KR20090017443A

KR20090017443A - 신호 경로 또는 공급 경로를 전환하기 위한 스위치 모듈을 갖는 에어백 시스템

Info

Publication number: KR20090017443A
Application number: KR1020080079479A
Authority: KR
Inventors: 올리버 헤이나
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2007-08-14
Filing date: 2008-08-13
Publication date: 2009-02-18
Also published as: DE102007038427B4; KR101011602B1; DE102007038427A1

Abstract

본 발명은 제어 입력부(마스터)를 포함하는 인터페이스 변환기(14)를 갖는 스위치 모듈(6)에 관한 것으로, 상기 인터페이스 변환기에는 하나 또는 복수의 에어백 센서(1, 2)와, 에어백 제어기(17)와, 다른 제어기(23)가 각각의 버스(7, 13, 24)에 의해 연결될 수 있다. 또한 스위치 모듈(6)은 스위치 장치(21)를 포함하는데, 상기 스위치 장치를 이용하여 제어 연결부(마스터)가 제2 제어기(23)와 에어백 제어기(17) 사이에서 전환될 수 있다.

인터페이스 변환기, 스위치 모듈, 에어백 센서, 에어백 제어기, 스위치 장치

Description

신호 경로 또는 공급 경로를 전환하기 위한 스위치 모듈을 갖는 에어백 시스템{Airbag-System with a Switch Module for the Switch-over of the Signal Path or Supply Path}

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 에어백 시스템용 스위치 모듈과, 청구항 제10항의 전제부에 따른 에어백 제어기 및 복수의 에어백 센서를 갖는 에어백 시스템에 관한 것이다.

차량용 에어백 시스템은 차량 상태를 모니터링하기 위해 대체로 에어백 제어기 및 하나 또는 복수의 에어백 센서를 포함한다. 센서는 대개 종방향 가속 센서 및 롤링율(rolling rate) 센서이다. 예컨대 충돌 후 또는 차량이 측면으로 전복될 위험이 있는 주행 상태와 같이 높은 감속이 발생하는 경우, 에어백은 공지된 방식으로 작동된다.

에어백 시스템에 사용되는 것과 같은 동일한 센서는, 대체로 주행 다이내믹 조절기 FDR(예컨대 ESP) 또는 섀시 제어 유닛(DCU: 도메인 컨트롤 유닛)에도 필요하다. 따라서 공지된 차량은 대체로 두 개의 분리된 센서 셋트를 포함한다. 센서 신호가 조회되며 에어백 시스템에 의해 요구되는 업데이트율은 사실상 다른 시스템 의 구현율보다 더 높기 때문에 대개 하나의 셋트만 갖는 장치는 불가능하다. 이는 예컨대 CAN과 같은 표준 버스 시스템에 의해서도 실행될 수 없다. 따라서 에어백 센서는 대체로 효과적인 버스 시스템(예컨대 SPI)을 통해 에어백 제어기와 연결되고 ESP 센서는 표준 버스(예컨대 CAN)를 통해 ESP 제어기와 연결된다. 이러한 구성은 상대적으로 복잡하고 비용이 많이 든다.

따라서 본 발명의 목적은, 에어백 시스템 뿐만 아니라 예컨대 ESP와 같은 다른 차량 시스템에 의해서도 공동으로 사용되는 단 하나의 센서 셋트를 포함하는 에어백 시스템을 제공하는 것이다. 이러한 경우, 업데이트율에 대한 상기 두 시스템의 요구가 충족되어야 한다.

상기 목적은 본 발명에 따라 청구범위 제1항 또는 제10항에 제공된 특징에 의해 달성된다. 본 발명의 다른 실시예는 종속항에 주어진다.

본 발명의 중요한 양상은 인터페이스 변환기를 갖는 스위치 모듈을 제공하는 데 있는데, 상기 인터페이스 변환기에는 에어백 센서와, 에어백 제어기와, 제2 제어기가 연결된다. 또한, 인터페이스 변환기는 센서용 제1 연결부와, 각각의 에어백 제어기 또는 제2 제어기(예컨대 ESP 제어기)용 연결부와, 제어 입력부를 갖는다. 인터페이스 변환기는 본 발명에 따라, 에어백 제어기에 의해 요구된 업데이트율을 갖는 센서 데이터가 판독되어 에어백 제어기에 전달되며, 또한 ESP 제어기에 의해 요구된 업데이트율을 갖는 센서 데이터가 ESP 제어기 또는 다른 제어기에 전달되도록 작동된다. 따라서 에어백 센서는 에어백 시스템 뿐만 아니라 예컨대 ESP와 같은 제2 차량 시스템에 의해서도 사용될 수 있다.

본 발명의 유리한 실시예에 따라 스위치 모듈은 스위치 장치를 포함하는데, 상기 스위치 장치를 이용하여 인터페이스 변환기의 제어 입력부가 에어백 제어기와 다른 제어기 사이에서 전환될 수 있다. 스위치 장치는 예컨대 트랜지스터로 구현될 수 있다.

정상 작동시(안정적인 주행 상태시) 인터페이스 변환기는 바람직하게 제2 제어기에 의해 제어되는데, 상기 제2 제어기는 이러한 경우 마스터(Master)를 형성한다. 충돌시 또는 예컨대 시스템 전압(Vdd)이 하강하는 경우와 같이 다른 조건이 존재할 경우 마스터 기능은 바람직하게 에어백 제어기로 전환된다. 이러한 경우 에어백 시스템은 비상 작동으로 작동한다.

에어백 센서는 바람직하게 제어기의 제어하에 슬레이브(Slave) 모드로 작동한다.

본 발명의 특수한 실시예에 따라 스위치 모듈은 제2 스위치 장치를 포함하는데, 상기 제2 스위치 장치를 이용하여 에어백 센서의 전압 공급부가 제1 공급원과 제2 공급원 사이에서 전환될 수 있다. 정상 작동시 에어백 센서에는 차량 배터리로부터 전력이 공급되는 것이 바람직하다. 차량의 충돌시 차량 배터리가 빈번하게 손상되거나 파손되어, 차량 시스템 전압이 차단된다. 극단적인 경우, 배터리 전선이 파괴될 수 있다. 센서의 고장을 방지하기 위해 전압 공급부는 바람직하게 제2 전압원으로 전환되는데, 상기 전압원은 적어도 소정의 시간, 예컨대 300 ms 동안 에어백 센서의 전압 공급을 유지할 수 있다. 제2 전압원은 예컨대 커패시터 또는 배터리 등을 포함한다.

전압 공급부를 전환하기 위한 조건은 기본적으로 자유롭게 선택 가능하다. 그러나 전압 공급부의 전환은 마스터 기능의 전환과 같은 신호를 이용하여 트리거 되는 것이 바람직하다. 이러한 경우 두 스위치 장치는 동기적이다.

제2 제어기는 바람직하게 제1 및/또는 제2 스위치 장치의 상응하는 제어 연결부와 연결된 제어 출력부를 갖는다. 스위치 조건이 존재하는 경우, 제어 출력부에 제1 및/또는 제2 스위치 장치를 전환하는 트리거 신호가 제공된다.

각각의 버스는 바람직하게 SPI 버스이다. 또한, 버스 시스템은 상이한 버스 유형도 포함할 수 있다.

이른바 인터페이스 변환기는 바람직하게 제2 제어기가 비상 작동시 나머지 버스 시스템으로부터 분리되는 방식으로 설계된다. 따라서 제2 제어기는 에어백 제어기로 센서 데이터의 데이터가 전달되는 것을 방해하지 않을 수 있다.

본 발명의 특수한 실시예에 따라 적어도 하나의 센서가 제공되는데, 상기 센서는 에어백 시스템에 속하지 않고 제2 차량 시스템에만 속한다. 이러한 센서는 바람직하게 마찬가지로 버스 시스템에 연결되고 비상 작동시 제2 제어기에 의해 판독된다. 또한, 센서는 바람직하게 제어 입력부를 포함하는데, 상기 제어 입력부를 통해 센서는 비상 작동시 비활성화될 수 있다.

본 발명에 따른 스위치 모듈과, 에어백 센서와, 제2 제어기는 바람직하게 공동의 인쇄 회로 기판에 구조적인 유닛으로 통합된다.

본 발명은 이하 첨부된 도면을 참조하여 예시적으로 더 자세하게 설명된다.

본 발명에 따라, 에어백 시스템 뿐만 아니라 예컨대 ESP와 같은 다른 차량 시스템에 의해서도 공동으로 사용되는 단 하나의 센서 셋트를 포함하는 에어백 시 스템이 제공된다.

도1에는 에어백 조절 시스템과 주행 다이내믹 조절 시스템(ESP) 사이의 신호 경로 및 공급 경로를 전환하기 위한 스위치 모듈(6)이 도시된다. 에어백 시스템은 사실상 에어백 제어기(17)와, 두 개의 에어백 센서(1, 2)를 포함한다. 센서는 예컨대 종방향 가속 센서(1) 및 롤링율 센서(2)이다. ESP 시스템은 ESP 제어기(23) 및 센서(1 내지 3)를 포함한다. 본 실시예에서 센서(1, 2)는 두 시스템에 의해 공동으로 사용된다. 예컨대 요율(yaw rate) 센서일 수 있는 센서(3)는 ESP 제어기(23)에 의해서만 사용된다.

센서(1 내지 3)는 버스(예컨대 SPI 버스)에 의해 인터페이스 변환기(14)와 연결된다. 인터페이스 변환기(14)는 세 개의 연결부를 갖고, 제2 버스(13)를 거쳐 ESP 제어기(23)와, 제3 버스(24)를 거쳐 에어백 제어기(17)와 연결된다.

센서(1 내지 3)는 슬레이브 모드로 작동하고 비상 작동시 ESP 제어기(23)의 제어 하에 조회된다. 이를 위해 ESP 제어기(23)는 제어 출력부(마스터)를 포함하는데, 상기 제어 출력부는 차량이 안정되고 통제된 주행 상태인 정상 작동시 인터페이스 변환기(14)의 상응하는 제어 입력부(마스터)와 연결된다. 스위치(21)는 정상 작동시 다른 스위치 전환 상태에 있게 된다.

충돌시 수 밀리 세컨드(ms) 이내에 에어백 제어기(17)가 반응을 해야하기 때문에, 에어백 시스템에 의해 요구된 높은 업데이트율을 갖는 데이터가 SPI 버스(7)에 의해 읽혀진다. 인터페이스 변환기(14)는 버스(24)를 거쳐 센서 데이터를 전달 한다. 또한, ESP 제어기(23)에 의해 요구된 센서 데이터 역시 버스(13)를 거쳐 전달한다.

사고시 차량 시스템의 배터리가 손상 또는 파손되고 차량 시스템 전압(Vdd)이 차단될 수 있다. 이러한 경우 ESP 제어기는 스위치 모듈(6)의 제어 입력부(10)에 제공되는 스위치 신호(RST)를 생성한다. 스위치(21)는 상기 스위치 신호를 도시된 스위치 위치로 전환하고, 이에 의해 마스터의 기능이 ESP 제어기(23)로부터 에어백 제어기(17)로 전달된다. 에어백 제어기(17)는 제어 라인(16) 및 스위치(21)에 의해 인터페이스 변환기(14)의 제어 입력부(마스터)와 연결된다.

버퍼링된 전압 공급부에 의해 에어백 제어기(17)에 전력이 공급된다. 전압 공급부는, 시스템 전압(Vdd)의 차단 후 적어도 수백 밀리 세컨드(ms)까지 작동 전압을 유지할 수 있는 커패시터(22)를 포함한다.

센서(1 내지 3)는 정상 작동시 마찬가지로 차량 배터리 또는 시스템 전압(Vdd)에 걸린다. 사고시 에어백에 관련된 센서(1, 2)에 확실하게 전압을 공급하기 위해, 제2 스위치 장치(20)가 제공되는데, 상기 스위치 장치를 이용하여 적어도 센서(1, 2)가 버퍼링된 전압 공급부(22)로 전환될 수 있다. 센서(1, 2)는 정상 작동시 스위치 가능한 공급 경로(11)를 통해 차량 시스템 전압(Vdd)과 직접 연결된다. 이와 반대로, 비상 작동시 센서는 도시된 바와 같이 공급 경로(11)와, 스위치(20)와, 라인(19)을 통해 커패시터(22)와 연결된다. 스위치(20)는 마찬가지로 제어 신호(RST)에 의해 트리거된다. 공급 경로(19) 내에 배치된 전압 안정화기는 도면부호 18로 표시된다.

에어백 제어기(17)와 관련되지 않은 센서(3)는 시스템 전압(Vdd)과 직접 연결되고 따라서 전환될 수 없다. 센서(3)는 제어 신호(RST)가 공급되는 제어 입력부(8)를 갖는다. 제어 신호(RST)의 상태가 예컨대 "낮음"에서 "높음"으로 점프하면, 데이터 출력부(4)는 높은 임피던스로 세팅된다. 이에 의해 시스템 전압(Vdd)이 사전 설정된 임계값 이하로 떨어지면 데이터 연결이 SPI 버스(7)를 통해 비활성화될 수 있다.

센서(1 내지 3)를 갖는 스위치 모듈(6) 및 ESP 제어기(23)는 공동의 인쇄 회로 기판(25) 상에 배치된다.

도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스위치 모듈을 갖는 차량 시스템의 블록을 간략하게 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 2, 3: 센서

6: 스위치 모듈

10: 제어 입력부

7, 13, 24: 버스

14: 인터페이스 변환기

16: 제어 라인

17: 에어백 제어기

21: 스위치 장치

22: 커패시터

23: 제어기

Vdd: 시스템 전압

Claims

에어백 시스템용 스위치 모듈(6)에 있어서,

적어도 하나의 에어백 센서(1, 2)용 제1 연결부(SPI)와, 에어백 제어기(17)용 제2 연결부와, 제2 제어기(23)용 제3 연결부와, 제어 연결부(마스터)를 갖는 인터페이스 변환기(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 시스템용 스위치 모듈.
제1항에 있어서, 스위치 장치(21)가 제공되고, 상기 스위치 장치를 이용하여 인터페이스 변환기(14)의 제어 연결부(마스터)가 에어백 제어기(17)와 제2 제어기(23) 사이에서 전환될 수 있는 것을 특징으로 하는 에어백 시스템용 스위치 모듈.
제1항 또는 제2항에 있어서, 스위치 장치(20)가 제공되고, 상기 스위치 장치를 이용하여 에어백 센서(1, 2)의 전압 공급부가 제1 공급원(Vdd)과 제2 공급원(22) 사이에서 전환될 수 있는 것을 특징으로 하는 에어백 시스템용 스위치 모듈.
제1항에 있어서, 적어도 하나의 에어백 센서(1, 2)가 정상 작동시 제1 공급원(Vdd)과 연결되었다가 구동 전압(Vdd)이, 제공된 임계값에 미달되거나 다른 조 건(비상 작동)이 발생할 경우, 제2 공급원(22)으로 전환되는 것을 특징으로 하는 에어백 시스템용 스위치 모듈.
제3항 또는 제4항에 있어서, 제2 공급원은 커패시터(22) 또는 다른 에너지 저장기를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 시스템용 스위치 모듈.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 에어백 센서(1, 2)는 정상 작동시 슬레이브 모드로 그리고 제2 제어기(23)는 마스터 모드로 작동하는 것을 특징으로 하는 에어백 시스템용 스위치 모듈.
제2항 또는 제3항에 있어서, 제2 제어기(23)는, 제1 및/또는 제2 스위치 장치(20, 21)의 제어 연결부와 연결되고 스위치 신호(RST)를 생성하는 제어 출력부를 포함하고, 상기 스위치 신호를 이용하여 제1 및/또는 제2 스위치 장치(20, 21)가 전환되는 것을 특징으로 하는 에어백 시스템용 스위치 모듈.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 인터페이스 변환기(14)는 제2 제어기(23)가 비상 작동시 나머지 버스 시스템(7, 24)으로부터 분리되는 방식으로 설계되는 것을 특징으로 하는 에어백 시스템용 스위치 모듈.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 정상 작동시 버스 시스템(7, 13, 24)과 연결되고 비상 작동시 버스 시스템으로부터 신호 기술적으로 커플링 해제되는 적어도 하나의 센서(3)가 제공되는 것을 특징으로 하는 에어백 시스템용 스위치 모듈.
제어기(23)와, 적어도 하나의 에어백 센서(1, 2)와, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 스위치 모듈(6)을 구비한 에어백 시스템.