KR101189467B1

KR101189467B1 - 차량용 듀얼챔버 에어백의 가스압 조절시스템

Info

Publication number: KR101189467B1
Application number: KR1020100072218A
Authority: KR
Inventors: 유재행
Original assignee: 기아자동차주식회사; 현대자동차주식회사
Priority date: 2010-07-27
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2012-10-12
Also published as: KR20120010716A; US20120025497A1; US8419050B2

Abstract

순차적으로 팽창된 후 상부챔버와 하부챔버가 독립적으로 제어되는 차량용 듀얼챔버 에어백의 가스압 조절시스템이 소개된다. 이 가스압 조절시스템은 격막(110)을 통해 상부챔버(110a)와 하부챔버(110b)로 구분되는 쿠션부(100)와, 상부챔버(110a)에 가스를 제공하도록 쿠션부(100)의 상부측에 설치되는 인플레이터(200)와, 상부챔버(110a) 내의 가스를 하부챔버(110b)로 일방향 공급하기 위해 격막(110)에 형성되는 일방향 벤트조절부(300)를 포함하여 구성된다.

Description

차량용 듀얼챔버 에어백의 가스압 조절시스템{SYSTEM FOR CONTROLING GAS PRESSURE IN DUAL CHAMBER AIR-BAG FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 듀얼챔버 에어백의 가스압 조절시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 충돌시 상부챔버와 하부챔버가 순차적으로 팽창된 후 독립적으로 제어되는 차량용 듀얼챔버 에어백의 가스압 조절시스템에 관한 것이다.

일반적으로 에어백장치는 차량의 충돌 사고나 급정차와 같이, 탑승자의 신체가 앞으로 쏠리게 되는 경우, 스티어링 휠이나 인스트루먼트 패널에 탑승자가 직접 부딪히지 않도록 충격을 완충하는 역할을 한다.

도 1은 종래기술에 따른 차량용 에어백장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래기술에 따라 두 개의 벤트홀을 갖는 차량용 에어백장치를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 에어백쿠션(10)은 쿠션 프론트부(11)와 쿠션 리어부(12)를 가지며 하나의 챔버로 구성되는 쿠션부와, 전개시 쿠션부를 일정 형상으로 지지해주는 테더(20)와, 전개후 쿠션부(10) 내부의 가스를 외부로 배출시켜 탑승자에게 가해지는 충격을 분산시키는 벤트홀(30)을 구비한다.

이러한 에어백장치는 차량 충돌시 충돌감지센서가 차량 충돌을 감지하여 해당 감지신호를 ECU로 출력하고, ECU는 충격 강도에 따라 인플레이터(inflator)의 작동여부를 결정하고, ECU에 의해 인플레이터가 작동되면 인플레이터는 가스발생제를 연소시킨 후 다량의 에어백가스를 에어백쿠션 내부로 분사하여 에어백쿠션을 팽창시킨다.

그런데 이러한 종래 에어백장치의 경우, 에어백쿠션이 하나의 챔버로 구성되므로, 신 NCAP(New Car Assessment Program) 환경에서 머리부와 가슴부의 중량 차이에 따른 상대 운동으로 목 상해가 과다하게 발생되기도 하였다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 에어백장치 중에는 두 개의 벤트홀(30)이 적용되는 백 형상의 에어백쿠션(10)이 테더(20)에 의해 지지되는 구성이 제안되기도 하였다. 이 경우, 많은 양의 가스가 두 개의 벤트홀(30)을 통해 유도되므로 Head G 값이 개선되는 장점이 있지만, 신 NCAP 환경에서는 에어백쿠션의 전체 압력이 줄어들기 때문에 머리 대비 가슴의 거동이 과다해져 목 상해가 발생되는 문제가 있었다.

아울러, 종래에는 에어백쿠션의 내부 용량이 대용량으로 구성되는 기술이 제안되기도 하였다. 그런데 이러한 종래 기술의 경우 에너지 흡수율이 좋아져 더미의 가속도값을 개선할 수 있는 장점이 있지만, 신 NCAP 환경에서는 에어백쿠션이 가슴부를 압박하여 가슴부 변위값을 악화시킬 수 있는 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 상부챔버와 하부챔버의 독립적인 제어를 통해 충격으로부터 승객의 머리부와 가슴부를 효과적으로 보호할 수 있는 차량용 듀얼챔버 에어백의 가스압 조절시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 차량용 듀얼챔버 에어백의 가스압 조절시스템은, 쿠션부, 인플레이터, 일방향 벤트조절부, 액티브 벤트부 및 제어부를 포함하되, 쿠션부는 격막을 통해 상부챔버와 하부챔버로 구분되고, 인플레이터는 상기 상부챔버에 가스를 제공하도록 상기 쿠션부의 상부측에 설치되고, 일방향 벤트조절부는 상기 상부챔버 내의 가스를 상기 하부챔버로 일방향 공급하기 위해 격막에 형성되고, 액티브 벤트부는 상기 상부챔버에 형성되어 전기적 신호에 의해 개방되며, 제어부는 쿠션부의 전개 후기 상기 액티브 벤트부에 전기적 신호를 인가한다.

특히, 쿠션부의 전개 초기 상기 상부챔버 내의 가스는 상기 일방향 벤트조절부를 통해 상기 하부챔버로 일방향 이동되고, 쿠션부의 전개 후기 상기 상부챔버 내의 가스는 상기 전기적 신호에 의해 개방되는 액티브 벤트부를 통해 외부로 배출되면서 상기 상부챔버와 하부챔버가 독립적으로 제어되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 일방향 벤트조절부는 상기 격막에 형성되는 일방향 벤트홀과, 상기 일방향 벤트홀을 덮도록 양단부가 상기 하부챔버측 격막에 쏘우잉되는 플랩을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 플랩은 상기 상부챔버의 압력이 하부챔버의 압력보다 크면 압력차에 의해 상기 일방향 벤트홀을 개방하고, 상기 상부챔버의 압력이 하부챔버의 압력보다 작으면 압력차에 의해 상기 일방향 벤트홀을 폐쇄하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 다음과 같은 현저한 효과가 구현될 수 있다.

첫째, 본 발명은 독립적으로 제어되는 투 챔버로 구성됨으로써, 충격으로부터 승객의 상반신과 하반신을 효과적으로 보호할 수 있다는 이점이 있다.

둘째, 본 발명은 가스를 일방향으로 안내하는 일방향 벤트조절부를 통해 상부챔버의 압력이 낮아지더라도 하부챔버의 압력은 지속적으로 유지되도록 함으로써, 머리 대비 가슴의 거동을 줄여 목 상해의 발생을 방지할 수 있다는 이점이 있다.

셋째, 본 발명은 액티브 벤트부가 쿠션부 전개 후기에 개방됨으로써, 차량 충돌 이후 시간 추이에 따른 쿠션의 전개가 효과적으로 이루어질 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 차량용 에어백장치를 도시한 구성도.
도 2는 종래기술에 따라 두 개의 벤트홀을 갖는 차량용 에어백장치를 도시한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 듀얼챔버 에어백의 가스압 조절시스템을 도시한 구성도.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 "A"부를 확대하여 도시한 확대도.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 차량용 듀얼챔버 에어백의 가스압 조절시스템의 작동 상태를 도시한 상태도.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 듀얼챔버 에어백의 가스압 조절시스템을 나타낸 도면이고, 도 4a 및 도 4b는 도 3의 "A"부를 확대하여 나타낸 도면이다.

도 3 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 차량용 듀얼챔버 에어백의 가스압 조절시스템은, 차량 충돌시 상부챔버(110a) 및 하부챔버(110b)가 순차적으로 전개된 후, 상부챔버(110a) 내 가스압은 감소되고 하부챔버(110b) 내 가스압은 유지되도록 함으로써, 상부챔버(110a)와 하부챔버(110b)의 독립적인 제어가 구현된다.

이러한 가스압 조절시스템은 쿠션부(100), 인플레이터(200), 일방향 벤트조절부(300), 액티브 벤트부(400) 및 제어부를 포함하여 구성된다.

쿠션부(100)는 승객의 상부를 보호하기 위한 상부챔버(110a)와, 승객의 하부를 보호하기 위한 하부챔버(110b)로 구성되고, 이들 상부챔버(110a)와 하부챔버(110b) 사이에는 이들을 서로 독립적인 공간으로 구분하는 격막(110)이 마련된다. 본 실시예에서 격막(110)은 쿠션의 중간부에 위치되도록 설계되지만, 쿠션부(100)의 크기, 인플레이터(200)의 전개압력 등과 같은 주변 환경에 따라 쿠션의 상부측에 위치되거나, 하부측에 위치될 수 있다.

쿠션부(100)의 상부챔버(110a)에는 인플레이터(200)가 설치된다. 인플레이터(200)는 차량의 충돌시 가스발생제를 연소시켜 다량의 가스를 쿠션부(100)에 공급하는데, 이때, 쿠션부(100)의 전개 초기 가스 흐름이 상부챔버(110a)에서 하부챔버(110b)로 이루어지도록 상부챔버(110a)에 연통되게 연결되어야 한다.

쿠션부(100)의 격막(110)에는 일방향 벤트조절부(300)가 형성된다. 일방향 벤트조절부(300)는 상부챔버(110a) 내의 가스를 하부챔버(110b)로 일방향 공급하기 위한 것으로, 적어도 하나 이상으로 격막(110)에 관통되어 형성되는 일방향 벤트홀(310)과, 상부챔버(110a)의 팽창시 일방향 벤트홀(310)이 덮여지도록 양단부가 하부챔버(110b)측 격막(110)에 쏘우잉되는 플랩(320)으로 구성된다.

즉, 플랩(320)은 해당 양단부에 형성된 쏘잉부(321)를 통해 하부챔버(110b)측 격막(110)에 고정되는 구조로, 상부챔버(110a)의 압력이 하부챔버(110b)의 압력보다 크면, 플랩(320)과 일방향 벤트홀(310) 사이에 공간이 형성되도록 상부챔버(110a)의 가스가 플랩(320)을 하부챔버(110b)측 방향으로 밀어 일방향 벤트홀(310)을 개방시키고, 상부챔버(110a)의 압력이 하부챔버(110b)의 압력보다 작으면, 하부챔버(110b)의 가스가 플랩(320)을 상부챔버(110a)측 방향으로 밀어 일방향 벤트홀(310)을 폐쇄한다.

쿠션부(100)의 상부챔버(110a)에는 액티브 벤트부(400)가 마련된다. 액티브 벤트부(400)는 전기적 신호에 의해 개방되는 구조로, 전개 초기 닫힌 상태를 유지하여 인플레이터(200)에서 유입되는 가스에 의해 상부챔버(110a)가 팽창해지도록 하고, 전개 후기 제어부의 전기적 신호에 의해 개방되면서 상부챔버(110a) 내의 가스를 외부로 배출시킨다. 액티브 벤트부(400)로는 제어부의 전기적 신호에 의해 개폐가 이루어지는 통상의 전자제어 밸브가 사용될 수 있다.

여기서, 제어부는 통상의 ECU를 포함하는 개념으로, 차량 충돌시 충돌감지센서에서 감지된 감지신호를 통해 인플레이터(200)의 작동여부를 결정하고, 전개 후기 액티브 벤트부(400)에 전기적 신호를 인가하여 액티브 벤트부(400)가 개방되도록 한다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 차량용 듀얼챔버 에어백의 가스압 조절시스템의 작동 상태를 나타낸 도면이다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 차량 충돌시 충돌감지센서로부터 감지신호가 감지되면, 제어부는 인플레이터(200)를 작동시켜 쿠션부(100)의 상부챔버(110a)를 팽창시킨다. 이때, 액티브 벤트부(400)는 닫힌 상태가 유지되고 일방향 벤트조절부(300)는 개방된 상태가 유지되므로, 상부챔버(110a)의 일부 가스는 일방향 벤트조절부(300)를 통해 하부챔버(110b)로 이동된다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 전개 초기 상부챔버(110a) 내로 유입되는 가스 양이 많아지면, 일방향 벤트조절부(300)를 통해 하부챔버(110b)로 이동되는 가스 양도 많아지게 되고, 결국, 상부챔버(110a) 내의 가스압과 하부챔버(110b) 내의 가스압이 같아지면서 격막(110)의 일방향 벤트홀(310)은 플랩(320)에 의해 폐쇄되고, 이와 동시에, 상부챔버(110a)와 하부챔버(110b)는 각각 독립적으로 구분된다.

도 5c에 도시된 바와 같이, 전개 후기 제어부의 전기적인 신호가 액티브 벤트부(400)에 전달되면, 액티브 벤트부(400)는 전기적 신호에 의해 개방되는데, 이때, 상부챔버(110a) 내의 가스는 개방된 액티브 벤트부(400)를 통해 외부로 배출된다.

이와 같이, 본 발명에 의한 가스압 조절시스템의 경우, 상부챔버의 압력이 낮아지더라도 하부챔버의 압력은 지속적으로 유지되는 독립 제어를 통해 머리 대비 가슴의 거동을 줄여 목 상해의 발생을 방지할 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 에어백쿠션의 전체 압력이 줄어들어 머리 대비 가슴의 거동이 과다해져 목 상해가 발생되는 종래 기술의 문제점을 본 발명은 해결할 수 있는 것이다.

상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100 :쿠션부 200 :인플레이터
300 :일방향 벤트조절부 310 :일방향 벤트홀
320 :플랩 400 :액티브 벤트부

Claims

격막(110)을 통해 상부챔버(110a)와 하부챔버(110b)로 구분되는 쿠션부(100);
상기 상부챔버(110a)에 가스를 제공하도록 상기 쿠션부(100)의 상부측에 설치되는 인플레이터(200); 및
상기 상부챔버(110a) 내의 가스를 상기 하부챔버(110b)로 일방향 공급하기 위해 격막(110)에 형성되는 일방향 벤트조절부(300)를 포함하여 구성되며,
상기 상부챔버(110a)에 형성되어 전기적 신호에 의해 개방되는 액티브 벤트부(400)와, 쿠션부(100)의 전개 후기 상기 액티브 벤트부(400)에 전기적 신호를 인가하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 듀얼챔버 에어백의 가스압 조절시스템.
삭제
청구항 1에 있어서,
쿠션부(100)의 전개 초기 상기 상부챔버(110a) 내의 가스는 상기 일방향 벤트조절부(300)를 통해 상기 하부챔버(110b)로 일방향 이동되고, 쿠션부(100)의 전개 후기 상기 상부챔버(110a) 내의 가스는 상기 전기적 신호에 의해 개방되는 액티브 벤트부(400)를 통해 외부로 배출되면서 상기 상부챔버(110a)와 하부챔버(110b)가 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 듀얼챔버 에어백의 가스압 조절시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 일방향 벤트조절부(300)는 상기 격막(110)에 형성되는 일방향 벤트홀(310)과, 상기 일방향 벤트홀(310)을 덮도록 양단부가 상기 하부챔버(110b)측 격막(110)에 쏘우잉되는 플랩(320)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 듀얼챔버 에어백의 가스압 조절시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 플랩(320)은 상기 상부챔버(110a)의 압력이 하부챔버(110b)의 압력보다 크면 압력차에 의해 상기 일방향 벤트홀(310)을 개방하고, 상기 상부챔버(110a)의 압력이 하부챔버(110b)의 압력보다 작으면 압력차에 의해 상기 일방향 벤트홀(310)을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 차량용 듀얼챔버 에어백의 가스압 조절시스템.