KR100538510B1 - 멀티 스테이지 에어백 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압력조절이 가능한 에어백 시스템에 관한 것으로서, 특히 승객감지장치로부터의 데이터를 이용하여 인플레이터의 압력을 여러 단계로 조절하는 멀티 스테이지 에어백 시스템에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 인플레이터, 메인하우징, 압력조절수단으로 이루어지되, 상기 압력조절수단은 탑승자의 정보를 감지하는 승객감지장치로부터 데이터를 전송 받는 제어장치에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.

Description

멀티 스테이지 에어백 시스템 { Multi-stage air bag system }

본 발명은 압력조절이 가능한 에어백 시스템에 관한 것으로서, 특히 승객감지장치로부터의 데이터를 이용하여 인플레이터의 압력을 여러 단계로 조절하는 멀티 스테이지 에어백 시스템에 관한 것이다.

종래의 에어백은 규정된 속도에서 충돌사고가 발생되었을 경우에 에어백이 전개되도록 되어있으며, 승객보호 기준도 평균의 성인남자가 규정된 착좌(着座, 자리에 앉음)자세에서 최적의 보호를 받을 수 있도록 설계되어 있어서, 승객이 비정상 착좌 상태에 있거나 신체가 평균 이하일 경우 혹은 어린이의 경우 에어백의 전개시 높은 압력으로 인해 심한 상해를 받을 수 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이, 듀얼 스테이지 인플레이터(dual stage inflater, 10), 즉 2개의 점화장치를 가지는 인플레이터를 설치하여 에어백의 쿠션압력을 유지케 하는 듀얼 스테이지 에어백 시스템(dual stage air bag system)이 사용되고 있다.

상기 듀얼 스테이지 인플레이터는 에어백 전개시 필요한 가스압력에 따라 2가지 유형으로 작동하는데, 첫 번째는 1차 점화장치(11)만 작동하여 낮은 압력을 발생하게 하는 경우, 그리고 두 번째는 1차 점화장치(11)와 2차 점화장치(12)가 함께 작동하여 높은 압력을 발생하게 하는 경우이다.

그러나, 상기 듀얼 스테이지 에어백의 경우 각기 다른 전개 압력을 가지는 두 개의 압력 시스템을 포함한 인플레이터를 가지고 압력을 조절하기 때문에 싱글 인플레이터와 이원화가 불가피하고, 각 단계의 압력을 변경할 경우 인플레이터를 신규 개발해야 하기 때문에 개발일정의 지연을 초래하며, 기존 싱글 인플레이터에 비해 원가 상승 폭이 큰 문제점이 있었다.

또한, 에어백 쿠션의 전개 단계가 2단계로만 되어 있어서, 실제의 복잡한 충돌 상황에 대처하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 싱글 인플레이터를 사용하여 승객감지장치의 데이터에 의해 제어장치로부터 전류를 공급받아 멀티 스테이지 성능을 만족하는 멀티 스테이지 에어백 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 멀티 스테이지 에어백 시스템은, 크게 에어백 쿠션에 가스를 공급하는 인플레이터; 상기 인플레이터를 감싸 지지하는 메인하우징; 상기 메인하우징 내의 가스압력을 조절하는 압력조절수단으로 이루어지되, 상기 압력조절수단은 제어장치(ACU)에 의해 가스압력을 조절하도록 제어되는데, 상기 제어장치는 탑승자의 정보를 감지하는 승객감지장치로부터 데이터를 전송 받아 상기 압력조절수단을 제어하게 된다.

승객감지장치는 승객이 탑승한 그 순간부터 탑승자의 정보를 제어장치에 전달하게 되며, 이 데이터를 이용하여 압력조절수단을 제어함으로서 승객탑승 직후에 승객조건에 맞게 압력을 선조절 할 수 있게 된다.

상기 압력조절수단은 상기 메인하우징에 설치되는데, 이는 상기 메인하우징 내의 가스를 배출할 수 있는 다수의 배출공이 형성된 보조하우징과 상기 제어장치에 의해 상기 보조하우징의 배출공을 개폐시키는 개폐수단으로 이루어진다.

그리고, 상기 개폐수단은 개폐하우징, 모터, 모터하우징, 전류단자로 이루어진다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 멀티 스테이지 에어백 시스템을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 A-A선을 취하여 본 측단면도이고, 도 4는 도 3의 B영역(압력조절수단)을 확대한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 압력조절수단(130)의 분해 사시도이고, 도 6은 절곡부(241)를 갖는 모터하우징(240)이 설치된 압력조절수단(130)의 단면도이고, 도 7은 본 발명의 멀티 스테이지 에어백 시스템의 블록선도이고, 도 8의 (a)와 (b)는 본 발명의 작동을 나타내는 작동상태도이다.

도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 멀티 스테이지 에어백 시스템은 크게 에어백 쿠션(미도시)에 가스를 공급하는 인플레이터(120); 상기 인플레이터(120)를 감싸 지지하는 메인하우징(110); 상기 메인하우징(110) 내의 가스압력을 조절하는 압력조절수단(130); 상기 압력조절수단(130)의 가스압력을 조절하도록 제어하는 제어장치(150); 탑승자의 정보를 감지하여 상기 제어장치(150)에 데이터를 전송하는 승객감지장치(140)로 구성된다.

상기 압력조절수단(130)은 상기 메인하우징(110)에 설치되는 보조하우징 (210); 상기 메인하우징(110)의 챔버(225)와 연통되며 상기 보조하우징(210)의 내부에 배치되는 개폐하우징(220); 상기 개폐하우징(220)을 회전시키는 모터(230); 상기 제어장치(150)로부터 전류를 공급받아 상기 모터(230)를 구동시키는 전류단자(250); 상기 모터(230)와 상기 전류단자(250)를 상기 보조하우징(210)에 고정시키는 모터하우징(240)으로 구성된다.

상기 보조하우징(210)은 일측이 개방된 원통형으로 단면이 '⊃' 형상을 갖고, 상기 모터하우징(240)이 삽입될 수 있도록 타측의 중앙에는 홀이 형성되어 있으며, 원주면에는 상기 메인하우징(110) 내의 가스를 배출할 수 있는 다수의 배출공(211)이 형성되어 있다.

또한, 상기 메인하우징(110)에 설치하는 방법으로는 용접, 체결구, 접착제 등을 이용할 수 있는데, 이때 가스가 외부로 누출되지 않도록 하여야 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 개폐하우징(220)은 상기 모터(230)의 샤프트(231)와 연결되는 접촉부(221)와, 상기 접촉부(221)와 연결되고 챔버(225)를 형성하도록 상기 보조하우징(210)에 접촉되는 원주부(222)로 이루어져, 일측이 개방된 원통형으로 단면이 '⊂'형상을 갖는다.

또한, 상기 개폐하우징(220)은 상기 보조하우징(210)의 개방되어진 일측에 삽입될 수 있도록 상기 보조하우징(210)보다는 작은 반경을 갖도록 하되, 가스가 누출되거나 회전에 무리가 가지 않도록 적당한 반경을 갖도록 함이 바람직하다.

상기 접촉부(221)에는 상기 메인하우징(110) 내의 가스가 유입되는 다수의 가스유입공(224)이 형성되고, 상기 원주부(222)에는 상기 보조하우징(210)의 배출공(211)을 개폐할 수 있도록 상기 배출공(211)에 대응되는 다수의 개폐공(226)이 형성되어 있다.

또한, 상기 원주부(222)에도 다수의 가스유입공(223)을 형성하여 상기 메인하우징(110) 내의 가스의 유동량을 크게 할 수 있다.

상기 모터(230)는 제어장치(150)에 의해 상기 개폐하우징(220)을 단계별로 회전시키게 되는데, 상기 모터(230)의 샤프트(231)가 상기 개폐하우징(220)의 접촉부(221)와 연결되고, 상기 모터(230)는 상기 모터하우징(240)에 의해 상기 보조하우징(210)에 고정되어, 상기 개폐하우징(220)이 회전운동이 아닌 병진운동을 하거나 진동되는 것 등을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 모터(230)는 상기 개폐하우징(220)의 위치 정보를 상기 제어장치(150)에 전달하게 된다.

그러면, 상기 제어장치(150)는 각각 승객감지장치(140)로부터 탑승자의 정보를, 모터(230)로부터의 개폐하우징(220)의 위치를 전달받아 다시 상기 모터(230)를 제어하게 된다.

상기 모터(230)와 제어장치(150)를 직접 전선 등을 이용하여 연결할 수 있지만, 상기 전류단자(250)를 이용함으로써 모터(230)에 전류를 공급하기가 용이하고, 다른 모터에도 쉽게 연결할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 모터하우징(240)은 상기 모터(230)의 형상에 따라 상기 모터(230)의 샤프트(231) 방향으로 좁아지는 절곡부(241)를 갖게 함으로서, 인플레이터(120) 폭발시 상기 접촉부(221)를 경계로 발생하는 상기 압력조절수단의 내·외부의 압력(도면에서 화살표로 표시)이 서로 상쇄될 수 있는 면적을 넓게 함으로서, 가스압력에 의해 상기 모터(230) 등이 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같이 작용된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 승객감지장치(140)는 승객이 탑승한 그 순간부터 탑승자의 정보를 제어장치(150)에 전달하게 되고, 상기 모터(230)도 현재 개폐하우징(220)의 위치 정보를 제어장치(150)에 전달하게 된다.

승객감지장치(140)가 제어장치(150)에 전달하는 탑승자의 정보로는 탑승자의 신체크기, 승차위치, 승차자세 등이 있다.

이때, 제어장치(150)는 승객관련 정보와 개폐하우징(220)의 위치 정보를 전달받아 현재의 승객이 이전 승객과 동일하면 상기 모터(230)에 전류를 공급하지 않고, 이전 승객과 상이하면 상기 모터(230)에 전류를 공급하여 모터(230)를 구동시켜 상기 개폐하우징(220)을 규정된 각도만큼 회전시킨다.

이 회전에 의해 상기 개폐하우징(220)의 개폐공(226)의 위치를 승객탑승 직후에 승객조건에 맞게 보조하우징(210)의 배출공(211)와 일치시키거나 불일치 시켜 압력을 선조절 할 수 있게 된다.

또한, 선조절 뿐만 아니라 충돌사고시 바로 상기 모터(230)를 회전시켜 상기 메인하우징(110) 내의 압력을 조절할 수 있다.

도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 개폐공(226)와 배출공(211)를 불일치 시킴으로서 상기 메인하우징(110) 내의 가스를 배출하지 않아 고압을 얻을 수 있고, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 개폐공(226)와 배출공(211)를 일치시킴으로서 상기 메인하우징(110) 내의 가스를 배출함으로서 저압을 얻을 수 있다.

이때, 상기 개폐공(226)를 단계별로 배출공(211)와 일치시킴으로서 다양한 압력을 얻을 수 있고, 상기 개폐공(226)와 배출공(211)의 크기를 다양하게 제작함으로서도 다양한 압력을 얻을 수 있다.

또한, 충돌 속도를 감지하는 충돌속도감지장치(미도시)를 더 설치하여 상기 제어장치(150)가 상기 충돌속도감지장치로부터의 데이터를 전달받아 상기 모터(230)를 단계별로 회전시켜, 충돌속도에 따른 가스압력을 제어할 수 있게 된다.

본 발명인 멀티 스테이지 에어백 시스템은 전술한 실시예에 국한하지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 멀티 스테이지 에어백 시스템에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 듀얼 스테이지 인플레이터를 사용하지 않고, 종래의 싱글 스테이지 인플레이터를 사용하기 때문에 호환성이 우수하고, 인플레이터를 이원화할 필요가 없어서 원가 절감의 효과가 있다.

둘째, 상기 승객감지장치가 탑승자의 신체조건, 승차위치, 승차자세 등을 감지하여 차량의 충돌사고시 승차자의 신체조건에 가장 적절한 에어백의 전개를 이루게 하여서 안전사고를 방지함과 동시에 에어백의 전개시 탑승자의 머리나 목 등을 가해하지 않고도 안전한 신체보호를 이루어 안전한 사용을 이루게 하는 효과가 있다.

셋째, 종래 듀얼 스테이지 에어백은 2단계로만 에어백을 전개하도록 제어하였는데, 본 발명은 승객감지장치의 데이터를 전송 받은 제어장치가 탑승자에 따라 전류의 양을 다르게 공급하여 상기 모터를 회전시켜 상기 개폐공을 단계별로 배출공과 일치시킴으로서, 에어백 쿠션으로 들어가는 가스의 압력 및 양을 여러 단계로 조절하여 에어백의 전개를 제어할 수 있어 충돌사고시 승객을 더욱 안전하게 보호할 수 있다.

넷째, 상기 압력조절장치를 메인하우징에 설치함으로서 에어백 전개 초기에 에어백 쿠션으로 들어오는 가스를 다시 배출하여 압력을 조절하는 것보다 더 신속하고 정확하게 압력을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 전개후 에어백 쿠션으로 들어간 가스가 탑승자의 충격에 의해 압축될 때 다시 메인하우징을 거쳐 상기 압력조절장치를 통해 배출되어야 하기 때문에 쉽게 에어백 쿠션이 수축되지 않게 되어 승객을 더욱 안전하게 보호할 수 있다.

다섯째, 탑승자가 탑승할 때에 바로 승객의 조건에 맞게 압력조절수단이 작동되어 상기 보조하우징의 배출공의 배출량을 선조절하기 때문에, 충돌사고시 상기 제어장치나 모터에 고장이 발생하여도 에어백은 탑승자의 정보에 따라 다양하게 전개되고, 또한 선조절 뿐만 아니라 충돌사고시 바로 상기 모터를 회전시킴으로서 상기 메인하우징 내의 가스압력을 조절하여 에어백 쿠션이 다양하게 전개되도록 제어할 수 있어 탑승자를 더욱 안전하게 보호할 수 있다

여섯째, 상기 제어장치로부터 전류를 공급받아 상기 모터를 구동시키는 전류단자를 사용함으로서, 모터에 전류를 공급하기가 용이하고, 다른 모터에도 쉽게 연결할 수 있어 에어백 장착에 필요한 작업성이 향상되어진다.

일곱째, 상기 원주부에도 다수의 가스유입공을 형성하여 상기 접촉부에 형성된 가스유입공과 더불어 상기 메인하우징 내로부터 압력조절수단으로의 가스의 유동량을 크게 할 수 있다.

여덟째, 상기 개폐하우징과 보조하우징을 상호 겹치게 설치함으로서, 상기 보조하우징의 배출공이 아닌 다른 곳에서 가스의 누출을 방지할 수 있게되어, 정확한 가스압력을 제어할 수 있게 된다.

아홉째, 모터하우징을 상기 모터의 형상에 따라 상기 모터의 샤프트 방향으로 좁아지는 절곡부를 갖게 함으로서, 인플레이터 폭발시 상기 접촉부를 경계로 발생하는 상기 압력조절수단의 내·외부의 압력이 서로 상쇄될 수 있는 면적을 넓게 함으로서, 가스압력에 의해 상기 모터 등이 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 듀얼 스테이지 에어백 모듈을 도시한 사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 멀티 스테이지 에어백 시스템을 도시한 사시도이고,

도 3은 도 2의 A-A선을 취하여 본 측단면도이고,

도 4는 도 3의 B영역(압력조절수단)을 확대한 단면도이고,

도 5는 본 발명의 압력조절수단의 분해 사시도이고,

도 6은 절곡부를 갖는 모터하우징이 설치된 압력조절수단의 단면도이고,

도 7은 본 발명의 멀티 스테이지 에어백 시스템의 블록선도이고,

도 8의 (a)와 (b)는 본 발명의 작동을 나타내는 작동상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 메인하우징, 120 : 인플레이터,

130 : 압력조절수단, 140 : 승객감지장치,

150 : 제어장치, 210 : 보조하우징,

211 : 배출공, 220 : 개폐하우징,

221 : 접촉부, 222 : 원주부,

223, 224 : 가스유입공, 225 : 챔버,

226 : 개폐공, 230 : 모터,

231 : 모터 샤프트, 240 : 모터하우징,

241 : 절곡부, 250 : 전류단자.

Claims (7)

1. 에어백 쿠션에 가스를 공급하는 인플레이터와;

   상기 인플레이터를 감싸 지지하는 메인하우징과;

   상기 메인하우징 내의 가스압력을 조절하는 압력조절수단과;

   상기 압력조절수단을 제어하는 제어장치와;

   탑승자의 신체크기, 승차위치 또는 승차자세 등의 탑승자의 정보를 감지하는 승객감지장치를 포함하여 이루어지되,

   상기 압력조절수단은,

   상기 메인하우징에 설치되며, 상기 메인하우징 내의 가스를 배출할 수 있는 다수의 배출공이 형성된 보조하우징과;

   상기 보조하우징의 배출공을 개폐시키는 개폐수단으로 이루어지며,

   상기 제어장치는 상기 승객감지장치로부터 탑승자의 정보를 전송받아 상기 압력조절수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티 스테이지 에어백 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 개폐수단은 상기 제어장치에 의해 상기 보조하우징의 배출공을 개폐시키는 것을 특징으로 하는 멀티 스테이지 에어백 시스템.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 개폐수단은,

   상기 메인하우징의 챔버와 연통되며, 상기 보조하우징의 배출공에 대응되는 다수의 개폐공을 갖는 개폐하우징;,

   상기 제어장치에 의해 상기 개폐하우징을 단계별로 회전시키는 모터;

   상기 모터를 상기 보조하우징에 고정시키는 모터하우징으로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티 스테이지 에어백 시스템.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 개폐수단에는 상기 제어장치로부터 전류를 공급받아 상기 모터를 구동시키고, 상기 모터하우징에 의해 고정되는 전류단자가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 멀티 스테이지 에어백 시스템.
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 개폐하우징은

   상기 모터의 샤프트와 연결되는 접촉부와,

   상기 접촉부와 연결되고 챔버를 형성하도록 상기 보조하우징에 접촉되며, 상기 배출공을 개폐할 수 있는 개폐공이 형성된 원주부로 이루어지되,

   상기 접촉부에는 상기 메인하우징 내의 가스가 유입되는 다수의 가스유입공이 형성된 것을 특징으로 하는 멀티 스테이지 에어백 시스템.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 원주부에는 다수의 가스유입공이 형성된 것을 특징으로 하는 멀티 스테이지 에어백 시스템.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 모터하우징은 상기 모터의 형상에 따라 상기 모터의 샤프트 방향으로 좁아지는 절곡부가 형성된 것을 특징으로 하는 멀티 스테이지 에어백 시스템.