KR20230129235A - 거친 지형 및 공중 검출을 이용하여 구동 가능한 보호디바이스를 제어하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

일 양태에 따르면, 차량 안전 시스템은 차량 탑승자를 구속하기 위한 안전 벨트를 포함하는 구동 가능한 제어 구속 장치(ACR)를 포함한다. ACR은 안전 벨트의 권출 및 후퇴를 제어하도록 구동 가능하다. 시스템은 또한 차량의 운행 조건을 결정하고 차량의 결정된 운행 조건에 응답하여 ACR의 구동을 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다. ACR은 정상 구속 조건 및 보강된 구속 조건을 갖고, 제어기는 차량의 비정상 주행 조건을 결정하는 것에 응답하여 정상 구속 조건으로부터 보강된 구속 조건으로 ACR을 구동시키도록 구성된다.

Description

거친 지형 및 공중 검출을 이용하여 구동 가능한 보호 디바이스를 제어하기 위한 방법 및 장치

본 개시내용은 전반적으로 구동 가능한 차량 탑승자 보호 디바이스를 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 개시내용은 거친 지형 및/또는 공중 차량 조건에서 검출하고, 이에 응답하여, 동력식 안전 벨트 리트랙터와 같은 구동 가능한 제어 구속 장치의 구동을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

차량 안전 시스템은 에어백 제어 유닛(airbag control unit)("ACU")이라고도 지칭되는 중앙 제어 유닛을 포함한다. ACU는 차량과 관련된 충돌 이벤트의 발생을 검출하고 이러한 이벤트가 에어백 및 안전 벨트 리트랙터와 같은 구동 가능한 구속 장치의 활성화를 보증하는 지의 여부를 결정하기 위해 ACU에 국부적인 센서 및 ACU로부터 이격된 센서를 모두 이용한다. ACU에 의해 이용되는 센서는 가속도계와 충격 센서, 안전 벨트 버클 스위치, 시트 압력 스위치, 조향 각도 센서 등과 같은 기타 센서를 포함할 수 있다. 이러한 센서로부터의 데이터를 사용하여, ACU는 차량 충돌 이벤트의 발생을 결정할 수 있으며 충돌 이벤트를 특정 유형 중 하나로 분류하는 식별 알고리즘을 수행할 수 있다. ACU는 특정 유형의 충돌 이벤트에 따라 구동 가능한 구속 장치를 구동시킬 수 있다.

차량 안전 시스템의 경우, 차량이 관련될 수 있는 다양한 충돌 이벤트를 식별하는 것이 바람직하다. 충돌 이벤트를 "식별"한다는 것은 충돌 이벤트를 하나의 특정 유형의 충돌 이벤트로 분류하고 해당 충돌 이벤트를 다른 유형의 충돌 이벤트와 구별하는 것을 의미할 수 있다. 차량 안전 시스템이 충돌 이벤트를 하나의 특정 유형인 것으로 식별하거나 확인할 수 있는 경우, 구동 가능한 구속 장치는 특정 유형의 충돌 이벤트에 맞춤인 방식으로 구동될 수 있다.

본 명세서에 사용될 때, "충돌 이벤트"는 차량과 관련된 다양한 이벤트를 포함하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 충돌 이벤트는 차량이 상이한 유형의 구조와 충돌하거나 달리 맞물리는 충돌 또는 충격일 수 있다. 이러한 충돌 이벤트는 다른 차량과 같은 변형 가능한 장벽과의 충돌, 또는 나무나 전신주와 같은 변형 불가능한 장벽과의 충돌일 수 있다. 또 다른 예로서, 충돌 이벤트는 또한 차량의 전복으로 인해 차량 충돌이 초래되는 전복 이벤트와 같은 이벤트를 수반할 수도 있다. 전복 이벤트는 차량이 옆으로 미끄러져 연석에 부딪히는 경우, 제방이나 도랑 아래로 미끄러지거나 달리 도로 측면에서 벗어나는 경우, 언덕과 같은 경사로 위로 미끄러지거나 달리 도로 측면에서 벗어나는 경우 초래될 수 있다.

차량 안전 시스템은 구동 가능한 구속 장치의 전개가 요망되는 이벤트("전개 이벤트")를 구동 가능한 구속 장치의 전개가 요망되지 않는 이벤트("비전개 이벤트")로부터 식별하도록 구성되거나 적응될 수 있다. 충돌 식별은 이벤트의 유형, 예를 들어 변형 가능한 장벽, 변형 불가능한 장벽, 전방 충격 충돌, 후방 충격 충돌, 측면 충격 충돌, 비스듬한 충돌, 오프셋 충돌, 전복 등을 결정하는 것을 수반한다. 충돌 식별은 또한 충돌의 심각도를 결정하고 구동 가능한 구속 장치가 안전 방식으로 전개되는 것을 보장하는 체크로서 작용하는 안전 기능을 구현하는 것을 수반한다.

오용 이벤트는 차량이 이례적인 방식으로 운행되는 이벤트이다. 예를 들어, 차량은 거친 지형 위를 오프로드로 주행하거나 공중에 있는, 즉 언덕과 같은 일종의 경사로 위를 "점프"할 수 있다. 이러한 오용 이벤트는, 에어백과 같은 보호 디바이스의 구동을 적절하게 제어하기 위해 시스템이 충돌 이벤트와 오용 이벤트를 식별해야 하기 때문에 차량 안전 시스템을 제작하는 데 문제를 제시한다. 또한, 일부 차량의 운전자가 레크리에이션 목적으로 차량을 오프로드에서 운전할 때, 일부 오용 이벤트는 의도적일 수 있다.

실제로, 일부 차량은 유틸리티나 레크리에이션 목적으로 오프로드용으로 개조된다. 오프로드에서 사용하는 동안, 차량은 갑작스러운 움직임, 힘들거나 갑작스러운 시작/정지, 가파른 각도, 모든 방향에서 심한 요동 등을 접하기 쉬울 수 있다. 그럼에도 불구하고, 안전 디바이스 구동이 요망되지 않는 특정 오프로드 기동 중 차량 움직임은 안전 디바이스 구동을 보증하는 충돌 이벤트와 유사점을 공유할 수 있다.

이 때문에, 안전 디바이스 구동/전개가 보증되는 지의 여부를 결정하는 데 유용할 수 있는 임의의 차량 조건을 식별하는 능력을 제공하는 것이 바람직하다는 것이 이해될 수 있다. 식별된 이벤트 자체가 구동/비구동 결정("파이어" 또는 "노-파이어")을 내리기에 충분하지 않더라도, 다른 정보와 함께 파이어/노-파이어 결정을 내리는 데 사용될 수 있는 정보일 수 있다.

이 정보를 사용하여, 차량이 관련된 충돌 이벤트의 유형 및/또는 심각도에 응답하여 안전 시스템에서 구동 가능한 구속 장치의 구동 및 타이밍을 제어할 수 있다. 식별 알고리즘으로부터 수집된 정보를 사용하여, 안전 시스템은, 감지된 충돌 이벤트에 응답하여 구동할 탑승자 보호 디바이스(있다면)를 결정하기 위해 충돌 이벤트 유형을 식별하는 충돌 평가 프로세스를 구현할 수 있다. 확인된 충돌 이벤트가 심각도 임계값을 충족하거나 초과하고 안전 기능이 동의하면, 구동 가능한 구속 장치가 식별된 이벤트 유형에 대응하는 방식으로 구동될 수 있다.

제1 양태에 따르면, 차량 안전 시스템은 차량 탑승자를 구속하기 위한 안전 벨트를 포함하는 구동 가능한 제어 구속 장치(actuatable controlled restraint)(ACR)를 포함한다. ACR은 안전 벨트의 권출 및 후퇴를 제어하도록 구동 가능하다. 시스템은 또한 차량의 운행 조건을 결정하고 차량의 결정된 운행 조건에 응답하여 ACR의 구동을 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다. ACR은 정상 구속 조건 및 보강된 구속 조건을 갖고, 제어기는 차량의 비정상 주행 조건을 결정하는 것에 응답하여 정상 구속 조건으로부터 보강된 구속 조건으로 ACR을 구동시키도록 구성된다.

제2 양태에 따르면, 정상 구속 조건에서 ACR은 안전 벨트 웨빙을 권취하고 안전 벨트를 탑승자에 걸쳐 팽팽하게 하기에 충분한 비교적 가벼운 후퇴력을 인가하도록 구성되는 동시에, 탑승자 움직임에 응답하여 안전 벨트 웨빙을 권출하도록 구성될 수 있다. 보강된 구속 조건에서, ACR은 안전 벨트 웨빙에 인가되는 후퇴력을 증가시키고 탑승자의 움직임에 응답하여 안전 벨트 웨빙 권출에 대한 저항을 증가시킨다.

제3 양태에 따르면, 단독으로 또는 선행 양태 중 임의의 양태와 조합하여, 차량의 비정상 주행 조건은 거친 지형 차량 조건 및 공중 차량 조건 중 적어도 하나를 포함한다.

추가의 제4 양태에 따르면, 단독으로 또는 선행 양태 중 임의의 양태와 조합하여, 제어기는 다음을 포함하는 에어백 제어기(ACU)일 수 있다:

·차량의 X-축을 따라 차량 가속도를 측정하고 이를 나타내는 신호를 생성하는 ACU_X 가속도계;

·차량의 Y-축을 따라 차량 가속도를 측정하고 이를 나타내는 신호를 생성하는 ACU_Y 가속도계;

·차량의 Z-축을 따라 차량 가속도를 측정하고 이를 나타내는 신호를 생성하는 ACU_Z 가속도계; 및

·차량의 X-축을 중심으로 한 차량 롤 가속도를 측정하고 이를 나타내는 신호를 생성하는 ROLL 센서.

ACU는 또한 ACU_X, ACU_Y, ACU_Z, 및 ROLL 센서로부터의 신호에 응답하여 차량의 비정상 주행 조건을 결정하도록 구성될 수 있다.

제5 양태에 따르면, 단독으로 또는 선행 양태 중 임의의 양태와 조합하여, 제어기는 차량 Y-축을 따라 측정된 차량 측방향 가속도에 응답하여 차량 거친 지형 조건을 분류하기 위한 측방향 가속도 거친 지형 분류 알고리즘을 구현하도록 구성될 수 있다. 제어기는 또한 차량 X-축에 대해 측정된 차량 롤 가속도에 응답하여 차량 거친 지형 조건을 분류하기 위한 롤 가속도 거친 지형 분류 알고리즘을 구현하도록 구성될 수 있다. 제어기는 차량 Z-축을 따라 측정된 차량 수직 가속도에 응답하여 차량 거친 지형 조건을 분류하기 위한 수직 가속도 거친 지형 분류 알고리즘을 구현하도록 추가로 구성될 수 있다.

또한, 제5 양태에 따르면, 제어기는 차량 거친 지형 조건을 동시에 분류하는 측방향 가속도 거친 지형 분류 알고리즘, 롤 가속도 거친 지형 분류 알고리즘, 및 수직 가속도 거친 지형 분류 알고리즘에 응답하여 차량 거친 지형 조건을 결정하도록 구성될 수 있다.

제6 양태에 따르면, 단독으로 또는 선행 양태 중 임의의 양태와 조합하여, 제어기는 시간 경과에 따라 차량 Y-축을 따라 측정된 차량 측방향 가속도를 평가하는 측방향 가속도 거친 지형 메트릭을 구현하도록 구성될 수 있다. 측방향 가속도 거친 지형 메트릭은 차량 Y-축을 따라 측정된 차량 측방향 가속도가 미리 결정된 시간 기간 내에 양의 방향과 음의 방향 모두에서 임계값과 교차하는 것에 응답하여 차량 거친 지형 조건을 분류한다. 제어기는 또한 시간 경과에 따라 차량 X-축에 대해 측정된 차량 롤 가속도를 평가하는 롤 가속도 거친 지형 메트릭을 구현하도록 구성될 수 있다. 롤 가속도 거친 지형 메트릭은 차량 X-축을 따라 측정된 차량 롤 가속도가 미리 결정된 시간 기간 내에 양의 방향과 음의 방향 모두에서 임계값과 교차하는 것에 응답하여 차량 거친 지형 조건을 분류한다. 제어기는 또한 시간 경과에 따라 차량 Z-축을 따라 측정된 차량 수직 가속도를 평가하는 수직 가속도 거친 지형 메트릭을 구현하도록 추가로 구성될 수 있다. 수직 가속도 거친 지형 메트릭은 차량 Z-축을 따라 측정된 차량 수직 가속도가 양의 방향으로 임계값과 교차하는 것에 응답하여 차량 거친 지형 조건을 분류한다.

또한, 제6 양태에 따르면, 측방향 가속도 거친 지형 메트릭을 결정하기 위해, 제어기는 시간 경과에 따라 차량 Y-축을 따라 측정된 차량 측방향 가속도의 이동 평균을 평가하도록 구성될 수 있다. 롤 가속도 거친 지형 메트릭을 결정하기 위해, 제어기는 시간 경과에 따라 차량 X-축에 대해 측정된 차량 롤 가속도의 이동 평균을 평가하도록 구성될 수 있다. 수직 가속도 거친 지형 메트릭을 결정하기 위해, 제어기는 시간 경과에 따라 차량 Z-축을 따라 측정된 차량 수직 가속도의 이동 평균을 평가하도록 구성될 수 있다.

제7 양태에 따르면, 단독으로 또는 선행 양태 중 임의의 양태와 조합하여, 제어기는 차량 X-축을 따라 측정된 차량 길이방향 가속도에 응답하여 차량 공중 조건을 분류하기 위한 길이방향 가속도 공중 분류 알고리즘을 구현하도록 구성될 수 있다. 제어기는 또한 차량 Y-축을 따라 측정된 차량 측방향 가속도에 응답하여 차량 공중 조건을 분류하기 위한 측방향 가속도 공중 분류 알고리즘을 구현하도록 구성될 수 있다. 제어기는 또한 차량 Z-축을 따라 측정된 차량 수직 가속도에 응답하여 차량 공중 조건을 분류하기 위한 수직 가속도 공중 분류 알고리즘을 구현하도록 구성될 수 있다. 제어기는 차량 X-축에 대해 측정된 차량 롤 가속도에 응답하여 차량 공중 조건을 분류하기 위한 롤 가속도 공중 분류 알고리즘을 구현하도록 추가로 구성될 수 있다.

또한, 제7 양태에 따르면, 제어기는 차량 Z-축을 따라 측정된 차량 수직 가속도에 응답하여 차량 공중 조건을 확인하기 위한 수직 가속도 공중 확인 알고리즘을 구현하도록 구성될 수 있다. 또한, 이 양태에 따르면, 수직 가속도 공중 확인 알고리즘은 차량 Z-축을 따라 측정된 차량 수직 가속도에 응답하여 차량의 착륙 조건을 결정하도록 구성될 수 있다. 또한, 이 양태에 따르면, 제어기는 차량 공중 조건을 분류하고 차량 공중 조건을 확인하는 것에 응답하여 차량 공중 조건을 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기는 차량 오프로드 조건이 결정되지 않았다는 결정에 응답하여 추가로 차량 공중 조건을 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기는 차량 오프로드 조건에 대한 R_ANGLE 오프로드 분류 메트릭을 구현하도록 추가로 구성될 수 있으며, R_ANGLE 오프로드 분류 메트릭은 시간 경과에 따라 차량 R_ANGLE를 평가하고 R_ANGLE이 임의의 순서로 미리 결정된 시간량 내에 상한 임계값과 하한 임계값 모두와 교차하는 것에 응답하여 차량 오프로드 조건을 분류한다.

제8 양태에 따르면, 단독으로 또는 선행 양태 중 임의의 양태와 조합하여, 제어기는 시간 경과에 따라 차량 X-축을 따라 측정된 차량 길이방향 가속도를 평가하는 길이방향 가속도 공중 메트릭을 구현하도록 구성될 수 있다. 길이방향 가속도 공중 메트릭은 길이방향 가속도 공중 메트릭의 0 위 및 아래로 연장되는 미리 결정된 대역폭을 갖는 임계값을 규정할 수 있다. 길이방향 가속도 공중 메트릭은 메트릭 값의 크기가 임계값을 초과하고 다시 임계값 내로 떨어지는 것에 응답하여 차량 공중 조건을 분류하도록 구성될 수 있다. 길이방향 가속도 공중 메트릭은 메트릭 값이 임계값 내에 유지되는 동안 차량 공중 조건 분류를 유지할 수 있다.

제8 양태에 따르면, 제어기는 또한 시간 경과에 따라 차량 Y-축을 따라 측정된 차량 측방향 가속도를 평가하는 측방향 가속도 공중 메트릭을 구현하도록 구성될 수 있다. 측방향 가속도 공중 메트릭은 측방향 가속도 공중 메트릭의 0 위 및 아래로 연장되는 미리 결정된 대역폭을 갖는 임계값을 규정할 수 있다. 측방향 가속도 공중 메트릭은 메트릭 값의 크기가 임계값을 초과하고 다시 임계값 내로 떨어지는 것에 응답하여 차량 공중 조건을 분류하도록 구성될 수 있다. 측방향 가속도 공중 메트릭은 메트릭 값이 임계값 내에 유지되는 동안 차량 공중 조건 분류를 유지할 수 있다.

제8 양태에 따르면, 제어기는 또한 시간 경과에 따라 차량 X-축에 대해 측정된 차량 롤 가속도를 평가하는 롤 가속도 공중 메트릭을 구현하도록 구성될 수 있다. 롤 가속도 공중 메트릭은 롤 가속도 공중 메트릭의 0 위 및 아래로 연장되는 미리 결정된 대역폭을 갖는 임계값을 규정할 수 있다. 롤 가속도 공중 메트릭은 메트릭 값의 크기가 임계값을 초과하고 다시 임계값 내로 떨어지는 것에 응답하여 차량 공중 조건을 분류하도록 구성될 수 있다. 롤 가속도 공중 메트릭은 메트릭 값이 임계값 내에 유지되는 동안 차량 공중 조건 분류를 유지할 수 있다.

제8 양태에 따르면, 제어기는 시간 경과에 따라 차량 Z-축을 따라 측정된 차량 수직 가속도를 평가하는 수직 가속도 공중 메트릭을 구현하도록 추가로 구성될 수 있다. 수직 가속도 공중 메트릭은 수직 가속도 공중 메트릭의 0 위 및 아래로 연장되는 미리 결정된 대역폭을 갖는 임계값을 규정할 수 있다. 중력의 영향을 보상하기 위해 수직 가속도 공중 메트릭을 보정할 수 있다. 수직 가속도 공중 메트릭은 메트릭 값이 임계값에 교차하는 것에 응답하여 차량 공중 조건을 분류하도록 구성될 수 있다. 수직 가속도 공중 메트릭은 메트릭 값이 임계값 내에 유지되는 동안 차량 공중 조건 분류를 유지할 수 있다.

또한, 제8 양태에 따르면, 제어기는 다음 모두가 동시에 참이라는 결정에 응답하여 차량 공중 조건을 분류하도록 구성될 수 있다:

·길이방향 가속도 공중 메트릭은 차량 공중 조건을 분류하고;

·측방향 가속도 공중 메트릭은 차량 공중 조건을 분류하며;

·수직 가속도 공중 메트릭은 차량 공중 조건을 분류하고;

·롤 가속도 공중 메트릭은 차량 공중 조건을 분류한다.

이 양태에 따르면, 제어기는 미리 결정된 시간 기간 동안 차량 공중 분류를 유지하도록 구성될 수 있다. 또한, 이 양태에 따르면, 제어기는 시간 경과에 따라 차량 Z-축을 따라 측정된 차량 수직 가속도를 평가하는 수직 가속도 공중 확인 메트릭을 구현하도록 구성될 수 있다. 수직 가속도 공중 확인 메트릭은 공중에 있은 후 착륙하는 것에 응답하여 메트릭 값이 대역폭을 통과하여 차량 공중 조건을 확인하도록 선택된 미리 결정된 대역폭을 갖는 임계값을 규정할 수 있다. 이 양태에 따르면, 이러한 방식으로, 제어기는 차량 공중 조건을 분류하고 차량 공중 조건을 확인하는 것에 응답하여 차량 공중 조건을 결정하도록 구성될 수 있다.

제9 양태에 따르면, 제어기는 하나 이상의 에어백 및 ACR의 구동을 제어하도록 구성된 에어백 제어기 유닛(airbag controller unit)(ACU)일 수 있다.

본 발명의 상기 및 기타 특징 및 이점은 본 발명의 아래 설명 및 첨부 도면을 고려하여 본 기술 분야의 숙련자에게 명백해질 것이다:
도 1은 차량 및 차량 내에 전개된 센서 아키텍처로부터 획득한 신호의 개략도이다.
도 2는 구동 가능한 제어 구속 장치(ACR)를 포함하는 차량 안전 시스템을 이용하는 착석 차량 탑승자를 예시하는 개략도이다.
도 3은 차량 안전 시스템을 예시하는 블록도이다.
도 4는 차량 안전 시스템에서 구현되는 메트릭 계산을 예시하는 블록도이다.
도 5 내지 도 7은 거친 지형 이벤트를 분류하기 위해 차량 안전 시스템에서 구현되는 식별 메트릭 및 알고리즘을 예시하는 도면이다.
도 8은 차량 안전 시스템에 구현된 거친 지형 전개 알고리즘을 예시하는 도면이다.
도 9는 공중 이벤트를 분류하기 위해 차량 안전 시스템에서 구현되는 식별 메트릭 및 알고리즘을 예시하는 도면이다.
도 10은 차량 안전 시스템에 구현된 공중 전개 알고리즘을 예시하는 로직도이다.

본 발명은 구동 가능한 차량 구속 장치를 제어하기 위한 식별 메트릭, 분류 알고리즘, 및 전개 알고리즘을 구현하는 차량 안전 시스템에 관한 것이다. 차량 안전 시스템에 의해 구현된 메트릭과 알고리즘은 차량의 거친 도로 조건과 차량의 공중 조건을 검출할 수 있다. 유리하게는, 차량 안전 시스템은 하나 이상의 차량 구속 장치를 구동시킴으로써 이러한 조건을 검출하는 데 응답할 수 있다.

하나의 특히 유리한 구현예에서, 차량 안전 시스템은 구동 가능한 제어 구속 장치(ACR)의 구동을 제어할 수 있다. ACR의 예는 제어 신호에 응답하여 벨트 권출 및 후퇴를 능동적으로 제어하는 데 사용될 수 있는 모터를 포함하는 안전 벨트 리트랙터이다. ACR은 또한 프리텐셔너 및/또는 하중 제한기와 같은 다른 알려진 피처도 포함할 수 있다. 이 구현예에서, 차량 안전 시스템은 에어백과 같은 추가 안전 디바이스의 전개가 보증될 수 있는 차량 충돌로 이어질 수 있는 조건의 발생을 검출하는 것에 응답하여 탑승자 둘레의 안전 벨트를 조이도록 ACR을 구동시킬 수 있다. 충돌 이벤트가 후속되면, 안전 벨트가 탑승자에 대해 미리 조여지므로 안전 시스템에 의해 제공되는 탑승자 보호가 개선되게 된다. 감지된 조건이 충돌 이벤트로 이어지지 않으면, 안전 시스템은, 예를 들어 초기에 검출된 조건이 시작된 후 미리 결정된 시간에 안전 벨트를 완화하거나 느슨하게 하도록 ACR을 구동시킬 수 있다.

차량 안전 시스템

도 1을 참조하면, 하나의 예시적인 구성에 따르면, 차량(12)은 본 명세서에서 에어백 제어 유닛(ACU)(50)이라고 지칭되는 중앙 제어 유닛을 포함하는 차량 안전 시스템(10)을 포함한다. ACU(50)는 구동 가능한 제어 구속 장치(ACR), 정면 에어백, 커튼 에어백, 흉부 에어백, 측면 에어백, 및 무릎 에어백과 같은 차량(12)의 하나 이상의 구동 가능한 구속 장치를 구동시키도록 작동한다.

ACU(50)는 차량 선형 및/또는 각가속도 및/또는 상이한 방향으로 및 상이한 차량 축에 대한 이동 레이트를 나타내는 신호를 제공하도록 작동하는 하나 이상의 센서를 포함한다. 센서는 ACU(50) 자체에 국부적으로 장착될 수 있거나 ACU로부터 이격되어, 예를 들어 와이어를 통해 ACU에 상호 연결될 수 있다. 이러한 차량 축은 차량의 전방/후방 이동 방향으로 차량에서 길이방향으로 연장되는 X-축을 포함한다. 차량 Y-축은 X-축에 직교하여 차량에서 측방향으로 연장된다. 차량 Z-축은 X-축과 Y-축 모두에 대해 직교하여 차량에서 수직으로 연장된다.

X, Y 및 Z 축은 ACU(50)에서 교차하는 것으로 도 1에 도시되어 있다. 이는 ACU(50)가 차량(12)의 X, Y, Z 축에 대한 이동, 즉, 가속도를 측정하기 위한 센서를 포함할 수 있기 때문이다. 이들 이동은 도 1에서 안전 시스템(10)이 축을 따라 움직임을 할당하는 양 또는 음의 부호를 나타내는 신호(+/-)로 확인된다. ACU(50)는 또한 X-축을 중심으로 한 회전, 즉, 피치, Y-축을 중심으로 한 회전, 즉, 롤, 및 Z-축을 중심으로 한 회전, 즉, 요를 감지하기 위한 센서를 포함할 수 있다. 차량 안전 시스템(10)은 특정 차량 조건을 검출하기 위해 상이한 조합으로 이러한 가속도 및/또는 회전을 이용할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 차량 안전 시스템(10)은 X-축을 따른 움직임을 양의 전방-후방(가속도) 및 음의 후방-전방(감속도)으로 해석하도록 구성될 수 있다. Y-축을 따른 움직임은 양의 우측-좌측 및 음의 좌측-우측으로 해석될 수 있다. Z-축을 따른 움직임은 하향 방향에서 양 및 상향 방향에서 음으로 해석될 수 있다. 차량 안전 시스템(10)은 또한 X-축을 중심으로 한 차량 회전 움직임을 해석하도록 구성될 수 있고, 즉, 롤은 좌측 롤에 대해 양이고 우측 롤에 대해 음일 수 있다. Y-축을 중심으로 한 차량 회전 움직임, 즉, 피치는 전방/하향 피치에 대해 양이고 후방/상향 피치에 대해 음일 수 있다. Z-축을 중심으로 한 차량 회전 움직임, 즉, 요는 좌측 요(전방을 향한 관점에서 볼 때)에 대해 양이고 우측 요에 대해 음일 수 있다.

구동 가능한 제어 구속 장치(ACR)

도 2는 차량(12) 및 차량 안전 시스템(10)의 일부를 예시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 차량(12)의 탑승자(20)는 차량 시트(30)에 위치 설정된다. 시트(30)는 차량(12)의 바닥(14)에 시트를 장착하기 위한 시트 베이스(32)를 포함한다. 베이스는 탑승자(20)가 앉는 하단 쿠션(34), 탑승자가 기대는 시트백(36), 및 탑승자의 머리를 받치는 헤드레스트(38)를 지지한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 안전 시스템(10)은 안전 벨트(40), ACU(50), 및 안전 벨트와 관련된 구동 가능한 제어 구속 장치(ACR)(60)를 포함한다. 도 2에 도시된 예시적인 구성에서, 안전 벨트(40)는 탑승자의 무릎에 걸쳐 연장 가능한 무릎 벨트 부분(42), 탑승자의 어깨 위로 몸통에 걸쳐 연장 가능한 어깨 벨트 부분(44)을 포함하는 종래의 3점식 안전 벨트이다. 버클(46)은 도 2에 도시된 체결 조건에서 안전 벨트(40)를 고정시킨다. D-링(48)은 안전 벨트(40)를 ACR(60)로 안내한다.

ACR(60)은 종래의 안전 벨트 리트랙터의 목적을 제공한다. ACR은 탑승자(20)가 어깨 부분(44)과 무릎 부분(42)을 자신의 몸에 걸쳐 연장하고 버클(46)을 도 2에 도시된 버클 체결 및 구속 조건으로 맞물리게 하도록 안전 벨트 웨빙을 권출한다. ACR은 또한 탑승자(20)가 안전 벨트(40)를 버클 해제할 때 안전 벨트 웨빙을 후퇴시켜, 탑승자를 구속되지 않은 조건에 놓이게 한다. 또한, ACR(60)은 차량 충돌에 응답하여 안전 벨트를 후퇴시키는 프리텐셔너로서 기능하게 하는 구성요소를 포함하도록 구성될 수 있다. ACR(60)은 안전 벨트(40)의 하중이 미리 결정된 크기를 충족하거나 초과하는 차량 충돌의 이벤트 시에 안전 벨트 웨빙을 권출하기 위한 하중 제한기로서 기능하게 하는 구성요소를 포함하도록 추가로 구성될 수 있다.

ACR(60)은 또한 안전 벨트 웨빙의 권출 및 후퇴를 능동적으로 제어하도록 구성된 모터를 포함한다. ACR(60)은, ACR을 제어하여 안전 벨트 웨빙을 능동적으로 권출하고 후퇴시키도록 작동 가능한 ACU(50)에 작동식으로 연결된다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, ACU(50)는 차량 센서로부터 수신된 데이터의 평가를 통해 결정된 차량 조건에 응답하여 ACR(60)의 작동을 제어하도록 구성된다.

정상 주행 조건이 감지되는 경우, ACU(50)는, 안전 벨트(40)를 단지 벨트로부터 처짐을 제거하고 도 2에 도시된 바와 같이 탑승자의 신체에 대해 벨트를 유지하기에 충분한 가벼운 양의 힘으로 탑승자(20)에 대해 당겨지는 정상 구속 조건으로 배치하도록 구성된다. 정상 구속 조건에서, ACR(60)은, 예를 들어 탑승자가 전방으로 몸을 기울이면, 쉽게 권출될 수 있는 가벼운 양의 힘으로 안전 벨트 웨빙을 권취하는 일반적인 안전 벨트 리트랙터로서 작용한다. 충돌이 발생하면, ACU(50)는 이벤트를 감지하고 ACR을 구동시켜 종래의 방식으로 충돌 이벤트에 응답하여 임의의 원하는 프리텐셔닝을 제공하도록 구성된다. 종래의 하중 제한 성능이 또한 여기에서 발생할 수 있지만, 토션 바/토션 스프링과 같은 구조를 통해 기계적으로 제공되면 통상적으로 본질적으로 수동적이다.

유리하게는, 특정 오용 이벤트와 같이 정상적이지 않은 것으로 고려되는 주행 조건이 결정될 때, ACU(50)는 ACR(60)을 구동시켜 안전 벨트(40)를 보강된 구속 조건에 배치함으로써 응답하도록 구성된다. 보강된 구속 조건에서, ACR(60)은 탑승자가 차량 시트(30)에 구속되는 정도를 보강하기 위해 탑승자(20) 둘레에서 안전 벨트(40)를 팽팽하게 한다. 주행 조건이 정상인 것으로 결정되면, ACU(50)는 ACR(60)을 제어하여 안전 벨트(40)를 정상 구속 조건에 배치할 수 있다.

안전 시스템(10)의 한가지 예시적인 구현예에 따르면, ACU(50)는 에어백과 같은 구동 가능한 구속 장치의 전개가 보증되는 레벨까지 반드시 상승하지 않는 거친 도로 조건 및/또는 공중 차량 조건을 결정하도록 구성된다. 이들 이벤트는 에어백 전개를 보증하는 차량 충돌로 이어질 수 있는 위험한 오용 이벤트로 고려된다. 그러나, 이들 위험한 오용 이벤트가 실제로 에어백 전개를 보증하는 차량 충돌 이벤트로 이어지지 않을 수도 있다. 이는, 예를 들어 차량 운전자가 레크리에이션 목적으로 오프로드에서 차량을 운행하는 경우일 수 있다. 이는 또한, 예를 들어 차량 운전자가 차량에 대한 통제력을 상실하고, 도로에서 벗어나거나(예를 들어, 미끄러지거나 활주됨), 거친 지형을 만나거나 및/또는 공중에 떠있는 경우일 수도 있다.

따라서, 거친 도로/공중 조건을 결정하는 것에 응답하여, ACU(50)는 ACR(60)을 제어하여 탑승자가 차량에 구속되는 정도를 개선시키기 위해 안전 벨트(40)를 보강된 구속 조건에 배치하도록 구성된다. 이는 충돌 이벤트가 후속되는 경우를 대비한 예방 조치로서 수행된다. 충돌 이벤트가 뒤따르면, ACU(50)는 충돌 이벤트를 결정하고 알려진 충돌 식별 알고리즘에 따라 에어백과 같은 다른 보호 디바이스를 구동시키도록 구성된다. 예를 들어, 거친 도로/공중 조건이 결정된 후 미리 결정된 시간 기간 내에 충돌 이벤트가 뒤따르지 않으면, ACU(50)는 ACR(60)을 구동시켜 안전 벨트(40)의 장력을 완화하고, 안전 벨트를 정상 구속 조건으로 되돌리도록 구성된다.

차량 안전 시스템(10)의 일부가 도 3에 개략적으로 예시되어 있다. 도 3을 참조하면, ACU(50)는 도 1에서 확인된 차량 파라미터 중 일부를 감지하기 위한 가속도계 형태의 내부 센서를 포함한다. ACU(50)는 차량 길이방향(X-축) 가속도(ACU_X)를 감지하기 위한 가속도계(52), 차량 측방향(Y-축) 가속도(ACU_Y)를 감지하기 위한 가속도계(54), 차량 수직(Z-축) 가속도(ACU_Z)를 감지하기 위한 가속도계(56), 차량 롤 레이트 값(ROLL), 즉, 차량 X-축을 중심으로 한 롤 레이트를 감지하기 위한 롤 레이트 센서(58)를 이용한다. 차량 안전 시스템(10)은 또한 위성 센서, 피치 센서, 및 요 센서와 같은 추가 가속도계 및/또는 센서를 포함할 수 있지만, 이들 값은 본 명세서에 개시된 알고리즘에서 구현되지 않으므로 도 3에 도시되지 않는다.

센서가 차량 움직임을 감지하는 각각의 축에 또는 그 근방에 센서를 위치 설정하는 것이 바람직할 수 있다. 센서는 ACU(50)에 국부적으로 장착될 수 있으므로, 차량 X, Y 및 Z 축이 통과하는 차량 질량 중심 또는 그 근방에 ACU를 장착하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 차량 질량 중심 또는 그 근방에 있는 ACU(50)의 위치는 중요하지 않으며, ACU(50)는 차량의 다른 곳에 위치 설정될 수 있다.

차량 안전 시스템에 구현된 ACU를 위한 하드웨어 및 소프트웨어 구성은 본 기술 분야에 알려져 있다. 따라서, ACU(50)의 하드웨어 구성에 대한 상세한 설명은 본 기술 분야의 숙련자가 차량 안전 시스템(10)을 이해하고 인식하는 데 필요하지 않다. 도 1의 ACU(50)는 각각의 센서로부터 ACU_X, ACU_Y, ACU_Z, ROLL 신호를 수신하고, 이들 신호에 대해 차량 메트릭 계산(70)을 수행하며, 계산된 메트릭을 이용하여 거친 지형 및 공중 식별 알고리즘(80)을 수행하도록 구성된 마이크로컴퓨터와 같은 중앙 처리 유닛(central processing unit)(CPU)을 포함한다.

계산(70)으로부터 기인한 차량 메트릭은 다음을 포함한다.

·차량 길이방향 X-축 가속도 이동 평균(AMA_X).

·차량 측방향 Y-축 가속도 이동 평균(AMA_Y).

·차량 수직 Z-축 가속도 이동 평균(AMA_Z).

·차량 롤 차이 레이트, 즉, 롤 가속도(D_RATE).

·차량 롤 각도(ANGLE).

·차량 롤 레이트(RATE).

거친 지형 및 공중 식별 알고리즘(80)은 차량 안전 시스템(10)이 검출하도록 구성되는 단 2개의 이벤트이다. 이들 2개의 조건은 그 결정이 본 설명의 주제이기 때문에 본 명세서에 예시된 유일한 조건이다. 물론, 안전 시스템(10)은 차량 충돌 및 전복 조건을 비롯하여 많은 다른 조건을 결정하도록 구성될 수 있다. 차량 안전 시스템(10)이 검출하도록 구성되는 이벤트는 제조업자 요구 사항 및/또는 차량이 생산되는 정부 및 산업 표준과 같은 다양한 요인에 따라 달라질 수 있다.

도 4는 ACU(50)에 의해 수행되는 차량 메트릭 계산(70)을 예시한다. 본 명세서에서 ACU(50)에 의해 내부적으로 수행되는 "함수"로 지칭되는 차량 메트릭 계산(70)의 요소가 도 4에 도시되어 있다.

롤 레이트

ACU(50)는 ROLL, ACU_X, ACU_Y 및 ACU_Z 신호를 디지털화하기 위해 아날로그-디지털 변환(analog to digital conversion)(ADC)을 포함하는 내부 신호 컨디셔닝을 채용한다. 가속도계(52, 54, 56) 및 롤 센서(58)는 ROLL, ACU_X, ACU_Y 및 ACU_Z 신호의 디지털화를 수행할 수 있다. ACU(50)는 또한 ROLL, ACU_X, ACU_Y 및 ACU_Z 신호의 레일 검사 및 편향 조절을 채용할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 디지털화되고 편향된 롤 레이트(ROLL)는, 예를 들어 미리 결정된 시간 기간, 예를 들어 τ = 8초 후에 필터 함수를 재설정하게 되는 시간 상수를 갖도록 선택될 수 있는 고역 통과 필터(high-pass filter)(HPF) 함수(104)로 나아간다. HPF 함수(104)에서 생성된 고역 통과 필터링된 롤 레이트(ROLL)는 이동 평균 함수(106)로 나아간 다음 이동 평균 함수(108)로 나아간다. 각각의 이동 평균 함수(106, 108)는, 예를 들어 샘플의 개수, 예를 들어 이동 평균에서 1-32개의 샘플을 선택하도록 조절 가능할 수 있다. 이동 평균 함수(106, 108)는 롤 레이트의 변동을 원활하게 한다.

HPF 함수(104)에서 생성된 고역 통과 필터링된 롤 레이트(ROLL)는, 거친 지형 및 공중 식별 알고리즘(80)(도 3 참조)에서 구현되는 차량 롤 레이트(즉, 각속도)를 나타내는 값을 갖는 롤 레이트 메트릭(R_RATE)을 생성하는 저역 통과 필터(low-pass filter)(LPF) 함수(112)로 나아간다. R_RATE는 적분기 함수 및 이중 시간 상수 고역 통과 필터 함수를 포함하는 통합 고역 통과 필터(IHPF) 함수(114)로 나아간다. IHPF 함수(114)는 R_RATE 신호를 통합하여 차량의 결정된 상대 롤 각도를 나타내는 값을 생성한다. IHPF 함수(114)는 또한 R_RATE 신호의 고역 통과 필터링을 수행한다. IHPF 함수(114)는 거친 지형 및 공중 식별 알고리즘(80)(도 3 참조)에서 구현되는 메트릭 R_ANGLE을 생성한다.

R_ANGLE는 차량의 정규화된 롤 각도를 나타내며, 이는 감지된 롤 레이트에 응답하는 차량의 상대 각도 회전 측정값이다. IHPF 함수(114)는, R_ANGLE이 검출된 롤 레이트의 발생 동안 각도 회전의 표시를 제공하도록 고역 통과 필터 함수에 대한 시간 상수에 기초하여 R_ANGLE를 재설정할 수 있다. 따라서, R_ANGLE은 지면에 대한 차량의 실제 각도 배향을 나타내지 않을 수 있다. 이러한 방식으로, 차량 전복 조건의 결정은 지면 또는 도로에 대한 차량의 초기 각도 배향의 결정에 의존할 필요가 없다.

롤 레이트 이동 평균 함수(108)는 현재 샘플과 이전 샘플 사이의 차이가 비교되는 차이 함수(110)에 제공된다. 이는 롤 레이트의 변화 레이트, 즉, 가속도를 나타내는 차이 롤 레이트 메트릭(D_RATE)을 생성한다. 이 롤 가속도(D_RATE)는 차량 X-축을 중심으로 한 차량의 각가속도이다. 롤 가속도(D_RATE)는 거친 도로 및 공중 식별 알고리즘(80)(도 3 참조)에서 구현된다.

길이방향 가속도

도 4에 도시된 바와 같이, 디지털화되고 편향된 길이방향 가속도(ACU_X), 예를 들어 미리 결정된 시간 기간, 예를 들어 τ = 8초 후에 필터 함수를 재설정하게 되는 시간 상수를 갖도록 선택될 수 있는 고역 통과 필터(HPF) 함수(120)로 나아간다. HPF 함수(120)에서 생성된 고역 통과 필터링된 길이방향 가속도(ACU_X)는 저역 통과 필터(LPF) 함수(122)로 나아간다. LPF 함수(122)에서 생성된 저역 통과 필터링된 길이방향 가속도(ACU_X) 값은 길이방향 가속도 메트릭(AMA_X)을 생성하는 이동 평균 블록(124)으로 나아간다. 이동 평균 함수(124)에 포함된 샘플의 개수는 1-32개의 샘플과 같이 미리 결정된 범위 내에서 조절될 수 있다. AMA_X는 거친 도로 및 공중 식별 알고리즘(80)(도 3 참조)에서 구현되는 길이방향 가속도 이동 평균 값이다.

측방향 가속도

도 4에 도시된 바와 같이, 디지털화되고 편향된 측방향 가속도(ACU_Y)는, 예를 들어 미리 결정된 시간 기간, 예를 들어 τ = 8초 후에 필터 함수를 재설정하게 되는 시간 상수를 갖도록 선택될 수 있는 고역 통과 필터(HPF) 함수(130)로 나아간다. HPF 함수(130)에서 생성된 고역 통과 필터링된 측방향 가속도(ACU_Y)는 저역 통과 필터(LPF) 함수(132)로 나아간다. LPF 함수(132)에서 생성된 저역 통과 필터링된 측방향 가속도(ACU_Y) 값은 측방향 가속도 메트릭(AMA_Y)을 생성하는 이동 평균 블록(134)으로 나아간다. 이동 평균 함수(134)에 포함된 샘플의 개수는 1-32개의 샘플과 같이 미리 결정된 범위 내에서 조절될 수 있다. AMA_Y는 거친 도로 및 공중 식별 알고리즘(80)(도 3 참조)에서 구현되는 측방향 가속도 이동 평균 값이다.

수직 가속도

도 4에 도시된 바와 같이, 디지털화되고 편향된 수직 가속도(ACU_Z)는, 예를 들어 미리 결정된 시간 기간, 예를 들어 τ = 8초 후에 필터 함수를 재설정하게 되는 시간 상수를 갖도록 선택될 수 있는 고역 통과 필터(HPF) 함수(140)로 나아간다. HPF 함수(140)에서 생성된 고역 통과 필터링된 수직 가속도(ACU_Z)는 저역 통과 필터(LPF) 함수(142)로 나아간다. LPF 함수(142)에서 생성된 저역 통과 필터링된 수직 가속도(ACU_Z) 값은 수직 가속도 메트릭(AMA_Z)을 생성하는 이동 평균 블록(144)으로 나아간다. 이동 평균 함수(144)에 포함된 샘플의 개수는 1-32개의 샘플과 같이 미리 결정된 범위 내에서 조절될 수 있다. AMA_Z는 거친 도로 및 공중 식별 알고리즘(80)(도 3 참조)에서 구현되는 수직 가속도 이동 평균 값이다.

거친 지형 식별 알고리즘

도 5 내지 도 8은 차량 안전 시스템(10)에 의해 구현되는 거친 지형 식별 알고리즘을 예시한다. 도 5 내지 도 7의 알고리즘은 ACU_Y, ACU_Z 및 ROLL 센서로부터 획득한 신호에 기초하여 거친 지형 조건을 분류하기 위해 메트릭 및 불리언 로직(Boolean logic)을 구현한다. 이 설명에서, 메트릭 및 로직 함수는 ON/OFF 또는 트리거된 ON/OFF로서 설명된다. ON 조건은 예시된 알고리즘의 불리언 로직에서 불리언 1과 관련되고, OFF 조건은 예시된 알고리즘의 불리언 로직에서 불리언 0과 관련된다. 도 5 내지 도 7의 알고리즘에 의해 분류된 조건은 거친 지형 조건을 결정하고 ACR(60)을 구동시켜 안전 벨트(40)를 보강된 구속 조건에 배치하기 위해 도 8의 식별 알고리즘에서 사용된다.

ACU-Y 거친 지형 분류 알고리즘

ACU(50)는 Y-축을 따른 차량 측방향 가속도에 응답하여 차량 거친 지형 조건을 분류하는 알고리즘을 구현한다. 도 5를 참조하면, 측방향 가속도 거친 지형 분류 알고리즘(150)이 ACU(50)에 의해 구현된다. 알고리즘(150)은 ACU(50) 내부의 ACU_Y 가속도계(54)를 이용하여 차량(12)의 거친 지형 조건을 분류한다. 그렇게 하기 위해, 알고리즘(150)은 도 5에 그래픽으로 예시된 AMA_Y 거친 지형 메트릭(160, 170)을 구현한다.

AMA_Y 거친 지형 메트릭(160)은 메트릭 값(162)을 결정하기 위해 시간 경과에 따라 AMA_Y를 평가한다. 메트릭 값(162)이 임계값(164)과 교차하면, 166에 나타낸 바와 같이, AMA_Y 거친 지형 메트릭(160)이 ON으로 트리거되고 불리언 1을 래치 블록(152)에 출력한다. 이에 응답하여, 래치 블록(152)은 ON으로 트리거되고, 불리언 1을 출력하며, 그 출력은 알고리즘(150)의 조절 가능한 파라미터인 미리 결정된 시간량 동안 유지, 즉, 래치된다. 임계값(164)은 AMA_Y의 양의 값을 평가하고 따라서 차량 Y-축을 따른 양의, 즉, 차량 좌측 가속도를 평가한다(도 1 참조).

유사하게, AMA_Y 거친 지형 메트릭(170)은 메트릭 값(172)을 결정하기 위해 시간 경과에 따라 AMA_Y를 평가한다. 메트릭 값(172)이 임계값(174)과 교차하면, 176에 나타낸 바와 같이, AMA_Y 거친 지형 메트릭(170)이 ON으로 트리거되고 불리언 1을 래치 블록(154)에 출력한다. 이에 응답하여, 래치 블록(154)은 ON으로 트리거되고, 불리언 1을 출력하며, 그 출력은 알고리즘(150)의 조절 가능한 파라미터인 미리 결정된 시간량 동안 유지, 즉, 래치된다. 임계값(174)은 AMA_Y의 음의 값을 평가하고 따라서 차량 Y-축을 따른 음의, 즉, 차량 우측 가속도를 평가한다(도 1 참조).

래치 블록(152, 154)의 출력은 AND 블록(156)에 제공된다. 두 래치 블록(152, 154)이 불리언 1을 출력하면, AND 블록(156)이 ON으로 트리거되고 불리언 1을 출력하며 ACU_Y 거친 지형 분류 조건이 블록(158)에서 결정된다. 메트릭(160, 170)의 출력이 미리 결정된 시간 동안 블록(152, 154)에서 래치되기 때문에, ACU_Y 거친 지형 분류 알고리즘(150)은, 차량(12)이 충분한 크기의 반대 방향으로 그리고 거친 지형 위를 주행하는 차량과 일치하는 미리 결정된 시간 기간 내에 측방향 가속도를 받을 때 ACU_Y 거친 지형 분류(158)를 분류함을 알 수 있다.

ROLL 거친 지형 분류 알고리즘

ACU(50)는 차량 X-축을 중심으로 한 롤 가속도에 응답하여 차량 거친 지형 조건을 분류하기 위한 알고리즘을 구현한다. 도 6을 참조하면, 롤 가속도 거친 지형 분류 알고리즘(180)이 ACU(50)에 의해 구현된다. 알고리즘(180)은 ACU(50) 내부의 ROLL 센서(58)를 이용하여 차량(12)의 거친 지형 조건을 분류한다. 그렇게 하기 위해, 알고리즘(180)은 도 6에 그래픽으로 예시된 D_RATE 거친 지형 메트릭(190, 200)을 구현한다.

D_RATE 거친 지형 메트릭(190)은 메트릭 값(192)을 결정하기 위해 시간 경과에 따라 D_RATE를 평가한다. 메트릭 값(192)이 임계값(194)과 교차하면, 196에 나타낸 바와 같이, D_RATE 거친 지형 메트릭(190)이 ON으로 트리거되고 불리언 1을 래치 블록(182)에 출력한다. 이에 응답하여, 래치 블록(182)은 ON으로 트리거되고, 불리언 1을 출력하며, 그 출력은 알고리즘(180)의 조절 가능한 파라미터인 미리 결정된 시간량 동안 유지, 즉, 래치된다. 임계값(194)은 D_RATE의 양의 값을 평가하고 따라서 차량 X-축을 중심으로 한 양의, 즉, 우측 롤을 평가한다(도 1 참조).

유사하게, D_RATE 거친 지형 메트릭(200)은 메트릭 값(202)을 결정하기 위해 시간 경과에 따라 D_RATE를 평가한다. 메트릭 값(202)이 임계값(204)과 교차하면, 206에 나타낸 바와 같이, D_RATE 거친 지형 메트릭(200)이 ON으로 트리거되고 불리언 1을 래치 블록(184)에 출력한다. 이에 응답하여, 래치 블록(184)은 ON으로 트리거되고, 불리언 1을 출력하며, 그 출력은 알고리즘(180)의 조절 가능한 파라미터인 미리 결정된 시간량 동안 유지, 즉, 래치된다. 임계값(204)은 D_RATE의 음의 값을 평가하고 따라서 차량 X-축을 중심으로 한 음의, 즉, 좌측 롤을 평가한다(도 1 참조).

래치 블록(182, 184)의 출력은 AND 블록(186)에 제공된다. 두 래치 블록(182, 184)이 불리언 1을 출력하면, AND 블록(186)이 ON으로 트리거되고 불리언 1을 출력하며 ROLL 거친 지형 분류 조건이 블록(188)에서 결정된다. 메트릭(190, 200)의 출력이 미리 결정된 시간 동안 블록(182, 184)에서 래치되기 때문에, ROLL 거친 지형 분류 알고리즘(180)은, 차량(12)이 충분한 크기의 반대 방향으로 그리고 거친 지형 위를 주행하는 차량과 일치하는 미리 결정된 시간 기간 내에 롤 가속도(D_RATE)를 받을 때 ROLL 거친 지형 분류(188)를 분류함을 알 수 있다.

ACU-Z 거친 지형 분류 알고리즘

ACU(50)는 Z-축을 따라 수직 차량 가속도에 응답하여 차량 거친 지형 조건을 분류하기 위한 알고리즘을 구현한다. 도 7을 참조하면, 수직 거친 지형 분류 알고리즘(210)은 ACU(50)에 의해 구현된다. 알고리즘(210)은 ACU(50) 내부의 ACU_Z 가속도계(54)를 이용하여 차량(12)의 거친 지형 조건을 분류한다. 그렇게 하기 위해, 알고리즘(210)은 도 7에 그래픽으로 예시된 AMA_Z 거친 지형 메트릭(220)을 구현한다.

AMA_Z 거친 지형 메트릭(220)은 메트릭 값(222)을 결정하기 위해 시간 경과에 따라 AMA_Z를 평가한다. 메트릭 값(222)이 임계값(224)과 교차하면, 226에 나타낸 바와 같이, AMA_Z 거친 지형 메트릭(220)이 ON으로 트리거되고 불리언 1을 래치 블록(212)에 출력한다. 이에 응답하여, 래치 블록(212)은 ON으로 트리거되고, 불리언 1을 출력하며, 그 출력은 알고리즘(210)의 조절 가능한 파라미터인 미리 결정된 시간량 동안 유지, 즉, 래치된다. 임계값(224)은 AMA_Z의 양의 값을 평가하고 따라서 차량 Z-축을 따라 양의, 즉, 차량 하향 가속도를 평가한다(도 1 참조).

래치 블록(212)이 ON으로 트리거되고 불리언 1을 출력하면 블록(214)에서 ACU_Z 거친 지형 분류 조건 결정을 생성한다. 메트릭(220)의 출력이 미리 결정된 시간 동안 블록(212)에서 래치되기 때문에, ACU_Z 거친 지형 분류 알고리즘(210)은, 차량(12)이 거친 지형 위를 주행하는 차량과 일치하는 크기의 하향 가속도를 받을 때 ACU_Z 거친 지형 분류(218)를 분류함을 알 수 있다.

거친 지형 결정

도 8을 참조하면, 거친 지형 결정 알고리즘(230)이 ACU(50)에 의해 구현된다. 알고리즘(230)은 ACU_Y 거친 지형 분류 알고리즘(150), ROLL 거친 지형 분류 알고리즘(180), 및 ACU_Z 거친 지형 분류 알고리즘(210)을 이용하여 차량(12)이 거친 지형 위를 주행하는 지의 여부를 결정한다. 도 8에 도시된 바와 같이 ACU_Y 거친 지형 분류(158)(도 5), D_RATE 거친 지형 분류(188)(도 6), 및 ACU_Z 거친 지형 분류(214)(도 7)가 AND 블록(232)에 입력된다. 세 가지 조건이 모두 충족되면, AND 블록(232)이 ON으로 트리거되고 불리언 1을 출력하며 거친 지형 결정 알고리즘(230)은 거친 지형을 결정하고 블록(234)에 도시된 바와 같이 전개 ACR 명령을 내린다.

상기로부터, 알고리즘(150, 180, 210 및 230)을 구현하는 ACU(50)는 차량(12)의 거친 지형 조건을 결정하고 다음의 모든 것이 미리 결정된 시간 기간 내에 발생할 때 ACR을 전개한다는 것이 이해될 것이다:

·차량(12)은 거친 지형 위를 주행하는 것과 일치하는 크기로 반대 방향으로 차량 Y-축을 따라 측방향 가속도(AMA_Y)를 받고 있다.

·차량(12)은 거친 지형 위를 주행하는 것과 일치하는 크기로 반대 방향으로 차량 X-축을 중심으로 한 롤 가속도(D_RATE)을 받고 있다.

·차량(12)은 거친 지형 위를 주행하는 것과 일치하는 크기로 하향 방향으로 차량 Z-축을 따라 수직 가속도(AMA_Z)를 받고 있다.

거친 지형 결정(234)에 응답하여 ACR(60)의 전개는 안전 벨트(40)가 보강된 구속 조건에 배치되게 한다. 주행 조건이 정상인 것으로 결정되면, ACU(50)는 ACR(60)을 제어하여 안전 벨트(40)를 정상 구속 조건에 배치할 수 있다. 보강된 구속으로부터 정상 구속으로의 천이는, 예를 들어 AND 블록(232)이 OFF로 트리거되고 거친 지형 분류(158, 188, 214) 중 하나 이상의 손실을 나타내는 불리언 0을 출력하는 것에 응답하여 발생할 수 있다. 다른 예로서, 거친 지형 결정(234)은 래치될 수 있고, 그에 따라 AND 블록(232)이 OFF로 트리거되고 불리언 0을 출력하며 래치 타이머의 타이밍이 종료된 것에 응답하여 보강된 구속으로부터 정상 구속으로의 천이가 발생할 수 있다.

공중 식별 알고리즘

도 9 및 도 10은 차량 안전 시스템(10)에 의해 구현되는 공중 식별 알고리즘을 예시한다. 도 9의 알고리즘은 ACU_X, ACU_Y, ACU_Z 및 ROLL 센서로부터 획득한 신호에 기초하여 공중 조건을 분류하기 위해 메트릭 및 불리언 로직을 구현한다. 도 10의 알고리즘은 도 9의 알고리즘에 따라 결정된 공중 분류를 확인하고, 이에 응답하여 ACR(60)을 구동시켜 안전 벨트(40)를 보강된 구속 조건에 배치하기 위해 메트릭 및 불리언 로직을 구현한다.

ACU 공중 분류 알고리즘

도 9를 참조하면, ACU 공중 분류 알고리즘(250)은 ACU(50)에 의해 구현된다. 알고리즘(250)은 ACU(50) 내부의 가속도계, 즉, ACU_X(52), ACU_Y(54), ACU_Z(56) 및 Roll(58)(도 2 참조)을 이용하여 차량(12)의 공중 조건을 분류한다. 그렇게 하기 위해, 알고리즘(250)은 AMA_Z 공중 분류 메트릭(260), AMA_Y 공중 분류 메트릭(270), AMA_X 공중 분류 메트릭(280), 및 ROLL 공중 분류 메트릭(290)을 구현한다. 메트릭(260, 270, 280, 290)은 도 9에 그래픽으로 예시되어 있다.

AMA-Z 공중 분류 메트릭

AMA_Z 공중 분류 메트릭(260)은 메트릭 값(262)을 결정하기 위해 시간 경과에 따라 AMA_Z를 평가한다. AMA_Z 공중 분류 메트릭(260)은 차량이 공중에 떠있을 때 메트릭 값(262)이 0이 되도록 측정된 가속도로부터 중력(-1g)의 영향을 추가한다. 따라서, 매끄러운 표면을 정상 주행하는 동안, AMA_Z 공중 분류 메트릭(260)은 약 -1g에서 호버링할 것이다. 차량(12)이 공중으로 가기 시작할 때, 메트릭 값(262)의 좌측에 도시된 바와 같이, AMA_Z에서 급격한 상승을 겪는다. 공중에 뜨면, 메트릭 값(262)은 약 0g에서 정체된다. 차량(12)이 하강할 때, AMA_Z는 정체기의 우측에 도시된 메트릭 값(262)과 같이 떨어진다. 차량(12)이 착륙할 때, -1g 미만의 메트릭 값(262)의 급격한 스파이크가 나타난 후, 즉시 상향으로 튀어 오른다.

메트릭 값(262)이 임계값(264)과 교차하면, 266에 나타낸 바와 같이, AMA_Z 공중 분류 메트릭(160)이 ON으로 트리거되고 불리언 1을 AND 블록(252)에 출력한다. ON으로 트리거되면, AMA_Z 공중 분류 메트릭(260)의 불리언 1 출력은 메트릭 값(262)이 임계값(264) 미만으로 떨어질 때까지 유지된다. AMA_Z 공중 분류 메트릭(260)은 AMA_Z를 평가하여, 중력의 영향을 빼고, 차량 Z-축을 따른 차량 가속도가 0일 때 차량 공중 조건을 결정한다. 임계값(264)의 대역폭을 조절함으로써, AMA_Z 공중 분류 메트릭(260)은 차량 공중 조건을 정확하게 분류할 수 있다.

AMA-Y 공중 분류 메트릭

AMA_Y 공중 분류 메트릭(270)은 메트릭 값(272)을 결정하기 위해 시간 경과에 따라 AMA_Y를 평가한다. 메트릭(270)은 AMA_Y=0에 센터링된 좁은 임계값(274)을 구현하고 그 값 위 및 아래에 약간의 대역폭만을 갖는다. 정상 주행 조건 동안, AMA_Y는 임계값(274)의 좁은 대역폭 위 및 아래에서 진동할 것으로 예상된다. 메트릭(270)은, 메트릭 값(272)이 임계값(274)에 교차하고 메트릭이 임계값의 대역폭 내에 있는 동안 ON으로 유지될 때 ON으로 트리거되고 불리언 1을 출력한다.

도 9에 도시된 예시적인 조건에서, 메트릭 값(272)은 임계값(274)과 교차하고 특히 긴 시간량 동안 대역폭 내에 유지된다. 임계값(274) 내외로의 이러한 교차는 276에서 나타낸다. 메트릭 값(272)이 임계값(274) 내에 남아 있는 지속 기간 동안, AMA_Y 공중 분류 메트릭(270)이 ON으로 트리거되고 불리언 1을 AND 블록(252)에 출력한다. ON으로 트리거되면, AMA_Y 공중 분류 메트릭(270)의 불리언 1 출력은 메트릭 값(272)이 임계값(274)을 벗어날 때까지 유지된다.

이로부터, AMA_Y 공중 분류 메트릭(270)은 차량 Y-축 가속도가 0 둘레에서 호버링하는 임계값(274) 내에 남아 있는 것에 응답하여 차량 공중 조건을 분류한다는 것을 알 수 있다. 이는 공중 차량에 대해 예상되는 것과 일치한다. 차량이 주행 표면에 있는 동안, 측방향(Y-축) 가속도가 예상된다. 차량이 공중에 떠 있을 때, 차량과 주행 표면 사이의 접촉 손실로 인해 이러한 가속도가 크게 감소할 것으로 예상된다. 임계값(274)의 대역폭을 조절함으로써, AMA_Y 공중 분류 메트릭(270)은 차량 공중 조건을 정확하게 분류할 수 있다.

AMA-X 공중 분류 메트릭

AMA_X 공중 분류 메트릭(280)은 메트릭 값(282)을 결정하기 위해 시간 경과에 따라 AMA_X를 평가한다. 메트릭(280)은 AMA_X=0에 센터링된 좁은 임계값(284)을 구현하고 그 값 위 및 아래에 약간의 대역폭만을 갖는다. 정상 주행 조건 동안, AMA_X는 임계값(284)의 좁은 대역폭 위 및 아래에서 진동할 것으로 예상된다. 메트릭(280)은 메트릭 값(282)이 임계값(284)에 교차하고 메트릭이 임계값의 대역폭 내에 있는 동안 ON을 유지할 때 ON으로 트리거되고 불리언 1을 출력한다.

도 9에 도시된 예시적인 조건에서, 메트릭 값(282)은 임계값(284)과 교차하고 특히 긴 시간량 동안 대역폭 내에 유지된다. 임계값(284) 내외로의 이러한 교차는 286에서 나타낸다. 메트릭 값(282)이 임계값(284) 내에 남아 있는 지속 기간 동안, AMA_X 공중 분류 메트릭(280)이 ON으로 트리거되고 불리언 1을 AND 블록(252)에 출력한다. ON으로 트리거되면 AMA_X 공중 분류 메트릭(280)의 불리언 1 출력은 메트릭 값(282)이 임계값(284)을 벗어날 때까지 유지된다.

이로부터, AMA_X 공중 분류 메트릭(280)은 차량 X-축 가속도가 0 둘레에서 호버링하는 임계값(284) 내에 남아 있는 것에 응답하여 차량 공중 조건을 분류한다는 것을 알 수 있다. 이는 공중 차량에 대해 예상되는 것과 일치한다. 차량이 주행 표면에 있는 동안, 길이방향(X-축) 가속도가 예상된다. 차량이 공중에 떠 있을 때, 차량과 주행 표면 사이의 접촉 손실로 인해 이러한 가속도가 크게 감소할 것으로 예상된다. 임계값(284)의 대역폭을 조절함으로써, AMA_X 공중 분류 메트릭(280)은 차량 공중 조건을 정확하게 분류할 수 있다.

D-RATE 공중 분류 메트릭

D_RATE 공중 분류 메트릭(290)은 메트릭 값(292)을 결정하기 위해 시간 경과에 따라 D_RATE를 평가한다. 메트릭(290)은 D_RATE=0에 센터링된 좁은 임계값(294)을 구현하고 그 값 위 및 아래에 약간의 대역폭만을 갖는다. 정상 주행 조건 동안, D_RATE는 임계값(294)의 좁은 대역폭 위 및 아래에서 진동할 것으로 예상된다. 메트릭(290)은 메트릭 값(292)이 임계값(294)에 교차하고 메트릭이 임계값의 대역폭 내에 있는 동안 ON을 유지할 때 ON으로 트리거되고 불리언 1을 출력한다.

도 9에 도시된 예시적인 조건에서, 메트릭 값(292)은 임계값(294)과 교차하고 특히 긴 시간량 동안 대역폭 내에 유지된다. 임계값(294) 내외로의 이러한 교차는 296에서 나타낸다. 메트릭 값(292)이 임계값(294) 내에 남아 있는 지속 기간 동안, D_RATE 공중 분류 메트릭(290)이 ON으로 트리거되고 불리언 1을 AND 블록(252)에 출력한다. ON으로 트리거되면, D_RATE 공중 분류 메트릭(290)의 불리언 1 출력은 메트릭 값(292)이 임계값(294)을 벗어날 때까지 유지된다.

이로부터, D_RATE 공중 분류 메트릭(290)은 차량 롤 가속도가 0 둘레에서 호버링하는 임계값(294) 내에 남아 있는 것에 응답하여 차량 공중 조건을 분류한다는 것을 알 수 있다. 이는 공중 차량에 대해 예상되는 것과 일치한다. 차량이 주행 표면에 있는 동안, X-축을 중심으로 한 롤 가속도가 예상된다. 차량이 공중에 떠 있을 때, 차량과 주행 표면 사이의 접촉 손실로 인해 이러한 가속도가 크게 감소할 것으로 예상된다. 임계값(294)의 대역폭을 조절함으로써, D_RATE 공중 분류 메트릭(290)은 차량 공중 조건을 정확하게 분류할 수 있다.

공중 분류

AMA 공중 분류 메트릭(260, 270, 280, 290)의 출력은 AND 블록(252)에 제공된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 차량 공중 조건의 이벤트에서, 이러한 메트릭은 ON이 되고 거의 동시에, 또는 적어도 부분적으로 서로 중첩하는 시간에 불리언 1을 출력한다. 따라서, 차량 공중 조건의 이벤트에서, AND 블록(252)은 ON으로 트리거되고 공중 차량 이벤트의 적어도 일부에 대해 불리언 1을 출력할 것이다.

AND 블록(252)의 출력은 보정 가능한 시간 분류 블록(254)에 제공되며, 이 블록은 ON으로 트리거되고 불리언 1을 출력하여, 블록 256에서 공중 차량 조건이 분류되었음을 나타낸다. 시간 분류 블록(254)은 원하는 성능 및/또는 응답을 달성하기 위해 조절되거나 보정될 수 있는 미리 결정된 시간 기간 동안 온을 유지한다. 이 조절은 차량 플랫폼에 특정될 수 있고, 원하는 제조업자 성능 요구 사항을 충족하도록 선택될 수 있으며, 정부 및/또는 산업 표준에 따라 선택될 수 있다. 블록(256)에서 차량 공중 분류는 블록(254)의 보정/조절된 시간 기간 동안 ON을 유지한다.

공중 확인 알고리즘

도 10을 참조하면, ACU 공중 확인 알고리즘(300)은 ACU(50)에 의해 구현된다. 알고리즘(250)은 ACU_Z 가속도계(56)(도 2 참조)를 이용하여 공중 분류 알고리즘(250)(도 9 참조)에 의해 분류된 차량(12)의 공중 조건을 확인한다. 그렇게 하기 위해, 알고리즘(300)은 도 10에 그래픽으로 예시된 AMA_Z 공중 확인 메트릭(310)을 구현한다.

AMA-Z 공중 확인 메트릭

AMA_Z 공중 확인 메트릭(310)은 임계값 결정을 제외하고는 AMA_Z 공중 분류 메트릭(260)(도 9 참조)과 유사하거나 동일할 수 있다. AMA_Z 공중 확인 메트릭(310)은 메트릭 값(312)을 결정하기 위해 시간 경과에 따라 AMA_Z를 평가한다. AMA_Z 공중 확인 메트릭(310)은 차량이 공중에 떠있을 때 메트릭 값(312)이 0이 되도록 측정된 가속도로부터 중력(-1g)의 효과를 추가한다. 따라서, 매끄러운 표면을 정상 주행하는 동안, AMA_Z 공중 확인 메트릭(310)은 약 -1g에서 호버링할 것이다. 차량(12)이 공중으로 가기 시작할 때, 메트릭 값(312)의 좌측에 도시된 바와 같이, AMA_Z에서 급격한 상승을 겪는다. 공중에 뜨면, 메트릭 값(312)은 약 0g에서 정체된다. 차량(12)이 하강할 때, AMA_Z는 정체기의 우측에 도시된 메트릭 값(312)과 같이 떨어진다. 차량(12)이 착륙할 때, -1g 미만의 메트릭 값(312)의 급격한 스파이크가 나타난 후, 즉시 상향으로 튀어 오른다.

AMA_Z 공중 확인 메트릭(310)은 공중에 있은 후 차량 착륙을 결정하기 위해 메트릭 값(312)을 평가하도록 구성된다. 이를 위해, AMA_Z 공중 확인 메트릭(310)은 임계값(314)을 구현하며, 이는 -1g AMA_Z 값 미만으로 연장되고 -1g 값 미만의 조절 가능한 미리 결정된 양으로 연장하도록 선택된 대역폭을 갖는다. AMA_Z 공중 확인 메트릭(310)은, 메트릭 값(312)이 임계값을 통해 교차할 때 316에 나타낸 바와 같이 트리거된다. 임계값(314)을 통해 교차하는 메트릭 값(312)은, 다시 316에 나타낸 바와 같이, 메트릭 값이 임계값에 처음 교차할 때 시작되고 메트릭 값이 임계값 미만을 통과할 때 완료된다. AMA_Z 공중 확인 메트릭(312)이 차량(12)의 착륙을 검출할 때, ON으로 트리거되고 블록(318)에 나타낸 바와 같이 공중 차량 조건이 확인되었음을 나타내는 불리언 1을 출력한다. 차량 공중 조건 확인 표시(318)는 AND 블록(334)으로 나아간다. 차량 공중 분류 결정(256)(도 9 참조)도 AND 블록(334)으로 나아간다.

공중 확인 알고리즘(300)은 또한 차량(12)의 오프로드 조건을 결정하기 위해 도 10에 그래픽으로 예시된 R_ANGLE 오프로드 분류 메트릭(320)을 구현한다. 차량(12)이 오프로드 조건에 있다는 결정은 알고리즘(300)이 차량 공중 조건을 결정하는 것을 금지한다. 다시 말해서, 공중 결정이 이루어지기 위해서는, 차량이 오프로드로 결정되지 않아야 한다.

R_ANGLE 오프로드 분류 메트릭(320)은 메트릭 값(326)을 결정하기 위해 시간 경과에 따라 R_ANGLE을 평가한다. 메트릭 값(326)이, 미리 결정된 시간 기간 내에서 임의의 순서로, 328로 나타낸 바와 같이 상한 임계값(322)과 교차하고 330으로 나타낸 바와 같이 하한 임계값(324)과 교차하면, R_ANGLE 오프로드 분류 메트릭(320)이 ON으로 트리거되고 차량 오프로드 분류 결정을 나타내는 불리언 1을 출력한다.

R_ANGLE 오프로드 분류 메트릭(320)의 출력은 NOT 블록(332)으로 나아가고, 그 출력은 AND 블록(334)으로 나아간다. 공중 분류(256) 및 공중 확인(318) 결정이 모두 ON으로 트리거되고 차량 오프로드 분류 결정이 ON으로 트리거되지 않을 때(NOT 블록(332) ON), AND 블록(334)은 ON으로 트리거되어, 블록 336에 도시된 바와 같이, 공중 차량 조건이 결정되고 구동 ACR 명령이 내려진 것을 나타내는 불리언 1을 출력한다. ACU(50)는 공중 결정 구동 ACR 블록(336)에 응답하여 ACR(60)(도 2 참조)을 구동시키도록 구성된다.

본 발명의 앞서 설명으로부터, 본 기술 분야의 숙련자는 본 발명의 사상 및 범위 내에 속하는 개시된 시스템 및 방법에 대한 개선, 변경 및 수정을 인지할 것이다. 이러한 개선, 변경 및/또는 수정은 첨부된 청구범위에 포함된다.

Claims (20)

1. 차량 안전 시스템이며,
   차량 탑승자를 구속하기 위한 안전 벨트를 포함하는 구동 가능한 제어 구속 장치(actuatable controlled restraint)(ACR)로서, 안전 벨트의 권출 및 후퇴를 제어하도록 구동 가능한, ACR; 및
   차량의 운행 조건을 결정하고 차량의 결정된 운행 조건에 응답하여 ACR의 구동을 제어하도록 구성된 제어기를 포함하고;
   ACR은 정상 구속 조건 및 보강된 구속 조건을 갖고, 제어기는 차량의 비정상 주행 조건을 결정하는 것에 응답하여 정상 구속 조건으로부터 보강된 구속 조건으로 ACR을 구동시키도록 구성되는, 차량 안전 시스템.
2. 제1항에 있어서, 정상 구속 조건에서 ACR은 안전 벨트 웨빙을 권취하고 안전 벨트를 탑승자에 걸쳐 팽팽하게 하기에 충분한 비교적 가벼운 후퇴력을 인가하도록 구성되는 동시에, 탑승자 움직임에 응답하여 안전 벨트 웨빙을 권출하도록 구성되고;
   보강된 구속 조건에서 ACR은 안전 벨트 웨빙에 인가되는 후퇴력을 증가시키고 탑승자의 움직임에 응답하여 안전 벨트 웨빙 권출에 대한 저항을 증가시키는, 차량 안전 시스템.
3. 제1항에 있어서, 차량의 비정상 주행 조건은 거친 지형 차량 조건 및 공중 차량 조건 중 적어도 하나를 포함하는, 차량 안전 시스템.
4. 제1항에 있어서, 제어기는 에어백 제어기(ACU)로서:
   차량의 X-축을 따라 차량 가속도를 측정하고 이를 나타내는 신호를 생성하는 ACU_X 가속도계;
   차량의 Y-축을 따라 차량 가속도를 측정하고 이를 나타내는 신호를 생성하는 ACU_Y 가속도계;
   차량의 Z-축을 따라 차량 가속도를 측정하고 이를 나타내는 신호를 생성하는 ACU_Z 가속도계; 및
   차량의 X-축을 중심으로 한 차량 롤 가속도를 측정하고 이를 나타내는 신호를 생성하는 ROLL 센서를 포함하고;
   ACU는 ACU_X, ACU_Y, ACU_Z, 및 ROLL 센서로부터의 신호에 응답하여 차량의 비정상 주행 조건을 결정하도록 구성되는, 차량 안전 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   제어기는 차량 Y-축을 따라 측정된 차량 측방향 가속도에 응답하여 차량 거친 지형 조건을 분류하기 위한 측방향 가속도 거친 지형 분류 알고리즘을 구현하도록 구성되고;
   제어기는 차량 X-축에 대해 측정된 차량 롤 가속도에 응답하여 차량 거친 지형 조건을 분류하기 위한 롤 가속도 거친 지형 분류 알고리즘을 구현하도록 구성되며;
   제어기는 차량 Z-축을 따라 측정된 차량 수직 가속도에 응답하여 차량 거친 지형 조건을 분류하기 위한 수직 가속도 거친 지형 분류 알고리즘을 구현하도록 구성되는, 차량 안전 시스템.
6. 제5항에 있어서, 제어기는 차량 거친 지형 조건을 동시에 분류하는 측방향 가속도 거친 지형 분류 알고리즘, 롤 가속도 거친 지형 분류 알고리즘, 및 수직 가속도 거친 지형 분류 알고리즘에 응답하여 차량 거친 지형 조건을 결정하도록 구성되는, 차량 안전 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   제어기는 시간 경과에 따라 차량 Y-축을 따라 측정된 차량 측방향 가속도를 평가하는 측방향 가속도 거친 지형 메트릭을 구현하도록 구성되며, 측방향 가속도 거친 지형 메트릭은 차량 Y-축을 따라 측정된 차량 측방향 가속도가 미리 결정된 시간 기간 내에 양의 방향과 음의 방향 모두에서 임계값과 교차하는 것에 응답하여 차량 거친 지형 조건을 분류하고;
   제어기는 시간 경과에 따라 차량 X-축에 대해 측정된 차량 롤 가속도를 평가하는 롤 가속도 거친 지형 메트릭을 구현하도록 구성되며, 롤 가속도 거친 지형 메트릭은 차량 X-축을 따라 측정된 차량 롤 가속도가 미리 결정된 시간 기간 내에 양의 방향과 음의 방향 모두에서 임계값과 교차하는 것에 응답하여 차량 거친 지형 조건을 분류하고;
   제어기는 시간 경과에 따라 차량 Z-축을 따라 측정된 차량 수직 가속도를 평가하는 수직 가속도 거친 지형 메트릭을 구현하도록 구성되며, 수직 가속도 거친 지형 메트릭은 차량 Z-축을 따라 측정된 차량 수직 가속도가 양의 방향으로 임계값과 교차하는 것에 응답하여 차량 거친 지형 조건을 분류하는, 차량 안전 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   측방향 가속도 거친 지형 메트릭을 결정하기 위해, 제어기는 시간 경과에 따라 차량 Y-축을 따라 측정된 차량 측방향 가속도의 이동 평균을 평가하도록 구성되고;
   롤 가속도 거친 지형 메트릭을 결정하기 위해, 제어기는 시간 경과에 따라 차량 X-축에 대해 측정된 차량 롤 가속도의 이동 평균을 평가하도록 구성되며;
   수직 가속도 거친 지형 메트릭을 결정하기 위해, 제어기는 시간 경과에 따라 차량 Z-축을 따라 측정된 차량 수직 가속도의 이동 평균을 평가하도록 구성되는, 차량 안전 시스템.
9. 제1항에 있어서,
   제어기는 차량 X-축을 따라 측정된 차량 길이방향 가속도에 응답하여 차량 공중 조건을 분류하기 위한 길이방향 가속도 공중 분류 알고리즘을 구현하도록 구성되며;
   제어기는 차량 Y-축을 따라 측정된 차량 측방향 가속도에 응답하여 차량 공중 조건을 분류하기 위한 측방향 가속도 공중 분류 알고리즘을 구현하도록 구성되고;
   제어기는 차량 Z-축을 따라 측정된 차량 수직 가속도에 응답하여 차량 공중 조건을 분류하기 위한 수직 가속도 공중 분류 알고리즘을 구현하도록 구성되며;
   제어기는 차량 X-축에 대해 측정된 차량 롤 가속도에 응답하여 차량 공중 조건을 분류하기 위한 롤 가속도 공중 분류 알고리즘을 구현하도록 구성되는, 차량 안전 시스템.
10. 제9항에 있어서, 제어기는 차량 Z-축을 따라 측정된 차량 수직 가속도에 응답하여 차량 공중 조건을 확인하기 위한 수직 가속도 공중 확인 알고리즘을 구현하도록 구성되는, 차량 안전 시스템.
11. 제10항에 있어서, 수직 가속도 공중 확인 알고리즘은 차량 Z-축을 따라 측정된 차량 수직 가속도에 응답하여 차량의 착륙 조건을 결정하도록 구성되는, 차량 안전 시스템.
12. 제10항에 있어서, 제어기는 차량 공중 조건을 분류하고 차량 공중 조건을 확인하는 것에 응답하여 차량 공중 조건을 결정하도록 구성되는, 차량 안전 시스템.
13. 제12항에 있어서, 제어기는 차량 오프로드 조건이 결정되지 않았다는 결정에 응답하여 추가로 차량 공중 조건을 결정하도록 구성되는, 차량 안전 시스템.
14. 제13항에 있어서, 제어기는 차량 오프로드 조건에 대한 R_ANGLE 오프로드 분류 메트릭을 구현하도록 구성되며, R_ANGLE 오프로드 분류 메트릭은 시간 경과에 따라 차량 R_ANGLE를 평가하고 R_ANGLE이 임의의 순서로 미리 결정된 시간량 내에 상한 임계값과 하한 임계값 모두와 교차하는 것에 응답하여 차량 오프로드 조건을 분류하는, 차량 안전 시스템.
15. 제1항에 있어서,
    제어기는 시간 경과에 따라 차량 X-축을 따라 측정된 차량 길이방향 가속도를 평가하는 길이방향 가속도 공중 메트릭을 구현하도록 구성되며, 메트릭은 길이방향 가속도 공중 메트릭의 0 위 및 아래로 연장되는 미리 결정된 대역폭을 갖는 임계값을 규정하고, 길이방향 가속도 공중 조건 메트릭은 메트릭 값의 크기가 임계값을 초과하고 다시 임계값 내로 떨어지는 것에 응답하여 차량 공중 조건을 분류하도록 구성되며, 길이방향 가속도 공중 메트릭은 메트릭 값이 임계값 내에 유지되는 동안 차량 공중 조건 분류를 유지하며;
    제어기는 시간 경과에 따라 차량 Y-축을 따라 측정된 차량 측방향 가속도를 평가하는 측방향 가속도 공중 메트릭을 구현하도록 구성되며, 메트릭은 측방향 가속도 공중 메트릭의 0 위 및 아래로 연장되는 미리 결정된 대역폭을 갖는 임계값을 규정하고, 측방향 가속도 공중 메트릭은 메트릭 값의 크기가 임계값을 초과하고 다시 임계값 내로 떨어지는 것에 응답하여 차량 공중 조건을 분류하도록 구성되며, 측방향 가속도 공중 메트릭은 메트릭 값이 임계값 내에 유지되는 동안 차량 공중 조건 분류를 유지하며;
    제어기는 시간 경과에 따라 차량 X-축에 대해 측정된 차량 롤 가속도를 평가하는 롤 가속도 공중 메트릭을 구현하도록 구성되며, 메트릭은 롤 가속도 공중 메트릭의 0 위 및 아래로 연장되는 미리 결정된 대역폭을 갖는 임계값을 규정하고, 롤 가속도 공중 조건 메트릭은 메트릭 값의 크기가 임계값을 초과하고 다시 임계값 내로 떨어지는 것에 응답하여 차량 공중 조건을 분류하도록 구성되며, 롤 가속도 공중 메트릭은 메트릭 값이 임계값 내에 유지되는 동안 차량 공중 조건 분류를 유지하며;
    제어기는 시간 경과에 따라 차량 Z-축을 따라 측정된 차량 수직 가속도를 평가하는 수직 가속도 공중 메트릭을 구현하도록 구성되며, 메트릭은 수직 가속도 공중 메트릭의 0 위 및 아래로 연장되는 미리 결정된 대역폭을 갖는 임계값을 규정하고, 수직 가속도 공중 메트릭은 중력의 영향을 보상하기 위해 보정되며, 수직 가속도 공중 조건 메트릭은 메트릭 값이 임계값에 교차하는 것에 응답하여 차량 공중 조건을 분류하도록 구성되며, 수직 가속도 공중 메트릭은 메트릭 값이 임계값 내에 유지되는 동안 차량 공중 조건 분류를 유지하는, 차량 안전 시스템.
16. 제15항에 있어서, 제어기는 다음 모두, 즉:
    길이방향 가속도 공중 메트릭은 차량 공중 조건을 분류하고;
    측방향 가속도 공중 메트릭은 차량 공중 조건을 분류하며;
    수직 가속도 공중 메트릭은 차량 공중 조건을 분류하고;
    롤 가속도 공중 메트릭은 차량 공중 조건을 분류한다는 것이 동시에 참이라는 결정에 응답하여 차량 공중 조건을 분류하도록 구성되는, 차량 안전 시스템.
17. 제16항에 있어서, 제어기는 미리 결정된 시간 기간 동안 차량 공중 분류를 유지하도록 구성되는, 차량 안전 시스템.
18. 제16항에 있어서, 제어기는 시간 경과에 따라 차량 Z-축을 따라 측정된 차량 수직 가속도를 평가하는 수직 가속도 공중 확인 메트릭을 구현하도록 구성되며, 메트릭은, 메트릭 값이 공중에 있은 후 착륙하는 것에 응답하여 대역폭을 통과하도록 선택된 미리 결정된 대역폭을 갖는 임계값을 규정하고, 제어기는 이에 응답하여 차량 공중 조건을 확인하도록 구성되는, 차량 안전 시스템.
19. 제18항에 있어서, 제어기는 차량 공중 조건을 분류하고 차량 공중 조건을 확인하는 것에 응답하여 차량 공중 조건을 결정하도록 구성되는, 차량 안전 시스템.
20. 제1항에 있어서, 제어기는 하나 이상의 에어백 및 ACR의 구동을 제어하도록 구성된 에어백 제어기 유닛(airbag controller unit)(ACU)을 포함하는, 차량 안전 시스템.

Images