세계적인 기술 기업 콘티넨탈은 차량의 안전한 이동성을 위한 에어백 시스템 기술 혁신에 주력하고 있다고 밝혔다.

에어백 시스템은 차량에서 안전한 이동성에 핵심적인 역할을 한다. 콘티넨탈은 일찍이 1981년 독일 레겐스부르크에서 인명구조 시스템의 핵심인 ‘에어백 제어장치(Airbag Control Units, 이하 ACU)’를 개발하기 시작했다. 생산은 1986년 시작됐고, 그 이후 35년간 3억5000만 대 이상의 ACU가 전 세계 콘티넨탈 공장에서 생산됐다.

ACU는 충돌 안전 및 신뢰할 수 있는 에어백에 관한 한 가장 높은 수준의 기준을 충족한다. ACU는 센서 외에 충돌 시 압력파를 감지 및 보고하는 이른바 압력 위성(Pressure Satellite)이라는 곳에서 신호를 받는다. 콘티넨탈은 25년 전 이러한 압력 위성을 처음으로 생산하기 시작했다. 차량 에어백은 충돌 사고 발생 시 부상 위험을 크게 낮추고 이에 따라 콘티넨탈의 ‘비전 제로(Vision Zero)’ 목표에 이바지하면서 차량 에어백 생산량은 계속 증가하고 있다. 또한, 콘티넨탈은 40년의 경험을 바탕으로 차량 에어백의 보호 효과를 더욱 최적화하기 위해 신기능을 개발하고 있다.

‘전방위 보호(Allround Protection)’라는 모토 하에 에어백 작동 전략을 상황과 사람, 위치에 따라 더욱 세밀하게 조정하기 위해 앞으로 차량 주변(충돌 전 안전 관련)과 차량 내부(탑승자 안전 모니터링 관련), 양쪽의 관점이 더욱 밀접하게 네트워킹된다. 이로써 연결된 제어장치에서 받은 신호를 이용해 에어백을 통제된 방식으로 더욱 빠르게 작동시키고, 에어백 수명을 연장할 수 있는 새로운 기능을 구현하는 것을 목표로 한다. 특히 측면 충돌은 매 밀리초(Millisecond, 1000분의 1초)가 중요하기 때문이다.

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

◇최적의 탑승자 보호를 위한 에어백 충전 수준 선택 제어

차량 에어백 개발 역량의 성장은 과거 최초 시스템이 단일 에어백 제어에 그쳤던 반면, 최신 ACU는 최대 48개의 점화 회로를 제어한다는 사실에서 확인할 수 있다. 향후 이 숫자는 더욱 늘어날 것으로 보인다. ACU 성능은 세그먼트, 차량 및 장비에 따라 달라지는데, 이는 ECU가 확장 가능함을 의미한다. 콘티넨탈은 이를 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 이는 해당하지 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 것”이라며 “또한 반응 시간에 대한 요구사항이 많아서 의사결정자와 액추에이터 간 요구되는 전송 지연시간은 전용 ACU에서 가장 효과적으로 실현된다”고 강조했다.

전방위 보호를 위한 신규 기능에는 내부 탑승자를 최적으로 보호할 수 있는 에어백 조기 점화가 포함된다. 이를 위한 핵심 요소는 충돌 전 데이터 통합인데, 이 데이터는 차량 주변 센서뿐만 아니라 차량 내부 탑승자와 그 위치 정보를 제공하는 탑승자 안전 모니터(Occupant Safety Monitor)로, 현재 기초 개발단계에 있는 시스템에서 제공하게 된다.

에어백 충전 수준을 탑승자 위치에 따라 보다 선택적으로 제어할 수 있도록 에어백 제어 밸브가 개발 준비 중이다. 이러한 새로운 밸브는 단 몇 밀리초 안에 에어백 가스 흐름을 제어하는 역학이 적용된다. 이에 따라 에어백 배기구의 크기를 줄일 수 있고, 에어백 제어 밸브를 통한 압력 제어 덕분에 상황과 탑승자에 최적의 경도와 함께 에어백이 더 오래 유지된다. 미래 에어백은 탑승자가 충격을 받는 정확한 시점에 부드러워져 에어백에 의한 반동으로 다시 튕겨 나가는 영향을 줄일 수 있을 것이다. 기술적으로 에어백 제어 밸브가 걸작인 이유는 자체 무게 300g 미만으로 밀리초 범위 내 600 바(Bar) 압력을 동적으로 제어하기 때문이다.

◇배터리 손상, 경미한 충격 감지하는 새로운 기능과 시스템

전방위 보호 기능의 범위는 상당히 포괄적이다. 콘티넨탈이 충돌 또는 낙석 사고 후 운전자에게 배터리 손상 가능성 및 그에 따른 화재 위험을 경고하기 위해 전기차 배터리 감지를 계획에 포함하고 있다는 사실에서 확인할 수 있다. 압력식 보행자 보호 시스템을 기반으로 센서가 작동하는 ‘배터리 충격 감지(Battery Impact Detection)’ 기능은 앞으로 에어백 제어장치에도 통합될 수 있다.

매우 경미한 손상과 접촉을 감지하는 시스템인 ‘CoSSy (Contact Sensor System)’도 개발 중으로, 전방위 보호 기능을 완성한다. 이 시스템은 저속 충돌과 같은 음성 신호를 감지 및 분류해 차량을 즉시 정지시킬 수 있다. 일단 설치되면 △기물 파손(흠집) △도로 상황 △운전자 음성 △긴급 차량 접근 감지 등과 같은 기능도 지원한다.