KR20020022707A - 에어백 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플로팅 공급(a floating supply)을 필요로 하는 결함 내성 에어백 시스템(a fault tolerant air bag system)에 관한 것으로, 이러한 공급은 통상적으로 변압기를 가지는 DC-DC 컨버터에 의해서 획득된다. 주 에너지 저장 캐패시터(14)를 2개의 캐패시터(14,34)로 분할하고, 이중 하나의 캐패시터(34)를 충돌시에 개방되는 스위치(36,38)에 의해서 다른 캐패시터(14)에 결합함으로써, 변압기는 더 이상 요구되지 않는다.

Description

에어백 시스템{FAULT TOLERANT AIR BAG BUS SYSTEM WITHOUT TRANSFORMER}
도 1은 다수의 점화단(firing stages)(2,4), 마이크로컨트롤러(a microcontroller)(6) 및 충돌 센서(a crash sensor)(8)를 포함하는 통상적인 에어백 시스템을 도시한다. 점화단(2,3)은 스퀴브(squib)(10,12)에 흐르는 점화 전류를 스위칭하여 차량의 충돌시의 적절한 시기에 에어백을 점화한다. 스퀴브 당 2개의 와이어가 필요하므로, 많은 수의 스퀴브는 많은 수의 와이어(wire)를 요구한다. 이들 와이어의 접지 또는 배터리 전압(battery voltage)으로의 단락 회로는 에어백의 원하지 않은 점화를 야기할 수 있다.
충돌시에 차량 배터리로의 전기 접속이 소실될 수 있다. 따라서, 모든 에어백 시스템은 충돌시의 제한된 시간에서의 시스템의 작동을 유지하기 위하여 에너지 저장 캐패시터(ERC)(14)를 포함한다. 이러한 ERC 캐패시터(14)는 배터리(18)의 12V 배터리 전압을 높은 전압으로 변환하는 셋업 컨버터(a setup converter)(16)에 의해서, 가령 약 30V의 비교적 높은 전압까지 충전된다. 이러한 높은 전압은 점화단(2,4)에 공급하는 데에 이용된다. 스텝다운 변환기(a step down converter)(20)는 이 높은 전압을 통상적으로 5V인 마이크로컨트롤러(6) 및 충돌 센서(8)를 위한 동작 전압(working voltage)으로 변환한다.
도 2는 다수의 스마트 스퀴브(smart squibs)(22,24)를 버스 구동기(a bus driver)(26)에 접속하는 2개의 점화 버스(firing bus)를 사용하는 통상적인 네트워크 에어백 시스템(networked air bag system)을 도시한다. 2개의 와이어는 데이터 전송 신호 및 전력 공급을 스마트 스퀴브(22,24)에 운반한다. 스퀴브(10,12)는 실제로 에어백을 점화하는 점화 장치(igniter)이다. 스퀴브를 점화하는 에너지는 스마트 스퀴브(22,24) 내부의 국부 캐패시터 내에 저장된다. 스퀴브를 점화하기 위한 에너지는 이제 스마트 스퀴브 내부에 저장되지만, 충돌 센서(8) 및 버스 구동기(26)를 제어하는 마이크로컨트롤러(6)를 위한 에너지가 여전히 요구된다.
네트워크 에어백 시스템의 한가지 장점은 하나의 버스 와이어의 결함이 스퀴브의 원하지 않은 전개(deployment)를 야기하지는 않는다는 점이다. 전체 점화 버스가 플로팅 전력 공급기(a floating power supply)로부터 공급되는 경우에는, 버스상의 공통 모드 전압(common mode voltage)이 규정되지 않는다. 이것은 양 버스 와이어가 접지 또는 배터리 전압에 단락된 채 시스템이 올바르게 작동한다는 것을 의미한다. 플로팅 전력 공급을 만들기 위하여, 변압기(30)를 구비한 DC-DC 컨버터(28)가 요구된다. 그러나, 변압기는 고가의 구성요소이다.
발명의 개요
본 발명의 목적은 무변압기 에어백 시스템(a transformerless air bag system)을 제공하는 것이다. 이러한 목적을 위하여, 본 발명은 청구항 제 1 항에서 청구된 에어백 시스템을 제공한다. 에너지 저장 캐패시터는 마이크로컨트롤러 및 충돌 센서에 공급하기 위한 주요부(a main part)와 플로팅 버스 구동기(a floating bus driver)에 공급하기 위한 보조부(a further part)의 2개의 부분으로 분할된다. 보조부는 충돌시에 개방되는 스위치에 의해서 주요부에 접속된다. 보조부의 에너지 용량(energy content)은 충돌시에 버스 구동기에 공급하기에 충분하다. 스위치는 에너지 저장 캐패시터의 보조부 및 이에 접속된 모든 구성요소의 접속을 시스템의 나머지 부분으로부터 차단하여, 충돌시에 플로팅 전력 공급을 생성한다.
본 발명의 상기 목적 및 특징과 다른 목적 및 특징이 수반하는 도면과 관련하여 검토되는 아래의 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
본 발명은 차량용 에어백 시스템(air bag system)에 관한 것이다.
도 1은 제 1의 통상적인 에어백 시스템의 블록도,
도 2는 제 2의 통상적인 에어백 시스템의 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 에어백 시스템의 블록도.
도면에서 상응하는 특징부는 동일한 참조 부호에 의해서 표시된다.
도 3은 본 발명에 따른 에어백 시스템의 블록도이다. 이 시스템은 다수의 스마트 스퀴브(22,24)를 버스 구동기(26)에 접속하는 2개의 와이어 점화 버스(a two-wire firing bus)(32)를 가진다. 2개의 와이어(32)는 데이터 전송 신호 및 전력 공급을 스마트 스퀴브(22,24)에 운반한다. 스퀴브(10,12)는 에어백을 실제로 점화하는 점화 장치이다. 스퀴브(10,12)를 점화하는 에너지는 스마트 스퀴브(22,24) 내부의 국부 캐패시터(도시되지 않음) 내에 저장된다. 스퀴브(10,12)를 점화하는 에너지는 이제 스마트 스퀴브(22,24) 내부에 저장된다. 충돌시에 차량 배터리로의 전기 접속이 소실될 수 있기 때문에, 에어백 시스템은 충돌시에 제한된 시간 동안에 시스템의 작동을 유지하기 위하여 주 에너지 저장 캐패시터(a main energy reserve capacitor(ERC))(14)를 가진다. 이러한 ERC 캐패시터(14)는 12V 배터리 전압을 높은 전압으로 변환하는 셋업 컨버터(16)에 의해서, 예를 들면 30V의 비교적 높은 전압으로 충전된다. 스텝다운 변환기(20)는 높은 전압을 충돌 센서(8) 및 버스 구동기(26)를 제어하는 마이크로컨트롤러(6)를 위한 통상적으로 5V인 동작 전압으로 변환한다. 이 시스템은 대개 닫혀있는 2개의 스위치(36,38)에 의해서 주 에너지 저장 캐패시터(14)에 병렬로 접속된 보조 에너지 저장 캐패시터(a further energy reserve capacitor)(34)를 더 가진다. 보조 에너지 저장 캐패시터(34)의 비교적 높은 전압은 스텝다운 변환기(40)에 의해서 버스 구동기(26)를 위한 동작 전압으로 변환된다.
보조 에너지 저장 캐패시터(34)의 에너지 용량은 스위치(36,38)가 개방되는 경우에, 예를 들면 마이크로컨트롤러(6)로부터의 제어 신호(42)의 제어 하에 충돌시에 버스 구동기(26)에 공급하기에 충분하다. 이러한 방식으로, 보조 에너지 저장 캐피시터(34) 및 이에 접속된 모든 구성요소는 시스템의 나머지 부분으로부터 접속이 차단되어 충돌시에 플로팅 전력 공급이 생성된다. 이것은 양 버스 와이어가 접지 또는 배터리 전압에 단락된 채 시스템이 여전히 올바르게 작동한다는 것을 의미한다.

Claims (2)

  1. 에어백 시스템(an air bag system)에 있어서,
    에어백을 점화하는 점화 장치들(igniters)(10,12)과,
    상기 점화 장치들(10,12)을 상호 접속하는 점화 버스(a firing bus)와,
    상기 점화 버스에 전압을 인가하는(energizing) 버스 구동기(a bus driver)(26)와,
    상기 에어백 시스템에 공급 전압을 제공하는 주 에너지 저장 캐패시터(a main energy reserve capacitor)(14)와,
    상기 공급 전압을 수신하기 위하여 스위치들(36,38)에 의해서 상기 주요 에너지 캐패시터(14)에 병렬로 결합되는 보조 에너지 저장 캐패시터(a further energy reserve capacitor)(34)와,
    상기 공급 전압을 상기 버스 구동기(26)를 위한 동작 전압으로 변환하는 전력 공급기(40)
    를 포함하는 에어백 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    충돌시에 상기 스위치들(36,38)을 개방하는 수단(6,42)을 더 포함하는 에어백 시스템.
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