KR101272518B1

KR101272518B1 - 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터

Info

Publication number: KR101272518B1
Application number: KR1020110080897A
Authority: KR
Inventors: 황인
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-08-12
Filing date: 2011-08-12
Publication date: 2013-06-10
Also published as: KR20130018058A

Abstract

본 발명은 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터에 관한 것으로서, 보행자 충돌 사고시에는 후드의 후단부를 상승시켜 보행자의 상해치를 저감시키고, 충돌 사고 후에는 후드의 후단부를 원래 위치로 쉽게 하강 복원시킬 수 있는 액티브 후드 장치의 액츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다. 이를 위해, 본 발명은, 보행자 충돌시 후드의 후단부를 상승시키기 위해 충돌감지센서의 충돌감지신호를 수신한 제어기의 제어신호에 따라 후드 힌지 어셈블리를 상승시키는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터에 있어서, 차체에 고정되는 하우징과; 상기 하우징 내부에 승강 가능하게 삽입되어 후드의 후단부와 함께 승강 이동하도록 구비되고 내부에 스트라이커가 일체로 고정 설치된 인너바디와; 상기 하우징에 설치되어 상기 인너바디의 스트라이커를 록 또는 해제하는 래치기구와; 상기 하우징과 인너바디 사이에 설치되어 전자석 간 발생하는 척력으로 인너바디를 상승시키도록 구비되는 전자석 어셈블리;를 포함하는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터를 제공한다.

Description

자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터{Actuator of active hood system for vehicle}

본 발명은 자동차용 액티브 후드 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보행자 충돌 사고시 후드의 후단부를 상승시켜 보행자의 상해치를 저감시키고, 충돌 사고 후 후드의 후단부를 원래 위치로 쉽게 하강 복원시킬 수 있는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터에 관한 것이다.

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

차량에서 후드는 엔진룸을 개폐하는 기능을 할 뿐만 아니라 엔진룸을 차폐하여 엔진 소음을 차단하는 기능을 하며, 후단부의 좌우 양측이 후드 힌지 어셈블리를 매개로 엔진룸 상부에 결합되어 후드 힌지 어셈블리를 중심으로 회전되면서 엔진룸을 개폐하게 된다.

하지만 후드는 보행자 충돌시 보행자에게 큰 상해를 입히는 부분으로 알려져 있고, 이에 충돌 발생시 후드와 엔진룸 사이에 보행자의 충격에너지를 흡수할 수 있는 공간을 확보시켜주는 액티브 후드 장치(active hood system)가 적용되고 있다.

액티브 후드 장치는 충돌 발생시 보행자 보호를 위해 후드의 후단부(또는 후드 힌지 어셈블리)를 상승시켜주는 장치로, 보행자 충격을 완충시키는 동시에 상해치를 저감하는 보행자 보호용 안전장치이며, 프론트 범퍼에 보행자가 충돌할 때 프론트 범퍼의 센서가 보행자 충돌을 감지하게 되면 제어기가 센서의 감지신호에 따라 액츄에이터를 작동시켜 후드의 후단부를 상승시킴으로써 후드와 엔진룸 사이에 완충 공간을 확보하게 된다.

그러나, 종래의 액티브 후드 장치에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

액티브 후드 장치에서 후드의 후단부를 들어올리기 위한 다양한 액츄에이터가 제시되어 있는데, 보행자 충돌 사고 후 사용자가 수동으로 액츄에이터의 작동 상태 및 후드의 위치를 원래의 작동 전 상태로 복원하는 것이 어렵다.

즉, 액츄에이터의 작동 후 후드의 후단부를 들어올리고 있는 탄성부재의 과도한 스프링력으로 인해 사용자가 직접 상승한 후드의 후단부를 수동으로 하강시켜 닫는 것이 어렵고, 이로 인해 사용자의 편의성이 저하되는 문제가 있는 것이다.

이에 따라 보행자 충돌 사고 후 후드의 후단부가 들어 올려진 상태로 자동차수리센터 등으로 이동하여 복원시켜야 하는데, 후드의 후단부가 상승한 상태에서 주행할 경우 사고 위험이 증가하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 보행자 충돌 사고시에는 후드의 후단부를 상승시켜 보행자의 상해치를 저감시키고, 충돌 사고 후에는 후드의 후단부를 원래 위치로 쉽게 하강 복원시킬 수 있는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 보행자 충돌시 후드의 후단부를 상승시키기 위해 충돌감지센서의 충돌감지신호를 수신한 제어기의 제어신호에 따라 후드 힌지 어셈블리를 상승시키는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터에 있어서, 차체에 고정되는 하우징과; 상기 하우징 내부에 승강 가능하게 삽입되어 후드의 후단부와 함께 승강 이동하도록 구비되고 내부에 스트라이커가 일체로 고정 설치된 인너바디와; 상기 하우징에 설치되어 상기 인너바디의 스트라이커를 록 또는 해제하는 래치기구와; 상기 하우징과 인너바디 사이에 설치되어 전자석 간 발생하는 척력으로 인너바디를 상승시키도록 구비되는 전자석 어셈블리;를 포함하는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터를 제공한다.

여기서, 상기 전자석 어셈블리는, 상기 인너바디에 고정되어 인너바디와 일체로 승강 가능하게 구비되는 제1전자석과; 상기 하우징에 고정되고 상기 제1전자석의 하측으로 배치되는 제2전자석;을 포함하고, 상기 제1전자석과 제2전자석은 제어기의 제어하에 인가되는 전류에 의해 상, 하부가 N극, S극의 극성을 갖도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제어기는 보행자 충돌 사고시 충돌감지센서의 충돌감지신호를 수신한 경우 상하로 배치되는 상기 제1전자석과 제2전자석의 마주보는 단부가 서로 같은 극성을 갖도록 전류 인가를 제어하여 척력을 발생시키는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제어기는 인너바디 및 후드 후단부의 하강 복원시에 상하로 배치되는 상기 제1전자석과 제2전자석의 마주보는 단부가 서로 반대 극성을 갖도록 전류 인가를 제어하여 인력을 발생시키는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제어기가 제1전자석과 제2전자석 중 어느 하나에 인가되는 전류의 흐름 방향을 보행자 충돌 사고시와 반대가 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명에 따른 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터에서는 보행자 충돌 사고시에는 자기력에 의해 후드의 후단부를 상승시켜 보행자의 상해치를 저감시키고, 충돌 사고 후에는 자기력에 의해 후드의 후단부를 원래 상태로 쉽게 하강 복원시킬 수 있어 사용자의 편의성이 증대되는 효과가 있다.

도 1은 종래 보행자 충돌 발생시 액티브 후드 장치에 의해 차량의 후드 후단부가 들어 올려진 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 액츄에이터를 사용한 액티브 후드 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 액츄에이터에서 하우징의 전면부를 절개하여 제거한 상태의 사시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터의 내부 구성을 도시한 사시도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터의 작동상태를 나타내는 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 보행자 충돌 사고시 후드의 후단부를 상승시켜 보행자의 상해치를 저감시키고, 충돌 사고 후에는 들어 올려진 후드의 후단부를 원래 상태로 쉽게 하강 복원시킬 수 있는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터에 관한 것이다.

도 2는 본 발명의 액츄에이터를 사용한 액티브 후드 장치의 구성을 나타내는 도면으로, 액티브 후드 장치의 구성을 설명하면, 차량 범퍼쪽에 장착되어 보행자 충돌을 감지하는 충돌감지센서(40)와, 충돌감지센서(40)의 충돌감지신호를 수신하여 후드(44)의 후단부를 상승시키기 위한 제어신호를 출력하는 제어기(42)와, 후드(44) 후단 좌우 양측으로 엔진룸 내 차체 부분에 장착되어 후드 힌지 어셈블리(미도시됨)를 지지하면서 제어기(42)에서 출력되는 제어신호에 따라 후드 힌지 어셈블리를 상승시킬 수 있도록 구비되는 액츄에이터(50)를 포함하여 구성된다.

이때, 제어기(42)에서 충돌감지센서(40)의 충돌감지신호를 수신하여 액츄에이터(50)를 구동시키게 되면, 액츄에이터(50)의 구동에 의해 후드 힌지 어셈블리가 상승하게 되고, 이와 동시에 후드 힌지 어셈블리가 결합된 후드(44)의 후단부가 상승하면서 보행자를 밀어 올려 완충시키게 된다.

다음으로, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 액티브 후드 장치의 액츄에이터에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터(50)의 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 액츄에이터(50)에서 하우징(10)의 전면부를 절개하여 제거한 상태의 사시도이며, 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터(50)의 내부 구성을 도시한 사시도이다. 도 5 및 도 6에서는 인너바디(20)의 전면부를 절개하여 제거한 상태를 도시하였다.

본 발명의 액츄에이터(50)는 전술한 바와 같이 제어기(42)에 의해 구동이 제어되는 것으로, 보행자 충돌 사고시 충돌감지센서(40)의 충돌감지신호를 수신한 제어기(42)의 제어하에 보행자 충격이 최소화될 수 있도록 후드(44)의 후단부를 상승시키고, 충돌 사고 후 들어 올려진 후드(44)의 후단부를 하강 복원시켜줄 수 있게 구성되어 사용자의 편의성을 증대시킨다.

먼저 액츄에이터(50)는 엔진룸과 후드(44) 사이, 보다 명확히는 엔진룸 내 차체 부분과 후드(42)의 후단부에 결합된 후드 힌지 어셈블리 사이에 설치된다.

또한 액츄에이터(50)는 상단부가 개구된 박스 형상으로 구비되어 엔진룸 내 차체 부분에 고정되는 하우징(10)과, 하우징(10)의 개구된 상단부를 통해 하우징(10) 내부로 승강 가능하게 삽입되어 조립되는 인너바디(20)를 포함한다.

상기 하우징(10)의 상단 좌우 측면부에는 체결부(10a)가 형성 구비되는데, 이 체결부(10a)에 미도시된 차체 부분이 결합된다.

또한 상기 인너바디(20)의 상단부에는 체결부(20a)가 형성 구비되는데, 이 체결부(20a)에 미도시된 후드 힌지 어셈블리가 결합된다.

이에 따라 하우징(10)이 엔진 룸 내 차체 부분에, 인너바디(20)가 후드 힌지 어셈블리에 결합된 상태로, 액츄에이터(50)가 차체 부분과 후드 힌지 어셈블리 사이에 위치되는 것이며, 전체적으로 볼때 액츄에이터(50)가 엔진룸 내에서 후드 힌지 어셈블리 및 이에 결합된 후드(44)의 후단부를 지지하는 형태가 된다.

또한 인너바디(20)가 상승 또는 하강할 때 이에 결합된 후드 힌지 어셈블리와 더불어 후드(44)의 후단부가 함께 상승 또는 하강하게 된다.

상기 인너바디(20)는 하단부가 개구된 박스 형상으로 구비되는 승강 요소로서, 도 4에 나타낸 바와 같이 전면부의 경우도 하부가 개구된 형상을 가지며(후술하는 베이스 플레이트(31) 및 솔레노이드 기구(35)가 하우징(10)의 전면부에 고정될 수 있도록 하기 위한 것임), 인너바디(20)의 내부에는 인너바디의 전면부와 후면부 사이에 수평으로 길게 배치되는 스트라이커(s)가 고정 설치된다.

또한 하우징(10)과 인너바디(20)의 내측으로는 인너바디의 하강 위치(보행자 충돌 발생 전 및 액츄에이터 작동 전의 평소 위치)에서 스트라이커(s)를 록(lock) 상태로 유지하면서 보행자 충돌 사고시 록 상태를 해제(unlock)하는 래치기구(30)와, 전원 공급시 발생하는 자기력을 이용하여 인너바디(20)를 승강시키는 전자석 어셈블리(60)가 설치된다.

또한 하우징(10)에는 인너바디(20)의 승강 이동을 안내하기 위한 안내핀(11)이 내측의 인너바디(20)쪽으로 돌출되도록 고정 설치되는데, 상기 안내핀(11)은 인너바디(20)의 안내슬롯(21)에 삽입 결합된다.

상기 안내핀(11)은 하우징(10) 내부에 좌우 양측으로 각각 설치될 수 있으며, 이때 인너바디(20)의 안내슬롯(21) 역시 각각의 안내핀(11)이 삽입 결합될 수 있도록 좌우 양측에 설치된다.

이에 따라 인너바디(20)가 하우징(10) 내에서 상하로 승강 이동할 때 안내핀(11)은 안내슬롯(21)을 따라 이동하게 되며, 이때 안내핀(11)이 승강하는 인너바디(20)의 이동을 안내하게 된다.

상기 안내슬롯(21)은 안내핀(11)의 상하 이동경로를 규정하는 부분으로, 인너바디(20)의 전면부와 후면부에 상하방향으로 길게 형성되고, 하우징(10)의 안내핀(11)이 삽입 결합된 상태에서 인너바디(20)의 상승 높이를 제한하여 인너바디가 하우징(10)으로부터 상측으로 완전히 이탈되는 것을 방지하게 된다.

이하, 래치기구와 전자석 어셈블리의 구성에 대해 설명하면 다음과 같다.

상기 래치기구(30)는 인너바디(20)에 설치된 스트라이커(s)를 록 또는 록 해제시키는 구성부로, 평소에는 인너바디(20)의 스트라이커(s)를 록킹한 상태로 있다가 보행자 충돌 사고시 충돌감지센서(40)의 충돌감지신호를 수신한 제어기(42)가 출력하는 제어신호에 의해 스트라이커(s)의 록 상태를 해제하도록 구성된다.

이를 위해 상기 래치기구(30)는, 하우징(10)의 전면부 내측면에 고정 설치되고 상단부에 인너바디(20)의 스트라이커(s)가 승강 가능하게 삽입되는 요입홈(31a)이 형성된 베이스 플레이트(31), 상기 베이스 플레이트(31)에 탄력 회전 가능하게 설치되고 베이스 플레이트(31)의 요입홈(31a)에 삽입된 스트라이커(s)를 록 또는 록 해제하는 래치(32), 상기 베이스 플레이트(31)에 탄력 회전 가능하게 설치되고 상기 래치(32)를 스트라이커 록 상태로 고정 또는 해제하는 제1멈춤쇠(33), 상기 베이스 플레이트(31)에 탄력 회전 가능하게 설치되고 상기 제1멈춤쇠(33)를 래치 고정 상태로 고정 또는 해제하는 제2멈춤쇠(34), 제어기(42)의 제어신호에 따라 제2멈춤쇠(34)를 제1멈춤쇠 고정 해제 위치로 회전시키는 솔레노이드 기구(35)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 베이스 플레이트(31)는 하단부의 체결점이 하우징(10)의 전면부에 체결되어 고정되는 것으로, 래치(32), 제1 및 제2멈춤쇠(33,34)와 달리 회전이 불가하도록 고정된다.

상기 래치(32), 제1멈춤쇠(33), 제2멈춤쇠(34)는 각기 회전중심점 상에 설치되는 리턴스프링(36,37,38)의 탄성복원력에 의해 탄력 회전되도록 되어 있다.

이때, 각 리턴스프링(36,37,38)의 변형 후 복원되려는 힘, 즉 각각의 탄성복원력은, 래치(32)의 회전중심점 상에 설치된 리턴스프링(36)의 경우 래치(32)의 회전중심점 기준 시계방향으로 작용하도록 되어 있다.

또한 제1멈춤쇠(33)의 회전중심점 상에 설치된 리턴스프링(37)의 경우도 제1멈춤쇠(33)의 회전중심 기준 시계방향으로 작용하며, 제2멈춤쇠(34)의 회전중심점 상에 설치된 리턴스프링(38)의 경우 제2멈춤쇠(34)의 회전중심 기준 반시계방향으로 작용하도록 되어 있다.

상기 래치(32)의 일측에는 베이스 플레이트(31)의 요입홈(31a)에 삽입된 스트라이커(s)가 삽입되어 록킹되는 록킹홈(32a)이 형성되고, 래치(32)의 타측 단부에는 제1멈춤쇠(33)의 걸림턱(33a,33b)에 걸리도록 된 걸림단(32b)이 돌출 형성된다.

또한 제1멈춤쇠(33)의 측단 일측과 타측에는 래치(32)를 스트라이커 록 상태로 고정하기 위해 스트라이커(s)를 록킹한 래치(32)의 걸림단(32b)이 걸리도록 된 제1걸림턱(33a)과, 래치(32)가 스트라이커 록 해제 위치로 회전된 상태에서 더 이상 회전되지 않게 래치(32)의 걸림단(32b)이 걸리도록 된 제2걸림턱(33b)이 각각 형성된다.

또한 제2멈춤쇠(34)의 측단 일측과 타측에는 제1멈춤쇠(33)를 래치 고정 상태로 고정하기 위해 래치 고정 위치에서 제1멈춤쇠(33)의 선단부가 걸리도록 된 제3걸림턱(34a)과, 제1멈춤쇠(33)가 래치 고정 해제 위치로 회전된 상태에서 더 이상 회전되지 않게 제1멈춤쇠(33)의 선단부가 걸리도록 된 제4걸림턱(34b)이 각각 형성된다.

그리고, 솔레노이드 기구(35)는 제어기(42)의 전원공급제어하에 작동로드(35a)가 전후진 동작하도록 구성되는 것으로, 상기 작동로드(35a)는 선단부에 제2멈춤쇠(34)의 슬롯홀(34c)에 끼워져 조립되는 연결핀(35b)이 고정된 구조로 구비된다.

이에 따라 솔레노이드 기구(35)가 구동하여 작동로드(35a)가 후진할 경우 제2멈춤쇠(34)는 작동로드(35a)에 의해 도면상 하방으로 당겨져 반시계방향으로 회전(하방 회전)되고, 반대로 작동로드(35a)가 전진할 경우 제2멈춤쇠(34)가 작동로드(35a)에 의해 상방으로 밀리면서 시계방향으로 회전(상방 회전)된다.

제어기(42)는 솔레노이드 기구(35)의 구동을 제어함에 있어서 보행자 충돌 사고시 인너바디(20) 및 후드 후단부의 상승을 위해 작동로드(35a)가 후진하도록 솔레노이드 기구(35)의 구동을 제어하고, 사고 후 복원시에는 인너바디(20) 및 후드 후단부의 하강 복원을 위해 작동로드(35a)가 전진하도록 제어하게 된다.

상기 솔레노이드 기구(35)는 하우징(10) 하측에 설치된 커넥터(12)와 내부 도선을 통해 연결되며, 커넥터(12) 및 이에 접속된 외부 도선을 통해 제어기(42)로부터 전원을 인가받게 된다.

상기 커넥터(12)는 후술하는 전자석 어셈블리(60)의 각 전자석(전자석의 코일)과도 내부 도선을 통해 연결되는데, 이에 각 전자석 구동을 위한 전원(전자석 인가 전류)을 공급하는 외부 도선이 상기 커넥터(12)에 함께 접속된다.

한편, 전자석 어셈블리(60)는 하우징(10)과 인너바디(20) 사이에 설치되어, 보행자 충돌 사고시 충돌감지센서(40)의 충돌감지신호를 수신받은 제어기(42)의 제어하에 인너바디(20) 및 후드(44)의 후단부(인너바디 상승시 함께 상승함)를 상승시키기 위한 작동력을 발생시키도록 구동되는 구성부이다.

이와 더불어 전자석 어셈블리(60)는 보행자 충돌 사고 후 제어기(42)의 제어하에 인너바디(20) 및 후드(44)의 후단부를 사고 전 원래 상태로 하강 복원시키기 위한 작동력을 발생시키도록 구동된다.

그 구성을 살펴보면, 전자석 어셈블리(60)는 인너바디(20) 내측에서 래치기구(30)의 좌우 양측으로 각각 배치되는데, 좌우 양측의 두 전자석 어셈블리(60)는 각각 상하로 배치되는 2개의 전자석, 즉 상측의 제1전자석(61)과 하측의 제2전자석(62)으로 구성된다.

이에 제1전자석(61)은 래치기구(30)의 좌우 양측으로 배치되어 총 2개가 되고, 제2전자석(62) 역시 각 제1전자석(61)의 하측에 각각 배치되므로 총 2개가 된다.

상기 2개의 제1전자석(61)은 인너바디(20)와 일체로 승강 이동하도록 인너바디에 일체 고정되고, 상기 2개의 제2전자석(62)은 각각의 제1전자석(61) 하측으로 배치되어 하우징(10)에 고정되는바, 이에 제1전자석(61)은 상하로 승강 이동하는 가동형 전자석이 되고, 제2전자석(62)은 고정형 전자석이 된다.

전자석은 전류가 흐르면 자화(磁化)되고 전류를 끊으면 자화되지 않은 원래의 상태로 되돌아가는 자석으로, 전류의 공급과 상관없이 항상 자화 상태를 유지하는 영구자석과 구분되는데, 도선에 전류가 흐르면 도선 주위에 동심원 모양의 자기장이 형성되는 원리를 이용하여 영구자석으로는 얻을 수 없는 매우 강력한 자기장을 얻을 수 있는 장점이 있다.

가장 간단한 형태의 전자석은 원통 모양의 철심(鐵心)에 코일을 감아서 만든 솔레노이드이며, 코일에 전류가 흐를 경우 영구자석과 마찬가지로 N극과 S극의 극성을 갖게 되는데, 상기 제1전자석(61)과 제2전자석(62)은 이러한 일반적인 전자석과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

각 전자석 어셈블리(60)에서 제1전자석(61)과 제2전자석(62)은 상하로 길게 배치되어 코일에 전류가 인가될 때 상, 하부가 N극, S극의 극성을 갖도록 구비되고, 제1전자석(61)과 제2전자석(62)의 서로 마주보고 있는 단부가 같은 극일 경우 서로 밀어내는 척력이, 다른 극일 경우 서로 당기는 인력이 작용하게 된다.

액츄에이터(50)에서 좌우 양측의 두 전자석 어셈블리(60)는 제어기(42)의 제어신호에 따라 구동되며, 제1전자석(61)과 제2전자석(62)의 코일에 자화를 위한 전류 인가가 이루어질 수 있게 제1전자석(61)과 제2전자석(62)의 코일은 커넥터(12) 및 외부 도선을 통해 제어기(42)에 연결된다.

이에 제어기(42)가 제1전자석(61) 및 제2전자석(62)에 인가되는 전류를 제어할 경우 두 전자석 어셈블리(60)의 작동이 제어될 수 있으며, 이를 위해 제어기(42)는 제1전자석(61) 및 제2전자석(62)의 전류 공급을 제어하는 전류제어부(도시하지 않음)를 포함하게 된다.

이에 따라 제어기(42)가 보행자 충돌 사고시 충돌감지센서(40)의 충돌감지신호를 수신한 경우 제어기(42)의 전류제어부가 제1전자석(61)과 제2전자석(62)에 각각 전류를 인가하여 두 전자석을 자화시키며, 이에 인너바디(20)를 상승시키는 전자석 어셈블리(60)의 구동이 이루어지게 된다.

즉, 보행자 충돌 사고시 제어기(42)의 전류제어부가 제1전자석(61)과 제2전자석(62)의 마주보는 단부가 같은 극성을 갖도록 각 전자석 코일에 전류를 인가하고, 이때 발생하는 척력에 의해 제1전자석(61)이 제2전자석(62)을 밀어 올려줄 수 있도록 하는바, 이에 제1전자석(61)과 인너바디(20)가 일체로 상승되도록 하는 것이다.

이러한 방식으로 전자석 어셈블리(60)는 제어기(42)에 의해 구동하여 인너바디(20) 및 후드(44)의 후단부를 상승시키는 작동력을 제공하게 된다.

또한 전자석 어셈블리(60)는 사고 발생 후 상승한 인너바디(20) 및 후드(44)의 후단부를 원래 위치로 하강 복원시키는 역할을 하도록 제어될 수 있다.

이를 위해 제어기(42)는 솔레노이드 기구(35)를 충돌 사고시의 역방향으로 구동시키는 동시에(작동로드 후진 작동) 제1전자석(61)과 제2전자석(62) 중 어느 하나의 극성을 충돌 사고 발생시와는 반대 극성으로 변환하는데, 이때 제1전자석(61)과 제2전자석(62)의 마주보는 단부가 서로 반대 극성을 가지도록 전자석 코일로의 전류 인가를 제어하게 된다.

이러한 복원 작동시에는 제어기(42)의 전류제어부가 제1전자석(61)과 제2전자석(62)에 전류를 인가하되, 두 전자석 중 어느 하나에 대해서는 상승 작동시와는 전류 흐름 방향을 반대로 인가하여 반대 극성으로 변환시켜주며, 이 경우 두 전자석의 마주보는 단부가 반대 극성을 갖게 되어 전자석 간 당기는 힘, 즉 인력이 발생하게 된다.

이때 발생하는 인력에 의해 복원 작동시 제1전자석(61)이 제2전자석(62)을 끌어당겨 아래로 내려주게 되며, 이로써 인너바디(20)와 후드(44)의 후단부가 원래 위치로 하강 복원될 수 있게 된다.

본 발명에서 상기한 복원 작동은 스위치 조작으로 수행되거나 설정시간 경과시 자동으로 수행되도록 설정될 수 있는데, 예컨대 차량에 설치된 복원스위치(도시하지 않음)를 운전자나 다른 작업자가 조작할 경우 제어기(42)가 복원스위치의 조작신호를 입력받아 전자석 어셈블리(60)를 복원 동작시키거나, 충돌 사고 발생 후 설정시간이 경과한 시점에서 자동으로 전자석 어셈블리(60)를 복원 동작시키게 된다.

제어기(42)에서 특정 시점에 두 전자석으로 전류를 인가하고 필요한 경우 전자석으로 인가되는 전류의 흐름 방향을 변환시켜주는 전류제어부의 회로 구성에 대해서는 전자석 극성 변환이 산업적으로 이용되고 기술 사항이므로 당업자 기술수준으로 충분히 구현 가능한바, 본 명세서에서 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이하, 본 발명에 따른 액츄에이터의 작동상태를 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

보행자 충돌 발생 전

보행자 충돌 사고 전의 평상시에는 도 7a에 나타낸 바와 같이 인너바디(20)가 하강한 상태로 있게 되고, 인너바디(20)의 스트라이커(s)는 래치(32)에 의해 록킹된 상태로 있게 된다.

이렇게 래치(32)가 스트라이커(s)에 록킹된 상태에서는, 래치(32)의 걸림단(32b)이 제1멈춤쇠(33)의 제1걸림턱(33a)에 걸리어 래치(32)의 회전이 구속된 상태이고, 제1멈춤쇠(33)는 선단부가 제2멈춤쇠(34)의 제3걸림턱(34a)에 걸리어 회전이 구속된 상태이다.

또한 솔레노이드의 작동로드(35a)는 도면상 상방으로 전진된 상태이고, 이에 제2멈춤쇠(34)가 도면상 상방으로 회전된 상태로 있게 된다.

보행자 충돌 사고시 액츄에이터 작동( 인너바디 상승)

충돌감지센서(40)가 보행자 충돌을 감지하게 되면, 전술한 바와 같이 제어기(42)에서 충돌감지신호를 수신하게 되고, 이에 제어기(42)가 액츄에이터(50)를 구동시키게 된다.

이때의 구동에 의해 후드 힌지 어셈블리(미도시됨)가 상승하게 되어 후드 힌지 어셈블리에 결합된 후드(44)의 후단부가 상승하게 된다.

이 과정에서 제어기(42)는 작동로드(35a)가 후진되도록 솔레노이드 기구(35)의 구동을 제어하고, 인너바디(20)를 상승시키도록 전자석 어셈블리(60)의 구동을 제어하게 된다.

작동로드(35a)가 후진될 경우 제2멈춤쇠(34)가 당겨져 도면상 하방인 시계방향으로 회전되고, 이에 제1멈춤쇠(33)의 고정 상태가 해제되어 제1멈춤쇠(33)가 리턴스프링(37)의 탄성복원력에 의해 시계방향으로 회전된다.

이렇게 제1멈춤쇠(33)가 회전됨에 따라 래치(32)의 고정 상태가 연이어 해제되고, 결국 래치(32)가 리턴스프링(36)의 탄성복원력에 의해 시계방향으로 회전되면서 스트라이커(s)의 록킹이 해제된다.

상기 스트라이커(s)의 록킹이 해제된 상태에서 래치(32)는 걸림단(32b)이 제1멈춤쇠(33)의 제2걸림턱(33b)에 걸리어 회전이 구속되고, 이때 제1멈춤쇠(33)는 선단부가 제2멈춤쇠(34)의 제4걸림턱(34b)에 걸리어 회전이 구속된다.

상기와 같이 스트라이커(s)의 록 상태가 해제됨과 동시에 제어기(42)의 제어하에 전자석 어셈블리(60)가 구동되는데, 제1전자석(61)과 제2전자석(62)에 전류가 인가되어 인너바디(20)를 상승시키기 위한 작동력(자기력,척력)을 발생시킨다.

이때, 제어기(42)의 전류제어부가 제1전자석(61)과 제2전자석(62)의 서로 마주보는 단부가 같은 극성을 갖도록 전류를 인가하며, 이에 두 전자석 간 척력 발생으로 인너바디(20)에 고정된 제1전자석(61)이 제2전자석(62)으로부터 상승하는바, 제1전자석(61)의 상승력으로 인너바디(20)가 하우징(10)에서 상승하게 되고, 결국 후드(44)의 후단부가 상승하게 된다.

보행자 충돌 사고 후 액츄에이터 복원( 인너바디 하강)

사용자가 복원스위치를 조작한 경우 또는 설정시간이 경과한 경우 제어기(42)가 액츄에이터(50)의 솔레노이드 기구(35)와 전자석 어셈블리(60)를 사고시의 역방향으로 구동시켜 인너바디(20)를 하강 복원시키며, 이를 통해 인너바디(20)에 결합된 후드 힌지 어셈블리 및 후드(44)의 후단부를 하강 복원시킨다.

이 과정에서 제어기(42)는 작동로드(35a)가 전진되도록 솔레노이드 기구(35)의 구동을 제어하고, 인너바디(20)를 하강시키도록 전자석 어셈블리(60)의 구동을 제어하게 된다.

작동로드(35a)가 전진될 경우 제2멈춤쇠(34)가 도면상 상방으로 밀리면서 반시계방향으로 회전되고, 이때 전자석 어셈블리(60)의 구동으로 인너바디(20)의 스트라이커(s)가 하강하면서 베이스 플레이트(31)의 요입홈(31a) 및 래치(32)의 록킹홈(32a)에 삽입된다.

또한 스트라이커(s)가 래치(32)의 록킹홈(32a)에 삽입된 상태로 하강하는 동안 래치(32)가 스트라이커 록 위치까지 반시계방향으로 회전되고, 이때 제1멈춤쇠(33)가 제2멈춤쇠(34)에 의해 도면상 상방으로 밀리면서 래치 고정 위치까지 시계방향으로 회전된다.

이렇게 래치(32)와 제1멈춤쇠(33), 제2멈춤쇠(34)가 회전된 후 래치(32)의 걸림단(32b)이 제1멈춤쇠(33)의 제1걸림턱(33a)에, 제1멈춤쇠(33)의 선단부가 제2멈춤쇠(34)의 제2걸림턱(33b)에 걸리게 되면, 인너바디(20)의 스트라이커(s)는 래치(32)의 록킹홈(32a)에 삽입된 상태에서 다시 록 상태가 된다.

이와 더불어 전자석 어셈블리(60)의 복원 작동이 수행되는데, 제1전자석(61)과 제2전자석(62)에 전류가 인가되어 인너바디(20)를 하강시키기 위한 작동력(자기력,인력)을 발생시킨다.

이때 제어기(42)의 전류제어부가 제1전자석(61)과 제2전자석(62)에 전류를 인가하되, 제2전자석(62)(또는 제1전자석)에 대해서는 충돌 사고시 인가되었던 전류의 흐름 방향과 반대 방향의 전류를 인가하게 된다.

이에 따라 제1전자석(61)과 제2전자석(62)의 서로 마주보는 단부가 서로 반대 극성을 갖게 되면서 인력이 발생하게 되고, 두 전자석 간 인력 발생으로 인너바디(20)에 고정된 제1전자석(61)이 제2전자석(62)쪽으로 당겨져 하강하게 된다.

결국, 사고시 상승하였던 인너바디(20)가 하우징(10)에서 제1전자석(61)과 일체로 하강하게 되면서 후드(44)의 후단부가 원래 위치로 하강 복원되게 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 : 하우징 10a : 체결부
11 : 안내핀 12 : 커넥터
20 : 인너바디 20a : 체결부
21 : 안내슬롯 31 : 베이스 플레이트
31a : 요입홈 32 : 래치
32a : 록킹홈 32b : 걸림단
33 : 제1멈춤쇠 33a : 제1걸림턱
33b : 제2걸림턱 34 : 제2멈춤쇠
34a : 제3걸림턱 34b : 제4걸림턱
34c : 슬롯홀 35 : 솔레노이드 기구
35a : 작동로드 35b : 연결핀
36, 37, 38 : 리턴스프링 40 : 충돌감지센서
42 : 제어기 44 : 후드
50 : 액츄에이터 60 : 전자석 어셈블리
61 : 제1전자석 62 : 제2전자석

Claims

보행자 충돌시 충돌감지센서의 충돌감지신호를 수신한 제어기의 제어신호에 따라 후드의 후단부를 상승시키는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터에 있어서,
차체에 고정되는 하우징;
상기 하우징 내부에 승강 가능하게 삽입되어 후드의 후단부와 함께 승강 이동하도록 구비되고 내부에 스트라이커가 일체로 고정 설치된 인너바디;
상기 하우징에 설치되어 상기 인너바디의 스트라이커를 록 또는 해제하는 래치기구;
상기 하우징과 인너바디 사이에 설치되어 전자석 간 발생하는 척력으로 인너바디를 상승시키도록 구비되는 전자석 어셈블리;
를 포함하며, 상기 전자석 어셈블리는 하우징 및 인너바디 내측에서 래치기구의 좌우 양측에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터.
청구항 1에 있어서,
상기 전자석 어셈블리는,
상기 인너바디에 고정되어 인너바디와 일체로 승강 가능하게 구비되는 제1전자석과;
상기 하우징에 고정되고 상기 제1전자석의 하측으로 배치되는 제2전자석;을 포함하고,
상기 제1전자석과 제2전자석은 제어기의 제어하에 인가되는 전류에 의해 상, 하부가 N극, S극의 극성을 갖도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터.
청구항 2에 있어서,
상기 제어기는 보행자 충돌 사고시 충돌감지센서의 충돌감지신호를 수신한 경우 상하로 배치되는 상기 제1전자석과 제2전자석의 마주보는 단부가 서로 같은 극성을 갖도록 전류 인가를 제어하여 척력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터.
청구항 2에 있어서,
상기 제어기는 인너바디 및 후드 후단부의 하강 복원시에 상하로 배치되는 상기 제1전자석과 제2전자석의 마주보는 단부가 서로 반대 극성을 갖도록 전류 인가를 제어하여 인력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터.
청구항 4에 있어서,
상기 제어기가 제1전자석과 제2전자석 중 어느 하나에 인가되는 전류의 흐름 방향을 보행자 충돌 사고시와 반대가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 하우징은 인너바디의 승강 이동을 안내하기 위한 안내핀이 장착된 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터.
청구항 7에 있어서,
상기 하우징의 안내핀은 인너바디에 상하로 길게 형성된 안내슬롯에 관통 결합되어, 인너바디의 승강시 상기 안내핀이 인너바디의 안내슬롯을 따라 이동하면서 인너바디의 승강 이동을 안내하도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터.
청구항 1에 있어서,
상기 래치기구는,
상기 하우징 내측면에 고정 설치되고 인너바디의 스트라이커가 승강 가능하게 삽입되는 요입홈이 형성된 베이스 플레이트와;
상기 베이스 플레이트에 탄력 회전 가능하게 설치되고 베이스 플레이트의 요입홈에 삽입된 스트라이커를 록 또는 록 해제하는 래치와;
상기 베이스 플레이트에 탄력 회전 가능하게 설치되고 상기 래치를 스트라이커 록 상태로 고정 또는 해제하는 제1멈춤쇠와;
상기 베이스 플레이트에 탄력 회전 가능하게 설치되고 상기 제1멈춤쇠를 래치 고정 상태로 고정 또는 해제하는 제2멈춤쇠와;
상기 제어기의 제어신호에 따라 제2멈춤쇠를 제1멈춤쇠 고정 해제 위치로 회전시키는 솔레노이드 기구;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터.
청구항 9에 있어서,
상기 래치의 일측에는 베이스 플레이트의 요입홈에 삽입된 스트라이커가 삽입되어 록킹되는 록킹홈이 형성되고, 래치의 타측 단부에는 스트라이커 록 상태에서 제2멈춤쇠의 걸림턱에 걸리도록 된 걸림단이 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터.
청구항 9에 있어서,
상기 제1멈춤쇠의 일측과 타측에는 래치를 스트라이커 록 상태로 고정하기 위해 스트라이커를 록킹한 래치의 걸림단이 걸리도록 된 제1걸림턱과, 래치가 스트라이커 록 해제 위치로 회전된 상태에서 더 이상 회전되지 않게 래치의 걸림단이 걸리도록 된 제2걸림턱이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터.
청구항 9에 있어서,
상기 제2멈춤쇠의 일측과 타측에는 제1멈춤쇠를 래치 고정 상태로 고정하기 위해 래치 고정 위치에서 제1멈춤쇠의 선단부가 걸리도록 된 제3걸림턱과, 제1멈춤쇠가 래치 고정 해제 위치로 회전된 상태에서 더 이상 회전되지 않게 제1멈춤쇠의 선단부가 걸리도록 된 제4걸림턱이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터.
청구항 9에 있어서,
상기 솔레노이드 기구에서 제어기의 전원공급제어하에 전후진 동작되는 작동로드의 연결핀이 제2멈춤쇠의 슬롯홀에 끼워져 조립되는 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 후드 장치의 액츄에이터.