KR920007864B1 - 차량용 안전장치의 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

차량용 안전장치의 제어장치

제1도는 본 발명의 에어백을 작동하는 제어장치의 한 실시예를 보여주는 블럭도.

제2도는 1도에서 보여주는 제어장치의 작동을 설명하는 중돌시 일치하는 검출된 차량속도와 차량의 가속도내의 변화하는 예를 보여주는 도면.

제3도는 제1도에서 보여준 기준신호발생기의 상세한 블록도.

제4도는 판정유닛에 쓰인 차량주행속도와 보정값 사이의 관계를 보여주는 도표.

제5도는 제3도의 판정유닛의 보정장치를 보여주는 상세한 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 에어백 제어장치 2 : 에어백

3 : 작동기 4 : 가속감지기

5 : 신호처리유닛 9 : 기준신호발생기

AS : 출력신호 RD : 기본신호

HD : 보정신호 VS : 속도신호

본 발명은 자동차에서 에어백(air-bag), 안전벨트장치 등의 차량용 안전장치를 작동하는 제어장치에 관한 것이다.

종래, 차량의 승객의 안전을 확보하기 위하여 에어백 장치, 안전벨트 구속(拘束)장치 등의 각종 차량용 안전장치들이 개발되어 있다. 이러한 종류의 안전장치에서는 어느것이나 차량의 충돌을 될 수 있는 대로 빨리 정확히 검출하여 충돌시에 안전장치를 확실하게 작동하도록 함과 동시에 착오로 안전장치가 작동되지 않도록 트리커 제어(trigg er control)를 필요로 하고 있다.

이러한 필요에 당면하여 차량용 안전장치의 작동에 대하여 여러가지 제어장치들이 제안되었다. 예를 들어, 미국특허 제3,911,391호(일본국 특개소 49-55031호와 일치함)에 게재되어 있는 제어장치는, 차량의 가속도를 검출하여, 이 검출한 가속도 데이터를 적분하여서 얻어지는 가속값이 소정의 드레솔드값(threshold value)에 도달한 것을 가지고 충돌의 발생을 판정하여 에어백 장치의 기동을 일으키는 구성이 일반적으로 널리 사용되고 있다. 이러한 제어장치에서의 작동은 차량속도가 갑자기 감속되었을 때에도 차량의 운전자나 승객의 안전을 보장할 필요가 있다

그렇지만, 유연한 구조인 차량의 경우에는 충돌에 의하여 생기는 충격력을 흡수하는 특성을 지니고 있으므로, 충돌의 개시점에서는 충격이 흡수되어 버리기 때문에 충돌의 모양에 따라서 차실내에 배설된 가속도 감지기(sensor)의 출력레벨이 충돌 직후는 적고, 그 후에 큰 가속파(加速波)가 차체에 생기고, 이것에 의하여 감지기가 출력레벨의 상승에 따라 충돌의 판정을 하게 되어, 소요의 안전장치가 작동하게 된다. 이 결과, 안정장치가 작동한 시점에 있어서는 승객의 몸에 생기는 단위 시간당 속도의 상승이 커서, 두부(頭部)가 급격히 변위를 개시하게 되므로, 승객의 안정을 확보하기 위해서는 승객의 두부의 최대변위량 이내에 승객의 두부의 변위를 억제하여야 하나, 이러한 변위는 억제하는 것이 극히 어려웠다.

이러한 문제를 해소하기 위하여 상기 드레솔드값을 낮게 설정하는 것이 생각되지만, 이것은 충돌의 오판정(誤判定)을 일으키기 쉽고, 충돌판정의 신뢰성이 저하한다는 다른 문제점이 생기게 된다. 그리고, 차량의 전방 중앙부에 스위치형 감지기를 배설하여 상기 문제를 해결하도록 한 구성이 공지되어 있지만,이 구성에서는 충돌에 의한 감지기 및 그 와이어 하아네스(wire harness)등을 파괴하는 확률이 극히 높은 외에 감지기의 신뢰성등 곤란한 문제를 가지고 있다.

본 발명의 목적은, 차량용 안전장치를 작동하는 개량된 제어장치를 마련하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 승객의 안전을 보장하는데 주어진 시간내에 충돌의 발생을 신뢰성 있게 검출할 수 있는 차량용 안전장치의 작동에 대한 제어장치를 마련하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 높은 신뢰성을 가진 차량용 안전장치의 작동에 대한 제어장치를 마련하는데 있다.

본 발명에 따르면, 에어백 장치등의 차량용 안전장치의 기동을 제어하기 위한 장치에 있어서, 차량의 가속도를 검출하는 감지기를 포함하는 차량의 속도변화에 관한 데이터를 출력하는 제1수단과, 상기 차량의 주행속도를 검출하는 제2수단과, 상기 제1 및 제2수단에 응답하여 상기 속도변화에 의거하여 상기 주행속도를 고려하여서 차량의 충돌판정을 하는 판정수단을 구비한 점에 특징이 있다. 상기 판정수단은 제2검출수단에 응답하여 차량의 주행속도와 관련하여 충돌판정을 위한 기준레벨을 설정하는 설정수단과, 상기 기준레벨과 상기 데이터에 의하여 나타낸 속도변화레벨을 비교하여 차량의 충돌판정을 행하기 위한 비교수단을 포함하여서 구성하여도 좋다.

또, 상기 판정수단에 있어서는 차량의 주행속도에 관련하여 정하여진 기준레벨만 상기 데이터에 의하여 나타낸 속도변화레벨을 보정하는 수단을 설치하고, 이 보정된 레벨과 소정의 기준레벨과의 비교에 의하여 충돌판정을 하는 구성이라도 좋다.

차량에 생기는 가속도는 감지기에 의하여 검출되어 차량의 속도변화에 관한 데이터가 제1검출수단으로부터 출력된다. 한편, 제2검출수단에 의하여 차량의 주행속도가 검출되어 있으며, 판정수단에서는 검출된 주행속도에 관련하여 정하여지는 속도변화 상태에 있는가 아닌가를 판정하게 되고, 이 결과를 근거로 하여 차량의 충돌판정을 하게 된다. 이 결과, 실질적으로 그때의 속도에 따라 충돌판정을 위한 적절한 레벨을 정할 수가 있게 된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 다음 상세한 설명에서 기타 목적과 유리한 점들을 보다 잘 이해할 것으로 안다.

제1도에는 본 발명에 따른 차량의 에어백의 작동을 제어하는 에어백 제어장치를 표시하였다. 에어백 제어장치(1)는 차량(보이지 않음)에 설치된 에러백(2)내에 마련된 전기적으로 점화되는 작동기(3)에 대한 작동전류를 제어하게 되어 있고, 차량의 가속을 검출하기 위한 가속감지기(4)를 구비하였으며, 이 가속감지기(4)는 가속에 따라 단위시간당 차량 속도내에서 양(+), 음(-) 변화를 하는 자기 검출을 하기 위한 공지의 반도체형 차량 가속감지기인 것이다.

가속감지기(4)는 예를들면, 엔진실내에 적당한 곳에 설치되어서 차체에 생긴 가속작용을 표시한 출력신호(AS)를 출력한다. 이 출력신로(AS)는 신호처리유닛(5)에 입력되어 거기서 증폭되게 된다. 신호처리유신(5)내에서 판정은 출력신호(AS)에 의하여 표시된 가속이 차량의 정상동작에서 생기는 가속도 범위를 벗어난 소정 범위내인지, 그리고 충돌중에 생기는 가속도 범위내인지 여부에 따라 이루어진다. 출력신로(AS)에 의하여 표시된 가속도가 소정 범위내에 한번 들어간 뒤에는 거기서 생기 출력신호(AS)는 적분되며, 신호처리유닛(5)은 정상운전에서는 결코 초래되지 않은 레벨에서 가속이 검출된 후, 차량속도내의 변화를 표시하는 검출속도신로(VS)를 출력케한다. 제2도는차량이 전방의 장애물과 충돌하는 경우에 가속감지기(4)에 의하여 검출된 차량의 가속도내의 변화의 예를 보여주는 도표이다. 이러한 도표에서 기간(t)횡축에 따라 표시하고, 커어브 (a)는 차량의 가속도 변화를 나타낸다. 더욱이, 커어브(a)는 t=t₀에서 시작하여 출력 신호(AS)에 의하여 표시된 차량가속도가 상기 소정 범위에 들어간 시점이고, 신호처리유닛(5)에 있어서 제2도의 t_o시점에 의하여 출력신호(AS)에 대한 적분처리가 시작되고, 상기한 바와같이 출력신호(AS)를 적분함으로써 얻어진 검출속도신호(VS)에 의하여 표시된 검출차량속도의 시간적 변화는 커어브(b)에 의하여 표시된다.

다시, 제1도를 보면, 장치(1)는 차량속도감지기(6)를 가지며, 이 차량속도감지기(6)는 차량의 프로펠러축의 회전속도를 검출하기 위한 감지기이고, 프로펠러축의 회전속도에 따라서 주파수의 펄스트레인 신호(PT)를 출력하는 구성의 펄스발생기이다. 펄스트레인 신호(PT)는 속도계산유닛(7)에 입력되고, 거기서 펄스트레인신호(PT)의 주기가 측정되고, 이 측정주기에 의하여 차량의 그때의 주행속도가 계산된다. 이 결과로 얻어진 차량주행속도를 나타내는 주행속도신호(S)가 속도계산유닛(7)에서 출력되고, 검출속도신호(VS)가 입력되어 있는 판정유닛(8)에 입력된다. 이 판정유닛(8)은 기준신호발생기(9)와 비교유닛(10)를 구비하여서 검출속도신로(VS)와 주행속도신로(S)에 응답하여 차량이 충돌하였는가의 여부를 판정하는 일을 한다.

기준신호발생기 (9)는 제3도에서 표시한 바와같이, 주행속도신호(S)에 응답하여 맵(map)연산을 하는 맵염산유닛(11)을 가지고 있다. 이 맵연산유닛(11)내에는 제4도에 표시한 주행속도-보정값(△V)특성에 상응하는 맵데이터가 미리 저장되어 있고, 맵연산유닛((11)에는 주행속도 신호에 이하여 표시된 주행속도에 따라 보정값이 맵연산에 이하여 계산되고, 그결과 얻어진 보정값(△V)을 나타내는 보정신호(HD)는 맵연산유닛(11)에서 출력된다. 더욱이, 기준신호발생기(9)는 기준레벨을 나타내는 기본신로 (RD)를 출력하는 기본신호발생기(12)로 구성되고, 보정신호(HD)는 제3도에 표시한 바와같이 가산유닛(13)의 양극에 의하여 기본신호(RD)와 가산되어서 기준신호 (AO)를 출력한다. 이 기준신호(AO)는 비교유닛(10)에 공급되어 검출된 속도신호 (VS)의 레벨에 의거하여 충돌이 차량에서 일어났는가의 여부를 판정하게 되어있다.

다시, 제1도로 보면 검출된 속도신호(VS)는 비교유신(10)에 입력되어 검출속도신호(VS)의 레벨을 기준신호(AO)의 레벨과 비교하게 되어있다. 상술한 바와같이, 기준신호(OA)는 검출속도신호(VS)에 의거하여 차량내에 충돌이 일어났는가의 여부를 판정하는데 사용하게 되는 기준레벨을 나타내게되며, 이 기준레벨은 통상 다음과 같이 걸정되게 된다.

차량이 전방의 장해물에 충돌하여서 승객의 두부의 변위가 안정을 보장하는데 필요한 허용 이동거리인 약 10-15cm에 달하였을 때에 에어백(2)이 승객의 안정을 도모할 수 있도록 소요의 동작을 실행할 수 있게 하기 위하여, 에어백(2)에 작동지령을 부여하여서 부터 장치가 소정의 작동상태가 완료할 때까지의 시간을 Td로 하고, 충돌발생으로 부터 시간 Ts가 경과한 시각 ta에 있어서 승객의두부의 이동거리가 동등하게 되었다면 ta-Td에 있어서 검출된 차량속도의 레벨을 기준레벨-La(제2도 참조)에 따라 t_o에서 결정된다.

따라서, 차량주행속도가 Va이하인 경우에는 보정값( v)은 제로(0)이므로 기준신호(AO)에 의하여 표시된 기준레벨은 -La이다. 이러한 경우에 검출속도신호(VS)에 의하여 지시된 검출된 차량속도의 레벨이 -La보다 적어졌을 때에 비교유닛(10)이 작동하여 트리커신호(TS)를 출력한다. 제4도에 표시한 특성으로 알수 있는 바와같이, 보정값의 주행속도가 Va와 Vb사이에 있을 때 차량주행속도에 비례하는 값이 된다. 결국, 차량주행속도가 증대함에 따라 기준신호 (AO)에 의하여 표시된 기존레벨은 크게 되어서 보다 빨리 충돌의 판정을 하게 된다. 만일에, 차량주행속도가 Vb보다 큰 경우에는 보정값(△V)은 제로(0)와 같지않은 일정값으로 된다. 제4도에 표시한 특성 커어브는 단지 하나의 예일 뿐이고, 물론 제4도에서 보여주는 것과 상이한 특성 커어브가 대신 선택될 수도 있다.

어떤 경우에는 차량의 그때의 주행속도에 따라서 정하여지는 기준신호(AO)의 기존레벨보다 속도신호(VS)의 레벨이 작게 될 경우, 에어백 트리커신호(TS)는 판정유닛(8)으로부터 출력되어 구동회로(14)에 입력된다. 구동회로(14)는 에어백 트리커신호(TS)에 응답하여서 그 출력에 접속되어 있는 작동기(3)에 점화전류를 공급하여 에어백(2)을 작동하게 된다.

이러한 구성으로서, 신호처리유닛(5)에 의하여 출력된 검출속도신호(VS)는 기준신호발생기(9)에 의하여 출력된 기준신호(AO)와 비교된다. 차량의 충돌에 의하여 검출속도신호(VS)의 레벨이 감소되고, 또, 기준레벨보다 작게 되면 에어백(2)은 작동되게 된다. 본 발명에 따른 제어장치에서 속도신호(VS)의 레벨이 기준레벨 이하일 때, 에어백(2)이 기동하게된다. 여기서 기준에벨은 차량의 그때의 주행속도에 따라서 주행속도가 크게 되면 기준레벨이 낮게 되는 경향이 있는(제4도 참조) 것이므로, 저속주행시에는 에어백(2)의 트리커는 행하기가 어렵고 고속주행으로 되는 것보다 작은 충격에 응답하여서 트리커신호(TS)가 출력되는 경향이 있다.

이 결과, 차량의 주행속도가 저속인 경우에는 보다 큰 충격력이 안전장치를 작동시키는데 필요한데 대하여, 주행속도가 층대함에 따라 장전장치의 작동을 위한 필요충격력은 적어도 완료된다. 이러한 것은, 또 저속주행의 경우 보다도 고속주행의 경우가 같은 충격에 대하여 보다 빨리 트리커신호(TS)를 출력하게 된다. 따라서, 안전장치인 에어백(2)의 저속주행시에 있어서의 충돌판정을 보다 빨리 할 수 있다는 이상적인 제어를 실현할 수가 있다.

더욱이, 제1도와 제3도에 표시한 판정유닛(8)의 장치 배열은 하나의 실시예이고, 예를들어 제5도에 표시한 바와같이 구성하여도 좋다. 제5도의 구성에 있어서, 맵연산유닛(11)와 기본신호발생기(12) 및 비교유닛(10)은 제1도나 제3도에 표시한 각 유닛과 동일하며, 가산유닛(15)을 사용하여 검출속도신호(VS)의 레벨을 보정신호 (HD)에 의하여 보정하고, 그 보정결과를 나타내는 보정된 속도신호(M)를 기본신호 (RD)와 비교하여서 충돌의 판정을 하도록 한 점에서 제1도와 제3도에 표시한 구성과 다르지만, 그 판정을 하기 위한 동작은 실질적으로 동일하고 동일효과가 얻어지게 된다.

본 발명에 의하면, 상술한 바와같이 주행차량속도를 고려하여 충돌의 판정을 하도록 한 것이고, 그 결과 에어백 또는 기타 차량용 안전장치의 작동제어를 저속주행시에 있어서의 오동작을 유효하게 억제하면서 고속주행시에 있어서의 충돌판정을 보다 빨리 할 수 있다는 이상적인 안정장치의 제어가 실현되는 것이다.

Claims (10)

1. 자동차의 차량용 안전장치 작동 제어장치에 있어서, 차량의 가속을 나타내는 출력신호를 출력하기 위한 가속감지기, 상기 가속감지기에 의하여 감지된 가속을 기본으로 하여 계산된 검출차량 속도 변화에 관한 데이터을 출력하기위한 처리수단, 차량의 주행속도를 검출하기 위한 검출수단, 및 처리수단과 검출수단에 응답하여 주행속도에 따라 결정된 기준신호와 데이터를 비교함으로써 차량의 충돌이 발생하였는지의 여부를 판정하기 위한 판정수단으로 이루어진 차량용 안전장치의 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 데이터는 차량의 평상 주행상태에서는 결코 일어나지 않는 출력신호가 기준레벨을 초과함으로써 가속이 표시된 후 출력신호를 적분하여 얻어지게 되는 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 판정수단은 검출수단의 출력응답을 하는 발생수단을 갖고 있어 기준신호를 발생하게 되어 있으며, 비교수단은 그 데이터를 검출차량속도 변화가 기준신호에 따른 레벨에 도달하였는가의 여부를 판정하기 위한 기준신호와 비교하게 되어 있는 제어장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 기준신호는 차량의 주행속도에 따라 결정되기 때문에 기준신호에 따른 레벨이 차량의 주행속도가 증가함에 따라 더욱 커지게 되는 제어장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 발생수단은 신호발생기를 갖고 있어 기본신호를 발생하게 되어 있으며, 결정 수단은 상기 검출수단의 출력에 응답하여 차량의 주행속도와 일치하는 보정값을 결정하게 되어 있고, 기준 신호를 출력하는 보정값에 의하여 기본신호를 보정하는 수단으로 되어 있는 제어장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 보정값은 그 보정값과 차량주행속도 사이의 관계를 나타내는 소정 특성 커어브에 의거하여 결정되는 제어장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 보정값은 소정 특성 커어브에 일치하는 맵데이터에 의거한 맵연산에 의하여 결정된 제어장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 보정값은 차량주행속도의 중간범위에서 차량주행속도가 증가함에 따라 증가하는 제어장치.
9. 제5항에 있어서, 상기 기준신호에 따른 레벨이 적어도 차량주행속도의 범위의 일부내에서 차량의 주행속도가 증가말에 따라 더욱커지게 되는 제어장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 판정수단은 차량의 주행속도와 일치하는 보정값을 걸정하기 위한 검출수단의 출력에 응답하는 결정수단과, 보정된 속도 데이터를 출력하게 되는 보정값에 의거하여 그 데이터를 보정하기 위한 수단과, 기본신호를 발생하기 위한 수단, 보정된 속도 데이터에 의하여 보여주는 크기가 기본신호에 따른 레벨에 도달하였는가의 여부를 판정하기 위한 기본신호와 보정된 속도 데이터를 비교하는 비교수단을 지니고 있는 제어장치.

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