KR20210093697A - 자동차 후방 추돌시 탑승자 목 보호 시스템 - Google Patents

자동차 후방 추돌시 탑승자 목 보호 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 후방 추돌시 탑승자의 목을 보호하기 위한 시스템에 관한 것으로, 상세하게는, 자동차 시트의 등받이와 머리받침대 사이에 에어백이 내장된 에어백 모듈을 설치하여 평상시에는 탑승자(운전자)의 목덜미 부위를 편안하게 받쳐주고, 자동차 사고로 인해 후방에 강한 추돌이 발생할시에는 내장된 에어백이 작동하여 탑승자의 목을 보호하는 자동차 후방 추돌시 탑승자 목 보호 시스템에 관한 것이다.

Description

자동차 후방 추돌시 탑승자 목 보호 시스템{SYSTEM FOR PROTECTING THE OCCUPANT'S NECK WHEN A VEHICLE CRASH FROM BEHIND}
본 발명은 자동차 후방 추돌시 탑승자의 목을 보호하기 위한 시스템에 관한 것으로, 상세하게는, 자동차 시트의 등받이와 머리받침대 사이에 에어백이 내장된 에어백 모듈을 설치하여 평상시에는 탑승자(운전자)의 목덜미 부위를 편안하게 받쳐주고, 자동차 사고로 인해 후방에 강한 추돌이 발생할시에는 내장된 에어백이 작동하여 탑승자의 목을 보호하는 자동차 후방 추돌시 탑승자 목 보호 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차에는 주행이나 정차시 발생하는 각종 사고로부터 탑승자(운전자)를 보호하기 위한 안전벨트와 에어백이 설치되어 있다. 이중 에어백은 보통 운전대와 각 도어측에 설치되어 자동차의 전방이나 측면 충돌시에는 효과적으로 탑승자를 보호할 수는 있으나 자동차의 후방 추돌시에는 그 효과가 미흡한 실정에 있다.
이러한 문제점을 감안하여 안전벨트가 구비된 자동차 시트에는 등받이 상단에 탑승자의 머리를 받쳐주는 머리받침대(헤드 레스트)가 구비되어 주행시 탑승자의 머리를 받쳐주어 장시간 운전에도 편안함을 제공하는 한편, 후방 추돌시에는 머리가 급격하게 뒤로 젖혀지는 것을 방지하여 목 부상 등을 최소화하도록 구성되어 있다.
그러나, 자동차의 후방 추돌시 탑승자의 머리와 머리받침대 사이의 간격이 가까운 경우에는 머리받침대가 어느 정도 목 부상을 방지할 수는 있으나, 탑승자가 머리받침대에서 멀리 떨어져 있는 자세에서 추돌 사고가 발생하는 경우에는 머리받침대가 머리를 안정적으로 지지하지 못하기 때문에 심한 목 부상 등이 야기될 수 있다.
이와 같이, 종래기술과 같이, 자동차 시트에 설치된 머리받침대만으로는 자동차의 후방 추돌시에 탑승자의 목 부상을 안정적으로 방지하는데 한계가 있기 때문에 이를 보완하여 자동차의 후방 추돌시 보다 안전하게 운전자 및 탑승자의 목이 급격하게 뒤로 젖혀지는 것을 방지하여 목 부상을 방지할 수 있는 기술개발이 필요하다.
KR 20-1996-0028726 U, 1996. 09. 17. KR 20-0324069 Y1, 2003. 08. 08. KR 20-2012-0003639 U, 2012. 05. 25.
따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 자동차 시트의 등받이와 머리받침대 사이에 에어백이 내장된 에어백 모듈을 설치하여 평상시에는 탑승자(운전자)의 목덜미와 머리 부위를 편안하게 받쳐주고, 자동차 사고로 인해 후방에 강한 추돌이 발생할시에는 내장된 에어백이 작동하여 탑승자의 목을 보호하는 자동차 후방 추돌시 탑승자 목 보호 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 자동차 시트의 등받이와 머리받침대 사이에 설치되고, 평상시에는 상기 자동차 시트에 착석한 탑승자의 목덜미 부위를 편안하게 지지하고, 자동차 후방 추돌시에는 내장된 에어백을 팽창시켜 탑승자의 목 부위를 충격으로부터 보호하는 에어백 모듈; 자동차 후방 추돌을 감지하는 충격 센서부; 및 상기 충격 센서부의 감지신호를 제공받아 상기 에어백 모듈을 동작시키는 에어백 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 후방 추돌시 탑승자 목 보호 시스템을 제공한다.
바람직하게, 상기 에어백 모듈은 상기 자동차 시트의 등받이와 머리받침대 사이에 설치된 하우징; 상기 하우징의 전면부를 덮도록 설치되어 탑승자의 목덜미 부위를 편안하게 지지하는 커버; 상기 하우징의 내부에 내장된 에어백; 및 상기 하우징의 내부에 내장되고, 상기 에어백 제어모듈의 동작신호에 응답하여 상기 에어백을 팽창시키는 팽창기를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 커버는 평상시 탑승자의 목덜미 부위를 편안하고 안락하게 받쳐주도록 쿠션재로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 충격 센서부는 자동차의 후방측 범퍼의 내측에 설치된 복수 개의 제1 충격센서와, 상기 후방측 범퍼와 일정 간격으로 이격 설치된 자동차의 차체의 후면부에 상기 제1 충격센서에 대응하여 설치된 복수 개의 제2 충격센서를 포함하고, 상기 제1 및 제2 충격센서는 후방 추돌 발생시 그 충격으로 인해 상기 후방측 범퍼가 전방측으로 밀려나 상기 차체의 후면부에 접촉되면, 감지신호를 생성하여 상기 에어백 제어모듈로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게, 상기 에어백 제어모듈은 자동차 후방 추돌시 상기 충격 센서부로부터 감지된 감지신호를 수신하는 신호 수신부; 상기 신호 수신부에 수신된 감지신호를 토대로 충격량을 분석하는 충격량 분석부; 상기 충격량과 기설정된 동작 최소값을 비교하여 상기 충격량이 상기 동작 최소값을 초과하는 경우 상기 에어백 모듈의 동작을 결정하는 에어백 동작 결정부; 및 상기 에어백 동작 결정부에 따라 상기 에어백 모듈의 동작신호를 발생하는 동작신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차 후방 추돌시 탑승자 목 보호 시스템에 따르면, 자동차 시트의 등받이와 머리받침대 사이에 에어백이 내장된 에어백 모듈을 설치하여 평상시에는 탑승자(운전자)의 목덜미와 머리 부위를 편안하고 안락하게 받쳐주어 장시간 운전시 피로도를 줄여주고, 자동차 사고로 인해 후방에 강한 추돌이 발생할시에는 내장된 에어백이 작동하여 탑승자의 목을 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 후방 추돌시 탑승자 목 보호 시스템을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 에어백 모듈의 비동작 상태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 에어백 모듈의 동작 상태를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 에어백 제어모듈을 도시한 블럭도.
도 5는 본 발명에 따른 충격 센서부의 설치 위치를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 에어백 모듈의 동작과정을 도시한 도면.
도 7은 평상시, 에어백 모듈의 사용예를 도시한 도면.
도 8은 후방 추돌시, 에어백 모듈이 동작하는 상태를 도시한 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작과 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 후방 추돌시 탑승자 목 보호 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자동차 후방 추돌시 탑승자 목 보호 시스템은 자동차 시트(10)의 등받이(11)와 머리받침대(12) 사이에 설치되어 자동차의 강한 후방 추돌시 탑승자의 목 부상을 방지하는 에어백 모듈(20)을 포함한다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 에어백 모듈을 간략하게 도시한 도면들로서, 도 2는 에어백 모듈의 비동작 상태의 도면이고, 도 3은 에어백 모듈의 동작 상태의 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 에어백 모듈(20)은 그 구조 및 형상은 제한을 두지 않고, 자동차 시트(10)의 등받이(11)와 머리받침대(12) 사이에 간편하게 설치되는 한편, 평상시 탑승자의 목덜미 부위를 보다 편안하게 안락하게 지지할 수 있도록 목덜미에 대응하는 오목한 홈을 갖는 쿠션재 등으로 이루어질 수 있다.
이러한 에어백 모듈(20)은 도 2와 같이, 자동차 시트(10)의 등받이(11)와 머리받침대(12) 사이에 장착된 하우징(21)과, 하우징(21)의 전면부를 덮도록 설치되어 탑승자의 목덜미 부위를 편안하게 지지하는 커버(22)와, 하우징(21)의 내부에 내장된 에어백(23)과, 에어백(23)의 후방측으로 하우징(21)의 내부에 내장되고 에어백(23)을 팽창시켜 커버(22)를 통해 전방으로 팽창시키는 팽창기(24)를 포함한다.
하우징(21)은 도 2 및 도 3에 도시된 구조 및 형상에 제한을 두지 않고, 자동차 시트(10)의 등받이(11)와 머리받침대(12) 사이의 공간에 안정적으로 장착될 수 있는 구조로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 머리받침대(12)를 등받이(11)에 연결하는 연결대(머리받침대의 높낮이 조정을 위한 연결대)(미도시)에 장착될 수 있다.
커버(22)는 하우징(21)의 개방된 전면부에 설치되어 개방된 하우징(21)의 전면부를 밀폐한다. 이러한 커버(22)는 평상시 탑승자의 목덜미가 지지되는 부위로서, 편안함과 안락함을 주기 위해 베개와 같이 부드러운 쿠션재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 가죽이나 섬유와 같은 외피로 이루어지고, 상기 외피 내부에 솜과 같은 쿠션재나 고무 또는 실리콘 등과 같은 탄성재가 내장된 구조로 이루어질 수도 있다.
또한, 커버(22)는 탑승자의 목덜미를 편안하게 지지하기 위해 목덜미에 대응하여 탑승자의 목덜미가 지지되는 부위가 오목하거나 혹은 볼록한 형상으로 이루어질 수 있다.
이러한 커버(22)는 후방 추돌시 에어백(23)이 팽창기(24)를 통해 팽창할 때 발생하는 강한 압력에 의해 터져 하우징(21)으로부터 분리되거나, 커버(22)의 중앙에 슬릿홈과 같은 홈이 형성되어 있고, 이 슬릿홈이 강한 압력에 의해 터지는 방식으로 에어백(23)이 외부로 팽창하여 탑승자의 목덜미를 안정적으로 지지할 수도 있다.
팽창기(24)는 도 3과 같이, 충격 센서부(40)를 매개로 에어백 제어모듈(30)을 통해 동작하여 에어백(23)을 팽창시킨다. 예를 들어, 팽창기(24)는 동작시 순간적으로 질소기체를 에어백(23)의 내부로 주입하는 방식으로 에어백(23)을 팽창시킬 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 에어백 제어모듈을 설명하기 위해 도시한 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 에어백 제어모듈(30)은 자동차 후방 추돌시 충격 센서부(40)로부터 감지된 감지신호를 수신하는 신호 수신부(31)와, 신호 수신부(31)에 수신된 감지신호를 토대로 충격량(충격세기)을 분석하는 충격량 분석부(32)와, 충격량 분석부(32)로부터 분석된 충격량과 설정된 동작 최소값을 비교하여 에어백 동작여부를 결정하는 에어백 동작 결정부(33)와, 에어백 동작 결정부(33)에 따라 에어백 모듈(20)의 동작신호를 발생하는 동작신호 발생부(34)를 포함한다.
충격량 분석부(32)는 신호 수신부(31)를 통해 수신된 충격 센서부(40)의 감지신호를 토대로 현재 후방 추돌시 충격량을 산출하고, 에어백 동작 결정부(33)는 충격량 분석부(32)로부터 산출된 충격량과 기설정된 에어백 동작 최소값을 비교하여 산출된 충격량이 에어백 동작 최소값을 초과하는 경우 동작신호 발생부(34)를 통해 에어백 모듈(20)을 동작하는 동작신호, 예를 들면 펄스신호를 생성하여 출력한다.
동작신호 발생부(34)는 에어백 동작 결정부(33)에 의해 에어백 모듈(20)의 동작이 결정되면, 에어백 모듈(20)의 팽창기(24)를 동작시키는 동작신호를 생성한다.
에어백 모듈(20)의 팽창기(24)는 동작신호 발생부(34)의 동작신호에 응답하여 동작되어 에어백(23)으로 질소가스를 순간적으로 공급하여 에어백(23)을 팽창시킨다.
한편, 에어백 제어모듈(30)은 에어백 모듈(20)과 별도로 자동차 내에 설치될 수 있다. 예를 들어, 자동차 시트(10) 또는 대시보드 등에 설치될 수 있다. 이외에도, 에어백 모듈(20)의 하우징(21)의 내부에 내장될 수도 있다. 또는 자동자 전자 제어장치(Electronic Control Unit, ECU) 내에 프로그램화되는 방식으로 구현될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 충격 센서부의 설치 위치를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 충격 센서부(40)는 후방 추돌을 감지하는 감지센서로서 다양한 센서를 사용할 수 있다. 예를 들어, 비접촉센서 또는 접촉센서를 사용할 수 있다.
본 발명에서 충격 센서부(40)는 접촉센서를 사용한다. 예를 들어, 도 5와 같이, 자동차의 후방측 범퍼(1)의 내측에 설치된 제1 충격센서(41)와, 제1 충격센서(41)에 대향하도록 자동차의 차체(2)의 후면부에 설치된 제2 충격센서(42)를 포함한다.
제1 및 제2 충격센서(41, 42)는 각각 복수 개가 일정 간격으로 서로 대향하거나, 혹은 엇갈리도록 설치될 수 있다. 이들은 각각 독립적으로 동작하거나, 혹은 서로 접촉되는 경우에만 감지신호를 생성하여 에어백 제어모듈(30)로 전송할 수 있다.
도 5와 같이, 자동차는 구조적으로 차체(2)의 후면부에 후방측 범퍼(1)가 조립된 상태에서 이들(1, 2) 사이는 서로 일정 거리(L) 만큼 이격된다. 이 때문에 이들(1, 2) 사이에는 빈 공간이 형성됨에 따라 후방 추돌 발생시 그 충격으로 인해 후방측 범퍼(1)가 전방측으로 밀려나 차체(2)의 후면부에 접촉되고, 제1 및 제2 충격센서(41, 42) 각각, 혹은 이들이 동시에 이를 감지하여 감지신호를 생성하게 된다.
본 발명에서는, 후방 추돌시 충격량이 작은 경우에는 에어백 모듈(20)이 동작되지 않도록 하고, 강한 추돌시에만 에어백 모듈(20)이 동작되도록 제어할 수 있다.
즉, 에어백 제어모듈(30)의 충격량 분석부(32)를 통해 소프트웨어적으로 후방 추돌시 충격량을 분석하여 소정 크기 이상일 때만 에어백을 동작시키거나, 혹은 하드웨어적인 방식으로 후방측 범퍼(1)가 전방측으로 밀려나 제1 충격센서(41)가 차체(2)의 후면부에 구비된 제2 충격센서(42)에 접촉되는 경우에만 동작시킬 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 에어백 모듈의 동작과정을 도시한 도면이고, 도 7은 평상시에 사용예이고, 도 8은 후방 추돌시 에어백 모듈이 동작하는 상태를 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7과 같이, 자동차 시트(10)에 착석한 상태에서, 평상시에는 등받이(11)와 머리받침대(12) 사이에 설치된 에어백 모듈(20)이 탑승자(P)의 목덜미 부위를 안정적으로 받쳐줌으로써 장시간 운전에도 운전자나 탑승자에게 편안함을 제공할 수 있다.
도 6 및 도 8과 같이, 자동차의 후방에서 추돌이 발생하면, 제1 및 제2 충격센서(41, 42)를 포함하는 충격 센서부(40)를 통해 신속하게 이를 감지하여 에어백 제어모듈(30)로 감지신호를 전송하고, 에어백 제어모듈(30)은 충격 센서부(40)의 감지신호에 응답하여 팽창기(24)를 통해 에어백(23)을 팽창시켜 탑승자를 보호한다.
이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
1 : 후방측 범퍼 2 : 차체
10 : 자동차 시트 11 : 등받이
12 : 머리받침대 20 : 에어백 모듈
21 : 하우징 22 : 커버
23 : 에어백 24 : 팽창기
30 : 에어백 제어모듈 31 : 신호 수신부
32 : 충격량 분석부 33 : 에어백 동작 결정부
34 : 동작신호 발생부 40 : 충격 센서부
41 : 제1 충격센서 42 : 제2 충격센서

Claims (5)

  1. 자동차 시트의 등받이와 머리받침대 사이에 설치되고, 평상시에는 상기 자동차 시트에 착석한 탑승자의 목덜미 부위를 편안하게 지지하고, 자동차 후방 추돌시에는 내장된 에어백을 팽창시켜 탑승자의 목 부위를 충격으로부터 보호하는 에어백 모듈;
    자동차 후방 추돌을 감지하는 충격 센서부; 및
    상기 충격 센서부의 감지신호를 제공받아 상기 에어백 모듈을 동작시키는 에어백 제어모듈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 후방 추돌시 탑승자 목 보호 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어백 모듈은,
    상기 자동차 시트의 등받이와 머리받침대 사이에 설치된 하우징;
    상기 하우징의 전면부를 덮도록 설치되어 탑승자의 목덜미 부위를 편안하게 지지하는 커버;
    상기 하우징의 내부에 내장된 에어백; 및
    상기 하우징의 내부에 내장되고, 상기 에어백 제어모듈의 동작신호에 응답하여 상기 에어백을 팽창시키는 팽창기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 후방 추돌시 탑승자 목 보호 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 커버는 평상시 탑승자의 목덜미 부위를 편안하고 안락하게 받쳐주도록 쿠션재로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차 후방 추돌시 탑승자 목 보호 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 충격 센서부는 자동차의 후방측 범퍼의 내측에 설치된 복수 개의 제1 충격센서와, 상기 후방측 범퍼와 일정 간격으로 이격 설치된 자동차의 차체의 후면부에 상기 제1 충격센서에 대응하여 설치된 복수 개의 제2 충격센서를 포함하고, 상기 제1 및 제2 충격센서는 후방 추돌 발생시 그 충격으로 인해 상기 후방측 범퍼가 전방측으로 밀려나 상기 차체의 후면부에 접촉되면, 감지신호를 생성하여 상기 에어백 제어모듈로 전송하는 것을 특징으로 하는 자동차 후방 추돌시 탑승자 목 보호 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어백 제어모듈은,
    자동차 후방 추돌시 상기 충격 센서부로부터 감지된 감지신호를 수신하는 신호 수신부;
    상기 신호 수신부에 수신된 감지신호를 토대로 충격량을 분석하는 충격량 분석부;
    상기 충격량과 기설정된 동작 최소값을 비교하여 상기 충격량이 상기 동작 최소값을 초과하는 경우 상기 에어백 모듈의 동작을 결정하는 에어백 동작 결정부; 및
    상기 에어백 동작 결정부에 따라 상기 에어백 모듈의 동작신호를 발생하는 동작신호 발생부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 후방 추돌시 탑승자 목 보호 시스템.
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