KR101019312B1

KR101019312B1 - 에어백 제어 장치

Info

Publication number: KR101019312B1
Application number: KR1020080086429A
Authority: KR
Inventors: 장은아
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2011-03-07
Also published as: KR20100027491A

Abstract

본 발명은 에어백 제어 장치에 관한 것으로, 자동차의 진행 방향(X 방향)에 대하여 시계 방향 45°로 장착되는 제1 가속도 센서(U 센서); 상기 제1 가속도 센서(U 센서)에 대하여 시계 방향 90°로 장착되는 제2 가속도 센서(V 센서); 및 상기 자동차가 정면 충돌하는 경우, 상기 U/V 센서에 의해 측정된 가속도의 방향이 서로 다른 방향인지 여부를 판단하여 동일 방향인 경우 에어백이 전개되지 않도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 에어백 제어 장치의 시스템 구현 비용이 절감되고, 더 에러율이 적고 더 안전한 에어백 제어 장치의 상용화가 가능할 것으로 기대된다.

X/Y 방향, U/V 센서, 벡터 성분

Description

에어백 제어 장치{Airbag Cotrol Unit}

본 발명의 에어백 제어 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는, -X 가속도 센서를 장착하지 않고서도 에어백 제어 장치의 오동작 여부를 판단할 수 있도록 가속도 센서를 장착할 수 있는 에어백 제어 장치에 관한 것이다.

에어백 기술은 자동차 사고에 대하여 탑승 인원의 피해를 최소화하기 위한 장비로서 큰 역할을 하고 있으나, 에어백 오동작으로 인해 운전자가 외상을 입는 등 피해를 입는 사례도 종종 발생되어 왔다.

종래의 에어백 제어 장치(Airbag Control Unit, ACU)가 자동차의 가속도 측정 방법은, 차량의 진행 방향(X 방향)의 가속도를 측정하는 X 가속도 센서 및 그와 시계 방향으로 90°방향의 가속도를 측정하는 Y 가속도 센서로 기본적인 가속도값을 측정하는 외에 별도로 -X 가속도 센서를 장착하는 것을 통해 차량 진행 반대 방향(-X 방향)의 가속도를 측정하여, X 가속도 센서가 측정한 차량 진행 방향(X 방향) 가속도와 서로 다른 방향 인지 여부를 판단함으로써(서로 다른 방향인 경우 에 어백 제어 장치 정상 동작 중으로 판단) 에어백 전개 금지 명령을 송출하여 에어백 제어 장치의 에러로 인한 사고를 예방하였다.

그러나, 종래의 에어백 제어 장치의 자동차 가속도 측정 방법은, X/Y 가속도 센서 외에 별도로 실제 가속도 측정에 별 역할이 없는 -X 가속도 센서를 별도로 장착함에 따라, 비용 증가 및 가속도 측정 방법의 복잡성으로 에어백 오동작의 소지가 오히려 많아지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 가속도 센서에 의해 측정된 방향 가속도들이 상호 반대 방향 특성을 갖도록 가속도 센서들을 장착함으로써, -X 가속도 센서를 장착하지 않고서도 에어백 오동작 여부를 진단할 수 있는 에어백 제어 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따른 에어백 제어 장치는, 자동차의 진행 방향(X 방향)에 대하여 시계 방향 45°로 장착되는 제1 가속도 센서(U 센서); 상기 제1 가속도 센서(U 센서)에 대하여 시계 방향 90°로 장착되는 제2 가속도 센서(V 센서); 및 상기 자동차가 정면 충돌하는 경우, 상기 U/V 센서에 의해 측정된 가속도의 방향이 서로 다른 방향인지 여부를 판단하여 동일 방향인 경우 에어백이 전개되지 않도록 제어하는 제어부를 포함한다.

바람직하게, 상기 X 방향의 벡터 성분은, 상기 U 센서의 벡터 성분에서 상기 V 센서의 벡터 성분을 뺀 값을 √2로 나누는 식에 의해 계산되고; 및 상기 Y 방향의 벡터 성분은, 상기 U 센서의 벡터 성분과 상기 V 센서의 벡터 성분을 더한 값을 √2로 나누는 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따른 에어백 제어 장치는 자동차의 진행 방향(X 방향)에 대하여 시계 반대 방향 45°로 장착되는 제1 가속도 센서(U 센서); 상기 제1 가속도 센서(U 센서)에 대하여 시계 반대 방향 90 °로 장착되는 제2 가속도 센서(V 센서); 및 상기 자동차가 정면 충돌하는 경우, 상기 U/V 센서에 의해 측정된 가속도의 방향이 서로 다른 방향인지 여부를 판단하여 동일 방향인 경우 에어백이 전개되지 않도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 X 방향의 벡터 성분은, 상기 U 센서의 벡터 성분에서 상기 V 센서의 벡터 성분을 뺀 값을 √2로 나누는 식에 의해 계산되고; 및 상기 Y 방향의 벡터 성분 중 음의 값은, 상기 U 센서의 벡터 성분과 상기 V 센서의 벡터 성분을 더한 값을 √2로 나누는 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 할 수도 있다.

상기 수단에 의한 본 발명에 따르면, 제1 센서(U 센서)의 벡터 성분과 제2 센서(V 센서)의 벡터 성분이 반대 방향 특성을 나타내어 -X 가속도 센서를 장착하지 않고서도 양 벡터 성분의 비교를 통해 에어백 제어 장치의 오동작을 예방할 수 있다.

본 발명에 대해 상세히 설명하기에 앞서, 본 발명은, 에어백 제어 장치(ACU)의 가속도 (측정) 센서 또는 그 장착과 관련된 것을 핵심 내용으로 하고 있으므로, 이하에서는, 에어백 제어 장치에 대한 통상적인 설명은 생략하고, 본 발명의 핵심적인 내용 위주로 설명하기로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 에어백 제어장치의 블럭도이고, 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 에어백 제어 장치의 제1/제2 가속도 센서(U/V 센서)의 장착 원리에 대한 설명도이다.

도1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 에어백 제어 장치는 제1/2 가속도 센서(100, 300, 이하 U/V 센서(100, 300)로도 기재함) 및 제어부(500)를 포함한다(본 발명의 특징과 관련성이 없는 에어백 제어 장치의 다른 요소들은 도시 및 설명을 생략함)

U 센서(100)는, 자동차의 진행 방향(이하, X 방향으로도 기재함)에 대하여 45°방향의 가속도를 측정하기 위한 센서로, X 방향 대하여 시계 방향으로 45°로 장착될 수 있다.

V 센서(300)는, U 센서에 대하여 90°방향의 가속도를 측정하기 위한 센서로, U 센서에 대하여 시계 방향으로 90°로 장착될 수 있다.

여기서, U/V 센서(이하, '/'는 및의 의미로 기재함)가 "~~ 방향으로" 장착된다는 의미는 실제 U/V 센서가 하드웨어적으로 장착된다는 의미일 뿐만 아니라, U/V 센서가 해당 방향의 가속도를 측정할 수 있는 방법으로 장착될 수 있다는 의미도 포함한다.

제어부(500)는 에어백의 전개 여부를 제어하는 것으로, 특히, 자동차가 정면 충돌하는 경우에는 U/V 센서(100, 300)에 의해 측정된 가속도의 방향이 서로 다른 방향인지 여부를 판단하여 동일 방향인 경우 에어백이 전개되지 않도록 제어하는 기능을 할 수 있다.

한편, U/V 센서(100, 300)는 전술한 방식 외 다른 방식으로도 장착될 수 있는데, 이에 대해서는 도3을 참조하여 후술하기로 한다.

도2를 참조하여, 전술한 U/V 센서의 장착에 대하여 벡터 성분(이하, U/V 센서의 벡터 성분이라 기재함)으로 수식화하면,

『 U = (X + Y)/√2

V = (Y - X)/√2 』

와 같이 표현될 수 있다(Y 방향은 도시된 바와 같이 X 방향에 대하여 시계 방향 90°의 방향이고, X/Y는 X/Y 방향의 벡터 성분을 의미함).

역으로, U/V 센서의 벡터 성분을, X/Y 방향의 벡터 성분을 기초로 계산하는 수식은,

『 X = (U - V)√2

Y = (U + V)√2 』

와 같이 표현될 수 있다.

한편, U/V 센서는 X/Y 방향을 기준으로 전술한 바와 다른 방향으로 장착될 수도 있는데, 이에 대해서는 도3을 참조하여 후술하기로 한다.

도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어백 제어 장치의 제1/제2 가속도 센서(U/V 센서)의 장착 원리에 대한 설명도이다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 에어백 제어 장치도 U 센서 및 V 센서를 포함한다.

U 센서(100)는, 자동차의 진행 방향(X 방향)에 대하여 -45°방향의 가속도를 측정하기 위한 센서로, X 방향 대하여 시계 반대 방향으로 45°로 장착될 수 있다.

V 센서(300)는, U 센서에 대하여 -90°방향의 가속도를 측정하기 위한 센서로, U 센서에 대하여 시계 반대 방향으로 90°로 장착될 수 있다.

전술한 U/V 센서(100, 300)의 장착에 대하여 벡터 성분으로 수식화하면,

『 U = (X - Y)/√2

V = -(X + Y)/√2 』

와 같이 표현될 수 있다(Y 방향은 도시된 바와 같이 X 방향에 대하여 시계 반대 방향 90°의 방향이고, X/Y는 X/Y 방향의 벡터 성분을 의미함).

역으로, U/V 센서(100, 300)의 벡터 성분을, X/Y 방향의 벡터 성분을 기초로 계산하는 수식은,

『 X = (U - V)√2

Y = -(U + V)√2 』

와 같이 표현될 수 있다.

전술하여 설명한 U/V 센서(100, 300)의 장착 방법은, 전술한 바와는 달리 구현하기에 따라서는 Y 방향을 기준으로 U/V 센서가 장착될 수도 있다(정면 충돌시 U/V 센서가 반대 방향 특성을 이루도록 장착하는 것이 핵심).

전술한 방식으로 U/V 센서(100, 300)를 장착하는 핵심적인 이유는, 전술한 식에 의해 U/V 센서의 벡터 성분을 이용하여 X/Y 방향의 벡터 성분을 연산할 수 있을 뿐만 아니라, 정면 충돌시 U/V 센서의 벡터 성분이 반대 방향 특성을 보이게 되므로 '-X 센서' 없이도 종래와 같은 에어백 제어 장치의 기능을 수행할 수 있기 때문이다. U/V 센서의 벡터 성분의 방향 특성상, -X 가속도 센서가 불필요한 것에 대하여 도4를 참조하여 보충하여 설명하기로 한다.

도4는 본 발명의 실시예들에 따라 에어백 제어 장치의 제1/제2 가속도 센서(U/V 센서)를 장착할 경우, 정면 충돌시 U/V 센서(100, 300)에 의해 감지된 가속도 방향의 특성에 대한 설명도이다.

도4에 도시된 바와 같이, 전술한 본 발명의 실시예들에 따라 U/V 센서(100, 300)를 장착할 하여 정면 충돌시 자동차의 가속도를 측정하면, U/V 센서에 의해 감지된 가속도의 방향(U/V 센서에 의해 감지된 가속도의 벡터 성분)은 반대 방향의 특성을 이루는데, 이는 종래 에어백 제어장치의 -X 가속도 센서가 측정한 -X 방향 가속도의 방향이 X 가속도 센서가 측정한 X 방향 가속도의 방향과 반대 방향의 특성이 있는 것과 유사한 결과를 나타내게 된다.

이로써, 본 발명의 에어백 제어 장치의 구성으로는, -X 가속도 센서 없이도 정면 충돌시 반대 방향 특성을 갖는 U/V 센서의 벡터 성분을 연산할 수 있게 된다.

여기서, 에어백 제어 장치의 오동작 예방 기능은, 배경기술에서 기 설명한 바와 같이 정면 충돌시 반대 방향 특성이 있는 두 벡터를 비교함으로 수행(X 방향과 -X 방향이 다른 방향이 아닌 경우 에어백 오동작 상태이므로 에어백 전개 금지 명령 송출)될 수 있으므로, 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 따르면, 제1 센서(U 센서)의 벡터 성분과 제2 센서(V 센서)의 벡터 성분이 반대 방향 특성을 나타내어 -X 가속도 센서를 장착하지 않고서도 양 벡터 성분의 비교를 통해 에어백 제어 장치의 오동작을 예방할 수 있으며, 이에 의해, 에어백 제어 장치의 시스템 구현 비용이 절감되고, 더 에러율이 적고 더 안전한 에어백 제어 장치의 상용화가 가능할 것으로 기대된다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 에어백 제어 장치의 제1/제2 가속도 센서(U/V 센서)의 장착 원리에 대한 설명도이다.

도4는 본 발명의 실시예들에 따라 에어백 제어 장치의 제1/제2 가속도 센서(U/V 센서)를 장착할 경우, 정면 충돌시 U/V 센서에 의해 감지된 가속도 방향의 특성에 대한 설명도이다.

Claims

자동차의 진행 방향(X 방향)에 대하여 시계 방향 45°로 장착되는 제1 가속도 센서(U 센서);

상기 제1 가속도 센서(U 센서)에 대하여 시계 방향 90°로 장착되는 제2 가속도 센서(V 센서); 및

상기 자동차가 정면 충돌하는 경우, 상기 제1 가속도 센서(U 센서) 및 상기 제2 가속도 센서(V 센서)에 의해 측정된 가속도의 각 방향이 서로 다른 방향인지를 판단하여 동일 방향인 경우 에어백이 전개되지 않도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 자동차의 진행 방향(X 방향)에 대한 벡터 성분은 아래 <수식 1>에 의해 계산되고, 상기 자동차의 진행 방향(X 방향)에 대해 시계 방향으로 90°를 이루는 벡터 성분(Y 방향)은 아래 <수식 2>에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 에어백 제어 장치.

<수식 1>

X = (U-V)/√2

(단, X: 자동차의 진행 방향에 대한 벡터 성분, U: 제1 가속도 센서가 지향하는 벡터 성분, V: 제2 가속도 센서가 지향하는 벡터 성분)

<수식 2>

Y = (U+V)/√2

(단, Y: 자동차의 진행 방향에 대해 시계 방향으로 90°를 이루는 벡터 성분, U: 제1 가속도 센서가 지향하는 벡터 성분, V: 제2 가속도 센서가 지향하는 벡터 성분)
자동차의 진행 방향(X 방향)에 대하여 시계 반대 방향 45°로 장착되는 제1 가속도 센서(U 센서);

상기 제1 가속도 센서(U 센서)에 대하여 시계 반대 방향 90°로 장착되는 제2 가속도 센서(V 센서); 및

상기 자동차가 정면 충돌하는 경우, 상기 제1 가속도 센서(U 센서) 및 상기 제2 가속도 센서(V 센서)에 의해 측정된 가속도의 각 방향이 서로 다른 방향인지 여부를 판단하여 동일 방향인 경우 에어백이 전개되지 않도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 제어 장치.
제3항에 있어서,

상기 자동차의 진행 방향(X 방향)에 대한 벡터 성분은 아래 <수식 1>에 의해 계산되고, 상기 자동차의 진행 방향(X 방향)에 대해 시계 반대 방향으로 90°를 이루는 벡터 성분(-Y 방향)은 아래 <수식 2>에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 에어백 제어 장치.

<수식 1>

X = (U-V)/√2

(단, X: 자동차의 진행 방향에 대한 벡터 성분, U: 제1 가속도 센서가 지향하는 벡터 성분, V: 제2 가속도 센서가 지향하는 벡터 성분)

<수식 2>

-Y = (U+V)/√2

(단, -Y: 자동차의 진행 방향에 대해 시계 반대 방향으로 90°를 이루는 벡터 성분, U: 제1 가속도 센서가 지향하는 벡터 성분, V: 제2 가속도 센서가 지향하는 벡터 성분)