KR100458749B1 - 차량용 충돌판정장치 - Google Patents

차량용 충돌판정장치 Download PDF

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Abstract

비교적 낮은 가속도신호가 장시간 계속하는 소프트크래시와 저속정면충돌을 구별해서, 승차자보호수단을 적절한 타이밍으로 기동할 수 없다는 과제가 있었다.
차량의 충돌시에서의 충격을 검출하는 가속도센서의 출력신호와 제1 임계치를 비교하는 제1의 비교수단과 단위시간마다 시프트시키면서 미리 정한 소정구간내에서의 상기 제1의 비교수단의 출력을 적분하는 적분수단의 적분치와 제2의 임계치를 비교하는 제2의 비교수단과, 상기 제2의 비교수단에 의한 출력신호에 따라 승차자보호수단의 기동을 제어하는 기동수단을 구비한다.

Description

차량용 충돌판정장치{VEHICLE CRASH DETERMINING APPARATUS}
본 발명은, 차량이 충돌했을때에 차량내의 승차자를 보호하는 에어백장치나, 시트벨트프리텐셔너장치등의 승차자보호수단의 기동을 제어하는 차량용 충돌판정장치에 관한 것이다.
도 11은 차량(101)에 승차자보호장치에서의 충돌판정수단(102)을 설치한 상태를 표시하는 평면도, 도 12는 충돌판정수단(102)과 승차자보호수단(103)의 구성을 표시하는 개요도이다. 도 12에서, 충돌판정수단(102)은, 가속도센서(102a), 마이크로컴퓨터(102b), 기동수단(102c)을 갖는다. 또 승차자보호수단(103)은, 일예로서 에어백시스템의 경우를 기재하고 있고, 기동수단(102c)의 출력을 받느 스퀴브 (기폭장치)(103a), 스퀴브(103a)의 출력을 받아서 팽창하는 에어백(103b)을 갖는다.
다음 동작에 대해 설명한다.
가속도센서(102a)는 충격에 의한 가속도를 검출하고, 가속도의 크기에 따른 전기신호를 출력한다. 출력된 전지신호는 마이크로컴퓨터(102b)내부에 설치된 A/D변환수단에 의해 디지털신호로서 연산처리된다. 또 마이크로컴퓨터(102b)에서는 입력된 전기신호를 내부에 설치된 적분수단으로 미리 정한 소정구간(일정한 시간폭)으로 적분하고, 이 적분치가 미리 정한 임계치를 초과한 경우, 즉, 에어백 (103b)을 전개해야 할 충돌이 생겼을때(승차자보호수단의 기동이 필요)의 충돌이라고 판단한다.
에어백(103b)을 전개해야 할 충돌이 생겼다고 판정했을때는 마이크로컴퓨터 (102b)의 출력으로 기동수단(102c)을 기동시켜 이 기동수단(102c)이 스퀴브(기폭장치)(103a)에 점화전류를 흘리고, 에어백(103b)을 전개시킨다.
종래의 차량용 충돌판정장치는 상기와 같이 가속도센서에 의해 검출된 가속도신호를 단지 소정구간내에서 적분하는 것만으로 되어 있으므로, 예를 들면 도 14(a)에 표시한 바와 같이 오프셋충돌이나 언더라이드충돌등의 소프트크래시에서는, 도 13(a)에 표시하는 정면충돌에 비해 비교적 낮은 가속도신호가 장시간 계속해서 출력된다. 승차자보호장치는 이 구간에서 기동할 필요가 있으나, 적분치에서 저속정면충돌과 소프트크래시의 식별을 하는 경우에는 도 13(b), 도 14(b)에 표시하는 바와 같이 소정시간을 상당히 길게 설정하지 않으면 안된다. 이 때문에, 승차자보호수단의 기동판정에 시간을 요하고 적절한 타이밍으로 승차자보호장치를 기동시킬 수가 없는 경우가 있다는 과제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해소하기 위해 된것으로 비교적 낮은 가속도신호가 장시간 계속되는 소프트크래시를 단시간에 저속정면충돌과 구별해서 식별할 수 있도록 하고, 승차자보호수단을 적절한 타이밍으로 기동할 수가 있는 차량용 충돌판정장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 차량용 충돌판정자치는, 차량의 충돌시에서의 충격을 검출하는 가속도센서의 출력신호와 제1의 임계치를 비교하는 제1의 비교수단과 단위시간마다 시프트시키면서 미리 정한 소정구간내에서의 제1의 비교수단의 출력을 누적하는 적분수단의 누적치와 제2의 임계치를 비교해서 승차자보호수단의 기동여부를 판정하는 제2의 비교수단과 제2의 비교수단에 의한 출력신호에 따라 승차자보호수단의 기동을 제어하는 기동수단을 구비한 것이다.
본 발명에 관한 차량용 충돌판정수장치는 차량의 충돌시의 충격을 검출하는 가속도센서의 출력신호와 제1의 임계치를 비교하는 제1의 비교수단과, 이 제1의 비교수단의 출력에서 미리 정한 일정치를 감산하는 감산수단과, 이 감산수단의 출력을 적분하고, 적분치가 0보다 작아졌을때 이 적분치를 강제적으로 0으로 하는 리세트기능을 갖는 적분수단과, 이 적분수단의 적분치와 제2의 임계치를 비교해서 승차자보호수단의 기동여부를 판정하는 제2의 비교수단과, 제2의 비교수단에 의한 출력신호에 따라 승차자보호수단의 기동을 제어하는 기동수단을 구비한 것이다.
본 발명에 관한 차량용 충돌판정장치는 가속도센서의 출력신호로부터 고주파성분을 감쇄시켜서 제1의 비교수단에 입력하는 감쇄수단을 구비한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 충돌판정수단의 구성을 표시하는 블록도.
도 2는 충돌판정수단에서의 연산처리의 플로차트.
도 3은 저속정면충돌시의 가속도신호파형 및 도 1에서의 각부 출력파형을 표시하는 파형도.
도 4는 소프트크래시시의 가속도신호파형 및 도 1에서의 각부 출력파형을 표시하는 파형도.
도 5는 악로주행시의 가속도신호파형 및 도 1에서의 각부 출력파형을 표시하는 파형도.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 2에서의 충돌판정수단의 구성을 표시하는 블록도.
도 7은 저속정면충돌시의 가속도신호파형 및 도 6에서의 각부 출력파형을 표시하는 파형도.
도 8은 소프트크래시시의 가속도신호파형 및 도 6에서의 각부 출력파형을 표시하는 파형도.
도 9는 악로주행시의 가속도신호파형 및 도 6에서의 각부 출력파형을 표시하는 파형도.
도 10은 구간적분의 설명도.
도 11은 종래의 승차자보호시스템에 사용되고 있던 충돌판정수단의 배치위치를 표시하는 개략평면도.
도 12는 승차자보호시스템의 개략구성도.
도 13은 저속정면충돌시의 가속도신호파형 및 도 11에서의 각부 출력파형을 표시하는 파형도.
도 14는 소프트크래시시의 가속도신호파형 및 도 11에서의 각부 출력파형을 표시하는 파형도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
4 : 충돌판정수단, 4a : 제1의 비교수단,
4b : 적분수단, 4c : 제2의 비교수단,
5 : 충돌판정수단, 5a : 제1의 비교수단,
5b : 감산수단, 5c : 리세트기능부 적분수단,
5d : 제2의 비교수단, 6 : 로패스필터.
이하, 본 발명의 실시의 한 형태를 설명한다.
실시의 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 차량용 충돌판정장치의 요부를 표시하는 구성도이다. 도 1에서, 4는 상기 도 11에 표시한 마이크로컴퓨터에 상당하는충돌판정수단이고, 차량의 충돌시에서의 충격을 검출하는 가속도센서로부터 가속도신호 Gt를 입력하고, 제1의 임계치 GO와 비교하는 제1의 비교수단(4a), 단위시간 t마다 시프트시키면서 미리 정한 소정구간 T내에서의 제1의 비교수단(4a)의 출력신호를 적분하는 적분수단(4b), 이 적분수단(4b)의 적분치와 제2의 임계치 XO를 비교해서 승차자보호수단의 기동여부를 판정하는 제2의 비교수단(4c)을 갖는다.
다음 동작에 대해 설명한다.
충돌판정수단 4에서의 연산처리동작을 도 2에 표시하는 플로차트에 따라 설명한다. 우선 스텝 ST1에서 가속도센서에 의해 검출된 시각의 가속도신호 Gt가 제1의 임계치 GO보다 큰것인가를 제1의 비교수단(4a)에서 판단하고, YES이면 스텝 ST2에서 개수 Ct-1+ 1이 Ct로서 인클리먼트된다.
계속해 스텝 ST3에소 소정수간 T중에서의 가속도신호 Gt가 제1의 임계치 GO를 초과하는 개수(Ct- Ct-n)를 제2의 비교수단(4c)에서 제2의 임계치 XO와 비교하고 제2의 임계치 XO보다도 큰 경우, 스텝 ST4에서 제2의 비교수단(4c)으로부터 충돌판정결과로서 기동신호를 출력한다.
도 3, 도 4, 도 5는 저속정면충돌시 소프트크래시시, 악로주행시의 가속도신호파형 및 도 1에서의 각부 출력파형을 표시하는 것으로 가속도신호 Gt가 임계치 GO를 초과하는 시간을 적분함으로써 저속정면충돌과 소프트크래시를 신속하게 식별할 수가 있다. 또 제1의 임계치 GO는 장시간의 브래이킹이나 악로주행 및 가속도센서의 노이즈등을 고려한 값을 설정함으로써 승차자보호장치의 기동이 불필요한경우의 오폭을 방지할 수가 있다.
실시의 형태 2.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 2에서으 차량용 충돌판정장치의 다른 실시의 형태를 표시하는 구성도이다. 도 6에서, 5는 상기 도 11에 표시한 마이크로컴퓨터에 상당하는 충돌판정수단이고, 이 충돌판정수단(5)은 차량의 충돌시의 충격을 검출하는 가속도센서(도 12에 표시하는 가속도센서102a)로부터의 가속도신호 Gt가 제1의 임계치 G1을 비교하는 제1의 비교수단(5a), 이 제1의 비교수단(5a)의 출력에서 미리 정한 일정치 R1을 감산하는 감산수단(5b), 이 감산수단(5b)의 출력의 적분치 X가 0보다 작을때는 0에 초기화하는 기능(이하, 리세트기능이라 칭함)을 갖는 적분수단(5c)과, 이 적분수단(5c)의 적분치와 제2의 임계치 X1을 비교해서, 승차자보호수단의 기동요부를 판정하는 제2의 비교수단(5d)을 갖는다.
다음에 동작에 대해 설명한다.
충돌판정수단은, 가속도센서에 의해 검출공급된 가속도신호 Gt가 제1의 임계치 G1보다 큰것인가를 제2의 비교수단(5a)에서 판단하고, 이 제1의 비교수단(5a)의 출력에서 미리 정한 일정치 R1을 감산수단(5b)에서 감산하다. 계속해, 감산수단 (5b)의 출력이 적분수단(5c)에서 적분되고, 그 적분치를 제2의 비교수단(5d)에서 제2의 임계치 X1과 비교하고, 제2의 임계치 X1보다도 큰 경우, 제2의 비교수단(5d)에서 충돌판정결과를 출력한다.
도 7, 도 8, 도 9는 저속정면충돌시, 소프트크래시시에 악로주행시의 가속도신호파형 및 도 6에서의 각부 출력파형을 표시하는 것으로 실시의 형태 1과 같이 가속도신호 Gt가 임계치 G1을 초과하는 시간을 적분함으로써 소프트크래시를 신속하게 저속정면충돌 악로주행과 구별해서 판별하는 것이 가능해진다. 또 가속도신호 Gt로부터 일정치를 감산해서 적분한 속도신호가 0보다 작은 경우, 속도신호를 0으로 해서 적분을 하므로, 구분적분과 같이 가속도신호 Gt를 기억할 필요가 없으므로, 사용메모리를 적게하는 것이 가능해지고, 또 충돌판정시간도 단축할 수 있는 효과가 있다.
또, 제1의 임계치 G1을 실시의 형태 1에서의 제1의 임계치 GO와 같이 장시간의 브레이킹이나 악로주행 및 가속도센서의 노이즈등을 고려한 값을 설정함으로써, 승차자보호장치의 기동이 불필요한 경우의 오폭을 방지할 수가 있다.
실시의 형태 3.
이 실시의 형태 3은 도1, 도 6에 표시한 실시의 형태 1, 2에서 충돌판정수단 (4),(5)에서의 비교수단(4a),(5a)의 입력측에 LPF(로패스필터)(6)를 설치한 구성이다. 이 구성에 의해 가속도신호 Gt에 포함되는 고주파성분이 감쇄되고 보다 안정하게 충돌판정을 할 수가 있다.
또 실시의 형태 1에서의 적분수단(4b)은 구간적분을 하고 있는 것으로, 이 구간적분의 원리를 도 10에 대해 설명한다.
예를 들면 단위시간 t를 1비트에 대응시켜 5비트를 소정구간 T로 하고, 이 소정구간 T마다에 대응 비트위치에 출력이 있는지를 판단하고, 출력이 있으면 비트「1」를 세워, 이 5비트의 내용을 적분한다. 이와 같이해서 소정구간 T마다의 적분을 단위시간 t마다 시프트시켜서 순차실시하고 적분치가 제2의 임계치 XO를 초과했을때, 승차자보호수단의 기동신호를 출력한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 차량의 충돌시의 충격을 검출하는 가속도센서의 출력신호와 제1의 임계치를 비교하는 제1의 비교수단과, 단위시간마다 시프트시키면서 미리 정한 소정구간내에서의 제1이 비교수단의 출력을 누적하는 적분수단의 누적치와 제2의 임계치를 비교해서 승차자보호수단의 기동여부를 판정하는 제2의 비교수단과, 제2의 비교수단에 의한 출력신호에 따라 승차자보호수단의 기동을 억제하는 기동수단을 구비해서 구성하였으므로, 승차자보호수단의 기동이 필요한 충돌형태인가 아닌가의 판정을 신속하게 실시할 수가 있는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 차량의 충돌시의 충격을 검출하는 가속도센서의 출력신호와 제1의 임계치를 비교하는 제1의 비교수단과, 이 제1의 비교수단의 출력에서 미리 정한 일정치를 감산하는 감산수단과, 이 감산수단의 출력을 적분하고 적분치가 0보다 작아졌을때, 이 적분치를 강제적으로 0으로 하는 리세트기능을 갖는 적분수단과 이 적분수단의 적분치와 제2의 임계치를 비교해서 승차자보호수단의 기동여부를 판정하는 제2의 비교수단과, 제2의 비교수단에 의한 출력신호에 따라 승차자보호수단의 기동을 제어하는 기동수단을 구비해서 구성하였으므로, 사용메모리를 적게할 수가 있고 또 승차자보호수단의 기동이 필요한 충돌형태인지 아닌지의 판정을보다 신속하게 실시할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의하면 가속도센서의 출력신호로부터 고주파성분을 감쇄시켜서 제1의 비교수단에 입력하는 감쇄수단을 구비해서 구성하였으므로 가속도신호에 포함되는 고주파성분이 감쇄되고, 보다 안정되게 충돌판정을 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 차량의 충돌시의 충격을 검출하는 가속도센서와, 상기 가속도센서의 출력신호와 제1의 임계치를 비교하는 제1의 비교수단과, 단위시간만다 시프트시키면서 미리 정한 소정구간내에서의 상기 제1의 비교수단의 출력을 적분하는 적분수단과, 상기 적분수단의 적분치와 제2이 임계치를 비교해서 승차자보호수단의 기동여부를 판정하는 제2의 비교수단과, 상기 제2의 비교수단에 의한 출력신호에 따라 상기 승차자보호수단의 기동을 제어하는 기동수단을 구비한 차량용 충돌판정장치.
  2. 차량의 충돌시의 충격을 검출하는 가속도센서와, 상기 가속도센서의 출력신호와 제1의 임계치를 비교하는 제1의 비교수단과, 이 제1의 비교수단의 출력에서 미리 정한 일정치를 감산하는 감산수단과, 이 감산수단의 출력을 적분하고, 적분치가 0보다 작아졌을때 이 적분치를 강제적으로 0으로 하는 리세트기능을 갖는 적분수단과, 상기 적분수단의 적분치와 제2의 임계치를 비교해서 승차자보호수단의 기동여부를 판정하는 제2의 비교수단과, 상기 제2의 비교수단에 의한 출력신호에 따라 상기 승차자보호수단의 기동을 제어하는 기동수단을 구비한 차량용 충돌판정장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    가속도센서의 출력신호에서 고주파성분을 감쇄시켜서 제1의 비교수단에 입력하는 감쇄수단을 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 충돌판정장치.
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