KR20060039491A - 에어백 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어백 제어방법에 관한 것으로써, 특히, 다양한 충돌상황에 에어백을 적절히 제어하는 에어백 제어방법에 관한 것이다.

에어백, 퍼지(Fuzzy)

Description

에어백 제어방법{air bag control method}

도 1은 종래의 에어백 제어방법에 따른 분류 테이블.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어백 제어방법 플로우차트.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어백 제어방법에 따른 분류 테이블.

도 4는 도 3의 클래스(Class) D의 전개압력을 나타낸 테이블.

도 5는 전개압력에 따른 시간 및 에어백 압력 변화 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

S1 : 제 1단계 S2 : 제 2단계

S3a, S3b : 제 3단계 S21 : 벨트착용

S21a : 룰1 S21b : 룰2

본 발명은 에어백 제어방법에 관한 것으로써, 특히, 다양한 충돌상황에 에어백을 적절히 제어하는 에어백 제어방법에 관한 것이다.

이러한 에어백 제어방법으로써, 한국 특허 공개번호 제1999-0048336호의 공 보에 제시되어 있다.

에어백 장치는 차량 충돌 사고 발생시 운전자 및 동승자를 보호한다.

일반적으로 에어백 장치는 시트벨트의 보조장치로서 운전자 또는 동승자를 보호하기 위한 안전장치로, 차량 전방으로부터의 충격에너지가 규정값 이상일 경우 탑승자와 조향핸들 사이에서 에어백이 팽창되도록 하여 탑승자에게 전달되는 충격을 완화시키는 기능을 한다.

이러한 에어백 장치의 동작을 탑승자의 위치와 비교하여 간략히 설명하면 다음과 같다.

차량 충돌 사고시 그 충격량이 규정값 이상이 되면 가스발생기는 트리거링(triggering)된다. 이때 탑승자는 아직 정상위치에 있다.

그리고 가스발생기에서 발생된 가스에 의해 패트커버 내에 접혀 있는 에어백은 전개되고, 탑승자는 앞쪽으로 움직이기 시작한다.

에어백이 완전히 팽창된 후, 차량 충돌이 완료되면 탑승자의 상체는 앞쪽으로 크게 굽혀져 머리와 가슴이 팽창된 에어백에 충돌한다.

그러면 에어백 내의 가스는 배면의 배출공을 통해 빠른 속도로 배출되어 탑승자의 충돌에 의한 완충작용을 함으로써 차량의 2차 충돌로부터 탑승자를 보호한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 에어백은 충돌속도 및 착좌된 탑승자에 따라 에어백의 작동시기 및 작동세기를 테이블화 하여 개발하고 있다.

예를 들어, 충돌속도가 25MPH이고, 탑승자가 5%일 경우에는 낮은 전개압력에 의해 에어백이 작동되고, 탑승자가 50%일 경우에는 높은 전개압력에 의해 에어백이 작동된다.

여기서, MPH는 마일/시간을 나타내는 단위이고, 1MPH는 1.6Km/h로 환산될 수 있다.

그러나, 상기와 같은 테이블(Maping) 구조를 통해 충돌 상황을 판단하고 이에 대한 에어백 작동을 1:1로 매칭시킬 경우, 테이블화 되지 않은 영역(Gray Zone)에서의 에어백 작동에서는 예측이 불가능하고 적절한 에어백 작동이 유발되지 않는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 다양한 충돌상황에 능동적으로 에어백을 제어하는 에어백 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에어백 제어방법은 제어부가 탑승자정보 및 차량정보를 입력받는 제 1단계와, 상기 제어부가 상기 입력받은 정보를 퍼지이론에 의해 판단하여 출력값을 출력하는 제 2단계와, 상기 출력값에 따라 에어백이 작동되는 제 3단계를 포함한다.

이 구성에 의하면, 상기 에어백 제어방법은 다양한 충돌상황에 에어백을 적절히 제어할 수 있다.

전술한 구성에서, 상기 출력값은 인플레이터의 전개압력이며, 상기 전개압력은 고압 또는 저압으로 구분되어, 그 작동구조가 단순하여 에어백은 빠르게 작동될 수 있다.

상기 고압과 상기 저압 사이는 중압으로 구분되며, 상기 중압은 두개 이상의 인플레이터가 시간차를 두어 작동됨으로써 생성되며, 상기 시간차는 상기 제어부에 의해 제어되어, 세분화된 압력에 의해 적절하게 보호할 수 있다.

상기 제 2단계 후에 탑승자가 벨트를 착용하지 않을 경우에는, 상기 출력값보다 한 단계 높은 전개압력에 의해 에어백이 전개되도록 하는 단계가 더 포함되어, 더욱 효율적으로 탑승자를 보호할 수 있다.

나아가, 상기 차량정보는 충돌속도이고, 상기 탑승자정보는 탑승자체형인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부는 일정 범위에서 상기 전개압력을 상기 탑승자체형에 비례해 점진적으로 증가하는 중압으로 출력하며, 상기 범위 중점의 상기 탑승자체형 값은 상기 충돌속도가 커질수록 작아지는 값을 갖도록 출력하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어백 제어방법 플로우차트이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 에어백 제어방법은 제어부가 탑승자정보 및 차량정보를 입력받는 제 1단계(S1)와, 상기 제어부가 상기 입력받은 정보를 퍼지이론에 의해 판단하여 출력값을 출력하는 제 2단계(S2)와, 상기 출력값에 따라 에어백이 작동되는 제 3단계(S3a, S3b)로 이루어진다.

제 1단계(S1)에는 각종 센서에 의해서 검출된 차량정보를 제어부가 입력받는다.

상기 차량정보는 충격센서에 의해서 검출된 충돌속도가 될 수 있다.

나아가, 제 1단계(S1)에 여러 센서에 의해 검출된 탑승자체형을 나타내는 탑승자의 신장이나, 체중과 같은 탑승자정보가 더 입력되는 것이 바람직하다.

이에 더해, 탑승자와 조향핸들 사이의 거리를 감지하는 거리감지센서와, 전개되는 에어백 내의 압력을 검출하는 에어백 압력 검출센서 등에 의해 검출된 정보가 제 1단계(S1)에 더 입력될 수 있다.

제 2단계(S2)에는 제어부가 상기 입력받은 정보를 입력받아 방법에 의해 판단과정을 거친 후 출력값을 출력한다.

한편, 상기 출력값은 에어백의 작동을 제어하는 여러가지 값이 될 수 있으며, 본 실시예에서는 에어백의 전개압력값을 출력값으로 한다.

이때, 상기 제어부는 상기 입력받은 정보에 따라 테이블화 된 값과 비교하여 출력값을 출력하게 된다.

그러나, 체형의 구분이 모호하거나 충돌속도가 상기 테이블화 된 값이 아닌 중간값일 경우에는 에어백의 작동이 정확히 정의되기 어렵다.

따라서, 제어부는 충동상황에 대한 판단 기준을 이분법(True/False)으로 접근하지 않고, 다수의 입력받은 정보에 기초하여 에어백을 작동시키는 출력값을 최적화하기 위해 퍼지이론을 이용하는 것이 바람직하다.

상기 퍼지이론은 한국 특허 공개 공보 제1992-0010382호에 제시되어 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하고 본 발명에서의 특징적인 작용만 설명하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제어부는 퍼지이론을 적용하여 테이블 값을 좀더 세분화하여, 충돌상황을 엄밀하고 자세히 구분하여 판단할 수 있게 된다.

예를 들어, 도 1과는 달리 탑승자체형이 5%와 50% 및 95%의 사이의 값도 세분화되어 정의되고, 기준 충돌속도의 사이값도 범위가 지정되어 정의됨으로써, 제어부는 보다 세밀한 에어백 상황에 대해 에어백 작동규칙을 마련할 수 있다.

여기서, 충돌속도의 단위는 MPH이며, 전개압력은 탑승자체형 및 충돌속도에 비례하는 경향으로 주어지게 된다.

한편, 도 4는 클래스 D로 분류된 출력값에 룰2(S21b)를 적용하였을 경우, 에어백의 전개압력을 나타내는 테이블로써, Da는 저압, Db는 저압, Dc는 High 20ms delay, Dd는 High 15ms delay, De는 High 10ms delay, Df는 High 5ms delay, Dg이상의 탑승자체형은 모두 고압으로 적용된다.

이와같이, 전개압력은 크게 고압, 중압, 저압으로 구분되어, 상기 제어부는 일정 범위(즉, Dc 내지 Df)에서 상기 전개압력을 상기 탑승자체형에 비례해 점진적으로 증가하는 중압으로 출력하며, 상기 범위의 하한계선 이전(즉, Da 내지 Db)은 모두 저압으로 출력하고, 상한계선 이후(즉, Dg 내지 Dk)는 모두 고압으로 출력한다.

또한, 나머지 클래스에도 똑같은 패턴의 전개압력이 주어진다.

여기서, 상기 범위의 중점에서의 상기 탑승자체형 값은 상기 충돌속도가 커질수록 작아지도록 적용된다. 상기 중점은 상기 범위내 중압값의 평균 또는 평균에 가까운 값이다. 즉, 동일한 중압(예:High 20ms delay)이 각 충돌속도(예:C, D)에 적용될 경우, 충돌속도가 커질 수록(예:C->D) 점점 더 작은 탑승자체형(예:Cd->Dc)에 상기 중압(예:High 20ms delay)이 적용된다.

따라서, C 클래스에서의 전개압력은, Cc 이하는 저압, Cd는 High 20ms delay, Ce는 High 15ms delay, Cf는 High 10ms delay, Cg는 High 5ms delay, Ch이상의 탑승자체형은 모두 고압으로 적용된다.

한편, 상기 고압과 저압은 고압인플레이터와 저압인플레이터를 각각 구비되어 작동됨으로써 생성되거나, 같은 용량을 가진 두개의 인플레이터중 저압일 경우에는 하나가 작동되고, 고압일 경우에는 두개 모두가 작동됨으로써 생성될 수 있다.

특히, 중압은 상기 두개의 인플레이터 중에, 하나를 먼저 작동시키고 딜레이타임(Delay Time)만큼의 시간차 이후 나머지 인플레이터를 작동시킴으로써 생성되며, 고압과 저압 사이의 값을 갖게 된다.

또한, 상기 딜레이타임을 점점 작게 함으로써, 전체적인 전개압력값은 더 높은 값을 갖게 되어, 전개압력값은 더욱 세분화된다.

따라서, 상기 제어부는 각각의 상황에 대해서 더욱 정확한 전개압력 적용이 가능하다.

한편, 제 2단계(S2)에서 출력된 출력값에 더해, 제어부는 벨트착용 여부를 판단하여 에어백의 전개압력을 더욱 세밀하게 제어할 수 있다.(S21)

벨트착용유무를 통해 벨트를 착용하지 않았을 경우의 룰1(S21a)과 벨트를 착용했을 경우의 룰2(S21b)로 구분하여, 벨트를 착용하지 않을 경우에는 제 2단계(S2)를 통해 출력된 상기 전개압력보다 한 단계 더 높은 전개압력으로 터트리도록 하여 탑승자를 좀더 안전하게 보호할 수 있다.

예를 들어, Dc의 경우로 분류된 값에 벨트를 착용하지 않았을 경우에는, 룰1을 적용하여, High 20ms delay보다 더 한 단계 높은 High 15ms delay로 전개압력을 하여 탑승자를 더 안전하게 보호하게 된다.

제 3단계(S3a, S3b)에는 상기 출력값에 따라 에어백이 작동된다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 에어백의 전개압력은 제어부에 의해 출력된 출력값에 의해 시간에 따라 도표에 나타난 바와 같이 압력이 가해진다.

이와 같은, 제어방법에 의해 에어백의 작동이 제어되어 탑승자에게 가해지는 충격을 효율적으로 흡수하여 탑승자를 보호하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 에어백 제어방법에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 제어부가 입력받은 정보를 퍼지이론에 의해 판단하여 출력값을 출력함으로써, 엄밀하고 자세히 구분된 충돌상황을 판단할 수 있어, 이처럼 분류된 자료를 통해 보다 세밀한 에어백 작동규칙을 마련하여 에어백의 기능인 탑승자보호 기능을 효율적으로 수행하고, 오작동을 줄일 수 있게 된다.

둘째, 상기 출력값은 인플레이터의 전개압력이며, 상기 전개압력은 고압 또는 저압으로 구분되어, 작동값이 단순하여 에어백은 빠르게 작동되게 된다.

셋째, 상기 고압과 상기 저압 사이는 중압으로 구분되며, 상기 중압은 두개 이상의 인플레이터가 시간차를 두어 작동됨으로써 생성되며, 상기 시간차는 상기 제어부에 의해 제어되어, 더욱 세분화된 전개압력을 적용하여 탑승자를 더욱 안전하게 보호할 수 있다.

넷째, 상기 제 2단계 후에 탑승자가 벨트를 착용하지 않을 경우에는, 상기 출력값보다 한 단계 높은 전개압력에 의해 에어백이 전개되도록 하는 단계를 포함하여, 탑승자가 받는 충격감쇠요소를 감지하여 탑승자의 상황에 적합하게 에어백이 작동되도록 할 수 있다.

다섯째, 상기 입력받은 정보는 충돌속도로 하고, 탑승자정보는 탑승자체형으로 하여, 충격과 탑승자에 따라 에어백을 작동시킴으로써, 충격을 효율적으로 흡수할 수 있게 된다.

여섯째, 상기 제어부는 일정 범위에서 상기 전개압력을 상기 탑승자체형에 비례해 점진적으로 증가하는 중압으로 출력하며, 상기 범위 중점의 상기 탑승자체형 값은 상기 충돌속도가 커질수록 작아져서, 에어백에 더욱 세분화된 전개압력을 효과적으로 적용하여 탑승자를 더욱 안전하게 보호할 수 있도록 한다.

Claims (6)

1. 제어부가 탑승자정보 및 차량정보를 입력받는 제 1단계와;

   상기 제어부가 상기 입력받은 정보를 퍼지이론에 의해 판단하여 출력값을 출력하는 제 2단계와;

   상기 출력값에 따라 에어백이 작동되는 제 3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 제어방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 출력값은 인플레이터의 전개압력이며, 상기 전개압력은 고압 내지 저압으로 구분되는 것을 특징으로 하는 에어백 제어방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 고압과 상기 저압 사이는 중압으로 구분되며,

   상기 중압은 두개 이상의 인플레이터가 시간차를 두어 작동됨으로써 생성되며, 상기 시간차는 상기 제어부에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 에어백 제어방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제 2단계 후에 탑승자가 벨트를 착용하지 않을 경우에는, 상기 출력값 보다 한 단계 높은 전개압력에 의해 에어백이 전개되도록 하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 에어백 제어방법.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 차량정보는 충돌속도이며, 상기 탑승자정보는 탑승자체형인 것을 특징으로 하는 에어백 제어방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 제어부는 일정 범위에서 상기 전개압력을 상기 탑승자체형에 비례해 점진적으로 증가하는 중압으로 출력하며, 상기 범위 중점의 상기 탑승자체형 값은 상기 충돌속도가 커질수록 작아지는 것을 특징으로 하는 에어백 제어방법.

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