 임계치를 초과하는 경우 에어백이 전개되는 일률적인 에어백 전개 알고리즘이 적용됨에 따라 승객의 거동 상태에 따른 에어백 전개 시점의 조절이 고려되지 않는 한계를 갖는다. 예를 들어, 긴급 제동 장치(AEB : Autonomous Emergency Braking) 또는 승객의 급브레이크 동작에 의해 차량이 급감속됨에 따라 승객 거동이 전방으로 쏠린 상태에서 에어백이 전개되는 경우, 승객의 상해치가 오히려 증가하는 문제점이 존재하기 때문에, 승객이 현재 거동을 고려하여 에어백의 전개 시점을 조절하기 위한 시스템이 요청된다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 승객의 거동 상태에 따라 에어백과 같은 차량의 구속 장치의 전개 시간을 최적화함으로써, 충돌 센서의 센싱값만으로 구속 장치의 전개를 제어함으로 인해 존재하였던 승객의 상해 위험성을 제거하기 위한 차량의 승객 구속 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 승객 구속 장치는 시트벨트의 상태를 검출하는 시트벨트 센서, 차량의 가속도를 검출하는 가속도 센서, 및 상기 시트벨트 센서에 의해 검출된 시트벨트의 상태에 근거하여 승객의 거동을 추정하고, 상기 추정된 승객의 거동과 상기 가속도 센서에 의해 검출된 가속도에 따른 차량의 거동에 기초하여 상기 차량의 구속 장치의 전개 시점을 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 시트벨트의 상태는, 상기 시트벨트의 리트랙터(retractor)에 의한 웨빙(webbing)의 가속도를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 웨빙의 가속도로부터 상기 웨빙의 권취 해제 길이를 산출하고, 상기 산출된 권취 해제 길이에 따라 상기 승객의 거동을 상기 승객 및 시트 간의 이격 거리 순에 따른 정상 거동 상태, 제1 위험 거동 상태 및 제2 위험 거동 상태로 추정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 제어부는, 미리 설정된 주기에 따라 판단되는 상기 웨빙의 가속도가 미리 설정된 기준치 미만인 경우, 상기 권취 해제 길이를 초기화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 권취 해제 길이가 미리 설정된 제1 임계길이 미만인 경우, 상기 승객이 상기 정상 거동 상태에 있는 것으로 추정하여 상기 시트벨트 프리텐셔너 및 상기 에어백 각각에 대하여 미리 설정된 기준 전개 시점을 유지하고, 상기 권취 해제 길이가 상기 제1 임계길이 이상이고 상기 제1 임계길이보다 큰 값으로 미리 설정된 제2 임계길이 미만인 경우, 상기 승객이 상기 제1 위험 거동 상태에 있는 것으로 추정하여 상기 시트벨트 프리텐셔너의 전개 시점을 앞당기고 상기 에어백에 대하여 미리 설정된 기준 전개 시점을 유지하며, 상기 권취 해제 길이가 상기 제2 임계길이 이상인 경우, 상기 승객이 상기 제2 위험 거동 상태에 있는 것으로 추정하여 상기 시트벨트 프리텐셔너의 전개 시점을 앞당기고 상기 에어백의 전개 시점을 지연시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 시트벨트의 상태는, 상기 시트벨트의 버클 체결 여부 및 클러치 체결 여부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 시트벨트의 상태가 버클 체결 상태 및 클러치 체결 상태인 것으로 판단된 경우에만 상기 구속 장치의 전개 시점을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 가속도 센서에 의해 검출된 가속도가 미리 설정된 임계 가속도 범위 내에 존재하는 경우에만 상기 구속 장치의 전개 시점을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어 상기 제어부는, 상기 가속도 센서에 의해 검출된 가속도가 상기 임계 가속도 범위를 초과하는 경우, 상기 구속 장치에 대하여 현재 설정된 전개 시점을 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 승객 구속 장치의 제어 방법은 제어부가, 시트벨트의 상태에 근거하여 승객의 거동을 추정하는 단계, 및 상기 제어부가, 상기 추정된 승객의 거동과 차량의 가속도에 따른 상기 차량의 거동에 기초하여 상기 차량의 구속 장치의 전개 시점을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 시트벨트의 상태를 토대로 승객의 거동을 예측하여 차량에 장착되는 구속 장치의 전개 시점을 최적화함으로써 사고 시 승객의 안전을 효과적으로 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 구속 장치를 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 구속 장치에서 제어부의 구성을 구체적으로 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 구속 장치에서 승객 거동 추정부의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 예시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 구속 장치에서 전개 시점 조절부의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 구속 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 구속 장치 및 그 제어 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 구속 장치를 설명하기 위한 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 구속 장치에서 제어부의 구성을 구체적으로 설명하기 위한 블록구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 구속 장치에서 승객 거동 추정부의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 예시도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 구속 장치에서 전개 시점 조절부의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 구속 장치는 시트벨트 센서(100), 가속도 센서(200), 충돌 감지 센서(300), 제어부(400) 및 구동부(500)를 포함할 수 있다.
시트벨트 센서(100)는 시트벨트의 상태를 검출하여 후술할 제어부(400)로 전달할 수 있다. 시트벨트 센서(100)가 검출하는 시트벨트의 상태는 시트벨트의 리트랙터(retractor)에 의한 웨빙(webbing)의 가속도(awebbing)와, 시트벨트의 버클 체결 여부(buckle_status) 및 클러치 체결 여부(clutch_status)를 포함할 수 있다. 시트벨트 센서(100)에 의해 검출된 웨빙의 가속도(awebbing)는 후술할 것과 같이 승객 거동 추정부(410)의 메인 로직(Main Logic)을 통해 웨빙의 권취 해제 길이(Distweb)로 변환되어 승객의 거동을 추정하는데 사용될 수 있고, 버클 체결 여부(buckle_status) 및 클러치 체결 여부(clutch_status)는 후술할 것과 같이 승객 거동 추정부(410)를 통해 구속 장치의 전개 시점 조절을 실행할지 여부를 결정하는데 사용될 수 있다. 본 실시예에서 전개 시점이 조절되는 구속 장치는 시트벨트 프리텐셔너 및 에어백을 포함할 수 있다.
가속도 센서(200)는 차량의 가속도(avehicle)를 검출하여 제어부(400)로 전달할 수 있으며, 가속도 센서(200)에 의해 검출되는 차량의 가속도(avehicle)는 차량의 종가속도 및 횡가속도를 포함할 수 있다. 가속도 센서(200)에 의해 검출된 가속도(avehicle)는 후술할 것과 같이 승객 거동 추정부(410)의 세이핑 로직(Safing Logic)을 통해 구속 장치의 전개 시점 조절을 실행할지 여부와 현재 설정된 전개 시점을 유지할지 여부를 결정하는데 사용될 수 있다.
충돌 감지 센서(300)는 차량에 발생한 충돌 시 발생한 가속도인 충돌 가속도(aimpact)를 검출하여 제어부(400)로 전달할 수 있다. 충돌 감지 센서(300)는 차량 외부의 정면 충돌을 감지하는 정면 충돌 센서(FIS)와 차량의 외부의 측면 충돌을 감지하는 측면 충돌 센서(SIS)를 포함할 수 있다. 충돌 감지 센서(300)에 의해 검출된 충돌 가속도(aimpact)는 후술할 것과 같이 전개 시점 조절부(430)에 의해 임계값과 비교되어 구속 장치의 전개 여부를 결정하는데 사용될 수 있다.
제어부(400)는 시트벨트 센서(100)에 의해 검출된 시트벨트의 상태에 근거하여 승객의 거동을 추정하고, 추정된 승객의 거동과 가속도 센서(200)에 의해 검출된 가속도에 따른 차량의 거동에 기초하여 차량의 구속 장치의 전개 시점을 조절할 수 있다. 제어부(400)는 차량에 탑재되는 에어백 컨트롤 유닛(ACU: Airbag Control Unit)으로 구현될 수 있다.
이때, 제어부(400)는 웨빙의 가속도(awebbing)로부터 웨빙의 권취 해제 길이(Distweb)를 산출하고, 산출된 권취 해제 길이(Distweb)에 따라 승객의 거동을 승객 및 시트 간의 이격 거리 순에 따른 정상 거동 상태, 제1 위험 거동 상태 및 제2 위험 거동 상태로 추정할 수 있다.
구체적으로는, 제어부(400)는 권취 해제 길이(Distweb)가 미리 설정된 제1 임계길이 미만인 경우, 승객이 정상 거동 상태에 있는 것으로 추정하여 시트벨트 프리텐셔너 및 에어백 각각에 대하여 미리 설정된 기준 전개 시점을 유지하고, 권취 해제 길이(Distweb)가 제1 임계길이 이상이고 제1 임계길이보다 큰 값으로 미리 설정된 제2 임계길이 미만인 경우, 승객이 제1 위험 거동 상태에 있는 것으로 추정하여 시트벨트 프리텐셔너의 전개 시점을 앞당기고 에어백의 전개 시점에 대하여 미리 설정된 기준 전개 시점을 유지하며, 권취 해제 길이(Distweb)가 제2 임계길이 이상인 경우, 승객이 제2 위험 거동 상태에 있는 것으로 추정하여 시트벨트 프리텐셔너의 전개 시점을 앞당기고 에어백의 전개 시점을 지연시킬 수 있다.
이때, 제어부(400)는 차량의 가속도(avehicle)가 미리 설정된 임계 가속도 범위 내에 존재하는 경우에만 구속 장치의 전개 시점을 조절하며, 차량의 가속도(avehicle)가 임계 가속도 범위를 초과하는 경우, 구속 장치에 대하여 현재 설정된 전개 시점을 유지할 수 있다. 그리고, 제어부(400)는 시트벨트의 상태가 버클 체결 상태 및 클러치 체결 상태인 것으로 판단된 경우에만 구속 장치의 전개 시점을 조절할 수 있다.
이하에서는 제어부(400)의 동작을 구현하기 위한 구체적인 실시예를 도 2 내지 도 4를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 2를 참조하면, 제어부(400)는 승객 거동 추정부(410) 및 전개 시점 조절부(430)를 포함할 수 있다.
우선, 도 3을 참조하여 승객 거동 추정부(410)를 설명하면, 승객 거동 추정부(410)는 시트벨트 메트릭 산출부(411), 메인 로직부(413), 차량 메트릭 산출부(415), 세이핑 로직부(417) 및 디시전 정보 생성부(419)를 포함할 수 있다. 상기 구성(411-419)을 통해 승객 거동 추정부(410)는 시트벨트 센서(100)에 의해 검출된 웨빙의 가속도(awebbing)로부터 웨빙의 권취 해제 길이(Distweb)를 산출하고, 산출된 권취 해제 길이(Distweb)에 따라 승객의 거동을 승객 및 시트 간의 이격 거리 순에 따른 정상 거동 상태, 제1 위험 거동 상태 및 제2 위험 거동 상태로 추정하는 메인 로직(Main Logic) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 승객 거동 추정부(410)는 가속도 센서(200)에 의해 검출된 차량의 가속도(avehicle)를 기반으로 장치의 전개 시점 조절을 실행할지 여부와 현재 설정된 전개 시점을 유지할지 여부를 결정하는 세이핑 로직(Safing Logic) 기능을 수행할 수 있다. 승객 거동 추정부(410)는 메인 로직 수행 결과, 세이핑 로직 수행 결과, 버클 체결 상태 정보 및 클러치 체결 상태 정보를 토대로 디시전(Decision) 정보를 생성하여 전개 시점 조절부(430)로 출력할 수 있다.
먼저, 승객 거동 추정부(410)가 수행하는 메인 로직에 대하여 구체적으로 설명한다. 시트벨트 메트릭 산출부(411)는 시트벨트 센서(100)에 의해 검출된 웨빙의 가속도(awebbing)의 이동 평균(MAweb)을 산출하고, 산출된 이동 평균(MAweb)을 순차적으로 적분하여 웨빙의 속도와 웨빙의 길이(즉, 권취 해제 길이, Distweb)를 산출할 수 있다.
산출된 웨빙의 권취 해제 길이(Distweb)는 승객 및 시트 간의 이격 거리(즉, 승객의 거동이 전방으로 쏠린 정도)가 반영되어 있으므로, 메인 로직부(413)는 권취 해제 길이(Distweb)에 따라 승객의 거동을 승객 및 시트 간의 이격 거리 순에 따른 정상 거동 상태, 제1 위험 거동 상태 및 제2 위험 거동 상태로 추정할 수 있다. 여기서, 웨빙의 권취 해제 길이(Distweb)는 승객이 시트벨트 체결을 완료한 후 권취 해제된 웨빙의 길이를 '0'의 값으로 설정한 상태를 기준으로 한 상대 길이를 의미한다.
이때, 메인 로직부(413)는 권취 해제 길이(Distweb)가 미리 설정된 제1 임계길이 미만인 경우, 승객의 거동을 승객이 시트에 정상적으로 앉아 있는 정상 거동 상태로 추정할 수 있다. 또한, 권취 해제 길이(Distweb)가 제1 임계길이 이상이고 제1 임계길이보다 큰 값으로 미리 설정된 제2 임계길이 미만인 경우, 승객의 거동을 승객이 시트로부터 일정 거리 이상 이격된 제1 위험 거동 상태로 추정할 수 있다. 그리고, 권취 해제 길이(Distweb)가 제2 임계길이 이상인 경우, 승객의 거동을 승객이 제1 위험 거동 상태의 일정 거리보다 더 이격된 제2 위험 거동 상태로 추정할 수 있다.
한편, 시트벨트 메트릭 산출부(411)는 미리 설정된 주기에 따라 판단되는 웨빙의 가속도(awebbing)가 미리 설정된 기준치 미만인 경우, 권취 해제 길이를 초기화할 수 있다(즉, 권취 해제 길이를 '0'의 값으로 설정할 수 있다). 즉, 웨빙의 가속도(awebbing)가 기준치 미만인 경우, 승객의 단순 웨빙 조작 등 차량 거동의 급격한 변화로 인해 웨빙이 권취 해제되는 경우에 해당하지 않을 수도 있으므로, 시트벨트 메트릭 산출부(411)는 미리 설정된 주기에 따라 판단되는 웨빙의 가속도(awebbing)가 기준치 미만인 경우, 차량 거동의 급격한 변화가 발생하지 않은 경우에도 구속 장치의 전개 시점이 조절되는 것을 방지하기 위해 권취 해제 길이를 초기화할 수 있다.
다음으로, 승객 거동 추정부(410)가 수행하는 세이핑 로직에 대하여 구체적으로 설명한다. 세이핑 로직은 가속도 센서(200)에 의해 검출된 차량의 가속도(avehicle)를 기반으로 수행될 수 있다. 차량 메트릭 산출부(415)는 가속도 센서(200)에 의해 검출된 차량의 가속도(avehicle)의 이동 평균(MAveh)을 산출할 수 있다. 차량 메트릭 산출부(415)는 차량의 종가속도 및 횡가속도 각각의 이동 평균(long_MA, lat_MA)을 산출할 수 있다. 그리고, 세이핑 로직부(417)는 차량 메트릭 산출부(415)에 의해 산출된 가속도의 이동 평균(MAveh)을 기반으로 차량의 거동을 분석하고, 분석된 차량의 거동을 디시전 정보 생성부(419)로 전달할 수 있다.
디시전 정보 생성부(419)는 메인 로직부(413)로부터 입력받은 승객의 거동(behaviorpass), 세이핑 로직부(417)로부터 입력받은 차량의 거동(behaviorveh), 및 버클 체결 상태 정보(buckle_status)와 클러치 체결 상태 정보(clutch_status)를 종합하여 구속 장치의 전개 시점을 조절하기 위한 디시전 정보를 생성할 수 있다. 디시전 정보 생성부(419)는 기본적으로 메인 로직부(413)로부터 입력받은 승객의 거동(behaviorpass)을 토대로 구속 장치의 전개 시점을 조절하기 위한 디시전 정보를 생성한다. 다만, 메인 로직부(413)를 통해 웨빙의 권취 해제 길이(Distweb)를 토대로 승객의 거동이 추정된 경우라도, 웨빙의 권취 해제 길이(Distweb)는 차량의 거동 변화에 따른 승객 거동 변화에 따라 형성될 수도 있고, 승객의 인위적인 조절에 따라 형성될 수도 있으므로, 승객의 인위적인 조절에 따라 형성된 권취 해제 길이에 의해 구속 장치의 전개 시점이 잘못 조절되는 문제점을 제거하기 위해, 디시전 정보 생성부(419)는 세이핑 로직부(417)로부터 전달받은 차량의 거동(behaviorveh)을 토대로 차량의 가속도가 미리 설정된 임계 가속도 범위 내에 존재하는 경우에만(즉, 차량의 가속도(avehicle)의 이동 평균(MAveh)이 임계 가속도 범위 내에 존재하는 경우에만) 차량의 거동 변화에 따른 승객 거동 변화에 따라 권취 해제 길이가 형성된 것으로 판단하여 구속 장치의 전개 시점을 조절하기 위한 디시전 정보를 생성할 수 있다.
이때, 차량의 가속도(avehicle)가 임계 가속도 범위를 초과하는 경우(즉, 임계 가속도 범위의 상한치를 초과하는 경우), 디시전 정보 생성부(419)는 구속 장치에 대하여 현재 설정된 전개 시점이 유지되도록 디시전 정보를 생성할 수 있다.
구체적으로, 차량의 가속도(avehicle)가 임계 가속도 범위를 초과하는 경우, 현재 시점에서 차량에 실제 충돌이 발생한 것으로 판단할 수 있으며, 이 시점에서는 후술할 전개 시점 조절부(430)의 동작에 의해 구속 장치의 전개 시점이 이미 조절되어 있으므로, 디시전 정보 생성부(419)는 충돌 도중에 증가된 권취 해제 길이에 따른 승객 거동은 반영하지 않기 위해 구속 장치에 대하여 현재 설정된 전개 시점이 유지되도록 하는 디시전 정보를 생성할 수 있다.
한편, 웨빙의 권취 해제 길이(Distweb)를 기반으로 승객의 거동을 추정하기 위해서는 버클 체결 상태가 전제되어야 하며, 또한 시트벨트의 클러치가 체결 상태인 경우 차량 거동의 급격한 변화가 발생한 것으로 판단할 수 있으므로, 디시전 정보 생성부(419)는 시트벨트의 상태가 버클 체결 상태 및 클러치 체결 상태인 것으로 판단된 경우에만 전개 시점 조절부(430)에 의해 구속 장치의 전개 시점이 조절될 수 있도록 디시전 정보를 생성할 수 있다.
전개 시점 조절부(430)는 디시전 정보에 포함된, 승객 거동 추정부(410)에 의해 추정된 승객의 거동에 따라 구속 장치의 전개 시점을 조절할 수 있다. 전술한 것과 같이 본 실시예에서 구속 장치는 시트벨트 프리텐셔너 및 에어백을 포함하며, 전개 시점 조절부(430)는 시트벨트 프리텐셔너 및 에어백의 전개 여부를 결정하기 위해, 충돌 감지 센서(300)에 의해 검출된 충돌 가속도와 비교되는 임계값을 감소시키거나 증가시키는 방식을 이용하여 전개 시점을 앞당기거나 지연시킬 수 있다.
구체적으로, 전개 시점 조절부(430)는 승객의 거동이 정상 거동 상태로 추정된 경우, 승객이 시트에 정상적으로 앉아 있는 경우에 해당하므로 시트벨트 프리텐셔너 및 에어백 각각에 대하여 미리 설정된 기준 전개 시점을 유지할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 기준 전개 시점은 종래의 시트벨트 프리텐셔너 및 에어백의 각 전개 알고리즘에 따라 각각 설정된 임계값에 따른 전개 시점을 의미할 수 있다.
또한, 전개 시점 조절부(430)는 승객의 거동이 제1 위험 거동 상태로 추정된 경우, 승객이 시트로부터 일정 거리 이상 이격되어 정상 거동 상태 대비 시트벨트 프리텐셔너의 빠른 전개가 요구되는 경우에 해당하므로, 시트벨트 프리텐셔너의 전개 시점을 앞당기고 에어백의 전개 시점에 대하여 미리 설정된 기준 전개 시점을 유지할 수 있다. 즉, 승객의 거동이 제1 위험 거동 상태로 추정된 경우, 시트벨트 프리텐셔너를 조기에 전개시켜 승객 거동의 전방 쏠림을 방지함과 동시에 에어백은 종래의 에어백 전개 알고리즘에 따라 설정된 임계값에 따른 기준 전개 시점을 통해 전개시킴으로써 승객의 상해를 방지할 수 있다.
그리고, 전개 시점 조절부(430)는 승객의 거동이 제2 위험 거동 상태로 추정된 경우, 정상 거동 상태 대비 시트벨트 프리텐셔너의 빠른 전개가 요구되는 경우에 해당함과 동시에, 승객이 시트로부터 제1 위험 거동 상태의 일정 거리보다 더 이격되어 에어백 전개 시 오히려 승객에게 충격을 가할 수 있는 경우에 해당하므로, 전개 시점 조절부(430)는 시트벨트 프리텐셔너의 전개 시점을 앞당기고 에어백의 전개 시점을 지연시킬 수 있다.
이에 따라, 전개 시점 조절부(430)는 충돌 감지 센서(300)에 의해 검출된 충돌 가속도를 기반으로 전술한 과정을 통해 조절된 전개 시점에 따라 구속 장치의 전개 여부를 결정할 수 있다. 즉, 전개 시점 조절부(430)는 충돌 가속도 및 조절된 구속 장치의 임계값을 비교하고, 충돌 가속도가 임계값을 초과하는 경우 구속 장치를 전개시킬 것으로 결정하여 최종 디시전(Firing Decision) 정보를 출력할 수 있다. 도 4 및 도 5는 에어백의 전개 시점을 조절하여 최종 디시전 정보를 출력하는 과정의 예시를 도시하고 있으며, 도 4 및 도 5의 점선은 조절된 임계치를 의미한다. 도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이 본 실시예에 따른, 승객의 거동을 추정하여 에어백의 전개 시점을 조절하는 구성은 정면 충돌 시의 에어백 전개 알고리즘 및 측면 충돌 시의 에어백 전개 알고리즘 각각에 대하여 적용될 수 있고, 또한 충돌 시 X축 방향으로의 가속도(ACUX) 및 Y축 방향으로의 가속도(ACUY, SISY)를 토대로 충돌 시의 속도 변화를 계산하고, 계산된 속도 변화가 세이핑 임계값 이상인 경우에만 최종 디시전 정보를 출력하는 세이핑 로직이 적용될 수도 있다.
구동부(500)는 전개 시점 조절부(430)로부터 전달받은 최종 디시전 정보에 따라 구속 장치, 즉 시트벨트 프리텐셔너 및 에어백을 전개할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 구속 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 구속 장치의 제어 방법하면, 먼저 제어부(400)는 시트벨트 센서(100)에 의해 검출된 시트벨트의 상태에 근거하여 승객의 거동을 추정한다(S100). 시트벨트의 상태는 시트벨트의 리트랙터(retractor)에 의한 웨빙(webbing)의 가속도와, 시트벨트의 버클 체결 여부 및 클러치 체결 여부를 포함할 수 있다.
S100 단계에서, 제어부(400)는 웨빙의 가속도로부터 웨빙의 권취 해제 길이를 산출하고, 산출된 권취 해제 길이에 따라 승객의 거동을 승객 및 시트 간의 이격 거리 순에 따른 정상 거동 상태, 제1 위험 거동 상태 및 제2 위험 거동 상태로 추정한다. 구체적으로, 제어부(400)는 권취 해제 길이가 미리 설정된 제1 임계길이 미만이면 승객이 정상 거동 상태에 있는 것으로 추정하고, 권취 해제 길이가 제1 임계길이 이상이고 제2 임계길이 미만이면 승객이 제1 위험 거동 상태에 있는 것으로 추정하며, 권취 해제 길이가 제2 임계길이 이상이면 승객이 제2 위험 거동 상태에 있는 것으로 추정한다. 한편, 제어부(400)는 미리 설정된 주기에 따라 판단되는 웨빙의 가속도가 미리 설정된 기준치 미만인 경우, 권취 해제 길이를 초기화한다.
이어서, 제어부(400)는 추정된 승객의 거동과 차량의 가속도에 따른 차량의 거동에 기초하여 차량의 구속 장치의 전개 시점을 조절한다(S200).
S200 단계에서, 제어부(400)는 승객의 거동이 정상 거동 상태로 추정된 경우, 시트벨트 프리텐셔너 및 에어백 각각에 대하여 미리 설정된 기준 전개 시점을 유지한다. 또한, 제어부(400)는 승객의 거동이 제1 위험 거동 상태로 추정된 경우, 시트벨트 프리텐셔너의 전개 시점을 앞당기고 에어백의 전개 시점에 대하여 미리 설정된 기준 전개 시점을 유지한다. 그리고, 제어부(400)는 승객의 거동이 제2 위험 거동 상태로 추정된 경우, 시트벨트 프리텐셔너의 전개 시점을 앞당기고 에어백의 전개 시점을 지연시킨다. 이때, 제어부(400)는 시트벨트의 상태가 버클 체결 상태 및 클러치 체결 상태인 것으로 판단된 경우에만 구속 장치의 전개 시점을 조절한다.
또한 S200 단계에서, 제어부(400)는 차량의 가속도가 미리 설정된 임계 가속도 범위 내에 존재하는 경우에만 구속 장치의 전개 시점을 조절하며, 차량의 가속도가 임계 가속도 범위를 초과하는 경우, 구속 장치에 대하여 현재 설정된 전개 시점을 유지한다.
이어서, 구동부(500)는 조절된 전개 시점에 따라 구속 장치, 즉 시트벨트 프리텐셔너 및 에어백을 전개한다(S300).
이와 같이 본 실시예는 시트벨트의 상태를 토대로 승객의 거동을 예측하여 차량에 장착되는 구속 장치의 전개 시점을 최적화함으로써 사고 시 승객의 안전을 효과적으로 확보할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 시트벨트 센서
200: 가속도 센서
300: 충돌 감지 센서
400: 제어부
410: 승객 거동 추정부
411: 시트벨트 메트릭 산출부
413: 메인 로직부
415: 차량 메트릭 산출부
417: 세이핑 로직부
419: 디시전 정보 생성부
430: 전개 시점 조절부
500: 구동부

Claims (18)

  1. 시트벨트의 상태를 검출하는 시트벨트 센서;
    차량의 가속도를 검출하는 가속도 센서; 및
    상기 시트벨트 센서에 의해 검출된 시트벨트의 상태에 근거하여 승객의 거동을 추정하고, 상기 추정된 승객의 거동과 상기 가속도 센서에 의해 검출된 가속도에 따른 차량의 거동에 기초하여 상기 차량의 구속 장치의 전개 시점을 조절하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 구속 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시트벨트의 상태는, 상기 시트벨트의 리트랙터(retractor)에 의한 웨빙(webbing)의 가속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 구속 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 웨빙의 가속도로부터 상기 웨빙의 권취 해제 길이를 산출하고, 상기 산출된 권취 해제 길이에 따라 상기 승객의 거동을 상기 승객 및 시트 간의 이격 거리 순에 따른 정상 거동 상태, 제1 위험 거동 상태 및 제2 위험 거동 상태로 추정하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 구속 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는, 미리 설정된 주기에 따라 판단되는 상기 웨빙의 가속도가 미리 설정된 기준치 미만인 경우, 상기 권취 해제 길이를 초기화하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 구속 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 구속 장치는, 시트벨트 프리텐셔너 및 에어백을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 구속 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 권취 해제 길이가 미리 설정된 제1 임계길이 미만인 경우, 상기 승객이 상기 정상 거동 상태에 있는 것으로 추정하여 상기 시트벨트 프리텐셔너 및 상기 에어백 각각에 대하여 미리 설정된 기준 전개 시점을 유지하고,
    상기 권취 해제 길이가 상기 제1 임계길이 이상이고 상기 제1 임계길이보다 큰 값으로 미리 설정된 제2 임계길이 미만인 경우, 상기 승객이 상기 제1 위험 거동 상태에 있는 것으로 추정하여 상기 시트벨트 프리텐셔너의 전개 시점을 앞당기고 상기 에어백에 대하여 미리 설정된 기준 전개 시점을 유지하며,
    상기 권취 해제 길이가 상기 제2 임계길이 이상인 경우, 상기 승객이 상기 제2 위험 거동 상태에 있는 것으로 추정하여 상기 시트벨트 프리텐셔너의 전개 시점을 앞당기고 상기 에어백의 전개 시점을 지연시키는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 구속 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 시트벨트의 상태는, 상기 시트벨트의 버클 체결 여부 및 클러치 체결 여부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 시트벨트의 상태가 버클 체결 상태 및 클러치 체결 상태인 것으로 판단된 경우에만 상기 구속 장치의 전개 시점을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 구속 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 가속도 센서에 의해 검출된 가속도가 미리 설정된 임계 가속도 범위 내에 존재하는 경우에만 상기 구속 장치의 전개 시점을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 구속 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 가속도 센서에 의해 검출된 가속도가 상기 임계 가속도 범위를 초과하는 경우, 상기 구속 장치에 대하여 현재 설정된 전개 시점을 유지하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 구속 장치.
  10. 제어부가, 시트벨트의 상태에 근거하여 승객의 거동을 추정하는 단계; 및
    상기 제어부가, 상기 추정된 승객의 거동과 차량의 가속도에 따른 상기 차량의 거동에 기초하여 상기 차량의 구속 장치의 전개 시점을 조절하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 구속 장치의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 시트벨트의 상태는, 상기 시트벨트의 리트랙터(retractor)에 의한 웨빙(webbing)의 가속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 구속 장치의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 추정하는 단계에서, 상기 제어부는,
    상기 웨빙의 가속도로부터 상기 웨빙의 권취 해제 길이를 산출하고, 상기 산출된 권취 해제 길이에 따라 상기 승객의 거동을 상기 승객 및 시트 간의 이격 거리 순에 따른 정상 거동 상태, 제1 위험 거동 상태 및 제2 위험 거동 상태로 추정하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 구속 장치의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 추정하는 단계에서, 상기 제어부는,
    미리 설정된 주기에 따라 판단되는 상기 웨빙의 가속도가 미리 설정된 기준치 미만인 경우, 상기 권취 해제 길이를 초기화하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 구속 장치의 제어 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 구속 장치는, 시트벨트 프리텐셔너 및 에어백을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 구속 장치의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 조절하는 단계에서, 상기 제어부는,
    상기 권취 해제 길이가 미리 설정된 제1 임계길이 미만으로서 상기 승객이 상기 정상 거동 상태에 있는 것으로 추정된 경우, 상기 시트벨트 프리텐셔너 및 상기 에어백 각각에 대하여 미리 설정된 기준 전개 시점을 유지하고,
    상기 권취 해제 길이가 상기 제1 임계길이 이상이고 상기 제1 임계길이보다 큰 값으로 미리 설정된 제2 임계길이 미만으로서 상기 승객이 상기 제1 위험 거동 상태에 있는 것으로 추정된 경우, 상기 시트벨트 프리텐셔너의 전개 시점을 앞당기고 상기 에어백에 대하여 미리 설정된 기준 전개 시점을 유지하며,
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  16. 제11항에 있어서,
    상기 시트벨트의 상태는, 상기 시트벨트의 버클 체결 여부 및 클러치 체결 여부를 더 포함하고,
    상기 조절하는 단계에서, 상기 제어부는,
    상기 시트벨트의 상태가 버클 체결 상태 및 클러치 체결 상태인 것으로 판단된 경우에만 상기 구속 장치의 전개 시점을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 구속 장치의 제어 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 조절하는 단계에서, 상기 제어부는,
    상기 차량의 가속도가 미리 설정된 임계 가속도 범위 내에 존재하는 경우에만 상기 구속 장치의 전개 시점을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 구속 장치의 제어 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 조절하는 단계에서, 상기 제어부는,
    상기 차량의 가속도가 상기 임계 가속도 범위를 초과하는 경우, 상기 구속 장치에 대하여 현재 설정된 전개 시점을 유지하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 구속 장치의 제어 방법.
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