KR100476569B1 - 전방 에어백 제어 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전방 에어백 제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서,

전방 위치 센서 1 내지 3개를 앞타이어의 앞쪽에 배치시키고, 중앙 위치 센서를 에어백 제어 박스내에 포함시키며, 에어백 제어박스는 가속도 센서, 및 일반적 전방 충돌 알고리즘, 전방 조기 충돌 로직 및 알고리즘이 프로그램된 마이크로 프로세서를 포함하고, 상기 마이크로 프로세서에 중앙 위치센서 및 전방 위치 센서가 연결되며, 상기 마이크로 프로세서는 전방 위치 센서와 중앙 위치센서 간의 거리(D)와 이들 거리간의 순간 거리 변화량(ΔD)을 연산한 후, 상기 순간 거리변화량(ΔD)와 미리 설정한 문턱값의 대소 판별 결과, 및 상기 거리(D)와 미리 설정한 거리 문턱값의 대소 판별 결과에 따라 일반적 전방 충돌 알고리즘 혹은 전방 조기 충돌 알고리즘을 적용하기 위하여 에어백 문턱값을 가변 설정한 상태에서 충격량이 가변 설정된 에어백문턱값을 초과하는지에 따라서 에어백의 터짐 여부를 판단한다.

이것에 의해, 고속주행 차량이 장애물과의 정면 방향이 아닌 경사(Oblique)나 국부충돌(Ex. Car to Pole, Offset Crash) 발생 경우에도 에어백 작동 시간을 현재의 알고리즘 대비 단축이 가능하다.

Description

전방 에어백 제어 시스템 및 그 제어방법 {CONTROL SYSTEM FOR FRONTAL AIRBAG AND THE METHOD}

본 발명은 전방 에어백 제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 전방 충돌 정도 및 그 충격 속도를 감지하여 전방 에어백의 터짐 속도를 제어하는 전방 에어백 제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

현재의 운전석 또는 조수석의 전방 에어백 제어 시스템의 경우, 충돌 사고 시 에어백 제어 박스에 설치되는 마이크로프로세서가 일반적인 전방 충돌 알고리즘을 수행하여 상기 에어백 제어 박스에 설치되는 가속도센서에 의해 감지되는 차량 주행 방향의 감가속도(-G) 값을 근거로 에어백 전개 여부를 판정하기 위한 물리적인 계산값(Matrix), 즉 충격량을 구한다.

이 충격량을 구하기 위하여 상기 마이크로프로세서가 수행하는 일반적인 전방 충돌 알고리즘은 충돌 당시 차량의 부서지는 정도나 부서지는 속도 변화에 관계없이 상기 가속도센서의 감가속도(-G) 값을 근거하여 충격량을 구한다.

그러나 불행하게도 고속 주행 차량이 장애물과의 정면방향이 아닌 경사(Obl ique)나 국부충돌(Ex. Car to Pole, offset Crash)을 하는 경우 정면 방향에 대한 충격량(물리량)이 감소 때문에 적절한 에어백 작동이 이루어지지 않을 가능성이 높다.

설령 에어백이 동작하더라도 원하는 시간보다 늦게 작동되어 승객을 적절히 보호하지 못할 가능성이 있다. 도 5의 (가)그래프와 같이, 일반적인 전방 충돌 알고리즘을 수행하여 구한 물리적인 계산값(Matrix), 즉 충격량(실선으로 나타낸 곡선)에 대응하는 특정한 에어백 문턱값이 미리 설정되어 있는 경우, 고속 주행 차량이 장애물과의 정면방향이 아닌 경사(Obl ique)나 국부충돌(Ex. Car to Pole, offset Crash)을 할 때, 상기 충격량이 에어백 요구 전개 시간보다 늦게 상기 에어백 문턱값을 초과하므로, 실제로 에어백이 요구 전개 시간보다 늦게 터지게 된다.

이러한 이유 때문에 고객불만의 원인이 되기도 한다.

또한, 현재의 일반적인 전방 충돌 알고리즘의 경우 고속주행 차량이 장애물과의 정면방향이 아닌 경사(Oblique)나 국부충돌(Ex. Car to Pole, Offset Crash)하는 상황에서 에어백을 전개시키기 위하여 에어백 문턱값(Threshold)을 낮게 설정하며, 이러한 이유 때문에 저속 및 험한 길등 에어백의 미전개 상황에서 오작동 가능성이 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 차량에 장착된 전방 및 중앙 위치 센서로부터의 센서간 거리(D) 및 순간 거리 변화량(ΔD)을 구하며, 이 정보를 사용하여 에어백 문턱값을 능동적으로 가변 설정하는 기능을 가진 전방 조기 충돌 알고리즘을 수행하여 자동차 충돌 속도 및 부상위험 충돌 상황에 따라 에어백이 원하는 시간에 작동될 수 있도록 하는 전방 에어백 제어 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전방 에어백 제어 시스템의 일예로써,

전방 위치 센서 1 내지 3개를 앞타이어의 앞쪽에 배치시키고, 중앙 위치 센서를 에어백 제어 박스내에 포함시키며, 에어백 제어박스는 가속도 센서, 및 일반적 전방 충돌 알고리즘, 전방 조기 충돌 로직 및 알고리즘이 프로그램된 마이크로 프로세서를 포함하고, 상기 마이크로 프로세서에 중앙 위치센서 및 전방 위치 센서가 연결되며, 상기 마이크로 프로세서는 순간 거리 변화량(ΔD)을 연산한 후, 상기 순간 거리변화량(ΔD)와 미리 설정한 문턱값의 대소 판별 결과, 및 상기 거리(D)와 미리 설정한 거리 문턱값의 대소 판별 결과에 따라 일반적 전방 충돌 알고리즘 혹은 전방 조기 충돌 알고리즘을 적용하기 위하여 에어백 문턱값을 가변 설정한 상태에서 충격량이 가변 설정된 에어백문턱값을 초과하는지에 따라서 에어백의 터짐 여부를 판단한다.

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전방 위치 센서와 중앙 위치센서 간의 거리(D)와 이들 거리간의 순간 거리 변화량(ΔD)이 마이크로 프로세서에 입력되는 단계와,

전방 전방 위치 센서와 중앙 위치센서 간의 거리(D)와 이들 거리간의 순간 거리 변화량(ΔD)이 마이크로 프로세서에 입력되는 단계와, 상기 마이크로 프로세서에서는 순간 거리 변화량(ΔD)이 ΔD 문턱값 이상인가를 판단하는 단계와, 판단 결과, 순간 거리 변화량(ΔD)이 ΔD 문턱값 이상이면, 거리(D)가 미리 설정된 거리 문턱값 이하인가를 판단하는 단계와, 판단 결과, 거리(D)가 미리 설정된 거리 문턱값 이하이면, 충격량이 일반적 전방 충돌 알고리즘을 적용하기 위한 값보다 큰 상태로 판단하여 초기 에어백 문턱값을 미리 설정한 제2단계 에어백 문턱값으로 다운시키고, 또한 판단 결과, 거리(D)가 미리 설정된 거리 문턱값보다 크면, 충격량이 일반적 전방 충돌 알고리즘을 적용하기 위한 값보다 큰 상태로 판단하여 초기 에어백 문턱값을 상기 제2단계 에어백 문턱값 보다 크고 초기 에어백 문턱값보다 작은 제1단계 에어백 문턱값으로 다운시키는 단계와, 상기 순간 거리 변화량(ΔD)이 ΔD 문턱값 이상인가를 판단하는 단계에서, 순간 거리 변화량(ΔD)이 ΔD 문턱값 미만이면, 거리(D)가 미리 설정된 거리 문턱값 이하인가를 판단하는 단계와, 판단 결과, 거리(D)가 미리 설정된 거리 문턱값 이하이면, 충격량이 일반적 전방 충돌 알고리즘을 적용하기 위한 값보다 큰 상태로 판단하여 초기 에어백 문턱값을 상기 제1단계 에어백 문턱값으로 다운시키는 단계; 및판단 결과, 거리(D)가 미리 설정된 거리 문턱값보다 크면, 충격량이 일반적 전방 충돌 알고리즘을 적용하기 위한 값보다 작은 것으로 판단하여 상기 초기 에어백 문턱값을 그대로 유지하며, 이후 충격량이 가변 설정된 에어백문턱값을 초과하는지 여부에 따라서 에어백의 터짐 여부를 판단하는 단계

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로 이루어진다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 전방 위치 센서(10)를 1 내지 3개 앞타이어의 앞쪽에 배치시키고, 중앙 위치 센서(20)를 에어백 제어 박스(30)내에 포함시킨다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 전방 위치 센서(10) 1 내지 3개를 앞타이어의 앞쪽에 배치시키고, 중앙 위치 센서(20)를 에어백 제어 박스(30)내에 포함시킨다. 상기 전방 위치 센서(10)와 전방 위치 센서(20)는 통상적인 적외선 혹은 초음파 송수신 센서이며, 상기 중앙 위치 센서(20)는 전방 위치 센서(10)의 적외선 혹은 초음파를 이용하는 응답신호를 수신하여 하기의 마이크로프로세서(34)로 전달한다.

도 3을 참조하면, 에어백 제어박스(30)는 종래의 가속도 센서(32), 및 일반적 전방 충돌 알고리즘과 본 발명에 따른 전방 조기 충돌 로직 및 알고리즘이 프로그램된 마이크로 프로세서(34)를 포함한다.본 발명에서는 상기 마이크로 프로세서(34)에 중앙 위치센서(20) 및 전방 위치 센서(10)가 연결되며, 상기 마이크로 프로세서(34)는 상기 중앙 위치 센서(10)를 통하여 수신한 전방 위치 센서(10)의 응답신호가 나타내는 응답시간 변화를 판별하여 전방 위치 센서(10)와 중앙 위치센서(20) 간의 거리(D)와 이들 거리간의 순간 거리 변화량(ΔD)를 구한다.

본 발명에 따른 전방 조기 충돌 로직은 전방 위치 센서(10)와 중앙 위치센서(20) 간의 거리(D)와 이 거리(D)간의 순간 거리 변화량(ΔD)을 구하며, 이 정보를 사용하여 능동 문턱값 기능을 가진 전방 조기 충돌 알고리즘이 능동적으로 동작하여 자동차 충돌 속도 및 부상위험 충돌 상황에 따라 에어백이 원하는 시간에 작동될 수 있도록 하였다.

본 발명에 따른 전방 조기 충돌 로직 및 알고리즘은 전방 위치 센서(10)와 중앙 위치센서(20) 간의 거리(D)와 이 거리(D)간의 순간거리 변화량(ΔD)을 구하며, 이 정보를 사용하여 에어백 문턱값을 능동적으로 가변 설정하는 기능을 가지고, 자동차 충돌 속도 및 부상위험 충돌 상황에 따라 에어백이 원하는 시간에 작동될 수 있도록 하였다.

즉, 사고 차량의 부서짐 정도를 알 수 있는 전방 위치 센서(10)와 중앙 위치센서(20) 간의 거리(D)와 부서지는 속도를 알 수 있는 전방 위치 센서(10)와 중앙 위치센서(20) 간의 순간거리 변화량(ΔD)에 따라 그에 상응하는 에어백 문턱값이 가변 설정되어 원하는 시간에 에어백을 작동시켜 승객 보호 성능을 향상 시킬 수 있다. 또한 저속 및 거친 길등 에어백의 미전개 상황에서 현재의 일반적인 전방 충돌 알고리즘 대비 초기 에어백 문턱값을 상대적으로 높일 수 있어 에어백의 오작동 가능성을 현격히 줄여 고객 불만을 줄일 수 있다.

차량 충돌 사고 시 차량의 부서짐 정도를 알 수 있는 전방 위치 센서(10)와 중앙 위치센서(20) 간의 거리(D), 즉 도 5의 (나) 그래프에 의한 거리(D)를 구하여 부서짐이 크면(D≤D 문턱값) 충격량이 크다고 판단 할 수 있어, 도 5의 (다)에 나타낸 바와 같이 초기 에어백 문턱값을 1 단계 낮추어 제1단계 에어백 문턱값으로 가변함으로써 에어백이 쉽게 작동되도록 한다.

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한 차량의 부서지는 속도 즉 순간 거리변화량(ΔD), 즉 도 5의 (라) 그래프에 의한 부서지는 속도(ΔD)를 구하여, ΔD가 크면 즉, ΔD ≥ΔD 문턱값 인 경우, 충돌 속도 및 충격량이 크다고 판단할 수 있어, 도 5의 (마)에 나타낸 바와 같이, 초기 에어백 문턱값을 다시 1단계 더 낮추어 제2단계 에어백 문턱값으로 가변함으로써 에어백이 쉽게 작동되도록 한다.

판단 결과, 순간 거리 변화량(ΔD)이 ΔD 문턱값보다 크면, 거리(D)가 미리 설정된 거리 문턱값보다 작은 지를 판단한다(103). 거리(D)가 작아지는 것은 곧 충돌이 크다는 의미이다.

전방 위치 센서(10)와 중앙 위치센서(20) 간의 거리(D)와 이들 거리간의 순간 거리 변화량(ΔD)을 구할 수 있는 상기 전방 위치 센서(10)의 응답신호가 상기 중앙 위치 센서(10)를 통하여 상기 마이크로 프로세서(34)로 입력된다(101).이때, 상기 마이크로 프로세서(34)는 상기 중앙 위치 센서(10)를 통하여 수신한 전방 위치 센서(10)의 응답신호가 나타내는 응답시간 변화를 판별하여 사고 차량의 부서짐 정도를 알 수 있는 전방 위치 센서(10)와 중앙 위치센서(20) 간의 거리(D) 및, 사고 차량의 부서지는 속도를 알 수 있는 이들 센서(10,20) 거리간의 순간 거리 변화량(ΔD)를 구한다.이어서, 상기 마이크로 프로세서(34)는 순간 거리 변화량(ΔD)이 미리 설정한 순간 거리 변화량(ΔD)에 대한 문턱값, 즉 ΔD 문턱값 이상인가를 판단한다(102).

판단 결과, 순간 거리 변화량(ΔD)이 ΔD 문턱값 이상이면, 거리(D)가 미리 설정된 거리 문턱값, 즉 D 문턱값 이하인지를 판단한다(103). 거리(D)가 작아지는 것은 곧 충돌이 크다는 의미이다.

판단 결과, 거리(D)가 미리 설정된 거리 문턱값 이하이면, 충돌이 가장 큰 상태로서 현재 충격량이 상기 일반적 전방 충돌 알고리즘을 적용하기 위한 값보다 크다고 판단하여 상기 일반적 전방 충돌 알고리즘에 적용하는 초기 에어백 문턱값을 미리 설정한 제2단계 문턱값으로 다운시켜(105), 에어백이 쉽게 작동되도록 한다.또한, 판단 결과, 거리(D)가 미리 설정된 거리 문턱값 보다 크면, 충돌이 가장 큰 상태는 아니지만 현재 충격량이 상기 일반적 전방 충돌 알고리즘을 적용하기 위한 값보다 크다고 판단하여 상기 일반적 전방 충돌 알고리즘에 적용하는 에어백 문턱값을 미리 설정한 제1단계 문턱값으로 다운시켜(106), 에어백이 쉽게 작동되도록 한다. 이때, 상기 제1단계 에어백 문턱값은 상기 제2단계 에어백 문턱값 보다 크고 초기 에어백 문턱값보다 작게 설정하는 것이 바람직하다.

상기 순간 거리 변화량(ΔD)이 ΔD 문턱값 이상인가를 판단하는 단계(102)에서, 순간 거리 변화량(ΔD)이 ΔD 문턱값보다 작으면, 거리(D)가 미리 설정된 거리 문턱값 이하인지를 판단한다(104).

판단 결과, 거리(D)가 미리 설정된 거리 문턱값 이하이면, 충돌이 가장 큰 상태는 아니지만 현재 충격량이 상기 일반적 전방 충돌 알고리즘을 적용하기 위한 값보다 크다고 판단하여 상기 일반적 전방 충돌 알고리즘에 적용하는 에어백 문턱값을 상기 제1단계 문턱값으로 다운시켜(107), 에어백이 쉽게 작동되도록 한다. 판단 결과, 거리(D)가 미리 설정된 거리 문턱값보다 크면, 충돌이 전방 조기 충돌 로직 및 알고리즘을 수행할 정도로 큰 상태가 아니고, 현재 충격량이 상기 일반적 전방 충돌 알고리즘을 적용하기 위한 값보다 작은 것으로 판단하여 상기 에어백 문턱값을 초기 설정값 그대로 유지한다(108).상기와 같이 제1단계 혹은 제2단계 등으로 에어백 문턱값이 능동적으로 가변 설정되고 나면, 이후 현재 충격량이 가변 설정된 에어백 문턱값을 초과하는지 여부에 따라서 상기 마이크로프로세서(34)는 에어백의 터짐 여부를 판단한다(110).

상술한 바와같이, 본 발명에 따른 전방 에어백 제어 시스템 및 그 제어방법은 1) 고속주행 차량이 장애물과의 정면 방향이 아닌 경사(Oblique)나 국부충돌(Ex. Car to Pole, Offset Crash)을 하는 경우에도 에어백 작동 시간을 현재의 알고리즘 대비 단축이 가능하다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 전방 에어백 제어 시스템 및 그 제어방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전방 에어백 제어 시스템의 위치 센서의 배치 측면도

도 2는 본 발명에 따른 전방 에어백 제어 시스템의 위치센서의 평면 배치도

도 3은 본 발명에 따른 전방 에어백 제어 시스템의 구성 블럭도

도 4는 본 발명에 따른 전방 에어백 제어 시스템의 제어방법을 도시한 플로우챠트

도 5는 문턱값의 변화도 그래프

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 전방 위치 센서 20 : 중앙 위치 센서

30 : 에어백 제어 박스 32 : 가속도 센서

34 : 마이크로 프로세서 36 : 일반적 전방 충돌 알고리즘

38 : 전방 조기 충돌 로직 및 알고리즘

50 : 프론트 에어백 52 : 운전석 에어백

54 : 조수석 에어백

Claims (4)

1. 전방 위치 센서 1 내지 3개를 앞타이어의 앞쪽에 배치시키고, 중앙 위치 센서를 에어백 제어 박스내에 포함시키며,

   에어백 제어박스는 가속도 센서, 및 일반적 전방 충돌 알고리즘, 전방 조기 충돌 로직 및 알고리즘이 프로그램된 마이크로 프로세서를 포함하고, 상기 마이크로 프로세서에 중앙 위치센서 및 전방 위치 센서가 연결되며,

   상기 마이크로 프로세서는 전방 위치 센서와 중앙 위치센서 간의 거리(D)와 이들 거리간의 순간 거리 변화량(ΔD)을 연산한 후, 상기 순간 거리변화량(ΔD)이 미리 설정한 문턱값(ΔD) 이상이면서 상기 거리(D)가 미리 설정한 거리 문턱값 이하이면 충격량이 상기 일반적 전방 충돌 알고리즘을 적용하기 위한 값보다 크다고 판단하여 상기 일반적 전방 충돌 알고리즘에 적용하는 에어백 문턱값을 미리 설정한 제2단계 문턱값으로 낮추어 에어백이 쉽게 작동되도록 하고, 상기 순간 거리변화량(ΔD)이 미리 설정한 문턱값(ΔD) 이상이면서 상기 거리(D)가 미리 설정한 거리 문턱값보다 크거나 상기 순간 거리변화량(ΔD)이 미리 설정한 문턱값(ΔD) 미만이면서 상기 거리(D)가 미리 설정한 거리 문턱값 이하이면 충격량이 상기 일반적 전방 충돌 알고리즘을 적용하기 위한 값보다 크다고 판단하여 상기 일반적 전방 충돌 알고리즘에 적용하는 에어백 문턱값을 미리 설정한 제1단계 문턱값으로 낮추어 에어백이 쉽게 작동되도록 하며, 상기 순간 거리변화량(ΔD)이 미리 설정한 문턱값(ΔD) 미만이면서 상기 거리(D)가 미리 설정한 거리 문턱값보다 크면 충격량이 상기 일반적 전방 충돌 알고리즘을 적용하기 위한 값보다 작은 것으로 판단하여 상기 에어백 문턱값을 초기 설정값 그대로 유지하며, 이후 충격량이 가변 설정된 에어백문턱값을 초과하는지 여부에 따라서 에어백의 터짐 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전방 에어백 제어 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로프로세서에 의해 조절되는 제1단계 에어백 문턱값은 제2단계 에어백 문턱값 보다 크고 초기 에어백 문턱값보다 작은 것을 특징으로 하는 전방 에어백 제어 시스템.
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4. 전방 위치 센서와 중앙 위치센서 간의 거리(D)와 이들 거리간의 순간 거리 변화량(ΔD)이 마이크로 프로세서에 입력되는 단계와,

   상기 마이크로 프로세서에서는 순간 거리 변화량(ΔD)이 ΔD 문턱값 이상인가를 판단하는 단계와,

   판단 결과, 순간 거리 변화량(ΔD)이 ΔD 문턱값 이상이면, 거리(D)가 미리 설정된 거리 문턱값 이하인가를 판단하는 단계와,

   판단 결과, 거리(D)가 미리 설정된 거리 문턱값 이하이면, 충격량이 일반적 전방 충돌 알고리즘을 적용하기 위한 값보다 큰 상태로 판단하여 초기 에어백 문턱값을 미리 설정한 제2단계 에어백 문턱값으로 다운시키고, 또한 판단 결과, 거리(D)가 미리 설정된 거리 문턱값보다 크면, 충격량이 일반적 전방 충돌 알고리즘을 적용하기 위한 값보다 큰 상태로 판단하여 초기 에어백 문턱값을 상기 제2단계 에어백 문턱값 보다 크고 초기 에어백 문턱값보다 작은 제1단계 에어백 문턱값으로 다운시키는 단계와,

   상기 순간 거리 변화량(ΔD)이 ΔD 문턱값 이상인가를 판단하는 단계에서, 순간 거리 변화량(ΔD)이 ΔD 문턱값 미만이면, 거리(D)가 미리 설정된 거리 문턱값 이하인가를 판단하는 단계와,

   판단 결과, 거리(D)가 미리 설정된 거리 문턱값 이하이면, 충격량이 일반적 전방 충돌 알고리즘을 적용하기 위한 값보다 큰 상태로 판단하여 초기 에어백 문턱값을 상기 제1단계 에어백 문턱값으로 다운시키는 단계; 및

   판단 결과, 거리(D)가 미리 설정된 거리 문턱값보다 크면, 충격량이 일반적 전방 충돌 알고리즘을 적용하기 위한 값보다 작은 것으로 판단하여 상기 초기 에어백 문턱값을 그대로 유지하며, 이후 충격량이 가변 설정된 에어백문턱값을 초과하는지 여부에 따라서 에어백의 터짐 여부를 판단하는 단계

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 전방 에어백 제어방법.