KR20210003343A - 차량의 안전 장비 제어 장치 및 방법 - Google Patents

차량의 안전 장비 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 장치는 가속도 센서, 충돌 감지 센서, 제동 제어기, 조향 제어기, 에어백, 시트 벨트 액추에이터 및 가속도 센서, 충돌 감지 센서, 제동 제어기, 조향 제어기, 에어백 및 시트 벨트 액추에이터와 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고, 제어 회로는 가속도 센서를 이용하여 제동 제어기에 의한 제동 및 조향 제어기에 의한 조향에 의해 발생되는 종방향 가속도 및 횡방향 가속도를 획득하고, 종방향 가속도 및 횡방향 가속도에 기초하여 차량의 사용자의 예상 거동을 산출할 수 있다.

Description

차량의 안전 장비 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING SAFETY EQUIPMENT OF VEHICLE}
본 발명은 차량 내 사용자의 거동에 따라 차량의 안전 장비를 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
자동차 산업의 발전에 따라 자율 주행 시스템 및 부분적으로 자율 주행을 가능케 하는 주행 보조 시스템의 개발이 이루어지고 있다. 주행 보조 시스템은 설정 속도 유지, 차간 거리 유지, 차선 이탈 방지, 전방 충돌 방지 및 차로 변경 등과 같은 다양한 기능을 제공할 수 있다. 특히, 차선 이탈 방지 기능 및 전방 충돌 방지 기능은 외부와의 충돌로부터 운전자 및 탑승자를 능동적으로 보호할 수 있다. 예를 들어, 차선 이탈 방지 기능은 차선 이탈로 인한 충돌을 조향 제어에 의해 예방할 수 있고, 전방 충돌 방지 기능은 전방의 물체와의 충돌을 감속 제어에 의해 예방할 수 있다. 한편, 차량에는 충돌 발생 시 충격으로부터 운전자 및 탑승자를 보호하기 위해 시트 벨트 및 에어백 시스템이 탑재될 수 있다.
차량의 사용자(운전자 및 탑승자)는 충돌이 발생하기 전까지 충돌 회피를 위해 주행 보조 시스템에 의해 보호될 수 있고, 충돌 발생 후에는 충격 완화를 위해 에어백 시스템에 의해 보호될 수 있다. 주행 보조 시스템이 작동하는 경우, 사용자가 예상하지 못한 가속도로 인해 사용자의 위치는 변경될 수 있다. 사용자의 위치가 변경되는 경우, 에어백 시스템이 작동하더라도 보호 효과가 크게 감소할 수 있다. 즉, 주행 보조 시스템의 작동으로 인해 사용자가 에어백 시스템의 보호를 받지 못할 수 있다. 따라서, 사용자의 거동에 따라 효율적으로 차량의 안전 장비를 작동시킬 수 있는 제어 전략이 요구될 수 있다.
본 발명은 주행 보조 시스템의 작동으로 인한 사용자의 거동을 예측하고, 예측 결과에 따라 안전 장비를 효율적으로 작동시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 장치는 가속도 센서, 충돌 감지 센서, 제동 제어기, 조향 제어기, 에어백, 시트 벨트 액추에이터 및 가속도 센서, 충돌 감지 센서, 제동 제어기, 조향 제어기, 에어백 및 시트 벨트 액추에이터와 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고, 제어 회로는 가속도 센서를 이용하여 제동 제어기에 의한 제동 및 조향 제어기에 의한 조향에 의해 발생되는 종방향 가속도 및 횡방향 가속도를 획득하고, 종방향 가속도 및 횡방향 가속도에 기초하여 차량의 사용자의 예상 거동을 산출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 예상 거동이 지정된 거리보다 큰지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 충돌 감지 센서에 의해 획득된 가속도에 기초하여 차량의 충돌 심각도(severity)를 산출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 예상 거동이 지정된 거리보다 크고, 충돌 심각도가 지정된 레벨보다 높으면, 에어백의 전개 시점을 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 전개 시점을 조절하기 위해 에어백의 전개 조건을 변경할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 변경된 전개 조건이 만족되면 에어백을 전개할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 예상 거동이 지정된 거리보다 크고, 충돌 심각도가 지정된 레벨보다 낮으면, 차량의 시트 벨트가 조여지도록 시트 벨트 액추에이터를 제1 구동력으로 구동할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 지정된 거리는 사용자와 차량의 내장재 사이의 거리에 기초하여 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로는 예상 거동이 지정된 거리보다 작고, 충돌 심각도가 지정된 레벨보다 낮으면, 시트 벨트 액추에이터를 제1 구동력보다 낮은 제2 구동력으로 구동할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 장치는 서스펜션을 더 포함하고, 제어 회로는 예상 거동에 기초하여 서스펜션의 높이를 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 장치는 전동 시트를 더 포함하고, 제어 회로는 예상 거동에 기초하여 전동 시트의 위치를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 방법은 차량의 가속도 센서를 이용하여 차량의 제동 제어기에 의한 제동 및 차량의 조향 제어기에 의한 조향에 의해 발생되는 종방향 가속도 및 횡방향 가속도를 획득하는 단계 및 종방향 가속도 및 횡방향 가속도에 기초하여 차량의 사용자의 예상 거동을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 방법은 예상 거동이 지정된 거리보다 큰지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 방법은 차량의 충돌 감지 센서에 의해 획득된 가속도에 기초하여 차량의 충돌 심각도를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 방법은 예상 거동이 지정된 거리보다 크고, 충돌 심각도가 지정된 레벨보다 높으면, 에어백의 전개 시점을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 방법은 예상 거동이 지정된 거리보다 크고, 충돌 심각도가 지정된 레벨보다 낮으면, 차량의 시트 벨트가 조여지도록 시트 벨트 액추에이터를 구동하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 지정된 거리는 사용자와 차량의 내장재 사이의 거리에 기초하여 설정될 수 있다.
본 발명은 제동 제어기 및 조향 제어기 등의 작동에 따른 사용자의 거동을 예측하고, 예측 결과에 따라 차량의 안전 장비를 작동시킴으로써, 충돌 발생 시 안전 장비에 의한 사용자 보호 효과를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 지정된 범위를 초과하는 사용자의 거동이 예측되는 경우, 시트 벨트, 서스펜션 및/또는 전동 시트를 제어함으로써, 위험 상황에서 사용자의 위치 변화를 제한할 수 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 거동이 예측되고 충돌 심각성이 높은 경우, 에어백의 전개 시점을 더 빠른 시점으로 조절함으로써, 충돌 발생 시 에어백에 의한 사용자 보호 효과를 향상시킬 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 장치의 동작 환경을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 장치의 동작 환경을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 운전자(110)는 일 실시 예에 따른 차량(100)을 운전할 수 있다. 차량(100)은, 예를 들어, 자동 제동 제어기 및 자동 조향 제어기를 포함할 수 있다. 자동 제동 제어기 및 자동 조향 제어기는 센서에 의해 획득된 데이터에 기초하여 감속 제어 및 조향 제어를 수행할 수 있다.
자동 제동 제어기 및/또는 자동 조향 제어기에 의해 감속 제어 및/또는 조향 제어가 수행되면, 관성에 의해 운전자(110)의 몸이 종방향 및/또는 횡방향으로 움직일 수 있다. 운전자(110)의 몸이 움직인 상태에서 차량(100)이 충돌하고 차량(100)에 탑재된 에어백 시스템이 가동되면, 에어백 시스템의 보호 효율이 크게 감소할 수 있다. 따라서, 자동 제동 제어기 및/또는 자동 조향 제어기에 의해 제어가 수행되는 경우, 제어에 따른 운전자(110)의 거동을 예측하고, 예측 결과에 따라 차량(100)에 탑재된 안전 장비를 제어할 필요성이 있다. 예를 들어, 차량(100)은 시트 벨트, 서스펜션 및/또는 전동 시트 등을 이용하여 운전자(110)의 위치를 조절하고, 에어백의 전개 시점을 더 빠른 시점으로 조절할 수 있다.
시트 벨트 및 에어백 등과 같은 안전 장비를 제어하기 위한 차량(100)의 구체적인 동작에 대해서는 이하에서 도 2 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 안전 장비 제어 장치(200)는 가속도 센서(210), 충돌 감지 센서(220), 제동 제어기(230), 제동 장치(231), 조향 제어기(240), 조향 장치(241), 에어백(250), 시트 벨트 액추에이터(260), 서스펜션(270), 전동 시트(280) 및 제어 회로(290)를 포함할 수 있다. 안전 장비 제어 장치(200)는 차량에 탑재될 수 있다. 본 문서에서 사용자는 운전자 및 탑승자를 포함할 수 있다.
가속도 센서(210)는 차량의 가속도를 감지할 수 있다. 가속도 센서(210)는 차량의 종방향 가속도 및 횡방향 가속도를 감지할 수 있다. 본 문서에서 가속도는 차량의 전방, 후방 및 측방을 포함하는 임의의 방향을 가질 수 있다. 가속도 센서(210)는, 예를 들어, IMU(inertial measurement unit)를 포함할 수 있다.
충돌 감지 센서(220)는 차량의 충돌을 감지할 수 있다. 예를 들어, 충돌 감지 센서(220)는 차량의 감속도를 감지할 수 있고, 외부 물체와 차량의 충돌 여부를 판단할 수 있다.
제동 제어기(230)는 차량의 감속을 자동적으로 제어할 수 있다. 제동 제어기(230)는, 예를 들어, 차량에 탑재된 레이더 및 카메라에 의해 획득된 정보에 기초하여 제동 장치(231)를 자동적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 제동 제어기(230)는 전방 충돌 위험이 감지되면 긴급 제동을 수행할 수 있다. 제동 장치(231)는 사용자에 의해 수동으로 제어될 수도 있다.
조향 제어기(240)는 차량의 방향을 자동적으로 제어할 수 있다. 조향 제어기(240)는, 예를 들어, 차량에 탑재된 레이더 및 카메라에 의해 획득된 정보에 기초하여 조향 장치(241)를 자동적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 조향 제어기(240)는 차선 이탈이 감지되면 조향 제어를 수행할 수 있다. 조향 장치(241)는 사용자에 의해 수동으로 제어될 수도 있다.
에어백(250)은 차량의 충돌 시 사용자를 보호하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 에어백(250)은 일정 강도 이상의 충돌이 발생되면, 전개될 수 있다.
시트 벨트 액추에이터(260)는 차량의 시트 벨트와 연결될 수 있다. 예를 들어, 시트 벨트 액추에이터(260)는 시트 벨트가 조여지거나 느슨해지도록 구동될 수 있다.
서스펜션(270)은 차량에 가해지는 충격을 흡수하도록 구성될 수 있다. 서스펜션(270)의 높이는 제어 회로(290)에 의해 제어될 수 있다.
전동 시트(280)는 전기적 신호에 의해 이동될 수 있다. 전동 시트(280)는 전동 시트(280)에 포함된 모터의 움직임에 의해 이동될 수 있다. 예를 들어, 전동 시트(280)의 위치 및 높이가 변경될 수 있고, 전동 시트(280)에 포함된 등 받침 및 머리 받침의 위치 및 각도가 변경될 수 있다.
제어 회로(290)는 가속도 센서(210), 충돌 감지 센서(220), 제동 제어기(230), 제동 장치(231), 조향 제어기(240), 조향 장치(241), 에어백(250), 시트 벨트 액추에이터(260), 서스펜션(270) 및 전동 시트(280)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제어 회로(290)는 가속도 센서(210), 충돌 감지 센서(220), 제동 제어기(230), 제동 장치(231), 조향 제어기(240), 조향 장치(241), 에어백(250), 시트 벨트 액추에이터(260), 서스펜션(270) 및 전동 시트(280)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 제어 회로(290)는 예를 들어, 차량에 탑재되는 ECU(electronic control unit), MCU(micro controller unit) 및/또는 하위 제어기를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(290)는 가속도 센서(210)를 이용하여 제동 제어기(230)에 의한 제동 및 조향 제어기(240)에 의한 조향에 의해 발생되는 종방향 가속도 및 횡방향 가속도를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(290)는 제동 제어기(230) 및 조향 제어기(240)의 작동을 모니터링할 수 있다. 제어 회로(290)는 제동 제어기(230) 및 조향 제어기(240)의 작동 명령 신호를 모니터링함으로써 제동 제어기(230) 및 조향 제어기(240)의 작동을 감지할 수 있다. 제어 회로(290)는 CAN(controller area network) 메시지를 통해 작동 명령 신호를 모니터링할 수 있다. 즉, 제어 회로(290)는 자동 제어에 의해 발생되는 종방향 가속도 및 횡방향 가속도를 가속도 센서(210)를 이용하여 감지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(290)는 종방향 가속도 및 횡방향 가속도에 기초하여 차량의 사용자의 예상 거동을 산출할 수 있다. 제어 회로(290)는 자동 제어에 의한 종방향 가속도 및 횡방향 가속도가 발생되면, 관성에 의한 사용자의 예상 위치를 산출할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(290)는 스프링-댐핑 시스템에 따라 모델링된 2차 미분 방정식을 활용하여 사용자의 예상 위치를 산출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(290)는 예상 거동이 지정된 거리보다 큰지 여부를 판단할 수 있다. 지정된 거리는 사용자와 차량의 내장재 사이의 거리에 기초하여 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(290)는 충돌 감지 센서(220)에 의해 획득된 가속도에 기초하여 차량의 충돌 심각도(severity)를 산출할 수 있다. 충돌이 발생된 상황에서(또는 에어백(250)의 전개가 요구되는 강도의 충돌이 발생된 상황에서), 충돌 심각도는 지정된 레벨보다 높게 산출될 수 있고, 충돌이 발생되기 이전 상황에서(또는 에어백(250)의 전개가 요구되는 강도의 충돌이 발생되기 이전 상황에서), 충돌 심각도는 지정된 레벨보다 낮게 산출될 수 있다. 충돌 심각도의 연산 방법에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(290)는 사용자의 예상 거동이 지정된 거리보다 크고, 충돌 심각도가 지정된 레벨보다 낮으면, 차량의 시트 벨트가 조여지도록 시트 벨트 액추에이터(260)를 구동할 수 있다. 제어 회로(290)는 시트 벨트를 이용하여 사용자를 정위치로 복귀시키기 위해 시트 벨트 액추에이터(260)를 구동할 수 있다. 이로써, 제어 회로(290)는 충돌 발생 전에 사용자를 정위치로 복귀시킬 수 있다. 제어 회로(290)는 사용자의 예상 거동이 지정된 거리보다 큰 경우, 시트 벨트 액추에이터(260)의 최대 구동력으로 시트 벨트 액추에이터(260)를 구동할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(290)는 예상 거동이 지정된 거리보다 작고, 충돌 심각도가 지정된 레벨보다 낮으면, 시트 벨트 액추에이터(260)를 상대적으로 낮은 구동력으로 구동할 수 있다. 제어 회로(290)는 사용자의 예상 거동이 지정된 거리보다 작은 경우, 상대적으로 낮은 구동력에 의해 사용자를 정위치로 복귀시킬 수 있으므로, 시트 벨트 액추에이터(260)를 상대적으로 낮은 구동력으로 구동할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(290)는 시트 벨트 액추에이터(260)의 최대 구동력의 1/2로 시트 벨트 액추에이터(260)를 구동할 수 있다. 시트 벨트 액추에이터(260)의 구동력에 대해서는 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(290)는 충돌 심각도가 지정된 레벨보다 낮으면, 사용자의 예상 거동에 기초하여 서스펜션(270)의 높이 및/또는 전동 시트(280)의 위치를 조절할 수 있다. 제어 회로(290)는 서스펜션(270)의 높이 및/또는 전동 시트(280)의 위치를 조절함으로써 사용자를 정위치로 복귀시킬 수 있다. 이로써, 제어 회로(290)는 충돌 발생 전에 사용자를 정위치로 복귀시킬 수 있다.
상술한 것과 같이, 제어 회로(290)는 시트 벨트 액추에이터(260), 서스펜션(270) 및/또는 전동 시트(280) 등을 이용하여 충돌 심각도가 낮은 상황에서(또는 충돌 발생 전에) 종방향 가속도 및/또는 횡방향 가속도에 의해 움직인 사용자를 정위치로 이동시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어 회로(290)는 예상 거동이 지정된 거리보다 크고, 충돌 심각도가 지정된 레벨보다 높으면, 에어백(250)의 전개 시점을 조절할 수 있다. 충돌 심각도가 지정된 레벨보다 높은 경우, 에어백(250)이 전개되어야 하는 정도 이상의 충돌이 발생할 수 있다. 제어 회로(290)는 사용자의 거동이 예상되는 경우, 사용자의 보호를 위해 에어백(250)의 전개 시점을 앞당길 수 있다. 제어 회로(290)는 전개 시점을 조절하기 위해 에어백(250)의 전개 조건을 변경할 수 있다. 에어백(250)의 전개 조건의 변경에 대해서는 도 7을 참조하여 상세히 설명한다. 제어 회로(290)는 변경된 전개 조건이 만족되면 에어백(250)을 전개할 수 있다. 변경된 전개 조건에 의해 에어백(250)의 전개 시점이 앞당겨질 수 있으므로, 종방향 가속도 및/또는 횡방향 가속도에 의해 사용자의 움직임이 발생되더라도, 사용자는 에어백(250)에 의해 충분히 보호될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 안전 장비 제어 장치(300)는 IMU(310), 자동 제동/조향 제어기(320), 레이더(321), 카메라(322), 승객 거동 추정부(330), 충돌 감지 센서(340), 충돌 판정부(350), 안전 장비 제어부(360), 에어백(371), 시트 벨트 액추에이터(372), 서스펜션(373) 및 전동 시트(374)를 포함할 수 있다.
IMU(310)는 차량의 종방향 가속도 및 횡방향 가속도를 감지할 수 있다. 자동 제동/조향 제어기(320)는 레이더(321) 및 카메라(322)에 의해 획득된 데이터에 기초하여 자동 제동 제어 및 자동 조향 제어를 수행할 수 있다. 승객 거동 추정부(330)는 제동 및 조향에 의해 발생되는 종방향 가속도 및 횡방향 가속도를 획득할 수 있고, 보조적으로 자동 제동/조향 제어기(320)의 작동 패턴에 따른 사용자의 거동의 차이를 반영하기 위해 자동 제동/조향 제어기(320)의 작동 모드 정보를 획득할 수 있다. 승객 거동 추정부(330)는 획득된 정보에 기초하여 사용자의 거동을 추정할 수 있다.
충돌 판정부(350)는 충돌 감지 센서(340)로부터 획득된 데이터에 기초하여 충돌 심각도를 판단할 수 있다. 안전 장비 제어부(360)는 승객 거동 추정부(330)에 의해 추정된 사용자의 거동 및 충돌 판정부(350)에 의해 판단된 충돌 심각도에 기초하여 에어백(371), 시트 벨트 액추에이터(372), 서스펜션(373) 및/또는 전동 시트(374)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 안전 장비 제어부(360)는 충돌 전 상황에서 시트 벨트 액추에이터(372), 서스펜션(373) 및/또는 전동 시트(374)를 제어함으로써 사용자의 위치를 정위치로 복귀시킬 수 있다. 다른 예를 들면, 안전 장비 제어부(360)는 충돌 후 상황에서 에어백(371)의 전개 조건을 변경함으로써, 에어백(371)의 전개 시점을 앞당길 수 있다. 이로써, 안전 장비의 사용자 보호 효율이 향상될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 차량은 충돌 센서로부터 충돌 감가속도를 획득할 수 있다. 획득된 충돌 감가속도는 입력 값으로 이용될 수 있다. 차량은 스프링-댐핑 시스템으로 모델링된 2차 미분 방정식을 이용하여 충돌 심각도를 산출할 수 있다.
충돌 감가속도는 가산기(410)에 대한 입력으로 제공될 수 있다. 가산기(410)는 충돌 감가속도를 출력할 수 있고, 적분기(420)는 충돌 감가속도를 적분함으로써 충돌 변형 속도를 출력할 수 있다. 충돌 변형 속도는 반전 증폭기(430)(이득 = -2ζωn)를 통해 가산기(410)로 피드백될 수 있다. 적분기(440)는 충돌 변형 속도를 적분함으로써 충돌 변형 거리를 출력할 수 있다. 충돌 변형 거리는 반전 증폭기(450)(이득 = -ωn 2)를 통해 가산기(410)로 피드백될 수 있다. 이로써, 충돌 심각도의 결정을 위한 충돌 변형 속도 및 충돌 변형 거리가 산출될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 차량은 도 4를 참조하여 설명된 충돌 변형 속도 및 충돌 변형 거리에 기초하여 충돌 심각도를 판단할 수 있다. 예를 들어, 차량은 충돌 변형 속도가 지정된 값(Vth)보다 높고, 충돌 변형 거리가 지정된 값(Dth)보다 높은 경우, 충돌 심각도가 높은 것으로 판단할 수 있다. 다른 예를 들면, 차량은 충돌 변형 속도가 지정된 값(Vth)보다 낮거나, 충돌 변형 거리가 지정된 값(Dth)보다 낮은 경우, 충돌 심각도가 낮은 것으로 판단할 수 있다. 충돌 심각도가 높은 경우, 차량은 에어백 전개 시점을 조절함으로써 안전성을 향상시킬 수 있다. 충돌 심각도가 낮은 경우, 차량은 시트 벨트, 서스펜션 및/또는 전동 시트 등을 이용하여 사용자를 정위치로 복귀시킴으로써 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 차량은 사용자의 예측 거동이 지정된 범위를 초과하고, 충돌 심각도가 지정된 레벨보다 낮은 경우, 사용자를 정위치로 복귀시키기 위해 시트 벨트 액추에이터를 구동할 수 있다. 차량은 사용자의 위치에 따라 시트 벨트 액추에이터의 구동력을 조절할 수 있다.
예를 들어, 차량은 사용자의 거동으로 인해 사용자와 차량의 내장재 사이의 거리가 지정된 값보다 작아질 것으로 예상되면, 사용자의 거동을 강하게 제한하기 위해 제1 곡선(610)으로 도시된 것과 같이 시트 벨트 액추에이터를 최대 작동력으로 구동할 수 있다.
다른 예를 들면, 차량은 사용자의 거동이 발생되더라도 사용자와 차량의 내장재 사이의 거리가 지정된 값보다 클 것으로 예상되면, 사용자의 거동을 상대적으로 약하게 제한하기 위해 제2 곡선(620)으로 도시된 것과 같이 시트 벨트 액추에이터를 최대 작동력의 1/2로 구동할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 일 실시 예에 따른 차량은 충돌 심각도가 지정된 레벨보다 높은 경우, 사용자의 보호를 위해 에어백의 전개 시점을 조절할 수 있다. 차량은 에어백의 전개 조건을 조절함으로써 에어백의 전개 시점을 앞당길 수 있다.
예를 들어, 차량은 제1 곡선(710)에 따른 전개 조건이 만족되면 에어백을 전개할 수 있다. 제1 곡선(710)에 따른 전개 조건을 적용하는 경우, 차량의 에어백은 제1 시점(711)에 전개될 수 있다. 차량은 에어백의 전개 시점을 앞당기기 위해, 전개 조건을 제1 곡선(710)에서 제2 곡선(720)으로 변경할 수 있다.
차량은 제2 곡선(720)에 따른 전개 조건이 만족되면 에어백을 전개할 수 있다. 제2 곡선(720)에 따른 전개 조건을 적용하는 경우, 차량의 에어백은 제2 시점(721)에 전개될 수 있다. 차량의 충돌 심각도가 지정된 레벨보다 높은 경우, 에어백의 전개 조건을 변경함으로써 에어백의 전개 시점이 앞당겨질 수 있고, 이로써 자동 제동 및 자동 조향으로 인해 사용자의 거동이 발생되더라도 에어백에 의한 사용자의 보호가 강화될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는 도 2의 안전 장비 제어 장치(200)를 포함하는 차량이 도 8의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 도 8의 설명에서, 차량에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 안전 장비 제어 장치(200)의 제어 회로(290)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.
도 8을 참조하면, 단계 810에서, 차량은 차량의 가속도 센서를 이용하여 차량의 제동 제어기에 의한 제동 및 차량의 조향 제어기에 의한 조향에 의해 발생되는 종방향 가속도 및 횡방향 가속도를 획득할 수 있다. 예를 들어, 차량은 자동 제동 제어 및/또는 자동 조향 제어에 의해 발생되는 가속도를 획득할 수 있다.
단계 820에서, 차량은 종방향 가속도 및 횡방향 가속도에 기초하여 차량의 사용자의 예상 거동을 산출할 수 있다. 예를 들어, 차량은 가속도의 작용에 따라 관성에 의해 발생되는 사용자의 거동을 예측할 수 있다. 사용자의 거동이 예측되면, 차량은 충돌 발생 전에는 시트 벨트 액추에이터를 구동함으로써 사용자를 정위치로 복귀시키고, 충돌 발생 후에는 에어백의 전개 조건을 조절함으로써 에어백의 전개 시점을 앞당길 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 안전 장비 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는 도 2의 안전 장비 제어 장치(200)를 포함하는 차량이 도 9의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 도 9의 설명에서, 차량에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 안전 장비 제어 장치(200)의 제어 회로(290)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.
도 9를 참조하면, 단계 910에서, 차량은 차량의 종방향/횡방향 가속도를 판독할 수 있다. 단계 920에서, 차량은 자동 제동/조향 정보를 판독할 수 있다. 단계 930에서, 차량은 종방향/횡방향 가속도 및 자동 제동/조향 정보에 기초하여 사용자의 예상 거동을 산출할 수 있다. 단계 940에서, 차량은 충돌 감지를 위해 획득된 가속도에 기초하여 충돌 심각도를 산출할 수 있다.
단계 950에서, 차량은 산출된 예상 거동이 임계 거리를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 산출된 예상 거동이 임계 거리를 초과하는 경우, 단계 960에서, 차량은 산출된 충돌 심각도가 지정된 레벨을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.
산출된 충돌 심각도가 지정된 레벨보다 작거나 같은 경우, 단계 970에서, 차량은 시트 벨트 액추에이터를 구동할 수 있다. 시트 벨트 액추에이터에 의해 사용자가 정위치로 복귀되면, 차량은 에어백의 전개 조건의 변경 없이 통상적인 전개 조건이 만족되면 에어백을 전개할 수 있다.
산출된 충돌 심각도가 지정된 레벨을 초과하는 경우, 단계 980에서, 차량은 에어백 전개 시점을 앞당기기 위해 에어백 전개 조건을 더 민감하게 조절할 수 있다. 단계 990에서, 차량은 조절된 에어백 전개 조건이 만족되는지 여부를 판단할 수 있다. 조절된 에어백 전개 조건이 만족되면, 단계 995에서, 차량은 에어백을 전개할 수 있다.
도 9에서는 단계 910 내지 단계 995가 순차적으로 수행되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고, 단계 910 내지 단계 995의 순서는 다양하게 변경될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템을 도시한다.
도 10을 참조하면, 상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은 컴퓨팅 시스템을 통해서도 구현될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(1000)은 시스템 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 차량의 안전 장비 제어 장치에 있어서,
    가속도 센서;
    충돌 감지 센서;
    제동 제어기;
    조향 제어기;
    에어백;
    시트 벨트 액추에이터; 및
    상기 가속도 센서, 상기 충돌 감지 센서, 상기 제동 제어기, 상기 조향 제어기, 상기 에어백 및 상기 시트 벨트 액추에이터와 전기적으로 연결된 제어 회로를 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    상기 가속도 센서를 이용하여 상기 제동 제어기에 의한 제동 및 상기 조향 제어기에 의한 조향에 의해 발생되는 종방향 가속도 및 횡방향 가속도를 획득하고,
    상기 종방향 가속도 및 상기 횡방향 가속도에 기초하여 상기 차량의 사용자의 예상 거동을 산출하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 예상 거동이 지정된 거리보다 큰지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 충돌 감지 센서에 의해 획득된 가속도에 기초하여 상기 차량의 충돌 심각도(severity)를 산출하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 예상 거동이 지정된 거리보다 크고, 상기 충돌 심각도가 지정된 레벨보다 높으면, 상기 에어백의 전개 시점을 조절하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 전개 시점을 조절하기 위해 상기 에어백의 전개 조건을 변경하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 변경된 전개 조건이 만족되면 상기 에어백을 전개하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 예상 거동이 지정된 거리보다 크고, 상기 충돌 심각도가 지정된 레벨보다 낮으면, 상기 차량의 시트 벨트가 조여지도록 상기 시트 벨트 액추에이터를 제1 구동력으로 구동하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 지정된 거리는
    상기 사용자와 상기 차량의 내장재 사이의 거리에 기초하여 설정되는, 장치
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 예상 거동이 지정된 거리보다 작고, 상기 충돌 심각도가 지정된 레벨보다 낮으면, 상기 시트 벨트 액추에이터를 상기 제1 구동력보다 낮은 제2 구동력으로 구동하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  10. 제 3 항에 있어서,
    서스펜션을 더 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    상기 예상 거동에 기초하여 상기 서스펜션의 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  11. 제 3 항에 있어서,
    전동 시트를 더 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    상기 예상 거동에 기초하여 상기 전동 시트의 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  12. 차량의 안전 장비 제어 방법에 있어서,
    상기 차량의 가속도 센서를 이용하여 상기 차량의 제동 제어기에 의한 제동 및 상기 차량의 조향 제어기에 의한 조향에 의해 발생되는 종방향 가속도 및 횡방향 가속도를 획득하는 단계; 및
    상기 종방향 가속도 및 상기 횡방향 가속도에 기초하여 상기 차량의 사용자의 예상 거동을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 예상 거동이 지정된 거리보다 큰지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 차량의 충돌 감지 센서에 의해 획득된 가속도에 기초하여 상기 차량의 충돌 심각도를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 예상 거동이 지정된 거리보다 크고, 상기 충돌 심각도가 지정된 레벨보다 높으면, 상기 에어백의 전개 시점을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 예상 거동이 지정된 거리보다 크고, 상기 충돌 심각도가 지정된 레벨보다 낮으면, 상기 차량의 시트 벨트가 조여지도록 상기 시트 벨트 액추에이터를 구동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 지정된 거리는
    상기 사용자와 상기 차량의 내장재 사이의 거리에 기초하여 설정되는, 방법.
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