KR100554853B1 - 충돌 종류 식별장치 - Google Patents

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KR100554853B1 KR1020047004034A KR20047004034A KR100554853B1 KR 100554853 B1 KR100554853 B1 KR 100554853B1 KR 1020047004034 A KR1020047004034 A KR 1020047004034A KR 20047004034 A KR20047004034 A KR 20047004034A KR 100554853 B1 KR100554853 B1 KR 100554853B1
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Abstract

본 발명의 충돌종류 식별장치는 차량 본체의 중심부에 배치되고, 제1감속도검출수단(22), 피크타임검출수단(32), 소요시간검출수단(34) 및 종류식별수단(36)을 가진다. 감속도검출수단(22)은 길이방향에서 차량의 감속도를 검출한다. 피크타임검출수단(32)은 감속도검출수단(22)에 의하여 검출된 상기 차량의 감속도(G)의 파형에 의하여 사전설정된 문턱값(GTH)의 초과로부터 제1피크까지의 시간을 제1피크타임(tp)으로 검출한다. 소요시간검출수단(34)은 차량의 감속도(G)의 시간적분을 통하여 얻어진 감속도 적분치(VG)가 미리 설정된 사전설정된 적분치와 동일해지는 시간을 소요시간(tn)으로 검출한다. 종류식별수단(36, 78)은 상기 제1피크타임(tp)과 상기 소요시간(tn)을 토대로 차량의 충돌종류를 식별한다. 충돌종류식별장치는 차량의 충돌을 복수의 충돌종류 중의 하나로 즉시 식별할 수 있다.

Description

충돌 종류 식별장치 {COLLISION TYPE IDENTIFYING DEVICE}
본 발명은 차량의 승객 보호시스템을 작동시키는데 사용되는 충돌 종류 식별장치에 관한 것이다.
관련된 기술에 따르면, 차량에 설치된 에어백 시스템과 같은 승객 보호시스템은 작동에 대한 타이밍, 인플래터의 배치출력(deployment output) 등등이 차량에 배치된 감속도계량기 등등에 의하여 검출된 감속도내의 시간적 변화(time-based change)에 기초해서 조정될 수 있도록 설계된다.
그러나, 도 1a 내지 도 1d에 도시된 바와 같은 다양한 차량의 충돌종류가 있음을 유의하여야 한다. 정면충돌(a)의 경우에는, 차량(1)의 전면이 물체(2)와 충돌한다. 오블릭(oblique)충돌(b)의 경우에는, 차량(1)이 물체(3)와 일정 각도로 충돌한다. 폴충돌(c)의 경우에는, 차량(1)의 전면 중심이 전신 폴(4) 등등과 충돌한다. 오프셋충돌(d)의 경우에는, 차량(1)의 전면의 한 측면이 물체(5)와 충돌한다.
정면충돌(a) 및 폴충돌(c)이 좌우대칭 충돌종류로 분류되는 한편, 오블릭충돌(b) 및 오프셋충돌(d)은 좌우비대칭 충돌종류로 분류된다. 차량의 충돌시에 승객의 변위의 방향, 양, 타이밍 등등은 충돌이 대칭인지 비대칭인지의 여부에 따라 달라진다. 또한, 오프셋충돌(d)은 ORB(오프셋 강성 배리어; Offset Rigid Barrier) 및 ODB(오프셋 변형가능 배리어; Offset Deformable Barrier)로 분류된다. ORB의 경우에, 차량(1)은 강성의 물체와 충돌한다. ODB의 경우에, 차량(1)은 변형가능한 물체와 충돌한다. 승객의 변위의 방향, 양, 타이밍 등등은 또한 오프셋충돌(d)이 ORB인지 ODB인지의 여부에 따라 달라진다.
따라서, 차량에서 발생하는 시간적 변화에 기초해서 승객보호시스템을 적절히 간단히 구동하는 데에는 제한이 있다. 즉, 차량 충돌종류의 신뢰성 있는 검출이 적절한 타이밍에 승객보호시스템을 구동시키고 이에 따라 승객을 보호할 수 있지만, 충돌종류를 정확하게 검출하는 것은 어려운 일이다.
이러한 어려움을 극복하기 위하여, 본 발명은 차량의 충돌종류를 식별하는 장치를 제안한다. 그들 중의 하나(일본국 특개평 2001-30873호)에서, 차량의 본체의 중심측에 감속도 센서(바닥부센서)가 배치되고 또한, 차량내의 복수의 위치에 감속도 센서들(위성센서들)이 배치된다. 충돌종류는 이들 센서에 의하여 검출된 감속도를 토대로 식별되고, 에어백시스템을 점화시키기에 적절한 타이밍 또는 에어백의 출력상태를 제어하도록 활용된다. 따라서, 승객들이 신뢰성있게 보호될 수 있다. 차량이 상기 장치를 구비하여 구성되면, 승객들이 차량의 충돌종류에 따라 보호될 수 있고, 따라서 이전의 경우보다 더 신뢰성있게 보호될 수 있다.
그러나, 오블릭충돌 또는 ODB충돌의 경우에 승객보호시스템이 작동되는 차량의 감속도가 ORB충돌의 경우에 승객보호시스템이 작동되지 않는 차량의 감속도에 종종 근접하게 나타난다. 유사하게, 폴충돌의 경우에 승객보호시스템이 작동되는 차량의 감속도가 정면충돌의 경우에 승객보호시스템이 작동되지 않는 차량의 감속도에 종종 가깝게 나타난다. 많은 경우에, 단순히 차량의 감속도를 토대로 높은 정확성을 갖는 차량의 충돌종류를 식별하는 것이 여전히 어렵다.
도 1a 내지 도 1d에 도시된 바와 같이, 차량의 충돌종류는 대칭 충돌종류와 비대칭 충돌종류로 분류된다. 또한, 차량이 상이한 강성을 갖는 물체와 충돌할 수도 있다. 따라서, 필연적으로, 충돌종류의 보다 정확한 식별은 복수의 식별처리를 요구한다.
본 발명은 상술된 상황의 관점에서 만들어졌다. 본 발명의 목적은 차량의 충돌종류를 복수의 충돌종류들 중의 하나로 즉시 식별할 수 있는 충돌종류 식별장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 차량본체의 중심부에 배치된 충돌종류식별장치를 제공하여 달성될 수 있으며, 길이방향에서 차량의 감속도를 검출하기 위한 제1감속도검출수단, 감속도검출수단에 의하여 검출된 차량의 감속도의 파형에 의하여 사전설정된 문턱값(GTH)의 초과로부터 제1피크까지의 시간을 제1피크타임(tp)으로 검출하는 피크타임검출수단, 차량 감속도의 시간적분을 통하여 얻어진 감속도 적분치가 사전설정된 적분치와 동일해지는 시간을 소요시간(tn)으로 검출하는 소요시간검출수단 및 제1피크타임(tp) 및 소요시간(tn)을 토대로 차량의 충돌종류를 식별하는 종류식별수단을 포함한다.
상술된 충돌종류식별장치는 주기적으로 검출되는 차량의 감속도의 파형에 대 하여 산출되는 제1피크(tp) 및 소요시간(tn)을 이용하여, 차량의 충돌종류를 상술된 다양한 충돌종류 중의 하나로 즉시 식별할 수 있다.
또한, 차량의 충돌종류는 차량 본체의 중심부에 배치된 제1감속도검출수단에 의하여 검출된 하나의 차량 감속도를 토대로 식별될 수 있다. 따라서, 전체적인 구조가 간소화될 수 있다.
차량감속도가 차량의 충돌을 나타내는 레벨에 있지 않으면, 문턱값(GTH)을 제공하여 고려사항에서 배제한다. 차량의 감속도파형내의 제1피크의 출현은 이러한 전제하에서 확인된다. 따라서, 충돌종류가 초기단계 즉, 차량의 초기충돌시기에 식별될 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 사전설정된 적분치가 차량의 충돌시에 승객보호시스템을 작동시킬 것인지의 여부를 결정하기 위한 임계값인, 소요시간에 대응하는 사전설정된 감속도 적분치로 미리 설정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 소요시간 검출수단이 차량 감속도의 시간적분을 통하여 감속도 적분치를 산출하는 기능을 가질 수 있고, 차량감속도에 의한 문턱값의 초과시에 감속도 적분치를 산출하기 시작하고 감속도 적분치가 필요한 적분치와 동일해지는 소요시간을 검출하도록 설정될 수 있다.
충돌종류의 식별에 있어서, 이에 따라 구성된 충돌종류 식별장치는 차량 충돌상태를 정확하게 반영하는 필요한 적분치를 이용한다. 따라서, 충돌종류가 신뢰성있게 식별될 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 피크타임검출수단이 차량 감속도의 파형 을 웨이브렛(Wavelet) 변환처리하여 얻어진 웨이브렛 위상이, 2π 내지 0의 범위로 한정되는 경우에 2π 내지 0으로 먼저 전환되는 경우를 토대로 제1피크를 확인할 수 있고 제1피크타임(tp)을 검출할 수 있다.
이에 따라 구성된 충돌종류식별장치가 웨이브렛 변환처리를 이용하기 때문에, 차량감속도의 제1피크의 출현을 확인하고 높은 정확성을 갖는 제1피크타임(tp)을 검출할 수 있다. 따라서, 충돌종류가 향상된 정확성을 가지고 식별될 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따라, 종류식별수단이, 복수의 식별영역들이 설정되는 제1피크타임(tp) 및 소요시간(tn)으로 형성되는 충돌종류 식별맵을 가질 수 있고, 식별영역들 중에서 제1피크타임(tp) 및 소요시간(tn)의 검출시에 결정된 특정 포인트가 속하는 하나의 영역을 확인함으로써 차량의 충돌종류를 식별할 수 있다.
이에 따라 구성된 충돌종류 식별장치는 충돌종류 식별맵상의 식별영역들 중에서, 제1피크타임(tp) 및 소요시간(tn)의 검출시에 결정된 특정 포인트가 속하는 하나의 영역을 확인함으로써 용이하게 충돌종류를 식별할 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 사전설정된 적분치가 0.7 내지 0.8m/s인 것이 바람직하다.
이에 따라 구성된 충돌종류 식별장치는 보다 높은 정확성으로 충돌종류를 식별할 수 있다. 예를 들어, 차량의 고속의 정면충돌시에 소요시간에 대응하는 감속도 적분치가 사전설정된 감속도 적분치의 기준이 되는 것이 바람직하다. 이러한 감속도 적분치가 사전설정된 적분치에 대한 기준으로 설정되면, 다양한 충돌종류들 이 소요시간(tn) 및 제1피크(tp)에 의하여 정확하게 식별될 수 있다. 상기 사전설정된 적분치는 차량의 종류에 따라 설정되고 예를 들어, 0.7 내지 0.8 m/s 정도이다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 상술된 목적은 또한 차량본체의 중심부에 배치된 충돌종류 식별장치에 의하여 달성되며, 길이방향에서 차량의 감속도를 검출하는 제1감속도 검출수단, 제1감속도검출수단의 전방 좌우측에 배치되고, 차량의 길이방향에서 차량의 감속도를 좌측 및 우측 감속도로 검출하는 제2감속도 검출수단, 감속도검출수단에 의하여 검출된 차량의 감속도(G)의 파형에 의하여 사전설정된 문턱값(GTH)의 초과로부터 제1피크까지의 시간을 제1피크타임(tp)으로 검출하는 피크타임검출수단, 차량의 감속도의 시간적분을 통하여 얻어진 감속도 적분치(VG)가 사전설정된 적분치와 동일해지는 시간을 소요시간(tn)으로 검출하는 소요시간검출수단, 제1피크타임(tp)과 소요시간(tn) 사이의 시간비(tn/tp)을 산출하는 시간비 산출수단, 좌측 감속도 및 우측 감속도를 토대로 차량의 충돌시에 좌우대칭율을 검출하는 대칭율 검출수단 및 시간비 및 좌우대칭율을 토대로 차량의 충돌종류를 식별하는 종류식별수단을 포함한다.
이에 따라 구성된 충돌종류 식별장치는 차량과 물체 사이에 발생된 충격의 흡수상태에 대한 가이드라인으로서 시간비 및 제2감속도 검출수단에 의하여 검출된 좌우대칭율을 이용한다. 따라서, 충돌종류가 높은 정확성을 가지고 식별될 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 사전설정된 적분치가 차량의 충돌시에 승 객보호시스템을 작동시킬 것인지의 여부를 결정하기 위한 임계값인, 소요시간에 대응하는 사전설정된 감속도 적분치로서 미리 설정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 소요시간 검출수단이 차량의 감속도의 시간적분을 통하여 감속도 적분치를 산출하는 기능을 가질 수 있으며, 차량의 감속도에 의하여 문턱값(GTH)의 초과시에 감속도 적분치를 산출하기 시작하고 감속도 적분치가 사전설정된 적분치와 동일해지는 소요시간(tn)을 검출하도록 설정될 수 있다.
충돌종류의 식별에 있어서, 이에 따라 구성된 충돌종류 식별장치가 차량의 충돌상태를 정확하게 반영하는 사전설정된 적분치를 이용한다. 따라서, 충돌상태가 보다 신뢰성있게 식별될 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 대칭율 검출수단이 좌측 감속도 및 우측 감속도의 시간적분을 통하여 좌측 감속도 적분치 및 우측 감속도 적분치를 산출하는 기능을 가지며, 좌측 감속도 적분치 및 우측 감속도 적분치를 토대로 차량의 충돌시에 좌우대칭율을 검출한다.
이에 따라 구성된 충돌종류 식별장치는 좌측 감속도 적분치 및 우측 감속도 적분치를 이용하기 때문에, 좌우대칭율이 좌측 감속도 및 우측 감속도가 직접 사용되는 경우에 비해 감소된 노이즈영향이 검출될 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 대칭율 검출수단이 제1피크타임(tp) 또는 문턱값(GTH)이 초과된 후에 미리 설정된 사전설정된 시간동안 적분을 통하여 얻어진, 좌측 감속도 적분치와 우측 감속도 적분치 사이의 좌우비율을 토대로 좌우대칭 율을 검출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 좌측 감속도 적분치 및 우측 감속도 적분치가 제1피크타임(tp)에 대하여 얻어지면, 좌우대칭율이 높은 정확성으로 검출될 수 있다. 좌우대칭율의 신뢰성있는 검출을 보장하는 사전설정된 시간이 미리 설정될 수 있다. 그러나, 이 경우에는, 사전설정된 시간이 상기 시간비의 산출 이전에 좌우대칭율의 검출을 허용하도록 설정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 피크타임 검출수단이, 차량 감속도의 파형을 웨이브렛 변환처리하여 얻어진 웨이브렛 위상이 2π에서 0으로 처음으로 반전되는 경우를 토대로 제1피크를 확인할 수 있고 제1피크타임(tp)을 검출할 수 있다.
이에 따라 구성된 충돌종류 식별장치는 웨이브렛 변환처리를 이용하므로, 차량감속도에서 제1피크의 출현을 확인할 수 있고 높은 정확성을 갖는 제1피크타임(tp)을 검출할 수 있다. 따라서, 충돌종류가 더 향상된 정확성으로 식별될 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 종류식별수단이 시간비 및 좌우대칭율로 형성되고, 복수의 식별영역들이 설정되는 충돌종류 식별맵을 가질 수 있고, 식별영역들 중에서 시간비 및 좌우대칭율의 검출시에 결정된 특정 포인트가 속하는 하나의 영역을 확인함으로써 차량의 충돌종류를 식별할 수 있다.
이에 따라 구성된 충돌종류 식별장치는 충돌종류 식별맵상의 식별영역들 중에서, 시간비 및 좌우대칭율의 검출결과에 따라 결정된 특정 포인트가 속하는 하나의 영역을 확인함으로써 차량의 충돌종류를 복수의 충돌종류 중의 하나로 용이하게 식별할 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 사전설정된 적분치가 0.7 내지 0.8m/s인 것이 바람직하다.
이에 따라 구성된 충돌종류 식별장치는 보다 높은 정확성을 가지고 충돌종류를 식별할 수 있다.
본 발명의 상기 및 기타 목적들, 특징들, 이점들 및 기술적 및 산업적 중요성은 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 예시적인 실시예의 상세한 설명에 의하여 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1d는 차량충돌의 종류의 예들을 나타내는 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 충돌 종류 식별장치의 하드웨어 구조를 나타내는 도면;
도 3은 도 2에 도시된 충돌 종류 식별장치가 차량에 어떻게 설치되는지를 나타내는 예시적인 도면;
도 4는 도 2에 도시된 충돌 종류 식별장치의 전체적인 구조의 기능적인 블럭다이어그램;
도 5는 주기적으로 바닥센서에 의하여 검출되는 예시적인 바닥 G 파형(floor G waveform)을 나타내는 도면;
도 6은 제1피크타임(tp) 및 소요시간(tn)이 차량 충돌테스트에 의하여 얻어진 데이터와 서로 어떻게 관련이 되는지를 나타내는 도면;
도 7은 시간축선을 따라 Garbor 함수의 표현(representation)을 예시하는 설명도;
도 8은 웨이브렛 변환의 실수부(R), 허수부(I), 크기(P) 및 위상(θ)이 서로 어떻게 관련되는 지를 나타내는 설명도;
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 종류 식별장치에 구현된 종류 식별맵의 설명도;
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 충돌 종류 식별장치의 종류 식별부에 의하여 수행되는 예시적인 식별 루틴을 나타내는 도면;
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 충돌 종류 식별장치의 하드웨어 구조를 나타내는 도면;
도 12는 도 11에 도시된 충돌 종류 식별장치가 차량에 어떻게 설치되는지를 나타내는 설명도;
도 13은 도 11에 도시된 충돌 종류 식별장치의 전반적인 구조의 기능적인 블럭 다이어그램;
도 14는 바닥 센서에 의하여 주기적으로 검출되는 전면 G 파형과 함께 전면 LG 및 전면 RG 파형의 예들을 나타내는 도면;
도 15는 본 발명의 제2실시예에 따라 종류 식별부에 구현된 종류 식별맵의 예시적인 도면;
도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 충돌 종류 식별장치의 종류 식별부에 의하여 실행되는 예시적인 식별루틴을 나타낸다.
후술되는 설명 및 첨부된 도면에서, 본 발명이 예시적인 실시예에 관하여 상세히 후술된다.
본 발명의 2개의 실시예는 도면을 참조하여 이하에 기술된다.
제1실시예는 차량 본체의 중심부에서 바닥부 터널 등등에 배치된 바닥부 센서로부터 얻어진 차량의 감속도(이하 바닥 G로 불려짐)를 토대로 차량의 충돌 종류를 식별하는 충돌 종류 식별장치를 다룬다.
제2실시예는 제1 및 제2차량 감속도를 이용하여 차량 종류를 식별하는 충돌 종류 식별장치를 다룬다. 제1차량 감속도는 상술된 바닥부 센서에서 얻어진 차량 감속도(바닥 G)이다. 제2차량 감속도는 바닥부센서의 전면 좌측에 배치되는 전면-좌측센서로부터 얻어진 좌측 차량 감속도(이하 전면 LG라 불림) 및 바닥부센서의 전면 우측에 배치되는 전면-우측센서로부터 얻어진 우측 차량 감속도(이하 전면 RG라 불림)이다.
제1실시예 및 제2실시예는 이하 순서대로 기술된다.
제1실시예
도 2는 제1실시예에 따른 충돌 종류 식별장치의 하드웨어 구조를 나타낸다. 도 3은 충돌 종류 식별장치(20)가 차량(10)에 어떻게 설치되는 지를 나타내는 설명도이다. 도 4는 충돌 종류 식별장치(20)의 전반적인 구조의 기능적인 블럭 다이어그램이다. 도 2는 예로서, 충돌 종류 식별장치(20)로부터 얻어진 결과값을 토대로 구동되는 에어백시스템(50)을 나타내는 것을 유의하여야 한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 충돌 종류 식별장치(20)의 본체는 차량(10)의 중심부내의 콘솔(console)에 근접하게 바닥부 터널에 배치되고, 그 구성요소로서, 차량의 길이방향에서 바닥 G를 검출하는 바닥부센서(22)를 포함한다.
충돌 종류 식별장치(20)는 바닥부센서(22)에 의하여 주기적으로 검출되는 바닥 G의 파형을 토대로 차량(10)의 충돌 종류를 식별하는 마이크로컴퓨터(40)를 포함한다. 마이크로컴퓨터(40)는 주로 CPU(42)로 구성되고, 사전설정된 처리프로그램을 저장하는 ROM(44), 데이타를 임시로 저장하는 RAM(46), I/O회로(48) 등등을 포함한다.
CPU(42)는 차량의 점화(IG)스위치의 턴-온을 수반하는 스타트 타이밍 후에, 사전설정된 주기의 간격(예를 들어, 2kHz)동안에 연속적으로 바닥 G, 액셀러레이터 패달의 강하(depression) 등등을 모니터링하도록 설정된다. 또한, CPU(42)가 충돌종류 식별부(30)를 인식한다. 차량(10)이 충돌하면, 충돌종류 식별부(30)가 바닥 G를 이용하여 충돌종류를 정면충돌, 오블릭충돌, ORB, ODB 또는 폴충돌로 식별한다. 도 4에 도시된 충돌종류 식별장치(20)의 기능적 블럭다이어그램은 CPU(42)의 구조를 설명한다.
도 4에서, 바닥부센서(22)에 의하여 검출되는 바닥 G는 신호입력부(28)를 통하여 충돌종류 식별부(30)에 공급된다. 충돌종류 식별부(30)는 피크타임 검출부(32), 소요시간 검출부(34) 및 종류 식별부(36)를 포함한다. 피크타임 검출부(32)는 바닥 G의 감속도파형의 제1피크의 출현을 확인하고 제1피크타임(tp)을 검 출한다. 소요시간검출부(34)는 바닥 G의 시간적분(quadrature)에 의하여 얻어진 감속도 적분치(VG)가 미리 설정된 필요한 적분값과 동일할 때의 시간을 소요시간(tn)으로 검출한다.
피크타임 검출부(32)는 웨이브렛 변환처리에 의하여 바닥 G파형의 제1피크의 출현을 확인하고 출현시간을 제1피크타임(tp)으로 검출한다. 본 실시예에서, 제1피크타임(tp)은 바닥 G에 의하여 사전설정된 문턱값(GTH)의 초과분으로부터 제1피크의 출현까지의 시간으로 정의된다.
제1피크가 상술된 바닥 G파형에 출현하면, 거의 차량이 충돌한 것으로 확신한다. 차량의 충돌종류를 식별함에 있어서, 제1피크를 확인하고 제1피크를 토대로 충돌종류를 식별하는 것이 효과적이다. 피크타임 검출부(32)가 제1피크타임(tp)을 검출하면, 피크타임 검출부(32)로부터 출력된 검출신호가 상기 종류 식별부(36)로 공급된다.
차량의 감속도가 차량의 충돌을 나타내는 레벨에 있지 않으면, 문턱값(GTH)을 제공함으로써 고려대상에서 배제된다. 차량 감속도파형에서 제1피크의 출현은 이러한 전제하에서 확인된다. 따라서, 충돌종류가 이른 단계 즉, 차량의 초기충돌 시기에 판정될 수 있다.
도 5는 바닥부센서(22)에 의하여 주기적으로 검출되는 예시적인 바닥부 G파형을 나타낸다. 도 5의 상부스테이지는 바닥 G의 파형을 나타내고, 도 5의 하부 스테이지는 바닥 G의 파형을 웨이브렛 변환하여 얻어진 웨이브렛 위상을 나타낸다.
도 5의 상부 스테이지를 참조하여, 바닥 G가 기준시간 t0(=0)에서 사전설정 된 문턱값(GTH)을 초과한다는 가정하에서, 피크타임 검출부(32)가 제1피크의 출현에 대하여 응답하여 제1피크타임(tp)을 검출한다. 본 실시예에서는, 시간 t0에서 바닥 G가 문턱값(GTH)을 초과하고 시간(tp)에서 제1피크가 출현한다는 것을 유의하여야 한다. 그러나, t0=0이기 때문에, 제1피크타임은 tp-0이 된다. 따라서, 제1피크타임은 tp로 기술된다. 도 5의 하부 스테이지에서 웨이브렛의 위상은 상술된 제1피크를 검출하는데 사용된다. 상기 웨이브렛 처리가 상세히 후술된다.
소요시간 검출부(34)는 바닥 G의 시간적분에 의하여 얻어진 감속도 적분치(VG(∫Gdt))가 미리 설정된 필요한 적분치와 동일해지는 시간을 소요시간(tn)으로 검출한다. 이러한 필요한 적분치는, 차량의 충돌시에 승객 보호시스템을 활성화시킬지의 여부를 판정하기 위한 임계값인 소요시간에 대응하는 사전설정된 적분치로 미리 설정된다.
소요시간 검출부(34)는 바닥 G를 적분 처리하는 기능을 가진다. 피크타임 검출부(32)의 경우에서와 같이, 소요시간 검출부(34)는 바닥 G가 문턱값(GTH)을 초과한 후에 감속도 적분치(VG)를 연속적으로 산출한다(바닥 G가 문턱값(GTH)을 초과하는 시간이 기준시간(t0)이다). 소요시간 검출부(34)는 감속도 적분치(VG)가 상술된 필요한 적분치와 동일해지는 시간을 소요시간(tn)으로 검출한다.
이제, 상술된 필요한 적분치가 후술된다. 차량의 충돌시에 에어백과 같은 승객보호시스템을 활성화시킬지의 여부를 판정하기 위한 임계시간이 있다. 차량의 충돌시에 승객을 적절하게 보호하기 위하여, 승객보호시스템을 활성화시킬지의 여부를 임계시간 이전에 판정해야 한다. 본 명세서에서는, 이러한 판정을 위한 임계 시간이 소요시간으로 불려진다. 상술된 제1피크 뿐만 아니라, 이러한 소요시간이 차량충돌시의 상태를 반영한다. 따라서, 소요시간을 토대로 충돌종류를 식별하는 것이 효과적이다.
즉, 상술된 소요시간은 고속 정면충돌 등등의 경우에는 짤고, 폴충돌의 경우에 비교적 길어지는 경향이 있다. ORB, ODB 및 오블릭 충돌과 같은 여타의 충돌종류에 대한 소요시간은 정면충돌의 소요시간과 폴충돌의 소요시간 사이에 있는 경향이 있다. 또한, ORB는 강성의 물체에 대한 충돌을 의미하기 때문에, ORB에 대한 소요시간은 정면충돌의 소요시간에 가까운 경향이 있다. ODB는 변형가능한 물체에 대한 충돌을 의미하므로, ODB에 대한 소요시간이 폴충돌에 대한 소요시간에 가까운 경향이 있다. 즉, 바닥 G파형이 달라지는 복수의 충돌종류가 있지만, 소요시간은 충돌종류를 식별하는 가이드라인으로 작용한다.
상술된 바와 같은 관점에서 도 5의 상부 스테이지의 바닥 G의 시간적분에 의하여 얻어진 감속도 적분치(VG)에 주의를 기울이면, 감속도 적분치(VG)가 바닥 G파형 아래의 면적으로 표시된다. 정면충돌의 경우에는, 이 면적이 그 초기 단계에 크다. 대조적으로, 폴충돌의 경우에는, 이 면적이 그 후기 단계에 크다. 본 실시예는 상기 면적이 승객보호시스템을 활성화시킬지의 여부를 판정하기 위한 임계시간을 구성하는 소요시간에 대응하는 사전설정된 감속도 적분치(VG)와 동일해지는 시간을 이용하여 차량 충돌종류가 효과적으로 식별되는 연구결과를 토대로 한다.
예를 들어, 고속 정면충돌의 경우의 소요시간에 감속도 적분치(VG)가 필요한 적분치로 정의되고, 미리 기준으로 사용된다. 충돌된 차량으로부터 주기적으로 검 출된 바닥 G의 감속도 적분치(VG)가 필요한 적분치와 동일해지는 시간 즉, 소요시간(tn)이 충돌종류를 식별하는데 사용된다. 일정한, 이러한 필요한 적분치가 정면충돌의 경우에는 빨리 도달되고 폴충돌의 경우에는 가장 늦게 도달된다. ORB, ODB 또는 오블릭 충돌의 경우에는, 중간 시기에 필요한 적분치에 도달하게된다.
상술된 필요한 적분치는 예를 들어, 고속 정면충돌을 기초로 하는 테스트를 수행하고 소요시간에 대응하는 감속도 적분치(VG)를 산출하여 얻어진다. 감속도 적분치(VG)는 차량의 필요한 적분치로 미리 설정된다. 필요한 적분치는 차량 종류에 따른 충돌테스트 및 시뮬레이션을 수행하여 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 필요한 적분치가 0.7 내지 0.8m/s이다. 본 실시예에서, 필요한 적분치는 0.75m/s이다.
소요시간 검출부(34)에 의하여 검출된 소요 시간(tn)은 검출신호로서 종류식별부(36)에 공급된다.
종류 식별부(30)는 피크타임 검출부(32)로부터 얻어진 소요시간(tn) 및 제1피크타임(tp)을 이용하고 정면충돌, 오블릭충돌, ORB, ODB 또는 폴충돌로 차량의 충돌을 식별한다.
또한, 차량의 충돌을 복수의 충돌종류 중의 하나로 식별하도록 제1실시예에서 종류식별부(36)에 채택되는 방법이 설명된다.
도 6은 차량 충돌테스트에 의하여 얻어진 데이타에 대하여 제1피크타임(tp) 및 소요시간(tn)이 서로 어떻게 관련되는지를 나타낸다. 가로좌표의 축선은 소요시간(tn)을 나타내고, 세로좌표의 축선은 제1피크타임(tp)을 나타낸다. 본 충돌테 스트에서, 필요한 적분치는 0.75m/s이다. 즉, 소요시간(tn)은 바닥 G(m/s2)의 시간적분이 0.75m/s가 되는 시간이다.
도 6에서, 정면충돌에 관한 데이타는 상부-좌측 영역에서 모아지기 쉽고, 폴충돌에 관한 데이타는 하부-우측 영역에서 모아지기 쉽다. 여타의 충돌들에 관한 데이타는 정면충돌에 관한 데이타와 폴충돌에 관한 데이타 사이에 위치된다. ODB에 대한 제1피크타임(tp)은 오블릭 충돌에 대한 제1피크타임(tp)보다 짧고, 이는 ORB에 대한 제1피크타임보다 짧다.
제1피크타임(tp)에 관하여, 정면충돌 또는 ORB에 관한 데이타에 의하여 요구되는 제1피크타임은 오블릭충돌 또는 ODB에 관한 데이타에 의하여 요구되는 제1피크타임보다 길다. 이것은 문턱값(GTH)이 초과된 직후에 제1피크타임이 측정되기 때문이다. 즉, 정면충돌 또는 ORB충돌의 경우에, 바닥 G파형은 충돌의 초기단계에 문턱값(GTH)을 초과한 다음 제1피크에 도달한다. 그러나, 오블릭충돌 또는 ORB충돌의 경우에는, 바닥 G파형이 충돌의 초기단계에 바로 문턱값(GTH)을 초과하지 않고, 충돌의 후기단계의 중간에 문턱값(GTH)을 초과하고, 그 후에 갑자기 제1피크에 도달한다. 따라서, 도 6의 세로좌표의 축선은 정면충돌 또는 ORB충돌에 대한 제1피크타임(tp)이 비교적 긴 것을 입증한다.
도 6에서 알 수 있듯이, 바닥 G파형의 소요시간(tn) 및 제1피크타임(tp)간의 관계가 사용되면, 차량 충돌은 복수의 충돌종류 중의 하나로서 즉시 식별될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
바닥부센서(22)는 차량의 본체의 중심에 배치되므로, 차량중심측으로 퍼지는 파손이 발생될 때까지는 바닥 G를 안정적으로 검출한다. 그러나, 관련 기술에 따르면, 바닥 G 단독으로 어떤 충돌을 복수의 충돌종류 중의 하나로 식별할 수 없다는 관점에서 부차적으로 여타의 센서들을 채택하는 가능성들이 고려되어 왔다. 그러나, 본 실시예는 바닥 G파형의 소요시간(tn) 및 제1피크타임(tp)을 이용하여 어떤 충돌을 복수의 충돌종류 중의 하나로 즉시 식별할 수 있게 한다.
이제, 피크타임 검출부(32)가 바닥 G파형의 제1피크타임을 검출하는 방법이 도 7 및 도 8을 참조하여 설명된다.
본 실시예에서, 피크타임 검출부(32)는 신호입력부(28)를 통하여 공급되는 바닥 G의 파형이 웨이브렛 변환처리하고, 바닥 G파형의 제1피크(제1최대값)의 출현을 확인하고 제1피크시간(tp)을 검출한다.
푸리에 변환(Fourier transformation)이 일정한 사인파의 중첩으로 시간연속신호를 나타내지만, 웨이브렛 변환은 순간적으로 국부화된 파동(웨이브렛)의 중첩으로 시간연속신호를 나타내는 방법이다. 웨이브렛 변환은, 현재 변하는 신호의 스펙트럼 해석, 스피치 인식/통합, 이미지정보의 압축, 노이즈제거 및 기능장애(malfunction)의 검출을 포함하는 다양한 분야에 널리 적용되고 있는 데이타 전환방법이다.
피크타임 검출부(32)는 입력신호에 대한 적분베이스로서 사전설정된 복소함수(complex function)를 이용하여 곱-합(product-sum)연산을 수행하고, 그 실수부(R) 및 허수부(I)를 토대로 웨이브렛 변환값의 크기의 위상(θ)을 산출한다. 따라서, 제1최대값에 대응하는 시간은 산출된 위상(θ)을 토대로 검출된다. 이하에, 피크타임 검출부(32)가 웨이브렛 변환방법에 의하여 제1피크를 검출하는 원리가 간략하게 설명된다.
시간연속신호(X(t))의 웨이브렛 변환계수(a, b)는 수학식(2)에 예시된 바와 같이 전개되고, 이는 베이스 함수로서 한 쌍의 유사한 함수들(ψa, b(t))을 가진다. 쌍의 유사한 함수들(ψa, b(t))은 순간적으로 주파수형태로 국부화되는 베이스 웨이브렛 함수(ψ(t))를 준비하고, 이를 수학식(1)에 표시되는 "a"-타임스케일변환한 후 이를 원래의 "b"로 시프트변환(전환)하여 얻어진다. 본 명세서에서는 스케일변환 파라미터 "a"가 변환 주파수 "f"에 반비례하는 것을 유의하여야 한다.
Figure 112004011350839-pct00001
Figure 112004011350839-pct00002
본 실시예에서, 수학식(3)에 의하여 표현되는 Gabor함수는 베이스 웨이브렛 함수(ψ(t))로 사용된다. Gabor함수는 허수부(I)가 실수부(R)와 π/2만큼 위상이 상이한 복소함수이다. 본 명세서에서, 수학식(3)의 ω0는 주파수 "f"(ω0=2πf)에 의하여 결정된 상수이고, α 또한 상수임을 유의하여야 한다.
Figure 112004011350839-pct00003
도 7은 수학식(3)에서 α=π인 경우에 시간축선을 따라 Gabor함수를 나타낸다. 도 7에 도시된 바와 같이, Gabor함수는 시간축선을 따라 -T 내지 T의 범위로 국부화되고, 실수부 파형 및 허수부 파형은 π/2만큼 위상이 상이하다. 더 구체적으로, 시간연속신호(X(t))에 대한 웨이브렛 변환은 시간연속신호(X(t))의 곱-합연산이고, 함수는 적절하게 선택된 스케일변환 파라미터 "a"(수학식(3)의 ω0)를 가진다. 작동섹션은 국부화된 파형을 갖는 범위(도 7의 -T 내지 T의 범위로)로 한정된다. 이러한 범위는 윈도우라 불린다.
Gabor함수는 복소함수이기 때문에, Gabor함수를 토대로 시간연속신호(X(t))의 웨이브렛 변환(X(a, b))이 복소수로 표현된다. 도 8은 웨이브렛 변환(X(a, b))의 실수부(R), 허수부(I), 크기(P) 및 위상(θ)간의 관계를 나타낸다. 크기(P)는 수학식(4)에 따라 산출되고, 위상(θ)은 수학식(5)에서 얻어진다. 본 명세서에서는 크기(P)가 웨이브렛 변환(X(a, b))의 논리적인 크기를 의미하고, 무한정 양이다. 위상(θ)은 실수부(R) 및 허수부(I)의 크기 및 부호에 따라 0 내지 2π의 범위내에서 변화한다.
Figure 112004011350839-pct00004
Figure 112004011350839-pct00005
시간연속신호(X(t))에 근접한 변환 주파수 "f"의 위상(θ(t))은 시간연속신 호(X(t))가 최대(피크)크기를 가질 때 2π 내지 0에서 변화한다. 위상(θ(t))은 시간연속신호(X(t))가 최대(피크)위상을 가질 때 π와 동일해진다.
본 실시예의 피크타임 검출부(32)는 제1피크의 제1출현에 대응하는 시간(tp)을 검출한다. 제1바닥부(제1최대값)의 제1출현에 대응하는 시간이 검출될 때까지 더 기다리면, 제1피크의 출현을 더 신뢰성있게 확인할 수 있다.
즉, 위상(θ)이 먼저 π를 초과한 다음, π이하로 떨어지는 것이 확인되면, 위상(θ)이 2π 내지 0으로 시프트되는 것을 추론할 수 있다. 따라서, 제1피크에 대응하는 시간(tp)이 간접적으로 검출된다. 제1바닥부는 위상(θ)이 그 다음에 π와 같아지는 시간에 출현한다.
상술된 도 5의 하부스테이지는 웨이브렛 위상파형을 나타내고, 이는 도 5의 상부스테이지에 도시된 바닥 G센서(22)에 의하여 검출된 바닥 G파형을 웨이브렛 변환처리하여 얻어진다. 상술된 웨이브렛 변환방법을 이용하면, 위상(θ)이 2π에서 0으로 반전되는 시간(tp)에 제1피크가 검출된다. 제1바닥부는 위상(θ)이 π를 초과하는 시간(tb)에 출현한다.
도 4를 참조하면, 상술된 바와 같이, 피크검출부(32)가 바닥 G파형의 제1피크타임(tp)을 검출하고 이를 종류식별부(36)에 공급하고, 소요시간 검출부(34)가 소요시간(tn)을 검출하고 이를 종류식별부(36)로 공급한다. 종류식별부(36)는 도 9에 도시된 종류식별맵에 의하여 충돌종류를 식별한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 충돌종류의 예상을 위한 식별영역이 이러한 종류식별맵에 설정된다. 충돌종류는 식별영역 중에서, 특히 제1피크타임(tp) 및 소요시간(tn)의 검출시에 결정 되는 포인트가 속하는 하나의 영역을 확인함으로써 용이하게 식별될 수 있다. 본 실시예에서 필요한 적분치는 0.75m/s이고, 소요시간(tn)은 도 9에 0.75로 표시되는 것을 유의하여야 한다. 도 6에 도시된 상기 관계를 고려하여, 도 9에 도시된 종류식별맵이 차량의 종류에 따른 충돌데이타 등등을 참조하여 적절하게 설정된다. 이러한 종류식별맵은 마이크로컴퓨터(40)의 ROM(44) 등등에 미리 저장된다.
도 10은 종류식별부(36)에 의하여 실행되는 예시적인 식별루틴을 나타내며, 이는 충돌종류 식별장치(20)의 CPU(42)에 의하여 실시된다.
도 10을 참조하여, 제1피크타임(tp) 및 소요시간(tn) 중의 하나가 검출되면, 종류식별부(36)가 충돌종류의 식별에 대한 준비를 한다(S100). 또한, 제1피크타임(tp) 및 소요시간(tn) 중의 나머지 하나가 검출되면(S102), 종류식별처리가 종류식별맵에 의하여 수행된다.
그런 다음, 검출된 제1피크타임(tp) 및 소요시간(tn)에 의하여 결정된 특정 포인트가 S104단계에서 종류식별맵상에 위치된다. 그런 다음, 충돌종류에 따라 미리 설정된 식별영역 중에서 이러한 특정 포인트가 속하는 하나의 영역을 확인하여, 충돌종류가 식별된다(S106). 그런 다음, 본 루틴의 처리가 종료된다.
본 루틴을 토대로 종류식별로부터 얻어진 결과가 도 2에 도시된 승객보호시스템(50)의 작동제어를 수행하는데 사용된다. 이제, 도 2의 에어백시스템(50)이 간략히 설명된다. 에어백시스템(50)은 에어백(52), 에어백(52)에 가스를 공급하기 위한 2개의 인플래터(54, 54), 가스발생기(도시되지 않음)를 점화시키기 위한 점화장치(56, 56) 및 마이크로컴퓨터(40)로부터 출력된 작동신호를 토대로 점화장치(56, 56)에 전압을 가하고 점화시키는 구동회로(58, 58)를 포함한다. 2가지 경우가 고려되기 때문에, 2개의 인플래터(54)가 제공된다. 하나의 경우에서 즉, 고출력의 경우에, 2개의 인플래터(54)가 고속에서 에어백(52)을 배치시키도록 동시에 작동된다. 다른 경우에 즉, 저출력의 경우에, 2개의 인플래터(54)가 시간차이를 두고 작동된다. 차량의 충돌종류에 따라, 고출력 또는 저출력을 선택할지의 여부가 결정된다.
상술된 바와 같이, 제1실시예의 충돌종류 식별장치(20)는, 피크타임 검출부(32)에 의하여 검출된 바닥 G파형의 소요시간(tn) 및 제1피크타임(tp)을 이용하여 차량의 충돌을 복수의 충돌종류 중의 하나로 즉시 식별할 수 있다. 특히, 관련된 기술에 따라, 바닥 G로부터 차량 충돌종류의 식별이 어려운 것이 신뢰된다. 그러나, 본 실시예는 차량이 관련되는 충돌의 종류를 바닥 G로부터 식별할 수 있게 한다. 상술된 바와 같이 구성된 충돌종류 식별장치(20)가 에어백시스템과 같은 승객보호시스템에 적용되면, 승객이 신뢰성있게 보호될 수 있다.
제2실시예
또한, 도 11 내지 도 16을 참조하여, 본 발명의 제2실시예가 설명된다. 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 충돌종류 식별장치(60)의 하드웨어구조를 나타낸다. 도 12는 충돌종류 식별장치(60)가 차량에 어떻게 설치되는지를 나타내는 예시적인 도면이다. 도 13은 충돌종류 식별장치(60)의 전반적인 구조의 기능적인 블럭다이어그램이다. 이들 도면들은 본 발명의 제1실시예를 나타내는 도 2 내지 도 4와 각각 유사하다.
제2실시예는 바닥부센서(22)에 의하여 검출된 바닥 G에 추가로 제2차량 감속도를 이용하여 차량의 충돌종류를 식별하는 충돌종류 식별장치(60)를 다룬다. 제2차량 감속도는 바닥 G의 전면 좌측에서 검출된 좌측 차량감속도(전면 LG) 및 바닥 G의 전면 우측에서 검출된 우측 차량 감속도(전면 RG)이다.
본 명세서에서, 상술된 제1실시예의 구조와 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호로 표시되고, 이하의 설명은 제2실시예의 특징부에만 초점이 맞춰지는 것을 유의하여야 한다.
제2실시예의 충돌종류 식별장치(60)는 또한 차량(10)의 중심부의 콘솔(console)에 가깝게 배치된다. 차량(10)의 길이방향에서 차량의 감속도 바닥 G를 검출하기 위한 바닥부센서(22)에 추가하여, 차량의 길이방향에서 감속도 전면 LG를 검출하기 위한 전면-좌측센서(24) 및 차량의 길이방향에서 감속도 전면 RG를 검출하기 위한 전면-우측센서(26)가 제공된다. 전면-좌측센서(24) 및 전면-우측센서(26)는 좌측 및 우측부재의 전면(크래시구역)에 각각 설치된다. 즉, 본 실시예의 마이크로컴퓨터(40)가 바닥 G와 함께 전면 LG 및 전면 RG를 이용하여 충돌종류를 식별한다.
제2실시예에서, 전면-좌측 및 전면-우측센서(24, 26)로부터 출력된 감속도신호들이 와이어(25, 27)를 통하여 마이크로컴퓨터(40)측에 각각 입력된다. 따라서, 전면-좌측 및 전면-우측 센서들(24, 26)측에서 검출된 감속도에 관한 생데이터(raw data)가 마이크로컴퓨터(40)측에서 포괄적으로 처리된다. 전면-좌측 및 전면-우측센서(24, 26)측에서 미리 처리된 데이터가 전송되는 경우와 비교해서 데이터가 보 다 높은 품질로 처리될 수 있기 때문에, 본 명세서에 상술된 바와 같이 마이크로컴퓨터(40)측의 포괄적인 처리가 바람직하다.
CPU(42)는 바닥부센서(22)에 의하여 검출되는 바닥 G 뿐만 아니라, 전면 LG 및 전면 RG를 모니터링하도록 설정된다. CPU(42)는 바닥부센서(22) 및 전면좌측 및 전면우측센서(24, 26) 즉, 바닥 G, 전면 LG 및 전면 RG에 의하여 검출된 3대의 차량의 감속도에 의하여 어떤 충돌을 정면충돌, 오블릭충돌, ORB, ODB 또는 폴충돌로 식별하는 충돌종류 식별부(70)를 실현한다. 도 13에 도시된 충돌종류 식별장치(60)의 기능적인 블럭다이어그램은 CPU(42)의 구조를 나타낸다.
도 13을 참조하면, 주기적으로 검출되는 바닥 G, 전면 LG 및 전면 RG가 신호입력부(28)에 의하여 충돌종류 식별부(70)에 공급된다. 충돌종류 식별부(70)는 피크타임 검출부(32) 및 소요시간 검출부(34)를 포함한다. 피크타임검출부(32)는 바닥 G파형에서 제1피크타임(tp)을 검출한다. 소요시간 검출부(34)는 바닥 G의 시간적분에 의하여 얻어진 감속도 적분치(VG)가 필요한 적분치와 동일해지는 시간을 소요시간(tn)으로 검출한다.
또한, 도 13에 도시된 충돌종류 식별장치(70)에서, 바닥부센서(22)에 의하여 검출된 바닥 G의 파형의 기본적인 처리는 제1실시예의 경우와 동일하다. 피크타임 검출부(32) 및 소요시간검출부(34)는 제1피크타임(tp) 및 소요시간(tn)을 각각 검출한다.
본 실시예에서, 제1피크타임(tp) 및 소요시간(tn)은 시간비(tn/tp)를 산출하는 시간비산출부(76)에 공급된다. 따라서, 산출된 시간비(tn/tp)는 종류식별부(78)에 의한 식별을 위하여 사용된다. 시간비(tn/tp)는 차량(10)의 충돌시에 발생되는 충격을 흡수하는 정도로 변형이 발생하는 충돌상태를 나타내는 가이드라인으로 간주될 수 있다.
즉, 충격흡수변형은 차량(10)이 강성의 물체에 충돌하는 경우 즉, 정면충돌 또는 ORB충돌의 경우에는 발생하지 않는다. 이 경우에, 제1피크타임(tp) 및 소요시간(tn) 사이의 차이가 작다. 따라서, 시간비(tn/tp)가 작다. 대조적으로, 폴충돌의 경우에는, 충돌이 엔진과 같은 강성의 부재로 연장할 때까지 충돌을 흡수하면서 차량의 전면부의 중심이 변형된다. 또한, ODB충돌의 경우에, 충돌물체가 변형된다. 따라서, 소요시간(tn)이 더 길고, 시간비(tn/tp)가 정면충돌 등등의 경우에 비해 크다. 따라서, 충돌종류를 식별하기 위한 가이드라인으로 상술된 시간비(tn/tp)를 이용하는 것이 효과적이다.
또한, 본 실시예의 충돌종류 식별부(70)는 전면 LG 및 전면 RG에 의하여 충돌의 좌우대칭율(SY)을 산출하는 처리부로서 좌우대칭율 검출부(72)를 가진다.
도 14는 제1실시예를 나타내는 도 5에 대응한다. 도 14는 바닥부센서(22)에 의하여 주기적으로 검출되는 바닥 G의 파형 뿐만 아니라, 전면 LG 및 전면 RG의 예시적인 파형을 나타낸다. 도 14의 최상 스테이지(제1스테이지)는 전면 LG파형을 나타낸다. 도 14의 제2스테이지는 전면 RG파형을 나타낸다. 도 5의 경우에서와 같이, 도 14의 2개의 하부스테이지는 바닥 G파형 및 바닥 G파형을 웨이브렛 변환하여 얻어진 웨이브렛위상을 나타낸다.
본 실시예에서, 전면 LG(제1스테이지)의 좌측 감속도 적분치(LV)와 전면 RG( 제2스테이지)의 우측 감속도 적분치(RV) 사이의 비율이 도 14에 도시된 바와 같은 충돌의 좌우대칭율을 정확하게 반영하는 사실에 주의하여야 한다. 본 실시예는 충돌종류를 식별하는 필수요건으로 상기 사실을 추가한다. 본 명세서에서, 이들 적분치들은 노이즈영향을 억제하는데 사용되는 것을 유의하여야 한다.
예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, 전면 LG의 좌측 감속도 적분치(LV)는 전면 RG의 우측 감속도 적분치(RV)보다 훨씬 크다. 이것은 비대칭 충돌이 발생되고 차량이 그 좌측에서 충돌되었음을 예상할 수 있게 한다.
좌우대칭율 검출부(72)는 바닥 G에 의하여 상기 사전설정된 문턱값(GTH)의 초과에 대응하는 시간으로부터 바닥 G파형의 제1피크의 검출에 대응하는 시간 즉, 제1피크타임(tp)까지 전면 LG 및 전면 RG를 적분하거나 또는 바닥 G에 의한 문턱값(GTH)의 초과에 대응하는 시간으로부터 미리 설정된 사전설정된 시간에 대하여 전면 LG 및 전면 RG를 적분한다. 따라서, 좌우대칭율검출부(72)는 좌측 감속도 적분치(LV) 및 우측 감속도 적분치(RV)를 산출한다. 그런 다음, 좌우대칭율검출부(72)는 좌측 감속도 적분치(LV)와 우측 감속도 적분치(RV)간의 비율을 좌우대칭율(SY)로 검출하고 이를 종류식별부(78)로 공급한다. 측장향 대칭율(SY(0 내지 0.1))의 산출에 있어서, 좌우대칭율검출부(72)는 분모(denominator)가 좌측 감속도 적분치(LV)와 우측 감속도 적분치(RV) 중의 하나보다 큰 것으로 한정한다. 높은 대칭율을 갖는 충돌 즉, 정면충돌 또는 폴충돌의 경우에, 좌우대칭율(SY)은 1.0에 가깝다. 반대로, 높은 비대칭율을 갖는 충돌 즉, 오블릭충돌의 경우에, 좌우대칭율(SY)이 0에 가깝다. ORB 또는 ODB에 대한 대칭율 은 정면충돌 등등에 대한 대칭율과 오블릭충돌에 대한 대칭율의 사이에 있다. 따라서, 좌우 대칭율(SY)이 차량의 충돌종류를 식별하는 가이드라인으로 효과적이라는 것을 이해할 수 있다.
즉, 제2실시예는 2가지 요인들 즉, 시간비(tn/tp)를 이용하여, 충돌시에 발생되는 충격의 흡수상태 및 감속도 적분치(LV, RV)를 토대로 하는 좌우대칭율(SY)을 고려하여 보다 신뢰성있고 보다 용이하게 차량의 충돌종류를 식별하도록 설계되었다.
도 15는 제2실시예의 종류식별부(78)에 구현된 종류식별맵의 예시적인 도면이다. 종류식별맵은 상기 시간비(tn/tp) 및 상기 좌우대칭율(SY)로 형성된다. 또한, 이러한 종류식별맵에서, 각각의 충돌종류의 예상에 대한 식별영역이 설정된다. 충돌종류는 식별영역들 중에서, 시간비(tn/tp) 및 좌우대칭율(SY)의 결정을 통하여 특정된 포인트가 속하는 하나의 영역을 확인함으로써 용이하게 식별될 수 있다. 본 명세서에서는, 제2실시예의 종류식별맵이 마이크로컴퓨터(40)내의 ROM(44) 등등에 미리 저장되어 있음을 또한 유의하여야 한다.
본 명세서에서는, 상기 시간비(tn/tp)가 분쇄능력(crushability)을 나타내는 것으로 간주될 수도 있다. 반대로, 시간비(tn/tp)가 강성을 나타내는 것으로 간주될 수도 있다. 따라서, 충돌종류의 식별은 시간비(tn/tp)를 또한 이용하여 동일한 방식으로 수행될 수 있다.
도 16은 충돌종류 식별장치(60)의 CPU(42)에 의하여 실현되는 종류식별부(78)에 의하여 실행되는 예시적인 식별루틴을 나타낸다.
도 16에서, 제1피크타임(tp)과 소요시간(tn) 중의 하나가 검출되면, 종류식별부(78)가 충돌종류의 식별을 준비한다(S200). 또한, 제1피크타임(tp) 및 소요시간(tn) 중의 나머지 하나가 검출되면(S202), 종류식별맵을 이용하여 종류식별처리가 수행된다.
S204단계에서, 시간비 산출부(76)는 검출된 소요시간(tn) 및 제1피크타임(tp)으로부터 시간비(tn/tp)를 산출한다. 또한, S204단계에서, 좌우대칭율검출부(72)가 좌측 감속도 적분치(LV) 및 우측 감속도 적분치(RV)를 토대로 좌우대칭율(SY)을 검출한다. S206단계에서, 시간비(tn/tp) 및 좌우대칭율(SY)에 의하여 결정된 특정 지점이 종류식별맵상에 위치된다. 연이어, 충돌종류에 따라 미리 설정된 식별영역중의 하나에 특정 지점이 속하는지를 확인하여, 충돌종류가 식별된다(S208). 그런 다음, 본 루틴의 처리가 종료된다.
본 루틴을 토대로 종류식별로부터 얻어진 결과는 도 2에 도시된 승객보호시스템(50)의 작동제어를 수행하는데 사용된다.
상술된 바와 같이, 제2실시예의 충돌종류 식별장치(60)는 바닥 G파형에 의하여 결정된 제1피크타임(tp)과 소요시간(tn)간의 시간비(tn/tp) 및 전면 LG 및 전면 RG를 토대로 결정된 좌우대칭율(SY)을 이용하여 차량(10)의 충돌을 복수의 충돌종류중의 하나로 즉시 식별할 수 있다. 특히, 본 실시예는 전면-좌측 및 전면-우측센서에 의하여 검출된 전면 LG 및 전면 RG에 의하여 결정된 좌우대칭율을 고려하여 식별을 수행하도록 설계되기 때문에, 충돌의 종류를 보다 높은 정확도로 식별할 수 있다. 본 실시예의 충돌종류 식별장치(60)가 에어백시스템과 같은 승객보호시스템 에 적용되면, 승객들이 효과적으로 보호될 수 있다.
충돌종류 식별장치는 차량본체의 중심부에 배치되고 제2감속도검출수단(22), 피크타임 검출수단(32), 소요시간 검출수단(34) 및 종류식별수단(36)을 가진다. 감속도검출수단(22)은 길이방향에서 차량의 감속도를 검출한다. 피크타임 검출수단(32)은 감속도검출수단(22)에 의하여 검출된 차량의 감속도(G)의 파형에 의하여 사전설정된 문턱값(GTH)의 초과로부터 제1피크까지의 시간을 제1피크타임(tp)으로 검출한다. 소요시간검출수단(34)은 차량의 감속도(G)의 시간적분을 통하여 얻어진 감속도 적분치(VG)가 미리 사전설정된 적분치와 동일해지는 시간을 소요시간(tn)으로 검출한다. 종류식별수단(36; 78)은 제1피크타임(tp) 및 소요시간(tn)을 토대로 차량의 충돌종류를 식별한다. 충돌종류 식별장치는 차량의 충돌을 복수의 충돌종류중의 하나로 즉시 식별할 수 있다.
본 발명이 그 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 예시적인 실시예 및 구성이 본 발명을 제한하지 않음을 이해할 것이다. 반대로, 본 발명은 다양한 수정 및 등가적인 배열을 포괄한다. 또한, 예시적인 실시예의 다양한 요소들이 예시적인 다양한 조합 및 배열로 도시되었지만, 1이상의 요소, 1이하의 요소 또는 단일 요소를 포함하는 여타의 조합 및 배열들이 본 발명의 기술적 사상내에 있다.

Claims (10)

  1. 차량 본체의 중심부에 배치되고, 길이방향에서 상기 차량의 감속도를 검출하는 제1감속도검출수단(22)을 가지고 있는 충돌종류 식별장치(20)에 있어서,
    상기 제1감속도검출수단(22)에 의하여 검출된 상기 차량의 감속도(G)의 파형에 의하여 사전설정된 문턱값(GTH)의 초과로부터 제1피크까지의 시간을 제1피크타임(tp)으로 검출하는 피크타임검출수단(32);
    상기 차량의 감속도(G)의 시간적분을 통하여 얻어진 감속도 적분치(VG)가 사전설정된 적분치와 동일해지는 시간을 소요시간(tn)으로 검출하는 소요시간검출수단(34);
    상기 제1피크타임(tp) 및 상기 소요시간(tn)에 의해 형성된 충돌종류 식별맵을 토대로 차량의 충돌종류를 식별하는 종류식별수단(36; 78)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 충돌종류 식별장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1감속도검출수단(22)의 전방 좌측 및 우측에 배치되고 상기 차량의 길이방향에서 차량의 감속도를 좌측 및 우측 감속도로 검출하는 제2감속도검출수단(24, 26);
    상기 제1피크타임(tp)과 상기 소요시간(tn) 사이의 시간비(tn/tp)을 산출하는 시간비 산출수단(76);
    상기 좌측 감속도(LG) 및 상기 우측 감속도(RG)를 토대로 차량의 충돌시에 좌우대칭율(SY)을 검출하는 대칭율 검출수단(72)을 포함하여 이루어지고,
    상기 종류식별수단(78)은 상기 시간비(tn/tp) 및 상기 좌우대칭율(SY)을 토대로 차량의 충돌종류를 식별하는 것을 특징으로 하는 충돌종류 식별장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 사전설정된 적분치는 상기 차량의 충돌시에 승객보호시스템을 작동시킬 것인지의 여부를 결정하기 위한 임계값인, 소요시간에 대응하는 사전설정된 감속도 적분치(VG)로서 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 충돌종류 식별장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 소요시간검출수단(34)은 상기 차량의 감속도(G)의 시간적분을 통하여 감속도 적분치(VG)를 산출하는 기능을 갖고, 상기 차량의 감속도(G)에 의하여 문턱값(GTH)의 초과시에 상기 감속도 적분치(VG)를 산출하기 시작하고, 상기 감속도 적분치(VG)가 상기 사전설정된 적분치와 동일해질 때 소요시간(tn)을 검출하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 충돌종류 식별장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 피크타임검출수단(32)은 상기 차량의 감속도(G)의 파형을 웨이브렛 변환처리하여 얻어진 웨이브렛 위상이 처음으로 2π에서 0으로 반전되는 경우를 토대로 제1피크를 확인하고 상기 제1피크타임(tp)을 검출하는 것을 특징으로 하는 충돌종류 식별장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 충돌종류 식별맵 상에 복수의 식별영역이 설정되고,
    상기 종류식별수단(36)은, 상기 복수의 식별영역 중에서 상기 제1피크타임(tp) 및 상기 소요시간(tn)의 검출시에 결정된 특정 포인트가 속하는 하나의 식별영역을 확인함으로써 차량의 충돌종류를 식별하는 것을 특징으로 하는 충돌종류 식별장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 사전설정된 적분치는 0.7 내지 0.8m/s인 것을 특징으로 하는 충돌종류 식별장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 대칭율 검출수단(72)은 상기 좌측 감속도(LG) 및 상기 우측 감속도(RG)의 시간적분을 통하여 좌측 감속도 적분치(LV) 및 우측 감속도 적분치(RV)를 각각 산출하는 기능을 갖고, 상기 좌측 감속도 적분치(LV) 및 상기 우측 감속도 적분치(RV)를 토대로 차량의 충돌시에 좌우대칭율을 검출하는 것을 특징으로 하는 충돌종류 식별장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 대칭율 검출수단(72)은, 상기 제1피크타임(tp) 또는 상기 문턱값(GTH)이 초과된 후에 미리 설정된 사전설정된 시간동안 적분을 통하여 얻어지는, 상기 좌측 감속도 적분치(LV)와 상기 우측 감속도 적분치(RV) 사이의 좌우비율을 토대로 상기 좌우대칭율을 검출하는 것을 특징으로 하는 충돌종류 식별장치.
  10. 제2항, 제8항, 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 종류식별수단(78)은 상기 시간비(tn/tp) 및 상기 좌우대칭율(SY)에 의해 형성되어, 복수의 식별영역이 설정된 충돌종류 식별맵을 가지고 있고, 상기 식별영역들 중에서 상기 시간비(tn/tp) 및 상기 좌우대칭율(SY)의 검출시에 결정된 특정 포인트가 속하는 하나의 영역을 확인함으로써 차량의 충돌종류를 식별하는 것을 특징으로 하는 충돌종류 식별장치.
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