KR100599672B1 - Method and apparatus for protecting knees utilizing airbag - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에어백을 이용한 차량의 무릎 보호장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서 특히, 차량의 스티어링 칼럼 하측에 설치되어 충돌시 운전자의 무릎부위를 보호하는 무릎 보호장치 내에 에어백을 설치하는 것으로, 차량의 카울 크로스바(도 1 참고)의 스티어링 컬럼 마운팅 브라켓(도 1 참고)이 설치되는 부분의 양측에 각각 설치되는 연결브라켓(10)과; 상기 각각의 연결브라켓(10)에 부착되는 상판(21)과, 이 상판(21)에 연결되며 굴곡되어 형성되어 상판(21)과 함께 내측에 공간을 이루도록 형성되는 하판(22)으로 이루어지는 무릎보호부(20)와; 상기 무릎보호부(20) 내측의 공간에 위치하는 에어백(30)과; 상기 에어백(30)에 연결되어 폭발 가스를 공급하는 디퓨저(40) 및 인플레이터(50)와; 상기 차량의 충돌여부를 감지하는 충돌센서(60)와; 상기 충돌센서(60)의 감지값을 받아들여 상기 에어백(30)을 작동시키는 ECU(70)를 포함하여 구성되어, 차량의 충돌사고시 운전자의 무릎을 효과적으로 보호할 수 있도록 하는 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a knee protector for a vehicle using an airbag and a control method thereof. In particular, an airbag is installed in a knee protector installed under a steering column of a vehicle to protect a driver's knee during a collision. Connecting brackets 10 which are respectively installed on both sides of a portion at which the steering column mounting brackets (see FIG. 1) of the crossbars (see FIG. 1) are installed; The upper plate 21 attached to each of the connecting brackets 10, the knee protection consisting of the lower plate 22 is connected to the upper plate 21 and formed bent to form a space in the inner side with the upper plate 21 Section 20; An airbag (30) positioned in a space inside the knee protector (20); A diffuser 40 and an inflator 50 connected to the air bag 30 to supply explosive gas; A collision sensor (60) for detecting a collision of the vehicle; It is configured to include the ECU 70 for operating the airbag 30 by receiving the detection value of the collision sensor 60, to effectively protect the driver's knee in the event of a collision of the vehicle.

에어백, 무릎보호, 연결브라켓.Airbag, Knee Protection, Connecting Bracket.

Description

에어백을 이용한 차량의 무릎 보호장치 및 그 제어방법 {Method and apparatus for protecting knees utilizing airbag} Knee protection device and control method of vehicle using air bag {Method and apparatus for protecting knees utilizing airbag}             

도 1은 종래의 차량의 무릎 보호장치를 나타내는 사시도,1 is a perspective view showing a knee protector of a conventional vehicle,

도 2는 본 발명의 에어백을 이용한 차량의 무릎 보호장치의 2 is a knee protector of a vehicle using the airbag of the present invention

일 실시예를 나타내는 개략도,       A schematic representation of one embodiment,

도 3은 본 발명의 에어백의 상세도,3 is a detailed view of the airbag of the present invention;

도 4는 본 발명의 에어백을 이용한 차량의 무릎 보호장치의 제어방법을 Figure 4 is a control method of the knee protection device of the vehicle using the airbag of the present invention

나타내는 순서도.       Flowchart Indicating.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 연결브라켓 20 : 무릎보호부10: connection bracket 20: knee protection

21 : 상판 22 : 하판21: top plate 22: bottom plate

30 : 에어백 40 : 디퓨저30: airbag 40: diffuser

50 : 인플레이터 60 : 충돌센서50: Inflator 60: Collision Sensor

70 : ECU 80 : 가속도센서70: ECU 80: acceleration sensor

본 발명은 에어백을 이용한 차량의 무릎 보호장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서 특히, 차량의 스티어링 칼럼 하측에 설치되어 충돌시 운전자의 무릎부위를 보호하는 무릎 보호장치 내에 에어백을 설치하여, 차량의 충돌사고시 운전자의 무릎을 효과적으로 보호할 수 있도록 하는 에어백을 이용한 차량의 무릎 보호장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a knee protector of a vehicle using an airbag and a control method thereof. In particular, an airbag is installed in a knee protector installed at a lower side of a steering column of a vehicle to protect a driver's knee in case of a collision. The present invention relates to a knee protector for a vehicle using an airbag that effectively protects a driver's knee, and a control method thereof.

일반적으로 차량의 운전석에는 차체의 전방 충돌시 운전자를 보호하기 위한 다양한 안전장치가 구비되어 있으며, 이러한 안전장치에는 차량의 스티어링 휠에 설치되는 운전석 에어백과, 글러브박스 측에 설치되는 조수석 에어백 등이 구비되어 있다.In general, the driver's seat is equipped with a variety of safety devices for protecting the driver in front of the vehicle body, such a safety device is provided with a driver's seat airbag installed on the steering wheel of the vehicle, the passenger seat airbag installed on the glove box side, etc. It is.

또한, 최근에는 상기와 같은 안전장치 이외에 운전자의 무릎부위가 차체의 전방으로 쏠리는 현상을 방지하기 위한 운전자 무릎보호 패널이 스티어링 칼럼의 하측에 추가로 적용되고 있다.In addition, recently, in addition to the safety device described above, a driver knee protection panel for preventing the driver's knee portion from being leaned toward the front of the vehicle body has been further applied to the lower side of the steering column.

도 1은 종래의 차량의 무릎 보호장치를 나타내는 사시도로서, 도시된 바와 같이, 종래의 차량의 무릎 보호장치(5)는, 스티어링 컬럼(1)과 스티어링 컬럼 마운팅 브라켓(2)이 설치되는 카울 크로스바(3)의, 상기 마운팅 브라켓(2)의 양측에 고정되는 고정브라켓(4)에 운전자의 무릎을 보호하기 위하여 상기 스티어링 컬럼(1) 의 하측에 설치된다.1 is a perspective view showing a knee protector of a conventional vehicle, as shown, the knee protector 5 of a conventional vehicle, the cowl crossbar is provided with a steering column 1 and a steering column mounting bracket (2) In order to protect the driver's knees in the fixing bracket 4 fixed to both sides of the mounting bracket 2, it is provided in the lower side of the steering column 1 of (3).

상기 무릎 보호장치(5)는 도시하는 바와 같이, 고정브라켓(4)의 하측에 굴곡을 이루며 특정 공간부가 내측에 형성되도록 폐곡선을 이루어 형성되고, 충격을 흡수하기 위해 무릎 보호장치(5)를 구성하는 하판(6)이 구부러진 형태로 되어 있어, 차량의 충돌시 운전자의 무릎이 무릎 보호장치(5)에 부딪칠 경우, 이 무릎 보호장치(5)가 변형되면서 무릎의 상해를 저감시키는 것이다.As shown in the figure, the knee protector 5 is formed in a closed curve so as to be bent at a lower side of the fixing bracket 4 and to form a specific space inside, and constitute a knee protector 5 to absorb shocks. The lower plate 6 is bent, so that when the driver's knee hits the knee protector 5 during the collision of the vehicle, the knee protector 5 is deformed to reduce the injury of the knee.

그러나, 경우에 따라 그 변량이 너무 커서 무릎의 충격 흡수보다는 오히려 운전자의 무릎이 앞으로 밀리면서 들어가서 무릎이 무릎 보호장치의 주위에 설치되는 스티어링 컬럼 어셈블리, 브라켓 등에 부딪칠 수 있기 때문에 무릎에 큰 손상을 입히게 되는 문제점이 있었다.In some cases, however, the variance may be so large that rather than absorbing the impact of the knee, the driver's knee may be pushed forward and the knee may hit the steering column assembly, brackets, etc., which are installed around the knee protector. There was a problem coated.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 무릎 보호장치 내측에 에어백을 구비함으로써, 상기 무릎 보호장치의 보호작용을 보강하여 차량의 충돌사고시 운전자의 무릎을 효과적으로 보호할 수 있도록 하는 에어백을 이용한 차량의 무릎 보호장치 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
The present invention is to solve the above drawbacks, by providing an airbag inside the knee protector, by reinforcing the protective action of the knee protector to effectively protect the driver's knee in the event of a vehicle crash vehicle using the airbag To provide a knee protector and its control method.

이러한 본 발명은 차량의 카울 크로스바의 스티어링 컬럼 마운팅 브라켓이 설치되는 부분의 양측에 각각 설치되는 연결브라켓과; 상기 각각의 연결브라켓에 부착되는 상판과, 이 상판에 연결되며 굴곡되어 형성되어 상판과 함께 내측에 공간을 이루도록 형성되는 하판으로 이루어지는 무릎보호부와; 상기 무릎보호부 내측의 공간에 위치하는 에어백과; 상기 에어백에 연결되어 폭발 가스를 공급하는 디퓨저 및 인플레이터와; 상기 차량의 충돌여부를 감지하는 충돌센서와; 상기 충돌센서의 감지값을 받아들여 상기 에어백을 작동시키는 ECU를 포함하여 구성함으로써 달성된다.
The present invention and the connecting brackets which are respectively installed on both sides of the portion in which the steering column mounting bracket of the cowl crossbar of the vehicle is installed; A knee protector comprising an upper plate attached to each of the connection brackets, and a lower plate connected to the upper plate and being bent and formed to form a space inside the upper plate; An airbag positioned in a space inside the knee protector; A diffuser and an inflator connected to the airbag to supply explosive gas; A collision sensor for detecting a collision of the vehicle; And by including an ECU for operating the airbag by receiving the detected value of the collision sensor.

본 발명의 다른 관점으로서 본 발명은, 상기 충돌센서를 통하여 차량의 충돌 여부를 감지하는 제 1단계와; 상기 가속도센서를 통하여 무릎 침입이 일어나는 지를 감지하는 제 2단계와; 상기 제 2단계에서 무릎 침입이 발생하는 경우, 그 침입 정도가 특정값 이상인지를 판단하는 제 3단계와; 상기 제 3단계의 감지값이 특정값 이상인 경우에는 상기 에어백을 작동시키는 제 4단계를 포함하여 구성함으로써 달성된다.
As another aspect of the invention, the present invention, the first step of detecting whether or not the vehicle collision through the collision sensor; A second step of detecting whether a knee invasion occurs through the acceleration sensor; A third step of determining whether the invasion degree is a specific value or more when the knee invasion occurs in the second step; When the detected value of the third step is equal to or greater than a specific value, it is achieved by including a fourth step of operating the airbag.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 에어백을 이용한 차량의 무릎 보호장치의 일 실시예를 나타내는 개략도로서, 본 발명은, 차량의 카울 크로스바(도 1 참고)의 스티어링 컬럼 마운팅 브라켓(도 1 참고)이 설치되는 부분의 양측에 각각 설치되는 연결브라켓(10)과; 상기 각각의 연결브라켓(10)에 부착되는 상판(21)과, 이 상판(21)에 연결되며 굴곡되어 형성되어 상판(21)과 함께 내측에 공간을 이루도록 형성되는 하판(22)으로 이루어지는 무릎보호부(20)와; 상기 무릎보호부(20) 내측의 공간에 위치하는 에어백(30)과; 상기 에어백(30)에 연결되어 폭발 가스를 공급하는 디퓨저(40) 및 인플레이터(50)와; 상기 차량의 충돌여부를 감지하는 충돌센서(60)와; 상기 충돌센서(60)의 감지값을 받아들여 상기 에어백(30)을 작동시키는 ECU(70)를 포함하여 구성되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.Figure 2 is a schematic diagram showing an embodiment of a knee protector of a vehicle using the airbag of the present invention, the present invention is a portion in which the steering column mounting bracket (see Figure 1) of the cowl crossbar (see Figure 1) of the vehicle is installed Connection brackets 10 are respectively installed on both sides of the; The upper plate 21 attached to each of the connecting brackets 10, the knee protection consisting of the lower plate 22 is connected to the upper plate 21 and formed bent to form a space in the inner side with the upper plate 21 Section 20; An airbag (30) positioned in a space inside the knee protector (20); A diffuser 40 and an inflator 50 connected to the air bag 30 to supply explosive gas; A collision sensor (60) for detecting a collision of the vehicle; Technical features of the present invention include an ECU 70 for receiving the detected value of the collision sensor 60 to operate the airbag 30.

상기 무릎보호부(20)의 일측에는 별도의 가속도센서(80)가 추가 구성되어, 상기 가속도센서(80)의 감지값과 충돌시의 상기 충돌센서의 감지값을 비교하여, 충돌시 무릎 침투여부에 따라 ECU(70)에서 상기 에어백(30)을 작동시키도록 하는 것이 바람직하다.One side of the knee protection unit 20 is further configured with a separate acceleration sensor 80, comparing the detection value of the acceleration sensor 80 with the detection value of the collision sensor at the time of collision, whether the knee infiltration during collision It is preferable to operate the airbag 30 in the ECU 70 according to.

또한, 상기 무릎보호부(20)의 운전자의 다리와 접하는 부분은 쐐기형 브라켓(23)을 이용하여, 무릎보호부(20)의 초기 붕괴강도를 낮추는 것이 바람직하고, 이렇게 붕괴되는 무릎보호부(20)가 운전자에게 과도하게 충격을 가하는 것을 방지하기 위하여 에어백(30)이 구성되는 것이다.In addition, the portion of the knee protection portion 20 in contact with the driver's leg using the wedge-shaped bracket 23, it is preferable to lower the initial collapse strength of the knee protection portion 20, so that the knee protection portion ( The airbag 30 is configured to prevent the 20 from excessively impacting the driver.

도 3은 본 발명의 에어백의 상세도로서, 상기 에어백(30)은, 상기 무릎보호부(20)의 운전자측 타측에 형성되는 유입홀(31)과; 상기 에어백(30)의 양측면에 형성되는 배기홀(32)과; 상기 에어백(30)의 중앙측에 에어백(30)의 길이방향에 대하여 수직방향으로 형성되는 테더(33)와; 상기 테더(33)에 형성되는 테더홀(34)을 포함하여 구성된다.3 is a detailed view of the airbag of the present invention, wherein the airbag 30 includes an inlet hole 31 formed at the driver's side of the knee protector 20; Exhaust holes 32 formed on both sides of the air bag 30; A tether (33) formed at a central side of the airbag (30) in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the airbag (30); It is configured to include a tether hole 34 formed in the tether 33.

도 4는 본 발명의 에어백을 이용한 차량의 무릎 보호장치의 제어방법을 나타 내는 순서도로서, 본 발명은, 상기 충돌센서(60)를 통하여 차량의 충돌 여부를 감지하는 제 1단계(S1)와; 상기 가속도센서(80)를 통하여 무릎 침입이 일어나는 지를 감지하는 제 2단계(S2)와; 상기 제 2단계(S2)에서 무릎 침입이 발생하는 경우, 그 침입 정도가 특정값 이상인지를 판단하는 제 3단계(S3)와; 상기 제 3단계(S3)의 감지값이 특정값 이상인 경우에는 상기 에어백(40)을 작동시키는 제 4단계(S4)를 포함하여 구성되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.4 is a flowchart illustrating a control method of a knee protection device of a vehicle using an airbag according to the present invention. The present invention includes a first step (S1) of detecting whether a vehicle collides through the collision sensor 60; A second step (S2) of detecting whether a knee invasion occurs through the acceleration sensor (80); A third step (S3) of determining whether the invasion degree is a specific value or more when the knee invasion occurs in the second step (S2); When the detected value of the third step (S3) is greater than or equal to a specific value, it is characterized in that it comprises a fourth step (S4) for operating the airbag 40.

이하, 상기 도 2 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation and effects of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4.

상기한 바와 같이, 본 발명은 상기 무릎보호부(20)의 운전자와 접하는 부분에는 쐐기형 브라켓(23)을 형성하여, 초기 붕괴강도를 낮추고, 상기 무릎보호부(20)의 내측 공간에 에어백(40)을 장착하며, 별도의 가속도센서(80)를 통하여 충돌 사고시 운전자의 무릎 침투량 및 침투 시간에 따라 에어백(40)의 전개시기를 조절할 수 있도록 하는 것이 특징이다.As described above, the present invention forms a wedge-shaped bracket 23 at a portion in contact with the driver of the knee protector 20, lowering the initial collapse strength, the airbag (in the inner space of the knee protector 20) 40), it is characterized in that through the separate acceleration sensor 80 to adjust the deployment time of the airbag 40 in accordance with the driver's knee infiltration amount and penetration time during a crash accident.

즉, 차량의 충돌사고 발생시 충돌센서(60)를 통하여 충돌여부를 감지하고 판단하며(S1), 운전자가 무릎보호부(20)와 접촉이 일어나게 될 경우에, 상기 쐐기형 브라켓(23)이 변형되면서 운전자의 무릎에 가해지는 충격을 줄일 수 있도록 하고, 이후, 무릎 침투가 이루어지는지를 감지한다(S2).That is, when a collision accident of the vehicle occurs, the collision sensor 60 detects and judges whether or not the collision (S1), when the driver is in contact with the knee protection unit 20, the wedge-shaped bracket 23 is deformed While reducing the impact applied to the driver's knees, and then detects whether the knee penetration is made (S2).

그런 후에 계속해서 무릎 침투가 이루어지는 지를 감지하여(S3), 그 침투량이 기준량을 초과하게 되면 상기 에어백(40)을 전개하는 것이다.After that, it is continuously detected whether knee penetration is made (S3), and when the amount of penetration exceeds the reference amount, the airbag 40 is deployed.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.The above embodiment is an example for explaining the technical idea of the present invention in detail, and the scope of the present invention is not limited to the above drawings and embodiments.

이상과 같은 본 발명은 무릎 보호장치 내측에 에어백을 구비함으로써, 상기 무릎 보호장치의 보호작용을 보강하여 차량의 충돌사고시 운전자의 무릎을 효과적으로 보호할 수 있도록 하는 효과가 있는 발명인 것이다.The present invention as described above is an invention having an effect of effectively protecting the driver's knee in the event of a collision of the vehicle by reinforcing the protective action of the knee protector by providing an airbag inside the knee protector.

Claims (5)

삭제delete 차량의 카울 크로스바의 스티어링 컬럼 마운팅 브라켓이 설치되는 부분의 양측에 각각 설치되는 연결브라켓과;Connecting brackets respectively installed at both sides of a portion at which the steering column mounting bracket of the cowl crossbar of the vehicle is installed; 상기 각각의 연결브라켓에 부착되는 상판과, 이 상판에 연결되며 굴곡되어 형성되어 상판과 함께 내측에 공간을 이루도록 형성되는 하판으로 이루어지는 무릎보호부와;A knee protection part comprising an upper plate attached to each of the connection brackets, and a lower plate connected to the upper plate and being bent and formed to form a space inside the upper plate; 상기 무릎보호부 내측의 공간에 위치하는 에어백과;An airbag positioned in a space inside the knee protector; 상기 에어백에 연결되어 폭발 가스를 공급하는 디퓨저 및 인플레이터와;A diffuser and an inflator connected to the airbag to supply explosive gas; 상기 차량의 충돌여부를 감지하는 충돌센서와;A collision sensor for detecting a collision of the vehicle; 상기 충돌센서의 감지값을 받아들여 상기 에어백을 작동시키는 ECU를 포함하되,An ECU for receiving the detection value of the collision sensor to operate the airbag, 상기 무릎보호부의 일측에는 가속도센서가 추가 구성되어,One side of the knee protector is further configured with an acceleration sensor, 상기 가속도센서의 감지값과 충돌시의 상기 충돌센서의 감지값을 비교하여, 충돌시 무릎 침투여부에 따라 ECU에서 상기 에어백을 작동시키도록 하는 것을 특징으로 하는 에어백을 이용한 차량의 무릎 보호장치.Comparing the detection value of the acceleration sensor and the detection value of the collision sensor during a collision, the knee protector of the vehicle using an airbag, characterized in that to operate the airbag in the ECU according to whether the knee infiltration. 차량의 카울 크로스바의 스티어링 컬럼 마운팅 브라켓이 설치되는 부분의 양측에 각각 설치되는 연결브라켓과;Connecting brackets respectively installed at both sides of a portion at which the steering column mounting bracket of the cowl crossbar of the vehicle is installed; 상기 각각의 연결브라켓에 부착되는 상판과, 이 상판에 연결되며 굴곡되어 형성되어 상판과 함께 내측에 공간을 이루도록 형성되는 하판으로 이루어지는 무릎보호부와;A knee protection part comprising an upper plate attached to each of the connection brackets, and a lower plate connected to the upper plate and being bent and formed to form a space inside the upper plate; 상기 무릎보호부 내측의 공간에 위치하는 에어백과;An airbag positioned in a space inside the knee protector; 상기 에어백에 연결되어 폭발 가스를 공급하는 디퓨저 및 인플레이터와;A diffuser and an inflator connected to the airbag to supply explosive gas; 상기 차량의 충돌여부를 감지하는 충돌센서와;A collision sensor for detecting a collision of the vehicle; 상기 충돌센서의 감지값을 받아들여 상기 에어백을 작동시키는 ECU를 포함하되,An ECU for receiving the detection value of the collision sensor to operate the airbag, 상기 무릎보호부의 운전자의 다리와 접하는 부분은 쐐기형 브라켓을 이용하여, 무릎보호부의 초기 붕괴강도를 낮추는 것을 특징으로 하는 에어백을 이용한 차량의 무릎 보호장치.The knee protection portion of the vehicle using the airbag, characterized in that the portion of the knee protection portion in contact with the driver's leg, lowering the initial collapse strength of the knee protection portion by using a wedge-shaped bracket. 삭제delete 제 2항의 장치를 이용하여 무릎을 보호하기 위한 방법에 있어서,A method for protecting a knee using the apparatus of claim 2, 상기 충돌센서를 통하여 차량의 충돌 여부를 감지하는 제 1단계와;A first step of detecting whether a vehicle collides through the collision sensor; 상기 가속도센서를 통하여 무릎 침입이 일어나는 지를 감지하는 제 2단계와;A second step of detecting whether a knee invasion occurs through the acceleration sensor; 상기 제 2단계에서 무릎 침입이 발생하는 경우, 그 침입 정도가 특정값 이상인지를 판단하는 제 3단계와;A third step of determining whether the invasion degree is a specific value or more when the knee invasion occurs in the second step; 상기 제 3단계의 감지값이 특정값 이상인 경우에는 상기 에어백을 작동시키는 제 4단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어백을 이용한 차량의 무릎 보호장치의 제어방법.And a fourth step of operating the airbag when the detected value of the third step is greater than or equal to a specific value.
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