KR100980981B1 - 자동차의 충돌 가속도 조절부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 충돌 가속도 조절부재에 관한 것으로서, 라디에이터 로워 멤버의 전방부에 범퍼와 동일한 기능을 구현하면서 충돌 접촉 면적을 조절할 수 있는 보조 장착수단을 설치하여 엔진 사양 및 차체 중량의 변경에도 불구하고 에어백 장치의 전개 여부를 결정하는 중요한 인자인 초기 충돌 가속도 성능을 안정적으로 확보하여 에어백 센서의 정확한 센싱 작동을 통한 완벽한 에어백 장치의 전개가 이루어질 수 있도록 함으로써, 자동차의 충돌 안전성을 향상시킬 수 있는 자동차의 충돌 가속도 조절부재에 관한 것이다.

자동차, 충돌 가속도, 조절부재, 보조 장착수단, 블록구조, 보조 범퍼백빔

Description

자동차의 충돌 가속도 조절부재{Crash acceleration pulse control block for automobile}

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 자동차의 충돌 가속도 조절부재를 나타내는 구현예,

도 3은 본 발명에 따른 자동차의 충돌 가속도 조절부재를 통한 초기 가속도 변화를 나타내는 그래프,

도 4는 본 발명에 따른 충돌 속도에 따른 초기 가속도를 나타내는 그래프,

도 5는 본 발명에 따른 충돌 면적에 따른 초기 가속도를 나타내는 그래프,

도 6은 종래의 충돌시 시간에 따른 가속도를 나타내는 그래프,

도 7은 도 6의 가속도를 이용하여 계산된 속도를 나타내는 그래프,

도 8은 도 6의 가속도를 이용하여 계산된 에너지를 나타내는 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 보조 범퍼백빔 20 : 블록

본 발명은 자동차의 충돌 가속도 조절부재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔진 사양 및 차체의 중량 변경시에 안정적인 초기 충돌 가속도 성능을 확보하여 정확한 에어백 장치의 전개가 이루어질 수 있도록 함으로써, 자동차의 충돌 안전성을 향상시킬 수 있는 자동차의 충돌 가속도 조절부재에 관한 것이다.

일반적으로, 에어백 장치는 차량의 충돌시 그 충돌 정도에 따라 에어백 장치의 전개 여부를 결정하게 된다.

즉, 충돌로 인하여 승객에 미치는 상해가 큰 경우, 에어백을 전개시켜 그 에어백의 충격 흡수 성능에 의하여 승객의 상해를 경감시키게 된다.

일반적인 예를 들어 설명을 하자면, 차량이 벽면에 충돌할 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 충돌 파형이 에어백 ACU(Airbag Control Unit)에서 감지되는데, 이 감지된 가속도는 필터링 등의 디지털 데이터 프로세싱(digital data processing)을 통하여 도 7및 도 8에 도시된 바와 같이, 속도와 진동 에너지로 변환하게 된다.

이 속도와 진동에너지가 첨부한 도면에 도시된 바와 같이, 임계선(critical line)을 지나는 순간, 에어백 장치에 전개 명령을 주게 되는 바, 도 6의 점선의 경우처럼 낮은 가속도를 가지는 충돌의 경우는 도 7및 도 8의 점선으로 표시된 바와 같이, 상대적으로 작은 속도 및 진동 에너지로 계산되어 임계선을 지나지 못하게 되므로 에어백 장치의 전개 명령이 주어지지 않게 된다.

한편, 차량 충돌의 크기는 차체에 장착된 에어백 ACU의 가속도계에서 감지되 는 가속도의 크기에 의해 결정되며, 에어백의 전개 여부 또한 상기 가속도계에서 감지되는 가속도의 크기에 따라서 결정된다.

일반적으로, 차량이 강한 고정벽에 충돌시, 차량이 충격을 받는 면적이 크고 차체의 강성에 직접 영향을 받아 충돌 속도에 따른 가속도의 크기가 확연히 구분되는 경우에는 에어백의 전개 여부 및 전개 시점이 쉽게 판정되나, 차량 대 차량의 정면 충돌시나, 차량 대 차량의 오프셋(offset) 충돌시, 또는 다른 차량의 측면이나 후측을 충돌하는 경우에서의 가속도의 크기는 차량과 차량 간의 강성이나 접촉 면적에 의하여 결정되므로 초기 가속도의 크기가 일반적으로 매우 작게 된다.

이는 차량의 충돌 면적과 차량의 강성이 작은 경우이므로 가속도 크기가 충돌하는 속도에 비해, 강한 고정벽에 충돌하는 경우보다 매우 작게 된다.

이와 같이, 초기의 가속도 크기가 작은 경우는 에어백 ACU에서 에어백 장치의 전개를 요구하지 않게 되고, 이로 인해 승객의 안전을 위협하는 요소가 된다.

또다른 종래 기술의 문제점으로서는 차체가 대량 생산 방식으로 제작되고 있다는 점에서 기인하는 바, 동일한 차체에 여러 서로 다른 종류의 엔진과 옵션 사양들이 제공되므로 상기 차체에 중량과 부피가 다른 엔진과 옵션 사양이 도입되며, 이로 인한 차량의 충돌 특성은 동일한 충돌 속도에서 약 10% 차이의 가속도 차이가 발생하게 되어 에어백의 전개 여부 및 전개 시점을 판단하는데 상당히 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 라디에이터 로워 멤버의 전방부에 범퍼와 동일한 기능을 구현하면서 충돌 접촉 면적을 조절할 수 있는 보조 장착수단인 보조 범퍼백빔 또는 단면이 하니컴 형상의 블록구조를 설치하여 엔진 사양 및 차체 중량의 변경에도 불구하고 에어백 장치의 전개 여부를 결정하는 중요한 인자인 초기 충돌 가속도 성능을 안정적으로 확보하여 에어백 센서의 정확한 센싱 작동을 통한 완벽한 에어백 장치의 전개가 이루어질 수 있도록 함으로써, 자동차의 충돌 안전성을 향상시킬 수 있는 자동차의 충돌 가속도 조절부재를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.

엔진 사양 및 차체의 중량 변경시에 안정적인 초기 충돌 가속도 성능을 확보하여 정확한 에어백 장치의 전개가 이루어질 수 있도록 자동차의 충돌 접촉 면적을 조절하는 동시에, 충돌시 에너지 흡수 기능을 구현할 수 있는 보조 장착수단이 자동차의 전방부에 설치된 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 보조 장착수단은 차량의 사양에 따라 블록 수를 조정하여 충돌시 초기 가속도의 크기를 조정할 수 있는 단면이 하니컴 형상인 조합형 형태의 블록구조인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보조 장착수단은 차량의 사양에 따라 그 단면적의 크기를 조절하 거나 재질을 변경하여 충돌시 초기 가속도의 크기를 조정할 수 있는 일정한 길이를 갖는 바아 형태의 보조 범퍼백빔인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 자동차의 충돌 가속도 조절부재를 나타내는 구현예이다.

또한, 도 3은 본 발명에 따른 자동차의 충돌 가속도 조절부재를 통한 초기 가속도 변화를 나타내는 그래프이고, 도 4는 본 발명에 따른 충돌 속도에 따른 초기 가속도를 나타내는 그래프이며, 도 5는 본 발명에 따른 충돌 면적에 따른 초기 가속도를 나타내는 그래프이다.

본 발명은 엔진 사양 및 차체의 중량 변경시에 안정적인 초기 충돌 가속도 성능을 확보하여 정확한 에어백 장치의 전개가 이루어질 수 있도록 자동차 전방부의 범퍼 하단부에 보조 장착수단을 설치하여 엔진 사양 및 차체 중량의 변경시에 에어백 장치의 전개 여부를 결정하는 중요한 인자인 초기 충돌 가속도를 조절하여 정확한 에어백 장치의 전개가 이루어질 수 있도록 하는 발명이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 대해 더욱 상세하게 설명하자면, 에어백 장치의 전개 상황 판단을 명확하게 하기 위하여서는 충돌 속도에 따른 초기 가속도의 크기를 크게 하는 것이 중요하며, 충돌 속도에 따른 초기 가속도의 크기를 크게 하는 방법으로는 차체를 강하게 설계하거나, 또는 충돌 접촉 면적을 크게 하는 방법이 있다.

자동차 차체를 강하게 설계하는 것은 중량 증가가 따르고, 차량의 적합성에 의하여 다른 차량에 위해를 가하게 되며, 또한 충돌시 충돌 에너지 흡수가 작아져서 승객에게 심각한 상해를 줄 수 있다.

따라서, 본 발명의 바람직한 구현예는, 자동차의 충돌 접촉 면적을 크게 하는 동시에, 충돌시 에너지 흡수 기능을 구현할 수 있도록 변형 가능한 구조로 되어 있는 바, 일반적인 범퍼를 포함한 자동차 전방부의 특성을 적용하여 구현 가능하도록 한다.

먼저, 동일한 차체를 사용하는 사양이 서로 다른 차량을 동일한 충돌 조건에서, 비슷한 초기 충돌 가속도를 갖도록 하는 방법은 범퍼의 크기나 형상을 각 사양마다 다르게 하는 방법이 있는 바, 이 경우에 범퍼 자체의 가격이 비싸서 적용하기에 어려움이 있다.

이에, 본 발명은 동일한 차체를 사용하는 사양이 서로 다른 차량에 여러 형태의 보조 장착수단을 차량의 전방부에 장착시킴으로써, 자동차의 충돌시 자동차의 사양에 따른 초기 충돌 가속도를 유사하게 하는 기능을 하게 된다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 일 구현예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 보조 장착수단은 단면이 하니컴 형상으로서, 일정한 길이를 갖는 조합형 형태의 블록(20)구조로 되어 있으며, 차량의 사양에 따라 블록 수를 조정하여 충돌시 초기 가속도의 크기를 조정할 수 있도록 되어 있다.

이때, 상기 블록(20)의 재질은 플라스틱이나 알루미늄 또는 스틸인 것이 바람직하다.

한편, 자동차 차체에 대한 상기 블록(20)의 장착 부위는 라디에이터 로워 멤 버의 전방부에서 범퍼 커버의 하단부 사이에 장착되도록 되어 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 다른 구현예에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 보조 장착수단은 알루미늄이나 스틸 또는 마그네슘 재질로 되어 있는 일정한 길이를 갖는 바아(bar) 형태의 보조 범퍼백빔(Back Beam)(10)으로 구성할 수 있으며, 차량의 사양에 따라 일정한 길이를 갖는 바아의 단면적의 크기를 조절하거나 재질을 변경하여 줌으로써, 충돌시 초기 가속도의 크기를 조정할 수 있게 된다.

자동차 차체에 대한 상기 보조 범퍼백빔(10)의 장착 부위는 상기 블록(20)과 마찬가지로 라디에이터 로워 멤버의 전방부에 장착되는 바, 범퍼백빔의 하단부 공간에 장착된다.

한편, 도 3은 본 발명에 따른 자동차의 충돌 가속도 조절부재를 장착하였을 경우, 충돌시 나타나는 초기 가속도의 크기로서, 종래 기술에 비해 초기 가속도가 상승했음을 보여주고 있다.

이는 도 4 및 도 5에 도시된 그래프와 같이, 차량의 초기 충돌 속도, 충돌 면적에 의해 영향을 받으며, 본 발명에 있어서, 상기의 초기 충돌 속도 및 충돌 면적이 크게 적용될 경우, 각 충돌 속도에 따른 가속도의 크기가 상대적으로 크게 되어 에어백 장치의 전개 시점에 대한 분별력이 향상되며, 그 전개 시점을 정확히 결정할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명은 자동차의 전방부에 보조 장착수단을 적용하여 자동차의 엔진 사양 및 중량 변화에 가변적으로 대응 가능함에 따라 자동차의 정면 또는 편심 충돌시 초기 가속도의 크기를 설계 기준 라인 내에서 관리 가능하며, 결과적으 로 에어백 센서가 안정적으로 작동 가능하여 운전자 및 승객의 충돌 안전성을 확보할 수 있는 발명인 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 충돌 가속도 조절부재에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

1. 충돌 초기에 높은 가속도 값을 얻게 되어 에어백 ACU 상에서 충돌의 크기를 쉽게 구분할 수 있게 된다.

2. 충돌 초기에 충돌 에너지를 더 많이 흡수하게 되어 승객 상해에 영향을 주는 시기의 가속도 값을 작게 하여 승객의 상해를 줄일 수 있다.

3. 동일한 차체를 사용하는 사양이 서로 다른 차량의 충돌 가속도를 유사하게 발생하도록 하여 에어백 ACU의 알고리즘이 충돌의 크기를 신뢰성이 있게 판단하도록 한다.

4. 기존의 범퍼에 비하여 보다 넓은 면적으로 하중을 분산시키게 되므로 보행자의 상해를 대폭 줄일 수 있다.

Claims (3)

1. 엔진 사양 및 차체의 중량 변경시에 안정적인 초기 충돌 가속도 성능을 확보하여 정확한 에어백 장치의 전개가 이루어질 수 있도록 자동차의 충돌 접촉 면적을 조절하는 동시에, 충돌시 에너지 흡수 기능을 구현할 수 있는 보조 장착수단이 자동차의 전방부에 설치된 자동차의 충돌 가속도 조절부재에 있어서,

   상기 보조 장착수단으로서, 단면이 다수개의 하니컴 형상으로 조합된 블록구조인 보조 범퍼백빔을 범퍼 백빔의 아래쪽에 위치하는 라디에이터 로워 멤버의 전방부에 장착하여, 차량의 사양에 따라 하니컴의 블록 수를 조정하여 충돌시 초기 가속도의 크기를 조정할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자동차의 충돌 가속도 조절부재.
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