KR20060053706A

KR20060053706A - 보조마이컴이 구현된 에어백 제어장치 및 그 동작방법

Info

Publication number: KR20060053706A
Application number: KR1020040094137A
Authority: KR
Inventors: 강병수
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2004-11-17
Filing date: 2004-11-17
Publication date: 2006-05-22

Abstract

본 발명은 보조마이컴이 구현된 에어백 제어장치 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 차량의 가속도를 감지하는 가속도 센서와, 각종 센서로부터 입력된 감지값을 분석 및 판단하여 부품의 상태를 제어하고, 외부 시스템으로부터 에어백 전개를 요청하는 제어명령이 입력됨에 따라 에어백 전개 요청신호를 발령하는 주 마이컴과, 소프트웨어적으로 구현된 충돌 알고리즘에 따라 상기 가속도 센서에서 감지된 가속도가 한계치 이상인 경우 또는 상기 주 마이컴으로부터 에어백 전개 요청신호가 입력되는 경우 에어백이 전개되도록 가스 폭발 가능신호(Firing Enable signal)를 출력하는 보조 마이컴과, 상기 보조 마이컴 및 주 마이컴과 연결되고, 상기 보조 마이컴으로부터 폭발 가능신호가 입력되면 생성된 가스를 에어백으로 주입시키는 가스발생기를 포함하여 구성됨에 따라, 주변 하드웨어의 재설계없이도 다양한 충돌 알고리즘을 보조 마이컴에 적용할 수 있으며, 상기 보조마이컴이 주 마이컴으로부터 에어백 전개 요청신호를 입력받음에 따라 가스발생기를 제어하여 차량의 가속상태와 무관하게 미전개 에어백을 인위적으로 전개할 수 있어 폐차차량의 에어백을 효율적으로 폐기할 수 있다.

에어백, ECU, 세이핑 센서, 마이컴

Description

보조마이컴이 구현된 에어백 제어장치 및 그 동작방법{Airbag ECU device including the sub-micom and its operating method}

도 1 은 종래 기술에 의한 제 1 에어백 제어장치의 구성 블록도,

도 2 는 종래 기술에 의한 제 2 에어백 제어장치의 구성 블록도,

도 3 은 본 발명의 보조마이컴이 구현된 에어백 제어장치의 구성 블록도,

도 4 는 본 발명의 보조마이컴이 구현된 에어백 제어장치의 동작방법이 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10: 가속도센서 20: 주 마이컴

30: 보조 마이컴 40: 가스발생기

50: 에어백 60: 에어백 폐기장비

본 발명은 보조마이컴이 구현된 에어백 제어장치 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 세이핑 기능을 수행하는 전자회로 구성부분을 보조마이컴으로 대체하여 다양한 충돌 알고리즘을 적용할 수 있으며, 인위적으로 에어백 전개를 요청하는 신호를 입력받은 보조마이컴이 가스발생기를 제어함으로써 폐차 차량의 미전개 에어백을 효율적으로 폐기할 수 있는 보조마이컴이 구현된 에어백 제어장치 및 그 동작방법에 관한 것이다.

먼저, 에어백은 차량의 전면 또는 측면으로의 충돌시 운전자 및 승객을 보호하는 장치로서, 센서, 배터리 등으로 이루어져 충돌 여부를 감지하는 감지 시스템 모듈(SDM:Sensor Diagnostic Module)과; 에어백 그리고 작동기체 팽창장치로 이루어진 에어백 모듈(Air-bag Module)을 포함하여 시스템을 이룬다.

상기 센서에 의해 충돌이 감지되면 작동기체장치가 폭발되며, 폭발된 가스로 인해 에어백이 순간적으로 팽창하여 관성에 의한 운전자 및 승객의 충돌을 방지한다.

여기서, 종래의 에어백 제어장치 및 그 문제점에 관하여 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 기계식 센서를 이용한 에어백 제어 방식이 도시된 것으로서, 외부충격이 한계치 이상일 때 기계적 작동에 의해 스큅(squib) 형태의 가스발생기(4a)에 전원을 공급하여 에어백에 가스가 주입되도록 한다. 즉, 가속도센서(1a)에서 감지된 차량의 가속도값을 마이컴(2a)이 입력받아 전개여부 한계치를 넘었는지를 판단 하여, 폭발명령(Firing명령)을 스큅부품에 보내고, 기계식 안전센서(safing, 3a)에서 감지된 바에 따라 마이컴을 거치지 않고 직접 스큅부품으로 연결되어 전원 공급을 제어하는 방식이다.

가스발생기(4a)는 운전석의 전면 또는 측면부 에어백(5a) 또는 승객석의 전면 또는 측면부 에어백(5a)과 연결되어, 상기 마이컴(2a) 또는 기계식 안전센서(3a)의 제어에 따라 에어백에 가스를 주입한다.

도 2는 충돌 알고리즘이 구현된 전자회로를 이용하여 에어백을 제어하는 방식이 도시된 것으로서, 전자식 가속도 센서(1b)에서 감지된 가속도가 에어백 전개여부 한계치를 넘었을 때 스큅부품의 FEN(Firing ENable)을 ON 시키는 안전 전자회로(safing circuit, 3b)를 포함하여 구성된다.

상기 전자회로(3b)는 상기 가속도 센서(1b)로부터 충돌 순간부터의 충격량을 전기적 신호로 변환하여 이를 지속적으로 검출하고, 충격량이 한계치 이상인지를 판단하여 에어백 전개여부를 판단하는 충돌 알고리즘을 가지고 있는 회로이다.

스큅형식의 가스발생기(4b)는 전원이 공급되고 FEN이 ON되어 있는 동안 폭발명령(Firing명령)이 입력되어야 실제 에어백 전개를 위해 가스를 주입시킨다.

그러나, 도 1에 도시된 기계식 센서가 직접 전개여부를 판단하는 종래 기술은 큰 폭발력을 가지지 않도록 압력을 줄인 디파워드 에어백(depowered airbag)에 국한되어 이용되므로 어드밴스드 에어백(advanced airbag) 기술에는 적용하지 못한다는 한계가 있다.

또한, 도 2에 도시된 전자회로를 이용한 구현방식은 기입력된 충돌 알고리즘에 의해 고정됨에 따라, 다른 방식의 충돌 알고리즘을 적용하는 경우에는 회로를 완전히 변경해야 하므로 에어백 ECU를 새로 설계해야 한다는 문제점이 있다.

그리고 종래 기계식 또는 전자식 에어백 제어장치의 경우 차량의 주행중 급갑속이 감지되는 경우에만 에어백이 전개될 수 있었고, 그 외 정지된 차량(예: 폐기차량)에서 인위적으로 에어백을 전개 및 폐기할 수 있는 방법이 없었다.

따라서, 현재 차량 폐기시에 일일이 수작업으로 미전개 에어백을 전개하여 폐기하고 있는데, 에어백 장착 차량이 국내외적으로 증가하고 있는 실정에 비추어 미전개 에어백의 효율적 폐기방안이 요구된다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 세이핑 기능을 수행하는 전자회로 구성부분을 보조마이컴으로 대체하여 다른 부품의 재설계 없이도 다양한 충돌 알고리즘이 적용될 수 있도록 한다. 또한, 상기 보조마이컴이 주 마이컴으로부터 인위적으로 에어백 전개를 요청하는 신호를 입력받음에 따라 가스발생기를 제어하여 미전개 에어백을 전자적으로 전개할 수 있어 폐차 차량의 미전개 에어백을 효율적으로 폐기할 수 있는 보조마이컴이 구현된 에어백 제어장치 및 그 동작방법을 제공하고자 한다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 보조마이컴이 구현된 에어백 제어장치는 차량의 가속도를 감지하는 가속도 센서와, 소프트웨어적으로 구현된 충돌 알고리즘에 따라 상기 가속도 센서에서 감지된 가속도가 한계치 이상인 경우에만 에어백이 전개되도록 가스 폭발 가능신호(Firing Enable signal)를 출력하는 보조 마이컴과, 차량에 장착된 각종 센서로부터 입력된 감지값을 분석 및 판단하여 부품의 상태를 제어하는 주 마이컴과, 상기 보조 마이컴 및 주 마이컴과 연결되고, 상기 보조 마이컴으로부터 폭발 가능신호가 입력되면 생성된 가스를 에어백으로 주입시키는 가스발생기를 포함하여 구성되는 것을 제 1 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 보조마이컴이 구현된 에어백 제어장치의 또다른 실시예에 의한 제 2 특징은 차량의 가속도를 감지하는 가속도 센서와, 각종 센서로부터 입력된 감지값을 분석 및 판단하여 부품의 상태를 제어하고, 외부 시스템으로부터 에어백 전개를 요청하는 제어명령이 입력됨에 따라 에어백 전개 요청신호를 발령하는 주 마이컴과, 소프트웨어적으로 구현된 충돌 알고리즘에 따라 상기 가속도 센서에서 감지된 가속도가 한계치 이상인 경우 또는 상기 주 마이컴으로부터 에어백 전개 요청신호가 입력되는 경우 에어백이 전개되도록 가스 폭발 가능신호(Firing Enable signal)를 출력하는 보조 마이컴과, 상기 보조 마이컴 및 주 마이컴과 연결되고, 상기 보조 마이컴으로부터 폭발 가능신호가 입력되면 생성된 가스를 에어백으로 주입시키는 가스발생기를 포함하여 구성된다.

그리고, 본 발명에 의한 보조마이컴이 구현된 에어백 제어장치의 동작방법은 주 마이컴이 외부 장비로부터 에어백 전개요청 명령을 수신하는 제 1 단계와, 상기 에어백 전개요청 명령에 따라 상기 주 마이컴이 에어백 전개 요청신호를 보조 마이컴으로 발령하는 제 2 단계와, 상기 보조 마이컴이 에어백 전개요청 신호를 수신함에 따라 가속도 감지값과 무관하게 에어백 전개여부 한계치를 넘은 것으로 판단하는 제 3 단계와, 상기 보조 마이컴이 가스발생기의 폭발가능신호를 출력함에 따라 생성된 가스가 주입되어 에어백이 전개되는 제 4 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 보조마이컴이 구현된 에어백 제어장치의 블록 구성도로서 이를 참조하여 구성 및 기능을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 에어백 제어장치를 이루는 가속도 센서(10,30)는 차량에 한개 이상 장착되어 충돌로 인한 갑작스러운 정지로 인해 감속되는 정도, 즉 (-)가속도를 감지하여 충돌을 직접 감지하는 센서이며, 충돌로 판단되면 on 신호를 생성 및 출력한다. 그중 하나의 가속도 센서(10)는 주 마이컴(20)과 직접 연결되며, 다른 가속도 센서(10)는 보조 마이컴(30)과 연결된다.

세이핑 센서, 즉 안전 센서는 상기 가속도 센서(10)에서 감지된 가속도값이 에어백 전개여부를 결정하는 한계치 이상인 경우에만 가스발생기(40)로 폭발 enable 신호(Firing Enable signal, FEN)를 출력하는 것으로서, 필요치 않은 에어백(50)의 작동을 방지해주는 역할을 한다. 본 발명의 세이핑 센서의 기능은 전자회로가 아닌 보조 마이컴(30)에 구현되어 상기 가속도 센서(10)와 연결되어 장착된 다.

상기 보조 마이컴(30)에는 불필요한 에어백의 작동을 방지하기 위한 알고리즘, 즉, 충돌로 인한 에어백의 전개여부를 판단하기 위한 충돌 알고리즘이 소프트웨어적으로 구현되어 있으며, 추후 다른 충돌 알고리즘이 개발되는 경우 전자적으로 간단하게 업그레이드할 수 있으므로 주위 회로의 재설계가 필요치 않게 된다.

주 마이컴(20)은 자동차의 전자제어 시스템(ECU)으로서, 엔진의 운전상태를 전기신호로 바꾸어 컴퓨터로 전달하는 각종 센서로부터 각종 신호를 입력받아 이를 분석/판단하여 연료 인젝터 등의 각종 부품의 상태를 제어한다. 또한, 차량 외부의 시스템(60)과 전기적으로 연결되는 경우, 상기 외부 시스템의 제어명령을 수신하여 그에 따라 차량내 부품의 상태를 제어하는 신호를 발령한다.

이러한 주 마이컴(20)은 에어백과 연결된 가스발생기(40)와 SPI규격으로 시리얼 통신을 수행하는바, 상기 가스발생기는 운전석 또는 승객석의 전면 또는 측면에 장착된 에어백(50)과 연결되어 상기 주 마이컴(20) 및 보조 마이컴(30)에 의해 전원이 공급된 상태에서 FEN신호가 on된 경우 소규모 폭발을 통해 주입기체(예: 질소기체)를 발생시킨다. 이러한 질소기체는 여과장치를 지나 에어백(50) 내부로 주입되어 급감속으로 인한 운전자 및 승객의 충돌을 방지한다.

여기서, 도 3에 도시된 바와 같이 에어백 폐기 장비와 같은 외부 시스템(60)이 상기 주 마이컴(20)과 연결되는 경우 에어백 폐기를 위해 인위적으로 에어백 전개를 요청하는 명령을 수신하고, 이에 따라 에어백 전개요청 신호(FREQ)를 보조 마이컴(30)으로 발령한다.

상기 에어백 전개요청 신호를 수신한 보조 마이컴(30)은 상기 가속도 센서(10)에서 전달되는 감지신호와는 무관하게, 즉 충돌 알고리즘에 의한 에어백 전개여부를 판단하는 세이핑 기능을 무시하고, 무조건 한계치를 넘은 것으로 인식하여 스큅부품인 가스발생기(40)의 FEN를 on시킨다. 이에 따라 실제 차량의 충돌 여부와 무관하게 전자적으로 에어백을 전개시킬 수 있게 된다.

이와 같이 구성되는 보조마이컴이 구현된 에어백 제어장치의 동작방법을 도 4를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

에어백 폐기 장비와 같은 외부 시스템이 주 마이컴과 전기적으로 연결됨에 따라, 에어백 전개요청 명령을 수신하고, 이에 따라 상기 주 마이컴은 에어백 전개요청 신호(FREQ)를 보조 마이컴으로 발령한다. (S1,S2)

상기 에어백 전개요청 신호를 수신한 보조 마이컴은 상기 가속도 센서의 감지값과 무관하게 무조건 에어백 전개여부 한계치를 넘은 것으로 판단하여 가스발생기의 FEN을 on 시킨다.(S3,S4)

상기 가스발생기로 전원이 공급되고, FEN이 on됨에 따라 질소가스를 생성하여 이를 에어백으로 주입시킨다. 이에 따라 실제 차량의 충돌 여부와 무관하게 전자적으로 에어백을 전개시킬 수 있게 된다.(S5)

이상과 같이 본 발명에 의한 보조마이컴이 구현된 에어백 제어장치 및 그 동작방법을 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 본 발명의 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 당업자에 의해 응용이 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 보조마이컴이 구현된 에어백 제어장치 및 그 동작방법은 세이핑 센서의 기능을 보조 마이컴에 구현하여 주변 하드웨어의 재설계없이도 다양한 충돌 알고리즘을 적용할 수 있으며, 상기 보조마이컴이 주 마이컴으로부터 에어백 전개 요청신호를 입력받음에 따라 가스발생기를 제어하여 차량의 가속상태와 무관하게 미전개 에어백을 인위적으로 전개할 수 있어 폐차 차량의 미전개 에어백을 효율적으로 폐기하는데 활용될 수 있다.

Claims

차량의 가속도를 감지하는 가속도 센서와, 소프트웨어적으로 구현된 충돌 알고리즘에 따라 상기 가속도 센서에서 감지된 가속도가 한계치 이상인 경우에만 에어백이 전개되도록 가스 폭발 가능신호(Firing Enable signal)를 출력하는 보조 마이컴과, 차량에 장착된 각종 센서로부터 입력된 감지값을 분석 및 판단하여 부품의 상태를 제어하는 주 마이컴과, 상기 보조 마이컴 및 주 마이컴과 연결되고, 상기 보조 마이컴으로부터 폭발 가능신호가 입력되면 생성된 가스를 에어백으로 주입시키는 가스발생기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보조마이컴이 구현된 에어백 제어장치.
차량의 가속도를 감지하는 가속도 센서와, 각종 센서로부터 입력된 감지값을 분석 및 판단하여 부품의 상태를 제어하고, 외부 시스템으로부터 에어백 전개를 요청하는 제어명령이 입력됨에 따라 에어백 전개 요청신호를 발령하는 주 마이컴과, 소프트웨어적으로 구현된 충돌 알고리즘에 따라 상기 가속도 센서에서 감지된 가속도가 한계치 이상인 경우 또는 상기 주 마이컴으로부터 에어백 전개 요청신호가 입력되는 경우 에어백이 전개되도록 가스 폭발 가능신호(Firing Enable signal)를 출력하는 보조 마이컴과, 상기 보조 마이컴 및 주 마이컴과 연결되고, 상기 보조 마이컴으로부터 폭발 가능신호가 입력되면 생성된 가스를 에어백으로 주입시키는 가 스발생기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보조마이컴이 구현된 에어백 제어장치.