KR19990082070A - 종합 차량 탑승자 에너지 조정 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

종합 차량 탑승자 에너지 조정 시스템(10) 및 방법(100)은 정면 및 측면 충격 검출(102), 탑승자 위치 및 타입(106)의 결정, 차량의 b필라에 위치된 싱글 유니트(12)로부터 하나 이상의 에어백(114) 전개와 시트벨트 장력(104) 제어를 수행한다. 탑승자 에너지의 실시간과 다이나믹 조정은 먼저 차량 충돌에 대한 반응으로 시트벨트 장력조절과 뒤이어 필요할 때 하나 이상의 에어백 전개를 통해 에너지 흡수를 최적화하도록 제공한다.

Description

종합 차량 탑승자 에너지 조정 시스템 및 방법
본 발명은 일반적으로 다수의 다른 타입의 차량 탑승자 안전보호장치 전개 또는 작동을 제어하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 차량 충돌 동안에 탑승자 에너지의 다이나믹 조정(dynamic management)을 제공하는 개선된 방법 및 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 에어백 및 시트 벨트와 같은 차량 탑승자 안전보호 장치의 작동 또는 전개를 제어하는 시스템은 일반적으로 차량의 여러 위치에 설치된 개개의 및/또는 분리된 요소들로 수행된다. 그 결과, 정면 및 측면 충격 검출, 탑승자 위치 검출 및 시트벨트 장력조정을 포함하는 종합적인 탑승자 충돌보호 방법을 수행하도록 하는 종래의 시스템은 분산 통신 네트워크와, 다중 처리 유니트, 하드웨어 및 하우징의 관련 비용 때문에 아주 비싸게 된다. 따라서, 비용 효율면에서 종합적인 탑승자 보호 방법을 제공할 수 있는 차량 탑승자 충돌 보호 시스템이 필요하게 되었다.
발명의 요약
본 발명은 정면 및 측면 충격 검출, 탑승자 위치 감지/측정 및 차량의 b필라와 같은 차량의 중간에 위치된 싱글 유니트로부터 시트 벨트 장력과 에어백 전개의 제어를 효율적으로 수행하는 종합 차량 탑승자 에너지 조정 시스템 및 방법을 사용하므로서 상기 문제를 해결한다. 본 발명은 멀티플 타입인 탑승자 안전보호 장치의 작동을 실시간(real-time) 다이나믹 제어하도록 하는 경제적이고 종합적인 탑승자 에너지 조정 시스템 및 방법을 제공한다. 보다 상세히는 먼저 충돌 상태에 대한 응답으로 시트 벨트의 장력과 뒤이어 필요하다면 하나 이상의 에어백과 같은 다른 보호 장치의 전개를 제어하므로서 시트 벨트의 에너지 흡수 성능을 최적화하도록 하는 경제적이고 종합적인 탑승자 에너지 조정 시스템 및 방법을 제공한다.
그러므로, 본 발명의 한 목적은 하나 이상의 다른 타입의 안전보호장치 작동 또는 전개를 경제적일 뿐만 아니라 최적 제어하도록 하는 탑승자 에너지 조정 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 먼저 충돌 응답으로 다이나믹 및 실시간 시트벨트 장력 제어와, 뒤이어 탑승자 타입, 탑승자 위치, 시트벨트 웨빙(seat belt webing)에 가해진 힘과 같은 요소에 근거한 하나 이상의 에어백 전개를 제어하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 차량의 b필라에 위치된 싱글 유니트에 집적되는 종합적인 탑승자 에너지 조정 시스템을 제어하는 것이다.
이들 그리고 다른 목적에 따른, 본 발명은 차량의 사이드 필라에 설치된 충돌 센서 유니트를 포함하는 다수의 다른 탑승자 안전 보호장치 작동을 동적으로 제어하므로서 탑승자 에너지의 종합적인 조정을 제공할 수 있는 종합 시스템을 제공하고, 충돌센서 유니트는 필요하다면 적절한 시트벨트 인출 양 및 속도와 하나 이상의 에어백 전개를 선택적으로 제어하기 위해 정면 차량 충격을 검출하는 수단, 측면 차량 충격을 검출하는 수단, 시트벨트에 가해진 인장력을 계속해서 모니터링하는 수단, 그리고 정면 충격 검출 수단, 측면 충격 검출 수단 및 시트벨트 인장 모니터링 수단에 응답하는 제어 수단을 포함한다.
본 발명은 첨부한 도면과 관련하여 바람직한 실시예의 상세한 설명을 읽는다면 완전하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 집적 차량 탑승자 에너지 조정 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명의 안전 보호 제어 작동을 도시한 플로우 챠트.
도 3A 및 도 3B는 다이나믹 시트벨트 웨빙 클램프 장치의 개략도.
[바람직한 실시예의 상세한 설명]
도 1은 본 발명에 따른 차량 탑승자 에너지 조정 시스템(10)의 블록도로서, 시스템의 서브요소 각각은 차량의 b필라에 위치된 싱글 제어 유니트(12)내에 집적되고 하우징된다. 기본 서브요소는 아날로그 출력을 생성할 수 있는 하나 이상의 정면 충돌/충격 검출 센서(14), 아날로그 출력을 생성할 수 있는 하나 이상의 측면 충돌/충격 센서(16), 전자 시트 벨트 장력조절 시스템(18), 메인 제어 마이크로프로세서/시스템(20), 및 다이나믹 시트벨트 웨브 클램핑 메카니즘(22)으로 구성된다. 이하 보다 완전하게 설명되는 바와같이, 먼저 메인 제어 시스템(20)을 거쳐 제어 유니트(12)는 하나 이상의 프론트 에어백 인플레이터(24), 하나 이상의 사이드 에어백 인플레이터(26), 개개의 가변 팽창 프로파일 타입의 정면 또는 측면 에어백 인플레이터들, 또는 시트벨트(도시하지 않음)의 다이나믹 장력조절 장치와 같은 다수의 탑승자 안전보호장치 전개 및/또는 작동을 종합적으로 제어한다. 바람직한 실시예는 아날로그 충돌 센서(14,16)의 사용을 나타내지만, 당업자는 이와같은 장치가 본 발명의 특징을 한정하지 않는다는 것을 쉽게 알 것이고, 센서가 b필라에 위치되어 정면 및 측면 충돌을 확실히 검출할 수 있는 한 공지된 모든 타입의 충돌 센서가 사용될 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다.
전자 시트 벨트 장력조절 시스템(18)은 모터 샤프트(32)에 의해 시트 벨트 리일 메카니즘(30; seat belt reel mechanism)에 커플링된 스텝 모터와 같은 모터(28)를 포함한다. 시트벨트는 랩 벨트(lap belt) 및/또는 어깨 벨트가 될 수 있다. 샤프트-엔코더(34)는 샤프트(32)에 커플링되어 제어 프로세서(20)에 알맞은 샤프트 회전양 및 회전방향의 정격 출력을 제공한다. 당업자는 샤프트 엔코더가 일반적으로 공지되어 있으며, 샤프트-엔코더(34)가 두 채널 또는 필요한 방향 정보 및 위치 카운트를 제공하도록 판독된 절대 위치로 배열될 수 있고, 시트벨트 리일 메카니즘(30)이 모터(28)와 샤프트-엔코더(34) 조입체로부터 분리되어 쉽게 교체하도록 설계될 수 있어 어느 하나가 다른 것에 영향을 끼치는 것 없이 교체되거나 정비될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
제어 프로세서(20)는 샤프트-엔코더(34), 충돌센서(14,16) 및 시트벨트리일 메카니즘(30) 및/또는 시트벨트 웨빙에 커플링된 포스센서(36;force sensor)로부터 입력받는다. 포스센서(36)는 어느 특정시기에 시트벨트 웨빙에 가해지는 힘의 양을 표시하는 출력을 제공한다. 제어 프로세서(20)는 입력 데이터를 분석하여 제어라인(38)을 거쳐 모터(12)의 작동을 제어하므로서, 시트벨트 장력을 조절하는 시트벨트 리일 메카니즘(30)의 작동을 제어한다. 위급한 상황이 아닌 경우, 제어 프로세서(20)는 샤프트-엔코더 입력 및/또는 벨트의 커플링된 스위치 입력(도시하지 않음)을 모니터하여 시트벨트가 풀려졌는가 및/또는 사용되고 있지 않는가를 결정한다. 만약 벨트가 풀려져 있거나 사용되고 있지 않다면, 제어 프로세서(20)는 모터(28)를 구동시켜 벨트 리일 메카니즘(30)에 시트벨트를 역으로 감는다. 개방되는 차량 도어에 의해 작동되는 기존 차량 회로는 차량이 시동된 경우, 벨트가 풀려져 있으나 사용되지 않는 경우, 차량이 시동됨 없이 정지해 있는 경우, "하우즈키핑(housekeeping)" 작동을 개시하는데 사용될 수 있다. 모터(28)는 저장 위치로 벨트를 되감는 정상 권취 장력을 제공한다. 이런 장력은 탑승자가 벨트를 잡아당겨 버클에 채울 때 극복될 수 있다.
벨트가 전개될 때, 샤프트 엔코더는 전자제어 프로세서(20)가 벨트의 전개를 검출하도록 하고 전개 과정동안 인출된 벨트의 양을 카운트 하도록 한다. 시트벨트를 맬 때, 감는 힘이 유지되고 제어 프로세서(20)가 인출된 벨트 양을 카운트한다. 인출된 벨트양은 탑승자가 실제로 있는가를 제어 프로세서(20)가 결정하는데 사용될 수 있다.
일정 시간 후, 리트랙팅 힘(retracting force)은 제어 프로세서(20)가 카운트를 기록하는 동안 벨트 장력을 알맞게 하기 위해 가해진다. 벨트의 지나친 느슨함을 제거한 후, 모터에 의해 가해진 권취 장력은 거의 0으로 감소된다. 따라서, 시트벨트는 일반적으로 사용할 때 장력이 없는 상태가 되어 탑승자가 일반적으로 스프링 하중이 걸린 벨트 리트랙터(retractor)에 나타나는 계속되는 벨트 장력에 의한 고통을 받지 않게 된다. 인출된 벨트의 양은 벨트장력을 재저장하는 것 없이 허용되는 벨트 인출 카운트로 개별적으로 계속해서 기록된다. 만약 최소 탑승자 동작이 시스템이 허용하는 것 이상으로 벨트가 풀어지도록 한다면, 시스템은 전에 저장된 위치로 벨트를 다시 감는다.
제어 프로세서(20)는 탑승자 위치를 감지하기 위해 벨트 인출을 계속해서 모니터 한다. 특히 벨트 인출 정보는 차량의 공지 크기에 근거한 에어백 전개점과 고정된 시트벨트 고정점에 관련된 탑승자의 위치/거리를 결정하는 제어 프로세서(20)의 적절한 알고리즘에 의해 분석될 수 있다. 또한, 탑승자 "타입"은 위급한 상황이 아닌 운전 조건에서 일반적으로 발생하는 시트 벨트 이동을 기록하므로서 그리고 기록되는 데이터와 다른 타입의 탑승자가 어떻게 반응하는가를 나타내는 미리 저장된 프로파일을 비교하므로서 결정될 수 있다. 제어 프로세서(20)는 최근 프로파일 비교를 찾음으로서 탑승자 "타입"을 결정한다.
만약 탑승자가 안전하지 않은 착석 위치에서 있다고 제어 프로세서(20)가 결정하면, 시스템(10)은 경고 램프를 점등시킬 수 있고, 리트랙팅 장력이 더 높은 수준의 장력조절로 증가하도록 하므로서 탑승자의 "당김(tugging)" 프로세스를 만든다. 또한 만약 시트벨트가 탑승자에 의해 사용되지 않는 것을 제어 프로세서(20)가 검출한다면, 제어 프로세서(20)는 디폴트 값으로 종래의 충돌 식별 알고리즘하에서 작동하도록 전환하므로서, 충돌에 대한 기본값으로 에어백의 팽창을 제공한다.
도 2를 참조하면, 플로우 챠트는 본 발명에 따른 종합적인 탑승자 에너지 조정 시스템의 전체 작동을 나타낸다. 102단계에 도시된 바와같이, 제어 프로세서(20)는 시트벨트 장력을 제어하여 "무장력" 상태를 제공하고, 106단계에서는 위에서 설명한 탑승자 위치와 프로파일을 결정한다.
만약 충격이 충돌 보호의 제 1라인으로 검출된다면, 제어 프로세서(20)는 도 3과 관련하여 아래에서 보다 완전하게 설명되는 108단계에서 시트 벨트 웨빙의 다이나믹 클램핑을 작동시킬 것이다. 동적 웨브 클램핑 기능은 시트 벨트 인출량과 속도를 대화식으로 제어하여 최대 탑승자 에너지 흡수 및/또는 분산을 제공하므로서 심한 차량 충돌에 하나 이상의 에어백과 같은 다른 안전 보호 장치의 전개에 대한 필요성을 감소시킨다. 이런 다이나믹 및 대화식인 제어 부분으로, 프로세서(20)는 110단계에서 시트벨트 웨빙에 가해지는 힘의 양을 모니터하고, 112단계에서 적절한 충돌 알고리즘에 따른 충격 센서 출력을 분석하여 충격 타입 및/또는 정도를 결정한다. 이들 요소 즉 탑승자 위치, 탑승자 프로파일, 충돌 타입 및 정도 그리고 시트 벨트 웨빙에 가해진 힘에 근거하여, 제어 프로세서(20)는 114단계에서 하나 이상의 에어백 팽창을 제어한다.
도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면, 본 발명에 따른 다이나믹 시트 벨트 웨빙에 대한 한가지 가능한 장치를 개략도로 나타낸다. 시트 벨트 웨빙(202)은 시트벨트 리일(30)에서 고정 핀치 아암(204), 이동가능한 핀치 아암(206) 및 차량 가속 감지 레버(210)에 설치된 스풀(208)을 거쳐 랫치 메카니즘으로 전개된다. 차량 가속 감지 레버(210)는 일 단부(212)에 피봇회전가능하게 고정되고, 한편 타단에는 질량(214)이 제공되고 질량(214)은 아암이 차량 가속에 반응하여 화살표 방향으로 피봇회전하도록 한다. 스프링(216)은 레버(210)를 웨브 핀치 아암(204,206)으로부터 떨어져 기울어지게 하므로서 웨브가 위급하지 않은 상황에서 자유롭게 이동하도록 한다. 그러나, 급 브레이크 상태에서, 스프링(216)의 스프링 바이어싱이 극복되어 피봇레버(210)가 이동하여 스풀(208)이 도 3(b)에 도시된 바와같이 핀치 아암(204,206)과 맞물리도록 위치된다. 이동가능한 핀치 아암(206)은 고정 핀치 아암(204)을 향해 스프링 바이어싱되므로서 벨트 웨빙(202)의 인출속도를 저해하는 마찰을 생성시킨다.
핀치 아암(206)의 운동은 또한 솔레노이드 장치(218)를 경유하는 제어 프로세서(20)에 의해 제어된다. 특히, 위에서 설명한 바와같이, 충돌 상태에서 제어 프로세서(20)는 솔레노이드(218)가 고정 핀치 아암(204)과 스풀(208)과 관련하여 핀치 아암(206)을 위치시키도록 제어하므로서 벨트 웨브 인출 제한을 동적으로 제어한다.
따라서, 본 발명은 b필라와 같은 차량의 단일 위치에서 최적화되고 종합적인 탑승자 에너지 조정 시스템 모두를 편리하게 제공한다. 시스템은 공용 하드웨어 및 중앙 처리 장치를 이용하여 시스템의 비용과 크기를 상당히 감소시킨다. 본 발명의 바람직한 실시예의 설명은 오직 설명을 위한 것이고, 여기서 기술한 여러 구조 및 작동 특징은 첨부한 청구의 범위에 한정된 본 발명의 범위와 사상에 벗어남 없이 많이 변형될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (1)

  1. 정면 차량 충돌을 검출하기 위한 수단 ;
    측면 차량 충돌을 검출하기 위한 수단 ;
    시트벨트에 가해진 장력을 계속해서 모니터링하기 위한 수단 ; 및
    적절한 시트 벨트 인출 양과 속도 그리고 필요하다면 하나 이상의 에어백 전개를 선택적으로 제어하기 위해 상기 정면 충격 검출 수단, 상기 측면 충격 검출 수단 및 시트 벨트 장력 모니터링 수단을 포함하는 차량의 사이드 필라에 설치된 충돌 센서를 포함하는 다수의 다른 탑승자 안전보호 장치 작동을 동적으로 제어하므로서 탑승자 에너지의 종합적인 조정을 제공할 수 있는 종합 차량 충돌 검출 시스템.
KR1019980705792A 1996-02-26 1997-02-25 종합 차량 탑승자 에너지 조정 시스템 및 방법 KR19990082070A (ko)

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