KR100559849B1 - 차량의 동적상태 판단을 위한 센서의 장착구조 및 판단 방법 - Google Patents

차량의 동적상태 판단을 위한 센서의 장착구조 및 판단 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 동적상태를 판단하기 위한 센서의 장착구조 및 판단 방법에 관한 것으로서, 판단 방법은 차량에 장착된 센서(RH S1, LH S1, FR S1, RR S1)의 코드화 단계; 상기 각 센서의 입력값을 각 센서의 기준치와 비교연산하는 단계; 상기 연산된 센서값을 차량의 동적상태 판단 모듈을 통해 각 센서의 방향 및 크기를 판단하는 단계; 및 상기 단계에서의 판단 결과에 따라, 차량의 전,후방 충돌 또는 전복상황(RollOver) 또는 기타 충돌과 같은 동적상태의 판단단계로 이루어진다.
센서, 동적상태, 롤링(Rolling), 피칭(Pitching), 롤오버(RollOver)

Description

차량의 동적상태 판단을 위한 센서의 장착구조 및 판단 방법 {A location structure of sensor and a method for decision dynamic state of automobile}
도 1은 본 발명에 따른 차량의 동적상태 판단을 위한 센서의 장착 구조도.
도 2는 본 발명에 따른 센서간 인터페이싱 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 차량의 동적상태 판단을 위한 흐름도.
도 4a는 본 발명에 따른 차량의 전방 또는 후방 충돌 상황도.
도 4b는 본 발명에 따른 차량의 전복 상황도.
도 4c는 본 발명에 따른 차량의 기타 충돌 상황도.
도 5는 본 발명에 따른 센서의 방향에 의한 충돌모드 판정도.
본 발명은 차량의 동적상태 판단을 위한 센서의 장착구조 및 판단 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 차량의 롤링(Rolling), 피칭(Pitching) 및 롤오버(RollOver) 등의 동적상태를 판단키 위한 다이나믹 센서의 장착 위치 및 상기 센서를 통해 실시간으로 차량의 동적상태를 판단하는 방법에 관한 것이다.
종래 차량의 동적상태를 판단하는데 있어서는, 가속도계와 각 가속도계 등을 이용하여 이루어졌다. 즉, 가속도계 및 각 가속도계를 이용한 가속도 신호에서 필요한 물리량을 획득 및 전환하고, 상기 데이터를 이용한 알고리즘으로 차량의 동적상태 및 롤오버(RollOver) 상태의 판단이 이루어졌다.
그러나, 종래 차량의 동적상태 판단 방법에 있어서, 가속도계 및 각 가속도계를 이용한 판단방법은 롤오버 상태 판단의 처리속도가 지연되는 문제점을 갖고 있으며, 또한, 가속계 센서의 센싱 매체는 아주 미세한 진동자의 진동에 의해서도 가속도를 감지하므로 판단 결과의 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다이나믹 센서의 적정한 위치선정 및 장착된 센서를 통해 실시간으로 차량의 롤링, 피칭 및 롤오버 등의 동적상태를 판단하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 종래 차량의 가속도 및 각속도를 이용한 차량의 롤오버 판단 알고리즘을 단순화시킴과 아울러 차량의 동적상태를 실시간으로 판단가능한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 전기, 전자파로의 영향을 억제하며 에어백 ECU의 오판에 대한 판단 능력을 향상시키고자 하는 것이다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은,
차량에 장착된 센서(RH S1, LH S1, FR S1, RR S1)의 코드화 단계;
상기 각 센서의 입력값을 각 센서의 기준치와 비교연산하는 단계;
상기 연산된 센서값을 차량의 동적상태 판단 모듈을 통해 각 센서의 방향 및 크기를 판단하는 단계; 및
상기 단계에서의 판단 결과에 따라, 차량의 전,후방 충돌 또는 전복(RollOver) 또는 기타 충돌과 같은 동적상태의 판단이 이루어지는 단계를 포함한다.
본 발명은 다이나믹 센서(단축 감지 센서)의 적정한 위치선정 및 장착된 센서를 통해 실시간으로 차량의 롤링, 피칭 및 롤오버 등의 동적상태를 판단하기 위한 방법이다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.
실시예
본 발명의 실시예에 따른 차량의 동적상태를 판단하기 위한 센서의 장착구조를 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 센서는 차량의 전,후 및 좌,우에 위치한다. 즉, 좌측에 위치한 LH S1과 우측에 위치한 RH S1은 차량의 앞문과 뒷문 사이의 중간 기둥인 센터 필러(일명, B-PLR) LH, RH에 각각 장착되어, 차량의 롤링(Rolling) 상태(좌,우 움직임)를 판단한다. 상기 센서의 + 방향은 +Z 방향이다.
또한, 차량의 전방에 위치한 FR S1과 후방에 위치한 RR S1은 차량의 전방과 후방에 장착되어(장착위치는 전,후방의 중앙에 장착되는 것이 바람직할 것이다), 차량의 피칭(Pitching) 상태(전,후 움직임)를 판단한다. 상기 센서의 + 방향은 차량의 전방 방향이다.
상기에서, 본 발명에서는 차량의 동적상태 판단 알고리즘의 단순화를 이루기 위해 다이나믹 센서(Dynamic Sensor)로 X방향과 Z방향만을 이용한 단축 감지 센서를 사용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다축 감지 센서 또한 사용가능할 것이다.
상기에서 설명한 바와 같이, 차량의 좌,우 및 전,후에 장착되어 차량의 동적상태를 판단하는 센서간 인터페이싱의 구조는 도 2에 도시된 바와 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 차량의 전,후방에 설치된 센서인 FR S1(X방향)과 RR S1(X방향) 그리고, 좌,우측에 설치된 센서인 LH S1(Z방향)과 RH S1(Z방향) 센서들의 값이 각각의 기준치(Ref X or Ref Z)와 비교연산이 이루어진 후 연산이 이루어진 출력값은 차량의 동적상태 판단모듈을 통해 크기(각 센서의 전기적신호를 디지털 데이터로 변환한 값)와 방향(+ or -)을 갖는 벡터량으로 출력된다. 이렇게 출력된 값은 차량의 현 동적상태(전,후방 충돌 또는 전복상태 또는 기타 충돌상황)를 판단하기 위한 데이터가 되는 것이다.
상기에서, 본 발명의 실시예에 따른 기준치(Ref X or Ref Z)는 절대값으로 표시되는 값으로서, 차량의 특성에 따라 시험값으로 결정되는 값이다.
이와같은, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 동적상태를 판단하는 기본 개념은 다음과 같다.
첫째, 차량의 Rolling Status 판단[차량의 좌,우 움직임 판단]은,
좌측센서(LH S1)와 우측센서(RH S1)의 비교로 판단하며,
판단 기준은 차량의 현 상태를 기억하여 차량의 동적상태를 판단한다.
둘째, 차량의 Pitching Status 판단[차량의 전,후 움직임 판단]은,
전방센서(FR S1)와 후방센서(RR S1)의 비교로 판단하며,
판단 기준은 차량의 현 상태를 기억하여 차량의 동적상태를 판단한다.
세째, 차량의 Rollover Status 판단[차량의 전복상태 판단]은,
상기 Rolling 및 Pitching Status의 조합에 의해 판단하며,
판단 기준은 차량의 특성에 따른 시험값으로 RollOver 상태판단의 기준치를 설정하여 판단한다. 이하, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 동적상태 판단 방법에 대해 살펴본다.
본 발명의 실시예에 따른 차량의 동적상태를 판단하기 위한 흐름도를 도 3에 도시하였다.
도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 차량에 장착된 센서(RH S1, LH S1, FR S1, RR S1)의 코드화 단계가 이루어진다[S10]. 센서의 코드화는 각 센서 신호(LH S1, RH S1, FR S1, RR S1)를 구별 가능하도록 하기 위함이다.
상기 센서의 코드화가 이루어진 후, 각 센서의 입력값은 각 센서의 기준치와 비교연산이 이루어진 후 차량의 동적상태를 판단하기 위해 차량의 동적상태 판단 모듈로 입력된다[S20]. 이렇게 입력된 센서값을 이용하여 차량의 동적상태 판단 모듈에서 각 센서의 방향 및 크기를 판단하여 출력하는 단계가 수행된다[S30]. 즉, 상기 차량의 동적상태 판단 모듈에서는 방향과 크기를 갖는 벡터량을 출력하며, 상기 데이터를 이용하여 차량의 동적상태의 판단이 이루어지는 것이다[S40~S60].
상기 단계[S40~S60]에서의 판단 결과에 따른, 차량의 동적상태는 다음과 같이 구분된다.
첫째, 차량의 전방 또는 후방 충돌 상황이다[S40].
상기 경우는 도 4a에 도시된 바와 같이, 센서의 방향은 좌,우측 센서(LH S1, RH S1)의 방향이 같고, 전,후방 센서(FR S1, RR S1)의 방향도 같은 경우이다. 또한, 센서의 크기는 좌,우측 센서 값이 동일하고 즉, 각 센서 값의 오차가 설정된 범위 내이고, 전,후방 센서 값도 동일하지만 즉, 각 센서 값의 오차가 설정된 범위 내이지만, 상기 좌,우측 센서보다는 전,후방 센서 값의 크기가 상대적으로 크다. 또한, 충돌방향(전방 또는 후방)에 따라, 전,후방 센서 각각의 크기도 서로 틀릴 것이다. 즉, 충돌방향으로의 센서 값이 상대적으로 클 것이다.
둘째, 차량의 전복(RollOver) 상황이다[S50].
상기 경우는 도 4b에 도시된 바와 같이, 센서의 방향은 전,후방 센서(FR S1, RR S1)의 방향은 같으나 좌,우측 센서(LH S1, RH S1)의 방향은 상이한 경우이다. 즉, 상기 경우는 차량의 Rolling상태로서, 센서의 크기에 따라 차량의 RollOver가 발생가능하다. 센서의 크기는 전,후방 센서 값이 동일하지만 즉, 각 센서 값의 오차가 설정된 범위 내이지만, 좌,우측 센서에 비해서는 상대적으로 작다. 반면, 좌,우측 센서 값의 크기는 전,후방 센서 값의 크기보다는 상대적으로 크며, 좌,우측 센서간에 크기 차이가 발생하는 경우이다.
세째, 차량의 기타 충돌상황이다[S60].
상기 경우는 도 4c에 도시된 바와 같이, 차량의 경사, Pole 충돌, 차량 대 차량(car to car)의 충돌인 경우가 이에 속한다.
상기에서 설명한 바와 같은, 조합 가능한 센서의 방향에 의한 충돌모드 판단을 도 5에 도시하였다. (도 5는 방향만을 고려한 충돌모드 판단 표이다)
도 5에 도시된 바와 같이, 전,후방 충돌인 경우는 좌,우측 센서의 방향이 동일하고, 전,후방 센서의 방향도 동일한 경우이다. 여기서, 전방 충돌인 경우는 X+ 방향인 경우이고, 반면 후방 충돌인 경우는 X- 방향인 경우이다. 상기 + or - 방향의 설정은 센서의 세팅으로 조절가능하며, 그에 따른 + or -로의 방향 결정은 차량의 동적특성에 의한 시험값의 결과이다.
또한, 차량의 Rolling상태는 전,후방 센서의 방향은 동일한 반면, 좌,우측 센서의 방향이 상이한 경우이다. 즉, 좌,우측 센서의 방향이 서로 다르게 주기적으로 발생된 경우이며, 이때 좌,우측 센서간의 크기 차이에 따라 Rolling상태에서 RollOver상태로 된다.
또한, 도 5의 표에서 "불가" 판정은 실제상황에서는 발생하기 힘든 경우로서, 하나의 차량에 대해 전,후방으로 동시 충돌과 같은 상황이 발생되는 경우이다.
참고로, 도 5에 도시된 충돌모드 판단 표에서, 출력값(Output)의 표기(A, B, C 등)는 각 센서 방향의 조합을 나타내기 위해 사용자에 의해 임의로 설정된 표기이다.
본 발명의 기술적 범위를 해석함에 있어서는 상기에서 설명된 실시예에 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 범위는 특허청구범위에 기재된 사항의 합리적 해석에 의해 결정되어져야 한다.
본 발명의 차량의 동적상태 판단을 위한 센서의 장착구조 및 판단 방법에 따른 효과는 다음과 같다.
첫째, 종래 차량의 동적상태를 판단하는 알고리즘의 단순화를 이루었다.
둘째, 종래 차량의 동적상태 판단 알고리즘보다 신뢰도의 향상을 이루었다.
세째, 차량의 좌,우 두 개의 센서만으로 차량의 롤링(Rolling) 상태 판단이 가능하다.
네째, 차량의 전,후 두 개의 센서만으로 차량의 피칭(Pitching) 상태 판단이 가능하다.
다섯째, 차량의 동적상태 판단 알고리즘의 단순화로 롤오버(RollOver) 상태 판단에 있어 소요시간의 단축이 있다.
여섯째, 차량의 롤링, 피칭 및 롤오버뿐만 아니라, 전방 또는 후방 충돌의 판단이 가능하다.

Claims (9)

  1. 차량의 동적상태를 판단하기 위한 센서의 장착구조에 있어서,
    차량의 좌,우측 센터 필러(B-PLR)에 각각 위치하여, 차량의 롤링(Rolling)상태를 판단하기 위한 좌측센서(LH S1) 및 우측센서(RH S1);
    차량의 전,후방에 각각 위치하여, 차량의 피칭(Pitching)상태를 판단하기 위한 전방센서(FR S1) 및 후방센서(RR S1)로 구성되는 차량의 동적상태 판단을 위한 센서의 장착구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 좌측센서 및 우측센서의 + 방향은 +Z 방향인 것을 특징으로 하는 차량의 동적상태 판단을 위한 센서의 장착구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전방센서 및 후방센서의 + 방향은 차량의 전방인 것을 특징으로 하는 차량의 동적상태 판단을 위한 센서의 장착구조.
  4. 제 1항에서 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(LH S1, RH S1, FR S1, RR S1)는 다이나믹 센서(단축 감지 센서)인 것을 특징으로 하는 차량의 동적상태 판단을 위한 센서의 장착구조.
  5. 차량의 동적상태를 판단하기 위한 방법에 있어서,
    차량에 장착된 센서(RH S1, LH S1, FR S1, RR S1)의 코드화 단계;
    상기 각 센서의 입력값을 각 센서의 기준치와 비교연산하는 단계;
    상기 연산된 센서값을 차량의 동적상태 판단 모듈을 통해 각 센서의 방향 및 크기를 판단하는 단계; 및
    상기 단계에서의 판단 결과에 따라, 차량의 전,후방 충돌 또는 전복(RollOver) 또는 기타 충돌과 같은 동적상태의 판단이 이루어지는 단계를 포함하는 차량의 동적상태 판단 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 각 센서의 입력값과 비교연산되는 각 센서의 기준치는 차량의 특성에 따라 시험값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 차량의 동적상태 판단 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 차량의 전방 또는 후방 충돌 판단은,
    좌,우측 센서 및 전,후방 센서의 방향이 같으며, 좌,우측 센서 값의 크기는 동일하고 전,후방 센서 값의 크기는 차량 충돌방향에 따라 서로 다른 경우인 것을 특징으로 하는 차량의 동적상태 판단 방법.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 차량의 전복(RollOver)상황 판단은,
    전,후방 센서의 방향은 같고 좌,우측 센서의 방향은 상이하며, 전,후방 센서 값의 크기는 동일하고 좌,우측 센서 값의 크기는 서로 다른 경우인 것을 특징으로 하는 차량의 동적상태 판단 방법.
  9. 제 5항에 있어서, 상기 차량의 기타 충돌상황은,
    차량의 경사, Pole 충돌, 차량 대 차량의 충돌인 경우인 것을 특징으로 하는 차량의 동적상태 판단 방법.
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