에어백은 차량 충돌 시 충돌 상황을 감지하는 충돌감지센서부, 탑승자를 보호하는 에어백 모듈, 에어백을 전개시키는 제어모듈로 나누어진다. 에어백은 주행 중 외부 충돌을 감지하면 몇 가지 과정을 거쳐 작동한다. 먼저 에어백 시스템을 구성하는 센서가 충돌의 강도를 측정한다. 에어백 제어 모듈의 센서 감지 모듈(SDM)은 센서가 측정한 충격량에 따라 에어백 팽창 여부를 결정하고, 만약 에어백을 전개해야 한다고 판단하면 에어백 모듈의 인플레이터(Inflator)에 신호를 보낸다. 인플레이터는 내부의 화학 물질을 반응시켜 기체를 생성하고, 기체는 숨어있던 에어백을 순식간에 부풀린다. 이 과정은 0.03~0.05초 이내에 진행된다. 탑승자가 스티어링 휠이나 대시보드에 부딪히지 않도록 해야하기 때문이다.
충돌감지센서는 차량의 충돌 상황을 감지하는 역할을 한다. 차량 충돌을 잘 감지할 수 있는 곳에 한 개 또는 여러 개가 장착되어 차량 충돌 시 전기적 충돌 신호를 에어백 ECU로 전달하는 역할을 한다. 프로그램 변경을 통해 설정값을 쉽게 조절할 수 있지만 가속도계가 충돌 신호를 확실하게 감지하기 위하여 차체의 구조적인 보강이 요구된다.
에어백모듈은 가스 발생장치, 쿠션, 모듈커버, 마운팅 플레이트로 구성된다.
① 가스 발생장치(Inflator): 입력되는 신호에 의해 작동되는 점화장치와 점화가 되면 질소가스를 발생시키는 가스발생제, 발생된 가스의 냉각 및 연소 시 발생되는 찌꺼기를 걸러내는 필터장치로 구성된다.
② 쿠션(Cushion): 마운팅 플레이트와 모듈 커버 사이에 접혀져있으며, 재질은 일반적으로 나일론을 사용하고 있다. 쿠션의 내부는 쿠션이 완전히 팽창되었을 때 기밀을 유지하기 위해 네오프렌이나 실리콘으로 코팅 처리가 되어있고, 팽창 시 쿠션에 접촉하고 있는 승객에게 적절한 반력을 주며 가스를 배출하기 위한 구멍(Vent hole)이 있다.
③모듈 커버(Module Cover): 차량 실내에서 외부로 노출되어있는 모듈 커버는 쿠션을 일정한 형태로 보관할 뿐만 아니라 차량의 내외관미에 기여를 한다. 쿠션이 팽창 시 파편이 없이 찢어져야하며, 항상 일정한 형상으로 찢어질 수 있도록 커버 이면에는 노치 형상의 홈이 있다.
④마운팅 플레이트(Mounting Plate): 가스 발생 장치 및 쿠션을 일정한 형태로 고정하여 스티어링 휠 또는 차체 구조물에 에어백 모듈의 장착을 가능케 하고 쿠션 팽창 시 쿠션의 이탈을 방지한다.
제어모듈(Control Unit)은 충돌 감지 센서로부터 신호를 받아 충돌 상황으로 판정되면 에어백 모듈의 인플레이터로 신호를 보낸다. 내장된 마이크로 프로세서에 의해 에어백 장치의 이상 유무를 지속적으로 진단하여 그 정보를 차량의 계기판 또는 시스템 체크 기구로 제공한다. 또한 차량 전원의 단락 시 예비 에너지원으로서의 기능을 위해 축전지가 내장되어있고, 사고 시 장치 내에 사고 상황을 기록, 보관하는 기능이 있다.
출처:
[현대모비스 공학교실] 에어백은 어떻게 터질까…`차량의 5感` 센서의 비밀 - 매일경제
충돌·탑승 종합적으로 감지…초음파로 후방 살피며 `삐~`휠·변속기엔 스피드 센서
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관련문항: (차량기술사 2021년 125회차 3교시 3번 문제)
자동차 에어백의 작동과정을 설명하고, 구성부품인 충돌감지센서, 에어백모듈, 에어백 제어모듈에 대하여 설명하시오.
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