KR101082976B1 - 차량 안전 시스템 및 차량 안전 시스템을 구비한 차량 - Google Patents

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Abstract

차량 안전 장치가 개시되는데, 차량 안전 장치는: 가속도에 응답성이 있는 적어도 하나의 센서(8,9)를 구비하는 센서 유니트(7); 안전 장치를 작동시키기 위한 것으로서, 센서 유니트로부터 이격되어 위치된 액튜에이터(13) 및, 센서 유니트와 액튜에이터로부터 이격되어 위치된 제어 유니트(2);를 구비하며, 제어 유니트는 가속도에 응답성이 있는 센서를 가지지 않고 안전 장치를 작용시키도록 작동 명령을 액튜에이터에 송신하고 센서 유니트로부터의 정보를 수신하도록 작동될 수 있다.

Description

차량 안전 시스템 및 차량 안전 시스템을 구비한 차량{A Vehicle Safety System And A Vehicle Therewith}
본 발명은 차량용 안전 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충돌 상황을 검출하고 에어백과 같은 적어도 하나의 안전 장치를 제어하기 위한 향상된 시스템에 관한 것이다.
현대의 차량 안전 시스템은 통상적으로 주 제어 유니트를 구비하는데, 이것은 시스템의 허브(hub)이다. 주 제어 유니트는 차량의 속도 변화율을 측정하는 하나 또는 그 이상의 가속도계, 충돌 상황이 발생하였는지 여부를 확정하고 그에 따라서 하나 또는 그 이상의 안전 장치들을 작용시키도록 충돌 알고리듬을 실행시키기 위하여 가속도계에 의해서 신호 출력상에 결정 알고리듬을 수행하도록 작동될 수 있는 프로세서, 정상적으로는 하나 또는 그 이상의 캐패시터(capacitor) 형태이고, 안전 장치를 작용시키기에 충분한 점화 에너지를 저장하는 에너지원 및, 충돌 알고리듬의 출력에 의해서 제어되고 충돌 상황의 검출시에 안전 장치(들)를 전개시키도록 캐패시터(들)를 안전 장치(들)에 연결시키는 점화 회로를 구비한다. 제어 유니트는 제어 유니트와 다양한 외부 유니트들 사이에서 통신을 제어하기 위한 수단을 구비할 수 있고, 진단 기능을 가진다.
제어 유니트가 가속도계를 가진다는 사실에 기인하여, 제어 유니트는 감지된 가속이 차량의 가속을 전체적으로 나타내게 되는 차량의 일부분에 물리적으로 위치되어야 한다. 이러한 목적을 위한 이상적인 목적은 차량의 중앙 터널(tunnel)인데, 이것은 차량 섀시의 바닥의 중간을 따라서 이어지는 융기부를 구비하며, 많은 공지의 시스템에서 제어 유니트는 제어 터널의 상부 표면상에, 즉, 차량의 객실 안에 장착된다.
제어 유니트 안에 포함되는 구성 요소들의 수에 기인하여, 제어 유니트는 약간 크고 무겁다. 따라서, 차량의 중앙 터널상에 제어 유니트에 충분한 공간을 할당하는 것은 곤란할 수 있는데, 중앙 터널은 통상적으로 기어 스틱과 같은 다른 구성 요소들을 유지한다.
더욱이, 무거운 제어 유니트는 차량이 움직이는 동안에 실질적인 진동을 발생시키며, 이것은 아마도 그 안에 제공된 가속도계에 의한 신호 출력의 정확도를 포함하는 것 같다.
본 발명의 목적은 상기의 문제점들중 하나 또는 그 이상을 경감시키는 것이다.
따라서, 본 발명의 일 특징에서는 안전 장치가 제공되는데, 상기 안전 장치는,
가속도에 응답성이 있는 적어도 하나의 센서를 구비하고, 실질적으로 차량의 길이 방향 중앙선을 따라서 위치된 센서 유니트;
안전 장치를 작용시키는 것으로서, 센서 유니트로부터 이격되어 위치된 액튜에이터;
센서 유니트와 액튜에이터로부터 이격되어 위치되며, 센서 유니트로부터 정보를 수신하고 안전 장치를 작용시키도록 작동 명령을 액튜에이터로 송신하도록 작동될 수 있으며, 가속도에 응답성이 있는 센서를 구비하지 않고, 센서 유니트의 센서들에 의해 수집된 데이터를 샘플링(sampling)하기 위한 신호 프로세서를 구비하는 센서 유니트;를 구비한다.
바람직스럽게는, 센서 유니트가 차량의 중앙 터널상에 위치된다.
편리하게는, 센서 유니트가 가속도에 응답성이 있는 적어도 2 개의 센서들을 구비하는데, 이들은 차량의 적어도 길이 방향과 측방향의 가속도를 측정하도록 구성된다.
유익하게는, 가속도에 응답성이 있는 적어도 하나의 센서가 차량의 수직 가속도를 측정하도록 구성된다.
편리하게는, 신호 프로세서가 샘플링된 데이터를 제어 유니트에 송신하도록 작동될 수 있다.
유익하게는, 신호 프로세서가 충돌 알고리듬을 수행하는 오퍼레이터(operator)인데, 이것은 작동 명령을 액튜에이터로 송신하도록 신호 프로세서가 제어 유니트에 명령하게 한다.
이와는 달리, 신호 프로세서가 결정 알고리듬의 출력을 수신하도록 작동될 수 있는데, 이것은 차량이 충돌 상황인지의 여부를 결정한다.
바람직스럽게는, 결정 알고리듬이 제어 유니트 안에서 수행된다.
편리하게는, 신호 프로세서가 다른 이격된 센서로부터 데이터를 수신하도록 작동될 수 있다.
유익하게는, 센서 유니트가 차량의 각속도를 그것의 길이 방향 축 둘레에서 측정하도록 작동될 수 있는 하나 또는 그 이상의 센서들을 구비한다.
바람직스럽게는, 액튜에이터가 안전 장치를 작용시키도록 충전물을 점화시키는 점화기를 구비한다.
편리하게는, 액튜에이터가 안전 장치를 작용시키기에 충분한 에너지를 제어 유니트가 저장하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 캐패시터를 구비한다.
유익하게는, 하나 또는 그 이상의 캐패시터의 방전은 작동 명령을 포함한다.
바람직스럽게는, 액튜에이터가 안전 장치를 작용시키는 에너지를 저장하도록 구성된 캐패시터를 구비하는 유니트 안에 위치되는데, 캐패시터는 작동 명령에 응답하여 안전 장치를 작용시키도록 방전된다.
편리하게는, 안전 장치는 차량의 좌측에 적어도 하나의 좌측 센서를, 차량의 우측에 적어도 하나의 우측 센서를 더 구비한다.
유익하게는, 제어 유니트는 차량의 주 배터리에 연결되어, 센서 유니트와 액튜에이터에 동력을 공급한다.
바람직스럽게는, 센서 유니트가 제어 유니트의 체적보다 작은 체적을 가진다.
편리하게는, 센서 유니트가 제어 유니트 체적의 절반보다 작은 체적을 가진다.
유익하게는, 센서 유니트가 제어 유니트의 질량 보다 작은 질량을 가진다.
바람직스럽게는, 센서 유니트의 질량이 제어 유니트의 절반의 질량보다 작다.
편리하게는, 센서 유니트가 단일의 마이크로칩 위에 제공된다.
유익하게는, 센서 유니트가 프로세서를 구비한다.
본 발명이 보다 용이하게 이해되도록, 그것의 구현예들을 첨부된 도면을 참조하여 일 예로서 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명을 구현한 제 1 의 안전 장치를 도시한다.
도 2 는 본 발명을 구현한 제 2 의 안전 장치를 도시한다.
도 3 은 본 발명을 구현한 제 3 의 안전 장치를 도시한다.
도 4 는 본 발명을 구현한 제 4 의 안전 장치를 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명을 구현한 제 1 의 안전 장치(1)의 개략적인 표현이 도시되어 있다. 제 1 의 안전 장치(1)는 프로세서(3)를 가지는 제어 유니트(2)를 구비한다. 위에서 설명된 바와 같이, 프로세서(3)는 센서(이하에 설명됨)로부터 수신된 신호에 결정 알고리듬을 적용하도록 작동될 수 있어서, 충돌 상황이 발생하였는지의 여부를 이러한 신호들로부터 결정한다. 그러한 알고리듬은 당해 기술 분야에 공지되어 있다.
제어 유니트(2)는 점화 회로(4)를 더 구비하는데, 이는 이후에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이 예를 들면 에어백과 같은 차량의 안전 장치에 작동 명령 (본 발명의 경우에 점화 에너지 펄스의 형태)을 보내도록 작동될 수 있다. 점화 회로(4)는 하나 또는 그 이상의 실질적인 캐패시터(5a)에 연결되는데, 캐패시터는 안전 장치를 작용시키기에 충분한 에너지로 충전되며, 프로세서(3)로부터의 트리거 신호의 신호시에 저장된 에너지를 안전 장치로 송신할 것이다. 이와는 달리, 비록 배터리가 안전 장치(1)로부터 연결이 해제될 수 있어서 안전 장치가 전개될 수 없는 결과를 초래할지라도 점화 에너지가 차량의 배터리로부터 직접적으로 취해질 수 있다.
마지막으로, 제어 유니트(2)는 전압 조절기(5b)를 구비하는데, 이것은 차량 배터리(6)로부터, 또는 다른 동력원으로부터 동력을 수신하며, 캐패시터를 충전시키는 전압을 조절하지만 또한 프로세서(3)에 동력을 공급할 수 있고 그리고 제 1 안전 장치(1)의 다른 구성 요소들에도 동력을 제공할 수 있다.
각각의 안전 장치에 대하여 2 개의 스위치들을 정상적으로 구비하는, 점화 회로(4)와 캐패시터들의 존재에 특히 기인하여, 제어 회로(2)는 상대적으로 크고 무겁게 될 것이라는 점이 이해될 것이다. 스위치들은 무장 신호(arming signal)와 트리거 신호(trigger signal)에 응답하여 각각 폐쇄된다.
안전 장치(1)는 센서 유니트(7)를 더 구비하는데, 이것은 한쌍의 가속도계(8,9)를 구비하고, 이들중 하나는 차량의 길이 방향 가속도(ax)를 측정하기 위하여 배향되고, 다른 하나는 차량의 측방향 가속도(ay)를 측정하도록 배향된다. 센서 유니트(7)는 신호 프로세서(10)를 구비하는데, 이것은 가속도계(8,9)로부터의 출력을 수신하고 중앙 유니트(2)의 프로세서(3)에 공급하도록 적절한 형태로 데이터를 조작한다.
좌측과 우측 센서(11,12)(이들은 또한 가속도계들 일 수 있다)도 센서 유니트(7)로부터 분리되어 제공되는데, 좌측과 우측 센서(11,12)들은 차량이 충돌 상황에 빠졌는지 여부를 결정하거나, 또는 발생되었던 충돌의 유형에 대한 정보를 제공하는데 유용할 수 있는 부가적인 정보를 제공하도록 차량의 좌측과 우측에 각각 위치되게끔 구성된다.
안전 장치(1)는 (본 발명의 예에서) 폭죽의 형태인 하나 또는 그 이상의 액튜에이터(13)나, 또는 릴레이(relay)와 같은 다른 장치들을 구비하는데, 예를 들면 이것의 작용시에 에어백을 팽창시키고 벨트 예비 장력기(belt pre-tensioner)를 해제시킨다.
위에서 설명된 바와 같이, 센서 유니트(7)는 감지된 가속도가 차량의 가속도를 전체적으로 표시하게 되는 위치에서 차량에 물리적으로 위치되는 것이 중요하다. 따라서, 센서 유니트(7)는 실질적으로 차량의 길이 방향 중앙선을 따라서 위치된다. 본 발명의 유익한 구현예들에서, 센서 유니트(7)는 차량의 중앙 터널상에 위치되며, 그러한 구현예에서 센서 유니트(7)는 그 어떠한 적절한 수단에 의해서 중앙 터널의 상부 또는 하부 표면에, 또는 그것의 덮개에 직접적으로 부착될 수 있 다. 센서 유니트(7)는 차량의 객실 안에 위치될 수 있다.
그러나, 보다 무거운 구성 요소들을 구비하는 제어 유니트(2)는 센서 유니트(7)로부터 이격되어 위치되며, 반드시 차량의 길이 방향 중앙선에 근접한 어느 곳이 아니라도, 차량의 그 어떤 적절한 위치에 배치될 수 있다 (예를 들면 터널의 다른 부분이나 또는 대쉬보드(dashboard)의 뒤에 배치될 수 있다).
제어 유니트(2)는 센서 통신 라인(14)에 걸쳐서 센서 유니트(7)와 통신하는데, 통신 라인은 그 어떤 적절한 형태를 취할 수 있다.
제어 유니트(2)가 센서 유니트(7)로부터 이격되어 위치되는 것은 차량의 중앙 터널 안에 제어 유니트(2)를 하우징할 필요가 없다는 것을 의미하며, 따라서 위에서 설명된 곤란한 점을 완화시킨다.
더욱이, 제어 유니트(2)가 차량의 움직임 동안에 겪게될 상대적으로 큰 진동들은 센서 유니트(7)에 영향을 미치지 않을 것인데, 이는 따라서 차량의 가속에 관하여 보다 신뢰성 있는 데이터를 제공할 것이다.
제어 유니트(2)는 액튜에이터(13)로부터 이격되어 위치되며 그것과의 통신은 작용 통신 라인(15)에 걸쳐서 이루어진다. 위에서 설명된 바와 같이, 제어 유니트(2)는 액튜에이터(13)를 작용시키기에 (예를 들면, 폭죽을 점화하도록 하나 또는 그 이상의 점화기를 작용시키기에) 충분한 에너지로 충전된 캐패시터(5a)에 연결된 점화 회로(4)를 구비하며, 이러한 구현예에서 작용 통신 라인(15)은 단순히 동력 라인을 구비할 수 있어서, 제어 유니트(2)는 동력 라인을 따라서 캐패시터를 방전시킴으로써 액튜에이터(13)의 작용을 개시한다.
위의 시스템으로서, 차량의 중앙 터널상에서 센서 유니트(7) 안에 위치된 구성 요소들의 체적과 질량은, 보다 크고 무거운 구성 요소들이 제어 유니트(2) 안의 차량의 어떤 곳이라도 편리하게 위치되면서 절대적으로 최소한으로 유지된다.
도 2 는 본 발명을 구현한 제 2 의 안전 시스템(16)을 도시한다. 위에서 설명된 제 1 안전 시스템(1)과 제 2 안전 시스템(16) 사이의 공통적인 구성 요소들은 동일한 참조 번호에 의해 표시된다.
제 2 의 안전 시스템(16)에서, 제어 유니트(2) 안의 프로세서 유니트(3)는 좌측과 우측 센서(11,12)들로부터 데이터를 수신하고, 신호 처리를 수행하며, 그것의 출력은 신호 프로세서(10)로 송신되어서, 이제 주된 충돌 알고리듬을 실행하고 그리고 따라서 안전 장치가 전개되어야 하는지 여부를 결정한다. 신호 프로세서(10)는 프로세서 유니트(3)로부터의 신호를 수신시에, 충돌 알고리듬을 수행하고, (적절하다면) 점화 회로(4)에 지시를 보내서 작동 명령을 액튜에이터(13)로 송신하도록 할 것이다.
제 2 안전 시스템(16)은 또한 센서 유니트(7) 안에 제 3 의 센서(17)를 구비하는데, 이러한 제 3 의 센서(17)는 구름 축의 둘레에서 차량의 움직임(각속도 ωx)을 측정할 수 있도록 위치된다.
도 3 은 제 3 의 안전 시스템(18)을 도시하는데, 위에서 설명된 제 1 의 안전 시스템(1)과 공통적인 그것의 구성 요소들은 공통적인 도면 번호로 표시된다.
제 3 의 안전 시스템(18)는 다른 센서(19)들을 구비하는데, 이것은 그것의 가속도가 아닌 자동차의 파라미터를 측정한다. 예를 들면, 다른 센서(19)는 좌석 벨트 버클이 채워져 있는지의 여부를 검출할 수 있거나, 또는 이와는 달리 예를 들면 좌석에 가해지는 중량에 의해 차량의 주어진 좌석 안에 있는 점유자의 존재를 검출할 수 있거나, 또는 좌석의 위치나 또는 그것의 일부(예를 들면 머리 받침)를 측정할 수 있다. 다른 센서(19)들이 차량의 속도에 관한 정보를 수집할 수도 있다. 다른 센서(19)에 의한 정보의 출력은 정보 버스(20)를 통하여 제어 유니트(2)에 통과되는데, 정보 버스 제어 유니트(2)와 그 어떤 다른 이격된 충돌 센서들(예를 들면 좌측과 우측 센서(11,12)들)과 액튜에이터(13) 사이의 통신을 가능하게 한다.
다른 센서(19)들에 의해 수집된 정보는 제어 유니트(2)의 프로세서 유니트(3)가 안전 장치를 작용시킬지의 여부에 관하여 보다 정보화된 결정에 도달할 수 있게 한다. 예를 들면, 좌석의 승객 좌석이 충돌 동안에 점유되지 않았다고 다른 센서(19)가 검출하면, 제어 유니트(2)는 승객측 에어백의 트리거 작용을 방지할 수 있는데, 이는 차량의 점유자에게 보호를 제공할 것 같지 않고, 그리고 사고 이후에 차량을 떠나려하거나 또는 차량으로부터 사람들을 탈출시키려는 노력을 방해할 수 있기 때문이다.
또한, 제 3 의 안전 시스템(18)에 있어서, 센서 유니트(7)는 단일의 마이크로칩 위에 제공되며, 이러한 시스템이 차량의 중앙 터널 안에 위치된 구성 요소들의 크기와 질량을 더욱 감소시킨다는 점이 이해될 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명을 구현한 제 4 의 안전 시스템(21)이 도시되어 있다. 제 4 의 안전 시스템(21)은 제 3 의 안전 시스템(18)과 유사하지만, 각각의 안전 장치에는 캐패시터(5a), 점화 회로(4) 및 액튜에이터(13)를 구비하는 유니트가 제공되며, 정보 버스(20)는 제어 유니트(2)로부터 캐패시터들과 예를 들면 센서 유니트(7)를 포함하는, 시스템(21)의 다른 이격된 유니트들로 연속적으로 동력을 송신한다. 버스(20)는 또한 이제 트리거 신호의 형태인 작동 명령을 프로세서 유니트(3)로부터 점화 회로로 송신한다. 무장 스위치가 4 에서 사용된다면, 무장 신호도 보내진다. 센서 유니트는 또한 수직의 가속도(az)를 측정하도록 수직의 가속도계(22)를 구비할 수도 있다.
본 발명은 충돌 상황이 검출될 수 있는 정확도를 향상시키면서 구성 요소들을 차량 둘레에 유리하게 분포시킨, 향상된 안전 시스템을 제공한다는 점이 이해될 것이다.
본 발명의 명세서에서 "구비하는"은 "구비하거나 또는 구성되는"을 의미하고, "구비하고 있는"은 "구비하고 있거나 구성되고 있는"을 의미한다.
상기의 설명이나, 또는 다음의 청구 범위들, 또는 첨부된 도면들에서, 특정한 그들의 형태나 또는 개시된 기능이나 또는 개시된 결과를 달성하기 위한 방법이나 공정을 수행하기 위한 수단에 관하여 적절하게 표현된 특징들은, 분리되거나, 또는 그러한 특징들의 조합을 이루어 본 발명의 다양한 형태로 본 발명을 구현하도록 이용될 수 있다.
본 발명은 차량용 안전 시스템에 적용될 수 있다.

Claims (24)

  1. 가속도에 응답성이 있는 적어도 하나의 센서를 구비하고, 실질적으로 차량의 길이 방향 중앙선을 따라서 위치된, 센서 유니트;
    안전 장치를 작용시키는 것으로서, 센서 유니트로부터 이격되어 위치된, 액튜에이터; 및,
    센서 유니트와 액튜에이터로부터 이격되어 위치되는 제어 유니트로서, 제어 유니트는 센서 유니트로부터 정보를 수신하고 작동 명령을 액튜에이터로 송신하여 안전 장치를 작용시키도록 작동될 수 있으며, 제어 유니트는 가속도에 응답성이 있는 센서를 구비하지 않는, 제어 유니트;를 구비하고,
    센서 유니트는 센서 유니트의 센서들에 의해 수집된 데이터를 샘플링(sampling)하기 위한 신호 프로세서를 구비하며,
    신호 프로세서는 충돌 알고리듬(crash algorithm)을 수행하도록 작동되고, 충돌 알고리듬은 신호 프로세서로 하여금 제어 유니트에 명령하여 작동 명령을 액튜에이터에 송신하도록 하는, 차량 안전 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    센서 유니트는 차량의 중앙 터널상에 위치되는, 차량 안전 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    센서 유니트는 가속도에 응답성이 있는 적어도 2 개의 센서들을 구비하고, 상기 센서들은 차량의 적어도 길이 방향과 측방향의 가속도를 측정하도록 구성되는, 차량 안전 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    가속도에 응답성이 있는 적어도 하나의 센서는 차량의 수직 가속도를 측정하도록 구성되는, 차량 안전 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    신호 프로세서는 샘플링된 데이터를 제어 유니트로 송신하도록 작동될 수 있는, 차량 안전 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    신호 프로세서는 다른 이격된 센서들로부터 데이터를 수신하도록 작동될 수 있는, 차량 안전 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    센서 유니트는, 차량의 길이 방향 축 둘레의 차량 각속도를 측정하도록 작동될 수 있는 하나 이상의 센서들을 구비하는, 차량 안전 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    액튜에이터는, 안전 장치를 작용시키는 충전물을 점화시키기 위한 점화기를 구비하는, 차량 안전 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    제어 유니트는, 액튜에이터가 안전 장치를 작용시키기에 충분한 에너지를 저장하도록 구성된 하나 이상의 캐패시터(capacitor)를 구비하는, 차량 안전 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    하나 이상의 캐패시터들의 방전은 작동 명령을 포함하는, 차량 안전 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    액튜에이터는 안전 장치를 작용시키는 에너지를 저장하도록 구성된 캐패시터를 구비하는 유니트(unit)내에 위치되고, 캐패시터는 작동 명령에 응답하여 안전 장치를 작용시키도록 방전되는, 차량 안전 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서,
    차량의 좌측에 있는 적어도 하나의 좌측 센서 및 차량의 우측에 있는 적어도 하나의 우측 센서를 더 구비하는, 차량 안전 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    제어 유니트는 차량의 주 배터리에 연결되고, 동력을 센서 유니트 및 액튜에이터에 공급하는, 차량 안전 시스템.
  17. 제 1 항에 있어서,
    센서 유니트는 제어 유니트의 체적보다 작은 체적을 가지는, 차량 안전 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    센서 유니트는 제어 유니트의 절반의 체적보다 작은 체적을 가지는, 차량 안전 시스템.
  19. 제 1 항에 있어서,
    센서 유니트는 제어 유니트의 질량보다 적은 질량을 가지는, 차량 안전 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    센서 유니트의 질량은 제어 유니트의 절반의 질량보다 적은, 차량 안전 시스템.
  21. 제 1 항에 있어서,
    센서 유니트는 단일의 마이크로칩(microchip)에 제공되는, 차량 안전 시스템.
  22. 제 1 항에 있어서,
    센서 유니트는 프로세서(processor)를 구비하는, 차량 안전 시스템.
  23. 제 1 항에 따른 차량 안전 시스템을 구비하는 차량.
  24. 제 1 항에 있어서,
    제어 유니트는 차량의 중앙 길이 방향 선으로부터 이탈되어 위치되는, 차량 안전 시스템.
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