KR19980075062A - 차량 충돌시를 위한 목부상 방지장치 및 그 동작 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 충돌시 에어백에 의해 헤드 레스트에 부딪치면서 입게 되는 목부상을 방지할 수 있도록 하는 차량 충돌시를 위한 목부상 방지장치 및 그 동작 제어방법에 관한 것이다.

본 발명은 에어백 시스템을 구비한 자동차에 있어서, 헤드 레스트의 외곽에 씌어져 내부에 에어갭을 형성하는 팽창 튜브, 유체를 주입하여 상기 팽창 튜브를 팽창시키는 유체 가압수단, 상기 팽창 튜브에 주입된 유체를 배출시키는 유체 배출수단, 상기 에어백 시스템의 충격센서로부터 입력된 충격신호에 따라 상기 유체 가압수단을 동작시키는 ECU가 포함되는 것을 특징으로 하는 차량의 목부상 방지장치와; 공기압 조절 스위치가 온상태인가를 판단하는 단계, 그 결과 상기 공기압 조절 스위치가 온상태로 판단되면 흡입기 모터를 구동시켜 저압가스 밸브를 개방시키고, 상기 공기압 조절 스위치가 오프상태로 판단되면 에어백 시스템의 충격센서로부터 충격신호가 입력되었느가를 판단하는 단계, 그 결과 충격신호가 입력되었다고 판단되면 흡입기 모터를 구동시켜 고압가스 밸브를 개방시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 목부상 방지장치의 동작 제어방법이다.

Description

차량 충돌시를 위한 목부상 방지장치 및 그 동작 제어방법

본 발명은 차량 충돌시 시트의 헤드 레스트에 부딪치면서 입게 되는 승원의 목부상을 방지하는 장치 및 그 동작 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 헤드 레스트의 외곽에 내부에 에어갭(air gap)을 형성하는 팽창 튜브를 설치하고, 고. 저압가스가 주입되는 팽창 튜브의 주입관을 개폐시키는 밸브를 설치하며, 흡입기 모터를 통해 그 밸브를 구동시킴으로써, 차량 충돌시 시트의 헤드 레스트에 승원의 머리가 부딪치면서 입게 되는 목부상을 방지할 수 있도록 하는 차량의 목부상 방지장치 및 그 동작 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 운전자 또는 그 외의 승원을 시트에 고정시켜 승원의 신체 각부에 작용하는 감속도를 경감할 수 있도록 하는 시트벨트가 장착되어 있으며, 그 시트벨트는 2차 충돌 방지 또는 그 충격의 완화를 꾀하면서 승원이 자동차 밖으로 튀어 나가는 것을 방지할 수 있었다.

최근 자동차에는 상기한 시트벨트와는 별도로, 충돌시에 운전자와 조향핸들 사이 또는 보조석의 승원과 인스트러먼트 패널 사이에 순간적으로 에어백(공기 주머니)을 부풀게 하여 충격으로 인한 부상을 저감시킬 수 있도록 하는 에어백 시스템(air bag system)의 장착이 점차적으로 보편화되어 가고 있다.

여기서 에어백 시스템의 전형적인 한 예를 도 1에 도시하였는 바, 이를 간단히 살펴보게 되면, 승원의 전면부로 전개부를 형성하는 패트 커버(125), 뇌관(122)의 폭발에 의해 가스를 발생시키는 가스 발생기(inflater; 121), 그 발생된 가스에 의해 전개부로 팽창 전개되는 에어백(124)으로 이루어져 인스트러먼트 패널에 설치되는 에어백 모듈(120)과, 주행속도가 급속히 저하되어 중력가속도가 설정치에 도달될 경우 충격 신호를 발생하는 충격센서(130)와, 충격 신호에 따라 가스 발생기(121)의 뇌관(122)을 폭발시키는 ECU(Electronic Control Unit; 110)로 구성되어 있다. 상기 에어백 모듈(120)의 가스 발생기(121)는 뇌관(122)이 점화됨에 따라 질소가스를 발생하는 가스발생제(123)가 내장되어 있다.

이와 같이 구성된 에어백 시스템은 예를 들어, 정면 충돌에 의해 주행속도가 급격히 저하되게 되면 충격센서(130)가 접점되면서 충격 신호를 발생하게 된다. 이때, 충격 신호를 인식한 제어모듈(110)은 뇌관(122)을 점화시켜, 가스발생제(121)를 연소시킨다. 그 연소하는 가스발생제(123)는 급속히 질소가스를 발생하면서 에어백(124)을 팽창시켜, 패드 커버(125)의 전개부를 통해 승원 측으로 전개시킨다.

이렇게 전개된 에어백(124)은 승원과 접촉하면서 충돌에 의한 충격하중을 부분적으로 흡수하고, 관성에 의해 승원의 머리와 가슴이 팽창된 에어백(124)과 충돌될 때, 에어백(124)의 질소가스는 에어백(124)에 형성된 배출공으로 급속히 배출되며 운전자의 전면부에 완충 작용하게 된다.

따라서, 전면 충돌시 승원에게 전달되는 충격력을 효과적으로 완충시켜 줌으로서, 2차 상해를 경감할 수 있었다.

그러나, 이러한 에어백 시스템에 있어서는 상기한 바와 같은 그 유용성에도 불구하고 몇 가지 문제점을 가지게 되었다. 즉, 충돌 사고시 전개되는 에어백(124)에 의해 충돌시 신체에 작용 및 가해지는 충격력을 감소시킬 수 있겠지만, 급속히 발생되는 질소가스에 의해 폭발적으로 팽창되는 에어백(124)은 강한 팽창압으로 승원의 신체에 타격을 가하게 되었다. 이렇게 타격된 승원의 신체는 후방으로 움직이면서 시트에 부딪치게 됨과 동시에, 머리가 헤드 레스트에 급격히 부딪치면서 목부상을 입게 되는 치명상을 초래했다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 차량 충돌시 승원의 머리가 헤드 레스트에 부딪치면서 입게 되는 목부상을 방지할 수 있도록 하는 차량의 목부상 방지장치 및 그 동작 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 에어백 시스템을 구비한 자동차에 있어서, 헤드 레스트의 외곽에 씌어져 내부에 에어갭을 형성하는 팽창 튜브, 유체를 주입하여 상기 팽창 튜브를 팽창시키는 유체 가압수단, 상기 팽창 튜브에 주입된 유체를 배출시키는 유체 배출수단, 상기 에어백 시스템의 충격센서로부터 입력된 충격신호에 따라 상기 유체 가압수단을 동작시키는 ECU가 포함되는 차량의 목부상 방지장치와;

공기압 조절 스위치가 온상태인가를 판단하는 단계, 그 결과 상기 공기압 조절 스위치가 온상태로 판단되면 흡입기 모터를 구동시켜 저압가스 밸브를 개방시키고, 상기 공기압 조절 스위치가 오프상태로 판단되면 에어백 시스템의 충격센서로부터 충격신호가 입력되었느가를 판단하는 단계, 그 결과 충격신호가 입력되었다고 판단되면 흡입기 모터를 구동시켜 고압가스 밸브를 개방시키는 단계로 이루어지는 차량의 목부상 방지장치의 동작 제어방법을 제공한다.

도 1은 일반적인 자동차 에어백 시스템의 구성을 보인 블록도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 목부상 방지장치의 헤드 레스트를 보인 개략도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구성을 보인 블록도

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구성을 보인 블록도

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어과정을 보인 흐름도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 헤드 레스트 10 : ECU

30 : 충격센서 40 : 팽창 튜브

50 : 흡입기 모터 51 : 고압가스 밸브

52 : 고압가스관 53 : 가스주입관

54 : 제1솔레노이드 밸브 55 : 저압가스 밸브

56 : 저압가스관 57 : 제2솔레노이드 밸브

60 : 릴레이 61 : 가스배출 밸브

62 : 가스배출관 63 : 제3솔레노이드 밸브

70 : 공기압 조절 스위치 80 : 가스배출 스위치

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 충돌시를 위한 목부상 방지장치를 보인 것으로서, 시트(1)의 상단부에 설치된 헤드 레스트(2)의 외곽에, 내부로 폐쇄된 에어갭을 형성하는 팽창 튜브(40)가 씌어진다. 그 팽창 튜브(40)의 일측단에는, 고압가스관(52)과 저압가스관(56)이 연결되면서 형성된 가스주입관(53) 및 가스배출관(62)이 연통되게 설치된다.

상기 고압가스관(52)에는 가스주입관(53)으로 주입되는 고압가스를 차단/공급하는 고압가스 밸브(51)가 설치되고, 저압가스관(56)에도 역시 가스주입관(53)으로 주입되는 저압가스를 차단/공급하는 저압가스 밸브(55)가 설치된다. 이러한 고압가스 밸브(51)와 저압가스 밸브(55)는 흡입기 모터(50)에 연동되게 설치되어 택일적으로 개폐된다. 즉, 고압가스 밸브(51)가 개방되면 저압가스 밸브(55)는 폐쇄상태를 유지한다.

상기 가스배출관(62)에는 가스배출관(62)을 개폐시켜 팽창 튜브(40)내에 주입된 가스를 외부로 배출시키는 가스배출 밸브(61)가 설치된다.

흡입기 모터(50)는 도 3에 도시되는 바와 같이, 에어백 시스템의 ECU(10)에 의해 제어된다. 즉, ECU(10)에 의해 제어되는 에어백 시스템은 일반적인 구성과 같이, 승원의 전면부로 향하는 전개부를 형성하는 패트 커버(25), 뇌관(22)의 폭발에 의해 가스를 발생시키는 가스 발생기(21), 그 발생된 가스에 의해 전개부로 팽창 전개되는 에어백(24)으로 이루어지는 에어백 모듈(20)과, 주행속도가 급속히 저하되어 중력가속도가 설정치에 도달될 경우 충격 신호를 발생하는 충격센서(30)를 포함하고 있어, 충격센서(30)로부터 충격신호가 입력되면 흡입기 모터(50)를 구동시켜 고압가스 밸브(51)를 개방시키게 된다.

한편, 주행시 사용자가 임의로 팽창 튜브(40)내에 가스를 주입시켜 승원의 머리에 가해지는 충격 및 진동을 저감시켜 승차감을 향상시킬 수 있도록 저압가스를 주입시킬 수 있게 된다. 즉, 공기압 조절 스위치(70)를 조작하여 저압가스 밸브(55)를 개방시킬 수 있게 된다. 또한, 팽창 튜브(40)내에 주입된 가스를 가스배출관(62)을 통해 배출시킬 수 있도록 가스배출 스위치(80)를 조작하여 가스배출 밸브(61)를 개폐시키게 된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 충돌시를 위한 목부상 방지장치를 보인 것으로서, 일 실시예의 팽창 튜브(40)에 가스를 주입하는 유체 가압수단 즉, 고압가스 밸브(51)와 저압가스 밸브(55) 및 흡입기 모터(50)가 팽창 튜브(40)로 주입되는 고압가스의 주입로를 개폐시키는 제1솔레노이드 밸브(54)와 상기 팽창 튜브(40)로 주입되는 저압가스의 주입로를 개폐시키는 제2솔레노이드 밸브(57)로 대체되고, 일 실시예의 가스배출 밸브(61)와 릴레이(60)가 제3솔레노이드 밸브(63)로 대체된 것이고, 그 외의 구성은 일 실시예에서와 같다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 목부상 방지장치의 동작 제어과정을 보인 흐름도로서, 공기압 조절 스위치(70)가 온상태인가를 판단하는 단계와, 그 결과 상기 공기압 조절 스위치(70)가 온상태로 판단되면 흡입기 모터(50)를 구동시켜 저압가스 밸브(55)를 개방시키고, 상기 공기압 조절 스위치(70)가 오프상태로 판단되면 에어백 시스템의 충격센서(30)로부터 충격신호가 입력되었느가를 판단하는 단계와, 그 결과 충격신호가 입력되었다고 판단되면 흡입기 모터(50)를 구동시켜 고압가스 밸브(51)를 개방시키는 단계와, 상기 고압가스 밸브(51)를 온시킨 후, 가스배출 스위치(80)가 온되었는가를 판단하는 단계와, 그 결과 가스배출 스위치(80)가 온되었다고 판단되면 릴레이(60)를 통해 가스배출 밸브(61)를 개방시키는 단계로 이루어짐을 보이고 있다.

도면중 미설명 부호 23은 뇌관(22)이 점화됨에 따라 질소가스를 발생하는 가스발생제이다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 작용을 ECU(10)의 동작 제어과정에 따라 설명하면 다음과 같다.

먼저, ECU(10)는 공기압 조절 스위치(70)가 운전자나 사용자에 의해 온되었는가를 판단한다. 그 결과 상기 공기압 조절 스위치(70)가 온된 상태로 판단되면 흡입기 모터(50)를 구동시켜 저압가스 밸브(55)를 개방시킨다. 이때, 저압가스 밸브(55)가 개방됨에 따라 가스주입관(53)을 통해 저압가스가 팽창 튜브(40)내로 주입되어 내부에 저압상태의 에어갭을 형성하게 된다.

한편, 공기압 조절 스위치(70)가 오프된 상태로 판단되면 에어백 시스템의 충격센서(30)로부터 충격신호가 입력되었느가를 판단한다. 그 결과 차량 충돌에 의해 충격센서(30)로부터 충격신호가 입력되었다고 판단되면 흡입기 모터(50)를 구동시켜 저압가스 밸브(55)를 개방시킨다. 이때, 개방되었던 저압가스 밸브(55)는 폐쇄상태를 유지하고 고압가스 밸브(51)가 개방됨에 따라 가스주입관(53)을 통해 고압가스가 팽창 튜브(40)내로 주입되어 내부에 급격한 고압상태의 에어갭을 형성하게 된다.

이에 따라, 차량 출돌시 승원의 전면으로 개방되는 에어백(24)에 의해 승원의 신체가 후방으로 움직이게 되는 과정에서 상기한 바와 같이, 헤드 레스트(2)에 씌어진 팽창 튜브(40)내에 고압가스를 통해 에어갭을 형성하게 됨으로 승원의 머리가 헤드 레스트(2)에 부딪치면서 가해지는 충격력을 흡수할 수 있게 된다.

상기와 같이 팽창 튜브(40)에 고압가스가 주입된 상태에서, ECU(10)는 운전자 또는 사용자에 의해 가스배출 스위치(80)가 온되었는가를 판단한다. 그 결과 가스배출 스위치(80)가 온되었다고 판단되면 릴레이(60)를 통해 가스배출 밸브(61)를 개방시켜, 팽창 튜브(40)내에 주입된 고압가스를 가스배출관(62)을 통해 외부로 배출시킨다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량의 목부상 방지장치를 도시한 것으로서, 일 실시예의 기본 적인 작용과 동일하면서도 가스주입관(53) 및 가스배출관(62)을 각 솔레노이드 밸브(54)(57)(63)로 개폐시킴으로써, 단속이 원활함은 물론 구성을 단순화할 수 있다. 즉, 각 솔레노이드 밸브(54)(57)(63)는 전기적 신호에 의해 개폐 동작됨으로써, 일 실시예에서의 고압가스 밸브(51)와 저압가스 밸브(55) 및 가스배출 밸브(61)를 동작시키던 흡입기 모터(50)와 릴레이(60)를 별도로 구비할 필요가 없다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 에어백 시스템의 에어백이 승원의 전면으로 전개되는 과정에서 헤드 레스트의 외곽에 팽창 튜브에 고압가스의 에어갭을 형성함으로써, 차량 충돌시 에어백에 의해 헤드 레스트에 부딪치면서 입게 되는 목부상을 방지할 수 있다. 또한, 스위치의 조작에 따른 저압가스의 주입으로 주행시 승원의 머리를 탄력적으로 받쳐주게 됨으로써, 승차감을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

1. 에어백 시스템을 구비한 자동차에 있어서, 헤드 레스트(2)의 외곽에 씌어져 내부에 에어갭을 형성하는 팽창 튜브(40);

   유체를 주입하여 상기 팽창 튜브(40)를 팽창시키는 유체 가압수단;

   상기 팽창 튜브(40)에 주입된 유체를 배출시키는 유체 배출수단;

   상기 에어백 시스템의 충격센서(30)로부터 입력된 충격신호에 따라 상기 유체 가압수단을 동작시키는 ECU(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 목부상 방지장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 유체 가압수단은 상기 팽창 튜브(40)로 주입되는 고압가스의 주입로를 개폐시키는 고압가스 밸브(51)와, 상기 팽창 튜브(40)로 주입되는 저압가스의 주입로를 개폐시키는 저압가스 밸브(55)와, 상기 고압가스 밸브(51)와 저압가스 밸브(55) 중을 택일적으로 개폐시키는 흡입기 모터(50)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 목부상 방지장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 유체 가압수단은 상기 팽창 튜브(40)로 주입되는 고압가스의 주입로를 개폐시키는 제1솔레노이드 밸브(54)와, 상기 팽창 튜브(40)로 주입되는 저압가스의 주입로를 개폐시키는 제2솔레노이드 밸브(57)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 목부상 방지장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 유체 배출수단은 릴레이(60)를 통해 상기 팽창 튜브(40)에 주입된 유체의 배출로를 개폐시키는 가스배출 밸브(61)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 목부상 방지장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 유체 배출수단은 상기 팽창 튜브(40)에 주입된 유체의 배출로를 개폐시키는 제3솔레노이드 밸브(63)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 목부상 방지장치.
6. 공기압 조절 스위치(70)가 온상태인가를 판단하는 단계;

   그 결과 상기 공기압 조절 스위치(70)가 온상태로 판단되면 흡입기 모터(50)를 구동시켜 저압가스 밸브(55)를 개방시키고, 상기 공기압 조절 스위치(70)가 오프상태로 판단되면 에어백 시스템의 충격센서(30)로부터 충격신호가 입력되었느가를 판단하는 단계;

   그 결과 충격신호가 입력되었다고 판단되면 흡입기 모터(50)를 구동시켜 고압가스 밸브(51)를 개방시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 목부상 방지장치의 동작 제어방법.
7. 제 6항에 있어서, 상기 고압가스 밸브(51)를 온시킨 후, 가스배출 스위치(80)가 온되었는가를 판단하는 단계;

   그 결과 가스배출 스위치(80)가 온되었다고 판단되면 릴레이(60)를 통해 가스배출 밸브(61)를 개방시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 목부상 방지장치의 동작 제어방법.