KR101261921B1 - 자동차용 액티브 후드 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 액티브 후드 장치에 관한 것으로서, 보행자 충돌시 작동된 액츄에이터 및 후드의 위치를 사용자가 적은 힘으로 손쉽게 복원할 수 있는 자동차용 액티브 후드 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 이를 위해, 후드의 좌우 양측에 장착되어 후드 개폐시 힌지점을 제공하는 힌지 어셈블리와, 상기 힌지 어셈블리를 지지하면서 힌지 어셈블리 및 이를 매개로 후드를 상승시키는 액츄에이터를 포함하는 자동차용 액티브 후드 장치에 있어서, 상기 후드에 고정되는 힌지 어셈블리의 힌지 암과 상기 액츄에이터의 고정점에 상단과 하단이 각각 힌지 결합되어 상기 후드와 연동하여 회전되는 복원링크가 구비되고, 상기 액츄에이터 및 후드의 복원시 후드를 하방으로 눌러줄 경우 상기 복원링크가 상기 액츄에이터의 고정점에 결합된 하단의 힌지 결합부를 중심으로 회전되면서 복원에 필요한 사용자 힘을 저감시키도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 후드 장치가 개시된다.

Description

자동차용 액티브 후드 장치{Active hood system for vehicle}

본 발명은 자동차용 액티브 후드 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보행자 충돌시 작동된 액츄에이터 및 후드의 위치를 사용자가 적은 힘으로 손쉽게 복원할 수 있는 자동차용 액티브 후드 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 앞 부분에는 엔진룸이 마련되어 있고, 이 엔진룸은 후드(hood)에 의해 개폐된다.

상기 후드는 엔진룸을 개폐하는 기능을 할 뿐만 아니라 엔진룸을 차폐하여 엔진 소음을 차단하는 기능을 하는 부품으로서, 후단부 좌우 양측이 각각 힌지 어셈블리를 매개로 엔진룸 상부에 결합되어 이 힌지 어셈블리를 중심으로 회전되면서 엔진룸을 개폐하게 된다.

하지만 이러한 후드는 보행자 충돌 발생시 보행자에게 큰 상해를 입히는 부분으로 알려져 있으며, 이에 최근에는 보행자 보호를 위해 보행자 충돌 사고시 후드와 엔진룸 사이에 보행자의 충격에너지를 흡수할 수 있는 공간이 확보될 수 있도록 하는 액티브 후드 시스템이 적용되고 있다.

액티브 후드 시스템은 보행자 충돌시 보행자 보호를 위해 후드를 상승시켜 주는 시스템으로, 보행자 충돌 사고시 보행자 충격을 완충시키는 동시에 상해치를 저감시킬 수 있는 일종의 보행자 보호용 안전장치이다.

보통 액티브 후드 시스템은 프론트 범퍼에 보행자가 충돌할 때 프론트 범퍼에 장착된 센서가 보행자 충돌을 감지하게 되면 제어기가 센서의 감지신호에 따라 액츄에이터를 작동시켜 후드의 후단부를 상승시킴으로써 후드와 엔진룸 사이에 완충 공간을 확보하게 된다.

이때, 제어기에서 센서의 감지신호를 수신하여 액츄에이터를 구동시키게 되면 액츄에이터의 구동에 의해 힌지 어셈블리가 상승하게 되고, 이와 동시에 힌지 어셈블리가 결합된 후드의 후단부가 상승하면서 보행자를 밀어올려 완충시키게 된다.

그러나, 종래의 액티브 후드 시스템에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

액티브 후드 시스템은 후드의 후단부를 들어올리기 위해 다양한 액츄에이터를 적용하고 있는데, 액티브 후드 시스템의 동작 후 사용자가 수동으로 액츄에이터를 원래의 위치, 즉 작동 전 상태로 복원시키는 것이 불가능하다.

즉, 보통 액츄에이터가 작동된 후 후드의 후단부를 들어올리고 있는 스프링의 과도한 스프링력으로 인해 사용자가 상승한 후드를 수동으로 하강시켜 닫기가 어렵고, 이로 인해 사용자의 편의성이 저하되는 문제가 있는 것이다.

이러한 문제점을 도면을 참조하여 설명하면, 도 1은 종래의 힌지 어셈블리를 나타내는 구성도로서, 도시된 바와 같이 보행자 충돌시 상당한 중량의 후드를 들어올리기 위해 액츄에이터(20)는 강한 스프링력을 발휘하는 스프링(21)을 구비하고 있고, 후드(도시하지 않음)와 액츄에이터(20) 사이에는 4절 링크 구조를 형성하는 힌지 어셈블리(10)가 구성된다.

상기 힌지 어셈블리(10)는 후드에 고정되는 힌지 암(11)과, 힌지 암(11)과 액츄에이터(20) 사이에 연결 설치되는 두 개의 링크(12,13)를 포함하여 구성되는데, 액츄에이터(20)의 구동에 의해 링크(12,13)들이 상승함과 동시에 회전되면서 후드의 후단부가 상승하도록 되어 있고, 이때 스프링(21)이 인장되면서 액츄에이터(20)가 상승하여 힌지 암(11) 및 링크(12,13)들을 위로 밀어올리게 된다.

상기와 같이 액츄에이터가 동작한 후 복원을 위해서는 스프링이 압축될 수 있도록 후드를 하강시켜야 하는데, 이때 과도한 스프링력으로 인해 사용자가 직접 후드를 하강시켜 스프링을 압축함과 동시에 액츄에이터의 위치를 복원하는 것이 불가능하고, 결국 자동차 AS 센터나 수리센터에서만 액츄에이터의 복원이 가능하다.

이로 인해 보행자 충돌 및 액티브 후드 시스템의 작동 후에는 전개된 상태, 즉 후드의 후단부가 들어 올려진 상태로 AS 센터나 수리센터 등으로 이동해야 하고, 이렇게 후드가 상승한 상태로 주행할 경우 사고의 위험성이 증가하는 문제가 있게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 보행자 충돌시 작동된 액츄에이터를 사용자가 적은 힘으로 복원할 수 있는 자동차용 액티브 후드 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 후드의 좌우 양측에 장착되어 후드 개폐시 힌지점을 제공하는 힌지 어셈블리와, 상기 힌지 어셈블리를 지지하면서 힌지 어셈블리 및 이를 매개로 후드를 상승시키는 액츄에이터를 포함하는 자동차용 액티브 후드 장치에 있어서,

상기 후드에 고정되는 힌지 어셈블리의 힌지 암과 상기 액츄에이터의 고정점에 상단과 하단이 각각 힌지 결합되어 상기 후드와 연동하여 회전되는 복원링크가 구비되고, 상기 액츄에이터 및 후드의 복원시 후드를 하방으로 눌러줄 경우 상기 복원링크가 상기 액츄에이터의 고정점에 결합된 하단의 힌지 결합부를 중심으로 회전되면서 복원에 필요한 사용자 힘을 저감시키도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 후드 장치를 제공한다.

바람직한 실시예에서, 상기 복원링크는 힌지 암과 액츄에이터의 고정점 사이를 경사방향으로 연결하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 복원링크는 차체 전후 방향을 기준으로 상단이 힌지 암의 후단부에 힌지 결합되고 하단은 액츄에이터의 전방부 고정점에 힌지 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 복원링크의 상단은 힌지 암과 액츄에이터 사이를 연결하는 힌지 어셈블리의 링크 상단 힌지 결합부의 후측에 힌지 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 복원링크의 하단은 힌지 암과 액츄에이터 사이를 연결하는 힌지 어셈블리의 링크 하단 힌지 결합부의 하측 및 전측에서 액츄에이터의 바디측에 힌지 결합되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명의 자동차용 액티브 후드 장치에서는 보행자 충돌시 보행자의 보호를 위해 액츄에이터가 상승 작동한 상태에서 사용자가 후드의 선단을 눌러주게 되면 복원링크가 지렛대 역할을 하게 되면서 액츄에이터 및 후드의 위치를 보다 적은 힘으로도 원래의 위치로 하강 복원시킬 수 있게 된다.

결국, 액티브 후드 장치의 작동 후에 사용자가 쉽게 액츄에이터 및 후드의 위치를 복원하는 것이 가능해지고, 이러한 자가 정비가 가능해짐에 따라 사용자의 편리성 및 차량의 상품성이 향상되는 효과가 있게 된다.

또한 액티브 후드 장치의 작동 후 복원을 위해 후드가 들어 올려진 상태로 주행할 필요가 없어지므로 작동 후의 사고 위험성을 제거할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 액티브 후드 장치의 힌지 어셈블리를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 후드 장치의 구성도로서, 액츄에이터 작동 전 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 후드 장치에서 보행자 충돌시 작동된 액츄에이터 및 힌지 어셈블리의 상태를 나타내는 도면이다.
도 4와 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 후드 장치에서 액츄에이터의 복원 과정을 나타내는 도면으로서, 도 4는 복원을 위해 후드를 열어준 상태를 나타내고, 도 5는 복원시 복원링크를 액츄에이터에 연결한 상태를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 액티브 후드 장치에서 사용자의 복원력을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 자동차용 액티브 후드 장치에 관한 것으로서, 보행자 충돌시 작동된 액츄에이터 및 후드의 위치를 사용자가 적은 힘으로 손쉽게 복원할 수 있는 자동차용 액티브 후드 장치에 관한 것이다.

특히, 본 발명의 액티브 후드 장치는 액츄에이터가 작동한 상태에서 사용자가 후드 선단을 눌러주게 되면 지렛대 역할을 하여 액츄에이터 및 후드를 쉽게 내릴 수 있도록 보조해주는 복원링크를 추가로 장착한 것에 주된 특징이 있는 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 후드 장치의 구성도로서, 액츄에이터 작동 전 상태를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 후드 장치에서 보행자 충돌시 작동된 액츄에이터 및 힌지 어셈블리의 상태를 나타내는 도면이다.

또한 도 4와 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 후드 장치에서 액츄에이터의 복원 과정을 나타내는 도면으로서, 도 4는 복원을 위해 후드를 열어준 상태를 나타내고, 도 5는 복원시 복원링크를 액츄에이터에 연결한 상태를 나타낸다.

먼저, 액티브 후드 장치는, 후드 후단의 좌우 양측에 각각 장착되어 후드 개폐시 힌지점을 제공하는 힌지 어셈블리(10)와, 상기 힌지 어셈블리(10)를 지지하면서 힌지 어셈블리를 상승시킬 수 있도록 장착되는 액츄에이터(20)와, 차량 범퍼 쪽에 장착되는 보행자 충돌 감지센서(도시하지 않음)와, 상기 보행자 충돌 감지센서의 감지신호를 수신하여 상기 액츄에이터를 구동시키는 제어기(도시하지 않음)를 포함하여 구성된다.

여기서, 힌지 어셈블리(10)는 후드(도 6에서 도면부호 1임)에 고정 설치되는 힌지 암(11)과, 상기 힌지 암(11)과 액츄에이터(20) 사이에 양단이 힌지 연결되는 제1링크(12) 및 제2링크(13)를 포함하여 구성된다.

이러한 구성에서 보행자 충돌 감지센서의 감지신호를 수신받은 제어기에 의해 액츄에이터(20)가 작동하게 되면, 도 3에 나타낸 바와 같이 스프링(21)의 인장과 동시에 액츄이터(20)가 상승하게 되면서 힌지 어셈블리(10)를 들어올리게 되고, 결국 힌지 어셈블리(10)가 들어 올려짐과 동시에 후드의 후단부가 상승하게 된다.

도 3의 상태는 액츄에이터(20)가 작동하여 힌지 어셈블리(10)가 상승한 상태(후드의 후단부가 상승)한 상태를 나타내며, 이때 액츄에이터(20)의 작동에 의해 힌지 어셈블리(10)를 구성하는 기존의 4절 링크 요소, 즉 힌지 암(11), 제1링크(12) 및 제2링크(13)가 동시에 상승하면서 후드를 들어올리게 된다.

한편, 본 발명의 액티브 후드 장치에서 힌지 어셈블리(10)에는 액츄에이터(20) 및 후드의 복원을 위해 후드가 아래로 눌러질 경우 지렛대 원리에 의해 사용자가 가해야 하는 복원력을 저감시켜 주는 복원링크(14)가 추가로 설치된다.

상기 복원링크(14)는 액츄에이터(20)가 작동된 상태에서 사용자가 직접 후드 선단을 눌러줄 경우 액츄에이터 및 후드의 위치를 쉽게 복원시킬 수 있도록 해주는 부재로서, 후드 하강에 연동하여 회전되면서 지렛대 원리에 의해 힌지 암(11), 제1링크(12) 및 제2링크(13), 액츄에이터(20)를 동시에 하강시켜주는 부재가 된다.

이러한 복원링크(14)는 힌지 암(11)과 액츄에이터(20) 사이를 연결할 수 있도록 구비되는데, 특히 복원시 복원링크(14)의 양단은 힌지 암(11)과 액츄에이터(20)에 각각 회전 가능하게 힌지 결합되며, 차체 및 후드의 전후 방향을 기준으로, 일단(상단)은 힌지 암(11)의 후단부에 힌지 결합되고, 타단(하단)은 액츄에이터(20)의 고정점에 힌지 결합된다.

단, 복원링크(14)는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 평상시에는 양단이 모두 힌지 암(11)에 결합된 상태로 구비되는데, 복원링크(14)의 양단 중 하나는 힌지 암(11)의 힌지점에서 탈부착 가능하게 결합된다.

또한 액츄에이터(20) 작동 후 복원시에는 후드를 위로 올려 개방한 상태에서 후드 선단을 아래로 눌러주게 되는데(도 6 참조), 후드를 위로 개방한 상태에서 후드 선단을 눌러주기 전 힌지 어셈블리(10)의 상태는 도 4에 나타낸 바와 같다.

또한 복원시에는 도 5에 나타낸 바와 같이 복원링크(14)의 타단을 힌지 암(11)의 힌지점에서 분리한 뒤 액츄에이터(20)의 고정점에 힌지 결합하여 사용하게 된다.

이때, 복원링크(14)의 일단(상단)은 힌지 암(11)에 힌지 결합된 제1링크(12) 및 제2링크(13)의 상단 힌지 결합부(힌지점) 후측에서 힌지 암(11)과 힌지 결합되도록 함이 바람직하다.

또한 복원시 복원링크(14)의 타단(하단)은 액츄에이터(20)의 고정점으로서 액츄에이터 바디(22)측의 전방부에 힌지 결합되는데, 이때 복원링크(14)의 타단이 힌지 결합되는 위치는 제1링크(12) 및 제2링크(13)의 하단 힌지 결합부(힌지점) 하측 및 전측으로 설정됨이 바람직하다.

복원링크(14)의 타단을 분리한 뒤 다시 체결하는 과정은 힌지핀(14a)을 힌지 암(11)에서 뽑은 뒤 액츄에이터(20)의 고정점에 다시 체결하는 방식으로 진행될 수 있다.

도 5를 참조하면, 복원링크(14)의 하단 힌지 결합부가 제1링크(12) 및 제2링크(13)의 하단 힌지 결합부보다 아래에 위치하고, 또한 제1링크 및 제2링크 중 전방 배치된 제2링크(13)의 하단 힌지 결합부보다 복원링크(14)의 하단 힌지 결합부가 더 전측으로 위치됨을 볼 수 있다.

이러한 복원링크(14)의 결합 상태에서는 복원링크가 힌지 암(11)과 액츄에이터(20)의 바디(22)측 사이를 비스듬히 경사진 방향으로 연결하도록 배치되는데, 액츄에이터(20)의 작동 후 복원을 위해 사용자가 후드 선단을 아래로 눌러줄 경우, 힌지 암(11)이 아래로 눌러지면서 복원링크(14)가 하단 힌지 결합부를 중심으로 반시계 방향으로 회전되고, 이에 제1링크(12) 및 제2링크(13), 액츄에이터(20)가 차례로 연동하여 아래로 하강하게 된다(제1 및 제2링크의 경우 하단 힌지 결합부를 중심으로 반시계 방향으로 회전하게 됨).

물론, 후드 및 복원링크(14)의 하강시에 액츄에이터(20)는 스프링력을 극복하고 하강하게 되므로 스프링(21)을 압축하면서 작동 전 상태로 복원시키게 된다.
이때, 상기 액추에이터(20)가 복원되는 시점은 후드가 약 10°정도 열린 상태이므로, 이때 작업자가 열린 틈 사이로 손을 집어 넣어 액추에이터(20)의 고정점에 있던 복원링크(14)의 힌지핀(14a)을 다시 힌지 암(11)에서 꽂은 다음, 후드를 완전히 닫게 된다.

이와 같이 후드의 하강시 힌지 암의 이동에 의해 복원링크가 아래로 회전되면서, 사용자의 보다 적은 힘으로 후드, 및 액츄에이터, 힌지 암 및 각 링크를 쉽게 하강시킬 수 있게 되는데, 복원링크의 작용 효과에 대해 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 복원링크(14)는 사용자의 복원력을 저감시키는 지렛대의 작용을 하게 되는데, 액츄에이터(20)의 스프링(21)을 압축시키는데 필요한 힘, 즉 스프링력이 500kgf인 것으로 가정할 때, 액티브 후드 장치의 복원을 위해 사용자가 가해야 하는 복원력은 다음의 식으로 계산될 수 있다.

(1)

여기서, A는 복원링크(14)의 상단 힌지 결합부(상단의 회전 중심점)에서 후드(1)의 무게중심까지의 전후 거리를 나타내고, B는 복원링크(14)의 상단 힌지 결합부에서 후드(1)의 사용자 힘(복원력) 작용점까지의 전후 거리를 나타내며, W는 무게중심에서 후드(1)의 자중에 의해 작용하는 하중을 나타낸다.

또한 C는 액츄에이터(20)의 스프링력 작용점과 복원링크(14)의 상단 힌지 결합부 간의 전후 편심 거리를 나타내고, F는 액티브 후드 장치의 복원을 위해 사용자가 후드(1)에 가해야 하는 사용자 힘, 즉 복원력을 나타낸다.

상기 식(1)에서 거리 A = 700 mm, 거리 B = 1100 mm, 거리 C = 80 mm, W = 20 kgf라 가정하면, 사용자의 복원력 F = 24gf가 되며, 이는 사용자가 쉽게 후드의 작용점에 가해줄 수 있는 힘의 크기가 되는바, 이와 같이 복원링크의 지렛대 작용에 의해 적은 힘으로도 스프링 및 액츄에이터, 후드의 위치를 작동 전 상태로 복원시킬 수 있게 된다.

이와 같이 하여, 본 발명에서는 보행자 충돌시 보행자의 보호를 위해 액츄에이터가 상승 작동한 상태에서 사용자가 후드의 선단을 눌러주게 되면 복원링크가 지렛대 역할을 하게 되면서 액츄에이터 및 후드의 위치를 보다 적은 힘으로 하강 복원시킬 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는 바, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

10 : 힌지 어셈블리 11 : 힌지 암
12 : 제1링크 13 : 제2링크
14 : 복원링크 20 : 액츄에이터

Claims (5)

1. 후드의 좌우 양측에 장착되어 후드 개폐시 힌지점을 제공하는 힌지 어셈블리와, 상기 힌지 어셈블리를 지지하면서 힌지 어셈블리 및 이를 매개로 후드를 상승시키는 액츄에이터를 포함하는 자동차용 액티브 후드 장치에 있어서,
   상기 후드에 고정되는 힌지 어셈블리의 힌지 암과 상기 액츄에이터의 고정점에 상단과 하단이 각각 힌지 결합되어 상기 후드와 연동하여 회전되는 복원링크가 구비되고,
   상기 액츄에이터 및 후드의 복원시 후드를 하방으로 눌러줄 경우 상기 복원링크가 상기 액츄에이터의 고정점에 결합된 하단의 힌지 결합부를 중심으로 회전되면서 복원에 필요한 사용자 힘을 저감시키도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 후드 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 복원링크는 힌지 암과 액츄에이터의 고정점 사이를 경사방향으로 연결하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 후드 장치.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 복원링크는 차체 전후 방향을 기준으로 상단이 힌지 암의 후단부에 힌지 결합되고 하단은 액츄에이터의 전방부 고정점에 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 후드 장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 복원링크의 상단은 힌지 암과 액츄에이터 사이를 연결하는 힌지 어셈블리의 링크 상단 힌지 결합부의 후측에 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 후드 장치.
   
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 복원링크의 하단은 힌지 암과 액츄에이터 사이를 연결하는 힌지 어셈블리의 링크 하단 힌지 결합부의 하측 및 전측에서 액츄에이터의 바디측에 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 후드 장치.
   

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