KR100315744B1 - 안전 범퍼 - Google Patents

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임태영
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이계안
현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 범퍼나 에어백과 같은 종래의 승객 보호용 장치가 여러 가지 장점에도 불구하고 차량 충돌시에 발생되는 충격량은 대단히 큰 이유로 인해 충격 완화작용에도 불구하고 승객에게 가해지는 충격을 충분히 완충할 수 없는 문제점이 있기 때문에,차량의 네 바퀴에 각각 설치되어 회전속도를 감지하는 휠 센서와, 변속기 출력축에 설치되어 동력의 출력 데이터를 감지하는 변속 센서와, 차체 프레임에 설치되어 충돌시 차량의 앞범퍼와 뒤범퍼를 각각 밀어냄으로써 충격을 흡수하는 쇽 업서버와, 차량의 앞뒤에 각각 설치되어 장애물과의 거리를 감지하는 초음파 센서와, 상기 쇽 업서버의 밸브를 제어하여 공압 및 유압을 조절하는 모듈레이터와, 상기 휠 센서에 의해 네 바퀴의 회전수를 감지하여 차량의 직진 주행 여부 및 속도를 판단하고, 상기 휠 센서에서 감지된 차량의 속도와 상기 변속 센서에서 감지된 동력 출력 데이터를 비교함으로써, 타이어 슬립률을 판단하여 정지 시에 미끄러지는 거리를 인식하며, 상기 초음파 센서에 의해 장애물과 차량의 거리를 감지함으로써, 입력된 차량의 중량 데이터와 타이어 슬립률 및 장애물과의 거리 데이터를 비교, 계산하여 충격량 제어를 위한 제어량을 상기 모듈레이터에 전송하는 제어부로 구성됨으로써,
차량의 충돌이나 추돌시 쇽 업서버의 기능을 이용하여 범퍼를 통해 차체로 전달되는 충격을 흡수/완화하게 되므로 탑승자의 피해가 감소되고 충격에 의한 차체 손상이 방지되는 안전 범퍼에 관한 것이다.

Description

안전 범퍼 { Safety bumper }
자동차의 앞부분과 뒷부분에 돌출되게 설치되어 차량 충돌시 발생되는 충격을 흡수하는 범퍼에 관한 것으로서, 차량 충돌시 발생되는 충격량을 계산하여 범퍼 내부에 설치된 쇽 업서버의 압력을 조절함으로써 차체에 가해지는 충격을 최소화할 수 있는 안전 범퍼에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 충돌을 대비하여 앞부분과 뒷부분에 각각 범퍼를 설치하고 있다. 범퍼는 탄성력을 이용하여 차량의 충돌에 따라 발생되는 충격량을 흡수하고 있다. 또, 운전자 및 동승자의 안전을 위하여 에어 백을 설치함으로서 차체에 충격이 가해지더라도 승객에게 직접 충격이 전달되지 않도록 하고 있다.
그러나, 차량 충돌시에 발생되는 충격량은 대단히 커서 범퍼와 에어백의 충격 완화작용에도 불구하고 승객에게 가해지는 충격을 충분히 완충할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 차량의 충돌이나 추돌시에 차량의 주행 상태를 감지하며, 타이어 슬립률 및 차량과 장애물과의 거리를 감지하는 다수의 센서가 설치되고, 범퍼 내부에 유압 및 공압식 쇽 업서버가 설치됨으로써, 충돌 시의 차량 운전 조건에 알맞게 쇽 업서버가 제어되어 차체에 가해지는 충격을 최소화할 수 있는 안전 범퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 안전 범퍼의 구성도,
도 2는 본 발명에 의한 안전 범퍼의 컨트롤 로직이 도시된 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 제어부 11 : 휠 센서
12 : 초음파 센서 13 : 변속 센서
14 : 모듈레이터 15 : 쇽 업서버
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량의 네 바퀴에 각각 설치되어 회전속도를 감지하는 휠 센서와, 변속기 출력축에 설치되어 동력의 출력 데이터를 감지하는 변속 센서와, 차체 프레임에 설치되어 충돌시 차량의 앞범퍼와 뒤범퍼를 각각 밀어냄으로써 충격을 흡수하는 쇽 업서버와, 차량의 앞뒤에 각각 설치되어 장애물과의 거리를 감지하는 초음파 센서와, 상기 쇽 업서버의 밸브를 제어하여 공압 및 유압을 조절하는 모듈레이터와, 상기 휠 센서에 의해 네 바퀴의 회전수를 감지하여 차량의 직진 주행 여부 및 속도를 판단하고, 상기 휠 센서에서 감지된 차량의 속도와 상기 변속 센서에서 감지된 동력 출력 데이터를 비교함으로써, 타이어 슬립률을 판단하여 정지 시에 미끄러지는 거리를 인식하며, 상기 초음파 센서에 의해 장애물과 차량의 거리를 감지함으로써, 입력된 차량의 중량 데이터와 타이어 슬립률 및 장애물과의 거리 데이터를 비교, 계산하여 충격량 제어를 위한 제어량을 상기 모듈레이터에 전송하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다,
본 발명에 의한 안전 범퍼는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 차량의 네 바퀴에 각각 설치되어 회전속도를 감지하는 휠 센서(11)와, 변속기 출력축에 설치되어 동력의 출력 데이터를 감지하는 변속 센서(13)와, 차체 프레임(24)에 설치되어 충돌시 차량의 앞범퍼(22)와 뒤범퍼(23)를 각각 밀어냄으로써 충격을 흡수하는 쇽 업서버(15)와, 차량의 앞뒤에 각각 설치되어 장애물과의 거리를 감지하는 초음파 센서(12)와, 상기 쇽 업서버(15)의 밸브를 제어하여 공압 및 유압을 조절하는 모듈레이터(14)와, 상기 휠 센서(11)와 변속 센서(13) 및 초음파 센서(12)의 신호를 읽어들여 상기 모듈레이터(14)에 제어 신호를 전송하는 제어부(10)로 구성된다.
미설명 부호 20은 엔진, 21은 추진축, 22'은 충돌직전의 앞범퍼 위치, 23' 충돌직전의 뒤범퍼 위치를 나타낸다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 안전 범퍼는 차량이 충돌될 경우 쇽 업서버를 이용하여 범퍼를 전진시키고 쇽 업서버의 기능을 이용하여 차체측에 발생되는 충격을 완화시키게 된다.
차량의 네 바퀴에 설치된 휠 센서(11)는 각각의 바퀴의 회전 속도를 감지하여 제어부(10)로 전송하게 된다. 따라서, 제어부(10)에서는 각 휠 센서(11;WS-1, WS-2,WS-3,WS-4)로부터 전달된 바퀴의 회전 속도 데이터를 비교하여 차량의 주행 자세와 차량의 진행 속도를 인식하게 된다. 즉, 차량의 휠 속도가 동일한지 아니면 다른지를 비교하여 직진 주행중인지 회전중인지를 판단한다.
또, 변속 센서(13;TS)는 엔진(20)으로부터 전달된 동력이 변속기 출력축을 통해 추진축(21)으로 전달되는 차량 동력 출력 데이터를 제어부(10)로 전송하고, 제어부(10)는 휠 센서(11)로부터 얻어진 차량 진행 속도 데이터와 차량 동력 출력 데이터를 비교하여 타이어 슬립률을 계산한다. 즉, 노면과 타이어 사이의 마찰력을 계산하여 정지시 미끄러지는 거리를 인식하게 된다.
범퍼(22,23)에 내장된 초음파 센서(12;US-1,US-2,US-3,US-4)는 차량의 전방 및 후방에 있는 물체나 차량 등의 장애물과의 거리를 감지하여 제어부(10)로 전송한다. 제어부(10)는 선 입력된 차량의 중량 데이터와 타이어 슬립률 및 장애물과의 거리 데이터를 입력으로 하고 물리학적 관성 이론 및 충돌 이론에 의거하여 충돌시 발생될 수 있는 충격량과 충격량 흡수를 위한 제어량(쇽 업서버의 유압 또는 공압)을 계산한다.
제어량의 계산이 완료되면 제어부(10)가 이를 전압 신호나 펄스 신호와 같은 제어 출력신호로 모듈레이터(14)에 전달한다. 모듈레이터(14)는 입력된 제어 출력신호에 따라 쇽 업서버(15)의 밸브를 통해 유압 또는 공압을 조절함으로써 쇽 업서버(15)가 충돌시 발생되는 압력을 완충시키게 한다.
충돌이나 추돌이 예상될 경우 모듈레이터(14)에 의해 쇽 업서버(15)가 작동되어 앞범퍼(22)나 뒤범퍼(23)가 외측으로 전진하여 충돌에 따른 충격량이 일차적으로 감소시키고, 충돌 또는 추돌로 인해 충격은 쇽 업서버(15)가 자체의 기능을 이용하여 흡수하게 된다. 따라서, 차량의 충돌이나 추돌에 의해 발생되는 충격량이 감소된 후 차체나 탑승자에게 전달된다.
이와 같이, 본 발명의 안전 범퍼는 차량의 충돌이나 추돌시에 차량의 주행 상태를 감지하며, 타이어 슬립률 및 차량과 장애물과의 거리를 감지하는 휠 센서, 변속 센서 및 초음파 센서가 설치되고, 범퍼 내부에 유압 및 공압식 쇽 업서버가 설치됨으로써, 충돌 시의 차량 운전 조건에 알맞게 쇽 업서버가 제어되어 차체에 가해지는 충격을 최소화하여 안정된 운전을 이룰 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

  1. 차량의 네 바퀴에 각각 설치되어 회전속도를 감지하는 휠 센서와;
    변속기 출력축에 설치되어 동력의 출력 데이터를 감지하는 변속 센서와;
    차체 프레임에 설치되어 충돌시 차량의 앞범퍼와 뒤범퍼를 각각 밀어냄으로써 충격을 흡수하는 쇽 업서버와;
    차량의 앞뒤에 각각 설치되어 장애물과의 거리를 감지하는 초음파 센서와;
    상기 쇽 업서버의 밸브를 제어하여 공압 및 유압을 조절하는 모듈레이터와;
    상기 휠 센서에 의해 네 바퀴의 회전수를 감지하여 차량의 직진 주행 여부 및 속도를 판단하고, 상기 휠 센서에서 감지된 차량의 속도와 상기 변속 센서에서 감지된 동력 출력 데이터를 비교함으로써, 타이어 슬립률을 판단하여 정지 시에 미끄러지는 거리를 인식하며, 상기 초음파 센서에 의해 장애물과 차량의 거리를 감지함으로써, 입력된 차량의 중량 데이터와 타이어 슬립률 및 장애물과의 거리 데이터를 비교, 계산하여 충격량 제어를 위한 제어량을 상기 모듈레이터에 전송하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 안전 범퍼.
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