KR20060095878A - 차량의 사람 보호 시스템을 작동시키기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

차량의 사람 보호 시스템을 작동시키기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량에 보행자가 충돌하는 것을 검출하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 범퍼에 있는 센서 장치(1)를 이용하여 충돌에 의해 야기되는 압력 및/또는 변형을 측정하여, 평가 수단(2)을 이용하여 상기 센서 장치(1)의 출력 신호(a)로부터 보행자 충돌의 발생 여부를 결정하기 위한 제 1 기준(19)을 형성하고, 상기 제 1 기준(19)에 따라 보호 시스템(3)의 트리거 결정(s1)을 수행한다. 트리거 결정은 센서 장치(1)와 다른 물리적 원리에 의해 결정되는 제 2 기준의 형성에 따라 좌우된다. 두 개의 기준이 충족될 경우에만 보호 시스템(3)의 트리거가 결정된다.

Description

보행자 충돌을 검출하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR THE DETECTION OF THE IMPACT OF A PEDESTRIAN}
본 발명은 차량에 물체가 충돌하는 것을 검출하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 범퍼(bumper)에 부착된 센서 장치를 이용하여 충돌에 의해 야기되는 압력 및/또는 변형(deformation)을 측정하여, 센서 장치의 출력 신호로부터 평가 수단(evaluation means)을 이용하여 보행자 충돌이 발생하였는지의 여부를 결정하기 위한 제 1 기준을 형성하고, 상기 제 1 기준에 따라 보호 시스템의 트리거 결정(trigger decision)이 수행된다.
승용차에 보행자가 충돌한 것을 검출하기 위한 방법들은 종래기술에 충분히 공지되어 있다. 차량 정면에 보행자가 충돌할 경우에 보행자의 중상을 막기 위해 엔진후드(engine hood) 또는 윈드실드(windshield) 상에 보행자 충돌시 트리거되는 하나 이상의 에어백이 제공되는 것이 공지되어 있다. 보행자 충돌시 수행되는 다른 공지된 보호 조치로서, 보행자의 충돌을 완화하기 위해 엔진후드가 기울어진 형태로 제공될 수 있다.
언급된 보호 장치들의 트리거는 보행자의 충돌이 확실하게 검출되고 다른 물체의 충돌과 명확하게 구별될 수 있느냐에 좌우된다. 보행자 충돌을 검출하기 위 해, 승용차의 정면과 충돌할 때 달성되는 보행자의 운동 원리(kinematic principle)가 활용된다. 통상적으로 차량에 충돌할 때 보행자의 첫 번째 접촉 지점은 범퍼이다. 그 때문에 힘 작용 또는 변형에 반응하는 센서 장치가 차량의 범퍼에 장착된다. 범퍼와의 접촉에 의해 보행자는 회전하면서 엔진후드에 미끄러져 충돌하게 된다.
그러나 센서 장치 및 센서 장치 뒤에 연결된 수단이 센서 장치에 의해 공급되는 신호들을 평가하기 위해 확실히 작동할 경우에만 보행자의 확실한 보호가 보장된다. 센서 장치 또는 센서 신호 평가 수단에서 발생하는 에러가 보호 시스템의 잘못된 트리거를 야기할 수 있어서, 보호 시스템이 더 이상 보호 기능을 수행할 수 없을 수도 있다.
따라서 본 발명의 목적은 간단한 방식으로 보호 시스템의 최대한 높은 신뢰도(reliability)를 보장하는 전술한 유형의 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 독립 청구항의 특징들에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 종속 청구항에 각각 제시된다.
전술한 보행자 보호 시스템의 신뢰도는 센서 장치의 센서 신호들을 평가하기 위한 수단에 의해 얻어지는 결과들이 단지 보행자 충돌의 발생 여부를 결정하기 위한 제 1 기준을 형성함으로써 바람직하게 높아질 수 있다. 본 발명에 따르면, 트리거 결정은 센서 장치와 구별되는 물리적 원리에 의해 결정되는 제 2 기준의 달성에 따라 좌우된다.
이를 위해 보행자 충돌을 검출하기 위한 본 발명에 따른 장치가 평가 장치를 가지는데, 상기 평가 장치는 센서에 의해 공급되는 신호 및 평가 수단에 의해 산출되는 값을 처리하기 위해 셋업(set-up)되어, 그 결과 보행자 충돌의 발생 여부를 결정하기 위한 제 2 기준이 형성되고, 이 제 2 기준에 따라 보호 시스템의 추가 트리거 결정이 수행되며, 이때 제 1 결정 기준 및 제 2 결정 기준이 충족될 경우에 보행자 충돌을 위한 결정이 달성된다.
공지된 제 1 결정 기준 이외에도 다른 물리적 원리를 기반으로 하는 추가의 제 2 결정 기준에 의해 그리고 두 개의 결정 기준에 따른 결정에 의해, 센서 장치 또는 센서 장치 뒤에 연결되는 평가 수단의 에러로 인해 보호 시스템이 작동되는 것을 아주 확실하게 막을 수 있다.
제 2 기준은 제 1 속도값과 제 2 속도값의 평가로부터 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 제 1 속도값은 센서 장치와 무관한 센서에 의해 바람직하게 결정될 수 있다. 이를 위해서, 차량 내에서 차속(vehicle speed)을 표시하기 위해 평가되는 신호들을 공급하는 속도 센서(speed sensor)가 바람직하게 활용될 수 있다. 다시 말해, 센서 장치와 별도로 작동하는 센서는 추가의 부품으로 형성되는 것이 아니라, 모든 승용차에 미리 장착된 센서가 사용될 수 있다는 것이다. 센서에 의해 방출되는 신호는 통상적으로 추가 평가를 위해 버스 상에 존재하며, 평가 장치에 의한 처리를 위해 사용될 수 있다.
제 2 속도값은 추가 속도값에 의해 제공될 수도 있다. 그러나 평가 수단을 이용하여 센서 장치에 의해 방출되는 출력 신호로부터 제 2 속도값을 산출하는 것이 특히 바람직하다. 여기서 "출력 신호(output signal)"의 개념은 물리적 값(들)의 다수의 신호값들도 포함한다. 이러한 조치는 에러 경향이 있는(error-prone) 추가 소자들을 사용하지 않고도 수행될 수 있다.
이 경우 제 2 속도값을 산출하기 위해서 평가 수단에 의해 결정되거나 측정되는 충돌 물체의 침입 속도(intrusion speed)를 이용하는 것이 특히 바람직하다. 침입 속도의 결정은 센서 장치의 사용에 의해 달성될 수 있는데, 이러한 센서 장치는 충돌의 시간적 유형(temporal pattern)을 검출하여 평가 수단으로 전송하기 위해 셋업된다. 여기서 사용되는 센서 장치는 바람직하게는 압력 의존적(pressure-dependent) 또는 변형 의존적(deformation-dependent) 광 전송 특성(light transmission characteristics)을 갖는 광섬유 센서(fiber-optic sensor) 또는 범퍼를 따라 간격을 두고 있는 다수의 압력 센서이다. 이와 같이 명확하게 제시되는 센서 유형 이외에도, 센서 장치에 의해 전송된 신호들로부터 침입 속도의 산출 또는 측정에 이용될 수 있는 센서 장치들은 모두 사용될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 제 1 속도값과 제 2 속도값의 평가는 제 2 속도값이 제 1 속도값 주변의 허용공차 범위(tolerance range) 내에 놓이는지의 여부를 테스트하는 것도 포함한다. 따라서 제 1 속도값과 제 2 속도값의 평가는 단지 산출된 값과 측정된 값을 비교하는 것만은 아니다. 오히려 센서에 의해 검출되는 제 1 속도값 주변에 예컨대 실험에 의해 이전에 결정된 허용공차 범위가 놓이게 된다. 이 경우, 충돌시 예컨대 급제동에 의해 야기될 수 있는 차량 속도의 급변동이 고려될 수 있다. 허용공차 범위의 크기는 제 1 속도값을 신호로 방출하는 센서의 업데이터 비율(update rate)에 따라 좌우된다. 이 경우, 신호값들의 업데이트 간격이 크면 클수록 허용공차 범위가 더 크게 선택되어야 한다.
센서 장치에 의해 공급되는 출력 신호로부터 충돌 물체의 침입 속도를 결정하기 위해 평가 수단이 바람직하게 셋업되어, 차량 속도가 결정되고 이 차량 속도를 제 2 속도값으로서 평가 장치로 전송할 수 있다.
따라서 본 발명은 보호 시스템의 트리거 여부를 결정하기 위해 두 개의 기준들을 충족시킴으로써 보행자 보호 시스템의 신뢰도를 높이는 것이 중요할 수 있다. 제 1 기준은 센서 장치 및 센서 장치 뒤에 연결되는 평가 수단에 의해 결정된다. 여기서, 평가 수단이 보행자 충돌의 발생 여부를 결정하는 방식, 다시 말해 어떤 신호(압력, 변형, 가속도, 침입 속도, 임펄스나 변형 에너지(deformation energy) 등)가 사용되는가를 결정하는 방식은 중요하지 않다. 제 2 기준은 다른 물리적 원리에 따라 결정된다. 이는 본 발명의 경우에 두 개의 속도값의 평가에 의해 바람직하게 이루어지는데, 상기 두 개의 속도값 중 하나는 측정값에 의해 제공되고 다른 하나는 평가 수단에 의한 산출에 의해 제공된다.
도면을 참고로 본 발명의 또 다른 특징들, 장점들 및 실시예들을 더 자세히 살펴보면 아래와 같다.
도 1은 보행자 충돌을 검출하기 위한 장치의 블록도이고,
도 2는 보행자 충돌을 검출하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 1은 보행자 충돌을 검출할 수 있는 장치의 블록도이고 도 2는 보행자 충돌을 검출할 수 있는 방법의 흐름도이다. 원칙적으로 임의의 형태로 형성될 수 있는 센서 장치가 도면 부호 1로 표시되는데, 상기 센서 장치는 충돌의 시간적 유형을 검출하고 적합한 신호(들)(a)을 평가 수단(2)에 전송하기 위해 셋업되어야 한다. 여기서 사용되는 센서 장치는 압력 의존적 또는 변형 의존적 광전송 특성을 가진 광섬유 센서일 수 있다. 상기와 같은 센서들은 종래기술에 충분히 공지되어 있으므로, 더 자세한 설명은 생략된다. 또한, 센서 장치(1)가 자동차의 범퍼를 따라 간격을 두고 있는 다수의 압력 센서들로 형성될 수도 있기 때문에, 충돌의 필요한 시간적 유형이 검출될 수 있다. 이와 같은 센서 장치들도 종래기술에 공지되어 있다. 평가 수단(2)은 센서 장치에 의해 전송되는 신호(들)로부터 보행자 또는 예컨대 돌멩이나 공과 같은 다른 물체 또는 다른 자동차와의 충돌 발생 여부를 산출한다. 충돌하는 물체가 보행자라는 사실이 평가되면, 보호 시스템(3)의 트리거를 위한 정보를 운반하는 신호(s1)가 논리 유닛(logic unit)(6)으로 전송된다. 그러나 신호(s1)로 코딩된 정보 만으로는 보호 시스템(3)의 트리거가 야기되지 않는다.
센서 장치의 결함 또는 평가 수단(2)의 에러에 의한 보호 시스템(3)의 잘못된 작동을 막기 위해서는, 평가 유닛(5)에 의해 트리거 결정이 "확인(confirm)"되어야 한다. 평가 유닛(5)은 평가 수단(2)과 연결되고 이 평가 수단(2)에 의해 속도값(v2)을 수신한다. 속도값(v2)은 산출된 차량 속도를 나타낸다. 평가 수단(2)을 이용하여 차량 범퍼에 충돌하는 물체가 침입하는 침입 속도로부터 계산이 이루 어진다. 침입 속도는 센서 장치(1)에 의해 전송되는 신호들(a)로부터 산출되거나 직접 측정될 수 있다. 침입 속도는 사용된 센서에 따라 결정된다. 이는 종래기술에 공지되어 있으므로 여기서 자세한 설명은 생략된다.
평가 유닛(5) 및 논리 유닛(6)은 예컨대 공통 제어 장치로 형성될 수 있다.
평가 유닛(5)에 의해 수행되는 보행자 충돌 발생 여부에 대한 결정은 센서(4)에 의해 측정되는 속도값(v1`)에 의해 산출된 속도값(v2)을 평가하는 방식으로 이루어진다. 여기서 사용되는 센서(4)는 모든 차량에 존재하는 속도 센서일 수 있으며, 이러한 속도 센서는 예컨대 버스(현재 통용되는 CAN 버스일 수 있음)를 통해 태코미터(tachometer) 상에 표시되는 속도 센서값을 계산 유닛(도시되지 않음)으로 전송한다.
두 개의 속도값은 측정된 속도값(v1) 주변에 허용공차 범위가 놓이도록 평가되는데, 이러한 허용공차 범위는 바람직하게는 측정된 속도값(v1) 주변에서 대칭적으로 분포된다. 허용공차 범위의 폭은 측정된 속도값(v1)을 평가 유닛(5)으로 전송하는 업데이트 비율에 따라 좌우된다. 업데이트된 두 개의 속도값(v1)의 간격이 크면 클수록, 허용공차 범위가 더 커져야 한다. 보행자 충돌의 발생 여부에 대한 결정은 산출된 속도값(v2)이 이러한 허용공차 범위 내에 존재할 경우에만 포지티브하게 나타난다. 그러므로 이러한 허용공차 범위에 의해, 급제동 과정에 의해 그리고 경우에 따라 아직 업데이트되지 않은 속도값(v1)에 의해 "보행자 충돌"이 결정되지 않는 경우(실제로는 보행자 충돌이 발생하였음에도 불구하고)가 차단된다.
평가 결과는 평가 유닛(5)에 의해 논리 유닛(6)으로 전송된다(신호 s2). 신호들(s1, s2)이 "보행자 충돌"에 상응할 경우에만 논리 유닛(6)에 의해 신호(s3)가 보호 시스템(3)으로 전송되므로, 이 보호 시스템(3)이 작동된다. 이 경우 보호 시스템이 어떤 방식으로 사용되는가는 본 발명에서 부차적인 문제이다.
도 2의 흐름도는 전술한 과정들을 다른 방식으로 나타낸 것이다. 센서 장치(1)에 의해 상이한 입력 변수들(센서 신호들)(12, 13)이 결정된다. 이러한 입력 변수로부터 평가 수단(2)이 추가 입력 변수(14)로서 침입 속도(vIntr)를 결정할 수 있다. 침입 속도(vIntr)는 센서 장치에 의해 직접 측정될 수 있을 경우에는 직접적인 입력 변수를 나타낼 수도 있다. 입력 변수들(자세히 표시되지 않음)(12, 13) 및 입력 변수(14)는 평가 수단(2)에 의해 보행자 충돌의 발생 여부를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 평가 결과(18)는 AND 연산(20)으로 공급되는 제 1 기준(19)이다. 입력 변수(14)로서 결정되는 침입 속도(vIntr)는 도면부호로 표시되는 단계(15)에서 속도(v2)로 전환된다. 산출된 속도값(v2) 및 측정된 속도값(v1)(도면부호 11)이 단계 16에서 평가를 받는다. 이러한 평가 결과가 마찬가지로 AND 연산(20)으로 공급되는 제 2 기준(도면부호 17)이다. 제 1 기준 및 제 2 기준이 보행자 충돌에 상응하게 되는 경우에만 단계 21에서 신호가 출력되기 때문에, 보호 시스템이 트리거될 수 있다.

Claims (11)

  1. 차량의 승객보호시스템(person protection system)을 트리거(trigger)하기 위한 방법으로서, 범퍼(bumper)에 있는 센서 장치(1)를 이용하여 충돌(impact)에 의해 야기되는 압력 및/또는 변형을 측정하여, 평가 수단(2)을 이용하여 상기 센서 장치(1)의 출력 신호(output signal)(a)로부터 보행자 충돌의 발생 여부를 결정하기 위한 제 1 기준(19)을 형성하고, 상기 제 1 기준(19)에 따라 보호 시스템(3)의 - 그 자체로만 유효한 - 제 1 트리거 결정(s1)을 수행하는, 차량의 승객보호시스템의 트리거 방법에 있어서,
    실제 트리거 결정(s3)이 그 자체로만 유효한 제 2 작동 결정(s2)에 의존하고, 상기 제 2 작동 결정(s2)은 상기 센서 장치(1)와 다른 물리적 원리에 의해 결정되는 제 2 기준으로 형성되는,
    차량의 승객보호시스템의 트리거 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 기준(17)은 제 1 속도값과 제 2 속도값(v1, v2)의 평가로부터 야기되는,
    차량의 승객보호시스템의 트리거 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 속도값(v1)이 상기 센서 장치(1)와 별도로 작동하는 센서(4)에 의해 결정되는,
    차량의 승객보호시스템의 트리거 방법.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 제 2 속도값(v2)이 상기 센서 장치(1)에 의해 방출되는 출력 신호로부터 상기 평가 수단(2)을 이용하여 산출되는,
    차량의 승객보호시스템의 트리거 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2 속도값(v2)을 산출하기 위해 상기 평가 수단(2)에 의해 결정되는 충돌 물체의 침입 속도(intrusion speed)(vIntr)를 사용하는,
    차량의 승객보호시스템의 트리거 방법.
  6. 제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 속도값 및 상기 제 2 속도값(v1, v2)의 평가는 상기 제 2 속도값(v2)이 상기 제 1 속도값(v1) 주변의 허용공차 범위(tolerance range) 내에 놓이는 지의 여부에 대한 검사를 포함하는,
    차량의 승객보호시스템의 트리거 방법.
  7. 차량의 승객보호시스템을 트리거하기 위한 장치로서, 범퍼에 있는 센서 장치(1)를 이용하여 충돌에 의해 야기되는 압력 및/또는 변형을 측정하여, 평가 수단(2)을 이용하여 상기 센서 장치(1)의 출력 신호(a)로부터 보행자 충돌의 발생 여부를 결정하기 위한 제 1 기준을 형성하고, 상기 제 1 기준에 따라 보호 시스템(3)의 - 그 자체로만 유효한 - 제 1 트리거 결정을 수행하는, 차량의 승객보호시스템의 트리거 장치에 있어서,
    평가 유닛(5)이 제공되며, 상기 평가 유닛(5)은 센서(4)에 의해 공급되는 신호 및 평가 수단(2)에 의해 산출되는 값을 처리하기 위해 셋업(set-up)되어, 그 결과 보행자 충돌의 발생 여부를 결정하기 위한 제 2 기준을 형성하며, 상기 제 2 기준에 따라 보호 시스템(3)의 - 그 자체로만 유효한 - 트리거 결정이 수행되고,
    결정 유닛(6)이 제공되며, 상기 결정 유닛(6)은 평가 수단(2) 및 평가 유닛(6)과 연결되어, 제 1 트리거 결정 및 제 2 트리거 결정 둘 다 충돌에 상응할 경우에 보호 시스템(3)의 실제 트리거 신호(s3)를 방출하도록 셋업되는,
    차량의 승객보호시스템의 트리거 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 센서 장치(1)는 충돌의 시간적 유형(temporal pattern)을 검출하여, 평 가 수단(2)으로 전송하기 위해 셋업되는,
    차량의 승객보호시스템의 트리거 장치.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 센서 장치(1)는 압력 의존적(pressure-dependent) 광 전송 특성(light transmission characteristics) 또는 범퍼를 따라 간격을 두고 있는 다수의 압력 센서들을 갖는 광섬유 센서(fiber-optic sensor)로 형성되는,
    차량의 승객보호시스템의 트리거 장치.
  10. 제 7항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(4)는 속도 센서(speed sensor)이며, 상기 속도 센서의 신호는 제 1 속도값(v1)으로서 버스를 통해 전송되어, 차량에 차량 속도를 표시하기 위해 제공되는,
    차량의 승객보호시스템의 트리거 장치.
  11. 제 7항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 평가 수단(2)은 상기 센서 장치(1)에 의해 공급되는 출력 신호로부터 충돌 물체의 침입 속도를 결정하기 위해 셋업되어, 상기 침입 속도로부터 차량 속도가 결정되어 제 2 속도값(v2)으로서 평가 유닛(5)으로 전송될 수 있는,
    차량의 승객보호시스템의 트리거 장치.
KR1020057023945A 2004-04-06 2005-02-23 차량의 사람 보호 시스템을 작동시키기 위한 방법 및 장치 KR100782630B1 (ko)

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