KR101703795B1 - 차량용 안전 장치 - Google Patents

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KR101703795B1
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Abstract

차량용 안전 장치가 제공된다. 차량용 안전 장치는 차량의 운전석 상부 루프의 외부에 배치되고, 낙석으로 인한 충격을 탐지하여 충격 신호를 발생하는 충격 신호 발생부; 상기 충격 신호에 따라 에어백 구동 신호를 생성하는 제어부; 및 상기 에어백 구동 신호에 응답하여 상기 운전석 상부 루프의 외부로 확장하는 에어백 구동부를 포함한다.

Description

차량용 안전 장치{A safety device for a vehicle}
본 발명은 차량용 안전 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 외부 충격으로부터 운전자를 보호하는 차량용 안전 장치에 관한 것이다.
차량, 예를 들어, 화물 또는 원자재 등을 운반하는 덤프 트럭과 같은 화물 차량은 일반 주행 도로 이외에 공사 지역 또는 작업 지역의 간이 도로 또는 비포장 도로와 같이 주행 조건이 어려운 도로를 운행하는 것이 일반적이다.
또한, 화물 차량은 광산의 지하 갱도나 굴진 작업이 이루어지는 터널 내에서 운행하여 내부의 광물 또는 굴진 작업물 등을 외부로 운반하는 역할을 수행할 수 있다.
작업 중인 지하 갱도 또는 공사중인 터널 등을 운행하는 화물 차량은, 차량의 상부로부터 낙하하는 낙석과의 충돌 위험이 있을 수 있다. 특히, 상대적으로 충돌 위험이 있는 차량의 전방에는 범퍼를 비롯한 내충격 구조물이 설치되나, 이와 대조적으로, 운전석 상부에 위치하는 차량의 루프는 얇은 강판으로 이루어지며 상부로부터의 충격에 대해 운전자의 보호에 미흡할 수 있다.
즉, 작업 중인 지하 갱도 또는 공사중인 터널의 지붕의 일부가 붕괴되어 낙석이 떨어지는 경우에, 상대적으로 작은 충격에도 운전자의 상부의 루프가 뭉개져 운전자의 두부를 타격하는 상황이 발생될 수 있다.
이에 의해 운전자의 두부에 직접적인 손상을 가할 수 있음은 물론, 2차적으로, 운전자의 운전을 방해하여 화물 차량의 사고를 유발하는 원인이 될 수 있다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 낙석과 같은 차량의 상부로부터의 충격으로부터 운전자를 보호할 수 있는 안전 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 관점에 따른 차량용 안전 장치는, 차량의 운전석 상부 루프의 외부에 배치되고, 낙석으로 인한 충격을 탐지하여 충격 신호를 발생하는 충격 신호 발생부; 상기 충격 신호에 따라 에어백 구동 신호를 생성하는 제어부; 및 상기 에어백 구동 신호에 응답하여 상기 운전석 상부 루프의 외부로 확장하는 에어백 구동부를 포함한다.
또한, 상기 에어백 구동부가 상기 운전석 상부 루프의 외부로 확장될 때, 확장된 에어백 구동부는 경사면을 형성한다.
또한, 확장된 에어백 구동부는 사각뿔 형상이며 네 개의 경사면을 형성한다.
한편, 상기 에어백 구동부는 차량의 운전석 상부 루프의 외부에 설치되는 프레임; 상기 프레임에 의해 둘러싸이는 프레임 내부 공간을 가로지르며 상기 프레임에 고정되는 그물 지지대; 상기 그물 지지대 및 상기 프레임에 고정되는 안전 그물; 및 상기 안전 그물 및 상기 그물 지지대의 하부에 배치되는 에어백을 포함한다.
또한, 상기 프레임은 사각 단면을 가지고 상기 그물 지지대는 상기 프레임의 사각 단면을 대각선으로 교차하도록 배치된다.
한편, 상기 안전 그물의 적어도 일부는 상기 충격 신호 발생부에 물리적으로 연결되고, 상기 충격 신호 발생부는 상기 낙석의 낙하에 의한 상기 안전 그물의 변형을 감지하여 충격 신호를 발생하는, 차량용 안전 장치.
한편, 상기 안전 그물은 도전체로 형성되고, 상기 안전 그물의 적어도 일부는 상기 충격 신호 발생부에 전기적으로 연결되고, 상기 충격 신호 발생부는 상기 낙석의 낙하에 의한 상기 안전 그물의 전기적 특성 변화를 감지하여 충격 신호를 발생한다.
또한, 상기 안전 그물의 전기적 특성은 상기 안전 그물에 흐르는 전류, 상기 안전 그물에 인가된 전압 및 상기 안전 그물의 저항값 중 하나 이상이다.
또한, 상기 안전 그물의 전기적 특성은 상기 안전 그물의 적어도 일부가 끊어진 정도에 따라 변동된다.
한편, 상기 그물 지지대는, 일단이 프레임에 회전 가능하게 연결되는 복수의 외부 지지대 및 일단이 상기 복수의 외부 지지대의 내부로 삽입되고 타단이 서로에 대하여 회전 가능하게 연결되는 복수의 내부 지지대를 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치가 부착된 화물 차량을 예시하는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치의 기능적 유닛들을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치가 낙석으로부터 운전자를 보호하는 상황을 예시하는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치의 충격 신호 발생부의 세부 유닛을 함께 도시하는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치의 낙석 충격 예측부의 작용을 예시하는 예시도이다.
도 6은 낙석의 크기에 따른 가속도 변화를 예시하는 그래프이다.
도 7은 서로 다른 크기를 갖는 낙석의 촬영 영상을 예시하는 예시도이다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치의 상면도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치의 확장 상태를 예시하는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치에서 안전 그물의 낙석과의 충돌로 인한 전기적 특성 변화를 예시하는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 안전 장치를 나타내는 상면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 안전 장치를 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작 이외에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치가 부착된 화물 차량을 예시하는 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10)는 차량의 운전석 상부 루프의 외부에 배치된다.
예시적으로, 차량은 화물칸(4)을 포함하는 화물 차량이 예시되었다. 운전석은 운전자(3)가 탑승하여 차량을 운전하는 공간을 의미하며, 본 발명의 일 실시예에서, 운전석은 차량의 전방에 마련될 수 있다. 운전자(3)의 상부에는 운전자를 외부 충격, 특히, 상부로부터의 충격으로부터 보호하기 위한 운전석 상부 루프(2)가 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10)는, 운전석 상부 루프(2)의 외부에 배치되며, 낙석(FR)과 같은 차량의 운전석 상부로부터의 충격으로부터 운전자(3)를 보호할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10)의 기능적 유닛들을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10)는 충격 신호 발생부(200), 제어부(100), 및 에어백 구동부(300)를 포함할 수 있다.
충격 신호 발생부(200)는 차량의 운전석의 상부로부터의 외부 충격, 예를 들어, 낙석(FR)으로 인한 충격을 탐지하여 충격 신호(CSS)를 발생할 수 있다.
충격 신호(CSS)는, 예를 들어, 낙석(FR)으로 인한 외부 충격의 세기에 따라 변동하는 디지털 또는 아날로그 신호일 수 있다. 또한, 충격 신호(CSS)는 낙석(FR)으로 인한 외부 충격의 세기를 예측하기 위한 예측 신호일 수 있고, 예를 들어, 낙석(FR)의 낙하 속도, 가속도 및 차량으로부터 낙석(FR)까지의 수평 및 수직 거리에 관한 신호일 수 있다.
제어부(100)는 충격 신호(CSS)에 따라 에어백 구동 신호(ADS)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어부(100)는, 충격 신호(CSS)가 낙석(FR)과의 충돌로 인한 외부 충격의 세기가 일정 임계값 이상인 것으로 판단될 때 에어백 구동 신호(ADS)를 생성할 수 있다.
또는, 제어부(100)는, 충격 신호(CSS)로부터 예측된 외부 충격의 세기가 일정 임계값 이상인 것으로 판단될 때 에어백 구동 신호(ADS)를 생성할 수 있다.
에어백 구동부(300)는 에어백 구동 신호(ADS)에 응답하여 운전석 상부 루프(2)의 외부로 확장하며, 차량의 운전석 상부 루프(2)로 낙하하는 낙석(FR)의 진행 방향을 운전자 상부로부터 이탈시킬 수 있다.
이어, 에어백 구동부(300)의 작용에 관하여, 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10)가 낙석(FR)으로부터 운전자를 보호하는 상황을 예시하는 예시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10)는, 차량의 운전석 상부 루프의 외부에 배치될 수 있고, 차량의 상부로부터 운전석을 향해 낙하하는 낙석(FR)의 진행 경로를 변경시킬 수 있다.
더욱 구체적으로, 에어백 구동부(300)는 에어백 구동 신호(ADS)에 트리거 되어 순간적으로 차량의 운전석 상부 루프(2)의 상부로(외부로) 확장할 수 있고, 낙석(FR)이 운전석 상부 루프(2)를 직접 타격하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 확장된 에어백 구동부(300)는 경사면을 갖는 다면체로 확장될 수 있고, 예를 들어, 네 개의 경사면이 형성되는 사각뿔의 형상을 가질 수 있다. 낙석(FR)은 확장된 에어백 구동부(300)의 경사면을 타격함으로써, 낙석(FR)으로 인한 모든 충격을 에어백 구동부(300)가 흡수하는 것이 아니라, 낙석(FR)의 낙하 충격이 에어백 구동부(300)의 경사면에 비껴가거나 튕기어 구르는 방식으로, 낙석(FR)을 운전자 상부 루프를 직접 타격하는 경로로부터 이탈 시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10)의 충격 신호 발생부(200)의 세부 유닛을 함께 도시하는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10)의 충격 신호 발생부(200)는, 낙석 충격 예측부(210) 및 낙석 충격 감지부(220)를 포함할 수 있다.
낙석 충격 예측부(210)는 낙석(FR)과 차량의 충돌 이전에 낙석(FR)으로 인한 외부 충격의 세기를 예측할 수 있고, 예측되는 낙석(FR)으로 인한 외부 충격의 세기에 상응하는 충격 신호(CSS)를 생성할 수 있다.
낙석 충격 예측부(210)는, 예를 들어, 낙석(FR)의 속도를 감지하는 속도 측정 센서를 포함할 수 있고, 속도 측정 센서는, 예를 들어, 음파 센서, 영상 센서 및 레이저 속도 측정 센서 등일 수 있다. 또한, 낙석 충격 예측부(210)는, 거리 센서, 가속도 측정 센서 등을 포함할 수도 있다.
낙석 충격 감지부(220)는, 낙석(FR)과 차량, 예를 들어, 차량의 에어백 구동부(300)의 충돌 시 외부 충격의 세기를 감지할 수 있고, 감지된 낙석(FR)으로 인한 외부 충격의 세기에 상응하는 충격 신호(CSS)를 생성할 수 있다.
낙석 충격 감지부(220)는, 예를 들어, 낙석(FR)으로 인한 충격 또는 충격량을 감지하는 센서 또는 센싱 구조물일 수 있다.
제어부(100)는, 낙석 충격 예측부(210) 및 낙석 충격 감지부(220) 중 하나 이상이 생성하는 충격 신호(CSS)를 기초로 에어백 구동 신호(ADS)를 생성할 수 있다. 즉, 제어부(100)는, 낙석 충격 예측부(210) 및 낙석 충격 감지부(220)가 생성하는 충격 신호(CSS)가 낙석(FR)으로 인한 외부 충격의 실제 세기 또는 예측 세기가 일정 임계값 이상인 것으로 판단될 때, 에어백 구동 신호(ADS)를 생성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10)의 낙석 충격 예측부(210)의 작용을 예시하는 예시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10)의 낙석 충격 예측부(210)는 낙석(FR)의 운동 상태, 즉, 낙하 속도 또는 가속도에 관한 정보 또는 낙석(FR)과 차량과의 수평 및 수직 거리에 관한 정보를 충격 신호(CSS)로서 감지할 수 있고, 이를 제어부(100)에 전달할 수 있다.
예를 들어, 충격 예측부는 차량으로부터 낙석(FR)까지의 수평 거리(D) 및 차량의 운전석 상부 루프로부터 낙석(FR)까지의 수직 거리(H)를 시간에 따라 지속적으로 측정할 수 있고 이를 충격 신호(CSS)로서 제어부(100)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어부(100)는 시간에 따라 지속적으로 변하는 수평 거리(D) 및 수직 거리(H)를 기초로 낙석(FR)의 속도 및 가속도 변화를 탐지할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 충격 예측부는, 낙석(FR)의 낙하 속도 또는 낙하 가속도를 직접 센싱하여 이를 충격 신호(CSS)로서 제어부(100)에 전달할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제어부(100)는 충격 신호(CSS)로 제공되는 낙석(FR)의 가속도에 관한 정보를 기초로 낙석(FR)으로 인한 충격량을 예측할 수 있고, 이는 도 6을 참조하여 더 상세히 설명된다.
도 6은 낙석(FR)의 크기에 따른 가속도 변화를 예시하는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 제어부(100)는 낙석(FR)의 시간에 따른 가속도 변화를 기초로 낙석(FR)으로 인한 차량의 충격의 정도를 예측할 수 있다.
공기 저항이 없는 상태를 가정하면, 자유 낙하하는 낙하물, 즉, 낙석(FR)은 중력 가속도 g (약 9.8m/s2)의 가속도로 자유 낙하할 것이며, 이는 도 6에서 시간에 따른 가속도의 변화 없는 수평한 직선(SL)으로 나타날 것이다.
그러나, 실제, 대략 구형으로 근사화될 수 있는 낙석(FR)은 대략 원형으로 근사화될 수 있는 단면적에 상응하는 공기 저항을 받을 것이다.
다만, 대략 구형으로 근사화될 수 있는 낙석(FR)의 무게는 그 부피, 즉, 반지름의 세제곱에 관한 함수로 나타낼 수 있고, 낙석(FR)의 공지 저항은 대략 원형으로 근사화될 수 있는 낙석(FR)의 단면적, 즉, 반지름의 제곱에 관한 함수로 나타낼 수 있기 때문에, 낙석(FR)의 크기가 클수록, 즉, 동일 밀도라면, 낙석(FR)의 무게가 클수록 낙석(FR)의 무게에 비하여 공기 저항이 상대적으로 작아지게 될 것이다.
또한, 공기 저항은 속도에 관한 함수이기 때문에, 속도가 증가할 수로 그 크기가 커지게 되며, 중력에 대한 반력으로 작용하여 가속도의 크기를 점차 감소시킬 것이다.
따라서, 크고 무거운 낙석(FR)의 가속도는 작고 가벼운 낙석(FR)의 가속도에 비하여 시간에 따른 가속도 편차가 적을 것이고 가능한 수평한 직선(SL)에 가깝게 진행하는 경향을 가질 것이다.
즉, 도 6에 예시된 바와 같이, 상대적으로 크고 무거운 낙석(FR)의 시간에 따른 가속도 변화 곡선은 제2 라인(L2)으로 예시될 수 있고, 상대적으로 작고 가벼운 낙석(FR)의 시간에 따른 가속도 변화 곡선은 제3 라인(L3)으로 예시도리 수 있다.
제어부(100)는 차량의 운전자에게 위해가 가해질 수 있는 정도의 충격량, 즉, 낙석(FR)의 크기 및 무게에 관한 임계 조건을 설정할 수 있다. 예시적으로, 이러한 임계 조건은, 제2 라인(L2) 및 제3 라인(L3) 사이의 임의의 라인일 수 있고, 예를 들어, 도 6의 제1 라인(L1)이 될 수 있다. 제어부(100)는 예를 들어, 낙석(FR)의 시간에 따른 가속도 변화 곡선이 제1 라인(L1) 위에 있는 경우, 에어백 구동 신호(ADS)를 발생할 수 있고, 제1 라인(L1) 아래에 있는 경우, 에어백 구동 신호(ADS)를 발생하지 않을 수 있다.
도 7은 서로 다른 크기를 갖는 낙석(FR)의 촬영 영상을 예시하는 예시도이다.
이상의 본 발명의 일 실시예에 관한 설명에서, 제어부(100)는 낙석(FR)의 운동 상태에서 관한 정보를 기초로 낙석(FR)의 충격량을 계산하는 것을 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서, 낙석 충격 예측부(210)는 낙석(FR)의 영상을 촬영하는 카메라일 수 있고, 촬영된 영상 신호를 충격 신호(CSS)로서 제어부(100)로 제공할 수 있다. 제어부(100)는 촬영된 영상을 기초로 낙석(FR)의 크기를 판별하여 낙석(FR)으로 인한 충격량을 예측할 수도 있다.
즉, 낙석 충격 예측부(210)는 서로 다른 직경을 갖는 두 낙석(FR)들, 즉, 제1 직경(D1)을 갖는 제1 낙석(FR1) 및 제2 직경(D2)을 갖는 제2 낙석(FR2)을 촬영할 수 있고 이를 충격 신호(CSS)로서 각각 제어부(100)에 제공할 수 있다. 제어부(100)는 대략 원형으로 근사될 수 있는 낙석(FR)들의 단면 직경을 기초로 제1 낙석(FR1) 및 제2 낙석(FR2)의 크기를 판별할 수 있다. 또한, 판별된 크기가 일정 임계값 이상일 때, 에어백 구동 신호(ADS)를 생성하여 에어백 구동부(300)를 트리거시킬 수 있다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10)의 상면도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10)의 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10)의 에어백 구동부(300)는 프레임(310), 그물 지지대(320), 안전 그물(330) 및 에어백(미도시)을 포함할 수 있다.
프레임(310)은 차량의 운전석 상부 루프의 외부에 설치되며, 단단한 지지 구조를 형성할 수 있는 강성 재질, 예를 들어, 강철 또는 알루미늄과 같은 금속 또는 고강도 플라스틱 또는 강화 플라스틱일 수 있다.
그물 지지대(320)는 프레임(310)에 의해 둘러싸이는 프레임(310) 내부 공간을 가로지르며 프레임(310)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 프레임(310)은 사각 단면을 가질 수 있고, 즉, 상기 프레임(310)에 의해 둘러싸이는 내부 공간은 사각 형상이고, 그물 지지대(320)는 프레임(310)의 사각 단면을 대각선으로 교차하도록 배치될 수 있다.
안전 그물(330)은 프레임(310)에 의해 둘러 싸이는 프레임 내부 공간에 배치될 수 있고 프레임(310) 및 지지대에 고정되어 지지될 수 있다.
안전 그물(330)의 적어도 일부는 충격 신호 발생부(200)의 낙석 충격 감지부(220)에 물리적 또는 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 안전 그물(330)로 낙석(FR)이 낙하할 때, 안전 그물(330)에 물리적 또는 전기적으로 연결된 충격 신호 발생부(200)의 낙석 충격 감지부(220)는 충격 신호(CSS)를 발생시킬 수 있다.
예시적으로, 안전 그물(330)의 일부는 낙석 충격 감지부(220)에 물리적으로 연결될 수 있고, 충격 신호 발생부(200)는 낙석(FR)의 낙하에 의한 안전 그물(330)의 변형을 감지하여 충격 신호(CSS)를 발생할 수 있다. 즉, 낙석의 낙하에 의해 안전 그물(330)은 변형될 수 있고, 안전 그물(330)의 일부가 충격 신호 발생부(200)의 낙석 충격 감지부(220)의 감지 센서를 당겨 충격 여부를 전달할 수 있고, 충격 신호 발생부(200)는 안전 그물(330)의 일부의 당김에 응답하여 충격 신호(CSS)를 생성할 수 있다.
또한, 안전 그물(330)은 예를 들어, 도전체로 형성될 수 있고, 안전 그물(330)의 일부는 낙석 충격 감지부(220)에 전기적으로 연결될 수 있다. 낙석(FR)의 낙하에 의해 안전 그물(330)의 전기적 특성, 예를 들어, 안전 그물(330)에 흐르는 전류의 양, 안전 그물(330)에 인가된 전압의 세기, 또는 안전 그물(330)의 전체 저항값이 변동될 수 있다. 낙석 충격 감지부(220)는 변경된 안전 그물(330)의 전기적 특성을 충격 신호(CSS)로서 제어부(100)에 제공할 수 있다. 제어부(100)는 전달된 충격 신호(CSS)에 따라 에어백 구동 신호(ADS)를 에어백 구동부(300)에 제공할 수 있다.
에어백(미도시)은 안전 그물(330) 및 그물 지지대(320)의 하부에 배치될 수 있고 에어백 구동 신호(ADS)에 따라 팽창할 수 있다. 에어백의 팽창에 의해 안전 그물(330) 및 그물 지지대(320)는 프레임(310) 및 에어백으로부터 상부로 확장될 수 있고, 그물 지지대(320) 및 안전 그물(330)의 형상에 상응하는 모양으로 확장될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10)의 확장 상태를 예시하는 사시도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10)의 에어백 구동부(300)는 에어백 구동 신호(ADS)에 응답하여 차량의 운전석 상부 루프의 외부로 확장될 수 있다. 또한, 확장된 에어백 구동부(300)는 경사면, 예를 들어, 사각뿔의 네 개의 경사면을 형성할 수 있다.
더욱 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서, 프레임(310)은 사각 단면을 가질 수 있고 또한 그물 지지대(320)는 프레임(310)의 사각 단면을 대각선으로 교차하도록 배치될 수 있다. 확장된 에어백 구동부(300)에서, 대각으로 교차하는 그물 지지대(320)는 프레임(310)으로부터 융기하는 사각뿔 또는 피라미드 구조를 형성할 수 있고, 그물 지지대(320) 및 프레임(310)에 고정되는 안전 그물(330)은 사각뿔 또는 피라미드의 네 개의 경사면을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 낙석(FR)은 확장된 에어백 구동부(300)의 경사면을 타격함으로써, 낙석(FR)으로 인한 모든 충격을 에어백 구동부(300)가 흡수하는 것이 아니라, 낙석(FR)의 낙하 충격이 에어백 구동부(300)의 경사면에 비껴가거나 굴러 떨어지는 방식으로, 낙석(FR)을 운전자 상부 루프를 직접 타격하는 경로로부터 이탈 시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10)에서 안전 그물(330)의 낙석(FR)과의 충돌로 인한 전기적 특성 변화를 예시하는 그래프이다.
도 11을 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 차량용 안전 장치(10)의 에어백 구동부(300)의 안전 그물(330)은 도전체로 형성될 수 있고, 낙석(FR)으로 인한 충격, 예를 들어, 안전 그물(330)의 일부의 끊어짐은 안전 그물(330) 전체의 전기적인 특성을 변화시킬 수 있다.
또한, 안전 그물(330)의 적어도 일부는 낙석 충격 감지부(220)에 전기적으로 연결될 수 있다. 낙석 충격 감지부(220)는 안전 그물(330)의 전기적 특성 변화를 감지할 수 있고, 이를 충격 신호(CSS)로서 제어부(100)에 제공할 수 있다.
제어부(100)는 안전 그물(330)의 전기적 특성 변화를 기초로 낙석(FR)으로 인한 충격의 정도를 판별할 수 있고, 판별된 낙석(FR)으로 인한 충격이 일정 임계값 이상일 때 에어백 구동 신호(ADS)를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제어부(100)에 충격 신호(CSS)로 제공되는 안전 그물(330)의 전기적 특성은 시간에 따른 안전 그물(330) 전체의 저항값일 수 있다. 다만, 안전 그물(330)의 저항은 옴의 법칙에 따라 안전 그물(330)을 흐르는 전류 또는 안전 그물(330)에 인가되는 전압 값으로 용이하게 치환될 수 있다.
예를 들어, 충격 이전의 상태에서 안전 그물(330) 전체의 저항은 100옴일 수 있다. 낙석(FR)이 안전 그물(330)에 충돌하여 안전 그물(330)의 일부를 훼손할 때, 즉, 끊을 때, 안전 그물(330)의 전체 저항 값은 급격히 변동될 수 있다.
제어부(100)는, 이러한 전체 저항의 급격한 변동 자체에 응답하여 에어백 구동 신호(ADS)를 발생하거나 또는 충격으로 인해 변동된 저항 값에 따라 에어백 구동 신호(ADS)를 발생시킬 수 있다.
즉, 제어부(100)는, 안전 그물(330)의 일부가 끊어져 저항 값이 급격히 증가하는 사실로부터 낙석(FR)이 큰 충격량을 갖는 것이라고 판별할 수 있고, 에어백 구동 신호(ADS)를 생성할 수 있다. 이 경우, 안전 그물(330)의 끊어짐 여부가 제어부(100)가 에어백 구동 신호(ADS)를 발생시켜 에어백 구동부(300)를 확장시킬지 여부를 결정하는 요인이 될 것이다.
또한, 제어부(100)는, 안전 그물(330)이 끊어진 정도, 즉, 낙석(FR)과의 충돌로 인해 변동된 안전 그물(330)의 저항값의 크기가 일정 임계값을 초과하였는 지 여부를 기초로 에어백 구동 신호(ADS)를 생성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 제어부(100)는 낙석(FR)과의 충돌로 인해 변동된 안전 그물(330)의 전기적 특성, 예를 들어, 저항값이 제1 임계 조건(APP1) 또는 제2 임계 조건(APP2)을 초과하였는 지 여부에 따라 에어백 구동 신호(ADS)를 발생시킬 수 있다.
예를 들어, 제어부(100)는, 안전 그물(330)의 변동된 전기적 특성, 예를 들어, 저항값이 제1 임계값(APP1)을 초과하면서도 제2 임계값(APP2)를 초과하지 않는 경우에, 낙석 충격 예측부(210)에 의해 예측된 외부 충격의 세기가 일정 임계값 이상인 것으로 판단될 때에만 에어백 구동 신호(ADS)를 생성하며, 그렇지 않은 경우 에어백 구동 신호(ADS)를 생성하지 않을 수 있다.
또한, 예를 들어, 제어부(100)는, 안전 그물(330)의 변동된 전기적 특성, 예를 들어, 저항값이 제1 임계값(APP1) 및 제2 임계값(APP2)을 모두 초과하는 경우에, 낙석 충격 예측부(210)에 의해 예측된 외부 충격의 세기에 무관하게 에어백 구동 신호(ADS)를 생성할 수 있다.
즉, 제어부(100)는 낙석 충격 예측부(210) 및 낙석 충격 감지부(220)에서 감지된 충격 신호(CSS)를 모두 고려할 수 있고, 낙석 충격 예측부(210)의 감지 결과에도 불구하고 실제 작용하는 충격이 제2 임계값(APP2) 이상이라면, 에어백 구동부(300)를 확장시킬 수 있다.
이로써, 낙석 충격 예측부(210)의 오작동으로 인한 안전 우려가 불식될 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 안전 장치를 나타내는 상면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 안전 장치를 나타내는 사시도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10_1)는 앞서 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10)와 그물 지지대의 구조 면에서 차이가 있다.
이하에서는, 앞서 설명한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10)와 실질적으로 동일한 구성 요소에 대하여 동일한 식별 부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략하여 차이점 위주로 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 안전 정치는 텔레스코픽 구조의 그물 지지대를 가질 수 있다.
구체적으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 안전 장치(10_1)의 그물 지지대는 일단이 프레임(310)에 회전 가능하게 연결되는 복수의 외부 지지대(322-1, 322-2, 322-3, 322-4) 및 일단이 상기 복수의 외부 지지대(322-1, 322-2, 322-3, 322-4)의 내부로 삽입되고 타단이 서로에 대하여 회전 가능하게 연결되는 복수의 내부 지지대(324-1, 324-2, 324-3, 324-4)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 에어백 구동부(300)의 확장 시, 즉, 에어백 구동 신호(ADS)에 응답하여 에어백(미도시)가 팽창할 때, 그물 지지대는 그 길이가 연장될 수 있고, 피라미드 구조를 형성할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 제어부 200: 충격 신호 발생부
300: 에어백 구동부 310: 프레임
320: 그물 지지대 330: 안전 그물

Claims (10)

  1. 차량의 운전석 상부 루프의 외부에 배치되는 차량용 안전 장치에 있어서,
    낙석으로 인한 충격을 탐지하여 충격 신호를 발생하는 충격 신호 발생부;
    상기 충격 신호에 따라 에어백 구동 신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 에어백 구동 신호에 응답하여 상기 운전석 상부 루프의 외부로 확장하는 에어백 구동부를 포함하되,
    상기 에어백 구동부는 차량의 운전석 상부 루프의 외부에 설치되는 프레임;
    상기 프레임에 의해 둘러싸이는 프레임 내부 공간을 가로지르며 상기 프레임에 고정되는 그물 지지대;
    상기 그물 지지대 및 상기 프레임에 고정되는 안전 그물; 및
    상기 안전 그물 및 상기 그물 지지대의 하부에 배치되는 에어백을 포함하는, 차량용 안전 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 에어백 구동부가 상기 운전석 상부 루프의 외부로 확장될 때, 확장된 에어백 구동부는 경사면을 형성하는, 차량용 안전 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 확장된 에어백 구동부는 사각뿔 형상이며 네 개의 경사면을 형성하는, 차량용 안전 장치.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서, 상기 프레임은 사각 단면을 가지고 상기 그물 지지대는 상기 프레임의 사각 단면을 대각선으로 교차하도록 배치되는, 차량용 안전 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 안전 그물의 적어도 일부는 상기 충격 신호 발생부에 물리적으로 연결되고, 상기 충격 신호 발생부는 상기 낙석의 낙하에 의한 상기 안전 그물의 변형을 감지하여 충격 신호를 발생하는, 차량용 안전 장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 안전 그물은 도전체로 형성되고, 상기 안전 그물의 적어도 일부는 상기 충격 신호 발생부에 전기적으로 연결되고, 상기 충격 신호 발생부는 상기 낙석의 낙하에 의한 상기 안전 그물의 전기적 특성 변화를 감지하여 충격 신호를 방생하는, 차량용 안전 장치.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 안전 그물의 전기적 특성은 상기 안전 그물에 흐르는 전류, 상기 안전 그물에 인가된 전압 및 상기 안전 그물의 저항값 중 하나 이상인, 차량용 안전 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 안전 그물의 전기적 특성은 상기 안전 그물의 적어도 일부가 끊어진 정도에 따라 변동되는, 차량용 안전 장치.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 그물 지지대는, 일단이 프레임에 회전 가능하게 연결되는 복수의 외부 지지대 및 일단이 상기 복수의 외부 지지대의 내부로 삽입되고 타단이 서로에 대하여 회전 가능하게 연결되는 복수의 내부 지지대를 포함하는, 차량용 안전 장치.
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