KR20160064759A - 에어백 전개 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 에어백 전개 제어방법은, ACU X, ACU Y 방향 가속도 센서, 벨트 텐션 센서 신호를 입력하는 제1단계; 상기 ACU X, ACU Y 방향 가속도 센서들은 특정 주파수의 필터를 통과하는 제2단계; 상기 필터를 통과한 가속도 신호는 적분하여 속도를 계산하는 제3단계; 상기 ACU X, ACU Y 속도는 한번더 적분하여 변위를 계산하는 제4단계; 상기 ACU X, ACU Y 변위는 벨트 텐션 매트릭(Metric)의 임계치(Threshold)를 선택하기 위한 룩업테이블(Look up Table)의 입력으로 사용하는 제5단계; 상기 벨트 텐션 센서 값은 ADC를 거치고, 특정 주파수의 필터를 통과하는 제6단계; 상기 벨트 텐션 신호가 설정된 임계치를 넘으면 ACU X 매트릭의 임계치를 변경시키기 위한 조건 중 하나가 만족되는 제7단계; 상기 벨트 텐션 신호가 설정된 임계치를 넘고, ACU U, ACU V 속도가 임계치를 넘으면 ACU X 매트릭의 임계치를 변경시키기 위한 또 다른 조건 하나가 만족 되는 제8단계; 상기 벨트 텐션이 임계치를 만족하면 ACU X 속도변화와 속도 매트릭의 임계치를 변경하는 제9단계; 및 상기 속도변화와 속도 매트릭이 임계치를 만족하면 최종적으로 에어백 전개가 결정되는 제10단계; 를 더 포함한다.

Description

에어백 전개 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING UNFOLDING OF AIR BAG}
본 발명은 차량 탑승자의 거동을 센싱하여 에어백을 전개함으로써 에어백 미전개 사고를 방지할 수 있도록 한 에어백 전개 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 에어백은 정면충돌센서(FIS : Front Impact Sensor)와 측면 충돌 센서(SIS : Side Impact Sensor) 그리고 이 신호를 받아들이고 에어백을 제어하는 에어백 컨트롤 유닛(ACU : Airbag Control Unit) 및 각 부분의 에어백 모듈 등으로 구성된다. 에어백의 전개는 차량 전방의 가속도 센서인 전방충돌센서(FIS X), 차량중심의 가속도 센서인 ACU 내부 가속도 센서 ACU X, ACU Y를 이용하여 충돌을 감지하고 설정된 임계값이 넘으면 에어백이 전개된다. 즉 종래의 충돌 감지 알고리즘은 ACU X 신호가 임계치를 넘으면 에어백 전개를 결정한다. 이때 ACU X의 임계치는 FIS X 신호가 임계치를 넘으면 더 낮은 임계치를 사용하도록 하여 전개를 용이하게 한다.
그러나 종래의 충돌 감지 알고리즘은 가속도 센서에만 기반하고 있기 때문에 센서에 가해지는 충격이 임계치 이상이어야 한다. 가속도 센서는 센싱 방향이 정해져 있기 때문에 충돌 방향이 가속도 센서의 감지축에서 벗어나거나 센서 장착 위치를 벗어난 곳에 충돌이 일어날 경우 센서 값이 작게 된다. 이러한 경우에는 충돌의 심각성에 상관없이 센서 신호가 작으므로 에어백이 미전개 될 수 있다.
일례로서, 대한민국 특허등록 제10-0285498호는 "에어백 전개 제어방법"을 개시한다.
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예는 차량 탑승자의 거동을 센싱하여 에어백을 전개함으로써 에어백 미전개 사고를 방지할 수 있도록 한 에어백 전개 제어방법을 제공하고자 한다.
전술한 목적을 이루기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 에어백 전개 제어방법은, 벨트 텐션 센서 값은 ADC를 거치고, 특정 주파수의 필터를 통과하는 제6단계; 상기 벨트 텐션 신호가 설정된 임계치를 넘으면 ACU X 매트릭의 임계치를 변경시키기 위한 조건 중 하나가 만족되는 제7단계; 상기 벨트 텐션 신호가 설정된 임계치를 넘고, ACU U, ACU V 속도가 임계치를 넘으면 ACU X 매트릭의 임계치를 변경시키기 위한 또 다른 조건 하나가 만족 되는 제8단계; 상기 벨트 텐션이 임계치를 만족하면 ACU X 속도변화와 속도 매트릭의 임계치를 변경하는 제9단계; 및 상기 속도변화와 속도 매트릭이 임계치를 만족하면 최종적으로 에어백 전개가 결정되는 제10단계; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 6단계의 이전 단계로서 ACU X, ACU Y 방향 가속도 센서, 벨트 텐션 센서 신호를 입력하는 제1단계; 상기 ACU X, ACU Y 방향 가속도 센서들은 특정 주파수의 필터를 통과하는 제2단계; 상기 필터를 통과한 가속도 신호는 적분하여 속도를 계산하는 제3단계; 상기 ACU X, ACU Y 속도는 한번더 적분하여 변위를 계산하는 제4단계; 및 상기 ACU X, ACU Y 변위는 벨트 텐션 매트릭(Metric)의 임계치(Threshold)를 선택하기 위한 룩업테이블(Look up Table)의 입력으로 사용하는 제5단계; 를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제10단계에서 상기의 임계치 값들은 차량의 특성에 따라 튜닝하는 값으로 차종에 맞게 임의로 설정 가능할 수 있다.
또한, 상기 제2단계에서 상기 ACU X, ACU Y 방향 가속도 센서들은 -3dB cut-off 주파수가 400Hz인 HW 저역필터(Low Pass Filter)와, 100Hz인 SW 저역필터(Low Pass Filter)를 통과할 수 있다.
또한, 상기 제6단계에서 상기 벨트 텐션 센서 값은 -3db cut-off 주파수가 100Hz인 SW 저역필터를 통과할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 에어백 전개 제어방법에 의하면 차량 탑승자의 거동을 센싱하여 에어백을 전개함으로써 에어백 미전개 사고를 방지할 수 있다.
또한, 경사 오프셋 충돌 등의 상황에서 에어백 전개를 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 에어백 전개 제어방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 에어백 전개 제어방법의 로직이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 에어백 전개 제어방법의 정면, 경사 및 측면 충돌의 신호 특성을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 실시예에 따른 에어백 전개 제어방법은 기존의 가속도 센서에 기반한 충돌 감지 알고리즘이 충돌의 심각도에 상관없이 센서에 감지되는 충격량만 감지함에 따라 발생할 수 있는 에어백 미전개 사고를 방지하기 위해 차량 탑승자의 거동을 센싱하여 에어백을 전개할 수 있도록 한 것이다.
즉, 가속도센서인 전방충돌센서 FIS X, ACU 내부가속도 센서 ACU X, ACU Y 및 시트벨트 장력 센서를 포함하는 충돌 감지 시스템에 있어서, 차량 충돌 발생 시 장착된 가속도 센서에 충돌 신호가 감지되고, 이 충돌이 심각할 경우 차량 탑승자의 몸이 급격히 움직이게 되며, 시트벨트에는 차량 탑승자의 무게와 가속도에 따라 힘(장력)이 가해지게 되는데 본 발명의 실시예에 따른 에어백 제어방법은 시트벨트에 가해지는 힘을 시트벨트 장력 센서로 센싱하여 에어백이 미전개되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 에어백 전개 제어방법은 ACU X, ACU Y 방향 가속도 센서, 벨트 텐션 센서 신호를 입력하는 제1단계; ACU X, ACU Y 방향 가속도 센서들은 -3dB cut-off 주파수가 400Hz인 HW 저역필터(Low Pass Filter)와, 100Hz인 SW 저역필터(Low Pass Filter)를 통과하는 제2단계; 필터를 통과한 가속도 신호는 적분하여 속도를 계산하는 제3단계; ACU X, ACU Y 속도는 한번더 적분하여 변위를 계산하는 제4단계; 및 ACU X, ACU Y 변위는 벨트 텐션 매트릭(Metric)의 임계치(Threshold)를 선택하기 위한 룩업테이블(Look up Table)의 입력으로 사용하는 제5단계; 를 포함한다.
제5단계 이후 벨트 텐션 센서 값은 아날로그디지털 변환기(ADC)를 거치고 3db cut-off 주파수가 100Hz인 SW 저역필터를 통과하는 제6단계; 벨트 텐션 신호가 설정된 임계치를 넘으면 ACU X 매트릭의 임계치를 변경시키기 위한 조건 중 하나가 만족되는 제7단계; 벨트 텐션 신호가 설정된 임계치를 넘고, ACU U, ACU V 속도가 임계치를 넘으면 ACU X 매트릭의 임계치를 변경시키기 위한 또 다른 조건 하나가 만족 되는 제8단계; 벨트 텐션이 임계치를 만족하면 ACU X 속도변화와 속도 매트릭의 임계치를 변경하는 제9단계; 및 속도변화와 속도 매트릭이 임계치를 만족하면 최종적으로 에어백 전개가 결정되는 제10단계; 를 더 포함한다. 아날로그디지털 변환기(analog-digital converter, ADC)는 전기적인 아날로그량을 디지털량으로 변환시키는 장치이다.
한편, 제10단계에서 임계치 값들은, 차량의 특성에 따라 튜닝하는 값으로 차종에 맞게 임의로 설정 가능하다.
더욱 구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 에어백 전개 제어방법은, FIS X, ACU X를 사용하는 로직 및 벨트 장력(텐션)을 이용하는 로직을 포함한다. 벨트 텐션을 이용하는 알고리즘은 도 2와 같이 ACU X/Y 가속도 신호를 이중적분하여 생성한 변위(Displacement X/Y)와 벨트 텐션의 무빙 애버리지(Moving Average)를 포함하는 매트릭에서 벨트 텐션 MA(Moving Average)가 설정된 임계치를 만족하면 ACU X 쪽 임계치를 낮추어 에어백 전개를 용이하게 한다.
변위 X/Y를 사용하는 이유는 승객의 움직임과 벨트 텐션을 동시에 보기 위한 것이다. 변위를 사용함으로써 험로 주행, 장애물 충돌과 같은 에어백이 미전개 되어야 하는 상황에서의 벨트 텐션 발생에 의한 에어백 오전개를 방지할 수 있다.
변위 Y와 함께 속도 U/V를 사용하는 이유는 경사 충돌과 같이 각이 있는 충돌을 감지하여 에어백을 전개시키기 위함이다. U/V는 아래와 같은 수식에 의해 ACU X/Y의 산술적 연산으로 계산되는 값이다.
U = (ACU X - ACU Y)/2^0.5
U = (ACU X - ACU Y)/2^0.5
도 2의 FIS X의 알고리즘(100)을 참조하면, FIS가 파랑선(실선) 만족 시 메인(Main)의 파랑선(실선) 임계치(Threshold)를 사용한다. 이는 에어백 전개 시간 단축을 위함이다.
FIS가 빨강선(점선) 만족 시 메인의 빨강선(점선) 임계치를 사용한다. 이는 FIS 신호가 작아도 에어백 전개성을 확보하기 위함이다.
도 2의 메인 알고리즘(200)에서 만족 시 메인 알고리즘의 임계치를 낮춘다.
도 2의 벨트 텐션 센싱 알고리즘(300)을 참조하면, ACU X Dis 사용 승객의 X축 방향 거동을 반영한다. ACU Dis 사용 승객의 Y축 방향 거동을 반영한다. Vel U/V 충돌의 방향성을 반영한다.
도 2에서 Dis는 Displacement 이고, Vel는 Velocity 이며, VC는 Velocity Change 이고, MA는 Moving Average 이다.
UV를 사용함으로써, Y축 방향(측면) 승객 거동을 감지하여 정면 에어백을 전개시키면서도 측면 충돌시에 정면 에어백이 전개되는 것을 방지할 수 있다. 이는 도 3와 같이 정면, 경사 및 측면 충돌의 신호 특성이 달라 구분 가능하기 때문이다.
살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 에어백 전개 제어방법은 차량 탑승자의 거동을 센싱하여 에어백을 전개함으로써 에어백 미전개 사고를 방지할 수 있다. 또한, 경사 오프셋 충돌 등의 상황에서 에어백 전개를 용이하게 할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100:FIS X 알고리즘 200:메인 알고리즘
300:벨트 텐션 센싱 알고리즘

Claims (5)

  1. 벨트 텐션 센서 값은 ADC를 거치고, 특정 주파수의 필터를 통과하는 제6단계;
    상기 벨트 텐션 신호가 설정된 임계치를 넘으면 ACU X 매트릭의 임계치를 변경시키기 위한 조건 중 하나가 만족되는 제7단계;
    상기 벨트 텐션 신호가 설정된 임계치를 넘고, ACU U, ACU V 속도가 임계치를 넘으면 ACU X 매트릭의 임계치를 변경시키기 위한 또 다른 조건 하나가 만족 되는 제8단계;
    상기 벨트 텐션이 임계치를 만족하면 ACU X 속도변화와 속도 매트릭의 임계치를 변경하는 제9단계; 및
    상기 속도변화와 속도 매트릭이 임계치를 만족하면 최종적으로 에어백 전개가 결정되는 제10단계;
    를 포함하는 에어백 전개 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 6단계의 이전 단계로서,
    ACU X, ACU Y 방향 가속도 센서, 벨트 텐션 센서 신호를 입력하는 제1단계;
    상기 ACU X, ACU Y 방향 가속도 센서들은 특정 주파수의 필터를 통과하는 제2단계;
    상기 필터를 통과한 가속도 신호는 적분하여 속도를 계산하는 제3단계;
    상기 ACU X, ACU Y 속도는 한번더 적분하여 변위를 계산하는 제4단계; 및
    상기 ACU X, ACU Y 변위는 벨트 텐션 매트릭(Metric)의 임계치(Threshold)를 선택하기 위한 룩업테이블(Look up Table)의 입력으로 사용하는 제5단계;
    를 더 포함하는 에어백 전개 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제10단계에서,
    상기의 임계치 값들은 차량의 특성에 따라 튜닝하는 값으로 차종에 맞게 임의로 설정 가능한 것을 특징으로 하는 에어백 전개 제어방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2단계에서,
    상기 ACU X, ACU Y 방향 가속도 센서들은 -3dB cut-off 주파수가 400Hz인 HW 저역필터(Low Pass Filter)와, 100Hz인 SW 저역필터(Low Pass Filter)를 통과하는 것을 특징으로 하는 에어백 전개 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제6단계에서,
    상기 벨트 텐션 센서 값은,
    -3db cut-off 주파수가 100Hz인 SW 저역필터를 통과하는 것을 특징으로 하는 에어백 전개 제어방법.
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