KR20160113131A

KR20160113131A - 차량용 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 장치 및 방법, 상기 장치의 제조를 위한 제조 방법, 그리고 차량용 인명 보호 시스템

Info

Publication number: KR20160113131A
Application number: KR1020167020209A
Authority: KR
Inventors: 클라우스 하이어; 루돌프 하인츠; 호어스트 융; 우베 이벤; 베르너 닛취케; 래트 하마다
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2015-01-09
Publication date: 2016-09-28
Also published as: CN105934370B; DE102014201419A1; JP2017504520A; US20160339865A1; CN105934370A; US9834169B2; WO2015110300A1; EP3099538A1

Abstract

본 발명은, 차량용 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 장치(106)에 관한 것이다. 상기 장치(106)는, 연소에 의해 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 고온 가스를 생성하도록 형성된 하나 이상의 연료 요소 및 인명 보호 수단 내로 고온 가스를 방출하기 위한 방출 개구를 구비한 연료 요소 챔버(200)와; 압축 상태의 저온 가스(504)를 저장하기 위한 압력 용기(202)로서, 연료 요소 챔버(200) 내로 저온 가스(504)를 제어하여 방출하기 위한 하나 이상의 개구(302)를 구비한 압력 용기(202);를 포함한다.

Description

차량용 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 장치 및 방법, 상기 장치의 제조를 위한 제조 방법, 그리고 차량용 인명 보호 시스템{DEVICE AND METHOD FOR ACTIVATING A PERSONAL PROTECTION MEANS FOR A VEHICLE, PRODUCTION METHOD FOR PRODUCING THE DEVICE, AND PERSONAL PROTECTION SYSTEM FOR A VEHICLE}

본 발명은 차량용 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 장치 및 상응하는 방법, 상기 유형의 장치를 제조하기 위한 제조 방법, 그리고 차량용 인명 보호 시스템에 관한 것이다.

예컨대 사고 시 차량의 탑승자 보호를 위한 안전 구속 시스템과 같은 인명 보호 수단들은 수년 전부터 종래 기술에 속한다. 충돌 발생 시 가스 발생기 내에서 생성된 가스에 의해 팽창되는 공기 주머니를 구비한 에어백 장치가 주로 이용된다. 가스 발생기들은 불꽃 점화식으로(pyrotechnically) 또는 압축 가스에 의해 구동되거나, 상기 두 가지 형태가 조합된 방식으로 구동된다. 조합된 방식에서는 가스 발생기를 하이브리드 가스 발생기라고도 지칭한다.

최근 몇 년간 강화된 요건을 충족할 수 있도록 하기 위해, 그동안 주로 2단계 또는 3단계 가스 발생기들이 사용되어 왔다. 이러한 가스 발생기들의 경우, 테스트 동안 방출되는 가스량이 정의되어, 차후 사용 시 예컨대 60% 및 100%의 2단계로 방출될 수 있다. 약간의 가변성을 달성하기 위해, 예컨대 3단계 에어백 장치는 필요에 따라 개방될 수 있는 바이패스 또는 핀 풀러(pin puller)를 가질 수 있다.

EP 0 715 993 A2호에 기술된, 자동차 내 안전 시스템들을 위한 하이브리드 가스 발생기 내에는 압축 가스 컨테이너를 폐쇄하는 파열 멤브레인(bursting membrane)을 파괴하기 위한 가동 피스톤(movable piston)이 제공된다.

이에 근거하여, 본원에 소개된 접근법에 의해, 독립 청구항들에 따른 차량용 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 장치, 차량용 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 방법, 나아가 인명 보호 수단을 활성화하는 장치를 제조하기 위한 제조 방법, 그리고 차량용 인명 보호 시스템이 제안된다. 바람직한 구현예들은 각각의 종속 청구항들 및 하기의 설명에 제시된다.

고온 가스를 생성하기 위한 연료 요소 챔버 외에, 개구를 통해 연료 요소 챔버와 연결되어 저온 가스를 방출하기 위한 압력 용기도 포함하는 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 장치는, 인명 보호 수단 내로 방출되는 가스량을 시간 및 체적에 따라 목표로 하는 제어를 가능케 한다. 예컨대 충돌 발생 시, 압력 용기로부터 가스량이 충돌 시작 시 바로, 또는 추후의 임의 시점에 연료 요소 챔버 내로, 그리고 연료 요소 챔버로부터 인명 보호 수단, 예컨대 에어백 장치의 공기주머니 내로 방출될 수 있다. 그에 따라, 가스 방출의 시점은 상기 장치 및 가스량에 의해 정의될 수 있다.

본원에서 제안하는 개념은, 제공된 점화 회로들의 개수의 늘릴 필요 없이, 개별 충돌 상황별로 하이브리드 가스 발생기가 매칭될 수 있게 해 준다. 따라서, 제안된 개념의 실현을 위해서는 예컨대 2개의 점화 회로로도 충분하다.

제안된, 가스량의 개별 매칭에 있어서, 가스 발생기에 할당된 인명 보호 수단의 보호 기능을 개선할 수 있는 높은 가능성이 존재한다.

바람직하게는, 본원에 제안된 하이브리드 가스 발생기 개념에 의해, 가스량의 적응성이 증대될 수 있으며, 이때 하이브리드 가스 발생기의 이미 정착되어 있는 경량 및 소형 구조 형상은 유지될 수 있다.

본 발명에 따라, 차량용 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 장치가 제안되며, 상기 장치는 하기의 특징들, 즉:

연소에 의해 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 고온 가스를 생성하도록 형성된 하나 이상의 연료 요소 및 인명 보호 수단 내로 고온 가스를 방출하기 위한 방출 개구를 구비한 연료 요소 챔버와;

압축 상태의 저온 가스를 저장하기 위한 압력 용기로서, 연료 요소 챔버 내로 저온 가스를 방출하기 위한 하나 이상의 개구를 구비한 압력 용기를 갖는다.

상기 장치는 차량에 설치될 수 있다. 인명 보호 수단은 차량의 충돌 시 차량 탑승자를 상해로부터 보호하기 위한 차량의 가역식 또는 비가역식 장치일 수 있다. 연료 요소 챔버는 방출 개구를 통해 직접, 또는 예컨대 연결 라인을 통해 인명 보호 수단과 연결될 수 있다. 연료 요소는 예컨대 정제(tablet) 형태로 제공될 수 있고, 가스를 생성하는 연소 과정을 시작하기 위해 불꽃 장치에 의해 점화될 수 있다. 연료 요소의 연소에 의해 생성된 고온 가스는 인명 보호 수단의 활성화를 위해 연료 요소 챔버의 방출 개구를 통해 인명 보호 수단 내로 안내될 수 있다. 압력 용기는, 연료 요소 챔버 내로 저온 가스를 안내하기 위해, 개구를 통해 연료 요소 챔버와 연결될 수 있다.

한 실시예에 따라, 압력 용기의 개구를 통해 연료 요소 챔버 내로 저온 가스의 제어된 방출이 수행될 수 있다.

본원 장치의 한 실시예에 따라, 압력 용기는 연료 요소 챔버의 내부에 배치될 수 있다. 예컨대 압력 용기는 연료 요소 챔버보다 더 작은 크기를 가질 수 있으며, 완전히 연료 요소 챔버의 내부에 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 본원 장치에 연결된 인명 보호 수단의 다단계 활성화를 위해 연료 요소 챔버와 압력 용기의 유체 연결은 장착 공간의 최적의 절약 하에 실현될 수 있다.

또한, 본원 장치는, 압력 용기의 개구를 통과하는 저온 가스의 체적 유량을 제어하기 위한 밸브를 가질 수 있다. 이 밸브는 특히 개구의 부분 개방, 또는 완전 개방 및/또는 폐쇄를 수행하기에 적합할 수 있다. 본 실시예에 의해, 압력 용기로부터 인명 보호 수단으로 시간 및 체적에 따른 저온 가스의 공급이 용이하게 개별 충돌 상황별로 매칭될 수 있다.

예컨대 밸브는 압력 용기의 외부에, 그리고/또는 연료 요소 챔버의 내부에 배치될 수 있다. 본 실시예의 경우, 바람직한 장착 공간 절약 외에도, 밸브가 손상으로부터 효과적으로 보호될 수도 있다.

한 실시예에 따라 밸브는, 제1 밸브 위치에서 압력 용기의 하나 이상의 개구에 대해 상대 운동이 가능하게 배치된 본원 장치의 피스톤이 연료 요소 챔버 내로 저온 가스의 방출을 허용하기 위해 개구를 개방하게 하도록 형성될 수 있다. 상기 밸브는 그에 상응하게, 제2 밸브 위치에서 피스톤이 연료 요소 챔버 내로의 저온 가스의 방출을 저지하기 위해 개구를 폐쇄하게 하도록 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 저온 가스의 체적 유량을 최대한 정확하게 제어하는 장점이 달성될 수 있다.

본원 장치의 한 실시예에 따라, 연료 요소 챔버뿐만 아니라 압력 용기도 환형 형상을 가질 수 있다. 이는, 본원 장치가 최대한 조밀하게, 그리고 그에 따라 유리한 형태로, 예컨대 환상체(toroidal)로 실현될 수 있게 한다.

그 대안으로, 연료 요소 챔버 및 압력 용기가 각각 관 형상을 가질 수 있다. 예컨대 연료 요소 챔버 및 압력 용기는 각각 원통형으로 형성될 수 있으며, 개구는 압력 용기의 단부면에 배치되고, 방출 개구는 연료 요소 챔버의 단부면에 배치될 수 있다. 본 실시예에 의해서도, 본원 장치를 위해 필요한 설치 공간이 바람직하게 작게 유지될 수 있다. 그 밖에도, 본원 장치는, 상기 구조 형상에서, 특히 신속하게 경제적으로 제조될 수 있다.

이 경우, 저온 가스를 방출하기 위한 개구는 압력 용기의, 방출 개구로부터 먼 쪽을 향하는 측에 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 저온 가스를 방출하는 개구의 개방 상태를 제어하기 위한 제어 신호를 수신하는 단자가 본원 장치의, 인명 보호 수단 반대편을 향하는 측에 배치될 수 있다.

또한, 본원에서 제안하는 차량용 인명 보호 시스템은 하기 특징들, 즉:

전술한 실시예들 중 하나에 따라 차량용 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 장치; 및

상기 장치 내에서 생성되는 고온 가스 및/또는 저온 가스에 의해 활성화되도록 하기 위해 상기 장치와 연결된 인명 보호 수단을 포함한다.

또한, 차량용 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 방법이 제안되며, 상기 방법은 하기의 단계들, 즉:

인명 보호 수단을 활성화하기 위해, 연료 요소의 연소에 의해 고온 가스를 생성하여 이 고온 가스를 연료 요소 챔버 내 방출 개구를 통해 인명 보호 수단 내로 방출하도록, 연료 요소 챔버 내에 배치된 하나 이상의 연료 요소를 점화하는 단계와,

상기 인명 보호 수단을 계속해서 활성화하기 위해, 압력 용기로부터 압축 상태의 저온 가스를 압력 용기의 하나 이상의 개구를 통해 연료 요소 챔버 쪽으로 방출하는 단계를 포함한다.

본원의 방법은, 예컨대 앞에서 설명한 실시예들 중 어느 하나에 따른 상응하는 장치에 의해 실행될 수 있다. 본 발명의 이러한 방법 형태의 실시예를 통해서도, 본 발명의 기초 과제를 신속하게 효율적으로 해결할 수 있다. 예컨대 방출 단계는, 예컨대 인명 보호 수단의 기능을 바람직한 시간만큼 연장하거나, 인명 보호 수단을 복수의 연속 단계로 활성화하기 위해, 점화 단계 이후 미리 결정된 시점에 수행될 수 있다. 또한, 방출 단계가 활성화 단계들의 개수에 상응하게 반복해서 실행될 수도 있다.

또한, 차량용 인명 보호 수단을 활성화하는 장치를 제조하기 위한 제조 방법이 제안되며, 상기 제조 방법은 하기 단계들, 즉:

연료 요소 챔버, 하나 이상의 연료 요소, 및 압력 용기를 제공하는 단계로서, 연료 요소는 연소에 의해 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 고온 가스를 생성하도록 형성되고, 연료 요소 챔버는 인명 보호 수단 내로 고온 가스를 방출하기 위한 방출 개구를 가지며, 압력 용기는 압축 상태의 저온 가스를 저장하도록 형성되고, 상기 저온 가스를 연료 요소 챔버 내로 방출하기 위한 하나 이상의 개구를 갖는, 단계와,

연료 요소 챔버 내에 하나 이상의 연료 요소 및 압력 용기를 배치하는 단계를 포함한다.

본원에서 장치는, 센서 신호들을 처리하고, 이 센서 신호들에 따라 제어 신호 및/또는 데이터 신호를 송출하는 전기 장치를 의미할 수 있다. 상기 장치는 하드웨어 형태로, 그리고/또는 소프트웨어 형태로 구성될 수 있는 인터페이스를 가질 수 있다. 하드웨어 형태로 구성될 경우, 인터페이스들은 예컨대 본원 장치의 매우 상이한 기능들을 포함하는 이른바 시스템 ASIC의 부분일 수 있다. 또는, 인터페이스들이 고유의 집적 회로일 수 있거나, 적어도 부분적으로 이산 소자들로 구성될 수도 있다. 소프트웨어 형태로 구성될 경우, 인터페이스들은, 예컨대 마이크로컨트롤러 상에 또 다른 소프트웨어 모듈들과 함께 제공되는 소프트웨어 모듈들일 수 있다.

본원에서 제안되는 접근법은 하기에서 첨부한 도면들에 따라 예시로서 더 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 인명 보호 수단을 구비한 차량의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른, 차량용 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 장치의 블록회로도이다.
도 3은 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 장치의 관형 실시예에 따른 개략도이다.
도 4는 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 장치의 환형 실시예에 따른 개략도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른, 도 3의 관형 장치의 상세도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른, 도 4의 환형 장치의 상세도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른, 차량용 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 장치의 밸브 제어부의 상세도이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른, 차량용 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 장치의 구조의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른, 차량용 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른, 차량용 인명 보호 수단을 활성화하는 장치를 제조하기 위한 제조 방법의 흐름도이다.

본 발명의 바람직한 실시예들의 하기 설명에서, 상이한 도면들에 도시된, 유사하게 작용하는 요소들에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호들이 사용되었으며, 그러한 요소들의 반복 설명은 생략한다.

도 1에는, 개략도에 따라서, 본 발명의 한 실시예에 따른 인명 보호 시스템(102)이 장착된 차량(100)이 도시되어 있다. 차량(100)은 승용차 또는 화물차와 같은 도로 교통 차량일 수 있다. 인명 보호 시스템(102)은 차량(100) 내에 설치되며, 인명 보호 수단(104) 및 이 인명 보호 수단(104)과 연결되어 인명 보호 수단(104)을 활성화하기 위한 장치(106)를 포함한다.

인명 보호 시스템(102)은 본원에서, 차량(100)의 충돌 시 차량(100) 탑승자를 상해로부터 보호하도록 형성된다. 이를 목적으로 인명 보호 수단(104)은 본원에서 에어백 장치로서, 더 정확하게 말하면 예컨대 차량(100)의 스티어링 휠 내에 배치된 프런트 에어백 장치로서 구현된다. 본원 장치(106)는, 충돌 발생 시 에어백 장치(104)의 공기 주머니에 불꽃 점화 기술로 발생한 고온 가스뿐만 아니라 압력 용기 내에 저장된 저온 가스도 공급하도록 형성된 하이브리드 가스 발생기이다.

하이브리드 가스 발생에 기반하는 인명 보호 시스템(102)의 또 다른 유형들도 생각해볼 수 있다.

도 2에는, 도 1의 차량용 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 장치(106)의 한 실시예가 블록 회로도로 도시되어 있다. 상기 장치 또는 하이브리드 가스 발생기(106)는 연료 요소 챔버(200)와, 압력 용기(202)와, 점화 유닛(204)과, 밸브(206)를 포함한다. 연료 요소 챔버(200)는 하나 이상의 연료 요소(208), 여기서는 예컨대 장치(106)와 연결된 (여기에는 도시되지 않은) 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 고온 가스를 연소에 의해 생성하도록 형성된 복수의 연료 요소(208)를 포함한다. 연료 요소(들)(208)는 연료 요소 챔버(200)의 내부에서 하나 또는 복수의 적합한 위치에 배치될 수 있다. 압력 용기(202)는 압축 상태의 저온 가스를 저장하며, 연료 요소들(208)을 통해 생성되는 고온 가스에 추가로, 인명 보호 수단을 계속해서 활성화할 수 있기 위해 저온 가스를 방출하도록 형성된다. 점화 유닛(204)은, 연료 요소들(208) 중 적어도 하나를 점화하고, 그럼으로써 고온 가스의 생성을 위해 연료 요소들(208)의 연소 과정을 유도하도록 형성된다. 밸브(206)는, 연료 용기로부터 저온 가스의 방출을 필요에 따라 제어하도록 형성된다.

도 2에 도시된 실시예의 경우, 압력 용기(202)는 연료 요소 챔버(200)보다 더 작은 크기를 가지면서, 완전히 연료 요소 챔버(200) 내부에 배치된다. 한 대안적 실시예에 따라, 압력 용기(202)의 일부분이 연료 요소 챔버(200)의 내부에 배치될 수도 있다.

도 2의 도면에서 하이브리드 가스 발생기(106)는 인터페이스, 예컨대 차량의 CAN 버스를 통해, 제어 유닛(210)과 연결된다. 도 2에 도시된 실시예에서 제어 유닛(210)은, 차량의 충돌이 임박해 있거나 시작되고 있음을 지시하는 충돌 신호(212)를 수신하며, 본원 장치(106)와의 인터페이스를 통해 점화 유닛(204)으로 점화 신호(214)를 송출하고, 밸브 제어 신호(216)를 밸브(206)로 송출하도록 형성된다. 본원 장치(106)는, 점화 신호(214) 및 밸브 제어 신호(216)에 반응하여, 할당된 인명 보호 수단으로 목표한 바대로 고온 가스 및 저온 가스를 공급하도록 형성된다.

도 3에는 개략도에 기초하여 본원에 제안된 발명의 하이브리드 가스 발생기(106)의 관형 구현의 예시가 도시되어 있다. 도 3의 도면에 도시된 것처럼, 여기서는 연료 요소 챔버(200)뿐만 아니라 압력 용기(202)도 관형으로 구현된다. 압력 용기(202)도 마찬가지로 연료 요소 챔버(200)보다 더 작은 크기를 가지면서, 연료 요소 챔버(200)에 의해 완전히 에워싸인다.

연료 요소 챔버(200)는 위쪽으로 갈수록 병의 형태로 좁아지며, 연결되어 있는 인명 보호 수단으로 가스를 공급하기 위한, 복수의 방출 개구(300)로 형성된 가스 방출구로 이어진다. 관형 압력 용기(202)는 그 하측 단부에, 압력 용기(202)로부터 연료 요소 챔버(200) 내로 저온 가스를 방출하기 위한 복수의 개구(302)를 갖는다. 압력 용기(202)는, 저온 가스가 개구들(302)을 통한 방출 이후 연료 요소 챔버(200) 내 압력 용기(202)를 따라 위로 흘러서 고온 가스처럼 방출구(300)를 통과하여 연결되어 있는 인명 보호 수단, 예컨대 에어백 장치 내에 도달하도록, 연료 요소 챔버(200) 내에 배치된다.

도 3에 도시된 하이브리드 가스 발생기(106)의 예에서, 압력 용기(202)는, 불꽃 점화 기술상 챔버(200)로부터 분리된 내부를 형성한다. 장치(106)의 휴지 상태에서, 에어백 장치로 향하는 방출구(300)는, 연소 시 발생하는 압력에 의해 파열되는, 여기에는 도시되지 않은 파열 부재에 의해 밀봉된다. 불꽃 점화에 의해 생성된 가스가 차량 내 커버를 파열 개방하여 인명 보호 수단을 활성화할 수 있으며, 예컨대 에어백 장치의 공기 주머니를 팽창시킬 수 있다.

압력 용기(202) 내에 존재하는 가스는 여기에 도시되지 않은 밸브를 통해 임의의 시점에, 그리고 정해진 가스량으로 연료 요소 챔버(200) 내로, 그리고 이 연료 요소 챔버로부터 인명 보호 수단 내로 방출될 수 있다.

도 4에는, 추가 개략도에 따라서, 본 발명의 하이브리드 가스 발생기(106)의 환형 구현의 일례가 도시되어 있다. 여기서 는연료 요소 챔버(200)뿐만 아니라 압력 용기(202)도 원환체 형태로 형성되며, 그 때문에 상기 가스 발생기 구조의 명료한 설명을 위해 "도넛 형태"라는 표현도 사용된다. 압력 용기(202)는 역시 연료 요소 챔버(200)보다 더 작은 크기를 가지며, 연료 요소들(208)을 포함한 연료 요소 챔버(200)에 의해 완전히 에워싸인다. 직선 관 형태의 구현에서처럼, 여기서도 압력 용기(202)는 역시 하부 영역에 압력 용기(202)로부터 연료 요소 챔버(200) 내로 저온 가스를 방출하기 위한 하나 이상의 개구(302)를 갖는다. 복수의 방출 개구(300)를 통해, 연결되어 있는 인명 보호 수단의 활성화를 위해 고온 가스가 연료 요소 챔버(200)로부터 방출될 뿐만 아니라 저온 가스도 압력 용기(202)로부터 방출된다.

도 5에는, 도 3의 예시에 따른 관형 장치(106)의 상세도에 기초하여 연료 요소 챔버(200)에서의 가스 방출구가 도시되어 있다. 이미 언급한 것처럼, 연료 요소 챔버(200)의 가스 방출구(300)의 상류에는 예컨대 파열판 또는 멤브레인 형태의 파열 부재(500)가 연결된다. 연료 요소들(208)은, 도 5에 도시된 것처럼, 예컨대 정제 형태로 존재한다. 충돌 발생 시 본원 장치(106)와 연결된 인명 보호 수단의 활성화를 위해, 연료 요소들(208)의 연소에 의해 고온 가스(502)가 생성되며, 이 고온 가스의 압력은 파열 부재(500)를 파괴하고 방출구(300)를 통해 인명 보호 수단 내에 도달하기에 충분하다. 연료 요소 챔버(200)에서 방출되는 고온 가스(502)의 흐름 거동은 도 5의 도면에 방향 화살표로 표시되어 있다.

불꽃 점화 기술의 가스 성분(502)은 예컨대 본원 장치(106)의 프라이머(primer)에 의해 활성화되고, 가스 발생기(106)의 실시 유형에 따라 최대 가스 체적량의 약 40% 내지 60%를 생성한다. 불꽃 점화식 연소에 의해 생성된 압력은 멤브레인 또는 파열판(500)을 바깥쪽을 향해 에어백 쪽으로 파괴한다. 이어서, 압력 탱크(202) 내에 있는 저온 가스량(504)은 여기에 도시되지 않은 밸브에 의해 목표한 바대로, 다시 말하면 개루프 제어되거나 폐루프 제어되어 방출될 수 있다.

도 6에는, 추가 상세도로, 도 4의 가스 발생기(106)의 환형 구현의 예시에서의 가스 방출구가 도시되어 있다. 여기서도 연료 요소 챔버(200)를 통과한 다음, 파열 부재(500)의 파괴에 이어 방출구로부터 인명 보호 수단의 방향으로 흐르는 가스의 흐름 경로가 도면에 화살표로 표시되어 있다.

도 7에서는, 본원 장치(106)의 추가 상세도에 따라서, 적응형 하이브리드 가스 발생기(106) 내에서 가스 생성을 위한 작용 방식이 설명된다. 한편으로는, 여기서는 연료 요소 챔버(200)의 바닥부에 배치된 프라이머로서 형성된, 본원 장치의 점화 유닛(204)이 도시되어 있다. 프라이머(204)는, 하이브리드 가스 발생기(106)의 고온 가스 성분을 생성하기 위해 여기에는 도시되지 않은 연료 요소들의 연소를 유도하도록 형성된다. 이를 위해, 프라이머(204)는 필요한 전압을 전기 접점(700)을 통해 공급받는다.

또한, 도 7의 상세도에는, 압력 용기(202)로부터 연료 요소 챔버(200) 내로 저온 가스(504)의 목표한 제어 방출을 위한 적응형 하이브리드 가스 발생기(106)의 밸브 제어부의 작동 원리가 도시되어 있다. 이를 위해, 본원 장치(106)는 압력 용기(202)의 하나 이상의 개구(302)를 개방 및 차단하기 위한 유닛을 포함한다. 상기 유닛은, 밸브 또는 파일럿 밸브(206)와 더불어, 하나 이상의 개구(302)에 대해 상대 운동이 가능하게 배치되는 피스톤(702)뿐만 아니라, 스프링 챔버(704) 내에서 피스톤(702) 옆에 배치되는 스프링 부재(706)도 포함한다.

도 7의 도면에 도시된 것처럼, 파일럿 밸브(206)는 압력 용기(202)의 외부에서, 그리고 연료 요소 챔버(200)의 내 바닥부에 점화 유닛(204)의 맞은편에 배치된다. 밸브(206)는 추가 전기 접점(700)을 통해 전압을 공급받는다. 밸브(206)는 도 7에 도시된 실시예의 경우 볼 밸브(ball valve)로서 형성되어 스프링 챔버(704)와 직접 연결된다. 피스톤(702)은, 파일럿 밸브(206)의 위치를 통해, 스프링(706)과 상호 작용하면서, 개구(302)를 부분적으로 또는 완전히 개방하거나 폐쇄하도록, 상기 개구(302)에 대해 도면에 양방향 화살표로 표시된 피스톤 행정 방향(708)으로 상대 운동을 하도록 형성된다.

본원에 제안된 하이브리드 가스 발생기의 한 실시예에 따라, 프라이머(204)의 활성화에 의해, 챔버(200) 내에 포함된 연료 요소들의 연소에 의해 본원 장치(106)에서 공급되는 가스량의 약 50%가 생성된다. 파일럿 밸브(206)의 제어를 통해, 압력 용기(202) 내에 포함된 추가 가스량이 방출된다. 방출 시점 및 가스량은 선택적이며, 다시 말해 상황에 따라서 조정될 수 있다.

또 다른 도시된 실시예들의 경우처럼, 정제형 연료 요소들을 포함하는 챔버(200)로 향하는 압력 용기(202)의 가스 방출구(302)는 압력 용기(202)의 일측 단부(여기서는 하측 단부)에 배치된다. 가스 방출구(302)는 피스톤(702)에 의해 폐쇄될 수 있다. 도 7에 도시된 밸브 제어식 적응형 하이브리드 가스 발생기(106)의 실시예의 경우, 간극 누출을 통해 피스톤(702)에 가해지는 힘이 보상되면, 피스톤(702)은 스프링(706)에 의해 개방 위치에 유지된다. 내부에 스프링(706)이 배치된 챔버(704)가 파일럿 밸브(206)에 의해 이 파일럿 밸브의 개방 시 감압되면, 피스톤(702)은 가스 방출구(302)를 폐쇄한다. 파일럿 밸브(206)가 스프링 챔버(704)의 도시되지 않은 배기구를 다시, 예컨대 볼 시트(ball seat)를 통해, 폐쇄하면, 스프링 챔버(704) 내의 압력은 간극 누출을 통해 다시 조정되며, 요컨대 피스톤(702)이 가스 방출구(302)를 개방한다.

도 7의 도면에는, 파일럿 밸브(206)가 폐쇄되어 있는 작동점에 있는 가스 발생기(106)의 밸브 제어부가 도시되어 있다. 그에 상응하게, 피스톤(702)은 가스 방출구(302)를 개방하고, 미리 결정된 체적 유량의 저온 가스(504)는, 도면에 화살표로 표시된 것처럼, 개구(302)를 통해 압력 용기(202)로부터 연료 요소 챔버(200) 내로, 그리고 이 연료 요소 챔버로부터 연결되어 있는 인명 보호 수단 내로 흐를 수 있다. 밸브 제어부의 추가 작동점에서 파일럿 밸브(206)가 개방되면, 피스톤(702)이 가스 방출구(302)를 폐쇄하고, 인명 보호 수단으로 향하는 가스 공급이 저지된다.

압력 용기(202)에서 방출되는 가스량(504)은 충돌 시작 시 바로, 또는 차후의 시점에, 예컨대 충돌 시작 후 50㎳의 시점에, 인명 보호 수단, 예컨대 에어백 장치의 공기 주머니 내로 방출될 수 있다. 그에 따라, 저온 가스(504)의 방출 시점 및 가스량이 정의될 수 있다. 한 실시예에 따라, 충돌 동안 각각 지정된 시점들에서의 밸브(206)의 제어를 통해, 압력 용기(202) 내에 저장된 저온 가스(504)의 총 체적 중 예컨대 10% 또는 20%가 인명 보호 수단 내로 방출될 수 있다.

도 8에는, 개략도로, 밸브 제어식 하이브리드 가스 발생기(106)의 구조 형상의 일례가 도시되어 있다. 또한, 본원 장치(106)의 점화 부재 및 밸브에 전압을 공급하기 위해 가스 발생기의 커넥터 접속을 위한 제1 접점(700) 및 제2 접점(700)을 갖는 하부면도 도시되어 있다. 도 8의 도면에서는, 본원에서 제안되는 밸브 제어식 가스 발생기(106)의 구성이, 도넛 형태 또는 관 형태와 같은 기존 가스 발생기 형상이 그대로 유지될 수 있도록 설계된 점을 확인할 수 있다.

도 9에는, 차량용 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 방법(900)의 한 실시예의 흐름도가 도시되어 있다. 본원의 방법(900)은, 도 1 내지 도 8에 따라 제안한 것과 같은, 차량용 인명 보호 수단을 활성화하기 위한 장치에서 실행될 수 있다. 단계 902에서, 본원 장치와 연결된 제어 유닛이 적합한 인터페이스를 통해 점화 신호를 본원 장치의 점화 유닛으로 송출한다. 점화 신호에 반응하여, 점화 유닛은 본원 장치의 연료 요소 챔버 내에 배치된 복수의 연료 요소를 점화한다. 연료 요소들의 연소는 본원 장치와 연결된 인명 보호 수단의 초기 활성화를 위한 고온 가스를 생성한다.

사전 정의된 시간 간격 이후에, 제어 유닛은 단계 904에서 추가의 적합한 인터페이스를 통해 밸브 제어 신호를 본원 장치의 밸브로 송출한다. 밸브 제어 신호에 반응하여 밸브는, 인명 보호 수단의 실질적인 활성화를 위해 미리 결정된 양의 저온 가스가 압력 용기로부터 연료 요소 챔버 내로 방출되도록, 연료 요소 챔버로 향하는 본원 장치의 압력 용기의 개구를 개방한다. 단계 906에서, 밸브는 제어 유닛의 제2 밸브 제어 신호에 반응하여 개구를 폐쇄한다. 미리 결정된 추가의 시간 간격 이후, 밸브는 단계 908에서 제어 유닛의 제3 밸브 제어 신호에 반응하여, 추가의 미리 결정된 양의 저온 가스를 압력 용기로부터 연료 요소 챔버 내로 배출하기 위해, 개구를 다시 개방한다.

도 10에는, 도 1 내지 도 8에 따라서 설명한 것과 같은, 차량용 인명 보호 수단을 활성화하는 장치를 제조하기 위한 제조 방법(1000)의 한 실시예의 흐름도가 도시되어 있다. 단계 1002에서, 연료 요소들의 연소에 의해 고온 가스를 생성하기 위한 연료 요소 챔버, 복수의 연료 요소, 및 저온 가스를 저장하기 위한 압력 용기가 제공된다. 단계 1004에서는, 연료 요소들 및 압력 용기가, 연료 요소들뿐만 아니라 압력 용기도 연료 요소 챔버에 의해 완전히 에워싸이도록, 연료 요소 챔버 내에 배치된다. 이 경우, 개별 구성요소들의 상대적 배치는, 인명 보호 수단 내로 고온 가스를 방출하기 위한 연료 요소 챔버의 방출 개구가 본원 장치의 상측 단부에 배치되고, 연료 요소 챔버 내로 저온 가스를 방출하기 위한 압력 용기의 개구는 본원 장치의 하측 단부에 배치되도록 구현된다.

전술한, 그리고 도면들에 도시된 실시예들은 단지 예시로만 선택된 것일 뿐이다. 상이한 실시예들은 완전히, 또는 개별 특징들과 관련하여 서로 조합될 수 있다. 또한, 일 실시예가 또 다른 실시예의 특징들로 보완될 수도 있다.

또한, 본원에 제안된 방법 단계들은 반복될 수 있을 뿐만 아니라 기재 순서와 다른 순서로 실행될 수도 있다.

일 실시예가 제1 특징과 제2 특징 사이에 "및/또는"이라는 접속사를 포함한다면, 이는 상기 실시예가 어느 실시 형태에 따라서는 제1 특징뿐만 아니라 제2 특징도 포함하고, 또 다른 실시 형태에 따라서는 제1 특징만 또는 제2 특징만 포함한다는 의미로 해석되어야 한다.

Claims

차량(100)용 인명 보호 수단(104)을 활성화하기 위한 장치(106)에 있어서, 상기 장치(106)는 하기 특징들, 즉
연소에 의해 상기 인명 보호 수단(104)을 활성화하기 위한 고온 가스(502)를 생성하도록 형성된 하나 이상의 연료 요소(208) 및 상기 인명 보호 수단(104) 내로 고온 가스(502)를 방출하기 위한 방출 개구(300)를 구비한 연료 요소 챔버(200)와;
압축 상태의 저온 가스(504)를 저장하기 위한 압력 용기(202)로서, 연료 요소 챔버(200) 내로 저온 가스(504)를 방출하기 위한 하나 이상의 개구(302)를 구비한 압력 용기(202)를 포함하는, 차량용 인명 보호 수단의 활성화 장치(106).
제1항에 있어서, 압력 용기(202)는 연료 요소 챔버(200)의 내부에 배치되는, 차량용 인명 보호 수단의 활성화 장치(106).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 장치는 압력 용기(202)의 개구(302)를 통과하는 저온 가스(504)의 체적 유량을 제어하기 위한 밸브(206)를 갖는, 차량용 인명 보호 수단의 활성화 장치(106).
제3항에 있어서, 밸브(206)는 압력 용기(202)의 외부에, 그리고/또는 연료 요소 챔버(200)의 내부에 배치되는, 차량용 인명 보호 수단의 활성화 장치(106).
제3항 또는 제4항에 있어서, 밸브(206)는, 제1 밸브 위치에서는 압력 용기(202)의 하나 이상의 개구(302)에 대해 상대 운동이 가능하게 배치된, 상기 장치(106)의 피스톤(702)이 연료 요소 챔버(200) 내로의 저온 가스(504)의 방출을 허용하기 위해 개구(302)를 개방하게 하고, 제2 밸브 위치에서는 피스톤(702)이 연료 요소 챔버(200) 내로의 저온 가스(504)의 방출을 저지하기 위해 개구(302)를 폐쇄하게 하도록 형성되는, 차량용 인명 보호 수단의 활성화 장치(106).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 연료 요소 챔버(200) 및 압력 용기(202)는 각각 환형 형상을 갖는, 차량용 인명 보호 수단의 활성화 장치(106).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 연료 요소 챔버(200) 및 압력 용기(202)는 각각 원통형으로 형성되며, 개구(302)는 압력 용기(202)의 단부면에 배치되고, 방출 개구(300)는 연료 요소 챔버(200)의 단부면에 배치되는, 차량용 인명 보호 수단의 활성화 장치(106).
차량(100)용 인명 보호 시스템(102)에 있어서, 상기 인명 보호 시스템(102)은 하기 특징들, 즉
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 차량(100)용 인명 보호 수단(104)을 활성화하기 위한 장치(106)와;
상기 장치(106) 내에서 생성되는 고온 가스(502) 및/또는 저온 가스(504)에 의해 활성화되도록 하기 위해 상기 장치(106)와 연결된 인명 보호 수단(104)을 포함하는, 차량용 인명 보호 시스템(102).
차량(100)용 인명 보호 수단(104)을 활성화하기 위한 방법(900)으로서, 상기 방법(900)은 하기 단계들, 즉
인명 보호 수단(104)을 활성화하기 위해, 연료 요소(208)의 연소에 의해 고온 가스(502)를 생성하여 이 고온 가스를 연료 요소 챔버(200) 내 방출 개구(300)를 통해 인명 보호 수단(104) 내로 방출하도록, 연료 요소 챔버(200) 내에 배치된 하나 이상의 연료 요소(208)를 점화하는 단계(902)와;
상기 인명 보호 수단(104)을 계속해서 활성화하기 위해, 압력 용기(202)로부터 압축 상태의 저온 가스(504)를 압력 용기(202)의 하나 이상의 개구(302)를 통해 상기 연료 요소 챔버(200) 쪽으로 방출하는 단계(904)를 포함하는, 차량용 인명 보호 수단의 활성화 방법(900).
차량(100)용 인명 보호 수단(104)을 활성화하는 장치(106)를 제조하기 위한 제조 방법(1000)에 있어서, 상기 제조 방법(1000)은 하기 단계들, 즉
연료 요소 챔버(200), 하나 이상의 연료 요소(208), 및 압력 용기(202)를 제공하는 단계(1002)로서, 연료 요소(208)는 연소에 의해 상기 인명 보호 수단(104)을 활성화하기 위한 고온 가스(502)를 생성하도록 형성되고; 연료 요소 챔버(200)는 인명 보호 수단(104) 내로 상기 고온 가스(502)를 방출하기 위한 방출 개구(300)를 가지며; 압력 용기(202)는 압축 상태의 저온 가스(504)를 저장하도록 형성되고, 상기 저온 가스(504)를 연료 요소 챔버(200) 내로 방출하기 위한 하나 이상의 개구(302)를 갖는, 단계(1002)와,
연료 요소 챔버(200) 내에 상기 하나 이상의 연료 요소(208) 및 압력 용기(202)를 배치하는 단계(1004)를 포함하는, 차량용 인명 보호 수단의 활성화 장치를 제조하기 위한 제조 방법(1000).