KR20220126136A - 차량의 승객 보호 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

차량의 승객 보호 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 차량의 승객 보호 장치는 차량의 주변에 존재하는 타겟을 감지하는 차량 센서; 차량과 타겟의 측면 충돌시 차량 내부의 측면 구조물과 승객 간의 공간을 증가시키는 구동부; 및 차량 센서에 의해 감지된 감지 정보에 따라 구동부를 제어하여 측면 구조물로부터 승객을 보호하는 공간 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 승객 보호 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROTECTING PASSENGER OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 승객 보호 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 측면 충돌시에 차량의 측면 구조물로부터 승객을 보호하는 차량의 승객 보호 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량에는 주행 성능, 편의성, 기능성과 더불어, 탑승객의 안전성을 확보하기 위한 기술이 개발되고 있다. 특히, 차량에 적용되고 있는 다양한 안전장치 중 탑승객의 충격을 보호하기 위한 가장 효율적인 수단으로 에어백이 적용되고 있다.
에어백은 차량 충돌시 승객을 보호하는 수단으로서, 차량 충돌을 감지하는 충돌센서, 충돌센서의 감지 결과에 따라 에어백을 작동시키는 컨트롤러, 컨트롤러의 신호에 따라 에어백을 작동시키는 에어백 모듈을 구비한다. 또한, 에어백은 설치 위치나 보호 대상에 따라 운전자 에어백, 조수석 에어백, 측면 에어백, 루프 에어백 등으로 분류될 수 있다.
한편, 차량의 측면 구조물과 승객 간의 공간은 정면에 비해 상대적으로 작다. 이로 인해, 차량의 측면 충돌시에 전개되는 측면 에어백은 상대적으로 빠르게 전개되어야 한다. 즉, 측면 에어백의 경우 에어백 전개를 위한 공간과 시간이 충분하지 않으므로, 측면 충돌시 승객이 차량의 측면 구조물로부터 상해를 입을 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 10-1526715호(2015.06.01)의 '자동차용 측면 에어백 전개 시스템 및 방법'에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 차량의 측면 충돌 전에 차량의 측면 구조물과 승객 사이의 공간을 증가시키고, 실제 충돌 발생에 따른 측면 에어백 전개 시간을 빠르게 조정함으로써, 측면 충돌시 승객을 좀 더 안전하게 보호할 수 있도록 한, 차량의 승객 보호 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 승객 보호 장치는 차량의 주변에 존재하는 타겟을 감지하는 차량 센서; 상기 차량과 상기 타겟의 측면 충돌시 상기 차량의 측면 구조물과 승객 간의 공간을 증가시키는 구동부; 및 상기 차량 센서에 의해 감지된 감지 정보에 따라 상기 구동부를 제어하여 상기 측면 구조물로부터 승객을 보호하는 공간 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 공간 제어부는 상기 차량 센서에 의해 감지된 감지 정보를 토대로 기 설정된 충돌 영역에 존재하는 타겟을 검출하는 타겟 검출부; 상기 타겟과의 충돌 시간을 검출하고, 상기 충돌 시간에 따라 상기 공간을 형성할지에 대한 공간 형성 여부를 판단하는 판단부; 및 상기 판단부의 상기 공간 형성 여부의 연속성을 판단하는 연속성 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 타겟 검출부는 상기 차량과 상기 타겟 사이의 상대거리와 상대속도를 검출하여 기 설정된 위험 타겟 영역에 존재하는 타겟을 위험 타겟으로 선정하는 위험 타겟 선정부; 및 상기 차량과 상기 타겟 간의 상대거리와 상대속도를 검출하여 상기 충돌 영역에 존재하는 타겟을 충돌 타겟으로 선정하는 충돌 타겟 선정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 판단부는 상기 충돌 영역에 존재하는 타겟과의 충돌시간을 산출하는 충돌시간 산출부; 및 상기 충돌시간을 기 설정된 충돌시간 임계값과 비교하여 충돌시간이 충돌시간 임계값 이하인지에 따라 상기 공간을 형성할지를 결정하는 충돌시간 비교부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 연속성 판단부는 상기 판단부에 의해 상기 공간을 형성하는 것으로 결정된 횟수가 기 설정된 설정횟수 이상이면 상기 연속성이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 공간 제어부는 상기 차량과 상기 타겟 간의 상대속도와 상대거리에 따라 심각도를 산출하는 심각도 산출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 심각도 산출부는 기 설정된 상기 타겟과의 Y축 방향으로의 상대 속도 가중치, 상기 타겟과의 X축 방향으로의 상대 속도 가중치, 상기 타겟과의 Y축 방향으로의 상대 거리 가중치, 상기 타겟과의 X축 방향으로의 상대 거리 가중치, 및 상기 타겟의 진입각 가중치를 이용하여 상기 심각도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 차량과 상기 타겟의 실제 충돌시 상기 심각도에 따라 전개 시간을 조정하여 측면 에어백을 전개하는 측면 에어백 전개 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 측면 에어백 전개 모듈은 상기 차량과 상기 타겟의 측면 충돌을 감지하는 에어백 센서; 상기 측면 에어백을 전개시키는 측면 에어백 구동부; 상기 심각도에 따라 에어백 전개 임계값을 조정하는 에어백 전개 임계값 조정부; 및 상기 에어백 센서에 의해 상기 차량과 타겟의 측면 충돌이 감지되면 상기 에어백 전개 임계값 조정부에 의해 조정된 상기 에어백 전개 임계값에 따라 상기 전개 시간을 조정하고, 상기 측면 에어백 구동부을 통해 상기 전개 시간에 따라 상기 측면 에어백을 전개시키는 측면 에어백 전개 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 측면 에어백 전개 제어부는 상기 심각도가 증가할수록 상기 에어백 전개 임계값을 감소시켜 상기 측면 에어백의 상기 전개 시간을 감소시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 구동부는 상기 측면 구조물과 승객 사이의 거리를 멀어지는 방향으로 좌석을 구동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 구동부는 상기 좌석의 기울기를 조정하거나, 상기 좌석을 수평방향으로 이동시키거나, 또는 상기 좌석을 회전시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 구동부는 상기 좌석에 구비된 좌석 에어백을 전개시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 승객 보호 방법은 차량 센서가 차량의 주변에 존재하는 타겟을 감지하는 단계; 및 공간 제어부가 상기 차량 센서에 의해 감지된 감지 정보에 따라 구동부를 제어하여 상기 차량의 측면 구조물과 승객 사이의 공간을 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 공간을 증가시키는 단계는, 상기 차량 센서에 의해 감지된 감지 정보를 토대로 기 설정된 충돌 영역에 존재하는 충돌 타겟을 검출하는 단계; 상기 충돌 타겟과의 충돌시간을 검출하고, 상기 충돌시간에 따라 상기 공간을 형성할지에 대한 공간 형성 여부를 판단하는 단계; 상기 공간 형성 여부 판단 결과 상기 공간을 형성하는 것으로 결정되는지에 대한 연속성을 판단하는 단계; 및 상기 연속성이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 측면 구조물과 승객 사이의 거리가 멀어지도록 좌석을 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 충돌 타겟을 검출하는 단계는, 상기 차량과 상기 타겟 간의 상대거리와 상대속도를 검출하여 상기 타겟이 기 설정된 위험 타겟 영역에 존재하는지를 토대로 위험 타겟을 선정하는 단계; 및 상기 차량과 상기 타겟 간의 상대거리와 상대속도를 검출하여 상기 타겟이 기 설정된 충돌 타겟 영역에 존재하는지를 토대로 충돌 타겟을 선정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 공간 형성 여부를 판단하는 단계는, 상기 충돌 타겟의 충돌시간을 산출하는 단계; 및 상기 충돌시간을 기 설정된 충돌시간 임계값과 비교하여 상기 충돌시간이 상기 충돌시간 임계값 이하인지에 따라 상기 공간을 형성할지를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 연속성을 판단하는 단계는, 상기 공간을 형성하는 것으로 결정된 횟수가 기 설정된 설정횟수 이상이면 상기 연속성이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 좌석을 구동시키는 단계는, 상기 좌석의 기울기를 조정하거나, 상기 좌석을 수평방향으로 이동시키거나, 또는 상기 좌석을 회전시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 좌석을 구동시키는 단계는, 상기 좌석에 구비된 좌석 돌출부를 돌출시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 공간 제어부가 상기 차량과 상기 타겟과의 상대속도와 상대거리에 따라 심각도를 산출하고, 타겟과 실제 충돌시 측면 에어백 전개 모듈이 상기 심각도에 따라 전개 시간을 조정하여 측면 에어백을 전개하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 심각도는 기 설정된 상기 타겟과의 Y축 방향으로의 상대 속도 가중치, 상기 타겟과의 X축 방향으로의 상대 속도 가중치, 상기 타겟과의 Y축 방향으로의 상대 거리 가중치, 상기 타겟과의 X축 방향으로의 상대 거리 가중치, 및 상기 타겟의 진입각 가중치를 이용하여 상기 심각도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 측면 에어백을 전개하는 단계는, 상기 에어백 센서에 의해 상기 차량과 타겟의 측면 충돌이 감지되면 상기 심각도에 따라 에어백 전개 임계값을 조정하여 상기 전개 시간을 조정하고, 조정된 상기 전개 시간에 따라 상기 측면 에어백을 전개시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 측면 에어백을 전개하는 단계는, 상기 심각도가 증가할수록 상기 에어백 전개 임계값을 감소시켜 상기 측면 에어백의 상기 전개 시간을 감소시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량의 승객 보호 장치 및 방법은 차량의 측면 충돌 전에 차량의 측면 구조물과 승객 사이의 공간을 증가시키고 실제 충돌 발생에 따른 측면 에어백 전개 시간을 빠르게 조정함으로써, 측면 충돌시 승객을 좀 더 안전하게 보호한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 보호 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 제어부의 블럭 구성도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 측면 에어백 전개 모듈의 블럭 구성도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량과 타겟의 움직임에 따른 상대속도와 상대거리를 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟의 위치와 움직임에 따른 공간 확보 및 측면 에어백 전개를 나타내는 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 위험 타겟군과 충돌 타겟군에 따른 에어백 전개 임계값을 조정하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 측면 구조물과 승객 사이의 공간 형성 예를 나타낸 도면이다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 보호 방법의 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 보호 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 보호 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 제어부의 블럭 구성도이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 측면 에어백 전개 모듈의 블럭 구성도이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량과 타겟의 움직임에 따른 상대속도와 상대거리를 나타낸 도면이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟의 위치와 움직임에 따른 공간 확보 및 측면 에어백 전개를 나타내는 도면이며, 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 위험 타겟군과 충돌 타겟군에 따른 에어백 전개 임계값을 조정하는 과정을 나타낸 도면이며, 도 7 내지 도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 측면 구조물과 승객 사이의 공간 형성 예를 나타낸 도면이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 보호 장치는 차량 센서(10), 공간 제어부(20), 구동부(30) 및 측면 에어백 전개 모듈(40)을 포함한다.
차량 센서(10)는 차량의 주변에 존재하는 타겟을 감지한다. 차량 센서(10)로는 레이더 센서, 라이다 센서, 초음파 센서 및 이미지 센서 등이 포함될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
차량 센서(10)의 설치 위치는 차량의 전방이나 전측방 또는 측방에 설치될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
공간 제어부(20)는 차량 센서(10)에 의해 감지된 감지 정보에 따라 구동부(30)를 제어하여 측면 구조물(50)로부터 승객을 보호한다.
측면 구조물(50)로는 차량의 필러나 도어가 포함될 수 있으며, 측면 충돌시 승객에게 상해를 입힐 수 있는 것이라면 모두 포함될 수 있다.
구동부(30)는 차량과 타겟의 실제 충돌 전에 측면 구조물(50)과 승객 간의 거리를 증가시켜 공간(34)을 확보할 수 있도록 한다. 구동부(30)에 대해서는 후술한다.
구동부(30)에 의해 형성될 수 있는 측면 구조물(50)과 승객 간의 공간(34)이 증가하여 충분한 공간이 확보되면, 실제 충돌시 측면 구조물(50)로부터 승객을 보호할 수 있는 가능성이 증가하게 된다.
통상적으로, 측면 충돌에 의한 승객 사망률은 정면 충돌의 승객 사망율보다 상대적으로 더 높다. 이는 정면 충돌의 경우 차량의 범퍼, 사이드 멤버 등의 정면 구조물에 의해 에너지가 흡수될 수 있고, 승객과 내부 인테리어 간에 공간(34)이 확보되어 있기 때문이다.
그러나, 측면에는 충돌에 의한 충격을 줄여주는 측면 구조물(50)도 적고, 측면 충돌은 타겟이 승객에게 직접적으로 충격을 줄 수 있다. 따라서, 측면 충돌은 정면 충돌에 비해 상대적으로 더 위험하다. 또한, 측면 구조물(50)과 승객 간의 공간(34)도 정면에 비해 매우 작기 때문에 측면 에어백 보호를 위한 공간(34)도 충분하지 않다.
따라서, 측면 충돌 전에 미리 측면 구조물(50)과 승객 간의 공간(34)을 확보할 수 있도록 함으로써, 실제 충돌시 승객이 측면 구조물(50)로부터 보호받을 수 있도록 한다.
도 2 를 참조하면, 공간 제어부(20)는 타겟 검출부(21), 판단부(22), 연속성 판단부(23) 및 심각도 검출부(24)를 포함한다.
타겟 검출부(21)는 차량 센서(10)에 의해 감지된 감지 정보를 토대로 기 설정된 충돌 영역에 존재하는 타겟을 검출한다. 타겟 검출부(21)는 위험 타겟 검출부(21) 및 충돌 타겟 검출부(21)를 포함한다.
위험 타겟 검출부(21)는 차량과 타겟 사이의 상대거리와 상대속도를 검출하여 기 설정된 위험 타겟 영역에 존재하는 타겟을 위험 타겟으로 선정한다.
위험 타겟 영역은 타겟을 위험 타겟으로 선정하기 위해 차량으로부터 영역이다. 위험 타겟 영역은 측면 충돌 위험성이 상대적으로 높은 위험 타겟을 선정할 수 있도록 한다.
충돌 타겟 검출부(21)는 차량과 타겟 사이의 상대거리와 상대속도를 검출하여 기 설정된 충돌 타겟 영역에 존재하는 타겟을 충돌 타겟으로 선정한다.
충돌 타겟 영역은 타겟을 충돌 타겟으로 선정하기 위해 차량으로부터 설정된 영역이다. 충돌 타겟 영역은 실제 측면 충돌 직전의 충돌 타겟을 선정할 수 있도록 한다.
도 4 에는 위험 타겟 영역과 충돌 타겟 영역이 도시된다. 위험 타겟 영역 내부에 충돌 타겟 영역이 존재한다.
예를 들어, 타겟(A)이 진입각(θ)으로 차량에 접근한다고 가정하면, 차량과 타겟의 상대거리와 상대속도는, x축 방향으로의 상대거리(DisX=θDis×sinθ), y축 방향으로의 상대거리(DisY=θDis×cosθ), x축 방향으로의 상대속도(VelX=θVel×sinθ), 및 y축 방향으로의 상대속도(VelY=θVel×cosθ)로 나타내어질 수 있다.
여기서, 타겟의 위치와 움직이는 방향에 따라, DisX, DisY, VelX 및 VelY 각각은 방향값을 가지게 된다.
예를 들어, 차량의 위치(0,0)를 기준으로 타겟이 접근하면, DisX, DisY, VelX 및 VelY 각각은 +DisX, -DisY, -VelX, +VelY의 방향값을 가지게 되고, 차량의 위치(0,0)를 기준으로 타겟이 멀어지면, DisX, DisY, VelX 및 VelY은 +DisX, -DisY, +VelX, -VelY의 방향값을 가지게 된다.
이에, 도 5 에 도시된 바와 같은 방향성 맵을 정하여 타겟 정보, 예를 들어 각각의 타겟을 위험 타겟 또는 충돌 타겟로 정의할 수 있다.
즉, 도 5 에 도시된 방향성 맵을 토대로, 충돌 타겟에 대한 현재 위치 및 움직임을 예측하여 공간(34)을 확보하거나 측면 에어백을 전개할 수 있다. 예를 들어, Dis 영역을 Dis +X, Dis -X, Dis +Y, Dis -Y로 구분하고, 타겟의 Vel 진행을 Vel +X, Vel -X, Vel +Y, Vel -Y로 정의하면, 이를 기초로 타겟의 위험 타겟과 충돌 타겟으로 구분할 수 있다.
도 6 을 참조하면, 차량으로 접근하는 방향성을 가진 타겟 중 상대속도와 상대거리가 위험 타겟 영역에 존재하면, 해당 타겟을 위험 타겟으로 선정될 수 있다. 이 위험 타겟에 대해서만 충돌 타겟으로 선정될 수 있다.
예를 들어, 방향값이 +DisX, +DisY, -VelY에 해당하는 타겟은 위험 타겟이 될 수 있고, 방향값이 +DisX, +DisY, +VelY에 해당하는 타겟은 위험 타겟이 될 수 없다.
또한, 위험 타겟 중 차량으로 접근하는 타겟이 충돌 영역에 포함되면 충돌 타겟으로 선정될 수 있다.
예를 들어, 방향값이 +DisX, +DisY, -VelY이라면 충돌 타겟이 될 수 있고, 방향값이 +DisX, +DisY, +VelY에 해당하는 타겟은 충돌 타겟이 될 수 없다.
판단부(22)는 충돌 타겟과의 충돌 시간을 검출하고, 충돌 시간에 따라 측면 구조물(50)과 승객 간의 공간(34)을 형성할 지에 대한 공간 형성 여부를 판단한다.
판단부(22)는 충돌시간 산출부(221) 및 충돌시간 비교부(222)를 포함한다.
충돌시간 산출부(221)는 충돌 타겟과의 상대속도, 상대거리 및 상대가속도를 이용하여, 충돌 영역에 존재하는 충돌 타겟과의 충돌시간을 아래의 수학식 1을 통해 산출한다.
Figure pat00001
여기서, TTC-1은 충돌 타겟과의 충돌시간이고, Vrel은 충돌 타겟과의 상대속도이며, Prel은 상대거리이며, arel은 상대가속도이다.
충돌시간 비교부(222)는 충돌시간 산출부(221)에 의해 산출된 충돌시간을 기 설정된 충돌시간 임계값과 비교하여 충돌시간이 충돌시간 임계값 이하인지를 판단하고, 판단 결과에 따라 측면 구조물(50)과 승객 간의 공간(34)을 증가시킬지를 결정한다.
이때, 충돌시간 비교부(222)는 충돌시간이 충돌시간 임계값 이하이면 공간(34)부를 통해 측면 구조물(50)과 승객 간의 공간(34)을 형성하도록 결정한다.
연속성 판단부(23)는 충돌시간 비교부(222)의 비교 결과를 확인하여 타겟별로 판단부(22)의 공간 형성 여부의 연속성을 판단한다. 즉, 연속성 판단부(23)는 타겟이 판단부(22)에 의해 공간(34)을 형성하는 것으로 결정된 횟수가 기 설정된 설정횟수 이상이면 해당 타겟은 연속성이 존재하는 것으로 판단한다.
연속성 판단부(23)에 의해 연속성이 존재하는 것으로 판단되면, 구동부(30)는 측면 구조물(50)과 승객 간의 공간(34)을 형성한다.
반면에, 연속성 판단부(23)에 의해 연속성이 존재하지 않는 것으로 판단되면, 구동부(30)는 측면 구조물(50)과 승객 간의 공간(34)을 형성하지 않는다.
심각도 산출부(24)는 차량과 충돌타겟 간의 상대속도와 상대거리에 따라 심각도를 산출한다.
심각도 산출부(24)는 충돌타겟과의 Y축 방향으로의 상대 속도 가중치, 충돌타겟과의 X축 방향으로의 상대 속도 가중치, 충돌타겟과의 Y축 방향으로의 상대 거리 가중치, 충돌타겟과의 X축 방향으로의 상대 거리 가중치, 및 충돌타겟의 진입각 가중치를 이용하여 심각도를 산출할 수 있다. 이들 각각은 사전에 설정된다.
예를 들어, 심각도 산출부(24)는 충돌타겟과의 Y축 방향으로의 상대 속도 가중치, 충돌타겟과의 X축 방향으로의 상대 속도 가중치, 충돌타겟과의 Y축 방향으로의 상대 거리 가중치, 및 충돌타겟과의 X축 방향으로의 상대 거리 가중치 각각에 충돌타겟의 진입각 가중치를 곱한 후, 이들 값을 모두 합산하여 심각도를 산출할 수 있다.
측면 에어백 전개 모듈(40)은 차량과 타겟의 실제 충돌시 심각도에 따라 전개 시간을 조정하여 측면 에어백을 전개한다.
도 3 을 참조하면, 측면 에어백 전개 모듈(40)은 에어백 센서(41), 에어백 전개 임계값 조정부(42), 측면 에어백 구동부(44) 및 측면 에어백 전개 제어부(43)를 포함한다.
에어백 센서(41)는 ACU(Air-bag Control Unit) 센서(411), SIS(Side Impact Sensor) 센서(412), 및 FIS(Front Impact Sensor) 센서(413)를 포함한다.
ACU 센서(411)는 차량의 중심에 설치되어 차량의 종방향(ACU-X)과 횡방향(ACU-Y)으로의 가속도를 감지한다.
SIS 센서(412)는 차량의 좌측 측면과 우측 측면에 각각 설치되어 차량의 좌측 측면 충돌 및 우측 측면 충돌을 각각 감지한다.
FIS 센서(413)는 차량의 전방 좌측과 전방 우측에 각각 설치되어 차량의 전방 좌측 충돌과 전방 우측 충돌을 감지한다.
본 실시예에서는 차량의 측면 충돌을 감지하는 센서로서, ACU 센서(411), SIS 센서(412), 및 FIS 센서(413)를 예시로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
에어백 전개 임계값 조정부(42)는 심각도에 따라 에어백 전개 임계값을 조정한다.
에어백 전개 임계값은 측면 에어백을 전개할지를 판단하기 위한 기준이 되는 임계값이다. 에어백 전개 임계값이 낮을수록 측면 에어백의 전개 시간이 감소하여 측면 에어백이 상대적으로 빠르게 전개될 수 있다.
따라서, 에어백 전개 임계값 조정부(42)는 심각도가 높을수록 에어백 전개 임계값을 감소시킴으로써, 상대적으로 빠른 측면 에어백 전개가 이루어질 수 있도록 한다.
측면 에어백 구동부(44)는 차량의 내부에 설치되며, 측면 에어백 전개 제어부(43)의 제어신호에 따라 인플레이터(미도시)를 폭발시켜 측면 에어백을 전개시킴으로써, 승객을 보호한다. 측면 에어백의 설치 위치나 구조는 특별히 한정되지 않는다.
측면 에어백 전개 제어부(43)는 에어백 센서(41)에 의해 차량과 충돌타겟의 측면 충돌이 감지되면 에어백 전개 임계값 조정부(42)에 의해 조정된 에어백 전개 임계값에 따라 전개 시간을 조정하고, 측면 에어백 구동부(44)를 통해 전개 시간에 따라 측면 에어백을 빠르게 전개시킨다.
일 예로, 측면 에어백 전개 제어부(43)는 ACU 센서(411)의 횡방향 감가속도(ACUY)와 SIS 센서(412)의 측면 횡방향 감가속도(SISY)를 입력받고 이들을 각각 적분한다. 이어 측면 에어백 전개 제어부(43)는 ACU 센서(411)의 횡방향 감가속도(ACUY)와 그 속도값, 및 측면 횡방향 감가속도(SISY)와 그 속도값을 각각에 기 설정된 에어백 전개 임계값과 비교하여 비교 결과에 따라 측면 에어백을 전개한다.
이때, 에어백 전개 임계값 조정부(42)는 심각도에 따라 에어백 전개 임계값을 조정하는 바, 측면 에어백 전개 제어부(43)는 조정된 에어백 전개 임계값에 따라 측면 에어백을 전개한다. 이와 같이 에어백 전개 임계값이 조정됨에 따라, 측면 에어백 전개 제어부(43)는 전개 시간을 조정하고, 조정된 전개 시간에 따라 측면 에어백 구동부(44)를 통해 상대적으로 빠르게 측면 에어백을 구동시킨다.
이 경우, 에어백 전개 임계값 조정부(42)는 심각도가 증가할수록 에어백 전개 임계값을 감소시킬 수 있으며, 이 경우 에어백 전개 제어부는 측면 에어백을 상대적으로 빠르게 전개시킴으로써 승객을 보호한다.
참고로, 본 실시예에서는 ACU 센서(411)와 SIS 센서(412)를 예시로 설명하였으나, FIS 센서(413)의 센서값을 통해서도 측면 에어백 전개 여부를 결정할 수 있다.
구동부(30)는 차량과 타겟의 측면 충돌시 차량 내부의 측면 구조물(50)과 승객 간의 공간(34)을 형성하는데, 차량 내부의 측면 구조물(50)과 승객 간의 공간(34)을 형성하기 위한 다양한 방식이 채용될 수 있다.
예를 들어, 구동부(30)는 측면 구조물(50)과 승객 간의 공간(34)을 형성하기 위해, 측면 구조물(50)과 승객 사이의 거리를 멀어지는 방향으로 좌석(60)을 구동시킬 수 있다.
이를 위해, 구동부(30)는 승객에 구비된 좌석 돌출부(32)를 전개시키거나, 좌석(60)의 기울기를 조정하거나, 좌석(60)을 수평방향으로 이동시키거나, 또는 좌석(60)을 회전시킬 수 있다.
좌석 돌출부(32)는 에어백 형태로 제작되어 전개되거나, 기계적 구조물로 제작되어 돌출될 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다.
도 7 에는, 좌석(60)의 시트쿠션(61)에 좌석 돌출부(32)를 설치하고, 구동부(30)가 좌석 돌출부(32)를 돌출시킴으로써, 승객의 몸이 기울어지면서 측면 구조물(50)과 승객 사이의 거리가 멀어지는 되는 예가 도시되었다.
도 8 에는, 좌석(60)의 시트백(62)에 좌석 돌출부(32)를 설치하고, 구동부(30)가 좌석 돌출부(32)를 돌출시킴으로써, 승객의 몸이 회전하면서 측면 구조물(50)과 승객 사이의 거리가 멀어지는 예가 도시되었다.
도 9 에는, 구동부(30)가 좌석(60)을 측면 구조물(50)과 멀어지는 방향(화살표 방향)으로 이동시킴으로써, 측면 구조물(50)과 승객 사이의 거리가 멀어지는 예가 도시되었다.
도 10 에는, 구동부(30)가 좌석(60)을 차량의 내측 방향으로 기울어지게 함으로써, 승객의 몸이 기울어지면서 측면 구조물(50)과 승객 사이의 거리가 멀어지는 예가 도시되었다.
도 11 에는, 구동부(30)가 좌석(60)을 차량의 내측 방향으로 회전시킴으로써, 승객의 몸이 기울어지면서 측면 구조물(50)과 승객 사이의 거리가 멀어지는 예가 도시되었다.
구동부(30)는 측면 구조물(50)과 승객 간의 공간(34)을 형성하는 방식 및 기계적 구조는 특별히 한정되는 것은 아니다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 보호 방법을 도 12 를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 보호 방법의 순서도이다.
도 12 를 참조하면, 먼저 차량 센서(10)는 차량의 주변에 존재하는 타겟을 감지한다(S10).
이어, 위험 타겟 검출부(21)는 차량 센서(10)에 의해 감지된 감지 정보를 이용하여 차량과 타겟 사이의 상대거리와 상대속도를 검출하여 기 설정된 위험 타겟 영역에 존재하는 타겟을 위험 타겟으로 선정한다(S20).
충돌 타겟 검출부(21)는 차량과 타겟 사이의 상대거리와 상대속도를 검출하여 위험 타겟 중에서 충돌 타겟 영역에 존재하는 위험 타겟을 충돌 타겟으로 선정한다(S30).
충돌 타겟이 선정됨에 따라, 충돌시간 산출부(221)는 충돌 영역에 존재하는 충돌 타겟과의 충돌시간을 충돌 타겟과 상대속도, 상대거리 및 상대가속도를 이용하여 산출한다(S40).
충돌시간 비교부(222)는 충돌시간 산출부(221)에 의해 산출된 충돌시간을 충돌시간 임계값과 비교하여 충돌시간이 충돌시간 임계값 이하인지를 통해 공간 형성 여부를 판단(S50)한다.
이 경우, 충돌시간 비교부(222)는 충돌시간이 충돌시간 임계값 이하이면 공간(34)을 형성하는 것으로 판단한다.
또한, 연속성 판단부(23)는 충돌시간 비교부(222)에 의해 공간(34)을 형성하는 것으로 결정되면, 그 횟수가 설정횟수 이상인지를 통해 연속성이 존재하는지를 판단한다(S60).
S60 단계에서의 판단 결과 연속성이 존재하면, 구동부(30)가 도 7 내지 도 11 에 도시된 바와 같이 측면 구조물(50)과 승객 간의 공간(34)을 증가시켜 확보하고, 심각도 산출부(24)가 차량과 충돌타겟 간의 상대속도와 상대거리에 따라 심각도를 산출한다(S70).
이 경우, 심각도 산출부(24)는 충돌타겟과의 Y축 방향으로의 상대 속도 가중치, 충돌타겟과의 X축 방향으로의 상대 속도 가중치, 충돌타겟과의 Y축 방향으로의 상대 거리 가중치, 및 충돌타겟과의 X축 방향으로의 상대 거리 가중치 각각에 충돌타겟의 진입각 가중치를 곱한 후, 이들 값을 모두 합산하여 심각도를 산출할 수 있다.
한편, 상기한 과정에서 ACU 센서(411)는 차량의 종방향(ACU-X)과 횡방향(ACU-Y)으로의 가속도를 감지하고, SIS 센서(412)는 차량의 좌측 측면 충돌 및 우측 측면 충돌을 각각 감지하며, FIS 센서(413)는 차량의 전방 좌측 충돌과 전방 우측 충돌을 감지한다.
이때, 에어백 전개 임계값 조정부(42)는 심각도에 따라 에어백 전개 임계값을 조정하고(S80), 이후 실제 충돌이 감지되면(S90), 조정된 에어백 전개 임계값에 따라 전개 시간을 조정하여 측면 에어백을 구동시킨다(S100).
이 경우, 에어백 전개 임계값 조정부(42)는 심각도가 증가할수록 에어백 전개 임계값을 감소시키며, 이 경우 측면 에어백 전개 제어부(43)는 측면 에어백을 상대적으로 빠르게 전개시킴으로써 승객을 보호할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 승객 보호 장치 및 방법은 차량의 측면 충돌 전에 차량의 측면 구조물과 승객 사이의 공간을 증가시키고 실제 충돌 발생에 따른 측면 에어백 전개 시간을 빠르게 조정함으로써, 측면 충돌시 승객을 좀 더 안전하게 보호한다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 차량 센서 20: 공간 제어부
21: 타겟 검출부 211: 위험타겟 선정부
212: 충돌타겟 선정부 22: 판단부
221: 충돌시간 산출부 222: 충돌시간 비교부
23: 연속성 판단부 24: 심각도 검출부
30: 구동부 32: 좌석 돌출부
34: 공간 40: 측면 에어백 전개 모듈
41: 에어백 센서 411: ACU 센서
412: SIS 센서 413: FIS 센서
42: 에어백 전개 임계값 조정부 43: 측면 에어백 전개 제어부
44: 측면 에어백 구동부 50: 측면 구조물
60: 좌석

Claims (24)

  1. 차량의 주변에 존재하는 타겟을 감지하는 차량 센서;
    상기 차량과 상기 타겟의 측면 충돌시 상기 차량의 측면 구조물과 승객 간의 공간을 증가시키는 구동부; 및
    상기 차량 센서에 의해 감지된 감지 정보에 따라 상기 구동부를 제어하여 상기 측면 구조물로부터 승객을 보호하는 공간 제어부를 포함하는 차량의 승객 보호 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공간 제어부는
    상기 차량 센서에 의해 감지된 감지 정보를 토대로 기 설정된 충돌 영역에 존재하는 타겟을 검출하는 타겟 검출부;
    상기 타겟과의 충돌 시간을 검출하고, 상기 충돌 시간에 따라 상기 공간을 형성할지에 대한 공간 형성 여부를 판단하는 판단부; 및
    상기 판단부의 상기 공간 형성 여부의 연속성을 판단하는 연속성 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 타겟 검출부는
    상기 차량과 상기 타겟 사이의 상대거리와 상대속도를 검출하여 기 설정된 위험 타겟 영역에 존재하는 타겟을 위험 타겟으로 선정하는 위험 타겟 선정부; 및
    상기 차량과 상기 타겟 간의 상대거리와 상대속도를 검출하여 상기 충돌 영역에 존재하는 타겟을 충돌 타겟으로 선정하는 충돌 타겟 선정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 판단부는
    상기 충돌 영역에 존재하는 타겟과의 충돌시간을 산출하는 충돌시간 산출부; 및
    상기 충돌시간을 기 설정된 충돌시간 임계값과 비교하여 충돌시간이 충돌시간 임계값 이하인지에 따라 상기 공간을 형성할지를 결정하는 충돌시간 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 연속성 판단부는
    상기 판단부에 의해 상기 공간을 형성하는 것으로 결정된 횟수가 기 설정된 설정횟수 이상이면 상기 연속성이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 공간 제어부는
    상기 차량과 상기 타겟 간의 상대속도와 상대거리에 따라 심각도를 산출하는 심각도 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 심각도 산출부는
    기 설정된 상기 타겟과의 Y축 방향으로의 상대 속도 가중치, 상기 타겟과의 X축 방향으로의 상대 속도 가중치, 상기 타겟과의 Y축 방향으로의 상대 거리 가중치, 상기 타겟과의 X축 방향으로의 상대 거리 가중치, 및 상기 타겟의 진입각 가중치를 이용하여 상기 심각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 차량과 상기 타겟의 실제 충돌시 상기 심각도에 따라 전개 시간을 조정하여 측면 에어백을 전개하는 측면 에어백 전개 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 측면 에어백 전개 모듈은
    상기 차량과 상기 타겟의 측면 충돌을 감지하는 에어백 센서;
    상기 측면 에어백을 전개시키는 측면 에어백 구동부;
    상기 심각도에 따라 에어백 전개 임계값을 조정하는 에어백 전개 임계값 조정부; 및
    상기 에어백 센서에 의해 상기 차량과 타겟의 측면 충돌이 감지되면 상기 에어백 전개 임계값 조정부에 의해 조정된 상기 에어백 전개 임계값에 따라 상기 전개 시간을 조정하고, 상기 측면 에어백 구동부을 통해 상기 전개 시간에 따라 상기 측면 에어백을 전개시키는 측면 에어백 전개 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 측면 에어백 전개 제어부는
    상기 심각도가 증가할수록 상기 에어백 전개 임계값을 감소시켜 상기 측면 에어백의 상기 전개 시간을 감소시키는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 구동부는
    상기 측면 구조물과 승객 사이의 거리를 멀어지는 방향으로 좌석을 구동시키는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 구동부는
    상기 좌석의 기울기를 조정하거나, 상기 좌석을 수평방향으로 이동시키거나, 또는 상기 좌석을 회전시키는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 구동부는
    상기 좌석에 구비된 좌석 에어백을 전개시키는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 장치.
  14. 차량 센서가 차량의 주변에 존재하는 타겟을 감지하는 단계; 및
    공간 제어부가 상기 차량 센서에 의해 감지된 감지 정보에 따라 구동부를 제어하여 상기 차량의 측면 구조물과 승객 사이의 공간을 증가시키는 단계를 포함하는 차량의 승객 보호 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 공간을 증가시키는 단계는,
    상기 차량 센서에 의해 감지된 감지 정보를 토대로 기 설정된 충돌 영역에 존재하는 충돌 타겟을 검출하는 단계;
    상기 충돌 타겟과의 충돌시간을 검출하고, 상기 충돌시간에 따라 상기 공간을 형성할지에 대한 공간 형성 여부를 판단하는 단계;
    상기 공간 형성 여부 판단 결과 상기 공간을 형성하는 것으로 결정되는지에 대한 연속성을 판단하는 단계; 및
    상기 연속성이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 측면 구조물과 승객 사이의 거리가 멀어지도록 좌석을 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 충돌 타겟을 검출하는 단계는,
    상기 차량과 상기 타겟 간의 상대거리와 상대속도를 검출하여 상기 타겟이 기 설정된 위험 타겟 영역에 존재하는지를 토대로 위험 타겟을 선정하는 단계; 및
    상기 차량과 상기 타겟 간의 상대거리와 상대속도를 검출하여 상기 타겟이 기 설정된 충돌 타겟 영역에 존재하는지를 토대로 충돌 타겟을 선정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 공간 형성 여부를 판단하는 단계는,
    상기 충돌 타겟의 충돌시간을 산출하는 단계; 및
    상기 충돌시간을 기 설정된 충돌시간 임계값과 비교하여 상기 충돌시간이 상기 충돌시간 임계값 이하인지에 따라 상기 공간을 형성할지를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 방법.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 연속성을 판단하는 단계는,
    상기 공간을 형성하는 것으로 결정된 횟수가 기 설정된 설정횟수 이상이면 상기 연속성이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 방법.
  19. 제 15 항에 있어서, 상기 좌석을 구동시키는 단계는,
    상기 좌석의 기울기를 조정하거나, 상기 좌석을 수평방향으로 이동시키거나, 또는 상기 좌석을 회전시키는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 방법.
  20. 제 15 항에 있어서, 상기 좌석을 구동시키는 단계는,
    상기 좌석에 구비된 좌석 돌출부를 돌출시키는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 방법.
  21. 제 14 항에 있어서, 상기 공간 제어부가 상기 차량과 상기 타겟과의 상대속도와 상대거리에 따라 심각도를 산출하고, 타겟과 실제 충돌시 측면 에어백 전개 모듈이 상기 심각도에 따라 전개 시간을 조정하여 측면 에어백을 전개하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 심각도는
    기 설정된 상기 타겟과의 Y축 방향으로의 상대 속도 가중치, 상기 타겟과의 X축 방향으로의 상대 속도 가중치, 상기 타겟과의 Y축 방향으로의 상대 거리 가중치, 상기 타겟과의 X축 방향으로의 상대 거리 가중치, 및 상기 타겟의 진입각 가중치를 이용하여 상기 심각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 방법.
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 측면 에어백을 전개하는 단계는,
    에어백 센서에 의해 상기 차량과 타겟의 측면 충돌이 감지되면 상기 심각도에 따라 에어백 전개 임계값을 조정하여 상기 전개 시간을 조정하고, 조정된 상기 전개 시간에 따라 상기 측면 에어백을 전개시키는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 측면 에어백을 전개하는 단계는,
    상기 심각도가 증가할수록 상기 에어백 전개 임계값을 감소시켜 상기 측면 에어백의 상기 전개 시간을 감소시키는 것을 특징으로 하는 차량의 승객 보호 방법.

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