KR20000016312A - 탑승자 구속 시스템 및 그의 작동 방법 - Google Patents

Abstract

구속 시스템은 충돌검지장치와 구속장치제어회로 사이의 통신이 두절되더라도 사이드 에어백이 전개되게끔 한다. 이 충돌검지장치는 차량이 정상으로 주행하고 있는 중에는 소정의 고속주기로 되풀이하여 통신라인을 통해 정상신호를 구속장치제어회로에 송신한다. 만일 측면 충돌이 발생한다면, 충돌검지장치는 통신라인을 통해 연산작동개시신호를 구속장치제어회로에 송신하고, 충격도가 설정된 크기와 같거나 그보다 크면, 이 충돌검지장치는 구속작동신호를 통신라인을 통해 구속장치제어회로에 송신하여 탑승자 구속장치를 작동시켜 탑승자를 보호한다. 충돌이 발생하여 충돌검지회로가 이미 통신라인을 통해 구속장치제어회로에 연산작동개시신호를 송신시, 차량이 충돌에 의해 심각한 손상을 입어 통신라인이 단선되면, 구속장치제어회로는 신호를 수신하지 않거나 또는 연산작동개시신호를 수신한 후 부정 신호를 수신한다. 그 결과로서, 이 구속장치제어회로는 충돌이 발생한 조건하에서 구속장치제어회로가 작동하여 탑승자 구속장치를 구동시킨다.

Description

탑승자 구속 시스템 및 그의 작동 방법

종래, 차량의 측면충돌에 대하여 탑승자를 보호하기 위해 탑승자구속안전장치의 사이드 에어백을 작동시키는 제어장치는, 차량의 측면충돌을 최대한 정밀하게 검지하기 위해서 측면충돌에 직면하는 부위에 장착된 충돌 센서 즉, 가속도 센서를 포함하는 위성충돌검지회로와, 차량의 충돌에 의해 최대한으로 영향을 받지 않는 부위(일예로, 자동차의 센터 플로어 터널)에 장착된 콘트롤러를 구비한다. 이 위성충돌검지회로 및 콘트롤러는, 설정된 크기를 넘어서는 충돌을 검지한 위성충돌검지회로가 해당 측의 사이드 에어백을 작동하게끔 하도록, 통신라인에 의해 상호연결되어 있다.

이러한 종래의 탑승자구속안전장치의 제어장치의 경우, 위성 센서가 장착되는 부위는 충돌에 대한 충격이 아주 정밀하게 검지되도록 선택되고, 충돌 센서는 측면 충돌시에 큰 충격과 손상을 받게 된다. 게다가, 위성충돌검지회로와 콘트롤러를 상호연결하는 데 필요한 통신라인의 레이아웃은 통신라인의 불통을 초래하지 않도록, 신중하게 설계되야만 한다. 충돌로 인한 통신라인의 단선이 전혀 없다는 데 대한 비준은 시험 즉, 통신라인의 단선 여부를 판정하도록 차량 충돌을 진행하고 짜부러진 차체를 검사하는 시험을 반복함으로써 인증된다.

따라서, 종래의 탑승자구속안전장치의 제어장치의 개발에 있어서, 충돌에 기인한 통신라인에 대하여 아무런 단선이 없다는 데 대한 요구되는 검증을 제공하기 위해, 대규모의 설비뿐만 아니라, 막대한 시간 및 노동력을 필요로 한다. 이러한 인자(factor)는 탑승자구속안전장치를 위한 이러한 종래의 제어장치의 고비용을 초래하는 주요 원인이 된다. 더욱이, 통신라인의 레이아웃에 편승되는 설계 방식으로 인해, 레이아웃 설계에 있어서의 자유도가 저해되어 비용상승을 유발하였다.

본 발명은 사이드 에어백과 같은 탑승자구속안전 장치의 작동을 제어하는 탑승자구속안전 장치의 제어장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예의 기능 블록도,

도 2는 본 발명의 실시예의 상세 기능 블록도, 및

도 3은 구속장치 콘트롤러의 작동에 대한 프로세싱 플로우챠트이다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 만일 충돌에 기인하여 통신선의 단선이 발생하더라도 확실하게 탑승자 구속장치를 작동시켜 탑승자의 안전을 지킬 수 있도록 한 탑승자구속안전장치의 제어장치를 제공한다.

탑승자구속안전장치용 제어장치는, 차량의 측면충돌에 직면하여 이를 정확하게 검출하는 부위에 배치된 충돌검지회로, 차량의 다른 부위에 배치된 구속장치 콘트롤러, 및 이 구속장치 콘트롤러에 의해 작동 가능하게 제어되는 탑승자 구속장치를 포함한다. 충돌검지회로 및 구속장치 콘트롤러는 통신라인에 의해 상호연결되고, 충돌검지회로는 충돌불검지시에는 설정된 주기를 갖는 정상신호를 출력하고, 충돌검지시에는 설정 주기를 갖는 연산작동개시신호를 출력하며, 설정된 크기보다 더 클 때에는 설정 주기를 갖는 구속개시신호를 출력한다. 구속장치 콘트롤러는 구속개시신호가 수신된 때 및 연산작동개시신호가 수신된 후 통신불량이 나타날 때에는 탑승자 구속장치에 작동지령을 한다.

탑승자구속안전장치용 제어장치에 있어서, 차량이 정상으로 주행하고 있는 동안, 충돌검지회로는 통신라인을 통해 설정된 고속주기를 가지고 정상신호를 되풀이하여 구속장치 콘트롤러로 송신한다. 최소 크기를 초과한 측면 충돌이 발생할 때, 충돌검지회로는 통신라인을 통해 구속장치 콘트롤러로 연산작동개시신호를 송신하고, 또 충돌의 크기에 해당하는 적분치가 설정된 크기와 동일 또는 그보다 더 크고, 최소 크기보다 더 클 때에는, 통신라인을 통해 구속장치 콘트롤러로 구속개시신호를 송신하며, 구속장치 콘트롤러는 탑승자 구속장치에 지시하여, 탑승자를 보호하도록 작동한다.

충돌이 발생한 곳에서, 연산작동개시신호는 차량에 심각한 손상이 발생하기 이전에, 충돌검지회로로부터 통신라인을 통해 구속장치 콘트롤러로 송신된다. 이어서, 만일 차량이 충돌에 기인하여 통신라인의 단선이 초래되는 그러한 상태로 심각하게 손상되면, 구속장치 콘트롤러는 연산작동개시신호를 받고 다음의 신호를 수신하는 데 실패하거나 또는 부정 신호를 수신하기 때문에, 구속장치 콘트롤러는 충돌이 발생한 상태에서 작동하여 탑승자 구속장치에 지시를 내려 탑승자를 보호하도록 작동한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 차량의 좌우측중 어느 한쪽에 측면 충돌을 검지하기 위한 위성충돌검지회로(1)와, 마이크로컴퓨터로 이루어져서, 위성충돌검지회로(1)들 중 어느 하나로부터의 신호에 따라 에어백이 전개되는 것을 판정하는 콘트롤러(2)와, 이 위성충돌검지회로(1)와 콘트롤러(2)를 연결하는 통신라인(3), 및 콘트롤러(2)에 의해 전개되도록 작동 가능하게 제어되는 좌우측 에어백(4)를 포함하는 에어백 제어장치의 배열을 도시하고 있다. 도 1의 콘트롤러(2)는 자동차(5)의 센터 플로어 터널과 같이 충돌의 영향을 쉽게 받는 위치에 위치결정된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 좌우 위성충돌검지회로(1)의 각각은 가속도 센서(1a), 가속도 센서(1a)에 의해 출력된 신호에 따라 후술하는 3종류의 신호를 출력하기 위한 충격도 판정부(1b), 예정된 고속주기를 갖는 예정된 형태의 신호를, 충격도 판정부(1b)로부터 출력된 신호의 종류에 따라, 통신라인(3)을 통해 콘트롤러(2)로 송신하기 위한 신호송신부(1c)를 구비한다.

가속도 센서(1a)는 자동차의 측면 충돌에 응답하고 충돌에 기인한 충격의 크기에 상응하는 가속도 신호를 출력한다. 충격도 판정부(1b)는 가속도 센서(1a)로부터 가속도 신호를 받고, i) 가속도 센서(1a)로부터의 신호가 설정 주기 예를 들면, 1 ms 마다 최소 크기를 넘지 않는 때에는 비충돌이라고 판정하고, ii) 가속도 센서(1a)로부터의 가속도 신호가 최소 크기를 넘어설 때에는 연산작동을 개시하거나, 또는 iii) 충돌이 발생하여 소정의 시간주기에서 가속도 센서(1a)로부터의 가속도 신호가 예정된 크기를 넘어서고, 최소 크기보다 더 클 때에는 에어백을 전개하고, 그리고 정상신호, 연산개시신호나 개별판정에 상응하는 구속개시신호에 대한 출력지령을 신호송신부(1c)에 제공한다. 신호송신부(1c)는 충격도 판정부(1b)로부터의 출력지령에 응답하여 예를 들어, 정상신호의 '0101', 연산작동개시신호의 '1000', 구속개시신호의 '1111'의 출력지령에 상응하는 다수의 비트, 일예로 4-비트의 부호길이를 가지는 신호를 통신라인(3)을 통해 콘트롤러(2)에 송신한다.

콘트롤러(2)는 위성충돌검지회로(1)의 각각으로부터 신호를 받고, 그의 내용에 응답하여 필요에 따라 구속장치로서의 사이드 에어백(4)가 전개되도록 한다. 콘트롤러(2)는 위성충돌검지회로(1)의 각각으로부터 보내지는 신호와 수신된 신호의 내용에 대한 수신 상태를 점검하고, 정상신호 '0101'가 수신되는 때에는 에어백의 전개를 개시하지 않지만, 연산작동개시신호 '1000'이 수신된 후 구속개시신호 '1111'가 수신되는 때에는 해당측에서 전개되도록 측면 에어백(4)을 구동한다. 또, 만일 연산작동개시신호 '1000'의 수신에 이어서 통신불량이나 결여된 통신이 발생하면, 콘트롤러(2)는 해당측에서 전개구동되도록 측면 에어백(4)을 제어한다.

다음에, 프로세싱이 처리 간격 예로, 1 ms 의 고속으로 주기적으로 되풀이되는 탑승자구속안전장치의 작동을 제어하기 위한 콘트롤러의 작동을 도 3의 플로우챠트를 참조하여 설명한다.

[비충돌 시]

콘트롤러(2)는 좌우 위성충돌검지회로(1)로부터의 통신 신호 S(t)를 수신하고, 위성충돌검지회로로부터의 통신 신호가 성공적으로 수신되었는지의 여부를 판정(스텝 S2)하기 전에 레지스터 내에 신호를 저장한다(스텝 S1). 만일 통신 신호가 정상 신호 '1010'(비충돌)이면, 스텝 S4에서 수신된 신호가 연산작동개시신호 '1000'인지의 여부를 판정하고, 그 흐름은 NO로 분기하여 차례로 연산작동-온 플래그 CF가 "0" 예를 들어 CF = 0로 클리어된다(스텝 S5). 또한, 다음의 스텝 S6에서, 수신된 신호가 구속개시신호 '1111' (정상 신호'1010'이 수신)인지의 여부를 판정하고, 그 흐름은 NO로 분기하여 리턴한다. 따라서, 비충돌 시, 구속장치인 사이드 에어백(4)은 전개작동하지 않는다.

[충돌 시, 통신라인 비단선]

만일 최소크기보다 더 큰 충돌이 차량의 좌우 쪽중 어느 한쪽에서 발생하면, 각각의 가속도 센서(1a)는 이러한 조건을 검지하고, 연산작동개시신호 '1000'가 충격도 판정부(1b), 신호송신부(1c) 및 통신라인(3)을 통해 콘트롤러(2)에 전송된다. 연산작동개시신호 '1000'가 수신되고 위성충돌검지회로로부터의 통신 신호가 성공적으로 수신되었는지를 판정(스텝 S2)하기 전에 레지스터 내에 저장된다(스텝 S1). 현재 처리 사이클의 통신 신호가 성공적으로 수신되면, 스텝 S2에서 YES 판정되고, 그 흐름은 스텝 S4로 분기한다.

스텝 S4에서, 수신된 신호가 연산작동개시신호 '1000'인 것으로 판정되면, 그 흐름은 YES로 분기하고, 연산작동-온 플래그 CF는 리턴하기 전에 "1", 예를 들면 CF = 1 (스텝 8)로 설정된다.

다음의 처리 사이클에 있어서, 충돌의 크기에 상응하는 가속도 센서(1a)로부터의 신호의 적분치는 설정된 크기를 넘어서고, 최소 크기보다 더 크게끔 증대되고, 그 결과, 심한 충돌이라고 판정하여, 에어백을 전개한다. 결과적으로, 구속개시신호 '1111'가 충격도 판정부(1b)로부터 송신된다. 통신 라인(3)가 두절되지 않으면, 구속개시신호 '1111'이 수신되고 레지스터 내에 저장되며(스텝 S1), 그 흐름은 스텝 S2로 진행하고, 그리고 거기에서 구속개시신호 '1111'이 성공적으로 수신되면, 그 흐름은 YES로 분기하여 스텝 S4로 진행한다. 수신된 신호가 구속개시신호 '1111' 이면, 스텝 S4에서 그 흐름은 NO로 분기하고 거기에서 연산작동-온 플래그 CF가 "0", 예를 들면, CF = 0로 클리어되며(스텝 S5), 스텝 S6에서, 그 흐름은 YES로 분기하여, 구속장치로서의 사이드 에어백(4)을 전개구동한다(스텝 S7).

[충돌 시, 통신선 단선]

차량의 좌우측 중 어느 한쪽에서 충돌이 발생하고, 그 충돌의 크기가 심각한 손상과 통신 라인(3)의 단선을 초래할 정도로 클 경우, 해당측에서의 사이드 에어백(4)은 후술하는 방식으로 전개구동된다.

최소 크기를 넘어서는 충돌이 발생하기 직전까지는, 콘트롤러(2)는 연산작동-온 플래그 CF가 "0", 예를 들면, CF = 0 로 설정되는 비충돌 시의 처리를 되풀이한다. 충돌직후의 순간에서 차량이 손상을 입는 초기 상태에서는, 연산작동개시신호 '1000'가 해당 위성충돌검지회로(1)로부터 통신라인(3)을 통해 전송되고, 그 흐름은 YES로 분기하여 스텝 S4에서 연산작동-온 플래그 CF가 "1", 예를 들면, CF = 1 로 설정된다.

이때, 차량은 충돌에 의해 심한 손상을 입게되고, 충돌의 크기가 통신라인(3)의 단선을 초래할 정도로 커서, 해당 위성충돌검지회로(1)로부터의 신호를 수신하는 데 실패하게 된다. 결과적으로, 다음의 처리 사이클의 흐름은 스텝 S2에서 위성충돌검지회로(1)로부터의 신호를 성공적으로 수신하는 데 실패함에 따라, NO로 분기한다. 연산작동-온 플래그 CF 가 이전 사이클에서 "1", 예를 들면, CF = 1 로 설정되면, 그 흐름은 스텝 S3에서 다음의 처리 사이에서의 판정으로 NO로 분기하여 직접 스텝 S7으로 진행하고, 구속장치로서의 사이드 에어백(4)이 전개구동된다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 탑승자 구속장치용 제어장치에 있어서, 콘트롤러(2)는 위성충돌검지회로(1)로부터 송신되는 신호들을 관리하여, 정상신호 → 연산작동개시신호 → 구속개시신호의 순서로 수신하여 전개할 뿐만 아니라, 만일 연산작동개시신호를 수신한다면, 정상 신호를 수신하지 않고 신호를 수신하는 데 실패하거나 또는 부정 신호(오류 통신)를 수신한다. 이러한 결과로, 심각한 측면 충돌이 발생하여 통신 라인(3)이 단선되더라도, 탑승자를 구속하여 보호하게 된다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 차량의 측면 충돌에 직면하여 이 충돌을 검지하는 부위에 설치된 위성충돌검지회로 각각이 종래의 다양한 채용 알고리즘 중 임의의 하나를 사용하는 충격검지방법으로서 시행되는 것도 좋다. 또한, 충돌의 크기를 검지하기 위한 센서는 본 발명의 실시예에 기재된 바와 같은 가속도 센서에 한정되지 않고, 임의의 다른 센서로도 될 수 있고, 이것은 충돌의 크기에 상응하는 신호를 제공하는 것이면 된다.

더욱이, 사이드 에어백은 콘트롤러(2)에 의해 구속 구동됨을 목적으로 예시되어 있다. 그러나, 구속개시신호에 응답하여 타이트하게 고정 작동시키는 프리-텐셔너 시트 벨트나 무릎 보호대가 구속장치로서 대용되어도 좋고 또는, 사이드 에어백을 가지고 겸용으로 채용되어도 좋다.

본 발명의 많은 특징과 이점은 상세한 명세서로부터 명확한 것이고, 따라서 첨부 클레임은 본 발명의 정신 및 범주 내에 들어가는 본 발명의 모든 특징 및 이점을 커버한다. 많은 변형예와 변경이 당해 기술분야에서 숙련된 자들에게 가능하기 때문에, 본 발명은 예시된 정확한 구성 및 작동에 제한되지 않으며, 따라서, 적합한 모든 변형예와 등가물도 본 발명의 범주 내에 포함된다.

Claims (18)

1. 탑승자 구속장치에 있어서,

   차량의 충돌을 검지하기 위해 차량의 충돌에 의해 변형되는 부위에 배치된 충돌검지장치;

   차량 충돌이 검지될 때 차량 내의 탑승자를 구속하기 위한 구속장치;

   상기 충돌검지장치와 콘트롤러 사이에 신호를 제공하는 통신장치에 의해 상기 충돌검지장치와 연결되며, 상기 충돌이 검지됨을 나타내는 충돌검지장치로부터의 신호를 수신한 후 구속장치를 작동시키고, 이어서 통신장치의 기능불량을 통해 다음의 통신을 활성화시키는 콘트롤러를 구비함을 특징으로 하는 탑승자 구속 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 콘트롤러는 상기 통신장치에 의해 전송된 신호를 모니터하고, 이 모니터된 신호에 따라 상기 통신장치가 정상 기능을 수행하는 지 아니면 기능불량인지의 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 탑승자 구속 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 통신장치를 통해 상기 충돌 검지장치로부터 상기 콘트롤러에 제공된 신호는,

   최소 크기를 넘어서지 않는 충돌이 검지된 때의 제1 신호,

   충돌이 최소 크기 이상으로 검지된 때의 제2 신호,

   충돌의 크기가 소정의 크기를 초과하여 최소 크기보다 더 클 때의 제3 신호를 포함하며,

   상기 콘트롤러는 상기 제3 신호가 수신된 때 상기 구속장치를 작동시키는 것을 특징으로 하는 탑승자 구속 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 충돌검지장치는 충돌의 크기를 감지하기 위한 센서를 포함하며,

   상기 충돌검지장치는 상기 충돌의 크기가 최소 크기보다 더 클 때 상기 콘트롤러에 제1 신호를 제공하고, 상기 제1 신호는 상기 센서로부터의 신호에 대한 연산 작동을 지시하는 신호인 것을 특징으로 하는 탑승자 구속 시스템.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 콘트롤러는 상기 제2 신호를 수신한 후, 상기 충돌검지장치로부터 신호가 수신되지 않거나 또는 불완전한 신호가 수신되는 때에도 구속장치를 작동시키는 것을 특징으로 하는 탑승자 구속 시스템.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 충돌검지장치는, 상기 연산작동의 결과가 상기 충돌의 크기가 설정된 크기 보다 더 크고 최소 크기보다 더 큰 것일 때, 상기 콘트롤러에 제2 신호를 제공하며,

   상기 콘트롤러는 상기 제2 신호의 수신에 응답하여 상기 구속장치를 작동시키는 것을 특징으로 하는 탑승자 구속 시스템.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 센서는 가속도 센서를 구비하며, 이 가속도 센서는 상기 충돌의 크기에 상응하는 가속도 신호를 출력하며,

   상기 충돌-검지장치는 상기 충돌의 크기에 상응하는 가속도 신호가 최소 크기 보다 더 큰 지의 여부를 판정하기 위한 충격도 판정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 탑승자 구속 시스템.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 센서는 상기 충돌의 크기에 상응하는 가속도 신호를 출력하는 가속도 센서를 구비하며,

   상기 연산 작동은 가속도 신호를 적분하고 상기 가속도 신호의 적분치가 설정된 크기 보다 더 클 때 상기 제2 신호를 출력하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 탑승자 구속 시스템.
9. 제 4 항에 있어서,

   상기 충돌검지장치는 상기 충돌의 크기가 상기 최소 크기 보다 더 작을 때 설정된 주기로 정상상태의 신호를 연속 공급하며, 상기 콘트롤러는 정상상태의 신호가 수신될 때 충돌이 일어나지 않고 통신기능불량이 없음을 결정하는 것을 특징으로 하는 탑승자 구속 시스템.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 센서는 차량의 측부에 위치된 것을 특징으로 하는 탑승자 구속 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 센서는 차량의 측방 도어에 위치결정된 것을 특징으로 하는 탑승자 구속 시스템.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 구속장치는 에어백을 구비한 것을 특징으로 하는 탑승자 구속 시스템.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 에어백은 차량의 도어에 위치된 것을 특징으로 하는 탑승자 구속 시스템.
14. 제 1 항에 있어서,

    상기 구속 시스템은 차량 충돌이 발생할 때 시트 벨트를 팽팽하게 하는 것을 특징으로 하는 탑승자 구속 시스템.
15. 제 1 항에 있어서,

    상기 구속 장치는 무릎 보호체에 위치된 것을 특징으로 하는 탑승자 구속 시스템.
16. 제 1 항에 있어서,

    상기 콘트롤러는 상기 충돌에 의해 변형되는 것이 방지되는 차량의 부위에 위치결정된 것을 특징으로 하는 탑승자 구속 시스템.
17. 탑승자 구속 시스템의 작동 방법에 있어서,

    충돌에 기인한 충격을 연속적으로 감지하여

    1) 최소 크기를 넘어서지 않는 충돌이 감지될 때의 제1 신호

    2) 감지된 충돌이 최소 크기를 초과할 때의 제2 신호

    3) 상기 제2 신호 출력 후, 감지된 충돌이 설정된 크기를 초과하여, 최소 크기보다 더 클 때의 제3 신호를

    콘트롤러에 출력하여 구속장치의 작동을 제어하는 단계; 및

    상기 콘트롤러가 상기 제3 신호를 수신한 때와, 상기 제2 신호 수신 후, 상기 콘트롤러가 신호를 수신하지 않거나 또는 불완전한 신호를 수신한 때 상기 구속장치를 작동시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 탑승자 구속 시스템의 작동 방법.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 제2 신호가 상기 콘트롤러에 출력된 때 상기 충돌로부터 감지된 충격에 상응하는 신호를 적분하는 단계; 및

    상기 충돌로부터 감지된 충격에 상응하는 신호의 적분치가 설정된 크기 보다 더 클 때 상기 제3 신호를 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 탑승자 구속 시스템의 작동 방법.