KR20240002768A - 안전벨트 자동 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

안전벨트 자동 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

실시예에 따른 안전벨트 자동 제어 시스템은 안전벨트의 착용 및 해제 상태를 실시간으로 센싱하여 안전벨트의 상태에 따라 차량 시동 허용, 속도 제한을 수행할 수 있도록 한다. 또한, 실시예에서는 안전벨트의 압력에 따라 사고 발생여부를 판단하고, 사고 발생이 판단되는 경우, 안전벨트를 자동 해제한다.
또한, 실시예에서는 안전벨트 착용 후 주행을 시작하고 주행 도중 안전벨트를 해제하는 경우, 안전벨트 해제 신호에 따라 차량 속도를 제한할 수 있도록 한다. 또한, 차량 주행 속도에 따라 안전벨트의 인장력을 자동 제어할 수 있도록 한다.

Description

안전벨트 자동 제어 시스템 및 방법{SEAT BELT AUTOMATIC CONTROL SYSTEM AND METHOD}
본 개시는 안전벨트 자동 제어 시스템에 관한 것으로 구체적으로, 안전벨트 잠금 상태 및 인장력을 모니터링하여 차량의 사고발생 여부를 판단하고, 안전벨트의 해제와 잠금을 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
스마트카는 차량 내 정보를 통합 관리하고, 운전자가 차 안에서 오락, 정보 등 다양한 콘텐츠를 즐길 수 있는 차량으로, 스마트폰 등 모바일 기기와 이동통신 기술을 자동차에 접목하여 편의성을 높이고 고객의 니즈에 부응하는 차세대 자동차이다. 스마트카는 교통사고를 획기적으로 줄이고 사고 피해를 최소화해주며, 자동차 주행을 효과적으로 할 수 있게 해 환경 오염도 줄일 수 있도록 한다.
스마트카에 장착되는 안전장치는 사고 발생을 미연에 방지하는 능동형 안전장치, 사고 발생 시 승객을 보호하는 수동형 안전장치 등으로 분류한다.
스마트카의 통합제어기는 외부 카메라 및 레이더 센서로 노면의 장애물이나 갑자기 멈춰선 차량 등 위험 상황을 확인한다. 위험이 감지되면 먼저 전동식 좌석벨트의 진동을 통해 승객에게 경고를 알린다. 충돌이 예상되는 경우 긴급자동제동장치를 작동시켜 급 제동하고, 동시에 전동식 안전벨트를 조정해 승객을 좌석과 밀착시킨다. 이후 불가피하게 차가 충돌하면 충격 강도에 따라 프리텐셔너와 에어백을 전개한다. 최근 스마트카 및 커넥티드카에 위험 감지에 따라 안전벨트와 에어벡을 제어하는 시스템이 탑재되고 있지만, 안전사고가 발생한 경우 안전벨트를 자동으로 해제하고, 안전벨트 착용 여부에 따라 차량 속도 제한을 적용하여 탑승자 안전을 강화하는 시스템은 전무하다.
1. 한국 특허출원 제10-2017-0175912호 (2017.12.20) 2. 한국 특허출원 제10-2012-0144824호 (2012.12.12)
실시예에 따른 안전벨트 자동 제어 시스템은 안전벨트의 착용 및 해제 상태를 실시간으로 센싱하여 안전벨트의 상태에 따라 차량 시동 허용, 속도 제한을 수행할 수 있도록 한다. 또한, 실시예에서는 안전벨트의 압력에 따라 사고 발생여부를 판단하고, 사고 발생이 판단되는 경우, 안전벨트를 자동 해제한다.
또한, 실시예에서는 안전벨트 착용 후 주행을 시작하고 주행 도중 안전벨트를 해제하는 경우, 안전벨트 해제 신호에 따라 차량 속도를 제한할 수 있도록 한다. 또한, 차량 주행 속도에 따라 안전벨트의 인장력을 자동 제어할 수 있도록 한다.
실시예에 따른 안전벨트 자동 제어 시스템은 안전벨트의 잠금, 해제를 포함하는 착용상태를 감지하는 상태감지 모듈; 안전벨트의 인장력을 센싱하는 압력 감지 모듈; 차량의 전자제어유닛(ECU)로부터 차량속도를 포함하는 주행상태정보와 환경정보를 전달받는 통신모듈; 주행상태정보와 환경정보에 따라 안전벨트의 인장력을 제어하는 제어모듈; 및 안전벨트의 인장력, 주행상태 정보와 환경정보를 기반으로 사고 발생 여부를 판단하는 판단모듈; 을 포함하고, 사고가 발생한 경우, 안전벨트를 자동 해제한다.
다른 실시예에 따른 안전벨트 자동 제어 방법은 (A) 상태감지 모듈에서 안전벨트의 잠금, 해제를 포함하는 착용상태를 감지하는 단계; (B) 압력 감지 모듈에서 안전벨트의 인장력을 센싱하는 단계; (C) 통신모듈에서 차량의 전자제어유닛(ECU)로부터 차량속도를 포함하는 주행상태정보와 환경정보를 전달받는 단계; 및 (D) 제어모듈에서 상기 주행상태정보와 환경정보에 따라 안전벨트의 인장력을 제어하는 단계; 를 포함한다. 실시예에서 주행상태정보와 환경정보에 따라 안전벨트의 인장력을 제어하는 단계; 는 판단모듈에서 안전벨트의 인장력, 주행상태 정보와 환경정보를 기반으로 사고 발생 여부를 판단하는 단계; 및 사고가 발생한 경우, 안전벨트를 자동 해제하는 단계; 를 포함한다.
이상에서와 같은 안전벨트 자동 제어 시스템은 안전벨트 상태 정보에 따라 시동제한, 속도제한 등으로 차량 제어에 제한을 가함으로써, 주행 안전성 및 운전자 안전성을 향상시킬 수 있도록 한다. 또한, 사고 발생 시 안전벨트를 자동 해제함으로써, 사고 상황에서 안전벨트 해제를 빠르게 수행하여 신속한 탑승자 대피가 가능하도록 한다. 또한, 주행 속도 및 주행 상황에 따라 안전벨트의 인장력을 자동 제어하여 안전벨트 착용으로 인한 운전자 불편감을 줄일 수 있도록 한다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 실시예에 따른 안전벨트 자동제어 시스템 구성을 나타낸 도면.
도 2는 실시예에 따른 안전벨트 자동제어 시스템의 데이터 처리 구성을 나타낸 도면.
도 3은 실시예에 따른 안전벨트 자동 제어 시스템의 데이터 처리 흐름을 나타낸 도면.
도 4는 실시예에 따른 안전벨트 자동 제어 시스템의 안전벨트 해제를 위한 데이터 처리 흐름을 나타낸 도면.
도 5는 실시예에 따른 안전벨트 해제 여부에 따른 차량 제어를 위한 데이터 처리 흐름을 나타낸 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 안전벨트 자동제어 시스템 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 안전벨트 자동 제어 시스템은 차량에 구비된 안전벨트 자동제어 시스템(100) 및 차량과 연동된 스마트 단말(200)을 포함하여 구성될 수 있다. 실시예에서 차량은 안전벨트 자동제어를 위한 시스템(100)을 포함하는 스마트카, 커넥티드카, 전기차 등을 포함할 수 있다.
스마트 단말(200)은 안전벨트 원격제어 및 차량 제어를 위해 차량과 연동된 단말로서 차량과 스마트 단말 간 인증 과정을 통해 연동을 수행할 수 있다. 실시예에서 스마트 단말(200)은 안전벨트 자동 제어 시스템으로부터 사고 발생이 감지되는 경우 이를 구조기관에 신고할 수 있다. 실시예에 따른 안전벨트 자동 제어 시스템은 안전벨트의 착용 및 해제 상태와 안전벨트의 인장력을 실시간으로 센싱하여 안전벨트의 상태에 따라 차량 시동 허용, 속도 제한을 수행할 수 있도록 한다. 또한, 실시예에서는 안전벨트의 압력에 따라 사고 발생여부를 판단하고, 사고 발생이 판단되는 경우, 안전벨트를 자동 해제한다. 또한, 실시예에서는 안전벨트 착용 후 주행을 시작하고 주행 도중 안전벨트를 해제하는 경우, 안전벨트 해제 신호에 따라 차량 속도를 제한할 수 있도록 한다. 또한, 차량 주행 속도에 따라 안전벨트의 인장력을 자동 제어할 수 있도록 한다.
도 2는 실시예에 따른 안전벨트 자동제어 시스템의 데이터 처리 구성을 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 안전벨트 자동 제어 시스템은 상태감지모듈(110), 압력 감지 모듈(120), 통신모듈(130), 제어 모듈(140) 및 판단모듈(150)을 포함하여 구성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 '모듈' 이라는 용어는 용어가 사용된 문맥에 따라서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계어, 펌웨어(firmware), 임베디드코드(embedded code), 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 또 다른 예로, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 센서, 멤스(MEMS; Micro-Electro-Mechanical System), 수동 디바이스, 또는 그 조합일 수 있다.
상태감지 모듈(110)은 안전벨트의 잠금, 해제를 포함하는 착용상태를 감지한다. 실시예에서 상태감지 모듈(110)은 안전벨트의 잠금 장치 결속여부를 통해 안전벨트의 착용상태를 파악할 수 있다.
압력감지모듈(120)은 안전벨트의 인장력을 센싱한다. 실시예에서 인장력은 탑승자에게 외부 충격이 가해지는 경우 일정 위치를 벗어나지 못하도록 탑승자에게 가하는 힘으로서, 탑승자와 안전벨트 사이의 압력에 의해 산출될 수 있다.
통신모듈(130)은 차량의 전자제어유닛(ECU)로부터 차량속도를 포함하는 주행상태정보와 환경정보를 전달받는다. 실시예에서 환경정보는 차량에 구비된 카메라와 전후방 및 측면 감지 센서로부터 전달받는 차량 주변환경 정보로서, 주변객체 존재 여부, 경사로의 기울기, 과속방지턱 존재 여부 등을 포함할 수 있다. 또한, 주행상태 정보는 차량속도, 가속도, 급정차여부, 휠 회전각, 휠 회전각 변화량 등을 포함할 수 있다.
제어모듈(140)은 주행상태정보와 환경정보에 따라 안전벨트의 인장력을 제어한다. 실시예에서 제어모듈(140) 차량의 가속도 또는 휠 회전각 변화율이 일정 수치를 초과하는 경우, 안전벨트의 가동 길이를 짧게 변화시켜 안전벨트가 탑승자에게 가하는 인장력을 향상시킬 수 있도록 한다. 또한, 제어모듈(140)은 일정시간 동안 가속도가 임계치 미만, 차량 속도가 설정값 미만이거나, 주행 중 환경 정보변화가 일정 수준 미만인 경우, 안전벨트의 가동 길이를 길게 변화시켜 안전벨트가 탑승자에게 가하는 인장력을 감소시킬 수 있도록 한다.
판단모듈(150)은 안전벨트의 인장력, 주행상태 정보와 환경정보를 기반으로 사고 발생 여부를 판단하고, 사고가 발생한 경우, 안전벨트를 자동 해제한다. 실시예에서 제어모듈(140)은 차량 주행속도가 설정값을 초과하거나, 차량 속도 변화가 설정값을 초과하거나, 연속되는 과속방지턱이 감지되거나, 기울기가 설정값을 초과하는 경사로가 감지되는 경우 안전벨트의 인장력을 증가시킬 수 있다. 또한, 실시예에서 제어모듈(140)은 조수석 및 뒷좌석에 탑승한 사용자의 체형을 감지하여 감지된 체형 정보에 따라 안전벨트의 가동 범위를 조정할 수 있다. 실시예에서 제어모듈(140)은 차량 내부에 설치된 탑승자 감지 센서 및 카메라와 연동되어, 탑승자가 좌석에 탑승하는 경우, 해당 탑승자의 중량, 크기, 체형 등 탑승자 신체 정보를 센싱하여 센싱된 탑승자 신체 정보를 기반으로 안전 벨트 가동 범위를 조정한다. 예컨대, 아동 등 탑승자 중량이 상대적으로 작은 탑승자가 센싱된 경우 안전벨트 가동 범위를 자동으로 줄이고, 성인 탑승이 센싱된 경우, 안전 벨트 가동 범위를 다시 늘릴 수 있다. 또한, 애완견 탑승이 센싱된 경우, 애완견의 크기와 형태를 고려하여 안전벨트 가동 범위를 조정할 수 있도록 한다. 또한, 실시예에서 제어모듈(140)은 차량 소유주의 신체 정보를 저장하고, 저장된 신체 정보에 해당하는 안전벨트 가동 범위를 미리 설정할 수 있다. 예컨대, 제어모듈(140)은 차량 소유주 탑승이 감지되는 경우, 안전벨트 가동 범위를 미리 설정된 값으로 조정하고, 다른 탑승자가 감지되는 경우, 안전 벨트 가동 범위를 재조정할 수 있다.
실시예에서 통신모듈(130)은 차량 주행 중 안전벨트 해제가 감지되는 경우, 차량 속도 제한 명령을 차량의 전자제어 유닛으로 전달한다. 실시예에서는 안전벨트 해제가 감지되는 경우, 차량 속도가 일정 값을 초과하지 못하도록 제한할 수 있다. 또한, 주행 시작 시 안전벨트 착용이 감지되지 않는 경우, 시동 제한 신호를 차량의 전자제어 유닛으로 전달한다.
이하에서는 안전벨트 자동 제어 방법에 대해서 차례로 설명한다. 실시예에 따른 안전벨트 자동 제어 방법의 작용(기능)은 위조품 탐지 시스템의 기능과 본질적으로 같은 것이므로 도 1 및 도 2와 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 3은 실시예에 따른 안전벨트 자동 제어 시스템의 데이터 처리 흐름을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, S100 단계에서는 상태감지 모듈 안전벨트의 잠금, 해제를 포함하는 착용상태를 감지한다. S200 단계에서는 압력 감지 모듈에서 안전벨트의 인장력을 센싱한다. S300 단계에서는 통신모듈에서 차량의 전자제어유닛(ECU)로부터 차량속도를 포함하는 주행상태정보와 환경정보를 전달받는다. S400 단계에서는 제어모듈에서 상기 주행상태정보와 환경정보에 따라 안전벨트의 인장력을 제어한다. S400 단계에서는 주행상태정보와 환경정보에 따라 안전벨트의 인장력을 제어한다. 실시예에서 제어모듈(140) 차량의 가속도 또는 휠 회전각 변화율이 일정 수치를 초과하는 경우, 안전벨트의 가동 길이를 짧게 변화시켜 안전벨트가 탑승자에게 가하는 인장력을 향상시킬 수 있도록 한다. 또한, 제어모듈(140)은 일정시간 동안 가속도가 임계치 미만, 차량 속도가 설정값 미만이거나, 주행 중 환경 정보변화가 일정 수준 미만인 경우, 안전벨트의 가동 길이를 길게 변화시켜 안전벨트가 탑승자에게 가하는 인장력을 감소시킬 수 있도록 한다. 또한, 실시예에서는 조수석 및 뒷좌석에 탑승한 사용자의 체형을 감지하여 감지된 체형 정보에 따라 안전벨트의 가동 범위를 조정할 수 있다. 실시예에서는 차량 내부에 설치된 탑승자 감지 센서 및 카메라와 연동되어, 탑승자가 좌석에 탑승하는 경우, 해당 탑승자의 중량, 크기, 체형 등 탑승자 신체 정보를 센싱하여 센싱된 탑승자 신체 정보를 기반으로 안전 벨트 가동 범위를 조정한다. 예컨대, 아동 등 탑승자 중량이 상대적으로 작은 탑승자가 센싱된 경우 안전벨트 가동 범위를 자동으로 줄이고, 성인 탑승이 센싱된 경우, 안전 벨트 가동 범위를 다시 늘릴 수 있다. 또한, 애완견 탑승이 센싱된 경우, 애완견의 크기와 형태를 고려하여 안전벨트 가동 범위를 조정할 수 있도록 한다. 또한, 차량 소유주의 신체 정보를 저장하고, 저장된 신체 정보에 해당하는 안전벨트 가동 범위를 미리 설정할 수 있도록 한다.
도 4는 실시예에 따른 안전벨트 자동 제어 시스템의 안전벨트 해제를 위한 데이터 처리 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면 S410 단계에서는 판단모듈에서 안전벨트의 인장력, 주행상태 정보와 환경정보를 기반으로 사고 발생 여부를 판단한다.
사고가 발생된 것으로 판단되는 경우, S420 단계에서 안전벨트를 자동 해제하고, 사고가 발생하지 않은 것으로 판단된 경우 사고가 발생한 경우, S100 단계로 진입하여 안전벨트 상태를 다시 파악한다.
도 5는 실시예에 따른 안전벨트 해제 여부에 따른 차량 제어를 위한 데이터 처리 흐름을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, S100 단계에서 안전벨트 착용상태 감지 후 S110 단계에서 안전벨트 해제 여부를 파악한다. 안전벨트가 해제된 것으로 판단된 경우, S120 단계에서는 차량 속도 제한 명령을 생성하여 차량 제어 유닛으로 전달하고 S300 단계로 진입한다. S110 단계에서 안전벨트가 해제되지 않은 것으로 판단된 경우 S200 단계로 진입하여 안전벨트의 인장력을 센싱한다.
안전벨트 자동 제어 시스템은 안전벨트 상태 정보에 따라 시동제한, 속도제한 등으로 차량 제어에 제한을 가함으로써, 주행 안전성 및 운전자 안전성을 향상시킬 수 있도록 한다. 또한, 사고 발생 시 안전벨트를 자동 해제함으로써, 사고 상황에서 안전벨트 해제를 빠르게 수행하여 신속한 탑승자 대피가 가능하도록 한다. 또한, 주행 속도 및 주행 상황에 따라 안전벨트의 인장력을 자동 제어하여 안전벨트 착용으로 인한 운전자 불편감을 줄일 수 있도록 한다.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.
100 : 상태감지 모듈
120 : 압력 감지 모듈
130 : 통신모듈
140 : 제어 모듈
150 : 판단 모듈

Claims (10)

  1. 안전벨트 자동 제어 시스템에 있어서,
    안전벨트의 잠금, 해제를 포함하는 착용상태를 감지하는 상태감지 모듈;
    안전벨트의 인장력을 센싱하는 압력 감지 모듈;
    차량의 전자제어유닛(ECU)로부터 차량속도를 포함하는 주행상태정보와 환경정보를 전달받는 통신모듈; 및
    상기 주행상태정보와 환경정보에 따라 안전벨트의 인장력을 제어하는 제어모듈; 을 포함하는 안전벨트 자동 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 안전벨트 자동제어 시스템은
    안전벨트의 인장력, 주행상태 정보와 환경정보를 기반으로 사고 발생 여부를 판단하는 판단모듈; 을 더 포함하고,
    사고가 발생한 경우, 안전벨트를 자동 해제하는 것을 특징으로 하는 안전벨트 자동 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 통신모듈; 은
    주행 중 안전벨트 해제가 감지되는 경우, 차량 속도 제한 명령을 차량의 전자제어 유닛으로 전달하는 것을 특징으로 하는 안전벨트 자동 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 통신모듈; 은
    주행 시작 시 안전벨트 착용이 감지되지 않는 경우, 시동 제한 신호를 차량의 전자제어 유닛으로 전달하는 것을 특징으로 하는 안전벨트 자동 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어모듈; 은
    차량 주행속도가 설정값을 초과하거나, 차량 속도 변화가 설정값을 초과하거나, 연속되는 과속방지턱이 감지되거나, 기울기가 설정값을 초과하는 경사로가 감지되는 경우 안전벨트의 인장력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 안전벨트 자동 제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어모듈; 은
    조수석 및 뒷좌석에 탑승한 사용자의 체형을 감지하여 감지된 체형 정보에 따라 안전벨트의 가동 범위를 조정하는 것을 특징으로 하는 안전벨트 자동 제어 시스템.
  7. 안전벨트 자동 제어 방법에 있어서,
    (A) 상태감지 모듈에서 안전벨트의 잠금, 해제를 포함하는 착용상태를 감지하는 단계;
    (B) 압력 감지 모듈에서 안전벨트의 인장력을 센싱하는 단계;
    (C) 통신모듈에서 차량의 전자제어유닛(ECU)로부터 차량속도를 포함하는 주행상태정보와 환경정보를 전달받는 단계; 및
    (D) 제어모듈에서 상기 주행상태정보와 환경정보에 따라 안전벨트의 인장력을 제어하는 단계; 을 포함하는 안전벨트 자동 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 (D)의 단계; 는
    판단모듈에서 안전벨트의 인장력, 주행상태 정보와 환경정보를 기반으로 사고 발생 여부를 판단하는 단계; 및
    사고가 발생한 경우, 안전벨트를 자동 해제하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전벨트 자동 제어 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 (C)의 단계; 는
    주행 중 안전벨트 해제가 감지되는 경우, 차량 속도 제한 명령을 차량의 전자제어 유닛으로 전달하는 것을 특징으로 하는 안전벨트 자동 제어 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 (C)의 단계; 는
    주행 시작 시 안전벨트 착용이 감지되지 않는 경우, 시동 제한 신호를 차량의 전자제어 유닛으로 전달하는 것을 특징으로 하는 안전벨트 자동 제어 방법.
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