KR19990030615A - 에어백과 승객 간의 거리조절 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 충돌사고시 에어백을 전개시키기 전에 시트를 전후방으로 이동시켜 에어백과 승객 간의 거리를 적절히 조절함으로써 에어백 전개시 그 팽창력에 의한 승객의 상해를 최소화시킬 수 있도록 함은 물론 에어백의 기능성을 향상시킬 수 있도록 하는 에어백과 승객 간의 거리조절장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 충격센서로부터의 충격신호에 따라 시트의 전방으로 에어백을 전개시키는 에어백 시스템을 구비한 자동차에 있어서, 시트를 전후방으로 이송시키는 시트 이송수단과, 상기 에어백과 그 시트에 착석한 승객 간의 거리를 감지하는 거리 감지수단과, 상기 충격센서로부터 충격신호가 입력되면 상기 거리감지수단으로부터 검출된 신호에 따라 상기 시트 이송수단을 구동시키는 제어모듈을 포함하는 에어백과 승객 간의 거리조절 장치 및 그에 적용된 에어백과 승객 간의 거리조절 방법을 제공한다.

Description

에어백과 승객 간의 거리조절 장치 및 그 방법

본 발명은 에어백과 승객 간의 거리조절장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시트(seat)를 전후방으로 이송시키는 시트 이송수단 및, 에어백과 그 시트에 착석한 승객의 거리를 감지하는 거리감지수단을 구비하고, 충돌사고시 상기 거리 감지수단으로부터 검출된 거리에 따라 상기 시트 이송수단을 통해 시트를 전후방으로 이송시킴으로써, 에어백 전개시 그 팽창력에 의한 승객의 상해를 최소화시킬 수 있도록 하는 동시에, 에어백의 기능성을 향상시킬 수 있도록 하는 에어백과 승객 간의 거리조절장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 운전자 또는 그 외의 승객을 시트에 고정시켜 승객의 신체 각부에 작용하는 감속도를 경감할 수 있도록 하는 시트벨트가 장착되어 있으며, 그 시트벨트는 2차 충돌 방지 또는 그 충격의 완화를 꾀하면서 승객이 자동차 밖으로 튀어 나가는 것을 방지할 수 있다.

최근 자동차에는 상기한 시트벨트와는 별도로, 충돌시에 운전자와 조향핸들 사이 또는 보조석의 승객과 인스트러먼트 패널 사이에 순간적으로 에어백(공기 주머니)을 부풀게 하여 충격으로 인한 부상을 저감시킬 수 있도록 하는 에어백 시스템(air bag system)의 장착이 보편화되어 가고 있다.

상기와 같은 에어백 시스템의 전형적인 한 예를 살펴보면, 도 1에 도시되는 바와 같이, 충돌사고에 의해 주행속도가 급격히 저하되게 되면 충격센서(130)가 접점되면서 충격신호를 발생하게 된다. 이때, 충격 신호를 인식한 전자제어모듈(110)은 뇌관(122)을 점화시켜, 가스발생제(121)를 연소시킨다. 그 연소하는 가스발생제(123)는 급속히 발생되는 질소가스를 발생하면서 에어백(124)을 팽창시키면서 패드 커버(125)의 전개부를 통해 승객 측으로 전개시킨다. 상기와 같이, 전개된 에어백(124)은 승객과 접촉하면서 충돌에 의한 충격하중을 부분적으로 흡수하고, 관성에 의해 승객의 머리와 가슴이 팽창된 에어백(124)과 충돌될 때, 에어백(124)의 질소가스는 에어백(124)에 형성된 배출공으로 급속히 배출되며 운전자의 전면부에 완충 작용하게 된다. 이에 따라, 전면 충돌시 승객에게 전달되는 충격력을 효과적으로 완충시켜 줌으로서, 2차 상해를 경감할 수 있었다.

그런데, 상기와 같은 에어백 시스템은, 급속히 발생되는 질소가스에 의해 폭발적으로 팽창되는 에어백이 강한 팽창압으로 승객의 신체에 타격을 가하게 되므로 특히, 성인에 비해 체력 약한 유아나 어린이 등은 치명상을 입게 되었다.

이에 따라, 에어백 전개시 팽창압에 따른 승객의 상해를 저감시키기 위한 에어백 시스템이 종래에 개발되었다.

상기와 같은 종래 에어백 시스템으로서는 공개특허 제 97-39610호에 기재된 방식이 알려져 있는 바, 이는 승객거동에 따른 에어백 차등 전개 시스템으로서, 전반적인 구성을 도 2 및 도 3에 도시되는 바와 같이 나타내고 있다.

도시되는 바와 같이, 종래 승객거동에 따른 에어백 차등 전개 시스템은, 시트의 승객위치 및 승객의 몸무게를 등을 기준으로 대형 에어백 또는 소형 에어백을 차등적으로 전개시키기 위한 것으로서, 크래쉬패드(204) 전면 중앙에 설치된 에어백 모듈을 대형 에어백(207) 및 소형 에어백(208)으로 분리형성하여 동일 브라켓(205)에 수용하고, 에어백 장치에서 차량의 충격을 감지하는 임팩트 센서(S1)와, 시트에 탑승한 승객의 앉은 자세 및 거동을 감지하기 위한 시트벨트 센서(S2), 몸무게 센서(S3), 초음파를 이용한 승객위치감지센서(S4) 및 시트 위치센서(S5)의 신호출력단이 도선을 통해 에어백전자제어장치(210)에 에어백전자제어장치(210)의 출력단에 각각 상기 대형 에어백(207) 및 소형 에어백(208)에 내장된 인플레이터(206, 206')를 작동시키는 구동회로(212, 212')가 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

그러나, 종래 승객거동에 따른 에어백 차등 전개 시스템은 승객의 위치와는 무관하게 에어백의 전개 위치가 항상 일정하므로, 에어백과 승객 간의 거리가 매우 근접하거나 먼 경우 에어백의 기능을 적절히 발휘할 수 없음은 물론 에어백 전개시 팽창압에 의한 승객의 상해를 효과적으로 줄일 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 충돌사고시 에어백을 전개시키기 전에 시트를 전후방으로 이동시켜 에어백과 승객 간의 거리를 적절히 조절함으로써, 에어백 전개시 그 팽창력에 의한 승객의 상해를 최소화시킬 수 있도록 함은 물론 에어백의 기능성을 향상시킬 수 있도록 하는 에어백과 승객 간의 거리조절장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 자동차 에어백 시스템의 구성을 보인 블록도

도 2는 종래 승객거동에 따른 에어백 차등 전개 시스템의 소형 에어백 장치 및 대형 에어백 장치를 보인 단면도

도 3은 종래 승객거동에 따른 에어백 차등 전개 시스템의 구성을 보인 블록도

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에어백과 승객 간의 거리조절장치를 보인 구성도

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시트 이송장치를 보인 사시도

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 동작 제어과정을 보인 순서도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 제어모듈 20 : 충격센서

30 : 에어백 모듈 41, 42 : 초음파 센서

50 : 시트 이송수단 51 : 슬라이더

53 : 가이드 레일 55 : 슬라이드 모터

56 : 리드 스크루 57 : 가이드 브라켓

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 충격센서로부터의 충격신호에 따라 시트의 전방으로 에어백을 전개시키는 에어백 시스템을 구비한 자동차에 있어서, 시트를 전후방으로 이송시키는 시트 이송수단과, 상기 에어백과 그 시트에 착석한 승객의 상반부 전면 간의 거리를 감지하는 거리 감지수단과, 상기 충격센서로부터 충격신호가 입력되면 상기 거리감지수단으로부터 검출된 신호에 따라 상기 시트 이송수단을 구동시키는 제어모듈을 포함하는 에어백과 승객 간의 거리조절 장치 및,

충격센서로부터 충격신호가 입력되었는가를 판단하는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 충격신호가 입력되었다고 판단된 경우 거리 감지수단을 통해 검출된 에어백과 시트 승객 간의 거리가 임계범위를 벗어났는가 판단하는 제2 단계와, 상기 제2 단계에서 에어백과 시트 승객 간의 거리가 임계범위를 벗어난 경우 임계범위와의 대소관계를 판단하는 제3 단계와, 상기 제3 단계에서의 판단 결과 에어백과 시트 승객 간의 거리가 임계범위보다 작은 경우 시트 이송수단을 통해 시트를 후방으로 이송시키는 제4 단계와, 상기 제3 단계에서의 판단 결과 에어백과 시트 승객 간의 거리가 임계범위보다 큰 경우 상기 시트 이송수단을 통해 시트를 전방으로 이송시키는 제5 단계를 포함하는 에어백과 승객 간의 거리조절 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따른 에어백과 승객 간의 거리조절장치는 도 4와 도 5에 도시되는 바와 같이, 충격센서(20)로부터 입력되는 충격신호에 따라 조향핸들(4)에 내장된 에어백 모듈(30)의 인플레이터(41)의 가스발생제를 연소시켜 에어백(33)을 시트(2) 전방으로 전개시키는 에어백 시스템을 구비한 자동차에 적용된 것으로, 상기 시트(2)의 하부에 설치되어 그 시트(2)를 전후방으로 이송시키는 시트 이송수단(50)과, 상기 에어백(33)과 그 시트(2)에 착석한 승객 얼굴 간의 거리를 감지하는 2개의 초음파 센서(41)(42)와, 상기 충격센서(20)로부터 충격신호가 입력되면 상기 2개의 초음파 센서(41)(42)로부터 검출된 신호에 따라 상기 시트 이송수단(50)을 구동시키는 제어모듈(10)을 포함하여 구성된다.

즉, 상기 제어모듈(10)은 상기 초음파 센서(41)(42)로부터 검출된 에어백(33)과 시트(2) 승객 간의 거리가 에어백(33) 전개시 충격완충 작용을 원활히 발휘하면서 에어백(33)의 팽창력에 의한 승객의 상해를 최소화시킬 수 있는 거리인 임계범위에서 벗어날 경우 에어백(33)을 전개시키기 전에, 상기 시트 이송수단(50)을 통해 시트(2)를 전후방향으로 이송시켜 임계범위에 맞추게 된다.

여기서, 상기 시트 이송수단(50)은 양측단부가 전후방으로 뻗으며 시트(2)의 하부면을 지지하는 슬라이더(51)와, 상기 슬라이더(51)와 결합되어 이를 전후방으로 안내되도록 차체(1)에 설치되는 가이드 레일(53)과, 회전력이 연동되는 리드 스크루(56)를 가지며 상기 가이드 레일(53)에 고정 설치된 슬라이드 모터(55)와, 상기 슬라이더(51)에 고정 설치되어 상기 리드 스크루(56)에 맞물리는 가이드 브라켓(57)으로 구성되며, 상기 리드 스크루(56)와 가이드 브라켓(57)은 볼 스크루 유니트를 적용할 수 있다.

한편, 상기 2개의 초음파 센서(41)(42)는 실내의 루프패널(3)에 전후방향으로 각각 설치되어 방사되는 초음파와 물체인 승객과 충돌 후 입사되는 초음파의 시간차를 통해 에어백(33)과 시트(2) 승객의 거리를 감지하도록 이루어진다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 작용을 도 6에 도시되는 바와 같이, 제어모듈(10)의 동작 제어과정에 따라 설명하면 다음과 같다.

우선, 상기 제어모듈(10)은 스텝 S101에서, 충격센서(20)로부터 충격신호가 입력되었는가 즉, 차량의 충돌사고가 발생하였는가를 판단하고, 그 판단 결과 차량이 충돌된 경우 스텝 S102를 진행한다. 상기 스텝 S102에서는 2개의 초음파 센서(41)(42) 통해 검출된 에어백(33)과 시트(2) 승객의 상반부 전면 즉, 얼굴 간의 거리(hl)를 검출하고, 스텝 S103을 진행하여 그 검출된 에어백(33)과 시트(2) 승객의 얼굴 간의 거리(hl)가 임계범위를 벗어났는가 판단한다.

이때, 상기 제어모듈(10)은 그 검출된 에어백(33)과 시트(2)에 착석한 승객 얼굴 간의 거리(hl)가 임계범위를 벗어나지 않은 상태로 판단될 경우에는 스텝 S107을 진행하나, 그 반대로 임계범위를 벗어난 상태로 판단될 경우에는 스텝 S104를 진행을 진행한다.

상기 스텝 S104에서는 에어백(33)과 시트(2)에 착석한 승객의 얼굴과 임계범위 간의 대소관계를 판단한 다음, 그 판단 결과 임계범위보다 에어백(33)과 시트(2)에 착석한 승객의 얼굴 간의 거리(hl)가 더 작은 경우 스텝 S105를 진행하고, 임계범위보다 에어백(33)과 시트(2)에 착석한 승객의 얼굴 간의 거리(hl)가 더 큰 경우 스텝 S106을 진행한다.

상기 스텝 S105에서는 시트 이송수단(50)을 통해 시트(2)를 임계범위가 유지토록 전방으로 이송시키며, 그 동작과정을 살펴보면 우선, 제어모듈(10)은 전기적 제어신호를 구동수단의 슬라이드 모터(55)에 인가시켜 회전 구동시킨다. 이때, 상기 슬라이드 모터(55)에 연동된 리드 스크루(56)는 동기 회전하게 되고, 시트(2)의 슬라이더(51)는 상기 리드 스크루(56)에 결합된 가이드 브라켓(57)에 의해 슬라이더(51)가 가이드 레일(53)에 슬라이드됨에 따라 전방으로 이송되면서 시트(2)를 역시 전방으로 이송시킨다. 이때의 승객은 시트(2)와 같이 전방 동기 이송되게 되어 에어백(33)과 임계범위를 유지하게 된다.

한편, 상기 스텝 S106에서는 상기 시트 이송수단(50)을 통해 시트(2)를 임계범위가 유지되도록 후방으로 이송시키며, 그 동작 과정은 슬라이드 모터(55)의 회전방향을 역으로 한 나머지가 상기 스텝 S105와 같다.

또한, 상기 제어모듈(10)은 상기한 스텝 S105 및 스텝 S106에서, 상기한 스텝 S102로 전환되어 다시 2개의 초음파 센서(41)(42) 통해 검출된 에어백(33)과 시트(2) 승객의 상반부 전면 간의 거리(hl)를 검출하고, 다시 스텝 S103 및, 스텝 S104를 진행하며, 그 진행 결과 임계범위보다 상기 재 검출된 에어백(33)과 시트(2)에 착석한 승객의 얼굴 간의 거리(hl)가 더 작은 경우 스텝 S105를 재 진행하고, 임계범위보다 에어백(33)과 시트(2)에 착석한 승객의 얼굴 간의 거리(hl)가 더 큰 경우 스텝 재 S106을 진행하여 정확한 임계범위를 유지할 때까지 순환하는 과정을 진행한다.

그 후, 상기 제어모듈(10)은 상기한 스텝 S103에서, 에어백(33)과 시트(2)에 착석한 승객 얼굴 간의 거리(hl)가 임계범위 임계범위를 벗어나지 않은 상태로 판단 될 경우 스텝 S107을 진행하여 에어백 모듈(30)의 인플레이터(41)에 점화신호를 인가시켜 에어백(33)을 적정거리(hl)에 위치한 승객으로 전개시킨다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 충돌사고시 에어백을 전개시키기 전에 시트를 전후방으로 이동시켜 에어백과 승객 간의 거리를 적절히 조절함으로써, 에어백 전개시 그 팽창력에 의한 승객의 상해를 최소화시킬 수 있도록 함은 물론 에어백의 충격완충에 따른 기능성을 향상시킬 수 있도록 하는 유용성이 있다.

또한, 본 발명은 종래 승객거동에 따른 에어백 차등 전개 시스템에서 각각 크기가 다른 복수개의 에어백과 이를 적절히 전개시키기 위해 용량의 차이를 갖는 복수개의 인플레이터를 구비함과 동시에 다수개의 센서를 구비하였던 것에 비해 전체적 구조가 비교적 단순하므로 제작 및 설치가 용이하다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 충격센서(20)로부터의 충격신호에 따라 시트(2)의 전방으로 에어백(33)을 전개시키는 에어백 시스템을 구비한 자동차에 있어서, 시트(2)를 전후방으로 이송시키는 시트 이송수단(50)과, 상기 에어백(33)과 그 시트(2)에 착석한 승객 간의 거리를 감지하는 거리 감지수단과, 상기 충격센서(20)로부터 충격신호가 입력되면 상기 거리감지수단으로부터 검출된 신호에 따라 상기 시트 이송수단(50)을 구동시키는 제어모듈(10)을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백과 승객 간의 거리조절 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 시트 이송수단(50)은 시트(2)의 하부면을 지지하는 슬라이더(51)와, 상기 슬라이더(51)와 결합되어 이를 전후방으로 안내되도록 차체(1)에 설치되는 가이드 레일(53)과, 상기 슬라이더(51)와 상기 가이드 레일(53)에 서로 연동되게 설치되어 입력되는 신호에 따라 상기 슬라이더(51)를 가이드 레일(53)을 따라 이송시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백과 승객 간의 거리조절 장치.
3. 제2 항에 있어서, 상기 구동수단은 회전력이 연동되는 리드 스크루(56)를 가지며 상기 가이드 레일(53)에 고정 설치된 슬라이드 모터(55)와, 상기 슬라이더(51)에 고정 설치되어 상기 리드 스크루(56)에 맞물리는 가이드 브라켓(57)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 에어백과 승객 간의 거리조절 장치.
4. 제1 항에 있어서, 상기 거리 감지수단은 실내의 루프패널(3)에 전후방향으로 각각 설치되는 2개의 초음파 센서(41)(42)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어백과 승객 간의 거리조절 장치.
5. 충격센서(20)로부터 충격신호가 입력되었는가를 판단하는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 충격신호가 입력되었다고 판단된 경우 거리 감지수단을 통해 검출된 에어백(33)과 시트(2)에 착석한 승객 간의 거리가 임계범위를 벗어났는가 판단하는 제2 단계와, 상기 제2 단계에서 에어백(33)과 시트(2) 착석한 승객 간의 거리가 임계범위를 벗어난 경우 임계범위와의 대소관계를 판단하는 제3 단계와, 상기 제3 단계에서의 판단 결과 에어백(33)과 시트(2) 승객 간의 거리가 임계범위보다 작은 경우 시트 이송수단(50)을 통해 시트(2)를 후방으로 이송시키는 제4 단계와, 상기 제3 단계에서의 판단 결과 에어백(33)과 시트(2) 승객 간의 거리가 임계범위보다 큰 경우 상기 시트 이송수단(50)을 통해 시트(2)를 전방으로 이송시키는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백과 승객 간의 거리조절 방법.