KR20080007805A - 차량용 선택적 전개 에어백 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 사고 발생시 조수석에 탑승한 탑승객을 보호하기 위해 에어백 내부로 공급되는 제 1,2인플레이터 가스가 인너 벤트홀을 통해 자유롭게 이동 가능하도록 베이스 챔버와 체스트 챔버가 형성된 에어백을 설치하고 충격 감지 센서와 시트 벨트 센서로부터 입력된 신호값을 제어부가 입력받아 차량에 가해지는 충격량을 설정된 충격량값과 비교 연산하여 제 1인플레이터 또는 제 2인플레이터가 선택적으로 작동 가능하도록 제어함으로써 조수석에 탑승한 탑승객에 가해지는 에어백의 전개압에 의한 상해를 예방하고 저압의 가스 압력을 갖는 인플레이터를 사용하면서도 충돌 성능을 만족시키며 인플레이터에서 분출되는 가스 압력의 에너지 효율성을 향상시키고, 차량의 충돌 정도와 탑승객의 시트벨트 착용 여부에 따라 에어백, 인플레이터, 인너벤트홀 및 아웃터 벤트홀을 선택적으로 조정할 수 있는 차량용 선택적 전개 에어백 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
인플레이터, 격막, 베이스 챔버, 체스트 챔버, 아웃터 벤트홀, 인너 벤트홀

Description

차량용 선택적 전개 에어백 장치 및 그 제어방법{The Apparatus Of Choice Air-Bag for Vehicle and the Control Method using it}
도 1은 종래의 에어백 시스템을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 개략적인 개념을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 종 단면도.
도 5a 내지 도 5b는 도 4에 도시된 A-A 내지 B-B선 단면도.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 작동 상태도.
도 7은 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치에 구비된 격막의 다른 실시예에 따른 구성을 도시한 도면.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 다른 실시예에 의한 작동 상태도.
도 9는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백의 제어방법을 도시한 도면.
도 10은 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백의 제어방법에서 에어백 전개 단계를 도시한 도면.
도 11은 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백의 제어방법에 따른 작동 상태도.
도 12는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백의 다른 실시예에 의한 제어방법을 도시한 도면.
도 13은 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백의 제어방법의 다른 실시예에 의한 충격력 비교 단계를 도시한 순서도.
도 14는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백의 제어방법의 다른 실시예에 의한 에어백 작동 단계를 도시한 순서도.
도 15 내지 도 16은 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백의 다른 실시예에 의한 제어방법에 따른 작동 상태도.
도 17 내지 도 21은 종래의 일반적인 에어백과 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백의 전개 작동 상태를 비교 실험한 도면.
도 22는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 인플레이터 가스 압력에 의해 베이스 챔버와 체스트 챔버에 가해지는 압력을 도시한 그래프.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 격막 12 : 인너 벤트홀
14 : 제 1격막 16 : 제 2격막
20 : 테더 100 : 충격 감지 센서
200 : 시트 벨트 센서 300 : 인플레이터
310 : 제 1인플레이터 320 : 제 2인플레이터
400 : 에어백 410 : 베이스 챔버
412 : 아웃터 벤트홀 420 : 체스트 챔버
500 : 제어부
본 발명은 제 1인플레이터 또는 제 2인플레이터로부터 각각 공급된 가스에 의해 전개 작동되는 베이스 챔버와 체스트 챔버가 구비된 에어백을 설치하고 상기 베이스 챔버와 체스트 챔버로 공급된 가스가 에어백과 충돌하는 탑승객의 압력에 의해 격막에 형성된 인너 벤트홀을 통해 자유롭게 이동되어 차량 충돌에 따른 충돌 에너지를 에어백이 흡수하여 조수석에 탑승한 탑승객의 상해를 최소화하여 사용할 수 있는 차량용 선택적 전개 에어백 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량 충돌시 운전자와 탑승객을 보호하기 위하여 조향 핸들 또는 크래시패드에 에어백 모듈(Air-Bag Module)을 장착하여 사용한다.
상기한 에어백 모듈은 차량 충돌시 에어백(Air-Bag)을 전개시켜 운전자 또는 탑승객이 차량 내부에 구비된 크래쉬패드 또는 윈드 쉴드와 충돌하지 않도록 함으로써 충돌에 의한 상해를 저감 시키기 위해 설치하는 장치이다.
첨부된 도 1은 종래의 에어백 시스템을 도시한 도면으로써, 종래 에어백(1)의 전개 작동에 따른 탑승객의 신체 부위(머리, 가슴, 하체)와의 충돌 관계 및 시 트벨트의 착용 유무에 따른 종합적인 관계를 도시한 도면이다.
첨부된 도 1을 참조하면, 종래의 에어백(1)은 확대도에 도시된 바와 같이 원챔버 타입으로 이루어진 에어백으로써, 차량 충돌에 의해 에어백(1)이 전개 작동되면서 벤트홀(1a)을 통해 에어백(1) 내부로 공급된 인플레이터(미도시)의 가스가 외측으로 배출되고, 전개된 에어백(1)이 탑승객의 머리와 가슴을 보호하도록 작동되며 시트벨트의 착용 유무에 상관없이 무조건 전개 작동이 이루어진다.
탑승객이 시트벨트를 착용한 상태에서 정면 충돌이 발생할 때는 탑승객의 하체와 가슴은 시트벨트에 의해 구속되어 차량 충돌에 따른 관성력에 의해 탑승객이 전방으로 이동하는 것을 제어하게 되고, 이로 인해 크래시패드 및 윈드실드와 충돌하는 것을 막아 탑승객을 보호할 수 있지만 탑승객의 머리 부분은 보호하지 못하는 문제점이 발생 되었다.
또한 시트벨트에 의해 가슴부위의 이동이 제한된 상태에서 전개 작동된 에어백이 탑승객의 가슴부위에 이중으로 충격을 가하게 되어 탑승객의 가슴 부위에 대한 상해치가 높게 발생 되는 문제점이 야기 되었다.
조수석에 유아 또는 어린이가 탑승한 상태에서 차량이 주행하다가 에어백이 전개 작동하게 되면 성인의 경우와 마찬가지로 동일하게 전개 작동됨으로써, 에어백(1)에 유아 또는 어린이가 직접적으로 충돌함으로써 차량 충돌에 따른 충돌 에너지를 소프트하게 흡수하지 못하고 충격 에너지를 탑승객에게 그대로 전달하여 상해치가 가중되는 문제점이 발생 되었다.
또한 성인이 시트에 안정적인 자세로 착석한 상태에서 차량 주행이 이루어지 지는 반면에 유아 또는 어린이의 경우에는 조수석 시트에 서있거나 불안정한 자세로 차량 주행이 이루어 지게 되어 차량 충돌 발생시 에어백의 전개 작동에 의한 가슴 및 목 부위에 상해가 발생 되어 이에 대한 대처 방안을 필요로 했다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 베이스 챔버와 체스트 챔버로 에어백을 분활하고, 상기 베이스 챔버와 체스트 챔버에 각각 가스가 공급가능하도록 제 1,2 인플레이터를 설치함으로써 차량의 충돌 정도와 시트벨트의 착용 유무에 따라 에어백, 인플레이터, 인너벤트홀 및 아웃터 벤트홀을 선택적으로 조정할 수 있는 차량용 선택적 전개 에어백 장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 차량용 선택적 전개 에어백 장치는 차량 사고 발생시 차체에 가해지는 충격을 감지하는 충격 감지 센서와, 차량의 조수석 시트에 착석한 탑승객의 시트 벨트 착용 유무를 감지하는 시트 벨트 센서가 구비된다.
상기 충격 감지 센서(100)는 제어부 또는 차량의 프론트부에 별도로 설치되어 차량의 정면 및 측면 충돌에 따른 충격을 감지할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다.
또한 가스가 분출되는 제 1인플레이터 및 제 2인플레이터가 각각 구비된 인플레이터가 구비된다. 상기 제 1,2인플레이터의 상세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 제 1인플레이터 또는 제 2인플레이터로부터 각각 공급된 가스를 공급받 아 서로 간의 압력 차이에 의해 자유롭게 이동 가능하도록 적어도 하나의 인너 벤트홀이 구비된 격막의 상부에 연통 형성되어 위치하는 베이스 챔버와, 상기 베이스 챔버의 하부 및 앞쪽에 위치하며 인너 벤트홀과 연통 형성되는 체스트 챔버가 구비된 에어백이 구비된다.
상기 충격 감지 센서에서 감지된 신호를 입력받아 에어백을 전개 작동시키고 상기 시트 벨트 센서에 의해 감지된 탑승객의 시트 벨트 착용 유무와 충격 감지 센서에서 감지되는 충격력의 조합에 따라 제 2인플레이터의 작동 유무를 선택하여 체스트 챔버의 전개 여부를 결정하는 제어부를 포함하여 구성된다.
상기 인플레이터의 제 1인플레이터는 베이스 챔버에 가스를 공급하도록 구성되고, 제 2인플레이터는 체스트 챔버에 가스를 공급하도록 구성된다.
상기 제 2인플레이터는 체스트 챔버 내부에 위치하여 에어백 하우징의 전방에 고정 설치되도록 구성된다.
상기 제 2인플레이터는 체스트 챔버 내부에 위치하여 제어부로부터 전기적 신호를 받아 가스 분출이 제어되도록 구성된다.
상기 제 2인플레이터는 제 1인플레이터의 가스 압력보다 상대적으로 낮은 압력이 사용 가능하도록 구성된다.
상기 제 1인플레이터에서 베이스 챔버 내부로 공급된 가스는 상기 베이스 챔버와 탑승객과의 충돌에 의해 가해지는 압력에 의해 인너 벤트홀을 통해 체스트 챔버 내부로 이동되도록 구성된다.
상기 제 2인플레이터는 제 1인플레이터 보다 설정된 타임 딜레이 이후에 가 스를 분출하여 베이스 챔버가 먼저 전개 작동된 후에 체스트 챔버가 전개 작동되도록 구성된다.
에어백 내측에 설치된 격막은 수평 방향으로 설치되거나 상단이 탑승객을 향해 상대적으로 경사지게 설치되도록 구성된다. 상기 격막에 형성된 인너 벤트홀은 원형 또는 사각형상으로 형성되도록 구성된다.
상기 격막은 일단이 상기 에어백 내부 하단의 좌우측에서 이격된 위치에서 상측으로 연장 형성되는 제 1격막, 상기 제 1격막의 상단부에 수평하게 연결되는 제 2격막을 포함하여 구성된다.
상기 격막은 제 1격막의 좌우 양측에 인너 벤트홀이 형성되어 베이스 챔버 또는 체스트 챔버로 공급된 가스가 이동 가능하도록 구성된다.
상기 인너 벤트홀은 제 1격막상에 적어도 1개 이상 구비되도록 구성된다.
상기 격막은 일단이 에어백이 구비된 에어백 하우징의 내측에 설치되어 전방으로 연장되고 타단이 에어백의 선단부 내측에 연결 설치되도록 구성된다.
상기 에어백은 안정적인 전개 작동을 위한 테더가 설치되되 일단이 상기 에어백의 내측 양측면상에 고정되어 연장 형성되고 타단이 제 2격막상에 연결 설치되도록 구성된다.
상기 에어백의 베이스 챔버는 체스트 챔버에 비하여 상대적으로 큰 부피를 가지며 탑승객의 머리와 가슴의 상측 부분이 보호 가능한 크기를 갖도록 형성되고 체스트 챔버는 탑승객의 가슴 하측 부분이 보호 가능한 크기를 갖도록 형성된다.
상기 베이스 챔버는 차 실내로 에어백이 전개 작동될 때 상기 베이스 챔버의 양측 하단부가 탑승객의 양 무릎에 인접되어 전개되는 형상으로 형성되고, 상기 체스트 챔버는 베이스 챔버의 양측 하단부 사이에 위치하여 전개되는 형상으로 형성된다.
상기 에어백의 베이스 챔버와 체스트 챔버 각각은 인플레이터로부터 공급된 가스가 에어백 외부로 배출 가능한 아웃터 벤트홀을 개별적으로 갖도록 구성된다.
상기 베이스 챔버의 아웃터 벤트홀은 탑승객에게 직접적으로 배출이 이루어지지 않는 위치에 형성된다.
상기 체스트 챔버는 제 2인플레이터에서 발생된 가스가 공급되는 튜브가 체스트 챔버 내부에 구비되도록 구성된다.
상기 튜브는 체스트 챔버의 중앙 또는 좌,우 양측에 구비되도록 구성된다.
상기 제어부는 충격 감지 센서를 통해 감지된 신호값과 시트 벨트 센서를 통해 감지된 탑승객의 벨트 착용 유무 신호를 입력받아 제 1인플레이터의 가스를 베이스 챔버 내부로 공급시켜 베이스 챔버를 전개시키며 체스트 챔버가 베이스 챔버로부터 가스를 공급받도록 제어하거나 상기 제 1,2인플레이터가 함께 가스를 분출하여 베이스 챔버 및 체스트 챔버 모두 가스를 공급받아 전개되면서 서로 간의 압력 차이에 의해 가스 이동이 일어나도록 제어하되, 탑승객이 시트 벨트를 착용하지 않은 경우에도 충격 감지 센서에 의해 감지되는 충격량에 따라 선택적으로 제 1인플레이터 또는 제 2인플레이터를 제어하여 베이스 챔버와 체스트 챔버가 전개되도록 구성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치를 제 어하기 위한 방법은 조수석에 탑승객이 탑승한 상태에서 차량 충돌이 발생하는 단계; 및 탑승객의 시트벨트 착용 유무에 따라 선택적으로 에어백이 작동되되 설정된 타임 딜레이를 갖으며 탑승객을 향해 전개 작동되는 에어백 전개 단계를 포함하여 구성된다.
상기 에어백 전개 단계는 탑승객이 시트벨트를 착용한 상태로 판단될 경우에 제 1인플레이터에서만 가스가 분출되어 베이스 챔버가 전개 작동되는 베이스 챔버 전개 작동 단계를 포함하여 구성된다.
상기 에어백 전개 단계는 탑승객이 시트벨트를 미착용한 상태로 판단될 경우에 제 1,2인플레이터에서 가스가 각각 분출되어 베이스 챔버와 체스트 챔버가 전개 작동되는 베이스 챔버 및 체스트 챔버 전개 작동 단계를 포함하여 구성된다.
상기 에어백 전개 단계의 타임 딜레이는 베이스 챔버가 먼저 전개되고, 체스트 챔버가 나중에 전개되되 상기 베이스 챔버가 전개되면서 탑승객과 충돌이 이루어져 충돌 에너지를 흡수한 후에 체스트 챔버가 전개되도록 구성된다.
본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치를 제어하기 위한 다른 실시예에 의한 방법은 차량의 조수석에 탑승객이 탑승한 상태에서 차체에 가해지는 충격력을 감지하는 충격력 감지 단계와; 상기 충격력 감지 단계에서 감지된 충격력을 기 설정된 설정값과 비교하는 충격력 비교단계; 및 상기 충격력 비교단계에서 감지된 충격력이 선택적으로 에어백이 작동 가능한 범위에 해당 될 경우에 탑승객의 시트 벨트 착용 유무를 판단하여 제 1,2인플레이터를 선택적으로 작동시켜 에어백을 전개 시키는 에어백 작동 단계를 포함하여 구성된다.
상기 충격력 비교단계는 저속의 상태로 주행하던 차량이 충돌할 경우로 설정된 제 1충격력 단계와, 상기 제 1충격력 단계로 설정된 이상의 속도에서 차량이 충돌할 경우로 설정된 제 2충격력 단계와, 상기 제 2충격력 단계 이상의 고속의 상태로 차량이 주행하다가 충돌할 경우로 설정된 제 3충격력 단계를 포함하여 구성된다.
상기 충격력 비교단계의 제 1충격력 단계는 설정된 충격력 값이 14mph이하의 속도로 설정되도록 구성된다.
상기 충격력 비교단계의 제 2충격력 단계는 설정된 충격력 값이 20mph이하의 속도로 설정되도록 구성된다.
상기 충격력 비교단계의 제 3충격력 단계는 설정된 충격력 값이 20mph이상의 속도로 설정되도록 구성된다.
상기 에어백 작동 단계는 탑승객이 시트 벨트를 착용한 상태로 판단되고 감지된 충격력이 제 2충격력 이하인 경우에는 제 1인플레이터에서만 가스가 분출하도록 하는 제 1전개 모드 단계를 포함하여 구성된다.
상기 에어백 작동 단계는 탑승객이 시트 벨트를 미착용한 상태로 판단되고 제 2충격력 이하인 경우에는 제 1인플레이터에서만 가스가 분출하도록 하는 제 2전개 모드 단계를 포함하여 구성된다.
상기 에어백 작동 단계는 탑승객이 시트 벨트를 착용한 상태로 판단되고 제 3충격력 이상인 경우에는 제 1인플레이터에서만 가스가 분출하도록 하는 제 3전개 모드 단계를 포함하여 구성된다.
상기 에어백 작동 단계는 탑승객이 시트 벨트를 미착용한 상태로 판단되고 제 3충격력 이상인 경우에는 제 1인플레이터 및 제 2인플레이터에서 함께 가스를 분출하여 베이스 챔버와 체스트 챔버가 전개되는 제 4전개 모드 단계를 포함하여 구성된다.
상기와 같은 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치 및 그 제어방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 개략적인 개념을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 종 단면도이고, 도 5a 내지 도 5b는 도 4에 도시된 A-A 내지 B-B선 단면도이며, 도 6a 내지 도 6b는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 작동 상태도이고, 도 7은 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치에 구비된 격막의 다른 실시예에 따른 구성을 도시한 도면이며, 도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 다른 실시예에 의한 작동 상태도이고, 도 9는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백의 제어방법을 도시한 도면이며, 도 10은 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백의 제어방법에서 에어백 전개 단계를 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백의 제어방법에 따른 작동 상태도이며, 도 12는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백의 다른 실시예에 의한 제어방법을 도시한 도면이고, 도 13은 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백의 제어방법의 다른 실시예에 의한 충격력 비교 단계를 도시한 순서도이며, 도 14는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백의 제어방법의 다른 실시예에 의한 에어백 작동 단계를 도시한 순서도이고, 도 15 내지 도 16은 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백의 다른 실시예에 의한 제어방법에 따른 작동 상태도이며, 도 17 내지 도 21은 종래의 일반적인 에어백과 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백의 전개 작동 상태를 비교 실험한 도면이고, 도 22는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 인플레이터 가스 압력에 의해 베이스 챔버와 체스트 챔버에 가해지는 압력을 도시한 그래프이다.
첨부된 도 2 내지 도 5b를 참조하면, 차량 사고 발생시 차체에 가해지는 충격을 감지하는 충격 감지 센서(100)와; 차량의 조수석 시트에 착석한 탑승객(2)의 시트 벨트 착용 유무를 감지하는 시트 벨트 센서(200)가 구비된다. 상기 충격 감지 센서(100)는 차량의 감가속도를 감지하는 감가속도 감지센서로 구성된다.
상기 충격 감지 센서(100)는 차량의 프론트상에 설치되어 차량 충돌에 따른 충격을 감지할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다.
또한 가스가 분출되는 제 1인플레이터(310) 및 제 2인플레이터(320)가 각각 구비된 인플레이터(300)가 구비된다. 상기 제 1인플레이터(310)는 에어백 하우징의 내측에 설치되도록 구성되고 제 2인플레이터(320)는 제 1인플레이터(310)와 이웃하여 설치될 수 있다. 또한 상기 제 1인플레이터(310)는 에어백 하우징의 내측에 설치된 상태에서 상기 제 2인플레이터(320)만 별도로 체스트 챔버(420) 내부에 위치하여 에어백 하우징의 전방에 고정 설치되도록 구성되는 것도 가능하다.
상기 제 1인플레이터(310) 또는 제 2인플레이터(320)로부터 각각 공급된 가 스를 공급받아 서로 간의 압력 차이에 의해 자유롭게 이동 가능하도록 적어도 하나의 인너 벤트홀(12)이 구비된 격막(10)의 상부에 연통 형성되어 위치하는 베이스 챔버(410)와, 상기 베이스 챔버(410)의 하부 및 앞쪽에 위치하며 인너 벤트홀(12)과 연통 형성되는 체스트 챔버(420)가 구비된 에어백(400)이 구비된다.
상기 충격 감지 센서(100)에서 감지된 신호를 입력받아 에어백(400)을 전개 작동시키고 상기 시트 벨트 센서(200)에 의해 감지된 탑승객(2)의 시트 벨트 착용 유무와 충격 감지 센서(100)에서 감지되는 충격력의 조합에 따라 제 2인플레이터(320)의 작동 유무를 선택하여 체스트 챔버(420)의 전개 여부를 결정하는 제어부(500)를 포함하여 구성된다. 상기 제어부(500)의 자세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 인플레이터(300)의 제 1인플레이터(310)는 베이스 챔버(410)에 가스를 공급하도록 구성되고, 제 2인플레이터(320)는 체스트 챔버(420)에 가스를 공급하도록 구성된다.
상기 제 2인플레이터(320)는 에어백 하우징 내측에 제 1인플레이터(310)와 이웃하여 설치되거나 체스트 챔버(420) 내부에 위치하여 에어백 하우징의 전방에 고정 설치되도록 구성될 수 있다.
상기 제 2인플레이터(320)는 체스트 챔버(420) 내부에 위치하여 제어부(500)로부터 전기적 신호를 받아 가스 분출이 제어되도록 구성된다.
상기 제 2인플레이터(320)는 제 1인플레이터(310)의 가스 압력보다 상대적으로 낮은 압력이 사용 가능하도록 구성된다.
상기 제 1인플레이터(310)에서 베이스 챔버(410) 내부로 공급된 가스는 상기 베이스 챔버(410)와 탑승객(2)과의 충돌에 의해 가해지는 압력에 의해 인너 벤트홀(12)을 통해 체스트 챔버(420) 내부로 이동되도록 구성된다.
상기 제 2인플레이터(320)는 제 1인플레이터(310) 보다 설정된 타임 딜레이 이후에 가스를 분출하여 베이스 챔버(410)가 먼저 전개 작동된 후에 체스트 챔버(420)가 전개 작동되도록 구성된다.
상기 격막(10)에 구비된 인너 벤트홀(12)은 원형 또는 사각형상으로 형성되도록 구성된다.
상기 격막(10)은 에어백(400) 내부에 수평 방향으로 설치되거나 상단이 탑승객을 향해 상대적으로 경사지게 설치되도록 구성된다.
상기 격막(10)은 일단이 상기 에어백(400) 내부 하단의 좌우측에서 이격된 위치에서 상측으로 연장 형성되는 제 1격막(14)과, 상기 제 1격막(14)의 상단부에 수평하게 연결되는 제 2격막(16)을 포함하여 구성된다.
상기 격막(10)은 제 1격막(14)의 좌우 양측에 인너 벤트홀(12)이 형성되어 베이스 챔버(410) 또는 체스트 챔버(420)로 공급된 가스가 이동 가능하도록 구성된다. 상기 인너 벤트홀(12)은 제 1격막(14)상에 적어도 1개 이상 구비되도록 구성된다.
상기 격막(10)은 일단이 에어백(400)이 구비된 에어백 하우징의 내측에 설치되어 전방으로 연장되고 타단이 에어백(400)의 선단부 내측에 연결 설치되도록 구성된다.
상기 에어백(400)은 안정적인 전개 작동을 위한 테더(20)가 설치되되 일단이 상기 에어백(400)의 내측 양측면상에 고정되어 연장 형성되고 타단이 제 2격막(16)상에 연결 설치되도록 구성된다.
상기 에어백(400)의 베이스 챔버(410)는 체스트 챔버(420)에 비하여 상대적으로 큰 부피를 가지며 탑승객의 머리와 가슴의 상측 부분이 보호 가능한 크기를 갖도록 형성되고 체스트 챔버(420)는 탑승객의 가슴 하측 부분이 보호 가능한 크기를 갖도록 형성된다.
상기 베이스 챔버(410)는 차 실내로 에어백(400)이 전개 작동될 때 상기 베이스 챔버(410)의 양측 하단부가 탑승객의 양 무릎에 인접되어 전개되는 형상으로 형성되고, 상기 체스트 챔버(420)는 베이스 챔버(410)의 양측 하단부 사이에 위치하여 전개되는 형상으로 형성된다.
상기 에어백(400)의 베이스 챔버(410)와 체스트 챔버(420) 각각은 인플레이터(300)로부터 공급된 가스가 에어백(400) 외부로 배출 가능한 아웃터 벤트홀(412)을 개별적으로 갖도록 구성될 수 있다.
상기 베이스 챔버(410)의 아웃터 벤트홀(412)은 탑승객에게 직접적으로 배출이 이루어지지 않는 위치에 형성된다. 왜냐하면 아웃터 벤트홀(412)을 통해 배출되는 가스가 탑승객(2)에게 직접적으로 분사될 경우에는 화상의 위험과 함께 불쾌감을 유발할 수 있기 때문이다.
상기 체스트 챔버(420)는 제 2인플레이터(320)에서 발생된 가스가 공급되는 튜브(30)가 체스트 챔버(420) 내부에 구비되도록 구성된다.
상기 튜브(30)는 체스트 챔버(420)의 중앙에 구비되어 제 2인플레이터(320)에서 발생된 가스가 유동할 수 있는 관로를 형성하여 설치되거나, 상기 체스트 챔버(420)의 좌,우 양측에 각각 설치되어 제 2인플레이터(320)에서 발생된 가스가 유동할 수 있는 관로를 형성하도록 구성된다.
상기 제어부(500)는 충격 감지 센서(100)를 통해 감지된 신호값과 시트 벨트 센서(200)를 통해 감지된 탑승객(2)의 벨트 착용 유무 신호를 입력받아 제 1인플레이터(310)의 가스를 베이스 챔버(410) 내부로 공급시켜 베이스 챔버(410)를 전개시키며 상기 체스트 챔버(420)가 베이스 챔버(410)로부터 가스를 공급받도록 제어하거나 상기 제 1,2인플레이터(310,320)가 함께 가스를 분출하여 베이스 챔버(410) 및 체스트 챔버(420) 모두 가스를 공급받아 전개되면서 서로 간의 압력 차이에 의해 가스 이동이 일어나도록 제어하도록 구성된다.
또한 탑승객(2)이 시트 벨트를 착용하지 않은 경우에도 충격 감지 센서(100)에 의해 감지되는 충격량에 따라 선택적으로 제 1인플레이터(310) 또는 제 2인플레이터(320)를 제어하여 베이스 챔버(410)와 체스트 챔버(420)가 전개되도록 구성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치를 제어하기 위한 방법을 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 9 내지 도 10을 참조하면, 조수석에 탑승객이 탑승한 상태에서 차량 충돌이 발생하는 단계(ST1); 및 탑승객의 시트벨트 착용 유무에 따라 선택적으로 에어백이 작동되되 설정된 타임 딜레이를 갖으며 탑승객을 향해 전개 작동되는 에어백 전개 단계(ST2)를 포함하여 구성된다.
상기 에어백 전개 단계(ST2)는 탑승객이 시트벨트를 착용한 상태로 판단될 경우에 제 1인플레이터에서만 가스가 분출되어 베이스 챔버가 전개 작동되는 베이스 챔버 전개 작동 단계(ST2-1)를 포함하여 구성된다.
상기 에어백 전개 단계(ST2)는 탑승객이 시트벨트를 미착용한 상태로 판단될 경우에 제 1,2인플레이터에서 가스가 각각 분출되어 베이스 챔버와 체스트 챔버가 전개 작동되는 베이스 챔버 및 체스트 챔버 전개 작동 단계(ST2-2)를 포함하여 구성된다.
상기 에어백 전개 단계(ST2)의 타임 딜레이는 베이스 챔버가 먼저 전개되고, 체스트 챔버가 나중에 전개되되 상기 베이스 챔버가 전개되면서 탑승객과 충돌이 이루어져 충돌 에너지를 흡수한 후에 체스트 챔버가 전개되도록 구성된다.
본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치를 제어하기 위한 다른 실시예에 의한 방법을 첨부된 도 12 내지 도 14를 참조하여 설명한다.
차량의 조수석에 탑승객이 탑승한 상태에서 차체에 가해지는 충격력을 감지하는 충격력 감지 단계(ST100)와; 상기 충격력 감지 단계(ST100)에서 감지된 충격력을 기 설정된 설정값과 비교하는 충격력 비교단계(ST200); 및 상기 충격력 비교단계(ST200)에서 감지된 충격력이 선택적으로 에어백이 작동 가능한 범위에 해당 될 경우에 탑승객의 시트 벨트 착용 유무를 판단하여 제 1,2인플레이터를 선택적으로 작동시켜 에어백을 전개 시키는 에어백 작동 단계(ST300)를 포함하여 구성된다.
상기 충격력 비교단계(ST200)는 저속의 상태로 주행하던 차량이 충돌할 경우 로 설정된 제 1충격력 단계(ST210)와, 상기 제 1충격력 단계(ST210)로 설정된 이상의 속도에서 차량이 충돌할 경우로 설정된 제 2충격력 단계(ST220)와, 상기 제 2충격력 단계(ST220) 이상의 고속 상태로 차량이 주행하다가 충돌할 경우로 설정된 제 3충격력 단계(ST230)를 포함하여 구성된다.
상기 충격력 비교단계(ST200)의 제 1충격력 단계(ST210)는 설정된 충격력 값이 14mph이하의 속도로 설정되도록 구성된다.
상기 충격력 비교단계(ST200)의 제 2충격력 단계(ST220)는 설정된 충격력 값이 20mph이하의 속도로 설정되도록 구성된다.
상기 충격력 비교단계(ST200)의 제 3충격력 단계(ST230)는 설정된 충격력 값이 20mph이상의 속도로 설정되도록 구성된다.
상기 에어백 작동 단계(ST300)는 탑승객이 시트 벨트를 착용한 상태로 판단되고 감지된 충격력이 제 2충격력 이하인 경우에는 제 1인플레이터에서만 가스가 분출하도록 하는 제 1전개 모드 단계(ST310)를 포함하여 구성된다.
상기 에어백 작동 단계(ST300)는 탑승객이 시트 벨트를 미착용한 상태로 판단되고 제 2충격력 이하인 경우에는 제 1인플레이터에서만 가스가 분출하도록 하는 제 2전개 모드 단계(ST320)를 포함하여 구성된다.
상기 에어백 작동 단계(ST300)는 탑승객이 시트 벨트를 착용한 상태로 판단되고 제 3충격력 이상인 경우에는 제 1인플레이터에서만 가스가 분출하도록 하는 제 3전개 모드 단계(ST330)를 포함하여 구성된다.
상기 에어백 작동 단계(ST300)는 탑승객이 시트 벨트를 미착용한 상태로 판 단되고 제 3충격력 이상인 경우에는 제 1인플레이터 및 제 2인플레이터에서 함께 가스를 분출하여 베이스 챔버와 체스트 챔버가 전개되는 제 4전개 모드 단계(ST340)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치 및 그 제어방법은 고속으로 전개 작동되는 에어백에 의한 탑승객의 상해 발생을 방지하고 조수석에 탑승한 유아 및 어린이의 상해 발생을 최소화하며 다양 해져가는 법규를 만족시키며 낮은 인플레이터 압력으로 차량 충돌에 따라 탑승객에게 가해지는 에어백의 전개압을 최소화 하면서 최적의 상태로 에어백을 전개 작동시키기 위해 개발되었다.
본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 개략적인 개념을 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)은 확대도에 도시된 바와 같이 베이스 챔버(410)와 체스트 챔버(420)로 이루어져 있으며 탑승객의 머리부분은 베이스 챔버(410)가 보호하도록 전개 작동되고, 탑승객의 가슴 부분은 체스트 챔버(420)가 보호하도록 전개 작동되되 시트벨트의 착용 유무에 따라 선택적으로 전개 작동되어 탑승객의 머리 또는 가슴을 보호하게 된다.
또한 유아 및 어린이의 경우 시트벨트를 착용한 상태에서는 베이스 챔버(410)만 선택적으로 전개 작동되어 조수석에 탑승한 유아 및 어린이를 보호하게 된다.
상기와 같은 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치 및 그 제어방법의 작동 상태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
첨부된 도 4는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 종 단면도로써, A-A선을 따라 단면을 친 도 5a를 보면, 선택적 전개 에어백(400) 내부를 횡 방향으로 구획하는 격막(10)에 의해 베이스 챔버(410)와 체스트 챔버(420)로 구획되되, 상기 격막(10)의 인너 벤트홀(12)을 통해 서로 간의 압력차에 의해 자유롭게 가스 이동이 가능하도록 형성된다.
도 5b를 참조하면, 체스트 챔버(420)에 제 2인플레이터(320)에서 분출된 가스를 공급하는 튜브(30)가 설치되어 상기 체스트 챔버(420)에 직접적으로 제 2인플레이터(320)에서 분출된 가스를 원활하게 공급시킬 수 있다.
본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 작동 상태를 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 6a를 참조하면, 차량에 탑승객(2)이 탑승한 상태에서 전방의 차량 또는 별도의 구조물(미도시)과 충돌이 발생(ST1)하게 되면 제어부(500)가 탑승객(2)의 시트벨트 착용 유무를 판단하여 에어백(400)을 전개 작동(ST2)시킨다.
첨부된 도 6a에서와 같이, 탑승객(2)이 시트벨트(3)를 착용하지 않은 상태에서는 제 1,2인플레이터(310,320)(도 3참조)의 가스가 각각 분출되어 에어백(400)이 도면에 도시된 바와 같은 형상으로 전개 작동되되, 상기 제 1인플레이터(310)의 가스가 우선적으로 베이스 챔버(410)의 내부 영역으로 공급되면서 상기 베이스 챔버(410)가 전개 작동된다.
상기 베이스 챔버(410)가 전개되면서 탑승객(2)과의 충돌에 의해 에너지를 흡수한 후에 제어부(500)의 제어신호에 의해 제 2인플레이터(320)에서 발생된 가스 가 체스트 챔버(420)의 내부 영역으로 공급되면서 상기 체스트 챔버(420)가 선택적으로 전개 작동(ST2-2)된다.
상기와 같이 베이스 챔버(410)와 체스트 챔버(420)가 선택적으로 전개 작동이 이루어지면서 탑승객(2)의 머리 부분은 베이스 챔버(410)가 보호하게 되고, 가슴 부위는 체스트 챔버(420)가 차량 충돌에 따른 충돌 에너지를 흡수하게 된다.
상기 베이스 챔버(410)는 아웃터 벤트홀(412)을 통해 제 1인플레이터(310)에서 공급된 가스가 분출되면서 차량 충돌에 따른 충돌 에너지를 흡수하게 된다.
상기와 같이 탑승객(2)이 시트벨트(3)를 착용하지 않은 상태에서는 시트벨트(3) 일단부에 설치된 벨트 프리텐셔너(미도시)가 미작동(ST5)되도록 제어부(500)가 콘트롤하여 상기 벨트 프리텐셔너는 작동하지 않게 된다.
첨부된 도 6b를 참조하여 탑승객이 시트벨트를 착용한 상황에서의 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 작동 상태를 설명한다.
첨부된 도 6b를 참조하면, 차량에 탑승객(2)이 탑승한 상태에서 전방의 차량 또는 별도의 구조물(미도시)과 충돌이 발생(ST1)하게 되면 제어부(500)가 탑승객(2)의 시트벨트 착용 유무를 판단하여 에어백(400)을 전개 작동(ST2)시킨다.
탑승객(2)이 시트벨트(3)를 착용한 상태에서는 제 1인플레이터(310)(도 3참조)에서 가스가 분출되어 에어백(400)이 도면에 도시된 바와 같은 형상으로 전개 작동되되, 상기 제 1인플레이터(310)의 가스가 베이스 챔버(410)의 내부 영역으로 공급되면서 상기 베이스 챔버(410)가 전개 작동된다.
이때 탑승객(2)의 가슴 부위는 시트벨트(3)에 의해 구속되어 탑승객(2)의 가 슴 부위를 보호하게 되며 차량 충돌에 의해 전방으로 위치 이동된 탑승객(2)의 머리 부위는 전개 작동된 베이스 챔버(410)와 소프트하게 충돌되면서 아웃터 벤트홀(412)을 통해 일부의 가스를 외측으로 배출시키고, 인너 벤트홀(12)을 통해 제 1인플레이터의 일부 가스가 체스트 챔버(420)의 내부 영역으로 이동되어 차량 충돌에 의해 탑승객(2)에게 가해지는 충돌 에너지를 최소화하게 된다.
이와 동시에 시트벨트(3)의 일단부에 설치된 벨트 프리텐셔너(미도시)가 작동(ST3)되도록 제어부(500)가 콘트롤하여 상기 시트벨트(3)를 되감아(ST4) 탑승객(2)을 보호하게 된다.
첨부된 도 6c는 승객이 벨트를 미착용한 상태이고, 차량의 충돌이 일정 정도 이하인 경우에 선택적 전개 에어백이 작동하는 것을 나타낸다. 차량의 충돌이 감지 되면 제1 인플레이터(310)가 베이스 챔버(410)를 부풀게 하고, 체스트 챔버(420)는 벨트(3)를 착용하지 않았지만, 일정 충격 이하이기 때문에 제2인플레이터(320)가 작동되지 않는다.
차량 충돌에 의해 전방으로 위치 이동된 탑승객(2)의 머리 부위는 전개 작동된 베이스 챔버(410)와 소프트하게 충돌되면서 아웃터 벤트홀(412)을 통해 일부의 가스를 외측으로 배출시키고, 인너 벤트홀(12)을 통해 제 1인플레이터의 일부 가스가 체스트 챔버(420)의 내부 영역으로 이동되어 차량 충돌에 의해 탑승객(2)이 갖는 작은 운동에너지를 완전히 부푼 베이스 챔버와 일부 부푼 체스트 챔버에 의해서에게 흡수하여 승객을 보호하게 된다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 다른 실시예에 의한 작동 상태도이며 서로 다른 충격력에 의해 에어백이 작동되는 작동 상태를 도면을 참조하여 설명한다.
차량에 탑승객(2)이 탑승한 상태에서 전방의 차량 또는 별도의 구조물(미도시)과 충돌이 발생(ST10)하게 되면 차체에 가해지는 충격을 충격 감지 센서(100)가 감지(ST100)하여 제어부(500)에 전송한다. 이와 동시에 시트 벨트 센서(200)가 탑승객(2)의 벨트 착용 유무 신호를 감지하여 제어부(500)에 전송한다.
상기 제어부(500)는 충격 감지 센서(100)와 시트 벨트 센서(200)로부터 입력된 신호를 연산하여 에어백(400)을 전개 작동시키되 충돌에 따라 차체에 가해지는 실제 충격력과 기 설정된 충격력값과 상호 비교(ST200)한다.
차량이 실제로 충돌하게 되면 충돌 직전의 차량 속도에 따라 차체에 가해지는 충격력이 상이하게 나타나며 본 발명에서는 14mph이하의 속도에서 차량 충돌이 발생할 경우로 설정된 제 1충격력(ST210)과, 20mph이하의 속도에서 차량 충돌이 발생할 경우로 설정된 제 2충격력(ST220)과, 20mph이상의 속도에서 차량 충돌이 발생할 경우로 설정된 제 3충격력(ST220)으로 세분화하여 제 1,2인플레이터(310,320)를 선택적으로 작동시키고, 상기 제 1,2인플레이터(310,320)에 의해 베이스 챔버(410)와 체스트 챔버(420)를 전개 시킨다.
차량이 14mph이하의 속도에서 충돌이 발생되는 제 1충격력의 경우(ST210)에는 충격 감지 센서(100)에서 감지된 신호값이 제어부(500)로 입력되고, 탑승객(2)의 시트 벨트(3) 착용 유무에 상관없이 제 1,2인플레이터(310,320) 모두 작동(ST211) 하지 않게 된다.
즉 14mph이하의 속도는 차량에 탑승한 탑승객(2)이 충돌력에 의해 크래시패드(미도시) 또는 윈드실드(미도시)와의 직접적인 충돌이 일어나지 않는 경미한 충돌로 제어부(500)에서 판단하여 제 1,2인플레이터(310,320)에 별도의 작동 신호를 보내지 않게 되며 에어백(400)이 전개 작동하지 않게 된다(ST212).
첨부된 도 8a를 참조하여 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치 및 그 제어방법에 의해 제 1전개 모드로 작동될 때의 에어백 상태를 상세히 설명한다.
상기 제 1전개 모드(ST310)는 탑승객(2)이 시트 벨트(3)를 착용한 상태에서 차량이 20mph이하의 속도에서 충돌이 발생 될 경우를 말한다.
차량이 20mph이하의 속도에서 충돌이 발생 되는 제 2충격력의 경우(ST220)에는 충격 감지 센서(100)에서 감지된 신호값이 제어부(500)로 입력되고, 탑승객(2)의 시트 벨트(3) 착용 유무를 시트벨트(3) 센서(200)가 감지하여 제어부(500)로 전송하며 상기 제어부(500)는 이를 판단(ST300)한다.
제어부(500)는 탑승객(2)의 시트벨트(3) 착용(ST20) 상태를 판단하여 제 1전개 모드(ST310)로 에어백(400)이 전개될 수 있도록 제 1인플레이터(310)에 작동 신호를 인가하여 별도로 구비된 뇌관 또는 작약을 폭발시켜 제 1인플레이터(310)를 선택적으로 작동시킨다.
일차적으로 시트벨트(3)에 의해 탑승객(2)의 가슴 부위에 대한 구속이 이루어지게 되며 상기 제 1인플레이터(310)에서 분출된 가스는 베이스 챔버(410)의 내부 영역으로 순식간에 주입되어 에어백(400)의 전개 작동(ST310)이 이루어진다.
상기 베이스 챔버(410)는 탑승객(2)의 양 무릎에 인접되는 형상으로 전개(S312)되면서 별도의 처짐 현상 없이 전개되며 제 2인플레이터(420)에는 작동 신호가 인가되지 않아 체스트 챔버(420)로는 제 2인플레이터(420)의 가스 공급이 이루어지지 않는다.
상기 베이스 챔버(410)는 탑승객(2)을 향해 전개 작동될 때 에어백(400) 내부에 테더(20)가 구비되어 있어서 안정적인 전개 작동이 이루어지며 상기 테더(20)와 연결된 격막(10) 구조에 의해 탑승객(2)의 양 무릎에 인접되는 형상으로 전개가 이루어진다.
베이스 챔버(410)와 탑승객(2)이 충돌되면서 상기 베이스 챔버(410)는 충돌에 의해 가해지는 압력에 의해 베이스 챔버(410) 내부로 분출된 제 1인플레이터(310) 가스가 화살표로 도시된 것처럼 아웃터 벤트홀(412)을 통해 외측으로 배출된다. 상기 베이스 챔버(410)는 탑승객(2)의 머리와 가슴 상측 부분이 보호 가능한 크기로 전개 작동되어 충돌에 의한 상해를 방지하게 된다.
상기 아웃터 벤트홀(412)을 통해 배출되는 제 1인플레이터(310)의 가스는 탑승객(2)의 신체에 직접적으로 접촉이 이루어지지 않는 크래시 패드의 내측으로 배출되어 배출 가스에 의한 탑승객(2)의 상해를 예방하게 된다.
또한 제 1인플레이터(310)에서 분출된 일부의 가스는 화살표로 도시된 바와 같이 제 1격막(14)의 양측에 형성된 인너 벤트홀(12)을 통해 체이스 챔버(420) 내부로 유동하여 탑승객(2)에게 가해지는 에어백(400)의 전개력에 의한 충격을 최대한 감소시킨다.
이와 동시에 제어부(500)는 차량의 전방으로 위치 이동된 탑승객의 이동을 최소화하기 위해 시트 벨트(3)의 일단부에 설치된 벨트 프리텐셔너(미도시)를 작동(ST30)시켜 시트 벨트(3)를 되감아(ST32) 탑승객(2)의 가슴 부위를 구속하여 상해를 방지한다.
첨부된 도 8b를 참조하여 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치 및 그 제어방법에 의해 제 2전개 모드로 작동될 때의 에어백 상태를 상세히 설명한다.
상기 제 2전개 모드(ST320)는 탑승객(2)이 시트벨트(3)를 미착용한 상태에서 차량이 20mph이하의 속도에서 충돌이 발생 될 경우를 말한다.
탑승객(2)이 시트 벨트(3)를 착용하지 않은 상태에서 차량이 20mph이하의 속도에서 충돌이 발생 되는 제 2충격력의 경우(ST220)에는 충격 감지 센서(100)에서 감지된 신호값이 제어부(500)로 입력되고, 탑승객(2)의 시트벨트(3) 착용 유무를 시트벨트(3) 센서(200)가 감지하여 제어부(500)로 전송하며 상기 제어부(500)는 이를 판단(ST300)한다.
제어부(500)는 탑승객(2)의 시트벨트(3) 착용(ST20) 상태를 판단하여 제 2전개 모드(ST320)로 에어백(400)이 전개될 수 있도록 제 1인플레이터(310)에 작동 신호를 인가하여 별도로 구비된 뇌관 또는 작약을 폭발시켜 제 1인플레이터(310)를 선택적으로 작동시킨다.
상기 베이스 챔버(410)는 탑승객(2)의 양 무릎에 인접되는 형상으로 전개(S322)되면서 별도의 처짐 현상 없이 전개되며 제 2인플레이터(420)에는 작동 신 호가 인가되지 않아 체스트 챔버(420)로는 제 2인플레이터(420)의 가스 공급이 이루어지지 않는다.
상기 베이스 챔버(410)는 탑승객(2)을 향해 전개 작동될 때 에어백(400) 내부에 테더(20)가 구비되어 있어서 안정적인 전개 작동이 이루어지며 상기 테더(20)와 연결된 격막(10) 구조에 의해 탑승객(2)의 양 무릎에 인접되는 형상으로 전개(ST322)가 이루어진다.
베이스 챔버(410)와 탑승객(2)이 충돌되면서 상기 베이스 챔버(410)는 충돌에 의해 가해지는 압력에 의해 베이스 챔버(410) 내부로 분출된 제 1인플레이터(310) 가스가 화살표로 도시된 것처럼 아웃터 벤트홀(412)을 통해 외측으로 배출된다. 상기 베이스 챔버(410)는 탑승객(2)의 머리와 가슴 상측 부분이 보호 가능한 크기로 전개 작동되어 충돌에 의한 상해를 방지하게 된다.
상기 아웃터 벤트홀(412)을 통해 배출되는 제 1인플레이터(310)의 가스는 탑승객(2)의 신체에 직접적으로 접촉이 이루어지지 않는 크래시 패드의 내측으로 배출되어 배출 가스에 의한 탑승객(2)의 상해를 예방하게 된다.
또한 제 1인플레이터(310)에서 분출된 일부의 가스는 화살표로 도시된 바와 같이 제 1격막(14)의 양측에 형성된 인너 벤트홀(12)을 통해 체이스 챔버(420) 내부로 유동하여 탑승객(2)에게 가해지는 에어백(400)의 전개력에 의한 충격을 최대한 감소시킨다.
탑승객(2)이 시트 벨트(3)를 미착용한 상태에서는 시트 벨트(3)의 일단부에 설치된 벨트 프리텐셔너(미도시)가 작동되지 않도록(ST34) 제어부(500)가 콘트롤 하여 탑승객(2)의 상해를 방지한다.
첨부된 도 8c를 참조하여 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치 및 그 제어방법에 의해 제 3전개 모드로 작동될 때의 에어백 상태를 상세히 설명한다.
상기 제 3전개 모드(ST330)는 탑승객(2)이 시트벨트(3)를 착용한 상태에서 차량이 20mph이상의 속도에서 충돌이 발생 될 경우를 말한다.
차량이 20mph이상의 속도에서 충돌이 발생 되는 제 3충격력의 경우(ST230)에는 충격 감지 센서(100)에서 감지된 신호값이 제어부(500)로 입력되고, 탑승객(2)의 시트벨트(3) 착용 유무를 시트벨트 센서(200)가 감지하여 제어부(500)로 전송하며 상기 제어부(500)는 이를 판단(ST300)한다.
제어부(500)는 탑승객(2)의 시트벨트(3) 착용(ST20) 상태를 판단하여 제 3전개 모드(ST330)로 에어백(400)이 전개될 수 있도록 제 1인플레이터(310)에 작동 신호를 인가하여 별도로 구비된 뇌관 또는 작약을 폭발시켜 제 1인플레이터(310)를 선택적으로 작동시킨다.
첨부된 도 8c를 참조하면, 일차적으로 시트벨트(3)에 의해 탑승객(2)의 가슴 부위에 대한 구속이 이루어지게 되며 상기 제 1인플레이터(310)에서 분출된 가스는 베이스 챔버(410)의 내부 영역으로 순식간에 주입되어 에어백(400)이 전개 작동(ST330)이 이루어진다.
상기 베이스 챔버(410)는 탑승객(2)의 양 무릎에 인접되는 형상으로 전개(S332)되면서 별도의 처짐 현상 없이 전개되며 제 2인플레이터(320)에는 작동 신 호가 인가되지 않아 체스트 챔버(420)로는 제 2인플레이터(320)의 가스 공급이 이루어지지 않는다.
베이스 챔버(410)와 탑승객(2)이 충돌되면서 베이스 챔버(410)는 충돌에 의해 가해지는 압력에 의해 베이스 챔버(410) 내부로 분출된 제 1인플레이터(310) 가스가 화살표로 도시된 것처럼 아웃터 벤트홀(412)을 통해 외측으로 배출된다. 상기 베이스 챔버(410)는 탑승객(2)의 머리와 가슴 상측 부분이 보호 가능한 크기로 전개 작동되어 충돌에 의한 상해를 방지하게 된다.
상기 아웃터 벤트홀(412)을 통해 배출되는 제 1인플레이터(310)의 가스는 탑승객(2)의 신체에 직접적으로 접촉이 이루어지지 않는 크래시 패드의 내측으로 배출되어 배출 가스에 의한 탑승객(2)의 상해를 예방하게 된다.
또한 제 1인플레이터(310)에서 분출된 일부의 가스는 화살표로 도시된 바와 같이 제 1격막(14)의 양측에 형성된 인너 벤트홀(12)을 통해 체이스 챔버(420) 내부로 유동하여 탑승객(2)에게 가해지는 에어백(400)의 전개력에 의한 충격을 최대한 감소시킨다.
이와 동시에 제어부(500)는 차량의 전방으로 위치 이동된 탑승객의 이동을 최소화하기 위해 시트 벨트(3)의 일단부에 설치된 벨트 프리텐셔너(미도시)를 작동(ST40)시켜 시트 벨트(3)를 되감아서(ST42) 탑승객(2)의 가슴 부위를 구속하여 상해를 방지한다.
첨부된 도 8d를 참조하여 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치 및 그 제어방법에 의해 제 4전개 모드로 작동될 때의 에어백 상태를 상세히 설명한 다.
상기 제 4전개 모드(ST340)는 탑승객(2)이 시트벨트(3)를 미착용한 상태에서 차량이 20mph이상의 속도에서 충돌이 발생 될 경우를 말한다.
차량이 20mph이상의 속도에서 충돌이 발생 되는 제 3충격력의 경우(ST230)에는 충격 감지 센서(100)에서 감지된 신호값이 제어부(500)로 입력되고, 탑승객(2)의 시트벨트(3) 착용 유무를 시트벨트 센서(200)가 감지하여 제어부(500)로 전송하며 상기 제어부(500)는 이를 판단(ST300)한다.
상기 제어부(500)는 탑승객(2)의 시트벨트(3) 착용(ST20)을 판단하고 제 4전개 모드(ST340)로 에어백(400)이 전개될 수 있도록 제 1인플레이터(310)와 제 2인플레이터(320)에 작동 신호를 각각 인가하여 작동시키되 상기 제 1인플레이터(310)가 우선적으로 가스가 분출되도록 작동 신호를 인가한 뒤에 제 2인플레이터(320)에 작동 신호를 인가하여 베이스 챔버(410)와 체스트 챔버(420)의 전개 작동 시간을 선택적으로 조절한다.
첨부된 도 3 또는 도8d를 참조하면, 제어부(500)에 의해 제 1인플레이터(310)에서 분출된 가스는 베이스 챔버(410)의 내부 영역으로 순식간에 주입되어 에어백(400)의 전개 작동이 이루어지며 탑승객(2)의 양 무릎에 인접되는 형상으로 전개된다.
이때 제 2인플레이터(320)에는 미세한 시간차를 두고 설정된 타임 딜레이 이후에 제어부(500)의 작동 신호가 인가되어 체스트 챔버(420)에 제 2인플레이터(420)의 가스 공급이 이루어진다(ST340).
상기 제 2인플레이터(320)는 제 1인플레이터(310)와 근접된 위치에 설치되어 제어부(500)의 작동 신호에 의해 선택적으로 작동될 수 있으며, 상기 제 1인플레이터(310)는 에어백 하우징의 내측에 위치한 상태에서 제 2인플레이터(320)만 체스트 챔버(420)의 내부에 위치하여 에어백 하우징의 전방에 고정 설치되어 사용할 수 있다.
이때 상기 제 2인플레이터(320)의 가스 압력은 제 1인플레이터(310)의 가스 압력보다 낮은 가스 압력의 사용이 가능해진다. 즉 충돌 에너지의 흡수 측면에서 에어백을 전개 작동시키기 위해서는 인플레이터(300)의 가스 압력이 높은 것이 유리하지만 고압의 인플레이터에 의해 탑승객에게 가해지는 전개압에 의한 상해치는 증가하게 된다. 이와는 반대로 인플레이터의 가스 압력을 낮추게 되면 에어백 전개로 인한 탑승객의 위험성은 줄어들어 탑승객의 상해치가 줄어들게 된다.
본 발명에서는 제 2인플레이터(320)의 가스 압력을 제 1인플레이터(310)의 가스 압력보다 낮은 압력의 인플레이터가 사용 가능하게 되며, 상기와 같이 제어부(500)에 의해 시간차를 두고 베이스 챔버(410)와 체스트 챔버(420)가 각각 전개 작동(ST342)되어 탑승객(2)과 충돌이 이루어진다.
상기 제 4전개 모드(ST340)에서 에어백(400)는 20mph 이상의 속도에서 차량이 충돌하게 되므로 탑승객(2)이 시트 벨트(3)를 미착용한 상태에서 에어백(400)이 흡수해야 하는 충돌 에너지는 위에서 서술된 제 1,2,3전개 모드(ST310,ST320,ST330)보다 커지게 된다.
탑승객(2)과 충돌한 베이스 챔버(410)와 체스트 챔버(420)는 탑승객(2)에 의 해 가해지는 압력에 의해 격막(10)에 형성된 인너 벤트홀(16)을 통한 가스 이동은 거의 없어지게 되며 베이스 챔버(410)에 형성된 아웃터 벤트홀(412)이나 체스트 챔버(422)를 통해 제 1,2인플레이터(310,320)에서 분출된 가스가 에어백(400)의 외측으로 배출되어 탑승객(2)과의 충돌에 따른 압력을 흡수하게 된다.
제 4전개 모드(ST340)에서는 탑승객(2)이 시트 벨트(3)를 미착용한 상태이기 때문에 시트 벨트(3)의 일단부에 설치된 벨트 프리텐셔너(미도시)가 미작동(ST44) 되도록 제어부(500)가 콘트롤 하게 된다.
첨부된 도 8e는 조수석에 탑승한 탑승객이 성인이 아닌 유아가 차일드 시트에 신체가 구속된 상태에서의 에어백이 전개 작동된 상태를 도시한 도면이다.
첨부된 도 8e를 참조하면, 통상적으로 조수석에 유아(6)를 태울 경우에는 차일드 시트(5)에 구비된 구속벨트(미도시)를 통해 유아(6)의 신체가 전방으로 튕겨 나가지 않도록 구속하게 되고, 상기 차일드 시트(5)는 시트벨트(3)에 의해 견고히 고정된다.
상기와 같은 상태에서 차량 충돌이 발생하게 되면 충격 감지 센서(100)(도 1참조)에서 감지된 신호값이 제어부(500)(도 1참조)로 입력되고, 시트벨트 센서(200)가 시트벨트(3) 착용을 감지하여 제어부(500)에 감지신호를 전송한다.
차량 충돌 발생시 유아(6)의 경우에는 신체의 머리 또는 하반신이 크래시 패드 또는 윈드 쉴드와 충돌이 이루어지거나 유아(6)의 신체 전체가 전방으로 튕겨져 나가는 현상이 발생하므로 차량 충돌에 따른 관성에너지를 시트벨트(3)가 우선적으로 흡수하게 된다.
상기 제어부(500)는 제 1인플레이터(310)에 작동 신호를 인가하여 가스를 베이스 챔버(410) 내부로 분출시킨다. 베이스 챔버는 도면의 확대도에 도시된 바와 같이 전개 작동되며 유아(6)의 머리를 포함한 목 부분에는 베이스 챔버(10)의 전개 형상에 의해 최소한의 전개압만 가해지게 된다.
베이스 챔버(410)의 전개 작동에 따라 차일드 시트(5)와의 충돌에 의해 가해지는 압력에 의해 베이스 챔버(410) 내부로 공급된 제 1인플레이터(310) 가스는 아웃터 벤트홀(412)(도 1참조)을 통해 외부로 배출되고, 일부는 인너 벤트홀(12)(도 1참조)을 통해 체스트 챔버(420)로 유입되어 충돌에 따른 에너지를 흡수하여 유아(6)의 상해를 방지하게 된다. 상기 제어부(500)는 벨트 프리텐셔너를 작동시켜 시트 벨트를 되감아서 유아(6)의 상해를 방지한다.
첨부된 도 17 내지 도 21는 종래의 일반적인 에어백과 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백의 비교 실험을 도시한 도면이다.
첨부된 도 17은 차일드 시트에 유아가 착석한 상태에서 종래의 에어백과 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백의 전개 작동을 비교 실험한 것이고, 도 18은 3세와 6세의 더미를 이용하여 선 자세에서 종래의 에어백과 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백의 전개 작동을 비교 실험한 것이며, 도 19는 3세와 6세의 더미를 이용하여 앉은 자세에서 종래의 에어백과 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백의 전개 작동을 비교 실험한 것이고, 도 20은 시트 벨트를 착용한 상태에서 차량 충돌이 발생 되었을 때의 종래의 에어백과 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백의 전개 작동을 비교 실험한 것이며, 도 21은 시트 벨트를 미착용한 상태에서 차량 충돌이 발생 되 었을 때의 종래의 에어백과 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백의 전개 작동을 비교 실험한 것이다.
첨부된 도 17을 참조하면, 실험에 사용된 차일드 시트는 동일 제조사의 제품을 사용하고, 상기 차일드 시트에 착석한 더미는 1세용 더미를 사용하며 시트 벨트에 동일 장력으로 1세 더미를 구속한 상태에서 에어백을 전개 작동시켜 실험을 실시 하였다.
첨부된 도 17의“a”에 도시된 에어백은 일반적인 에어백(4)이고, “b”에 도시된 에어백은 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)이다.
첨부된 도 17에 도시된 바와 같이, 에어백을 각각 전개 작동시키게 되면 종래의 에어백(4)은 1세 더미의 머리와 목 및 상반신 전 영역에 걸쳐 전개되어 1세 더미의 목 부위를 압축하게 된다.
이에 반해 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)은 1세 더미의 어깨와 가슴 상측 부분까지만 선택적으로 전개 작동된다.
상기와 같이 각각 작동된 종래의 에어백(4)과 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)에 의해 1세 더미의 목에 가해지는 목 압축력(Neck Compressor)인 Nc를 그래프화한“c”를 참조하여 설명한다.
첨부된 도 17의“c”를 참조하면, X축은 에어백이 전개되면서 시간이 경과되는 것을 msec단위로 도시한 것이고, Y축은 X축에 따른 목 압축력을 뉴튼(N) 단위로 도시한 것이다.
종래의 에어백(4)의 경우에는 에어백(4)이 전개 작동될 때 1세 더미의 목에 별다른 압축력을 가하지 않지만 에어백(4) 내부에 인플레이터 가스가 분출되어 전개되기 시작하는 20msec ~ 45msec의 범위에서 1세 더미의 목을 강하게 압축시켰음을 알 수 있다. 즉 45msec 위치에서는 710N 정도의 압력으로 1세 더미의 목에 에어백(4)의 전개압이 가해진 것을 알 수 있다.
이에 반해 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)의 경우에는 초기 20msec의 구간에서 전개시에는 종래의 에어백(4)과 유사하나 20msec ~ 45msec의 범위를 살펴보면 최대 150N 정도의 압력으로 1세 더미의 목을 압축시켰음을 알 수 있다. 즉 동일한 45msec 위치에서 종래의 일반적인 에어백(4)과 선택적 전개 에어백(400)에 의해 1세 더미에 가해지는 목 압축력이 상이하게 차이가 남을 알 수 있다.
상기와 같은 결과는 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)이 선택적으로 제 1인플레이터(310)(도 1참조)만 작동시켜 1세 더미에 가해지는 에어백(400)의 전개압은 최소화하면서 전개 작동됨을 나타낸다.
첨부된 도 18은 3세와 6세 더미를 이용하여 선 자세에서 종래의 에어백과 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백의 전개 작동을 비교 실험한 것이다.
첨부된 도 18의 a는 선 자세에서 3세 더미에 가해지는 종래의 에어백(4)의 전개 작동을 도시한 것이고, b는 선 자세에서 3세 더미에 가해지는 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)을 도시한 것이며, c는 선 자세에서 6세 더미에 가해지는 종래의 에어백(4)의 전개 작동을 도시한 것이고, d는 선 자세에서 6세 더미에 가해지는 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)을 도시한 것이다.
첨부된 도 18에 도시된 바와 같이 선 자세에서 3세 더미를 향해 전개 작동되는 에어백을 살펴보면 종래의 에어백(4)의 경우에는 3세 더미의 머리와 목 및 가슴부위까지 전개 작동되면서 3세 더미와 충돌하게 된다.
이에 반해“b”에 도시된 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)의 경우에는 제 1인플레이터(310)에 의해 베이스 챔버(410)만 전개 작동되면서 3세 더미의 머리와 목 및 가슴 부위에 가해지는 전개압을 최소화하게 된다. 이때 체스트 챔버(420)는 전개 작동되지 않는다.
도 18의“c”를 참조하면, 선 자세에서 6세 더미를 향해 전개 작동되는 에어백을 살펴보면 종래의 에어백(4)의 경우에는 6세 더미의 머리와 목 및 상반신 전부에 영향을 미치면서 전개 작동되면서 6세 더미와 충돌하게 된다.
상기와 같이 6세 더미와 충돌이 일어날 경우에는 6세 더미의 목 부분에 압축력과 인장력이 동시에 가해지게 되어 심각한 상해를 유발하게 된다.
이에 반해 d에 도시된 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)의 경우에는 제 1인플레이터(310)에 의해 베이스 챔버(410)만 전개 작동되면서 6세 더미의 머리와 목 및 가슴 부위에 가해지는 전개압을 최소화하게 된다.
첨부된 도 19의 a는 앉은 자세에서 3세 더미에 가해지는 종래의 에어백(4)의 전개 작동을 도시한 것이고, b는 앉은 자세에서 3세 더미에 가해지는 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)을 도시한 것이며, c는 앉은 자세에서 6세 더미에 가해지는 종래의 에어백(4)의 전개 작동을 도시한 것이고, d는 앉은 자세에서 6세 더미에 가해지는 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)을 도시한 것이다.
첨부된 도 19에 도시된 바와 같이 앉은 자세에서 3세 더미를 향해 전개 작동되는 종래의 에어백(4)의 경우에는 3세 더미의 머리에서부터 가슴의 하측 부분까지 전개 작동되면서 3세 더미와 충돌하게 된다.
이에 반해 b에 도시된 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)의 경우에는 제 1인플레이터(310)에 의해 베이스 챔버(410)만 전개 작동되면서 3세 더미의 머리와 목 및 가슴 부위에 가해지는 전개압을 최소화하게 된다. 이때 체스트 챔버(420)는 전개 작동되지 않는다.
도 19의“c”를 참조하면, 앉은 자세에서 6세 더미를 향해 전개 작동되는 종래의 에어백(4)의 경우에는 6세 더미의 머리에서부터 가슴부위에 영향을 미치면서 전개 작동되면서 6세 더미와 충돌하게 된다.
상기와 같이 6세 더미와 충돌이 일어날 경우에는 6세 더미의 목 부분에 압축력이 가해지게 되어 심각한 상해를 유발하게 된다.
이에 반해“d”에 도시된 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)의 경우에는 제 1인플레이터(310)에 의해 베이스 챔버(410)만 전개 작동되면서 6세 더미의 머리와 목 및 가슴 부위에 가해지는 전개압을 최소화하게 된다.
첨부된 도 19의“e”를 참조하면, 종래의 에어백(4)의 경우에는 초기 에어백(4)이 전개 작동시에는 3세 더미와 6세 더미의 목에 별다른 압축력을 가하지 않다가 에어백(4) 내부에 인플레이터 가스가 분출되어 전개되기 시작하는 20msec ~ 40msec의 범위에서 3세 더미와 6세 더미의 목을 강하게 압축시켰음을 알 수 있다.
즉 40msec 위치에서는 780N 정도의 압력으로 3세 더미와 6세 더미의 목에 에 어백(2)의 전개압이 가해진 것을 알 수 있다.
이에 반해 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)의 경우에는 초기 에어백(4)이 전개 작동시에는 종래의 에어백(4)과 유사하나 20msec ~ 40msec의 범위를 살펴보면 600N 정도의 압력으로 3세 더미와 6세 더미의 목을 압축시켰음을 알 수 있다.
즉 동일한 40msec 위치에서 종래의 일반적인 에어백(4)과 선택적 전개 에어백(400)에 의해 3세 더미와 6세 더미에 가해지는 목 압축력이 상이하게 차이가 남을 알 수 있다.
도 20은 시트 벨트를 착용한 상태에서 차량 충돌이 발생 되었을 때의 종래의 에어백과 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백의 전개 작동을 비교 실험한 것이다.
첨부된 도 20의 a는 조수석에 탑승한 탑승객이 시트 벨트를 착용한 상태에서 종래의 에어백(4)이 60msec의 시간까지 전개 작동되는 상태를 도시한 것이고, b는 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)이 60msec의 시간까지 탑승객을 향해 전개 작동되는 상태를 도시한 것이며, c는 조수석에 탑승한 탑승객이 시트 벨트를 착용한 상태에서 종래의 에어백(4)이 80msec의 시간까지 전개 작동되는 상태를 도시한 것이고, d는 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)이 80msec의 시간까지 탑승객을 향해 전개 작동되는 상태를 도시한 것이다.
첨부된 도 20을 참조하면, 종래의 에어백(4)이 60msec의 시간까지 전개 작동되는 a에서는 탑승객의 머리와 가슴의 일부분과 충돌이 발생하여 탑승객에게 전개압이 가해지는 것을 알 수 있다.
이에 반해“b”에 도시된 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)은 제어부(500)(도 1참조)에 의해 제 1인플레이터(310)(도 1참조)만 선택적으로 작동되어 베이스 챔버(410)(도 1참조)만 전개되면서 b에 도시된 바와 같이 전개 작동되어 탑승객과 충돌이 발생하지 않는다.
도 20의“c”를 참조하면 종래의 에어백(4)이 80msec의 시간까지 전개 작동되면서 탑승객은 에어백(4)과 충돌하게 되고 머리에서부터 가슴부위까지 에어백(4) 전개에 의한 전개압에 의해 영향을 받는 것을 알 수 있다.
이에 반해“d”에 도시된 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)은 베이스 챔버(410)와 충돌하는 탑승객의 충돌 압력이 아웃터 벤트홀(412)과 인너 벤트홀(422)을 통해 체스트 챔버(420)(도 1참조) 내부로 이동되어 탑승객에게 가해지는 전개압력이 최소화된다.
도 21은 시트 벨트를 미착용한 상태에서 차량 충돌이 발생 되었을 때의 종래의 에어백과 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백의 전개 작동을 비교 실험한 것이다.
첨부된 도 21의“a”는 조수석에 탑승한 탑승객이 시트 벨트를 미착용한 상태에서 종래의 에어백(4)이 60msec의 시간까지 전개 작동되는 상태를 도시한 것이고, b는 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)이 60msec의 시간까지 탑승객을 향해 전개 작동되는 상태를 도시한 것이며, c는 조수석에 탑승한 탑승객이 시트 벨트를 미착용한 상태에서 종래의 에어백(4)이 80msec의 시간까지 전개 작동되는 상태를 도시한 것이고, d는 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)이 80msec의 시 간까지 탑승객을 향해 전개 작동되는 상태를 도시한 것이다.
첨부된 도 21을 참조하면, 종래의 에어백(4)이 60msec의 시간까지 전개 작동되는 a에서는 도면에 도시된 바와 같이 에어백이 전개 작동되면서 탑승객과 충돌한다.
이에 반해“b”에 도시된 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)은 제어부(500)(도 1참조)에 의해 제 1인플레이터(310)(도 1참조)와 제 2인플레이터(320)가 딜레이 타임을 두고 선택적으로 작동되어 베이스 챔버(410)(도 1참조)가 우선적으로 전개 작동되고 체스트 챔버(420)(도 1참조)가 나중에 전개 작동된다.
도 21의“c”를 참조하면 종래의 에어백(4)이 80msec의 시간까지 전개 작동되면서 탑승객은 에어백(4)과 충돌하면서 머리에서부터 가슴부위까지 에어백(4) 전개에 의한 전개압에 의해 영향을 받는 것을 알 수 있다.
이에 반해“d”에 도시된 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)은 베이스 챔버(410)와 충돌하는 탑승객의 충돌 압력이 아웃터 벤트홀(412)과 인너 벤트홀(422)(도 1참조)을 통해 체스트 챔버(420)(도 1참조) 내부로 이동되어 탑승객에게 가해지는 전개압력이 최소화된다.
첨부된 도 22는 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 인플레이터 가스 압력에 의해 베이스 챔버와 체스트 챔버에 가해지는 압력을 도시한 그래프로써 도면을 참조하여 인플레이터 가스 압력에 따른 에어백 내부의 압력 변화에 대해 설명한다.
첨부된 도 22를 참조하면,“a”는 제 1인플레이터(310)(도 1참조) 작동에 따 른 베이스 챔버(410)에 가해지는 압력을 도시한 것이고,“b”는 제 2인플레이터(320)(도 1참조) 작동에 따른 체스트 챔버(420)에 가해지는 압력을 도시한 것이며, “c”는 제 1,2인플레이터(310,320)가 모두 작동하여 베이스 챔버(410)와 체스트 챔버(420)가 전개 작동될 때의 에어백(400)(도 1참조)의 내부에 가해지는 압력을 도시한 그래프이다.
X축은 에어백(400)(도 1참조) 작동에 따른 시간을 나타내고, Y축은 인플레이터(300)(도 1참조) 압력을 나타낸다.
도 22의 “a”그래프를 참조하면, 제 1인플레이터(310)(도 1참조)가 작동되면서 베이스 챔버(410)에 가해지는 가스 압력은 최대 370KPa에 근접한 것을 알 수 있다. 도면에는 도시하지 않았지만 종래의 일반적인 에어백 내부에 가해지는 가스 압력이 480KPa의 압력으로 작동되는 것에 비하면 상기한 베이스 챔버(410)의 최대 압력이 370KPa이라는 것은 저압의 압력 상태에서도 차량 충돌에 따른 에어백(400)의 충돌 에너지 흡수가 충분히 가능하다는 것을 말한다.
“b”와 “c”그래프를 참조하면, 제 2인플레이터(320)의 작동에 의해 체스트 챔버(420)에 가해지는 가스 압력이 최대 110KPa에 근접하며, 베이스 챔버(410)와 체스트 챔버(420)가 모두 전개 작동될 때의 압력이 480KPa에 근접한 것을 알 수 있다.
즉 본 발명에 의한 차량용 선택적 전개 에어백 장치는 제 1인플레이터(310)와 제 2인플레이터(320)를 선택적으로 작동시켜 베이스 채버(410)와 체스트 챔버(420) 내부로 분출 가스를 공급하되 서로 다른 압력으로 전개 작동되는 것을 알 수 있다.
이상에서와 같이 종래의 에어백에 비하여 본 발명에 의한 선택적 전개 에어백(400)의 전개성능과 탑승객에게 가해지는 전개압력이 최소화 되면서 상해를 방지하는 것을 알 수 있다.
본 발명에 의한 인너 벤트홀(12)은 직경 및 형상 변경을 통해 에어백(400)의 충돌 흡수 성능을 변경할 수 있음을 밝혀둔다.
한편, 본 발명은 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 선택적 전개 에어백 장치 및 그 제어방법은 제 1,2인플레이터에서 각각 공급된 가스가 에어백 내부에서 압력 차이에 의해 이동 가능한 에어백이 설치됨으로써 조수석에 탑승한 성인 또는 유아 및 어린이 모두 차량 충돌에 따른 상해 발생을 최소화하여 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한 유아 및 어린이에 적용되는 에어백의 다양한 법규를 만족시키고 저속 또는 고속에서의 충돌에 상관없이 최적의 상태로 에어백을 전개 작동시킬 수 있으며 탑승객에게 가해지는 에어백의 전개압을 최소화하면서 에어백의 에너지 흡수 성능이 향상 가능한 효과가 있다.
또한 인플레이터의 선택적인 설치가 가능하고 저압의 인플레이터를 사용하면서도 충분하게 충돌 성능을 만족하여 탑승객의 상해치를 최소화 할 수 있으며 에어 백을 포함하는 구성 요소가 내장되는 에어백 하우징의 전체적인 무게 감소가 가능한 효과가 있다.
또한 아웃터 벤트홀과 인너 벤트홀의 크기 및 갯수를 조정하여 에너지 흡수 성능을 최적화하여 차량 충돌에 따라 에어백의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 조수석에 탑승한 탑승객의 위치를 감지하는 고가의 승원감지센서 없이도 최적의 상태로 에어백이 전개되어 상품성이 향상되어 차량에 대한 고객의 만족도가 향상되는 효과가 있다.

Claims (34)

  1. 차량 사고 발생시 차체에 가해지는 충격을 감지하는 충격 감지 센서;
    차량의 조수석 시트에 착석한 탑승객의 시트 벨트 착용 유무를 감지하는 시트 벨트 센서;
    가스가 분출되는 제 1인플레이터 및 제 2인플레이터가 각각 구비된 인플레이터;
    상기 제 1인플레이터 또는 제 2인플레이터로부터 각각 공급된 가스를 공급받아 서로 간의 압력 차이에 의해 자유롭게 이동 가능하도록 적어도 하나의 인너 벤트홀이 구비된 격막의 상부에 연통 형성되어 위치하는 베이스 챔버, 상기 베이스 챔버의 하부 및 앞쪽에 위치하며 인너 벤트홀과 연통 형성되는 체스트 챔버가 구비된 에어백; 및
    상기 충격 감지 센서에서 감지된 신호를 입력받아 에어백을 전개 작동시키고 상기 시트 벨트 센서에 의해 감지된 탑승객의 시트 벨트 착용 유무와 충격 감지 센서에서 감지되는 충격력의 조합에 따라 제 2인플레이터의 작동 유무를 선택하여 체스트 챔버의 전개 여부를 결정하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 인플레이터의 제 1인플레이터는 베이스 챔버에 가스를 공급하도록 구성 되고, 제 2인플레이터는 체스트 챔버에 가스를 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2인플레이터는 체스트 챔버 내부에 위치하여 에어백 하우징의 전방에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2인플레이터는 체스트 챔버 내부에 위치하여 제어부로부터 전기적 신호를 받아 가스 분출이 제어되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2인플레이터는 제 1인플레이터의 가스 압력보다 상대적으로 낮은 압력이 사용 가능한 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1인플레이터에서 베이스 챔버 내부로 공급된 가스는 상기 베이스 챔버와 탑승객과의 충돌에 의해 가해지는 압력에 의해 인너 벤트홀을 통해 체스트 챔버 내부로 이동되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2인플레이터는 제 1인플레이터 보다 설정된 타임 딜레이 이후에 가스를 분출하여 베이스 챔버가 먼저 전개 작동된 후에 체스트 챔버가 전개 작동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 격막에 구비된 인너 벤트홀은 원형 또는 사각형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 격막은 에어백 내부에 수평 방향으로 설치되거나 상단이 탑승객을 향해 상대적으로 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 격막은 일단이 상기 에어백 내부 하단의 좌우측에서 이격된 위치에서 상측으로 연장 형성되는 제 1격막, 상기 제 1격막의 상단부에 수평하게 연결되는 제 2격막을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  11. 제 1항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 격막은 제 1격막의 좌우 양측에 인너 벤트홀이 형성되어 베이스 챔버 또는 체스트 챔버로 공급된 가스가 이동 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 인너 벤트홀은 제 1격막상에 적어도 1개 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 격막은 일단이 에어백이 구비된 에어백 하우징의 내측에 설치되어 전방으로 연장되고 타단이 에어백의 선단부 내측에 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  14. 제 1항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 에어백은 안정적인 전개 작동을 위한 테더가 설치되되 일단이 상기 에어백의 내측 양측면상에 고정되어 연장 형성되고 타단이 제 2격막상에 연결 설치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 에어백의 베이스 챔버는 체스트 챔버에 비하여 상대적으로 큰 부피를 가지며 탑승객의 머리와 가슴의 상측 부분이 보호 가능한 크기를 갖도록 형성되고 체스트 챔버는 탑승객의 가슴 하측 부분이 보호 가능한 크기를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스 챔버는 차 실내로 에어백이 전개 작동될 때 상기 베이스 챔버의 양측 하단부가 탑승객의 양 무릎에 인접되어 전개되는 형상으로 형성되고, 상기 체스트 챔버는 베이스 챔버의 양측 하단부 사이에 위치하여 전개되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 에어백의 베이스 챔버와 체스트 챔버 각각은 인플레이터로부터 공급된 가스가 에어백 외부로 배출 가능한 아웃터 벤트홀을 개별적으로 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 베이스 챔버의 아웃터 벤트홀은 탑승객에게 직접적으로 배출이 이루어지지 않는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  19. 제 1항에 있어서,
    상기 체스트 챔버는 제 2인플레이터에서 발생된 가스가 공급되는 튜브가 체스트 챔버 내부에 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 튜브는 체스트 챔버의 중앙 또는 좌,우 양측에 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  21. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 충격 감지 센서를 통해 감지된 신호값과 시트 벨트 센서를 통해 감지된 탑승객의 벨트 착용 유무 신호를 입력받아 제 1인플레이터의 가스를 베이스 챔버 내부로 공급시켜 베이스 챔버를 전개시키며 체스트 챔버가 베이스 챔버로부터 가스를 공급받도록 제어하거나 상기 제 1,2인플레이터가 함께 가스를 분출하여 베이스 챔버 및 체스트 챔버 모두 가스를 공급받아 전개되면서 서로 간의 압력 차이에 의해 가스 이동이 일어나도록 제어하되,
    탑승객이 시트 벨트를 착용하지 않은 경우에도 충격 감지 센서에 의해 감지되는 충격량에 따라 선택적으로 제 1인플레이터 또는 제 2인플레이터를 제어하여 베이스 챔버와 체스트 챔버가 전개되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치.
  22. 조수석에 탑승객이 탑승한 상태에서 차량 충돌이 발생하는 단계; 및
    탑승객의 시트벨트 착용 유무에 따라 선택적으로 에어백이 작동되되 설정된 타임 딜레이를 갖으며 탑승객을 향해 전개 작동되는 에어백 전개 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 제어 방법.
  23. 상기 에어백 전개 단계는 탑승객이 시트벨트를 착용한 상태로 판단될 경우에 제 1인플레이터에서만 가스가 분출되어 베이스 챔버가 전개 작동되는 베이스 챔버 전개 작동 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 제어 방법.
  24. 상기 에어백 전개 단계는 탑승객이 시트벨트를 미착용한 상태로 판단될 경우에 제 1,2인플레이터에서 가스가 각각 분출되어 베이스 챔버와 체스트 챔버가 전개 작동되는 베이스 챔버 및 체스트 챔버 전개 작동 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 제어 방법.
  25. 제 22항에 있어서
    상기 에어백 전개 단계의 타임 딜레이는 베이스 챔버가 먼저 전개되고, 체스트 챔버가 나중에 전개되되 상기 베이스 챔버가 전개되면서 탑승객과 충돌이 이루어져 충돌 에너지를 흡수한 후에 체스트 챔버가 전개되는 것을 특징으로 하는 차량 용 선택적 전개 에어백 장치의 제어 방법.
  26. 차량의 조수석에 탑승객이 탑승한 상태에서 차체에 가해지는 충격력을 감지하는 충격력 감지 단계;
    상기 충격력 감지 단계에서 감지된 충격력을 기 설정된 설정값과 비교하는 충격력 비교단계; 및
    상기 충격력 비교단계에서 감지된 충격력이 선택적으로 에어백이 작동 가능한 범위에 해당 될 경우에 탑승객의 시트 벨트 착용 유무를 판단하여 제 1,2인플레이터를 선택적으로 작동시켜 에어백을 전개 시키는 에어백 작동 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 제어 방법
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 충격력 비교단계는 저속의 상태로 주행하던 차량이 충돌할 경우로 설정된 제 1충격력 단계, 상기 제 1충격력 단계로 설정된 이상의 속도에서 차량이 충돌할 경우로 설정된 제 2충격력 단계, 상기 제 2충격력 단계 이상의 고속의 상태로 차량이 주행하다가 충돌할 경우로 설정된 제 3충격력 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 제어 방법.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 충격력 비교단계의 제 1충격력 단계는 설정된 충격력 값이 14mph이하의 속도로 설정된 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 제어 방법.
  29. 제 27항에 있어서,
    상기 충격력 비교단계의 제 2충격력 단계는 설정된 충격력 값이 20mph이하의 속도로 설정된 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 제어 방법.
  30. 제 27항에 있어서,
    상기 충격력 비교단계의 제 3충격력 단계는 설정된 충격력 값이 20mph이상의 속도로 설정된 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 제어 방법.
  31. 제 26항 또는 제 27항에 있어서,
    상기 에어백 작동 단계는 탑승객이 시트 벨트를 착용한 상태로 판단되고 감지된 충격력이 제 2충격력 이하인 경우에는 제 1인플레이터에서만 가스가 분출하도록 하는 제 1전개 모드 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 제어 방법.
  32. 제 26항 또는 제 27항에 있어서,
    상기 에어백 작동 단계는 탑승객이 시트 벨트를 미착용한 상태로 판단되고 제 2충격력 이하인 경우에는 제 1인플레이터에서만 가스가 분출하도록 하는 제 2전개 모드 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 제어 방법.
  33. 제 26항 또는 제 27항에 있어서,
    상기 에어백 작동 단계는 탑승객이 시트 벨트를 착용한 상태로 판단되고 제 3충격력 이상인 경우에는 제 1인플레이터에서만 가스가 분출하도록 하는 제 3전개 모드 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 제어 방법.
  34. 제 26항 또는 제 27항에 있어서,
    상기 에어백 작동 단계는 탑승객이 시트 벨트를 미착용한 상태로 판단되고 제 3충격력 이상인 경우에는 제 1인플레이터 및 제 2인플레이터에서 함께 가스를 분출하여 베이스 챔버와 체스트 챔버가 전개되는 제 4전개 모드 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 선택적 전개 에어백 장치의 제어 방법.
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