KR20110105916A - 통합 에어백 전자 제어 유닛 - Google Patents

통합 에어백 전자 제어 유닛 Download PDF

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Abstract

차체의 횡가속도를 감지하는 G-센서부; 차체가 회전할 때의 각속도를 감지하는 요 레이트 감지부; 및 상기 G-센서부 및 상기 요 레이트 감지부에 연결되어 상기 G-센서부 및 상기 요 레이트 감지부에 의해 감지된 횡가속도 및 각속도를 수신하는 보조 제어부; 에어백을 팽창시키는 인플레이터 구동부; 및 상기 보조 제어부와 통신을 수행하여 상기 보조 제어부로부터 상기 횡가속도 및 각속도를 전달받아 전자제어현가장치에 주기적으로 전송하고, 상기 횡가속도 및 각속도에 의해 충격이 감지되는 경우 상기 인플레이터 구동부를 제어하여 상기 에어백을 작동시키는 주제어부를 포함하는 통합 에어백 전자 제어 유닛이 제공된다.

Description

통합 에어백 전자 제어 유닛{INTEGRATED AIR BAG ELECTRONIC CONTROL UNIT}
본 발명은 차량용 에어백 전자제어유닛(Electronic Control Unit: ECU)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 요 레이트 및 G 센서가 일체로 통합된 통합 에어백 전자 제어 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 에어백 시스템은 차량에 설치되는 안전시스템 중 하나이다. 이러한 에어백 시스템은 충돌 시 탑승자가 차량 내부에 부딪히거나 차량 밖으로 튀어나가는 것을 방지한다.
보통 에어백은 핸들의 중앙 부분에 내장되어 있으며, 자동차가 충돌하면 순간적으로 부풀어 올라 운전자의 몸을 보호하는 쿠션 역할을 한다. 에어백은 충격을 완화시켜 주며, 팽창한 뒤에 바로 축소되어 탑승자의 편하게 호흡할 수 있도록 하고, 몸을 쉽게 움직일 수 있도록 한다. 이와 같이 에어백은 자동차 사고 시 탑승자의 생명을 보호해 주는 중요한 장치로서, 차량 장착 전에 수많은 테스트를 수행하여 에어백의 터짐 조건들을 정확하게 설정하여 안전성을 확보해야 한다. 에어백 전자제어유닛은 차량에 탑재되는 여러가지 전자제어유닛중에 에어백의 동작을 제어하기 위한 전자제어 유닛이다.
도 1은 종래의 에어백 전자 제어 유닛을 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면 종래의 에어백 전자 제어 유닛(10)은 전원 공급부(11), 인플레이터 구동부(12), 통신부(13), 스위치(14), G-센서부(15), 주제어부(16)를 포함하여 구성된다. G-센서부(15)는 차량의 일측 방향으로의 쏠림을 측정하는 횡 가속도 측정센서이다. 즉, G-센서부(15)는 원심력에 의한 차량의 회전 반경 방향으로의 쏠림에 의해 발생되는 횡 가속도를 측정한다.
인플레이터 구동부(12)는 차량의 충돌시의 강약에 따라서 충돌이 강한 상태이면 고압으로 가스를 발생시켜 신속하고 강력하게 에어백을 팽창시키도록 인플레이터를 제어하며, 충돌이 비교적 약한 상태이면 저압으로 가스를 발생시킴으로써 에어백의 팽창에 의하여 운전자 또는 운전자가 상처를 입는 것을 방지하고 있다.
주제어부(16)는 G-센서부(15)로부터 수신되는 횡가속도를 미리 설정된 기준치와 비교하여 임계치 이상이 되는 경우, 차량에 충돌이 발생한 것으로 판단하고, 인플레이터 구동부(12)에 제어신호를 출력한다. 이에 따라, 인플레이터 구동부(12)는 에어백을 팽창시키기 위한 작동 기체 팽창 장치인 인플레이터(Inflator)를 구동시키고, 인플레이터에서 폭발이 발생하여 폭발된 가스로 인해 에어백이 순간적으로 부풀게 된다.
도 2는 종래의 요 레이트-G 센서 전자 제어 유닛을 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면 종래의 요 레이트 및 G-센서 전자 제어 유닛(20)은 센서 전원 공급부(21), 통신부(22), G-센서부(23), 요 레이트 감지부(24), 제어부(25)를 포함하여 구성될 수 있다.
G-센서부(23)는 차량의 일측 방향으로의 쏠림을 측정하는 횡 가속도 측정센서이다. 즉, G-센서부(23)는 원심력에 의한 차량의 회전 반경 방향으로의 쏠림에 의해 발생되는 횡 가속도를 측정한다.
요 레이트 감지부(24)는 차량이 Z축(수직축)을 기준으로 회전할 때의 각속도를 측정하는 각속도 측정센서이다. 즉, 요 레이트 감지부(24)는 차량이 코너 등을 주행할 때 미끄러짐으로써 차량의 Z축을 기준으로 발생되는 요 모멘트(yaw moment)에 의한 차량의 회전 각속도를 측정한다.
제어부(25)는 G-센서부(23) 및 요 레이트 감지부(24)에서 감지된 횡가속도와 각속도를 통신부(22)를 통해 차량의 전자 현가 제어장치(미도시됨)에 송신한다.
전자 현가 제어장치는 차량의 급가속 및 급제동 또는 코너링 때 차량의 미끄러짐에 의해 발생되는 차량의 회전 각속도와 횡 가속도에 대한 정보를 상기 제어부(25)로부터 전달받아 각 바퀴에 가해지는 제동력을 선택적으로 작동시킴으로써 차량의 자세를 안정적으로 유지시키게 된다.
상술한 바와 같이 종래에는 에어백 전자 제어 유닛과 요 레이트 및 G-센서 전자 제어 유닛이 개별적으로 구현되어 차량에 탑재되어 있다. 그렇지만, 에어백 전자 제어 유닛과 요 레이트 및 G-센서 전자 제어 유닛의 각 구성을 살펴보면 공용부분이 존재함을 알 수 있다. 따라서, 해당 공용부분을 기반으로 하여 종래에 사용되던 에어백 전자 제어 유닛과 요 레이트 및 G-센서 전자 제어 유닛의 기능을 통합화하기 위한 설계가 가능할 경우 부품수 절감 및 유지 보수 성능의 향상을 기대할 수 있을 것이다.
본 발명은 요 레이트 및 G-센서 전자 제어 유닛의 기능이 일체로 통합된 통합 에어백 전자 제어 유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일측면에 의하면, 차체의 횡가속도를 감지하는 G-센서부; 차체가 회전할 때의 각속도를 감지하는 요 레이트 감지부; 및 상기 G-센서부 및 상기 요 레이트 감지부에 연결되어 상기 G-센서부 및 상기 요 레이트 감지부에 의해 감지된 횡가속도 및 각속도를 수신하는 보조 제어부; 에어백을 팽창시키는 인플레이터 구동부; 및 상기 보조 제어부와 통신을 수행하여 상기 보조 제어부로부터 상기 횡가속도 및 각속도를 전달받아 전자제어현가장치에 주기적으로 전송하고, 상기 횡가속도 및 각속도에 의해 충격이 감지되는 경우 상기 인플레이터 구동부를 제어하여 상기 에어백을 작동시키는 주제어부를 포함하는 통합 에어백 전자 제어 유닛이 제공된다.
상기 통합 에어백 전자 제어 유닛은 상기 주제어부와 상기 전자제어현가장치의 통신을 수행하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
상기 통신부는 CAN(Controller Area Network) 통신 모듈일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 종래에 개별적으로 구현되어 있던 에어백 전자 제어 유닛과 요 레이트 및 G-센서 전자 제어 유닛을 하나의 유닛으로 구현하여 차량에 탑재되게 하였다. 이렇게 함으로써 종래에 에어백 전자 제어 유닛과 요 레이트 및 G-센서 전자 제어 유닛이 개별적으로 구현되었을 때에 비하여 공용부품에 해당하는 부품 및 PCB를 줄일 수 있어 원가를 낮출 수 있으며, 유지 보수의 성능도 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 에어백 전자 제어 유닛을 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 요 레이트-G 센서 전자 제어 유닛을 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 통합 에어백 전자 제어 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 통합 에어백 전자 제어 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 통합 에어백 전자 제어 유닛(100)은 센서 전원 공급부(110), G-센서부(120), 보조 제어부(130), 요 레이트 감지부(140), 전원 공급부(150), 인플레이터 구동부(160), 통신부(170), 스위치(180), 주제어부(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
센서 전원 공급부(110), G-센서부(120), 요 레이트 감지부(140)는 보조 제어부(130)에 연결되어 있다. 전원 공급부(150), 인플레이터 구동부(160), 통신부(170), 스위치(180)는 주제어부(190)에 연결되어 있다.
센서 전원 공급부(110)는 보조 제어부(130)에 필요한 전원을 공급한다.
G-센서부(120)는 차체에 설치된다. 이러한 G-센서부(120)는 차량의 일측 방향으로의 쏠림을 측정하는 횡 가속도 측정센서이다. 즉, G-센서부(120)는 원심력에 의한 차량의 회전 반경 방향으로의 쏠림에 의해 발생되는 횡 가속도를 측정한다.
요 레이트 감지부(140)는 차량이 Z축(수직축)을 기준으로 회전할 때의 각속도를 측정하는 각속도 측정센서이다. 즉, 요 레이트 감지부(140)는 차량이 코너 등을 주행할 때 미끄러짐으로써 차량의 Z축을 기준으로 발생되는 요 모멘트(yaw moment)에 의한 차량의 회전 각속도를 측정한다.
보조 제어부(130)는 G-센서부(120)로부터 감지된 차체의 횡가속도를 수신하고, 요 레이트 감지부(140)로부터 감지된 각속도를 주기적으로 수신(또는 수집)한다. 보조 제어부(130)는 G-센서부(120), 요 레이트 감지부(140)의 입력을 받아 주제어부(190)에 전달한다.
전원 공급부(150)는 주제어부(190)에 필요한 전원을 공급한다.
인플레이터 구동부(160)는 에어백을 팽창시키기 위한 작동 기체 팽창 장치인 인플레이터(Inflator)를 포함한다. 인플레이터 구동부(160)는 센서에 의해 충돌이 감지되면 인플레이터에서 폭발이 발생하며, 폭발된 가스로 인해 에어백이 순간적으로 부풀게 된다. 충돌부터 에어백이 완전 작동되는 시간은 보통 50/1000초 정도의 짧은 시간이다.
인플레이터 구동부(160)는 차량의 충돌시의 강약에 따라서 충돌이 강한 상태이면 고압으로 가스를 발생시켜 신속하고 강력하게 에어백을 팽창시키도록 인플레이터를 제어하며, 충돌이 비교적 약한 상태이면 저압으로 가스를 발생시킴으로써 에어백의 팽창에 의하여 운전자 또는 운전자가 상처를 입는 것을 방지하고 있다.
예컨대, 위와 같이 고압 또는 저압으로 가스를 팽창시키기 위하여 각각 분리된 챔버에서 폭발이 발생되는 듀얼 스테이지 인플레이터(Dual Stage Inflator)가 사용될 수 있다.
통신부(170)는 주제어부(190)의 제어를 받으며, 주제어부(190)가 보조 제어부(130)를 통해 G-센서부(120) 및 요 레이트 감지부(140)에서 감지된 횡가속도 및 각속도를 수신하여 차량의 전자 현가 제어장치(미도시됨)에 송신한다. 상기 통신부(170)는 CAN(Controller Area Network) 통신 모듈일 수 있다.
스위치(180)는 주제어부(190)의 기동 및 동작을 조작하기 위한 사용자 신호를 입력할 수 있다.
주제어부(190)는 보조 제어부(130)와 통신을 수행하여 보조 제어부(130)가 G-센서부(120), 요 레이트 감지부(140)의 동작을 제어하여 G-센서부(120), 요 레이트 감지부(140)로부터 횡가속도 및 각속도를 수신할 수 있게 한다.
주제어부(190)는 보조 제어부(130)와의 통신을 통해 G-센서부(120), 요 레이트 감지부(140)에 의해 감지된 횡가속도 및 각속도를 수신하여 주기적으로, 통신부(170)를 통해 차량의 전자 현가 제어장치(미도시됨)에 송신한다.
아울러, 주제어부(190)는 보조 제어부(130)로부터 수신되는 횡가속도 및 각속도를 미리 설정된 기준치와 비교하여 차량의 움직임이 있는지 여부를 판단하고, 차량의 움직임이 있는 경우, 횡가속도 및 각속도의 특성에 따라 좌측 또는 우측에서 차량의 움직임이 발생되었는지 여부를 판단할 수 있다.
아울러, 주제어부(190)는 보조 제어부(130)로부터 수신되는 횡가속도 및 각속도를 미리 설정된 기준치와 비교하여 임계치 이상이 되는 경우, 차량에 충돌이 발생한 것으로 판단하고, 인플레이터 구동부(160)에 제어신호를 출력한다. 이에 따라, 인플레이터 구동부(160)는 에어백을 팽창시키기 위한 작동 기체 팽창 장치인 인플레이터(Inflator)를 구동시키고, 인플레이터에서 폭발이 발생하여 폭발된 가스로 인해 에어백이 순간적으로 부풀게 된다.
주제어부(190)는 보조 제어부(130)로부터 수신되는 횡가속도 및 각속도에 기반하여 차량의 충돌시의 강약을 판단하고, 판단 결과에 따라 충돌이 강한 상태이면 고압으로 가스를 발생시켜 신속하고 강력하게 에어백을 팽창시키도록 인플레이터 구동부(160)를 제어하며, 충돌이 비교적 약한 상태이면 저압으로 가스를 발생시키도록 인플레이터 구동부(160)를 제어한다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
10 : 에어백 전자 제어 유닛 11 : 전원 공급부
12 : 인플레이터 구동부 13 : 통신부
14 : 스위치 15: G-센서부
20 : 요 레이트 및 G-센서 전자 제어 유닛
21 : 센서 전원 공급부 22 : 통신부
23: G-센서부 24 : 요 레이트 감지부
25 : 제어부 100 : 통합 에어백 전자 제어 유닛
110 : 센서 전원 공급부 120 : G-센서부
130 : 보조 제어부 140 : 요 레이트 감지부
150 : 전원 공급부 160 : 인플레이터 구동부
170 : 통신부 180 : 스위치

Claims (3)

  1. 차체의 횡가속도를 감지하는 G-센서부;
    차체가 회전할 때의 각속도를 감지하는 요 레이트 감지부; 및
    상기 G-센서부 및 상기 요 레이트 감지부에 연결되어 상기 G-센서부 및 상기 요 레이트 감지부에 의해 감지된 횡가속도 및 각속도를 수신하는 보조 제어부;
    에어백을 팽창시키는 인플레이터 구동부; 및
    상기 보조 제어부와 통신을 수행하여 상기 보조 제어부로부터 상기 횡가속도 및 각속도를 전달받아 전자제어현가장치에 주기적으로 전송하고, 상기 횡가속도 및 각속도에 의해 충격이 감지되는 경우 상기 인플레이터 구동부를 제어하여 상기 에어백을 작동시키는 주제어부를 포함하는 통합 에어백 전자 제어 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 주제어부와 상기 전자제어현가장치의 통신을 수행하는 통신부를 더 포함하는 통합 에어백 전자 제어 유닛.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 통신부는 CAN(Controller Area Network) 통신 모듈인 것을 특징으로 하는 통합 에어백 전자 제어 유닛.
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