KR101192069B1 - 안전장치 - Google Patents

Abstract

모터 차량에서 탑승인(2)의 보호기능을 제공하는 안전장치(1)는 안전벨트에 의해 흡수되는 에너지를 측정하는 측정기(8)를 갖춘 시트벨트(4)를 포함한다. 상기 측정기는 리트랙터(retractor)(5)의 잠금 후에 풀어지는 안전벨트의 길이를 판정할 수 있으며, 벨트는 로드-리미터(load-limiter)(6)에 의한 힘에 대하여 풀어지게 된다. 흡수되는 에너지는 계산되어, 배기가능한 에어백(15)의 배기구를 조절하는데 사용된다. 에어백은 탑승자(2)의 대체로 부분 에너지가 좌석 벨트에 의해 흡수되면 배기되지만, 에너지의 대부분이 좌석 벨트에 의해 흡수되지 않으면 배기되지 않는다.

리트랙터, 타이머, 안전벨트, 에어백, 측정기, 비교기, 충돌 알고리즘 유닛.

Description

안전장치{A SAFETY ARRANGEMENT}

본 발명은 안전장치에 관한 것으로서, 특히, 차량에 사용되는 안전장치에 관한 것이다.

종래, 차량용 안전장치는 충돌 상황이 발생했을 때 설치된 안전벨트와 에어백이 탑승인의 이동을 구속하는 것이다. 종래의 안전장치의 주 목적은 충돌 상황이 발생했을 때 탑승자에게 일어나는 관성 또는 타성의 결과, 차량과 상관하여 이동하는 탑승자의 운동 에너지를 흡수하여, 탑승자가 차량의 단단한 부분과 부딪치는 것을 방지하는 것이다. 이런 방식으로 상해의 위험을 줄일 수 있다. 만일, 차량 탑승자의 운동 에너지를 성공적으로 분산시킬 수 있다면, 이런 방식은 탑승자가 급속도로 차량의 부품과 부딪치거나 정면 상해를 당할 가능성을 피할 수 있다.

흡수되는 탑승자의 운동 에너지는, 탑승자의 무게와 차량의 감속에 따른 탑승자의 차량에 대한 상대적 이동에 따른 속도에 비례한다. 안전장치는 충돌 상황 시에 탑승자의 운동 에너지를 흡수하여, 탑승자의 위험을 최소로 하는 것이 중요하다. 또한, 안전장치는 사고 상황에서 안전장치 자체가 탑승자에게 상해를 끼칠 수 있는 과도한 탑승자 구속이 없어야 하는 것도 중요하다.

따라서, 안전벨트와 에어백으로 구성된 안전장치에서는 임의적 충돌 상황에서 안전벨트와 에어백이 조합(combination)하여 흡수되는 총 에너지가 충돌 상황 시의 탑승자의 운동 에너지에 일치하는 것이 이상적이다.

본 발명은 개량된 안전장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라서, 제어신호에 반응하여 배기(vent)하는 에어백과 안전벨트로 구성된 차량에 사용하는 안전장치는, 사고 상황 시에 탑승자의 안전벨트에 대한 이동에 따라 안전벨트를 통해 흡수되는 에너지를 측정하는 에너지 측정기와, 흡수된 에너지의 측정수준에 따른 제어신호를 발생하는 장비를 포함한다.

양호하게, 상기 안전장치는 안전벨트에 의해 흡수된 측정 에너지를 사전 결정된 임계값과 대비하여, 만일 안전벨트에 의해 흡수된 에너지가 사전 결정된 임계값 보다 큰 값이면 에어백에 배기하는 제어신호를 발생하는 비교기(comparator)를 포함한다.

유익하게, 상기 임계값은 예측 또는 실제 충돌 상태, 및/또는 탑승자 위치, 및/또는 탑승자 무게에 반응하는 프로세서에 의해 결정된다.

양호하게, 상기 안전장치는 탑승자가 사고가 발생했을 때 안전벨트에 대한 이동으로 에너지를 흡수하는 에너지 흡수기와 관계하는 안전벨트용 리트랙터(retractor)를 포함하며, 에너지 측정기는 에너지 흡수기에 의해 흡수된 에너지를 측정한다.

양호하게, 상기 에너지 흡수기는 사고 상황 시에 선택된 에너지 흡수 저항을 제공하는 적응형 로드-리미터(adaptable load-limiter)이다.

양호하게, 적응형 로드-리미터는 사고의 강도, 탑승자의 위치, 또는 탑승자의 무게를 나타내는 1개 이상의 매개변수에 반응하여 선택된 에너지 흡수 저항을 제공한다.

양호하게, 리트랙터는 안전벨트가 감겨지는 스플(spool)을 포함하고, 에너지 흡수기는 리트랙터의 잠금 후에 스플 회전에 대한 에너지를 흡수하고, 상기 리트랙터는 리트랙터의 잠금 후에 흡수되는 에너지를 측정하도록 안전벨트가 리트랙터에서 풀어질 때 스플의 회전 각도를 측정하는 각도 측정기를 포함한다.

양호하게, 상기 안전장치는 사고 상황의 발생 여부를 판단하여, 에어백을 팽창시키는 기동(trigger) 신호를 발생하는 충돌 알고리즘 유닛을 포함하며, 기동 신호가 에어백으로 보내진 후의 사전 결정된 시간의 순간을 시간으로 하고 에어백이 완전히 팽창했음을 나타내는 타이머 신호를 발생하는 타이머가 있어서, 타이머 신호가 발생하면 제어신호가 에어백에 보내진다.

바람직하게, 상기 안전장치는 차량의 전방 좌석의 탑승자의 위치를 측정하는 위치 센서를 포함하고 제어 유닛에 입력되는 신호를 발생하며, 상기 위치 센서는 탑승자가 위치 밖에 있는 지를 판단하게 구성되고 그리고 상기 제어 유닛은 탑승자가 위치 밖에 있음을 가리키는 신호를 위치 센서가 발생할 때 에어백에 배기(vent)하는 신호를 발생하게 구성된다.

본 발명의 실시예에서의 가변식 배기구(variable vent)는 기체를 배기(venting) 또는 비-배기(no venting)하는 형식의 가변식 배기구이다. 그러나, 동일하게, 다-단계 또는 연속 가변식 배기장치를 사용할 수도 있다. 그런 상황에서는, 어떤 특정된 사고 상황에서 제공되는 배기동작을 선택, 조정, 및 제어하여 그 특정 충돌 상황에 이상적으로 적합하게 할 수 있다.

임의적인 경우에, 본 발명의 양호한 실시예에서 제공된 배기의 정도는 사고의 강도에 대해 적절하고 관련 매개변수를 모두 고려한, 특히 안전벨트에 의해 흡수되는 에너지의 양을 고려한 것이다.

본 발명에 대한 이해를 보다 용이하게 하고, 본 발명에 대한 상술된 특징에 더해진 부가적인 특징에 대한 설명을 하기 위해, 첨부도면을 참고로 실시예를 통해 이하에 설명한다.

도1은 본 발명의 양호한 실시예에 따르는 안전장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도1에서, 안전장치(1)는 차량 내부에 설치되어 사고 발생 시 탑승자(2)를 보호한다. 차량에는 탑승자(2)용 좌석(3)이 설치된다. 안전벨트(4)는 좌석(3)과 관련하여 있다. 양호한 실시예에서, 안전벨트(4)는 3점 벨트이다. 상기 안전장치는 그로부터 안전벨트(4)가 감겨지거나 풀어지는 리트랙터(5)를 포함한다. 리트랙터(5)는 적응형 로드-리미터(6)를 포함하고, 상기 로드-리미터를 사용하여, 사고 발생 시 리트랙터(5)가 사고 중에 잠금되어진 후 안전벨트(4)가 리트랙터(5)로부터 풀어질 때 선택된 에너지 흡수 저항을 제공할 수 있다. 상기 적응형 로드-리미터(6)는 로드-리미터(6)에 의해 적용되는 에너지 흡수 저항을 설정한 중앙 제어 유닛(7)으로부터의 신호에 의해 제어된다. 다른 실시예에서는 일정형 로드-리미터(constant load-limiter)를 사용할 수 있다.

또한, 리트랙터(5)는 안전벨트(4)가 그 위에 감겨진 스플의 회전각을 측정하는데 사용되는 각도 측정기(8)도 포함한다. 이런 양호한 실시예에서의 각도 측정기(8)는 광학적으로 스플의 각도를 측정한다. 선택적으로, 상기 각도는 자기적으로 측정될 수 있으며, 스플 상의 마그네트는 예를 들어 홀 효과 기구(Hall effect device)로 감지된다. 각도 측정기(8)는 신호를 중앙 제어 유닛(7)의 입력부에 보낸다. 상기 신호는 리트랙터(5)가 사고 상황에서 잠금되어진 후에 리트랙터(5)에 의해 풀어지는 벨트(4)의 길이, 즉, 로드 리미터(6)에 의해 에너지가 흡수되면서 풀어지는 벨트(4)의 길이를 나타낸다.

또한, 안전장치(1)는 탑승자(2)가 좌석(3)에 앉아 있을 때 탑승자(2)의 무게를 측정하는, 좌석(3)의 쿠션 내부에 위치한 중량 센서(9)도 포함한다. 중량 센서(9)는 좌석 탑승자(2)의 무게를 나타내는 신호를 발생하며, 상기 신호는 중앙 제어 유닛(7)의 입력부로 보내진다.

좌석 탑승자(2)의 위치를 측정하는 위치센서(10)가 차량에 장착된다. 위치센서(10)는 초음파 센서 또는 광학 센서이며, 차량 좌석의 전방과 탑승자(2)와의 사이에 거리를 판단하는데 이용된다. 상기 센서(10)는 차량의 일 위치(A-Post)에 또는 앞유리창 위에 장착된다. 따라서, 센서(10)는 탑승자가 전방쪽으로 몸을 구브리고 있는 지를 판단하는데 사용될 수 있다. 위치센서(10)는 탑승자(2)의 위치를 나타내는 신호를 제어 유닛(7)에 보낸다.

또한, 안전장치(1)는 차량의 한 부분에 장착된 레이더(11)도 포함하여, 차량이 충돌할 가능성이 있는 물체를 감지하고, 차량과 물체와의 상대 속도를 판단한다. 상기 레이더(11)는 도플러이동(Doppler shift) 원리에 따라 동작하는 레이더이며, 차량이 충돌하려 하는지, 특히 충돌이 다른 주행 차량과의 충돌이면, 충돌 강도가 어느 정도일지를 예측하는데 사용된다. 따라서, 상기 레이더(11)는 일어날 충격을 감지하고 충격의 예상 강도를 판단하는 센서이다. 상기 레이더(11)는 제어 유닛(7)에 연결되어, 레이더(11)가 사고 상황이 발생할 수 있음을 나타내는 신호를 제어 유닛(7)에 입력하고, 제어 유닛(7)이 사고의 예상되는 강도를 판단할 수 있게 한다.

안전장치(1)는 차량의 한 부분에, 예를 들면 차량의 범퍼 또는 새시에 장착되는 가속도 센서(12)를 포함한다. 가속도 센서(12)는 차량의 가속도 또는 감속도의 변화를 측정하며, 제어 유닛(7)에 적절히 연결되어 차량의 가속도 또는 감속도를 반영하는 제어 유닛(7)으로 신호를 보낸다. 가속도 센서(12)는 실질적으로 사고가 발생했을 때, 예를 들면, 차량이 충돌로 인해서 매우 급 감속될 때를 감지하는 센서로서의 역할을 한다. 가속도 센서(12)는 사고 상황이 발생하는 신호를 보내면서 동시에, 사고 발생 중에 차량의 가속도 또는 감속도도 모니터하여, 사고 상황의 상태가 시간에 따라 어떻게 변하는지를 모니터하고, 그래서 센서의 순간 가속도 또는 감속도를 나타내는 출력을 연속으로 제공하여, 사고 강도의 연속 보기를 제공한다.

상술된 센서는 당 기술분야에서 공지된 종래 센서이다.

중앙 제어 유닛(7)은 센서(8-12)로부터의 신호를 사용하여, 사고의 가능한 또는 실질적 강도와 탑승자(2)의 무게를 판단하여, 로드-리미터(6)에 의해 안전벨트(4)에 적용되는 에너지 흡수 저항을 선택한다. 중앙 제어 유닛(7)은 로드-리미터(6)로 신호를 보내어 센서(8-12)의 값에 따른 특정 수준으로 에너지 흡수 저항을 설정한다. 이 실시예에서, 가속도 센서(12)가 신호를 중앙 제어 유닛(7)으로 보내어 사고가 발생한 것을 나타내었을 때, 중앙 제어 유닛(7)은 중량 센서(9)로부터의 신호와 가속도 센서(12)로부터의 신호를 모니터한다.

만일, 중량 센서(9)가 탑승자(2)가 저중량 무게의 탑승자로 나타내고 가속도 센서(12)가 저속도에서 발생한 사고인 것에 불과하다는 사실을 나타내면, 중앙 제어 유닛(7)은 탑승자(2)가 사고 상황에서 이동할 때 탑승자(2)의 에너지는 낮은(low) 것으로 판단할 수 있다. 중앙 제어 유닛(7)은 로드-리미터(6)로 신호를 보내 작은 에너지 흡수 저항이 적용되도록 로드-리미터(6)를 제어한다.

만일, 중량 센서(9)가 탑승인(2)이 중간 중량 무게의 탑승자로 나타내고 가속도 센서(12)가 평균속도에서 발생한 사고인 것으로 나타내면, 중앙 제어 유닛(7)은 로드-리미터(6)로 신호를 보내어 로드-리미터(6)를 통해 중간 수준의 에너지 흡수 저항 만이 안전벨트(4)에 적용되게 로드-리미터(6)를 제어한다. 유사하게, 중량 센서(9)가 탑승인(2)이 고중량 무게의 탑승자로 나타내고 그리고 가속도 센서(12)가 고속도에서 발생한 사고인 것으로 나타내면, 중앙 제어 유닛(7)은 로드-리미터(6)에 신호를 보내 대형 에너지 흡수 저항이 로드-리미터(6)에 의해 안전벨트(4)에 적용되어 탑승자(2)를 구속하도록 로드-리미터(6)를 제어한다.

상기 로드-리미터(6)는 안전-벨트(4)에 적용할 수 있는 여러 가지 에너지 흡수 저항을 갖고, 에너지 흡수 저항의 크기는 탑승자(2)의 무게와 사고의 강도에 따라 선택된다. 다른 실시예에서, 제어 유닛(7)은, 로드-리미터(6)에 의해 적용되는 에너지 흡수 저항을 사고의 강도와 탑승자(2)의 무게에 따라서 만이 아니라, 위치 센서(10)로부터의 신호에 따라서도, 탑승자(2)의 정위치 이탈이 있는지, 예를 들면, 탑승자(2)가 전방으로 몸을 구부리고 있는 지의 여부에 따라 다른 에너지 흡수 저항을 적용하도록 제어한다.

에어백 유닛(13)은 탑승자(2)가 좌석(3)에 앉아 있을 때 탑승자(2)의 전방에 차량 부분에 장착된다. 따라서, 에어백 유닛(13)은 팽창기(14)와 선택적 배기식 에어백(15)을 갖는다. 따라서, 에어백(15)은 배기 신호에 선택적으로 반응하여 개방되는 배기구(16)도 포함한다.

레이더(11)와 가속도 센서(12)는 충돌 알고리즘 유닛(17)을 가진 프로세서에 연결되고, 상기 충돌 알고리즘 유닛(17)은 센서(11, 12)에서 나온 신호를 수신하게 구성된다. 충돌 알고리즘 유닛(17)은 레이더(11)와 가속도 센서(12)에서 나온 신호를 분석하여 사고 상황을 파악하고, 충돌 알고리즘 유닛(17)이 탑승자(2)를 보호하기 위해 에어백(15)을 팽창시키는 것이 적절하다고 결정하면, 충돌 알고리즘 유닛(17)은 팽창기(14)로 보내지는 에어백 기동 신호를 발생하여 팽창기(14)를 기동시켜서 에어백(15)을 팽창시킨다. 일반적으로, 충돌 알고리즘 유닛(17)은 레이더(11)와 가속도 센서(12)에서 나온 사전 결정된 신호에 반응하거나 또는 가속도 센서(12)에서 나온 특정 신호에 반응하여 기동 신호를 발생할 수도 있다.

중앙 제어 유닛(7)은 센서(8-12)로부터의 신호를 처리하는 프로세서를 포함하여, 탑승자(2)의 에너지와 관련한 사전 결정된 임계값을 결정하는 신호를 발생한다. 이 실시예에서, 사전 결정된 임계값은 가속도 센서(12)에 의해 검출되는 것으로, 사고가 발생했을 때 중앙 제어 유닛(7)에 의해 산출된다.

다른 실시예에서, 중앙 제어 유닛(7)은 레이더(11)와 함께, 중량 센서(9)와 위치 센서(10)에서 나온 신호에 기초한 사전 결정된 임계값을 산출한다. 이것은 사고 상황이 발생하기 전에 사전 결정된 임계값이 계산되는 것을 가능하게 하여, 사고의 강도가 레이더(11)에 의해 예측될 수 있다.

다른 실시예에서, 사전 결정된 임계값은 사고 상황의 전과 사고 상황 중에 연속적으로 산출된다. 이 실시예에서, 중앙 제어 유닛(7)은 레이더(11)로부터의 신호를 사용하여 사고 상황 전에 사전 결정된 임계값을 계산하고, 사고 상황이 발생했을 때 가속도 센서(12)의 신호를 사용하여 계산된 임계값을 확인하고, 사고가 진행 중일 때, 특히 차량이 실질적으로 차량을 가속시키는 제2충격상태에 있으면, 상기 임계값의 변경도 실행한다.

따라서, 중앙 제어 유닛(7)은 변화하는 사고 상황에 따라 사전 결정된 임계값을 산출하여 그 출력을 변경할 수 있다. 중앙 제어 유닛(7)은 비교기(18)로 사전 결정된 임계값을 나타내는 신호를 출력하는 출력부를 갖는다. 일반적으로, 임계값은 흡수되는 에너지의 65%와 같이, 흡수되는 산출된 총 에너지의 일정 비율의 값이다.

상술한 바와 같이, 중앙 제어 유닛(7)은 적응형 로드-리미터(6)에 의해 적용되는 저항을 설정하는 신호를 발생한다. 중앙 제어 유닛(7)은 각도 측정기(8)로부터의 신호를 수신하고, 사고 상황 시에 리트랙터(5)의 풀어져 있는 안전벨트(4)의 양과 그때의 저항 수준을 판정한다. 따라서, 중앙 제어 유닛(7)은 풀어진 안전벨트(4)의 길이에 저항 수준을 곱하여 사고 상황 동안 로드-리미터(6)에 의해 흡수되는 에너지의 양을 산출할 수 있다. 따라서, 중앙 제어 유닛(7)은 흡수되는 에너지의 양을 나타내는 신호를 발생하고, 그 신호를 비교기(18)의 제2입력부로 출력한다.

비교기(18)는 탑승자(2)의 전체 운동 에너지에 비례하는 임계값과 로드-리미터에 의해 실제로 흡수되는 에너지를 나타내는 2개의 신호를 비교한다. 로드-리미터(6)에 의해 흡수되는 에너지가 임계값보다 크면, 비교기(18)는 AND-게이트(19)의 제1입력부로 보내지는 제어 신호를 생성한다. 이 신호는 후술하는 바와 같이 결국적으로 에어백(15)이 유연하여 탑승인(2)이 피해를 입지 않게 에어백(15)이 배기되게 한다.

제어 신호를 전송하는 충돌 알고리즘 유닛(17)의 출력부는 타이머(20)의 입력부에 연결된다. 상기 타이머(20)는 입력 신호를 받은 후 팽창기(14)가 에어백(15)을 완전히 팽창하는데 걸리는 시간과 동일한 시간 길이로 시간을 정하고, 출력 신호 또는 타이머 신호를 생성하게 구성된다. 따라서, 타이머 신호는 에어백(15)이 완전히 팽창했을 때 생성된다. 이 신호는 AND-게이트(19)의 제2입력부에 공급된다.

AND-게이트(19)는 에어백(15)이 완전히 팽창했을 때 비교기(18)가 작동 신호를 발생한 경우에 그 출력 신호를 발생한다. AND-게이트(19)로부터의 출력은 OR-게이트(21)의 제1입력부로 공급된다. AND-게이트(19)가 그 출력부에서 신호를 생성하면, OR-게이트(21)도 그 출력부에서 신호를 생성한다. OR-게이트(21)로부터의 출력은 에어백(15)의 배기구(16)를 개방시키는 기구에 연결된다.

또한, 중앙 제어 유닛(7)은 센서(8-10)로부터의 신호를 사용하여, 로드-리미터(6)에 의해 흡수되는 에너지가 계산된 사전 결정된 수준을 상회 할 정도로 충분히 있음에도 불구하고, 에어백(15)이 배기되어야 하는 상황을 판단할 수도 있다. 이런 상황은 탑승자(2)가 정위치를 이탈하여 전방으로 몸을 구부리고 있어서, 에어백 유닛(13)에 근접하여 있을 때 발생할 수 있다. 중앙 제어 유닛(7)은 위치 센서(10)의 신호를 모니터하여 이 상황을 검출할 수 있다. 위치 센서(10)가 탑승자(2)가 에어백 유닛(13)에 너무 가깝게 있음을 나타내는 신호를 보내면, 중앙 제어 유닛(7)은 OR-게이트(21)의 제2입력부로 공급되는 신호를 발생한다. 이 신호가 OR-게이트(21)의 제2입력부에 주어지면, OR-게이트(21)의 출력은 배기구(16)를 개방시키는 기구를 작동시킨다. 따라서, 예를 들어, 탑승자(2)가 정위치를 벗어나 있어도, 에어백(15)은 배기 될 것이다.

정상적인 차량운행 중에, 에어백(15)은 팽창되지 않고 리트랙터(5)의 잠금은 해제된다. 사고가 일어나면, 가속도 센서(12)와 레이더(11)는 중앙 제어 유닛(7)과 충돌 알고리즘 유닛(17)으로 신호를 보내고, 각각의 유닛(7, 17)은 신호를 처리하여 안전장치(1)가 어떻게 전개되어야 하는 지를 판단한다.

중앙 제어 유닛(7)은 중량 센서(9), 레이더(11) 및 가속도 센서(12)의 신호를 처리하여 리트랙터(5)가 잠금되어진 후 로드-리미터(6)가 안전벨트(4)에 적용하여야 하는 에너지 흡수 저항의 수준을 결정한다. 중앙 제어 유닛(7)은 신호를 적응형 로드-리미터(6)로 전송하여 필요한 에너지 흡수 저항을 제공하는 로드-리미터(6)를 제어한다.

충돌 알고리즘 유닛(17)은 레이더(11)와 가속도 센서(12)로부터의 신호를 처리하여 에어백(15)이 탑승자(2)를 구속하도록 팽창되어야 하는지를 결정한다. 충돌 알고리즘 유닛(17)이 에어백(15)의 팽창이 적절하다고 판단하면, 충돌 알고리즘 유닛(17)은 에어백(15)을 팽창시키는 기능을 하는 기동 신호를 팽창기(14)로 보낸다. 충돌 알고리즘 유닛(17)에 의해 기동 신호가 보내지면, 타이머(20)가 작동을 개시한다.

에어백(15)이 팽창되는 동안, 타이머(20)가 작동하고, 중앙 제어 유닛(7)은 센서(9-12)의 신호를 분석하여 사전-결정된 임계값을 산출한다. 탑승인(2)이 사고 상황 중에 이동됨으로 사전-결정된 임계값은 탑승자(2)의 예상되는 운동 에너지와 연관된다. 중앙 제어 유닛(7)은 비교기(18)로 신호를 보낸다.

또한, 중앙 제어 유닛(7)은 각도 측정기(8)에서 나온 신호를 모니터하고, 상기 측정기(8)는 리트랙터(5)가 잠금되어진 후 스플이 회전할 때 리트랙터(5) 내에서의 스플의 회전각을 측정한다. 중앙 제어 유닛(7)은 로드-리미터(6)로 전송된 에너지 흡수 저항의 수준을 나타내는 신호와 함께 이 신호를 사용하여, 사고 상황 동안 로드-리미터(6)에 의해 흡수되는 에너지의 양을 결정한다. 중앙 제어 유닛(7)은 사고 상황동안 로드-리미터(6)에 의해 흡수되는 실제 운동 에너지를 나타내는 신호를 비교기(18)로 보낸다.

비교기(18)는 임계값을 나타내는 신호를 로드-리미터(6)에 의해 흡수되는 실제 에너지의 양을 나타내는 신호와 비교한다. 비교기(18)가 로드-리미터(6)에 의해 흡수되는 에너지가 임계값보다 크다고 판정하면, 비교기(18)는 신호를 AND-게이트(19)의 제1입력부로 보낸다. 따라서, 상기 신호는 안전벨트(4)가 탑승인(2)의 에너지의 상당 부분을 흡수하였고 탑승인(2)이 경성(hard)의 에어백보다 연성(soft)의 에어백을 필요로 할 때에만 AND-게이트(19)로 전송된다.

AND-게이트(19)는 비교기(18)가 AND-게이트의 제1입력부에 신호를 입력하고 그리고 타이머(20)가 AND-게이트의 제2입력부에 신호를 입력할 때까지 출력부에서 신호를 발생하지 않는다. 타이머(20)가 에어백(15)이 완전히 팽창되는데 걸리는 시간과 동일한 작동 신호 이후의 시간 길이를 시간으로 정했으면, 타이머(20)는 AND-게이트(19)의 제2입력부로 신호를 보낸다. 이 점에서, AND-게이트(19)로의 입력부의 각각에 존재하는 신호가 있으며, AND-게이트(19)는 OR-게이트(21)의 입력부에 공급되는 출력 제어 신호를 발생한다.

여기서는, OR-게이트(21)로의 입력 중의 하나에 존재하는 신호가 있기 때문에, OR-게이트(21)가 에어백(15)의 배기구(16)를 개방하는 기구로 보내지는 제어신호를 출력부에 발생한다. 따라서, 에어백(15)이 배기되어서, 탑승자(2)가 에어백(15)에 의해 심하게 구속되지 않으며 안전장치(1)에 의해 흡수되는 에너지는 사고 상황 시 탑승자(2)의 운동 에너지와 일치한다.

다른 사고 상황에서, 비교기(18)가 로드-리미터(6)에 의해 흡수되는 에너지가 임계값보다 작다고 판정하지 않았으면, 즉, 안전벨트(4)가 총 에너지 중의 필요한 비율을 흡수하지 않았으면, 신호는 발생되지 않고 에어백은 배기되지 않는다. 에어백은 경성으로 있고, 탑승인(2)의 에너지를 흡수할 수 있게 있다.

본 발명의 상술된 실시예는 특정한 사고 상황에서 안전 벨트에 의해 흡수되는 에너지가 계산된 임계값을 초과하면 에어백이 배기되지만, 에너지가 임계값을 밑도는 경우에는 에어백은 배기되지 않는 비교적 "간단한" 실시예인 것이다. 본 발명의 보다 복잡한(sophisticated) 실시예에서는 가변식 배기구가 있고, 흡수되는 에너지의 절대수준과 원하는 임계값의 절대수준에 따라 제공된 특정한 배기동작(the specific degree of venting)이어서, 이상적인 배기 특성이 탑승자가 에어백과 부딪칠 때 에어백에서 발휘될 수 있다.

만일, 탑승인이 전방으로 몸을 구부려 있을 때와 같이 정위치를 벗어나 있음이 센서(10)가 감지하면, 에어백이 탑승자(2)에게 부상을 입히는 에어백의 위험도를 최소로 하기 위해 에어백(15)이 그 전개의 초기 단계에서 배기하는 신호를 OR-게이트(21)에 제공한다.

상술된 실시예에서는 비교기와 논리 게이트와 같은 개별 구성요소가 사용되었지만, 프로그램된 프로세서가 동일한 기능을 제공할 수 있다.

명세서 및 청구범위에서 사용된 "포함", "포함한다", 및 그 유사 표현들은 특정한 특징, 단계, 또는 정수를 포함하는 것을 의미한다. 따라서, 상기 표현이 사용된 것 이외에 다른 특징, 단계 또는 구성요소의 존재를 배제하는 것은 아니다.

Claims (9)

1. 안전벨트(4)와, 제어 신호에 반응하여 배기할 수 있는 에어백(15)으로 구성된 모터 차량에 사용하는 안전장치에 있어서:

   상기 안전장치는 사고 상황 시에 탑승자가 안전벨트(4)에 대한 이동을 할 때 안전벨트를 통해 흡수되는 에너지를 측정하는 에너지 측정기(8)와,

   흡수되는 에너지의 측정되는 수준에 따라 제어 신호를 발생하는 중앙 제어 유닛(7)을 포함하며;

   상기 안전장치의 안전벨트(4)용 리트랙터(5)는 사고 상황 시에 탑승자가 안전벨트에 대해 이동할 때 에너지를 흡수하는 에너지 흡수기(6)와 관계하며;

   상기 에너지 측정기(8)는 상기 에너지 흡수기(6)에 의해 흡수된 에너지를 측정하며;

   상기 리트랙터(5)는 안전벨트가 그 위에 감기는 스플을 포함하며;

   상기 에너지 흡수기(6)는 리트랙터의 잠금 후 스플의 회전 시 에너지를 흡수하며;

   상기 리트랙터(5)는 흡수되는 에너지를 측정하도록 리트랙터의 잠금 후 안전벨트가 리트랙터로부터 풀어질 때 스플의 회전각도를 측정하는 각도 측정기(8)를 가진 것을 특징으로 하는 안전장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 안전장치는 비교기(18)를 포함하며, 상기 비교기는 안전벨트에 의해 흡수되는 측정된 에너지를 사전 결정된 임계값과 비교하여, 안전벨트(14)에 의해 흡수되는 에너지가 사전 결정된 임계값보다 크면 에어백(14)을 배기하기 위한 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 안전장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 임계값은, 예측 또는 실제 충돌 강도, 차량 탑승자의 위치, 또는 차량 탑승자의 무게에 따라 프로세서(7)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 안전장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 에너지 흡수기(6)는 사고 상황 중에 선택된 에너지 흡수 저항을 제공하는 적응형 로드-리미터인 것을 특징으로 하는 안전장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 적응형 로드-리미터(6)는 사고의 강도, 탑승자의 위치, 또는 탑승자의 무게를 나타내는 1개 이상의 매개변수에 따라 선택되는 에너지 흡수 저항을 제공하는 것을 특징으로 하는 안전장치.
7. 삭제
8. 제1항, 제2항, 제3항, 제5항, 또는 제6항에 있어서, 상기 안전장치는 사고 상황이 발생하는지의 여부를 판정하여 에어백을 팽창시키는 기동 신호를 발생하는 충돌 알고리즘 유닛(17)을 포함하며, 상기 기동 신호가 에어백에 보내진 후에 사전 결정된 시간으로 시간을 결정하며 상기 에어백이 완전히 팽창했음을 나타내는 타이머 신호를 발생하는 타이머(20)가 있으며, 타이머 신호가 발생하면 제어 신호를 에어백(4)에 보내는 것을 특징으로 하는 안전장치.
9. 제1항, 제2항, 제3항, 제5항, 또는 제6항에 있어서, 상기 안전장치는 차량 탑승석의 전방에 대한 탑승자의 위치를 측정하고 제어 유닛(7)에 입력되는 신호를 발생하는 위치 센서(10)를 포함하며, 상기 위치 센서는 탑승자가 정위치를 벗어나 있음을 판정하게 구성되고, 제어 유닛(7)은 위치 센서가 탑승자가 정위치를 벗어나 있음을 나타내는 신호를 발생하면 에어백(15)을 배기하는 신호를 발생하게 구성된 것을 특징으로 하는 안전장치.

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