KR20100076480A - 충돌 감지 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 차량의 외형을 형성하는 프레임에 장착된 에어 쉴딩부의 압력변화를 이용하여 차량의 충돌여부를 감지할 수 있는, 충돌 감지 장치 및 방법을 제공하기 위한 것으로서, 이를 위해 본 발명은, 공기가 채워진 상태로 차량에 장착되어 있으며, 외부로부터 충격이 가해지는 경우에는 공기가 외부로 빠져나갈 수 있도록 형성되어 있는 에어 쉴딩부, 에어 쉴딩부 내부의 공기의 압력을 감지하기 위한 압력 감지부, 압력 감지부로부터 전송된 감지 신호를 분석한 결과 에어 쉴딩부 내부의 공기 압력이 임계압력 이하로 떨어진 경우에는 에어백이 전개되도록 하는 제어신호를 발생시키는 제어부를 포함한다.

임계압력, 충돌, 에어백

Description

충돌 감지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF SENSING A COLLISION}

본 발명은 차량의 충돌 감지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 차량의 에어백 시스템과 연동되어 있는 충돌 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 에어백 시스템에는 충돌 감지 장치가 구비되어 있어, 이 충돌 감지 장치가 차량의 충돌 시 발생되는 충격을 감지하여 에어백 시스템의 제어부에 충돌신호를 보내며, 이 충돌신호를 받은 제어부가 기폭장치를 작동시켜 에어백을 전개시킴으로써 운전자 및 승객이 보호되도록 하고 있다.

종래의 에어백 시스템에 적용되는 충돌 감지 장치로는 압전센서를 이용한 것이 많았는데, 이는 차량충돌시 스프링에 구속되어 있던 스틸볼(steel ball)이 전진하여 압전센서를 압박함으로써 압전센서에서 발생된 전기신호가 제어유니트로 전달되는 구조로 이루어져 있었다.

그러나, 상기 압전센서는 민감한 전자부품으로서, 주변 전자파의 영향으로 오작동되어 차량에 충돌이 발생하지 않았는데도 충돌신호를 발생시켜 에어백이 오전개되는 경우가 발생될 수 있다.

이 경우, 탑승자의 상체에 에어백 전개로 인한 충격이 가해져 탑승자가 상해 를 입을 수도 있으며, 운전자가 놀라게 될 뿐만 아니라, 에어백이 운전자의 시야를 가리게 되어 대형 사고가 유발될 수도 있다.

또한, 종래의 에어백 시스템은 차량의 정면 충돌 시, 충돌에 의해 전달되는 충격량을 짧은 시간에 감지하여 에어백을 전개하는데, 높이가 낮은 차량과 높은 차량이 서로 충돌할 경우에는, 높이가 낮은 차량의 에어백 시스템이 정상적으로 작동되지 않는 경우가 발생되고 있다.

즉, 높이가 낮은 차량과 높은 차량이 서로 충돌할 경우, 높이가 상대적으로 낮은 차량은, 충격량이 감쇄되어 짧은 시간 내에 전달되는 충격량이 낮게 계산될 수 있기 때문에, 충돌에 의해 차량이 파손되더라도, 그 에어백이 제대로 전개되지 못하는 경우가 발생되고 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 차량의 외형을 형성하는 프레임에 장착된 에어 쉴딩부의 압력변화를 이용하여 차량의 충돌여부를 감지할 수 있는, 충돌 감지 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 충돌 감지 장치는, 공기가 채워진 상태로 차량에 장착되어 있으며, 외부로부터 충격이 가해지는 경우에는 공기가 외부로 빠져나갈 수 있도록 형성되어 있는 에어 쉴딩부, 에어 쉴딩부 내부의 공기의 압력을 감지하기 위한 압력 감지부, 압력 감지부로부터 전송된 감지 신호를 분석한 결과 에어 쉴딩부 내부의 공기 압력이 임계압력 이하로 떨어진 경우에는 에어백이 전개되도록 하는 제어신호를 발생시키는 제어부를 포함한다.

본 발명은 차량의 외형을 형성하는 프레임에 장착된 에어 쉴딩부의 압력변화를 이용하여 차량의 충돌여부를 감지함으로써, 센서의 오작동에 의한 에어백의 미전개를 방지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 충돌 감지 장치가 장착되어 있는 차량의 충돌 상태를 나타낸 예시도이다.

본 발명에 따른 충돌 감지 장치(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 차량(10)에 장착되어 있는 것으로서, 특히, 차체의 높이가 상대적으로 높은 대형차량(30)과 충돌하게 될 수 있는 소형차량(10)에 장착되는 경우에 유용하게 이용될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 충돌 감지 장치(20)는 소형차량(10)의 외형을 형성하는 프레임, 예를 들어, 차량 앞쪽의 엔진룸을 덮고 있는 본네트(bonnet)가, 다른 차량 특히, 차체의 높이가 상대적으로 높은 대형차량(30)과 충돌하여 찌그러지는 경우, 본네트에 장착되어 있는 에어 쉴딩부 내부의 공기가 외부로 빠져나가도록 하는 한편, 에어 쉴딩부 내부의 압력 변화를 측정하여 충돌의 강도를 산출하여 에어백이 전개될 수 있도록 한다.

그러나, 본 발명에 적용되는 에어 쉴딩부가 차량 앞쪽의 엔진룸을 덮고 있는 본네트에만 장착되는 것은 아니며, 따라서, 차량 뒷쪽의 트렁크를 덮고 있는 덮개에도 형성될 수도 있다. 이 경우에는 소형차량(10)이 그 뒷쪽에서 다른 차량, 특히 대형차량과 충돌한 경우에 유용하게 이용될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 충돌 감지 장치(20)는 상기한 바와 같이 차량의 충돌 여부를 감지하여 에어백이 정상적으로 전개되도록 하기 위한 것으로서, 에어백 시스템과 별개로 구성될 수도 있고, 에어백 시스템의 일부분으로 구성될 수도 있다.

충돌 감지 장치(20)를 에어백 시스템의 일부분으로 구성하는 경우에는, 에어백 시스템의 제어부와 충돌 감지 장치(20)의 제어부를 하나로 구성요소로 볼 수도 있다.

즉, 본 발명에 따른 충돌 감지 장치(20)가 에어 쉴딩부의 압력변화에 따라 충돌여부를 판단한 경우, 직접 에어백 전개 장치를 구동하여 에어백을 전개시킬 수도 있다.

다만 이하에서는, 설명의 편의상 본 발명에 따른 충돌 감지 장치(20)가 에어백 시스템의 보조 장치의 하나로서 설명한다. 따라서, 충돌 감지 장치의 제어부와 에어백 시스템의 제어부는 서로 상이한 것으로 설명되며, 충돌 감지에 따라 에어백을 전개하기 위한 구체적인 설명도 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 충돌 감지 장치의 일실시예 내부 구성도이다. 또한, 도 3은 도 2에 도시된 충돌 감지 장치의 에어 쉴딩부가 본네트에 장착되어 있는 상태를 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 충돌 감지 장치의 에어 쉴딩부가 본네트에 장착되어 있는 상태를 나타낸 측단면도이다.

먼저, 본 발명에 따른 충돌 감지 장치(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 차량의 외형을 형성하는 프레임, 예를 들어, 차량 앞쪽의 엔진룸을 덮고 있는 본네트(bonnet)에 장착되어 있고, 그 내부에는 공기가 채워져 있으며, 외부로부터 압력이 가해지는 경우에는 공기가 외부로 빠져나갈 수 있도록 배출구가 형성되어 있는 에어 쉴딩부(23), 에어 쉴딩부(23) 내부 공기의 압력을 감지하기 위한 압력 감지부(22), 차량의 속도를 감지하기 위한 속도 감지부(24), 차량의 가속도를 감지하기 위한 가속도 감지부(25) 및 압력 감지부(22)로부터 전송된 감지 신호를 분석한 결과 에어 쉴딩부(23) 내부의 공기 압력이 일정 기준(임계 압력) 이하로 떨어진 경우에는 속도 감지부(24)와 가속도 감지부(25)로부터 전송된 정보를 함께 고려하여 차량의 충돌 여부를 판단하며, 충돌로 판단된 경우에는 에어백이 전개되도록 하는 제 어신호를 발생시키는 제어부(21)를 포함한다.

에어 쉴딩부(23)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본네트의 내부에 장착되는 것으로서, 본네트의 면적에 따라 한 개 또는 두 개가 장착될 수 있다.

에어 쉴딩부의 내부는 공기로 채워져 있으며, 일정한 압력이 가해지면 공기가 외부로 빠져나갈 수 있도록 하기 위한 배출구가 형성되어 있다. 그러나, 배출구가 반드시 구비되어야 하는 것은 아니다.

즉, 에어 쉴딩부는 에어백이 전개되어야할 만큼의 충격이 가해진 경우에는 그 충격에 의해 찢어지거나 파손되도록 구성될 수도 있다. 그러나, 이러한 찢어짐이나 파손이 일정한 충격에 의해 일률적으로 항상 일어난다고 보장될 수는 없기 때문에 상기한 바와 같이 배출구가 구비되도록 에어 쉴딩부가 형성되는 것이 바람직하다.

압력 감지부(22)는 에어 쉴딩부에 장착되어 에어 쉴딩부 내부의 압력을 감지하는 기능을 수행한다. 압력 감지부에서 감지된 압력신호는 제어부로 전송된다. 한편, 본 발명에 적용되는 압력 감지부는 현재 널리 이용되고 있는 압력 센서를 이용하여 다양하게 형성될 수 있는바, 그에 대한 상세한 설명은 생략된다.

속도 감지부(24)는 차량의 속도를 감지하여 제어부로 전송하는 것으로서, 제어부는 압력 감지부에서 전송된 압력신호에 따라 판단된 압력정보뿐만 아니라, 속도 감지부에서 전송된 속도신호에 따라 판단된 속도정보를 이용하여 에어백 전개 여부를 판단하게 된다. 한편, 본 발명에 적용되는 속도 감지부 역시 현재 널리 이용되고 있는 속도 센서를 이용하여 다양하게 형성될 수 있는바, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

가속도 감지부(25)는 차량의 가속도를 감지하여 제어부로 전송하는 것으로서, 제어부(21)는 압력 정보뿐만 아니라, 가속도 감지부(25)에서 전송된 가속도 신호에 따라 판단된 가속도 정보를 이용하여 에어백 전개 여부를 판단하게 된다.

한편, 본 발명의 가속도 감지부(25) 역시 현재 널리 이용되고 있는 가속도 센서를 이용하여 다양하게 형성될 수 있는바, 그에 대한 상세한 설명은 생략된다.

또한, 상기에서는 가속도 감지부(25)와 속도 감지부(24)가 별개의 구성요소로서 설명되었으나, 본 발명에서는 가속도 감지부와 속도 감지부가 하나의 구성요소로 형성되어 두 개의 정보, 즉, 가속도 정보 및 속도 정보를 산출할 수도 있다.

제어부(21)는 압력 감지부(22)로부터 전송된 감지 신호를 분석한 결과 에어 쉴딩부 내부(23)의 공기 압력이 일정 기준(임계 압력) 이하로 떨어진 경우에는 에어백을 전개하도록 하는 제어 신호를 출력하는 기능을 수행한다.

이때, 상기한 바와 같이 본 발명에 따른 충돌 감지 장치의 제어부(21)가 에어백 시스템을 동시에 제어하는 경우에는, 제어부(21)에서 발생된 제어 신호는 직접적으로 에어백 전개 장치로 전송되어 에어백을 전개하도록 할 수 있다.

또한, 충돌 감지 장치의 제어부(21)와 에어백 시스템의 제어부가 동일한 것이 아닌 경우에는, 제어부(21)에서 발생된 제어신호는 에어백 시스템의 제어부로 전송되어 에어백을 전개하도록 할 수도 있다.

아울러, 충돌 감지 장치의 제어부(21)와 에어백 시스템의 제어부가 동일한 것이 아닌 경우에도, 제어부(21)에서 발생된 제어신호는 에어백 전개 장치로 직접 전송되어 에어백을 전개하도록 할 수도 있다.

한편, 제어부(21)는 압력 감지부(22)로부터 전송된 감지 신호만을 이용하여 에어백 전개 여부를 판단할 수도 있으나, 속도 감지부(24) 및 가속도 감지부(25)로부터 전송된 감지 신호들을 함께 분석하여 에어백 전개 여부를 판단할 수도 있다. 즉, 제어부는 정지상태 또는 운전자에게 위험이 가해질 염려가 없는 상태에서의 본네트 손상으로 인한 에어백의 오전개를 막기 위해, 차량의 속도센서 등 타 제어 장치로부터 다양한 차량 정보(속도 정보, 가속도 정보 등)를 전송받아 에어백 전개 여부를 판단할 수 있다.

이하에서는, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 충돌 감지 방법이 상세히 설명된다.

도 5는 본 발명에 따른 충돌 감지 방법의 일실시예 흐름도로서, 도 2에 도시된 충돌 감지 장치에서 차량의 충돌 여부를 감지하는 방법을 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 충돌 감지 장치가 장착된 차량(10)이 도 1에 도시된 바와 같은 상태로 대형차량(30)과 충돌한 경우, 제어부는 에어 쉴딩부의 공기압력이, 에어백 전개를 위한 임계 압력보다 낮은지를 판단한다(502). 임계압력은 상기한 바와 같이 에어백 전개를 위한 최소의 압력으로서, 에어 쉴딩부가 훼손되어 에어 쉴딩부 내부의 공기가 외부로 빠져나갔다고 인정될 수 있는 압력을 말한다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같은 충돌이 발생되어 본네트가 훼손되고, 그에 따라 에어 쉴딩부가 훼손되면, 에어 쉴딩부 내부의 공기가 외부로 배출되는바, 제어부는 공기의 배출량을 이용하여 에어 쉴딩부 및 본네트의 훼손 정도를 파악하는 것 이다.

상기 공기압력 판단결과(502), 공기 압력이 임계 압력보다 높은 것으로 판단되면, 제어부는 충돌이 일어나지 않은 것으로 판단하여 에어백 전개를 위한 제어신호를 발생시키지 않는다. 즉, 공기압력이 줄어든 경우에도, 임계압력보다 줄어들지 않았다면, 제어부는 차량이 심하게 충돌하지 않은 것으로 판단하여 에어백을 전개시키지 않을 수도 있다.

상기 공기압력 판단결과(502), 공기압력이 임계압력보다 낮은 것으로 판단되면, 제어부는 충돌이 일어난 것으로 판단하여 에어백 전개를 위한 제어신호를 발생시킬 수 있다(508). 즉, 공기압력이 임계압력보다 낮다는 것은, 본네트 및 에어 쉴딩부에 큰 충격이 가해져, 에어 쉴딩부에 많은 압력이 가해졌다는 것을 의미하며, 결국, 에어 쉴딩부 내부의 공기가 상기 압력에 의해 외부로 배출되었음을 의미한다. 따라서, 제어부는 이러한 상태를 충돌로 간주하여 에어백 전개를 위한 제어신호를 발생시킬 수 있다.

그러나, 본 발명은 공기압력뿐만 아니라, 또 다른 차량정보(속도정보, 가속도정보 등)들을 추가적으로 이용하여 차량의 충돌 여부를 보다 명확하게 판단할 수 있다.

즉, 제어부는 공기압력 판단결과 공기압력이 임계압력보다 낮은 경우에, 바로 에어백 전개를 위한 제어신호를 발생시킬 수도 있지만, 차량의 속도와 가속도가 임계속도와 임계가속도보다 높은지를 판단하고서 에어백을 전개시킬 수도 있다(506 내지 508).

여기서, 차량의 속도와 가속도를 임계값과 판단하는 이유는, 차량이 도 1과 같은 상태로 충돌하더라도, 최소한의 속도를 이상으로 주행하고 있지 않거나, 급정거하면서 충돌하지 않는다면, 운전자에게 큰 충돌이 가해지지 않음으로, 에어백을 전개시킬 필요가 없기 때문이며, 또한, 차량 충돌 이외에 정지 상태에서 가벼운 충격에 의해 본테트가 손상되는 경우에도 에어백을 전개시킬 필요가 없기 때문이다.

한편, 본 발명은 차량의 속도와 가속도가 모두 임계값을 넘은 경우에 한해, 에어백이 전개되도록 할 수도 있으나, 차량의 속도와 가속도 중 어느 하나가 임계값을 넘은 경우에도 에어백이 전개되도록 할 수도 있다.

상기한 바와 같은 본 발명은, 높이가 낮은 차량과 높은 차량이 서로 충돌할 경우에, 높이가 상대적으로 낮은 차량의 충격량이 낮게 계산되어 에어백이 제대로 전개되지 못하는 점을 개선한 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니며, 특허 청구의 범위에 의해 정해진다.

도 1은 본 발명에 따른 충돌 감지 장치가 장착되어 있는 차량의 충돌 상태를 나타낸 예시도.

도 2는 본 발명에 따른 충돌 감지 장치의 일실시예 내부 구성도.

도 3은 도 2에 도시된 충돌 감지 장치의 에어 쉴딩부가 본네트에 장착되어 있는 상태를 나타낸 평면도.

도 4는 도 2에 도시된 충돌 감지 장치의 에어 쉴딩부가 본네트에 장착되어 있는 상태를 나타낸 측단면도.

도 5는 본 발명에 따른 충돌 감지 방법의 일실시예 흐름도.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

10, 30 : 차량 20 : 충돌 감지 장치

Claims (7)

1. 차량 외부 프레임의 내측에 장착되어 있으며, 외부 충격이 가해지면 내부의 공기를 배출하는 에어 쉴딩부;

   상기 에어 쉴딩부 내부의 공기 압력을 감지하는 압력 감지부; 및

   상기 압력 감지부의 감지 신호를 수신하여, 상기 에어 쉴딩부 내부의 공기 압력이 임계압력 이하로 떨어진 경우에는 에어백 전개 신호를 출력하는 제어부

   를 포함하는 충돌 감지 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 에어 쉴딩부는,

   상기 차량 앞쪽 또는 뛰쪽의 본네트(bonnet) 내측에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 충돌 감지 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 차량의 속도를 감지하기 위한 속도 감지부를 더 포함하며,

   상기 제어부는 상기 압력 감지부와 상기 속도 감지부에서 전송되는 신호들을 분석하여 상기 제어신호 발생여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 충돌 감지 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 차량의 가속도를 감지하기 위한 가속도 감지부를 더 포함하며,

   상기 제어부는 상기 압력 감지부와 상기 가속도 감지부에서 전송되는 신호들을 분석하여 상기 제어신호 발생여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 충돌 감지 장치.
5. 차량 외부 프레임에 장착된 에어 쉴딩부의 공기 압력이 임계압력 이하인지의 여부를 판단하는 단계;

   상기 판단 결과, 상기 에어 쉴딩부의 공기 압력이 임계압력보다 높은 경우에는, 에어백 전개 제어 신호를 발생시키기 않는 단계; 및

   상기 판단결과 임계압력 이하인 경우에는, 에어백 전개 제어 신호를 발생시키는 단계

   를 포함하는 충돌 감지 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 에어백 전개 제어 신호를 발생시키는 단계는,

   상기 판단 결과, 상기 에어 쉴딩부의 공기 압력이 임계압력 이하인 경우에는, 상기 차량의 속도를 분석하는 단계; 및

   상기 분석 결과, 상기 차량의 속도가 임계 속도보다 높은 경우에, 상기 에어백 전개 제어 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 충돌 감지 방법.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 에어백 전개 제어신호를 발생시키는 단계는,

   상기 판단결과 임계압력 이하인 경우에는, 상기 차량의 가속도를 분석하는 단계; 및

   상기 차량의 속도가 임계가속도보다 높은 경우에, 상기 에어백 전개 제어신호를 발생시키는 단계를 포함하는 충돌 감지 방법.

Images