프리액티브 시트벨트

프리액티브 시트벨트(Pre-Active Seat Belt)는 충돌 및 위험상황 직전에 안전벨트를 잡아당겨 초기 탑승자의 보호 성능을 확보하는 장치로 에어백 등의 안전 장치 효과를 높여주는 장치이다.

개요

시트벨트는 원래 고공 회전이나 심한 요동을 동반하는 소형 비행기나 전투기에서 사용되던 장치였다. 그러나 도로가 정비되고 기술이 발달해 자동차의 속도가 빨라지면서 사고에 따른 사망자 수도 함께 늘어났고 운전자와 탑승객을 보호하기 위해 자동차에도 점차 적용되기 시작했다. 시트벨트는 평상시에는 느슨하게 운전자를 감싸고 있다가 차량의 급제동 시, 자동차 또는 물체와의 충돌 발생 시 승객을 시트에 꽉 잡아줘 관성에 의한 신체 파손 위험을 막아준다. 프리액티브 시트벨트는 전방 충돌이 예측되거나 급회전 등의 위험 상황이 발생했을 때 시트벨트에 장착된 구동 모터가 시트벨트를 미리 당기거나 순간적으로 잡아당겨 승객을 좌석에 단단하게 잡아줌으로써 충돌 시 승객의 상해를 최소화한다. 전방의 차량 또는 물체와의 충돌을 레이더를 통해 감지하고 차량자세제어장치와 휠 스피드 센서를 통해 차체의 흔들림, 속도 등의 값을 측정해 전자제어장치에 전송하면 이를 분석해 최종적으로 사고 위험 여부를 판단한다. 위험이 감지되면 시트벨트에 장착된 모터가 벨트를 팽팽하게 당겨줘 승객을 조기에 구속하거나 사전에 경고한다. 자동차 주행 중에 급브레이크를 밟았을 때 안전벨트를 하고 있더라도 탑승자의 몸이 앞으로 쏠리는 경우가 있다. 이를 서브마린 현상이라고 한다. 프리액티브 시트벨트는 사고를 예측해 능동적으로 제어하기 때문에 탑승자를 시트에 더욱더 단단하게 고정해 더 안전하게 승객을 보호한다. 실제로 관련 업계에 따르면 프리액티브 시트벨트를 적용하면 목 부위 상해는 약 60% 이상, 기타 상해는 최대 20% 가까이 개선 효과가 나타나는 것으로 알려졌다.

기능

충돌 직전 작동 기능

충돌 직전 안전벨트를 강한 힘으로 되감아 보다 안전한 자세를 유지해 주는 기능으로 다음 조건에서 작동한다.

• 긴급 제동에 의한 위험 상황 판단 시
• 차량 제어 상실에 의한 위험 상황 판단 시
• 차량 거리 감지 센서에 의해 충돌 위험도가 극도로 높은 상황이라고 판단 시

주행 보조 기능

급제동, 급선회할 때 안전벨트를 되감아 운전자 및 탑승자의 전방 및 측면 쏠림을 방지해 주행 안전성을 향상하는 기능으로 다음 조건에서 작동한다.

• 급제동에 의한 전방 상체 쏠림 시
• 급선회에 의한 좌우 상체 쏠림 시
• 미끄러운 빙판길 주행 시

느슨함 제거 기능

안전벨트가 몸에 완전히 밀착되지 않고 느슨한 상태로 있는 경우 충돌 시 안전벨트의 기능 저하를 유발한다. 이를 방지하고자 안전벨트를 착용 후 차속이 15km/h 이상이 되면 안전벨트를 살짝 당겨 안전벨트의 느슨함을 제거하는 기능이다.

복원 보조 기능

안전벨트 내구력 저하에 따른 늘어짐을 방지하고자 안전벨트 해제 후 약 3초 후에 모터로 안전벨트를 되감아 들이는 기능이다. 단 해제 후 늘어짐 없이 원위치로 복원될 경우 이 기능은 작동하지 않는다.

주요 기업

현대모비스㈜

현대모비스㈜가 차세대 능동형 시트벨트인 액티브 시트벨트의 기술 개발을 완료하고, 현대자동차㈜ 신형 제네시스에 적용하는 등 상용화했다고 2013년 12월 12일 밝혔다. 액티브 시트벨트는 전방 충돌이 예측되거나 급회전 등의 긴급상황 발생 시, 시트벨트에 장착된 구동모터가 시트벨트를 미리 당기거나 순간적으로 잡아당겨 승객을 시트에 고정해 충돌로 인한 상해를 최소화하는 안전시스템이다. 특히 액티브 시트벨트는 위험 발생 이전에 차량과 연동된 제동 및 조향 부품 기능이 연쇄적으로 반응, 긴급제동·회전 시 탑승자의 안전벨트를 강하게 조여주는 것을 시작으로 운전자에게 경고해 사고를 방지한다. 김철수 현대모비스 부품 제조사업본부 부사장은 "최근 글로벌 자동차 부품업체들은 ASV(Advanced Safety Vehicle) 기술 확보에 박차를 가하는 추세인데 섀시 및 전장사업과 안전시스템 사업 전반을 운영하며 규모와 시스템 설계 능력을 확보한 회사는 현대모비스와 TRW 오토모티브 홀딩스 등 소수 업체에 불과한 만큼 글로벌 시장에서의 제품 경쟁력도 확보됐다"고 말했다. 현대모비스가 이번에 국내 최초로 개발한 통합 전자제어장치 장착 액티브 시트벨트는 기존 타사제품 대비 부품 수가 평균 40%가량 줄어 제품 중량이 가벼워졌다. 모터에서 발생하는 소음지수를 대폭 감소시키는 등 작동성능도 개선됐다. 기존 제품들은 시트벨트를 당겨주는 모터부에 전자제어장치가 각각 한 개씩 장착됐다. 특히 현대모비스는 운전석·조수석 전자제어장치를 한 개로 통합해 우수한 전자제어장치 시스템 통합 설계 및 생산 능력을 입증했다. 이를 통해 전자제어장치 통합 설계 시 관련 부품의 크기 및 부품 개수 저감뿐만 아니라 전기·전자파로 인한 다른 기기와의 간섭이나 오류를 사전에 원천 봉쇄했다. 또 통합 전자제어장치 장착 위치 또한 시트벨트의 모터부와 달리해 진동으로 인한 오류 발생 가능성도 미연에 방지했다. 현대모비스는 액티브 시트벨트 기술개발을 위해 지난 2011년에 자동차 안전시스템 세계 3대 기업인 타카타(Takata Corporation)와 차세대 안전시스템 부품 개발에 관한 전략적 제휴를 맺었다. 이번에 공동 개발한 액티브 시트벨트 시스템 중 완성차에 적합한 전자제어장치 설계 및 생산은 현대모비스가, 모터·기어 등 전자제어장치 외 시트벨트 주요 부품의 생산은 타카타가 전담했다. 현대모비스 관계자는 "액티브 시트벨트는 2009년 현대자동차㈜ 에쿠스 차종에 최초 적용됐으며 현재까지는 대형차급 중심으로 적용되고 있다"며 "이번 현대모비스㈜의 액티브 시트벨트 국산화 개발로 품질 및 가격 경쟁력 확보가 가능해져 향후 중소형 차종까지 확대 적용될 것으로 전망된다"고 말했다.

TRW 오토모티브 홀딩스

TRW 오토모티브 홀딩스(TRW Automotive Holdings)가 새 액티브 시트벨트 프리젠터를 공개했다. 새 액티브 시트벨트 프리젠터는 보다 편하게 안전벨트 착용을 도와주는 장비이다. TRW 오토모티브 홀딩스는 운전자가 안전벨트를 잡을 때 몸이 움직이는 것을 최소화한다고 밝혔다. 양산은 20116년으로 잡혀있다. 가장 효과를 볼 수 있는 차종은 쿠페 또는 컨버터블이다. 두 차종은 B필러가 보다 뒤쪽에 있어 안전벨트를 잡는 것 자체가 힘든 경우도 있다. TRW 오토모티브 홀딩스의 시트벨트 프리젠터는 B필러의 안전벨트 높이 조절에 위치하며 운전자가 시트에 앉을 경우 자동으로 B필러에서 작은 암이 튀어나온다. 벨트가 최대 300mm 앞으로 이동한다는 설명이다. 그리고 안전벨트를 착용하면 암은 다시 원위치로 복귀한다. 이 프리젠터는 기존의 B필러를 그대로 이용할 수 있는 게 장점이다.

ZF 프리드리히스하펜

ZF 프리드리히스하펜(ZF Friedrichshafen)는 액티브 컨트롤 리트랙터 시트벨트를 발표했다. 자율주행 시대를 대비한 새로운 타입의 자동차 안전벨트이다. 액티브 시트벨트는 탑승자의 안전뿐 아니라 쾌적성을 높일 수 있다는 이유로, 차급을 가리지 않고 다양한 차종에 장착되고 있다. 벨트와 연결된 구동모터가 위급한 상황에서 시트를 감아올리기 때문에 최근 첨단운전자보조시스템과 연동하고, 시트벨트를 직접 흔들어 경고하거나, 충돌 방지, 추돌 경고, 프리텐셔너 기능도 적용한다. ZF의 시트벨트는 차세대 액티브 컨트롤 리트랙터의 약자를 조합 'ACR8'이라는 이름을 붙였다. ACR8은 자율주행 시 위급한 상황이 감지되면 탑승자를 적절한 위치에서 보호하도록 돕는다. 또 에어백 등 다른 안전 시스템과 연계해 탑승자 보호를 최대한 보장하고, 인체에 가해지는 충격량을 제어한다. 또 자율주행 중 운전자가 필요한 상황에서는 벨트에 잔 진동을 보내 운전자에게 주의를 환기하는 기능도 포함됐다. 이런 기능 등에 따라 ZF는 ACR8을 자율주행차 UI의 하나로 통합한다는 목표다. 프리텐셔너는 두 가지 방식이 존재한다. 먼저 전기식 프리텐셔너는 위험을 감지하면 진동 등의 촉각 피드백을 제공한다. 보통 때는 안전벨트의 장력을 약간 풀어줘 필요 이상의 불편함을 없앴다. 화약식 프리텐셔너는 충돌 사고를 피할 수 없을 때 안전을 확보하기 위해 기능한다. 차세대 시트벨트인 ACR8의 경우 시트 위치 수정 시 필요한 능동형 잠금장치를 포함하기 때문에 스포츠카에도 얼마든지 장착 가능하다는 게 ZF의 설명이다.

참고자료

• 〈안전 장치〉, 《제네시스 공식 홈페이지》
• 현대모비스 기술연구소, 〈(현대모비스 공학교실) 안전벨트의 진화 '액티브 시트벨트'〉, 《매일경제》, 2014-02-10
• 카블, 〈프리액티브 시트벨트(PSB)란?〉, 《네이버 블로그》, 2019-03-11
• 김기락 기자, 〈현대모비스, 액티브 시트벨트 상용화…신형 제네시스 적용〉, 《뉴스핌》, 2013-12-12
• 한상기 기자, 〈TRW, 새 액티브 시트 벨트 프리젠터 공개〉, 《글로벌오토뉴스》, 2012-09-28
• 박진우 기자, 〈ZF, 자율주행 시대 대비한 새 안전벨트 시스템 발표〉, 《IT조선》, 2018-09-27

같이 보기

• 액티브 시트벨트
• 안전벨트
• 시트벨트

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