경적을 구비한 차량에 사용하기 위한 핸들 조립체
통상적으로, 차량 경적 스위치는 핸들의 중앙에 위치한다. 그러나 에어백도 핸들의 중앙에 배치하는 것이 가장 효과적이므로, 경적 스위치는 그 크기가 감소되고 핸들의 중앙으로부터 벗어난 지점으로 이동되었다. 편리성을 위해서 그리고 운전자가 경적을 신속하고 정확하게 작동시킬 수 있도록, 경적 스위치와 에어백 조립체를 핸들의 중앙에 배치하는 것이 바람직한 것으로 간주된다. 사용이 용이하며, 에어백 시스템과 함께 사용되는 경우 현재 사용되는 경적 작동 시스템이 요구하는 바와 같이 정밀한 압력 인가 위치에 좌우되지 않으며, 또한 차량내의 주위 온도 및 압력 변화에 기인하여 조립체가 저절로 작동하지 않는, 경적 작동 시스템을 제공하는 것이 요구된다. 발명의 요약 따라서, 본 발명의 목적은 핸들에 장착된 에어백 조립체와 일체형을 이루며, 주변 온도 및 압력 변화로 인한 우발적인 작동을 방지하면서 신속히 작동하도록 구성된 경적 작동기를 제공하는 것이다. 본 발명에 따르면, 경적을 갖는 자주 차량(self-propelled vehicle)에 사용하기 위한 핸들 조립체는 핸들과, 상기 핸들의 주변내에 위치하는 팽창가능한 에어백과, 상기 팽창가능한 에어백상에 중첩되는 경적 작동기를 포함한다. 바람직하제, 상기 경적 작동기는 하중 감지 센서와, 상기 하중 감지 센서에 접속되어, 소정 대기 시간 동안 상기 센서에 가해지는 하중의 변화를 감지하고, 변화가 선택된 한계치에 도달하였느가를 결정하고, 상기 변화가 상기 선택된 한계치와 적어도 동일한 경우에 경적을 작동 또는 정지시키는 회로 수단을 구비한다. 바람직하게, 상기 하중 감지 센서는 한쌍의 얇은 지지 시트로 이루어진 얇은 가요성 센서이며, 각각의 시트는 그 위에 마주보는 패턴으로 배치된 전극을 구비하며, 그 전극 사이에, 상기 하중 감지 센서에 가해지는 하중의 변화에 따라 저항성이 변화하는 감압성(pressure sensitive) 저항 재료가 배치된다. 상기 하중 감지센서는, 상기 핸들상에 장착되며 상기 에어백상에 중첩되는 커버 조립체내에 배치된다. 본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 장점은 아래의 설명과 도면으로부터 분명해질 것이다.
본 발명은 에어백과 경적 스위치를 중앙에 갖는 핸들(steering wheel) 조립체에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 핸들 조립체의 사시도, 도 2는 관련 경적과 경적 작동 회로를 도시하는 도 1의 2-2 선을 따라 취한 단면도, 도 3은 도 1의 핸들 조립체와 함께 사용될 수 있는 센서의 평면도, 도 4는 도 1의 핸들 조립체와 함께 사용될 수 있는 또 다른 센서의 평면도, 도 5는 경적의 작동 및 정지에 사용되는 논리의 순서도, 도 6은 도 1의 핸들 조립체와 함께 사용되는 회로의 회로도.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 핸들 조립체(10)는 자주 차량의 조향대(steering column)(도시되지 않음)에 적절하게 장착된 핸들(12)을 포함한다. 핸들은 그의 주변내의 거의 중앙에 에어백과 경적 스위치 조립체(14)를 지지한다. 에어백과 경적 스위치 조립체(14)는 팽창가능한 에어백(16)과, 에어백 팽창기(18) 및 핸들(12)에 에어백과 경적 스위치 조립체(14)의 부재를 고정 및 장착하기 위한 장착판(20)을 포함한다. 또한, 에어백과 경적 스위치 조립체(14)는 에어백상에 중첩되고 에어백과 경적 스위치 조립체(14)의 장식적인 커버 역할도 수행하는 부드러운 가요성의 외부 커버(22)와 같은 커버를 포함한다. 커버(22)에는 취약한 봉합선(24)이 형성되어, 에어백이 작동하는 경우 에어백이 취약한 봉합선을 통해 전개될 수 있다. 에어백 상에 중첩되는 강성의 비교적 단단한 내부 커버(26)가 설치되어, 하중 감지 센서 또는 경적 작동기(30)를 설치하고, 그것을 외부 커버(22)의 내면(23)에 대해 마주보는 관계로 위치설정하고, 경적 작동을 위하여 외부 커버(22)가 가압될 때 에어백을 대신하여 또는 그에 부가하여 지지를 제공한다. 경적 작동기(30)는 외부 커버상에 일체형으로 형성된 탭(31) 또는 적당한 체결구에 의하여 커버(22, 26) 사이에 고정될 수 있다. 경적 작동기(30)는 적당한 도선(34)과 회로(C)를 거쳐 차량 경적(32)에 연결된다. 경적 작동기(30)는 에어백(16) 전개를 방해하지 않도록 봉합선 (24) 위에 배치되거나, 도시된 바와 같이 봉합선을 가로질러 배치될 수도 있는데, 이는 경적 작동기(30)가 경량이어서 에어백의 전개를 방해하지 않고 에어백과 함께 튀어나오는 경우 사용자에게 해를 주지 않기 때문이다. 내부 커버(26)는 종래 기술에 따라 설치된 가요성의 봉합선을 가져 에어백이 봉합선을 통하여 전개되는 것을 허용할 수 있다. 경적 작동기(30)는 미국 특허 제 5,222,399 호 및 제 5,086,652 호에 따라 제조된 바와 같은 종래의 하중 감지 센서일 수도 있으며, 이것의 두께는 0.002인치 내지 0.005인치(0.051mm 내지 0.127mm)일 수도 있다. 감지 센서(30)는 폴리에스테르 필름과 같은 한쌍의 얇은 가요성의 플라스틱 지지 시트(40)를 포함할 수도 있다. 각각의 시트에는 도 3에 도시된 원형 패턴과 같은 적당한 전극 패턴이 형성된다. 전극(42)은 은일 수도 있으며, 지지 시트에 인쇄된 스크린일 수도 있으며, 공지된 방식의 마주보는 패턴 또는 교차 패턴으로 배치된다. 스크린 인쇄 공정에 의해 배치된 감압성 저항 재료가 마주보는 전극 사이에 개재될 수도 있다. 감압성 저항 재료(44)는 아크릴 바인더중의 탄소-몰리브덴 이황화물(carbon-molybdenum disulfide) 재료일 수도 있다. 각각의 전극(42)은 도선(46)에 접속되며, 도선(46)은 적당한 접점(48)에 접속된다. 접점(48)은 적당한 도선(34)을 통하여 회로(C)에 연결되며, 이러한 회로 (C)는 마주보는 전극 사이의 저항과, 저항 변화를 결정할 수 있으며 또한 소정의 출력을 처리 및 제공할 수 있다. 따라서, 경적 작동시 차량의 운전자는 외부 커버에만 하중을 가하면 된다는 것이 분명할 것이다. 그 결과 경정 작동기(30)는 경적을 작동할 수 있는 출력을 발생하게 된다. 그러나, 경적의 오작동을 방지하는 것은 중요하다. 감압성 하중 감지 센서는, 온도와 압력이 상승 및 변화함에 따라 팽창 또는 수축하거나 그 형상이 변화될 수 있는 센서가 핸들 조립체 부재 사이에 배치되는 경우 주변 온도와 압력의 변화에 민감하게 반응할 수 있다고 밝혀져 있다. 따라서, 예를 들면 본 명세서의 내용과 도면에 도시된 바와 같은 핸들 조립체가 상승된 온도에 노출되는 경우, 에어백이 팽창될 수 있거나 외부 또는 내부 커버의 형태가 변화될 수 있어, 경적 작동기가 압착되기에 충분한 하중이 경적 작동기(30)에 가해질 수 있다. 차량에서와 같이 단순히 하중 감지 센서에 하중을 가하여 경적을 작동시키는 경우, 경적은 우발적으로 작동될 수 있다. 본 발명에 따르면 이러한 오작동이 방지된다. 도 5를 참조하면, 경적 작동기(30)에 가해지는 하중 또는 힘은 주기적으로, 즉 매 250 밀리초(millisecond)마다 판독된다. 각각의 판독치는 1 내지 255의 범위를 갖는 임의의 선택된 수치로 변화되며, 수치는 높으면 높을수록 하중 또는 인가된 힘이 큰 것을 나타낸다. 소정의 수치 변화, 즉 경적을 작동 또는 정지시키기 250 밀리초의 대기 시간중에 판독되어야 하는 한계 변화치(threshold change)로서 선택된 10이, 소정의 대기 시간중 검출되는 경우, 경적에서 소리가 발생할 것이다. 사용중, 외견상 가해진 힘의 제 1 값이 판독된다. 그 후 250 밀리초 후에 제 2 판독이 이루어져 제 2 값을 제공한다. 예를 들면, 정지 상태의 하중 감지 센서의제 1 수치가 125 이며 제 2 수치가 126이라고 가정하면, 10의 수치 변화의 증가나 감소가 감지되지 않으며, 경적은 작동 및 정지되지 않는다. 센서가 급격하게 가압되는 경우, 가해진 힘의 수치가 매우 짧은 시간 주기내에 현저히 변한다. 따라서, 제 1 판독치가 125인 경우, 경적 작동기에 대해 급속히 가해지는 힘은 단지 250 밀리초후 160의 제 2 판독치를 발생한다. 이러한 35의 차이는 소정의 대기 시간중 사전설정된 10의 한계치를 초과하여 경적이 작동되도록 한다. 경적 작동기에 가해진 힘이 그 후 급격히 경감되는 경우, 250 밀리초의 대기 시간내에 10보다 크게 하락하면 경적이 정지될 것이다. 따라서, 경적 작동기(30)에 가해지는 힘의 점차적인 증가는 경적 작동에 영향을 끼치지 않을 것이며, 오직 경적 작동기에 급격히 또는 빠르게 힘이 가해지면(또는 경적 작동기로부터 힘을 신속히 제거하면) 경적이 작동 및 정지할 것이 분명하다. 따라서, 예를 들면, 더운날 주차될 경우와 같이 차량의 내부가 가열되는 경우와, 에어백 및 경적 작동기 조립체가 가열되어 경적 작동기에 힘이 가해지는 경우, 오랜 시간에 걸쳐 가해진 힘이 점차적으로 증가하면, 경적을 작동시키지 않을 것이다. 그러나, 차량 사용중, 경적 작동기가 상승된 온도 조건으로 인해 하중을 받는 상태에 있더라도, 경적 작동기에 빠르게 가해지는 힘은 경적이 소정의 작동을 하도록 할 것이다. 경적 작동기(30)가 하중을 받지 않거나 정지의 상태에서 비교적 큰 하중을 받을 때, 경적은 필요할 때 그리고 통상적으로 이해되는 사용법에 따라 작동된다(또는 정지된다). 도 3에 도시된 바와 같은 센서(30)가 사용될 수도 있지만, 적당한 출력을 얻을 수도 있는 다른 센서나 변환기가 또한 사용될 수도 있다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같은 센서(100)가 센서(30) 대신에 사용될 수도 있다. 센서(100)는 유사하게 제조되지만, 보다 넓은 경적 작동 영역의 범위를 제공하는 일련의 전극(102)을 가지며, 이에 따라 경적 작동 특성이 향상된다. 루이스(Lewis)의 1983년 9월 7일자 영국 특허 공개공보 제 GB 2115556A 호에 예시된 형상을 갖는 감압성 그리드 센서(pressure sensitive grid sensors) 및 압전 압력 응답 변환기와 같은 다른 작동기가 사용될 수도 있다. 하중 감지 센서(30)를 판독하여 변화가 관찰될 수 있는 것에 관한 출력과, 도 5에 의해 제공된 논리에 따라 경적을 작동시킬 것인가 또는 정지시킬 것인가에 관한 결정을 제공하기 위한 통상적인 회로(C)가 도 6에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 센서(30)는 사실상 가변 저항기로, 이것의 출력은 가해지는 힘에 따라 변화한다. 센서(30)의 저항은 하중 감지 센서의 저항을 판독하기 위하여 인버팅 연산 증폭기 회로(inverting op-amp circuit)를 사용하므로써 결정된다. 따라서, -5의 직류 전압이 센서에 가해진다. 연산 증폭기 회로는 하기의 방정식에 따라 센서 저항(R s )이 기준 저항(R F )과 구동 전압(V D )의 곱을 출력 전압(V O )으로 나눈 것과 동일하게 되도록 설정된다. V O = V D XR F /R S 발생된 출력 전압 범위는 통상적인 8 비트 아날로그 대 디지털 회로에 의해 1 내지 255의 디지털 범위로 변환된다. 수치가 증가하면 가해지는 힘이 증가하는것을 나타낸다. 이들 수치가 마이크로프로세서에서 사용되어 차량이 경적 작동이 요구되는 상태에 있을 때 매 250 밀리초마다 판독치를 제공한다. 전술한 바와 같이, 다른 조립체와 그 사용 방법이 본 발명의 범위와 정신을 벗어나지 않고 고안될 수도 있음을 당업자는 알 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 예시된 특정 실시예에만 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. |
