KR20040048724A - 차량의 충돌량 및 가속도 감지센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 충돌량 및 가속도 감지센서에 관한 것으로서, 공간부가 마련되어 차량에 장착되는 프레임과, 프레임의 공간부에 슬라이딩 가능하도록 설치되며 다수개의 센싱홀이 형성된 이동체와, 이동체의 양측에 설치된 스프링부재와, 프레임에 설치되어 상기 이동체의 이동을 통한 센싱홀의 이동을 센싱을 통하여 차량의 충격량을 감지하는 광센서와, 광센서를 통한 센싱신호를 전달받아 차량의 충격량 및 가속도를 산출하는 제어부를 구비한다.

Description

차량의 충돌량 및 가속도 감지센서{ACCELERATION AND IMPACT SENSOR FOR VEHICLE}

본 발명은 차량에 마련된 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부품축소 및 원가절감이 되며 에어백의 신속 정확한 전개에 따라 승객의 안전을 도모할 수 있는 차량의 충돌량 및 가속도 감지센서에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 충돌시 발생되는 충격량 및 가속도량은 차량에 마련된 충돌센서 및 가속도센서를 통하여 측정된다.

도 1은 종래 기술에 따른 충돌센서를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 가속도 센서를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 충돌센서(1)는 차량에 장착된 프레임(3)과, 상기 프레임(3)을 슬라이딩 가능하도록 설치되는 자석(5)과, 상기 자석(5)과 프레임(3) 사이에 설치된 스프링부재(7)를 구비한다.

이러한 구성으로서, 차량이 충돌되면 자석(5)의 이동이 발생되며, 이러한 자석(5)의 이동됨에 따른 자력의 변화량으로써, 차량의 충돌량을 계산할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래 가속도 센서(2)는 차량에 장착된 프레임(4)과, 상기 프레임(4)에 고정선(6)을 통하여 고정된 제1고정판(8)과, 상기 제1고정판(8)에 소정 거리 이격되어 고정선(6)으로 고정된 제2고정판(9)으로 구성된다.

이러한 구성으로, 차량의 충돌이 발생되면, 상기 제1고정판(8)과 제2고정판(9) 간의 거리 간격에 따른 커패시터 용량값으로 차량이 충돌량을 산출한다.

그러나, 종래 충돌센서와 가속도 센서는 각각 분리되어 있고, 가속도센서는전자파에 영향을 받는 구조이며 외부 충격에 약한 구조이다. 따라서 상기 충돌센서 및 가속도센서를 통한 센싱의 오류가 발생될 수 있어 에어백의 오전개의 가능성이 내재하는 문제점이 있다.

이러한 종래 충돌센서와 가속도 센서의 각각 분리돔을 보완하기 위한 일체형 시스템이 제시되었다.

도 3은 종래 기술에 따른 충돌센서와 가속도센서의 일체형 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래 충돌센서와 가속도센서의 일체형 시스템(50)은, 공간부(11)가 마련되어 차량에 장착되는 프레임(10)과, 상기 프레임(10)의 공간부(11)에 슬라이딩 가능하도록 설치된 이동체(15)와, 상기 이동체(15)에 고정된 영구자석(20)과, 상기 이동체(15)의 일측에 설치된 스프링부재(25)와,

상기 이동체(15)의 이동에 따른 영구자석(20)의 접근으로 온/오프되도록 장착되는 스위치부재(30)와, 상기 스위치부재(30)의 온/오프됨으로 선택적으로 작동되는 모터(35)와, 상기 모터(35)의 구동축(36)에 장착되어 회전되는 톤 휠(40)과, 상기 톤 휠(40)의 회전 속도를 감지하여 상기 자석의 자력 변화량을 통하여 충격량가속도 센서를 구비하는 가속도 센서(45)를 구비한다.

이러한 구성으로, 종래 충돌센서와 가속도센서의 일체형 시스템(50)은, 차량의 충돌시 관성력에 의해 이동체(15)가 전방으로 이동하면서, 스위치부재(30)가 온(ON)되어 충돌임을 감지하고, 이와 동시에 스프링부재(25)의 압축된 정도에 따라 복원되는 시간동안 모터(35)를 구동시킨다. 이러한 모터(35)의 구동 시간동안 톤휠(40)은 회전되고, 이 톤 휠(40)의 회전됨을 가속도센서(45)가 센싱함으로써, 센싱된 시간에 비례한 자기 변화값을 읽어 충돌량을 감지하게 된다.

그러나, 상기 충돌센서와 가속도센서의 일체형 시스템(50)은 충돌량을 얻기 위하여 충돌로 인하여 압축된 스프링부재(25)의 복귀 시간동안 모터(35)가 구동되며, 그 시간에 비례하여 자기의 변화값을 산출하여 충돌량을 계산함으로써, 충돌과 동시에 충격량을 읽지 못하고 시간지연(TIME DELAY)이 발생되는 문제점이 있다.

이러한 문제점으로 사고발생시에 시간지연에 따른 충돌량의 지연전달로 인하여 에어백의 구동 및 전장품 구동하는 시간이 늦어지게 됨으로써, 승객의 안전에 문제가 생길 수 있는 문제점이 있다.

또 다른 문제점으로, 차량 충돌로 인한 충격으로 엔진 회전이 급격히 감소하게 되면 모터에 전기 부하(LOAD)의 공급이 안되 충격량의 감지자체가 불가능하게 될 수 있다.

본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 부품축소 및 원가절감이 되며 에어백의 신속 정확한 전개에 따라 승객의 안전을 도모할 수 있는 차량의 충돌량 및 가속도 감지센서를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 충돌센서를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 종래 기술에 따른 가속도 센서를 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 종래 기술에 따른 충돌센서와 가속도센서의 일체형 시스템을 개략적으로 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 충돌량 및 가속도 감지센서를 개략적으로 도시한 도면.

도 5는 도 4의 이동체를 개략적으로 도시한 도면.

도 6은 도 4의 작동도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

60...프레임 70...이동체

71...센싱홀 80...스프링부재

90...광센서 95...제어부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량의 충돌량 및 가속도 감지센서는, 공간부가 마련되어 차량에 장착되는 프레임; 상기 프레임의 공간부에 슬라이딩 가능하도록 설치되며 다수개의 센싱홀이 형성된 이동체; 상기 이동체의 양측에 설치된 스프링부재; 상기 프레임에 설치되어 상기 이동체의 이동을 통한 센싱홀의 이동을 센싱을 통하여 차량의 충격량을 감지하는 광센서; 및 상기 광센서를 통한 센싱신호를 전달받아 차량의 충격량 및 가속도를 산출하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 센싱홀은:상기 이동체의 길이 방향의 중심부를 기준으로 양측으로 다수개 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 센싱홀의 형성은 상기 중심부를 기준으로 일측에는 소정거리 a의 배수로 다수개 형성되며, 상기 중심부를 기준으로 타측에는 소정거리 b의 배수로 다수개 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서. 상기 제어부의 충격량의 계산은, 상기 광센서를 통하여 감지된 충돌힘 + 상기 스프링부재의 힘 + 마찰력으로 계산되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부의 가속도의 계산은 전체 충돌량/이동체의 질량으로 계산되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 광센서는 발광부와 수광부의 한 쌍으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 충돌량 및 가속도 감지센서를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량의 충돌량 및 가속도 감지센서를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 이동체를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 충돌량 및 가속도 감지센서(100)는, 차량에 장착되는 프레임(60)과, 상기 프레임(60)에 슬라이딩 가능하도록 설치되며 다수개의 센싱홀(71)이 마련된 이동체(70)와, 이동체(70)의 양측에 설치되는 스프링부재(80)와, 이동체(70)의 센싱홀(71)을 센싱하는 광센서(90) 및 제어부(95)를 구비한다.

상기 프레임(60)은 차량에 장착되며, 그 중앙에는 공간부(61)가 형성되어 이동체(70)가 슬라이딩 가능하도록 장착된다.

상기 이동체(70)는 도 5에 도시된 바와 같이, 차량의 충돌 발생시에 관성에 의하여 프레임(60) 내에서 이동 가능하도록 설치되며, 그 길이 방향에는 다수개의 센싱홀(71)이 형성된다. 상기 이동체(70)의 양측에는 도 4에 도시된 바와 같이, 스프링부재(80)가 설치되어 이동체(70)의 이동을 보조한다. 상기 센싱홀(71)은 이동체(70)의 길이 방향의 중심부(73)를 기준으로 양측으로 다수개 관통 형성된다. 상기 센싱홀(71)의 형성된 간격은 중심부(73)를 기준으로 일측으로 소정거리 a의 배수로 다수개 형성되고, 상기 중심부(73)를 기준으로 타측으로 소정거리 b의 배수로 다수개 형성된다. 상기 소정거리 a 및 b는 작업자에 의하여 임의로 설정 가능한 거리를 말하는 것으로 그 간격은 a, b가 각각 다르도록 한다.

상기 이동체(70)의 양측에는 센싱홀(71)을 센싱할 수 있는 한 쌍의 광센서(90)가 설치된다. 상기 광센서(90)는 상기 이동체(70)에 외력이 미작용시에 그 중심부(73)에 위치하는 것으로서, 발광부(91)와 수광부(93)의 한 쌍으로 구비된다.

이에 따라, 차량이 전방으로 충돌하면 이동체(70)는 관성에 의하여 전방으로 이동하게 되어, 광센서(90)는 이동체(70) 후측에 형성된 b 거리의 배수의 거리로 형성된 센싱홀(71)을 센싱하게 된다. 이와 반대로 차량이 후방 충돌하게 되면 이동체(70)는 관성에 의하여 후방으로 이동하게 되어, 광센서(90)는 이동체(70) 전방측에 형성된 a 거리의 배수의 거리로 형성된 센싱홀(71)을 센싱하게 된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 센싱홀(71)의 거리 a와 b의 거리가 각각 다름은 광센서(90)의 센싱시에 차량의 전방충돌 및 후방충돌을 구별하기 위함이다. 또한, 이동체(70)의 전후측에 각각 a 또는 b의 배수의 거리로 점차 늘어나는 간격으로 형성된 것은 이동체(70)가 차량의 충돌에 의한 가속도를 부여받아 움직인 후에 스프링부재(80)의 탄성력에 의하여 최초 위치로 복귀하는 과정에서 충돌로 인한 가속도 신호와, 복귀될 때의 신호를 구별하기 위함이다.

상기 광센서(90)를 통한 센싱을 설명하면, 이동체()의 이동에 의하여 센싱홀(71)과 발광부(91) 및 수광부(93)가 일직선으로 위치하면 온 시그널(ON SIGNAL)이 감지되고, 일직선으로 위치되지 않으면 오프 시그널(OFF SIGNAL)이 감지된다. 상기 광센서(90)를 통하여 감지된 온/오프 시그널은 제어부(95)로 전송된다.

상기 제어부(95)는 차량의 충돌량 및 가속도를 산출하기 위한 것으로서, 차량의 충돌량의 계산은 상기 광센서(90)의 온 시그널로 감지된 충돌힘 + 스프링부재(80)의 탄성력 + 마찰력의 계산으로서 차량의 충격량을 계산한다. 그리고 가속도의 계산은 충돌량=이동체의 질량 * 가속도의 식으로서 계산된다.

상기 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량의 충돌량 및 가속도 감지센서의 작동을 설명한다.

도 6은 본 발명의 차량의 충돌량 및 가속도 감지센서의 작동을 개략적으로 도시한 도면으로서, 차량의 전방 출돌시의 작동을 도시한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 차량의 전방 충돌이 발생되면, 이동체(70)는 그 관성에 의하여 전방으로 이동되게 된다.

이에 따라, 광센서(90)는 이동체(70)에 형성된 센싱홀(71)을 센싱하여 온 시그널과 오프 시그널을 출력한다.

그리고, 제어부(95)는 온 시그널의 개수로 감지된 충돌힘을 산정하고, 스프링부재(80)의 힘과 마찰력을 합산하여 전체 충돌량을 계산한다.

다음, 상기 전체 충돌량을 이동체(70)의 질량으로 나누어 가속도를 계산한다.

여기서, 상기 이동체(70)에는 a, b 각각의 배수로 형성된 센싱홀(71)이 형성됨에 의하여 차량의 전방 충돌 및 후방충돌을 각각 구분하고, 충돌후에 복귀되는 이동체(70)를 구분하여 충돌량을 계산하게 된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 차량의 충돌량 및 가속도 감지센서는 다음과 같은 효과를 갖는다.

차량의 충돌량 및 가속도를 일체형 센서로 측정할 수 있음으로써, 신속하게 충돌 및 가속도량을 감지할 수 있다.

또한, 부품축소 및 원가절감의 효과를 갖는다.

차량의 충돌량의 측정과 동시에 가속도량의 측정이 가능하여 신속하게 충돌량의 측정이 가능하도록 함으로써, 이 충돌량 및 가속도량에 따라 에어백의 신속한 작동을 할 수 있도록 하여 승객의 안전을 도모할 수 있다.

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

1. 공간부가 마련되어 차량에 장착되는 프레임;

   상기 프레임의 공간부에 슬라이딩 가능하도록 설치되며 다수개의 센싱홀이 형성된 이동체;

   상기 이동체의 양측에 설치된 스프링부재;

   상기 프레임에 설치되어 상기 이동체의 이동을 통한 센싱홀의 이동을 센싱을 통하여 차량의 충격량을 감지하는 광센서; 및

   상기 광센서를 통한 센싱신호를 전달받아 차량의 충격량 및 가속도를 산출하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌량 및 가속도 감지센서.
2. 상기 센싱홀은:

   상기 이동체의 길이 방향의 중심부를 기준으로 양측으로 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌량 및 가속도 감지센서.
3. 제2항에 있어서,

   상기 센싱홀의 형성은 상기 중심부를 기준으로 일측에는 소정거리 a의 배수로 다수개 형성되며, 상기 중심부를 기준으로 타측에는 소정거리 b의 배수로 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌량 및 가속도 감지센서.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제어부의 충격량의 계산은,

   상기 광센서를 통하여 감지된 충돌힘 + 상기 스프링부재의 힘 + 마찰력으로 계산되는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌량 및 가속도 감지센서.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제어부의 가속도의 계산은 전체 충돌량/이동체의 질량으로 계산되는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌량 및 가속도 감지센서.
6. 제1항에 있어서,

   상기 광센서는 발광부와 수광부의 한 쌍으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌량 및 가속도 감지센서.