에어백센서

에어백센서는 충돌의 강도를 측정하는 센서이다. 이 센서가 측정한 충격량에 따라 에어백 팽창 여부를 결정하고, 만약 에어백을 전개해야 한다고 판단하면 인플레이터에 신호를 보낸다. 인플레이터는 내부의 화학 물질을 반응시켜 기체를 생성하고, 기체는 숨어있던 에어백을 순식간에 부풀린다. 참고로 이 모든 과정은 불과 0.03~0.05초 이내에 진행된다. 탑승자가 운전대나 대시보드에 부딪히지 않게 보호해야 하기 때문이다.

에어백 센서에는 여러 종류가 있다. 우선 충돌감지센서는 차량 충돌을 잘 감지할 수 있는 곳에 한 개 또는 여러 개가 장착돼 차량 충돌 시 전기적 충돌신호를 에어백 ECU로 전달하는 역할을 한다. 승객감지센서는 승객 탑승 여부 및 몸무게·앉은 자세 등을 감지해 조수석 에어백의 작동 여부 및 에어백이 터지는 속도를 조절한다. 센서로 수집된 정보에 따라 에어백이 적절하게 작동하는 것이다.

에어백센서의 원리

에어백센서는 오른쪽 그림과 같이 자석에 금속공이 붙어있고 충격을 받으면 자석에서 금속공이 떨어지면서 접점을 도통시킨다. 이 접점을 ACU(Airbag Control Unit)에서 입력 받고 ACU에서는 가속도 센서 등의 정보를 종합하여 에어백을 동작 시킨다. 에어백센서에 연결되어 있는 저항은 평상시 에어백센서가 정상적으로 연결되어 있는지를 검출하기 위해 사용된다.   자석을 이용한 방법 이외에 스프링을 이용한 방법도 있다.

에어백센서는 보통 차량 전면 좌우에 2개 좌우 측면에 2개가 있다. 그래서, 전방과 측면 충돌에서만 감지하고 후방 충돌은 감지 하지 못한다.   에어백센서는 이와 같이 단순한 구조로 되어 있기 때문에 에어백 센서와 수직에서 일정 각도 범위로 충격이 오지 않으면 동작하지 않을 수 있다.   

에어백은 운전석 정면과 측면에 설치되어 있고 정면과 측면 충격에서 에어백이 동작할 때 운전자가 가장 안전하다. 정면 충돌에 측면 에어백이 동작하거나 비스듬한 각도의 충돌에 정면이나 측면 에어백이 동작하면 에어백의 충격에 운전자가 더 큰 부상을 입을 수 있다.   에어백 센서의 민감도를 낮춰 에어백이 잘 터지게 할 수도 있지만, 사고가 아니거나 작은 사고일 때 에어백이 터지면 에어백의 충격에 의해 큰 부상을 입을 수 있기 때문에 매우 위험하다. 작은 사고는 안전 벨트로 보호하고 안전 벨트만으로 보호할 수 없는 큰 사고에 에어백이 보호하도록 되어 있다.   에어백은 화약 폭발로 0.03초 만에 펴지고, 펴진 후에는 다시 수축하도록 되어 있다. TV에 나오는 에어백이 터지는 스로우 모션 이미지 때문에 에어백이 푹신할거라는 생각을 하지만 에어백은 폭발하듯이 펴진다.

에어백 원리

에어백시스템

에어백을 구성하는 구성품과 부품은 크게 3부분이며 센서, 처리장치, 에어백으로 구성이 된다.

• 센서는 전방충격을 감지해주는 EFS(Electronic Front Sensing)와 측면충격을 감지해주는 SIS(Side Impact Sensors)가 있다. 차량에 따라 좌석위치감지센서, 승객분류센서, 벨트착용감지센서 등이 포함되기도 한다.
• 충격을 받았으면, 그 충격이 에어백이 터질만한 충격인지 계산해주는 처리장치가 있다. SDM(Sensor Diagonastic Module) 이라고 불리며, 주로 차 중앙에 해당하는 운전석 우측 미션하단에 설치되어 있다. 참고로 SDM은 가속도센서와 전복감지센서(ROS(Roll-Over Sensor))를 포함하고 있다.
• 센서가 충격을 인식하고 처리장치(SDM)가 에어백을 전개하도 된다고 결정을 하면 에어백이 터지게 된다. 차량 충돌 속도나 부위에 따라 미세한 차이는 있지만, 보편적으로 센서가 충격을 인식 후 에어백이 완전히 전개될 때까지 걸리는 시간은 약 0.04초이다. 우리가 눈을 깜빡이는 것보다 훨씬 빠른 속도이다.

참고자료

• 무에서, 〈에어백 센서의 원리 - 에어백이 안터지는 이유〉, 《티스토리》, 2017-11-13
• 〈에어백의 원리 이해하기〉, 《한국지엠 톡 블로그》, 2012-06-18
• 〈수많은 생명을 구해온 에어백의 진화 과정〉, 《현대모터그룹》, 2020-09-01
• 현대모비스 기술연구소, 〈현대모비스 공학교실 에어백은 어떻게 터질까…`차량의 5感` 센서의 비밀〉, 《매일경제》, 2015-08-24

같이 보기

• 센서
• 충돌
• 에어백
• 가속도센서

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