KR101620110B1 - 프리크래쉬 사이드에어백 장치 - Google Patents

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Abstract

측면 충돌시 메인에어백이 전개되어 승객을 보호하던 기존 방식에서 한층 진보하여 고속 측면충돌이 예상될 때 미리 메인에어백과 보조에어백을 전개하여 승객을 충돌반대 방향으로 밀어냄으로써 승객을 보다 적극적으로 보호하기 위한 프리크래쉬 사이드에어백 장치가 소개된다.
상기 장치는, 차량 측면(10)에서의 충돌을 감지하는 측면충돌감지센서(110); 차량 측면(10)에 배치되어 접근하는 물체(20)의 속도관련 물리량을 감지하는 프리크래쉬센서(120); 승객석과 측면 차체(10) 사이에 배치되며, 제어신호 입력시 전개되는 메인에어백(130); 상기 메인에어백(130)의 일측면에 서로 연통 가능하게 결합된 보조에어백(140); 상기 프리크래쉬센서(120)로부터 측정값을 입력받아 측면 고속충돌이 예상되는 프리크래쉬 상황에서는 상기 측면충돌감지센서(110)의 측정값이 입력되기 전이라도 상기 메인에어백(130)과 보조에어백(140)이 모두 전개되도록 하고, 상기 프리크래쉬센서(120)로부터 측정값을 입력받아 측면 저속충돌이 예상되거나 측정값의 오류가 발생하는 노멀(normal) 상황에서는 상기 측면충돌감지센서(110)의 측정값을 입력받아 상기 메인에어백(130)이 전개되도록 하는 제어부(150);를 포함한다.

Description

프리크래쉬 사이드에어백 장치{SIDE AIR BAG FOR PRE-CRASH}
본 발명은 측면 충돌시 메인에어백이 전개되어 승객을 보호하던 기존 방식에서 한층 진보하여 고속 측면충돌이 예상될 때 미리 메인에어백과 보조에어백을 전개하여 승객을 충돌반대 방향으로 밀어냄으로써 승객을 보다 적극적으로 보호하기 위한 프리크래쉬 사이드에어백 장치에 관한 것이다.
최근, 자동차의 기능성 및 편의성과 더불어 탑승객의 안전에 대한 관심이 높아지면서, 자동차 사고시 탑승객을 최대한 안전하게 보호할 수 있는 안전장치의 중요성이 점차 부각되고 있다.
다양한 안전장치 중에서, 특히 에어백은 안전벨트와 함께 사용되어 자동차의 정면충돌이나 측면충돌시 탑승객이 상해를 입는 것을 방지하는 기능을 수행한다.
일반적으로 에어백은, 자동차의 정면 충돌시 탑승객을 보호하기 위한 프론트 에어백(Front AirBag)과 자동차의 측면 충돌시 탑승객을 보호하기 위한 사이드 에어백(Side AirBag)으로 분류된다.
통상적인 사이드에어백은, 잘 알려진 바와 같이 측면충돌감지센서와, 에어백컨트롤유닛 및 사이드에어백모듈로 이루어져 있어서, 다른 차량이나 물체로부터 측면 충돌에너지가 입력되면 그 충돌에너지를 상기 측면충돌감지센서가 감지하여 그 측정값을 에어백컨트롤유닛에 보낸다.
상기 에어백컨트롤유닛은 측면충돌감지센서로부터 받은 측정값을 기준값과 비교하여 사이드에어백모듈의 전개 여부를 결정하는데, 그 사이드에어백모듈에서 에어백쿠션이 전개되면 측면 충돌에너지로부터 승객의 머리가 옆구리 등을 보호한다.
한국등록특허 제512427호에는 종래 자동차의 측면 에어백에 관한 기술이 소개되는바, 여기서 보면 메인 챔버의 흉부 챔버부 및 헤드 챔버부의 측부에 보조 챔버를 추가로 구비하여 상기 메인 챔버에 채워진 가스 일부가 상기 보조 챔버로 유입되어 보조 챔버가 팽창되게 함으로써 측면 에어백의 폭을 탑승자와 측면차체의 양방으로 넓힐 수 있기 때문에 탑승자와 측면 차체의 간격이 협소하더라도 보다 빠른 시간내에 탑승자와 측면차체의 양방으로 팽창되도록 하여 탑승자를 충분히 보호하도록 함과 아울러 이중으로 탑승자의 가슴과 머리를 보호함으로써 보다 효과적으로 탑승자의 상해를 최소화할 수 있도록 하고 있다.
그러나 한국등록특허 제512427호의 측면 에어백은, 탑승자의 상해치를 저감시킬 목적으로 측면 에어백이 메인챔버와 보조챔버로 분할되어 있으나, 실제 차량 충돌이 발생하여야 에어백이 작동되는 메커니즘이기 때문에 측면 고속충돌 발생시 에어백의 전개속도보다 충돌에너지의 진입속도가 더 빨라 측면 에어백이 정상적으로 전개되지 못해 탑승자를 완벽하게 보호하지 못하는 문제점이 있다.
즉, 충돌에너지가 상당히 큰 측면 고속 충돌시에는 측면 차체가 변형되면서 승객이 타고 있는 곳까지 진입되어 승객과의 충돌이 야기되는바, 이에 따라 측면차체 변형에 의해 사이드에어백이 제대로 전개되지 못하거나 사이드에어백이 전개되더라도 승객과 측면차체간의 간격이 협소하여 승객의 충분한 보호가 미약하다는 문제가 지적되고 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 프리크래쉬센서를 이용하여 고속 측면 충돌이 예상될 때 차량 측면으로 접근하는 물체의 속도나, 가속도 등을 감지하여 충돌이 발생하기 전에 미리 2개의 에어백을 전개함으로써 탑승객을 측면차체로부터 밀어 충돌에너지로부터 안전하게 보호하는데 있다.
또한, 저속충돌이나 프리크래쉬센서의 오류가 발생한 경우에는 통상적인 사이드에어백 전개 절차에 따라 하나의 에어백만 전개되도록 하여 승객을 보호하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은,
차량 측면에서의 충돌을 감지하는 측면충돌감지센서;
차량 측면에 배치되어 접근하는 물체의 속도관련 물리량을 감지하는 프리크래쉬센서;
승객석과 측면차체 사이에 배치되며, 제어신호 입력시 전개되는 메인에어백;
상기 메인에어백의 일측면에 서로 연통 가능하게 결합된 보조에어백;
상기 프리크래쉬센서로부터 측정값을 입력받아 측면 고속충돌이 예상되는 프리크래쉬 상황에서는 상기 측면충돌감지센서의 측정값이 입력되기 전이라도 상기 메인에어백과 보조에어백이 모두 전개되도록 하고, 상기 프리크래쉬센서로부터 측정값을 입력받아 측면 저속충돌이 예상되거나 측정값의 오류가 발생하는 노멀(normal) 상황에서는 상기 측면충돌감지센서의 측정값을 입력받아 상기 메인에어백이 전개되도록 하는 제어부;를 포함하는 프리크래쉬 사이드에어백 장치를 제공한다.
상기 메인에어백에는, 내부에 충진된 가스를 외부로 항시 배출하는 개방벤트홀과, 상기 보조에어백의 미전개시에는 개방되고 전개시에는 폐쇄되도록 보조에어백과 테더로 연결되어 있는 가변벤트홀이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 가변벤트홀은 홀이 개폐되도록 확장 및 축소가 이루어지는 개폐부가 홀 주위에 마련되고, 그 개폐부가 조여지도록 상기 테더가 개폐부 둘레를 감싸는 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 가변벤트홀은 상기 테더에 일정구간 형성된 개구부가 서로 일치되면 개방되고, 상기 개구부가 일치되지 않으면 폐쇄되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 상기 메인에어백과 보조에어백은 측면끼리 상호 봉제되고 그 봉제선의 내부 영역에는 메인에어백의 가스가 보조에어백으로 이동될 수 있도록 통기구가 형성되며, 상기 메인에어백의 일측에는 가스를 발생시키는 인플레이터가 설치되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 프리크래쉬 상황에서는 상기 메인에어백과 보조에어백의 전개에 의하여 승객이 충돌 반대방향으로 이동될 수 있도록 메인에어백과 보조에어백의 두께가 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 노멀 상황에서는 측면 충돌에 의한 접촉으로 상기 보조에어백이 미전개되도록 상기 메인에어백과 측면차체 사이에 보조에어백이 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 저속 측면 충돌이 예상되거나 프리크래쉬센서의 오류가 발생하면 일반적인 사이드에어백 전개 절차에 따라 측면 충돌시 메인에어백만을 전개하여 승객을 보호하지만, 고속 측면 충돌이 예상되면 측면 충돌이 발생하기 전에 메인에어백과 보조에어백을 미리 전개시켜 승객을 차실 중앙쪽으로 밀고 충돌에너지를 효과적으로 차단함으로써 승객 상해치를 크게 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
도1은 본 발명에 따른 프리크래쉬 사이드에어백 장치의 제어구조를 보인 블록도,
도2 및 도3은 본 발명의 노멀상황에서의 사이드에어백 전개를 나타낸 참고도,
도4 및 도5는 본 발명의 프리크래쉬 상황에서의 사이드에어백 전개를 나타낸 참고도,
도6은 본 발명에 따른 메인에어백과 측면에어백의 결합구조를 보인 측단면도,
도7 및 도8은 본 발명에 따른 가변벤트홀의 개폐구조에 대한 제1실시예 및 제2실시예를 나타낸 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 프리크래쉬 사이드에어백 장치는 크게 측면충돌감지센서(110)와, 프리크래쉬센서(120), 메인에어백(130), 보조에어백(140) 및 제어부(150)를 포함하여 이루어진다.
상기 측면충돌감지센서(110)는 차량 측면의 소정 위치에 설치되어 차체 측면에 가해지는 충돌을 감지하여 그 충격량에 상응하는 측정값을 출력하는 구성으로, 상기 측면충돌감지센서(110)는 일반적으로 널리 알려진 공지기술에 해당하므로 여기서 자세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 프리크래쉬센서(120)는 차량 측면(10)의 소정 위치에 배치되는 것으로, 차량 측면(10)으로 접근하는 물체(20;예를 들어 다른 차량)의 속도 관련 물리량을 감지하여 그에 대한 값을 출력하는 구성이다.
여기서, 속도 관련 물리량이란 속도를 비롯하여 가속도, 거리 등을 통칭하는 것으로, 상기 프리크래쉬센서(120)는 접근하는 물체(20)의 속도나 가속도 등을 측정할 수 있을 뿐만 아니라 접근하는 물체(20)와의 거리도 알 수 있기 때문에 제어부(150)가 고속충돌인지 저속충돌인지 판별할 수 있는 기준을 제시한다.
즉, 기준 거리내에 접근하는 물체(20)가 있는 경우, 그 물체(20)의 속도가 기준 이상이라면 물체(20)와의 충돌을 피할 수 있는 확률은 매우 낮고 고속 충돌이 발생할 가능성이 매우 높다. 반면, 그 물체(20)의 속도가 기준 미만이라면 물체(20)와의 충돌을 피할 수 있는 확률도 높아지고 충돌되더라도 저속 충돌이 될 가능성이 높아지는 것이다.
상기 메인에어백(130)은 도2 및 도4에 나타낸 바와 같이 승객석과 측면 차체(10) 사이에 배치되는 것으로, 후술할 제어부(150)로부터 제어신호를 받으면 내부에 가스가 채워지면서 전개된다.
또한, 상기 보조에어백(140)은 도3, 도5, 도6에 도시된 바와 같이 상기 메인에어백(130)의 일측면에 서로 연통 가능하게 결합되어 있는 구성으로, 그 결합구조는 도6에 잘 나타나 있다.
도6은 메인에어백(130)과, 그 메인에어백(130)의 일측면에 서로 통할 수 있게 결합된 보조에어백(140)이 서로 중첩되도록 표현한 측단면도로서, 여기서 보면 메인에어백(130)과 보조에어백(140)은 측면끼리 봉제선(141)을 통해 서로 봉제되어 있다.
이때, 메인에어백(130)의 가스가 보조에어백(140)으로 이동할 수 있도록 메인에어백(130)과 보조에어백(140)은 서로 연통되어 있어야 하는바, 상기 봉제선(141)의 내부 영역에는 통기구(142)가 형성되어 메인에어백(130)의 가스가 보조에어백(140) 쪽으로 이동될 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명에서는 에어백이 2개이지만 2개의 인플레이터를 사용하지 않고 상기 메인에어백(130)의 일측에 가스를 발생시키는 인플레이터(131)를 1개만 설치하여 메인에어백(130)이 먼저 팽창되면서 보조에어백(140)으로 가스가 이동되도록 하는바, 에어백의 부품수, 중량 및 원가를 절감할 수 있도록 하고 있다.
한편, 도3, 도5, 도6에 도시된 바와 같이 상기 메인에어백(130)에는 인플레이터(131)로부터 발생하여 내부에 채워진 가스가 일정량 외부로 배출되도록 하는 벤트홀이 형성되는데, 메인에어백(130)에 형성되는 벤트홀에는 내부에 충진된 가스를 외부로 항상 배출하는 개방벤트홀(132)과, 상기 보조에어백(140)의 미전개시에는 개방되고 전개시에는 폐쇄되도록 보조에어백(140)과 테더(143)로 연결되어 있는 가변벤트홀(133)이 구비된다.
상기 개방벤트홀(132)은 도시된 바와 같이 항상 개방되어 있는 구조이기 때문에 내부에 가스가 채워지면 일정량이 항상 외부로 배출되지만, 상기 가변벤트홀(133)은 보조에어백(140)의 전개 유무에 따라 개폐가 결정된다.
즉, 상기 보조에어백(140)이 전개되는 상황은 프리크래쉬 상황으로서 메인에어백(130)에 충진된 가스가 보조에어백(140)으로 이동되어 보조에어백(140)도 함께 전개해야 하므로 외부로 배출되는 가스량을 줄어야 하는바, 보조에어백(140)이 전개되면 상기 가변벤트홀(133)은 폐쇄되어야 한다.
또한, 상기 보조에어백(140)이 전개되지 않는 노멀(normal) 상황에서는 메인에어백(130)에 충진되는 가스량이 과다할 수 있으므로 상기 가변벤트홀(133)까지 개방하여 메인에어백(130)의 내부 압력이 적정압력을 유지할 수 있도록 해야 한다.
따라서, 상기 가변벤트홀(133)은 도7에 나타낸 제1실시예와 같이 필요에 따라 홀이 개폐될 수 있도록 확장 및 축소가 이루어지는 개폐부(134)가 홀 주위에 마련되고, 그 개폐부(134)가 조여지도록 테더(143)가 개폐부(134) 둘레를 감싸는 구조로 이루어진다.
상기 테더(143)는 도3 및 도5에 도시된 바와 같이 보조에어백(140)에 연결되어 있기 때문에 보조에어백(140)이 팽창되면 테더(143)가 당겨져서 상기 가변벤트홀(133) 주위에 형성된 개폐부(134)를 조여서 가변벤트홀(133)이 폐쇄되도록 한다.
물론, 도3에 나타낸 바와 같이 상기 보조에어백(140)이 팽창되지 않을 때에는 상기 테더(143)가 당겨지지 않으므로 상기 개폐부(134)가 개방된 상태로 유지되기 때문에 가변벤트홀(133)이 개방된 상태가 된다.
한편, 상기 가변벤트홀(133)은 도8에 나타낸 바와 같은 구조로 이루어질 수도 있는데, 도8에서 보듯이 상기 테더(143)에는 일정구간만큼 개구부(144)가 형성되어 상기 가변벤트홀(133)과 개구부(144)가 서로 일치되면 개방되고, 상기 가변벤트홀(133)과 개구부(144)가 서로 일치되지 않으면 폐쇄되는 구조로 이루어져 있다.
따라서, 보조에어백(140)이 미전개되는 상황에서는 테더(143)가 당겨지지 않으므로 상기 가변벤트홀(133)과 개구부(144)가 서로 일치되어 가변벤트홀(133)이 개방되도록 하고, 보조에어백(140)이 팽창되어 테더(143)가 당겨지면 개구부(144)가 가변벤트홀(133)과 일치되지 않아 상기 가변벤트홀(133)이 테더(143)에 의해 막히도록 한다.
한편, 상기 제어부(150)는 상기 프리크래쉬센서(120)로부터 측정값을 입력받아 측면 고속충돌이 예상되는 프리크래쉬 상황에서는 상기 측면충돌감지센서(110)의 측정값이 입력되기 전이라도 상기 메인에어백(130)과 보조에어백(140)이 모두 전개되도록 한다.
물론, 이때 메인에어백(130)과 보조에어백(140)이 모두 전개되는 원리는 상기 제어부(150)가 메인에어백(130)에 설치되어 있는 인플레이터(131)에 제어신호를 보내 인플레이터(131)가 가스를 메인에어백(130)에 충진시키게 되고, 그 가스가 보조에어백(140)으로 이동하면서 보조에어백(140)을 팽창시킴과 동시에 상기 가변벤트홀(133)을 폐쇄하는 것이다.
도4에 나타낸 바와 같은 프리크래쉬 상황에서는 상기 메인에어백(130)과 보조에어백(140)의 전개에 의하여 승객이 충돌 반대방향으로 이동될 수 있도록 메인에어백(130)과 보조에어백(140)의 두께가 적절하게 설정되는 것이 바람직한데, 이때 메인에어백(130)과 보조에어백(140)의 총 두께는 충분한 충격흡수가 이루어지면서 승객을 이동시킬 수 있도록 150mm 이상으로 설정되는 것이 좋다.
이와 같이 승객이 메인에어백(130)과 보조에어백(140)의 전개에 의하여 차실 중심쪽으로 밀려서 이동하게 되면 측면 차체(10)로부터 멀어져서 고속 충돌시 변형되면서 차실내로 진입하는 차체와 직접적으로 충돌하지 않게 되는바, 승객 상해치가 크게 감소된다.
또한, 상기 제어부(150)는 프리크래쉬센서(120)로부터 측정값을 입력받아 측면 저속충돌이 예상되거나 프리크래쉬센서(120)의 측정값에 오류가 발생하는 등, 노멀(normal) 상황에서는 상기 프리크래쉬센서(120)의 측정값은 무시하고 측면충돌감지센서(110)의 측정값만을 이용하여 상기 메인에어백(130)만 전개되도록 한다.
이때, 보조에어백(140)은 전개되지 않고 메인에어백(130)만 전개되는 원리는 측면충돌감지센서(110)의 신호를 받아서 메인에어백(130)이 전개되기 때문에 측면 차체(10)에 충돌에너지를 가하는 물체(20)가 이미 차체와 접촉을 하였고, 그러한 충돌이 진행되고 있기 때문에 상기 보조에어백(140)은 충돌로 인한 접촉으로 외력에 의해 가압되어 전개되지 못하고 메인에어백(130)만 전개되는 것이다
이와 같이 측면 충돌로 인한 접촉으로 상기 보조에어백(140)이 전개되지 않도록 하는 노멀 상황에서는 상기 메인에어백(130)과 측면 차체(10) 사이에 보조에어백(140)이 배치되도록 하여, 충돌에너지가 메인에어백(130)보다 보조에어백(140)에 먼저 가해지도록 하여야 한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변형이 가능한바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.
110 : 측면충돌감지센서 120 : 프리크래쉬센서
130 : 메인에어백 132 : 개방벤트홀
133 : 가변벤트홀 134 : 개폐부
140 : 보조에어백 141 : 봉제선
142 : 통기구 143 : 테더
144 : 개구부 150 : 제어부

Claims (7)

  1. 차량 측면(10)에서의 충돌을 감지하는 측면충돌감지센서(110);
    차량 측면(10)에 배치되어 접근하는 물체(20)의 속도관련 물리량을 감지하는 프리크래쉬센서(120);
    승객석과 측면 차체(10) 사이에 배치되며, 제어신호 입력시 전개되는 메인에어백(130);
    상기 메인에어백(130)의 일측면에 서로 연통 가능하게 결합된 보조에어백(140);
    상기 프리크래쉬센서(120)로부터 측정값을 입력받아 측면 고속충돌이 예상되는 프리크래쉬 상황에서는 상기 측면충돌감지센서(110)의 측정값이 입력되기 전이라도 상기 메인에어백(130)과 보조에어백(140)이 모두 전개되도록 하여 승객을 충돌 반대방향으로 밀어내고, 상기 프리크래쉬센서(120)로부터 측정값을 입력받아 측면 저속충돌이 예상되거나 측정값의 오류가 발생하는 노멀(normal) 상황에서는 상기 측면충돌감지센서(110)의 측정값을 통해 충돌상황으로 판단된 경우 상기 메인에어백(130)이 전개되도록 하는 제어부(150);를 포함하는 프리크래쉬 사이드에어백 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 메인에어백(130)에는, 내부에 충진된 가스를 외부로 항시 배출하는 개방벤트홀(132)과, 상기 보조에어백(140)의 미전개시에는 개방되고 전개시에는 폐쇄되도록 보조에어백(140)에 테더(143)로 연결되어 있는 가변벤트홀(133)이 구비된 것을 특징으로 하는 프리크래쉬 사이드에어백 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 가변벤트홀(133)은 홀이 개폐되도록 확장 및 축소가 이루어지는 개폐부(134)가 홀 주위에 마련되고, 그 개폐부(134)가 조여지도록 상기 테더(143)가 개폐부(134) 둘레를 감싸는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 프리크래쉬 사이드에어백 장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 가변벤트홀(133)은 상기 테더(143)에 일정구간 형성된 개구부(144)가 서로 일치되면 개방되고, 상기 개구부(144)가 일치되지 않으면 폐쇄되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 프리크래쉬 사이드에어백 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 메인에어백(130)과 보조에어백(140)은 측면끼리 상호 봉제되고 그 봉제선(141)의 내부 영역에는 메인에어백(130)의 가스가 보조에어백(140)으로 이동될 수 있도록 통기구(142)가 형성되며, 상기 메인에어백(130)의 일측에는 가스를 발생시키는 인플레이터(131)가 설치되는 것을 특징으로 하는 프리크래쉬 사이드에어백 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 프리크래쉬 상황에서는 상기 메인에어백(130)과 보조에어백(140)의 전개에 의하여 승객이 충돌 반대방향으로 이동될 수 있도록 메인에어백(130)과 보조에어백(140)의 두께가 설정되는 것을 특징으로 하는 프리크래쉬 사이드에어백 장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 노멀 상황에서는 측면 충돌에 의한 접촉으로 상기 보조에어백(140)이 미전개되도록 상기 메인에어백(130)과 측면 차체(10) 사이에 보조에어백(140)이 배치되는 것을 특징으로 하는 프리크래쉬 사이드에어백 장치.
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