KR101330152B1

KR101330152B1 - 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법

Info

Publication number: KR101330152B1
Application number: KR1020120111845A
Authority: KR
Inventors: 윤용찬; 김만석; 신동열
Original assignee: (유)삼송
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2013-11-18

Abstract

본 발명은 차량용 모터식 시트 벨트에 있어서, 차량 운행 중 발생하는 각종 돌발 상황에 대처할 수 있어 차량 운행의 안전성을 더욱 담보해 줄 수 있는 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법에 관한 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 모터식 시트 벨트 장치의 작동 및 락킹의 해제에 있어서, 위험 동작 단계, 동작 유지 단계, 해제 대기 단계, 해제 판단 단계, 해제 단계를 포함한다.

Description

모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법{Method of controlling a motor in a motorized seat belt}

본 발명은 차량용 모터식 시트 벨트에 있어서 모터를 제어하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 운행 중 발생하는 각종 돌발 상황에 대처할 수 있어 차량 운행의 안전성을 더욱 담보해 줄 수 있는 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법에 관한 것이다.

모든 차량에는 차량 탑승자를 보호해 주는 시트 벨트(Seat Belt) 장치가 장착되어 있다. 기술 발전으로 인하여, 이러한 시트 벨트 장치 역시, 과거의 단순 기계적으로 작동하던 형태에서 벗어나 최근에는 전자식으로 자동 제어되는 모터식 시트 벨트(Motorized Seat Belt) 장치가 사용되고 있다. 이러한 모터식 시트 벨트 장치는 각종 센서들과 연결되어 차량의 충돌 발생 시 그 충돌 직전에 벨트를 강하게 당겨 충돌에 대비하는 기능이나 커브 길을 운행하는 경우에 생길 수 있는 벨트 느슨함을 없애 차량 탑승자를 더욱 보호하는 기능을 가지고 있다. 또한 차량 탑승자가 시트 벨트를 풀고 나면 그 벨트를 되감아 정리해 주는 벨트 파킹(Belt Parking) 기능도 가지고 있어 차량의 운행에 편리함을 더해주고 있다.

상기 모터식 시트 벨트 장치의 다양한 기능 중에서도 특히 차량 충돌 상황이나 차량 충돌 방지를 위한 급감속 상황에 대비하여 차량 탑승자의 안전을 담보하는 기능이 중요하다. 즉 위와 같은 급감속 상황(위험 상황)에서 그 즉시 시트 벨트를 인입시켜 탑승자와의 관계에서 느슨함이 없도록 하는 방법으로 탑승자를 더욱 보호할 수 있다. 또한 모터식 시트 벨트 장치는, 위험 상황에서 벗어난 경우에는 다시 장력을 감소시키고 벨트의 잠김, 즉 락킹(Locking)을 해제하여 벨트 압박으로 인한 탑승자의 불쾌감이 지속되는 것을 방지한다.

이러한 모터식 시트 벨트의 동작은 인간에 대한 직접적인 작용을 수반하기 때문에 그 동작에 있어 안전은 물론이고, 탑승자의 불쾌감을 최소화할 필요성이 크다. 즉 전술한 바와 같이 차량의 운행 상태를 파악하여 위험 상황시 장력을 높이고 다시 위험 상황이 해소된 경우 역시 그 상황을 스스로 파악하여 장력을 다시 감소시키고, 이에 더하여 상기 시트 벨트 락킹 장치의 락킹을 해제하는 일련의 동작들이 탑승자의 안전을 최대한 담보하면서도 위화감 없이 이루어져야 한다. 그러나 종래 기술들은 이러한 모터식 시트 벨트의 제어 방법에 대해 개시하고 있으면서도 다양한 상황에 대처할 수 있는 능동적인 제어 방법에 대해서는 개시하지 못하고 있다. 특히 위험 상황이 끝난 직후, 다시 위험 상황이 발생하는 경우, 계속 장력을 유지시킨다든지, 벨트 해제 동작 중 다시 위험 상황이 발생하는 경우, 다시 장력을 증가시킨다든지 하는 다양한 돌발 상황에 대처하는 제어 로직에 대해서는 개시하지 못하고 있어, 탑승자를 충분히 보호하지 못한다는 단점을 가지고 있다.

본 발명은 상기 종래기술들이 가지고 있던 문제점에 착안하여 이루어진 것으로 차량에 탑재되는 모터식 시트 벨트의 모터 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 여러 제어 단계를 구비하여 돌발적인 상황에 능동적으로 대처하면서 시트 벨트의 락킹을 해제할 수 있는 모터식 시트 벨트의 모터 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 적어도 벨트 웨빙의 인입 방향으로 벨트 스풀을 구동할 수 있는 전동모터, 및 벨트 웨빙 인출 방향으로의 벨트 스풀 회전을 억제하기 위한 시트 벨트 락킹 장치를 포함하는 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법에 있어서, 차량의 상태를 모니터하여 위험 상태가 감지된 경우 그 즉시 전동모터의 공급 전류량을 늘려 벨트를 인입시키고 벨트의 장력을 발생시키는 위험 동작 단계; 위험 동작 단계가 완료되고, 위험 상태가 지속 중인 경우, 공급 전류량을 일정 수준으로 유지시키는 동작 유지 단계; 동작 유지 단계에서 위험 상태가 해소되기 시작한 경우, 벨트 장력을 해제하기 위해 일정 시간 대기하고, 위험 상태가 유지되거나 재발생하는 경우, 동작 유지 단계로 되돌아가는 해제 대기 단계; 해제 대기 단계에서 일정 시간 대기가 끝나고, 위험 상태가 발견되지 않는 경우, 모터의 공급 전류를 단계적으로 증가시키고, 위험 상태가 발견되는 경우, 전동모터의 공급 전류를 단계적으로 감소시키는 해제 판단 단계; 및 해제 판단 단계에서 위험 상태가 해소되었다고 감지된 경우, 그 즉시 전동모터의 공급 전류를 증가시켜 벨트 락킹을 해제하고, 그 해제 직후, 벨트의 장력을 없애기 위해 다시 공급 전류를 감소시키는 해제 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법에 있어서, 위험 상태의 감지는 X 가속도 센서, Y 가속도 센서, 요 레이트(Yaw Rate) 센서, 휠(Wheel) 스피드 센서, 스티어링(Steering) 각 센서, 브레이크 압력센서, 버클 센서, 롤-오버(Roll-Over) 센서, 충돌센서, 차선 이탈 센서, 전방 레이더 및 측후방 레이더 중 어느 하나 이상의 수단을 바탕으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법에 있어서, 상기 모터식 시트 벨트는 전동모터의 회전력을 벨트 스풀에 전달하는 클러치를 포함하고, 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법은 해제 단계에서 벨트의 장력이 모두 해제되면 전동모터를 역회전하여 클러치를 해제하는 클러치 해제 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법에 있어서, 클러치 해제 단계에서 클러치의 해제는 그 성공시까지 주기적으로 클러치 해제를 시도하며, 그 주기적 시도는 점진적으로 더 강한 힘을 작용하여 역방향 회전을 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법에 있어서, 해제 판단 단계에서의 모터 공급 전류의 증가는 제1 임계전류까지 제1 전류단위로 단계적으로 증가시키고, 모터 공급 전류의 감소는 제2 임계전류까지 제2 전류단위로 단계적으로 감소시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법은, 차량이 위험 상태인 경우 시트 벨트를 인입하여 시트 벨트와 탑승자 간의 밀착도를 높여주므로 차량 운행에 있어 안전성과 편의성을 높이는 효과가 있다.

또한 본 발명의 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법은, 위험 상황이 지속되는 경우나, 위험 상황이 재발생하는 경우를 판별하여 모터에 일정 수준의 토크가 유지되도록 하므로 차량 탑승자의 안전을 더욱 담보할 수 있다.

또한 본 발명의 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법은, 가장 안전한 시기에 시트 벨트의 락킹을 해제하여 주므로 차량 탑승자의 안전을 더욱 담보할 수 있게 하는 효과가 있다.

또한 본 발명의 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법은, 지능적으로 상황을 판단하여 모터를 제어하여 시트 벨트 모터의 전력 소모량을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는, 차량 내 센서를 포함한 모터식 시트 벨트의 시스템도,
도 2는 본 발명에 따른 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법의 각 단계별 모터 제어 방법을 시간과 전류 관계로써 도시한 것,
도 3은 본 발명에 따른 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법의 각 단계별 모터 제어 방법에서, 해제 판단 단계에서 위험이 감지되어 전류가 감소하는 경우를 포함하는 모터 제어 방법을 시간과 전류 관계로써 도시한 것,
도 4는 본 발명에 따른 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법을 나타낸 순서도이다.

모터식 시트 벨트 장치가 동작하는 원리에 대해 설명하면 다음과 같다. 먼저 차량용 시트 벨트에는 일반적으로 시트 벨트 락킹(Locking) 장치가 장착된다. 이 장치는 위험 상황 발생 시 탑승자의 안전을 위해 시트 벨트가 인출되는 방향으로는 벨트 스풀이 회전하지 않도록 잠그는 기능을 수행한다. 이렇게 위험 상황 발생을 감지하고 락킹 기능이 작동하는 원리는 다양할 수 있으나 예를 들면, 상기 락킹 장치에 구비된 볼(ball) 등의 물리적인 센서에 의해 작동할 수 있다. 즉, 차량이 특정 가속도 이상의 힘을 받는 경우 볼 수납부에 위치하는 볼이 특정 방향으로 쏠리게 되고 이 때 그 볼이 트리거를 타격하여 시트 벨트 락킹이 동작하게 된다. 이렇게 시트 벨트에 락킹이 걸리게 되면 시트 벨트 스풀은 더 이상 인출 방향으로 회전할 수 없게 되며, 다만 인입 방향으로만 회전할 수 있을 뿐이다.

상기 시트 벨트 락킹 장치의 작동과 관계없이, 차량에 부착된 하나 혹은 다수의 센서, 예를 들어 차량 바퀴별 속도, X 방향 가속도, Y 방향 가속도 등 각종 가속도 센서나 롤-오버(Roll-Over) 센서, 충돌센서, 요 레이트(Yaw Rate) 센서, 스티어링(Steering) 각 센서, 브레이크 압력센서, 레이더, 버클 센서, 차선 이탈 센서 등의 각종 센서에 의해 차량이 위험 상태, 예를 들어 충돌 직전의 상태나, 급가속, 급감속 상태, 급차선 이탈 상태, 충돌 상태 등에 해당하는지가 파악되면 탑승자의 편의 또는 안전을 위하여 모터 제어 장치는 시트 벨트 리트랙터(Retractor)의 모터를 이용하여 시트 벨트를 적절한 힘으로 당기도록 한다. 이렇게 위험 상황에서 시트 벨트를 당기는 것으로 시트 벨트와 탑승자 간의 밀착도를 높이게 되고 상기 락킹 장치의 작동과 함께 탑승자의 안전을 담보하는 수단으로써 기능하게 된다. 여기서 모터의 제어는 모터 제어 장치에 의한 PWM 신호를 통한 전류 제어를 통해 이루어지며 또한 모터식 시트 벨트 장치에는 일반적으로, 시트 벨트 모터의 동력을 벨트 스풀에 전달하거나 단절하는 장치인 클러치가 구비된다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법이 적용될 수 있는, 차량 내 모터식 시트 벨트의 시스템도를 예시로 구성해 놓은 것이다. 상기 도면에서 볼 수 있듯이 차량 내 각종 센서(300)들이 차량의 가속 상황이나 위험 상황을 감지하고 이에 대한 입력 신호를 모터 제어 장치(100)에 보내면 모터 제어 장치는 이를 바탕으로 상황을 해석하여 그 상황에 걸맞도록 전류를 통하여 시트 벨트 모터(200)를 제어하게 된다. 이 때 시트 벨트 모터(200)는 토크나 회전 속도 등의 정보를 전류의 형태로 모터 제어 장치로 다시 전송할 수도 있다.

차량 내 센서(300)에 대한 도 1에서의 도시는 예시적 열거에 불과한 것이며 따라서 실제로 어느 특정한 차량에 구현되는 센서들은 도시한 것보다 더 많을 수도, 더 적을 수도 있다. 상기 센서들에 대해 설명을 하면, 먼저 X, Y 가속센서는 지표 평면상에서 각각 차량 진행 방향과 그 직각 방향으로의 가속도를 검지하는 센서이며, 요 레이트(Yaw rate) 센서는 차량이 지표 평면과 수직인 축(Z 축)을 기준으로 회전할 때 그 회전 가속도를 검지하는 센서이고, 휠 스피드(Wheel Speed) 센서는 차량의 각 바퀴의 회전 속도를 측정하는 센서이다. 스티어링(Steering) 각 센서는 차량의 조향각, 조향속도, 조향방향을 검출하며, 브레이크(brake) 압력센서는 운전자가 차량의 브레이크를 밟은 경우, 어느 정도 세기로 밟았는지 그 압력을 측정하여 검출해 낸다. 버클 센서는 차량 내 시트 벨트의 버클이 잠김 상태인지 풀린 상태인지를 검지하며, 롤-오버(Roll-Over) 센서는 차량 전복 등의 상황, 즉 차량이 X 축(차량 주행 방향과 일직선 상의 축)을 기준으로 회전할 때 그 회전 가속도를 검출한다. 충돌센서는 차량의 충돌 발생을 검지하며, 차선 이탈 센서는 주행 방향이 도로 상의 차선 방향을 이탈하는지 여부 및 그 이탈 정도를 검지해 낸다. 전방 레이더 및 측후방 레이더는 각각 해당 방향으로의 장애물이 존재하는지를 레이더 신호를 이용하여 검출해 내는 센서이다.

도 2는 본 발명에 따른 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법에 있어서 제어알고리즘을 모터 제어 장치(100)가 시트 벨트 모터(200)에 공급하는 전류(Current)량을 토대로 도시해 놓은 전류-시간 관계도이다. 여기서 x축은 시간의 흐름을 나타내며 y축은 모터 제어 장치(100)가 모터(200)에 공급하는 전류량을 나타낸다. 이러한 모터 전류의 공급에 따라 나타나는 모터의 토크는 일반적으로 모터에 공급되는 전류량에 비례하여 그 크기가 증가와 감소를 하게 된다. 또한 도 4는 본 발명에 따른 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법을 순서도로써 나타낸 것이다. 이하, 도 4의 순서도에서의 각 단계에 대해 설명하면서 도 2에서 도시된 각 단계별 모터 제어 장치의 제어 신호에 대해서도 설명한다.

먼저, 아무런 위험 상태가 발견되지 않아 시트 벨트 모터가 클러치 오프된 상태로 모터식 시트 벨트 장치가 일반 시트 벨트 장치처럼 동작하는 미동작 단계(s1)가 있다. 이러한 미동작 단계(s1)에서 전술한 차량 내 센서(300) 중 하나 혹은 복수가 특정한 위험 상태 조건을 감지하게 되면 모터 제어 장치는 곧바로 위험 동작 단계(s2)로 전이한다. 도 2에서 볼 수 있듯이, 이 경우 모터 제어 장치(100)는 급격히 증가하는 전류를 시트 벨트 모터(200)로 전달하여 모터의 토크를 급격히, 예를 들어 50ms의 시간 동안 실험적으로 정해진 임계전류 수치까지 상승시켜 시트 벨트 모터를 시트 벨트의 인입 방향으로 빠른 속도로 회전하게 한다. 위험 동작 단계 이전 단계, 즉 시트 벨트 모터(200)를 동작시킬 아무런 상황도 발생하지 않은 미동작 단계(s1)는 전술한 대로 시트 벨트 장치의 클러치가 해제되어 있는 상태인데, 위험 동작 단계로 들어서게 되면 시트 벨트 모터(200)가 정방향(벨트 인입 방향)으로 회전하면서 이 클러치를 클러치 온 상태, 즉 모터(200)의 회전력을 벨트 스풀에 전달하는 상태로 바로 전환시킨다. 결국 위험 동작 단계(s2)에서는 시트 벨트 모터(200)에 의해 시트 벨트가 빠른 속도로 인입되어 탑승자와 시트 벨트 간의 밀착도를 높이고 탑승자를 견고하게 구속하여 줌으로써 위험 상황으로부터 탑승자의 안전을 담보한다. 또한 전술한 대로 일반적으로 시트 벨트 락킹 장치도 본 단계에서 작동하게 되므로 락킹 장치에 의해서도 탑승자 구속이 이루어지게 된다. 여기서 정방향 회전에 의해 클러치가 자동으로 클러치 온 상태로 전환되는 동작의 작동 원리는 공지된 기술에 의할 것이며 본 발명의 본질과는 무관하므로 자세한 설명은 생략한다.

위험 동작 단계(s2)는 특정의 시간 동안만 지속되고 동작 유지 단계(s3)로 전이하게 되는데, 특정의 시간은 예를 들어 100ms 내외 정도의 시간이 될 수 있다. 위험 동작 단계(s2)가 끝나고 동작 유지 단계(s3)로 넘어가면, 모터 제어 장치는, 도 2에서 볼 수 있듯이 전류를 특정 수준으로 유지하게 되고, 동시에 차량 내 센서(300)의 입력 신호를 바탕으로 계속적으로 차량이 위험 상태에 있는지, 아니면 위험 상태가 끝났는지를 주기적, 예를 들어 5ms 간격으로 모니터한다. 동작 유지 단계(s3)에서는 도 2에서 도시된 대로 위험 동작 단계에서 보다 적은, 그러나 모터의 토크를 떨어뜨리지 않을 정도로의 전류량을 유지하는 것이 바람직한데, 이는 전력 소비를 줄이기 위함이며, 탑승자 구속은 시트 벨트 락킹 장치에 의해서도 수행될 수 있기 때문에 이러한 구성으로도 탑승자의 안전 담보에는 문제가 없다고 할 것이다. 상기 모니터한 결과로 보아 위험 상태가 끝나지 않았다면 모터 제어 장치(100)에 의해 동작 유지 단계(s3)가 지속되며 시트 벨트 모터(200)의 토크와 시트 벨트의 장력을 유지하여, 탑승자 보호 동작을 계속하게 된다. 반면 위험 상태가 끝났다고 감지된 경우에는 그 다음 해제 대기 단계(s4)로 전이하게 된다.

도 2에서 볼 수 있듯이, 해제 대기 단계(s4)에서 모터 제어 장치(100)는 동작 유지 단계와 동일한 전류량을 유지하며, 따라서 시트 벨트 모터(200)의 토크도 동일한 수준을 유지하게 된다. 차량 내 센서(300)들의 신호들로 보아 위험 상태가 해제되었다고 하더라도 그 직전에 위험 상태가 지속되었다는 점에서 곧바로 토크를 줄여 시트 벨트의 장력을 해제하는 것은 위험할 수 있기 때문에 해제 대기 단계를 두어 시트 벨트 장력 해제 여부를 다시 한 번 판별하게 하는 것이다. 따라서 해제 대기 단계(s4)에서도 모터 제어 장치(100)는 역시 차량 내 센서(300)의 신호들을 모니터하여 위험 상태 조건이 어떠한지를 주기적, 예를 들어 5ms의 간격으로 살핀다. 특정 시간(△t) 동안, 해제 대기 단계(s4)가 지속되고 그 후, 해제 판단 단계(s5)로 넘어가되, 그 사이 위험 상태 조건이 위험 동작 단계 수준으로 감지된 경우에는 그 감지된 순간, 다시 동작 유지 단계(s3)로 넘어가게 된다. 또 다른 실시예로서, 주기적인 모니터를 통하여 만약 위험 동작 단계(s2)에서와 유사한 위험 상태 조건으로 위험이 다시 발생했다고 판단되는 경우에는 다시 동작 유지 단계(s3)로 넘어가되, 그 이하의 위험 상태 조건이나 여전히 위험이 있다고 판단되는 경우에는 해제 대기 단계(s4)가 지속되고, 마지막으로, 위험 상태 조건이 사라졌다고 판단되면 해제 판단 단계(s5)로 이동하는 방식도 상정할 수 있다.

다음 단계인 해제 판단 단계(s5)는 시트 벨트 락킹을 해제하기 위한 준비 작업이 이루어지는 단계로 주기적으로, 예를 들어 5ms 정도의 간격으로 위험 상태 조건을 판단하여 위험 요소가 발견되지 않는 경우에는 일정 한계 수치(제1 임계전류)를 한도로 모터 공급 전류량을 단계적으로 증가시키는 것이 바람직하다. 그 이유는, 해제 단계(s6)에서는 도 2에서 볼 수 있듯이 공급 전류량을 급격히 늘려 모터의 장력을 순간적으로 크게 늘려 벨트 락킹을 해제하는데, 위험 요소가 사라졌다고 판단된 경우라면 벨트의 락킹을 해제하여도 안전한 상황이므로, 해제 판단 단계(s5)에서 미리 모터 공급 전류를 증가시켜 모터에 전기 에너지를 축적하여 다음 단계인 해제 단계에서 조금 더 신속하게 락킹을 해제하기 위함이다. 또한 해제 단계(s6)에 앞서 토크를 미리 서서히 증가시켜 탑승자에게 인가되는 장력을 단계적으로 늘려 줌으로써, 해제 단계(s6)에서 시트 벨트 락킹을 해제하기 위해 급격하게 모터의 토크를 증가시켜도 탑승자가 느낄 수 있는 위화감을 줄일 수 있다. 도 2에서 볼 수 있는 해제 판단 단계(s5)는 위험 상태 조건이 일정 시간 동안 계속 감지되지 않아, 모터 제어 장치(100)가 모터 공급 전류량을 단계적으로 증가시켜 그 임계치인 제1 임계전류까지 증가시킨 뒤 제어상태를 해제 단계(s6)로 전이시키는 경우를 도시한 것이다.

반대로 상기의 주기적인 모니터링을 통하여 위험 상태 조건이 감지되는 경우에는 소비전력 감소를 위해 모터 공급 전류량을 단계적으로 감소시키는 것이 바람직하다. 도 3에서의 해제 판단 단계(s5`)에서는 이렇게 위험 상태 조건이 처음에는 감지되지 않아 공급 전류량이 증가하다가, 다시 위험 상태 조건이 감지되어 공급 전류량이 감소하다가 그 다음 주기부터는 위험 상태 조건이 감지되지 않아 결국 제1 임계전류까지 전류량이 상승하여 해제단계(s6)로 전이하는 경우를 나타내었다. 이렇게 해제 판단 단계(s5)에서 위험 상태 조건이 감지되어 공급 전류량이 감소하는 경우에도 그 임계치(제2 임계전류)를 두는 것이 바람직하다. 즉 해제 판단 단계(s5)에서 위험 상태 조건이 계속 감지되는 경우, 모터 제어 장치(100)에 의해 제2 임계전류까지 모터 공급 전류량이 감소하게 되며, 이러한 감소가 지속되어 공급 전류량이 제2 임계전류에 도달하는 즉시, 혹은 그 도달 후 일정 시간 뒤 다시 해제 대기 단계(s4)로 회귀한다.

해제 판단 단계(s5)에서의 이러한 전류의 증가와 감소는 실시예 중 하나로서, 그 증가의 경우 일정 시간(예를 들어 5ms) 단위로 일정한 증가율(제1 전류단위)로 계단식으로 증가하되 그 최대 한도를 제1 임계전류로 하고, 감소의 경우 역시 일정 시간(예를 들어 5ms) 단위로 일정한 감소율(제2 전류단위)로 계단식으로 감소하되 그 최소 한도를 제2 임계전류로 하는 경우를 상정할 수 있다. 또한 실시예의 하나로서, 제1 임계전류나 제1 전류단위는 그로부터 발생하는 시트 벨트 모터의 토크로 인한 시트 벨트 착용자가 느끼는 장력이 착용자에게 위화감을 주지 않을 정도를 기준으로 실험을 통해 정해질 수 있다. 또, 제2 임계전류나 제2 전류단위 역시 시트 벨트의 토크 감소를 최소로 하면서도 전력 소모를 최대한 줄일 수 있는 전류값을 기준으로 실험을 통해 정해질 수 있으나, 특히 제2 임계전류는 도 2와 도 3에서 도시한 것처럼 해제 대기 단계(s4)에서 유지되는 전류량과 동일한 값으로 혹은, 적어도 그 이상의 값으로 정하여 시트 벨트의 인입 장력을 어느 정도 선에서 유지시키는 것이 바람직하다.

전술한 대로 해제 판단 단계(s5)에서 위험 상태 조건이 일정 시간 이상 감지되지 않아 모터 공급 전류량이 제1 임계전류에 도달하게 되면 모터 제어 장치(100)에 의한 제어 상태는 해제 단계(s6)로 전이한다. 해제 단계(s6)에서는 모터 제어 장치(100)가 시트 벨트 모터(200)에 급격히 상승하는 전류를 내보내어 토크를 순간적으로 높이고 이에 따라 시트 벨트 락킹은 해제가 되는데, 역시 이에 앞서 차량의 위험 상태 조건을 모니터하여 여전히 특정의 위험 상태 조건이 감지되는 경우에는 다시 그 전 단계, 즉 해제 판단 단계(s5)로 전이할 수 있다. 시트 벨트 락킹 장치는 일반적으로 인입 방향으로 급격히 당기는 것으로 락킹 해제가 달성되므로 본 단계에서 위험 상황이 모두 해소되었다고 판단된 경우라면 전술한 대로 토크를 급격히 증가시켜 벨트 락킹을 최종적으로 해제하게 되는 것이다.

해제 단계(s6)에서 벨트 락킹을 해제하고 나면 바로 클러치 해제 단계(s7)로 전이하는데, 도 2에서 볼 수 있듯이 본 단계에서 모터 제어 장치(100)는 시트 벨트 모터(200)에 역방향의 전류를 보내어 모터를 순간적으로 역회전시켜 시트 벨트 장치의 클러치를 해제하여 모터(200)와 시트 벨트 스풀 간의 동력 전달을 끊는다. 여기서 클러치의 해제 시도는 그 실패를 대비하여 주기적으로 지속되는 것이 바람직하며 또한, 주기를 반복할수록 더 강한 토크로 역회전시키는 것이 바람직하다. 예를 들어 그 주기는 2초나 3초 정도의 초단위로 반복하는 것을 상정할 수 있다. 이렇게 클러치까지 해제가 되면 위험 상황에 따른 시트 벨트 모터의 제어가 완료된 것으로 다시 미동작 단계(s1)로 전이되어 시트 벨트 장치는 모터의 동력 전달이 없는 일반적인 시트 벨트 장치로서 동작하게 된다.

이렇게 각 단계 별로 주기적, 혹은 그 진입 시점에서 차량의 위험 상태 조건을 모니터하여 위험 상태의 정도에 따라 단계별 전이 및 회귀를 수행하므로 시트 벨트 락킹 장치의 해제 시점을 가장 안전한 시점으로 정확하게 판단할 수 있고, 또한 차량 탑승자의 안전을 더욱 담보할 수 있다.

해제 단계에서의 시트 벨트 락킹 장치의 해제 및 클러치 해제 단계에서의 클러치 해제는 공지 기술에 따를 것이며 본 발명의 특징과는 무관하므로 그 동작 원리에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한 각 단계에서의 위험 상태 조건은 다를 수 있으며 일부는 같을 수도 있다. 기타 발명의 상세한 설명에 기재된 내용은 본 발명의 실시예에 불과한 것이며 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 내용을 토대로 정하여진다고 할 것이다.

100: 모터 제어 장치 200: 시트 벨트 모터
300: 차량 내 센서

Claims

적어도 벨트 웨빙의 인입 방향으로 벨트 스풀을 구동할 수 있는 전동모터, 및 벨트 웨빙 인출 방향으로의 벨트 스풀 회전을 억제하기 위한 시트 벨트 락킹 장치를 포함하는 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법에 있어서,
차량의 상태를 모니터하여 위험 상태가 감지된 경우 그 즉시 전동모터의 공급 전류량을 늘려 벨트를 인입시키고 벨트의 장력을 발생시키는 위험 동작 단계;
위험 동작 단계가 완료되고, 위험 상태가 지속 중인 경우, 공급 전류량을 일정 수준으로 유지시키는 동작 유지 단계;
동작 유지 단계에서 위험 상태가 해소되기 시작한 경우, 벨트 장력을 해제하기 위해 일정 시간 대기하고, 위험 상태가 유지되거나 재발생하는 경우, 동작 유지 단계로 되돌아가는 해제 대기 단계;
해제 대기 단계에서 일정 시간 대기가 끝나고, 위험 상태가 발견되지 않는 경우, 모터의 공급 전류를 단계적으로 증가시키고, 위험 상태가 발견되는 경우, 전동모터의 공급 전류를 단계적으로 감소시키는 해제 판단 단계; 및
해제 판단 단계에서 위험 상태가 해소되었다고 감지된 경우, 그 즉시 전동모터의 공급 전류를 증가시켜 벨트 락킹을 해제하고, 그 해제 직후, 벨트의 장력을 없애기 위해 다시 공급 전류를 감소시키는 해제 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법.
제1항에 있어서, 위험 상태의 감지는 X 가속도 센서, Y 가속도 센서, 요 레이트(Yaw Rate) 센서, 휠(Wheel) 스피드 센서, 스티어링(Steering) 각 센서, 브레이크 압력센서, 버클 센서, 롤-오버(Roll-Over) 센서, 충돌센서, 차선 이탈 센서, 전방 레이더 및 측후방 레이더 중 어느 하나 이상의 수단을 바탕으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 모터식 시트 벨트는 전동모터의 회전력을 벨트 스풀에 전달하거나 단절하는 클러치를 포함하고,
모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법은 해제 단계에서 벨트의 장력이 모두 해제되면 전동모터를 역회전하여 클러치를 해제하는 클러치 해제 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법.
제3항에 있어서, 클러치 해제 단계에서 클러치의 해제는 그 성공시까지 주기적으로 클러치 해제를 시도하며, 그 주기적 시도는 점진적으로 더 강한 힘을 작용하여 역방향 회전을 하는 것을 특징으로 하는 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법.
제1항에 있어서, 해제 판단 단계에서의 모터 공급 전류의 증가는 제1 임계전류까지 제1 전류단위로 단계적으로 증가시키고, 모터 공급 전류의 감소는 제2 임계전류까지 제2 전류단위로 단계적으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 모터식 시트 벨트의 모터를 제어하는 방법.