KR0178761B1 - 차량 탑승자 안전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 적어도 두 개의 센서를 갖는 센서 장치와, 센서 신호를 처리하는 적어도 두 개의 선처리 회로를 구비한 선처리 장치와, 컴퓨터 시스템과, 안전 장치를 기동시키는 적어도 2개의 단을 구성되는 트리거 회로를 포함하는 차량 탑승자 안전 시스템, 특히 에어백, 안전 밸트 조임 장치 등의 구속 시스템에 관한 것이다. 비교적 저렴한 비용으로 고도의 안전성을 얻기 위하여, 상기 컴퓨터 시스템(12)이 단일 컴퓨터 시스템(30)으로서 구성되어 서로에 대해 스태거된 타이밍을 갖는 두개의 프로그램(P1, P2)으로 두 개의 선처리 회로(8, 9)의 데이터를 처리하는 방식으로 구성되는 것이 제안되어 있다.

Description

[발명의 명칭]
차량 탑승자 안전 시스템
[종래 기술]
본 발명은 적어도 두개의 센서를 갖는 센서 장치와, 센서 신호를 처리하는 적어도 두개의 선처리 회로(preprocessing)를 구비한 선처리 장치와, 컴퓨터 시스템과, 안전 장치를 기동시키는 적어도 2개의 단으로 구성되는 트리거 회로를 구비한 차량 탑승자 안전 시스템, 특히 에어백, 안전 벨트 조임 장치 등의 구속 시스템에 관한 것이다.
서두에서 언급한 형태의 안전 시스템, 예를 들면, 전자적으로 동작하는 구속 시스템에 있어서, 중요한 부분, 예를 들어, 센서와, 처리 회로와, 컴퓨터, 특히 신호 처리용 마이크로컴퓨터 등은 용장성 있게, 특히 이중으로 제공된다. 용장성 있게 제공된 결과, 공지되어 있는 탑승자 안전 시스템은 다중의 안정성을 갖는다. 그러나, 이것은 부품 수에 상당하는 지출이 늘어나므로 생산 비용이 많이 든다.
공지된 안전 시스템에 용장성을 제공하지 않으면, 즉 시스템의 부품을 단순히 일중으로 설치하여 사용하면, 실제로 제조 원가는 낮아지지만, 안전도 역시 낮아질 것이 예측된다. 이것은, 차량 탑승자 안전 시스템의 부정확한 기동(triggering)이 배제되지 않을 수도 있으며, 필요한 때에도 안전 시스템이 기동되지 않을 수도 있는 사실에서 기인한다.
유럽 특허출원 공개 공보 제0 283 737호에는 차량 탑승자 보호 시스템을 작동시키는 회로 장치가 개시되어 있는데, 여기에는 안전 시스템 트리거가 에어백 하우징에 배치되어 있다. 복수의 트리거 스위치를 서로 직렬로 접속하고, 트리거(10)와 직렬로 접속한다. 상기 스위치는 논리 소자로부터의 출력 신호에 의해 차례로 로드(load)되는 전류원에 의해 구동된다. 출력 신호는 이중 스위치를 스위칭하는 지연 기능으로 병렬로 접속된 논리 소자의 입력 단자에 제공된다. 논리 소자의 기능은 해당 주변 기기를 구비한 프로그램된 마이크로컴퓨터에 의해 대신 행하여 질 수 있다. 상기 문헌에 의하면, 각각의 경우에 테스트 목적을 위하여 트리거 스위치의 한 부분이 특정한 간격으로 주기적으로 구동되는 것도 가능하며, 또한 이러한 구동 역시 마이크로프로세서에 의해 수행될 수 있다.
[본 발명의 이점]
상술한 것과 비교하여, 주청구범위에 기술된 특징을 갖는 본 발명에 따른 차량 탑승자 안전 시스템은, 용장성 있는 시스템의 경우와 거의 동일한 정도의 안전도를 제공하며, 제조 원가 비용을 현저히 절감할 수 있는 이점을 갖는다. 비용을 절감할 수 있는 이유는, 사용되는 컴퓨터 시스템이 두 개의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터 시스템이 아닌, 즉 단일 컴퓨터 시스템이고, 두 개의 선처리 회로에 의해 공급된 데이터가, 서로에 대해 스태거(staggered)된 타이밍을 갖는 두 개의 프로그램으로 동일 컴퓨터(마이크로컴퓨터)에 의해 처리되어 신뢰도가 높아지기 때문이다. 이것에 의해 준용장성(準冗長性, quasi-redundancy)이 얻어지다. 센서 또는 선처리 회로로부터 인입되는 두 데이터 신호 경로의 정보가 서로 간에 상당히 다른 경우, 안전 시스템은 기동하지 않는다. 여기서, 정보 처리는 안전 장치의 2단 트리거 회로에 접속된 하나의 컴퓨터에 의해서만 행하여진다. 두 데이터 신호 경로상의 정보간의 허용할 수 없는 차이 또는 에러의 발생으로 인해서, 예를 들면, 트리거 회로의 하나의 단 만이 활성화되므로, 안전 시스템의 기동은 양 단의 활성화를 필요로 하기 때문에 발생하지 않게 된다. 본 발명에 따른 단일 컴퓨터 시스템에 의하면, 비용이 낮아지는 것뿐만이 아니고, 두 개의 컴퓨터 시스템과 거의 동일한 안전도가 유지된다. 그 이유는, 예를 들면, 서로에 대해 스태거된 타이밍을 갖는 두 프로그램의 실행에 있어 한쪽의 장애로 인해 다른 쪽 프로그램도 처리가 불가능하게 되어 안전 시스템은 기동하지 않게 된다.
특히, 두 프로그램의 각각의 개시는 서로 독립적인 두 인터럽트 소스에 의해 시작된다. 가급적, 소위 타이머 인터럽트가 이용된다.
제1프로그램의 개시 시간은 가급적 n·T이며, 제2프로그램의 개시 시간은 (2n+1)·(T/2)이다. 여기서, n은 숫자열의 연속하는 양의 정수이고, T는 처리 주기이다. 따라서, 처리 주기 내에서 제1 및 제2프로그램은 서로에 대해 스태거되는 시점에서 항상 개시되는 것이 보장된다.
또한, 두 프로그램에 의해 기동(triggered)되며 컴퓨터 시스템의 리세트 입력에 접속되는 워치도그(watchdog) 회로가 제공될 수 있다. 이 워치도그 회로는 소정의 시점에서 2개의 프로그램에 의해 교대로 선택되어 구동되어야 하므로 컴퓨터 시스템의 리세트 입력에 펄스를 공급하지 못한다. 즉, 컴퓨터 시스템을 리세트 시키지 못한다. 그러나, 신호 처리 동안에 불규칙성이나 에러가 발생하고, 이것으로 인해 기동이 부정확하게 되거나 기동되지 않게 되는 경우, 컴퓨터 시스템의 리세팅에 의해 차량 탑승자 안전 시스템의 가능성 있는 부정확한 기동이 방지된다.
특히, 윈도우 워치도그 회로를 워치도그 회로로서 사용할 수 있다. 즉, 각각의 트리거 신호는 양호하게 기능하도록 소정의 시간 윈도우 내부에 위치되어야 한다.
특히 고도의 안전성을 얻기 위하여, 트리거 신호는 각각 제1 및 제2프로그램에 의해 절반씩 형성된다. 특히, 한 쪽의 프로그램, 특히 제2프로그램의 개시에 의해 트리거 신호의 상승 엣지(irising dege)가 형성되고, 다른 쪽 프로그램, 특히 제1프로그램의 개시에 의해 트리거 신호의 하강 엣지(trailing edge)가 형성되게 된다. 따라서, 상술한 인터럽트 소스는, 상술한 개시 시간에 각각의 경우 트리거 신호의 상승 및 하강 엣지를 형성하는 두 프로그램의 실행을 트리거하므로, 대응하는 방형파 펄스로 이루어진 트리거 신호가 생성된다 상기 신호는 상기 감시 기능을 워치도그 회로를 제어한다.
기능이 정확하게 속행되도록, 제1프로그램은 제2프로그램이 개시되기 전에 종료되어야 한다. 안전상의 이유 때문에, 한 쪽의 프로그램이 다른 쪽 프로그램의 종료를 테스트하도록 할 수 있다. 특히, 모든 프로그램은 각각의 다른 쪽 프로그램에 의해 모니터되는 종료 식별자를 가질 수 있다. 또한 본 발명은, 적어도 두 개의 센서를 갖는 센서 장치와, 센서 신호를 처리하는 적어도 두개의 선처리 회로(preprocessing)를 구비한 선처리 장치와, 컴퓨터 시스템과, 안전 장치를 기동시키는 적어도 2개의 단으로 구성되는 트리거 회로를 구비한 차량 탑승자 안전 시스템, 특히 에어백, 안전 벨트 조임 장치 등의 구속 시스템을 동작하는 방법에 관한 것이다. 상기 컴퓨터 시스템은 서로에 대해 스태거인 타이밍을 갖는 두 개의 프로그램으로 두 선처리 회로의 데이터를 처리하는 단일 컴퓨터 시스템으로서 구성된다.
트리거 회로의 기동은 양 프로그램의 실행 결과가 동일하거나 거의 동일한 결과에 기초하여 트리거 회로의 두 단이 활성화되는 경우에만 발생한다.
[도면의 간단한 설명]
본 발명은 도면을 참조하여 하기에서 보다 상세히 기술하기로 한다.
제1도는 차량 탑승자 안전 시스템의 트리거 회로를 도시한 블록도이다.
제2도는 안전 시스템의 동작을 도시한 도면이다.
[양호한 실시예의 설명]
제1도는 차량 탑승자 안전 시스템이 한 구성 요소, 특히 구동 회로(1)만을 도시하고 있다. 개략적으로 도시한 차량 탑승자 안전 시스템에 있어서, 그것은 에어백, 안전 밸트 조임 장치 등의 구속 시스템이 될 수도 있다. 이러한 종류의 안전 시스템은 전기적으로 트리거된다. 즉, 에어백의 경우에 가스 압력을 발생시켜 충격 쿠션을 충전시키는 추진 충전체(propelant charge)를 점화하는 전기적으로 점화 가능한 점화 캡(cap)을 구비한다.
제1도에 따르면, 구동 회로(1)는 두 개의 센서(3, 4)로 궝되는 센서 장치(2)를 갖는다. 상기 센서(3, 4)는 라인(5, 6)을 통하여 처리 회로(8, 9)를 갖는 처리 장치(7)에 접속된다. 상기 처리 회로(8)는 센서(3)와 공협(共協(하며, 처리 회로(9)는 센서(4)와 공협한다. 처리 회로(8, 9)는 라인(10, 11)을 통해 컴퓨터 시스템(12)에 접속된다. 상기 컴퓨터 시스템(12)은 신호 처리 프로세서(14(P1) 및 15(P2))를 스태거된 타이밍으로 속행시키는 마이크로컴퓨터(13)로서 구성된다.
신호 처리 프로세서(14)는 라인(16)을 통해 두 개의 단(19, 20)을 갖는 트리거 회로(18)에 접속되며, 신호 처리 프로세서(15)는 라인(17)을 통하여 상기 트리거 회로(18)에 접속된다.
또한, 윈도우 워치도그 회로(23)가 제공되며, 이 윈도우 워치도그 회로(23)의 입력(24, 25)에는 신호 처리 프로세서(14, 15)가 라인(26, 27)을 통하여 접속된다. 윈도우 워치도그 회로(23)의 출력(28)은 마이크로컴퓨터(13)의 리세트 입력(29)에 접속된다.
제1도의 회로는 다음과 같이 동작한다:
센서(3, 4)는, 예를 들면 차량의 가속도에 대한 차량(도시되지 않음)의 주행상태를 모니터한다. 센서에 의해 검출된 가속도는 라인(5, 6)을 통해 처리 회로(8, 9)로 공급된다. 선처리된 데이터는 다음으로 라인(10, 11)을 통하여 마이크로컴퓨터(13)에 공급된다. 상기 마이크로프로세서는 본 발명에 따라 단일 컴퓨터 시스템(30)을 구성한다. 즉, 구성 요소 (3, 4; 8, 9; 19, 20)에 비하여 단일 컴퓨터 시스템(30)은 하나만 제공된다. 상기 컴퓨터 시스템(30)은 두 개의 신호 처리 프로세서(14(P1) 및 15(P2))에서 데이터 신호 경로(31, 32)를 통해 수신된 정보를 처리한다.
본 발명에 따라, 두 선처리 회로(8, 9)로부터 출력되는 데이터는, 서로에 대해 스태거된 타이밍을 갖는 두 프로그램(제1프로그램(P1), 제2프로그램(P2))에 의해 처리된다.
이것에 대해서는 제2도에서 보다 상세히 도시하고 있다. 제2도의 윗부분에 도시된 바와 같이 두 개의 프로그램 P1 및 P2는 서로에 대해 트리거된 타이밍으로 처리를 진행함을 알 수 있다. 그러므로, 프로그램열이 형성된다. 즉 P1, P2, P1, P2, P1 등이 된다. 프로그램 P1 및 P2의 개시 시간은 상호 독립적인 두개의 인터럽트 소스에 의해 발생된다. 타이머 인터럽트 IQ1가 생기는 경우 프로그램 P1이 개시되고, 타이머 인터럽트 IQ2가 생기는 경우 프로그램 P2가 개시된다.
프로그램 P1 및 P2의 개시점은 다음의 관계식에 의해 결정된다:
제1프로그램 P1의 개시 시간 T1은
T1 = n·T
이며, 제2프로그램 P2의 개시 시간 T2는
T2 = (2n+1)·(T/2)
이다. 여기서 n 은 숫자열의 연속하는 양의 정수이며, T는 처리 주기이다.
처리 주기 T내에서, 프로그램 P1 및 프로그램 P2 모두 일순한다. 상기 관계식에 따라, 두 프로그램의 각각의 개시 시간은,
n=1 인 경우 : T1=1, T2=3T/2
n=2 인 경우 : T1=2T, T2=5T/2
n=3 인 경우 : T1=3T, T2=7T/2
등과 같다.
따라서, 두 프로그램 P1 및 P2는 시간 간격 T/2로 교대로 선택되어 개시된다. 이것은 윈도우 워치도그 회로(23)에 의해 테스트된다. 일탈의 경우, 윈도우 워치도그 회로(23)는, 마이크로 컴퓨터(13)의 리세트 입력(29)에 인가되는 리세트 펄스를 그것의 출력(28)에 전송한다. 이것으로 인해 컴퓨터 시스템(12)이 재설정 되므로 차량 탑승자 안전 시스템이 부정확하게 기동되는 것을 방지한다.
특히 장치는, 신호 처리 프로세서 14(P1)의 개시로 펄스의 하강 엣지가 전송되고 신호 처리 프로세서 15(P2)의 개시로 상승 엣지가 전송되는 방식으로 구성되며, 상기 엣지들은 라인(26, 27)을 통해 윈도우 워치도그 회로(23)의 트리거 신호로서 입력(24, 25)에 인가된다. 프로그램 P1 및 P2가 시간 간격 T/2로 교대로 선택되어 개시되는 경우, 리세트 펄스는 윈도우 워치도그 회로(23)의 출력(28)에서 발생하지 않는다. 기동 시에 불규칙이 존재하거나 또는 장애가 생기는 경우, 전술한 바와 같이 마이크로컴퓨터(13)가 재설정된다.
전술한 방식으로 발생되는 트리거 신호 UWD(t)는 제2도의 아랫부분에 도시되어 있다.
기동 시에 신호 처리에 있어 에러가 없는 경우, 두 개의 점화단 소자(21, 22)가 라인(16, 17)을 통해 구동된다. 상기 소자는 에어백으로서 구성되는 차량 탑승자 안전 시스템으 점화 캡과 직렬로 위치하는 제어가능 스위칭 소자를 구비하고 있으므로, 이들 스위칭 소자의 스위칭에 의해 점화 캡이 점화되고 따라서 기동이 행해진다.
오동작이 발생하거나, 또는 예를 들면 프로그램 실행에 결함이 있는 경우, 윈도우 워치도그 회로(23)의 리세트 임펄스에 의해서 차량 탑승자 안전 시스템의 기동이 방지된다. 데이터 신호 경로(31, 32)중 하나에서 에러가 발생하면, 하나의 점화 출력단 소자(21 또는 23)만이 활성화되므로, 안전 시스템 역시 기동되지 않는다. 안전성을 위하여, 특히, 한 쪽 프로그램(예를 들면, P1)이 다른 쪽 프로그램(예를 들면, P2)의 종료를 테스트하고, 역으로 한 쪽 프로그램(예를 들면, P2)이 다른 쪽 프로그램(예를 들면, P1)의 종료를 테스트하는 것이 부가적으로 제공된다.
이것은 각 프로그램 P1, P2가 각각의 다른 쪽 프로그램 P2, P1에 의해 모니터되는 종료 식별자를 갖고 있다는 사실에 의해 발생된다. 그러므로, 예를 들면, 프로그램 P2는 프로그램 P1이 시간 3T/2 전에 종료했는지의 여부를 테스트한다(제2도 참조).

Claims (10)

  1. 두 개의 센서(3, 4)를 갖는 센서 장치(2)와, 센서 신호를 처리하는 두 개의 선처리 회로(8, 9)를 구비한 선처리 장치(7)와, 컴퓨터 시스템(12)과, 안전 장치를 기동시키는 2개의 단(19, 20)으로 구성되는 트리거 회로(18)를 포함하며, 상기 컴퓨터 시스템(12)은 단일 컴퓨터 시스템(30)으로서 구성되어 서로에 대해 스태거된 타이밍을 갖는 두 개의 프로그램(P1, P2)으로 두 개의 선처리 회로(8, 9)의 데이터를 처리하는 방식으로 구성되는, 특히 에어백, 안전 밸트 조임 장치 등의 구속 시스템의 차량 탑승자 안전 시스템에 있어서, 상기 두 프로그램(P1, P2)의 각각의 개시는 상호 독립적인 두 인터럽트 소스에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자 안전 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 제1프로그램(P1)의 개시 시간(T1)은 n·T이며, 제2프로그램(P2)의 개시 시간(T2)은 (2n+1)·(T/2)이고, n은 숫자열의 연속하는 양의 정수이며, T는 처리 주기인 것을 특징을 하는 차량 탑승자 안전 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 두 프로그램(P1, P2)에 의해 기동되며, 상기 컴퓨터 시스템(12)의 리세트 입력(29)에 접속되는 워치도그 회로를 특징으로 하는 차량 탑승자 안전 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 워치도그 회로는 윈도우 워치도그 회로(23)로서 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자 안전 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 트리거 신호 UWD(t)는 상기 제1및 제2프로그램(P1, P2)에 의해 절반씩 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자 안전 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 한 쪽 프로그램의 개시, 특히 제2프로그램(P2)의 개시는 상기 트리거 신호 UWD(t)의 상승 엣지를 형성하고, 다른쪽 프로그램의 개시, 특히 제1프로그램(P1)의 개시는 상기 트리거 신호 UWD(t)의 하강 엣지를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자 안전 시스템.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1프로그램(P1)은 상기 제2프로그램(P2)이 개시되기 전에 종료되는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자 안전 시스템.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 한 쪽 프로그램(P1, P2)은 상기 다른 쪽 프로그램(P2, P1)의 종료를 테스트하는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자 안전 시스템.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 프로그램(P1, P2)은 각각의 다른 쪽 프로그램(P2, P1)에 의해 모니터되는 종료 식별자를 갖는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자 안전 시스템.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 트리거 회로(18)의 기동은, 상기 두 개의 단(19, 20)이 상기 두 프로그램의 실행의 동일한 결과 또는 거의 동일한 결과에 기초로하여 활성화되는 경우에만 발생되는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자 안전 시스템.
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