KR20100095578A - 차량용 안전 수단을 제어하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

차량용 안전 수단을 제어하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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토마스 리히
알폰스 되르
요제프 콜랏첵
마르쿠스 히이머
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 차량용 안전 수단을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 하나 이상의 요잉 가속도 신호를 발생시키기 위한 센서가 제공된다. 평가 회로는 10㎳ 미만의 스캐닝 시간에 하나 이상의 요잉 가속도 신호를 스캐닝하기 위해 사용되고, 하나 이상의 스캐닝된 요잉 가속도 신호에 따라 제어 신호를 발생시키기 위해 사용된다.

Description

차량용 안전 수단을 제어하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING SECURITY MEANS FOR A VEHICLE}
본 발명은 차량용 안전 수단을 제어하기 위한 방법 또는 상응하는 장치에 관한 것이다.
DE 101 49 112 A1호에는 제지 시스템(restraint system)을 위한 릴리즈 결정을 형성하기 위한 방법이 이미 공지되어 있으며, 특히 소일 트립스(soil trips)가 다뤄진다. 소일 트립스는 차량이 스키드 과정에 따라 측방향으로 미끄러진 이후, 높은 마찰 계수를 갖는 지면, 예를 들어 도로에 인접한 비포장된 지면으로 빠져드는 상황을 의미한다. 릴리즈 결정은 주행 다이내믹 데이터에 따라 결정되며, 주행 다이내믹 데이터로서는 차량 횡방향 속도 및 차량 틸팅 운동과 관련한 플로팅 각도가 사용된다. 이 경우, 상응하는 임계값 비교에 의해 릴리즈 결정은 형성된다.
WO-2005/030536 A1호에 따라, 특히 오버롤 과정에서의 제지 시스템을 위한 릴리즈 결정을 형성하기 위한 방법이 이미 공지되어 있다. 이 경우, 릴리즈 결정은 주행 다이내믹 데이터에 따라 결정되며, 주행 다이내믹 데이터로서는 횡가속도와, 차량 종축을 중심으로한 회전율이 사용된다.
DE 10 2004 021 174 A1호에는 차량의 안전에 관련된 구성 요소를 위한 릴리즈 결정을 형성하기 위한 방법이 이미 공지되어 있으며, 릴리즈될 안전 시스템은 예방 조치로서 활성화된다. 이 경우, 제어는 사전 정의되고 적용 가능하며, 주행 안전에 문제가 되는 주행 다이내믹을 특성화하는 하나 이상의 임계값에 따라, 이러한 임계값이 운전자측의 출력 요구와 결합되는 방식으로 실행된다. 이 경우 언급된 주행 다이내믹 변수는 휠 회전수 센서, 요잉율 센서 또는 주변 센서와 같은 ABS 폐회로 제어 장치로 구성된 센서들이다. 이에 의해, 차량의 안전에 문제가 되는 주행 특성이 평가된다.
DE 100 61 040 A1호에는 ESP와 같은, 주행 다이내믹 폐회로 제어 장치의 신호에 따라 제지 수단을 제어하는 것이 공지되어 있다. 이 경우, 가역식 벨트 프리텐셔너의 릴리즈는 직접적으로, 안전에 문제가 되는 상황이 ESP에 의해 인식됨에 따라 실행된다.
WO-2004/094195 A1호에는 제지 시스템을 제어하기 위한 장치가 공지되며, 제지 수단의 제어는 주행 다이내믹 폐회로 제어 장치의 신호에 따라 실행된다. 이 경우, 중요 핵심으로서, 사고 센서의 신호의 임계값 비교시 하나 이상의 임계값에 영향을 미치도록 주행 다이내믹 폐회로 제어 장치의 신호가 사용되는 것이 언급된다.
WO-2005/073735 A1호에는 분포된 선형 가속도 센서의 신호에 의해 회전 정보를 결정하는 방법이 공지되어 있다. 이에 의해, 예를 들어 선형 가속도 정보에 기초하여 차량의 요잉을 결정하는 것이 가능해진다.
DE 10 2005 012 119 B4호에는 종가속도 및 횡가속도와 더불어 요잉 가속도도 사용하는 차량 사고 분석 장치가 공지된다. 충돌 후, 즉 릴리즈 결정이 내려진 이후, 충돌 매개 변수가 결정되는 것이 핵심이다. 결정된 매개 변수로서 충돌 위치와, 충돌력과, 충돌 각도가 언급된다.
선행 기술에 설명된 탑승자 보호 시스템은, 충돌 진행 과정 중에 작용하는 토크가 단지 불충분하게 측정되는 단점이 있다.
이에 반해 본 발명의 독립 청구항의 특징을 갖는, 차량용 안전 수단을 제어하기 위한 본 발명에 따른 방법 또는 본 발명에 따른 장치는 안전 수단을 위한 제어 신호를 형성하기 위해 일차로 요잉 가속도가 사용된다는 장점이 있다. 요잉 가속도는 예를 들어 요잉율과 비교하여 놀랄 만큼 많은 정보 즉, 요잉율이 제시할 수 없는 정보를 나타낸다. 이러한 추가의 정보에 의해 특히 후속 충돌의 충돌 시나리오에서 효과적인 보호가 달성될 수 있다. 이 경우, 예를 들어 제1 비릴리즈(non-release) 충돌이 존재하고, 이 충돌은 탑승자 보호 수단의 릴리즈를 필요로 하지 않을 만큼 약한 충돌이지만, 수직축을 중심으로 하는 토크가 유도되고, 이 토크는 위험할 수 있는 후속 충돌을 야기할 수 있는 경우가 고려될 수 있다. 이는 요잉 가속도의 평가를 통해 효과적으로 달성될 수 있다.
또한, 높은 스캐닝율 또는 10㎳ 미만의 짧은 스캐닝 주기를 갖는 요잉 가속도가 가능하다는 것이 장점이다. 따라서, 예를 들어 센서 신호가 버스(BUS)를 통해 에어벡 제어 장치에 도달하는 경우에 얻어지는 잠복기가 예를 들어 주행 다이내믹 폐회로 제어 장치에 의해 방지된다. 따라서, 이 경우 예를 들어 1㎳ 범위의 스캐닝 시간이 제공될 수 있고, 이와 같이 에어벡과 같은 비가역 제지 시스템의 알고리즘 평가 및 제어를 위한 유용한 입력 정보가 존재한다.
전체적으로, 선형 차량 운동의 모니터링에 추가로 충돌 상황에서의 요잉 가속도를 고려함으로써 이러한 차량 운동의 완전한 측정이 가능하다. 따라서, 특히 상술한 바와 같은 실제의 충돌 시나리오가 더욱 상세히 측정되고 이에 상응하게 더욱 명확하게 분류될 수 있다. 이러한 정보 내용은 탑승자 보호 수단 또는 안전 수단의 활성화를 위한 전체 전략을 포괄적으로 측정된 충돌 진행 상황에 상응하게 맞추고, 이에 따라 보호 작용을 전체적으로 향상시키기 위해 사용될 수 있다. 이에 의해, 필드에서의 견고성 및 신뢰도 상승이 달성될 수 있다. 또한, 예를 들어 차량 전복에 의한 충돌 진행 상황의 예측이 개선될 수 있고, 활성화될 제지 수단에 대한 릴리즈 요건은 상응하게 맞춰질 수 있다.
예를 들어 전방 충돌 시에 이른 충돌 단계에서의 각도 구성 요소에 의해, 충돌 판별을 위해 사용될 수 있는 확실한 요잉 가속도 신호가 발생한다. 이는 이미 표준화된 충돌 테스트에서 충돌 분류의 질이 상승될 수 있음을 나타낸다. 요잉 각도-요잉율 평면에서의 충돌 판별도 가능하고, 이는 가장 상이한 충돌 특징을 이용하여 충돌 진행 상황을 구분하기 위한 전위를 분명히 나타낸다.
본 발명에 기초하여, 다중 충돌, 충돌에서 유도된 전복(rollover), 사전의 스키드에 의해 발생한 측면 충돌, 또는 폭이 좁은 대상물에 대한 중심 외의 전방 충돌과 같은 실제의 충돌 시나리오들의 분류가 확실히 개선된다. 예상될 충돌 진행 상황은 적합한 보호 수단의 사용에 있어 개선되어 평가된다. 탑승자 보호 수단을 위한 점화(트리거링) 회로의 제어와 더불어, 제공되는 요잉 가속도 신호를 기초로 하여 조향이 선택되거나 휠이 선택되는 제동 개입을 제어하는 것도 가능하고, 이러한 제동 개입에 의해 차량은 가벼운 충돌시 안정화될 수 있으므로, 2차 충돌의 충돌 강도 및 충돌 가능성은 감소될 수 있다. 추가적으로, 중첩이 적은 충돌의 경우 탑승자의 부상 정도를 감소시키기 위해 충돌 상대편 대상에 걸리도록 하는 장치를 제어하는 것이 고려 가능하다.
요잉 가속도의 증가는 충돌 바로 이전뿐만 아니라 충돌 중에도 정보를 제공하도록 하는데, 이는 발생 가능한 후속 충돌을 위한 알고리즘 재조정을 가능하게 하고, 이에 따라 다중 충돌의 처리는 개선되며, 예를 들어 요잉율의 적분을 통해 요잉 각도가 얻어지고, 이에 의해 1차 충돌 이후의 차량의 배향과, 이에 따라 가능한 후속 결과를 위한 결정적인 정보가 얻어진다.
예를 들어 요잉 가속도 센서가 일체된 제어 장치를 차량 중심 부근에 장착하는 것이 바람직하다. 그러나, 기본적으로 각각의 다른 장착 위치도 적합한데, 이는 요잉 가속도 신호가 적합한 수학적 함수를 통해 중심으로 변환될 수 있기 때문이다.
분류 결과에 기초하여, 탑승자 위치 및 탑승자 운동의 모델을 통해 트리거링 시점은 영향을 받을 수 있다. 이는 예를 들어 조기에 또는 지연되어 실행될 수 있고, 또는 예를 들어 강한 차량 회전 운동이 유도되는 중첩이 적은 충돌시에 안전 수단의 보호 작용이 더 이상 주어지지 않는 경우에는 완전히 억제될 수도 있다. 이에 의해, 회전 발생에 의한 탑승자의 정면 에어벡의 가능한 도출이 방지된다. 이와 동시에, 이 경우에 더욱 용이한 측면 에어벡 또는 커튼 에어벡은 A-필러 상의 충돌로부터 탑승자의 신체를 보호하기 위해 활성화될 수 있다. 탑승자의 정면 및 측면에 상응하게 설계된 에어벡의 통합된 트리거링을 통해, 최대의 보호 작용이 달성되도록 에어벡의 운동에 의도한 대로 영향을 미치는 것도 가능하다.
여기서, 장치는 예를 들어 센서 신호를 처리하여 이에 따라 제어 신호를 발생시키는 제어 장치일 수 있다. 제어는 예를 들어 에어벡 또는 벨트 프리텐셔너 또는 충돌 능동형 머리 받침대(crash-active headrest)와 같은 수동식 제지 수단이나, 주행 다이내믹 폐회로 제어 장치 또는 제동 장치와 같은 능동식 탑승자 보호 수단과 같은 안전 수단의 활성화를 의미한다. 조향 개입도 이에 포함된다.
센서는 대체로 요잉율 센서이며, 이 경우, 컨버터를 통해 요잉 가속도 신호가 발생한다. 이 중 하나는 예를 들어 소프트웨어 기술을 통해 그리고/또는 하드웨어에 의해 구현되는 간단한 미분기이다. 하나 이상의 요잉 가속도 신호는 차량 수직축을 중심으로 한 요잉 가속도를 지시한다.
요잉 가속도의 스캐닝은 신호를 측정하기 위해 통신 기술에 따라 실행되는 스캐닝이다. 스캐닝 시간은 스캐닝율의 역이다. 이를 위해, 예를 들어 마이크로 컨트롤러 또는 다른 프로세서와 같은 평가 회로가 사용될 수 있다. 평가 회로를 위해서는 모든 가능한 하드웨어적 구현 및 소프트웨어적 구현이 고려될 수 있다.
제어 신호는 예를 들어 게이트 트리거 전류(gate trigger current)이지만, 이는 어떤 상응하는 보호 수단(여기서는 제동 장치)이 제어될 수 있는지를 다른 장치, 예를 들어 제어 장치에 전달하는 데이터 신호에 관한 것일 수도 있다. 따라서 이러한 "제어 신호"라는 개념의 의미는 매우 넓으며, 이는 예를 들어 개연성 추론 신호에 관한 것일 수도 있다.
종속항에 기재된 조치 및 실시예를 통해, 차량용 안전 수단을 제어하기 위한, 독립 청구항에 언급된 방법 및 독립 청구항에 언급된 장치의 바람직한 개선예가 가능하다.
제어 신호의 송신을 위해서, 데이터의 송신 및 수신을 위한 커뮤니케이션 인터페이스가 제공되는 것이 바람직하다. 이러한 커뮤니케이션 인터페이스는 하드웨어에 의해 그리고/또는 소프트웨어에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 이는 예를 들어 CAN-버스를 위한, 소위 버스 트랜시버(bus tranceiver) 또는 버스 컨트롤러로서 형성될 수 있다. 그러나, 이에 따라 커뮤니케이션 인터페이스가 외부 장치와 점대점 접속부(point to point connection)로서도 제공될 수 있는 것이 가능하다. 이에 따라, 예를 들어 제어 신호는 데이터로서, 예를 들어 주행 다이내믹 폐회로 제어 장치와 같은, 다른 제어 장치에 전달될 수 있으므로, 주행 다이내믹 폐회로 제어 장치는 차량을 2차 충돌 또는 다중 충돌의 위험에 대해 안정화하기 위한 조치를 취한다. 이는 "제어 신호"라는 개념의 의미의 폭을 나타내며, 이러한 제어 신호는 예를 들어 하나 또는 복수의 에어벡을 활성화하기 위한 게이트 트리거 전류일 수도 있다.
또한, 제어 신호가 제어 알고리즘에 의해 개연성 추론으로서 또는 임계값 간섭으로서 사용되는 장점이 있다. 즉, 예를 들어 가속도 신호 또는 롤링율 신호와 같은 다른 센서 신호, 고체 음파 신호 또는 공기압 신호에 따라, 탑승자 보호 수단이 안전 수단으로서 제어되어야 할지 말아야 할지, 어떤 탑승자 보호 수단이 안전 수단으로서 제어되어야 할지, 언제 탑승자 보호 수단이 안전 수단으로서 제어되어야 할지를 설정하는 제어 알고리즘이 존재한다. 이 경우, 제어 신호는 충돌이 존재하는지 또는 존재하지 않는지에 대한 개연성 추론으로서, 즉 적어도 센서와 관련한 독립된 평가 경로로서 사용된다. 더욱이, 제어 신호는 제어 알고리즘 내의 하나 또는 복수의 임계값에 영향을 미칠 수 있으며, 즉 이는 예를 들어 매우 위험한 상황이 존재함을 제어 신호가 표시하는 경우, 이러한 임계값의 활성화 또는 비활성화를 야기한다. 이 경우, 임계값은 탑승자 보호 수단의 조기 제어가 가능하도록 강하한다. 이러한 독립된 릴리즈 경로를 구현하기 위해, 제어 신호는 평가 회로를 통해 발생될 수 있으며, 이 경우, 이러한 독립성을 보장하기 위해 평가 회로가 제어 알고리즘도 계산하지는 않는다. 예를 들어, 이를 위해 듀얼 코어 프로세서가 사용될 수 있다. 이러한 독립된 릴리즈 경로의 각각의 구현이 가능하다. 상술한 바와 같이 여기서는 센서와 관련한 독립성이 충분하므로, 동일한 중앙 프로세서에서도 개연성 추론 및 제어 알고리즘이 계산될 수 있다.
더욱이, 요잉 가속도 신호 또는 이로부터 도출된 신호가 3차원 이상의 벡터에 입력되며, 이러한 도출된 신호는 요잉 가속도 신호일 수 있으며, 제어 신호가 이러한 하나 이상의 3차원 벡터의 분류에 따라 발생하는 것이 바람직하다. 3차원 이상의 벡터를 통해 매우 양호한 분류가 달성된다. 이러한 3차원 벡터는 3개의 구성 요소를 포함하며, 즉 센서 신호들로부터 도출된 3개의 특징을 포함하며, 요잉 가속도 신호는 이 센서 신호들 중 하나이다. 도출은 예를 들어 필터링, 적분, 평균값 형성, 다중 적분 등을 의미한다. 벡터에는 요잉 가속도 신호와 더불어 다른 회전 운동 신호도 입력될 수 있으며, 가속도 신호 또는 이로부터 도출된 신호도 입력될 수 있다. 벡터가 더 많은 구성 요소를 가질수록, 분류는 더 정확해 질 수 있다. 이러한 분류는 예를 들어 서포트-벡터 머신(support-vector machine), 마르코프 모델(markov-model)에서의 신경망(neuronal net), 결정 트리(decision tree), 진화 알고리즘(evolutionary algorithm), 가우스 과정(gaussian process) 또는 다른 형태의 학습에 기초한 분류 수단에 의해 분류될 수 있다. 3차원 이상의 분류를 사용하는 것은 차량 평면에서의 차량 충돌이라는 보편적인 관점에서, 충돌하는 차량의 운동 상태가 중심의 세로 운동 및 가로 운동과, 요잉 운동의 3개의 선형 독립의 상태 벡터를 통해 명확하게 설명되고, 이에 의해 현재 충돌 상태의 최선의 분류가 가능하다는 장점이 있다.
더욱이, 하나 이상의 요잉 가속도 신호 및 하나 이상의 추가 센서 신호에 따라 비릴리즈 충돌이 인식되고, 제어 신호에 따라 안전 수단이 제어되도록 평가됨으로써, 하나 이상의 후속 충돌에 대한 보호가 달성되는 것이 바람직하다. 이는 후속 충돌로부터 보호하기 위해 요잉 가속도 신호와, 예를 들어 가속도 신호와 같은 추가의 센서 신호가 어떻게 비릴리즈 충돌을 인식하고, 차량에서 이러한 비릴리즈 충돌이 유도하는 운동을 평가하는지를 설명한다.
더욱이, 하나 이상의 센서 신호로서 요잉 각도가 사용되는 것이 바람직하다. 즉, 이러한 요잉 각도는 이 경우, 차량이 어느 방향으로 배향되는지를 지시하므로, 이에 따라 어떤 탑승자 보호 수단이 후속 충돌을 위해 제어되어야 하는지가 가정된다. 이러한 후속 충돌을 위한 알고리즘의 활성화도 이러한 변수에 따라 실행될 수 있다.
더욱이, 이러한 제어 신호에 따라 추가의 센서 신호들 중 하나 이상이 평가되는 것이 바람직하다. 이는 요잉 가속도에 의해 제어 장치에서 연산된 다른 신호의 질이 개선됨을 의미한다. 예를 들어 회전 운동이 존재하는 경우, 이러한 회전을 통해 야기된 에러가 있는 신호 성분은 예를 들어 주변의 가속도 센서에 의해 계산될 수 있다.
더욱이, 하나 이상의 요잉 가속도 신호가 최소 분산법(minimal variant method)에 의해 결정되도록, 하나 이상의 요잉 가속도 신호가 발생하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 예를 들어 소위 RLS-추정량도 사용될 수 있다. 이에 따라 회전 가속도는 측정된 회전율 센서로부터 도출되고 최소 분산법은 이를 위해 사용된다. 이러한 최소 분산 추정량은 고주파 신호 성분의 증폭과 이에 따라 가속도 신호의 시간적 변화의 차선의 결정을 방지한다. 이러한 최소 분산 추정량의 특히 바람직한 특징은 소위, 최소 자승 추정량(least-square-estimator)이라는 것이다. 이러한 최소 자승 추정량은 순환적으로 형성된다. 이는 연산 시간에서의 절약을 가능하게 하고, 제어 장치 알고리즘에 의한 메모리를 가능하게 한다. 이 경우, 각각의 새로운 추정량에서 단지 가장 이후의 추정값만이 신호의 통계적 특성의 포함하에 보정되므로, 따라서 개념은 순환적으로 설명된다. 따라서 이러한 순환적 절차는 연산력을 절약한다. 순환적 최소 자승법은 예를 들어, 유. 키엔케와 엘. 닐슨(U. Kiencke and L. Nielsen)의 "자동차 제어 시스템"(Automotive Control System)[2004년, 스프링거(Springer) 출판사, 제2판]이라는 문헌에 설명되어 있다. 최소 분산 추정량 또는 최소 자승 추정량은 하드웨어 및/또는 소프트웨어에 의해 형성될 수 있다.
마지막으로, 평가 회로를 갖는 제어 장치 내에 센서가 장착되는 장점도 있다. 이는 센서의 신호를 고주파로 스캐닝하는 것을 가능하게 한다. 이에 따라 고주파 스캐닝은 10㎳ 미만의 스캐닝 시간으로 달성된다. 그러나 이는 더욱이 교란과 관련한 전자기 영향이 감소하는 장점이 있다. 또한 에어벡 제어 장치 내에 센서가 장착될 때 이러한 센서가 예를 들어 콘덴서 내의 저장된 전기 에너지를 통한 에어벡 제어 장치의 비상 전류 공급에 의해 이익을 얻는다는 장점이 있다. 이는 요잉 가속도 신호의 질과, 이의 신뢰도를 개선한다.
본문의 실시예들은 도면에 도시되고, 하기에 더 자세히 설명된다.
도 1은 연결된 구성 요소들을 갖는, 본 발명에 따른 장치를 도시한 블록 회로도이다.
도 2는 전형적인 사고 상황을 도시한 도면이다.
도 3은 신호 흐름도를 도시한 도면이다.
도 4는 흐름도를 도시한 도면이다.
도 5는 추가의 신호 흐름도를 도시한 도면이다.
도 6은 추가의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 7은 추가의 신호 흐름도를 도시한 도면이다.
도 8은 어떤 센서 신호가 알고리즘에 입력되는지에 대한 하나의 예를 도시한 도면이다.
도 1에는 연결된 구성 요소들을 갖는, 본 발명에 따른 장치의 블록 회로도가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 장치로서의 에어벡 제어 장치(ABSG)는 마이크로컨트롤러(μC)로서 형성된 평가 회로를 포함하며, 이 평가 회로는 센서 신호를 처리하여 이에 따라, 점화 회로(FLIC)가 센서 신호에 따라 에어벡 또는 벨트 프리텐셔너와 같은 탑승자 보호 수단(PS)을 제어하도록 이 점화 회로를 제어한다. 또한 평가 회로(μC)는 인터페이스(IF3)를 통해 제어 신호를 추가의 제어 장치(ESPSG), 즉 주행 다이내믹 폐회로 제어 장치에 전달할 가능성이 있으므로, 주행 다이내믹 폐회로 제어 장치는 이러한 제어 신호에 따라 이 제어 신호에 상응하게 제동 시스템(ABS) 또는 주행 다이내믹 폐회로 제어 장치(ESP)를 제어하거나 조향 각도(LW)를 제어한다.
센서 신호는 한편으로는 인터페이스(IF2)를 통해 제어 장치(ABSG) 내에서 제공되고, 다른 한편으로는 센서(ESP-S)로부터 직접 제공된다. 센서(ESP-S)는 통상적으로 ESP-제어 장치 내에 배치된, 소위 "ESP-센서"이다. 이러한 센서는 예를 들어 요잉율(ωz)과, 공간 방향의 가속도지만 낮은 가속도에 대한 공간 방향의 가속도와, 롤링율(ωx)과, 피칭율(ωy)을 제공한다. 낮은 가속도는 예를 들어 3g 미만을 의미하며, 이에 따라 예를 들어 30g 이하의 가속도를 측정하는 에어벡 제어 장치용 가속도 센서로 정의될 수 있다. 상술한 바와 같이, 이러한 센서는 이러한 센서값의 높은 스캔율을 가능하게 하도록 에어벡 제어 장치(ABSG) 내에 배치되므로, 이러한 신호들의 고려가 가장 신속하게 실행될 수 있다. 에어벡 제어 장치(ABSG)와 주행 다이내믹 폐회로 제어 장치(ESPSG)를 하나의 제어 장치에 융합하는 것이 가능하다.
인터페이스(IF2, IF3)와, 마찬가지로 점화 회로(FLIC)도 제어 장치(ABSG) 내의 시스템-ASIC에 통합될 수 있으며, 즉 하나 이상의 집적 회로에서 통합될 수 있다. 이러한 시스템-ASIC에서는 예를 들어 점화 회로(FLIC)를 위한 게이트 트리거 전류에도 적용되는 에너지 공급과 같이, 제어 장치(ABSG)의 다른 추가 함수들도 존재할 수 있다. 인터페이스(IF2 및 IF3)는 소프트웨어에 의해서도 형성될 수 있다.
제어 장치(ABSG)의 작동에 필요한 추가 구성 요소는 편의상 생략되었다. 제어 장치(ESPSG)에서 구성 요소는 완전히 생략되었고, 여기서는 인터페이스와, 제어 신호에 따른 제어를 위한 결정을 내리는 프로세서가 함수를 위해 필요하다. 센서(ESP-S)의 센서 신호도 처리되기 위해 에어벡 제어 장치(ABSG)로부터 주행 다이내믹 제어 장치(ESPSG)로 전달될 수 있다.
에어벡 제어 장치(ABSG)는 자신의 하우징 내에, 예를 들어 충돌을 측정하기 위한 가속도 센서와 같은 추가 센서를 포함할 수 있다. 그러나, 여기서 이러한 센서들은 소위 센서 제어 장치(DCU) 내에 배치되며, 즉 회전율 센서(D), 가속도 센서(A), 고체 음파 센서(K)들이 상기 센서 제어 장치 내에 배치된다. 이러한 센서들은 인터페이스(IF1)를 통해 에어벡 제어 장치(ABSG) 내의 인터페이스(IF2)에 전달된다. 이러한 센서 제어 장치로의 분배는 에어벡 제어 장치가 더욱 자유롭게 위치 설정 가능하다는 장점이 있다. 이 경우, 센서 제어 장치(DCU)는 예를 들어 차량 터널 상에 배치될 수 있으며, 센서 측정값을 다른 제어 장치에도 제공할 수 있다. 센서들은 대개 마이크로메카닉 방식으로 제조되며, 센서 제어 장치(DCU) 내에는 예를 들어 필터링, 적분 등과 같이 센서 신호의 사전 처리도 제공될 수 있다. 인터페이스로서는 예를 들어 전류 인터페이스가 사용될 수 있으며, 데이터는 예를 들어 맨체스터 인코딩(manchester encoding)으로서 대기 전류로 변조된다.
도 2에는 전형적인 사고 상황이 도시되어 있다. 차량(FZ)은 전방에서 측면(KO)으로 장애물(K1)과 충돌한다. 이는 토크, 즉 요잉 가속도를 방향(GW)으로 유도한다. 주행 방향은 도면 부호 "X"로 표시된다. 이러한 토크는 적어도 장애물(H2 및 H3)들 중 하나에 후속 충돌 형태로 충돌 가능하도록 차량(FZ)이 회전하는 위험을 내포한다. 이 경우, 추가의 결과로서 재차 장애물(H1)과 추가로 충돌할 수 있다.
이렇게 하여, 본 발명의 목적은 후속 충돌에 대비하기 위해 비릴리즈 충돌을 나타낼 수 있는, 장애물(H1)과의 충돌을 센서 데이터에 제공하는 것이다. 이를 위해, 특히 요잉 가속도는 적합한 센서 신호이다.
도 3에는 어떻게 여러 가지 센서 신호들이, 이 경우 분류되어 제어 신호를 유도하는 하나의 벡터로 요약되는지가 신호 흐름도로 도시되어 있다. 요잉율 센서(GRS)는 신호(ωz)를 발생시킨다. 신호(ωz)는 요잉 가속도(
Figure pct00001
z)를 발생시키기 위해 제1 컨버터(W1)에서 미분된다. 이를 위해, 상술한 바와 같이 시간에 따라 도출되는 최소 분산 추정량이 사용될 수 있다. 이 경우, 이러한 요잉 가속도(
Figure pct00002
z)는 벡터 형성기(VE)에 입력된다. 마찬가지로 벡터 형성기에는 요잉율(ωz) 자체가 입력될 수 있다. 또한 제2 컨버터(W2)에서 요잉율(ωz)이 적분 또는 합산을 통해, 마찬가지로 벡터(VE)에 입력되는 요잉 각도(αz)로 변환되는 것이 가능하다. 가속도 센서(BSESP)를 통해 발생되는 가속도 신호(ax 및 ay 또는 az)와 같은 추가의 신호들은 적분기(I1)에서 속도(vx, vy, vz)로 적분되어 마찬가지로 벡터(VE)에 입력된다. 또한 롤링율 센서(WRS-ESP)로부터 롤링율(ωx)과 적분된 롤링율, 즉 롤링율 각도(αx)가 벡터(VE)에 입력될 수 있다. 이는 어느 정도는 도시된 구성 요소로서 벡터(VE)에 입력될 수 있다. 마찬가지로 피칭율 및 이로부터 도출된 변수도 상응하게 고려되는 것이 가능하다.
이러한 벡터(VE)는 분류(KL) 내에서 분류된다. 이를 위해 상술한 분류 알고리즘이 사용 가능하다. 이 경우, 분류에 의해 제어 신호(AS)가 결정될 수 있다. 이 경우, 이러한 제어 신호는 수동식 탑승자 보호 수단(PS)을 제어하거나 제어 신호를 주행 다이내믹 폐회로 제어 장치에 전달하기 위해 사용될 수 있으므로, 이러한 차량을 안정화하기 위해 차량에의 개입이 발생한다.
도 4에는 본 발명에 따른 방법이 어떻게 진행되는지가 흐름도로 도시되어 있다. 진행 단계(400)에서 요잉 가속도는 상기에 나타난 형태 및 방식으로 발생한다. 즉 아날로그 센서 신호는 요잉 가속도를 얻기 위해 아날로그식으로 미분된다. 이러한 아날로그 미분은 예를 들어 당업자에게 공지된, 저항 및 콘덴서를 갖는 연산 증폭기 회로를 통해 구현된다. 진행 단계(401)에서 이러한 요잉 가속도는 스캐닝된다. 우선 센서 신호가 스캐닝된 후, RLS 또는 다른 디지털 미분기에 의해 디지털식으로 요잉 가속도가 결정되는 것이 가능하다.
진행 단계(402)에서 도 3에 도시된 바와 같이 분류가 실행된다. 이후, 진행 단계(403)에서는 제어 신호가 발생되어, 수동식 탑승자 보호 수단을 제어하거나 능동식 탑승자 보호 수단을 제어하기 위해 상응하는 형태 및 방식으로 추가 처리되며, 이 두 탑승자 보호 수단은 안전 수단으로서 요약된다. 제어 신호는 예를 들어 임계값에 영향을 미치기 위해, 알고리즘의 함수를 연결하거나 차단하기 위해, 또는 개연성 추론으로서 쓰여지기 위해 제어 알고리즘 내에서도 사용될 수 있다.
도 5에는 이러한 적용이 추가의 신호 흐름도로 도시되어 있다. 요잉 가속도(
Figure pct00003
z)는 요잉 가속도와, 상황에 따라서는 추가의 센서 신호에 의해 제어 알고리즘(501)이 영향을 받아야하는지를 결정하여, 영향을 받아야할 경우에는 영향을 미치기 위해 블록(500)에 입력된다. 이는 예를 들어 하나 이상의 임계값에 의한 영향을 통해 알고리즘(501)에서 발생할 수 있으며, 또는 개연성 추론 결정 또는 함수의 연결 및 차단으로서 발생할 수도 있다. 제어 알고리즘 자체는 예를 들어 가속도(ax, ay) 또는 이의 적분된 값(vx, vy)과 같은 충돌 신호, 또는 이의 적분된 값, 즉 사전 변위를 처리한다. 외부에 장치된 가속도 센서(PAS 및 PPS)의 신호 또는 마찬가지로 고체 음파 센서의 신호도 제어 신호(502)를 형성하기 위해 제어 알고리즘(501)에서 처리될 수 있다. 여기서 제어 알고리즘은 2차원으로 분석될 수 있으며, 예를 들어 사전 변위 및 속도 강하는 하나의 그래프 내에서 서로 분석될 수 있다.
도 6에는 본 발명에 따른 방법의 추가 적용예가 도시되어 있다. 진행 단계(600)에서는 충돌 신호, 예를 들어 가속도 신호가 얻어진다. 진행 단계(602)에서는 충돌 신호에 의해 릴리즈 충돌 또는 비릴리즈 충돌이 존재하는지가 결정된다. 릴리즈 충돌이 존재하는 경우, 진행 단계(601)에서는 탑승자 보호 수단의 제어가 실행된다. 비릴리즈 충돌이 존재하는 경우, 진행 단계(603)에서는 에어벡 제어 장치 내에서 센서에 의해 발생되는 ESP-신호의 평가가 실행된다. 이 경우, 요잉 가속도가 사용된다. 요잉 가속도에 의해 진행 단계(604)에서는 주행 상황이 평가되어 상응하는 보호 조치가 시작된다. 예를 들어 차량을 안정화하는 조치 또는 후속 충돌시 차량 탑승자를 최적으로 보호하기 위한 예방 보호 조치도 이의 일부이다.
도 7에는 본 발명에 따른 방법에 대한 추가의 신호 흐름도가 도시되어 있다. 이 경우, 신호들은 요잉 가속도(z)에 따라 측면 충돌을 측정하기 위한, 외부에 장치된 가속도 센서(PAS) 및 공기압 센서(PPS)에 의해 블록(700)에서 보정되므로, 신호(PAS-KOR 및 PPS-KOR)가 존재한다. 회전 가속도에 의해 재차 계산될 수 있는 신호 성분은 선형 가속도 센서 내에서 회전 운동을 통해 유도된다. 이러한 보정은 경우에 따라서는 임계값 비교시 가속도 센서의 낮은 측정값에 부정적으로 작용하는 것을 방지한다. 따라서 요잉 가속도에 기초한 보상이 제공되는 것이 바람직하다.
도 8에는 어떤 센서 신호가 예를 들어 제어 알고리즘에 입력되는지가 신호 흐름도로 도시되어 있다. 충돌 감지를 위해 중앙 센서가 가속도(ECUX 또는 ECUY 그리고 ECU_XRD 또는 YRD)와 관련하여 사용된다. "ECU_XRD" 및 "ECU_YRD"에 의해서는 "ECUX" 또는 "ECUY"의 반대의 방향으로 감지하는 가속도 센서가 표시된다. 이러한 센서는 대체로 개연성 추론을 위해 사용된다.
주변 센서로서는 업프론트 센서(upfront sensor)(UFSL, UFSR)가 사용되고, 측면 센서로는 PAS-FL, PAS-RR 또는 공기압 센서(PPS_FL, PPS_RR)가 사용된다. 이러한 센서 신호는 다중으로도 존재할 수 있다. 마찬가지로 보행자 보호 센서(EPD)의 신호가 사용된다. 또한 전복 감지의 신호가 사용되며, 즉 낮은 가속도에 대해 구성된 가속도 센서의 신호 또는 롤링율이 사용되는데, 자세히 말해 이는 차량 횡방향으로 그리고 차량 수직 방향으로 사용된다. 고체 음파 센서(BSS)의 신호도 알고리즘에 입력될 수 있다. 본 발명에 따라 ESP-관성 센서의 신호, 즉 ESP_요잉율과, ESP_GX/Y/Z와, ESP_롤링율과, ESP-피칭율(ωy)이 사용된다. 추가의 센서 신호가 사용될 수 있다. 이는 하나의 선택 사항을 나타낼 뿐이며, 차량 유형 및 장비에 따라 이러한 다소 간의 센서 신호가 사용될 수 있다는 것이 당업자에게 명백하다.
예를 들어 에어벡 제어 장치 내의 마이크로컨트롤러로 진행되는 알고리즘(800)은 도시된 소프트웨어 모듈들 중 몇몇을 포함한다. 전방 충돌을 다루는 전방 충돌 모듈(801)은 이의 일부이다. 더욱이, 측면 충돌을 다루는 측면 충돌 모듈(802)도 이의 일부이다. 전복 모듈(803)도 제공된다. 이를 위해 당업자는 선행 기술로부터 공지된 방법을 사용한다.
추가의 소프트웨어 모듈(804)은 예를 들어 본 발명에 따라 설명된 가벼운 충돌 검출과 같은 추가의 함수를 포함한다. 가벼운 충돌은 예를 들어 비릴리즈 충돌, 즉 전방측, 전복 또는 예를 들어 후방 충돌 하에 포괄될 수 없는 충돌이다. 더욱이 본 발명에 따라 복수의 특징들, 즉 3개 이상의 특징들이 분류를 위해 사용되며, 예를 들어 200㎐ 이하의 낮은 주파수에서의 특징들도 분류를 위해 사용된다. 출력부(805)에서는 상응하는 탑승자 보호 수단을 위한 제어 신호가 발생한다. 이러한 알고리즘은 상술한 바와 같이 특히 능동식 탑승자 보호 수단의 제어를 위해서도 추가의 모듈을 포함할 수 있다.

Claims (10)

  1. 차량(FZ)용 안전 수단(PS, ABS, ESP, LW)을 제어하기 위한 방법이며, 이 방법은
    - 센서(ESP-S)에 의해 하나 이상의 요잉 가속도 신호(z)가 발생하는 단계와,
    - 10㎳ 미만의 스캐닝 시간으로 하나 이상의 요잉 가속도 신호(
    Figure pct00006
    z)가 스캐닝되는 단계와,
    - 하나 이상의 요잉 가속도 신호(
    Figure pct00007
    z)에 따라 제어 신호가 발생하는 단계를 갖는 안전 수단 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제어 신호의 송신을 위해, 데이터의 송신 및 수신을 위한 커뮤니케이션 인터페이스(IF3)가 제공되는 것을 특징으로 하는 안전 수단 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서, 제어 신호는 제어 알고리즘(800)에 의해 개연성 추론으로서 또는 임계값 간섭으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 안전 수단 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서, 하나 이상의 요잉 가속도 신호(
    Figure pct00008
    z)로부터 도출된 하나 이상의 신호가 3차원 이상의 벡터(VA)에 입력되며, 제어 신호는 이러한 3차원 벡터(VA)의 분류에 따라 발생하는 것을 특징으로 하는 안전 수단 제어 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 요잉 가속도 신호(
    Figure pct00009
    z) 및 하나 이상의 추가 센서 신호에 따라 비릴리즈 충돌이 인식되고 평가됨으로써, 안전 수단(PS, ABS, ESP, LW)은 하나 이상의 후속 충돌에 대한 보호가 달성되도록 제어 신호에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 안전 수단 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서, 하나 이상의 추가 센서 신호로서 요잉 각도(αz)가 사용되는 것을 특징으로 하는 안전 수단 제어 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 신호에 따라 추가의 센서 신호들 중 하나 이상이 평가되는 것을 특징으로 하는 안전 수단 제어 방법.
  8. 제1항에 있어서, 하나 이상의 요잉 가속도 신호(
    Figure pct00010
    z)가 최소 분산법에 의해 결정되도록, 하나 이상의 요잉 가속도 신호(
    Figure pct00011
    z)가 발생하는 것을 특징으로 하는 안전 수단 제어 방법.
  9. 차량(FZ)용 안전 수단(PS, ABS, ESP, LW)을 제어하기 위한 장치이며, 이 장치는
    - 하나 이상의 요잉 가속도 신호(
    Figure pct00012
    z)를 발생하기 위한 센서(ESP-S)와,
    - 10㎳ 미만의 스캐닝 시간으로 하나 이상의 요잉 가속도 신호(
    Figure pct00013
    z)를 스캐닝하고, 하나 이상의 요잉 가속도 신호(
    Figure pct00014
    z)에 따라 제어 신호를 발생시키기 위한 평가 회로(μC)를 포함하는 안전 수단 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서, 센서(ESP-S)는 평가 회로(μC)를 갖는 제어 장치(ABSG) 내에 장착되는 것을 특징으로 하는 안전 수단 제어 장치.
KR1020107012658A 2007-12-10 2008-10-23 차량용 안전 수단을 제어하기 위한 방법 및 장치 KR20100095578A (ko)

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