KR101974701B1 - 측면 충돌의 충격을 완화하는 도어 팝업 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도어 팝업 방법 및 그 방법을 실행하는 시스템을 구비한 자동차에 관한다.
본 발명의 도어 팝업 방법은, 측방향 센서가 측면 장애물을 감지하는 단계, 그 그 감지 데이터를 도어 팝업을 제어하는 전자제어장치(Electronic Control Unit: ECU)에 전송하는 단계, 이 ECU가 상기 감지 데이터 및 자동차의 운동 상태 정보를 이용하여 충돌 직전 상황을 판단해서 도어 팝업 장치로 팝업명령을 실행하는 단계, 그러면 도어 팝업 장치가 충돌방향에 있는 자동차 도어를 강제로 바깥쪽으로 밀어내는 단계를 포함한다.

Description

측면 충돌의 충격을 완화하는 도어 팝업 방법{DOOR POP UP METHOD AGAINST LATERAL IMPACT}

본 발명은 사고 발생 시 자동차 내의 탑승자를 보호하는 기술에 관하며, 특히 측면 충돌의 충격으로부터 탑승자를 보호하는 기술에 관한다.

자동차 사고가 발생했을 때 운전자와 탑승자를 보호하기 위한 여러 기술이 알려졌다. 그 중 대표적인 것이 에어백이 있으며, 몇몇 구조적 혹은 재료적인 수단들도 자동차에 적용되고 있다.

정면충돌 사고의 경우에는 충격을 효과적으로 흡수할 수 있는 구조적인 공간이 상대적으로 충분한 편이다. 또한 Bumper Beam, Crash Box, Side Member 등의 변형을 통해서 충격에너지를 흡수하여 탑승자의 상해를 최소화한다. 그러나 측면 충돌의 경우, 충격하는 물체와 탑승자 사이에는 Door나 B-Pillar 와 같은 구조물을 통해 충격을 흡수하고 탑승자를 보호해야 하는데 강한 측면 충돌에는 유명무실하다. 그래서 측면 에어백을 적용해서 충격을 완충시켜 왔다. 그러나 자동차 도어와 탑승자 사이의 거리가 좁거나 위험이 너무 빠르게 밀려들어 올 경우 에어백이 다 전개되기 전에 탑승자에게 충격을 전할 수 있을뿐더러, 에어백이 다 전개되더라도 도어와 탑승자와의 강한 충격으로 말미암아 상해를 위험이 있다.

최근의 자동차 메이커들의 측면 기둥 충돌 테스트 결과를 분석하면, 에어백이 터졌음에도 가슴 부위 상해가 좋지 않은 경우가 많았다. 충돌 테스트는 그 방법이 자세히 정해져 있어서 자동차 제조사가 개발 단계에서부터 충분히 측면 기둥 충돌 테스트에 대응할 수는 있다. 그럼에도 실제로는 여전히 부족하다. 유일한 대책 수단인 에어백을 사용했음에도 측면 안정성의 문제는 미해결 과제로 남아 있었다.

본 발명의 발명자는 측면 충돌의 충격을 더욱 완화하고자 오랫동안 연구하고 개발한 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명은 측면 충돌의 충격을 더욱 완화시켜서 탑승자를 보호하고자 하는 기술 솔루션을 제공하는 것에 있다.

측면 충돌 시 탑승자의 안전을 위해서 탑승자와 자동차 도어 사이의 공간이 넓다면 도어가 변형되어 운전자까지 밀려오는 동안 자동차가 더 많은 에너지를 흡수할 수 있을 것이다. 그뿐만 아니라 운전자와 도어 간 충격에 의한 상해를 줄일 수 있다. 그래서 본 발명의 구체적인 목적은 이러하다. 충돌 전에 인위적으로 자동차 도어를 충돌방향, 즉 바깥쪽으로 밀어냄으로써 자동차 도어가 탑승자를 충격하기 직전에 측면 구조물이 더 많은 에너지를 흡수할 수 있도록 하겠다는 것이다. 이러한 목적은 궁극적으로 탑승자의 상해를 줄이는 데 도움이 됨은 명백하다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

본 발명의 제 1 국면은 측면 충돌의 충격을 완화하는 도어 팝업 방법으로서:

측방향 센서가 측면 장애물을 감지해서 그 감지 데이터를 도어 팝업을 제어하는 전자제어장치(Electronic Control Unit: ECU)에 전송하고, 이 ECU가 상기 감지 데이터 및 자동차의 운동 상태 정보를 이용하여 충돌 직전 상황을 판단해서 도어 팝업 장치로 팝업명령을 실행하면, 상기 도어 팝업 장치가 충돌방향에 있는 자동차 도어를 강제로 바깥쪽으로 밀어내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 도어 팝업 방법에 있어서, 상기 도어 팝업은 측면 에어백 또는 커튼 에어백의 작동과 동시에 이루어지는 것이 좋다.

또한, 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 도어 팝업 방법에 있어서, 상기 도어 팝업 장치는 트리거를 포함하며, 상기 팝업명령에 따라 상기 트리거가 작동하여 자동차 도어에 개폐에 관여하는 힌지 및/또는 라커 부위를 폭발적으로 밀어내도록 하는 것이 좋다.

본 발명의 제 2 국면은 도어 팝업 시스템을 구비한 자동차에 관한다. 측방향 센서, 도어 팝업을 제어하는 ECU 및 도어 팝업 장치를 포함하며, 상기 측방향 센서가 측면 장애물을 감지해서 그 감지 데이터를 상기 ECU에 전송하고, 상기 ECU가 충돌 직전 상황을 판단해서 상기 도어 팝업 장치로 팝업명령을 실행하면, 상기 도어 팝업 장치가 충돌방향에 있는 자동차 도어를 강제로 바깥쪽으로 밀어내는 도어 팝업 시스템을 구비한다.

위와 같은 과제해결원리를 통해서 본 발명은 자동차 측면 충돌 시 탑승자의 상해를 전에 없던 방식으로 저감한다. 측면 충돌이 발생하는 경우, 탑승자를 보호하기 위한 측면 세이프티 존(Safty Zone)은 탑승자와 자동차 도어 사이의 공간에 불과하다. 이 공간은 매우 협소하다. 본 발명의 도어 팝업 시스템은 이 공간을 순간적으로 넓혀줌으로써 탑승자의 상해가능성을 줄여준다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1은 본 발명이 어떤 상황에서 어느 부분을 개선하려는지를 직관적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 도어 팝업 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 도어 팝업 시스템 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 팝업 방법의 전체 프로세스를 개략적으로 나타내었다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명이 갖는 기술적인 의미를 나타내었다. 이미 앞에서 언급했던 것처럼, 본 발명은 측면 충돌 시에 충격으로부터 자동차(1) 안에 있는 탑승자를 보호하겠다는 것이다. 자동차(1)의 측면(2)에 충격을 가하는 장애물이 있다고 가정하자. 그것은 도시되어 있는 것과 같은 다른 자동차과의 충돌일 수 있다. 또한 난간, 기둥 등의 장애물일 수도 있다.

도 1처럼 측면 충돌 사고가 발생하면, 자동차 도어가 파손되면서 그 충격을 그대로 탑승자에게 전달할 것이다. 자동차 도어와 탑승자 사이의 물리적 간격은 매우 짧다. 그래서 측면 에어백이 설치되어 있어도, 전방 에어백과 달리 강한 충격으로부터 탑승자를 충분히 보호하지 못할 위험이 있다.

본 발명은 도 2와 같은 방법으로 그러한 위험을 완화한다. 자동차 내에 설치되어 있는 도어 팝업 시스템이 작동해서 도 2에서 나타난 것처럼, 충격을 받는 자동차 도어(100)를 101처럼 강제로 바깥쪽으로 밀어내는 것이다.

이러한 자동차 도어의 팝업(Pop Up)은 순간적으로 행해진다. 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 있어서의 도어 팝업 시스템은 자동차 도어(100)의 개폐를 지지하는 힌지(110, 112)와 라커(Locker)(120)를 폭발적으로 밀어내는 움직임 메커니즘(Moving Mechanism)을 실행하도록 구성될 수 있다.

바람직한 어느 실시예에서 이러한 폭발적인 동작은 사고 발생 시 순간적으로 기폭하는 소형 폭약을 도어 팝업 장치 내에 내장해서 사용할 수 있다.

에어백의 경우 인플레이터 내부에 점화회로와 화약 및 가스발생제가 장착되어 있고, 사고 발생 시 순간적으로 전화회로의 점화제에 전기점화를 일으키고 그 순간 화약을 기폭한다. 이런 원리와 유사하게, 폭발적으로 힌지(110, 112) 및/또는 라커(120)를 차체 내부에서 밀어내도록 하는 도어 팝업 장치는 트리거와 그 트리거의 동작에 의해서 힌지(110, 112) 및/또는 라커(120)를 밀어내는 블릿 부재(bullet element)가 설치될 수 있는데, 이 트리거의 구성을 화약과 점화회로로 만들 수 있다. 그러면 블릿 부재가 폭발적으로 힌지의 걸림턱을 통과해서 자동차 도어의 연결부분을 바깥쪽으로 밀어낼 수 있으며, 또한 라커 모듈을 파손해서 자동차 도어가 차체와 연결되는 부분을 바깥쪽으로 밀어낼 수 있다.

원위치의 자동차 도어(100)와 팝업 된 자동차 도어(101) 사이의 팝업 거리가 정확하게 유지될 필요는 없다. 본 발명의 어느 실시예에서 힌지(110, 112) 부위에서만 폭발적인 밀어냄이 발생하더라도 도어 팝업은 실행된다. 또한 본 발명의 다른 실시예에서 라커(120) 부위에서만 폭발적인 밀어냄이 발생하더라도 도어 팝업은 실행된다. 전자의 실시예에서는 자동차 도어의 앞쪽(자동차 전방)에서 주로 팝업되기 때문에 팝업 거리(d1)가 가장 길 것이다. 후자의 실시예에서는 자동차 도어의 뒤쪽(자동차의 후방)에서 주로 팝업되기 때문에 팝업 거리(d2)가 가장 클 것이다. 본 발명의 가장 바람직한 실시예에서는 힌지(110, 112) 부위와 라커(120) 부위 모두에서 폭발적인 밀어냄을 발생시키는 것이다. 그러면 동등한 거리가 아니더라도 d1, d2, d3의 팝업 거리가 생기며 더 신속하고 더욱 유효한 도어 팝업을 달성할 수 있다.

위와 같은 트리거와 블릿 부재를 이용해서 도어 힌지(110, 112) 및/또는 라커(120)를 바깥쪽으로 밀어내는 방식으로만 본 발명의 보호범위가 한정되어야 하는 것은 아니다. 측면 충돌 발생 시 자동차 도어(100)를 팝업 도어 상태의 도어(101)로 순간적으로 포지셔닝할 수 있는 강제 수단이라면 본 발명의 정신이 그대로 관철된다.

도 3은 본 발명의 바람직한 도어 팝업 시스템(10)의 구성과 작용 예를 개략적으로 나타내었다. 도어 팝업 시스템(10)은 측방향 센서(11), 전자제어장치(Electronic Control Unit: ECU)(13), 도어 팝업 장치(15)를 포함한다.

측방향 센서(11)가 자동차 주변의 물체를 감지한다. 특히 본 발명에서는 측면 장애물을 실시간으로 감지하는 수단이다. 그리고 그 감지 데이터를 도어 팝업을 제어하는 ECU(13)로 전송한다. 측방향 센서(11)는 바람직하게는 초음파 센서 또는 카메라 모듈이어도 좋고, 그밖에 측면 충돌의 위험을 초래하는 장애물을 감지하는 여하한의 센서모듈을 포함할 수 있다.

어떤 실시예에서 상기 ECU(13)는 도어 팝업 시스템(10)에 전용하는 컨트롤 유닛이다. 다른 실시예에서 상기 ECU(13)는 자동차의 다른 컨트롤 기능에 통합되어 있는 컨트롤 유닛이어도 좋다.

또한 상기 ECU(13)는 측방향 센서(11)로부터 수신하는 감지 데이터와 자동차의 운동상태 정보를 이용하여 충돌 직전 상황을 판단한다. 본 발명의 바람직한 어떤 실시예에서 이러한 충돌 직전 상황의 판단은 측면 에어백이나 커튼 에어백의 작동을 개시하는 상황 판단과 연동되도록 할 수 있다. 즉 측면 에어백이나 커튼 에어백이 작동과 동시에 도어 팝업이 이루어지도록 상기 ECU(13)가 도어 팝업 장치(15)로 팝업명령을 전송할 수 있다.

상기 도어 팝업 장치(15)는 물리적으로 자동차 도어(50)를 강제로 바깥쪽으로 밀어내는 동작을 실행한다. 상기 도어 팝업 장치(15)가 자동차 도어를 순간적으로 밀어내는 방법은 도 2를 통해서 전술한 바와 같이 힌지(110,112) 부위 또는 라커(120) 부위를 폭발적으로 밀어내는 방법을 선택할 수 있지만, 반드시 이런 방법에 제한되는 것은 아니다. 차종에 따라서 다양한 움직임 메커니즘을 적용할 수 있다.

바람직한 어느 실시예에서 상기 도어 팝업 장치(15)는 라커(120) 부위를 밀어내는 기작을 위해서 자동차의 B 필러 안에 설치될 수 있다. 바람직한 다른 실시예에서 상기 도어 팝업 장치(15)는 힌지 부위를 밀어내는 기작을 위해서 대시 사이드(Dash Side) 안에 내장되는 것이 좋다.

도 4는 본 발명의 측면 충돌의 충격을 완화하는 도어 팝업 방법의 전체 프로세스를 다시 한 번 정리하면서 나타내었다. 본 발명의 프로세스를 요약해 보자.

측방향 센서(11)가 자동차 주변의 물체를 감지한다. 정지되었거나 이동 중인 측면 장애물이 자동차와 접근하면 측방향 센서가 그것을 감지한다(S100). 그러면 측방향 센서(11)는 그 감지 데이터를 ECU에 전송한다.

상기 ECU는 수신한 감지 데이터와 자동차의 운전 상태 정보를 이용해서 사고 여부를 판단하다(S110). 측면 충돌 사고로 판단하였다면, 도어 팝업 장치로 도어 팝업 명령을 전달한다. 그러면 도어 팝업 장치가 미리 설치되어 있는 트리거를 작동시켜서 자동차 도어와 차체가 연결되는 부위를 폭발적으로 밀어낸다(S120). 그런 연결 부위로는 당업자에게 명료하게 이해되듯이 자동차의 도어의 힌지 부위와 라커 부위가 있다.

본 발명은 더욱 강화된 측면 충돌의 충격을 완화해서 탑승자를 보호한다. 본 발명의 도어 팝업 시스템을 통해서 얻는 현저한 효과는 이러하다. 측면 충돌 사고가 발생했을 때 사이드 에어백이나 커튼 에어백이 폭발적으로 작동할 때 도어 팝업을 통해서 자동차 도어와 탑승자 사이의 물리적 간격을 순간적으로 늘이는 것이다. 그러면 팝업된 자동차 도어가 충격 에너지를 흡수함으로써 충격을 완화할 뿐만 아니라, 에어백이 탑승자에게 전달하는 에어백 자체의 충격도 완화한다.

이제까지 많은 자동차 메이커는 정면충돌 상황을 대비해서 여러 가지 보호 수단을 강구해 왔다. 정면충돌이 확실히 위험하기는 하지만, 상당수의 위험은 그런 보호 수단과 범퍼 및 탑승자 사이의 물리적 간격을 통해서 완화되며, 무엇보다 운전자의 시야를 통해서 예측 가능하다. 그러나 측면 충돌은 운전자의 시야에서 벗어난 상태에서 발생하기 때문에 예측 가능하지 않음에 비해서 보호수단이 미비하다는 심각성이 있었다. 본 발명을 그러한 미비점을 전에 없던 방법으로 보완하였다. 탑승자의 생명은 귀하고 기술은 그 생명을 조금이라도 더 보호하기 위해서 부단히 진화해야 한다.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

Claims (4)

1. 측면 충돌 시 자동차의 탑승자를 보호하기 위한 도어 팝업 방법으로서:
   측방향 센서가 측면 장애물을 감지해서 그 감지 데이터를 도어 팝업을 제어하는 전자제어장치(Electronic Control Unit: ECU)에 전송하고, 이 ECU가 상기 감지 데이터 및 자동차의 운동 상태 정보를 이용하여 충돌 직전 상황을 판단해서 도어 팝업 장치로 팝업명령을 실행하면, 상기 도어 팝업 장치가 충돌방향에 있는 자동차 도어를 강제로 바깥쪽으로 밀어내는 단계를 포함하는, 측면 충돌의 충격을 완화하는 도어 팝업 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 도어 팝업은 측면 에어백의 작동과 동시에 이루어지는 것인, 측면 충돌의 충격을 완화하는 도어 팝업 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 도어 팝업 장치는 트리거를 포함하며, 상기 팝업명령에 따라 상기 트리거가 작동하여 자동차 도어에 개폐에 관여하는 힌지 및 라커 중 어느 하나 이상의 부위를 폭발적으로 밀어내는 것인, 측면 충돌의 충격을 완화하는 도어 팝업 방법.
4. 측면 충돌 시 자동차의 탑승자를 보호하기 위한 도어 팝업 시스템을 구비한 자동차로서:
   측방향 센서, 도어 팝업을 제어하는 ECU 및 도어 팝업 장치를 포함하며, 상기 측방향 센서가 측면 장애물을 감지해서 그 감지 데이터를 상기 ECU에 전송하고, 상기 ECU가 충돌 직전 상황을 판단해서 상기 도어 팝업 장치로 팝업명령을 실행하면, 상기 도어 팝업 장치가 충돌방향에 있는 자동차 도어를 강제로 바깥쪽으로 밀어내는 도어 팝업 시스템을 구비한 자동차.
   

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