KR100203418B1 - 이중 가속도 센서를 이용한 에어 백 - Google Patents

이중 가속도 센서를 이용한 에어 백 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에어 백에 관한 것으로, 특히 두 개의 가속도 센서를 정면을 중심으로 일정각도로 기울어지게 배치하여 상기 두 개의 가속도 센서로부터 입력되는 충격량을 비교하여 충돌방향 및 전개시킬 에어 백을 선택하기 위한 것으로, 운전석 및 조수석 앞에 설치되는 전방 에어 백을 전개시키는 전방 에어 백 구동부(10)와, 도어에 설치되는 측방 에어 백을 전개시키는 측방 에어 백 구동부(20)와, 차량의 충격량을 검출하는 제1,2 가속도 센서(31,32)와, 상기 두 개의 제1,2 가속도 센서(31,32)로부터 입력되는 아날로그 신호를 각각 디지탈 신호로 변환하는 제1,2 A/D변환기(33,34)로 이루어지는 충격량 검출부(30)와; 상기 충격량 검출부(30)의 제1,2 가속도 센서(31,32)로부터 입력되는 두 개의 충격량을 비교하여 충돌방향 및 충격량을 산출하여, 전개시킬 에어 백을 선택한 후, 해당 에어 백 구동부에 전개신호를 출력하는 에어 백 제어부(40)로 구성됨을 특징으로 하는 이중 가속도 센서를 이용한 에어 백이다.

Description

이중 가속도 센서를 이용한 에어 백
제1도는 종래의 에어 백 장치의 구성을 나타낸 구성도.
제2도는 본 발명의 구성을 나타낸 구성도.
제3도는 본 발명의 충돌방향에 따른 가속도 센서의 출력을 나타낸 동작도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 전방 에어 백 구동부 20 : 측방 에어 백 구동부
30 : 충격량 검출부 31,32 : 제1,2 가속도 센서
33,34 : 제1,2 A/D변환기 40 : 에어 백 제어부
본 발명은 에어 백에 관한 것으로, 특히 두 개의 가속도 센서를 정면을 중심으로 일정각도로 기울어지게 배치하여 정면, 사면 및 측면 충돌의 충돌방향을 검출하여 충돌방향에 해당되는 에어 백을 선택하여 전개시키기 위한 이중 가속도 센서를 이용한 에어 백에 관한 것이다.
종래의 에어 백 장치는 제1도에 나타낸 바와같이, 운전석 및 조수석 앞에 설치되는 전방 에어 백을 전개시키는 전방 에어 백 구동부(1)와, 도어에 설치되는 측방 에어 백을 전개시키는 측방 에어 백 구동부(2)와, 차량의 정면 충돌시 충격량을 검출하는 제1 가속도 센서(3)와, 차량의 측면 충돌시 충격량을 검출하는 도어에 설치되는 제2 가속도 센서(4)와, 상기 제1 가속도 센서(3)로부터 입력되는 충격량에 따라 상기 전방 에어 백 구동부(1)에 전개신호를 출력하며, 또한 상기 제2 가속도 센서(4)로부터 입력되는 충격량에 따라 상기 측방 에어 백 구동부(2)에 전개신호를 출력하는 에어 백 제어부(5)로 구성되어 있었다.
상기 에어 백 제어부(5)는 제1 가속도 센서(3)로부터 입력되는 충격량(즉, 감속도)만을 가지고 전방 에어 백 구동부(1)에 전개신호를 출력할 것인지 아닌지를 판별하며, 또한 제2 가속도 센서(4)로부터 입력되는 충격량(즉,감속도)만을 가지고 측방 에어 백 구동부(2)에 전개신호를 출력할 것인지 아닌지를 판별한다.
예를 들면, 상기 에어 백 제어부(5)는, 제1 가속도 센서(3)로부터 입력된 감속도가 설정 감속도 보다 큰 경우 전방 에어 백 구동부(1)에 전개신호를 출력하며, 상기 전방 에어 백 구동부(1)는 상기 에어 백 제어부(5)로부터 전개신호가 입력되면 운전석 및 조수석 앞에 설치된 에어 백을 전개시켜서 운전석 및 조수석에 있는 승객을 보호한다. 또한, 상기 에어 백 제어부(5)는 제2 가속도 센서(4) 중 좌측에 위치한 제2 가속도 센서(4a)로부터 입력된 감속도가 설정 감속도 보다 큰 경우 측방 에어 백구동부(2) 중 좌측 측방 에어 백 구동부(2a)에 전개신호를 출력하며, 상기 좌측 측방 에어 백 구동부(2a)는 상기 에어 백 제어부(5)로부터 전개신호가 입력되면 좌측도어에 설치된 에어 백을 전개시켜서 운전석에 있는 승객을 보호한다.
그러나, 이러한 종래의 에어 백 장치는, 전방 에어 백과 측방 에어 백의 작동여부를 각각 해당 가속도 센서로부터 입력되는 감속도에 의해서만 판단하는 것으로, 각 가속도 센서로부터 입력되는 감속도를 총괄적으로 비교하여 전개할 에어 백을 선택하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 두 개의 가속도 센서를 정면을 중심으로 일정각도로 기울어지게 배치하여 상기 두 개의 가속도 센서로부터 입력되는 충격량을 비교하여 충돌방향 및 전개시킬 에어 백을 선택하기 위한 이중 가속도 센서를 이용한 에어 백을 제공하는데 있다.
이하 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명 이중 가속도 센서를 이용한 에어 백은 제2도에 나타낸 바와같이, 운전석 및 조수석 앞에 설치되는 전방 에어 백을 전개시키는 전방 에어 백 구동부(10)와, 도어에 설치되는 측방 에어 백을 전개시키는 측방 에어 백 구동부(20)와, 차량의 충격량을 검출하는 제1,2 가속도 센서(31,32)와, 상기 두 개의 제1,2 가속도 센서(31,32)로부터 입력되는 아날로그 신호를 각각 디지탈 신호로 변환하는 제1,2 A/D변환기(33,34)로 이루지는 충격량 검출부(30)와; 상기 충격량 검출부(30)의 제1,2 가속도 센서(31,32)로부터 입력되는 두 개의 충격량을 비교하여 충돌방향 및 충격량을 산출하여, 전개시킬 에어 백을 선택한 후, 해당 에어 백 구동부에 전개신호를 출력하는 에어 백 제어부(40)로 구성함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
상기 전방 에어 백 구동부(10)는, 상기 에어 백 제어부(40)로부터 입력되는 신호에 따라 운전석 앞에 위치한 운전석 에어 백을 전개시키는 운전석 에어 백 구동부(11)와, 조수석 앞에 위치한 조수석 에어 백을 전개시키는 조수석 에어 백 구동부(12)로 이루어진다.
상기 측방 에어 백 구동부(20)는, 상기 에어 백 제어부(40)로부터 입력되는 신호에 따라 운전석 좌측 에어 백을 전개시키는 좌측 측방 에어 백 구동부(21)와, 조수석 우측 에어 백을 전개시키는 우측 측방 에어 백 구동부(22)로 이루어진다.
상기 충격량 검출부(30)에서 제1 가속도 센서(31)는 정면을 중심으로 좌측으로 일정각도 기울어지고, 제2 가속도 센서(32)는 상기 정면을 중심으로 우측으로 일정 각도로 기울어지게 설치된다.
이러한 본 발명 이중 가속도 센서를 이용한 에어 백의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 차량의 충돌시 충돌방향을 정면, 측면 및 사면으로 나누어 전개시킬 에어 백을 선택한다. 예를 들면, 정면 충돌시에는 전방 에어 백을 측면 충돌시에는 해당 측방 에어 백을 전개시킨다. 또한 사면 충돌인 경우에는 정면에 가까운 사면 충돌이면 전방 에어 백을, 측면 충돌에 가까운 사면 충돌이면 해당 측방 에어 백을 전개시키며, 정사면 충돌인 경우에는 전방 및 해당 측방 에어 백을 모두 전개시킨다.
제3도에서, E1은 제1 가속도 센서(31)로부터 입력되는 감속도이고, E2는 제2 가속도 센서(32)로부터 입력되는 감속도이며, E*은 감속도 센서가 제3도의 (a)에서 점선으로 표시된 정방향 가속도 센서(a)와 같이 정면을 향해 설치된 경우 정면 충돌시 입력되는 감속도이다. 따라서, 상기 E1,E2,E*의 관계는 식1과 같으며, θ1는 충돌방향과 제1 가속도 센서(31)가 이루는 각도이고, θ2는 충돌방향과 제2 가속도 센서(32)가 이루는 각도이다.
이하, 상기 충돌방향 각각에 대해 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.
첫째, 제3도의 (a)와 같이 차량이 정면 충돌을 하게 되면, 충돌방향과 제1,2가속도 센서(31,32)가 이루는 각도(θ1,θ2)는 45℃로 같게 되며, 따라서 제1 가속도 센서(31)와 제2 가속도 센서(32)로부터 입력되는 충격량(즉, 감속도)(E1,E2)은 서로 같게 된다(E1=E2).
즉, 상기 에어 백 제어부(40)는, 제1,2 가속도 센서(31,32)로부터 입력되는 감속도(E1,E2)가 같은 경우에는 정면 충돌이라고 판단한 다음, 상기 제1,2 가속도 센서(31,32)로부터 입력된 감속도(E1,E2)가 에어 백 전개 감속량 보다 큰 경우에 전방 에어 백 구동부(10)에 전개신호를 출력한다. 그러면 상기 전방 에어 백 구동부(10)은 운전석 및 조수석 앞에 있는 에어 백을 전개하여 운전석 및 조수석에 있는 승객을 보호하게 된다.
둘째, 제3도의 (b)와 같이 차량이 좌측으로 측면 충돌을 하게 되면, 제1 가속도 센서(31)와 충돌방향이 이루는 각도(θ1)와 제2 가속도 센서와 충돌방향이 이루는 각도(θ2)는 90°차이가 생기게 되며(θ2=θ1+90°), 이로 인해 제1 가속도 센서(31)로부터 입력되는 감속도(E1)와 제2 가속도 센서(32)로부터 입력되는 감속도(E2)는 크기는 같으나 성분이 (+),(-)로 반대가 된다.
즉, 상기 에어 백 제어부(40)는, 제1,2 가속도 센서(31,32)로부터 입력되는 감속도()가 서로 크기가 같으나 성분이 (+),(-)로 반대인 경우에는 측면 충돌로 판단하며, 동시에 측면 충돌 중에서 가속도 센서와 충돌방향이 이루는 각도가 작은 방향을 측면 충돌방향으로 판단한다. 그러므로 상기 예에서는 제1 가속도 센서(31)와 충돌방향이 이루는 각도(θ1)가 제2 가속도 센서(32)와 충돌방향이 이루는 각도(θ2)보다 작으므로 좌측 측면 충돌로 판단한 다음, 측방 에어 백 구동부(20) 중에서 좌측 측방 에어 백 구동부(20)에 전개신호를 출력한다. 그러면, 상기 좌측 측방 에어 백 구동부(20)는 운전석 좌측 에어 백을 전개시킨다.
세째, 제3도의 (c)와 같이 차량이 좌측으로 사면 충돌을 하게 되면, 제1 가속도 센서(31)와 충돌방향이 이루는 각도(θ1)는 0。에 가깝게 되어 θ1=0이 되면 제1 가속도 센서(31)로부터 입력되는 감속도(E1)는 정면 충돌시 정방향 가속도 센서(a)로부터 입력되는 감속도(E*)와 비슷하게 되고, 제1 가속도 센서(31)와 충돌방향이 이루는 각도(θ2)는 90 °에 가깝게 되어 θ2=90°이 되면 제2 가속도 센서(32)로부터 입력되는 감속도(E2)는 0에 가깝게 된다.
즉, 상기 에어 백 제어부(40)는, 제1 가속도 센서(31)부터 입력되는 감속도가 정면 충돌시 정방향 가속도 센서(a)로부터 입력되는 감속도(E*)에 가깝게 되고, 동시에 제2 가속도 센서(32)로부터 입력되는 감속도가 0에 가까운 경우에는 좌측 방향의 정사면 충돌로 판단한 다음, 상기 제1 가속도 센서(31)로부터 입력되는 감속도(E1)가 에어 백 전개 감속량 보다 큰 경우에 전방 에어 백 구동부(10)에, 측방 에어 백 구동부(20) 중 좌측 측방 에어 백 구동부(20)에 전개신호를 출력한다. 그러면, 상기 전방 에어 백 구동부(10)는 운전석 및 조수석 앞에 있는 에어 백을, 좌측 측방 에어 백 구동부(20)는 좌측 에어 백을 전개한다.
네째, 상기 에어 백 제어부(40)는 상기 정면, 측면 및 사면 충돌을 판단하는데 있어서, 제3도의 (d)와 같이 소정의 경계값을 가진다. 충돌방향이 (A)의 범위에 속하게 되면(즉, 충돌방향이 사면 보다는 정면에 가까우므로)정면 충돌이라고 판단하고, 충돌방향이 (B)의 범위에 속하게 되면(즉, 충돌방향이 정면 또는 측면 보다 사면에 가까우므로)사면 충돌이라고 판단하며, 또한 충돌방향이 (C)의 범위에 속하게 되면(즉, 충돌방향이 사면 보다 측면에 가까우므로) 측면 충돌이라고 판단한다.
이와 같은 본 발명은 정면을 중심으로 일정각도로 좌우로 기울어지게 두 개의 가속도 센서를 설치하여 상기 두 개의 가속도 센서로부터 입력되는 충격량(감속도)을 비교함으로 정면, 측면 및 사면의 충돌방향을 판단하는 동시에 상기 두 개의 충격량에 따라 전개시킬 에어 백을 선택하는 것으로, 필요한 가속도 센서의 수를 줄일 수 있으며 또한 불필요한 에어 백의 전개를 방지할 수 있는 유용한 것이다.

Claims (2)

  1. 운전석 및 조수석 앞에 설치되는 전방 에어 백을 전개시키는 전방 에어 백 구동부와; 도어에 설치되는 측방 에어 백을 전개시키는 측방 에어 백 구동부와; 차량의 충격량을 검출하는 제1,2 가속도 센서와, 상기 두 개의 제1,2 가속도 센서로부터 입력되는 아날로그 신호를 각각 디지탈 신호로 변환하는 제1,2 A/D변환기로 이루어지는 충격량 검출부와; 상기 충격량 검출부의 제1,2 가속도 센서로부터 입력되는 두 개의 충격량을 비교하여 충돌방향 및 충격량을 산출하여, 전개시킬 에어 백을 선택한 후, 해당 에어 백 구동부에 전개신호를 출력하는 에어 백 제어부;로 구성됨을 특징으로 하는 이중 가속도 센서를 이용한 에어 백.
  2. 제1항에 있어서, 상기 충격량 검출부에서 제1 가속도 센서는 정면을 중심으로 좌측으로 일정각도 기울어지고, 제2 가속도 센서는 상기 정면을 중심으로 우측으로 일정각도로 기울어지게 설치하는 것을 특징으로 하는 이중 가속도 센서를 이용한 에어 백.
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