KR19980081925A - 센서작동에 의하여 순차 작동되는 에어벡 및 가스발생시스템. - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야.

본 발명은 2중 폭발(혹은 그 이상)이 가능한 인플레이터(INFLATOR)를 가진 자동차용 에어벡(AIRBAG)에 관한 것으로, 에어벡의 쿠션(CUSHION)표면에 힘을 감지할 수 있는 압력센서(SENSOR)를 부착하여 센서작동에 의한 신호를 이용하여 2중폭발을 유도할 수 있는 에어벡의 가스발생시스템에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하려는 기술적 과제.

종래의 에어벡은 규정된 속도에서 정면충돌사고가 발생되었을 경우에 에어벡이 전개되고 있으며, 승객보호 기준도 평균의 성인남자가 규정된 착좌자세와 속도에서 최적의 보호를 받을 수 있도록 설계되어 있어 승객이 비정상 착좌 상태에거나 신체가 평균 이하일 경우 혹은 어린이의 경우 에어벡의 전개시 높은 압력으로 인해 심한 위해를 받을 수 있어, 최근에는 DUAL STAGE INFLATOR(또는 DUAL OUTPUT INFLATOR 라고도 함) 즉 2개의 스퀴브(SQUIB)를 가지고 인플레이터(INFLATOR)의 폭발을 2단계로 나누어 1차적으로는 낮은 압력으로 인플레이터를 폭발시키고 추가로 2차 인플레이터를 폭발시켜 목표로 하는 쿠션압력을 유지케 하는 것이 개발되고 있으나 이러한 방식이 모두 데이터에 의한 정해진 입력에 의하여 작동토록 되어 있기 때문에 1,2차 폭발압력설정 및 폭발간의 시간설정의 최적화가 근본적으로 불가능하기 때문에 여전히 부작용의 우려가 있는 것이다.

다. 발명의 해결방법의 요지.

이를 위하여 차량충돌후 에어벡의 작동요건이 갖춰지면 1차 인플레이터의 폭발이 이루어져 쿠션이 전개되도록 하고 신체의 일부(두부나 흉부)가 쿠션(CUSHION)표면에 접촉하면 쿠션표면에 부착된 센서가 이를 감지하고 감지된 전기적 신호(SIGNAL)가 마이크로프로세서(MICROPROCESSOR)에서 정해진 시간범위의 이내일 경우에 2차 인플레이터의 폭발이 이루어지도록 하여 쿠션에 추가적인 압력이 가해지도록 구성되어 소인이나 비정상적인 착좌(OUT OF POSITION)상태의 승원에 대해 에어벡의 전개시 발생되는 부작용을 최소화하면서 에어벡의 효과를 극대화한 것이다.

라. 발명의 중요한 용도

자동차용 에어벡

Description

센서작동에 의하여 순차 작동되는 에어벡 및 가스발생시스템.

본 발명은 2중 폭발(혹은 그 이상)이 가능한 인플레이터를 가진 에어벡에 관한 것으로, 에어벡의 쿠션(CUSHION)표면에 힘을 감지할 수 있는 센서(SENSOR)를 부착하여 2중폭발을 유도할 수 있는 센서작동에 의하여 순차 작동되는 에어벡의 가스발생시스템.

종래의 에어벡은 규정된 속도에서 정면충돌사고가 발생되었을 경우에 에어벡이 전개되고 있으며, 승객보호 기준도 평균의 성인남자가 규정된 착좌자세와 속도에서 최적의 보호를 받을 수 있도록 설계되어 있어 승객이 비정상 착좌 상태에거나 신체가 평균 이하일 경우 혹은 어린이의 경우 에어벡의 전개시 높은 압력으로 인해 심한 위해를 받을 수 있어, DUAL STAGE INFLATOR 즉 2개의 스퀴브(SQUIB)를 가지고 인플레이터의 폭발을 2단계로 나누어 1차적으로는 낮은 압력의 팽창부를 폭발시키고 추가로 2차 팽창부를 폭발시켜 목표로 하는 쿠션압력을 유지케 하기 위한 것이 개발되어 있으나 이러한 인플레이터를 활용하기 위해서는 그 폭발을 제어 할 수 있는 센서가 필수적이나 승객의 위치나 크기, 착좌 자세등을 감지하여 에어벡에 응용할 수 있는 센서의 개발 및 실용화에는 많은 어려움이 있는 실정이므로 DUAL STAGE INFLATOR의 1,2차 폭발 압력과 1,2차 폭발간의 지연시간(TIME DELAY)은 시험에 의해서 결정할 수 밖에 없으며 또한 승객이 위치한 모든 경우의 시험을 할 수 없으므로 제한적으로 목표 설정이 불가피한 것이다.

즉 지정된 위치와 평균인의 승객 보호를 목표로 몇가지 속도로 충돌 시험후 1,2차 압력과 지연시간을 결정하는 것이다.

따라서 이러한 기술로는 많은 가정과 많은 시험을 요하며 승객의 충격 정도와는 무관하게 충돌센서(CRASH SENSOR)의 가속도 입력값에 따라 1,2차 폭발 시간이 결정되어 제한적인 범위의 승객밖에 보호하지 못하는 문제점을 가지고 있다.

따라서 본 발명에서는 차량 충돌 후 충돌센서의 작동에 의하여 1차 인플레이터의 폭발이 이루어져 쿠션이 전개되고 신체의 일부(두부나 흉부)가 쿠션(CUSHION)표면에 접촉하여 일정 이상의 힘이 가해지면 쿠션표면에 부착된 쿠션센서가 이를 감지하고 감지된 전기적 신호(SIGNAL)에 의해 2차 인플레이터의 폭발이 이루어지도록 하여 쿠션에 추가적인 압력이 가해지도록 구성되어 소인이나 비정상적인 착좌상태의 승원에 대해 에어벡의 전개시 발생되는 부작용을 최소화하면서 효과를 극대화한 쿠션표면에 부착된 센서의 가동시스템에 관한 것이다.

도 1은 에어벡의 쿠션에 센서가 부착된 에어벡의 개략도.

도 2는 본 발명의 작동구성을 나타낸 블럭도.

도 3은 쿠션센서의 작동회로도.

도 4는 센서가 부착된 쿠션의 정면도.

도 5는 센서가 부착된 쿠션의 단면도

도 6은 1,2차 폭발시의 인플레이터의 TANK압력

도 7은 1차 인플레이터의 폭발후 CUSHION SENSOR의 압력도

도 8은 본 발명의 작동흐름을 나타낸 흐름도.

도면의주요부분에대한부호의설명

10: 에어벡 20: 에어벡어셈블리

21: 쿠션 22: 하우징

23: 에어벡커버 24,25: 인플레이터

26,27: 스퀴브 41: 쿠션센서

이하 첨부도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

그림1은 차량의 대쉬보드(DASHBOARD)(11)나 핸들(STEER WHEEL)에 장착된 에어벡어셈블리(AIRBAG ASSEMBLY)(20)를 포함하고 있는 센서(41)가 부착된 에어벡(10)의 구성을 나타낸다.

또한 에어벡커버(23)는 쿠션(21)을 덮고 있으며 쿠션(21) 팽창시 쉽게 열릴 수 있는 구조로 되어 있고, 인플레이터(24,25)는 하우징(22)의 뒷면에 장착되어 쿠션(21)과 연결되어 있고, 쿠션(21)의 팽창을 위하여는 2개의 스퀴브(26,27)와 2개의 인플레이터(24,25)로 구성되어 압축가스나 화약등이 충진된 상태에서 마이크로프로세서(32)의 명령에 의해 2회로 나누어 폭발하여 쿠션(21)에 가스를 충진하게 된다.

따라서 차량이 충돌하게 되면 충돌센서(31)가 이를 감지하면 마이크로프로세서(32)가 에어벡(20)의 폭발 조건이라고 판단하면 1차 폭발회로(FIRING CIRCUIT)(33)를 통해 1차 인플레이터(24)를 폭발시켜 쿠션(21)에 가스를 충진시키며 이 과정중 승객과 쿠션(21)의 접촉에 의해 쿠션(21)표면에 부착된 쿠션센서(41)에 힘이 가해지고 그 힘이 미리 설정된 힘(74)이상일 경우에 발생되는 전기적 신호와 마이크로프로세서(32)에서의 시간 설정 범위(73)를 동시에 만족 할 시 앤드게이트를 도통시켜 2차폭발회로(34)가 2차 인플레이터(25)폭발을 발생시켜 쿠션(21)에 추가적으로 가스를 충진하여 차량 특성에 알맞은 쿠션(21) 압력을 제공하게 된다.

그림2는 본 발명의 작동구성을 나타낸 블럭도이며 여기에서 F는 쿠션센서(41)에 가해진 힘이며 F1은 시험등을 통해 인체의 접촉임을 감지할 수 있는 힘을 미리 설정한 힘이며 T는 2차 인플레이터(25)폭발 시간을 나타내며 T1, T2는 시험등을 통하여 폭발이 필요한 시간 범위로 미리 설정된 시간이며, 그림3은 그림2의 쿠션센서(41)를 포함한 인터페이스(INTERFACE)회로(40)의 간단한 예이며, 이때 쿠션센서(41)는 가변저항 역할을 하게 된다.

또한 그림4,5는 쿠션센서(41)가 쿠션(21)표면에 장착된 그림을 나타내는 정면도와 단면도이다.

그 구성을 살펴보면 쿠션센서(41)는 다수의 압전소자(41a)를 절연체(44)사이에 고정시켜 구성되며 여기에 힘을 가해졌을 경우 저항의 변화가 나타난다.

쿠션센서(41)를 쿠션(21)표면에 고정시키고 쿠션센서(41)표면을 보호하기 위해 1겹의 표피(21)를 추가하여 봉재수단(43)으로 쿠션(21)에 고정시킨다.

본 발명에서는 쿠션센서를 압전소자로 사용하였으나 압전소자의 대용으로 힘의 변화가 전기적 특성 변화로 연결될 수 있는 모든 형태의 센서가 쿠션에 부착되어 사용될 수 있는 것이다.

이렇게 구성된 쿠션센서(41)에어벡(10)은 그림6에서 보여주는 바와 같이 낮은 압력(61)으로 조정된 1차 인플레이터(24)의 폭발에 의해 1차 쿠션(21)전개가 이루어지고 전개된 쿠션(21)표면에 부착된 쿠션센서(41)에 승객의 신체 일부가 접촉될시 차량의 충돌 특성에 맞도록 조정된 압력(62)을 나타낼 수 있도록 2차 인플레이터(25)폭발이 이루어져 충분한 승객 보호를 하게 된다.

그러나 이러한 과정중 1차 인플레이터(24)폭발 후 쿠션(21)이 커버(23)를 전개시키면서 쿠션센서(41)에 커버(23)의 전개력(71)이 가해지고 쿠션센서(41)는 이를 승객과의 접촉으로 판단하여 2차 인플레이터(25)폭발 가능성이 있으므로 일정한 시간(72)이내에서는 쿠션센서(41)에 미리 설정된 힘(74)이상이 가해지더라도 2차 인플레이터(25)폭발이 제어될 수 있어야 하며 차량이 저속으로 충돌하여 승객이 느린 속도로 쿠션센서(41)와 접촉할 경우에도 2차 인플레이터(25)의 폭발이 불필요하므로 2차 인플레이터(25)의 폭발에 일정한 시간 범위(73)설정이 필요하다.

위와 같은 내용은 그림7에서 이를 보여주고 있으며, 이와 같은 조절은 마이크로프로세서(32)의 소프트웨어(SOFTWARE)로 간단히 해결되는 것이다.

즉 충돌조건이 발생되면 에어벡 전개조건인지를 판단하여 아닐 경우에는 에어벡을 미전개하고 충돌조건에 해당될 경우에는 1차 인플레이터를 폭발시키고 그후 전개되는 쿠션이 인체등에 접촉하여 쿠션센서에 가해진 힘이 지정된 힘보다 적을 경우에는 2차 인플레이터를 폭발시키지 않고 강할 경우에는 다시 쿠션센서에 힘이 가해진 시간이 미리지정된 시간의 사이에 위치될 경우에만 2차 인플레이터를 폭발시키고 그렇지 아니할 경우에는 2차 인플레이터를 폭발시키지 않게 되는 것이다.

또한 쿠션센서는 쿠션에 접촉하는 승원의 크기나 충격정도를 감지할 수 있도록 구성될 수 있으며 이 경우 2차 폭발압력도 상황에 따라 조정가능하게 되고 즉 3중 폭발인플레이터에 있어서 승원의 크기나 충격강도가 클 경우에는 2,3차 폭발이 동시에 일어나도록 하고 충격이 작을 경우에는 2차폭발만을 일으키도록 할 수 있으며, 압력센서(쿠션센서)로 형상을 인식토록 하여 본 발명의 시스템에 적용할 수 있고 압력센서로 형상을 인식한 후에 2차 또는 3차 폭발이 가능토록 사용할 수 있는 것이다.

따라서 신체에 심각한 부상이 일어나지 않을 정도의 낮은 압력으로 조정된 1차 인플레이터의 폭발이 이루어져 쿠션이 전개되고 신체의 일부(두부나 흉부)가 쿠션(CUSHION)표면에 접촉하여 일정 이상의 힘이 가해질 경우에 발생되는 전기적 신호와 마이크로프로세서(32)에서의 시간 설정 범위(73)를 동시에 만족 할 시 앤드게이트를 도통시켜 2차폭발회로(34)가 2차 인플레이터(25)폭발을 발생시켜 쿠션(21)에 추가적으로 가스를 충진하여 차량 특성에 알맞은 쿠션(21)압력을 제공토록 함으로서 1차 인플레이터의 압력설정이 용이하고 1,2차 폭발간의 시간지연설정을 승원의 위치나 자세 또는 크기에 따라 최적화 시켜 소인이나 비정상적인 착좌(OUT OF POSITION)상태의 승원에 대하여도 에어벡의 전개시 발생되는 부작용을 최소화하면서 효과를 극대화할 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 운전석이나 조수석 에어벡의 DUAL INFLATOR (혹은 MULTI-INFLATOR)에 있어서, 쿠션(21)표면에 쿠션센서(41)를 장착하여 인플레이터의 2차 폭발을 유도할 수 있도록 구성된 센서작동에 의하여 순차 작동되는 에어벡.
2. 제1항에 있어서, 쿠션(21)의 전개나 승객 접촉시 쿠션센서(41)를 보호하기 위해 표피를 추가하여 CUSHION 표면에 CUSHION SENSOR와 함께 부착한 센서작동에 의하여 순차 작동되는 에어벡.
3. 충돌조건이 발생되면 에어벡 전개조건인지를 판단하여 아닐 경우에는 에어벡을 미전개하고 충돌조건에 해당될 경우에는 1차 인플레이터를 폭발시키고 그후 전개되는 쿠션이 인체등에 접촉하여 쿠션센서에 가해진 힘이 지정된 힘보다 적을 경우에는 2차 인플레이터를 폭발시키지 않고 강할 경우에는 다시 쿠션센서에 힘이 가해진 시간이 미리지정된 시간의 사이에 위치될 경우에만 2차 인플레이터를 폭발시키고 그렇지 아니할 경우에는 2차 인플레이터를 폭발시키지 않게 되는 센서작동에 의하여 순차 작동되는 에어벡 가스발생시스템.