KR101795414B1 - 액티브 크래쉬 박스를 갖는 차량 제어시스템 - Google Patents

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이재완
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현대자동차 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 액티브 크래쉬 박스를 갖는 차량 제어시스템에 의하면, 사이드멤버의 선단부에 회전포인트를 기준으로 회전 가능하게 연결되는 크래쉬박스, 상기 크래쉬박스의 선단부에 구성되는 범퍼, 상기 회전포인트를 기준으로 상기 크래쉬박스를 회전시켜, 상기 크래쉬박스와 상기 범퍼가 연결되는 위치를 가변시키도록 구성된 액추에이터, 및 상기 액추에이터를 제어하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다.

Description

액티브 크래쉬 박스를 갖는 차량 제어시스템{VEHICLE CONTROL SYSTEM HAVING ACTIVE CRASH BOX}
본 발명은 차량의 스몰 오버랩 충돌에 대응하여 충돌 에너지를 안정적으로 흡수하고 분산하여 차량의 충돌안정성을 향상시키는 액티브 크래쉬 박스를 갖는 차량 제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량에서의 범퍼는 자동차가 다른 자동차나 고정체와의 충돌 시, 그 충격을 흡수하여 승차자의 안전을 도모하며, 동시에 차체의 변형을 최소화할 수 있도록 자동차의 전, 후 단부의 소정 부위에 배치되는 완충수단이다.
상기 범퍼는 차체 양측 사이드 멤버에 크래쉬 박스를 통하여 후방 양측이 고정되어 차폭 방향으로 배치되는 범퍼 빔, 상기 범퍼 빔의 전방에 배치되어 충돌 에너지를 흡수하는 에너지 업소버, 및 상기 범퍼 빔과 에너지 업소버를 감싸는 범퍼 커버로 이루어진다.
여기서, 상기한 종래의 크래쉬 박스는 프레스 성형되는 인너 패널과 아웃터 패널을 CO2용접 또는 스폿 용접을 통해 접합하여, 상기 범퍼 빔을 차체측 사이드 멤버에 연결한다.
도 1은 크래쉬 박스를 갖는 차량의 일부 개략적인 평면도이다. 도 1을 참조하면, 차체의 전방에는 범퍼(100)가 배치되고, 상기 범퍼(100)와 차체의 사이드멤버(120) 사이에는 크래쉬박스(110)가 배치된다.
아울러, 상기 크래쉬박스(110)의 일측에는 상기 범퍼(100)와 상기 사이드멤버(120) 사이의 구조를 보강하는 보강부재(130)가 구성된다.
그러나, 상기와 같은 크래쉬박스(110)는 스몰 오버랩 충돌에 대응하는 구조가 부족하거나, 상기 보강부재(130)를 상기 크래쉬박스(110)의 외측에 장착하여 강성을 보강하는 구조를 적용하였다.
이러한 크래쉬박스(110)의 구조는 보강부재(130)의 추가로 인해 중량 및 부품수가 증가하고, 이를 장착하기 위한 추가 공정이 필요하다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
대한민국 공개특허 10-2016-0068497
본 발명의 목적은 장애물의 충돌 위치에 따라서 충격을 안정적으로 흡수함으로써 차량의 충돌 안정성을 향상시키는 액티브 크래쉬 박스를 갖는 차량 제어시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 액티브 크래쉬 박스를 갖는 차량 제어시스템에 의하면, 사이드멤버의 선단부에 회전포인트를 기준으로 회전 가능하게 연결되는 크래쉬박스, 상기 크래쉬박스의 선단부에 구성되는 범퍼, 상기 회전포인트를 기준으로 상기 크래쉬박스를 회전시켜, 상기 크래쉬박스와 상기 범퍼가 연결되는 위치를 가변시키도록 구성된 액추에이터, 및 상기 액추에이터를 제어하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다.
상기 회전포인트를 기준으로 상기 크래쉬박스의 회전위치에 따라서, 상기 크래쉬박스의 선단부가 체결되어 이동하는 레일이 상기 범퍼의 후단면에 구성될 수 있다.
상기 범퍼의 전방에 배치되는 장애물을 감지하도록 배치되는 레이더, 및 상기 제어부는 상기 레이더로부터 감지되는 감지신호를 이용하여 상기 장애물이 상기 범퍼에 충돌하는 충돌위치를 판단하고, 상기 충돌위치에 따라서 상기 액추에이터를 제어할 수 있다.
상기 레이더는 전방으로 제1설정거리 이내의 장애물을 감지하도록 배치되는 장거리레이더, 및 전방으로 제2설정거리 이내의 장애물을 감지하도록 배치되는 단거리레이더를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 장거리레이더 및 상기 단거리레이더로부터 감지되는 감지신호를 이용하여 상기 장애물이 상기 범퍼에 충돌하는 충돌위치를 판단하고, 상기 충돌위치에 따라서 상기 액추에이터를 제어할 수 있다.
이동속도를 감지하는 속도감지부를 더 포함하고, 상기 속도감지부에서 감지되는 속도가 설정범위에 포함되는 것으로 판단되면, 상기 제어부는 상기 액추에이터를 제어하여 상기 크래쉬박스의 회전위치를 제어할 수 있다.
상기 범퍼에 장애물이 충돌하는 것을 감지하는 충돌감지센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 장애물과의 거리와 이동속도를 비교하여, 상기 장애물이 상기 범퍼에 충돌되는 충돌시점 범위를 연산하고, 상기 충돌시점 범위에 상기 장애물이 충돌하지 않은 것으로 판단되면, 상기 액추에이터를 제어하여 상기 크래쉬박스를 원위치 시킬 수 있다.
상기 장거리레이더와 상기 단거리레이더는 차량의 상부에서 폭방향 중심부에 배치되어 전방의 장애물을 감지하되, 상기 장거리레이더는 원거리 장애물을 감지하도록 설정되되, 감지각도범위는 설정각도 미만이고, 상기 단거리레이더는 단거리 장애물을 감지하도록 설정되되, 감지각도범위는 설정각도 이상일 수 있다.
상기 장거리레이더에서는 감지되지 않고, 상기 단거리레이더에서 장애물이 감지되면, 상기 제어부는 상기 액추에이터를 제어하여 상기 크래쉬박스의 회전위치를 제어할 수 있다.
상기 제어부가 상기 액추에이터를 제어하여 상기 크래쉬박스의 회전위치를 제어할 때, 상기 크래쉬박스의 선단부가 차체의 폭방향 외측으로 이동하도록 제어할 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 장애물의 충돌위치에 따라서 크래쉬박스의 위치를 가변시켜 차량의 충돌 안정성을 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 별도의 보강부재를 구비하지 않기 때문에, 안정성을 저하시키지 않고 차량의 무게를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 크래쉬 박스를 갖는 차량의 일부 개략적인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 크래쉬박스를 갖는 차량 제어시스템에서 레이더의 감지범위를 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 크래쉬박스를 갖는 차량 제어시스템의 개략적인 구성도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 크래쉬박스를 갖는 차량의 일부 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 크래쉬박스를 갖는 차량 제어방법을 보여주는 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.
하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 크래쉬박스를 갖는 차량 제어시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3을 참조하면, 차량 제어시스템은 장거리레이더(310), 단거리레이더(315), 속도감지센서(320), 충돌감지센서(325), 제어부(300), 액추에이터(330), 및 크래쉬박스(110)를 포함한다.
상기 장거리레이더(310)와 상기 단거리레이더(315)는 차량의 상부측에서 폭방향 중심부에 배치되고, 전방의 장애물을 감지한다.
상기 장거리레이더(310)는 차량에서 전방으로 제1설정거리 이내에 배치되는 장애물을 감지하도록 설정되고, 상기 단거리레이더(315)는 차량에서 전방으로 제2설정거리 이내에 떨어진 장애물을 감지하도록 설정된다.
상기 속도감지센서(320)는 차량의 이동속도를 감지하도록 설정되고, 상기 충돌감지센서(325)는 상기 범퍼(100)에 장애물이 충돌되는 상태를 감지하도록 설정된다.
상기 제어부(300)는 상기 장거리레이더(310), 상기 단거리레이더(315), 상기 속도감지센서(320), 및 상기 충돌감지센서(325)로부터 감지되는 신호에 따라서 상기 액추에이터(330)를 제어하고, 상기 액추에이터(330)는 상기 크래쉬박스(110)와 상기 범퍼(100)가 연결된 위치를 가변시킬 수 있다.
상기 제어부(300)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예에 따른 방법을 수행하기 위한 일련의 명령을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 크래쉬박스를 갖는 차량 제어시스템에서 레이더의 감지범위를 보여주는 그래프이다.
도 2를 참조하면, 상기 장거리레이더(310)는 먼 거리의 장애물을 감지하는 감지범위를 가지며, 상기 단거리레이더(315)는 가까운 거리의 장애물을 감지하는 감지범위를 가지며, 상기 장거리레이더(310)의 감지각도는 좁고, 상기 단거리레이더(315)의 감지각도는 넓다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제어부(300)는 상기 장거리레이더(310)에서는 장애물이 감지되지 않고, 상기 단거리레이더(315)에서는 장애물이 감지되며, 속도가 설정수치 이상이면, 스몰오버랩 충돌상태로 판단하여, 상기 액추에이터(330)를 통해서 상기 크래쉬박스(110)와 상기 범퍼(100) 사이의 연결위치를 스몰오버랩에 대응하는 위치로 가변시킬 수 있다.
그리고, 스몰오버랩 충돌상태로 판단되지 않으며, 상기 액추에이터(330)를 통해서 상기 크래쉬박스(110)와 상기 범퍼(100) 사이의 연결위치를 기본위치로 리턴시킬 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액티브 크래쉬박스를 갖는 차량의 일부 개략적인 구성도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 사이드멤버(120)의 선단부는 상기 크래쉬박스(110)의 후단부가 연결되고, 상기 크래쉬박스(110)의 선단부는 상기 범퍼(100)의 후면에 연결된다.
그리고, 상기 크래쉬박스(110)는 힌지(400)를 통해서 상기 사이드멤버(120)의 선단부에 연결되고, 상기 크래쉬박스(110)는 상기 힌지(400)를 중심으로 설정각도 이내에서 회전 가능하게 배치된다.
따라서, 상기 크래쉬박스(110)의 선단부와 상기 범퍼(100) 사이에 연결되는 위치가 가변된다.
상기 크래쉬박스(110)가 상기 사이드멤버(120)와 동일 선상에 배치되는 상태는 초기상태이고, 상기 크래쉬박스(110)가 설정각도 차체의 외측으로 회전하면, 스몰오버랩 충돌 시 상기 범퍼(100)로 유입되는 충돌에너지를 용이하게 흡수할 수 있다.
상기 액추에이터(330)는 상기 힌지(400)의 하단부에 배치되어, 상기 크래쉬박스(110)를 상기 힌지(400)를 중심으로 설정각도 이내에서 회전시키도록 구성되며, 상기 범퍼(100)의 후면에는 상기 크래쉬박스(110)가 연결되는 부분에 레일(500)이 형성된다.
여기서, 상기 크래쉬박스(110)의 선단부는 상기 레일(500)을 따라서 이동하여, 상기 크래쉬박스(110)와 상기 범퍼(100)가 연결되는 위치가 가변된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 크래쉬박스를 갖는 차량 제어방법을 보여주는 플로우차트이다.
도 6을 참조하면, S600에서 상기 제어부(300)는 제어를 시작하고, S610에서, 상기 제어부(300)는 상기 장거리레이더(310), 상기 단거리레이더(315), 상기 속도감지센서(320)로부터 장애물의 위치와 거리, 및 차량의 속도를 각각 감지된다.
S620에서 상기 제어부(300)는 차량의 이동 속도가 설정값 이상이고, 상기 장거리레이더(310)로부터 장애물 감지신호가 감지되지 않고, 상기 단거리레이더(315)로부터 장애물 감지신호가 감지되는지 판단한다.
S620에서 조건이 만족되면, S630에서 상기 제어부(300)는 상기 액추에이터(330)를 제어하여, 상기 크래쉬박스(110)를 설정각도 회전시켜, 상기 크래쉬박스(110)가 스몰오버랩 충돌조건에 대응하도록 전환된다. S620에서 조건이 만족되지 않으면, S610으로 리턴된다.
S640에서는 상기 제어부(300)는 상기 충돌감지센서(325)로부터 충돌상태를 판단하고, 충돌된 것으로 판단되면, S650에서 상기 제어부(300)는 제어를 종료한다.
그리고, 충돌하지 않은 것으로 판단되면, S660에서 상기 제어부(300)는 상기 액추에이터(330)를 제어하여 상기 크래쉬박스(110)가 상기 사이드멤버(120)와 동일선 상에 배치되도록 하고, S610으로 리턴된다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 범퍼 110: 크래쉬박스
120: 사이드멤버 130: 보강부재
300: 제어부 310: 장거리레이더
315: 단거리레이더 320: 속도감지센서
325: 충돌감지센서 330: 액추에이터
400: 힌지 500: 레일

Claims (10)

  1. 사이드멤버의 선단부에 회전포인트를 기준으로 회전 가능하게 연결되는 크래쉬박스;
    상기 크래쉬박스의 선단부에 구성되는 범퍼;
    상기 회전포인트를 기준으로 상기 크래쉬박스를 회전시켜, 상기 크래쉬박스와 상기 범퍼가 연결되는 위치를 가변시키도록 구성된 액추에이터;
    상기 범퍼의 전방에 배치되는 장애물을 감지하도록 배치되되, 전방으로 제1설정거리 이내의 장애물을 감지하도록 배치되는 장거리레이더와 전방으로 제2설정거리 이내의 장애물을 감지하도록 배치되는 단거리레이더를 포함하는 레이더;
    상기 레이더로부터 감지되는 감지신호를 이용하여 상기 장애물이 상기 범퍼에 충돌하는 충돌위치를 판단하고, 상기 충돌위치에 따라서 상기 액추에이터를 제어하도록 구성된 제어부; 및
    상기 범퍼의 후단면에 구성되고, 상기 회전포인트를 기준으로 상기 크래쉬박스의 회전위치에 따라서, 상기 크래쉬박스의 선단부가 체결되어 이동하는 레일을 포함하고,
    상기 제어부는 상기 장거리레이더 및 상기 단거리레이더로부터 감지되는 감지신호를 이용하여 상기 장애물이 상기 범퍼에 충돌하는 충돌위치를 판단하고, 상기 충돌위치에 따라서 상기 액추에이터를 제어하되,
    상기 장거리레이더와 상기 단거리레이더는 차량의 상부에서 폭방향 중심부에 배치되어 전방의 장애물을 감지하되,
    상기 장거리레이더는 원거리 장애물을 감지하도록 설정되되, 감지각도범위는 설정각도 미만이고, 상기 단거리레이더는 단거리 장애물을 감지하도록 설정되되, 감지각도범위는 설정각도 이상이며,
    상기 장거리레이더에서는 감지되지 않고, 상기 단거리레이더에서 장애물이 감지되면, 상기 제어부가 상기 액추에이터를 제어하여 상기 크래쉬박스의 선단부가 차체의 폭방향 외측으로 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 액티브 크래쉬 박스를 갖는 차량 제어시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에서,
    이동속도를 감지하는 속도감지부; 를 더 포함하고,
    상기 속도감지부에서 감지되는 속도가 설정범위에 포함되는 것으로 판단되면, 상기 제어부는 상기 액추에이터를 제어하여 상기 크래쉬박스의 회전위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 액티브 크래쉬 박스를 갖는 차량 제어시스템.
  7. 제6항에서,
    상기 범퍼에 장애물이 충돌하는 것을 감지하는 충돌감지센서; 를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 장애물과의 거리와 이동속도를 비교하여, 상기 장애물이 상기 범퍼에 충돌되는 충돌시점 범위를 연산하고,
    상기 충돌시점 범위에 상기 장애물이 충돌하지 않은 것으로 판단되면, 상기 액추에이터를 제어하여 상기 크래쉬박스를 원위치 시키는 것을 것을 특징으로 하는 액티브 크래쉬 박스를 갖는 차량 제어시스템.
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