KR100196082B1 - 벨트 착용 및 무게에 따라서 작동되는 자동차의 에어 백 구동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 탑승객의 종류에 따라서 그리고 탑승객이 시트 벨트를 착용했는지 여부에 따라서 2중 에어 백이 선택적으로 작동가능한 에어 백 구동 장치에 관한 것이다. 본 발명의 구성은, 자동차 탑승객의 시트 벨트 착용 여부와, 탑승객이 성인 또는 어린이인지 여부에 따라 에어 백이 다단계로 동작하는 자동차의 에어 백 구동 장치에 있어서, 탑승객이 시트의 벨트를 착용했는지를 감지하는 시트 벨트 센서와, 시트 바닥에 다수의 셀로 설치되어 각 셀에서 감지된 압력 센서를 통해서 시트 전체에 가해지는 무게를 감지하는 무게 감지 센서와, 상기 무게 감지 센서 후단에 접속되어 탑승객의 무게에 따라 성인 또는 어린이 여부를 판단하는 인터페이스와, 상기 인터페이스 후단과 시트 벨트 센서 후단에 접속되어 현재 시트에 탑승한 승객의 상태를 분석하여 다단으로 구성된 에어 백 셀을 일부 또는 전부를 작동시킬 것인지를 판단하여 구동하는 SDM 소자와, 상기 SDM 소자 후단에 접속되며 다단의 셀로 구성되어 상기 SDM 구동 신호에 따라서 선택적으로 작동이 가능한 에어 백을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

벨트 착용 및 무게에 따라서 작동되는 자동차의 에어 백 구동 장치.

본 발명은 자동차의 에어 백 구동 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 탑승객의 종류에 따라서 그리고 탑승객이 시트 벨트를 착용했는지 여부에 따라서 다단계 에어 백이 선택적으로 작동가능한 에어 백 구동 장치에 관한 것이다.

차량에 장착되는 에어 백 시스템은 챠량의 충돌시에 운전자와 스티어링 휠 사이 또는 조수석의 승객과 인스트루먼트 패널 사이에 순간적으로 에어백(공기 주머니)을 부풀게 하여 부상을 최소한으로 줄이기 위한 장치이다. 운전자용은 스티어링 휠에 장착되어 있으며, 시트 벨트를 장착하고 있지 않는 운전자를 생각해서 대형 에어 백을 사용하는 시스템과 3점식 벨트의 장착을 전제로 한 SRS 에어 백 시스템이라고 불리우는 2종류가 있다. 또 에어 백을 부풀게 하는 방식에는 충돌시 센서가 전기적으로 감지하여 인플레이터에 통전. 착화하는 전기식과 감지장치가 충돌을 검지하고 격침이 점화제를 발화시키는 기계식이 있다.

이와같은 에어 백 구동 장치에서 차량의 충격으로 에어 백이 일단 구동되면 성인이나 어린이나 구별없이 일정한 속도와 압력으로 작동하게된다. 에어 백이 동작하는 시간은 0.03초의 극히 짧은 시간에 이루어지며, 그 속도는 시속 약 320 킬로미터에 이른다. 따라서 순식간에 매우 큰 충격이 승객에게 가해짐을 알수 있다. 보통 에어 백은 동작할 때 성인 승객의 가슴이나 상체를 향해서 돌출해서 상체가 스티어일 휠이나 인스트루먼트 패널에 충돌하는 것을 방지하게 된다. 그런데 어린이의 경우에는 성인에 비해서 키가 작으므로 에어 백이 돌출하여 에어 백과 충돌하는 위치가 가슴이 아니라 머리 부분이 된다. 따라서 어린이가 탑승한 상태에서 에어 백이 작동하게 되면 전방으로 부터 고속으로 머리 부분에 충격을 가하게 되며 승객인 어린이는 순간적으로 관성에 의해서 전방으로 몸이 치우치므로, 어린이의 목이 부러지는 예가 비일비재하게 발생한다.

또한, 탑승객이 안전 벨트를 착용했을 때와 그렇지 않을때는 에어 백에 의해서 받는 충격이 다르다. 말하자면, 승객이 안전 벨트를 착용했을 때는 차량이 충돌 등의 충격을 받아도 관성에 의해서 전방으로 치우침이 덜하게 된다. 그러나 안전 벨트를 착용하지 않은 상태에서 충돌시 충격을 받으면 관성이 그대로 작용하여 승객은 고속으로 전방으로 쏠리게 된다. 이때 에어 백이 전방에서 고속으로 돌출되면 그 충격을 승객의 몸이 그대로 흡수하여 그 상해정도가 심각해 진다.

따라서 시트에서 승객이 성인인지 어린이인지를 감지해서 어린이가 탑승했을 때는 이를 인지하여 에어백의 크기를 줄이고 그 돌출 속도를 감속시킬수 있다면 야기될 수 있는 문제를 사전에 방지할 수 있을 것이다.

또한 승객이 안전 벨트를 현재 착용하였는지를 감지하여 안전 벨트를 착용하지 않았을 경우 충격시 에어 백이 더 작게 그리고 더 저속으로 돌출하게 하므로 승객이 에어 백과의 충돌로 인해 상해를 입는 것을 최소한으로 방지할 수 있을 것이다.

이러한 의도가 관철되기 위해서는 먼저 에어 백이 적어도 두 개 또는 그 이상으로 이루어진 다단계 에어 백이 필요하다. 상기 에어 백은 필요에 의해서 모두 작동시킬수도 있고 개별적으로 작동시킬수도 있어야 한다.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 승객의 체중에 따라서 성인인지 어린이인지를 판별하여 어린이일 경우에는 다단계로 작동하는 에어 백의 일부만 작동하게 하여 승객에게 가해지는 충격을 감소시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또다른 목적은, 승객이 안전 벨트를 착용하였는지 여부를 판단하여 벨트를 착용하지 않았을 경우에는 다단계로 작동하는 에어 백을 일부만 작동하게 하여 승객에게 가해지는 충격을 감소시키는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 보면, 자동차 탑승객의 시트 벨트 착용 여부와, 탑승객이 성인 또는 어린이인지 여부에 따라 에어 백이 다단계로 동작하는 자동차의 에어 백 구동 장치에 있어서, 탑승객이 시트의 벨트를 착용했는지를 감지하는 시트 벨트 센서와, 시트 바닥에 다수의 셀로 설치되어 각 셀에서 감지된 압력 센서를 통해서 시트 전체에 가해지는 무게를 감지하는 무게 감지 센서와, 상기 무게 감지 센서 후단에 접속되어 탑승객의 무게에 따라 성인 또는 어린이 여부를 판단하는 인터페이스와, 상기 인터페이스 후단과 시트 벨트 센서 후단에 접속되어 현재 시트에 탑승한 승객의 상태를 분석하여 다단계로 구성된 에어 백 셀을 일부 또는 전부를 작동시킬 것인지를 판단하여 구동하는 SDM 소자와, 상기 SDM 소자 후단에 접속되며 다단의 셀로 구성되어 상기 SDM 구동 신호에 따라서 선택적으로 작동이 가능한 다단 에어 백을 포함하는 벨트 착용 및 무게에 따라서 작동되는 자동차의 에어 백 구동 장치에 의해서 이루어진다.

또한 상기 무게 감지 센서는 시트 바닥을 다수의 셀로 분리하여 압력을 감지한 셀의 수를 계수하므로 탑승객이 성인인지 어린이인지 여부를 감지하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 장치는 시트 벨트 센서에서 벨트가 착용되지 않았음을 감지하거나, 무게 감지 센서에서 어린이가 탑승했음을 감지하게 되면 이중 에어 백 셀중 하나 또는 일부만이 작동하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 에어 백 구동 장치를 개략적으로 도시한 블록도

도 2는 본 발명의 무게 감지 시트가 각 셀로 구획되어 있음을 도시한 도면

도 3은 본 발명의 SDM 소자의 내부중 일부를 간략히 도시한 도면

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 시트 벨트 센서 20 : 무게 감지 센서

30 : 인터페이스 40 : SDM

50 : 에어 백 60 : 전원

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 에어 백 구동 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다. 도면에서 볼 수 있듯이 시트 벨트 센서(10)는 SDM(40) 소자에 접속되어 있어 벨트가 체결되어 있는지를 감지하여 그 체결 여부를 SDM 소자에 전달한다. 상기 시트 벨트가 체결되어 있으면 탑승자가 안전 벨트를 착용하고 있는 것으로 간주한다.

상기 SDM(40) 소자에는 또한 인터페이스(30)를 경유해서 무게 감지 센서(20)가 접속된다. 상기 무게 감지 센서는 전술된 바와 같이 시트에 앉은 사람이 성인인지 어린이인지를 판별하기 위한 것이다. 그 방법은 다음과 같다.

도 2 에는 본 발명의 무게 감지 시트가 각 셀로 구획되어 있음을 도시한 도면이다. 도면에서 볼 수 있듯이, 시트 바닥은 다수개의 셀로 나누어져 있는데 각 셀은 상부에서 가해지는 압력을 감지하여 도 1의 인터페이스(30)에 전달한다. 상기 인터페이스(30)에서는 이때 전달된 각 셀의 압력 신호를 받아서 현재 성인이 시트에 앉았는지 또는 어린이가 앉았는지를 판단하게 된다. 그 방법은 다양하게 설정할 수 있으나, 일예를 보면, 압력을 받는 셀의 수를 계수하는 것이다. 예를 들어 성인이 시트에 앉았을 때에는 전체 셀의 3분의 2 이상에서 압력을 감지하였을 때라고 가정하고, 그 이하의 셀이 압력을 감지하게 되면 이는 어린이가 시트에 앉았을 때라고 가정할수 있다. 또는 각 셀에 가해지는 압력을 가산해서는 시트에 앉은 사람의 전체 무게를 산정해서 성인인지 또는 어린이인지를 판단하는것도 가능하다. 이와같이 각 셀에서 감지한 무게 신호를 받아서 이를 판단하는데 인터페이스(30)가 사용된다. 상기 인터페이스에서는 전술된 바와같이, 무게를 감지한 셀이 몇 개인지 또는 각 셀에서 감지한 개별 압력 신호를 가산하여 전체 압력을 산정하는 일을 수행할 수 있다. 이처럼 인터페이스를 통해서 현재 탑승한 승객이 성인인지 또는 어린이인지가 결정되면 이러한 정보는 다음단인 SDM(40)으로 전달된다.

이제 시트 벨트 센서(10)와 무게 감지 센서(20)를 통해서 감지된 정보는 SDM(40) 소자에서 종합된다. 상기 소자는 각 센서에서 감지한 신호를 분석해서 각 신호가 두 개의 시트 백 셀중 하나만 작동시켜야 하는지 또는 두 개 모두를 작동시켜야하는지를 결정하여 출력한다. 즉, 도 3에 도시된 바와같이 SDM의 논리 회로(60)를 통해서 NOR 게이트 입력단에는 하나의 시트 백 셀 만이 작동되는 신호가 발생하게 된다. 말하자면, NOR 게이트의 입력 상단에는 시트 벨트 센서를 통해서 승객이 벨트를 착용하지 않았음을 감지했을 때 하이 신호가 들어온다. 또한 상기 NOR 게이트의 입력 하단에는 무게 감지 센서를 통해서 승객의 무게가 어린이임을 판단했을 때 하이 신호가 들어온다. 이와같이 들어온 두 신호는 NOR 게이트에서 부정 논리합이 되어 둘중 어느 조건만 만족해도 출력이 로우가 되고 시트 백은 두 개의 셀중 하나의 셀만 작동하게된다.

그러나 만일 두 개의 조건을 모두 만족시키지 않았을 때에는 즉, 승객이 시트 벨트를 제대로 착용하였고, 무게 감지 센서에서 감지한 승객이 성인임을 판단했을 때에는 상기 NOR 게이트는 출력이 하이가 되어 두 개의 시트 백 셀을 모두 작동시키게 된다. 전원(60)은 SDM에 접속되어 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 시트 백이 두 개의 셀로 이루어져 있지만, 이는 하나의 실시예일뿐 좀더 정밀하게 하기 위해서 시트 백을 세분화할 수도 있다. 즉, 시트 백을 다수의 셀로 분리하여 무게 감지 센서에서 감지한 무게에 따라서 작동하는 시트 백 셀의 수를 결정할 수 있다.

이와같이 본 발명을 실시하므로 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉, 자동차의 시트 벨트가 착용되었는지 여부와, 시트 바닥에 설치된 무게 감지 센서를 함께 사용하여, 승객이 벨트를 착용하지 않았거나, 무게를 감지한 결과 어린이가 탑승하였을 경우 이를 분석하여 다단계로 분리된 에어 백 셀이 하나 또는 일부만 작동하도록 하여 에어 백이 한꺼번에 모두 작동하므로 그 충격이 어린이에게 전달되거나 벨트를 착용하지 않은 승객에게 전달되는 것을 방지할 수 있다. 또한 이와같이 하여 에어 백 수선 비용을 절감할 수 있다.

Claims (3)

1. 자동차 탑승객의 시트 벨트 착용 여부와, 탑승객이 성인 또는 어린이인지 여부에 따라 에어 백이 다단계로 동작하는 자동차의 에어 백 구동 장치에 있어서, 탑승객이 시트의 벨트를 착용했는지를 감지하는 시트 벨트 센서와, 시트 바닥에 다수의 셀로 설치되어 각 셀에서 감지된 압력 센서를 통해서 시트 전체에 가해지는 무게를 감지하는 무게 감지 센서와, 상기 무게 감지 센서 후단에 접속되어 탑승객의 무게에 따라 성인 또는 어린이 여부를 판단하는 인터페이스와, 상기 인터페이스 후단과 시트 벨트 센서 후단에 접속되어 현재 시트에 탑승한 승객의 상태를 분석하여 다단계로 구성된 에어 백 셀을 일부 또는 전부를 작동시킬 것인지를 판단하여 구동하는 SDM 소자와, 상기 SDM 소자 후단에 접속되며 다단의 셀로 구성되어 상기 SDM 구동 신호에 따라서 선택적으로 작동이 가능한 다단 에어 백을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 벨트 착용 및 무게에 따라서 작동되는 자동차의 에어 백 구동 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 무게 감지 센서는 시트 바닥을 다수의 셀로 분리하여 압력을 감지한 셀의 수를 계수하므로 탑승객이 성인인지 어린이인지 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는 벨트 착용 및 무게에 따라서 작동되는 자동차의 에어 백 구동 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 시트 벨트 센서에서 벨트가 착용되지 않았음을 감지하거나, 무게 감지 센서에서 어린이가 탑승했음을 감지하게 되면 이중 에어 백 셀중 하나 또는 일부만이 작동하는 것을 특징으로 하는 벨트 착용 및 무게에 따라서 작동되는 자동차의 에어 백 구동 장치.

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