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KR102626248B1 - 능동형 안전 벨트 제어 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

능동형 안전 벨트 제어 장치 및 이의 제어 방법 Download PDF

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KR102626248B1
KR102626248B1 KR1020170168970A KR20170168970A KR102626248B1 KR 102626248 B1 KR102626248 B1 KR 102626248B1 KR 1020170168970 A KR1020170168970 A KR 1020170168970A KR 20170168970 A KR20170168970 A KR 20170168970A KR 102626248 B1 KR102626248 B1 KR 102626248B1
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장윤수
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명은 능동형 안전 벨트(Active seat-belt) 제어 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 안전 벨트 제어 장치의 제어 방법은, 차량의 상태 정보를 수집하는 단계; 상기 수집된 상태 정보를 이용하여 안전 벨트의 당김 동작에 대한 활성화 여부를 결정하는 단계; 및 모터를 이용하여 상기 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시키는 단계; 를 포함할 수 있다.

Description

능동형 안전 벨트 제어 장치 및 이의 제어 방법 {An Active seat belt control apparatus and control method thereof}
본 발명은 능동형 안전 벨트(active seat belt)에 관한 것으로, 상세하게는 차량의 상태에 따라 능동형 안전 벨트의 활성화 여부를 제어하는 방법에 관한 것이다.
안전 운전의 중요성이 높아지면서, 타 차량과의 충돌을 예방하는 다양한 안전 장치가 차량에 탑재되어 있다. 예를 들어, 전방추돌경보(FCA, Forward Collision Avoidance) 장치에 포함된 전면 또는 후면에 위치한 센서에 의해 타 차량과의 충돌에 대해 운전자는 미리 경보를 제공 받을 수 있다. 또한, 전방추돌경보 장치는 경보를 발생시키면서 제동을 활성화하여 충돌을 예방할 수 있다.
이러한 전방추돌경보 장치와 함께, 차량에는 능동형 안전 벨트(active seat-belt)가 장착될 수 있다. 기존의 능동형 안전 벨트는 전방추돌경보 장치 또는 브레이크 장치와 연계되어 동작하는데, 타 차량과의 충돌이 예측되는 상황 또는 운전자가 브레이크 페달을 밟은 상황에서 미리 안전 벨트를 당겨줌으로써 운전자를 조기에 붙잡아 줄 수 있다.
한편, 전방추돌경보 장치가 경보를 발생하지 않거나 차량이 제동 상태에 있지 않는 경우, 기존의 능동형 안전 벨트는 활성화되지 않는다. 이때, 기존의 능동형 안전 벨트는 전방추돌경보 장치에 의한 제동이 활성화되지 않은 경우 또는 운전자가 브레이크 페달을 밟지 않은 상황에서는 능동형 안전 벨트가 동작하지 않을 수 있는 문제가 발생할 수 있다. 구체적으로, 전방추돌경보 장치가 고장나거나 오작동을 일으켜 제동을 활성화하지 않거나 충돌이 운전자의 시야를 벗어나 운전자에 의한 제동이 활성화되지 않은 상황에서, 타 차량과 충돌이 발생하는 경우 기존의 능동형 안전 벨트는 한계점를 갖는다.
따라서, 전방추돌경보 장치 또는 브레이크 페달의 동작 여부와 무관하면서 능동적 안전 벨트의 동작을 미리 제어하는 구체적인 방법이 필요하다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 능동형 안전 벨트 제어 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 현재 주행 상태가 능동적 안전 벨트를 활성화할 상황인지 실시간 모니터링하여 동작 여부를 판정하여 운전자의 거동을 미리 제한하는 능동적 안전 벨트 제어 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 안전 벨트(Active seat-belt) 제어 장치의 제어 방법은, 차량의 상태 정보를 수집하는 단계; 상기 수집된 상태 정보를 이용하여 안전 벨트의 당김 동작에 대한 활성화 여부를 결정하는 단계; 및 모터를 이용하여 상기 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시키는 단계; 를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 상태 정보를 수집하는 단계는, 충돌 감지 장치로부터 수신하는 충돌 정보, 충돌 경고 장치로부터 수신하는 경고 정보, 상기 안전 벨트와 연결된 버클(buckle)의 탈착을 식별하는 버클 센서로부터 수신하는 버클 정보 및 차체 제어 장치로부터 수신하는 주행 정보 중 적어도 어느 하나를 수집하는 단계; 를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 충돌 감지 장치는 충돌 가속도 센서, 전복 가속도 센서, 전복 각속도 센서, 가속도 센서, 자이로(Gyro) 센서, 정면 충돌 센서, 측면 충돌 센서 및 후면 충돌 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 충돌 경고 장치는 정면 경고 센서, 측면 경고 센서 및 후면 경고 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 자체 제어 장치는 요레이트(yaw rate) 센서, 롤레이트(roll rate) 센서, 조향각(steering angle) 센서, 휠속도(wheel speed) 센서 및 브레이크 압력(brake pressure) 센서 중 적어도 어느 하나로부터 상기 상태 정보를 수집하는 단계; 를 포함하며, 상기 가속도 센서는 x축, y축, z축 중 적어도 어느 하나의 축에 대한 가속도를 측정할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 당김 동작에 대한 활성화 여부를 결정하는 단계는, 상기 수집된 상태 정보를 이용하여 차량의 상태를 적어도 하나의 주행 상태로 판정하는 단계; 및 상기 판정된 주행 상태가 상기 안전 벨트의 활성화 모드에 포함되는 경우, 상기 당김 동작의 활성화를 결정하는 단계; 를 포함하며, 상기 활성화 모드는 상기 안전 벨트의 당김 동작이 활성화되도록 설정될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 차량의 상태를 적어도 하나의 주행 상태로 판정하는 단계는, 상기 차량의 상태를 일반 주행 상태로 판정하는 단계; 상기 차량의 상태를 험로(rough road) 주행 상태로 판정하는 단계; 상기 차량의 상태를 정면 충돌 상태로 판정하는 단계; 상기 차량의 상태를 측면 충돌 상태로 판정하는 단계; 상기 차량의 상태를 후면 충돌 상태로 판정하는 단계; 상기 차량의 상태를 전복 상태로 판정하는 단계; 상기 차량의 상태를 약한 회전 상태로 판정하는 단계; 및 상기 차량의 상태를 강한 회전 상태로 판정하는 단계; 중 적어도 어느 하나의 단계를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 활성화 모드는 상기 험로 주행 상태, 상기 정면 충돌 상태, 상기 측면 충돌 상태, 상기 후면 충돌 상태, 상기 전복 상태, 상기 약한 회전 상태 및 상기 강한 회전 상태 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 험로 주행 상태, 상기 정면 충돌 상태, 상기 측면 충돌 상태, 상기 후면 충돌 상태, 상기 전복 상태, 상기 약한 회전 상태 및 상기 강한 회전 상태 각각에 대해 상기 당김 동작의 세기 정도가 상이할 수 있다.
실시예에 따라, 에어백(air bag)의 전개 여부를 판단하는 단계; 및 상기 에어백의 전개 이전에 상기 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시키는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 당김 동작의 활성화를 결정하는 단계는, 에어백의 전개 여부를 판단하는 단계; 및 상기 에어백의 전개 이후, 상기 안전 벨트의 당김 정도를 산출하는 단계; 및 상기 당김 정도가 임계값 이상인 경우, 상기 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시키는 단계; 를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 당김 동작을 활성화시키는 단계는, 상기 상태 정보에 따라 상기 모터에 의한 상기 안전 벨트의 당김 동작의 정도가 달리 결정되는 단계; 를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 당김 동작을 활성화시키는 단계는, 브레이크의 제동 여부를 판단하는 단계; 및 상기 브레이크의 제동 이전에 상기 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시키는 단계; 를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 당김 동작을 활성화시키는 단계는, 안전 벨트 프리텐셔너(pre-tensioner)의 활성화 여부를 판단하는 단계; 상기 안전 벨트 프리텐셔너의 활성화 이후, 상기 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시키는 단계; 를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 차량의 상태를 적어도 하나의 주행 상태로 판정하는 단계는, 충돌에 의한 이동 거리에 대한 상기 충돌가속도 센서에 의해 생성된 충돌 속도 변화를 기준으로 상기 주행 상태를 판정하는 단계; 를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 본 발명은 상기 기재된 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 안전 벨트(Active seat-belt) 제어 장치는, 차량의 상태 정보를 수신하는 통신부; 상기 수집된 상태 정보를 이용하여 안전 벨트의 당김 동작에 대한 활성화 여부를 결정하는 제어부; 및 상기 안전 벨트의 당김 동작을 수행하는 모터; 를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 통신부는, 충돌 감지 장치로부터 수신하는 충돌 정보, 충돌 경고 장치로부터 수신하는 경고 정보, 상기 안전 벨트와 연결된 버클(buckle)의 탈착을 식별하는 버클 센서로부터 수신하는 버클 정보 및 차체 제어 장치로부터 수신하는 주행 정보 중 적어도 어느 하나를 수신할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 충돌 감지 장치는 충돌가속도 센서, 전복 가속도 센서, 전복 각속도 센서, 가속도 센서, 자이로(Gyro) 센서, 정면 충돌 센서, 측면 충돌 센서 및 후면 충돌 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 충돌 경고 장치는 정면 경고 센서, 측면 경고 센서 및 후면 경고 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 자체 제어 장치는 요레이트(yaw rate) 센서, 롤레이트(roll rate) 센서, 조향각(steering angle) 센서, 휠속도(wheel speed) 센서 및 브레이크 압력(brake pressure) 센서 중 적어도 어느 하나로부터 상기 상태 정보를 수집하는 단계; 를 포함하며, 상기 가속도 센서는 x축, y축, z축 중 적어도 어느 하나의 축에 대한 가속도를 측정할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 수집된 상태 정보를 이용하여 차량의 상태를 적어도 하나의 주행 상태로 판정하고, 상기 판정된 주행 상태가 상기 안전 벨트의 활성화 모드에 포함되는 경우, 상기 당김 동작의 활성화를 결정하며, 상기 활성화 모드는 상기 안전 벨트의 당김 동작이 활성화되도록 설정될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 차량의 상태를 일반 주행 상태, 험로(rough road) 주행 상태, 정면 충돌 상태, 측면 충돌 상태, 후면 충돌 상태, 전복 상태, 약한 회전 상태 및 강한 회전 상태 중 적어도 어느 하나로 판정할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 활성화 모드는 상기 험로 주행 상태, 상기 정면 충돌 상태, 상기 측면 충돌 상태, 상기 후면 충돌 상태, 상기 전복 상태, 상기 약한 회전 상태 및 상기 강한 회전 상태 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 험로 주행 상태, 상기 정면 충돌 상태, 상기 측면 충돌 상태, 상기 후면 충돌 상태, 상기 전복 상태, 상기 약한 회전 상태 및 상기 강한 회전 상태 각각에 대해 상기 당김 동작의 세기 정도가 상이할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 에어백(air bag)의 전개 여부를 판단하고, 상기 에어백의 전개 이전에 상기 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시킬 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 에어백의 전개 여부를 판단하며, 상기 에어백의 전개 이후, 상기 안전 벨트의 당김 정도를 산출하고, 상기 당김 정도가 임계값 이상인 경우, 상기 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시킬 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 상태 정보에 따라 상기 모터에 의한 상기 안전 벨트의 당김 동작의 정도를 달리 결정할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 브레이크의 제동 여부를 판단하고, 상기 브레이크의 제동 이전에 상기 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시킬 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 안전 벨트 프리텐셔너의 활성화 여부를 판단하고, 상기 안전 벨트 프리텐셔너의 활성화 이후, 상기 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시킬 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 충돌에 의한 이동 거리에 대한 상기 충돌가속도 센서에 의해 생성된 충돌 속도 변화를 기준으로 상기 주행 상태를 판정할 수 있다.
본 발명에 따른 능동형 안전 벨트 제어 장치 및 이의 제어 방법에 대한 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명은 전방추돌경보 장치 또는 브레이크(brake) 장치의 활성화 여부와 무관하게 능동형 안전 벨트의 활성화 여부를 판정할 수 있어, 운전자의 거동을 제한할 필요가 있는 다양한 상황에서 안전 벨트의 당김 동작을 활성화할 수 있다.
둘째, 본 발명은 에어백이 전개되면서 함께 동작하는 프리텐셔너(pre-tensioner)의 동작 이후 운전자의 거동에 의해 발생하는 늘어짐을 줄여 2차 사고에서 보다 효과적으로 운전자의 안전을 보장할 수 있다.
셋째, 본 발명은 운전자의 거동에 제한이 필요한 다양한 상황으로서, 에어백이 전개되지 않은 충돌 또는 험로(rough road)를 주행하는 경우 등에서도 능동형 안전 벨트가 당김 동작을 수행하도록 유도할 수 있어 운전자의 보호를 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 안전 벨트 제어 장치를 설명하기 위한 구조도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 보다 구체적인 능동형 안전 벨트 제어 장치를 설명하기 위한 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 안전 벨트 제어 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 능동형 안전 벨트 제어 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 험로 주행 모드 및 에어백 미전개 상황에서 능동형 안전 벨트의 활성화 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 능동형 안전 벨트 제어 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래)" 및"전(앞) 또는 후(뒤)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
사고가 발생할 때, 안전벨트의 착용 여부는 운전자 또는 동승자의 부상 정도에 큰 영향을 미친다. 에어백이 전개되더라도, 안전 벨트를 미 착용한 운전자는 차량 주행에 따른 관성에 의해 차량 밖으로 튕겨져 나갈 수 있다. 따라서, 운전자 또는 동승자의 안전을 보장하기 위해 안전벨트는 차량에 탑재되는 필수 장치이다.
능동형 안전 벨트(active seat-belt)는 주행 상황에 따라 능동적으로 안전에 개입할 수 있다. 능동형 안전 벨트는 충돌이 발생하기 이전에 미리 안전 벨트를 당겨 운전자의 거동을 제한할 수 있다. 능동형 안전 벨트는 충돌 이전에 미리 동작하기 위해 능동적으로 차량의 주행 상태를 판정할 수 있다.
능동형 안전 벨트는 브레이크 또는 전방추돌경보 장치와 연동하여 동작할 수 있다. 급제동이 활성화되거나 전방추돌경보 장치로부터 충돌이 예상되는 경우, 능동형 안전 벨트는 안전 벨트를 순간적으로 당겨서 좌석에 운전자의 몸을 밀착시킬 수 있다. 이에 따라, 에어백의 효과를 더욱 높일 수 있는 효과도 있으며, 에어백으로 인한 부상도 예방할 수 있다.
이때, 기존의 능동형 안전 벨트는 전방추돌경보 장치에 의한 긴급 제동이 활성화되지 않은 경우 또는 운전자가 브레이크 페달을 밟지 않은 상황에서는 능동형 안전 벨트가 동작하지 않을 수 있는 문제가 발생할 수 있다. 구체적으로, 전방추돌경보 장치가 고장나거나 오작동을 일으켜 긴급 제동을 활성화하지 않거나 충돌이 운전자의 시야를 벗어나 운전자에 의한 제동이 활성화되지 않은 상황에서, 타 차량과 충돌이 발생하는 경우 기존의 능동형 안전 벨트는 한계점를 갖는다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 안전 벨트 제어 장치는 전방추돌경보 장치 또는 브레이크 페달의 동작 여부와 무관하면서 현재 주행 상태가 능동적 안전 벨트를 활성화할 상황인지 실시간 모니터링하여 동작 여부를 판정하여 운전자의 거동을 미리 제한할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 안전 벨트 제어 장치는 실시간 차량의 상태 정보를 모니터링함으로써 에어백이 전개되면서 함께 동작하는 프리텐셔너(pre-tensioner)의 동작 이후에도 운전자의 거동에 의해 발생하는 늘어짐을 줄여 2차 사고에서 보다 효과적으로 운전자의 안전을 보장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 안전 벨트 제어 장치는 운전자의 거동에 제한이 필요한 다양한 상황으로서, 에어백이 전개되지 않은 충돌 또는 험로(rough road)를 주행하는 경우 등에서도 능동형 안전 벨트가 당김 동작을 수행하도록 유도할 수 있어 운전자의 보호를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 안전 벨트 제어 장치를 설명하기 위한 구조도이다.
도 1을 참조하면, 능동형 안전 벨트 제어 장치(110)는 차량에 탑재되는 적어도 하나의 센서(120)로부터 차량의 상태 정보를 수신할 수 있다. 능동형 안전 벨트 제어 장치(110)는 적어도 하나의 센서(120) 각각과 차량 통신을 통해 연결될 수 있다.
차량 통신은 CAN(controller area network), LIN(local interconnect network), 플렉스레이(flexray), MOST(media oriented system transport), 하드와이어(hard-wire) 통신 등을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
능동형 안전 벨트 제어 장치(110)는 안전 벨트 끝에 연결된 모터를 포함할 수 있고, 모터를 동작시켜 모터에 연결된 안전 벨트를 당겨 운전자의 거동을 제한할 수 있다.
모터는 안전 벨트의 끝을 고정시켜 일정 길이의 감긴 안전 벨트를 위치시킬 수 있다. 제어부로부터 모터 제어 신호를 수신하면, 모터는 운전자에 의해 역방향으로 풀린 안전 벨트를 정방향으로 당겨 운전자를 좌석에 밀착시킬 수 있다.
능동형 안전 벨트 제어 장치(110)는 에어백, 브레이크 또는 전방추돌경보 장치와 연동하여 동작할 수 있다. 구체적으로, 충돌에 의해 에어백이 전개되는 경우, 운전자가 브레이크 페달을 급하게 밟는 경우(급브레이크 상태) 또는 전방추돌경보 장치에 포함되는 센서(예를 들어, 전방레이더 등)의 정보를 수신 하여 모터에 안전 벨트를 당겨주라고 모터 제어 신호를 줄 수 있다. 안전 벨트를 당기라는 신호를 수신한 모터가 동작함으로써 안전 벨트를 당기면 능동형 안전 벨트 제어 장치(110)는 운전자의 몸을 시트에 완전히 밀착시켜 안전을 확보할 수 있다.
실시예에 따라, 능동형 안전 벨트 제어 장치(110)는 전방추돌경보 장치 이외에 측방추돌경보 장치 또는 후방추돌경보 장치의 동작과 연계되어 동작할 수 있다. 능동형 안전 벨트 제어 장치(110)는 전방추돌경보 장치, 측방추돌경보 장치 또는 후방추돌경보 장치에 의한 위험 상황 판단에 대한 신호를 수신하면 충돌 직전에 당김 동작을 활성화하여 안전 벨트를 강하게 당겨 운전자의 안전 자세를 유지시킬 수 있다.
전방추돌경보 장치, 측방추돌경보 장치 또는 후방추돌경보 장치는 레이더 등의 센서를 통해 타 차량과의 충돌이 감지되거나 차량의 제어 기능이 상실된 상태로 판단하는 경우, 위험 상황 판단에 대한 신호를 능동형 안전 벨트 제어 장치(110)로 전송할 수 있다.
실시예에 따라, 차량의 주행 상태가 급제동 상태, 급선회 상태 등 쏠림 현상이 발생하는 경우 주행 안전성을 확보하기 위해 능동형 안전 벨트 제어 장치(110)는 안전 벨트의 당김 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 급제동 상태에서 전방으로 운전자의 상체가 쏠리거나, 급선회 상태에서 좌우로 상체가 쏠릴 때, 능동형 안전 벨트 제어 장치(110)는 당김 동작을 활성화하여 안전 벨트를 강하게 당겨 운전자의 안전 자세를 유지시킬 수 있다.
또한, 차량이 빙판길과 같이 미끄러운 도로를 주행하는 것으로 판정되는 경우 또는 험로(rough road)를 주행하는 것으로 판정되는 경우, 능동형 안전 벨트 제어 장치(110)는 당김 동작을 활성화하여 주행 안전성을 확보할 수 있다.
실시예에 따라, 능동형 안전 벨트 제어 장치(110)는 안전 벨트가 운전자의 몸에 밀착되지 않고 느슨할 경우 안전 벨트를 당겨서 조여줄 수 있다.
능동형 안전 벨트 제어 장치(110)는 안전 벨트의 느슨함 정도(slack, 이하 "슬랙"이라 칭함.)를 산출할 수 있고, 슬랙이 발생하는지 모니터링하여 슬랙을 제거하기 위해 안전 벨트를 당길 수 있다.
능동형 안전 벨트 제어 장치(110)는 안전 벨트가 버클에서 해제되는 경우 자동으로 정방향으로 되감아 줄 수 있다.
이에 더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 안전 벨트 제어 장치(110)는 에어백의 전개 동작, 브레이크의 동작 및 전방추돌경보 장치의 동작과 무관하게 차량의 주행 상태에 따라 안전 벨트를 당기는 모터 제어 신호를 모터로 전송하여 상황에 따라 운전자의 거동을 제한할 수 있다.
능동형 안전 벨트 제어 장치(110)는 에어백의 전개 동작, 브레이크의 동작 및 전방추돌경보 장치의 동작과 무관하게 차량의 주행 상태에 따라 능동적으로 동작하기 위해 차량에 탑재되는 적어도 하나의 센서(120)로부터 차량의 상태 정보를 수집하여, 수집된 차량의 상태 정보를 이용하여 능동형 안전 벨트의 활성화 여부를 결정할 수 있다.
에어백이 전개되지 않은 충돌의 경우 및 주행 안전성이 요구되는 경로(예를 들어, 빙판길, 비포장도로 등의 험로) 주행의 경우에도 능동형 안전 벨트가 운전자의 몸을 당겨 좌석에 밀착시킬 필요가 있다.
능동형 안전 벨트 제어 장치(110)는 에어백이 전개되지 않는 상황 및 험로 주행 상태로 판정되는 경우에도 안전 벨트를 당겨 운전자의 거동을 제한함으로써 안전성을 확보할 수 있다. 다시 말해서, 능동형 안전 벨트 제어 장치(110)는 사고 기록 장치(Event Data Recoder, EDR)에 기록되는 충돌 사고, 후방 충돌 사고, 험로 주행 상태, 에어백 미 전개되는 상황, 충돌에 의해 에어백이 전개된 이후 2차 충돌 이전 상황에서 능동형 안전 벨트를 당겨 운전자의 거동을 제한함으로써 안전성을 확보할 수 있다.
능동형 안전 벨트 제어 장치(110)가 수신하는 차량의 상태 정보는 가속 페달을 밟는 정도인 APS(Accelerator Position Sensor) 정보, 스티어링 휠(steering wheel)의 조향각 정보, 안전 벨트와 연결된 버클(buckle)의 탈착을 식별하는 버클 센서로부터 수신하는 버클 정보, 추돌 경보 장치로부터 생성되는 위험 상황 판단에 대한 신호 등을 포함할 수 있다.
APS 정보는 운전자의 가속 페달 조작량에 대응하여 그 값이 달라질 수 있으며, 이를 이용하여 차량의 속도 또는 가속도가 산출될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 보다 구체적인 능동형 안전 벨트 제어 장치를 설명하기 위한 구조도이다.
도2를 참조하면, 능동형 안전 벨트 제어 장치(210)는 차량에 탑재된 적어도 하나의 센서(221 내지 228)로부터 차량의 상태 정보를 수신하는 통신부(211), 상태 정보를 이용하여 안전 벨트의 당김 동작의 활성화 여부를 결정하는 제어부(212), 안전 벨트의 활성화 조건을 저장하는 메모리(213), 제어부(212)의 모터 제어 신호를 모터(215)로 전달하는 능동형 안전 벨트 드라이버(214) 및 안전 벨트와 연결되어 직접 당김 동작을 수행하는 모터(215)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 구성 요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성 요소들을 갖거나 그보다 적은 구성 요소들을 갖는, 능동형 안전 벨트 제어 장치(210)가 구현될 수 있다.
통신부(211)는 차량에 탑재되는 적어도 하나의 센서(221 내지 228)와 차량 통신을 통해 연결될 수 있고, 적어도 하나의 센서(221 내지 228)로부터 안전 벨트를 당길지 여부를 결정하기 위해 요구되는 차량의 상태 정보를 수신할 수 있다.
통신부(211)는 충돌 감지 장치에 포함되는 정면 충돌 센서 또는 측면 충돌 센서(222)로부터 수신하는 충돌 정보, 충돌 경고 장치에 포함되는 정면 경고 센서, 측면 경고 센서, 후면 경고 센서(225)로부터 수신하는 경고 정보, 안전 벨트와 연결된 버클(buckle)의 탈착을 식별하는 버클 센서(227)로부터 수신하는 버클 정보 및 차체 제어 장치(228)로부터 수신하는 주행 정보 중 적어도 어느 하나를 수신할 수 있다.
충돌 감지 장치는 차량의 정면 충돌 센서 또는 측면 충돌 센서(222)를 포함할 수 있고, 충돌가속도 센서, 전복 가속도 센서, 전복 각속도 센서, 가속도 센서, 자이로(Gyro) 센서, 정면 충돌 센서, 측면 충돌 센서 및 후면 충돌 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
충돌 감지 장치는 가속도계 타입의 가속도 센서 또는 압력 타입의 가속도 센서를 포함할 수 있고, 가속도계 타입의 가속도 센서는 FIS(Front Impact Sensor) 또는 SIS(Side Impact Sensor)를 포함할 수 있다. 가속도계 타입의 가속도 센서는 PSI5 프로토콜 통신을 수행할 수 있고, FIS는 차량의 프론트 엔드 모듈 장착될 수 있고, SIS는 B/C-pillar에 장착될 수 있다.
압력 타입의 가속도 센서는 압력 센서를 포함할 수 있으며, 운전석 또는 조수석의 차문에 장착될 수 있다.
충돌 감지 장치는 정면 또는 측면 충돌 센서를 포함할 수 있고, 충돌 초기에 차량에 가해지는 충격을 감지하여 정보를 능동형 안전 벨트 제어 장치(210)에 전달할 수 있다.
실시예에 따라, 충돌 감지 장치는 측면 충돌 여부를 감지하게 위해 압력식 측면 충돌 센서(Pressure Side Impact Sensor, PSIS)를 포함할 수 있고, PSIS는 자동차의 측면부위에 장착될 수 있다. 실시예에 따라, PSIS는 주로 운전석 및 조수석 도어 내에 장착이 될 수 있고, PSIS는 측면 충돌시 도어의 변형으로 인하여 순간적으로 도어 내부에서 발생하는 압력변화를 감지하여, 능동형 안전 벨트 제어 장치(210)로 전달할 수 있다.
충돌 경고 장치는 정면 경고 센서, 측면 경고 센서 및 후면 경고 센서(225)중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 측면 경고 센서는 차선유지지원시스템(Lane keeping Assist System, LKAS)에 장착될 수 있고, 후면 경고 센서는 사각 지대 경보 장치(Blind Sport Warning, BSW) 또는 후방충돌경고 장치(Rear-end Collision Warning, RCW)에 장착될 수 있다.
자체 제어 장치(228)는 요레이트(yaw rate) 센서, 롤레이트(roll rate) 센서, 조향각(steering angle) 센서, 휠속도(wheel speed) 센서 및 브레이크 압력(brake pressure) 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 가속도 센서는 x축, y축, z축 중 적어도 어느 하나의 축에 대한 가속도를 측정할 수 있다.
실시예에 따라, 제어부(212)는 차량의 회전 상태 등의 거동 정도를 판정하기 위해 요레이트 센서와 Ax, Ay 가속도 센서로 이루어진 관성 측정 센서부(IMU, Inertial Measurement Unit)를 이용할 수 있다.
실시예에 따라, 제어부(212)는 차량의 전복 상태를 판정하기 위해 롤 레이트 센서와 Ay, Az 가속도 센서로 이루어진 롤오버 센서부를 이용할 수 있다.
실시예에 따라, 제어부(212)는 정면또는 측면 충돌 상태와 험로 주행 상태를 판정하기 위해서, 에어백 제어 장치(221) 내부에 장착된 메인 충돌 센서, 차량 외부에 장착된 정면 또는 측면 충돌 센서를 활용하여 전면 또는 측면 충돌 상태를 판정할 수 있다. 제어부(212)는 전면 또는 측면 충돌 상태를 판정한 후, 에어백 제어 장치(221)로 에어백의 전개를 지시하는 신호를 전송할 수 있다.
제어부(212)는 전복 가속도 센서 또는 전복 각속도 센서에 의한 정보, 조향각 정보, 차량 속도, 브레이크 압력 정보를 활용하여 차량의 전복 상태 또는 회전 상태를 판정할 수 있다. 실시예에 따라, 회전 상태는 약한 회전 상태 또는 강한 회전 상태로 분류될 수 있으며, 약한 회전 상태 및 강한 회전 상태 각각에서 동작하는 당김 동작의 세기는 상이할 수 있다.
제어부(212)는 수집된 상태 정보를 이용하여 안전 벨트의 당김 동작에 대한 활성화 여부를 결정할 수 있다.
상세하게, 제어부(212)는 수집된 상태 정보를 이용하여 차량의 상태를 적어도 하나의 주행 상태로 판정하고, 판정된 주행 상태가 안전 벨트의 활성화 모드에 포함되는 경우 상기 당김 동작의 활성화를 결정할 수 있다. 활성화 모드는 상기 안전 벨트의 당김 동작이 활성화되도록 설정되는 모드로 정의될 수 있다.
제어부(212)는 차량의 상태를 일반 주행 상태, 험로(rough road) 주행 상태, 정면 충돌 상태, 측면 충돌 상태, 후면 충돌 상태, 전복 상태, 약한 회전 상태 및 강한 회전 상태 중 적어도 어느 하나로 판정할 수 있다.
제어부(212)는 충돌에 의한 이동 거리에 대한 충돌가속도 센서에 의해 생성된 충돌 속도 변화를 기준으로 주행 상태를 판정할 수 있다.
제어부(212)는 판정된 차량의 주행 상태가 활성화 모드에 해당하는지 판정할 수 있다. 실시예에 따라, 활성화 모드는 험로 주행 상태, 정면 충돌 상태, 측면 충돌 상태, 후면 충돌 상태, 전복 상태, 약한 회전 상태 및 강한 회전 상태 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
활성화 모드는 메모리(213)에 저장되어 있을 수 있으며, 제어부(212)는 판정된 주행 상태가 활성화 모드 중 어느 하나에 해당하는지 여부를 메모리(213)를 참조하여 결정할 수 있다.
제어부(212)는 안전 벨트의 당김 동작을 활성화하는 각각의 주행 상태에 대해 당김 동작의 세기 정도를 다르게 설정할 수 있다. 다시 말해서, 험로 주행 상태, 정면 충돌 상태, 측면 충돌 상태, 후면 충돌 상태, 전복 상태, 약한 회전 상태 및 강한 회전 상태 각각에 대해 상기 당김 동작의 세기 정도가 상이할 수 있다.
제어부(212)는 에어백(air bag)의 전개 여부를 판단하고, 에어백의 전개 이전에 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시킬 수 있다. 통신부(211)는 에어백 제어 장치(Airbag control Unit, ACU)로부터 에어백의 전개 여부에 대한 정보를 수신할 수 있다.
에어백 제어장치(ACU·Airbag Control Unit)는 차량 전방 및 측면 충돌센서가 감지한 충격 정보를 받아 에어백 전개 여부를 결정하거나 전개 명령을 내리는 제어장치다.
제어부(212)는 에어백의 전개 여부를 판단하며, 에어백의 전개 이후 안전 벨트의 당김 정도를 산출하고, 당김 정도가 임계값 이상인 경우, 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시킬 수 있다.
제어부(212)는 브레이크의 제동 여부를 판단하고, 상기 브레이크의 제동 이전에 상기 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시킬 수 있다. 통신부(211)는 자체 제어 장치(228)로부터 브레이크 압력 센서로부터 생성된 정보를 수신할 수 있다.
제어부(212)는 안전 벨트 프리텐셔너(226)의 활성화 여부를 판단하고, 안전 벨트 프리텐셔너의 활성화 이후 상기 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시킬 수 있다. 통신부(211)는 안전 벨트 프리텐셔너(226)의 활성화 여부에 대한 정보를 수신할 수 있다. 즉, 다시 말해서, 능동형 안전 벨트 제어 장치(210)는 안전 벨트 프리텐셔너(226)의 당김 동작 이후 발생할 수 있는 안전 벨트의 늘어짐 정도(슬랙)를 제거하여 몸을 좌석에 밀착시킬 수 있다.
안전 벨트 프리텐셔너(pre-tentioner)는 능동형 안전 벨트와 목적 및 기능은 유사하지만 구체적인 동작 방식이 상이하다. 능동형 안전 벨트가 모터를 이용하여 안전 벨트를 당기는 것과 달리, 안전 벨트 프리텐셔너는 에어백처럼 화약을 이용해 안전 벨트를 당길 수 있다.
상기 구성상 차이에 따라 안전 벨트 프리텐셔너는 1회성이며 당기는 정도도 조절이 불가하다. 이에 따라, 안전 벨트 프리텐셔너는 운전자의 거동에 의해 발생하는 느슨함을 제거하기 어렵고, 험로를 주행하는 상황에서 주행 보조 기능으로서의 편의 기능을 수행할 수 없다. 또한, 안전 벨트 프리텐셔너는 에어백처럼 한번 전개되면 교체해야 하는 단점도 있다.
에어백 전개되는 충돌 사고가 발생할 경우 안전 벨트 프리텐셔너(226)가 동작되지만 충돌 시 발생하는 운전자의 거동으로 인하여 안전 벨트의 슬랙이 발생할 수 있다. 이때 2차 충돌사고 발생하게 되면 1회성 동작을 수행하는 안전 벨트 프리텐셔너(226)는 작동하지 않게 되고 안전 벨트 프리텐셔너(226)의 동작 이후 발생하는 슬랙으로 인하여 운전자의 안전에 문제가 발생할 수 있고, 본 발명의 일 실시예인 능동형 안전 벨트 제어 장치(210)의 동작을 통하여 운전자의 안전을 보호 효과를 향상시킬 수 있다.
능동형 안전 벨트 드라이버(214)는 제어부(212)의 명령을 직접 수행할 하드웨어로서의 모터를 제어할 수 있는 소프트웨어일 수 있다. 능동형 안전 벨트 드라이버(214)는 하드웨어인 모터와 제어부(212)를 연결할 수 있고, 모터와 제어부의 상호작용을 매개하는 어플리케이션(application)일 수 있다.
능동형 안전 벨트 드라이버(214)는 제어부(212)로부터 모터 제어 신호를 수신하여 모터(215)를 직접 제어할 수 있으며, 모터(215)의 제어 상태를 차량 통신을 통해 다시 제어부(212)로 상태를 보고할 수 있다.
모터(215)는 차량에 장착된 안전 벨트의 개수에 따라 복수 개일 수 있으며, 실시예에 따라, 모터는 운전석 쪽에 위치하는 제1 모터와 보조석 쪽에 위치하는 제2 모터를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제1 모터는 LH(Left-hand) 모터일 수 있고, 제2 모터는 RH(Right-hand) 모터일 수 있다.
능동형 안전 벨트 드라이버(214)의 전류 제어를 통해 모터(215)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 능동형 안전 벨트 드라이버(214)는 전류 신호 또는 PWM 변조를 통해 변조된 전류 신호를 제1 모터 또는 제2 모터로 전송하여 모터(215)를 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 안전 벨트 제어 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 능동형 안전 벨트 제어 장치는 차량이 회전 상태, 전복 상태, 또는 험로 주행 상태에서 능동형 안전 벨트를 활성화시킬 수 있다.
능동형 안전 벨트 제어 장치는 버클 센서로부터 생성된 정보를 이용하여 안전 벨트의 버클에 안전 벨트가 체결된 상태에 있는지 여부를 판단할 수 있고(S310), 안전 벨트가 체결되지 않은 경우 당연히 능동형 안전 벨트의 당김 동작은 불 활성화될 수 있다(S320).
능동형 안전 벨트가 체결된 경우라면(S310의 "예"경로), 능동형 안전 벨트 제어 장치는 수집된 차량의 상태 정보를 이용하여 차량의 주행 상태를 판정할 수 있다(S330).
능동형 안전 벨트 제어 장치는 휠 속도 센서, 조향각 센서, 횡가속도 센서, 요레이트 센서, 전복 가속도 센서, 전복 각속도 센서로부터 상태 정보를 수신할 수 있다.
능동형 안전 벨트 제어 장치는 휠 속도 센서를 이용하여 일정 시간 또는 일정 거리 마다 평균 속도를 산출할 수 있고, 평균 속도가 속도 임계값을 초과하는 경우(S331의 "예"경로) 능동형 안전 벨트를 활성화시킬 수 있다(S340). 차량이 일정 속도 이상 빠르게 주행하는 경우 사고 발생시 관성력도 커질 수 있기 때문에 능동형 안전 벨트가 활성화될 필요가 있다.
능동형 안전 벨트 제어 장치는 휠 속도 센서 및 조향각 센서를 이용하여 횡가속도 인자 또는 요레이트 인자를 산출할 수 있다(S332-1). 능동형 안전 벨트 제어 장치는 산출한 인자와 횡가속도 센서 또는 요레이트 센서에서 생성된 정보를 이용하여 횡방향 상황 기준을 산출할 수 있다. 횡방향 상황 기준은 차량이 주행할 때, 회전하는 정도를 지시하는 파라미터일 수 있다.
능동형 안전 벨트 제어 장치는 횡방향 상황 기준이 횡방향 임계값을 초과하는 경우, 차량이 상당 정도의 회전 상태에 있다고 판단할 수 있고(S332-3), 능동형 안전 벨트를 활성화시킬 수 있다(S340).
실시예에 따라, 횡방향 임계값은 복수일 수 있으며, 횡방향 상황 기준이 제1 횡방향 임계값보다 크지만 제2 횡방향 임계값보다 작은 경우 약한 회전 상태에 있다고 판정될 수 있다. 횡방향 상황 기준이 제2 횡방향 임계값보다 큰 경우에는 차량이 강한 회전 상태에 있다고 판정될 수 있다.
능동형 안전 벨트 제어 장치는 약한 회전 상태 또는 강한 회전 상태 각각에 대응하여 서로 상이한 당김 세기를 달리할 수 있다.
능동형 안전 벨트 제어 장치는 전복 가속도 센서 또는 전복 각속도 센서를 이용하여 전복 상황 기준을 산출할 수 있다(S333-1). 능동형 안전 벨트 제어 장치는 전복 상황 기준이 기 설정된 전복 임계값을 초과하는 경우(S333-2), 에어백 전개 여부를 고려하여 능동형 안전 벨트의 동작을 달리 결정할 수 있다.
에어백이 미전개 되는 상황일지라도 전복 상황 기준이 기 설정된 전복 임계값을 초과(S333-2)하는 경우, 능동형 안전 벨트 제어 장치는 능동형 안전 벨트를 활성화시켜 운전자의 안전성을 도모할 수 있다.
전복 상황 기준이 기 설정된 전복 임계값을 초과(S333-2)하면서 에어백도 전개되는 상황이라면(S335의 "전개"경로), 에어백 전개 이후 안전 벨트의 느슨한 정도를 산출하기 위해 당김 정도를 산출할 수 있다. 당김 정도가 기 설정된 슬랙 임계값을 초과하는 경우, 능동형 안전 벨트 제어 장치는 안전 벨트가 느슨한 상태에 있다고 판단하여 능동형 안전 벨트를 활성화시킬 수 있다(S340).
능동형 안전 벨트 제어 장치는 충돌 가속도 센서 또는 요레이트 센서를 이용하여 차량이 기 설정된 험로 주행 상태, 전면 충돌 상태, 측면 충돌 상태 또는 후면 충돌 상태에 있다고 판정할 수 있다. 능동형 안전 벨트 제어 장치는 전면 충돌 상황 기준, 측면 충돌 상황 기준, 후면 충돌 상황 기준, 험로 주행 상태 기준을 각각 산출할 수 있다(S334-2).
능동형 안전 벨트 제어 장치는 전면 충돌 상황 기준, 측면 충돌 상황 기준, 후면 충돌 상황 기준, 험로 주행 상태 기준 중 적어도 어느 하나가 기 설정된 충돌 임계값을 초과하는 경우, 에어백 전개 여부를 고려하여 능동형 안전 벨트의 동작을 달리 결정할 수 있다.
도 4은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 능동형 안전 벨트 제어 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 능동형 안전 벨트 제어 장치는 차량이 험로 주행 상태에 있거나 충돌이 발생하지만 에어백이 미전개된 상황에서도 능동형 안전 벨트를 활성화시킬 수 있다.
능동형 안전 벨트 제어 장치는 버클 센서로부터 생성된 정보를 이용하여 안전 벨트의 버클에 안전 벨트가 체결된 상태에 있는지 여부를 판단할 수 있고(S410), 안전 벨트가 체결되지 않은 경우 당연히 능동형 안전 벨트의 당김 동작은 불 활성화될 수 있다(S420).
능동형 안전 벨트가 체결된 경우라면(S310의 "예"경로), 능동형 안전 벨트 제어 장치는 차량의 평균 속도가 속도 임계값을 초과하는 경우에 한해 능동형 안전 벨트를 활성화시킬 수 있다. 능동형 안전 벨트 제어 장치는 휠 속도 센서를 이용하여 차량의 평균 속도가 기 설정된 속도 임계값를 초과하는지 판단할 수 있다.
차량의 평균 속도가 속도 임계값을 초과하는 경우(S430의 "예"경로), 능동형 안전 벨트 제어 장치는 수집된 차량의 상태 정보를 이용하여 주행 상태를 판정할 수 있다.
능동형 안전 벨트 제어 장치는 에어백 제어 장치 내부에 포함되는 메인 충돌 센서, 정면 충돌 센서, 측면 충돌 센서 및 요레이트 센서를 이용하여 차량의 충돌 상태를 판정할 수 있다.
능동형 안전 벨트 제어 장치는 메인 충돌 센서에 의해 생성된 메인 충돌 가속도 값이 기 설정된 메인 충돌 임계값을 초과하거나(S441의 "예"경로), 정면 충돌 센서에 의해 생성된 정면 충돌 가속도 값이 기 설정된 정면 충돌 임계값을 초과하거나(S442의 "예"경로), 측면 충돌 센서에 의해 생성된 측면 충돌 가속도 값이 기 설정된 측면 충돌 임계값을 초과하거나(S443의 "예"경로), 요레이트 센서에 의해 생성된 요레이트 각도 값이 기 설정된 요레이트 임계값을 초과하는 경우(S444의 "예"경로) 타 차량과의 정면 또는 측면 충돌을 인식할 수 있다(S445).
타 차량과의 정면 또는 측면 충돌이 인식되더라도, 에어백이 전개되지 않을 수 있으며, 능동형 안전 벨트 제어 장치는 정면 또는 측면에 위치하는 복수의 에어백 중 어느 하나의 전개 여부를 고려하여 능동형 안전 벨트의 활성화 여부를 결정할 수 있다(S446).
에어백이 미전개 되는 상황일지라도 충돌에 의해 유발 되는 운전자의 거동을 제한할 필요가 있기 때문에 각각의 센서에 의해 생성되는 값들이 대응되는 임계값을 초과하는 경우, 능동형 안전 벨트 제어 장치는 능동형 안전 벨트를 활성화시켜 운전자의 안전성을 도모할 수 있다.
각각의 센서에 의해 생성되는 값들이 대응되는 임계값을 초과하면서 에어백도 전개되는 상황이라면(S446의 "전개"경로), 에어백 전개 이후 안전 벨트의 느슨한 정도를 산출하기 위해 당김 정도를 산출할 수 있다. 당김 정도가 기 설정된 슬랙 임계값을 초과하는 경우(S448의 "예"경로), 능동형 안전 벨트 제어 장치는 안전 벨트가 느슨한 상태에 있다고 판단하여 능동형 안전 벨트를 활성화시킬 수 있다(S450).
도 5은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 험로 주행 모드 및 에어백 미전개 상황에서 능동형 안전 벨트의 활성화 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 정면 또는 측면 또는 후면 충돌 상태 또는 험로 주행 상태에서 능동형 안전 벨트가 활성화되기 위한 임계값은 설정하는 충돌 변위와 충돌 속도 변화를 이용하여 설정될 수 있다. 충돌 변위와 충돌 속도 변화는 메인 충돌 센서 또는 정면 정면 또는 측면 또는 후면 충돌 센서를 이용하여 산출될 수 있다. 충돌 변위는 차량의 충돌 시 이동거리에 대응되는 차원일 수 있다.
능동형 안전 벨트가 활성화되기 위한 임계값는 메모리에 저장되어 있을 수 있으며, 차량의 주행 환경에 따라 관리자가 변경할 수 있다.
다시 말해서, 충돌 속도 변화와 충돌 변위 상에서 에어백의 전개 모드 및 미전개 모드의 경계값(510), 능동형 안전 벨트의 활성화 및 불활성화의 경계값(520)은 차량 특성 및 주행 환경에 따라 달리 설정될 수 있다.
충돌 센서에 의한 충돌 속도 변화(Y축)와 변위 변화(X축)을 이용하여, 에어백의 전개 모드 및 미전개 모드의 경계값(510), 능동형 안전 벨트의 활성화 및 불활성화의 경계값(520)이 설정될 수 있다.
능동형 안전 벨트 제어 장치는 차량의 상태 정보를 이용하여 차량이 에어백이 전개되는 충돌 상태(501)인지, 에어백은 전개되지 않지만 능동형 안전 벨트만 활성화되는 충돌 상태(502)인지, 당연히 에어백이 전개되지 않는 험로 주행 상태로서 일정 구간에서만 능동형 안전 벨트가 활성화되는 주행 상태인지 차량의 주행 상태를 판정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 능동형 안전 벨트 제어 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 능동형 안전 벨트 제어 장치는 충돌 상태에서 에어백이 전개된 이후 운전자 보호를 위해 능동형 안전 벨트를 활성화시킬 수 있다.
능동형 안전 벨트 제어 장치는 버클 센서로부터 생성된 정보를 이용하여 안전 벨트의 버클에 안전 벨트가 체결된 상태에 있는지 여부를 판단할 수 있고(S610), 안전 벨트가 체결되지 않은 경우 당연히 능동형 안전 벨트의 당김 동작은 불 활성화될 수 있다(S620).
능동형 안전 벨트가 체결된 경우라면(S610의 "예"경로), 능동형 안전 벨트 제어 장치는 수집된 차량의 상태 정보를 이용하여 차량의 주행 상태를 판정할 수 있다(S630).
타 차량과의 정면 또는 측면 충돌에 의해 정면 에어백 또는 측면 에어백 또는 전복 측면 에어백이 전개되는 상황이라면(S631, S632, S633 의 "예"경로), 에어백 전개 이후 안전 벨트의 느슨한 정도를 산출하기 위해 당김 정도를 산출할 수 있다(S634).
당김 정도는 모터와 연결된 안전 벨트가 감기거나 풀린 정도에 따라 산출될 수 있다. 실시예에 따라, 당김 정도는 1차 충돌에 의해 당겨진 후, 당겨진 시점에서 기준 위치에서 기 설정된 시간 이후 안전 벨트가 어느 정도 풀렸는지에 따라 산출될 수 있다.
당김 정도가 기 설정된 슬랙 임계값을 초과하는 경우(S635의 "예"경로), 능동형 안전 벨트 제어 장치는 안전 벨트가 느슨한 상태에 있다고 판단하여 능동형 안전 벨트를 활성화시킬 수 있다(S640).
상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (27)

  1. 차량의 상태 정보를 수집하는 단계;
    상기 수집된 상태 정보를 이용하여 안전 벨트의 당김 동작에 대한 활성화 여부를 결정하는 단계; 및
    모터를 이용하여 상기 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시키는 단계;를 포함하고,
    상기 당김 동작의 활성화를 결정하는 단계는,
    에어백의 전개 여부를 판단하는 단계;
    상기 에어백의 전개 이후, 상기 안전 벨트의 당김 정도를 산출하는 단계;
    안전 벨트 프리텐셔너의 활성화 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 안전 벨트 프리텐셔너의 활성화 이후에, 그리고 상기 당김 정도가 임계값 이상인 경우, 상기 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시켜 상기 안전 벨트를 당기도록 제어하는 단계; 를 포함하는, 능동형 안전 벨트(Active seat-belt) 제어 장치의 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상태 정보를 수집하는 단계는,
    충돌 감지 장치로부터 수신하는 충돌 정보, 충돌 경고 장치로부터 수신하는 경고 정보, 상기 안전 벨트와 연결된 버클(buckle)의 탈착을 식별하는 버클 센서로부터 수신하는 버클 정보 및 차체 제어 장치로부터 수신하는 주행 정보 중 적어도 어느 하나를 수집하는 단계;를 포함하는, 능동형 안전 벨트 제어 장치의 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 충돌 감지 장치는 충돌 가속도 센서, 전복 가속도 센서, 전복 각속도 센서, 가속도 센서, 자이로(Gyro) 센서, 정면 충돌 센서, 측면 충돌 센서 및 후면 충돌 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
    상기 충돌 경고 장치는 정면 경고 센서, 측면 경고 센서 및 후면 경고 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
    상기 차체 제어 장치는 요레이트(yaw rate) 센서, 롤레이트(roll rate) 센서, 조향각(steering angle) 센서, 휠속도(wheel speed) 센서 및 브레이크 압력(brake pressure) 센서 중 적어도 어느 하나로부터 상기 상태 정보를 수집하는 단계; 를 포함하며,
    상기 가속도 센서는 x축, y축, z축 중 적어도 어느 하나의 축에 대한 가속도를 측정하는, 능동형 안전 벨트 제어 장치의 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 당김 동작에 대한 활성화 여부를 결정하는 단계는,
    상기 수집된 상태 정보를 이용하여 차량의 상태를 적어도 하나의 주행 상태로 판정하는 단계; 및
    상기 판정된 주행 상태가 상기 안전 벨트의 활성화 모드에 포함되는 경우, 상기 당김 동작의 활성화를 결정하는 단계;를 포함하며,
    상기 활성화 모드는 상기 안전 벨트의 당김 동작이 활성화되도록 설정되는, 능동형 안전 벨트 제어 장치의 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 차량의 상태를 적어도 하나의 주행 상태로 판정하는 단계는,
    상기 차량의 상태를 일반 주행 상태로 판정하는 단계;
    상기 차량의 상태를 험로(rough road) 주행 상태로 판정하는 단계;
    상기 차량의 상태를 정면 충돌 상태로 판정하는 단계;
    상기 차량의 상태를 측면 충돌 상태로 판정하는 단계;
    상기 차량의 상태를 후면 충돌 상태로 판정하는 단계;
    상기 차량의 상태를 전복 상태로 판정하는 단계;
    상기 차량의 상태를 약한 회전 상태로 판정하는 단계; 및
    상기 차량의 상태를 강한 회전 상태로 판정하는 단계;
    중 적어도 어느 하나의 단계를 포함하는, 능동형 안전 벨트 제어 장치의 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 활성화 모드는 상기 험로 주행 상태, 상기 정면 충돌 상태, 상기 측면 충돌 상태, 상기 후면 충돌 상태, 상기 전복 상태, 상기 약한 회전 상태 및 상기 강한 회전 상태 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 능동형 안전 벨트 제어 장치의 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 험로 주행 상태, 상기 정면 충돌 상태, 상기 측면 충돌 상태, 상기 후면 충돌 상태, 상기 전복 상태, 상기 약한 회전 상태 및 상기 강한 회전 상태 각각에 대해 상기 당김 동작의 세기 정도가 상이한, 능동형 안전 벨트 제어 장치의 제어 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 당김 동작을 활성화시키는 단계는,
    상기 에어백의 전개 이전에 상기 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시키는 단계;를 더 포함하는, 능동형 안전 벨트 제어 장치의 제어 방법.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 당김 동작을 활성화시키는 단계는,
    상기 상태 정보에 따라 상기 모터에 의한 상기 안전 벨트의 당김 동작의 정도가 달리 결정되는 단계; 를 포함하는, 능동형 안전 벨트 제어 장치의 제어 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 당김 동작을 활성화시키는 단계는,
    브레이크의 제동 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 브레이크의 제동 이전에 상기 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시키는 단계; 를 포함하는, 능동형 안전 벨트 제어 장치의 제어 방법.
  12. 삭제
  13. 제5항에 있어서,
    상기 차량의 상태를 적어도 하나의 주행 상태로 판정하는 단계는,
    충돌에 의한 이동 거리에 대한 상기 충돌가속도 센서에 의해 생성된 충돌 속도 변화를 기준으로 상기 주행 상태를 판정하는 단계; 를 포함하는, 능동형 안전 벨트 제어 장치의 제어 방법.
  14. 제1항 내지 제8항, 제10항 내지 제11항 및 제13항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  15. 차량의 상태 정보를 수신하는 통신부;
    상기 수신된 상태 정보를 이용하여 안전 벨트의 당김 동작에 대한 활성화 여부를 결정하는 제어부; 및
    상기 안전 벨트의 당김 동작을 수행하는 모터;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    에어백의 전개 여부 및 안전 벨트 프리텐셔너의 활성화 여부를 판단하며, 상기 에어백의 전개 이후, 상기 안전 벨트의 당김 정도를 산출하고, 상기 안전 벨트 프리텐셔너의 활성화 이후에 상기 당김 정도가 임계값 이상인 경우, 상기 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시켜 상기 안전 벨트를 당기도록 제어하는, 능동형 안전 벨트(Active seat-belt) 제어 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 통신부는,
    충돌 감지 장치로부터 수신하는 충돌 정보, 충돌 경고 장치로부터 수신하는 경고 정보, 상기 안전 벨트와 연결된 버클(buckle)의 탈착을 식별하는 버클 센서로부터 수신하는 버클 정보 및 차체 제어 장치로부터 수신하는 주행 정보 중 적어도 어느 하나를 수신하는, 능동형 안전 벨트 제어 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 충돌 감지 장치는 충돌가속도 센서, 전복 가속도 센서, 전복 각속도 센서, 가속도 센서, 자이로(Gyro) 센서, 정면 충돌 센서, 측면 충돌 센서 및 후면 충돌 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
    상기 충돌 경고 장치는 정면 경고 센서, 측면 경고 센서 및 후면 경고 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
    상기 차체 제어 장치는 요레이트(yaw rate) 센서, 롤레이트(roll rate) 센서, 조향각(steering angle) 센서, 휠속도(wheel speed) 센서 및 브레이크 압력(brake pressure) 센서 중 적어도 어느 하나로부터 상기 상태 정보를 수집하는 단계; 를 포함하며,
    상기 가속도 센서는 x축, y축, z축 중 적어도 어느 하나의 축에 대한 가속도를 측정하는, 능동형 안전 벨트 제어 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수신된 상태 정보를 이용하여 차량의 상태를 적어도 하나의 주행 상태로 판정하고,
    상기 판정된 주행 상태가 상기 안전 벨트의 활성화 모드에 포함되는 경우, 상기 당김 동작의 활성화를 결정하며,
    상기 활성화 모드는 상기 안전 벨트의 당김 동작이 활성화되도록 설정되는, 능동형 안전 벨트 제어 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 차량의 상태를 일반 주행 상태, 험로(rough road) 주행 상태, 정면 충돌 상태, 측면 충돌 상태, 후면 충돌 상태, 전복 상태, 약한 회전 상태 및 강한 회전 상태 중 적어도 어느 하나로 판정하는, 능동형 안전 벨트 제어 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 활성화 모드는 상기 험로 주행 상태, 상기 정면 충돌 상태, 상기 측면 충돌 상태, 상기 후면 충돌 상태, 상기 전복 상태, 상기 약한 회전 상태 및 상기 강한 회전 상태 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 능동형 안전 벨트 제어 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 험로 주행 상태, 상기 정면 충돌 상태, 상기 측면 충돌 상태, 상기 후면 충돌 상태, 상기 전복 상태, 상기 약한 회전 상태 및 상기 강한 회전 상태 각각에 대해 상기 당김 동작의 세기 정도가 상이한, 능동형 안전 벨트 제어 장치.
  22. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 에어백의 전개 이전에 상기 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시키는 것을 추가로 수행하는, 능동형 안전 벨트 제어 장치.
  23. 삭제
  24. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 상태 정보에 따라 상기 모터에 의한 상기 안전 벨트의 당김 동작의 정도를 달리 결정하는, 능동형 안전 벨트 제어 장치.
  25. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는,
    브레이크의 제동 여부를 판단하고,
    상기 브레이크의 제동 이전에 상기 안전 벨트의 당김 동작을 활성화시키는, 능동형 안전 벨트 제어 장치.
  26. 삭제
  27. 제19항에 있어서,
    상기 충돌 감지 장치는 충돌 가속도 센서를 포함하고,
    상기 제어부는,
    충돌에 의한 이동 거리에 대한 상기 충돌가속도 센서에 의해 생성된 충돌 속도 변화를 기준으로 상기 주행 상태를 판정하는, 능동형 안전 벨트 제어 장치.
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