콘티넨탈, 전방위 상황 대응 차세대 에어백

콘티넨탈이 지난 40년의 경험을 바탕으로 차량 에어백 보호 효과를 크게 향상시킬 신기술을 개발 중이다. 

‘전방위 보호(Allround Protection)’란 모토 하에 콘티넨탈은 에어백 작동 전략을 상황과 사람, 위치에 따라 더욱 세밀하게 조정하기 위해 차량 주변(Pre-Crash Safety)과 차량 내부(Occupant Safety Monitoring) 관점을 더욱 긴밀하게 연결시키고 있다. 예를 들어, 측면 충돌의 경우 매 밀리초(Millisecond, 1,000분의 1초)가 매우 중요한 것처럼, 연결된 제어장치는 수신 신호를 이용해 에어백을 통제된 방식으로 더욱 빠르게 전개할 뿐만 아니라, 에어백 수명을 연장하는 새로운 기능을 구현한다.

콘티넨탈의 안전제어 및 센서(Passive Safety & Sensorics) 사업부 로렌 파브르(Laurent Fabre) 총괄은 “차량 센서가 증가하고 컴퓨팅 성능이 향상되면서, 모든 도로 사용자의 안전 수준을 더욱 높일 수 있게 됐다. 차량 밖 환경과 내부 상황에 대한 센서로부터의 이용 가능한 데이터와 함께 에어백을 조기 작동시키고 에어백 충전 수준도 조정할 수 있다”며 “예를 들면, 최고 수준의 보호를 위해 개별 충돌 상황에 맞춰 대응을 조정할 수 있는데, 이는 콘티넨탈의 새로운 에어백 밸브 기술 덕분에 가능한 일”이라고 말했다.

에어백 시스템은 차량에서 안전한 이동성에 핵심적인 역할을 한다. 콘티넨탈은 1981년 독일 레겐스부르크에서 인명구조 시스템의 핵심인 ‘에어백 제어장치(Airbag Control Units, ACU)’를 개발을 시작, 1986년부터 생산해 이후 35년간 3억 5,000만 대 이상의 ACU를 전 세계 콘티넨탈 공장에서 생산했다. 현재 콘티넨탈의 ACU는 충돌 안전 및 신뢰할 수 있는 에어백에 있어 가장 높은 수준의 기준을 충족하고 있다. 예를 들어, ACU는 여러 센서 외에도 충돌 시 압력파를 감지 및 보고하는 이른바 압력 위성(Pressure Satellite)으로부터 신호를 받는다. 콘티넨탈은 25년 전 이 압력 위성을 처음 생산하기 시작했다. 



콘티넨탈 새로운 에어백 제어 밸브 기술


최적의 탑승자 보호 위한 
에어백 충전 수준 선택 제어

차량 에어백은 단일 에어백 제어에 그쳤던 최초 시스템에서 현재 ACU가 최대 48개의 점화 회로를 제어하는 수준으로 발전했고 이 숫자는 더욱 늘어날 전망이다. 

특히, ACU 성능은 세그먼트, 차량 및 장비에 따라 달라지는데, 이는 ECU가 확장 가능함을 의미한다. 콘티넨탈은 3종의 모듈형 ACU로 구현하고 있다. ACU는 버전에 따라 전방 에어백과 벨트 텐셔너(Belt Tensioner)를 통해 전후면 충격 보호를 위한 기본 기능에서 전기차 충전 시 무선 업데이트, 사이버 보안 및 충돌 감지를 위한 부가 기능까지 제공한다. 중앙제어 기능과 여러 고성능 컴퓨터로 E/E 아키텍처가 재편되는 과정에서 다른 ECU가 소프트웨어 기반 제품으로 전환되고 있지만, ACU는 이에 해당되지 않는다.

요헨 짐머만(Jochen Zimmermann) 콘티넨탈 탑승자 안전 시스템 R&D 총괄 책임자는 “ACU는 가장 심각한 사고 이후에 최고의 성능을 보장하기 위해 지금처럼 차량 내 가장 안전한 장소에 설치될 것이다. 또 반응시간에 대한 요구사항이 많아 의사결정자와 액추에이터 간 요구되는 전송 지연시간은 전용 ACU에서 가장 효과적으로 실현된다”고 말했다.

‘전방위 보호’를 위한 신규 기능에는 내부 탑승자를 최적으로 보호할 수 있는 에어백 조기 점화가 포함된다. 이를 위한 핵심은 충돌 전 데이터 통합인데, 이 데이터는 차량 주변 센서 뿐만 아니라, 차량 내부 탑승자와 그 위치 정보를 제공하는 탑승자 안전 모니터(Occupant Safety Monitor)를 포함해 현재 기초 개발단계에 있는 시스템에서 제공한다.

에어백 충전 수준을 탑승자 위치에 따라 더욱 선택적으로 제어할 수 있는 에어백 제어 밸브도 개발 중이다. 이런 새로운 밸브는 단 몇 밀리 초 내에 에어백 가스 흐름을 제어하는 역학이 적용된다. 이에 따라 에어백 배기구의 크기를 줄일 수 있고, 에어백 제어 밸브를 통한 압력 제어 덕분에 상황과 탑승자에 최적의 경도가 제공되며 에어백이 더 오래 유지된다. 에어백은 탑승자가 충격을 받는 정확한 시점에 부드러워져 에어백에 의한 반동으로 튕겨 나가는 영향을 줄일 수 있다. 에어백 제어 밸브는 자체 무게 300 g 미만으로 밀리 초 범위 내 600바(Bar) 압력을 동적으로 제어한다.


 

배터리 손상 등 경미한 충격 감지 

‘전방위 보호’ 기능은 상당히 포괄적이다. 예를 들어, 콘티넨탈은 충돌 또는 낙석사고 후 운전자에게 배터리 손상 가능성 및 그에 따른 화재 위험경고를 전기차 배터리 감지 계획에 포함하고 있다. 압력 기반 보행자 보호 시스템을 기반으로 센서가 작동하는 이 ‘배터리 충격 감지(Battery Impact Detection)’ 기능은 향후 에어백 제어장치에 통합될 수 있다.

매우 경미한 손상과 접촉을 감지하는 시스템인 ‘CoSSy(Contact Sensor System)’의 개발도 전방위 보호 기능에 포함된다. 이 시스템은 저속 충돌과 같은 음성 신호를 감지 및 분류해 차량을 즉시 정지시킬 수 있다. 차에 장착되면 기물 파손(흠집), 도로 상황, 운전자 음성, 긴급 차량 접근 감지 등과 같은 기능도 지원한다.   [AEM]

---

AEM_Automotive Electronics Magazine