KR100634899B1

KR100634899B1 - 자동차의 충돌 영역에 사용하기 위한 파동 에너지원을사용한 충돌 변위 센서

Info

Publication number: KR100634899B1
Application number: KR1020017005619A
Authority: KR
Inventors: 어니스트 엠. 레이머; 로나 에이치 발드윈
Original assignee: 칸폴라 이스트 인코포레이션
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2006-10-17
Also published as: EP1133420A1; MXPA01004051A; US6607212B1; CN1151041C; KR20010099779A; CA2254538A1; ATE252993T1; WO2000032449A1; AU1369700A; CA2254538C; EP1133420B9; DE69912473T2; CN1328511A; ES2211231T3; DE69912473D1; EP1133420B1; JP2002531812A

Abstract

자동차의 충돌 영역 내에 사용하기 위한 충돌 변위 센서는, 각각의 자동차 부품들에 장착하거나 그 부품을 형성하는 제1 및 제2의 사이가 떨어진 기판들로 구성되어 있는데, 압축 가능한 캐리어 매개체가 상기 기판들 사이의 공간을 채우게 된다. 이 캐리어 매개체는, 빛이나 기타 파동 에너지에 대하여 투명하거나 반투명인 소재로부터 형성되며, 매개체 내에 분산된 파동 에너지 산란 요소들을 포함함으로써 산란 에너지 용적을 생성한다. 대신에, 캐리어 매개체가 중공 캐비티(cavity)를 형성하고, 그 내부 면은 파동 에너지 분산 코팅(coating)에 의해 피복된다. 빛이나 기타 파동 에너지의 원천(source) 및 리시버는 캐리어 매개체와 소통한다. 신호 결합 장치 및 신호 처리장치는 상기 원천 및 리시버와 결합된다. 본 장치는 상기 기판들 사이 공간의 압축으로 인해 빛이나 다른 파동 에너지의 강도를 증가시킨다는 원리에 의해 작동되는데, 상기 증가는 리시버 및 신호처리장치에 의해 감지되어, 차례로 에어백 또는 안전벨트 조임장치나 그 유사장치를 작동시킨다.

Description

자동차의 충돌 영역에 사용하기 위한 파동 에너지원을 사용한 충돌 변위 센서{COLLISION DEFORMATION SENSOR USING A SOURCE OF WAVE ENERGY FOR USE IN THE CRUSH ZONE OF A VEHICLE}

본 발명은, 자동차 충돌에 대하여, 에어백의 사용이나 그 밖의 다른 반응을 얻기 위해 자동차 충돌을 감지하는 센서에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 충돌 감지 시스템 및 이를 포함하는 자동차에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 캐리어 매개체(carrier medium) 내의 빛이나 다른 파형 에너지의 강도(intensity) 변화를 감지함으로써 작동하는, 자동차의 충돌 영역 내에 설치된 변위 센서에 관한 것으로서, 상기 매개체가 변형할 경우에 그 내부의 빛의 국부적인 강도는 증가한다.

충돌 감지장치는 자동차들의 안전 시스템 중 중요한 요소를 차지한다. 특히, 에어백과 자동 벨트 조임장치의 출현으로, 정확하고도 반응성이 좋은 충돌 감지수단에 대한 필요성이 제기되어 왔다. 이 때, 자동차용의 감지수단은 비교적 염가인 것이 바람직하다. 더욱이, 센서들이 매우 신뢰성이 높고, 부식, 온도 변화, 고도 등에 의해 악영향을 받지 않도록 하는 것은 매우 중요하다.

통상, 충돌 센서들(collision or impact sensors)은 자동차 승객실의 몸체(body) 가운데 배치된 가속도계를 채용하여 자동차 속도의 빠른 변화를 감지하게 되어 있다. 그러나, 이러한 구성은 충돌 발생의 위치나 심각도에 관한 적절한 정보를 제공하지 못한다. 더욱 더 정교해지는 승객 구속 시스템들, 예컨대 멀티 에어백(multiple air bags) 및 안전 벨트 조임장치를 설계하고 작동시키기 위해서는, 충돌 발생시의 동적 거동을 감지하여 적절히 상기 구속 장치를 제어하는 것이 중요하게 된다. 자동차 충돌 영역 센서의 사용을 통해서, 보다 우수한 민감도 및 정밀도가 얻어지는데, 이 센서는 하나 이상의 자동차 충돌 영역 내의 갑작스런 속도 변화를 감지하기 위해 사용될 수 있다. 충돌 영역은, 충돌 발생시에 실질적인 변형이 이루어지는 자동차 내부의 영역으로서, 비 충돌 영역보다 더 큰 감속도를 대표적으로 겪는 영역이다. 비 충돌 영역은 대표적으로 승객실을 포함한다. 충돌 영역은 대표적으로 트렁크, 엔진실, 및 도어와 측면 패널과 같은 외부 영역을 포함한다.

통상의 자동차 충돌 센서들은 "볼-인-튜브(ball-in-tube)" 센서와 "관성(inertia)" 센서를 포함한다. 볼-인-튜브 타입의 센서는 밀폐적으로 밀봉된 하우징으로 구성되어 있는데, 이 하우징은 하나의 실린더를 수용하여 둘러싸게 되어 있다. 감지하는 볼 모양의 피스톤은 실린더 내에 배치되며, 상기 하우징은 댐핑 가스로 채워진다. 피스톤은 도전성(導電性) 요소들로 구성된다. 상기 피스톤은, 통상 스프링에 의해 실린더 내의 이동에 대하여 저항을 받는다. 그 장치가 충분한 속도 변화를 겪을 때, 피스톤이 받는 하중은 스프링에 인해 편중되게 대항하 고 있는 상태를 극복하고 실린더 내에서 피스톤을 변위시킨다. 스프링의 힘에 부가적으로, 상기 피스톤은, 이 피스톤이 일단 실린더 내에서 특정 거리 만큼 이동할 때 존재하게 되는 압력 차이로 인한 순환 댐핑 가스에 의해 가해지는 댐핑력(damping force)도 받게 된다. 만일, 댐핑력과 스프링-편중력(spring-biasing force)을 극복하기에 충분할 정도로 자동차의 감속도의 크기 및 유지시간이 충분히 크면, 그 피스톤이 회로와의 접촉이 이루어지는 위치까지 이동하여, 에어백이나 그 밖의 안전 시스템을 작동시킬 것이다.

관성(inertia) 타입의 센서도 유사한 원리로 작동되며, 고정된 부재에 대하여 이동될 수 있는 이동 가능한 요소를 구비한다. 하나의 통상적인 형태로서, 관성 센서는 '롤러매틱(rollamatic)' 형식의 센서를 구비하는데, 이는 하나의 유연한 밴드(band)로 된 루프(loop) 내에 2개 이상의 롤러가 삽입되도록 구성된 마찰이 거의 없는 기구로 구성되며, 상기 밴드는 롤러를 회전시키며 이 롤러는 그 이동 방향에 따라 다양한 기능을 수행할 수 있게 되어 있다. 상기 이동 가능 요소는 밴드의 장력과 둘러싸는 하우징에 의해 적소에 배치된다. 충돌 발생시나 그 밖의 갑작스런 감속 또는 가속시, 결과적인 하중은 이동 가능 요소를 변위시킨다. 만일 그 하중의 지속시간 및 크기가 충분히 크다면, 이동 가능 요소는 하나의 핀(pin)까지 사전 설정된 거리 만큼 이동해서 에어백이나 그 밖의 안전 시스템을 작동시키며, 이 때 그 핀은 부딪히거나 떨어져 나가게 된다.

충돌 영역 내에서 사용되기 위한 다양한 그 밖의 센서들이 제안되어 왔는데, 이것에는 단순한 전기 스위치, 전자 압력 스위치, 및 로드와 튜브 센서들이 포함된다. 통상, 이러한 센서들은 충돌 영역의 가장 바깥쪽 끝에 위치되었다. 그 밖의 다른 변위 요소들, 특히 측면 충돌 상황에 관련된 요소들이 기술되어 왔다. 이러한 센서들은 변위의 정도나 변위 속도, 어떤 경우에는 이 둘의 조합을 감지하지만, 매우 제한된 결과를 나타낸다. 한 면에서, 센서들은 충돌의 심각도(severity)나 속도 변화의 지시자(indicator)로서 자동차 자체의 충격의 정도를 감지한다. 통상, 충돌 영역이 자동차 내에 적절히 위치한 상기 센서와 접촉하는 범위까지 변위하게 되면, 그 센서는 안전 시스템을 작동시킨다. 대표적으로, 복수의 변위 센서가 자동차 내의 다양한 위치에 장착된다.

통상, 자동차 충돌 영역 내에 장착된 변위 센서들은, 그 충돌 영역 내에 스위치를 설치하고 자동차가 충분한 충격력을 받아 그 스위치의 2개 요소가 함께 전기적 접촉을 이루게 됨으로써 작동한다. 예컨대, 광 섬유 타입(fiber optic type)의 스위치가 접촉 영역 내에 장착될 수 있다(미국특허 제4,988,862호 참조). 대신으로, 탄성 부재를 사이에 두고 떨어져 있는 2개의 도체가 충돌 영역 내에 장착될 수 있는데, 충분한 충격이 있을 때 그 도체들은 서로 접촉하게 된다(미국특허 제4,995,639호).
충돌 센서의 또 다른 타입이 독일 공개출원 DE4407763 A1(Robert Bosch GmbH)에 개시되어 있다. 이 구성은, 제1 및 제2의 사이가 떨어진 기판들로 구성된 자동차 충돌 영역 내에 장착하기 위한 충돌 변위 센서를 구비하는데, 상기 기판들의 각각은 충돌 영역 내의 그에 대응하는 자동차 부품에 장착되거나 이 부품으로 구성될 수 있다. 그 기판들 사이에는, 기판들의 수렴(convergence)을 감지하고 이 감지된 수렴 상태에 따른 전자 신호를 생성하기 위한 수단이 제공된다. 또한, 그 전자 신호에 따라 승객 구속 시스템을 작동시키기 위한 수단도 제공된다. 감지 수단은, 상기 기판들이 모일 때 변형되게 되는 광 가이드(light guide)에 의존한다. 자동차 충돌에 의해 야기되는 광 가이드의 변형으로 인해, 가이드를 통해 측벽까지 진행하는 빛의 일부가 해방됨으로써, 광 디텍터에 도달되는 빛의 강도를 완화시킨다.

이러한 통상의 구성들 중 어느 것도, 일어날 수 있는 거의 모든 치명적 사고 를 적절하게 감지하는데 있어서, 자동차의 충돌 영역 내에서의 속도 변화를 감지하는데 충분히 적절한 것은 아니다. 특히, 관성 센서들은, 긴 지속 펄스가 아닌 짧은 지속 가속도 펄스에 따라 에어백 구속 시스템을 작동시키는 것으로 알려져 왔다. 뿐만 아니라, 볼-인-튜브 타입의 센서는, 수직 및 측면 가속도에 대응함에 있어서 거의 성공적이지 못하며, 세로 방향 감속도에 대해서만 비교적 잘 반응한다. 더욱이, 과도한 온도로 인해 밀봉된 하우징 내의 댐핑 가스의 점도가 악영향을 받으므로, 볼-인-튜브 센서는 온도에 의해 악영향을 받을 수 있다.

많은 종래기술에 의한 센서들은, 무해하거나 심각하지 않은 충돌에 반응하여 본의 아니게 작동하게 될 위험성이 있다. 자동차의 주(primary) 구조에 포함되어 있어, 자동차의 구조 부재나 에너지 흡수 부재의 실제적 변위가 아닌 임의의 상태에 대해서는 반응하지 않는, 높은 신뢰도를 가지는 변위 센서를 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 악조건 하에서도 높은 신뢰도를 가지며 전체 생산품에 비해 비교적 염가인 센서를 제공하는 것이 더욱 바람직하다.

전적으로 전기나 기계적 수단에 따르기 보다는 빛이나 그 밖의 파동 에너지 산란 원리에 따라 작동하는 센서의 사용을 통해, 상기한 목적을 달성하기 위한 우수한 충격 감지를 얻을 수 있다.

본 출원인의 이전 PCT 국제출원 PCT/CA98/00686에서, 일반적으로 적용되는 압력 센서가 개시되어 있는데, 이하 본 명세서에서는 "통합 캐비티(integrating cavity)" 압력 센서라 칭한다. 통합 캐비티 내에서 분산 및 산란되는 빛이나 그 밖의 파동 에너지의 강도는 에너지가 분산되는 영역이 줄어듦에 따라 증가한다는 원리에 따라, 이 센서는 작동한다. 이 원리에 따르면, 압력 센서는 빛이나 그 밖의 다른 파동 에너지의 압축 가능한 캐리어 매개체(carrier medium)와, 그 캐리어 매개체 내에서 빛을 분산하기 위한 산란 요소들(scattering centers)을 구비할 수 있다. 파동 에너지원의 수신 수단은 캐리어 매개체와 결합하여 캐리어 매개체로 파동 에너지를 전달시킬 뿐만 아니라, 그 매개체로부터 파동 에너지를 수신하기도 한다.

본 명세서에서 "빛(light)"이란 용어는, 임의의 적절한 타입의 파동 에너지를 가리키는 것으로서 편의상 일반적으로 사용될 것이다. 비 가시(可視) 파장 내의 전자기 복사 에너지 및 음파를 포함하는 다른 형식의 파동 에너지도, 본 발명에서 사용하기 위한 파동 에너지를 구성할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

통합 캐비티 타입의 센서에서 캐리어 매개체는 유연한 덮개(envelope)나 압축 가능한 하우징(housing) 또는 그와 유사한 부재 내에 둘러싸일 수 있다. 그 덮개나 하우징에 적용되는 압력은 캐리어 매개체를 압축하게 되고, 그에 따라 상기 캐리어 매개체의 용적의 감소에 비례하여, 광원(light source)을 둘러싸는 영역 내에서 빛의 강도(intensity)를 증가시킨다. 빛의 강도에서의 변화는 리시버에 의해 감지되며, 이 리시버는 그 정보를 신호처리수단으로 전달한다. 캐리어 매개체는 특정한 빛이나 파동의 진동수에 대하여 투명 또는 반투명하며, 그 매개체 전체에 걸쳐서 균일하게 분포된 복수의 빛 산란 요소들을 포함하는 것이 바람직하다. 예컨대, 그 매개체가 반투명 폼(foam) 소재로 구성될 수 있다. 대신, 통합 캐비티가 중공(中空) 챔버(chamber)로 구성되고, 그 챔버 벽의 내면(內面)은, 챔버로 들어가는 어떠한 빛도 완전히 분산시키는 빛 분산 기능을 제공하도록 광 반사성 및 광 분산성을 가지고 있다. 내부 공간(enclosure)은 광학적 통합 캐비티로 구성되거나 그것을 형성하는데, 이는 덮개에 의해 경계가 형성되고/되거나, 캐비티 내에서의 조명(illumination)은 다수의 산란 반사(scattering reflections) 또는 굴절(refractions)이 이루어져, 이에 따라 효과적으로 그 캐비티 전체에 걸쳐서의 분산을 랜덤화(randomize)하고 수월하게 하는 특성을 가지는 변형 가능한 소재로 구성되는 영역 또는 용적으로 정의된다. 그러한 캐비티 내에서, 종국에 가서는, 원래의 조명 방향에 대한 정보는 결국 잃어버리게 된다. 통합 광학적 캐비티는 공기나 가스가 채워진 공간일 수도 있고, 광학적적 산란 요소를 제공하는 셀룰러 매트릭스(cellular matrix)와 같은 반투명 솔리드(solid) 내의 용적일 수도 있다.

일정한 에너지 출력을 가지는 광원에 대하여, 캐비티는, 캐비티 내의 빛의 강도가 캐비티의 용적, 광원의 위치, 및 덮개 벽의 반사도 또는 캐리어 매개체 내의 산란 요소의 밀도의 함수라는 특성을 가진다. 캐비티의 용적의 감소에 따라 그 캐비티 내의 빛의 강도가 증가된다. 상기 캐비티는, 어떤 극단적인 형상으로는 이 상적으로 반응하지 못하지만, 사실상 임의의 형상으로 구성될 수 있다.

이런 타입의 압력 센서는, 본 발명의 목적에 적합한 몇가지 알맞은 모양을 가질 수 있다. 예컨대, 이 센서는, 복수의 광원 및 리시버들의 특성을 가지는 기다랗고 편평한 부재로 구성되어도 된다. 선택적으로, 산란 매개체는, 규정된 캐비티나 수용 공간 내에 맞도록 형성된 한 뭉치의 폼(foam)으로 구성되어도 된다.
본 발명은 "심각한" 것으로 분류되는 자동차 충돌의 감지에 관한 것이다. 이는 한명 이상의 자동차 승객에 대한 심각한 상해(傷害) 또는 사망이 꽤 있을 법한 충돌을 가리킨다.

본 발명의 목적은, 자동차 충돌의 센싱(sensing) 또는 감지 수단을 가지는 자동차 부품을 제공하여, 뜻하지 않은 작동의 위험을 최소화 하는데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은, 심각한 충격을 나타내는 자동차의 충돌 영역 또는 다른 구성 부품들의 실제적인 변위를 감지하기 위해 특별히 채용된 충돌 센서를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 전자기적(電磁氣的) 간섭, 부식, 온도 및 다른 변수들에 의한 영향을 최소로 하는 충돌 센서를 제공하는데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은, 전기(電氣) 및 이동 요소들 및 부품들을 최소화하는 감지 수단을 통해서 감지하는데 있다.

전술한 목적에 따라, 한 측면에서, 본 발명은 자동차 내에 장착되는 변위 센서를 구비하는데, 이는 자동차의 일부분을 변형시키기에 충분한 자동차 충돌을 감지하게 된다. 이러한 측면에서, 본 발명은 이하를 구비한다;
전술한 목적에 따라, 본 발명은 자동차 충돌 영역의 변위를 감지하는 센서로서, 이는 사이가 서로 떨어져 있는 기판들을 구비하는 일반적인 타입을 가지며, 상기 기판들 사이의 수렴을 감지하고 에어백이나 안전벨트 조임장치와 같은 적절한 반응 장치를 작동시키는 수단이 있는 자동차 부품들을 구비할 수 있다. 한 예로서, 본 발명은 다음과 같이 구성된다.
a) 내부에는 파동 에너지 산란 요소들이 분포되어 있으며, 중합체 폼(polymeric foam)과 같은 파동 에너지 전달 물질로 된 압축가능한 캐리어 매개체와;
b) 상기 캐리어 매개체와 소통하여, 완전히 산란된 파동 에너지를 수용하는 캐리어 매개체 내의 산란 에너지 용적을 제공하는 파동 에너지원과;
c) 완전히 산란된 파동 에너지의 통합 강도(integrated intensity)를 감지하기 위한 파동 에너지 리시버 (receiver)와;

d) 상기 자동차의 심각한 충돌을 나타내는 정도 이상에서, 리시버가 기판들의 수렴 및 캐리어 매개체의 결과적인 압축을 표시하는 상기 통합 강도의 변화를 감지했을 때, 승객 구속 시스템을 작동시키기 위해 기능적으로 리시버를 신호처리수단에 연결하는 신호 결합 수단.

삭제

파동 에너지는 빛으로 구성되고, 캐리어 매개체는 반투명 폼 소재로 구성되는 것이 바람직하다.

또 다른 측면에서, 에너지원과 리시버는, 광 섬유 리시버와 근접되어 결합된 광 섬유 광원으로 구성된다. 또 다른 측면에서, 복수 쌍의 광 섬유 광원 및 리시버들은 광 섬유 어레이(array) 내에서 제공된다.

그 대신에, 광원은 캐리어 매개체와 근접되어 있는 하나 이상의 LED 장치로 구성될 수도 있고, 리시버들은 광 수신자(photoreceptors)로 구성되어도 된다. 이 LED와 광 수신자들은 캐리어 매개체와 접촉된 회로판(circuit board)에 장착될 수 있다.

또 다른 면에서, 본 발명은 자동차 범퍼를 구비하는데, 이는 제1 기판 부재를 구비하는 딱딱한(rigid) 범퍼 지지부, 이 지지부로부터 사이가 떨어져 있고 제2 기판 부재를 구비하는 범퍼 외피(skin)를 가지고 있고, 하나의 중공(中空) 영역이 상기 범퍼 외피와 지지부 사이에서 규정된다. 이 중공 영역은, 보통 반투명 폼(foam)으로 구성되는 캐리어 매개체를 포함하는 에너지 흡수 소재에 의해 적어도 부분적으로 채워져 있다. 적어도 하나의 광원 및 리시버는 이 캐리어 매개체와 소 통한다. 광원 및 리시버는 상기 폼과 접촉 상태로 근접되거나 폼 내에 심어져 있는 것이 바람직하다. 이 광원 및 리시버는, 범퍼 지지부에 장착된 광 섬유 광원 또는 LED 광원과 리시버들의 선형 어레이로 구성되는 것이 좋다. 하나의 형식으로서, 광 섬유 트랜스미터(transmitter)와 리시버들은, 광 섬유 케이블과 소통하는 광원을 구비하는 제어 모듈(control module)과 각자 결합된다. 또한, 상기 모듈은 광 섬유 리시버들로부터 전달된 빛을 수신하는 신호 결합 수단과, 에너지원과 리시버들을 둘러싸는 영역에서 상기 수신된 빛의 강도를 캐리어 매개체의 변위를 표시하는 신호로 변환하기 위한 처리 수단(processing means)을 구비한다. 그 대신, 상기 모듈은 캐리어 매개체와 접촉되어 LED들과 광 수신자들의 어레이를 지탱하는 회로판과 소통한다.

또 다른 면에서, 본 발명은 예컨대 도어 패널이나 그 밖의 구조 부재인 자동차 패널(panel)을 구비하는데, 이는 딱딱한 프레임 부재 및 그로부터 떨어져 있는 외피(skin)로 구성되며, 이 외피와 프레임 부재 사이의 중공 영역은 적어도 부분적으로 변형 가능한 캐리어 매개체로 채워진다. 이 매개체는 반투명 폼 소재로 구성되는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 하나 이상의 광원 및 리시버들은 캐리어 매개체와 접촉하거나 소통하는 상기 패널에 장착되며, 프레임 부재에 장착되는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 제어 모듈은 에너지원과 리시버와 결합된다.

또 다른 면에서, 본 발명은 자동차 프레임 부재를 구비하는데, 이는 상기 캐 리어 매개체에 의해 적어도 부분적으로, 그러나 바람직하게는 완전히 채워진 중공의 자동차 구조 부재로 구성되며, 상기 매개체는 반투명 폼 소재로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 특징에서와 같이, 광원 및 리시버 수단은 캐리어 매개체와 소통하고 처리장치 모듈(processor module)과 결합된다.

또 다른 면에서, 본 발명은 자동차 내에 설치하기 위한 변위 센서를 구비하며, 비교적 근접되어 있는 2개의 자동차 부품들 사이의 압축력을 감지한다. 이 점에 있어서, 본 발명은 한 쌍의 사이가 떨어진 평행판을 구비하는데, 이 판들 사이의 영역은 캐리어 매개체로 채워지며, 이 매개체는 반투명 폼으로 구성되는 것이 바람직하다. 각각의 판은 그에 대응하는 자동차 부품에 결합되며, 이에 따라, 예컨대 충돌시에 일어날 수 있는 자동차 부품간의 어떠한 수렴(convergence)으로 인해 상기 판들 사이에 있는 폼이 압축된다. 중공 영역의 가로 방향 에지(edge)들은, 판들 사이의 공간을 완전히 둘러싸고 그 외부 판들 사이에서 상기 상기 폼을 완전히 수용하기 위한 구속 부재(constraining members)들에 의해 경계가 형성된다. 전술한 바와 같이, 하나 이상의 광원 및 리시버들은 캐리어 매개체 내에 위치되거나, 그렇지 않으면 이 캐리어 매개체와 결합되거나 소통한다. 이 리시버 또는 리시버들은 처리장치 모듈에 연결된다.

또 다른 면에서, 본 발명은 비교적 넓게 분리되어 있는 자동차 부품들의 상대적 변위를 감지하기 위한 세로 방향 변위 센서를 구비한다. 이 점에 관하여, 본 발명은 기다란 중공 실린더를 구비하는데, 그 보어(bore)는 캐리어 매개체에 의해 부분적으로 채워져 있다. 이 실린더의 일단(一端)은 씰링(sealing) 되어 있다. 상기 캐리어 매개체는, 실린더의 중공 보어 내에 배치되는 미끄럼 가능한 실린더 플런저에 의해 실린더 내에 수용되며, 상기 플런저는 상기 캐리어 매개체와 접촉되어 있다. 전술한 바와 같이, 하나 이상의 광원 및 리시버들은, 상기 캐리어 매개체와 접촉하거나 소통하는 실린더 내에 위치하며, 실린더의 베이스(base) 근방에 장착되는 것이 바람직하다. 실린더 몸체와 보어는 대응하는 자동차 부품에 각각 장착된다. 결합된 자동차 부품들의 서로를 향하는 변위로 인해, 실린더 내에서 플러저가 변위하게 되며, 이에 따라 캐리어 매개체가 압축되어 충돌 상태가 표시된다. 에너지원과 리시버에 결합된 처리장치 모듈은 실린더의 내부 또는 그 바깥쪽에 위치되어도 된다.

또 다른 면에서, 본 발명은 에어백이나 그 밖의 충돌 반응 수단, 및 전술한 바와 같이 자동차 내에 장착되어 이 반응 수단에 효과적으로 연결되는 하나 이상의 변위 센서를 가지는 자동차를 구비한다.

또 다른 면에서, 본 발명은 자동차의 일부분을 압축시킬 정도로 충분히 심각한 자동차 충돌을 감지하기 위한 방법을 구비한다. 이는 이하의 단계들로 구성되어 있다.
또 다른 면에서, 자동차의 심각한 충돌을 감지하는 방법으로서, 자동차의 충돌 영역 내에 변위 센서를 포함하여, 상기 센서가 심각한 충돌을 감지할 때, 상기 센서와 승객 구속 시스템 사이에서 소통하는 자동차를 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명은 다음과 같은 단계로 구성된다.
a) 압축 가능한 캐리어 매개체와, 광 이미터(light emitter), 신호 결합수단과 신호 처리수단을 구비하는 전술한 바와 같은 일반적 형식의 변위 센서로서, 자동차 내에서 충돌 영역 내의 2개의 자동차 부품을 연결하는 그러한 센서를 제공하는 단계와;
b) 하나의 광원으로부터 상기 센서 내의 변형 가능한 캐리어 매개체로 빛을 전달하여, 상기 광원으로부터의 빛이 완전히 산란되는 상기 캐리어 매개체 내의 영역에 의해 규정되는 광학적 캐비티를 형성하는 단계와;
c) 상기 광학적 캐비티 내에서 완전히 산란되고 통합된 빛의 강도를 감지하며, 그 결과적인 신호를 신호 처리수단으로 전달하는 단계와;
d) 상기 신호 처리수단 내에서 상기 통합된 빛의 강도 레벨을 전기적 출력 신호로 변환하는 단계와;
e) 상기 자동차에서 발생되는 심각한 충격을 나타내는 상기 자동차 부품들의 상호 충돌을 표시하는 상기 광학적 캐비티 내의 상기 통합된 빛의 강도 변화를 감지할 때, 승객 구속 시스템을 작동시키는 단계.

삭제

비록 본 명세서에서 특별히 기술되는 실시예들은 통상의 차나 트럭에 이용하기 위해 채용되지만, 적절한 수정을 통해 임의의 육지용, 수상용 또는 비행기나 우주선과도 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도 1(a)와 도 1(b)는 본 발명에서 사용하기 위해 채용된 종래기술에 의한 변위 센서의 일부를 나타내는 구성 단면도이고,

도 2는 본 발명을 포함하는 자동차 범퍼의 단면도이고,

도 3은 본 발명을 포함하는 자동차 도어 패널의 단면도이고,

도 4는 본 발명을 포함하는 자동차 프레임 부재의 단면도이고,

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 센서의 단면도이고,

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 센서의 단면도이고,

도 7은 본 발명의 제4실시예의 도 6에 따른 단면도이고,

도 8은 자동차의 일부분, 즉 본 발명의 하나의 쓰임새를 예시하는 자동차 엔진 컴파트먼트 및 주변 부품들의 구성도이고,

도 9는 센서들, 관련 제어장치들, 그와 관련된 부품들을 나타내는 배치 구성도이고,

도 10(a) 및 도 10(b)는 조명 띠(illumination strip) 및 관련 처리장치 부품들의 구성도이다.

본 발명은, 일반적으로 자동차의 충돌 영역 내의 전략적 위치에 장착된 변위 센서를 구비한다. 이 센서는 자동차의 기능적 또는 구조적인 면에서 필수적인 부품으로서 자동차 내에 포함될 수 있다.

도 1(a) 및 도 1(b)는, PCT/CA98/00686에서 일반적으로 기술되며 "통합 캐비티" 센서로 알려진 종래기술에 의한 센서를 나타낸다. 본 발명은 이러한 일반적인 형식의 센서를 포함한다. 통합 캐비티 압력 센서(1)는 한 몸체의 광 산란 소재로 구성된 캐리어(carrier)(2)를 구비한다. 그 소재는 개방 또는 폐쇄된 셀 반투명 폼(foam)으로 구성되는 것이 좋을 것이다. 간격이 떨어져 있는 복수의 광원(light source)(4)들은, 상기 폼 내의 어떤 영역에서, 중단되지 않고 완전히 산란된 빛을 제공한다. 상기 캐리어의 내부는 광 섬유 케이블(6)에 의해 빛을 공급받는데, 그의 제1말단은 광원에 연결되어 있고 제2말단은 폼의 몸체(2) 내부까지 뻗어있거나 몸체(2)와 접촉되어 있다. 제1 섬유와 한 묶음으로 된 제2 광학적 섬유(8)는 폼 내에서 빛의 강도(intensity)를 감지하기 위한 광 리셉터(light receptor)를 구비한다. 리시버의 제2말단은 신호 처리수단(10)과 소통된다. 광원은 사전 설정된 강도에 의해 폼 내부의 한 영역을 조명하는데, 이 영역 내에서 빛은 그 폼 내의 산란 요소들, 예컨대 폼 내의 실벽(cellular wall)에 의해 완전히 산란된다. 광원들과 리시버들은 기다란 조명 띠(6)로 구성되는 지지 매트릭스(support matrix)와 결합된다. 도 1(b)에서와 같이, 폼의 압축으로, 변위의 정도에 따라 변동되는 사전 설정된 양에 따라 상기 영역 내의 강도(intensity)가 증가된다.

광학적 섬유(6)는 처리수단(10) 내에서 통상의 전구(bulb)나 LED를 구비하는 광원과 결합될 수 있는데, 그 광원은 중단되지 않게 빛을 조사하기 위해 자동차 전원 또는 분리된 전원으로부터 동력을 받는다. 자동차 운전자가 볼 수 있는 경고 등(warning light)이 광원과 결합되어, 운전자에게 광원이 완전히 꺼졌는지 또는 작동하지 않는지를 알려주는 것이 바람직하다.

도 2에서와 같이, 본 발명은 하나의 실시예로서 본 발명을 포함하는 자동차 범퍼(20)를 구비한다. 이 범퍼는 딱딱한(rigid) 범퍼 보호틀(22)을 구비하는데, 자동차 프레임(미도시)에 장착된 스페이서(24)에 기다랗고 딱딱한 지지부(26)가 팔을 걸친 형상을 하고 있다. 범퍼 외피(28)는 보호틀에 장착되어 있고, 에너지를 흡수하는 반투명 폼 코어(2)로 채워진 유연한 덮개를 구비한다. 조명 띠(16)는 범퍼 지지부에 장착되어 있고 실질적으로 그 길이만큼 연장되어 있다. 조명 띠(16)는 일렬의 광 섬유 케이블로부터 형성되는데, 그것은 엇갈린 배치로 광원 및 리시버 모두의 역할을 담당한다. 광 케이블들은 범퍼 보호틀에 장착된 전자 마이크로프로세서 모듈(10)로 연장된다. 이하에 보다 상세히 기술되듯이, 마이크로프로세서 모듈은 정보 및 신호 처리수단을 포함하고, 이에 따라 센서로부터의 광학적 신호들은 전자 신호들로 변환된다. 이하에서 보다 자세히 기술되듯이, 전원 및 소통 연결부(32)는 마이크로프로세서 모듈(10)을 전원(미도시) 및 1개 이상의 에어백 또는 다른 안전 장치(미도시)에 연결한다. 또한, 그 모듈은, 광원 광 섬유 케이블에 의한 전달을 위해 1개 이상의 광 이미터(emitter)를 포함한다.

도 3은 본 발명에 따른 압력 센서를 포함하는 자동차 도어 패널(40)을 예시한다. 이 패널은 내부의 한 부분에서 보강 바(reinforcing bar)(42)를 구비하며, 외피(44)를 구비한다. 에너지 흡수 반투명 폼(2)은 그 외피의 내부에 위치한다. 조명 띠(16)는 보강 바(42)에 장착되며, 에너지 흡수 폼(2)과 소통된다. 전술한 바와 같이, 조명 띠(16)는 광섬유로부터 만들어진다. 조명 띠(16)는 전술한 바와 동일한 특성을 가지는 마이크로프로세서 모듈(10)과 소통한다. 이 마이크로프로세 서 모듈은 전원 및 에어백이나 그와 유사한 안전 장치(미도시)와 소통한다.

도 4는 압력 센서를 포함하는 자동차의 구조 프레임 부재(50)를 예시한다. 이 프레임 부재는, 자동차 롤 바(roll bar), 도어 필라(door pillar) 또는 다른 부재와 같은 임의로 선택된 자동차 프레임 부재로 구성될 수 있다. 이 프레임 부재는 내부에 중공 공간(hollow space)이 형성된 딱딱한 외부 쉘(outer shell)(52)을 구비한다. 부재의 내부는 광(光) 산란 폼으로 채워진다. 전술한 바와 같이, 하나의 조명 띠가 프레임의 내부에 배치되고, 프레임 부재의 길이를 따라 거의 전체적으로 또는 부분적으로 연장된다. 마이크로프로세서 모듈(10)은 상기 띠에 연결되어, 직접 프레임 부재에 또는 자동차 내부의 기타 영역에 장착된다. 이 모듈은 차례로 전원및 에어백이나 이와 유사한 안전 장치에 연결된다.

도 5는 2개의 자동차 부품 사이에 장착되는 비 통합(non-integral) 변위 센서(60)의 제1형태를 예시한다. 예컨대, 그러한 센서는, 자동차 충돌을 표시하는 부재들의 수렴을 감지하기 위해, 2개의 자동차 프레임 부재 사이에 장착될 수 있다. 이러한 형식의 센서를 이하 "가로형(lateral)" 센서라 칭한다. 이는, 그것이 넓고 얕은 압축 영역을 가지기 때문이다. 이러한 형식의 센서는 제1의 장축 및 제2의 비교적 짧은 가로축을 가진다. 이 센서는 주로 가로축 방향의 변위를 감지한다. 이 센서는, 나란히 사이가 떨어진 제1 및 제2의 딱딱한 판(62)으로 구성된 하나의 셀(cell)을 구비하는데, 그 판들(62)의 측면 에지(edge)는 이 판들 사이의 내부 공간을 둘러싸도록 규정하는 압축성 또는 탄성의 격벽(64)에 의해 구속되어 있다. 이 내부 공간은 실질적으로 광학적 폼 코어(2)에 의해 채워져 있다. 조명 띠(16)는 이 내부 공간 내에 상기 폼과 접촉한 상태로 수용되어 있다. 판들 위의 장착용 브라켓들(66)은, 각각의 판들이 비교적 근접되어 있는 2개의 자동차 부품들에 장착되도록 한다. 여기서, 그 자동차 부품들의 상대적 변위는 하나의 심각한 충격을 나타낸다. 전술한 바와 같이, 마이크로프로세서 모듈(10)은 광 섬유 어레이에 연결되고, 차례로 전원 및 1개 이상의 에어백이나 그와 유사한 장치에 연결된다. 이 모듈은 직접 자동차 부품, 또는 자동차 내부의 기타 영역에 장착될 수 있다.

도 6은 비 통합(non-integral) 센서의 제2형태를 나타내는데, 이는 기다란 축을 가지는 종방향 변위 센서(70)를 구비하며, 자동차 충돌 영역 내에 장착될 수 있다. 이 제2 센서형은 엔진 컴파트먼트 내의 비교적 넓게 떨어진 프레임 부재들 사이에 장착되어 있어, 엔진 컴파트먼트가 변위할 때 그 프레임 부재들이 서로를 향해 변위하고, 그 변위는 센서에 의해 감지되는 것이다. 이 실시예에서, 변위 센서는 딱딱한 원통형 중공 실린더(72)를 구비하며, 그 제1단(端)은 캡(74)에 의해 씌워지고, 그 캡은 차례로 씰(seal)(76)에 의해 그 실린더에 밀봉된다. 하나의 탭(tab)(78)이 상기 실린더의 제1단을 장착하기 위해 상기 캡으로부터 자동차 내의 제1 부품까지 연장된다. 플런저(80)는 상기 실린더 내에 미끄럼이 자유롭게 배치되며, 바깥으로 연장된 상기 플런저의 단부에는 제2 탭(82)이 형성되어, 자동차의 제2 부품에 장착되는 특성을 가진다. 상기 플런저는, 실린더의 제2 개방 단부 내에 배치되어 상기 플런저에 접촉하는 환상(環狀) 씰(84)을 통해 실린더 내에 수용 된다. 캡과 플런저 사이, 상기 실린더의 중공 내부 베이스(base)는 광 산란 폼(2)으로 채워진다. 일반적으로 전술한 바와 같이, 조명 띠(16)는 중공 내부 공간 안에 배치되고, 실린더 내에 장착된 캡(74)으로부터 사이가 떨어진 딱딱한 내부 플러그(86)에 장착되는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 상기 조명 띠는 마이크로프로세서 모듈(10)에 기능적으로 연결되며, 상기 모듈은 차례로 전원 및 1개 이상의 에어백이나 그와 유사한 장치(미도시)에 결합된다. 상기 마이크로프로세서 모듈은 상기 실린더의 내부에서, 플러그(86)와 캡(74) 사이의 공간 내에 장착되는 것이 좋다. 자동차가 충돌 영역을 변형시키는데 충분한 충돌을 겪으면, 그 플런저는 실린더 내에서 안쪽으로 밀려지고, 그에 따라 광학적 폼이 압축되며, 그에 비례하는 양 만큼 상기 폼 내의 빛의 강도를 증가시키게 된다.

도 7에서는, 도 6에 나타낸 실시예의 변형예(90)가 개시되어 있는데, 광 섬유 어레이가 실린더(72)의 베이스에 직접 장착되어 있어, 도 6에서의 플러그(86)가 없어도 된다. 이러한 형식에서는, 마이크로프로세서와 광 섬유 어레이 사이의 광 섬유 연결부(92)는 실린더 벽을 관통하여 연장되고, 마이크로프로세서 모듈(10)이 자동차 컴파트먼트 내(內), 실린더의 외부에 장착된다. 광 섬유 커넥터(94)는 실린더 내에서 광 섬유 어레이(16)로 이끄는 제1 광 섬유 라인(96)을 마이크로프로세서 모듈로 이끄는 제2 광 섬유 라인(98)과 연결시킨다.

도 8에서는, 자동자의 충돌 영역(100) 내에서 변위 센서들의 배치를 위한 전형적인 장착구조가 도시되어 있는데, 이 경우에는 자동차 엔진 컴파트먼트와 주변 부품들이 예시되어 있다. 충돌 영역은 자동차 프레임(102), 범퍼 보호틀(104) 및 자동차 몸체 외피(106)로 구성된다. 엔진은 자동차 프레임에 장착된다. 자동차 바퀴(108) 중의 하나는 도시되어 있고, 두번째 바퀴는 명확히 하기 위해 생략되어 있다. 1개 이상의 측면 장착 종방향 타입의 변위 센서들(70)은, 앞 바퀴를 둘러싸는 영역에서 자동차 프레임과 몸체 외피를 연결한다. 더욱이, 다수의 가로방향 타입의 센서들(60)은 엔진 컴파트먼트 내부와 주위, 예컨대 엔진 앞부분에서 엔진과 프레임 사이, 엔진의 뒷 부분과 횡 프레임 부재 사이, 그리고 엔진 라디에이터와 앞부분 범퍼 보호틀 사이에 전략적으로 배치된다. 이러한 구성으로, 전술한 바와 같이 자동차의 충돌 영역에 대한 심각한 정면 또는 측면 충돌이 1개 이상의 변위 센서를 작동시켜서, 충돌 정보를 신호(signal)로 하여 중앙처리장치에 보내게 된다.

도 9는 변위 센서들의 배치, 중앙제어장치 및 에어백이나 그와 유사한 장치를 나타내는 구성도이다. 변위 센서들(160)의 배치는, 본 명세서 상에 개시된 하나 이상의 변형예를 가질 수 있는데, 자동차의 1개 이상의 충돌 영역 내에 전략적으로 장착된다. 각각의 센서(160)는 그에 대응하는 마이크로프로세서 모듈(10)과 연결된다. 이 마이크로프로세서 모듈은 각각 공통 전원(120)과 공통의 중앙처리장치(122)에 연결되는데, 이 전원은 자동차 배터리로 구성되는 것이 바람직하다. 중앙처리장치는, 차례로 1개 이상의 에어백(124), 안전벨트 조임 수단(126) 또는 기타 충돌 반응 수단과 연결된다. 중앙처리장치가, 충돌의 방향 및/또는 정도에 따라 에어백이 선택적으로 작동되는 방식으로, 에어백 또는 그 유사장치를 제어하는 것이 바람직하다. 따라서, 충격이 적으면 에어백의 팽창량은 줄어들게 될 것이다. 더욱이, 특정 방향으로부터 받은 충격은 자동차의 신호부에 따라서만 에어백을 작동시킬 것이다. 예컨대, 범퍼의 한 부분에서 이루어진 충돌로, 범퍼의 그 쪽 부분에서의 디텍터(센서)로부터 상응하는 신호가 전달될 수 있을 것이다. 충돌의 심각도에 따라, 반응 장치가 한 부분에서만 작동될 것이다. 그 대신, 충돌의 방향 및 심각도에 따라 다양한 반응이 이루어질 수 있다. 예컨대, 벨트 조임 및 1개 또는 복수의 에어백의 작동이 결합되어 이루어질 수 있다.

도 10(a) 및 도 10(b)는, 전술한 실시예에서 참조번호 16으로 표시한 조명 띠의 2가지 변형예와 그와 결합되는 참조 번호 10으로 표시한 제어 수단의 구성을 나타낸다. 도 10(a)는 중간에 개재된 광 섬유 조명과 감지 구성을 나타내는데, 띠는 광 섬유 리본 케이블(140)로 구성되며, 여기에는 트랜스미터 및 리시버 광 섬유 쌍이 배치되어 있다. 리본 케이블(140)은 처리수단(10)으로 들어간다. 이미터 섬유(emitter fiber)(6)는 처리수단(10) 내에서 LED 광원(142)과 소통하며, 리시버 섬유(8)는 포토 디텍터 어레이(photo detector array)(144)와 연결되어 있다. 포토 디텍터 어레이로부터의 신호는 아날로그/디지탈 변환기(146)를 거치는데, 이 변환기는 상기 어레이(144)에 의해 전달되는 신호를 해석하기 위해 차례로 마이크로 컨트롤러(148)와 소통한다. 상기 마이크로 컨트롤러는 통상의 에어백 컨트롤러(미도시)와 소통한다. 상기 요소들은 전원(150)에 의해 구동된다.

도 10(b)에서는, 중간에 개재된 비(非) 광 섬유 구조가 도시되어 있다. 이 형식에서, 조명 띠는 딱딱한 또는 유연한 회로판(circuit board)(152)을 구비한다. 이 회로판은, 차례로 멀티플렉서(multiplexer)(156)와 소통하는 LED/포토 디텍터 쌍(154)을 지탱한다. 전술한 바와 같이, 이 멀티플렉서로부터의 신호는 아날로그/디지탈 변환기를 통해 마이크로 컨트롤러, 그리고 이어서 에어백 컨트롤러로 전달된다. 상기 요소들은 전술한 바와 동일한 방식으로 전원(150)에 의해 구동된다.

도 10(a) 및 도 10(b)에서 나타낸 조명 띠의 구성들 중 어느 하나는 본 명세서에 기재되는 임의의 센서 구성 내에 포함되어 채용될 수 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 실시예들은 레이트(rate) 또는 자세(attitude) 구성을 명확히 구비하도록 도모되어 있다. 레이트 센서들은 회전 가속도나 원심 가속도를 감지함으로써 회전율(rate of turn)을 감지한다. 자세 센서나 경사 센서(inclination sensor)들은 축에서 벗어난 중력 가속도를 감지함으로써 작동한다. 자동차 분야에서는, 이러한 센서들이 ±1g 오더의 가속도에서 최적으로 작동되도록 조정된다.

본 발명은 바람직한 실시예의 상세한 설명을 통해 기술되었지만, 이러한 실시예의 변형예가 본 발명에 포함될 것이라는 것을, 본 발명이 속하는 분야의 전문가들은 이해할 것이다. 본 발명의 전체 범위는, 청구범위에서 규정되는 바와 같 이, 그러한 변형예들을 포함한다.

Claims

자동차 충돌 영역 내에서 서로 사이가 떨어진 제1 및 제2의 기판들(26,28)을 구비하며, 상기 충돌 영역의 충돌을 나타내는 상기 기판들의 수렴을 감지하고 이에 따른 전자 신호를 생성하기 위한 수단을 구비하고, 상기 전자 신호에 따라 승객 구속 시스템을 작동시키는 수단(10)을 구비하는 형식의, 자동차의 충돌 영역 내에 장착하기 위한 충돌 변위 센서에 있어서,

a) 내부에는 파동 에너지 산란 요소들이 분포되어 있으며, 중합체 폼(polymeric foam)과 같은 파동 에너지 전달 물질로 된 압축가능한 캐리어 매개체(2)와;

b) 파동 에너지를 상기 캐리어 매개체에 조사하며, 완전히 산란된 파동 에너지를 수용하는 캐리어 매개체 내의 산란 에너지 용적을 제공하는, 캐리어 매개체와 소통하는 파동 에너지원(4,6)과;

c) 완전히 산란된 파동 에너지의 통합 강도를 감지하기 위한 파동 에너지 리시버(8)와;

d) 상기 자동차의 심각한 충돌을 나타내는 정도 이상에서, 리시버가 기판들의 수렴 및 캐리어 매개체의 결과적인 압축을 표시하는 상기 통합 강도의 변화를 감지했을 때, 승객 구속 시스템을 작동시키기 위해, 리시버를 신호처리수단(10)에 기능적으로 연결하는 신호 결합 수단(8)과;

로 구성되는 수렴 감지를 위한 수단을 특징으로 하는 자동차의 충돌 변위 센서.
제1항에 있어서,

상기 파동 에너지원과 리시버는 각각, 가시광인 에너지원과 리시버로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 충돌 변위 센서.
제2항에 있어서,

상기 파동 에너지원과 리시버는 각각, 광 섬유 광원과 리시버로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 충돌 변위 센서.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 광원과 리시버는 각각, 광원과 리시버 쌍들의 대체로 선형인 어레이(linear array)(16)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 충돌 변위 센서.
제2항에 있어서,

상기 광원과 리시버는 각각, 캐리어 매개체와 접촉되어 있는 회로판(152)에 장착된 LED와 포토 리셉터(photo receptor)(154)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차의 충돌 변위 센서.
충돌 영역은, 자동차의 둘레에서 제1 기판(28)과, 이 제1 기판의 안쪽에 근접되어 있는 제2 기판(26)을 구비하고, 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 감지 수단(sensor means)을 구비하여 상기 충돌 영역의 충돌을 표시하는 상기 제1 및 제2 부재의 수렴을 감지하는, 자동차의 충돌 영역 내에 통합된 충돌 디텍터를 가지는 형식의 자동차에 있어서,

a) 내부에는 파동 에너지 산란 요소들이 분포되어 있어 파동 에너지를 완전히 산란시키는, 파동 에너지 전달 소재로 된 압축 가능한 캐리어 매개체(2)와;

b) 캐리어 매개체에 결합되어, 완전히 산란된 파동 에너지를 수용하는 산란 에너지 용적을 생성하는 파동 에너지원(4,6)과;

c) 상기 완전히 산란된 파동 에너지의 통합된 강도에 응답하는 파동 에너지 리시버(8)와;

d) 상기 리시버가, 상기 자동차의 심각한 충돌을 나타내는 정도 이상으로 상기 기판들의 수렴 및 결과적인 상기 캐리어 매개체의 압축을 표시하는 상기 통합 강도에서의 변화를 감지할 때, 상기 승객 구속 시스템을 작동시키기 위해 상기 리시버를 신호 처리 수단에 기능적으로 연결하기 위한 신호 결합 수단(10)과;

를 구비하는 감지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
제6항에 있어서,

상기 파동 에너지원과 리시버는 각각, 가시광의 에너지원과 리시버로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차.
제7항에 있어서,

상기 에너지원과 리시버는 각각, 광 섬유 광원과 리시버로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 광원과 리시버는, 광원과 리시버 쌍들의 대체로 선형인 어레이(16)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차.
제7항에 있어서,

상기 광원과 리시버는, 캐리어 매개체와 접촉되어 있는 회로판(152)에 각각 장착된 LED와 광 수신기(154)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차.
제6항에 있어서,

상기 제1 기판은 범퍼 외피(bumper skin)(28)를 구비하며, 상기 제2 기판은 범퍼 보호틀(bumper armature)(26)을 구비하되, 상기 캐리어 매개체는 상기 보호틀과 외피 사이의 공간을 적어도 부분적으로 채우는 압축 가능한 폼 소재(2)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차.
제6항에 있어서,

상기 제1 기판은 도어 패널 외피(44)로 구성되며, 상기 제2 기판은 상기 지지 구조로부터 떨어져 있는 도어 패널 지지 구조(42)로 구성되되, 그들 사이의 내부 용적은 실질적으로 상기 캐리어 매개체(2)에 의해 채워진 것을 특징으로 하는 자동차.
제6항에 있어서,

상기 제1 기판은 자동차 외피(44)의 일부분으로 구성되며, 상기 제2 기판은 자동차 프레임으로부터 떨어져 있는 프레임(42)의 일부분으로 구성되되, 상기 캐리어 매개체는 상기 프레임과 외피 사이의 상기 공간을 적어도 부분적으로 채우는 압축 가능한 폼으로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차.
제6항에 있어서,

상기 제1 기판은 자동차 구조 프레임 부재(52)의 제1 부품으로 구성되며, 상기 제2 기판은 상기 프레임 부재의 제2 부품으로 구성되되, 상기 제1 및 제2 부품은 상기 캐리어 매개체에 의해 실질적으로 채워진 그 사이의 내부 용적을 규정하는 것을 특징으로 하는 자동차.
제6항 내지 제8항, 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 캐리어 매개체는 에너지 흡수 폼 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차.
자동차의 충돌 영역 내에 변위 센서를 포함시켜서, 상기 센서가 심각한 충돌을 감지할 때 상기 센서와 승객 구속 시스템 사이에 소통하는 단계로 구성되는 형식의, 자동차 충돌을 감지하여 반응하는 방법에 있어서,

a) 자동차 내부에서, 자동차의 충돌 영역 내의 2개의 기판을 연결하는, 제1항에 따른 변위 센서를 제공하는 단계와;

b) 빛이, 하나의 광원으로부터 전체에 걸쳐서 균일하게 분포된 빛 산란 요소들을 가지는 변형 가능한 투명 캐리어 매개체(2)로 전달되어, 상기 매개체 내에서 상기 광원으로부터 나온 빛이 모두 산란되는 하나의 영역에 의해 규정되는 광학적 캐비티(cavity)를 형성하는 단계와;

c) 상기 광학적 캐비티 내에서 완전히 산란되어 통합된 빛의 강도를 감지하여, 결과적인 신호를 신호 처리 수단으로 전달하는 단계와;

d) 상기 신호 처리 수단(10) 내에서 상기 결과적인 신호를 출력 전기적 신호로 변환하는 단계와;

e) 자동차에서 발생한 심각한 충돌을 나타내는 정도 만큼 상기 기판들이 수렴한다는 것을 나타내는, 상기 광학적 캐비티 내의 상기 통합된 빛의 강도에서의 변화를 감지할 때 승객 구속 시스템(124,126)을 작동시키는 단계와;

로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 충돌을 감지하여 반응하는 방법.
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