KR100941251B1 - 독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 자동차의 내부에서 사용자에 의하여 전후방향으로 이동가능하게 배치되는 승객좌석과, 상기 승객좌석의 하부에 배치되고, 상기 승객좌석의 이동을 안내하는 한 쌍의 가이드레일과, 한 쌍의 상기 가이드레일 중 일측의 가이드레일 상에 전후방향으로 서로 이격되게 배치되어 상기 승객좌석에 착석한 승객의 하중을 감지하는 한 쌍의 하중감지기와, 상기 가이드레일 상에 배치되고, 한 쌍의 상기 하중감지기의 파손을 방지하는 과하중 방지부를 포함하여 구성됨으로써, 종래 구성을 변경시키지 않고서도 동일한 조립공정으로 장착시킴과 아울러 조립공차를 흡수하여 제품의 내구성을 향상시킬 수 있는 독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치를 제공한다.

하중감지기, 승객좌석, 댐퍼, 스토퍼부, 에어백, 과하중 방지부

Description

독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치{Apparatus for differentiating passengers with independent frame structure}

본 발명은, 차량의 충돌시 승객을 보다 안전하게 보호하기 위해, 탑승한 승객에 따라 충돌안전장치인 에어백 쿠션의 전개여부를 결정하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

에어백 장치는 차량의 충돌시 발생하는 물리적 충격을 에어백 쿠션의 탄성을 이용하여 흡수함으로써 차량 내의 승객을 보호하기 위한 장치이다. 이러한 에어백장치는 운전석 에어백 장치, 조수석 에어백 장치, 사이드 에어백 장치 등으로 구분할 수 있다.

그런데, 차량 충돌시 에어백 쿠션에 가스가 인입되어 전개되는 에어백 쿠션 속도는 승객의 보호를 위해 고속으로 이루어지기 때문에, 승객이 유아이거나 체중이 작은 사람인 경우에는 오히려 에어백 쿠션의 전개에 의한 충격으로 상해를 입을 수 있다.

따라서, 승객의 무게를 고려하여 에어백 쿠션의 전개여부가 결정될 필요가 있으며, 이러한 점을 고려하여 북미지역에서는 다양한 조건에서 승객좌석에서 측정되는 승객의 중량에 따라 에어백 쿠션의 전개를 제한하는 별도의 기준을 법규화하고 있다.

그러므로, 에어백 장치 제조사는 에어백 장치 자체의 성능을 개선하기 위해서, 그리고 북미지역에의 수출을 위해서 이들 조건을 충족할 수 있는 수단을 마련하여야 한다. 이를 위해, 종래에는 승객좌석에 4개 이상의 하중감지기를 설치하여 승객의 착석 상태에 따른 승객의 중량을 측정하고, 각각의 하중감지기에서 측정된 하중값을 모두 합한 값을 기준값과 비교하여 에어백 쿠션의 전개여부를 결정하고 있다.

그러나, 하중감지기의 개수를 증가시키는 것은 승객식별장치의 원가를 증가시켜 가격경쟁력을 감소시키는 문제가 있어, 이를 개선하기 위한 노력이 진행되고 있으나 기술적 어려움으로 그 연구 성과는 미미한 편이다.

또한, 상기 하중감지기는 상기 승객좌석에 착좌한 승객의 하중을 정확하게 감지하기 위하여 상기 승객좌석의 저면부에 복수개가 배치되는데, 자동차의 충돌사고나 사용자의 부적절한 상기 승객좌석의 사용에 의해 발생하는 과도한 하중이 정밀한 센서와 시스템을 구비하여야 하는 주된 원인이 된다.

하중감지기의 구분마진을 최적화 하여 승객의 구분시 발생하는 에러를 최소화 함과 아울러, 승객식별장치에 요구되는 하중감지기의 개수를 줄이고, 상기 하중감지기의 파손을 방지하는 과하중 방지부를 포함하는 독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 자동차의 내부에서 사용자에 의하여 전후방향으로 이동가능하게 배치되는 승객좌석과, 상기 승객좌석의 하부에 배치되고, 상기 승객좌석의 이동을 안내하는 한 쌍의 가이드레일과, 한 쌍의 상기 가이드레일 중 일측의 가이드레일 상에 전후방향으로 서로 이격되게 배치되어 상기 승객좌석에 착석한 승객의 하중을 감지하는 한 쌍의 하중감지기와, 상기 가이드레일 상에 배치되고, 한 쌍의 상기 하중감지기의 파손을 방지하는 과하중 방지부를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 가이드레일은, 상기 자동차의 내부 바닥에 배치되는 로워채널과; 상기 로워채널의 상부에 배치되고, 상기 승객좌석의 골격을 이루는 프레임의 일단이 삽입되어 이동될 수 있도록 슬롯 홀이 형성된 어퍼채널로 구성되고, 상기 하중감지기는, 상기 로워채널과 상기 어퍼채널 사이에 배치된다.

또한, 상기 과하중 방지부는, 상기 하중감지기와 상기 로워채널 사이에 배치되어 상기 하중감지기에 전달되는 하중을 흡수하여 소멸시키는 안티 쇼크 댐퍼와, 상기 어퍼채널의 과다한 하방이동을 제한하는 스토퍼부를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 안티 쇼크 댐퍼는 고무재질로 이루어져 조립과정에서 발생하는 공차를 흡수할 수 있도록 한다.

또한, 상기 로워채널의 일부와 상기 어퍼채널의 일부는 대향되는 방향으로 서로 연장되어 겹쳐지게 배치되되, 연장된 상기 로워채널의 일부가 외측에 위치되게 배치되고, 상기 스토퍼부는 서로 겹쳐지게 배치된 상기 로워채널의 일부와 상기 어퍼채널의 일부를 외측에서 내측으로 관통하여 체결하는 볼트이다.

또한, 상기 로워채널의 일부에는 상기 볼트가 관통하는 제1관통홀이 형성되고, 상기 어퍼채널의 일부에는 상기 제1관통홀을 관통하는 상기 볼트가 체결되는 제2관통홀이 형성되며, 상기 제1관통홀은 상기 제2관통홀에 비하여 직경이 크게 형성된다.

또한, 상기 볼트는, 상기 승객좌석으로부터 하중이 전달되지 않는 경우 상기 제1관통홀의 내주단에 간섭되지 않고, 상기 승객좌석으로부터 과다한 하중이 전달되는 경우 상기 제1관통홀의 내주단에 간섭되도록 상기 제2관통홀에 체결된다.

본 발명에 따른 독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치는, 승객구분에 필요한 필수구성요소로써의 하중감지기의 개수를 줄임으로써 생산원가를 절감함은 물론, 과하중 방지부를 더 포함함으로써 상기 하중감지기의 파손을 방지하여 그 파손에 따라 소요되는 제품의 교체비용을 절감할 수 있고, 승객식별장치의 조립공정 을 독립시킴에 따라 상기 승객좌석 및 자동차의 생산과정을 단순화시킬 수 있는 효과를 창출한다.

또한, 본 발명은, 차량의 충돌사고 발생 전에 상기 하중감지기가 파손되는 것을 차단함으로써 에어백 장치의 오작동으로 인한 승객의 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 자동차 내부의 승객좌석 및 에어백 장치를 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명의 승객좌석을 도시한 부분절개도이며, 도 3은 본 발명의 독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치의 설치장소를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 구성 중 가이드레일을 나타낸 사시도이며, 도 5는 도 4의 가이드레일과 그 주변부품을 나타낸 평면도이고, 도 6은 도 5의 A-A선에 따라 취한 단면도 및 그 부분 확대도이며, 도 7은 도 5의 B-B선에 따라 취한 절개사시도이고, 도 8은 도 4의 가이드레일을 나타낸 분해사시도이다

우선 도 1을 참조하여 본 발명의 자동차에 관해 살펴보기로 한다.

자동차의 충돌시 발생하는 충격력으로부터 승객의 안전을 보호하기 위해, 자동차(1)에는 에어백 장치(10)와, 승객이 착석하는 승객좌석(20)이 구비되어 있다. 상기 에어백 장치(10)는, 운전자가 자동차의 전방충돌로부터 입을 수 있는 상해를 방지하기 위한 운전석 에어백 장치(11) 및 조수석의 착석자가 자동차(1)의 전방충돌로부터의 충격에 의해 상해를 입는 것을 방지하기 위한 조수석 에어백 장치(13)를 구비하는 전방 에어백 장치와, 자동차(1)의 측방충돌로부터의 충격에 의해 승객이 상해를 입는 것을 방지하기 위한 측면 에어백 장치(12)로 구분할 수 있다.

상기 에어백 장치(12)는 자동차(1)의 충돌시 내부의 가스 분출기가 폭발하여 분출되는 가스를 이용해 에어백 쿠션이 승객을 향하여 전개됨으로써 승객을 보호하기 때문에, 차량 충돌시 상기 에어백 쿠션이 전개되면 지속적으로 재사용하기가 어렵다. 따라서, 상기 에어백 쿠션은 반드시 필요한 상황에서 전개되어야 한다.

그러나, 자동차(1)의 충돌만을 조건으로 하여 상기 에어백 쿠션의 전개여부를 결정하면, 예를 들면 조수석에 승객이 착석하지 않았음에도 상기 에어백 쿠션이 전개되어, 결과적으로 불필요한 추가비용이 발생할 여지가 있다. 따라서, 승객의 착석 유무를 구별하여 상기 에어백 쿠션의 전개 여부를 결정할 필요가 있다.

또한, 상기 에어백 장치(10)에 포함된 상기 에어백 쿠션의 전개는, 상술한 바와 같이 자동차(1)의 충돌시 그 내부에 구비된 가스 분출기(미도시)에서 분사된 가스에 의해 대략 시속 250km/h에 달할 정도의 고속으로 이루어진다. 이는, 승객이 자동차(1)의 충돌에 의해 발생하는 관성력 등에 의해 자동차(1) 내부의 구조물과 직접적으로 충돌하는 것보다 상기 에어백 쿠션이 더 빠르게 전개되어야만 에어백 쿠션 본래의 기능을 수행할 수 있기 때문이다.

그러나, 상기 에어백 쿠션의 전개 속도가 워낙 고속으로 이루어지기 때문에, 상기 에어백 쿠션이 갖는 운동에너지도 클 수밖에 없으며, 상기 에어백 쿠션의 전개로 인한 에너지가 승객에게 전달되면 오히려 승객이 전개되는 상기 에어백 쿠션에 의한 상해를 입을 수 있게 된다.

따라서, 모든 경우에 자동차(1)의 충돌시 상기 에어백 쿠션을 전개시키는 것이 바람직한 것만은 아니고, 승객의 자동차(1) 구조물에 충돌하는 속도와 상기 에어백 쿠션의 전개 속도를 고려하여 이루어져야 한다.

그리고, 이러한 조건은 상기 승객좌석(20)에 착석한 승객의 하중을 측정하여 달성될 수 있다. 즉, 그 승객의 하중이 일정 크기 이하일 경우에는, 상기 에어백 쿠션의 전개에 의한 충격으로 승객이 튀어나가는 속도가 커져 상기 에어백 쿠션의 전개로 인한 충격으로 더 큰 상해를 입을 수 있기 때문에, 승객의 하중이 상기 에어백 쿠션의 전개 여부의 고려 기준이 되어야 하는 것이다.

이러한 점을 기초로 할 때, 특정 기준을 정하여, 그 기준에, 착석한 승객의 하중이 미달한 경우, 상기 에어백 쿠션의 전개를 억제할 필요가 있다. 그리고, 이러한 기준은 특정 국가, 예를 들면 북미지역의 경우에는 이 기준을 구체적으로 법규화(FMVSS 208) 하고 있고, 그 기준을 통과하지 못한 자동차는 수입을 금지하고 있다. 상기 기준의 설정은, 성인더미를 이용하여 최소 30가지의 시험항목을, 유아더미를 이용하여 최소 1200가지의 시험항목을 측정하여 정하여 지고 있다.

따라서, 승객의 안전을 보장하고, 상기 에어백 장치가 마련된 자동차 또는 상기 에어백 장치를 북미지역에 수출하기 위해서는, 상기 승객좌석(20)에 착석한 승객의 하중을 다양한 조건에서 측정하여, 그 측정된 하중을 상술한 기준값과 비교 하여 상기 에어백 쿠션의 전개여부가 결정되도록 상기 에어백 장치를 설계하여야 한다.

이를 위해서는 자동차(1)에는 승객좌석(20)에 착석한 승객의 존부 및 착석한 승객이 무게가 작은 유아인지 아니면 성인인지를 구분할 수 있는 수단이 구비되어야 한다.

이하, 도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치에 관하여 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 승객좌석(20)은 착석한 승객의 허리와 등 부분을 지지하여 받쳐주는 허리지지부(24)와 승객의 하중을 지지하는 저면부(22)로 구분할 수 있다.

이때, 상기 허리지지부(24)의 각도나 승객의 착석한 자세에 따라 편차가 존재하나, 승객의 중량의 대부분을 상기 저면부(22)가 지지하므로, 상기 저면부(22)에 승객의 착석 여부 및 승객의 종류를 구분하는 승객식별장치(100)가 배치된다.

상기 승객식별장치(100)는 승객좌석(20)에 착석한 승객의 중량을 측정할 수 있는 복수개의 하중감지기(120)를 포함하여 구성된다.

상기 하중감지기(120)는 다양한 종류의 중량감지센서가 적용될 수 있다. 예를 들면 승객이 저면부(22)에 가하는 압력에 따라 비틀어지는 탄성체의 비틀림을 측정한다든가, 압력에 따른 저항의 변화를 감지하여 측정하는 등 당업자의 수준에서 다양한 수단을 이용해 구현될 수 있다.

본 발명에 따른 독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치에 있어서의 상기 하중감지기(120)는 상기 승객좌석(20)의 저면부(22)에 배치되는 한 쌍의 하중감지기(120)가 배치된 경우를 예시한다.

이를 보다 상세하게 설명하면, 상기 승객좌석(20)의 저면부(22)는 내부에서 골격을 이루는 철재의 프레임(25)과, 상기 프레임(25)에 연결되어 상기 프레임(25)의 상부를 감싸는 폼 재질의 쿠션부(미도시)로 이루어진다.

한편, 최근 생산되는 자동차의 대부분은 체구가 각기 다른 승객이 가장 편안한 자세로 안락하게 상기 승객좌석(20)에 착석할 수 있도록, 상기 승객좌석(20)은 사용자에 의하여 상기 자동차(1)의 내부 바닥에서 전후방향으로 슬라이딩 이동가능하게 배치된다.

여기서, 상기 승객좌석(20)의 저면부(22) 하부에는 상기 승객좌석(20)의 전후방향 이동을 안내하는 한 쌍의 가이드레일(30)이 배치된다. 한 쌍의 상기 가이드레일(30)은 서로 좌우방향으로 소정 간격 이격된 채로 상기 자동차(1)의 내부 바닥에 전후방향으로 길게 배치됨이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치에서 상기 하중감지기(120)는 상기 가이드레일(30) 상에 배치되나, 상기 하중감지기(120)가 설치되는 장소에 의하여 본 발명의 권리범위가 축소되거나 한정되는 것은 바람직하지 않다. 즉, 차종에 따라서는 상기 승객좌석(20)이 상기 자동차(1)의 내부 바닥에 고정되어, 전후방향으로 슬라이딩 이동되지 않도록 배치될 수 있다. 이 경우에는 필수 구성요소로서의 상기 가이드레일(30)을 상정할 수 없으므로, 상기 승객좌석(20)의 저면부(22)를 하부에서 지지하는 지지구조물에 상기 하중감지 기(120)가 배치된 경우라면 그 명칭 여하에 불구하고 본 발명의 권리범위에 해당한다고 할 것이다.

본 발명의 바람직한 일실시예에서는, 설명의 편의를 위하여 상기 승객좌석(20)이 상기 가이드레일(30)의 안내를 받아 전후방향으로 슬라이딩 이동되는 경우를 상정하여 설명하기로 한다.

상기 하중감지기(120)가 상기 가이드레일(30) 상에 배치되는 모습을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기에서도, 설명의 편의를 위하여 한 쌍의 상기 하중감지기(120) 중 어느 하나의 하중감지기(120a 또는 120b)를 그 예로써 설명하기로 하며, 나머지 다른 하나의 하중감지기(120a 또는 120b)의 배치상태는 아래에서 설명할 하중감지기(120a 또는 120b)의 배치상태와 그 설치위치만 달리할 뿐 모두 동일하다고 가정한다.

상기 가이드레일(30)은, 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 자동차(1)의 내부 바닥에 고정되는 로워채널(33)과, 상기 로워채널(33)의 상부에 배치되는 어퍼채널(35)로 구성된다. 이와 같은 상기 로워채널(33)과 상기 어퍼채널(35) 사이에 상기 하중감지기(120)가 배치된다.

상기 로워채널(33)과 상기 어퍼채널(35) 사이에 배치되는 상기 하중감지기(120)는 상부와 하부로 소정 길이 돌출되는 돌출단(101, 102)이 각각 형성되고, 상기 상/하 돌출단(101, 102)이 상기 로워채널(33)과 상기 어퍼채널(35)에 형성된 각각의 체결공(75)에 삽입되어 각각 상기 로워채널(33)의 하부와 상기 어퍼채널(35)의 상부로 돌출되고, 외부에서 상기 상/하 돌출단(101, 102)에 체결되는 각 각의 마운팅 볼트(80)에 의하여 고정된다.

상기 어퍼채널(35)에는 상기 프레임(25)의 하부와 연결된 이동부재(40)가 삽입되어 슬라이딩 이동될 수 있도록 슬롯 홀(77)이 전후방향으로 길게 형성될 수 있다.

상기 하중감지기(120)는, 상기 로워채널(33)과 상기 어퍼채널(35) 사이에 배치되어, 승객이 상기 승객좌석(20)에 착석하면 상기 어퍼채널(35)이 상기 하중감지기(120)를 누르면서 소정의 압력을 가하고, 이때 상기 하중감지기(120)가 승객의 중량을 측정하게 된다.

그런데, 상기 하중감지기(120)로 전달되는 하중이 과다할 경우 상기 하중감지기(120)가 파손될 우려가 있다. 본 발명에서는, 이와 같은 상기 하중감지기(120)의 파손을 방지하기 위하여 상기 가이드레일(30) 상에 배치된 과하중 방지부(60)를 더 포함하여 구성된다.

상기 과하중 방지부(60)는, 상기 하중감지기(120)와 상기 로워채널(33) 사이에 배치되어 상기 하중감지기(120)에 전달되는 하중을 흡수하여 소멸시키는 안티 쇼크 댐퍼(63)와, 상기 어퍼채널(35)의 과다한 하방이동을 제한하는 스토퍼부(66)를 포함한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에서는, 상술한 바와 같이, 상기 안티 쇼크 댐퍼(63)가 상기 하중감지기(120)와 상기 로워채널(33) 사이에 배치된다.

상기 안티 쇼크 댐퍼(63)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 승객으로부터 전달되는 하중이 상기 어퍼채널(35)을 통하여 상기 하중감지기(120)로 전달될 때, 상기 하중감지기(120)로 하여금 전달되는 하중을 측정토록 한 후, 그 하부에 배치된 상기 로워채널(33)로 하중이 전달될 때 이를 흡수하여 소멸시키는 역할을 한다. 이와 같이 상기 안티 쇼크 댐퍼(63)는 상기 로워채널(33)로 전달되는 하중을 흡수하여 소멸시킴으로써 상기 하중감지기(120)가 과다한 하중을 전달받아 파손되는 것을 방지하게 된다.

또한, 상기 안티 쇼크 댐퍼(63)는 상기 하중감지기(120)의 파손을 방지하는 기능을 하는 외에 상기 하중감지기(120)의 조립체결 시 발생하는 조립공차를 보상하는 기능을 수행한다. 즉, 조립되는 상기 하중감지기(120)와 상기 로워채널(33)과 상기 어퍼채널(35) 사이에 소정의 조립공차가 발생할 경우 상기 조립공차에 상응하는 크기의 상기 안티 쇼크 댐퍼(63)를 상기 하중감지기(120)와 상기 어퍼채널(35) 사이에 배치시킴으로써 상기 조립공차를 보상할 수 있다.

상기 안티 쇼크 댐퍼(63)는 상/하로 돌출되는 상기 하중감지기(120)의 상/하 돌출단(101, 102)에 끼움되는 링 형상으로 형성되어도 무방하다. 또한, 안티 상기 쇼크 댐퍼(63)는 상기 하중감지기(120)로부터 상기 로워채널(33)로 전달되는 소정의 하중을 흡수할 수 있는 고무재질로 이루어짐이 바람직하다.

이와 같은 상기 안티 쇼크 댐퍼(63)는 기존과 같은 형상인 상기 하중감지기(120)의 상/하 돌출단(101, 102)에 끼워지는 바, 별도의 형상 변경이 없이도 기존의 구성을 그대로 이용할 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기 스토퍼부(66)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 일측에서 수평방향으로 상기 로워채널(33)과 상기 어퍼채널(35)을 동시에 관통하여 체결하는 볼트(66) 로 구성될 수 있다.

따라서, 상기 로워채널(33)의 일단과 상기 어퍼채널(35)의 일단은 상기 볼트(66)가 수평방향으로 체결될 수 있도록 서로 겹쳐지게 대향되는 방향으로 연장되어 형성됨이 바람직하다. 다만 겹쳐지는 상기 로워채널(33)의 일단과 상기 어퍼채널(35)의 일단은 서로 이격되게 배치되어야 한다. 이는, 상기 로워채널(33)과 상기 어퍼채널(35)이 서로 간섭되어 상기 어퍼채널(35)로부터 상기 하중감지기(120)로 전달되는 하중이 상기 로워채널(33)로 분산되는 것을 방지하기 위함이다.

본 발명에 따른 독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치의 바람직한 일실시예에서, 상기 로워채널(33)의 일단은 상기 어퍼채널(35)의 외측에 위치되도록 배치된다.

상기 로워채널(33)의 일단과 상기 어퍼채널(35)의 일단에는 상기 볼트(66)가 외측에서 내측으로 관통되는 제1관통홀(33a)과 제2관통홀(35a)이 각각 형성된다. 여기서, 상기 로워채널(33)에 형성된 상기 제1관통홀(33a)은 상기 볼트(66)가 관통될 수 있도록 상기 어퍼채널(35)에 형성된 상기 제2관통홀(35a)에 비하여 크게 형성됨이 바람직하다. 그러나, 상기 어퍼채널(35)에 형성된 제2관통홀(35a)은 상기 볼트(66)가 체결되어 이탈되지 않을 정도로 상기 볼트(66)의 외주 크기에 대응되는 크기로 형성됨이 바람직하다.

이는, 상기 어퍼채널(35)에 고정된 상기 볼트(66)가 상기 로워채널(33)의 일단에 형성된 상기 제1관통홀(33a)의 내주단과 간섭되어 상기 어퍼채널(35)이 상하방향으로 이동되지 못하도록 고정되면, 상기 어퍼채널(35)에 전달된 하중이 상기 볼트(66)를 매개로 상기 로워채널(33)에 곧바로 전달되어 분산됨으로써 상기 하중감지기(120)로 하여금 승객의 중량을 정확하게 측정할 수 없게 하기 때문이다.

따라서, 상기 볼트(66)는 평상시 상기 승객좌석(20)으로부터 하중이 전달되지 않을 경우, 상기 로워채널(33)에 형성된 상기 제1관통홀(33a)에 접촉되지 않도록 상기 어퍼채널(35)에 수평되게 체결되되, 상기 승객좌석(20)에 승객이 착석할 때 과다한 하중이 전달되어 상기 어퍼채널(35)이 하방으로 과다하게 이동하는 경우에는 상기 볼트(66)가 상기 로워채널(33)에 형성된 상기 제1관통홀(33a)의 내주단과 간섭됨으로써 상기 하중감지기(120)의 파손을 방지하게 된다.

이와 같은, 상기 스토퍼부(66)는 상기 안티 쇼크 댐퍼(63)와 마찬가지로, 기존에 구비된 상기 로워채널(33)과 상기 어퍼채널(35)의 일부만을 형상 변경시킴으로써 설치 가능하므로 종래의 부품간 레이아웃 설계 변경이 없이도 간단하게 구비될 수 있는 장점이 있다.

상기 하중감지기(120)는, 도 5 이하에 도면에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 상기 가이드레일(30) 사이에 배치된 제어유닛(50)과 통전시키는 와이어 하네스(105)에 의하여 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치는, 한 쌍의 상기 가이드레일(30) 중 일측에 배치된 가이드레일(30) 상에만 한 쌍의 상기 하중감지기(120)를 배치하는 것을 제안한다. 즉, 종래에는 상기 승객좌석(20)에 착석하는 승객의 중량을 보다 정확하게 측정하기 위하여 비교적 많은 개수의 상기 하중감지기(120)를 배치함이 바람직하였으나, 상기 하중감지기(120) 개수의 증가는 필연적 으로 비용을 증가시키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명에 따른 독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치는, 상기 승객좌석(20)에 착석한 승객을 구분할 수 있는 한도에서 될 수 있는 한 상기 하중감지기(120)의 개수를 삭제하는 것을 선택한다.

본 발명에 따른 승객식별장치는, 상술한 바와 같이 한 쌍의 가이드레일(30) 중 일측에 배치된 가이드레일(30) 상에만 한 쌍의 상기 하중감지기(120)만을 배치하게 되므로, 타측에 배치될 상기 하중감지기(120)의 개수를 줄일 수 있음은 물론 그에 따라 상기 와이어 하네스(105)의 원가도 절감이 되는 한편, 타측에 배치된 가이드레일(30) 측으로 상기 와이어 하네스(105)를 연장할 필요가 없게 되는 바, 상기 승객좌석(20) 하부의 설계의 단순화를 꾀할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치는, 상기 승객좌석(20)으로부터 과다한 하중이 전달되는 경우에도 상기 하중감지기(120)의 파손을 방지하는 과하중 방지부(60)를 포함하여 구성됨으로써 제품의 성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이, 상기 승객좌석(20)에 착석한 승객의 중량을 측정하기 위해서는, 한 쌍의 상기 가이드레일(30)에 보다 많은 개수의 상기 하중감지기(120)를 배치시킴이 바람직한 것은 당연하다. 상기 하중감지기(120)의 개수의 증가는 일반적으로 그 측정의 정확성과 직결되기 때문이다.

즉, 상기 승객좌석(20)의 저면부(22)의 모서리부(22a, 22b, 22c, 22d)에 해당되는 한 쌍의 상기 가이드레일(30) 상의 모두에 상기 하중감지기(120)가 설치되 면, 상기 하중감지기(120)는 승객이 상기 저면부(22)에 가하는 하중값을 측정하여 그 하중값들을 더함으로써 그 승객의 중량값을 알 수 있다.

이때, 그 승객이 안전벨트를 착용하였는지 여부, 승객의 앉는 자세 등 다양한 조건이 변동되면 승객이 상기 저면부(22)에 가하는 하중은 변화되어 그 중량값도 변화되나, 그 범위는 일정한 범위 내에 있다. 그리고, 이렇게 측정된 측정된 중량값을 상기 북미법규에서 규정된 기준값과 비교하여 그 중량값이 기준값을 초과하면 승객을 성인으로 감별하고, 그 기준값에 미달하면 승객을 유아로 감별하거나 혹은 승객이 착석하지 않은 것으로 감별한다.

그리고, 이러한 상태에서, 자동차(1)가 운행 중에 충돌한 때에, 착석한 승객이 성인이라고 판단한 경우에는 에어백 쿠션이 전개되어 그 승객이 관성에 의해 자동차(1)의 내부 구조물에 충격하는 것을 막아준다.

반면에, 착석한 승객을 유아로 판별한 경우에는 에어백 쿠션이 전개되지 않아 에어백 쿠션의 전개로 발생하는 충돌로 인한 상해를 예방한다. 그런데, 이러한 승객의 구분은 일정한 오차를 수반한다. 다만, 승객의 구분이 승객식별장치의 가장 중요한 기능이므로, 승객의 구분이 기준값 근처에서 명확히 이루어 질 수 있도록 구분마진이 충분히 크도록 조정되는 것이 바람직하다.

그런데, 상기 북미법규의 기준은 매우 엄격하여 그 구분마진이 상당히 커야하며, 그 적절한 구분마진을 유지하기 위해서는 승객식별장치에는 복수개의 하중감지기(120)가 적절한 위치에 배치되어야 한다.

즉, 상술한 바와 같이, 상기 승객좌석(20)의 모서리부(22a, 22b, 22c, 22d) 에 해당되는 상기 가이드레일(30) 상에 모두 하중감지기(120)가 배치되는 것이 바람직하다.

그런데, 이러한 상황에서 상기 하중감지기(120) 중 적어도 하나 이상의 하중감지기(120)를 더미감지기로 대체하거나 삭제하면, 승객의 다양한 착석상태 등 외부변수에 의해 변화되는 다양한 조건에서 적절한 구분마진을 유지하는 것이 어렵다.

따라서, 일반적인 방법으로 하중을 감지하는 승객식별장치를 사용하는 때에 하중감지기(120)의 개수를 줄여 그 중 일부를 더미감지기로 대체하는 것은 불가능하거나, 특히 북미법규 상의 기준을 충족할 수 없을 수 있다.

그러나, 본 발명에서는 다음과 같이 도출되는 하중가중치의 개념을 이용하여 획기적으로 상기 하중감지기(120)의 개수를 삭제할 수 있다.

즉, 승객이 상기 승객좌석(20)에 착석한 경우, 하중감지기(120) 중 일부를 더미감지기로 대체하여 하중감지기(120)의 개수를 줄이지 못하는 이유는, 하중감지기(120)의 개수를 줄이게 되면, 착석한 승객을 중량을 기준으로 구분하는 구분마진이 감소하여 승객의 구분성능이 악화되기 때문이다.

따라서, 하중감지기(120)의 개수를 줄이는 때에는, 그 개수가 감소된 하중감지기(120) 만으로도 승객을 구분할 수 있도록 충분한 구분마진이 확보되어야 한다.

이를 위해서, 각각의 제1, 제2 하중감지기(120a, 120b)가 하중을 감지하는데 있어, 구분마진이 최대가 되도록 각각의 하중가중치(X1, X2)를 각각 선정하여, 승객을 유아와 성인으로 구분할 수 있는 분별능력을 최적화하는 것이 바람직하다.

그리고, 이러한 이론적 기반을 토대로, 상기 승객식별장치(100)에 구비된 제1, 제2 하중감지기(120a, 120b) 각각에 의해, 승객이 승객좌석(20)에 착석한 때 측정된 하중값(S1, S2) 각각을, 상술한 하중가중치(X1,X2)와 각각 곱하여 합한 값을 승객의 중랑값(W)으로 선정하고, 이 중량값을 상술한 기준값과 비교하여, 승객을 구분하도록 함으로써, 결과적으로 구분마진을 최적화 할 수 있게 된다. 그리고, 이와 같은 승객구분방법을 적용함으로써, 하중감지기(120)의 개수를 줄일 수 있게 된다.

이하, 상기 하중가중치를 결정하는 과정을 도 9를 참조하여 살펴보기로 한다.

상술한 바와 같이, 북미 법규(FMVSS 208)에 규정된 복수의 조건 중 특정의 조건에서, 성인더미(더미는 충돌실험에서 사람을 대신하여 탑승하는 인형을 말한다.)가 승객좌석(20)에 착석하는 때, 측정된 중량인 유아시험측정중량값(

)들과, 상기 소정의 조건과 동일한 조건에서, 성인더미가 승객좌석(20)에 착석하는 때, 측정된 중량인 성인시험측정중량값(

)들을 수집하는 단계(S200)를 수행한다.

이때, 상기 성인시험측정중량값(

)은 상기 소정의 조건에서 수회 반복되어 측정되어 복수개일 수 있으며, 상기 유아시험측정중량값(

) 또한 마찬가지이다.

그리고, 이들 시험측정중량값들(

,

)은 하중감지기(120)의 개수를 줄이기 이전의 하중감지기(120)를 이용해 미리 측정해 놓은 값들 일 수 있다. 그리고, 상기 소정의 조건이라 함은, 북미 법규상 규정된 승객의 착석상태(예를 들면, 다리를 꼬고 앉아 있다던가, 아니면, 안전벨트를 매고 있는 등의 각각의 상태)들 중 어느 하나의 상태를 의미하는 것일 수 있다.

이후, 상기 소정의 조건에서, 그 성인더미를, 본 발명의 승객식별장치(100)가 구비된 상기 승객좌석(20)에 착석시켜, 상기 하중감지기(120) 각각(120a, 120b)의 하중값(

,

)을 측정하고, 그 유아더미를 본 발명의 승객식별장치(100)가 구비된 상기 승객좌석(20)에 착석시켜 측정한 상기 하중감지기(120) 각각(120a, 120b)의 하중값(

,

)을 측정하는 단계(S210)를 수행한다.

이후, 하중가중치를 결정하는 단계(S220)를 수행한다. 하중가중치의 결정은 다음과 같이 수행될 수 있다. 우선, 상기 승객좌석(20)에, 상기 소정의 조건에서, 성인더미가 착석한 상태에서 측정된 성인시험측정중량값들 각각의 값 중, 최소값인 최소성인시험측정중량값과, 상기 승객좌석(20)에, 상기 소정의 조건에서, 유아더미가 착석한 상태에서 측정된 유아시험측정중량값들 각각의 값 중, 최소값인 최대유아시험측정중량값을 찾는다.

이후, 각각의 소정의 조건에서, 상기 최소성인시험측정값과 상기 최대유아시험측정중량값의 차이값(SUBi)들을 구한다. 그리고, 이들 차이값(SUBi)들 중 최대값을 갖는 조건인 제1조건에서, 그 성인더미가 상기 승객좌석(20)에 착석한 때, 복수의 상기 하중감지기(120) 각각이 측정한 하중값 각각과 상기 하중가중치 각각을 곱한 값을 모두 합한 값과, 상기 성인시험측정중량값이, 상호 동일한 조건인 제2조건과, 유아더미가 상기 승객좌석(20)에 착석한 때, 복수의 상기 하중감지기(120) 각각이 측정한 하중값 각각과 상기 하중가중치 각각을 곱한 값을 모두 합한 값과, 상기 유아시험측정중량값이, 상호 동일한 조건인 제3조건을 모두 만족하도록 상기 하중가중치를 선정한다.

이때, 상기 하중감지기(120)의 개수가 줄어들더라도, 본 발명의 하중감지기(120)는, 그 개수가 줄어들기 이전의 하중감지기(120)와의 물리적 동등성이 유지되어야 하므로, 각각의 상기 하중가중치를 모두 합한 값이 특정한 값과 동일하다는 제4조건을 만족하도록, 각각의 상기 하중가중치가 결정될 수 있다. 이때, 그 특정한 값은, 종래의 하중감지기(120)가 4인 경우 4로 선정될 수 있다. 그러나, 그 값이 반드시 4로 제한되거나, 그 하중감지기(120)의 개수로 제한되는 것이 아님은 당연하다.

한편, 본 발명의 실시예에서 예시하는 바와 같이 하중감지기(120)의 개수가 3개이면, 다음과 같은 조건하에서 하중가중치(

)가 결정될 수 있다. 우선, 다음 [수학식 4]를 만족시키는 시험의 조건을 찾는다. 그리고, [수학식 4]를 만족시키는 조건에서, 다음 [수학식 1], [수학식 2], [수학식 3]을 모두 만족시키는 하중가중치인

를 선택하여, 이

를 하중가중치 (

)로 결정한다.

- 다음 -

[수학식 1]

는, 소정의 조건(i)에서 이미 측정된 성인시험측정중량값,

는, 상기 소정의 조건(i)에서, k 번째 하중감지기의 하중가중치,

는, 상기 소정의 조건(i)에서, 성인더미가 상기 승객좌석에 착석한 때에, k 번째 하중감지기가 측정한 하중값

[수학식 2]

는, 상기 소정의 조건(i)에서 이미 측정된 유아시험측정중량값,

는, 상기 소정의 조건(i)에서, k 번째 하중감지기의 하중가중치,

는, 상기 소정의 조건(i)에서, 유아더미가 상기 승객좌석에 착석한 때에, k 번째 하중감지기가 측정한 하중값

[수학식 3]

는, 상기 소정의 조건(i)에서, k 번째 하중감지기의 하중가중치,

는 특정제한값.

[수학식 4]

는 소정의 조건(i)에서 이미 측정된 성인시험측정중량값,

는 상기 소정의 조건(i)에서 이미 측정된 유아시험측정중량값.

이러한 방식으로 결정된 하중가중치를 도입함으로써, 하중감지기(120)의 구분마진이 최적화되기 때문에, 결과적으로 하중감지기(120)의 개수를 줄일 수 있게 된다.

이하, 도 10을 참조하여, 본 발명의 승객식별장치(100)가 승객을 구분하는 방법에 관하여 설명하기로 한다.

우선, 승객이 상기 승객좌석(20)에 착석하는 때에, 상기 하중감지기 (120a, 120b) 각각이 하중값(

)들을 측정하는 단계(S230)를 수행한다.

이후, 상기 하중값(

)을 이용하여 승객의 중량(W)를 계산한다. 이때, 중량(W)은 다음 [수학식 5]에 의해 도출될 수 있다.

[수학식 5]

이후, 상기 중량(W)을 기준값과 비교하여, 대소여부를 구분하는 단계(S250)를 수행한다. 상기 기준값은 상기 성인시험측정중량값(

) 중 최소값과 상기 유아시험측정중량값(

)의 최대값의 평균값인 것이 바람직하다. 이와 같이 기준값을 정함으로써, 상기 하중감지기(120)에 의해 검출된 승객의 중량(W)의, 성인과 유아의 구별영역에서의 구분마진이 최적화 될 수 있다. 그러나, 본 발명이 기준값을 상술한 바와 같이 설정하는 것으로 제한되는 것은 아니다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이 다.

도 1은 본 발명의 자동차 내부의 승객좌석 및 에어백 장치를 나타낸 평면도이고,

도 2는 본 발명의 승객좌석을 도시한 부분절개도이며,

도 3은 본 발명의 독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치의 설치장소를 나타낸 사시도이고,

도 4는 도 3의 구성 중 가이드레일을 나타낸 사시도이며,

도 5는 도 4의 가이드레일과 그 주변부품을 나타낸 평면도이고,

도 6은 도 5의 A-A선에 따라 취한 단면도 및 그 부분 확대도이며,

도 7은 도 5의 B-B선에 따라 취한 절개사시도이고,

도 8은 도 4의 가이드레일을 나타낸 분해사시도이며,

도 9는 본 발명의 승객식별장치의 하중가중치를 결정하는 방법을 도시한 순서도이고,

도 10은 본 발명의 승객식별장치에 의해 승객을 구분하는 과정을 나타낸 순서도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>]

1: 자동차 10: 에어백 장치

20: 승객좌석 22: 저면부

25: 프레임 30: 가이드레일

33: 로워채널 33a: 제1관통홀

35: 어퍼채널 35a: 제2관통홀

40: 이동부재 50: 제어유닛

60: 과하중 방지부 63: 안티 쇼크 댐퍼

66: 스토퍼부(또는 볼트) 75: 체결공

80: 마운팅 볼트 100: 승객식별장치

101,102: 돌출단 105: 와이어 하네스

120,120a,120b: 하중감지기

Claims (7)

1. 자동차의 내부에서 사용자에 의하여 전후방향으로 이동가능하게 배치되는 승객좌석과;

   상기 승객좌석의 하부에 배치되고 상기 자동차의 내부 바닥에 배치되는 로워채널과, 상기 로워채널의 상부에 배치되고 상기 승객좌석의 골격을 이루는 프레임의 일단이 삽입되어 이동될 수 있도록 슬롯 홀이 형성된 어퍼채널로 구성되어 상기 승객좌석의 이동을 안내하는 한 쌍의 가이드레일과;

   한 쌍의 상기 가이드레일 중 일측의 가이드레일 상에 배치되되, 상기 로워채널과 상기 어퍼채널 사이에 전후방향으로 서로 이격되게 배치되어 상기 승객좌석에 착석한 승객의 하중을 감지하는 한 쌍의 하중감지기와;

   상기 가이드레일 상에 배치되고, 한 쌍의 상기 하중감지기의 파손을 방지하는 과하중 방지부를 포함하는 독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 과하중 방지부는,

   상기 하중감지기와 상기 로워채널 사이에 배치되어 상기 하중감지기에 전달되는 하중을 흡수하여 소멸시키는 안티 쇼크 댐퍼와;

   상기 어퍼채널의 과다한 하방이동을 제한하는 스토퍼부를 포함하는 독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 안티 쇼크 댐퍼는 고무재질로 이루어져 조립과정에서 발생하는 공차를 흡수할 수 있도록 하는 독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치.
5. 청구항 3에 있어서,

   상기 로워채널의 일부와 상기 어퍼채널의 일부는 대향되는 방향으로 서로 연장되어 겹쳐지게 배치되되, 연장된 상기 로워채널의 일부가 외측에 위치되게 배치되고,

   상기 스토퍼부는 서로 겹쳐지게 배치된 상기 로워채널의 일부와 상기 어퍼채널의 일부를 외측에서 내측으로 관통하여 체결하는 볼트인 독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 로워채널의 일부에는 상기 볼트가 관통하는 제1관통홀이 형성되고, 상기 어퍼채널의 일부에는 상기 제1관통홀을 관통하는 상기 볼트가 체결되는 제2관통홀이 형성되며, 상기 제1관통홀은 상기 제2관통홀에 비하여 직경이 크게 형성되는 독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 볼트는,

   상기 승객좌석으로부터 하중이 전달되지 않는 경우 상기 제1관통홀의 내주단에 간섭되지 않고,

   상기 승객좌석으로부터 과다한 하중이 전달되는 경우 상기 제1관통홀의 내주단에 간섭되도록 상기 제2관통홀에 체결되는 독립된 프레임 구조를 가지는 승객식별장치.

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