KR20140054993A

KR20140054993A - 차량의 롤 오버 감지장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20140054993A
Application number: KR1020120121175A
Authority: KR
Inventors: 이대성
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2014-05-09

Abstract

본 발명에 따른 차량의 롤 오버 감지 장치 및 방법은, 차량의 각속도에서 감지된 각속도를 통해 차량의 상대 각도를 계산하고, 상기 상대 각도를 상기 각도 센서에서 감지된 각도로 보정하여 차량의 절대 각도를 계산하기 때문에, 차량이 소정 각도로 기울어진 상태에서 주차된 후 주행 시작하는 경우에도 차량의 각도를 정확하게 판단하여, 보다 정확하게 롤 오버를 판단할 수 있는 이점이 있다.

Description

차량의 롤 오버 감지장치 및 그 방법{Roll over sensing method of Automobile}

본 발명은 차량의 롤 오버 감지장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어백의 전개를 제어하기 위한 차량의 롤 오버 감지장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 복수의 센서가 구비되어, 차량의 정면 또는 측면 충돌 여부를 감지하고, 그에 따라 승객의 상해를 최소화하기 위해 에어백을 전개하여 승객을 보호한다. 이 때, 차량은 단순한 충돌 사고 뿐만 아니라 차량의 롤 오버(Roll over)도 감지하여, 에어백의 전개 여부를 판단한다. 차량에 설치된 복수의 센서들로부터 감지된 센서값들을 통해 롤 오버 유형을 구분하고, 롤 오버 유형에 따라 에어백의 전개를 제어한다. 따라서, 롤 오버 유형을 정확하게 판단하는 방법에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.

한국 공개특허 10-2012-0071993호에서는 롤 오버 감지 기능이 구비된 자동차 및 그 방법이 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 보다 정확하게 롤 오버를 감지하여 에어백을 신속하게 전개할 수 있는 차량의 롤 오버 감지장치 및 그 방법에 있다.

본 발명에 따른 차량의 롤 오버 감지 장치는, 차량의 각속도를 감지하는 각속도 센서와, 차량의 각도를 감지하는 각도 센서와, 상기 각속도 센서에서 감지된 각속도를 통해 차량의 상대 각도를 계산하고, 상기 계산된 상대각도를 상기 각도 센서에서 감지된 각도를 이용해 보정하여 차량의 절대 각도를 계산하고, 상기 차량의 절대 각도에 따른 각속도를 미리 설정된 각속도 임계값과 비교하여 롤 오버 가능성을 판단하는 제어부를 포함한다.

본 발명에 따른 차량의 롤 오버 감지 방법은, 차량의 가속도, 각속도, 각도를 측정하는 단계와, 상기 측정된 각속도로부터 차량의 상대 각도를 계산하는 단계와, 상기 계산된 상대 각도에 따라 롤 오버 상태를 판단하고, 그에 따라 차량의 보정 각도를 설정하는 단계와, 상기 계산된 상대 각도와 상기에서 설정된 보정 각도를 이용해 차량의 절대 각도를 계산하는 단계와, 상기 계산된 절대 각도에 따른 각속도를 미리 설정된 각속도 임계값과 비교하여, 롤 오버 가능성을 판단하는 단계를 포함한다.

또한, 차량의 롤 오버 상태에 따라 보정 각도를 다르게 설정하여, 차량의 절대 각도를 계산함으로써, 정확도가 향상될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 롤 오버 감지장치의 구성이 개략적으로 도시된 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상대 각도와 절대 각도에 따른 각속도 임계값 초과 여부를 비교한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 절대 각도 계산 방법이 도시된 순서도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여, 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 롤 오버 감지장치는, 각속도 센서(2), 각도 센서(4), 가속도 센서(6), 제어부(10)를 포함한다.

상기 각속도 센서(2)는, 차량의 주행 방향(x) 및 차량의 수직 방향(z) 기준으로 각속도(Wx,Wz)를 감지하도록 설치된다. 상기 각속도 센서(2)에서 감지된 각속도(W)를 적분하면, 차량의 상대 각도(∫W)를 구할 수 있다. 차량의 상대 각도(∫W)는 롤 오버 각도를 판단하는 데 사용된다.

상기 가속도 센서(4)는, 차량의 주행 방향(x)을 기준으로 차량의 횡방향(y) 및 차량의 수직 방향(z)으로 설치되어, 횡방향 가속도(Gy)와 수직방향 가속도(Gz)를 측정한다.

상기 각도 센서(4)는 차량의 각도를 실시간으로 감지한다.

상기 각속도 센서(2), 각도 센서(4), 가속도 센서(6)에서 측정된 센서값들은 각 센서 필터를 이용하여 고주파 노이즈가 제거되어, 알고리즘에 사용가능한 형태로 변환한다.

상기 제어부(10)는 에어백(20)의 전개를 직접 제어하는 에어백 제어부인 것도 가능하고, 차량의 전반적인 기능을 제어하는 메인 제어부인 것도 가능하다. 본 실시예에서는, 상기 제어부(10)는 에어백 제어부인 것으로 예를 들어 설명한다.

상기 제어부(10)는 상기 가속도 센서(6)에서 측정된 센서값들에 따라 차량의 롤 오버 유형 및 상태를 판단하고, 전복 유형에 따른 임계값을 계산하고, 후술하는 차량의 절대 각도에 따른 각속도를 임계값과 비교하여 상기 에어백(20)의 전개 여부를 판단한다.

상기 제어부(10)는, 상기 각속도 센서(2)에서 감지된 각속도를 통해 차량의 상대 각도(∫W)를 계산하고, 상기 계산된 상대 각도(∫W)와 상기 각도 센서(4)에서 감지된 각도를 이용하여 차량의 절대 각도(θx)를 계산한다. 상기 차량의 절대 각도(θx)에 따른 각속도(W)를 미리 설정된 각속도 임계값(Ws)과 비교하여 롤 오버 가능성을 판단한다. 실제 차량은 평지가 아닌 경사로에서 주차 또는 주행할 수 있는 바, 상기 각속도 센서(2)에서 감지되는 각속도를 통해 계산되는 차량의 각도는 차량의 상대 각도이므로, 실제 차량의 각도와 차이가 있다. 일 예로서, 차량을 약 20도 경사로에 주차했다가 주행을 시작할 경우, 차량은 이미 약 20도 기울어진 상태이나 차량의 상대 각도만을 계산할 경우 주행 시점으로부터 차량의 각도가 변하지 않았기 때문에 차량의 각도는 0도로 설정되어 롤 오버 가능성이 없다고 판단하게 된다. 도 2를 참조하면, 은선으로 표시된 부분이 차량의 상대각도에 따른 각속도 변화를 나타내고 있으며, 이는 미리 설정된 각속도 임계값(Ws)을 넘지 않는다. 그러나, 차량은 이미 약 20도 기울어진 상태에서 주행을 시작하기 때문에 평지 주행인 경우에 비해 롤 오버가 쉽게 발생할 수 있다. 따라서, 차량의 초기 각도를 고려하여, 차량의 절대 각도(θx)를 계산하는 것이 바람직하다. 이하, 상기 차량의 초기 각도는 보정 각도(θi)라고 칭하고, 롤 오버 상태에 따라 설정하며 이에 대해 뒤에서 상세히 설명한다.

따라서, 상기 제어부(10)는 상기 각속도 센서(2)에서 감지된 각속도를 통해 차량의 상대 각도(∫W)를 계산하고, 상기 계산된 상대 각도(∫W)와 상기 각도 센서(4)에서 감지된 각도를 이용하여 차량의 절대 각도(θx)를 계산한다. 도 2를 참조하면, 차량의 절대 각도(θx)가 반영되면, 후술하는 보정 각도(θi)만큼 상기 차량의 각속도(W)가 우측으로 이동하여, 미리 설정된 각속도 임계값(Ws)을 넘는 범위가 나타나게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 차량의 롤 오버 감지 방법을 설명하면, 다음과 같다.

도 3을 참조하면, 상기 각속도 센서(2)에서는 차량의 각속도(W)를 측정하고, 상기 각도 센서(4)에서는 차량의 각도를 실시간으로 측정한다.(S1)

상기 제어부(10)는, 상기 각속도 센서(2)에서 측정된 각속도(W)를 적분하여, 차량의 상대 각도(∫W)를 계산한다.(S2)

상기 제어부(10)는, 상기 계산된 상대 각도(∫W)에 따라 롤 오버 상태를 판단하고, 그에 따라 차량의 보정 각도(θi)를 설정한다.

상기 계산된 상대 각도(∫W)가 미리 설정된 제1설정각도(θ1)미만인지 여부를 판단한다.(S3) 상기 계산된 상대 각도(∫W)가 미리 설정된 제1설정각도(θ1)미만이면, 롤 오버 발생 이전 상태라고 판단하여, 상기 차량의 보정 각도(θi)를 0으로 설정한다. 즉, 상기 차량의 상대 각도(∫W)가 매우 작은 구간에서는 상기 에어백(20)의 오전개를 방지하기 위하여, 상기 차량의 초기 각도인 보정 각도(θi)를 0으로 설정한다.(S5)

상기 계산된 상대 각도(∫W)가 미리 설정된 제1설정각도(θ1)이상이면, 상기 계산된 상대 각도(∫W)가 미리 설정된 제2설정범위 이내인지 여부를 판단한다. (S4) 상기 롤 오버 각도 범위는 상기 제1설정각도(θ1)와 제2설정각도(θ2)사이의 범위이고, 롤 오버가 발생되는 시점으로 실험 등에 의해 미리 설정된다.

상기 계산된 상대 각도(∫W)가 미리 설정된 제2설정범위 이내이면, 상기 제어부(10)는 롤 오버가 발생되는 시점이라고 판단하여, 상기 차량의 보정 각도(θi)를 상기 각도 센서(4)에서 실시간으로 측정되는 각도(θi)를 사용하도록 한다. 즉, 상기 각도 센서(4)에서 실시간으로 측정되는 각도(θi)를 그대로 반영한다. (S6)

한편, 상기 계산된 상대 각도(∫W)가 미리 설정된 제2설정범위 이내를 벗어나면, 상기 제어부(10)는 차량의 롤 오버가 이미 진행된다고 판단하여, 상기 차량의 보정 각도(θi)를 미리 설정된 고정값(θc)으로 사용한다.(S7) 롤 오버가 진행되는 구간에서는, 상기 각도 센서(4)에서 측정되는 각도가 계속해서 변화하게 된다. 따라서, 상기 차량의 보정 각도(θi)를 롤 오버가 처음 시작되는 시점의 각도로 고정하여 사용한다. 상기 고정값(θc)은 차량의 롤 오보가 시작되는 시점에 상기 각도 센서(4)에서 감지된 차량의 각도이다. 즉, 상기 고정값(θc)은 상기 계산된 상대 각도(∫W)가 상기 제1설정 각도(θ1)일 때, 상기 각도 센서(4)에서 감지된 각도(θc)로 설정된다.

상기와 같이 설정된 보정 각도(θi)를 이용하여, 차량의 절대 각도(θx)를 계산한다.(S8) 상기 차량의 절대 각도(θx)는 상기 계산된 상대 각도(∫W)와 상기 보정 각도(θi)를 합하여 계산된다.

도 2를 참조하면, 실선으로 표시된 상기 차량의 절대 각도(θx)에 따른 각속도 변화 그래프는 은선으로 표시된 상기 차량의 상대 각도에 따른 각속도 변화 그래프보다 우측에 놓여 있다. 따라서, 상기 차량의 절대 각도(θx)에 따른 각속도 변화 그래프에서만 미리 설정된 각속도 임계값(Ws)을 초과하는 부분이 나타나게 된다. 상기 제어부(10)는, 상기 각속도가 상기 각속도 임계값(Ws)을 초과시 롤 오버가 발생한다고 판단하여, 에어백을 전개시킬 수 있다.

따라서, 차량의 절대 각도를 고려하여 롤 오버 여부를 판단하기 때문에, 경사로 주차 후 주행시에도 차량의 초기 각도가 고려되어 보다 정확한 롤 오버 판단이 가능해질 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

2: 각속도 센서 4: 각도 센서
10: 제어부

Claims

차량의 각속도를 감지하는 각속도 센서와;
차량의 각도를 감지하는 각도 센서와;
상기 각속도 센서에서 감지된 각속도를 통해 차량의 상대 각도를 계산하고, 상기 계산된 상대각도를 상기 각도 센서에서 감지된 각도를 이용해 보정하여 차량의 절대 각도를 계산하고, 상기 차량의 절대 각도에 따른 각속도를 미리 설정된 각속도 임계값과 비교하여 롤 오버 가능성을 판단하는 제어부를 포함하는 차량의 롤 오버 감지 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 각도 센서에서는 차량의 각도를 실시간으로 감지하고,
상기 제어부는, 상기 계산된 상대 각도에 따라 상기 각도 센서에서 감지된 각도를 다르게 적용하여 보정하는 차량의 롤 오버 감지 장치.
청구항 1에 있어서,
차량의 가속도를 측정하는 가속도 센서를 더 포함하고,
상기 가속도 센서에서 측정된 센서값에 따라 롤 오버 유형을 구분하고,
상기 각속도 임계값은 롤 오버 유형에 따라 다르게 설정되는 차량의 롤 오버 감지 장치.
차량의 가속도, 각속도, 각도를 측정하는 단계와;
상기 측정된 각속도로부터 차량의 상대 각도를 계산하는 단계와;
상기 계산된 상대 각도에 따라 롤 오버 상태를 판단하고, 그에 따라 차량의 보정 각도를 설정하는 단계와;
상기 계산된 상대 각도와 상기에서 설정된 보정 각도를 이용해 차량의 절대 각도를 계산하는 단계와;
상기 계산된 절대 각도에 따른 각속도를 미리 설정된 각속도 임계값과 비교하여, 롤 오버 가능성을 판단하는 단계를 포함하는 차량의 롤 오버 감지 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 계산된 상대 각도가 미리 설정된 제1설정각도 미만이면, 롤 오버 발생 이전이라고 판단하여 상기 차량의 보정 각도를 0으로 설정하는 차량의 롤 오버 감지 방법.
청구항 4또는 청구항 5에 있어서,
상기 계산된 상대 각도가 미리 설정된 제2설정범위 이내이면, 롤 오버 발생 시점으로 판단하고, 상기 차량의 보정 각도를 상기 각도 센서에서 실시간으로 각도를 측정하여 사용하도록 설정하는 차량의 롤 오버 감지 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 계산된 상대 각도가 미리 설정된 제2설정범위를 벗어나면, 롤 오버 진행 중이라고 판단하고, 상기 차량의 보정 각도를 미리 설정된 고정값으로 사용하도록 설정하는 차량의 롤 오버 감지 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 고정값은,
상기 계산된 상대 각도가 상기 제1설정각도일 때, 상기 각도 센서에서 측정된 각도로 설정하는 차량의 롤 오버 감지 방법.