KR19980038835A - 더블 트리거링 에어 백 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 에어 백 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 에어백을 최종적으로 팽창시키는 인플레이터를 구동시키기 위하여 점화 신호를 출력하는 파워 드라이버 및 착화를 위한 스퀴브를 하나 더 구비하며, 마이크로프로세서와 세핑 센서가 온 신호를 두 개의 파워 드라이버에 공급하고, 파워 드라이버는 각각 스퀴브에 점화 신호를 출력하는 것(더블 트리거링)을 특징으로 하며, 이로써 충격에 의한 단선, 파워 드라이버의 손상, 신호의 노이즈 또는 지연 현상으로 에어 백 작동 신호가 정해진 시간 내에 제대로 전송되지 못하는 것을 방지하여 에어 백 시스템의 신뢰성을 높인 더블 트리거링 에어 백 시스템(double triggering air bag system)이다.

Description

더블 트리거링 에어 백 시스템

본 발명은 자동차의 에어 백 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 충격에 의한 단선, 파워 드라이버의 손상, 신호의 노이즈 또는 지연 현상으로 에어 백 작동 신호가 정해진 시간 내에 제대로 전송되지 못하는 것을 방지하기 위하여 에어 백 팽창을 위한 파워 드라이버 및 스퀴브를 하나씩 더 구비하여 이중으로 점화 신호를 출력하는 더블 트리거링(double triggering) 에어 백 시스템이다.

에어 백 시스템은 충돌시의 충격(감속도)을 차체에 설치된 센서로 검출하여 마이크로프로세서에 입력하면 충격의 강도에 따라 에어 백을 전개(展開)시킬 필요성 유무를 판단한다. 전개가 필요한 경우에는 전기신호를 스티어링 휠 내에 설치된 인플레이터(inflater)로 보내 가스 발생제를 연소시켜 에어 백을 팽창시킴으로써 승객의 머리 및 흉부를 보호하여 스티어링 휠 또는 윈드실드에 2차 충돌하는 것을 방지한다.

도 1은 일반적인 에어 백 시스템의 블록 구성도로서, 운전자에게 에어 백 시스템의 이상 유무를 알려주는 고장 경고 램프(10)와, 에어 백 시스템 전체의 이상 유무를 항상 감시하여 그 결과를 마이크로프로세서(30)에게 전송하는 진단부(20)와, 에어 백 시스템 전체를 제어하는 프로그램이 저장되어 있는 EPROM(40)과, 감속도를 감지하는 G 센서부(Gravity sensor부 : 50)와, 자동차 전방 충돌시의 감속도에만 응답하는 세핑 센서(safing sensor : 60)와, 마이크로프로세서(30) 및 세핑 센서(60)로부터 신호가 인가되면 스퀴브(squib : 81)에 순간적으로 전류를 흐르게 하는 파워 드라이버(power driver : 70)와, 전류가 흐르면 히터가 발열하여 화약에 착화시킴으로써 인플레이터(80)를 작동시켜 순간적으로 많은량의 질소 가스를 발생시켜 에어 백을 팽창시키는 스퀴브(81)와, 대용량의 콘덴서와 DC/DC 컨버터로 이루어져 충돌시 전기배선 등이 단선되어 에어 백 ECU(Electronic Control Unit)에 전력공급이 차단된 경우 전력을 공급함으로써 스퀴브(81)에 점화 전류를 공급하는 백업 전원부(90)와, 진단부(20)로부터 입력되는 신호를 이용하여 고장 유무를 판단하여 고장 경고 램프(10)를 제어하고 G 센서부(50)로부터 입력되는 신호로서 파워 드라이버(70)의 구동 여부를 판단하는 등의 에어 백 시스템을 전반적으로 제어하는 마이크로프로세서(30)를 포함하여 구성된다.

도 2는 인플레이터(80)의 세부 구조도이다.

이와 같은 에어 백 시스템은 자동차가 주행중에 충돌하면 G 센서부(50)에서 감지된 감속도(충격)는 마이크로프로세서(30)에 전송되고 마이크로프로세서(30)는 G 센서부(50)로부터 입력되는 신호를 분석하여 파워 드라이버(70)를 구동하기 위한 제어신호를 출력할 것인지를 판단한다.

또한 세핑 센서(60)는 자동차 전방 출동시에 온 신호를 파워 드라이버(70)로 출력한다.

마이크로프로세서(30)와 세핑 센서(60) 모두에서 제어신호(온 신호)가 출력되면 파워 드라이버(70)는 인플레이터(80)에 점화 신호를 출력하여 스퀴브(81)에 순간적으로 전류를 흐르게하여 질소 가스를 발생시켜 에어 백을 팽창시켜 승객의 머리와 흉부를 보호하게 되는 것이다.

이러한 에어 백은 충돌로부터 충돌 판정에서 모든 작동 완료까지 걸리는 시간은 약 0.1∼0.15초 정도로 매우 짧고, 작동 시간의 지연이나, 충돌에도 작동되지 않는 경우에는 승객은 치명적인 부상을 입을 수도 있다.

따라서 충격에 의한 단선, 파워 드라이버의 손상, 신호의 노이즈 또는 지연현상으로 에어 백 작동신호가 정해진 시간내에 제대로 전송되지 못하는 것을 방지할 필요가 있다.

상기와 같은 필요에 의해 제안된 본 발명은 충격에 의한 단선, 파워 드라이버의 손상, 신호의 노이즈 또는 지연현상으로 에어 백 작동신호가 정해진 시간내에 제대로 전송되지 못하는 것을 방지하기 위하여 이중으로 점화 신호를 출력하는 더블 트리거링 에어 백 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 위하여 본 발명은 인플레이터를 구동시키기 위하여 점화 신호를 출력하는 파워 드라이버 및 착화를 위한 스퀴브를 하나 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 에어 백 시스템의 블록 구성도

도 2는 일반적인 에어 백 인플레이터의 세부 구조도

도 3은 본 발명의 더블 트리거링 에어 백 시스템의 블록 구성도

도 4는 도 3의 인플레이터의 세부 구조도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 고장 경고 램프 20 : 진단부

30 : 마이크로프로세서 40 : EPROM

50 : G 센서부 60 : 세핑 센서

70,70a : 파워 드라이버 80 : 인플레이터

81,81a : 스퀴브 82 : 엔핸서

83 : 가스 발생제 84 : 필터

90 : 백업 전원부

본 발명은 도 3에 나타낸 바와 같이 운전자에게 에어 백 시스템의 이상 유무를 알려주는 고장 경고 램프(10)와, 에어 백 시스템 전체의 이상 유무를 항상 감시하여 그 결과를 마이크로프로세서(30)에게 전송하는 진단부(20)와, 에어 백 시스템 전체를 제어하는 프로그램이 저장되어 있는 EPROM(40)과, 감속도를 감지하는 G 센서부(50)와, 자동차 전방 충돌시의 감속도에만 응답하는 세핑 센서(60)와, 마이크로프로세서(30) 및 세핑 센서(60)로부터 신호가 인가되면 스퀴브(81)에 순간적으로 전류를 흐르게 하는 파워 드라이버(70)와, 전류가 흐르면 히터가 발열하여 화약에 착화시킴으로써 인플레이터(80)를 작동시켜 순간적으로 많은량의 질소 가스를 발생시켜 에어 백을 팽창시키는 스퀴브(81)와, 대용량의 콘덴서와 DC/DC 컨버터로 이루어져 충돌시 전기배선 등이 단선되어 에어 백 ECU에 전력공급이 차단된 경우 전력을 공급함으로써 스퀴브(81)에 점화 전류를 공급하는 백업 전원부(90)와; 진단부(20)로부터 입력되는 신호를 이용하여 고장 유무를 판단하여 고장 경고 램프(10)를 제어하고 G 센서부(50)로부터 입력되는 신호로서 파워 드라이버(70)의 구동 여부를 판단하는 등의 에어 백 시스템을 전반적으로 제어하는 마이크로프로세서(30)를 포함하여 구성되는 에어 백 시스템에 있어서, 점화 신호를 출력하는 파워 드라이버(70a)와; 점화 신호에 의해 착화되어 에어 백을 팽창시키는 스퀴브(81a)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 마이크로프로세서(30)와 세핑 센서(60)는 파워 드라이버(70a)에도 제어신호를 출력하며 파워 드라이버(70a)는 스퀴브(81a)에 점화 신호를 출력한다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 더블 트리거링 에어 백 시스템의 작용을 설명한다.

자동차가 주행 중에 충돌하면 G 센서부(50)에서 감지된 감속도(충격)는 마이크로프로세서(30)에 전송된다. 마이크로프로세서(30)는 G 센서부(50)로부터 입력되는 신호를 분석하여 파워 드라이버(70)를 구동하기 위한 제어신호를 출력할 것인지를 판단한다.

G 센서부(50)는 센터 G 센서와 프런트 G 센서(좌우에 각각 하나씩 있다)로 이루어져 있으며, 센터 G 센서는 보통 자동차 실내의 전방 중앙부의 플로어 패널상에 설치되어 충격에 따른 감속도를 검출하고, 프런트 G 센서는 저속 충돌시 발생하는 감속도를 검출하여 마이크로프로세서(30)에 출력한다.

마이크로프로세서(30)는 G 센서부(50)에서 입력되는 감속도 파형을 연산 처리하여 에어 백의 전개가 필요한 상황이면 필요한 타이밍에서 파워 드라이버가 점화신호를 보내도록 온 신호를 출력한다.

본 발명에서는 단선이나 충격으로 인한 파워 드라이버의 손상 또는 노이즈 등으로 인한 신호의 지연 등으로 인해 에어 백이 제대로 작동되지 못하는 것을 방지하기 위하여 더블 트리거링, 즉 이중으로 점화 신호를 출력하기 위하여 두 개의 파워 드라이버(70)(70a)를 구비하며, 인플레이터(80)의 스퀴브 손상 등에 의해 에어 백이 정상 작동되지 못하는 것을 방지하기 위하여 두 개의 스퀴브(81)(81a)를 구비한다.

본 발명의 인플레이터(80)의 세부 구조는 도 4에 나타내었다.

마이크로프로세서(30)가 파워 드라이버(70)에 온 신호를 출력하는 판정 로직의 일예로서 감속도가 일정한 값을 경계로 하여 그것을 넘는 동안의 감속도를 누적 적분(속도)하여 그 속도가 일정값에 달한 시점에서 파워 드라이버(70)(70a)가 점화 신호를 보내도록 제어 신호를 출력하는 것이 있다.

그러나 파워 드라이버(70)(70a)가 점화 신호를 출력하는데 에는 상기에서 설명한 마이크로프로세서(30)의 제어신호 외에 세핑 센서(60)로부터 입력되는 제어신호, 즉 세핑 센서(60) 온 신호를 필요로 한다.

세핑 센서(60)는 항상 오프 상태이나 감속도가 걸리면 온 신호를 출력하는 기계식 가속도 센서로서 자동차 전방 출동시의 감속도에만 응답한다.

이것은 충돌 이외의 어떠한 원인으로 센터 G 센서 또는 프런트 G 센서에서 파워 드라이버(70)(70a)를 구동시킬 정도의 감속도를 감지하더라고 세핑 센서(60)의 출력이 동반되지 않으면 충돌이 아니라고 판정하여 파워 드라이버(70)(70a)는 인플레이터(80)에 점화 신호를 내지 않으므로 쓸데없이 에어 백이 작동되는 것을 방지한다.

한편 마이크로프로세서(30)와 세핑 센서(60) 모두에서 제어신호(온)가 출력되면 파워 드라이버(70)(70a)는 인플레이터(80)에 점화 신호를 출력한다.

이중으로 출력되는 점화 신호는 인플레이터(80)내의 각각의 스퀴브(81)(81a)에 순간적으로 전류를 흐르게 한다. 스퀴브(81)(81a)는 전기 히터선 둘레에 적은량의 화약이 담겨져 있는 구조인데, 순간적으로 전류가 흐르면 히터가 발열하여 화약에 착화한다. 이것이 불씨가 되어 엔핸서(enhancer : 82)에 착화되어 가스발생제(주로 아지화소다, 이류화 몰리브덴 등의 혼합물 : 83)를 연소시킴으로써 순간적으로 많은량의 질소 가스를 발생한다.

발생된 질소 가스는 필터(84)를 통해 냉각되어 에어 백으로 들어간다. 따라서 에어 백은 스티어링 휠에 설치된 패드의 개구부를 깨고 외부로 팽창하여 승객의 머리와 흉부를 보호하게 되는 것이다.

한편 백업 전원부(90)는 에어 백 시스템에 전력공급이 차단된 경우에는 에어 백의 작동 신호 출력에 필요한 수단에 전력을 공급함으로써 스퀴브(81)에 점화 전류를 공급하며, 진단부(20)는 에어 백 시스템의 정상 여부를 진단하여 마이크로프로세서(30)에 그 결과를 전송하고 마이크로프로세서(30)는 진단부(20)의 출력에서 판단하여 고장인 경우 고장 경고 램프(10)를 점등 시켜 운전자에게 에어 백 시스템이 이상 상태임을 알린다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 인플레이터를 구동시키기 위하여 점화 신호를 출력하는 파워 드라이버 및 착화를 위한 스퀴브를 하나 더 구비하여, 마이크로프로세서와 세핑 센서가 온 신호를 두 개의 파워 드라이버에 공급하고, 파워 드라이버는 각각 스퀴브에 점화 신호를 출력함으로써 충격에 의한 단선, 파워 드라이버의 손상, 신호의 노이즈 또는 지연현상으로 에어 백 작동신호가 정해진 시간내에 제대로 전송되지 못하는 것을 방지할 수 있어 에어 백 시스템의 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명은 청구 범위에 기재되어 있는 바와 같이 더블 트리거링 에어 백 시스템의 일 실시 예에 관해서만 설명하였으나, 이에 한정하지 아니하며 당업자라면 여러 가지로 그 응용과 변형이 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 운전자에게 에어 백 시스템의 이상 유무를 알려주는 고장 경고 램프(10)와, 에어 백 시스템 전체의 이상 유무를 항상 감시하여 그 결과를 마이크로프로세서(30)에게 전송하는 진단부(20)와, 에어 백 시스템 전체를 제어하는 프로그램이 저장되어 있는 EPROM(40)과, 감속도를 감지하는 G 센서부(50)와, 자동차 전방 충돌시의 감속도에만 응답하는 세핑 센서(60)와, 마이크로프로세서(30) 및 세핑 센서(60)로부터 신호가 인가되면 스퀴브(81)에 순간적으로 전류를 흐르게 하는 파워 드라이버(70)와, 전류가 흐르면 히터가 발열하여 화약에 착화시킴으로써 인플레이터(80)를 작동시켜 순간적으로 많은량의 질소 가스를 발생시켜 에어 백을 팽창시키는 스퀴브(81)와, 대용량의 콘덴서와 DC/DC 컨버터로 이루어져 충돌시 전기배선 등이 단선되어 에어 백 ECU에 전력공급이 차단된 경우 전력을 공급함으로써 스퀴브(81)에 점화 전류를 공급하는 백업 전원부(90)와, 진단부(20)로부터 입력되는 신호를 이용하여 고장 유무를 판단하여 고장 경고 램프(10)를 제어하고 G 센서부(50)로부터 입력되는 신호로서 파워 드라이버(70)의 구동 여부를 판단하는 등의 에어 백 시스템을 전반적으로 제어하는 마이크로프로세서(30)를 포함하여 구성되는 에어 백 시스템에 있어서, 상기 점화 신호를 출력하는 파워 드라이버(70a)와, 점화 신호에 의해 착화되어 에어 백을 팽창시키는 스퀴브(81a)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 더블 트리거링 에어백 시스템.