KR20100068907A - 정면 승객 구속장치의 제어방법 - Google Patents

정면 승객 구속장치의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정면 승객 구속장치의 제어방법에 관한 것으로, 차량 충돌시에 감가속도계를 통해 감지된 상기 차량의 제1 감가속도에 근거하여 탑승자의 최초위치에서 전방으로 이동된 변위값 및 예측변위값을 산출하는 단계, 고주파 센서를 통해 감지된 고주파 센서 신호에 근거하여 고주파 센서 제1 이동평균값을 산출하는 단계 및 상기 변위값과 상기 예측변위값 및 상기 고주파 센서 제1 이동평균값에 근거하여 정면 승객 구속장치의 작동 시점을 결정하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 정면 승객 구속장치의 최적화된 작동 시간을 승객의 거동, 차체의 변형을 물리적으로 반영한 제어 방법을 이용하여 신뢰성있게 결정할 수 있다.
Figure P1020080127420
정면 승객 구속장치, ACU, 감가속도계, 고주파 센서

Description

정면 승객 구속장치의 제어방법{Restriction device's control method for the front of passenger}
본 발명은 정면 승객 구속장치의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 충돌시에 감가속도계를 통해 감지된 차량의 제1 감가속도에 근거하여 탑승자의 최초위치에서 전방으로 이동된 변위값 및 예측변위값을 산출하고, 고주파 센서를 통해 감지된 고주파 센서 신호에 근거하여 고주파 센서 제1 이동평균값을 산출하며 변위값과 예측변위값 및 고주파 센서 제1 이동평균값에 근거하여 정면 승객 구속장치의 작동 시점을 결정하는 정면 승객 구속장치의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 정면 충돌의 대표적인 유형에는 100% 정면, 오프셋, 경사, 폴 충돌 등이 있다. 승객 탑승실 내에 장착되어 있는 ACU(Air-bag Control Unit)로부터 측정된 감가속도를 이용하여 승객 구속 장치를 제어할 경우 100% 정면 및 폴 충돌의 성능은 확보할 수 있으나 오프셋 및 경사 충돌의 성능은 확보하기 어렵다. 오프셋 및 경사 충돌의 경우 충돌 정도가 심각할지라도 충돌 초기에 발생하는 ACU 내 감가속도의 크기가 크지 않기 때문에 제어에 어려움이 있다.
이를 해결하기 위하여 차량 전방에 FIS(전방 충돌 센서)를 장착한다. FIS의 사용 목적은 차량 전방에 장착되어 차량 전방의 변형을 초기에 감지하는 데에 있다. 이로부터 얻은 감가속도를 함께 이용하여 승객 구속 장치를 제어하고 있다. 또한, 센서 오작동에 의한 승객 구속 장치 오작동 방지를 위하여 별도의 세이핑 센서를 장착하여 세이핑 센서가 충돌이라고 판단할 경우에만 승객 구속 장치를 작동시킨다.
FIS를 이용할 경우 오프셋 및 경사 충돌의 성능 확보는 가능하나 아래와 같은 문제점이 있다. 센서가 차량 전방에 장착되어 있으므로 충돌 시 센서가 파손되거나 센서와 ACU를 연결하는 와이어 하네스가 절단될 수 있다. 또한, 좌우측 2개의 FIS 및 와이어 하네스 추가로 인하여 비용이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 정면 승객 구속장치의 최적화된 작동 시간에 승객의 거동, 차체의 변형을 물리적으로 반영할 수 있어서 신뢰성이 향상될 수 있는 정면 승객 구속장치의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 정면 승객 구속장치의 제어방법은 차량 충돌시에 감가속도계를 통해 감지된 상기 차량의 제1 감가속도에 근거하여 탑승자의 최초위치에서 전방으로 이동된 변위값 및 예측변위값을 산출하는 단계, 고주파 센서를 통해 감지된 고주파 센서 신호에 근거하여 고주파 센서 제1 이동평균값을 산출하는 단계 및 상기 변위값과 상기 예측변위값 및 상기 고주파 센서 제1 이동평균값에 근거하여 정면 승객 구속장치의 작동 시점을 결정하는 단계를 포함한다.
상기 결정 단계는, 상기 변위값에 근거하여 상기 예측변위값의 임계값을 결정하고, 고주파 임계값을 결정하며, 상기 예측변위값이 상기 임계값보다 클 경우 상기 정면 승객 구속장치를 작동시킨다.
상기 결정 단계는, 상기 고주파 센서 제1 이동평균값과 상기 고주파 임계값의 비교 결과에 따라 임계값을 결정한다.
상기 임계값은, 상기 차량 정면 충돌시에 횡가속도센서를 통해 감지되는 상기 차량의 제2 감가속도를 더 포함하여 결정된다.
상기 고주파 센서 신호는, 상기 차량 충돌시 차체의 변형에 따라 신호의 크 기가 비례한다.
본 발명에 따른 고주파 센서는 충돌 시 차체에 전달되는 고주파 영역 신호를 측정하는 센서로 신호의 크기는 차체의 변형에 비례하며, FIS와 달리 고주파 센서는 ACU 내에 장착될지라도 차량 전방의 변형을 초기에 감지할 수 있다. 따라서, ACU 내에 장착되는 고주파 센서 신호를 이용하여 정면 승객 구속장치 제어 방법을 구현할 경우 FIS 및 와이어 하네스가 없더라도 기존 성능 동등 수준 이상을 확보할 수 있고, 고주파 센서를 세이핑 센서 개념으로 동시에 사용할 수 있으므로 세이핑 센서 삭제를 통한 원가 절감 효과도 있다.
본 발명에 따른 정면 승객 구속장치의 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 차량 정면 충돌시에 탑승자의 전방으로 이동된 변위값 및 예측변위값이 도시된 도면이다. 도 1에서 도면부호 1은 차량 충돌 전의 탑승자이고, 도면부호 1'및 1"는 차량 충돌 후의 탑승자이다.
도 1을 참조하면, 차량 정면 충돌시에 탑승자(1)가 만개된 에어백(2)에 의해 보호받기 위해서는, 탑승자(1)의 최초위치(P)에서 만개된 에어백(2)까지의 거리(L)를 움직이는데 소요되는 시간에서, 에어백이 작동 시작한 후 만개되는 거리(L')까지 소요되는 시간을 뺀 시간 내에 에어백이 작동하기 시작해야 한다. 예를 들어, 탑승자(1)의 최초위치(P)에서 만개된 에어백(2)까지의 거리(L)를 움직이는데 소요 되는 시간이 0.5초이고, 에어백이 작동 시작한 후 만개되는 거리(L')까지 소요되는 시간이 0.3초이면, 에어백은 0.5초에서 0.3초를 뺀 시간인 0.2초 내에 작동하기 시작하여야 탑승자(1)가 만개된 에어백(2)에 의해 보호받을 수 있다.
하지만, 실제 차량 정면 출동이 발생하면 탑승자(1)는 에어백이 작동시작하기 전에 전방으로 이동되고, 이로 인해 탑승자(1)가 만개된 에어백(2)까지의 거리(L)를 움직이는데 소요되는 시간은 그만큼 단축된다. 즉, 에어백이 작동 시작한 후 만개되는 거리(L')까지 소요되는 시간은 0.3초로 일정한 값을 가지는데 반해, 탑승자(1)가 만개된 에어백(2)까지의 거리(L)를 움직이는데 소요되는 시간이 단축됨으로써, 탑승자(1)는 아직 만개되지 않은 에어백과 접촉하게 되고 이로 인해 에어백은 탑승자(1)를 효율적으로 보호하지 못하게 된다.
즉, 탑승자(1)가 만개된 에어백(2)에 의해 보호받기 위해서는 에어백이 작동 시작한 후에 만개되는 거리(L')까지 소요되는 시간동안 탑승자의 이동될 거리(L2)를 미리 예측해야 한다. 이하, 차량 정면 충돌이 발생한 후 에어백이 작동 시작하기 전에 탑승자의 이동된 거리(L1)를 변위값(L1)이라 칭하고, 에어백이 작동 시작한 후에 탑승자의 이동된 거리(L2)를 예측변위값(L2)이라 칭하여 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이, 탑승자(1)가 만개된 에어백(2)에 의해 보호받기 위해서는 변위값(L1)과 예측변위값(L2)의 합이 탑승자(1)의 최초위치(P)에서 만개된 에어백(2)까지의 거리(L)가 되는 시점에 에어백이 작동 시작하면 된다.
도 2는 일반적인 정면 승객 구속장치의 제어방법이 적용되는 제어장치가 도시된 도면이며, 도 3은 일반적인 정면 승객 구속장치의 제어방법이 적용되는 승객 의 변위값 및 예측변위값을 나타낸 함수그래프이다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 일반적인 정면 승객 구속장치의 제어방법을 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 일반적인 정면 승객 구속장치의 제어방법이 적용되는 제어장치는, 차량(10) 정면 충돌시에 차량(10)의 길이방향의 제1 감가속도를 감지하는 감가속도계(21)와, 차량(10) 정면 충돌시에 차량(10)의 폭방향의 제2 감가속도를 감지하는 횡가속도센서(22)와, 차량(10)의 전방부에 배치되어 차량(10) 정면 충돌시에 차량(10)의 좌/우측의 제3, 4 감가속도를 감지하는 좌/우측 프론트 임펙트센서(30,40)와, 차량(10)의 평균감가속도를 감지하는 세이핑센서(23)와, 상기 제1, 2, 3, 4 감가속도 및 상기 평균감가속도에 근거하여 정면 승객 구속장치(이하, 에어백)를 제어하는 ACU(20)를 포함한다.
감가속도계(21)와 횡가속도센서(22) 및 세이핑센서(23)는 ACU(20) 내부에 포함될 수 있으며, 이에 한정을 두지는 않는다.
감가속도계(21)와 횡가속도센서(22) 및 좌/우측 프론트 임펙트센서(30,40)는 차량(10)의 제1, 2, 3, 4 감가속도를 감지하여 ACU(20)로 전달하고, 세이핑센서(23)는 차량(10)의 평균감가속도를 감지하여 ACU(20)로 전달한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, ACU(20)는 상기 제1 감가속도를 전달받아 차량(10)이 외부 물체와 정면 충돌시에 탑승자의 변위값(L1) 및 예측변위값(L2)을 산출한다.
즉, ACU(20)는 감가속도계(21)를 통해 획득한 상기 제1 감가속도를 두 번 적 분하여 변위값(L1)을 계산하고, 상기 제1 감가속도를 한번 적분하여 얻은 속도를 이용한 함수를 통하여 예측변위값(L2)을 계산한다. 예측변위값(L2)은 계산상 편의를 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 예측변위값(L2')과 제2 예측변위값(L2")으로 나뉘어질 수 있다.
ACU(20)는 변위값(L1)과 제1 예측변위값(L2') 및 제2 예측변위값(L2")의 합이 탑승자(1)의 최초위치(P)와 만개된 에어백(2) 사이의 거리(L)가 되는 시점에 에어백이 작동될 수 있도록, 변위값(L1)을 이용하여 가변 값인 임계값을 결정한다.
여기서, 상기 임계값은 변위값(L1)에 따라 가변되는 미리 설정된 값으로서 실험치이다. 상기 임계값은 예측변위값(L2)과 비교되기 위한 예측변위값(L2)의 임계값이다. 따라서, 예측변위값(L2)이 제1 예측변위값(L2')과 제2 예측변위값(L2")으로 나뉘어질 수 있듯이, 상기 임계값도 제1 예측변위값(L2') 및 제2 예측변위값(L2")과 비교되기 위해 복수개로 설정될 수 있다.
ACU(20)는 상기 임계값을 결정함에 있어, 상기 제2 감가속도와 상기 제3, 4 감가속도를 더 이용하여 결정할 수 있다.
ACU(20)는 예측변위값(L2)과 상기 임계값을 비교하여 예측변위값(L2)이 상기 임계값보다 클 경우에 에어백을 작동시킬 것을 1차적으로 결정한다.
하지만, 에어백이 전개되지 않아도 될 정도의 심각도가 낮은 충돌이나 험로/장애물 주행시에는 탑승자(1)의 이동 거리는 없거나 작다. 따라서, 탑승자(1)의 변위값(L1)과 예측변위값(L2)이 없거나 작게 발생된다.
즉, ACU(20)는 에어백의 작동 여부를 한번 더 신중하게 결정하기 위해, 세이 핑센서(23)에서 차량(10)의 평균감가속도를 전달받아 상기 평균감가속도가 기 설정된 임계값보다 클 경우에만 에어백이 전개되도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 정면 승객 구속장치의 제어방법이 적용되는 제어장치가 도시된 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 정면 승객 구속장치의 제어방법이 적용되는 제어장치는, 차량(50) 정면 충돌시에 차량(50)의 길이방향의 제1 감가속도를 감지하는 감가속도계(61)와, 고주파 센서(62), 차량 정면 충돌시에 차량의 폭방향의 제2 감가속도를 감지하는 횡가속도센서(미도시) 및 정면 승객 구속장치(이하, 에어백)를 제어하는 ACU(60)를 포함한다.
상기 구성을 참조한, 본 발명에 따른 정면 승객 구속장치의 제어방법은 차량 충돌시에 감가속도계를 통해 감지된 상기 차량의 제1 감가속도에 근거하여 탑승자의 최초위치에서 전방으로 이동된 변위값 및 예측변위값을 산출하고, 고주파 센서를 통해 감지된 고주파 센서 신호에 근거하여 고주파 센서 제1 이동평균값을 산출하며 및 변위값과 예측변위값 및 고주파 센서 제1 이동평균값에 근거하여 정면 승객 구속장치의 작동 시점을 결정한다. 여기서, 고주파 센서 신호는, 상기 차량 충돌시 차체의 변형에 따라 신호의 크기가 비례한다.
이때, 결정 단계는 변위값에 근거하여 예측변위값의 임계값을 결정하고, 고주파 임계값을 결정하며, 예측변위값이 임계값보다 클 경우 정면 승객 구속장치를 작동시킨다.
또한, 결정 단계는 고주파 센서 제1 이동평균값과 고주파 임계값의 비교 결 과에 따라 임계값을 결정한다. 이때, 임계값은, 차량 정면 충돌시에 횡가속도센서를 통해 감지되는 차량의 제2 감가속도를 더 포함하여 결정될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 정면 승객 구속장치의 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 정면 승객 구속장치의 제어방법은, 차량 정면 충돌시에 감가속도계를 통해 차량의 제1 감가속도를 감지하는 단계(S10)와, 상기 제1 감가속도에 근거하여 탑승자의 최초위치에서 전방으로 이동된 변위값 및 예측변위값을 산출하는 단계(S20)와, 변위값과 예측변위값 및 고주파 센서 제1 이동평균값에 근거하여 정면 승객 구속장치(이하, 에어백)의 작동 시점을 결정하는 단계(S30)를 포함한다.
산출 단계(S20)에서는 예측변위값을 계산상 편의를 위해 제1 예측변위값(L2')과 제2 예측변위값(L2")으로 나뉘어 산출한다.
결정 단계(S30)에서는 변위값(L1)에 근거하여 예측변위값(L2)의 임계값(T1,T2)을 결정한다. 임계값(T1,T2)을 결정함에 있어서, 고주파 센서를 통해 감지된 고주파 센서 신호에 의해 산출된 고주파 센서 제1 이동평균값과 고주파 임계값의 비교 결과에 따라 결정된다.
변위값(L1)에 근거하여 제1 예측변위값(L2')의 임계값인 제1 임계값(T1)은 제1-1 임계값과 제1-2 임계값으로 복수개 설정되고, 제2 예측변위값(L2")의 임계값인 제2 임계값(T2)은 제2-1 임계값과 제2-2 임계값으로 복수개 설정되며, 고주파 임계값이 설정된다. 여기서, 상기 제1-1 임계값, 상기 제1-2 임계값, 상기 제2-1 임계값, 상기 제2-2 임계값, 고주파 임계값은 변위값(L1)에 따라 가변되는 미리 설정된 값으로서 실험치이다.
이후, 고주파 임계값은 고주파 센서 제1 이동평균값과 비교되어, 고주파 센서 제1 이동평균값이 고주파 임계값 이상인 경우에 상기 제1-1 임계값은 제1 임계값(T1)으로 결정되고 상기 제2-1 임계값은 제2 임계값(T2)으로 결정된다. 한편, 고주파 센서 제1 이동평균값이 고주파 임계값 보다 작은 경우에는 상기 제1-2 임계값이 제1 임계값(T1)으로 결정되고 상기 제2-2 임계값이 제2 임계값(T2)으로 결정된다.
이후, 제1 임계값(T1)은 제1 예측변위값(L2')과 비교되고 제2 임계값(T2)은 제2 예측변위값(L2")과 비교되어, 제1 예측변위값(L2')이 제1 임계값(T1) 이상이고 제2 예측변위값(L2")이 제2 임계값(T2) 이상이면 에어백을 작동시킬 것을 1차적으로 결정한다.
이후, ACU(20)는 에어백의 작동 여부를 한번 더 신중하게 결정하기 위해, 고주파 센서의 제2 이동평균값이 기 설정된 임계값(T) 이상인 경우에만 에어백이 전개되도록 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다
도 1은 차량 정면 충돌시에 탑승자의 전방으로 이동된 변위값 및 예측변위값이 도시된 도면.
도 2는 일반적인 정면 승객 구속장치의 제어방법이 적용되는 제어장치가 도시된 도면.
도 3은 일반적인 정면 승객 구속장치의 제어방법이 적용되는 승객의 변위값 및 예측변위값을 나타낸 함수그래프.
도 4는 본 발명에 따른 정면 승객 구속장치의 제어방법이 적용되는 제어장치가 도시된 도면.
도 5는 본 발명에 따른 정면 승객 구속장치의 제어방법이 도시된 순서도.

Claims (5)

  1. 차량 충돌시에 감가속도계를 통해 감지된 상기 차량의 제1 감가속도에 근거하여 탑승자의 최초위치에서 전방으로 이동된 변위값 및 예측변위값을 산출하는 단계;
    고주파 센서를 통해 감지된 고주파 센서 신호에 근거하여 고주파 센서 제1 이동평균값을 산출하는 단계; 및
    상기 변위값과 상기 예측변위값 및 상기 고주파 센서 제1 이동평균값에 근거하여 정면 승객 구속장치의 작동 시점을 결정하는 단계를 포함하는 정면 승객 구속장치의 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 결정 단계는,
    상기 변위값에 근거하여 상기 예측변위값의 임계값을 결정하고, 고주파 임계값을 결정하며, 상기 예측변위값이 상기 임계값보다 클 경우 상기 정면 승객 구속장치를 작동시키는 것을 특징으로 하는 정면 승객 구속장치의 제어방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 결정 단계는,
    상기 고주파 센서 제1 이동평균값과 상기 고주파 임계값의 비교 결과에 따라 임계값을 결정하는 것을 특징으로 하는 정명 승객 구속장치의 제어방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 임계값은,
    상기 차량 정면 충돌시에 횡가속도센서를 통해 감지되는 상기 차량의 제2 감가속도를 더 포함하여 결정되는 것을 특징으로 하는 정면 승객 구속장치의 제어방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 고주파 센서 신호는,
    상기 차량 충돌시 차체의 변형에 따라 신호의 크기가 비례하는 것을 특징으로 하는 정면 승객 구속장치의 제어방법.
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