KR970009221B1 - 자동차용 에어백충돌감지센서의 충돌위치감지제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동차용 에어백충돌감지센서의 충돌위치감지제어장치

제 1 도는 본 발명에서 채용되는 자동차용 에어백 충돌감지센서가 SRS유니트내에 설치된 상태를 나타낸 평면도.

제 2 도는 본 발명에서 채용되는 충돌감지센서의 구조를 나타낸 개략단면도.

제 3 도는 본 발명에 따른 자동차용 에어백충돌위치감지제어장치의 블록구성을 나타낸 도면.

제 4 도는 본 발명에 따른 자동차용 에어백충돌감지센서의 충돌위치감지제어장치의 동작을 설명하기 위한 개략적인 동작상태도로서, 제4도(a)는 정면충돌시의 충돌위치감지동작을 설명하기 위한 도면이고, 제4도(b)는 소정의 각도로 측면충돌시의 충돌위치감지동작을 설명하기 위한 도면이며, 제4도(c)는 90°의 각도로 측면충돌시의 충돌위치감지동작을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10A : 제 1 충돌감지센서 10B : 제 2 충돌감지센서

11 : 중추 12 : 압전소자

13 : 제 1 전극 14 : 제 2 전극

15 : 고정용나사 16 : 너트

17 : 케이스 18 : 고정부재

30A : 제 1 전하증폭부 30B : 제 2 전하증폭부

40A : 제 1 증폭부 40B : 제 2 증폭부

50A : 제 1 신호비교부 50B : 제 2 신호비교부

60 : 신호검출부 70 : 마이컴

본 발명은 자동차용 에어백충돌감지센서의 충돌감지위치제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차용 에어백의 동작가능한 충돌상태를 감지하기 위한 복수개의 충돌감지센서를 SRS유니트내에 각각 설치하여 에어백시스템의 구조를 단순화함과 더불어 이 충돌감지센서를 정면에 대해 각각 소정의 각도 차이를 가지고 비스듬하게 설치되도록 하여 정면충돌에 대한 감지뿐만 아니라 다양한 각도에서 측면충돌시의 감지도 가능하게 되도록 하는 자동차용 에어백충돌감지센서의 충돌감지위치제어장치에 관한 것이다.

현재, 일반적으로 사고발생시 에어백(air-bag)에 의해 탑승자를 보호하기 위하여 자동차에 채용되고 있는 전자식의 에어백시스템에서는, 그 자동차의 전측에 설치되어 정면충돌상태를 감지하기 위한 대쉬 센서나 자동차의 좌측 또는 우측에 설치되어 측면으로 부터의 충돌상태를 감지하기 위한 측면충돌감지 센서와, 그 충돌감지센서로 부터의 감지상태를 비교하여 판단하는 비교판단부를 갖춘 SRS유니트, 그 SRS유니트를 구성하는 비교판단부의 비교결과에 따라 에어백이 작동되도록 구동되는 에어백구동부로 이루어져 있다.

하지만, 이러한 에어백시스템에 따르면 그 충돌감지센서와 SRS유니트가 별도로 구비됨에 따라 배선이 복잡하게 될 뿐만 아니라, 전방으로 부터의 충돌상태를 감지하는 센서와 측면충돌을 감지하기 위한 센서가 따로 구비되어야 하므로 설치비용이 상승되고 구조도 복잡해지게 된다는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 단점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 자동차의 에어백의 동작상태를 제어하기 위한 SRS유니트내에 충돌에 의한 충격을 감지하기 위한 복수개의 충돌감지센서를 정면에 대해 각각 소정의 각도를 가지고 설치되도록 하여 시스템의 구조를 단순화시킴과 더불어 정면충돌 및 다양한 각도에서 가해지는 측면충돌에 대한 감지도 가능하게 되도록 하는 자동차용 에어백충돌감지센서의 충돌감지위치제어장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, SRS유니트내에 정면에 대하여 소정의 각도로 각각 비스틈하게 설치되어 자동차에 가해지는 정면충돌 및 측면충돌에 의한 충격상태를 감지하기 위한 복수개의 충돌감지센서와, 상기 충돌감지센서로 부터의 감지신호를 각각 전치증폭하기 위한 전하증폭부, 상기 전치증폭된 감지신호를 각각 신호증폭하기 위한 증폭부, 상기 증폭된 감지신호에 따른 전압치를 기설정된 기준전압과 각각 비교하는 신호비교부, 상기 신호비교된 감지신호의 전압치를 검출하는 신호검출부 및 상기 신호검출부로 부터 인가된 전압치에 따른 검출신호에 기초하여 에어백 구동을 위한 소정의 제어신호를 출력하는 마이컴으로 구성된 자동차용 에어백충돌감지센서의 충돌감지위치제어장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 신호검출부에서 검출되는 전압치는 상기 복수개의 충돌감지센서에 인가되는 정면출돌 및 측면충돌을 통한 응력이 가해지는 각도에 따라 상기 충돌감지센서 압전소자가 수축 또는 팽창되어 발생되는 가변된 전압치이다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 있어서는 자동차의 에어백시스템의 SRS유니트내에 2개의 충돌감지센서를 소정의 각도로 비스듬하게 설치하여 정면충돌 및 다양한 각도의 측면충돌상태를 감지할 수 있도록 하고 있다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

즉, 제 1 도는 본 발명에서 채용되는 자동차용 에어백 충돌감지센서가 SRS유니트내에 설치된 상태를 나타낸 평면도로서, 본 발명의 장치에서 잠조부호 10A, 10B는 자동차에 가해지는 정면충돌 및 다양한 각도에서 가해지는 측면충돌에 의한 충격상태를 감지 가능하도록 함과 더불어 에어백시스템의 구조를 간단화하도록 SRS유니트(100)내에 정면의 수직선(B)에 대하여 예컨대 45°와 같은 소정의 각도(α,α')로 각각 비스듬하게 설치된 예컨대 압전형 가속도센서로 이루어진 2개의 제1 및 제 2 충돌감지센서로서, 상기 제 1 충돌감지센서(10A)는 정면의 수직선(B)으로 부터 일측으로 소정의 α각도를 가지고 이격되어 비스듬하게 설치되고, 상기 제 2 충돌감지센서(10B)는 정면의 수직선(B)으로 부터 다른 측으로 소정의 α각도를 가지고 이격되어 비스듬하게 설치되어 있다.

여기서, 상기 제 1 및 제 2 충돌감지센서(10A,10B)는 제 2 도에 도시된 바와 같이 자동차에 가해지는 충격에 의한 가속도를 인가받아 관성력에 따른 응력이 발생되는 중추(11)와, 상기 중추(11)에서 발생되는 응력에 의해 수축 또는 팽창과 같은 변헝이 가해져서 압전현상을 통해 전압을 발생하는 압전소자(12), 상기 압전소자(12)에서 발생되는 전압을 인가받는 제1 및 제 2 전극(13,14), 상기 중추(11)와 압전소자(12)를 케이스(17)내에 고정하기 위한 고정용나사(15)와 너트(16) 및 상기 케이스(17)를 SRS유니트(100)내에 고정하기 위한 고정부재(18)를 포함하여 구성된다.

또한, 제 3 도는 본 발명에 따른 자동차용 에어백충돌위치감지제어장치의 블록구성을 나타낸 도면으로서, 본 발명의 장치에서 참조부호 30A,30B는 상기 제 1 및 제 2 충돌감지센서(10A,10B)의 압전소자(12)에서 발생되는 감지신호에 따른 전압을 전치증폭하고자 전압의 변동 및 잡음의 영향을 저감하기 위한 제 1 및 제 2 전하증폭부이고, 40A,40B는 상기 전치증폭된 감지신호에 따른 전압을 신호증폭하기 위한 제 1 및 제 2 증폭부이며, 50A,50B는 상기 신호증폭된 감지신호에 따른 전압의 레벨을 미리 설정된 기준전압과 비교하는 제 1 및 제 2 신호비교부이다.

또, 참조부호 60은 상기 제 1 및 제 2 신호비교부(50A,50B)로 부터의 감지신호에 따른 전압치를 검출하여 그 감지신호를 후단에 접속된 마이컴(70)으로 인가하는 신호검출부이고, 70은 상기 신호검출부(60)로 부터 입력된 감지신호에 기초하여 에어백구동부(도시 생략)으로 그 에어백을 동작시키기 위한 제어신호를 출려가는 마이컴으로서, 상기 마이컴(70)은 그 기억부내에 상기 신호검출부(60)에서 검출되는 전압치를 연산하여 소정의 제어신호를 생성하기 위한 전압치에 따른 수치데이타가 그 제조사에서 실험에 의해 획득된 설정치에 근거하여 기억되어 있는 것이 바람직하다.

이어, 상기한 바와 같이 이뤄진 본 발명이 대상으로 하는 자동차용 에어백 충돌감지센서의 충돌감지위치제어장치의 동작에 대해 제 4 도(a)∼(c)를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 제 4 도(a)에 도시된 바와 같이, 자동차에 가해지는 전방의 충돌상태에 의한 방향(1)을 갖는 용력이 SRS유니트(100)내의 압전형 가속도센서로 이루어진 제 1 및 제 2 충돌감지센서(10A,10B)에 인가되는 경우에, 중추(11)의 이동에 의해 변형이 생기는 상기 제 1 및 제 2 충돌감지센서(10A,10B)의 압전소자(12)에서는 압축에 의해 압전현상이 발생되는 한편, 상기 압전소자(12)에서 발생되는 전하(Q)는 하기식 식(1)과 같다.

Q=Du·F(Du는 압전병형계수, F는 응력(1)) …식(1)

한편, 출력전압(V)은 하기식 식(2)와 같고,

V=Q/Ce(Ce는 압전소자의 정전용량) …식(2)

상기 식(1)에 상기 식(1)을 대입하면 하기식 식(3)과 같고,

V=Du·F/Ce …식(3)

상기한 식(3)에 Gu=Du/ε(Gu는 압전출력계수, ε은 압전소자의 유전율)을 대입하면 하기한 식(4)와 같다.

V=Gu·ε·F/De …식(4)

또한, 상기 압전소자(12)에 가해지는 응력(F)은 하기한 식(5)와 같으며,

F=M·A(M은 중추(11)의 질량, A는 가속도) …(5)

상기 제1충돌감지센서(10A)에 가해지는 가속도(A2)와 상기 제2충돌감지센서(10B)에 가해지는 가속도(A2')는 하기한 식(6)과 식(7)과 같은 한편,

A2=A1sinθ(A1은 제1충돌감지센서(10A)의 수직가속도) …식(6)

A2'=A1'sinθ(A1'은 제2충돌감지센서(10B)의 수직가속도) …식(7)

상기한 식(6)과 식(7)을 상기 식(5)에 대입하면 하기식 식(8)과 식(9)와 같고,

F=M·A1sinθ …식(8)

F'=M·Al'sinθ' …식(9)

상기 식(8)과 식(9)를 상기 식(4)에 대입하면 하기한 식(10)과 식(11)과 같다.

V=Gu·ε·M·A1sinθ/De …식(10)

V'=Gu·ε·M·A1'sinθ'/De …식(11)

따라서, 상기 식(10)에 따른 전압(V)과 식(11)에 따른 전압(V')은 제 1 및 제 2 전하증폭부(30A,30B)를 통해 전치증폭되고서, 제 1 및 제 2 증폭부(40A,40B)를 통해 신호증폭되는 한편, 상기 제 1 및 제 2 증폭부(40A,40B)를 통한 상기 전압(V)과 전압(V')은 제 1 및 제 2 신호비교부(50A,50B)에서 미리 설정된 소정의기준전압과 각각 비교하고서 상기 전압(V)과 전압(V')이 전압치를 검출함과 더불어 거의 동일하게 가해지는 응력(F)에 의해 V=V'인 상태를 검출하게 된다.

그 다음에, 마이컴(70)에서는 상기 신호검출부(60)로 부터 인가되는 감지신호에 따른 전압치에 기초하여 그 기억부내에 기억된 수치데이타와 비교 및 연산하고서 소정의 에어백구동부측에 상기 전방으로부터의 충돌방향(1)에 대한 에어백의 동작을 위한 제어신호를 출력하게 된다.

하지만, 제 4 도(b)에 도시된 바와 같이, 자동차에 가해지는 정면의 수직선(B)에 대해 우측의 측면으로 예컨대 45°와 같은 소정의 각도를 갖는 방향(2)에 따른 충돌에 의한 응력이 상기 제 1 및 제 2 충돌감지센서(10A,10B)에 인가되는 경우에, 상기 제 1 충돌감지센서(10A)에 가해지는 충돌에 의한 가속도(A2)는 그 수직가속도(A1)와 동일하게 되어 그 압전소자(12)는 크게 수축됨에 따라 전압(V)이 V==Gu·ε·M·A1/De와 같이 발생하는 한편, 상기 제 2 충돌감지센서(10B)는 상기 충돌에 의한 가속도(A2')가 A2'=M·A1'·sin90°의 관계가 되므로, 그 압전소자(12)는 팽창디고 전압(V')이 V'=Gu·ε·M·A1'sin90°/De와 같이 발생되게 된다. 하지만, 상기 제 1 충돌감지센서(10A)의 압전소자는 수축되고, 상기 제 2 충돌감지센서(10B)의 압전소자(12)는 팽창되어 그 압전변형계수(Du)가 각각 다르게 됨에 따라, 상기 제 1 충돌감지센서(10A)의 압전소자(12)의 압전변형계수(Du)가 각각 다르게 됨에 따라, 상기 제 1 충돌감지센서(10A)의 압전소자(12)의 압전변형계수(Du)가 더 크게 되는 한편, 압전출력계수(Gu)도 더 크게 나타난다. 그러므로, 상기 제 1 충돌감지센서(10A)로 부터의 전압(V)은 상기 제 2 충돌감지센서(10B)로 부터의 전압(V')보다 더 큰 전압이 발생된다.

한편, 상기 제 1 및 제 2 충돌감지센서(10A,10B)에서 발생된 전압(V)과 전압(V')은 상기 제 1 및 제 2 전하증폭부(30A,30B)를 통해 전치증폭되고 상기 제 1 및 제 2 증폭부(40A,40B)를 통해 신호증폭되고서, 상기 제 1 및 제 2 신호비교부(50A,50B)에 의해 설정된 기준전압과 비교함에 따라 상기 기준전압 이상이면 상기 신호검출부(60)를 통해 상기 전압(V)과 전압(V')의 각각의 전압치와 상기 전압(V)이 전압(V')보다 더 크게 나타나는데 따른 전압차이가 검출되는 한편, 상기 마이컴(70)에서는 상기 신호검출부(60)로 부터의 검출치를 입력받아 인식하고서 그 기억부내에 기억된 소정의 수치데이터를 억세스하여 비교 및 연산한 결과로 소정의 에어백구동부에 제어신호를 출력하게 된다.

또한, 제 4 도(c)에 도시된 바와 같이, 정면의 수직선(B)에 대해 90°의 각도를 가지며 측면으로 충돌이 가해지는 방향(3)에 따른 응력이 상기 SRS유니트(100)내의 제 1 및 제 2 충돌감지센서(10A,10B)에 인가되는 경우에, 상기 제 1 충돌감지센서(10A)에 가해지는 가속도(A2)는 A2=A1sin45°가 됨에 따라, 발생되는 전압(V)은 상기 식(10)으로부터 V=Gu·ε·M·A1sin45°/De가 나타나게 되는 한편, 상기 제 2 충돌감지센서(10B)에 가해지는 가속도(A2')는 A2'=A1'sin135°가 됨에 따라, 발생되는 전압(V')는 V'=Gu·ε·M·A1'sin135°/De가 나타나게 된다.

따라서, 상기 전압(V)과 전압(V')은 그 전압차이가 거의 없는 상태로 발생되는 한편, 그 각각의 전압치는 제 4 도(a)에 도시된 바와 같은 정면충돌시에 발생되는 전압(V)과 전압(V')의 각각의 전압치와는 차이를 갖게 된다.

한편, 상기 제 1 및 제 2 충돌감지센서(10A,10B)에서 발생된 전압(V)과 전압(V')은 상기 제 1 및 제 2 전하증폭부(30A,30B)와 같이 제 1 및 제 2 증폭부(40A,40B)를 매개로 상기 제 1 및 제 2 신호비교부(50A,50B)를 통해 신호비교되고, 상기 신호검출부(60)는 상기 전압(V)과 전압(V')의 전압치와 그 차이가 거의 없는 전압차이를 검출하게 됨에 따라, 상기 마이컴(70)에서는 상기 검출치를 입력받아 인식하고서 그 기억부내에 기억된 소정의 수치데이타와 비교 및 연산한 결과로 소정의 제어신호를 소정의 에어백구동부에 출력하게 된다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 자동차의 에어백시스템의 SRS유니트내에 소정의 각도로 비스듬하게 설치된 2개의 충돌감지센서를 통해 정면충돌 및 다양한 각도로 가해지는 측면충돌상태를 용이하게 감지하 수 있도록 함에 따라, 에어백시스템의 구조가 단순화됨과 더불어 최소한의 센서구성 만으로도 정면충돌 및 측면충돌상태가 모두 감지가능하다는 이점이 있다.

Claims (2)

1. SRS유니트내에 정면에 대하여 소정의 각도(α,α')로 각각 비스듬하게 설치되어 자동차에 가해지는 정면충돌 및 측면충돌에 의한 충격상태를 감지하기 위한 복수개의 충돌감지센서(10A,10B)와, 상기 충돌감지센서(10A,10B)로 부터의 감지신호를 각각 전치증폭하기 위한 전하증폭부(30A,30B), 상기 전치증폭된 감지신호를 각각 신호증폭하기 위한 증폭부(40A,40B), 상기 증폭된 감지신호에 따른 전압치를 기설정된 기준전압과 각각 비교하는 신호비교부(50A,50B), 상기 신호비교된 감지신호의 전압치를 검출하는 신호검출부(60) 및 상기 신호검출부(60)로 부터 인가된 전압치에 따른 검출신호에 기초하여 에어백 구동을 위한 소정의 제어신호를 출력하는 마이컴(70)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 에어백충돌감지센서의 충돌감지위치제어장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 신호검출부(60)에서 검출되는 전압치는 상기 복수개의 충돌감지센서(10A,10B)에 인가되는 정면충돌 및 측면충돌을 통한 응력이 가해지는 각도에 따라 상기 충돌감지센서(10A,10B)의 압전소자(12)가 수축 또는 팽창되어 발생되는 가변된 전압치인 것을 특징으로 하는 자동차용 에어백충돌감지센서의 충돌감지위치제어장치