KR100577628B1 - 리테이닝 시스템용 작동 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리테이닝 시스템을 동작시키고 가능한 적은 비용으로 오작동을 방지하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 서로 다른 방향으로 정렬된 2개의 감지축을 갖는 가속도 센서 장치(1)를 사용한다. 2개의 감지축들 중 어느 하나와 관련하여 측정되는 가속도는 다른 감지축과 관련하여 측정되는 가속도로부터 도출되는 작동 결정에 대한 타당성 검사(4, 5)에 사용된다. 트리거 신호(a1, a2, a3, a4)는 작동 결정 신호와 타당성 신호가 동시에 AND-논리 회로(6, 7, 13, 14)의 입력에 인가될 때만 송출된다.
가속도 센서, 리테이닝 시스템, 타당성 검사, 트리거 신호, 충돌

Description

리테이닝 시스템용 작동 방법 및 장치{Method and device for actuating a retaining system}
본 발명은 자동차가 장애물에 충돌할 때 리테이닝 시스템을 작동시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 상이한 방향으로 향하는 2개의 감지축을 갖는 가속도 센서 장치가 제공되고, 측정된 가속도로부터 평가 회로가 리테이닝 시스템을 위한 트리거 신호를 형성한다.
US 5,202,831호에서 알 수 있는 바처럼, 전방 충돌, 후방 충돌 및 측면 충돌을 검출하기 위해 2개의 가속도 센서가 제공되고, 이들 중 하나의 가속도 센서는 자동차의 종방향으로 감지축을 가지며 다른 하나의 가속도 센서는 자동차의 횡방향으로 감지축을 갖는다. 상기와 같은 장치로써 전방 충돌 또는 후방 충돌과 측면 충돌은 서로 구별될 수 있으므로, 그에 상응하는 전방 또는 측면 에어백이 작동될 수 있다.
자동차에서 리테이닝 시스템의 컨셉(concept)에서의 중요한 목적은 에어백의 오작동이 방지되는, 즉 충돌 방향에 따라서 승객에게 실제적인 보호를 제공할 수 있는 에어백만이 작동되어야 한다는 것이다. 리테이닝 장치의 오작동을 방지하기 위해 (참고: DE 195 14 082 C1) 가속도 센서의 반응 신호에만 의존하여 작동이 이루어지는 것이 아니라 여분의(redundant) 가속도 센서 장치를 설계하는 것이 통상적이다. 종종 가속도 센서에 부가하여 소위 안전 스위치(safing or arming sensor)가 사용된다. 여분의 설계 때문에 원하는 바는 아니지만 리테이닝 시스템에 대한 비용이 커지게 된다.
여분의 가속도 센서 장치는 EP 0 785 112 A1호에 공지되어 있다. 여기서, 2개 또는 3개의 가속도 센서는 자동차에서 서로 다른 위치에 배열되어 있다. 이 가속도 센서는, 그의 감지축들이 서로 평행하도록, 배열된다. 따라서 감지축들이 모두 동일 방향을 가리키고 있으므로, 가속도 센서 모두는 공동의 감지축의 방향으로 이루어지는 자동차의 가속도에 반응하게 된다. 결국, 하나의 가속도 센서의 반응은 하나 또는 2개의 다른 여분의 가속도 센서의 반응에 의해 타당성 검사된다.
본 발명의 목적은 가속도 센서 장치에서 가능한 한 적은 비용으로 리테이닝 시스템의 오작동을 확실하게 방지하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적은 제 1 항 또는 제 7 항의 특징에 따라 서로 다른 방향으로 정렬된 2개 감지축을 갖는 가속도 센서 장치가 제공되고, 양 감지축들 중 어느 하나와 관련하여 측정되는 가속도는 평가 회로가 다른 감지축과 관련하여 측정되는 가속도로부터 도출한 작동 결정에 대한 타당성 검사(plausibility check)를 위해 사용됨으로써 달성된다. AND-논리 회로의 입력에 작동 결정 신호와 타당성 신호가 동시에 인가될 때에만, 트리거 신호(a1, a2, a3, a4)가 송출된다. 종래 기술에 비해 본 발명에 따른 장치의 비용은 감소되는데, 왜냐하면 자동차의 가속도를 종방향으로 그리고 횡방향으로 측정하기 위해 필요한 가속도 센서를 이용해 상호간에 타당성 검사가 실시되므로 여분의 가속도 센서가 불필요하기 때문이다.
본 발명의 유리한 다른 구성은 종속항에 제시된다.
그러므로 상이한 감지축을 갖는 2개의 가속도 센서 소자에서 상호간에 타당성 검사가 실시될 수 있다.
또한 3개의 가속도 센서 소자가 제공될 수도 있으며, 그들 중 2개는 동일 방향으로 향하는 감지축을 가지며 제 3의 가속도 센서 소자는 다른 방향으로 향하는 감지축을 갖는다. 이 때 동일 방향의 감지축을 갖는 상기 2개의 가속도 센서 소자 중 하나는 제 3의 가속도 센서 소자의 타당성 검사를 위해 사용된다.
전방 또는 후방 충돌과 측면 충돌을 서로 분명하게 구별하기 위해, 하나의 감지축은 종방향으로 정렬되고 다른 감지축은 자동차의 횡방향으로 정렬되는 것이 바람직하다.
자동차에서 중앙에 배열되고 자동차 횡방향의 감지축을 갖는 가속도 센서 소자는 주변(peripheral)에 배열된 하나 또는 다수의 측면 충돌 센서의 타당성 검사를 위해 사용될 수 있다.
이 타당성 검사는 측정된 가속도 또는 측정된 가속도의 적분(integral)의 진폭 또는 기울기 또는 극성과 관련한 임계값 결정 방법(threshold decision)으로서 실시된다.
도면에 도시된 다수의 실시예를 이용해 하기에서 본 발명이 상술된다.
도 1 은 2개의 가속도 센서 소자를 갖는 리테이닝 시스템을 위한 작동 장치의 도면.
도 2 는 3개의 가속도 센서 소자를 갖는 작동 장치의 도면.
도 1에 도시된 리테이닝 시스템용 작동 장치는 자동차의 중앙에 배열된 가속도 센서 장치(1)를 포함한다. 이 가속도 센서 장치(1)는 2개의 가속도 센서 소자를 가지며, 이들 중 하나의 가속도 센서 소자는 자동차 종방향(X)의 감지축을 가지며 다른 하나의 가속도 센서 소자는 횡방향(Y)의 감지축을 갖는다.
상기 2개의 가속도 센서 소자가, 공동의 기판 위에 배열되는 마이크로미케니컬 센서인 것이 바람직하다. 물론 상기 2개의 가속도 센서 소자는 별도의 기판 위에 배열될 수도 있다. 마이크로미케니컬 가속도 센서는 예를 들어 Elektronik 23/1991의 46 내지 50쪽에 서술되어 있다. Autotechnik No.1-2/1997의 28 내지 33쪽에는 마이크로미케니컬 센서 외에도 다른 원리의 센서가 (압전 센서, 포일 스트레인 게이지를 가진 센서, 마그네트-매스 센서 등) 서술되어 있으며, 이것은 또한 본 적용예에서도 사용될 수 있다.
도시된 실시예에서는 가속도 센서 소자의 감지축들이 서로 직교하게 정렬되어 있는 반면, 90도가 아닌 다른 방향의 감지축을 갖는 가속도 센서 역시 사용될 수 있다.
자동차에 한편으로는 전방/후방 충돌 시에 보호 기능을 제공하는 리테이닝 수단(에어백, 벨트 타이트너(belt-tightener))이 설치되고, 다른 한편으로는 측면 충돌 시에 승객을 보호하는 리테이닝 수단이 설치된다. 상기 2개의 충돌 방향 각각에 대해 모듈(2, 3)은 측정된 가속도 신호로부터 작동 결정을 도출하기 위해 제공되고 모듈(4, 5)은 작동 결정에 대한 타당성 검사를 위해 제공된다. X-방향의 감지축을 갖는 가속도 센서 소자에 의해 측정된 가속도는 모듈(2)에 전달되고, 이 모듈 안에서 전방 또는 후방 충돌 시에 리테이닝 수단을 위한 작동 결정이 행해진다.
상기 작동 결정은 일반적으로 임계값 결정이며, 이 임계값 결정은 측정된 가속도 자체에 적용되거나 그의 제 1 또는 제 2의 적분에 적용된다. 작동 결정에 대해 적용되는 알고리즘이 어떤 것인지는 여기에 상술되지 않는데, 왜냐하면 종래 기술에 공지된 작동 알고리즘 모두가 이용될 수 있기 때문이다.
측면 에어백을 위한 작동 결정을 도출하기 위한 모듈(3)에, Y-방향의 감지축을 갖는 가속도 센서 소자에 의해 측정된 가속도 신호가 전달된다. 또한, Y-방향의 감지축을 갖는 가속도 센서에 의해 측정되는 가속도는 전방 또는 후방 충돌에 응답하여 작동되는 리테이닝 수단을 위한 작동 결정의 타당성 검사를 위한 모듈(4)에 공급된다. 이 타당성 검사는 임계값 결정 프로세스이고, 가속도 신호 자체의 또는 가속도 적분의 진폭 또는 기울기 또는 극성을 기초로 한다. 작동 결정을 위한 상기 모듈(2) 뿐만 아니라 동시에 타당성 검사를 위한 모듈(4) 역시 출력 신호를 AND-논리 회로(6)의 입력에 송출하는 경우에야 비로소, 전방 또는 후방 충돌에 응답하여 작동되는 리테이닝 수단의 작동을 위한 실제 트리거 신호(a1)가 송출된다.
자동차가 종방향(X)으로 충돌을 할지라도, 즉 X-방향의 감지축을 갖는 가속도 센서 소자가 그러한 충돌로 인해 야기되는 자동차의 지연에 응답하더라도, Y-방향의 감지축을 갖는 가속도 센서 소자 역시 자동차의 구조적인 소성 변형에 의한 지연 성분을 측정할 것이다. 그러한 점에서, 충돌의 주방향에 위치하지 않는 감지축을 갖는 가속도 센서 소자의 출력 신호는 주 충돌 방향으로 향하는 가속도 센서 소자의 출력 신호로부터 도출된 작동 결정에 대한 타당성 검사를 위해 사용된다.
측면 충돌에 있어서 충돌 방향에 대해 직교하는 감지축을 갖는 가속도 센서 소자에 의해 측정되는 가속도 신호가 타당성 검사를 위해 모듈(5)에서 사용된다. 여기에서도 AND-논리 회로(7)의 입력들에 모듈(3)의 작동 결정 신호 뿐만 아니라 모듈(5)의 타당성 신호가 동시에 인가되는 경우에만, AND-논리 회로(7)에 의해 측면 에어백을 위한 트리거 신호(a2)가 송출된다. 측면 충돌 시에 작동 결정의 타당성 검사를 위한 모듈(5)이 자동차 종방향(X)의 감지축을 갖는 가속도 센서 소자에 의해 측정되는 가속도를 입력 신호로서 수신한다.
상기 모듈(4, 5)에서의 이미 설명한 타당성 검사는 모듈(2, 3)에서 검출된 작동 결정의 신뢰성을 더 높이므로, 리테이닝 수단의 오작동이 방지된다.
측면 에어백의 작동을 위해 일반적으로 측면 충돌 센서(8, 9)는 자동차의 우측과 좌측에 사용된다. 이 측면 충돌 센서는 자동차 주변에 설치된 가속도 센서 또는 압력 센서이다. 자동차의 좌측에 있는 측면 충돌 센서(8)는 측정된 그 가속도를 모듈(10)에 전송하며, 이 안에서 자동차 좌측의 측면 에어백을 위한 작동 결정이 이루어진다. 자동차 우측에 있는 측면 충돌 센서(9)는 모듈(11)과 연결되어 있으며, 이 모듈은 자동차 우측의 측면 에어백을 위한 작동 결정을 결정한다. 상기 모듈(10, 11)에서의 양 작동 결정을 위해 모듈(12)에서 타당성 검사가 실시된다. 이를 위해 자동차 중앙에 배열되고 Y-방향(자동차 횡방향)의 감지축을 갖는 가속도 센서 소자에 의해 측정된 가속도 신호가 사용된다. 또한 AND-논리 회로(13)가 제공되는데, 이 논리 회로는 그 입력에 상기 모듈(12)의 타당성 신호와 모듈(10)로부터의 작동 결정 신호가 인가되면, 자동차 좌측에 있는 측면 에어백을 위한 트리거 신호(a3)를 송출한다. 마찬가지로, 논리 회로(14)가 제공되는데, 이 논리 회로는 그의 입력에 모듈(12)로부터의 타당성 신호와 모듈(11)로부터의 작동 결정 신호가 인가되면, 자동차 우측의 측면 에어백을 위한 트리거 신호(a4)를 송출한다.
도 2에 도시된 작동 장치의 실시예는 도 1의 실시예처럼 전방 또는 후방 충돌 시에 그리고 측면 충돌 시에 작동 결정 신호의 도출을 위한 모듈(2, 3)을 포함한다. 마찬가지로, 이 장치는 타당성 검사를 위한 모듈(4, 5)을 포함한다. 도 1의 실시예에서 설명한 것처럼, AND-논리 회로(6, 7)는, 그의 입력에 모듈(2 또는 3)로부터 작동 결정 신호가 인가되고 모듈(4 또는 5)로부터 타당성 신호가 인가되면, 트리거 신호(a1과 a2)를 송출한다. 도 1의 실시예와의 차이점으로는 여기에서는 3개의 가속도 센서 소자가 사용된다는 것이다. X-방향과 Y-방향의 감지축을 갖는 2개의 가속도 센서 소자는 공동의 기판(15)에 배열되고, 마찬가지로 Y-방향의 감지축을 갖는 추가의 가속도 센서 소자(16)가 제공된다. 상기 3개의 가속도 센서 소자는 모두 개별적으로 별도의 기판에 배열될 수도 있다.
도 1의 실시예와 동일하게 전방 또는 후방 충돌 시에 작동 결정은 X-방향으로 측정되는 가속도를 기초로 검출되고, 이를 위한 타당성 검사는 Y-방향의 감지축을 갖는 가속도 센서 소자에 의해 측정되는 가속도 신호를 이용해 실시된다.
Y-방향으로 측정된 가속도 신호는 측면 충돌 시에 작동 결정의 검출을 위한 모듈(3)에도 제공된다. Y-방향의 감지축을 갖는 여분의 가속도 소자는 측면 충돌 시에 작동 결정 신호의 타당성 검사에만 사용된다. Y-방향 감지축을 갖는 여분의 가속도 센서 소자를 제공하는 대신에, 그 반대로 X-방향 감지축을 갖는 여분의 가속도 소자가 제공될 수도 있다. 오작동이 발생할 수도 있을 충돌 방향에 대해 여분의 가속도 센서 소자가 제공되는 것이 바람직하다.

Claims (7)

  1. 하나는 이동(종) 방향을 나타내는 X-방향으로 배열되고, 하나는 횡방향을 나타내는 Y-방향으로 배열되는 2개의 감지축을 갖는 가속도 센서 장치를 포함하는 자동차의 장애물에 대한 충돌에 반응하여 리테이닝 시스템을 작동시키기 위한 방법에 있어서,
    평가 회로를 사용하여 측정된 가속도로부터 리테이닝 시스템을 위한 트리거 신호를 발생시키는 단계와;
    작동 결정을 위한 타당성 검사를 위해 2개의 감지축들 중 하나에 대해 측정된 가속도를 사용하는 단계와;
    상기 평가 회로를 사용하여 상기 2개의 감지축들 중 다른 하나에 대해 측정된 가속도에 의존해서 상기 작동 결정을 결정하는 단계; 및
    오직 작동 결정 신호와 타당성 신호가 동시에 AND-논리 회로의 입력에 인가될 때만 상기 트리거 신호를 송출하는 단계를 포함하는 리테이닝 시스템 작동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상호간의 타당성 검사를 실시하는 단계를 추가로 포함하며,
    상기 가속도 센서 장치는 다른 감지축을 갖는 2개의 가속도 센서 소자를 포함하는 리테이닝 시스템 작동 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 가속도 센서 장치는 3개의 가속도 센서 소자를 포함하며, 상기 3개의 가속도 센서 소자들 중 2개는 한 방향(제 1 방향)으로 향하는 감지축을 가지며, 상기 3개의 가속도 센서 소자들 중 제 3의 소자는 제 2 방향으로 향하는 감지축을 가지며, 상기 제 1 방향은 제 2 방향과 다르며,
    한 방향으로 향하는 감지축을 갖는 상기 2개의 가속도 센서 소자들 중 하나는 상기 3개의 가속도 센서 소자들 중 제 3의 소자의 타당성 검사를 위해 사용되는 리테이닝 시스템 작동 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 2개의 감지축은 종방향으로 향하는 제 1 감지축과 횡방향으로 향하는 제 2 감지축을 포함하는 리테이닝 시스템 작동 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 가속도 센서 소자는 자동차의 중앙에 배열되며, 자동차의 횡방향으로 감지축을 가지며,
    적어도 하나의 측면 충돌 센서가 자동차의 주변에 배열되고,
    상기 적어도 하나의 측면 충돌 센서는 타당성 검사를 위해 가속도 센서 소자를 사용하는 리테이닝 시스템 작동 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 타당성 검사를 위해,
    상기 측정된 가속도의 극성, 진폭 및 기울기 중 하나와;
    상기 측정된 가속도의 적분의 극성, 진폭 및 기울기 중 하나 중, 하나에 대해 임계값 결정을 수행하는 단계를 추가로 포함하는 리테이닝 시스템 작동 방법.
  7. 장애물에 대한 자동차의 충돌에 반응하여 리테이닝 시스템을 작동시키기 위한 장치에 있어서,
    하나는 이동(종) 방향을 나타내는 X-방향으로 배열되고, 하나는 횡방향을 나타내는 Y-방향으로 배열되는 2개의 감지축을 갖는 가속도 센서 장치와;
    측정된 가속도에 의존해서 리테이닝 시스템을 위한 트리거 신호를 발생시키고, 2개의 감지축들 중 하나에 대해 측정된 가속도에 의존해서 작동 결정의 타당성 검사를 수행하기 위한 장치를 포함하며, 상기 2개의 감지축들 중 다른 하나에 대해 측정된 가속도에 의존해서 상기 작동 결정을 결정하는 평가 회로; 및
    작동 결정 신호와 타당성 신호가 동시에 AND-논리 회로의 입력에 인가될 때 상기 트리거 신호를 송출하는 AND-논리 회로를 포함하는 리테이닝 시스템 작동 장치.
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