KR19990030617A - Automotive airbag system and its control method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초음파 센서를 이용하여 발사한 초음파의 반사 레벨로부터 충돌 물체의 강도를 측정하고 이를 충격강도 및 차량속도와 더불어 에어백 전개를 판단하는 자료로 이용함으로써 충돌 물체의 강도가 기준값 이상일 경우에만 에어백이 전개되도록 하여 불필요한 에어백 전개를 방지할 수 있는 자동차 에어백 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 에어백 전개에 필요한 신호를 제공하는 G 센서, 차속 센서 및 초음파 센서와, 상기 센서들이 제공하는 신호를 이용하여 충격강도, 차량속도, 물체강도를 계산하고 이를 기준값과 비교함으로써 에어백 전개를 판단하는 에어백 ECU를 포함하는 자동차 에어백 시스템 및 그 제어방법을 제공한다.The present invention measures the intensity of the impact object from the reflection level of the ultrasonic wave emitted by the ultrasonic sensor and uses it as a data for determining the airbag deployment along with the impact strength and vehicle speed. The present invention relates to a vehicle airbag system and a control method thereof, which can be deployed to prevent unnecessary airbag deployment. The present invention relates to a G-sensor, a vehicle speed sensor and an ultrasonic sensor that provide a signal required for airbag deployment, and an impact using the signals provided by the sensors. The present invention provides a vehicle airbag system including an airbag ECU for determining an airbag deployment by calculating strength, vehicle speed, and object strength and comparing the same with a reference value.
Description
본 발명은 자동차 에어백 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 초음파 센서를 이용하여 발사한 초음파의 반사 레벨로부터 충돌 물체의 강도를 측정하고 이를 충격량 및 차량의 속도와 더불어 에어백 전개를 판단하는 자료로 사용함으로써 충돌 물체의 강도가 기준값 이상일 경우에만 에어백이 전개되도록 하여 불필요한 에어백 전개를 방지할 수 있는 자동차 에어백 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle airbag system and a control method thereof, and more particularly, to measure the intensity of a collision object from the reflection level of ultrasonic waves emitted by an ultrasonic sensor, and to determine the airbag deployment along with the impact amount and the speed of the vehicle. The present invention relates to an automobile airbag system and a method of controlling the same, which allow the airbag to be deployed only when the strength of the collision object is greater than or equal to the reference value.
일반적으로 자동차에는 운전자 또는 그 외의 승원(乘員)을 시트에 고정시켜 승원의 신체 각부에 작용하는 감속도를 경감할 수 있도록 하는 시트벨트가 장착되어 있으며, 이 시트벨트는 2차 충돌 방지 또는 그 충격의 완화를 꾀하면서 승원이 자동차 밖으로 튀어 나가는 것을 방지할 수 있다.In general, a vehicle is equipped with a seat belt that fixes a driver or other crew member to the seat to reduce the deceleration acting on each part of the crew body. This will prevent the crew from popping out of the car.
최근 자동차에는 상기한 시트벨트와는 별도로, 충돌시에 운전자와 조향핸들 사이 또는 보조석의 승원과 인스트러먼트 패널 사이에 순간적으로 에어백(공기 주머니)을 부풀게 하여 충격으로 인한 부상을 저감시킬 수 있도록 하는 에어백 시스템(air bag system)의 장착이 점차적으로 보편화되어 가고 있다.Apart from the above seat belts, in recent years, inflating the airbag (air bag) between the driver and the steering wheel or between the passenger seat and the instrument panel in the event of a collision, it is possible to reduce injuries due to impact. The mounting of air bag systems is becoming increasingly common.
도 1은 일반적인 에어백 시스템의 한 예를 나타낸 것으로 이를 간단히 살펴보면, 에어백 시스템의 이상 유무를 알려주는 고장 경고 램프(100)와; 에어백 시스템 전체의 이상 유무를 항상 감시하여 그 결과를 에어백 ECU(140)에 전송하는 진단부(110)와; 감속도를 감지하는 G 센서(Gravity sensor : 120)와; 차량의 속도를 감지하는 차속 센서(130)와; 에어백 ECU(140)로부터 신호가 인가되면 인플레이터(160) 내의 스퀴브(squib : 미도시)에 순간적으로 전류를 흐르게 하는 파워 드라이버(power driver : 150)와; 스퀴브에 전류가 흐르면 히터가 발열하여 화약에 착화시킴으로써 순간적으로 많은 량의 질소 가스를 발생시켜 에어백 모듈(170)을 팽창시키는 인플레이터(160)와; 대용량의 콘덴서와 DC/DC 컨버터로 이루어져 충돌시 전기배선 등이 단선되어 에어백 ECU(140) 에 전력공급이 차단된 경우 전력을 공급함으로써 스퀴브에 점화 전류를 공급하는 백업 전원부(180)와; 진단부(110)로부터 입력되는 신호를 이용하여 고장 유무를 판단하여 고장 경고 램프(100)를 제어하고 상기 G 센서(120)와 차속 센서(130)로부터 입력되는 신호로서 에어백 전개를 위한 파워 드라이버(150)의 구동 여부를 판단하는 등 에어백 시스템을 전반적으로 제어하는 에어백 ECU(140)를 포함하여 구성된다.1 shows an example of a general airbag system, which is briefly described, a failure warning lamp 100 indicating whether an airbag system is abnormal; A diagnosis unit 110 which constantly monitors the entire airbag system for abnormality and transmits the result to the airbag ECU 140; A G sensor (120) for detecting a deceleration; A vehicle speed sensor 130 for detecting a speed of the vehicle; A power driver 150 for instantaneously flowing current to a squib in the inflator 160 when a signal is applied from the airbag ECU 140; An inflator 160 which expands the airbag module 170 by instantaneously generating a large amount of nitrogen gas by igniting the gunpowder when current flows in the squib; A backup power supply unit 180 for supplying ignition current to the squib by supplying power when the power supply is cut off due to a large-capacity capacitor and a DC / DC converter and electric wiring is disconnected at the time of collision; By using the signal input from the diagnostic unit 110 to determine the presence of a failure to control the failure warning lamp 100 and as a signal input from the G sensor 120 and the vehicle speed sensor 130 as a power driver for airbag deployment ( It is configured to include an airbag ECU 140 for controlling the overall airbag system, such as determining whether to drive the 150.
이와 같은 에어백 시스템은 자동차가 주행 중에 충돌하면 에어백 ECU(140)는 G 센서부(120)에서 감지된 감속도(충격)와 차속 센서(120)에서 감지된 자동차의 속도를 이용하여 파워 드라이버(150)를 구동하기 위한 제어신호를 출력할 것인지를 판단하는데, 감지된 충격 및 자동차의 속도가 미리 설정해둔 기준값 이상이면 에어백을 전개하여야 할 상태가 발생한 것을 판단하여 파워 드라이버(150)에 제어신호를 출력하여 인플레이터(160)의 스퀴브에 전류를 흘려 점화시켜 순식간의 다량의 질소가스를 발생케하여 에어백(170)을 팽창시킨다.In such an airbag system, when the vehicle collides while driving, the airbag ECU 140 uses the deceleration (impact) detected by the G sensor unit 120 and the speed of the vehicle detected by the vehicle speed sensor 120. It is determined whether to output a control signal for driving the control unit, and if the detected shock and the speed of the vehicle is equal to or more than the preset reference value, it is determined that the state to deploy the airbag has occurred and outputs the control signal to the power driver 150. The current flows through the squib of the inflator 160 to ignite to generate a large amount of nitrogen gas in a moment to inflate the airbag 170.
이렇게 전개된 에어백(170)은 승원과 접촉하면서 충돌에 의한 충격하중을 부분적으로 흡수하고, 관성에 의해 승원의 머리와 가슴이 팽창된 에어백(170)과 충돌될 때, 에어백(170)의 질소가스는 에어백(170)에 형성된 배출공으로 급속히 배출되며 운전자의 전면부에 완충 작용하게 된다.The airbag 170 thus deployed partially absorbs the impact load caused by the collision while contacting the crew, and when the head and chest of the crew collide with the inflated airbag 170 by inertia, the nitrogen gas of the airbag 170 Is rapidly discharged to the discharge hole formed in the airbag 170 is to buffer the front portion of the driver.
따라서, 전면 충돌시 승원에게 전달되는 충격력을 효과적으로 완충시켜 줌으로서, 2차 상해를 경감할 수 있는 것이다.Therefore, by effectively buffering the impact force transmitted to the crew during the front collision, it is possible to reduce secondary injuries.
이와 같은 에어백 시스템은 에어백 전개를 판단함에 있어 충돌하는 물체의 강도를 감안하지 않고 감속도(충격)와 차량속도만을 에어백 전개를 위한 판단자료로 이용함으로써 에어백의 전개가 불필요할 정도의 부드러운 물체에 충돌하는 경우에도 에어백이 전개됨으로써 일회적인 에어백 시스템을 다시 설치해야 하는 문제점이 있었다.Such airbag system collides with a soft object that does not require airbag deployment by using only deceleration (impact) and vehicle speed as judgment data for airbag deployment without considering the strength of colliding objects in determining airbag deployment. Even if the airbag is deployed, there was a problem that the one-time airbag system must be reinstalled.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 자동차와 충돌하는 물체의 강도를 감지하여 이를 에어백 전개의 판단자료로 이용함으로써 기준값 이상의 강도를 지닌 물체와 충돌한 경우에만 에어백이 전개되도록 하여 불필요한 에어백 전개를 방지할 수 있는 자동차 에어백 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to detect the strength of the object colliding with the car and use it as a judgment data of the airbag deployment, so that the airbag is deployed only when collided with an object having a strength above the reference value, unnecessary airbag deployment It is to provide a vehicle airbag system and a control method thereof that can prevent.
도 1은 일반적인 자동차 에어백 시스템의 구성블록도1 is a block diagram of a general vehicle airbag system
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 에어백 시스템의 구성블록도2 is a block diagram illustrating a vehicle airbag system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 에어백 시스템의 제어과정을 나타낸 흐름도3 is a flowchart illustrating a control process of the vehicle airbag system according to an exemplary embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on main parts of drawing
100 : 고장 경고 램프 110 : 진단부100: failure warning lamp 110: diagnostic unit
120 : G 센서 130 : 차속 센서120: G sensor 130: vehicle speed sensor
140 : 에어백 ECU 150 : 파워 드라이버140: airbag ECU 150: power driver
160 : 인플레이터 170 : 에어백160: Inflator 170: Airbag
180 : 백업 전원부 190 : 초음파 센서180: backup power unit 190: ultrasonic sensor
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 에어백 전개를 판단하는데 필요한 자동차와 충돌하는 물체의 강도를 감지할 수 있는 수단을 부가하고, 에어백 전개에 필요한 신호를 감지하는 센서들의 신호를 읽는 과정과, 입력된 센서들의 신호로써 충격강도, 차량의 주행속도 및 충돌 물체의 강도를 계산하는 과정과, 상기 계산값과 기준값을 비교하여 에어백 전개 조건에 부합하는지를 조건에 부합하면 에어백을 전개하는 과정을 수행함으로써 불필요한 에어백 전개를 방지하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is the addition of a means for detecting the strength of the object colliding with the vehicle required to determine the deployment of the airbag, and reading the signal of the sensors for detecting a signal required for the airbag deployment; By calculating the impact strength, the traveling speed of the vehicle and the strength of the collision object as a signal of the input sensors, by comparing the calculated value and the reference value and deploying the airbag if the condition meets the airbag deployment conditions It is characterized by preventing unnecessary airbag deployment.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 자동차 에어백 시스템은 도 2에 나타낸 바와 같이 에어백 시스템의 이상 유무를 알려주는 고장 경고 램프(100)와 에어백 시스템 전체의 이상 유무를 항상 감시하여 그 결과를 에어백 ECU(140)에 전송하는 진단부(110)와; 감속도를 감지하는 G 센서(120)와; 차량의 속도를 감지하는 차속 센서(130)와; 에어백 ECU(140)로부터 신호가 인가되면 인플레이터(160) 내의 스퀴브(미도시)에 순간적으로 전류를 흐르게 하는 파워 드라이버(150)와; 스퀴브에 전류가 흐르면 히터가 발열하여 화약에 착화시킴으로써 순간적으로 많은량의 질소 가스를 발생시켜 에어백 모듈(170)을 팽창시키는 인플레이터(160)와; 대용량의 콘덴서와 DC/DC 컨버터로 이루어져 충돌시 전기배선 등이 단선되어 에어백 ECU(140) 에 전력공급이 차단된 경우 전력을 공급함으로써 스퀴브에 점화 전류를 공급하는 백업 전원부(180)와; 진단부(110)로부터 입력되는 신호를 이용하여 고장 유무를 판단하여 고장 경고 램프(100)를 제어하고 상기 G 센서(120)와 차속 센서(130)로부터 입력되는 신호로서 에어백 전개를 위한 파워 드라이버(150)의 구동 여부를 판단하는 등 에어백 시스템을 전반적으로 제어하는 에어백 ECU(140)를 포함하여 구성되는 자동차 에어백 시스템에 있어서, 발사한 초음파의 반사레벨로부터 자동차와 충돌하는 물체의 강도를 감지하는 초음파 센서(190)를 더 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the vehicle airbag system of the present invention monitors the failure warning lamp 100 indicating the abnormality of the airbag system and the abnormality of the entire airbag system, and transmits the result to the airbag ECU 140. Section 110; G sensor 120 for sensing the deceleration; A vehicle speed sensor 130 for detecting a speed of the vehicle; A power driver 150 for instantaneously flowing current to a squib (not shown) in the inflator 160 when a signal is applied from the airbag ECU 140; An inflator 160 which expands the airbag module 170 by instantaneously generating a large amount of nitrogen gas by igniting the gunpowder when current flows through the squib; A backup power supply unit 180 for supplying ignition current to the squib by supplying power when the power supply is cut off due to a large-capacity capacitor and a DC / DC converter and electric wiring is disconnected at the time of collision; By using the signal input from the diagnostic unit 110 to determine the presence of a failure to control the failure warning lamp 100 and as a signal input from the G sensor 120 and the vehicle speed sensor 130 as a power driver for airbag deployment ( In the vehicle airbag system including the airbag ECU 140 that controls the airbag system as a whole, such as determining whether to drive 150, the ultrasonic wave sensing the intensity of an object colliding with the vehicle from the reflection level of the emitted ultrasonic wave It further comprises a sensor 190.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 자동차 에어백 시스템은 실험적으로 구한 에어백 전개를 판단하는 각각의 기준값, 즉 충격강도, 차량속도 및 물체강도의 기준값을 에어백 ECU(140) 내의 메모리에 저장하고 있다.The vehicle airbag system of the present invention having such a configuration stores the reference values of the experimentally obtained airbag deployment, that is, the reference values of the impact strength, the vehicle speed, and the object strength in the memory in the airbag ECU 140.
또한 에어백 ECU(140)는 G 센서(120)로부터 입력되는 신호에서 충격강도를 차속 센서(130)의 신호로부터 차량의 속도를, 초음파 센서(180)에서 초음파를 발사하여 반사되어 돌아오는 초음파 신호로부터 전방 물체의 강도를 계산하고, 상기 실시간 계산된 충격강도, 차량속도 및 물체강도를 메모리에 저장된 기준값과 비교하여 에어백 전개 여부를 결정한다.In addition, the airbag ECU 140 measures the impact strength from the signal input from the G sensor 120, the speed of the vehicle from the signal of the vehicle speed sensor 130, and the ultrasonic wave from the ultrasonic signal 180 reflected by the ultrasonic sensor 180. The strength of the front object is calculated, and the real-time calculated impact strength, vehicle speed, and object strength are compared with reference values stored in the memory to determine whether to deploy the airbag.
여기서 상기 초음파 센서(180)에서 발사한 초음파는 전방의 물체가 벽, 자동차 등의 고강도 물체(rigid body)인 경우에는 반사되어 돌아오는 초음파 신호의 레벨이 높을 것이고, 사람, 동물 등의 부드러운 물체(soft body)인 경우에는 초음파가 많이 흡수되어 그 반사되는 신호의 레벨이 낮을 것이다.Here, the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic sensor 180 may have a high level of the ultrasonic signal reflected and returned when the object in front is a high-strength body such as a wall or a car. In the case of a soft body, a lot of ultrasonic waves are absorbed and the level of the reflected signal will be low.
이와 같은 본 발명의 자동차 에어백 시스템의 작동을 도 3의 제어 흐름도를 참조하여 설명한다.Such operation of the vehicle airbag system of the present invention will be described with reference to the control flowchart of FIG. 3.
에어백 ECU(140)는 에어백 전개에 필요한 신호를 감지하는 G 센서(120), 차속 센서(130) 및 초음파 센서(130)의 신호를 읽는 과정과, 상기 입력신호로써 충격강도, 차량의 주행속도 및 충돌 물체의 강도를 계산하는 과정과, 상기 계산값에서 에어백 전개 조건에 부합하는지를 판단하는 과정과, 상기 판단결과 에어백 전개조건에 부합하면 에어백(170)을 전개하는 과정을 수행함으로써 급작스런 차량의 충돌로부터 승원을 보호한다.The airbag ECU 140 reads the signals of the G sensor 120, the vehicle speed sensor 130, and the ultrasonic sensor 130, which detect signals required for the airbag deployment, and the impact strength, the traveling speed of the vehicle, and the like as the input signals. From the sudden collision of the vehicle by calculating the strength of the collision object, determining whether it meets the airbag deployment conditions in the calculated value, and deploying the airbag 170 if the airbag deployment conditions are met as a result of the determination Protect the crew.
좀 더 상세하게 설명하면 에어백 ECU(140)는 G 센서(120), 차속 센서(130) 및 초음파 센서(190)로부터 입력되는 신호를 읽어(S101), 충격강도, 차량속도 및 물체강도를 계산한다.(S102)In more detail, the airbag ECU 140 reads signals input from the G sensor 120, the vehicle speed sensor 130, and the ultrasonic sensor 190 (S101), and calculates an impact strength, a vehicle speed, and an object strength. (S102)
이어서 계산된 충격강도, 차량속도 및 물체강도를 순차적으로 에어백ECU(140) 내부 메모리에 저장된 기준값과 비교하여 에어백 전개 여부를 판단하게 되는데(S103∼S105) 먼저 충격강도가 기준값 이상인지를 판단하여 기준값 이상이면 차량속도가 기준값 이상인지를 판단한다. 상기 판단 결과 충격강도 및 차량속도 모두 기준값 이상인 경우에는 충돌 등의 돌발사태가 발생된 것이므로 에어백 전개를 최종적으로 판단하기 위해 물체강도가 기준값 이상인지를 판단한다.Subsequently, the calculated impact strength, vehicle speed, and object strength are sequentially compared with the reference values stored in the internal memory of the airbag ECU 140 to determine whether the airbag is deployed (S103 to S105). First, it is determined whether the impact strength is greater than or equal to the reference value. If it is above, it is determined whether the vehicle speed is higher than the reference value. As a result of the determination, when both the impact strength and the vehicle speed are equal to or greater than the reference value, an accident such as a collision has occurred. Therefore, in order to finally determine the airbag deployment, it is determined whether the object strength is equal to or greater than the reference value.
만약 물체강도가 기준값 미만인 경우에는 고속주행 중에 충돌로 급감속한 경우라도 부드러운 물체와 충돌한 것이므로 에어백 전개가 불필요한 것으로 판단한다. 그러나 충격강도와 차량속도가 모두 기준값 이상이면서 물체강도 역시 기준값 이상이면 강한 물체와의 충돌로부터 승원을 보호하기 위하여 에어백 전개가 필요한 것으로 판단한다.If the object strength is less than the reference value, it is determined that the airbag deployment is unnecessary because it collides with the soft object even when the vehicle is rapidly decelerated due to the collision during the high speed driving. However, if both the impact strength and the vehicle speed are above the reference value and the object strength is also above the reference value, it is determined that the airbag deployment is necessary to protect the occupant from collision with a strong object.
상기 에어백 전개 조건이 모두 만족된 경우 에어백 ECU(140)는 파워 드라이버(150)에 제어신호를 출력하고, 이 제어신호에 의해 파워 드라이버(150)는 인플레이터(160)의 스퀴브에 전류를 흘려 점화시켜 순식간의 다량의 질소가스를 발생케하여 에어백(170)을 팽창시켜 충격으로부터 승원을 보호하는 것이다.(S106)When all of the airbag deployment conditions are satisfied, the airbag ECU 140 outputs a control signal to the power driver 150, and by this control signal, the power driver 150 flows a current through the squib of the inflator 160 to ignite. In order to generate a large amount of nitrogen gas in a moment by expanding the airbag 170 to protect the occupants from the impact. (S106)
상술한 바와 같이 본 발명의 자동차 에어백 시스템은 초음파 센서를 이용하여 발사한 초음파의 반사 레벨로부터 충돌 물체의 강도를 계산하고 이를 충격강도 및 차량속도와 더불어 에어백 전개를 판단하는 최종 자료로 사용함으로써 부드러운 물체와 충돌하는 경우의 불필요한 에어백의 전개를 방지할 수 있어 불필요하게 에어백이 전개된 경우 에어백 시스템의 재설치에 따른 경제적 부담을 줄일 수 있다.As described above, the vehicle airbag system of the present invention calculates the intensity of the collision object from the reflection level of the ultrasonic wave emitted by the ultrasonic sensor and uses it as the final data for determining the airbag deployment along with the impact strength and vehicle speed. Unnecessary airbag deployment can be prevented in the event of a collision with the airbag, thereby reducing the economic burden of reinstalling the airbag system when the airbag is unnecessarily deployed.
Claims (3)
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| KR1019970050898A KR19990030617A (en) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | Automotive airbag system and its control method |
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Publications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101449167B1 (en) * | 2012-12-14 | 2014-10-08 | 현대자동차주식회사 | The apparatus, method and system for warning dangerous spot of vehicle |
-
1997
- 1997-10-02 KR KR1019970050898A patent/KR19990030617A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101449167B1 (en) * | 2012-12-14 | 2014-10-08 | 현대자동차주식회사 | The apparatus, method and system for warning dangerous spot of vehicle |
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