KR20100041494A

KR20100041494A - 차량의 충돌감지센서

Info

Publication number: KR20100041494A
Application number: KR1020080100708A
Authority: KR
Inventors: 안준형
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-10-14
Filing date: 2008-10-14
Publication date: 2010-04-22
Also published as: KR101033789B1

Abstract

하우징(100); 가압시 내부에서 접점을 이루는 한 쌍의 스위치(540,560); 관성에 의해 직선운동할 수 있도록 마련된 이동체(300); 및 탄성을 구비하며 이동체(300)를 양측에서 각각 지지하고, 이동체(300)가 이동할 경우 그 이동체(300)에 의해 상방으로 절곡되어 대응되는 스위치를 가압하는 한 쌍의 탄성지지부(140,160);를 포함하는 차량의 충돌감지센서가 소개된다. 그 차량의 충돌감지센서에 따르면, 압전소자 등 전자적 소자를 사용하지 않아 전자기파에 의한 충돌감지센서의 오작동이 방지된다. 또한, 이동체의 전,후방 이동에 의해 충돌을 감지하여 양방향 충돌감지가 가능하고, 나아가 충돌의 크기와 시간을 파악할 수 있어 별도의 가속도 센서를 설치하지 않아도 에어백의 안전한 전개가 가능하게 된다.

에어백 센서, 충돌 센서

Description

차량의 충돌감지센서 {CRASH DETECTING SENSOR FOR A VEHICLE}

본 발명은 차량에 설치되어 차량의 충돌여부를 감지하고, 나아가 그 충돌의 방향을 감지할 수 있는 차량의 충돌감지센서에 관한 것이다.

최근 차량의 제작에는 탑승자의 안전을 위한 설계가 중요시되어 가고 있다. 탑승자의 안전을 고려한 설계에는 에어백을 빠뜨릴 수 없고, 그 에어백의 정확한 전개를 위하여는 충돌감지센서의 정밀도가 요구된다.

차량의 에어백 시스템은 충돌감지센서, 에어백 모듈 및 에어백 제어부(ACU, AIR-BAG CONTROL UNIT, 이하 "ACU"라 함)로 구성된다. 에어백 제어부는 충돌감지센서로부터 충돌의 발생과 그 방향을 감지하고, 자체의 가속도 센서를 통하여 충돌의 크기를 파악하여 에어백 모듈의 작동 여부를 제어한다.

도 1을 참고하여 그러한 에어백 시스템에 적용되는 종래의 충돌감지센서를 살펴본다. 종래의 충돌감지센서는, 하우징(1)과 하우징(1) 내부 주행 방향 측에 압전 소자(2)가 설치되고, 압전 소자(2)의 후방으로 이동체(3)가 리턴 스프링(4)에 의해 탄발지지되는 구조로 이루어진다. 이에 따라, 충돌시 상기 이동체(3)가 압전 소자(2)에 닿으면 이를 통해 충돌을 검출하게 되는바, 이와 같은 충돌감지센서로부 터 검출된 충돌신호는 에어백 시스템에 있어 에어백의 전개 신호 등에 필수적인 요소로 활용된다.

그런데, 상기와 같은 구성의 종래 충돌감지센서에서의 압전 소자는 전자파에 영향을 받을 수 있기 때문에 오작동에 따른 충돌의 오검출을 하게 되고, 이로 인해 에어백의 오전개와 같은 문제가 있었다. 에어백이 잘못 전개될 경우 오히려 에어백에 의해 탑승자가 상해를 입는 문제가 발생 되었고, 후방 충돌시에도 충돌 신호가 감지될 경우 전방 에어백을 전개하여 탑승자가 상해를 입는 문제가 있었다.

또한, 상기와 같은 종래 충돌감지센서는 차량의 전방 충돌만을 검출할 수 있는 구조이므로, 후방 충돌을 검출하기 위해서는 상기와 반대의 배치로 이루어지는 또 다른 형태의 충돌 센서를 구비해야 하는 번거러움이 있어 왔다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안될 것이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 에어백의 오전개를 방지하고, 하나의 센서를 통해 전,후방의 충돌을 모두 감지할 수 있는 차량의 충돌감지센서를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 충돌감지센서는, 하우징; 상기 하우징의 내측 상단부에 이격되어 설치되며, 가압시 내부에서 접점을 이루는 한 쌍의 스위치; 상기 하우징의 내측 하단부에서 관성에 의해 직선운동할 수 있도록 마련된 이동체; 및 상기 하우징의 내부에 마련되며, 상기 이동체가 양 스위치 사이에 머무르도록 탄성을 구비하며 이동체를 양측에서 각각 지지하고, 이동체가 이동할 경우 그 이동체에 의해 상방으로 절곡되어 대응되는 스위치를 가압하는 한 쌍의 탄성지지부;를 포함한다.

상기 차량의 충돌감지센서는, 하우징의 외부에서 상기 한 쌍의 스위치와 연결되며, 각 스위치의 접점 형성을 통하여 충돌의 발생과 그 방향을 감지하는 감지부를 더 포함할 수 있다.

상기 감지부는 스위치가 접점을 형성하는 시간을 파악하고, 그 접점을 형성하는 시간을 통하여 충돌의 크기를 감지할 수 있다.

상기 탄성지지부는 이동체의 양측에서 각각 이동체 측으로 연장된 후 단부가 상방 절곡된 판스프링이고, 상기 이동체는 양 탄성지지부의 절곡된 단부 사이에 위 치될 수 있다.

상기 하우징의 내측 상단부에는 스위치 고정부가 마련되고 각 스위치는 스위치 고정부의 하단에 설치되며, 스위치 고정부의 내측에는 각 스위치로 연결되는 연결선이 매설될 수 있다.

상기 하우징에는 상기 연결선의 외부연결을 위해 커넥터가 마련될 수 있다.

상기 이동체는 그 단면이 원형인 구 형상 또는 원통 형상일 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 충돌감지센서에 따르면, 압전소자 등 전자적 소자를 사용하지 않아 전자기파에 의한 충돌감지센서의 오작동이 방지된다.

또한, 이동체의 전,후방 이동에 의해 충돌을 감지하여 양방향 충돌감지가 가능하고, 나아가 충돌의 크기와 시간을 파악할 수 있어 별도의 가속도 센서를 설치하지 않아도 에어백의 안전한 전개가 가능하게 된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 충돌감지센서에 대하여 살펴본다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 충돌감지센서를 나타낸 단면도이다. 그 차량의 충돌감지센서는, 하우징(100); 상기 하우징(100)의 내측 상단부에 이격되어 설치되며, 가압시 내부에서 접점을 이루는 한 쌍의 스위치(540,560); 상기 하우징(100)의 내측 하단부(120)에서 관성에 의해 직선운동할 수 있도록 마련된 이동체(300); 및 상기 하우징(100)의 내부에 마련되며, 상기 이동체(300)가 양 스위치(540,560) 사이에 머무르도록 탄성을 구비하며 이동체(300)를 양측에서 각각 지지하고, 이동체(300)가 이동할 경우 그 이동체(300)에 의해 상방으로 절곡되어 대응되는 스위치를 가압하는 한 쌍의 탄성지지부(140,160);를 포함한다.

하우징(100)은 사각의 박스형태로써 차량의 전,후방 충돌을 감지하거나 측방 충돌을 감지할 수 있는 위치에 설치한다. 이동체(300)는 그 하우징(100)의 내측 하단부(120)에서 차량의 충돌에 따른 관성에 의해 이동될 수 있도록 마련한다. 따라서 이동체(300)는 그 단면이 원형인 구 형상 또는 원통 형상인 중량체로 함이 바람직하다.

이동체(300)는 평상시에는 양 스위치(540,560)의 사이에 위치하여 스위치(540,560)가 가압되지 않도록 하고, 차량에 일정크기 이상의 충돌이 가해질 경우 관성에 의해 이동되며 스위치(540,560)가 가압되도록 한다. 이를 위해 하우징(100)의 내부에는 탄성지지부(140,160)가 마련된다.

탄성지지부(140,160)는 이동체(300)가 양 스위치(540,560) 사이에 머무르도록 탄성을 구비하며 이동체(300)를 양측에서 각각 지지하고, 이동체(300)가 이동할 경우 그 이동체(300)에 의해 상방으로 절곡되어 대응되는 스위치(540,560)를 가압하도록 한다. 이를 위해 탄성지지부(140,160)는 이동체(300)의 양측에서 각각 이동체(300) 측으로 연장된 후 단부가 상방 절곡된 판스프링이고, 이동체(300)는 양 탄성지지부(140,160)의 절곡된 단부 사이에 위치되도록 한다.

차량에 가해지는 충격이 일정수준 이상일 경우 차량의 충돌시라고 규정한다 면, 차량의 일반적인 급가속이나 급제동 등의 경우에는 충돌시라고 판단하지 않아야 한다. 따라서 이동체(300)는 일정크기 이상의 관성이 작용할 경우에만 이동되어 스위치(540,560)를 가압하도록 하여야 한다. 이를 위해 탄성지지부(140,160) 판스프링의 강성이나 이동체(300)의 중량을 조절하는 설계가 필요하다.

한편, 탄성지지부(140,160)의 단부에는 가압돌기(142,162)를 형성하여 탄성지지부(140,160)가 안정적으로 스위치(540,560)를 가압할 수 있도록 한다.

이하에서는 스위칭수단(500)을 살펴본다. 스위칭수단(500)은 크게 스위치 고정부(520), 스위치(540,560), 연결선(580)으로 구성된다. 하우징(100)의 내측 상단부에는 스위치 고정부(520)가 마련되고 각 스위치(540,560)는 스위치 고정부(520)의 하단에 설치되며, 스위치 고정부(520)의 내측에는 각 스위치(540,560)로 연결되는 연결선(580)이 매설되도록 한다. 스위치 고정부(520)의 하단에는 한 쌍의 스위치(540,560)가 이격 설치되고, 각 스위치(540,560)에는 연결선(580)이 연결되는데, 구체적으로 전원선(584)과 스위치선(582,586)이 연결되도록 한다. 전원선(584)은 각 스위치(540,560)가 공유하도록 하고, 스위치선(582,586)은 각 스위치(540,560)마다 별개로 구비되도록 하여, 전원선(584)과 스위치선(582,586)의 선택적인 접점을 통하여 충돌을 감지할 수 있도록 하는 것이다. 스위치와 탄성지지부를 전,후방으로 한 쌍씩 마련하여 전방충돌과 후방충돌을 구분할 수 있도록 하는 것이다. 또한, 이는 좌,우측방으로 배열하여 좌,우 충돌을 구분하도록 할 수도 있다.

하우징(100)의 외부에는 별도의 감지부(700)가 마련된다. 감지부(700)는 일반적인 에어백 시스템의 ACU에 포함되거나 별도의 감지부(700)를 마련할 수도 있 다. 본 실시예에서는 ACU에 통합된 경우를 살펴본다. 감지부(700)에는 하우징(100)의 스위치(540,560)와 전원선(584) 및 스위치선(582,586)을 통하여 연결되며, 스위치(540,560)의 접점이 이루어질 경우 폐회로가 구성되어 차량의 충돌여부를 감지한다. 또한, 그러한 감지부(700)는 스위치(540,560)가 접점을 이루는 시간을 측정하고, 그 시간을 통하여 차량의 충돌 크기를 판단토록 할 수도 있다.

차량의 충돌의 크기는 일반적으로 ACU와 별도의 가속도센서를 이용하여 충돌 가속도를 계산함으로써 판단하게 되는데, 본 발명의 충돌감지센서를 이용할 경우 별도의 가속도센서를 부착하지 않고도 가속도의 크기를 판단할 수 있게 되어 제조원가와 작업공수가 줄어든다. 차량의 충돌로 인하여 이동체(300)가 관성에 의해 탄성지지부(140,160)의 탄성을 이기고 움직이며, 그 관성 가속도가 클수록 탄성지지부(140,160)가 스위치(540,560)를 가압하는 시간이 증대되기 때문에 그 가압의 시간, 즉 스위치(540,560)가 접점을 이루는 시간을 측정할 경우 충돌의 크기를 알 수 있는 것이다. 따라서, 이동체(300)의 중량이나 탄성지지부(140,160)의 강성뿐만 아니라 스위치(540,560)의 접점 시간도 이용할 경우 좀 더 세밀한 에어백의 전개 제어가 가능해지는 것이다.

도 3은 차량의 전방충돌시 충돌감지센서의 작동을 나타낸 단면도이다. 차량의 전방충돌시 이동체(300)는 그 관성에 의하여 전방 탄성지지부(140)의 가압력을 이기고 전방으로 이동된다. 이동체(300)의 이동에 따라 전방 탄성지지부(140)는 상방으로 절곡되고, 전방 스위치(540)를 가압한다. 전방 스위치(540)는 내부에서 전원선(584)과 스위치선(582)이 접점을 형성하여 전류가 흐르고, 감지부(700)에서 그 충돌을 감지하게 된다. 또한, 감지부(700)는 스위치(540)가 접점을 이루는 시간을 측정하여 에어백의 전개 여부를 결정한다.

도 4는 차량의 후방충돌시 충돌감지센서의 작동을 나타낸 도면이다. 차량의 후방충돌시 이동체(300)는 후방으로 이동되고, 후방 탄성지지부(160)가 절곡 상승되어 후방 스위치(560)를 가압한다. 후방 스위치(560)는 전원선(584)과 스위치선(586)이 접점을 이루어 감지부(700)에서 전류의 흐름을 감지하고, 충돌 여부를 판단하게 된다. 후방충돌로 판단된 경우 일반적으로 에어백을 전개시키지 않음으로써 탑승자를 보호한다. 왜냐하면 후방충돌시에도 에어백을 전개할 경우 오히려 탑승자는 2차적인 상해를 입기 때문이다. 본 발명에 의할 때, 전방충돌과 후방충돌을 명확히 구별함으로써 충돌감지센서의 오작동으로 인한 탑승자의 상해를 방지할 수 있게 되는 것이다.

도 5는 도 4의 "A"부분의 확대 단면도로서, 스위치의 구성을 상세히 나타낸다. 도시된 스위치는 전방 스위치(540)로써, 스위치 고정부(520)의 하단에 스위치(540)가 마련되고, 그 스위치(540)에는 전원선(584)과 스위치선(582)이 연결된다. 스위치(540)는 고무 부재로써 내부에 일정 공간이 형성된 돌기 형상이다. 전원선(584)과 스위치선(582)의 단부(582a,584a) 하방에는 선택적으로 접점을 형성하는 연결판(542)이 이격되어 마련되고, 그 연결판(542)은 스위치(540)에 고정된다. 전방 탄성지지부(140)가 상승 절곡될 경우 그 탄성지지부(140)의 단부인 가압돌기(142)는 스위치(540)를 가압하고, 스위치(540)의 연결판(542)은 상승되어 전원선(584)과 스위치선(582)을 연결한다. 전원선(584)과 스위치선(582)이 연결되어 폐 회로가 구성되고 감지부(700)에서는 그 전류의 흐름을 감지하여 충돌 여부와 충돌시간을 파악하고, 에어백의 전개여부를 결정하는 것이다. 후방 스위치(560) 역시 전방 스위치(540)와 대응되는 구성으로 이루어져 후방 충돌을 감지할 수 있도록 한다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

도 1은 종래의 실시예에 따른 차량의 충돌감지센서를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 충돌감지센서를 나타낸 단면도.

도 3은 도 2에 도시된 차량의 충돌감지센서의 전방충돌시 작동도.

도 4는 도 2에 도시된 차량의 충돌감지센서의 후방충돌시 작동도.

도 5는 도 2에 도시된 차량의 충돌감지센서의 "A"부분의 확대도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 하우징 140,160 : 탄성지지부

300 : 이동체 520 : 스위치 고정부

540,560 : 스위치 584 : 전원선

582,586 : 스위치선 588 : 커넥터

700 : 감지부

Claims

하우징(100);

상기 하우징(100)의 내측 상단부에 이격되어 설치되며, 가압시 내부에서 접점을 이루는 한 쌍의 스위치(540,560);

상기 하우징(100)의 내측 하단부(120)에서 관성에 의해 직선운동할 수 있도록 마련된 이동체(300); 및

상기 하우징(100)의 내부에 마련되며, 상기 이동체(300)가 양 스위치(540,560) 사이에 머무르도록 탄성을 구비하며 이동체(300)를 양측에서 각각 지지하고, 이동체(300)가 이동할 경우 그 이동체(300)에 의해 상방으로 절곡되어 대응되는 스위치를 가압하는 한 쌍의 탄성지지부(140,160);를 포함하는 차량의 충돌감지센서.
청구항 1에 있어서,

상기 하우징(100)의 외부에서 상기 한 쌍의 스위치(540,560)와 연결되며, 각 스위치(540,560)의 접점 형성을 통하여 충돌의 발생과 그 방향을 감지하는 감지부(700)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌감지센서.
청구항 2에 있어서,

상기 감지부(700)는 스위치(540,560)가 접점을 형성하는 시간을 파악하고, 그 접점을 형성하는 시간을 통하여 충돌의 크기를 감지하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌감지센서.
청구항 1에 있어서,

상기 탄성지지부(140,160)는 이동체(300)의 양측에서 각각 이동체(300) 측으로 연장된 후 단부가 상방 절곡된 판스프링이고, 상기 이동체(300)는 양 탄성지지부(140,160)의 절곡된 단부 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌감지센서.
청구항 1에 있어서,

상기 하우징(100)의 내측 상단부에는 스위치 고정부(520)가 마련되고 각 스위치(540,560)는 스위치 고정부(520)의 하단에 설치되며, 스위치 고정부(520)의 내측에는 각 스위치(540,560)로 연결되는 연결선(580)이 매설된 것을 특징으로 하는 차량의 충돌감지센서.
청구항 5에 있어서,

상기 하우징(100)에는 상기 연결선(580)의 외부연결을 위해 커넥터(588)가 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 충돌감지센서.
청구항 1에 있어서,

상기 이동체(300)는 그 단면이 원형인 구 형상 또는 원통 형상인 것을 특징으로 하는 차량의 충돌감지센서.