KR20050061690A

KR20050061690A - 차량의 능동형 에어백 장치

Info

Publication number: KR20050061690A
Application number: KR1020030092982A
Authority: KR
Inventors: 송준영
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2005-06-23

Abstract

본 발명은 차량 충돌 사고 시에 차량의 충돌 정도에 따라 에어백의 팽창 압력을 제어하여 에어백의 팽창 시의 폭발력에 의해 승객에게 상해가 발생하는 것을 방지할 수 있는 차량의 능동형 에어백장치에 관한 것으로, 차량 충돌 여부를 감지하여 신호를 출력하는 충돌감지수단(110)과; 가스를 충전하여 에어백을 전개하기 위한 에어백모듈(120)과; 상기 에어백모듈로 공급되는 가스의 충전량을 제어하기 위한 가스충전제어수단(130)과; 상기 충돌감지수단와 연결되며, 상기 에어백장치와 가스충전제어수단을 제어하기 위한 제어유니트(140)로 구성되어, 차량 충돌 조건에 따라 능동적으로 에어백의 전개속도를 조절할 수가 있으므로, 에어백의 팽창시의 폭발력에 의해 승객에게 발생할 수 있는 상해를 방지할 수가 있는 효과가 있는 발명인 것이다.

Description

차량의 능동형 에어백 장치{Device for active air bags for vehicles}

본 발명은 차량의 능동형 에어백장치에 관한 것으로, 특히 차량 충돌 사고 시에 차량의 충돌 정도에 따라 에어백의 팽창 압력을 제어하여 에어백의 팽창 시의 폭발력에 의해 승객에게 상해가 발생하는 것을 방지할 수 있는 차량의 능동형 에어백장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 전방 충돌시의 상해를 최소화하기 위하여 차량의 운전석 또는 조수석에는 에어백장치가 장착되어 일정 조건하에서 충돌이 발생하면 에어백이 전개되어 충격을 흡수하도록 한다.

일반적인 차량 운전석의 에어백장치는 스티어링휠 내부에 에어백이 포개어서 구비되며, 이 에어백에는 제어유니트에 의해 다량의 가스를 발생시키는 인플레이터와 연결된다.

차량 충돌이 발생되면 제어유니트는 각종 센서로부터 충돌 신호를 감지, 판단하여 인플레이터의 작동을 제어한다. 차량 충돌이 발생하여 인플레이터가 작동하게 되면, 인플레이터에서 화학적 반응에 의해 다량의 가스가 발생되며, 발생된 가스는 에어백을 급속히 팽창시켜 운전자의 충격을 흡수한다.

한편, 통상 에어백이 전개되어 운전자에게 발생되는 충격을 흡수하기 위해서는 짧은 시간 내에 에어백이 전개될 필요가 있으므로, 에어백의 팽창 시의 폭발력은 상당히 크게 된다.

따라서, 에어백의 팽창시의 폭발력에 의해 승객이 상해를 입는 경우가 발생한다.

즉, 과도한 압력으로 에어백이 팽창된 경우에 승객의 호흡장애를 유발할 수가 있으며, 특히 여성 운전자나 노약자이거나 유아의 경우에는 에어백 전개시의 폭발력에 의해 큰 부상을 초래할 수가 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 에어백의 팽창 압력을 낮게 설정한 에어백장치가 개시되어 있으며, 또는 두 단계로 작동하는 인플레이터가 구비된 듀얼 스테이지 에어백장치 등이 개발되어 있으나, 이러한 에어백장치들은 특정하게 에어백이 팽창하도록 설정되어 제작되므로, 실제 주행 상태나 승객의 조건을 고려하여 능동적으로 대처할 수 없는 문제점이 여전히 발생한다.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 차량 충돌 사고시에 차량의 충돌 상태에 따라 에어백의 팽창 압력을 능동적으로 제어할 수 있는 수단을 구비하여 에어백 팽창 시의 폭발력에 의해 승객에게 상해가 발생하는 것을 최소화할 수 있는 능동형 에어백장치를 제공하고자 한다.

이러한 본 발명의 차량의 능동형 에어백장치는 차량 충돌 여부를 감지하여 신호를 출력하는 충돌감지수단과; 가스를 충전하여 에어백을 전개하기 위한 에어백모듈과; 상기 에어백모듈로 공급되는 가스의 충전량을 제어하기 위한 가스충전제어수단과; 상기 충돌감지수단와 연결되며, 상기 에어백장치와 가스충전제어수단을 제어하기 위한 제어유니트로써 달성된다.

한편, 본 발명의 차량의 능동형 에어백장치에 있어 상기 충돌감지수단은 충격 가속도를 감지하기 위한 제1센서와; 저속 충돌 시의 발생 감속도를 감지하기 위한 제2센서와; 자동차 전방 충돌 시의 감속도에만 충돌반응 신호를 출력하기 위한 제3센서로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 차량의 능동형 에어백장치에 있어 상기 가스충전제어수단은 상기 제어유니트에 의해 구동되는 모터와; 상기 모터에 구비된 프로펠러로 구성될 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 차량의 능동형 에어백장치를 보여주는 도면으로, 도 1은 본 발명의 능동형 에어백장치의 구성도이며, 도 2는 본 발명의 능동형 에어백장치에 있어, 가스충전제어수단이 장착된 에어백의 바람직한 실시예를 보여주는 도면이다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 차량의 능동형 에어백장치는 차량 충돌 여부를 감지하여 신호를 출력하는 충돌감지수단(110)과; 가스를 충전하여 에어백을 전개하기 위한 에어백모듈(120)과; 상기 에어백모듈로 공급되는 가스의 충전량을 제어하기 위한 가스충전제어수단(130)과; 상기 충돌감지수단와 연결되며, 상기 에어백장치와 가스충전제어수단을 제어하기 위한 제어유니트(140)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 충돌감지수단(110)은 자동차 충돌 시에 운전자 또는 승객을 보호하기 위하여 에어백 시스템에 적용되는 충돌감지센서에 의해 제공될 수 있다.

구체적으로, 충돌감지수단은 충격 가속도를 감지하기 위한 센터 G센서(111)와; 저속 충돌 시의 발생 감속도를 감지하기 위한 프론트 G센서(112)와; 자동차 전방 충돌 시의 감속도에만 충돌반응 신호를 출력하기 위한 세핑센서(113)로 구성될 수 있다.

상기 센터 G센서(111)는 N형 실리콘 기판상에 P형 실리콘층을 확산하여 게이지 저항을 형성한 반도체 피에조 저항을 포함하여 이루어지며, 통상 대시패널의 중앙하단에 설치된다. 캔틸레버 빔에 감속도가 가해져 빔이 질량에 의해 휘어지면 게이지 저항이 변화되어 저항 브리지 회로의 출력이 변화됨으로써 차량의 감속을 감지하게 된다.

상기 프론트 G센서(112)는 편심회전 매스를 갖는 기계식 가속도 센서로서 그 유닛은 편심 회전 매스를 장치한 로터 플레이트, 회전 접점과 고정 접점, 코일 스프링 등으로 구성되어 엔진룸내 전방의 좌우측에 설치되며, 설정 감속도 이상의 감속도(G)가 작동하면 로터가 회전을 시작하여 양 접점을 접촉시킴으로써 차량의 감속을 감지하게 된다.

상기 세핑센서(113)는 노말(normal) '오프' 상태이며 감속도가 작용하면 '온' 상태의 신호를 출력하는 기계식 세핑센서로서 가속도 센서이다. 설정 감속도(G)는 센터 G센서(111) 및 프론트 G센서(112)의 값보다도 작게 설정되어 자동차의 전방 충돌시의 감속도에만 응답하도록 이루어져 있기 때문에 충돌 이외의 어떤 원인으로 인하여 센터 G센서(111) 및 프론트 G센서(112)가 신호를 출력하더라도 세핑센서(113)의 출력이 동반되지 않으면 충돌이 아니라고 판정하여 점화신호를 내지 않도록 하여 불필요하게 비상제동수단이 작동되는 것을 방지하게 된다.

에어백모듈(120)은 점화장치가 구비되어 가스발생제를 순간적으로 연소하여 다량의 가스를 발생시키는 공지의 인플레이터(121)와, 이 인플레이터(121)에서 발생된 가스가 충전되는 에어백(122)으로 구성된다.

가스충전제어수단(130)은 인플레이터(121)와, 에어백(122) 사이에 구비되어, 인플레이터(121)에서 발생되어 에어백(122)으로 유입되는 가스의 량을 제어한다.

도 2를 참고하면, 인플레이터(121)와 조립되는 에어백(122)의 개구부에는 모터(131)와, 이 모터(131)에 구비되어 회동하는 프로펠러(132)에 의해 인플레이터(121)에서 에어백(122)으로 유입되는 가스의 량을 조절할 수 있다.

모터(131)는 제어유니트와 미도시된 와이어로 전기적으로 연결되어 제어된다.

제어유니트(140)는 센터 G센서(111), 프론트 G센서(112), 및 세핑센서(113)로부터 신호를 입력받아 에어백의 작동여부를 판단하여 인플레이터(121)와, 모터(131)를 제어한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 능동형 에어백장치의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

주행 중에 제어유니트(140)는 센터 G센서(111), 프론트 G센서(112), 및 세핑센서(113)로부터 신호를 입력받아 충돌 여부를 감지하며, 충돌이 발생한 경우에는 인플레이터(121)가 작동되도록 제어신호를 전달하여 에어백(122) 내에 가스를 충전한다.

한편, 제어유니트(121)는 인플레이터(121)를 작동하여 에어백(122) 내에 가스를 충전함과 동시에, 차량의 충돌 조건을 판단하여 모터(131)에 체결된 프로펠러(132)를 회전 구동하여 에어백(122) 내에 유입되는 가스의 량을 조절한다.

구체적으로 일례로서, 제어유니트(121)는 차량에 구비된 차속센서를 통해 충돌 발생 시의 차속과, 시트에 구비된 하중감지센서를 통해 승객의 체중에 따른 체형 정보를 입력받아 에어백(122)의 전개 속도를 결정하며, 이와 같이 결정된 데이터에 따라 모터(131)를 구동하여 프로펠러(132)의 회전을 제어하여 인플레이터(121)에서 에어백(122)으로 유입되는 가스의 유입량을 제어한다.

모터(131)의 프로펠러(132)가 회전 구동됨에 따라 인플레이터(121)에서 발생된 다량의 가스는 프로펠러(132)를 경유하여 에어백(122)으로 유입되며, 이때 인플레이터에서 발생된 기체의 운동에너지는 프로펠러(132)를 경유하면서 일에너지와 열에너지로 소모된 후에 에어백(122)을 팽창 전개시킨다.

따라서, 충돌 차속 또는 승객의 체형에 따라 충돌실험 시의 적절한 에어백 전개속도를 결정하며, 또한 이때의 프로펠러(132)를 회전 구동하는 모터(131)의 구동값을 데이터로 추출하여 제어유니트에 저장된다.

이상과 같은 본 발명의 차량의 능동형 에어백장치는 충돌 사고시에 에어백을 팽창시키는 가스의 유입량을 제어할 수 있도록 에어백모듈 내에 가스충전제어수단이 구비됨으로써, 차량 충돌 조건에 따라 능동적으로 에어백의 전개속도를 조절할 수가 있으므로, 에어백의 팽창시의 폭발력에 의해 승객에게 발생할 수 있는 상해를 방지할 수가 있는 효과가 있는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 능동형 에어백장치의 구성도,

도 2는 본 발명의 능동형 에어백장치에 있어, 가스충전제어수단이 장착된

에어백의 바람직한 실시예를 보여주는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 충돌감지수단 111 : 센터 G센서

112 : 프론트 G센서 113 : 세핑센서

120 : 에어백모듈 121 : 인플레이터

122 : 에어백 130 : 가스충전제어수단

131 : 모터 132 : 프로펠러

140 : 제어유니트

Claims

차량 충돌 여부를 감지하여 신호를 출력하는 충돌감지수단과;

가스를 충전하여 에어백을 전개하기 위한 에어백모듈과;

상기 에어백모듈로 공급되는 가스의 충전량을 제어하기 위한 가스충전제어수단과;

상기 충돌감지수단와 연결되며, 상기 에어백장치와 가스충전제어수단을 제어하기 위한 제어유니트로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 능동형 에어백장치.
제1항에 있어서, 상기 충돌감지수단은

충격 가속도를 감지하기 위한 제1센서와;

저속 충돌 시의 발생 감속도를 감지하기 위한 제2센서와;

자동차 전방 충돌 시의 감속도에만 충돌반응 신호를 출력하기 위한 제3센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 능동형 에어백장치.
제1항에 있어서, 상기 가스충전제어수단은 상기 제어유니트에 의해 구동되는 모터와;

상기 모터에 회동 가능하게 체결되는 프로펠러인 것을 특징으로 하는 차량의 능동형 에어백장치.