KR20100016982A - 차량의 액티브 후드 전개 시스템 - Google Patents

Abstract

본 문서는 압력 센서 출력 값을 이용하여 보행자 충돌 및 물체 충돌을 판단하여 액티브 후드 전개 여부를 결정함으로써 보행자 충돌 또는 물체 충돌 등의 충돌 유형을 보다 정확히 판단할 수 있는 차량의 액티브 후드 전개 시스템을 개시한다. 이 차량의 액티브 후드 전개 시스템에 따르면, 시스템에 차종별 특성을 반영하여 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

압력 센서, 가속도 센서, 액티브 후드

Description

차량의 액티브 후드 전개 시스템{A ACTIVE HOOD DEVELOPMENT SYSTEM}

본 문서는 차량의 액티브 후드 전개 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 충돌 유형, 특히 충돌 대상을 보다 정확히 구분할 수 있는 차량의 액티브 후드 전개 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 후드는 차량 전방측의 엔진룸을 덮는 부분으로서, 힌지축을 중심으로 개폐가 가능하도록 되어있다. 이러한 후드는 교통사고시 보행자와 차량의 전방과의 충돌이 발생할 때, 보행자에게 가장 큰 상해를 일으키는 부분으로 알려져 있으므로, 최근, 사고의 발생시 이러한 후드의 위치를 상측으로 위치시켜, 후드가 변형되어 충격을 흡수할 수 있는 공간을 제공하는 이른바, 액티브 후드(Active Hood)가 제공되고 있다.

도 1은 액티브 후드 시스템이 장착되는 차량을 나타낸다. 도 1을 참고하면, 미지의 물체에 차량이 충돌하는 경우 범퍼에 작용하는 가속력을 전기신호로 변환하는 가속도 센서(10), 미지의 물체가 범퍼에 충돌하는 경우 작용하는 힘에 의해 기계적 접속에 대한 ON/OFF 전기신호를 생성하는 접촉 센서(11)를 포함한다.

그리고, 가속도 센서(10), 접촉 센서(11) 등의 센서로부터 답은 신호를 내부 에 구현되는 충돌 알고리즘을 통해 판단하여 차량의 후드를 전개하는 엑츄에이터를 제어하는 ECU(Electricl Control Unit, 12)와 ECU(12)의 전개 결정에 따라 화약을 폭팔시켜 후드를 들어올리고, 후드 힌지를 통해 올라간 후드를 지지하도록 하는 엑츄에이터(13)를 포함한다.

하지만 예를 들어, 가속도 센서(10)의 경우 보행자 충돌의 경우 작은 충돌 신호가 발생하기 때문에 범퍼에만 충격이 가해지는 저속 미전개 충돌의 경우와 구분이 어렵다. 그리고, 접촉 센서(11)의 경우 신호 단순 접점 방식 즉, 접촉 여부에 따라 단순 ON/OFF 신호를 발생하기 때문에 충돌 대상을 구분하기가 어렵다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같은 액티브 후드 시스템에 따르면 보행자와 다른 물체의 충돌에 대한 변별력에 한계가 존재하기 때문에 보행자와 충돌이 아닌 경우 가속도 센서(10)의 가속도 데이터 및 접촉 센서(11)의 신호만으로는 충돌 대상의 구분이 어려운 문제가 있다.

상술한 배경 기술에 있어서, 본 문서는 충돌 대상을 보다 정확히 구분할 수 있고, 이에 기초하여 액티브 후드 전개 방법을 결정할 수 있는 차량의 액티브 후드 전개 시스템 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 일 수단으로서의 차량의 액티브 후드 전개 시스템에 따르면, 차량의 범퍼에 장착되어 가해지는 압력을 전기신호로 변환하는 제1 압력 센서, 상기 차량의 프론트 앤드 모듈에 장착되어 가해지는 압력을 전기신호로 변환하는 제2 압력 센서, 상기 차량에 작용하는 가속력을 전기신호로 변환하는 가속도 센서 및 상기 제1 압력 센서, 상기 제2 압력 센서 및 상기 가속도 센서로부터 신호를 수신하여 액티브 후드 전개 알고리즘에 따라 액티브 후드 전개 방법을 결정하는 전자 제어 유닛을 포함한다.

상기 액티브 후드 전개 알고리즘은, 충돌 발생시 상기 제1 압력 센서, 상기 제2 압력 센서 및 상기 가속도 센서의 각 신호 세기를 기준값과 비교하여 보행자 충돌 및 물체 충돌을 구분할 수 있다.

상기 보행자 충돌로 인해 상기 차량에 발생할 수 있는 가속도의 기준값을 결정하고, 가속도 신호가 상기 기준값을 초과하는 경우 물체 충돌인 것으로 결정할 수 있다.

상기 제2 압력 센서로 가해지는 압력 방향의 차이를 통해 상기 보행자 충돌 및 상기 물체 충돌을 구분할 수 있다.

상기 물체 충돌인 경우에는 상기 후드를 전개시키지 않고, 상기 보행자 충돌인 경우에 상기 후드를 전개시킬 수 있다.

본 발명에 따르면 접촉 센서의 단순 접점식 ON/OFF 스위치가 아닌 압력 센서를 적용함으로써 차종별 기준값 설정 가능하다. 그리고, 이로써 시스템에 차종별 특성을 반영할 수 있어 신뢰성 향상되는 효과가 있다.

또한, 추가적인 압력 센서를 장착하여 충돌 발생 직후의 거동 차이를 기준값 설정에 적용하여 충돌 대상을 판별하는데 정확도를 높여 충돌 대상 구분의 신뢰성 확보하고 액티브 후드가 잘못 전개됨을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 가속도 센서로 기존 에어백 시스템에 사용되는 가속도 센서를 활용하여 원가 상승없이도 액티브 후드의 추가적인 오작동을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하 도면을 참조하여 충돌 대상을 보다 정확히 구분할 수 있고, 이에 기초하여 액티브 후드 전개 방법을 결정할 수 있는 차량의 액티브 후드 전개 시스템에 대한 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 액티브 후드 전개 시스템 구조를 나타낸다.

도 2를 참조하면 본 실시예에 따른 차량의 액티브 후드 전개 시스템은 제1 압력 센서(21), 제2 압력 센서(22), 가속도 센서(23) 및 전자 제어 유닛(24)을 포함하여 구성된다.

기존의 접촉 센서를 사용했을 경우에는 스위치의 특성에 따라 기준값이 결정되어 충돌의 세기를 구분할 수 없는 단점이 있었으나, 본 실시예에 따르면 압력 센서를 사용하여 충돌의 세기에 따라 압력 센서 출력이 변화하므로 차종 특성에 따라 기준값을 다양하게 설정할 수 있어 차종별 구분성을 확보할 수 있는 이점이 있을 것이다.

제1 압력 센서(21) 및 제2 압력 센서(22)는 차량의 범퍼에 장착되어 가해지는 압력을 전기신호로 변환하는 구성으로, 가해지는 압력에 따라 센서의 출력값이 달라진다. 이때 제1 압력 센서(21)는 차량의 범퍼에 장착되고, 제2 압력 센서(22)는 프론트 앤드 모듈에 장착될 수 있다.

도 2에서는 제2 압력 센서(22)가 프론트 앤드 모듈의 전방부에 장착되는 것으로 도시되어 있으나, 이 위치는 얼마든지 변경 가능할 것이다. 또는, 다양한 보행자 유형, 예를 들어 성인 보행자 또는 유아 보행자 등에 따라 추가 압력 센서가 장착되는 경우도 가능하다.

그리고, 상기 가속도 센서(23)는 차량에 작용하는 가속력을 전기신호로 변환하는 센서로 기존의 에어백 시스템에서 사용되는 가속도 센서를 사용할 수도 있다. 다만, 이 경우에는 에어백 전개 성능에는 영향이 없어야 할 것이다.

전자 제어 유닛(24)은 제1 압력 센서(21), 제2 압력 센서(22) 및 가속도 센서(23)로부터 센서 신호를 수신하여 액티브 후드 전개 알고리즘에 따라 액티브 후 드 전개 방법을 결정한다.

차량의 전방에 발생될 수 있는 충돌은 보행자 충돌과 물체 충돌로 구분할 수 있고, 액티브 후드 시스템에 따르면, 사고의 발생시 센서 신호를 기초로 판단한 결과 보행자 충돌인 경우에 보행자에게 가장 큰 상해를 일으키는 부분으로 알려져 있는 후드의 위치를 상측으로 위치시켜, 후드의 변형으로 충격을 흡수할 수 있는 공간을 제공할 수 있도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 차량에 장착되는 센서들의 센싱 방향을 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 제1 압력 센서(21), 제2 압력 센서(22) 및 가속도 센서(23) 각각에 대한 센싱 방향이 도시된다. 가속도 센서(23)의 센싱 방향은 차량의 진행방향에 상응하는 방향으로 결정될 수 있을 것이다.

그리고, 압력 센서의 센싱 방향은 센서가 장착되는 위치에 따라 차량과의 접촉면에 대한 수직 방향으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 압력 센서(21)의 경우 접촉면이 지면에 수직방향이므로 센싱 방향은 접촉면에 대한 수직 방향인 지면에 수평방향인 것으로 볼 수 있다. 하지만, 제2 압력 센서(22)의 경우 접촉면이 지면이 소정 각도로 기울어져 있기 때문에 센싱 방향도 제1 압력 센서(21)의 경우와 비교하여 소정 각도로 기울어진 방향이 될 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 가속도 센서를 통해 보행자 충돌과 물체 충돌을 판단하는 차량의 액티브 후드 전개 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

충돌 발생시 작용/반작용 원리에 의해 보행자와 차량에 동일한 크기의 힘이 가해질 것이다. 아래 수학식 1에 나타낸 운동의 제 2 법칙 즉, 가속도의 법칙에 따르면 물체에 생기는 가속도의 크기는 작용하는 힘의 크기에 비례한다.

F = ma

수학식 1에서 F는 힘의 크기를 나타내고, m은 물체의 질량 그리고, a는 가속도의 크기를 나타낸다.

따라서, 보행자의 경우 차량에 비해 상대적으로 질량 m이 작으므로 큰 가속도(감가속도) 발생할 것이다. 그리고, 차량의 경우 보행자에 비해 상대적으로 질량 m이 크므로 작은 가속도(감가속도) 발생할 것이다.

따라서, 보행자 충돌에 의해 차량에 발생할 수 있는 가속도(감가속도)의 기준값(THRESHOLD)을 결정한 후 가속도 신호가 기준값 이하이면 보행자 충돌인 것으로 판단하여 액티브 후드를 전개하고, 가속도 신호가 기준값을 초과하면 보행자가 아닌 다른 물체와 충돌한 것으로 판단하여 액티브 후드를 전개하지 않는다. 이는 에어백 전개 여부와는 무관할 것이다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 압력 센서를 통해 각각 보행자 충돌 및 물체 충돌을 판단하는 차량의 액티브 후드 전개 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

보행자 충돌 발생시에는 먼저 범퍼에 일차 충격이 가해지면서 제1 압력 센서(21)에 압력이 가해질 것이다. 그리고, 보행자가 범퍼 충돌 후 힘이 하체에 가해져 발생하는 모멘트로 인해 보행자는 후드 위로 넘어지게 될 것이다. 후드 위로 넘 어지면서 제2 압력 센서(22)에 이차적인 압력이 가해질 것이다.

그리고, 가속도 센서(23)에서 보행자 충돌에 의해 발생하는 순간적인 감가속도를 감지할 것이다. 그러면, 각각의 센서 신호에 대해 설정되는 기준값과의 비교로 액티브 후드 전개 조건을 만족하는 경우에는 후드를 전개한다.

다만, 보행자 충돌 발생시에는 도 5에 도시된 바와 같이 제2 압력 센서(22)로 가해지는 이차 압력은 제2 압력 센서(22)의 센싱 방향에 가깝게 가해질 것이다. 하지만, 물체 충돌 발생시에는 도 6에 도시된 바와 같이 제2 압력 센서(22)로 가해지는 이차 압력은 제2 압력 센서(22)의 센싱 방향이 아닌 X 방향으로 가해질 것이다. 따라서, 센서의 센싱 방향으로 가해지는 압력은 힘 벡터분해에 의해 동일한 크기의 보행자 충돌시 보다 작은 압력이 가해질 것이다.

따라서, 보행자 충돌에 의해 차량에 발생할 수 있는 압력 센서의 기준값(THRESHOLD)을 결정한 후 압력 신호가 기준값을 초과하는 경우에는 보행자 충돌인 것으로 판단하여 액티브 후드를 전개하고, 가속도 신호가 기준값 이하이면 보행자가 아닌 다른 물체와 충돌한 것으로 판단하여 액티브 후드를 전개하지 않는다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 차량의 액티브 후드 전개 시스템에 따른 전개 알고리즘을 설명하기 위한 흐름도이다.

충돌이 발생하면, 단계 S700에서 가속도 센서 출력 신호값(A)을 입력받는다, 그리고, 단계 S710에서 가속도 센서 출력 신호값(A)을 도 4에서 설명한 바와 같이 기 설정되는 기준값(A_th)과 비교한다. 그 결과 가속도 센서 출력 신호값(A)이 기준값(A_th) 미만이 아닌 경우에는 단계 S720으로 진행하여 액티브 후드 미전개로 알고리즘이 종료된다. 그리고, 가속도 센서 출력 신호값(A)이 기준값(A_th) 미만인 경우에는 단계 S780으로 진행한다.

그리고, 단계 S730에서 제1 압력 센서 출력 신호값(Pb)을 입력받는다. 그리고, 단계 S740에서 제2 압력 센서 출력 신호값(Pu)을 입력받는다.

그리고, 단계 S750에서 제1 압력 센서 출력 신호값(Pb)을 기 설정된 기준값(Pb_th)과 비교한다. 그 결과 제1 압력 센서 출력 신호값(Pb)이 기준값(Pb_th) 미만이 아닌 경우에는 단계 S760으로 진행하여 액티브 후드 미전개로 알고리즘이 종료된다. 그리고, 제1 압력 센서 출력 신호값(Pb)이 기준값(Pb_th) 미만인 경우에는 단계 S780으로 진행한다.

그리고, 단계 S770에서 제2 압력 센서 출력 신호값(Pu)을 도 5 및 도 6을 통해 설명한 바와 같이 기 설정된 기준값(Pu_th)과 비교한다. 그 결과 제2 압력 센서 출력 신호값(Pu)이 기준값(Pu_th) 미만이 아닌 경우에는 단계 S760으로 진행하여 액티브 후드 미전개로 알고리즘이 종료된다. 그리고, 제2 압력 센서 출력 신호값(Pu)이 기준값(Pu_th) 미만인 경우에는 단계 S780으로 진행한다.

그리고, 단계 S780에서 앤드 게이트(AND GATE)에 따라 가속도 센서 출력에 기초하여도 액티브 후드 전개인 것으로 판단되고, 압력 센서 출력에 기초하여도 액티브 후드 전개인 것으로 판단되는 경우에 단계 S790에서 액티브 후드를 전개하는 것으로 결정하고 알고리즘이 종료된다.

상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어 나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 액티브 후드 전개 시스템이 운용되는 차량의 구조를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 액티브 후드 전개 시스템 구조를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 차량에 장착되는 센서들의 센싱 방향을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 가속도 센서를 통해 보행자 충돌과 물체 충돌을 판단하는 차량의 액티브 후드 전개 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 압력 센서를 통해 보행자 충돌을 판단하는 차량의 액티브 후드 전개 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 압력 센서를 통해 물체 충돌을 판단하는 차량의 액티브 후드 전개 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 차량의 액티브 후드 전개 시스템에 따른 전개 알고리즘을 설명하기 위한 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

21: 제1 압력 센서 22: 제2 압력 센서

23: 가속도 센서 24: 전자 제어 유닛

Claims (5)

1. 차량의 범퍼에 장착되어 가해지는 압력을 전기신호로 변환하는 제1 압력 센서;

   상기 차량의 프론트 앤드 모듈에 장착되어 가해지는 압력을 전기신호로 변환하는 제2 압력 센서;

   상기 차량에 작용하는 가속력을 전기신호로 변환하는 가속도 센서; 및

   상기 제1 압력 센서, 상기 제2 압력 센서 및 상기 가속도 센서로부터 신호를 수신하여 액티브 후드 전개 알고리즘에 따라 액티브 후드 전개 방법을 결정하는 전자 제어 유닛

   를 포함하는, 차량의 액티브 후드 전개 시스템.
2. 청구항 1에서,

   상기 액티브 후드 전개 알고리즘은, 충돌 발생시 상기 제1 압력 센서, 상기 제2 압력 센서 및 상기 가속도 센서의 각 신호 세기를 기준값과 비교하여 보행자 충돌 및 물체 충돌을 구분하는 것을 특징으로 하는, 차량의 액티브 후드 전개 시스템.
3. 청구항 2에서,

   상기 보행자 충돌로 인해 상기 차량에 발생할 수 있는 가속도의 기준값을 결 정하고, 가속도 신호가 상기 기준값을 초과하는 경우 물체 충돌인 것으로 결정하는 것을 특징으로 하는, 차량의 액티브 후드 전개 시스템.
4. 청구항 2에서,

   상기 제2 압력 센서로 가해지는 압력 방향의 차이를 통해 상기 보행자 충돌 및 상기 물체 충돌을 구분하는 것을 특징으로 하는, 차량의 액티브 후드 전개 시스템.
5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 물체 충돌인 경우에는 상기 후드를 전개시키지 않고, 상기 보행자 충돌인 경우에 상기 후드를 전개시키기는 것을 특징으로 하는, 차량의 액티브 후드 전개 시스템.

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