버클센서

스위치가 내장된 안전벨트 버클센서 부품

버클센서는 마이크로 스위치 또는 홀(Hall)-센서를 이용하여 탑승자가 안전벨트를 착용하였는지의 여부를 확인할 수 있는 센서이다. 탑승자가 안전벨트를 착용하지 않았을 경우에는 에어백 트리거링 기준값이 낮아진다.

버클센서는 시트에 장착된 안전벨트 착용 유무를 감지하여 ACU가 차량 충돌 시 설정된 속도에 따라 에어백 및 벨트 프리텐셔너를 제어해주는 중요한 역할을 담당한다.

버클센서는 에어백 및 좌석벨트 텐셔닝 시스템의 일부이다. 에어백 및 좌석벨트 텐셔닝 시스템은 좌석벨트 텐셔닝기구, 좌석벨트 버클 스위치, 에어백 모듈(에어백＋가스발생기), 회전접점 스위치(또는 클록 스프링), 가속도센서, 시트부하감지센서, ECU 등으로 구성된다.

개요

자동차용 버클센서는 에어백 콘트롤러와 연결되어 운전자 및 탑승자의 안전벨트착용 여부를 감지하여 충돌 사고시에 에어백 전개 유무 및 1차 2차 폭발 하는 등의 제어를 하게 되는 장치이다. 최근 불필요한 에어백 팽창을 방지하고 승객의 고안전성을 확보하기 위하여 승객의 탑승유무를 감지하여 에어백 ECU에 신호를 번달하는 등 주변 장치와의 연동 등에 따라 고신뢰도가 요구되고 있다. 따라서 버클센서는 운전자의 안전과 직접적으로 관계되는 중요 부품이다.

버클센서의 작동원리

자동차에서 운전자나 승객의 안전을 위하여 탑승자의 몸체를 시트에 밀착시켜 사고시 탑승자가 시트로부터의 이탈을 방지하는 장치를 안전벨트라 하고 그 안전벨트의 착용을 원활하게 하고 안전하게 체결 할 수 있도록 되어 있는 구조물을 버클이라 한다.

버클 센서는 버클의 내부에 부착되어 안전벨트의 착용 여부를 전자석으로 판단하는 장치로서 신뢰성을 유지하기 위하여 hall 효과를 이용 하였다. 버클을 착용하면 자석이 hall소자에 근접되어 효과에 의한 변화된 출력이 발생되고 안전벨트를 헤체하면 자석이 hall 소자에서 이탈되어 출력이 원위치 된다.

버클센서는 스마트 에어백과 결선되어 시트 위치별로 탑승자의 벨트 착용에 대한 정보를 전기적 신호로 스마트 에어백에 제공하여 충돌 사고 시에 에어백을 미리 설정되어 있는 모드로 적절하게 전개하여 탑승자의 상해를 최소화 한다.

버클센서는 hall 효과를 이용한 무접점 센서로 반복 사용에 의한 내구 수명이 길고, 긴급 상황에서 발생 가능한 상태에서도 응답 속도가 빨라 정확하고 적절한 에어백 전개를 가능케 한다. 출력은 벨트의 착용 미착용 고장의 세가지로 구분하여 출력되어 자기 진단의 기능도 한다.

버클센서의 구조 및 특성

버클 센서의 구조

버클 센서의 구성

버클센서는 버클의 착용 여부를 감지하여 전기적 신호로 변환하는 회로 기판 조립품과 변환된 신호를 에어백 시스템에 전달하는 콘넥터 조립품과 그 부품들을 구성하기 위한 하우징으로 구성 된다.

회로기관 조립품은 hall 소자와 기판, 전자부품으로 이루어졌으며 커넥터 조립품은 커넥터와 전선으로 이루어졌다 그 외에 자석의 위치를 복귀 시키는 스프링과 전자부품의 진동 및 방수를 위하여 hot melt로 감 싸져 있다.

버클 센서의 특징

Hall 소자의 특성은 자석에서 발생되는 자장의 극성과 세기가 hall 소자가 요구하는 값이상의 환경이 되도록 자석을 근접시키면 규격치의 정 전류 출력 값을 발생시키고 자장의 세기가 미약하거나 극성이 다른 경우에는 다른 규격치의 출력값을 출력 한다. hall 소자에 자장을 주기 위한 자석은 위치 이동에 따른 자장의 변화를 hall 소자에 주기 위하여 두 극성(N,S)으로 구성되어 있고 위치이동과 조립에 적합 하도록 되어 있다 자석은 보통 특별한 형상으로 제작되는 것이 불가능 하나, 특수 재료를 사용하여 가능하게 되어 있다.

자석의 위치 복원을 위한 스프링은 벨트 미착용 시에는 자석을 밀어서 N극의 자기장이 hall소자에 영향을 주고 벨트 착용 시에는 자석이 밀려서 S극의 자기장이 hall 소자에 영향을 주어 변화된 출력값을 발생 시킨다 는 . Hot melt 저온에서 충진되어 충진시 필요한 열에 의하여 전자 부품의 파손되거나 변형되는 것을 방지하고 완성된 상태에서 , 외부로부터의 방수 및 내진 기능을 한다. 버클 센서의 특성은 진동 및 고온 저온 등 자동차의 특성상 발생되는 환경에서 탑승자의 벨트 착용 상태를 정확하게 검출 하는 것으로 세부 사양은 표와 같다.

버클 센서의 출력 특성

특성	단위	출력값	비고
안전 벨트 미착용 상태	mA	5~6.9
안전 벨트 착용 상태	mA	12 ~ 17

참고자료

• 〈에어백 및 좌석벨트 텐셔닝 시스템의 구성〉, 《첨단자동차전기전자》
• 박철 연구책임자, 〈자동차 안전벨트용 버클센서의 필드 클레임 감소를 위한 신뢰성 향상 〉, 《사이언스온》, 2006-06
• tuneplus, 〈크루즈 조수석 안전벨트 버클센서 작업〉, 《네이버 블로그》, 2016-24-08

같이 보기

• 버클
• 센서
• 안전벨트
• 마이크로 스위치
• 에어백

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