KR19990005606A

KR19990005606A - Automotive air bag system controls

Info

Publication number: KR19990005606A
Application number: KR1019970029818A
Authority: KR
Inventors: 김정우
Original assignee: 홍종만; 삼성자동차 주식회사
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1999-01-25

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야end. The technical field to which the invention described in the claims belongs

자동차의 탑승자 보호장치인 에어 백 시스템을 제어하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for controlling an air bag system that is a vehicle occupant protection apparatus.

나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제I. The technical problem to be solved by the invention

에어 백으로 인한 탑승자 상해를 최소화할 수 있는 에어 백 시스템 제어장치를 제공한다.Provides airbag system controls to minimize occupant injury from airbags.

다. 발명의 해결방법의 요지All. Summary of Solution of the Invention

자동차 충돌시 탑승자의 상태에 적응적으로 에어 백의 팽창력을 가변시킨다.In the event of a car crash, the airbag's inflation force is adaptively changed.

라. 발명의 중요한 용도la. Important uses of the invention

자동차의 에어 백 시스템에 이용한다.Used for car airbag system.

Description

Automotive air bag system controls

본 발명은 자동차의 탑승자 보호장치에 관한 것으로, 특히 에어 백 시스템(air bag system)에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vehicle occupant protection device, and more particularly, to an air bag system.

통상적으로 에어 백 시스템은 자동차에 있어서 탑승자 보호장치의 하나로서 채용되고 있다. 에어 백 시스템은 자동차가 급정거하거나 충돌할 때 에어 백을 팽창시켜 탑승자의 머리, 가슴등이 스티어링 휠 또는 윈드 실드나 대시 보드에 충돌하는 것을 방지한다. 이러한 에어 백 시스템은 충돌 센서의 종류와 가스발생기의 점화방식에 따라 기계식, 전기 기계식, 전자식등으로 대별된다. 이들중 전자식 에어 백 시스템을 개략적으로 살펴본다. 자동차 충돌시의 충격(감속도)을 차체에 설치된 충돌 센서로 검출하여 제어부인 ECU(Electrical Control Unit)에 입력하면, ECU는 충격의 강도에 따라 에어 백의 전개 여부를 판정한다. 만일 에어 백 전개가 필요한 경우 ECU는 전기적인 점화신호를 인플레이터(inflator)로 보내 점화장치에 의해 가스발생제를 연소시킴으로써 에어 백을 급격히 팽창시킨다. 이때 가스발생제의 양이나 그에 따른 에어 백의 팽창력은 고정적이다.Typically, airbag systems are employed as one of the occupant protection devices in automobiles. The airbag system inflates the airbag when the car stops or crashes, preventing the occupant's head, chest, etc. from colliding with the steering wheel or the windshield or dashboard. Such airbag systems are classified into mechanical, electromechanical, and electronic types according to the type of collision sensor and the ignition method of the gas generator. Among them, the electronic air bag system is outlined. When the impact (deceleration) during the vehicle collision is detected by a collision sensor provided in the vehicle body and input to the ECU (Electric Control Unit) which is a control unit, the ECU determines whether the air bag is deployed according to the intensity of the impact. If air bag deployment is needed, the ECU sends an electrical ignition signal to the inflator to rapidly inflate the air bag by burning the gas generator by the ignition device. At this time, the amount of gas generating agent or consequently the expansion force of the air bag is fixed.

한편 에어 백 시스템에 있어서 에어 백은 상기한 바와 같이 가스발생제 연소에 따라 급격히 팽창됨으로써 탑승자에게 상해를 입히는 경우가 빈번히 발생되어 왔었다. 이러한 상해는 대부분 찰과상과 같이 경미한 경우가 대부분이지만, 치명적인 경우도 종종 발생되어 왔었다. 특히 에어 백이 조수석에도 설치된 경우, 운전자의 부주의나 무지로 인해 조수석 시트(seat)에 어린이를 태운 상태에서 충돌이 일어날 때 에어 백으로 인해 어린이가 치명적인 상해를 입었었다. 이와같이 어린이가 아니라도 체구가 작은 사람인 경우에는 보다 심한 상해를 입었었다. 또한 탑승자가 시트를 자동차의 전방으로 당겨 앉거나 어린이를 앉고 있는 경우 탑승자가 에어 백과 근접됨으로써 보다 큰 충격에 의해 심한 상해를 입었었다.On the other hand, in the air bag system, the air bag has been frequently inflated by the gas generating agent combustion as described above, and frequently causes injury to the occupants. Most of these injuries are minor, such as abrasions, but fatal cases have often occurred. In particular, when the airbags were also installed in the passenger seat, the airbags were fatally injured when the collision occurred while the child was in the passenger seat due to the driver's carelessness or ignorance. Likewise, even small children were more seriously injured. In addition, when the occupant was seated in front of the car or the child was seated, the occupant was in close proximity to the airbag and was severely injured by a greater impact.

상술한 바와 같이 종래에는 에어 백의 팽창력이 고정되어 있음에 따라 탑승자의 체구가 작거나 탑승자가 에어 백과 근접된 경우 상대적으로 충격이 커짐으로써 상해가 커지는 단점이 있었다.As described above, in the related art, when the expansion force of the air bag is fixed, there is a disadvantage in that an injury increases due to a relatively large impact when the occupant's body size is small or the occupant is close to the air bag.

따라서 본 발명의 목적은 에어 백으로 인한 탑승자 상해를 최소화할 수 있는 에어 백 시스템 제어장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an airbag system control apparatus that can minimize occupant injury due to the airbag.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에어 백 시스템 제어장치의 블록구성도,1 is a block diagram of an airbag system control apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 ECU의 처리흐름도.2 is a process flow diagram of the ECU of FIG. 1 in accordance with an embodiment of the present invention.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 자동차 충돌시 탑승자의 상태에 적응적으로 에어 백의 팽창력을 가변시킴을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is characterized by varying the inflating force of the air bag adaptively to the state of the occupant during the vehicle crash.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 구체적인 부품의 종류 또는 개수, 가스발생제의 양, 처리 흐름과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and the annexed drawings, many specific details are set forth in order to provide a more thorough understanding of the present invention, such as the type or number of specific components, amount of gas generating agent, process flow. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific details. And a detailed description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에어 백 시스템 제어장치의 블록구성도를 보인 것으로, 탑승자의 체중과 근접 여부를 모두 고려하여 에어 백의 팽창력을 적응적으로 제어할 경우의 구성예를 보인 것이다. 상기 도 1은 통상적인 에어 백 시스템에서 예를들어 조수석에 설치되는 에어 백에 대해 통상적인 중량 센서와 근접 센서를 추가적으로 설치하고 점화장치와 가스발생기 셀의 쌍으로 이루어지는 인플레이터를 다수로 구성한 것이다. 또한 상기 도 1은 에어 백의 팽창력을 3가지중 하나로 제어하는 예를 보인 것이다.Figure 1 shows a block diagram of the airbag system control apparatus according to an embodiment of the present invention, showing a configuration example in the case of adaptively controlling the inflating force of the airbag considering both the weight and proximity of the occupant. 1 is a conventional air bag system, for example, in addition to the conventional weight sensor and proximity sensor for the air bag installed in the passenger seat, a plurality of inflators consisting of a pair of ignition device and gas generator cell. In addition, Figure 1 shows an example of controlling the inflation force of the air bag to one of three.

상기 도 1에서 충돌 센서(102)는 차체에 설치되어 자동차의 충돌을 감지하여 ECU(100)에 알린다. 이러한 충돌 센서(102)는 통상적으로 감지 질량(sensing mass)의 관성을 이용하여 충격에 따른 관성력이 한계치를 초과할 때 충돌을 알리는 신호를 ECU(100)에 인가한다. 중량 센서(104)는 시트에 설치되어 시트에 탑승하는 탑승자의 체중을 감지하여 ECU(100)에 알린다. 근접 센서(106)는 에어 백이 설치된 위치에 설치되어 탑승자가 에어 백으로부터 미리 설정된 거리 이내로 근접되는 것을 감지하여 ECU(100)에 알린다. 이때 근접 센서(106)는 예를들어 근접 감지거리가 10㎝인 것을 사용한다.In FIG. 1, the collision sensor 102 is installed in the vehicle body to detect a collision of the vehicle and notify the ECU 100. Such a collision sensor 102 typically uses the inertia of the sensing mass to apply a signal informing the collision to the ECU 100 when the inertia force due to the impact exceeds a threshold. The weight sensor 104 is installed on the seat and detects the weight of the occupant who rides on the seat and notifies the ECU 100. Proximity sensor 106 is installed at the location where the air bag is installed to detect the occupant is approaching within a predetermined distance from the air bag to inform the ECU 100. In this case, the proximity sensor 106 uses a proximity sensing distance of 10 cm, for example.

그리고 제1∼제3점화장치(108∼112)와 제1∼제3가스발생기 셀(cell)(114∼118)은 각각 하나씩 대응되게 서로 연결된다. 이때 제1∼제3가스발생기 셀(114∼118)에는 일정량의 가스발생제를 각각 하나씩 서로 격리되게 격납시키며, 가스 출구를 각각 설치한다. 상기 가스 출구는 통상적인 경우와 마찬가지로 에어 백을 전개시키기 위해 에어 백 입구로 연결된다. 제1∼제3점화장치(108∼112)는 ECU(100)에 의해 구동될 때 해당하는 가스발생기 셀의 가스발생제를 점화시킨다. 여기서 제1∼제3가스발생기 셀(114∼118) 각각에 격납되는 가스발생제는 예를들어 이전의 에어 백 시스템에 있어서 인플레이터에 충전되었던 전체 가스발생제를 3등분한 양으로 한다. 그리고 제1∼제3가스발생기 셀(114∼118)은 서로의 가스발생제 연소에 영향을 받지 않도록 케이스를 제작한다.The first to third ignition devices 108 to 112 and the first to third gas generator cells 114 to 118 are connected to each other one by one. At this time, the first to third gas generator cells 114 to 118 contain a predetermined amount of gas generating agents one by one to be separated from each other, and a gas outlet is provided respectively. The gas outlet is connected to the air bag inlet to deploy the air bag as usual. The first to third ignition devices 108 to 112 ignite the gas generating agents of the corresponding gas generator cells when driven by the ECU 100. The gas generators contained in each of the first to third gas generator cells 114 to 118 here are, for example, a third amount of the total gas generating agent charged to the inflator in the previous air bag system. The first to third gas generator cells 114 to 118 form a case so as not to be affected by the combustion of the gas generators with each other.

상기와 같은 상태에서 ECU(100)는 충돌 센서(102)에 의해 충돌이 감지될 때 제1∼제3점화장치(108∼112)를 중량 센서(104)에 의해 감지되는 탑승자 체중과 근접 센서(106)에 의해 감지되는 탑승자의 근접 여부에 적응적으로 선택하여 구동시킨다. 즉, ECU(100)는 근접 센서(106)에 의해 탑승자가 근접한 것으로 감지될 경우에는 제1∼제3점화장치(108∼112)중 미리 설정된 일부만을 구동시키며, 탑승자가 근접하지 않은 것으로 감지될 경우에는 중량 센서(104)에 의해 감지되는 탑승자 체중에 비례하는 수만큼 선택적으로 구동시킨다.In the above state, when the collision is sensed by the collision sensor 102, the ECU 100 sets the first to third ignition devices 108 to 112 by the weight sensor 104 and the occupant weight and proximity sensor ( It is adaptively selected and driven according to the proximity of the occupant sensed by 106). That is, when the occupant detects that the occupant is near by the proximity sensor 106, the ECU 100 drives only a predetermined part of the first to third ignition devices 108 to 112, and the occupant may be detected as not near. In this case it is selectively driven by a number proportional to the weight of the occupant detected by the weight sensor 104.

이를 위해 통상적인 ECU(100)에 본 발명의 실시예에 따른 도 2의 처리흐름도에 따른 동작을 수행하도록 프로그램한다. 상기 도 2를 참조하면, 충돌 센서(102)에 의해 충돌이 감지될 때 ECU(100)는 (200)단계에서 근접 센서(106)에 의해 탑승자가 에어 백에 근접해 있는 상태인가를 검사한다. 만일 탑승자가 근접해 있는 경우라면, ECU(100)는 (202)단계에서 제1점화장치(108)만을 구동시킨다. 이에따라 에어 백은 제1가스발생기 셀(114)의 가스발생제의 연소에 따른 가스에 의해서만 팽창되어 전개된다. 즉, 이 경우는 탑승자가 시트를 자동차의 전방으로 당겨 앉거나 어린이를 앉고 있는 경우이므로 에어 백의 팽창력을 최소화하는 것이다.To this end, a conventional ECU 100 is programmed to perform an operation according to the flowchart of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, when a collision is detected by the collision sensor 102, the ECU 100 checks whether the occupant is close to the air bag by the proximity sensor 106 in step 200. If the occupant is close, the ECU 100 drives only the first ignition device 108 in step 202. Accordingly, the air bag is inflated and deployed only by the gas generated by the combustion of the gas generator of the first gas generator cell 114. In other words, this is to minimize the inflation force of the airbag because the occupant is pulling the seat forward or sitting a child.

이와달리 상기 (200)단계에서 탑승자가 에어 백에 근접해 있지 않은 경우 ECU(100)는 (204)단계에서 중량 센서(104)에 의해 감지되는 탑승자의 체중을 미리 설정된 제1기준값과 비교한다. 상기 제1기준값은 예를들어 13세 어린이의 표준 체중으로 설정한다. 이때 탑승자 체중이 제1기준값보다 작은 경우라면, ECU(100)는 상기 (202)단계에서 제1점화장치(108)만을 구동시킨다. 이에따라 에어 백은 제1가스발생기 셀(114)의 가스발생제의 연소에 따른 가스에 의해서만 팽창되어 전개된다. 즉, 이 경우는 탑승자가 에어 백과 근접되어 있지는 않으나 어린이이므로 역시 에어 백의 팽창력을 최소화하는 것이다.On the contrary, when the occupant is not close to the air bag in step 200, the ECU 100 compares the weight of the occupant detected by the weight sensor 104 in step 204 with the first reference value. The first reference value is set, for example, as a standard weight of a 13 year old child. If the occupant weight is less than the first reference value, the ECU 100 drives only the first ignition device 108 in step 202. Accordingly, the air bag is inflated and deployed only by the gas generated by the combustion of the gas generator of the first gas generator cell 114. In other words, in this case, the occupant is not in close proximity to the airbag but is a child, thereby minimizing the inflating force of the airbag.

만일 상기 (204)단계에서 탑승자 체중이 제1기준값보다 작지 않은 경우라면, ECU(100)는 (206)단계에서 중량 센서(104)에 의해 감지되는 탑승자의 체중을 미리 설정된 제2기준값과 비교한다. 상기 제2기준값은 상기한 제1기준값보다 크게 설정하는데, 예를들어 16세 남자의 표준 체중으로 설정한다. 이때 탑승자 체중이 제2기준값보다 작은 경우라면, ECU(100)는 (208)단계에서 제1∼제2점화장치(108∼110)만을 구동시킨다. 이에따라 에어 백은 제1∼제2가스발생기 셀(114∼116)의 가스발생제의 연소에 따른 가스에 의해서만 팽창되어 전개된다. 즉, 이경우는 탑승자가 에어 백과 근접되어 있지도 않고 어린이도 아니지만 체구가 작은 경우이므로 에어 백의 팽창력을 최대값보다 낮게 하는 것이다.If the occupant weight is not smaller than the first reference value in step 204, the ECU 100 compares the weight of the occupant detected by the weight sensor 104 to the second preset reference value in step 206. . The second reference value is set larger than the first reference value, for example, the standard weight of a 16-year-old man. If the occupant weight is less than the second reference value, the ECU 100 drives only the first to second ignition devices 108 to 110 in step 208. Accordingly, the air bag is inflated and deployed only by the gas generated by the combustion of the gas generators of the first to second gas generator cells 114 to 116. That is, in this case, the occupant is neither close to the airbag nor a child, but the body size is small, so that the inflation force of the airbag is lower than the maximum value.

또한 상기 (206)단계에서 탑승자 체중이 제2기준값보다 작지 않은 경우라면, ECU(100)는 (210)단계에서 제1∼제3점화장치(108∼112)를 모두 구동시킨다. 이에따라 에어 백은 제1∼제3가스발생기 셀(114∼118)의 가스발생제의 연소에 따른 가스에 의해서 팽창되어 전개된다. 즉, 이경우는 탑승자가 정상적인 성인으로 볼 수 있으므로 에어 백의 팽창력을 통상적인 경우와 같게 하는 것이다.In addition, if the occupant weight is not less than the second reference value in step 206, the ECU 100 drives all of the first to third ignition devices 108 to 112 in step 210. Accordingly, the air bag is inflated and deployed by the gas caused by the combustion of the gas generators of the first to third gas generator cells 114 to 118. In other words, in this case, the inflation force of the airbag is the same as the normal case since the passenger can be seen as a normal adult.

따라서 자동차 충돌시 탑승자의 체중 및 근접 여부에 따라 에어 백의 팽창력을 적응적으로 제어함으로써 에어 백을 적절한 팽창력으로 전개시킬 수 있게 된다. 이에따라 탑승자의 체구가 작거나 탑승자가 에어 백과 근접된 경우 그에 적응적으로 충격을 감소시킴으로써 상해를 최소화할 수 있다.Therefore, by adaptively controlling the inflation force of the airbag according to the weight and proximity of the occupant during the vehicle collision, it is possible to deploy the airbag with an appropriate inflation force. Accordingly, when the occupant is small or the occupant is close to the air bag, the injury can be minimized by adaptively reducing the impact.

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 특히 본 발명의 실시예에서는 탑승자의 체중과 근접 여부를 모두 고려하여 점화장치들을 적응적으로 선택하여 동작시키는 예를 보였으나, 체중 또는 근접 여부중 어느 한 가지만 적용할 수도 있다. 또한 에어 백의 팽창력도 3가지중 하나로 제어하는 예를 보였으나, 필요에 따라 점화장치와 가스발생기 셀의 쌍을 2개만 사용하거나 4개 이상으로 하여 팽창력의 단계를 달리 가져갈 수도 있다. 그리고 조수석에 설치되는 에어 백에 대해 적용하는 예를 들었으나, 자동차에 설치되는 에어 백 모두에 대해 각각 동일하게 적용할 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허 청구의 범위와 특허 청구의 범위의 균등한 것에 의해 정하여져야 한다.Meanwhile, in the above description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Particularly, in the embodiment of the present invention, the ignition devices are adaptively selected and operated in consideration of both the weight and proximity of the occupant, but only one of the weight and proximity may be applied. In addition, an example of controlling the inflation force of the air bag is also shown in one of three, but if necessary, two or more pairs of the ignition device and the gas generator cell may be used in different stages of inflation force. And although the example is applied to the airbag installed in the passenger seat, the same can be applied to all of the airbags installed in the car. Therefore, the scope of the invention should not be defined by the described embodiments, but should be defined by the equivalents of the claims and the claims.

상술한 바와 같이 본 발명은 자동차 충돌시 탑승자의 체중 및 근접 여부에 따라 에어 백의 팽창력을 적응적으로 제어함으로써 에어 백으로 인한 탑승자 상해를 최소화할 수 있는 잇점이 있다.As described above, the present invention has an advantage of minimizing occupant injury due to the airbag by adaptively controlling the inflating force of the airbag according to the weight and proximity of the occupant during the vehicle collision.

Claims

In an airbag system of a vehicle, a collision sensor for detecting a collision of the vehicle, a weight sensor installed on a seat and a weight sensor for detecting a weight of a passenger riding on the seat, and a predetermined amount of gas generating agent are stored separately from each other. And a plurality of gas generator cells each having a gas outlet connected to the air bag inlet for deploying an air bag, and correspondingly connected to the gas generator cells one by one to ignite the gas generator of the corresponding gas generator cell. And a plurality of ignition devices and a controller for adaptively selecting and driving the ignition devices based on the weight of the occupant detected by the weight sensor when the collision is detected by the collision sensor. Device.

The airbag control device of claim 1, wherein the controller selectively drives the ignition devices by a number proportional to the occupant weight sensed by the weight sensor.

An airbag system of a vehicle, comprising: a collision sensor for detecting a collision of the vehicle, a proximity sensor installed at a position where an airbag is installed, and detecting that a passenger is approaching a predetermined distance from the airbag, and a predetermined amount of gas generating agent And a plurality of gas generator cells each having a gas outlet connected to the air bag inlet to store the air bag in isolation from each other, and corresponding to the gas generator cells one by one corresponding to the corresponding gas generator cell And a plurality of ignition devices for igniting the gas generating agent, and adaptively selecting and driving the ignition devices according to the proximity of the occupant detected by the proximity sensor when the collision is detected by the collision sensor. Air bag control device comprising a control unit.

The airbag control apparatus of claim 3, wherein the controller drives only a predetermined portion of the ignition devices when the proximity sensor detects that the occupant is in proximity.

An airbag system of an automobile, comprising: a collision sensor for detecting a collision of the vehicle, a weight sensor installed on a seat, and a weight sensor for detecting a weight of a passenger riding on the seat; A plurality of gas generators each having a proximity sensor for detecting a proximity within a predetermined distance from the gas, and a gas outlet connected to the air bag inlet to store an amount of gas generating agent, each separated from each other and to deploy an air bag. A plurality of ignition devices for igniting a gas generating agent of a corresponding gas generator cell, correspondingly connected one by one to a cell, the gas generator cells, and the igniters when the collision is detected by the collision sensor. Detected by the occupant weight and the proximity sensor detected by The air-bag control apparatus characterized by a control unit which drives selected adaptively on whether proximity of the occupant.

The apparatus of claim 5, wherein the control unit drives only a predetermined portion of the ignition devices when the occupant is detected to be close by the proximity sensor, and detects by the weight sensor when the occupant is not in proximity. Air bag control device characterized in that for selectively driving the number proportional to the occupant weight.