KR19990081557A - 에어백 폭발위치 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어백 시스템에 관한 것으로서, 특히 CCD 카메라와 같은 목표물 인식 센서수단을 설치하여 이를 통해 운전자 또는 동승자의 체형 및 자세변화를 감지하고 체형과 자세변화에 연동하여 에어백이 폭발하는 위치가 자동으로 조정되도록 함으로써 에어백 시스템의 안전성을 향상시킨 에어백 폭발위치 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은, CCD 카메라와 같은 목표물 인식 센서수단으로부터 승원의 체형관련 신호와 자세변화 신호를 입력받아 이들 신호 데이터를 저장하는 단계; 상기 목표물 인식 센서수단에 의해 감지된 상기 체형관련 신호와 자세변화 신호에 연동하여 에어백의 폭발 위치가 승원의 가슴부위에 조준되도록 에어백의 폭발위치의 각도와 위치를 조정하는 단계; 상기 단계가 수행된 상태에서 충격센서로부터 에어백 폭발신호가 발생되면 조정된 각도 및 위치에서 에어백을 팽창시키는 단계;를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

에어백 폭발위치 제어장치 및 그 방법

본 발명은 에어백 시스템에 관한 것으로서, 특히 CCD 카메라와 같은 목표물 인식 센서수단을 설치하여 이를 통해 운전자 또는 동승자의 체형 및 자세변화를 감지하고 체형과 자세변화에 연동하여 에어백이 폭발하는 위치가 자동으로 조정되도록 함으로써 에어백 시스템의 안전성을 향상시킨 에어백 폭발위치 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이 차량에 설치되는 에어백 시스템(Air-Bag System)은 안전벨트(Seat Belt)의 보조장치로서 운전자 또는 동승자를 보호하기 위한 안전장치이다.

에어백 시스템은 자동차 전방으로부터의 충격에너지가 규정값 이상일 경우에, 운전자(또는 동승자)와 조향핸들(차체) 사이에서 에어백이 팽창하도록 하여 운전자에게 전달되는 충격을 완화시키는 기능을 한다.

최근에는 안전벨트의 장력과 에어백 시스템을 동시에 제어하는 방식이 일반화되고 있다.

일반적으로 에어백 시스템은, 차량 충돌시 또는 차량 급제동시 충격에너지를 측정하는 충격센서와, 에어백 폭발을 트리거링하는 제어모듈과, 배터리 파손시를 대비한 비상전원과, 에어백용 가스를 공급하는 가스발생기 등으로 구성되어 있고, 그 작동 과정을 살펴보면 다음과 같다.

자동차가 충돌하고 그 충격에너지가 일정 규정치 이상이 되면, 충격센서가 전기적으로 스위칭되어 가스발생기가 트리거링되고 에어백은 팽창을 개시한다.

소정의 시간(충돌 후 약 20ms)이 경과된 후 운전자는 앞쪽으로 움직이기 시작하고 차체의 일부분이 변형되기 시작한다.

소정의 시간(충돌 후 약 35 - 40ms)이 경과된 후 에어백은 완전히 팽창되고 안전벨트는 운전자의 상체에 대항해 팽팽하게 당겨진다.

소정의 시간(충돌 후 약 40 - 80ms)이 경과된 후 자동차는 정지되고 운전자의 머리와 가슴이 팽창된 에어백에 충돌한다.

상기와 같은 과정으로 에어백 시스템은 작동하고, 상기 에어백 폭발 과정에서 승원(이하, 운전자와 동승자를 포함)의 체형(체중 또는 앉은 키)에 관계없이 일정 위치에서 에어백이 폭발하게 되면, 오히려 승원의 안전에 해가 되는 경우가 발생할 수 있다.

실제로, 최근에 에어백이 어린 아이의 머리 위치에서 폭발하여 아이의 목부분이 부러져서 사망한 매스컴의 보도도 있었다.

상기와 같이 종래의 에어백은 승원의 체형에 관계없이 일정한 위치에서 폭발하여 에어백의 안전기능이 상실되므로, 오히려 에어백 장착이 승원의 안전을 저해하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 종래기술의 다른 실시예가 당사에서 출원한 특허출원번호 97-19396호(명칭; 에어백 폭발위치 제어 장치 및 그 방법)에 개시되어 있는데, 이는 도 1에 도시한 바와 같이 차량 시트에 설치되고 승원의 체형 및 승차유무를 감지하는 체형감지센서(10)와, 차량이 소정의 규정값 이하로 급감속되면 전기적으로 스위칭되는 충격센서(20)와, 체형감지센서의 출력신호에 상응하는 제어신호에 따라 구동되어 에어백 폭발 위치를 조정시키는 에어백 폭발 위치조정부(30)와, 충격센서(20)가 전기적으로 스위칭되면 소정의 제어신호에 따라 가스를 발생하여 공급하는 가스발생부(40)와, 가스발생부(40)로부터 발생되는 가스를 공급받아 팽창되는 에어백(50) 및 체형감지센서(10)와 충격센서(20)로부터 체형관련 신호 및 에어백 폭발 신호를 각각 입력받고, 상기 체형감지 신호와 에어백 폭발 신호에 상응하는 제어신호를 에어백 폭발 위치조정부(30)와 가스발생부(40)로 각각 출력하여 에어백의 폭발 위치와 가스발생을 제어하는 시스템 제어부(60)를 구비하여 구성된다.

이와 같은 종래기술에 의한 에어백 폭발위치 제어장치는, 운전자를 포함한 승원의 체형을 감지하고 감지된 체형에 따라 에어백이 폭발하는 위치가 자동으로 조정되도록 함으로써 에어백의 안전성을 향상시키는 효과를 제공한다.

그런데, 상기와 같은 종래기술에 의한 에어백 폭발위치 제어장치는 운전자를 포함한 승원의 체형을 감지하고 그 체형감지 신호에 따라 에어백이 폭발하는 위치를 자동으로 조정함으로써 전술한 에어백 시스템 보다 안전성을 보다 향상시켰지만, 승원의 자세변화를 계속적으로 감지하여 자세와 연동되어 폭발위치를 보정하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 종래기술에 의한 에어백 시스템은 차량 시트에 체형감지센서를 설치하여야 하기 때문에 그 설치가 번거롭고, 구조가 복잡해지는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 인스트루먼트 패널(instrument panel) 혹은 윈드실드(windshield)에 운전자를 포함한 승원의 체형 및 자세변화를 감지하는 CCD 카메라와 같은 목표물 인식 센서부재를 설치하여 이 센서 부재에 의해 감지된 운전자 및 동승자의 체형과 자세변화에 따라 에어백의 폭발 위치가 자동으로 조정되도록 한 에어백 폭발위치 제어장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래기술에 의한 에어백 폭발위치 제어장치의 블록 구성도,

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 에어백 폭발위치 제어장치의 동작 상태도,

도 4는 본 발명에 따른 에어백 폭발위치 제어장치의 블록 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 에어백 폭발위치 제어방법의 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 목표물 인식센서(CCD 카메라) 20 : 충격센서

30 : 에어백 폭발위치 조정부 32 : 모터

34 : 커플링부재 36,38 : 에어백 위치 조정부재

40 : 가스발생부 50 : 에어백

60 : 시스템 제어부

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 에어백 폭발위치 제어장치는,

승원을 감시할 수 있는 위치에 설치되어 승원의 체형 및 자세변화를 감지하는 목표물 인식 센서수단과, 차량이 소정의 규정값 이하로 급감속되면 전기적으로 스위칭되는 충격센서와, 상기 목표물 인식 센서수단의 출력신호에 상응하는 제어신호에 따라 구동되어 에어백 폭발 위치를 조정시키는 에어백 폭발위치 조정수단과, 상기 충격센서가 전기적으로 스위칭되면 소정의 제어신호에 따라 가스를 발생하여 공급하는 가스발생수단과, 상기 가스발생수단으로부터 발생되는 가스를 공급받아 팽창되는 에어백, 및 상기 목표물 인식 센서수단과 충격센서로부터 체형관련신호와 자세변화신호 및 에어백폭발 신호를 각각 입력받고, 상기 체형관련 신호와 자세변화신호 및 에어백폭발 신호에 상응하는 제어신호를 상기 에어백 폭발위치 조정수단과 가스발생수단으로 각각 출력하여 상기 에어백의 폭발 위치와 가스발생을 제어하는 시스템 제어수단을 구비하여 된 점에 그 특징이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 시스템 제어수단이 승원의 체형과 자세변화를 판단할 때 승원의 인체에 대한 기준 데이터를 제공하는 인체자료 저장수단이 더 구비된다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제어방법은,

CCD 카메라와 같은 목표물 인식 센서수단으로부터 승원의 체형관련 신호와 자세변화 신호를 입력받아 이들 신호 데이터를 저장하는 단계;

상기 목표물 인식 센서수단에 의해 감지된 상기 체형관련 신호와 자세변화 신호에 연동하여 에어백의 폭발 위치가 승원의 가슴부위에 조준되도록 에어백의 폭발위치의 각도와 위치를 조정하는 단계;

상기 단계가 수행된 상태에서 충격센서로부터 에어백 폭발신호가 발생되면 조정된 각도 및 위치에서 에어백을 팽창시키는 단계;를 포함하여 된 점에 그 특징이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 에어백 폭발위치 제어장치 및 그 방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2 내지 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 에어백 폭발위치 조정장치를 나타낸 도면으로서, 모터(32)와, 상기 모터(32)로부터 동력을 전달받고 에어백(50)의 폭발 각도 및 위치를 조정하는 위치조정부재(36)(38)와, 상기 모터(32)와 위치조정부재(36)(38) 사이에 설치되고 모터(32)의 회전운동을 각운동 또는 상하좌우 직선운동으로 변화시키는 커플링부재(34)와, 상기 위치조정부재(36)(38)에 따라 폭발되는 각도 및 위치가 가변되는 에어백(50)으로 구성되어 있다. 여기서, 상기 위치조정부재(36)는 에어백(50)의 폭발 각도 및 위치를 상하방향으로 조정하는 부재이고, 위치조정부재(38)는 에어백(50)의 폭발 각도 및 위치를 좌우방향으로 조정하는 부재이다.

도 2는 모터(32) 구동에 따라 위치조정부재(36)의 상하 위치 및 상하 각도가 가변되는 것을 나타낸 것으로서, 도 2a는 성인 체형시에 에어백(50)이 폭발되는 위치 및 각도이고, 도 2b는 청소년 또는 아동과 같은 중간 체형시에 에어백(50)이 폭발되는 위치 및 각도이고, 도 2c는 유아와 같은 작은 체형시에 에어백(50)이 폭발되는 위치 및 각도이다.

도 3은 모터(32) 구동에 따라 위치조정부재(38)의 좌우 위치 및 좌우 각도가 가변되는 것을 나타낸 것으로서, 도 3a는 승원의 자세가 중앙에 위치하고 있을 때 에어백(50)이 폭발되는 위치 및 각도이고, 도 3b는 승원의 자세가 우측으로 치우쳐 있을 때 에어백(50)이 폭발되는 위치 및 각도이고, 도 3c는 승원의 자세가 좌측으로 치우쳐 있을 때 에어백(50)이 폭발되는 위치 및 각도이다. 도 3에서 위치조정부재(38)가 커플링부재(34)의 중앙에 위치하고 있는 것으로 도시하였지만, 승원의 체형 및 자세변화에 따라 가변될 수 있음은 물론이다.

상기 모터(32)는 소정의 제어신호에 따라 커플링부재(34)를 통해 위치조정부재(36)(38)의 위치 및 각도를 조정하게 되고, 에어백(50)은 위치조정부재(36)(38)에 의해 폭발되는 각도 및 위치가 결정된다.

또한, 일반적으로 자동차를 운전하는 운전자의 체형은 성인 수준이므로 종래의 에어백 시스템으로도 안전성을 보장받을 수 있지만, 그 외 조수석 또는 뒷좌석에 앉는 승원의 체형과 자세는 다양하므로 본 발명에서 제안한 에어백 폭발위치 가변 제어장치를 장착하면 더욱 더 확실한 안전성을 보장받을 수 있다.

한편, 운전자를 포함한 승원의 체형을 더욱 세분하여 에어백이 폭발되는 위치 및 각도를 여러단계로 세분하거나 리니어(linear)하게 할 수도 있다.

도 4는 본 발명에 의한 에어백 폭발 위치 제어장치를 나타낸 블록도로서, 목표물 인식센서(10)와, 충격센서(20), 에어백 폭발위치 조정부(30), 가스발생부(40), 에어백(50), 시스템 제어부(60), 및 인체자료 저장부(70)를 포함한다. 여기서, 목표물 인식센서(10)는 승원의 체형 및 자세변화(움직임)을 감시 촬영할 수 있는 CCD 카메라로 할 수 있으며, 이러한 CCD 카메라에 의해 감지된 승원의 체형 및 자세변화 데이터는 시스템 제어부(60) 및 인체자료 저장부(70)에 인가되어 궁극적으로 승원의 체형 및 자세변화가 파악될 수 있도록 한다.

CCD 카메라와 같은 목표물 인식센서(10)는 승원의 체형 및 자세변화를 감지하여야 하기 때문에 승원의 전체 신체를 촬상할 수 있는 위치인 차량의 인스트루먼트 패널 또는 윈드실드상에 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 충격센서(20)는 차량이 소정의 규정값 이하로 급감속되면 전기적으로 스위칭되도록 구성되고, 에어백 폭발위치 조정부(30)는 상기 목표물 인식센서(10)의 출력신호에 상응하는 제어신호에 따라 구동되어 에어백 폭발 위치 및 각도를 조정시키도록 구성되고, 가스발생부(40)는 상기 충격센서(20)가 전기적으로 스위칭되면 소정의 제어신호에 따라 가스를 발생하고 공급하도록 구성되고, 에어백(50)은 상기 가스발생부(40)로부터 발생되는 가스를 공급받아 팽창되도록 구성된다.

그리고, 시스템 제어부(60)는 목표물 인식센서(10)와 충격센서(20)로부터 체형감지 신호와 자세변화 신호 및 에어백 폭발 신호를 각각 입력받고, 상기 체형감지 신호와 자세변화 신호 및 에어백 폭발 신호에 상응하는 제어신호를 상기 에어백 폭발 위치조정부(30)와 가스발생부(40)로 각각 출력하여 에어백(50)의 폭발 위치와 각도 및 가스발생을 제어하도록 구성된다.

즉, 시스템 제어부(60)는 목표물 인식센서(10)로부터 운전자를 포함한 승원의 체형 및 자세변화에 관한 신호를 입력받아 사람의 체형 및 자세변화를 판별한 후 에어백 폭발 위치조정부(30)로 소정의 제어신호를 출력하여 에어백(50)의 폭발 위치와 각도를 조정하고, 충격센서(20)로부터 소정의 급감속신호 또는 충격신호가 전달되면 가스발생부(40)로 소정의 제어신호를 출력하여 가스발생 및 공급을 제어한다.

상기 에어백 폭발 위치조정부(30)의 각도 및 위치 조정에 따라 에어백(50)의 폭발위치가 결정되고, 에어백(50)은 상기 가스발생부(40)로부터 가스를 공급받아 소정 각도 및 위치로 팽창된다.

도 5는 도 4에 도시된 본 발명 제어장치에 의해 구현되는 제어방법의 흐름도로서, 본 발명의 제어방법의 실시예를 도 1 내지 도 4을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

시스템 제어부(60)는 목표물 인식센서(10)로부터 운전자를 포함한 승원의 체형관련 신호와 자세변화 신호를 각각 입력받아 승원의 체형 및 자세변화를 판단한다(S1). 이때, 시스템 제어부(60)는 목표물 인식센서(10)로부터 인가된 신호를 일시저장한다.

S1 단계를 수행한 후, 시스템 제어부(60)는 인체자료 저장부(70)에 저장되어 있는 기준 데이터와 S1 단계에 의해 일시저장된 승원의 체형 및 자세변화 신호 데이터를 비교검토하여 목표물 인식센서(10)에 의해 감지된 승원의 체형과 자세에 변화가 있는가를 판단한다(S2).

S2 단계에서 승원의 체형과 자세에 변화가 있으면, 시스템 제어부(60)는 에어백 위치 조정부재(36)(38)를 제어하여 유사시 에어백(50)이 승원의 가슴부위를 기준으로 하여 안전하게 폭발팽창할 수 있도록 조정한다(S3). S2 단계에서 승원의 체형과 자세에 변화가 없으면, 시스템 제어부(60)는 에어백 위치 조정부재(36)(38)를 현 상태로 유지시킨다(S31).

상기와 같이 S3, S31 단계를 수행한 후, 시스템 제어부(60)는 충격센서(20)로부터 에어백 폭발신호가 입력되었는가를 체크한다(S4).

S4 단계에서 에어백 폭발신호가 입력되면, S3, S31 단계에서 설정된 위치 및 각도에서 에어백(50)를 팽창시켜 승원이 상해없이 안전하게 보호받을 수 있도록 한다(S5).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 에어백 폭발위치 제어장치 및 그 방법은, 인스트루먼트 패널(instrument panel) 혹은 윈드실드(windshield)에 운전자 또는 승원의 체형 및 자세변화를 감지하는 CCD 카메라와 같은 목표물 인식 센서부재를 설치하여 이 센서 부재에 의해 감지된 운전자 또는 승원의 체형과 자세변화에 따라 에어백의 폭발위치가 자동으로 조정되도록 함으로써 에어백의 안전성을 향상시킨다.

한편, 상술한 바와 같은 본 발명 에어백 폭발위치 제어장치 및 그 방법은 상기 실시예에 한정되지 않고 본원 발명의 정신과 범위를 이탈하지 아니하고 많은 제조변형을 가하여 실시할 수 있음은 물론이다.

Claims (4)

1. 승원을 감시할 수 있는 위치에 설치되어 승원의 체형 및 자세변화를 감지하는 목표물 인식 센서수단;

   차량이 소정의 규정값 이하로 급감속되면 전기적으로 스위칭되는 충격센서;

   상기 목표물 인식 센서수단의 출력신호에 상응하는 제어신호에 따라 구동되어 에어백 폭발 위치를 조정시키는 에어백 폭발위치 조정수단;

   상기 충격센서가 전기적으로 스위칭되면 소정의 제어신호에 따라 가스를 발생하여 공급하는 가스발생수단;

   상기 가스발생수단으로부터 발생되는 가스를 공급받아 팽창되는 에어백;

   상기 목표물 인식 센서수단과 충격센서로부터 체형관련신호와 자세변화신호 및 에어백폭발 신호를 각각 입력받고, 상기 체형관련 신호와 자세변화신호 및 에어백폭발 신호에 상응하는 제어신호를 상기 에어백 폭발위치 조정수단과 가스발생수단으로 각각 출력하여 상기 에어백의 폭발 위치와 가스발생을 제어하는 시스템 제어수단;을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 에어백 폭발위치 제어장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 시스템 제어수단이 승원의 체형과 자세변화를 판단할 때 승원의 인체에 대한 기준 데이터를 제공하는 인체자료 저장수단을 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 에어백 폭발위치 제어장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 목표물 인식 센서수단은 CCD 카메라인 것을 특징으로 하는 에어백 폭발위치 제어장치.
4. CCD 카메라와 같은 목표물 인식 센서수단으로부터 승원의 체형관련 신호와 자세변화 신호를 입력받아 이들 신호 데이터를 저장하는 단계;

   상기 목표물 인식 센서수단에 의해 감지된 상기 체형관련 신호와 자세변화 신호에 연동하여 에어백의 폭발 위치가 승원의 가슴부위에 조준되도록 에어백의 폭발위치의 각도와 위치를 조정하는 단계;

   상기 단계가 수행된 상태에서 충격센서로부터 에어백 폭발신호가 발생되면 조정된 각도 및 위치에서 에어백을 팽창시키는 단계;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 에어백 폭발위치 제어방법.