KR20060089895A - 변위 센서에 의해 작동이 제어되는 에어백을 구비한 범퍼 - Google Patents

변위 센서에 의해 작동이 제어되는 에어백을 구비한 범퍼 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해당 차량의 전방을 주행하는 차량이나 전방에 위치한 충돌 장애물과의 거리를 측정하는 한 쌍의 변위 센서와, 주행시 다른 차량이나 충돌 장매물과 일정거리 이내로 접근한 상태에서, 해당 차량의 상대속도가 일정속도 이상일 때 다른 차량이나 충돌 장애물과의 충돌 상황으로 판단하고 에어백 시스템 작동을 위한 구동신호를 출력하는 제어부 및 제어부의 제어로 작동되어 충돌 장애물과 충돌할 차량에 가해지는 충격을 완화시켜 줄 수 있도록 차량의 전방에 위치한 범퍼에 내장된 에어백 시스템으로 구성된 것으로서 차량이 전방을 주행하는 다른 차량이나 충돌 장애물과 충돌하였을 때 해당 차량에 가해지는 충격을 최소화하면서도 차량의 파손을 줄이고, 충격 흡수를 위해 사용된 에어백은(대형 에어백속에 소형 에어백 1-2개가 장착되어 동시에 부풀어올라 탄성을 높여줌)계속 사용할 수 있다.
범퍼, 변위 센서, 에어백, 충격, 거리.

Description

변위 센서에 의해 작동이 제어되는 에어백을 구비한 범퍼{A bumper controlled by displacement sensors with an airbag}
도1은 본 발명에서 범퍼에 장착된 에어백을 작동시키기 위한 시스템 구성도이다.
도2는 도1과 같은 시스템에 의해 범퍼에 장착된 에어백을 작동시키는 과정을 보인 흐름도이다.
도3은 본 발명에 의한 변위 센서에 의해 작동이 제어되는 에어백을 구비한 범퍼를 보인 개략도이다.
도4는 도3에 도시한 범퍼의 주요부분을 나타낸 정면도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
10a, 10b : 변위 센서 11a, 11b : A/D 변환기
12 : 버퍼 13 : 제어부
14 : 구동부 15 : 동기신호 생성기
16 : 통신 포트 17 : 에어백 시스템
18 : 차대 19 : 범퍼
20 : 에어백 21 : 작동 신관부
22 : 도어 23 : 경첩
본 발명은 변위 센서에 의해 작동이 제어되는 에어백을 구비한 범퍼에 관한 것이다. 특히 본 발명은 차량이 전방을 주행하는 차량이나 기타 충돌 장애물에 일정속도 이상의 상대속도로 접근할 때 범퍼 내에 장착된 에어백이 자동으로 작동되면서 다른 차량이나 충돌 장애물과 충돌하였을 때 발생하는 충격을 최소화할 수 있도록 하는 변위 센서에 의해 작동이 제어되는 에어백을 구비한 범퍼에 관한 것이다.
통상적으로, 승용차와 같은 소형차의 전방에는 차량이 다른 차량이나 충돌 장애물과 충돌하였을 때 차량에 가해지는 충격을 줄여주기 위한 범퍼가 장착되어 있다. 이 범퍼는 완충부재가 내입된 구조를 갖는 것으로서 다른 차량이나 충돌 장애물과 충돌하였을 때 압축되면서 충격을 흡수하여 차량에 가해지는 충격을 줄여주는 역할을 한다.
하지만 상기한 바와 같은 범퍼는 차량이 다른 차량이나 충돌 장애물과 충돌하여 이들로부터 전달되는 충격의 일부를 흡수할 뿐 충돌 차량에 가해지는 충격을 모두 흡수하지 못한다. 또한 범퍼가 다른 차량이나 충돌 장애물과 충돌하였을 때 범퍼 자체가 파손되기 때문에 조그만 충격에도 범퍼를 교환해야 하는 번거로움이 있다.
본 발명의 목적은 차량이 전방을 주행하는 다른 차량이나 충돌 장애물과 충돌직전에 차량의 전방에 위치한 범퍼 내에 장착되었던 에어백을 작동시킴으로써 해당 차량에 가해지는 충격을 최소화하면서도 차량의 파손을 줄이고, 충격 흡수를 위해 사용된 에어백을 다시 사용할 수 있도록 하는 변위 센서에 의해 작동이 제어되는 에어백을 구비한 범퍼를 제공하는데 있다.
본 발명에 의한 변위 센서에 의해 작동이 제어되는 에어백을 구비한 범퍼는, 전방의 범퍼 내에 에어백 시스템이 장착된 차량과 해당 차량의 전방을 주행하는 차량이나 전방에 위치한 충돌 장애물과의 거리를 측정하는 한 쌍의 변위 센서; 상기 변위 센서에 의해 측정된 다른 차량이나 충돌 장매물의 거리에 의해 해당 차량이 다른 차량이나 충돌 장매물과 일정거리 이내로 접근한 상태에서, 해당 차량과 다른 차량이나 충돌 장애물과의 상대속도가 일정속도 이상일 때 다른 차량이나 충돌 장애물과의 충돌 상황으로 판단하고 에어백 시스템 작동을 위한 구동신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어로 작동되어 다른 차량이나 충돌 장애물과 충돌한 차량에 가해지는 충격을 완화시켜 줄 수 있도록 차량의 전방에 위치한 범퍼에 내장된 에어백 시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 변위 센서는, 두 개가 한 쌍으로서 차량 전방에 위치한 충돌 대상물의 서로 다른 위치와의 거리 측정이 가능토록 범퍼의 좌우측 또는 중앙에 설치되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 변위 센서에 의해 측정된 아날로그신호를 디지 털신호로 변환하여 제어부에 버퍼를 통해 상기 제어부에 전송하는 A/D 변환기가 구비되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 차량이 다른 차량이나 충돌 장애물에 2.1 내지 2.4 m 이내로 접근한 상태에서, 55 km/H 내지 64 Km/H의 상대속도로 다른 차량이나 충돌 장애물에 접근할 때 충돌 상황으로 판단하도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 차량이 다른 차량이나 충돌 장애물에 2.5 내지 2.9 m 이내로 접근한 상태에서, 65 km/H 내지 74 Km/H의 상대속도로 다른 차량이나 충돌 장애물에 접근할 때 충돌 상황으로 판단하도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 차량이 다른 차량이나 충돌 장애물에 3.0 내지 3.3 m 이내로 접근한 상태에서, 75 km/H 내지 84 Km/H의 상대속도로 다른 차량이나 충돌 장애물에 접근할 때 충돌 상황으로 판단하도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 차량이 다른 차량이나 충돌 장애물에 3.4 내지 3.7 m 이내로 접근한 상태에서, 85 km/H 내지 94 Km/H의 상대속도로 다른 차량이나 충돌 장애물에 접근할 때 충돌 상황으로 판단하도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 차량이 다른 차량이나 충돌 장애물에 3.8 내지 4.1 m 이내로 접근한 상태에서, 95 km/H 내지 104 Km/H의 상대속도로 다른 차량이나 충돌 장애물에 접근할 때 충돌 상황으로 판단하도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 차량이 다른 차량이나 충돌 장애물에 4.2 내지 4.5 m 이내로 접근한 상태에서, 105 km/H 내지 114 Km/H의 상대속도로 다른 차량이나 충돌 장애물에 접근할 때 충돌 상황으로 판단하도록 구성되는 것이 바람직하다.
이때 원거리 측정된 값은 계속유지 되어야하고, 반대로 근거리에서 측정된 값은 차량이 멀어질 때 클리어 시킨다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 차량이 다른 차량이나 충돌 장애물에 4.6 내지 5.0 m 이내로 접근한 상태에서, 115 km/H 이상의 상대속도로 다른 차량이나 충돌 장애물에 접근할 때 충돌 상황으로 판단하도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 한 쌍의 변위 센서에 의해 측정되는 충돌 장애물과의 거리의 차이가 일정 값이 이상이면, 해당 차량이 커브 길을 주행하는 것으로 판단하도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 에어백이 내장된 범퍼의 전면은, 상하로 개폐 가능한 도어로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 제어부에 에어백의 불필요한 작동을 차단하기 위한 동기신호를 부여하는 동기신호 생성기가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 동기신호 생성기는, 운전자에 의한 조작이나 차량이 일정속도 이상으로 주행할 때 동기신호를 생성하도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 제어부에 상기 변위 센서에 의해 측정된 충돌 장애물과의 거리 변화를 외부로 전송하기 위한 통신 포트가 접속되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에서 전방을 주행하는 차량이나 충돌 장애물과의 거리에 의해 범퍼(19) 내에 장착된 에어백 시스템(17)의 작동여부를 결정하는 시스템 구성도이다.
두 개가 한 쌍을 이루는 변위 센서(10a)(10b)는 전방을 주행하는 차량이나 충돌 장애물과의 거리를 측정하기 위한 센서로서 도3에서와 같이 차량의 전방, 즉 범퍼(19)의 좌우측이나 중앙에 설치되어 해당 차량과 전방을 주행하는 다른 차량이나 충돌 대상물의 서로 다른 위치와의 거리를 측정한다.
이 변위 센서(10a)(10b)에 의해 측정된 거리 값은 아날로그신호이므로 CPU(13)가 인식하지 못한다. 이에 따라 아날로그신호인 거리 값을 A/D 변환기(11a)(11b)에 의해 디지털신호로 변환한 후 버퍼(12)를 통해 완충시켜 제어부(13)에 제공한다.
이렇게 변위 센서(10a)(10b)에 의해 측정된 전방을 주행하는 다른 차량이나 충돌 장매물과의 거리 값을 제공받은 제어부(13)는 해당 차량이 다른 차량이나 충돌 장매물에 일정거리 이내로 접근하였는지를 확인한다. 그리고 제어부(13)는 해당 차량과 다른 차량이나 충돌 장애물과의 상대속도가 일정속도 이상일 때 다른 차량 이나 충돌 장애물과의 충돌 상황으로 판단하고 에어백 시스템(17) 작동을 위한 구동신호를 출력하도록 한다.
해당 차량과 다른 차량이나 충돌 장애물과의 거리에 따라 충돌 상황으로 판단하기 위한 기준이 되는 상대속도의 예로서는, 제어부(13)는 해당 차량과 다른 차량이나 충돌 장애물과의 거리가 2.1 내지 2.4 m 이내일 때에는 55 km/H 내지 64 Km/H의 상대속도를, 해당 차량과 다른 차량이나 충돌 장애물과의 거리가 2.5 내지 2.9 m 이내일 때에는 65 km/H 내지 74 Km/H의 상대속도를, 해당 차량과 다른 차량이나 충돌 장애물과의 거리가 3.0 내지 3.3 m 이내일 때에는 75 km/H 내지 84 Km/H의 상대속도를, 해당 차량과 다른 차량이나 충돌 장애물과의 거리가 3.4 내지 3.7 m 이내일 때에는 85 km/H 내지 94 Km/H의 상대속도를, 해당 차량과 다른 차량이나 충돌 장애물과의 거리가 3.8 내지 4.1 m 이내일 때에는 95 km/H 내지 104 Km/H의 상대속도를, 해당 차량과 다른 차량이나 충돌 장애물과의 거리가 4.2 내지 4.5 m 이내일 때에는 105 km/H 내지 114 Km/H의 상대속도를, 해당 차량과 다른 차량이나 충돌 장애물과의 거리가 4.6 내지 5.0 m 이내일 때에는 115 km/H 이상의 상대속도를 다른 차량이나 충돌 장애물과의 충돌 상황으로 판단한다.
이때 원거리 측정된 값은 계속유지 되어야하고, 반대로 근거리에서 측정된 값은 차량이 멀어질 때 클리어 시킨다.
전방을 주행하는 차량이나 충돌 장애물과의 충돌 시 작동되어 해당 차량에 가해지는 충격을 줄여주기 위한 에어백 시스템(17)은 제어부(13)가 위에서 설명한 것처럼 다른 차량이나 충돌 장애물과의 충돌 상황으로 판단하였을 때 구동부(14)를 통한 제어부(13)의 구동신호에 의해 작동되는 것이다.
이 에어백 시스템(17)은 도3에 도시한 바와 같이 차량 전방에 위치한 범퍼(19) 내에 장착되고, 구동부(14)를 통한 제어부(13)의 구동신호에 의해 작동 신관부(21)가 작동되었을 때 에어백(20)이 전방으로 퍼지면서 다른 차량이나 충돌 장애물과 충돌한 차량에 가해지는 충격을 완화시켜 준다.
특히, 범퍼(19)의 전방의 일부가 도4에서와 같이 경첩(23)을 중심으로 상하로 개폐되는 도어(22)로 구성되므로 에어백 시스템(17)이 작동하여도 범퍼(19)가 파손되지 않을 뿐더러 화약을 포함하는 작동 신관부(21)를 재장전하고, 에어백(20)을 범퍼(19) 내로 삽입하면 재사용도 가능하다.
물론, 도어(22)는 에어백 시스템(17)이 작동되지 않은 상태에서는 범퍼(19) 내의 에어백(20)이 외부로 빠져나가지 않도록 닫힌 상태를 유지하다가 작동 신관부(21) 작동과 함께 에어백(20)의 팽창력에 의해 외부를 향해 열릴 수 있도록 구성해야 한다.
상기 제어부(13)는 한 쌍의 변위 센서(10a)(10b)에 의해 측정되는 충돌 장애물과의 거리의 차이가 일정 값이 이상일 때 해당 차량이 커브 길을 주행하는 것으로 판단하도록 함으로써 해당 차량이 커브길을 주행하는 중에 에어백 시스템(17)이 작동하는 것을 방지할 수 있다.
또한 에어백 시스템(17)의 불필요한 작동을 방지하기 위해, 제어부(13)에 동기신호 생성기(15)를 부착하고, 운전자가 에어백 시스템(17)의 작동모드를 설정하거나 혹은 차량이 일정속도 이상으로 주행할 때에만 동기신호를 생성하여 제어부 (13)에 공급하도록 함으로써 에어백 시스템(17)의 불필요한 작동을 차단할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명은 외부와의 통신이 가능한 통신 포트(16)를 둠으로써 변위 센서(10a)(10b)에 의해 측정된 충돌 장애물과의 거리 변화를 외부에서도 확인할 수 있다.
도2는 범퍼(19)에 장착된 에어백 시스템(17)을 작동시키는 과정을 보인 흐름도로서, 제어부(13)는 에어백 시스템(17)의 작동모드나 차량속도가 일정속도 이상이면 에어백 시스템(17)을 작동시키기 위한 작동을 개시(S11)한다.
먼저, 변위 센서(10a)(10b)로부터 공급되는 거리 값을 분석하여 전방을 주행하는 차량과 해당 차량과의 거리를 얻는다(S12). 그리고 제어부(13)는 얻어진 전방 차량과의 거리가 일정거리 이내인지를 확인한다(S13).
해당 차량이 전방을 주행하는 차량과 일정거리 이상 떨어진 경우 제어부(13)는 전방을 주행하는 차량과의 거리를 계속해서 감시한다. 하지만, 해당 차량이 전방을 주행하는 차량과 일정거리 이내로 접근한 경우 제어부(13)는 해당 차량과 전방을 주행하는 차량과의 상대속도를 확인(S14)한다. 그리고 제어부(13)는 해당 차량이 전방 차량과 일정거리 이내로 접근한 상태에서, 일정속도 이상의 상대속도로 전방 차량에 접근(S15)하는 경우 해당 차량과 전방 차량과의 충돌 상황으로 판단(S16)하고 에어백 시스템(17)을 작동(S17)시킨다.
여기서, 제어부(13)가 상대속도를 인식하는 시점의 기준이 되는 해당 차량과 전방 차량과의 거리와 전방 차량과의 충돌로 인식하는 기준이 되는 상대속도는 다 수의 실험에 의해 얻어진 것으로서 그 일 예를 보면 아래와 같다.
해당 차량과 다른 차량과의 거리가 2.1 내지 2.4 m 이내일 때 제어부(13)가 전방 차량과의 충돌로 인식하는 기준이 되는 상대속도는 55 km/H 내지 64 Km/H이고, 해당 차량과 다른 차량과의 거리가 2.5 내지 2.9 m 이내일 때 제어부(13)가 전방 차량과의 충돌로 인식하는 기준이 되는 상대속도는 65 km/H 내지 74 Km/H이며, 해당 차량과 다른 차량과의 거리가 3.0 내지 3.3 m 이내일 때 제어부(13)가 전방 차량과의 충돌로 인식하는 기준이 되는 상대속도는 75 km/H 내지 84 Km/H이며, 해당 차량과 다른 차량과의 거리가 3.4 내지 3.7 m 이내일 때 제어부(13)가 전방 차량과의 충돌로 인식하는 기준이 되는 상대속도는 85 km/H 내지 94 Km/H이며, 해당 차량과 다른 차량과의 거리가 3.8 내지 4.1 m 이내일 때 제어부(13)가 전방 차량과의 충돌로 인식하는 기준이 되는 상대속도는 95 km/H 내지 104 Km/H이며, 해당 차량과 다른 차량과의 거리가 4.2 내지 4.5 m 이내일 때 제어부(13)가 전방 차량과의 충돌로 인식하는 기준이 되는 상대속도는 105 km/H 내지 114 Km/H이며, 해당 차량과 다른 차량과의 거리가 4.6 내지 5.0 m 이내일 때 제어부(13)가 전방 차량과의 충돌로 인식하는 기준이 되는 상대속도는 115 km/H 이상의 상대속도이다.
따라서 본 발명은 차량이 전방을 주행하는 다른 차량이나 장애물과 충돌직전에 해당 차량의 전방에 위치한 범퍼 내에 장착되었던 에어백을 자동으로 작동시킴으로써 해당 차량에 가해지는 충격을 최소화하면서도 차량의 파손을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 차량이 다른 차량이나 충돌 장애물과 충돌하였을 때 차량에 가해지는 충격 흡수를 위해 사용하였던 에어백을 다시 사용할 수 있도록 함으로써 경제적인 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 전방의 범퍼 내에 에어백 시스템이 장착된 차량과 해당 차량의 전방을 주행하는 차량이나 전방에 위치한 충돌 장애물과의 거리를 측정하는 한 쌍의 변위 센서;
    상기 변위 센서에 의해 측정된 다른 차량이나 충돌 장매물의 거리에 의해 해당 차량이 다른 차량이나 충돌 장매물과 일정거리 이내로 접근한 상태에서, 해당 차량과 다른 차량이나 충돌 장애물과의 상대속도가 일정속도 이상일 때 다른 차량이나 충돌 장애물과의 충돌 상황으로 판단하고 에어백 시스템 작동을 위한 구동신호를 출력하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어로 작동되어 다른 차량이나 충돌 장애물과 충돌한 차량에 가해지는 충격을 완화시켜 줄 수 있도록 차량의 전방에 위치한 범퍼에 내장된 에어백 시스템;을 포함하는 것을 특징으로 하는 변위 센서에 의해 작동이 제어되는 에어백을 구비한 범퍼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변위 센서는, 두 개가 한 쌍으로서 차량 전에 위치한 충돌 대상물의 서로 다른 위치와의 거리 측정이 가능토록 범퍼의 좌우측 또는 중앙에 설치되는 것을 특징으로 하는 변위 센서에 의해 작동이 제어되는 에어백을 구비한 범퍼.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 변위 센서에 의해 측정된 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 제어부에 버퍼를 통해 상기 제어부에 전송하는 A/D 변환기가 구비되는 것을 특징으로 하는 변위 센서에 의해 작동이 제어되는 에어백을 구비한 범퍼.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 한 쌍의 변위 센서에 의해 측정되는 충돌 장애물과의 거리의 차이가 일정 값이 이상이면, 해당 차량이 커브 길을 주행하는 것으로 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 변위 센서에 의해 작동이 제어되는 에어백을 구비한 범퍼.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 에어백이 내장된 범퍼의 전면은, 상하로 개폐 가능한 도어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 변위 센서에 의해 작동이 제어되는 에어백을 구비한 범퍼.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부에 에어백의 불필요한 작동을 차단하기 위한 동기신호를 부여하는 동기신호 생성기가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 변위 센서에 의해 작동이 제어되는 에어백을 구비한 범퍼.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 동기신호 생성기는, 운전자에 의한 조작이나 차량이 일정속도 이상으로 주행할 때 동기신호를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 변위 센서에 의해 작동이 제어되는 에어백을 구비한 범퍼.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부에 상기 변위 센서에 의해 측정된 충돌 장애물과의 거리 변화를 외부로 전송하기 위한 통신 포트가 접속되는 것을 특징으로 하는 변위 센서에 의해 작동이 제어되는 에어백을 구비한 범퍼.
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