KR100287074B1 - 자동차용 에어백의 무선 원격 구동시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 에어백의 무선 원격 구동시스템에 관한 것으로, 외부의 충격을 감지하여 감지된 신호를 전기적인 신호로 변환시키는 G-센서(32)와, G-센서(32)로부터 인가된 신호를 판단하여 제어신호를 출력시키는 CPU(34)와, CPU(34)에서 발생된 제어신호를 변조기(36)에서 무선신호로 변조시켜 공중으로 송출시키는 송신용 안테나(38)와, 수신용 안테나(42)에서 공중으로부터 무선신호를 수신하여 복조하는 복조기(40)로 이루어진 에어백 검지장치(30); 및 수신용 안테나(42) 및 송신용 안테나(38)로부터 무선신호를 송신 및 수신하는 송수신용 안테나(52)와, 송수신되는 무선신호를 변조 및 복조처리하는 무선통신용 IC(54)와, 무선통신용 IC(54)로부터 신호를 입력받거나 각종 제어신호를 출력하는 제어부(56)와, 외부로부터 인가되는 배터리 전원(V)를 소정크기의 전압으로 증압시키는 전압증압부(60)와, 인가되는 전압을 충전시켰다가 안정된 전압으로 방전시키는 대용량 커패시턴스(C2)와, 커패시턴스(C2)에서 방전되는 전압을 도통시키는 릴레이(58)와, 릴레이(58)를 거쳐 인가되는 전압신호로 작동기체를 폭발시키는 인플레이터(62)와, 인플레이터(62)의 폭발에 의해 발생되는 작동기체로 전개되는 에어백(64)으로 이루어진 에어백 모듈(50)로 구성되어 에어백의 검지장치와 에어백 모듈간에 무선으로 신호를 송수신할 수 있도록 하여 에어백의 미작동을 배제/안전을 향상시킨 것이다.

Description

자동차용 에어백의 무선 원격 구동시스템

본 발명은 자동차용 에어백의 무선 원격 구동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에어백의 검지시스템과 에어백 모듈간에 무선으로 신호를 송수신할 수 있도록 하여 컨넥터 및 배선에 의한 접촉불량에 의한 에어백의 미작동을 배제함으로써 에어백의 정상적인 작동을 도모하고 승객의 안전을 향상시킨 자동차용 에어백의 무선 원격 구동장치에 관한 것이다.

에어백(Air Bag)은 차량의 충돌시에 전면부, 측면부와의 충돌로 인한 충격으로부터 자동차의 승객을 보호하는 장치로, 안전벨트와 더불어 대표적인 탑승객의 보호장치이다.

에어백 시스템은 검지시스템과 에어백 모듈로 이루어져 있는데, 검지시스템은 센서, 배터리, 진단장치 등으로 구성되며, 에어백 모듈은 에어백과 작동지게 팽창장치로 이루어져 있다. 센서에 의해 충돌이 감지되면 작동기체장치가 폭발되며, 폭발된 가스로 인해 백이 순간적으로 부풀게 된다. 충돌로부터 에어백이 완전 작동되는 시간은 보통 50/1,000초 정도의 짧은 시간이다.

가스로는 고체의 급격한 연소에 의해 발생하는 고압가스를 사용하거나, 고압가스 용기에 저장된 기체를 사용한다. 충돌시에 승객의 보호성능이 매우 우수하므로 세계적으로 사용이 급격히 증가되고 있다.

이와 같은 에어백 시스템은 도 1의 구성도에서, 자동차의 외부로부터 가해지는 충격을 감지하여 감지된 신호를 전기적인 신호로 변환시키는 G-센서(12)와, 상기 G-센서(12)로부터 인가된 신호를 판단하여 설정된 제어신호를 출력하는 CPU(14)와, 배터리로부터 입력된 전원을 충전하여 안정된 전원으로 방전하는 대용량 커패시턴스(C1)와, 상기 CPU(14)에 베이스단이 연결되어 CPU(14)로부터 베이스단으로 신호가 인가되면 스위칭되어 턴온되는 제 1스위칭소자(Q1) 및 제 2스위칭소자(Q2)와, 상기 제 1스위칭소자(Q1) 및 제 2스위칭소자(Q2)로부터 출력되는 신호를 대기 및 변환시켜 출력시키는 인터페이스부(15)로 이루어진 검지장치(10); 및 상기 검지장치(10)의 인터페이스부(15)에 연결되어 전기적인 신호를 전송하는 배선(22)과, 배선(22) 사이에 연결되어 신호를 전달하는 연결스프링(18)과, 인터페이스부(15)와 연결스프링(18) 사이에 연결된 제 1컨넥터(16)와, 상기 배선(22)을 통해 인가되는 신호로 작동기체를 폭발시키는 인플레이터(23)와, 연결스프링(18)과 인플레이터(23)의 사이에 연결된 제 2컨넥터(20)와, 인플레이터(23)의 폭발에 의해 작동기체가 팽창되어 승객에게 완충력을 주는 에어백(24)으로 구성된 에어백 모듈(30)로 구성된다.

상기 에어백 모듈(30)은 운전자의 전면에 설치되는 것으로, 조향핸들의 중앙이나 조향핸들의 측면에 구성시킬 수 있다.

또한, 조수석이나 운전자의 측면에도 도 1의 검지장치(10)의 인터페이스부(15)에 제 2배선(26)을 연결하고, 배선(26)의 사이에 컨넥터(27)가 연결하며, 인플레이터(28)에 에어백(29)을 연결시킬 수 있다.

이와 같이 구성된 에어백 시스템은 자동차의 전방이나 측면으로부터 충격이 가해지면, G-센서(12)에서 충격량을 감지한 후에 감지된 신호를 전기적인 신호로 변환시켜 CPU(14)로 인가시킨다. CPU(14)는 인가된 신호를 판단하여 제 1 및/또는 제 2스위칭소자(Q1, Q2)를 스위칭시켜 인터페이스부(15)에 연결된 각 배선(22, 26)으로 전기적인 신호를 출력시킨다. 상기 스위칭소자(Q1, Q2)는 통상 트랜지스터를 사용한다.

각 배선(22, 26)을 통해 인가된 신호는 각 배선(22, 26)에 연결된 컨넥터(16, 20, 27) 및 연결스프링(18)를 통과한 후에 해당하는 인플레이터(23, 28)에 전달되고, 인플레이터(23, 28)는 입력된 신호로 폭발되어 에어백(24, 29)을 전개시킨다.

이와 같이 종래의 자동차용 에어백의 무선 원격 구동시스템은 에어백 검지장치에서 감지 및 제어된 신호가 인터페이스부를 거쳐 해당하는 에어백 모듈로 전달되기까지는 소정 길이의 배선과 컨넥터 및 연결스프링 등을 거쳐야 하기 때문에 차량의 조건이나 주행상태 등에 따라 회로의 저항이 커지는 현상이 발생되고, 또한, 자동차의 정면 또는 측면 충돌에 의한 충격으로 컨넥터 및 배선의 저항증대나 접촉불량 등의 원인으로 검지장치에서 발생된 신호가 에어백 모듈로 전달되지 못하여 인플레이터가 작동되지 않아 에어백의 안전성에 문제가 발생할 수 있었다.

그러므로, 고가로 장착되는 에어백 시스템의 장착성의 불량에 따른 신뢰성이 저하되는 문제도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 자동차에 장착되는 에어백 시스템의 검지장치와 에어백 모듈을 분리시키고, 검지장치와 에어백 모듈간에 신호가 무선으로 송수신되도록 함으로써 자동차의 충돌의 의한 충격으로 인하여 에어백 시스템이 작동되지 않는 문제를 배제시킨 자동차용 에어백의 무선 원격 구동시스템을 제공하기 위한 것이 목적이다.

또한, 본 발명은 에어백 시스템의 검지장치와 에어백 모듈사이에 배선 및 컨넥터 등을 없앰으로써 에어백의 장착성을 향상시키고 정확한 에어백의 전개를 도모하기 위한 것이 목적이다.

도 1은 종래 자동차용 에어백의 원격 구동시스템의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 에어백의 무선 원격 구동시스템의 구성도.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10, 30: 검지장치 12, 32: G-센서

14, 34: CPU 15: 인터페이스부

16, 20, 27: 컨넥터 18: 연결스프링

22, 26: 배선 23, 29, 62: 인플레이터

24, 29, 64: 에어백 30: 에어백 모듈

36: 변조기 38: 송신용 안테나

40: 복조기 42: 수신용 안테나

50: 원격 구동부 52: 송수신겸용 안테나

54: 무선통신용 IC 56: 제어부

58: 릴레이 60: 전압증압부

C1, C2: 대용량 커패시턴스 Q1, Q2: 스위칭소자

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 외부의 충격을 감지하여 감지된 신호를 전기적인 신호로 변환시키는 G-센서와, 상기 G-센서로부터 인가된 신호를 판단하여 제어신호를 출력시키는 CPU와, 상기 CPU에서 발생된 제어신호를 무선신호로 변조시키는 변조기와, 상기 변조기에서 변조된 신호를 공중으로 송출시키는 송신용 안테나와, 공중으로부터 설정된 무선신호를 수신하는 수신용 안테나와, 상기 수신용 안테나에 유기된 무선신호를 복조하는 복조기로 이루어진 에어백 검지장치; 및 상기 수신용 안테나로 무선신호를 송신하거나 송신용 안테나로부터 무선신호를 수신하는 송수신용 안테나와, 송수신되는 무선신호를 변조 및 복조처리하는 무선통신용 IC와, 상기 무선통신용 IC로부터 신호를 입력받거나 각종 제어신호를 출력하는 제어부와, 외부로부터 인가되는 배터리 전원를 소정크기의 전압으로 증압시키는 전압증압부와, 상기 전압증압부에서 인가되는 전압을 충전시켰다가 안정된 전압으로 방전시키는 대용량 커패시턴스와, 상기 제어부의 제어신호로 절환되어 커패시턴스에서 방전되는 전압을 도통시키는 릴레이와, 상기 릴레이를 거쳐 인가되는 전압신호로 작동기체를 폭발시키는 인플레이터와, 상기 인플레이터의 폭발에 의해 발생되는 작동기체로 전개되는 에어백으로 이루어진 에어백 모듈로 구성된 자동차용 에어백의 무선 원격 구동시스템을 제공함으로써 달성될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 에어백의 무선 원격 구동시스템의 구성도이다.

본 발명의 자동차용 에어백의 무선 원격 구동시스템은 대별해서 에어백 검지장치(30)와 에어백 모듈(50)로 구성된다. 에어백 검지장치(30)의 구성요소로 G-센서(32)는 차량의 상·하 가속도 판단 및 험로상태를 검출하는 것으로, 외부로부터 가해지는 충격을 감지하여 감지된 신호를 전기적인 신호로 변환시키는 것이다.

CPU(34)는 상기 G-센서(32)로부터 인가된 신호를 판단하여 제어신호를 출력시키는 것으로, CPU(34)는 에어백 검지장치(30)의 제어 및 에어백 시스템의 전체를 제어하는 것이다.

변조기(36)는 상기 CPU(34)에서 발생된 제어신호를 무선신호로 변조시키는 것으로, 변조기(36)는 CPU(34)에서 인가되는 데이터신호를 반송파에 실어 설정된 무선신호로 변조시키는 것이다.

송신용 안테나(38)는 상기 변조기(36)에서 변조된 신호를 공중으로 송출시키는 것으로, 소정 거리까지 무선신호를 송출할 수 있는 충분한 전력증폭을 할 수 있는 것이 적용된다.

수신용 안테나(42)는 공중으로부터 설정된 무선신호를 수신하는 것으로, 에어백 모듈(50)로부터 전송된 데이터가 포함된 무선신호를 수신하는 것으로, 에어백 모듈(50)의 상태를 주기적으로 진단하거나 정보를 수신한다.

복조기(40)는 상기 수신용 안테나(42)에 유기된 무선신호를 복조하는 것으로, 복조기(40)는 수신된 무선신호에 포함된 반송파를 분리하여 데이터신호만을 CPU(34)로 출력시키는 것이다.

또한, 에어백 모듈(50)은 각종 전자회로와 인플레이터 및 에어백이 일체로 구성된 것으로 지능형 원격 구동용 에어백 모듈(Intelligent Remote Firing Air Bag: IRFA)이며, 실제의 크기는 인플레이터 컨넥터의 큭로 구현하는 것이 바람직하다.

이러한 에어백 모듈(50)의 구성으로, 송수신용 안테나(52)는 상기 검지장치(30)의 수신용 안테나(42)로 무선신호를 송신하거나 송신용 안테나(38)로부터 무선신호를 수신하는 것으로, 송수신 겸용이거나 송신 및 수신을 각각 할 수 있는 것이 적용될 수도 있다.

무선통신용 IC(54)는 송수신되는 무선신호를 변조시키거나 복조처리하는 것으로, 집적화된 칩을 사용할 수 있다. 제어부(56)는 상기 무선통신용 IC(54)로 에어백 모듈의 상태에 관한 정보를 출력하거나 무선통신용 IC(54)로부터 수신된 무선신호를 제어신호로 출력하는 것이다.

전압증압부(60)는 외부로부터 인가되는 배터리 전원(V)를 소정크기의 전압으로 증압시키는 것으로, 인플레이터(62)를 구동시킬 수 있을 크기의 전압으로 증폭시킨다.

대용량 커패시턴스(C2)는 상기 전압증압부(60)에서 인가되는 전압을 충전시켰다가 안정된 전압으로 방전시키는 것으로, 인가되는 전압에 포함된 서지전압이나 노이즈를 최소화시켜 방전하는 것이다.

릴레이(58)는 상기 제어부(56)의 제어신호로 절환되어 대용량 커패시턴스(C2)에서 방전되는 전압을 도통시키는 것으로, 릴레이(58)는 평상시에 오프상태를 유지하면서 인가되는 전압을 차단시키다가 제어부(56)의 제어신호에 의해 온상태가 되면 인가되는 전압을 도통상태로 유지하는 것이다.

인플레이터(62)는 상기 릴레이(58)를 거쳐 인가되는 전압신호로 내장된 작동기체를 순간적으로 폭발시켜 에어백(64)을 전개시키는 것이다.

에어백(64)은 운전석의 전면에 설치된 조향핸들의 전면이나 측면 등에 장착되거나 운전자의 측면 도어에 장착되며, 조수석이나 뒷좌석 등에 장착된다.

이와 같이 에어백 시스템의 에어백 모듈(50)은 자동차내에 복수개로 해당하는 위치에 장착되고, 검지장치(30)는 하나로써 복수개의 에어백 모듈(50)를 각각 또는 한꺼번에 제어할 수 있다. 또는 각 검지장치(30) 마다 에어백 모듈(50)를 별개로 구성시킬 수도 있다.

따라서, 검지장치(30)가 장착된 상태에서 외부로부터 가해지는 충격을 G-센서(32)가 감지하여 CPU(34)로 인가하면 CPU(34)는 해당되는 제어신호를 변조기(36) 및 송신용 안테나(38)를 통해 무선으로 송신을 하게 되고, 송신된 무선신호는 소정 위치에 장착된 에어백 모듈(50)의 송수신용 안테나(52)에 유기되어 무선통신용 IC(54)를거쳐 제어부(56)의 제어로 릴레이(58)를 통해 인플레이터(62)로 증압된 전압이 인가되어 에어백(64)을 전개시킨다.

또한, 검지장치(30)는 에어백 모듈(50)로부터 에어백 모듈(50)의 작동상태나 유지상태 등에 관한 데이터를 무선신호로 수신하여 분석 및 그 결과를 운전자에게 알릴 수 있는 데이터로 변환시켜 별도의 표시장치나 경고장치로 출력시킬 수 있다.

본 발명의 에어백 시스템에서 사용되는 무선신호의 무선주파수는 고유의 통신주파수나 코드를 갖도록 하여 다른 차량에 장착된 에어백 시스템과는 무선신호가 송수신되지 않도록 한다.

상기 본 발명의 자동차용 에어백의 무선 원격 구동시스템을 고려하여 충분하게 변화, 치환 및 변경될 수 있음은 해당분야의 지식을 가진자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이고, 또, 본 발명의 범위내에서 다른 실시예가 고려될 수 있으며, 본 발명의 범위는 한정된 것은 아니다.

상술한 바와 같이 본 발명의 자동차용 에어백의 무선 원격 구동시스템은 외부에서 가해지는 충격을 감지하여 무선신호로 변환시켜 출력시키는 검지장치와, 검지장치로부터 수신된 무선신호로 에어백을 폭발 및 전개시키는 에어백 모듈로 구성된 것으로, 검지장치와 에어백 모듈간에 데이터의 송수신을 원격에서 무선으로 수행함으로써, 종래에 자동차의 충돌시에 컨넥터 등의 접촉불량이나 손상 등에 의한 에어백의 전개실패를 방지할 수 있고, 컨넥터 및 배선을 배제하여 에어백 시스템의 장착성 및 공간확보를 향상시키며, 장착공정을 단순화시킬 수 있고, 전체적인 중량을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 외부의 충격을 감지하여 감지된 신호를 전기적인 신호로 변환시키는 G-센서(32)와,

   상기 G-센서(32)로부터 인가된 신호를 판단하여 제어신호를 출력시키는 CPU(34)와,

   상기 CPU(34)에서 발생된 제어신호를 무선신호로 변조시키는 변조기(36)와,

   상기 변조기(36)에서 변조된 신호를 공중으로 송출시키는 송신용 안테나(38)와,

   공중으로부터 설정된 무선신호를 수신하는 수신용 안테나(42)와,

   상기 수신용 안테나(42)에 유기된 무선신호를 복조하는 복조기(40)로 이루어진 에어백 검지장치(30); 및

   상기 수신용 안테나(42)로 무선신호를 송신하거나 송신용 안테나(38)로부터 무선신호를 수신하는 송수신용 안테나(52)와,

   송수신되는 무선신호를 변조 및 복조처리하는 무선통신용 IC(54)와,

   상기 무선통신용 IC(54)로부터 신호를 입력받거나 각종 제어신호를 출력하는 제어부(56)와,

   외부로부터 인가되는 배터리 전원(V)를 소정크기의 전압으로 증압시키는 전압증압부(60)와,

   상기 전압증압부(60)에서 인가되는 전압을 충전시켰다가 안정된 전압으로 방전시키는 대용량 커패시턴스(C2)와,

   상기 제어부(56)의 제어신호로 절환되어 커패시턴스(C2)에서 방전되는 전압을 도통시키는 릴레이(58)와,

   상기 릴레이(58)를 거쳐 인가되는 전압신호로 작동기체를 폭발시키는 인플레이터(62)와,

   상기 인플레이터(62)의 폭발에 의해 발생되는 작동기체로 전개되는 에어백(64)으로 이루어진 에어백 모듈(50)로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 에어백의 무선 원격 구동시스템.