KR20190074502A - 차량용 능동형 안전벨트 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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장윤수
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Abstract

능동형 안전띠의 제어 방법은 안전띠의 체결 여부를 확인하는 단계, 차량에 탑재된 센서 또는 주행 보조/안전 시스템으로부터 주행 정보를 수집하는 단계, 주행 정보를 바탕으로 차량의 안전 상태를 결정하는 단계, 에어백 전개 여부를 확인하는 단계, 및 에어백이 전개 되지 않은 상태에서 안전 상태에 대응하여 안전띠의 구속 제어를 위한 모터 제어 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

차량용 능동형 안전벨트 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METOD FOR CONTROLLING VEHICULAR ACTIVE SEATBELT}
본 발명은 차량용 능동형 안전띠 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 내 좌석에 배치된 안전띠를 차량의 주행 중 수집되거나 감지되는 상태 정보에 대응하여 능동적으로 안전띠를 제어할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 안전벨트는 주행 중에 접촉이나 충돌사고로 인한 갑작스런 충격이 가해질 때, 탑승자의 신체를 탄력적으로 구속함으로써 큰 부상을 방지할 수 있는 안전장치의 한 예이다. 차량용 안전벨트는 그 착용의 중요성으로 인해 착용된 상태를 운전자에게 알려주도록 안전벨트 알림 장치와 연계되도록 구성된다. 안전벨트 알림 장치는 안전벨트의 버클부위로 내장된 접촉센서의 신호를 차량 제어기(ECU)가 전달받고, 차량 제어기(ECU)가 이를 이용해 클러스터에 구비된 벨트디스플레이를 점등해주거나 또는 벨트디스플레이 대신 부저를 이용해 경고음을 지속적으로 울려줌으로써, 운전자에게 안전벨트의 착용 상태를 인식시켜 줄 수 있다.
나아가, 능동형 안전띠(Active Seat Belt, ASB)는, 전방 충돌이 예측되거나 급회전 등의 긴급 상황 발생 시 시트벨트에 장착된 구동 모터가 시트벨트를 미리 당기거나 순간적으로 잡아당겨 승객을 시트에 확실히 고정시키므로 충돌로 인한 승객의 상해를 최소화 하는 스마트한 안전시스템으로서 제안되고 있다. 하지만, 종래에 제안된 능동형 안전띠 제어 장치는 전방 충돌방지 보조 시스템(Forward Collision-Avoidance Assist, FCA)에 의한 긴급 제동이 안된 상태, 제방 내림, 언덕 오름 등과 같은 전복 사고의 위험이 발생할 수 있는 경우에 능동형 안전띠가 정상적으로 작동하지 않는 한계가 있다. 또한, 종래에 제안된 능동형 안전띠 제어 장치는 전방 충돌방지 보조 시스템(FCA)에서 고장이 발생하는 경우, 미제동 상태에서 충돌/추돌 사고가 발생하면 안전띠를 능동적으로 제어하기 어려운 단점이 있다.
KR 10-2013-0010556 A KR 10-2016-0058480 A
본 발명은 전복 사고, 험로 주행 중 위급한 상황에 대해 에어백 제어 장치(Airbag Control Unit, ACU)가 인식하여 능동안전벨트 안전벨트(Pre-Safe Seat Belt, PSB)를 제어하기 위한 신호를 전송함으로써 조기 구속 제어를 통한 탑승자 보호 성능을 향상시킬 수 있는 장치와 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 차량이 전복 사고 등의 위험 상태에 놓일 수 있는 상황을 판단하여 에어백을 전개 하기 이전에 전동식 안전띠를 먼저 구속(조임)할 수 있도록 능동안전벨트 안전벨트(PSB)를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 탑승자의 안전을 위해 차량의 주행 상태 정보를 수집하는 에어백 제어 장치(ACU)를 활용하여 능동안전벨트 안전벨트(PSB)를 제어할 수 있어 능동안전벨트 안전벨트(PSB)의 제어를 위한 제어기의 사양을 간소화할 수 있어 생산성을 높일 수 있는 장치와 방법을 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.
본 발명의 일 실시예에 따른 능동형 안전띠의 제어 방법은 안전띠의 체결 여부를 확인하는 단계; 차량에 탑재된 센서 또는 주행 보조/안전 시스템으로부터 주행 정보를 수집하는 단계; 상기 주행 정보를 바탕으로 차량의 안전 상태를 결정하는 단계; 에어백 전개 여부를 확인하는 단계; 및 에어백이 전개 되지 않은 상태에서 상기 안전 상태에 대응하여 상기 안전띠의 구속 제어를 위한 모터 제어 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
또는, 상기 주행 정보는 휠 속도, 조향각, 횡 가속도, 요레이트(Yaw Rate), 전복 각속도, 전복 각도를 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량의 안전 상태는 상기 차량의 진행 방향의 속도가 기 설정된 임계속도를 초과하는 지에 대한 제1조건; 상기 차량의 횡방향 속도가 기 설정된 제1임계치를 초과하는 지에 대한 제2조건; 및 상기 차량의 전복 상황을 판단하는 제3조건을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전복 상황은 상기 전복 각속도 및 상기 전복 각도에 대응하여 결정되며, 상기 3조건은 상기 차량의 내부 측면에 배치된 에어백의 전개 조건보다 낮은 임계치를 초과하는 것일 수 있다.
또한, 상기 주행 정보는 요 레이트 센서, 관성 측정 센서, 및 전복 감지 센서로부터 전달될 수 있다.
또한, 상기 주행 정보는 차속 및 전복 감지 센서로부터 전달된 값을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전복 감지 센서는 Y방향 가속도(Low Y), Z 방향 가속도(Low Z) 및 전복 각속도(Roll rate)를 출력할 수 있다.
또한, 능동형 안전띠의 제어 방법은 상기 전복 각속도로부터 전복 각도를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량의 안전 상태를 결정하는 단계는 상기 Y방향 가속도(Low Y), 상기 Z 방향 가속도(Low Z) 및 상기 전복 각속도(Roll rate), 상기 전복 각도 모두가 기 설정된 각각의 임계값을 초과하는 지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 능동형 안전띠의 제어 방법은 상기 모터 제어 신호에 대응하는 안전띠 모터의 동작 상태를 에어백 제어 장치에 피드백하는 단계; 및 상기 모터 제어 신호에 대응하여 차량 계기판에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 주행 정보는 충돌 위험에 대한 사전 정보를 포함하며, 상기 안전띠의 구속 제어는 상기 차량이 충돌을 감지하기 전에 수행될 수 있다.
또한, 능동형 안전띠의 제어 방법은 상기 에어백이 전개된 상태에서는 상기 구속 제어를 수행하지 않는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 모터 제어 신호는 펄스의 폭 또는 전류의 레벨에 대응하여 안전띠 모터를 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 응용 프로그램은 프로세서에 의해 실행되는 것을 통하여, 전술한 능동형 안전띠의 제어 방법을 실현하도록 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로세서에 의해 실행되는 것을 통하여, 전술한 능동형 안전띠의 제어 방법을 실현하는 응용 프로그램을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 능동형 안전띠의 제어 장치는 안전띠의 구속과 풀림을 제어하는 안전띠 모터; 상기 안전띠 모터를 제어하기 위한 모터 제어 신호를 출력하는 안전띠 구동 제어부; 상기 모터 제어 신호를 결정하기 위한 판단 결과를 제공하는 에어백 제어기를 포함하고, 상기 에어백 제어기는 차량의 주행 중 수집된 주행 정보를 바탕으로 안전상태를 결정한 후 에어백의 전개 여부에 대응하여 상기 판단 결과를 결정할 수 있다.
또한, 상기 에어백 제어기는 상기 차량의 전복 상태를 판단하는 조건 판단부; 상기 차량의 충돌을 감지하여 상기 에어백을 전개하는 에어백 제어부; 및 상기 주행 정보를 바탕으로 안전 상태를 결정하고, 상기 조건 판단부와 상기 에어백 제어부로부터 전달된 상기 전복 상태 및 상기 에어백의 전개 여부에 대응하여 상기 판단 결과를 결정하는 안전띠 제어 판단부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 안전띠 제어 판단부는 상기 에어백이 전개 되지 않은 상태에서 상기 안전 상태에 대응하여 상기 안전띠의 구속 제어를 위한 상기 모터 제어 신호가 출력되도록 하고, 상기 에어백이 전개된 상태에서는 상기 구속 제어가 수행되지 않도록 할 수 있다.
또한, 상기 에어백 제어기는 상기 차량의 충돌을 감지하는 충돌 센서; 상기 차량의 전복을 감지하기 위한 전복 감지 센서; 및 상기 차량의 가속도와 회전운동을 측정하는 관성 측정 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 주행 정보는 휠 속도, 조향각, 횡 가속도, 요레이트(Yaw Rate), 전복 각속도, 전복 각도를 포함할 수 있다.
또한, 상기 에어백 제어기는, 상기 차량의 진행 방향의 속도가 기 설정된 임계속도를 초과하는 지에 대한 제1조건; 상기 차량의 횡방향 속도가 기 설정된 제1임계치를 초과하는 지에 대한 제2조건; 및 상기 차량의 전복 상황을 판단하는 제3조건 중 적어도 하나에 대응하여, 상기 안전상태를 결정할 수 있다.
또한, 상기 전복 상황은 상기 전복 각속도 및 상기 전복 각도에 대응하여 결정되며, 상기 3조건은 상기 차량의 내부 측면에 배치된 에어백의 전개 조건보다 낮은 임계치를 초과하는 것일 수 있다.
또한, 상기 주행 정보는 요 레이트 센서, 관성 측정 센서, 및 전복 감지 센서로부터 전달될 수 있다.
또한, 상기 주행 정보는 차속 및 전복 감지 센서로부터 전달된 값을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전복 감지 센서는 Y방향 가속도(Low Y), Z 방향 가속도(Low Z) 및 전복 각속도(Roll rate)를 출력할 수 있다.
또한, 상기 에어백 제어기는 상기 전복 각속도로부터 전복 각도를 계산할 수 있다.
또한, 상기 에어백 제어기는 상기 Y방향 가속도(Low Y), 상기 Z 방향 가속도(Low Z) 및 상기 전복 각속도(Roll rate), 상기 전복 각도 모두가 기 설정된 각각의 임계값을 초과하는 지를 판단할 수 있다.
또한, 상기 에어백 제어기는 상기 모터 제어 신호에 대응하는 안전띠 모터의 동작 상태를 에어백 제어 장치에 피드백하고, 상기 모터 제어 신호에 대응하여 차량 계기판에 표시할 수 있다.
또한, 상기 주행 정보는 충돌 위험에 대한 사전 정보를 포함하며, 상기 판단 결과는 상기 차량이 충돌을 감지하기 전에 출력될 수 있다.
또한, 상기 모터 제어 신호는 펄스의 폭 또는 전류의 레벨에 대응하여 안전띠 모터를 제어할 수 있다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 차량에 탑재될 수 있는 다양한 주행 보조 장치 혹은 안전 주행 장치 중 탑승자의 안전에 관한 정보를 수집하는 에어백 제어 장치(ACU)를 이용하여 능동형 안전띠를 제어함으로써 탑승자의 안전성을 높이고, 능동안전벨트 안전벨트(PSB)의 제어기 구성을 단순화할 수 있어, 차량의 생단 원가를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 능동안전벨트 안전벨트(PSB)의 제어기가 에어백 제어 장치(ACU)로부터 정보를 수집하고 에어백이 동작하기 전에 안전벨트가 먼저 구속되도록 연계할 수 있어 탑승자의 안전성을 증진시킬 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 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.
도1a은 능동형 안전띠를 제어하기 위한 장치의 제1예를 설명한다.
도1b은 능동형 안전띠를 제어하기 위한 장치의 제2예를 설명한다.
도2는 능동형 안전띠를 제어하기 위한 장치의 제3예를 설명한다.
도3은 능동형 안전띠를 제어하기 위한 방법의 제1예를 설명한다.
도4는 능동형 안전띠를 구속 제어의 시점을 설명한다.
도5는 능동형 안전띠를 제어하기 위한 방법의 제2예를 설명한다.
도6은 능동형 안전띠를 제어하기 위한 방법의 제3예를 설명한다.
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.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)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, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도1a은 능동형 안전띠를 제어하기 위한 장치의 제1예를 설명하고, 도1b은 능동형 안전띠를 제어하기 위한 장치의 제2예를 설명한다. 구체적으로, 도1a와 도1b를 참조하면, 차량용 네트워크를 통한 에어백 제어 장치와 능동형 안전 벨트 장치의 연결 형태에 따라 서로 다른 구조를 가질 수 있다.
도1a를 참조하면, 능동형 안전띠를 제어하기 위한 장치는 차량 정보 제공부(12A), 에어백 제어 장치(Airbag Control Unit(ACU), 14A), 능동형 안전 벨트 장치(PRE-ACTIVE SEAT BELT(PSB), 16A), 및 안전벨트 모터(18)를 포함할 수 있다. 여기서, 차량 정보 제공부(12A)는 능동형 안전 벨트 장치(16A)의 구속 제어를 위한 상황 판단을 위해 사용되는 차량속도, 차량거동, 버클 상태, 충돌 경보 시스템 등의 주행 정보를 수집하여 전달할 수 있다. 에어백 제어 장치(14A)는 능동형 안전 벨트 장치(16A)의 작동 상황을 판단하고 제어할 수 있다. 능동형 안전 벨트 장치(16A)는 안전벨트 모터(18)를 직접 구동하기 위한 구동 드라이버를 포함할 수 있다.
도1b를 참조하면, 에어백 제어 장치(14B)는 차량 정보 제공부(12B)와 능동형 안전 벨트 장치(16B)와 차량용 네트워크인 CAN 통신을 통해 서로 연결될 수 있다. 도1a에서 차량 정보 제공부(12A)가 에어백 제어 장치(14A)를 통해 능동형 안전 벨트 장치(16A)에 연결되는 반면, 도1b에서는 각 장치들이 서로 직접 연결될 수 있다. 한편, 능동형 안전 벨트 장치(16B)와 안전벨트 모터(18)는 네트워크 동신이 아닌 와이어를 통해 연결될 수 있다.
도1a와 도1b를 참조하면, 능동형 안전띠의 제어 장치는 능동형 안전띠를 제어하기 위한 장치는 안전띠의 구속과 풀림을 제어하는 안전벨트 모터(18), 안전벨트 모터를 제어하기 위한 모터 제어 신호를 출력하는 안전띠 구동 제어부를 포함하는 능동형 안전 벨트 장치(16A, 16B), 모터 제어 신호를 결정하기 위한 판단 결과를 제공하는 에어백 제어기(14A, 14B)를 포함할 수 있다. 에어백 제어기(14A, 14B)는 차량의 주행 중 수집된 주행 정보를 바탕으로 안전상태를 결정한 후 에어백의 전개 여부에 대응하여 판단 결과를 결정할 수 있다.
도2는 능동형 안전띠를 제어하기 위한 장치의 제3예를 설명한다.
도시된 바와 같이, 능동형 안전띠를 제어하기 위한 장치는 차량의 주행 정보를 수집하기 위한 복수의 센서 또는 감지기 등을 포함하는 차량 정보 제공부(20)를 포함할 수 있다.
차량 정보 제공부(20)에 포함되는 복수의 센서 또는 감지기는 실시예에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 복수의 센서 또는 감지기에는 전방 충돌 경고 시스템(Forward Collision Warning(FCW), 24), 측면 충돌 경고 시스템(Side Collision Warning(SCW), 26), 후방 충돌 경고 시스템(Rear Collision Warning(RCW), 28) 등이 포함될 수 있다. 실시예에 따라, 전방 차량과의 충돌 위험이 감지되었을 때 운전자에게 위험을 경고하는 전방 충돌 경고 시스템(FCW)은 기 설정된 전방 차량과의 간격을 유지하면서 차량을 주행할 수 있는 스마트 크루즈 제어 시스템(Smart Cruise Control, SCC)을 통해 제공될 수도 있다. 측면에 위치한 이웃 차량과의 충돌 위험이 감지되었을 때 운전자에게 위험을 경고하는 측면 충돌 경고 시스템(SCW)은 차량이 차로 혹은 차선을 이탈한다고 판단되는 경우, 진동이나 소리 등으로 운전자에게 위험을 경고해주거나 조향까지 제어해줄 수 있는 차로 이탈방지 보조 시스템(Lane Keeping Assist System, LKAS)을 통해서도 제공될 수 있다. 후방에 위치한 이웃 차량과의 충돌 위험이 감지되었을 때 운전자에게 위험을 경고하는 후방 충돌 경고 시스템(RCW)는 차량 주행 시, 좌/우 사각 지역에 차량이나 물체가 접근할 때 이를 감지하여 운전자에게 알려주는 사각지대 정보 시스템(Blind Spot Warning, BSW)을 통해서도 제공될 수 있다. 차량에 탑재된 복수의 경보 장치 등을 통해 차량이 추돌 또는 충돌할 가능성에 대한 정보를 미리 수집할 수 있고, 이러한 정보들이 차량용 네트워크인 CAN통신 방식을 통해 연결된 에어백 제어 장치(50)에 제공될 수 있다.
또한, 차량 정보 제공부(20)에는 안전벨트의 착용 여부에 대한 정보를 전달할 수 있는 헤드 유닛과 연결되는 차량용 게이트 웨이(Central Gateway(CGW), 22)가 포함될 수 있다. 또한, 차량 정보 제공부(20)에는 조향 휠의 조작 속도와 각도를 검출하여 스티어링 제어, 차량자세제어(vehicle dynamic control, VDC), ABS 제어 등에 사용되는 조향각 센서(Steering Angle Sensor(SAS), 32), 및 스티어링 휠의 상태를 분석하여 차량이 진행하고자 하는 방향과 실제 방향이 다를 경우 차량의 진행 방향을 조정하는 차제자제 제어장치(Electronic Stability Control(ESC), 34)가 더 포함될 수 있다.
한편, 에어백 제어기(50)는 차량의 전복 상태를 판단하는 조건 판단부(52), 차량의 충돌을 감지하여 에어백을 전개하는 에어백 제어부(54), 및 주행 정보를 바탕으로 안전 상태를 결정하고, 조건 판단부(52)와 에어백 제어(54)부로부터 전달된 전복 상태 및 에어백의 전개 여부에 대응하여 판단 결과를 결정하는 안전띠 제어 판단부(56)를 포함할 수 있다. 한편, 에어백 제어부(54)는 충돌 초기 단계에서 가속도나 압력을 감지하여 에어백 제어장치에 전달하는 정면/측면 충돌 감지 센서(Front/Side Impact Sensor(FIS/SIS), 40)로부터 충돌에 관한 정보를 수집할 수 있다.
안전띠 제어 판단부(56)는 에어백이 전개 되지 않은 상태에서 안전 상태에 대응하여 안전띠의 구속 제어를 위한 모터 제어 신호가 안전띠 구동 제어부(58)에서 출력되도록 할 수 있고, 에어백이 전개된 상태에서는 안전띠 구동 제어부(58)를 통한 구속 제어가 수행되지 않도록 할 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 에어백 제어기(50)는 차량의 충돌을 감지하는 충돌 센서(42), 차량의 전복을 감지하기 위한 전복 감지 센서(46), 및 차량의 가속도와 회전운동을 측정하는 관성 측정 센서(Inertial Measurement Unit(IMU), 44)를 더 포함할 수 있다.
차량 정보 제공부(20)에서 전달되는 주행 정보는 휠 속도, 조향각, 횡 가속도, 요레이트(Yaw Rate), 전복 각속도, 전복 각도를 포함할 수 있다.
에어백 제어기(50)는 차량의 진행 방향의 속도가 기 설정된 임계속도를 초과하는 지에 대한 제1조건, 차량의 횡방향 속도가 기 설정된 제1임계치를 초과하는 지에 대한 제2조건, 및 차량의 전복 상황을 판단하는 제3조건에 대해 판단할 수 있고, 판단 결과에 대응하여 안전상태를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전복 상황은 전복 각속도 및 전복 각도에 대응하여 결정되며, 3조건은 상기 차량의 내부 측면에 배치된 에어백의 전개 조건보다 낮은 임계치를 초과하는 것일 수 있다.
실시예에 따라, 주행 정보는 요 레이트 센서, 관성 측정 센서, 및 전복 감지 센서로부터 전달될 수 있다. 또한, 주행 정보는 차속 및 전복 감지 센서로부터 전달된 값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전복 감지 센서는 Y방향 가속도(Low Y), Z 방향 가속도(Low Z) 및 전복 각속도(Roll rate)를 출력할 수 있다.
또한, 에어백 제어기(50)는 전복 각속도로부터 전복 각도를 계산할 수 있다. 예를 들어, 조건 판단부(52)는 전복 각속도를 수신하여 전복 각도를 계산한 뒤, 안전띠 제어 판단부(56)에 전달할 수 있다.
또한, 에어백 제어기(50)는 Y방향 가속도(Low Y), Z 방향 가속도(Low Z) 및 전복 각속도(Roll rate), 전복 각도 모두가 기 설정된 각각의 임계값을 초과하는 지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 안전띠 제어 판단부(56)는 차량 정보 제공부(20) 혹은 조건 판단부(52)로부터 주행 정보 각각이 해당하는 임계치를 초과하는 지를 판단하여 차량의 현재 상태를 판단할 수 있다. 차량에 탑승한 운전자 또는 탑승자가 위험할 수 있다는 판단이 되면 안전벨트를 추가 구속하여 운전자 또는 탑승자의 안전을 증진시킬 수 있다.
한편, 에어백 제어기(50)는 모터 제어 신호에 대응하는 안전벨트 모터의 동작 상태를 에어백 제어부(54)에 피드백하고, 모터 제어 신호에 대응하여 차량 계기판에 표시할 수 있다. 특히, 주행 정보는 충돌 위험에 대한 사전 정보를 포함할 수 있으며, 안전띠 제어 판단부(56)의 판단 결과는 차량이 충돌을 감지하기 전에 출력될 수 있다.
한편, 안전띠 구동 제어부(58)에서 출력되는 모터 제어 신호는 안전벨트를 구속하기 위한 만큼의 펄스의 폭 또는 전류의 레벨을 가질 수 있고, 안전벨트 모터(38)는 펄스의 폭 또는 전류에 레벨에 대응하여 안전벨트를 구속할 수 있다.
실시예에 따라, 에어백 제어기(50)에서는 현재의 정면/측면 충돌 사고 시 외부 정면 충돌 센서와 측면 충돌 센서 등으로부터 정보를 받고, 내부의 충돌 센서를 활용하여 에어백을 전개시키는 충돌 알고리듬을 수행할 수 있다. 또한, 에어백 제어기(50)는 차량의 회전 등의 거동 정도를 확인키 위한 요 레이트(Yaw Rate) 센서와 Ax, Ay 가속도 센서로 이루어진 관성 측정 센서(IMU, 44), 차량의 전복 사고 감지를 위한 롤 레이트(Roll Rate) 센서, Ay, Az 가속도 센서로 이루어진 롤오버 센서부(46)로부터 수신된 주행 정보를 바탕으로 안전벨트의 구속 여부를 결정할 수 있다. 또한, 에어백 제어기(50)는 차량의 주행 정보와 관성 측정 센서(44), 충돌 센서(42)로부터 전달되는 정보를 활용하여, 안전벨트의 구속 기능에 대한 조건 판정하여 결정하는 조건 판단부(52) 및 안전띠 제어 판단부(56)를 포함할 수 있다. 에어백 제어부(54)로부터 에어백 전개에 대한 정보를 수신하여 안전벨트의 구속을 결정하는 안전띠 제어 판단부(56)가 결정한 정보에 따라 안전띠 구동 제어부(58)는 모터 제어 신호를 출력할 수 있다.
실시에에 따라, 안전띠 제어 판단부(56)는 복수의 안전벨트 제어 판단을 위한 알고리즘을 수행하거나, 복수의 판단 로직 또는 회로를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 조건 판단부(52)는 관성 측정 센서(44)에서 출력되는 정보 롤오버 감지 센서(46)에서 출력되는 정보, 스티어링 각도, 차량속도, 브레이크 압력 정보를 활용하여 차량의 전복 및 횡방향 거동 등 조건 추정하는 다이나믹 조건을 추정할 수 있다. 안전띠 제어 판단부(56)는 조건 판단부(52)에서 출력된 정보와 안전벨트의 체결여부에 대한 정보로 안전벨트의 구속 동작의 다이나믹 조건 제어 결정하는 제1조건 결정부 및 차량의 프리 크래쉬 결정 정보, 안전벨트의 체결여부에 대한 정보, 에어백 제어부(54)의 기본 충돌 알고리즘 정보로 안전벨트의 구속 동작 여부를 결정하는 제2조건 결정부를 포함할 수도 있다.
도3은 능동형 안전띠를 제어하기 위한 방법의 제1예를 설명한다.
도시된 바와 같이, 능동형 안전띠를 제어하기 위한 방법의 시작(60)은 안전벨트의 체결 여부를 확인하는 것부터 수행할 수 있다(62). 능동형 안전띠를 제어하는 것은 차량 내 각각의 안전벨트마다 수행될 수 있다. 만약 안전벨트가 체결되지 않은 경우, 능동형 안전벨트 제어는 수행되지 않을 수 있다(64). 이후, 휠 속도(66) 정보를 바탕으로 차량의 평균 차속이 임계속도 이상인지를 확인할 수 있다(78). 만약 차량의 속도가 임계속도보다 낮으면, 능동형 안전띠의 제어는 수행되지 않을 수 있다.
실시예에 따라, 능동형 안전띠를 제어하기 위해, 조향각에 대한 정보(68) 및 휠 속도(66)를 이용하여, 횡 가속도를 계산하거나 요 레이트를 계산할 수 있다(80). 또한, 실시예에 따라, 횡 가속도(70) 및 요 레이트(72)를 수신하여 횡방향 상황에 대응하는 계산을 수행할 수 있다(80). 이후, 횡 방향 상황에 대응하여 계산된 값과 임계치를 비교할 수 있다(86). 전복 가속도(74) 및 전복각속도(76)를 수신한 후에, 전복 사고에 대한 상황에 대응하는 계산을 수행할 수 있다(84). 이후, 계산된 값을 바탕으로 전복 상황을 판단하고(88), 에어백이 전개되었는지 여부를 확인할 수 있다(90). 전술한 과정을 통해 3가지의 조건이 모두 만족되면 능동형 안전벨트를 작동시킬 수 있다(92).
실시예에 따라, 능동형 안전벨트의 동작 방법은 안전 벨트의 체결 유무를 판단하여 미착용 시에는 능동형 안전벨트의 구속 동작이 수행되지 않고, 안전 벨트가 체결된 경우 에어백 제어기를 통해 어느 서점에 능동형 안전벨트의 구속 동작을 수행할 것인지 판단할 수 있다. 도시된 바와 같이, 능동형 안전벨트의 구속 동작을 위한 상황 판단은 휠 속도(66), 조향각도(68), 횡가속도(70), 요레이트(72), 충돌 가속도(미도시), 전복 가속도(74), 전복 각속도(76)를 활용하여 결정할 수 있다. 휠 속도(66)와 조향각도(68)를 활용하여 횡가속도와 요레이트 계산 인자 값과 횡가속도 센서 값(70), 요레이트 값(72) 정보로 횡방향 상황 기준 계산한 값이 상황기준 임계값을 초과한 경우(86)에 능동형 안전벨트의 구속 동작이 수행될 수 있다. 휠 속도(66)를 활용하여 차량의 평균 차속이 일정의 속도 임계치를 초과한 경우(78)에만 능동형 안전벨트의 구속 동작이 수행될 수 있다.
도4는 능동형 안전띠를 구속 제어의 시점을 설명한다. 구체적으로, 도4의 (a)는 내지 (c)는 주행 중 수집된 각각의 정보에 대응하여 능동형 안전벨트의 구속 동작의 수행 시점이 결정되는 것을 설명한다.
도시된 바와 같이, 도4의 (a)는 내지 (c)는 전복 사고 발생 시 Y방향 가속도(Low Y), Z 방향 가속도(Low Z), 전복 각속도(Roll rate), 전복 각도(Roll Angle)의 임계값 설정 방법의 예이다. 전복 각속도와 전복 각도의 능동형 안전벨트의 구속 동작의 작동을 위한 임계값은 전복 측면 에어백 전개 판단 전에 별도의 능동형 안전벨트의 구속 동작을 위한 작동 임계값 영역을 설정하여 조기에 능동형 안전벨트의 구속 동작이 수행되도록 하였다.
도5는 능동형 안전띠를 제어하기 위한 방법의 제2예를 설명한다.
도시된 바와 같이, 능동형 안전띠를 제어하기 위한 방법은 안전 벨트의 체결 유무를 판단하여(104) 미착용 시에는 능동형 안전벨트의 구속 동작은 미작동하고(106), 안전벨트 체결된 경우 휠 속도 활용하여 차량의 평균 차속이 일정의 속도 임계치를 초과하게 되면(108) 능동형 안전벨트의 구속 동작을 수행하기 위한 에어백 제어기의 다이나믹 전복 알고리듬을 수행할 수 있다.
에어백 제어기의 다이나믹 전복 알고리듬은 전복 센서의 Y방향 가속도(Low Y), Z 방향 가속도(Low Z), 전복 각속도(Roll rate), 전복 각도(Roll Angle)의 값이 차량 특성에 준하여 튜닝된 임계값을 넘은 경우에 전복 상황을 판단하게 된다(112, 114, 116, 118). 또한, 이를 위해 전복 각속도로부터 전복 각도를 계산할 수도 있다(110). Y방향 가속도(Low Y) 또는 Z 방향 가속도(Low Z)가 각각에 설정된 임계치(임계치1, 임계치2)를 넘었는가를 판단할 수 있다. Y방향 가속도(Low Y) 또는 Z 방향 가속도(Low Z) 중 적어도 하나가 임계치를 넘은 경우, 전복 각속도(Roll rate) 및 전복 각도(Roll Angle)가 각각에 설정된 임계치(임계치3, 임계치4)를 넘었는가를 판단할 수 있다. 전복 사고를 판단된 경우에(122) 전복 측면 에어백 미 전개 여부 확인하여 미전개된 경우(120), 에어백 제어기는 최종적으로 전복 사고 상황을 판단하여 능동형 안전벨트의 구속 동작을 위한 모터 구동부가 능동형 안전벨트의 구속 동작을 수행할 수 있도록 모터 제어 신호를 생성할 수 있다(124). 안전벨트 모터는 모터 제어 신호에 대응하여 구동될 수 있다(126).
도6은 능동형 안전띠를 제어하기 위한 방법의 제3예를 설명한다.
도시된 바와 같이, 능동형 안전띠의 제어 방법은 안전띠의 체결 여부를 확인하는 단계(2), 차량에 탑재된 센서 또는 주행 보조/안전 시스템으로부터 주행 정보를 수집하는 단계(4), 주행 정보를 바탕으로 차량의 안전 상태를 결정하는 단계(6), 에어백 전개 여부를 확인하는 단계(8), 및 에어백이 전개 되지 않은 상태에서 안전 상태에 대응하여 안전띠의 구속 제어를 위한 모터 제어 신호를 출력하는 단계(10)를 포함할 수 있다.
능동형 안전띠의 제어 방법을 위해 사용되는 주행 정보는 휠 속도, 조향각, 횡 가속도, 요레이트(Yaw Rate), 전복 각속도, 전복 각도를 포함할 수 있다. 능동형 안전띠의 제어 방법에서 판단하는 차량의 안전 상태는 차량의 진행 방향의 속도가 기 설정된 임계속도를 초과하는 지에 대한 제1조건, 차량의 횡방향 속도가 기 설정된 제1임계치를 초과하는 지에 대한 제2조건, 및 차량의 전복 상황을 판단하는 제3조건을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 전복 상황은 전복 각속도 및 전복 각도에 대응하여 결정되며, 3조건은 차량의 내부 측면에 배치된 에어백의 전개 조건보다 낮은 임계치를 초과하는 것일 수 있다.
실시예에 따라, 능동형 안전띠의 제어 방법을 위해 사용되는 주행 정보는 요 레이트 센서, 관성 측정 센서, 및 전복 감지 센서로부터 전달될 수 있다. 또한, 주행 정보는 차속 및 전복 감지 센서로부터 전달된 값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전복 감지 센서는 Y방향 가속도(Low Y), Z 방향 가속도(Low Z) 및 전복 각속도(Roll rate)를 출력할 수 있다. 한편, 능동형 안전띠의 제어 방법은 상기 전복 각속도로부터 전복 각도를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
차량의 안전 상태를 결정하는 단계(6)는 Y방향 가속도(Low Y), Z 방향 가속도(Low Z) 및 전복 각속도(Roll rate), 전복 각도 모두가 기 설정된 각각의 임계값을 초과하는 지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
도시되지 않았지만, 능동형 안전띠의 제어 방법은 모터 제어 신호에 대응하는 안전띠 모터의 동작 상태를 에어백 제어 장치에 피드백하는 단계, 및 모터 제어 신호에 대응하여 차량 계기판에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
능동형 안전띠의 제어 방법을 위해 사용되는 주행 정보는 충돌 위험에 대한 사전 정보를 포함할 수 있으며, 안전띠의 구속 제어는 차량이 충돌을 감지하기 전에 수행될 수 있다.
또한, 능동형 안전띠의 제어 방법은 상기 에어백이 전개된 상태에서는 구속 제어를 수행하지 않는 단계를 포함할 수 있다. 능동형 안전띠의 제어는 차량에 탑재된 안전띠마다 독립적으로 수행될 수 있으며, 안전띠가 체결되지 않은 경우, 해당 안전띠에 대해 능동형 안전띠의 제어 방법이 적용된 추가 제어 혹은 알고리즘이 수행될 필요가 없다.
한편, 능동형 안전띠의 제어를 위해, 모터 제어 신호는 펄스의 폭 또는 전류의 레벨에 대응하여 안전띠 모터를 제어할 수 있다. 안전띠 모터는 펄스의 폭 또는 전류의 레벨에 대응하여 안전띠의 추가 구속을 수행할 수 있다.
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 포함된다.
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.
50: 에어벡 제어기 38: 안전 벨트 구동모터
52: 조건 판단부 56: 안전띠 제어 판단부
54: 에어백 제어부 58: 안전띠 구동 제어부
20: 차량 정보 제공부

Claims (28)

  1. 안전띠의 체결 여부를 확인하는 단계;
    차량에 탑재된 센서 또는 주행 보조/안전 시스템으로부터 주행 정보를 수집하는 단계;
    상기 주행 정보를 바탕으로 차량의 안전 상태를 결정하는 단계;
    에어백 전개 여부를 확인하는 단계; 및
    에어백이 전개 되지 않은 상태에서 상기 안전 상태에 대응하여 상기 안전띠의 구속 제어를 위한 모터 제어 신호를 출력하는 단계
    를 포함하는, 능동형 안전띠의 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주행 정보는 휠 속도, 조향각, 횡 가속도, 요레이트(Yaw Rate), 전복 각속도, 전복 각도를 포함하는, 능동형 안전띠의 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 차량의 안전 상태는
    상기 차량의 진행 방향의 속도가 기 설정된 임계속도를 초과하는 지에 대한 제1조건;
    상기 차량의 횡방향 속도가 기 설정된 제1임계치를 초과하는 지에 대한 제2조건; 및
    상기 차량의 전복 상황을 판단하는 제3조건
    중 적어도 하나를 포함하는, 능동형 안전띠의 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전복 상황은 상기 전복 각속도 및 상기 전복 각도에 대응하여 결정되며, 상기 3조건은 상기 차량의 내부 측면에 배치된 에어백의 전개 조건보다 낮은 임계치를 초과하는 것인, 능동형 안전띠의 제어 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 주행 정보는 요 레이트 센서, 관성 측정 센서, 및 전복 감지 센서로부터 전달되는, 능동형 안전띠의 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 주행 정보는 차속 및 전복 감지 센서로부터 전달된 값을 포함하는, 능동형 안전띠의 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전복 감지 센서는 Y방향 가속도(Low Y), Z 방향 가속도(Low Z) 및 전복 각속도(Roll rate)를 출력하는, 능동형 안전띠의 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전복 각속도로부터 전복 각도를 계산하는 단계
    를 더 포함하는, 능동형 안전띠의 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 차량의 안전 상태를 결정하는 단계는
    상기 Y방향 가속도(Low Y), 상기 Z 방향 가속도(Low Z) 및 상기 전복 각속도(Roll rate), 상기 전복 각도 모두가 기 설정된 각각의 임계값을 초과하는 지를 판단하는 단계
    를 포함하는, 능동형 안전띠의 제어 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 모터 제어 신호에 대응하는 안전띠 모터의 동작 상태를 에어백 제어 장치에 피드백하는 단계; 및
    상기 모터 제어 신호에 대응하여 차량 계기판에 표시하는 단계
    를 더 포함하는, 능동형 안전띠의 제어 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 주행 정보는 충돌 위험에 대한 사전 정보를 포함하며,
    상기 안전띠의 구속 제어는 상기 차량이 충돌을 감지하기 전에 수행되는, 능동형 안전띠의 제어 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 에어백이 전개된 상태에서는 상기 구속 제어를 수행하지 않는 단계
    를 포함하는, 능동형 안전띠의 제어 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 모터 제어 신호는 펄스의 폭 또는 전류의 레벨에 대응하여 안전띠 모터를 제어하는, 능동형 안전띠의 제어 방법.
  14. 안전띠의 구속과 풀림을 제어하는 안전띠 모터;
    상기 안전띠 모터를 제어하기 위한 모터 제어 신호를 출력하는 안전띠 구동 제어부;
    상기 모터 제어 신호를 결정하기 위한 판단 결과를 제공하는 에어백 제어기를 포함하고,
    상기 에어백 제어기는 차량의 주행 중 수집된 주행 정보를 바탕으로 안전상태를 결정한 후 에어백의 전개 여부에 대응하여 상기 판단 결과를 결정하는, 능동형 안전띠의 제어 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 에어백 제어기는
    상기 차량의 전복 상태를 판단하는 조건 판단부;
    상기 차량의 충돌을 감지하여 상기 에어백을 전개하는 에어백 제어부; 및
    상기 주행 정보를 바탕으로 안전 상태를 결정하고, 상기 조건 판단부와 상기 에어백 제어부로부터 전달된 상기 전복 상태 및 상기 에어백의 전개 여부에 대응하여 상기 판단 결과를 결정하는 안전띠 제어 판단부
    를 포함하는, 능동형 안전띠의 제어 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 안전띠 제어 판단부는
    상기 에어백이 전개 되지 않은 상태에서 상기 안전 상태에 대응하여 상기 안전띠의 구속 제어를 위한 상기 모터 제어 신호가 출력되도록 하고,
    상기 에어백이 전개된 상태에서는 상기 구속 제어가 수행되지 않도록 하는, 능동형 안전띠의 제어 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 에어백 제어기는
    상기 차량의 충돌을 감지하는 충돌 센서;
    상기 차량의 전복을 감지하기 위한 전복 감지 센서; 및
    상기 차량의 가속도와 회전운동을 측정하는 관성 측정 센서
    를 더 포함하는, 능동형 안전띠의 제어 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 주행 정보는 휠 속도, 조향각, 횡 가속도, 요레이트(Yaw Rate), 전복 각속도, 전복 각도를 포함하는, 능동형 안전띠의 제어 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 에어백 제어기는, 상기 차량의 진행 방향의 속도가 기 설정된 임계속도를 초과하는 지에 대한 제1조건; 상기 차량의 횡방향 속도가 기 설정된 제1임계치를 초과하는 지에 대한 제2조건; 및 상기 차량의 전복 상황을 판단하는 제3조건 중 적어도 하나에 대응하여, 상기 안전상태를 결정하는, 능동형 안전띠의 제어 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 전복 상황은 상기 전복 각속도 및 상기 전복 각도에 대응하여 결정되며, 상기 3조건은 상기 차량의 내부 측면에 배치된 에어백의 전개 조건보다 낮은 임계치를 초과하는 것인, 능동형 안전띠의 제어 장치.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 주행 정보는 요 레이트 센서, 관성 측정 센서, 및 전복 감지 센서로부터 전달되는, 능동형 안전띠의 제어 장치.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 주행 정보는 차속 및 전복 감지 센서로부터 전달된 값을 포함하는, 능동형 안전띠의 제어 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 전복 감지 센서는 Y방향 가속도(Low Y), Z 방향 가속도(Low Z) 및 전복 각속도(Roll rate)를 출력하는, 능동형 안전띠의 제어 장치.
  24. 제14항에 있어서,
    상기 에어백 제어기는 상기 전복 각속도로부터 전복 각도를 계산하는, 능동형 안전띠의 제어 장치.
  25. 제14항에 있어서,
    상기 에어백 제어기는 상기 Y방향 가속도(Low Y), 상기 Z 방향 가속도(Low Z) 및 상기 전복 각속도(Roll rate), 상기 전복 각도 모두가 기 설정된 각각의 임계값을 초과하는 지를 판단하는, 능동형 안전띠의 제어 장치.
  26. 제14항에 있어서,
    상기 에어백 제어기는 상기 모터 제어 신호에 대응하는 안전띠 모터의 동작 상태를 에어백 제어 장치에 피드백하고, 상기 모터 제어 신호에 대응하여 차량 계기판에 표시하는, 능동형 안전띠의 제어 장치.
  27. 제14항에 있어서,
    상기 주행 정보는 충돌 위험에 대한 사전 정보를 포함하며,
    상기 판단 결과는 상기 차량이 충돌을 감지하기 전에 출력되는, 능동형 안전띠의 제어 장치.
  28. 제14항에 있어서,
    상기 모터 제어 신호는 펄스의 폭 또는 전류의 레벨에 대응하여 안전띠 모터를 제어하는, 능동형 안전띠의 제어 장치.
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