KR20050096178A - 차량의 탑승자 보호 수단을 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 탑승자 보호 수단을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 방법에 따르면, 충돌 센서의 충돌 신호에 대한 절대값으로부터, 바람직하게는 가속 센서의 가속 신호로부터 유도된 제 1 충돌 변수(AAA)가 제 1 점화 임계값(th1a, th1b, th1c)과 비교된다. 또한, 충돌 센서(1)의 충돌 신호(a)로부터 다른 방식으로 유도된 제 2 충돌 변수(wj, wv, ws)가 제 2 점화 임계값(th2a, th2b, th2c)과 비교된다. 탑승자 보호 수단은 제 1 충돌 변수(AAA)가 제 1 점화 임계값(th1a, th1b, th1c)을 초과하는 동시에 제 2 충돌 변수(wj, wv, ws)가 제 2 점화 임계값(th2a, th2b, th2c)을 초과하는 경우에만 점화된다.
Description
본 발명은 자동차의 탑승자 보호 수단을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이는 충돌 센서의 충돌 신호로부터 유도된, 바람직하게는 가속 센서의 가속 신호로부터 유도된 제 1 충돌 변수와 제 1 점화 임계값의 비교를 수반한다. 또한, 다른 방식으로 충돌 센서의 충돌 신호로부터 유도된 제 2 충돌 변수가 제 2 점화 임계값과 비교된다. 차량의 탑승자 보호 수단은 제 1 충돌 변수가 제 1 점화 임계값을 초과하고 제 2 충돌 변수가 제 2 점화 임계값을 초과하는 경우에만 점화된다.
점화 신호(120)를 통해 점화 가능한 탑승자 구속 수단(28)을 활성화하는 장치가 미국 특허 출원 5,935,182호로부터 공지되어 있다. 이중 적분을 통해 가속도(22)의 가속 신호(40)로부터 구한 사전 배기 신호(340)가 관련 임계값(82)을 초과하고 부가적으로 가속 신호(40)로부터 단일 적분에 의해 구한 속도 신호(, 72)가 관련 임계값(92)을 초과하면 점화 신호(120)가 출력된다.
일반적으로 예를 들어, 자동차의 정면 또는 측면 충격의 검출을 위한 가속 센서들은 주로 트랜스미션 터널에 부착되어 차량 탑승자들과 매우 가까운 중앙 제어 유닛에 배치된다. 따라서 가속 센서에는 차량 탑승자들에게 영향을 주는 가속도와 실질적으로 동일한 가속도가 가해진다.
그러나 도로 교통 사고의 경우, 가속 및 감속은 일반적으로 가속 센서의 위치에서 일반적으로 일어나며, 이는 전체 자동차를 가속시키도록 작용하는 힘에 의해 부분적으로 발생하는 한편, 차량 바디워크(bodywork)의 변형을 통한 고주파 진동, 예를 들어 차량 섀시(chassis)의 음향 진동에 의해서도 발생한다. 그러나 도로 교통 사고중에 재료 변형에 의해 발생한 고주파 진동은 일반적으로 차량 탑승자에 대한 심각한 상해에 거의 영향을 미치지 않으며, 이는 가속 센서의 가속 신호가 그 실제 값을 구하기 전에 적당한 알고리즘에 의해 대부분 저역 필터링되는 이유이다. 그러나 저역 필터링된 가속 신호는 또한 계속해서 양의 신호 진폭 및 음의 신호 진폭을 가진 발진 신호로 구성되며, 음의 신호 진폭은 전체적으로 충돌에 의한 자동차의 감속 동작에 의해 주로 발생하고, 양의 신호 진폭은 차량 바디워크, 예를 들어 크럼플 존(crumple zone) 등의 탄성 및 비탄성 변형에 의해 발생한다. 180도 회전된 가속 센서에 대해 신호 진폭의 리딩(leading) 사인은 그에 따라 반전된다.
저역 필터링된 가속 신호의 두 리딩 사인의 진폭은 이어지는 다르게 적분된 가속 신호들의 평균에 비해 낮은 진폭을 생성하며, 상기 가속 신호들에 대해 적분된 값들은 적당한 임계값, 예를 들어 미국 특허 출원 5,935,182호의 가속 센서(22)의 가속 신호(40)로부터 유도된 적분 및 이중 적분된 신호들(, x)과 비교된다. 따라서 대응하는 적절한 낮은 임계값(80, 92) 또한 선택되어야 하며, 이는 부정확한 점화와 관련한 장치의 안전을 떨어뜨리는데, 상대적으로 작더라도 가속 발진은 탑승자 보호 수단의 점화를 이끌 수 있기 때문이다. 이러한 가속은 예를 들어 자동차가 도로 경계석(curb stone)에 충돌할 때나 울퉁불퉁한 자갈 포장길을 운전할 때 일어난다.
도 1은 심각한 도로 교통 사고(점선) 및 사소한 도로 교통 사고(파선)에 대응하는 탑승자 보호 수단의 활성화에 대한 제 2 충돌 변수(wj)와 관련한 제 1 충돌 변수(AAA), 및 이에 따라 실선으로 나타낸 탑승자 보호 수단의 제 1 점화 스테이지(th1a, th2a), 제 2 점화 스테이지(th1b, th2b) 및 제 3 점화 스테이지(th1c, th2c)에 대한 제 1 및 제 2 임계값 곡선의 개략적인 플롯(plot)이다.
도 2는 심각한 도로 교통 사고(점선) 및 사소한 도로 교통 사고(파선)에 대응하는 탑승자 보호 수단의 활성화에 대한 제 2 충돌 변수(wv) 상의 제 1 충돌 변수(AAA), 및 이에 따라 실선으로 나타낸 탑승자 보호 수단의 제 1 활성화 스테이지(th1a, th2a), 제 2 활성화 스테이지(th1b, th2b) 및 제 3 활성화 스테이지(th1c, th2c)에 대한 제 1 및 제 2 임계값 곡선의 플롯이다.
도 3은 도 2와 비교하여 다르게 연산된 제 2 충돌 변수(ws)가 수평축에 들어가는, 도 2에 나타낸 플롯에 대응하는 플롯이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 방법에 따라 사용되는 본 발명의 장치가다.
본 발명의 목적은 충돌 센서의 충돌 신호로부터 유도된 충돌 변수들의 적당한 선택에 의해 각각의 충돌 변수들을 기초로 자동차의 탑승자 보호 수단의 활성화를 가능한 한 불발(misfiring)의 위험이 없게 설계하는 것이다.
본원에서 가속 센서 및 이에 수반하는 가속 신호는 반복하여 충돌 센서 및 충돌 신호라 하지만, 이는 일반적인 표현의 충돌 센서 또는 충돌 신호에 대한 제한으로 잘못 이해하지 않아야 한다. 예를 들어 대응하는 압력 신호를 출력할 수 있는 압력 센서 또는 차량의 변형을 포착하는 편향 센서 등 다른 형태의 센서가 충돌 센서 역할을 할 수도 있다.
상기 목적은 청구항 1에 따른 특징을 갖는 방법에 의해 달성된다. 상기 목적은 또한 청구항 7에 따른 특징을 갖는 자동차의 탑승자 보호 수단을 제어하는 장치에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 방법은 청구항 1의 서문에 따라 충돌 센서의 충돌 신호의, 바람직하게는 가속 센서의 가속 신호의 절대량을 그 제 1 충돌 변수로서 사용한다. 이로써 시간에 따라 가속 신호로부터 연속하여 형성된 적분의 값은 평균적으로 증가하고, 이는 가속 신호의 절대량으로부터 일어난 제 1 충돌 변수에 대한 더 높은 임계값이 선택될 수 있고 이로써 불발이 더 어려워진다는 것을 의미한다. 가속 신호의 절대값으로부터 형성된 제 1 충돌 변수를 이용하는 추가 이점은 이어지는 적분 형성을 위해 가속 센서의 음의 신호 범위로 발진하는 신호 성분들이 적분값에서 양의 가속 신호와 함께 리딩 사인이 제거되게 하여, 이 값이 단지 저역 필터링된 부호 표시 가속 신호보다 상당히 더 신속히 증가한다는 점이다. 이는 상당히 더 빠른 점화 결정이 얻어진다는 것을 의미한다.
가속 신호의 절대량의 적분 형성을 위해, 적분을 위한 계산식에서 적당한 정규화 인자가 확실히 선택되어 시간 적분이 선택된 연산 동작의 결과로서 시간 진행에 따라 비물리적으로 높은 값을 나타내지 않게 할 필요가 있다. 충돌 신호의 절대량의 적분을 계산하기 위해, 다음 식이 유리하게 선택될 수 있다:
(1a)
여기서, AAA는 제 1 충돌 변수를 나타내고, T1 및 T2는 시간(t)에 따른 가속량의 적분의 시작 또는 끝을 정의한다.
또한, 순전히 양의 영역에서 예를 들어 충돌 신호의 의미심장한 평가에 악영향을 줄 수 있는 변형된 차량 재료에 있어서의 고주파 음향 발진에 의해 신호 발진이 일어날 수 있기 때문에 가속 신호의 절대량을 저역 필터링하는 것이 유리하다. 대안으로 대역 통과 필터링이 제공될 수도 있다. 이러한 저역 통과 또는 대역 통과 필터링은 가속 신호의 절대량의 변형 전에 착수될 수도 있으며, 필요에 따라 관련 신호가 적분 이전과 이후에 모두 필터링되는 것은 말할 것도 없다.
오늘날 적분은 마이크로컨트롤러에서 주로 이루어지기 때문에, 적분값의 계산은 보통 대응하는 합으로, 바람직하게는 다음 식에 따라 치환되어야 한다:
(1)
여기서, tn은 제 1 충돌 변수(AAA)의 결정 시간, b+1은 개별적으로 부호 표시하지 않은 가속 값(ai)들에 대해 계산된 합 항의 개수, i는 i = n-b부터 n까지의 합에 대한 합계 인덱스, ms는 여기서는 식의 물리적 정확성을 위해서만 나타낸 물리적 단위인 밀리초를 나타낸다. 식(1)은 실제로 마이크로컨트롤러 내에서 일반적으로 유닛들을 사용하지 않고 내부 클럭 신호가 마이크로컨트롤러의 개별 연산 단계들에 대해 지정되는 시간 간격으로 계산된다. 이러한 정황으로, 상기 식(1)은 1㎑의 클럭 주파수를 갖는 연산 클럭 신호에 적용된다. 이러한 기기명(nomenclature)은 본원의 나머지 부분에 계속 유지된다.
이와 같이 행해진 적분 연산 후에 상술한 저역 필터링을 행하기 위해, 대응하는 적당한 디지털 저역 필터링에 착수하는 것이 유리하다.
이와 같이 형성된 제 1 충돌 변수는 일반적으로 중앙 제어 유닛에 배치된 적당한 평가 유닛에서 제 1 임계값을 초과하는지 확인하도록 체크된다. 이 제 1 충돌 변수가 제 1 임계값을 초과하고, 제 2 충돌 변수 또한 제 2 임계값을 초과하는 경우에만, 이에 따라 탑승자 보호 수단이 활성화된다. 여기서 가장 간단한 경우에 탑승자 보호 수단의 활성화는 탑승자 보호 수단, 예를 들어 에어백의 즉시 점화를 위한 활성화이다. 그러나 필요에 따라, 제 1 또는 제 2 충돌 변수가 제 1 및 제 2 점화 임계값을 초과한 결과로서 탑승자 보호 수단이 즉시 점화되지 않는다. 일반적으로 다른 부가적인 활성화 기준 또한 고려할 수 있다. 한편, 이는 미국 특허 출원 6,036,225호로부터 이미 공지된 안전 센서의 신호에 의해 안전 임계값으로서 공지된 것의 초과일 수 있다. 또한, 부가적인 활성화 기준은 또한 중앙에 배치된 탑승자 보호 유닛 밖에 위치하는 충돌 센서 유닛으로부터의 신호일 수도 있다. 이들은 예를 들어 점화 결정 센서 신호로서 각 경우 주변 측면 도어의 압력 증가를 중앙 제어 유닛에 알리는 전면 또는 후면 차량 도어의 압력 위성으로 알려진 것이나, 자동차의 측면에 대응하게 배치되어, 중앙 제어 유닛에 측면 가속을 알릴 수 있는 가속 센서, 또는 자동차의 트렁크나 엔진 구획에 배치된 중앙 제어 유닛 밖에 위치하여 중앙 제어 유닛에 가속 신호 또는 압력 신호를 공급할 수 있는 가속/ 또는 압력 센서 유닛일 수 있다.
점화 결정을 할 수 있는 상술한 제 1 충돌 변수 외에도 제 2 충돌 변수를 제공하는데 본 발명에 따라 동일한 충돌 센서의 충돌 신호가 사용되지만, 제 2 충돌 변수는 제 1 충돌 변수와 다른 방식으로 유도된다.
유리하게, 제 1 충돌 변수의 2개의 연대순으로 연속하는 디지털 값들의 다수의 차분 항의 합이 다음 식에 따라 제 2 충돌 변수로서 형성된다:
(2)
이와 같이 계산된 제 2 충돌 변수(wj)는 한정된 관찰 기간(tn-b-1-tn-1) 동안 차량 탑승자에게 작용하는 평균 가속량의 변화를 반영한다. 그 결과, 충돌 변수(wj)는 도로 교통 사고의 평가를 위한 관찰 기간 동안 차량 탑승자에게 작용하는 힘에 대한 측정값을 제공한다.
유리하게 사용되는 다른 제 2 충돌 변수로서, 한정된 기간에 대해 충돌 센서의 충돌 신호로부터 직접 적분된 값(wv)이 사용될 수 있다:
(3a)
따라서 이와 같이 결정된 제 2 충돌 변수는 T1 내지 T2의 관찰 간격으로 속도값을 포함한다.
적분 대신, 오늘날 일반적으로 사용되는 마이크로컨트롤러에서의 계산을 위해, 충돌 신호의 연대순으로 연속하는 디지털 값(ai)들의 변화하는 합이 계산되고 이를 위해 다음 식이 사용된다:
(3)
또한, (부호 표시되지만 일반적으로 미리 필터링된) 가속 신호의 이중 적분값이 유리한 제 2 충돌 변수 역할을 할 수 있으며, 바람직하게는 다음 식에 따라 가속 신호의 전체 포착 기간에 대해 제 1 적분이 행해지고 한정된 시간대에 대해서만 제 2 적분이 행해진다:
(4a)
이 경우, 이중 적분은 다시 마이크로컨트롤러에서 이 적분값의 디지털 계산을 위해 이중 합으로, 바람직하게는 다음 식에 대응하여 치환되는 것이 유리하다:
(4)
동작의 시작 이래로 차량의 전체 속도 변화에 대한 측정값으로서 지정된 식(4)에 따라 변수(Δv)가 적용된다. 제 2 충돌 변수(ws)는 도로 교통 사고 과정에서 차량 탑승자보다 더 급격하게 감속되는 자동차 위치와 관련하여 알 수 있는 차량 탑승자의 예비 이동에 관한 정보를 제공한다. 이와 같이 형성된 제 2 충돌 변수(ws)는 예를 들어 탑승자 보호 수단의 점화 방법 변경에 바람직하게 기여한다.
본 발명에 따른 장치는 도로 교통 사고시 가속도를 포착하는 가속 센서, 및 가속 센서에 의해 생성된 가속 신호를 다수의, 그러나 특별히 2개의 충돌 변수로 변환하기 위해 가속 센서에 연결된 다수의, 그러나 적어도 2개의 가속 신호 처리 유닛을 특징으로 한다. 각 경우에 가속 신호 처리 유닛의 신호 출력은 충돌 변수의 평가를 위한 평가 유닛에 연결된다. 평가 유닛에 접속된 탑승자 보호 수단의 점화 유닛으로의 점화 신호 출력은 적어도 2개의 충돌 변수가 관련 점화 임계값을 초과하는 경우에만 본 발명에 따라 이루어진다. 이 경우에 본 발명에 따른 장치에 결정적인 인자는 제 1 가속 신호 처리 유닛이 입력 측에 상기 가속 센서의 가속 신호가 공급되고 신호 출력에 상기 포착된 가속 신호의 절대량이 나타나는 절대값 생성기를 특징으로 한다는 점이다. 이 절대량은 평가 유닛에 직접 또는 제 1 충돌 변수로서 추가로 편집된 후 공급된다.
가속 신호의 절대량을 추가로 편집하기 위해, 제 1 가속 신호 처리 유닛의 절대량 생성기가 제 1 적분 유닛으로부터 다운스트림에 유리하게 접속되어, 제 1 가속 신호 처리 유닛의 신호 출력에는 충돌 신호의 절대량의 시간 적분으로부터 유도된 제 1 충돌 변수가 나타나고, 이는 상술한 합산 식(1)에 따라 유리하게 이루어진다.
제 2 가속 신호 처리 유닛에서 제 2 충돌 변수를 생성하기 위해, 제 2 가속 신호 처리 유닛은 지연 엘리먼트 및 추가로 3개의 신호 입력을 가진 논리 가산/감산 유닛을 특징으로 하는 것이 유리하다. 가산/감산 유닛의 제 1 신호 입력은 신호 입력에 직접 제공된 제 1 충돌 변수를 어떤 시간만큼 지연시키고 일반적으로 본 발명에 따른 장치의 2개의 내부 연산 클럭 신호 사이를 상기 시간만큼 지연시키는 지연 엘리먼트의 신호 출력에 접속된다. 제 1 충돌 변수는 가산/감산 유닛의 제 2 신호 입력에 직접 인가된다. 논리 가산/감산 유닛은 공급된 2개의 신호로부터 제 1 충돌 변수의 2개의 연대순으로 연속하는 디지털 값들의 차를 생성한다. 가산/감산 유닛의 신호 출력은 가산/감산 유닛의 제 3 신호 입력에 다시 공급되고, 연속하는 신호 값들이 가산되어, 본 발명에 따른 장치의 초기 시동 단계 후에 가산/감산 유닛의 신호 출력에 제 2 충돌 변수로서, 제 1 충돌 변수의 연대순으로 연속하는 디지털 값들의 다수의 차분 항의 합이 각 경우에, 예를 들어 상기 식(2)에 대응하여 입수될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 유리한 개발에 있어서, 제 2 가속 신호 처리 유닛은 입력 측에 가속 신호가 인가되고 신호 출력에 제 2 가속 신호 처리 유닛의 신호 출력이 접속되어, 입력 신호의 시간 적분을 행하는 제 2 적분 유닛을 특징으로 하고, 제 2 가속 신호 처리 유닛의 출력 신호로서, 속도 신호로서 구현된, 바람직하게는 상기 식(3)에 따라 형성된 제 2 충돌 변수가 있다.
대안으로, 제 2 가속 신호 처리 유닛은 입력 측 공급 가속 신호를 그 가속 신호가 나타나는 전체 기간에 대해 적분하고 제 2 단계에서 한정된 시간대에 걸쳐 얻어진 제 1 적분을 두 번째로 적분하는 적분 유닛을 특징으로 하는 것이 유리할 수 있다.
또한, 이 경우에 컨트롤러에서의 계산을 위해 상기 식(4)에 따라 가속 신호의 연속하는 디지털 값들의 이중 합에 의해 이중 적분을 실행하여 제 2 충돌 변수가 차량에 대한 차량 탑승자의 예비 이동에 대한 측정량이 되도록 하는 것이 유리하다.
지금, 제 1 또는 제 2 충돌 변수에 의한 제 1 및 제 2 임계값의 초과가 전적으로 적당한 탑승자 보호 수단의 즉시 점화로 이끌 필요가 없음을 다시 한번 지적해야 한다. 이러한 임계값들의 초과는 탑승자 보호 수단의 실제 점화의 충돌 심각성을 확고히 하는데 사용될 수 있으며, 이는 이러한 또는 다른 충돌 변수의 추가 평가가 고려될 수 있다. 예를 들어, 다양한 충돌 변수들의 추가 평가는 차량 탑승자들의 예비 이동의 측정을 고려하여, 제 1 및 제 2 임계값으로 구성된 추가 쌍이 대응하는 제 1 및 제 2 충돌 변수에 의해 초과되는 경우에만 에어백의 제 1 팽창 스테이지를 점화하여 충돌 과정에서 앞쪽으로 매우 멀리 이동된 차량 탑승자가 급속하게 팽창하는 에어백에 의해 부가적으로 상해를 입지 않게 하는 것이 유리할 수 있다. 한편, 도로 교통 사고의 초기 단계에서 차량 탑승자가 매우 약간만 이동되도록 하는 것은 예를 들어 에어백의 제 3 팽창 스테이지는 물론, 제 1 및 제 2 스테이지를 모두 점화하는데 이용될 수 있다. 이 경우는 예를 들어 도로 교통 사고의 초기 단계에서 차량 탑승자가 추가 탑승자 보호 수단, 예를 들어 벨트 텐셔너(belt tensioner)에 의해 이미 매우 상당히 구속되고 있어 차량 탑승자가 에어백에 의해 지정된 만큼 감속될 수 있도록 비교적 큰 확장 공간이 에어백 및 차량 계기판의 점화 모듈과 차량 탑승자 사이의 에어백에 의해 채워져야 하는 경우에 일어난다.
마찬가지로, 제 2 충돌 변수(a)를 계산하는데 이용할 수 있는 모든 방법들이 제 1 충돌 변수와 조합하여 동시에 사용될 수 있어 이에 따라 적당한 보호 수단을 활성화할 수 있다. 마찬가지로, 점화 기준 또는 탑승자 보호 수단의 활성화 방법을 적응화하기 위한 기준 역할을 하도록 각각 다르게 결정된 제 2 충돌 변수들의 다른 조합들이 가능하다.
발명의 방법 또는 발명의 장치의 다양한 전형적인 실시예를 참조로 본 발명이 제시될 것이다. 도면을 나타낸다.
도 1은 사소한 도로 교통 사고(파선) 및 심각한 도로 교통 사고(점선)에 대해 모두 나타낸 개략도의 세로 좌표에 제 1 충돌 변수(AAA), 가로 좌표에 제 2 충돌 변수(wj)를 나타낸 플롯을 나타낸다. 이미 상술한 바와 같이, 도표로 나타낸 제 1 특성값(AAA)은 식(1a) 또는 (1)에 따라 형성되며, 따라서 가속 센서(1) 신호의 절대량의 시간 제한 적분값을 나타낸다. 이 값은 도로 교통 사고시 차량 탑승자에 관해 식(1a)에서 시간대(T2-T1)로서 지정된 관찰 기간 동안 평균 가속도가 어떻게 작용하는지에 관한 결정적인 정보를 평가 유닛(4)에 제공한다. 설명하는 각각의 심각한 충돌 사고에 따르면, 파선으로 나타낸 곡선에 의해 특성화된 경미한 사고의 경우보다 점선의 충돌 변수 곡선으로 나타낸 심각한 사고에 의한 제 1 충돌 변수(AAA)에 대해 더 높은 값이 발생한다.
제 2 충돌 변수(wj)의 가로 좌표에 들어가는 값은 상술한 식(2)에 따라 형성되어 식(2)에서 시간차(Tn-b-1-Tn-1)로서 지정된 한정된 시간대 동안 제 1 충돌 변수(AAA)의 평균 변화를 나타낸다. 따라서 이 값은 관찰 시간 프레임 동안 차량 탑승자에게 작용하는 힘에 관한 정보를 제공하는 가속 신호의 평균 절대량의 변화를 나타낸다. 이에 따라 파선의 충돌 변수 곡선에 대해서보다 점선 그래프의 심각한 사고 곡선에 대해 더 높은 값의 제 2 충돌 변수(wj)의 발생이 결정될 수 있다.
2개의 충돌 변수(AAA, wj)에 대해 각각 제 1 및 제 2 임계값 쌍(th1a 및 th2a, th1b 및 th2b, th1c 및 th2c)의 곡선을 각 경우에 실선으로 나타낸다. 도 1에서 최저 제 1 및 제 2 임계값(th1a, th2a)의 곡선은 가장 작은 폐타원(th1a, th2a)으로 개략적으로 나타낸다. 점선의 충돌값 곡선만이 가장 작은 임계값 라인(th1a, th2a)으로 둘러싸인 영역 밖으로 나간다. 이는 평가 유닛에 의해 탑승자 보호 수단을 즉시 활성화하는데 사용될 수 있다. 그러나 대안으로, 다수의 스테이지에서 활성화될 수 있는 탑승자 보호 수단의 제 1 스테이지만이 활성화될 수 있거나, 심각한 사고에 따라 정의된 점화 방법이 선택될 수 있다.
점선 충돌 변수 곡선의 경우, 제 1 및 제 2 임계값(th1a, th2a)의 제 1 임계값 라인(th1a, th2a)을 초과하지 않는다. 이 곡선은 탑승자 보호 수단이 점화하지 않게 하거나 어떤 식으로든 충돌 상황을 나타내지 않아야 하는 분명한 충돌 변수 곡선이다.
가장 작은 타원(th1a, th2a) 바깥의 다음으로 가장 큰 타원(th1b, th2b)은 제 1 및 제 2 임계값(th1b, th2b)의 제 2 임계값 라인(th1b, th2b)을 나타낸다. 점선으로 나타낸 충돌 변수 곡선은 이 제 2 임계값 라인(th1b, th2b)을 많이 초과한다. 이는 매우 심각한 사고를 나타내기 때문에, 평가 유닛(4)은 탑승자 보호 수단의 제 1 스테이지는 물론 제 2 점화 스테이지를 점화할 수 있으며, 예를 들어 도로 교통 사고 동안 차량 탑승자가 경험하는 높은 가속도를 포착하기 위해, 에어백이 완전히 가스로 채워져 차량 계기판의 에어백 장착 위치와 차량 탑승자 사이의 중간 영역을 가능한 한 팽창된 에어백으로 되도록 신속히 메울 수 있다.
도 1에서 제 1 및 제 2 임계값(th1c, th2c)의 제 3 쌍의 제 3 임계값 라인(th1c, th2c)이 제 3의 가장 큰 타원(th1c, th2c)으로 도시된다. 2개의 충돌 변수(wj, AAA) 중 어느 것도 각각의 관련 임계값(th1c, th2c)을 초과하지 않는다. 이에 따라 2개의 충돌 변수 곡선(점선 또는 파선) 중 어느 것도 이 가장 큰 타원(th1c, th2c)의 내부 영역을 넘어가지 않는다. 이 경우, 어떻게든지 점화될 수 있는 탑승자 보호 수단의 제 3 활성화 스테이지는 점화되지 않는다. 이 경우에 가장 심각하게 일어날 수 있는 사고의 기준은 이르지 않아, 이 경우 탑승자 보호 수단의 활성화 방법은 더 변형되지 않아야 한다.
여기에 제공된 본 발명의 방법의 설명을 위해 어떤 종류의 플롯팅(plotting)이 선택되는지는 본 발명에 따른 방법에 대해 중요하지 않음을 주목한다. 제 2 충돌 변수(wj)의 값들은 도 1에서 세로 좌표에 나타내고 제 1 충돌 변수(AAA)의 값들은 가로 좌표에 나타낼 수 있다. 본 발명의 방법에 대해 결정적인 인자는 단지 제 1 충돌 변수(AAA) 및 충돌 센서(1)의 충돌 신호(a)로부터 제 1 충돌 변수와 비교하여 다른 식으로 유도된 제 2 충돌 변수, 예를 들어 여기에 개시된 제 2 충돌 변수들(wj, wv 또는 ws) 중 하나에 의한 도로 교통 사고의 평가이다.
도 2는 본질적으로 도 1의 그래프에 대응하는 그래프를 나타낸다. 그러나 이 도면에서 가로 좌표 상의 제 1 충돌 변수(AAA)의 플롯이 선택되는 한편, 제 2 충돌 변수(wv)의 값들은 세로 좌표에 도시되었다.
제 2 충돌 변수(wv)는 식(3a) 또는 (3) 중 하나에 따라 충돌 센서(1)의 부호 표시 충돌 신호의 시간 제한 적분으로부터 형성된다. 이에 따라 제 2 충돌 변수(wv)는 한정된 관찰 시간대 동안 차량 탑승자의 속도값을 포함한다. 이러한 이유로, 이러한 경우의 속도 변화는 일반적으로 한 방향으로만, 즉 차량 감속 방향으로만 일어나기 때문에 심각한 도로 교통 사고(점선) 및 경미한 도로 교통 사고(파선)에 대한 충돌 변수 곡선의 진행 동안 다른 리딩 사인을 갖는 제 2 충돌 변수(wv)의 값들이 발생하지 않는다.
도시된 충돌 변수(AAA, wv) 값의 쌍이 제 1 및 제 2 임계값(th1a 및 th2a, th1b 및 th2b, th1c 및 th2c)으로부터 형성된 임계값 라인(th1a/b/c, th2a/b/c)을 초과하면, 도 1을 참조로 이미 설명한 바와 같이, 연결된 탑승자 보호 수단을 활성화하기 위해 적당히 조절된 측정값들이 초기화된다.
도 3은 세로 좌표 상의 제 2 충돌 변수(ws) 값들에 대한 가로 좌표 상의 제 1 충돌 변수(AAA)의 플롯을 나타낸다. 이 경우, 도 3의 제 2 충돌 변수(ws)의 값은 상기에 지정된 식(4a) 또는 (4) 중 하나에 따라 형성되어 충돌 센서(1)의 부호 표시 충돌 신호(a)의 이중 적분을 나타내며, 따라서 이는 도로 교통 사고 동안 차량 탑승자에게 작용하는 가속도의 결과 차량 탑승자의 예비 이동을 위한 측정값을 지정한다.
도 1 및 도 2에서와 같이, 도 3에서 제 1 및 제 2 임계값(th1a 및 th2a, th1b 및 th2b, th1c 및 th2c)의 임계 라인(th1a/b/c, th2a/b/c) 중 하나를 많이 초과하면 평가 유닛(4)이 사고의 심각성에 따라 적응된 탑승자 보호 수단에 대한 점화 방법을 초기화한다.
도 4는 본 발명의 방법에 사용되는 본 발명의 장치가다.
가속 센서(1)는 제 1 가속 신호 처리 유닛(2)의 신호 입력(21)에 가속 신호(a)를 출력하며, 제 1 가속 신호 처리 유닛(2)에서 가속 신호(a)는 절대량 생성기(6)의 신호 입력(61)에 직접 공급된다. 거기서 가속 신호(a)로부터 부호가 제거되는데, 다시 말하면 가속 신호(a)의 절대량이 생성된다.
절대량 생성기(6)의 신호 출력(62)은 한정된 관찰 기간 동안 가속 신호(a)의 절대량이 적분되며 이는 상기 식(1a) 또는 (1) 중 하나에 따라 이루어지는 적분 유닛(7)의 신호 입력(71)에 접속된다. 이 값은 적분 유닛(7)의 신호 출력(72)에서 가속 신호 처리 유닛(2)의 신호 출력(22)에 제 1 충돌 변수(AAA)로서 출력된다.
가속 신호 처리 유닛(2)의 신호 출력(22)은 평가 유닛(4)의 신호 입력(41) 및 제 2 가속 신호 처리 유닛의 신호 입력(31)에 모두 접속된다. 거기서부터 충돌 변수(AAA)가 지연 엘리먼트(8)의 신호 입력 및 가산/감산 유닛(9)의 제 2 신호 입력(92)에 접속된다. 지연 엘리먼트(8)의 신호 출력(82)은 가산/감산 유닛(9)의 제 1 입력(91)에 접속된다.
지연 엘리먼트(8)는 제 1 충돌 변수(AAA)의 값들(AAAi)을 내부 클럭 신호의 1 클럭 주기만큼 지연시키는 작업을 갖는다. 이에 반해, 중간 지연 엘리먼트(8) 없이 가산/감산 유닛(9)의 제 2 입력(92)에 직접 공급되는 제 1 충돌 변수(AAA)의 값(AAAi)은 지연되지 않는다. 가산/감산 유닛(9)에서 충돌 신호(AAA)의 2개의 연대순으로 연속하는 값들(AAAi, AAAi -1)의 차분(difference) 항(AAAi - AAAi -1)이 우선 형성된다.
동시에, 가산/감산 유닛(9)의 신호 출력(94)이 가산/감산 유닛의 제 3 신호 입력(93)에 접속된다. 본 발명의 장치의 정상 동작에서, 차분 항(AAAi - AAAi-1)들의 합은 가산/감산 유닛(9)의 신호 출력(94)에 이용할 수 있다.
각각의 경우에 2개의 연속하는 개별 값들(AAAi, AAAi -1)의 차분 항(AAAi - AAAi-1)들의 합은 제 2 가속 신호 처리 유닛(3)의 신호 출력(32)에 제 2 충돌 변수(wj)로서 전달되어 거기로부터 평가 유닛(4)의 제 2 신호 입력(42)에 전달된다.
평가 유닛(4)에서 2개의 충돌 변수(AAA, wj)가 평가되고, 상기에 이미 상세히 설명한 바와 같이, 그 후 이에 따라 평가 유닛(4)에 접속된 평가 유닛(5)이 활성화된다.
도 5는 적분 유닛(10)이 제 2 가속 신호 처리 유닛(3)에 배치되며 그 입력 측이 제 2 가속 신호 처리 유닛(3)의 신호 입력(31)에 접속되고 그 출력 측이 신호 출력(32)에 접속되는 차이를 갖는, 도 4와 비슷한 장치를 나타낸다. 도 4에 나타낸 장치와 달리, 가속 신호(a)가 가속 신호 처리 유닛의 신호 입력(31)에 직접 공급된다.
적분 유닛(10)은 상기 식(3a) 또는 (3) 중 하나에 따라 형성된 가속 신호(a)의 단일 적분에 따라 가속 신호 처리 유닛(3)의 신호 출력(23)에 제 2 충돌 변수(wv)를 생성한다.
대안으로, 적분 유닛(10)은 식(4a)에 따라 한편으로는 부호 표시 가속 신호를 계속해서 적분 또는 가산하고 더욱이 두 번째에는 한정된 시간대(T1 내지 T2) 동안 결과를 적분하거나, 마이크로컨트롤러의 응용에 따라 상기 식(4)에 따른 덧셈에 의해 계산하는 이중 적분 유닛이다. 이에 따라 제 2 충돌 변수(wv, ws)는 도로 교통 사고 동안 탑승자의 상대 속도에 대한 측정값(제 2 충돌 변수(wv))이나 이들의 상대적인 예비 이동의 측정값(제 2 충돌 변수(ws))을 나타낸다.
도 4에서와 같이, 사고 동안에 필요에 따라 제 1 충돌 변수(AAA)와 관련하여 탑승자 보호 수단의 활성화 동작의 적절한 조절이 이루어지는 활성화 유닛에 제 2 충돌 변수(wv 또는 ws)가 공급된다.
Claims (11)
- - 충돌 센서(1)가 충돌 신호(a)를 전달하고, 바람직하게는 가속 센서(1)가 가속 신호(a)를 전달하고;- 상기 충돌 신호로부터 유도된 제 1 충돌 변수(AAA)가 제 1 점화 임계값(th1a, th1b, th1c)과 비교되고;- 상기 충돌 신호(a)로부터 유도된 제 2 충돌 변수(wj, wv, ws)가 제 2 점화 임계값(th2a, th2b, th2c)과 비교되고;- 상기 제 1 및 제 2 점화 임계값(th1a, th1b, th1c, th2a, th2b, th2c)이 초과되는지에 따라 탑승자 보호 수단이 제어되는, 자동차의 탑승자 보호 수단을 제어하는 방법으로서,상기 제 1 충돌 변수(AAA)는 상기 충돌 신호(a)의 절대량으로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 자동차의 탑승자 보호 수단 제어 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 충돌 변수(AAA)는 한정된 시간대에 대한 상기 충돌 신호(a)의 절대량의 적분으로부터, 바람직하게는 다음 식에 따라 상기 충돌 신호(a)의 절대량의 연대순으로 연속하는 디지털 값(ai)들의 합으로부터 유도되며,tn은 상기 제 1 충돌 변수(AAA)의 결정 시간, b+1은 합 항의 개수, i는 i = n-b부터 n까지의 합에 대한 합계 인덱스, ms는 물리적 단위인 밀리초인 것을 특징으로 하는 자동차의 탑승자 보호 수단 제어 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 충돌 변수(AAA)는 저역 필터링된 디지털 값으로서 이용할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 탑승자 보호 수단 제어 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 충돌 변수(wj)는 각각의 경우에 상기 제 1 충돌 변수(AAA)의 2개의 연대순으로 연속하는 디지털 값(AAAi)들의 다수의 차분 항의 합으로부터, 바람직하게는 다음 식:에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 탑승자 보호 수단 제어 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 충돌 변수(wv)는 한정된 시간대에 대한 상기 충돌 신호(a)의 적분으로부터, 바람직하게는 다음 식:에 따라 상기 충돌 신호(a)의 연대순으로 연속하는 디지털 값(ai)들의 합으로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 자동차의 탑승자 보호 수단 제어 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 충돌 변수(ws)는 한정된 시간대에 대한 제 3 충돌 변수(Δv)의 적분으로부터, 바람직하게는 다음 식:에 따라 상기 제 3 충돌 변수(Δv)의 연대순으로 연속하는 디지털 값(Δvi)들의 합으로부터 유도되며,상기 제 3 충돌 변수(Δv)는 상기 충돌 신호(a)의 시간 적분으로부터, 그러나 바람직하게는 다음 식:에 따라 상기 충돌 신호(a)의 연속하는 디지털 값(ai)들의 합으로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 자동차의 탑승자 보호 수단 제어 방법.
- - 자동차 충돌시 가속도를 포착하는 가속 센서(1);- 상기 가속 센서(1)에 의해 생성된 가속 신호(a)를 다수의 충돌 변수(AAA, wj; wv, vs)로 변환하기 위해 상기 가속 센서(1)에 연결된 다수의 가속 신호 처리 유닛(2, 3); 및- 각각의 경우에 적어도 2개의 충돌 변수(AAA, wj; wv, vs)가 점화 임계값(th1a, th1b, th1c, th2a, th2b, th2c)을 초과하면, 공급된 상기 충돌 변수들(AAA, wj; wv, vs)을 평가하고 탑승자 보호 수단의 활성화 유닛(5)에 점화 신호를 출력하기 위해 상기 가속 신호 처리 유닛(2, 3) 각각의 신호 출력(22, 32)에 접속된 평가 유닛(4)을 구비하는, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 자동차의 탑승자 보호 수단을 제어하는 장치로서,- 제 1 가속 신호 처리 유닛(2)은 입력 측에 상기 가속 신호(a)가 공급되고 신호 출력(62)에 상기 포착된 가속 신호(a)의 절대량이 나타나는 절대값 생성기(6)를 특징으로 하고;- 상기 절대값 생성기(6)의 상기 신호 출력(62)은 상기 제 1 가속 신호 처리 유닛(2)의 신호 출력(22)에 공급되고;- 상기 제 1 가속 신호 처리 유닛(2)의 상기 신호 출력(22)에서 제 1 충돌 변수(AAA)가 입수될 수 있으며;- 신호 출력(32)에 상기 가속 신호(a)로부터 유도된 제 2 충돌 변수(wj; wv, ws)가 나타나고, 상기 신호 출력(32)이 상기 평가 유닛(4)의 제 2 신호 입력(42)에 공급되는 제 2 가속 신호 처리 유닛(3)의 신호 입력(31)에 상기 가속 센서(1)의 상기 가속 신호(a)가 접속되는 것을 특징으로 하는 자동차의 탑승자 보호 수단 제어 장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 가속 신호 처리 유닛(2)은 상기 절대값 생성기(6)의 신호 출력(62)과 상기 제 1 가속 신호 처리 유닛(2)의 신호 출력(22) 사이에 접속되며 상기 절대값 생성기(6)의 다운스트림에 접속되는 제 1 적분 유닛(7)을 특징으로 하고,상기 제 1 가속 신호 처리 유닛(2)의 신호 출력(22)에는 상기 가속 신호(a)의 절대량의 적분에 따라, 바람직하게는 다음 식에 따라 상기 제 1 충돌 변수(AAA)가 나타나며,tn은 상기 충돌 변수(AAA)의 결정 시간, b+1은 합 항의 개수, i는 i = n-b부터 n까지의 합에 대한 합계 인덱스, ms는 물리적 단위인 밀리초인 것을 특징으로 하는 자동차의 탑승자 보호 수단 제어 장치.
- 제 7항 또는 제 8 항에 있어서,- 상기 제 2 가속 신호 처리 유닛(3)은 지연 엘리먼트(8) 및 제 1, 제 2 및 제 3 신호 입력(91, 92, 93)을 가진 논리 가산/감산 유닛(9)을 특징으로 하고;- 상기 제 1 충돌 변수(AAA)는 상기 지연 엘리먼트(8)의 신호 입력(81)에 직접 인가되고;- 상기 지연 엘리먼트(8)의 신호 출력(82)은 상기 가산/감산 유닛(9)의 제 1 신호 입력(91)에 접속되고;- 상기 제 2 충돌 변수(AAA)는 상기 가산/감산 유닛(9)의 제 2 신호 입력(92)에 직접 인가되고;- 상기 가산/감산 유닛(9)의 신호 출력(94)은 상기 제 2 가속 신호 처리 유닛(3)의 신호 출력(32) 및 상기 가산/감산 유닛(9)의 제 3 신호 입력(93)에 접속되며,상기 제 2 가속 신호 처리 유닛(3)의 신호 출력(32)에는 각각의 경우에 상기 제 1 충돌 변수(AAA)의 2개의 연대순으로 연속하는 디지털 값(AAAi)들의 다수의 차분 항의 합에 따라, 바람직하게는 다음 식:에 따라 상기 제 2 충돌 변수(wj)가 입수될 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 탑승자 보호 수단 제어 장치.
- 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 가속 신호 처리 유닛(3)은 입력 측에 상기 가속 신호(a)가 인가되고 신호 출력(12)이 상기 제 2 가속 신호 처리 유닛(3)의 신호 출력(32)과 접속되어, 입력 신호의 시간 적분을 행하는 제 2 적분 유닛(10)을 특징으로 하고,상기 제 2 가속 신호 처리 유닛(3)의 출력 신호로서, 바람직하게는 다음 식:에 따라 속도 신호로서 구현된 제 2 충돌 변수(wv)가 입수될 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 탑승자 보호 수단 제어 장치.
- 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 가속 신호 처리 유닛(3)은 입력 측에 상기 가속 신호(a)가 인가되고 예비 이동 신호로서 구현된 제 2 충돌 변수(ws)가 출력 신호로서 나타나며, 바람직하게는 다음 식:에 따라 형성되어, 입력 신호의 이중 시간 적분을 행하는 제 2 적분 유닛(10)을 특징으로 하고,상기 제 2 적분 유닛(10)에 의한 상기 가속 신호(a)의 이중 시간 적분에 따라, 상기 제 2 충돌 변수(ws)가 상기 자동차와 관련하여 자동차 탑승자에게 가해지는 예비 이동의 측정값으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 자동차의 탑승자 보호 수단 제어 장치.
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