에어백
Airbag
에어백(Airbag)은 극도로 빠르게 팽창한 다음 충돌 시 빠르게 수축하도록 설계된 가방을 사용하는 차량 탑승자 에어백 시스템입니다.에어백 쿠션, 신축성 원단 백, 팽창 모듈, 충격 센서로 구성되어 있습니다.에어백의 목적은 충돌 시 차량 탑승자에게 부드러운 쿠션감과 구속력을 제공하는 것입니다.미끄러지는 탑승자와 차량 내부 사이의 부상을 줄일 수 있습니다.
에어백은 차량 탑승자와 스티어링 휠, 계기판, 차체 기둥, 헤드라이너 및 윈드실드 사이에 에너지 흡수 표면을 제공합니다.현대 차량에는 운전석, 조수석, 사이드 커튼, 시트 장착, 도어 장착, B 및 C-필러 장착 사이드 임팩트, 무릎 보호대, 팽창식 안전 벨트 및 보행자 에어백 모듈을 포함한 다양한 구성의 에어백 모듈이 포함될 수 있습니다.
충돌 시 차량의 충돌 센서는 충돌 유형, 각도 및 충돌 심각도를 포함한 중요한 정보를 에어백 전자 컨트롤러 유닛(ECU)에 제공합니다.에어백 ECU의 충돌 알고리즘은 이 정보를 사용하여 충돌 이벤트가 전개 기준을 충족하는지 여부를 판단하고 차량 내에서 하나 이상의 에어백 모듈을 전개하기 위한 다양한 점화 회로를 트리거합니다.에어백 모듈 전개는 차량의 안전 벨트 시스템에 대한 보조 에어백 시스템으로 작동하며, 한 번 사용하도록 설계된 폭약식 프로세스를 통해 트리거됩니다.신형 측면 충격 에어백 모듈은 측면 차량 [1]충격 시 트리거되는 압축 공기 실린더로 구성됩니다.
1970년대에 승용차에 처음으로 상업적인 디자인이 도입되었지만, 성공은 거두지 못했고,[2] 실제로 몇몇 사망자들을 낳았습니다.에어백의 광범위한 상업적 채택은 1980년대 후반과 1990년대 초반에 많은 시장에서 발생했습니다.많은 현대 차량들은 현재 [3]6대 이상을 포함하고 있습니다.
능동 안전 대 수동 안전
에어백은 "패시브" 구속 장치로 간주되며 "액티브" 구속 장치를 보완하는 역할을 합니다.에어백을 활성화하거나 사용하기 위해 차량 탑승자의 조치가 필요하지 않기 때문에 에어백은 "수동적" 장치로 간주됩니다.이는 차량 탑승자가 안전 벨트를 [4][5][6][7]활성화하기 위해 행동해야 하기 때문에 "활성" 장치로 간주되는 안전 벨트와는 대조적입니다.
이 용어는 각각 애초에 충돌을 방지하도록 설계된 시스템과 일단 충돌이 발생하면 충돌의 영향을 최소화하도록 설계된 시스템인 능동 및 수동 안전과는 관련이 없습니다.이 용도에서 카 앤티록 브레이크 시스템은 능동-안전 장치로, 안전 벨트와 에어백은 모두 수동-안전 장치로 인정됩니다.차량 탑승자의 입력이나 조치가 필요 없는 수동 장치 및 시스템은 능동적인 방식으로 독립적으로 작동할 수 있으며 에어백도 그러한 장치 중 하나입니다.차량 안전 전문가들은 일반적으로 이러한 혼동을 피하기 위해 언어 사용에 신중을 기하지만, 광고 원칙은 안전 기능의 소비자 마케팅에서 이러한 의미론적 주의를 방지하기도 합니다.용어를 더욱 혼란스럽게 만드는 항공 안전계는 자동차 산업과 [8]반대되는 의미로 "능동적"과 "수동적"이라는 용어를 사용합니다.
역사
오리진스
"항공기 및 기타 차량 부품 커버용" 에어백의 기원은 1919년 버밍엄 출신의 두 치과의사 아서 패럿 & 해럴드[10] 라운드가 제출하고 [11]1920년 승인한 미국 특허에서 유래되었습니다.공기가 채워진 방광은 [12][13]일찍이 1951년에 사용되었습니다.자동차 전용 에어백은 미국인 John W가 독자적으로 제작한 것입니다.1952년 8월 5일 에어백 특허를 출원한 헤트릭은 1953년 [14][15][16]8월 18일 미국 특허청으로부터 2,649,311호를 부여받았습니다.1951년 10월 6일 독일 특허 #896,312를 출원한 독일 엔지니어 발터 린데러(Walter Lindererer)는 미국인 존 헤트릭(John Hetric)의 약 3개월 후인 1953년 11월 12일에 발표되었습니다.헤트릭과 린데러의 에어백은 스프링, 범퍼 접촉 또는 운전자에 의해 방출되는 압축 공기 시스템을 기반으로 합니다.1960년대 이후의 연구는 압축 공기가 기계식 에어백을 최대한의 안전을 보장할 수 있을 만큼 충분히 빠르게 팽창시킬 수 없다는 것을 보여주었고, 이는 현재의 화학 및 전기 [17][18]에어백으로 이어졌습니다.특허 출원에서 제조업체는 때때로 "팽창식 탑승자 구속 시스템"이라는 용어를 사용합니다.
헤트릭은 산업 공학자였고 미국 해군의 일원이었습니다.하지만 그의 에어백 디자인은 그가 해군 어뢰로 작업한 경험과 길에서 가족을 보호하려는 열망을 결합했을 때 비로소 나타났습니다.헤트릭은 당대의 주요 자동차 제조업체들과 협력했음에도 불구하고 [19][20]투자를 유치할 수 없었습니다.현재 미국에서 판매되는 모든 자동차에 에어백이 필요하지만, 헤트릭의 1951년 특허 출원은 그 발명가에게 경제적 가치가 거의 없는 "가치 있는" 발명의 예가 되고 있습니다.최초의 상업적 사용은 1971년 특허가 만료된 후에야 실현되었으며, 이때 에어백이 몇몇 실험용 포드 [21]자동차에 장착되었습니다.
1964년 일본의 자동차 공학자 고보리 야스자부로(1964)는 에어백 "안전망" 시스템을 개발하기 시작했습니다.그의 디자인은 폭발물을 이용하여 에어백을 부풀렸고, 후에 그는 14개국에서 특허를 받았습니다.그는 에어백 [22][23][24]시스템이 널리 채택되는 것을 보기 전인 1975년에 사망했습니다.
1967년, Allen K가 에어백 충돌 센서의 개발에 획기적인 발전을 가져왔습니다.브리드는 충돌 감지를 위한 볼-인-튜브 메커니즘을 발명했습니다.그의 시스템 하에서, 자석에 의해 튜브에 부착된 강철 공이 있는 전기 기계식 센서는 30 밀리초 [25]이내에 에어백을 팽창시킬 것입니다.팽창 [18]시 압축공기 대신 아지드화나트륨의 작은 폭발이 처음으로 사용되었습니다.그리고 나서 Breed Corporation은 이 혁신적인 제품을 Crysler에 출시했습니다.포드를 위해 이튼, 예일 & 타운 회사가 개발한 유사한 "오토셉터" 충돌 방지 장치는 곧 [26][27]미국에서도 자동 안전 시스템으로 제공되었고, 이탈리아 이튼-리비아 회사는 국산 에어 [28]쿠션이 장착된[further explanation needed] 변형 모델을 제공했습니다.
1970년대 초, 제너럴 모터스는 에어백이 장착된 자동차를 제공하기 시작했는데, 처음에는 정부에서 구입한 1973년형 쉐보레 임팔라 세단을 출시했습니다.이 차들은 1974년 스타일의 올즈모빌 계기판과 운전석 에어백이 들어 있는 특수 스티어링 휠을 갖추고 있었습니다.이 중 두 대는 20년 만에 충돌 테스트를 받았고 에어백은 [29]완벽하게 전개됐습니다.에어백 자동차의 초기 예는 2009년 [30]현재 남아 있습니다.GM의 올즈모빌 토로나도는 [31]1973년 미국 최초로 조수석 에어백을 장착했습니다.제너럴 모터스(General Motors)는 최초의 에어백 모듈을 "에어쿠션 구속 시스템"(ACRS)이라는 이름으로 출시했습니다.그 자동차 회사는 소비자의 관심 부족을 이유로 1977년식의 옵션을 중단했습니다.그 후 포드와 GM은 수년간 에어백 요구사항에 반대하는 로비를 벌이며 이 장치들이 실행 불가능하고 부적절하다고 주장했습니다.크라이슬러는 1988년과 1989년 모델에서 운전석 에어백을 표준으로 만들었지만, 1990년대 [32]초까지 미국 차에는 에어백이 널리 퍼지지 않았습니다.
안전 벨트의 대용품으로서
승용차용 에어백은 1970년대에 미국에서 도입되었습니다.미국의 안전벨트 사용률이 현대에 비해 매우 낮았던 때, 포드는 1971년에 에어백을 장착한 실험용 자동차를 만들었습니다.올스테이트는 Mercury Montereys 200대를 운영하며 에어백의 신뢰성과 더불어 충돌 테스트에서도 에어백의 신뢰성을 보여주었고, 이는 인기 잡지 [33]광고에서도 보험사가 홍보했습니다.General Motors는 1973년에 대형 쉐보레 차량을 사용했습니다.에어백을 장착한 초기의 실험용 GM 차량들은 7명의 사망자를 경험했고, 그 중 한 명은 나중에 [34]에어백에 의한 것으로 의심되었습니다.
1974년 GM은 ACRS 시스템(패딩된 하부 대시보드와 조수석 측면 에어백으로 구성)을 캐딜락,[35] 뷰익, 올즈모빌 모델의 일반 생산 옵션(RPO 코드 AR3)으로 출시했습니다.ACRS를 장착한 1970년대의 GM 자동차는 운전석 측면 에어백, 운전석 측면 무릎 [36]보호대를 갖추고 있었습니다.조수석 측 에어백은 양쪽 전방 [36]승객을 보호했으며, 대부분의 현대 시스템과 달리 무릎과 몸통 쿠션을 통합했으며 충격의 힘에 따라 2단계 전개가 가능했습니다.ACRS를 장착한 차량은 좌석에 모두 벨트가 장착되어 있었지만, 어깨 벨트는 없었습니다.미국에서는 운전자와 앞좌석 바깥쪽 승객을 위한 에어백이 없는 폐쇄형 자동차에서 이미 어깨띠가 의무화됐지만, GM은 어깨띠를 대체할 수 있는 에어백 마케팅을 선택했습니다.캐딜락 모델의 이 옵션 가격은 1974년 225달러, 1975년 300달러, 1976년 340달러(2022년 1,749달러)였습니다.
에어백의 초기 개발은 자동차 안전법에 대한 국제적인 관심과 맞물렸습니다.일부 안전 전문가들은 특정 기술 솔루션을 요구하는 것이 아니라 성능에 기반한 탑승자 보호 표준을 제안했습니다(이 표준은 빠르게 구식이 되어 비용 효율적인 접근 방식이 아님을 입증할 수 있습니다.그러나 [28]국가들이 안전벨트 제한을 성공적으로 규정했기 때문에 다른 디자인에 대한 강조는 덜했습니다.
보조 에어백 시스템으로서
정면 에어백
자동차 업계와 연구 및 규제 업계는 에어백을 안전 벨트 대체품으로 간주하던 초기 관점에서 벗어나, 이제는 에어백을 SRS(Supplemental Restraint System) 또는 팽창식 에어백(Supplemental Inflatable Restraint)으로 명명합니다.
1981년 메르세데스-벤츠는 주력 살롱 모델인 S-클래스(W126)의 옵션으로 서독에서 에어백을 선보였습니다.메르세데스 시스템에서는 센서가 탑승자의 충격 움직임을 줄이기 위해 안전 벨트를 자동으로 장력을 준 다음 에어백을 충격 시 전개했습니다.이것은 안전 벨트와 에어백을 안전 벨트의 대안으로 간주하는 대신 에어백을 구속 시스템으로 통합했습니다.
1987년 포르쉐 944 터보는 운전석 에어백과 조수석 에어백을 기본 [38]장비로 장착한 최초의 자동차가 되었습니다.포르쉐 944와 944S는 이것을 옵션으로 선택할 수 있었습니다.같은 해 일본 자동차에 최초의 에어백인 혼다 [39]레전드가 장착되기도 했습니다.
1988년 크라이슬러는 미국 최초로 운전석 에어백을 표준 장비로 장착한 자동차 회사가 되었고, 이 에어백은 6가지 [40][41]모델로 제공되었습니다.그 다음 해 크라이슬러는 미국 자동차 제조사 중 최초로 신형 승용 [42][43]모델에 운전석 에어백을 장착했습니다.크라이슬러는 또한 1980년대 [44]후반에 어떻게 그 장치들이 생명을 구했는지를 보여주는 광고에 그 에어백의 가치를 대중들이 알 수 있도록 도왔고 안전이 판매 우위가 된 것을 보여주기 시작했습니다.크라이슬러 미니밴의 모든 버전은 1991년식부터 [40]에어백과 함께 출시되었습니다.1993년 링컨 자동차는 모델 라인의 모든 차량에 운전석과 조수석에 각각 [45]하나씩 듀얼 에어백이 장착되어 있다고 자랑했습니다.1993년 출시된 지프 그랜드 체로키는 [46]1992년 출시 당시 운전석 에어백을 제공한 최초의 SUV가 되었습니다.운전석 에어백과 조수석 에어백은 모든 닷지 인트레피드, 이글 비전, 크라이슬러 콩코드 세단에서 안전 [47][48]규정에 앞서 표준 장비로 자리 잡았습니다.1993년 초, 400만 번째 에어백이 장착된 크라이슬러 차량이 [49]조립라인에서 굴러 떨어지는 것을 목격했습니다.1993년 10월, 닷지 램은 표준 운전석 [50]에어백을 장착한 최초의 픽업 트럭이 되었습니다.
에어백이 장착된 자동차 두 대 사이에 처음으로 알려진 충돌은 1990년 3월 12일 미국 버지니아 주에서 발생했습니다. 1989년식 크라이슬러 르바롱이 중앙선을 넘어 또 다른 1989년식 크라이슬러 르바롱과 정면 충돌하여 두 운전석 에어백이 모두 전개되었습니다.운전자들은 [51][52][53]차량에 광범위한 손상을 입었음에도 불구하고 가벼운 부상만 입었습니다.
1991년의 미국 복합 표면 운송 효율법은 1998년 9월 1일 이후에 제작된 승용차와 경트럭에 운전자와 앞좌석 [54][55]승객을 위한 에어백을 장착하도록 요구했습니다.미국에서, NHTSA는 에어백이 1999년 9월 1일까지 4,600명 이상의 생명을 구했다고 추정했습니다. 그러나 1990년대 초반의 충돌 전개 경험은 몇몇 사망자와 심각한 부상이 에어백에 의해 [54]발생했음을 나타냅니다.1998년, NHTSA는 자동차 제조사들에게 효과적인 기술적 해결책을 고안하는 데 있어 더 많은 유연성을 제공하는 고급 에어백에 대한 새로운 규칙을 시작했습니다.개정 규칙은 또 안전띠 착용 여부와 관계없이 크기가 다른 탑승자에 대한 보호를 강화하는 한편, [54]에어백으로 인한 유아, 어린이, 기타 탑승자의 위험을 최소화하도록 했습니다.
유럽에서 에어백은 1990년대 초까지만 해도 거의 들어본 적이 없었습니다.1991년까지 BMW, 혼다, 메르세데스-벤츠, 볼보 등 4개 제조사가 일부 고급 모델에 에어백을 제공했지만, 얼마 지나지 않아 에어백은 더 많은 주류 자동차에 공통적인 기능이 되었고, 1992년 포드와 보크홀/오펠이 에어백을 모델 제품군에 도입했습니다.직후 시트로엥, 피아트, 닛산, 현대, 푸조, 르노, 폭스바겐 등이 뒤를 이었습니다.
1999년까지 에어백이 없는 새로운 대중 시장 자동차를 선택적인 장비로서 찾는 것은 어려웠고, 폭스바겐 골프 Mk4와 같은 1990년대 후반의 일부 제품들도 사이드 에어백을 장착했습니다.푸조 306은 유럽 자동차 시장의 진화를 보여주는 한 예입니다. 1993년 초에 시작된 이 모델들의 대부분은 운전석 에어백조차 옵션으로 제공하지 않았지만 1999년에는 사이드 에어백까지 여러 가지 모델에서 사용할 수 있게 되었습니다.아우디는 심지어 1994년식 모델에도 에어백을 제공하지 않았기 때문에 더 넓은 규모의 에어백 시스템을 제공하는 것이 늦었습니다.대신에, 그 때까지 독일 자동차 회사는 독점적인 케이블 기반 프로콘텐 구속 시스템에만 의존했습니다.
가변 힘 전개 프론트 에어백은 에어백 자체에서 발생하는 부상을 최소화하기 위해 개발되었습니다.
에어백의 출현은 1990년 이후 유럽 도로에서 사망자와 중상자의 수가 급격히 감소하는 원인이 되었고, 2010년까지 유럽 도로에서 에어백이 없는 차량의 수는 1990년대 중반 또는 그 이전에 남아있는 차량의 극히 적은 비율을 차지했습니다.
많은 중남미 국가에서 신차의 에어백이나 자동제동장치가 의무적으로 적용되지 않기 때문에 기아 리우, 기아 피칸토, 현대 그랜드 i10, 마쓰다2, 쉐보레 스파크, 쉐보레 오닉스 등 중남미의 많은 신차들이 에어백 없이 판매되는 경우가 많습니다.일부에서는 신차에 최소한 두 개의 에어백만 장착하도록 요구하고 있는데, 이 시장에서는 이 에어백을 장착하는 경우가 많습니다.
에어백 형상
시트로엥 C4는 이 차의 독특한 고정 허브 스티어링 [59]휠을 통해 가능해진 최초의 "모양" 운전석 에어백을 제공했습니다.
2019년에 혼다는 새로운 조수석 에어백 기술을 도입할 것이라고 발표했습니다.미국 오하이오주의 오토리브와 혼다 연구개발이 개발한 이 새로운 에어백 디자인은 전면을 가로질러 "비팽창식 돛 패널"로 연결된 세 개의 팽창식 챔버를 특징으로 합니다.두 개의 외부 챔버는 중간 챔버보다 큽니다.에어백이 전개되면, 돛 패널이 에어백에 부딪힐 때의 충격으로부터 탑승자의 머리를 쿠션시키고, 3개의 챔버가 탑승자의 머리를 포수 미트처럼 고정시킵니다.트라이 챔버 에어백의 목표는 머리의 "고속 움직임을 체포"하여 충돌 시 뇌진탕 부상의 가능성을 줄이는 것입니다.공장에서 트라이 챔버 에어백이 설치된 최초의 차량은 아큐라 TLX의 2020년(2021년 모델)이었습니다.혼다는 이 새로운 기술이 곧 모든 [60]자동차에 적용되기를 바라고 있습니다.
리어 에어백
메르세데스-벤츠 S클래스([61]W223)는 2020년 9월(2021년형)부터 전방 충돌 시 후방 탑승자 보호 기능을 제공하기 시작했습니다.W223 S-클래스는 세계 최초로 자동차 에어백 [62][63]시스템에서 널리 사용되는 기존의 완전한 가스 팽창 에어백 대신, 가스를 사용하여 주변 공기를 가득 채우는 지지 구조물을 팽창시키고 확장시켜 작동하는 뒷좌석 에어백을 장착했습니다.
사이드 에어백
기본적으로 오늘날 사이드 에어백은 사이드 토르소 에어백과 사이드 커튼 에어백의 두 가지 유형이 일반적으로[when?] 사용됩니다.최근에는 [when?]유럽 시장에서 센터 에어백이 보편화되고 있습니다.
사이드 커튼 에어백이 장착된 대부분의 차량에는 사이드 토르소 에어백도 포함되어 있습니다.그러나, 쉐보레 코발트,[64] 2007-09년형 쉐보레 실버라도/GMC 시에라, 2009-12년형[65] 닷지 램과 같은 일부 모델에는 측면 토르소 에어백이 장착되어 있지 않습니다.
2000년 경부터 사이드 임팩트 에어백은 포드 피에스타와 푸조 206의 작은 엔진 버전과 같이 중저거리 차량에서도 일반화되었으며, 커튼 에어백은 대중 시장 차량에서도 일반적인 기능이 되었습니다.2003년에 출시된 토요타 아벤시스는 유럽에서 9개의 에어백을 장착한 첫 번째 대중 시장 차였습니다.
측면 몸통 에어백
측면 충격 에어백 또는 측면 토소 에어백은 일반적으로 시트[66] 또는 도어 [67]패널에 위치하며 시트 승객과 도어 사이에 팽창하는 에어백의 범주입니다.이 에어백은 골반 부위와 하복부 [68]부위의 부상 위험을 줄이도록 설계되었습니다.현재 대부분의 차량에는 전복 사고 시 차량의 부상 및 배출을 줄이기 위해 다양한 유형의 디자인이 장착되어 있습니다.보다 최신의 사이드 에어백[69] 설계에는 2개의 챔버 [70]시스템이 포함됩니다. 골반 부위를 위한 하부 챔버와 [71][72]갈비뼈 부위를 위한 부드러운 상부 챔버가 포함됩니다.
스웨덴 회사 아우톨리브 AB는 측면 충격 에어백에 대한 특허를 부여받았으며, 1995년형[73] 볼보 850에 1994년 옵션으로 처음 제공되었으며,[73] 1995년 이후에 생산된 모든 볼보 자동차에 표준 장비로 제공되었습니다.1997년, Saab은 Saab 9-5의 출시와 함께 최초로 머리와 몸통을 결합한 에어백을 선보였습니다.
2010년식 폭스바겐 폴로 Mk.5와 같은 일부 자동차에는 머리와 몸통 측면 에어백이 결합되어 있습니다.이 장치는 앞좌석 등받이에 장착되어 머리와 몸통을 보호합니다.
측면 튜브 또는 커튼 에어백
1997년, BMW 7 시리즈와 5 시리즈에는 튜브 모양의 헤드 사이드 에어백(팽창성 튜브형 구조)[74]이 장착되었으며,[75] 이는 "헤드 프로텍션 시스템(HPS).이 에어백은 측면 충격 충돌 시 머리를 보호할 수 있도록 설계되었으며 전복 방지를 위해 최대 7초 동안 팽창 상태를 유지했습니다.하지만 이 튜브 모양의 에어백 디자인은 팽창 가능한 '커튼' 에어백으로 빠르게 대체되었습니다.
1998년 5월, 토요타는 프로그레스의 [76]지붕에서 전개되는 사이드 커튼 에어백을 제공하기 시작했습니다.1998년, 볼보 S80은 앞과 [77]뒤의 승객들을 보호하기 위해 지붕에 장착된 커튼 에어백을 받았습니다.2000년부터 1세대 C70을 제외한 모든 볼보 차량에 커튼 에어백이 기본 장비로 적용되었으며, 이는 앞좌석 [73]탑승자의 머리를 보호하는 측면 토르소 에어백을 확대 적용한 것입니다.2세대 C70 컨버터블은 세계 최초로 위쪽으로 전개된 도어 장착 사이드 커튼 에어백을 장착했습니다.
커튼 에어백은 SUV 차량의 측면 충격으로 뇌 손상이나 사망률을 최대 45%까지 줄여준다고 합니다.이러한 에어백은 [78]용도에 따라 다양한 형태(예: 튜브형, 커튼형, 도어 장착형)로 제공됩니다.최근의 많은 SUV와 MPV에는 모든 열의 좌석을 보호하는 긴 공기 주입식 커튼 에어백이 있습니다.
많은 차량에서 커튼 에어백은 승객의 운동을 관리하기 위해 일부/모든 정면 충돌 중에 전개되도록 프로그래밍되어 있으며(예: 리바운드 시 머리가 B-필러에 부딪히는 것), 특히 IIHS의 스몰 오버랩 충돌 테스트와 같은 오프셋 충돌의 경우 더욱 그렇습니다.
롤 감지 커튼 에어백(RSCA)
롤 감지 커튼 에어백은 더 오랜 시간 동안 팽창 상태를 유지하고 윈도우의 많은 부분을 덮으며 전복 충돌 시 전개되도록 설계되었습니다.탑승자의 머리를 보호하고 배출을 방지하는 데 도움을 줍니다.SUV와 픽업 차량은 전복 가능성이 높기 때문에 RSCA가 장착될 가능성이 높으며, 운전자가 오프로드에서 차량을 운전할 경우 스위치가 이 기능을 비활성화할 수 있는 경우가 많습니다.
중앙 에어백
 | 이 섹션을 업데이트해야 합니다.최근 또는 이용 정보를 할 수 본 기사 . (2019년 2월) |
2009년, 토요타는 측면 충돌로 인한 뒷좌석 승객의 2차 상해를 줄이기 위해 설계된 최초의 리어 시트 센터 에어백을 개발했습니다.이 시스템은 크라운 마제스타에 [79]처음 등장하는 리어 센터 시트에서 전개됩니다.2012년 말, General Motors는 공급업체인 Takata와 함께 [80]운전석에서 전개되는 프론트 센터 에어백을 선보였습니다.
현대자동차그룹은 2019년 9월 18일 운전석 내부에 장착되는 센터사이드 에어백 개발을 발표했습니다.
센터 에어백이 장착된 2022년 폭스바겐 차량에는 ID.3과 골프 [81]등이 있습니다.
폴스타 2에는 센터 에어백도 포함되어 있습니다.
2020년 EuroNCAP의 테스트 가이드라인이 업데이트되면서 유럽 및 호주 시장 차량들은 앞 센터 에어백, 뒤 몸통 에어백 및 뒤 안전 벨트 [citation needed]프리텐셔너를 점점 더 많이 사용하고 있습니다.
무릎에어백
기아차 스포티지 SUV에는 운전석과 별도의 무릎 에어백 두 번째 모델이 적용됐으며 이후 표준 장비로 사용되고 있습니다.에어백은 스티어링 [82][83]휠 아래에 있습니다.
토요타 [84]칼디나는 2002년 일본 시장에 최초로 운전석 쪽 SRS 무릎 에어백을 선보였습니다.토요타 아벤시스, 운전석 무릎 [85][86]에어백 장착 유럽 첫 판매 차량이 됐습니다.유로NCAP는 2003년형 아벤시스에 대해 "운전자의 무릎과 다리를 보호하기 위한 많은 노력이 있었고 무릎 에어백이 [87]잘 작동했습니다."라고 보도했습니다.그 이후로 일부 모델에는 프론트 조수석 무릎 에어백도 포함되어 있으며, 이 에어백은 충돌 시 글로브 컴파트먼트 근처 또는 전체에 전개됩니다.무릎 에어백은 다리 부상을 줄이도록 설계되었습니다.무릎 에어백은 2000년부터 점점 더 보편화되었습니다.
리어 커튼 에어백
2008년 신형 토요타 iQ 마이크로카는 후방 충격 [88]시 후방 탑승자의 머리를 보호하는 리어 커튼 쉴드 에어백을 최초로 장착했습니다.
시트 쿠션 에어백
토요타 iQ의 또 다른 특징은 조수석에 있는 시트 쿠션 에어백으로 정면 충돌이나 잠수함 [89]사고 시 골반이 무릎 벨트 아래로 잠수하는 것을 방지하는 것이었습니다.이후 야리스와 같은 도요타 모델들도 운전석에 이 기능을 추가했습니다.
안전 벨트 에어백
안전 벨트 에어백은 안전 벨트 면적을 늘려 충돌 시 비틀거리는 사람이 경험하는 힘을 보다 효과적으로 분산시키도록 설계되었습니다.이는 벨트 착용자의 갈비뼈 케이지 또는 가슴 부위에 발생할 수 있는 부상을 줄이기 위해 수행됩니다.
- 2010: Ford[90] Explorer 및 2013 Ford Flex: 리어 시트 벨트 에어백(옵션), 2013 Lincoln MKT 표준 장착
- 2010년: 렉서스[91] LFA는 운전자와[92] 동승자를 위한 안전벨트 에어백을 장착했습니다.
- 2013: Mercedes-Benz S-Class (W222)는 뒷좌석[93] 안전벨트 가방을 갖추고 있습니다.
- 2014: Ford Mondeo Mk[94] IV는 2개의 외부[95] 시트를 위한 리어 시트 벨트 에어백(옵션)을 갖추고 있습니다.
세스나[96] 항공은 안전벨트 [97]에어백도 도입했습니다.172, 182, 206에 대한 2003년 기준입니다[97].
보행자 에어백
차량의 외부에 장착되는 에어백(들), 이른바 "보행자 에어백"은 차량이 보행자와 [98]충돌할 경우 부상을 줄이기 위해 설계된 것입니다.충돌이 감지되면 에어백이 전개되고 에어백이 전개되어[99] 에어백 가장자리([100]예: a-필러 및 보닛 가장자리)를 덮친 후 보행자가 부딪힐 수 있습니다.2012년 출시된 볼보 V40에는 세계 최초의 보행자 에어백이 [101]기본으로 포함되었습니다.그 결과, V40은 EuroNCAP의 보행자 [102]테스트에서 가장 높은 순위(88%)를 차지했습니다.
제조업체
SRS 에어백의 공급업체는 오토리브, 다이셀, TRW 및 JSS(Brid, Key Safety Systems 및 Takata 소유)입니다.에어백의 충격 센서는 대부분 Lanka [citation needed]Harness Company에서 제조합니다.
작동
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차량의 에어백은 특정 유형의 ECU인 중앙 에어백 컨트롤[103] 유닛(ACU)에 의해 제어됩니다.ACU는 차량 내 가속도계, 충격 센서, 측면(도어)[104][105] 압력 센서, 휠 속도 센서, 자이로스코프, 브레이크 압력 센서 및 시트 승객 감지 센서 등 여러 관련 센서를 모니터링합니다.ACU는 이 센서 데이터와 기타 센서 데이터를 원형 버퍼에 기록하고 온보드 비휘발성 메모리에 기록하여 조사자에게 충돌 이벤트의 스냅샷을 제공하는 경우가 많습니다.이와 같이 ACU는 종종 차량의 이벤트 데이터 레코더 역할을 하며, 모든 EDR이 ACU인 것은 아니며, 모든 ACU에 EDR [106]: 15 기능이 포함되어 있는 것도 아닙니다.ACU는 일반적으로 회로 내에 커패시터를 포함하여 충돌 [106]: 102 [107]: 3 시 ACU에 대한 차량의 배터리 연결이 끊어질 경우 모듈에 전원이 공급되고 에어백이 전개될 수 있도록 합니다.
가방 자체와 팽창 메커니즘은 스티어링 휠 보스(운전자용) 또는 대시보드(앞좌석 승객용) 안에 숨겨져 있으며, 가방이 팽창하는 힘에 의해 찢어지도록 설계된 플라스틱 플랩이나 도어 뒤에 숨겨져 있습니다.필요한 임계값에 도달하거나 임계값을 초과하면 에어백 컨트롤 유닛이 가스 발생기 추진제의 점화를 트리거하여 패브릭 백을 빠르게 팽창시킵니다.차량 탑승자가 가방에 충돌하여 압박하면 가스가 작은 환기구 구멍을 통해 통제된 방식으로 빠져나갑니다.에어백의 부피와 백에 있는 통풍구의 크기는 각각의 차량 유형에 따라 조정되어 탑승자의 감속력을 시간이 지남에 따라 그리고 탑승자의 몸 전체로 분산시킬 수 있습니다.
에어백 컨트롤 유닛에는 다양한 센서의 신호가 공급되며, 에어백 컨트롤 유닛은 에어백 컨트롤 유닛으로부터 다른 변수와 함께 충격각, 심각도 또는 충돌의 힘을 결정합니다.이러한 계산 결과에 따라 ACU는 안전 벨트 프리텐셔너 및/또는 에어백(운전석 및 조수석용 프론트백, 시트 장착 사이드백 및 사이드 글라스를 덮는 "커튼" 에어백 포함)과 같은 다양한 추가 구속 장치를 전개할 수도 있습니다.각 구속 장치는 일반적으로 하나 이상의 폭약식 장치(일반적으로 이니시에이터 또는 전기 매치라고 함)로 활성화됩니다.가연성 물질에 싸인 전기 도체로 구성된 이 전기 매치는 2밀리초 이내에 1암페어에서 3암페어 사이의 전류 펄스로 작동합니다.도체가 충분히 뜨거워지면 가연성 물질에 점화되어 가스 발생기가 작동합니다.안전 벨트 프리텐셔너에서는 이 핫 가스를 사용하여 피스톤을 구동하여 안전 벨트의 슬랙을 빼냅니다.에어백에서 이니시에이터는 에어백 인플레이터 내부의 고체 추진제를 점화하는 데 사용됩니다.연소 추진제는 불활성 가스를 발생시켜 에어백을 약 20~30밀리초 만에 급속하게 팽창시킵니다.전진하는 탑승자가 외부 표면에 도달할 때까지 에어백이 완전히 팽창하려면 에어백이 빠르게 팽창해야 합니다.일반적으로 전방 충돌 시 에어백 전개 결정은 충돌 시작 후 15~30밀리초 이내에 이루어지며, 운전석 및 조수석 에어백은 차량 접촉 첫 순간 후 약 60~80밀리초 이내에 완전히 팽창됩니다.에어백 전개가 너무 늦거나 느리게 진행되면 탑승자가 팽창 에어백에 접촉하여 부상을 입을 위험이 높아질 수 있습니다.조수석과 계기판 사이에는 일반적으로 더 많은 거리가 존재하기 때문에 조수석 에어백이 더 크고 이를 채우기 위해 더 많은 가스가 필요합니다.
구형 에어백 시스템에는 아지드화나트륨(NaN3), KNO3 및 SiO가2 혼합되어 있었습니다.일반적인 운전석 측면 에어백은 약 50~80g의 NaN을3 함유하고 있으며, 더 큰 조수석 측면 에어백은 약 250g을 함유하고 있습니다.충돌 후 약 40밀리초 이내에 이 모든 구성 요소는 질소 가스를 생성하는 세 개의 개별 반응으로 반응합니다.반응은 순서대로 다음과 같습니다.
- 2 NaN → 2 Na + 3 N (g)
- 10 Na + 2 KNO → KO + 5 NaO + N (g)
- KO + NaO + SiO 2개 → KSiO + NaSiO
첫 번째 두 반응은 4 몰 당량의 질소 가스를 생성하고, 세 번째 반응은 나머지 반응물을 상대적으로 불활성인 규산칼륨과 규산나트륨으로 변환합니다.NaNO 같은 것보다3 KNO를3 쓰는 이유는 흡습성이 떨어지기 때문입니다.흡수된 수분은 시스템을 탈감응시켜 반응에 실패하게 할 수 있기 때문에 이 반응에 사용되는 물질이 흡습성이 없다는 것이 매우 중요합니다.
초기 반응물의 입자 크기는 신뢰성 있는 [108]작동에 중요합니다.NaN과3 KNO는3 10 ~ 20 μm여야 하며, SiO는2 5 ~ 10 μm여야 합니다.
에어백이 독성 [109]반응물을 덜 갖도록 대체 화합물을 찾는 노력이 계속되고 있습니다.Akiyoshi et al. 의 저널 기사에서, Sr 복합체 질산염의 반응에 대해, 다양한 산화제와 함께 카보하이드라자이드(Sr(NHNHCONH22)γ3(NO))2의 반응이 N 및 CO 가스의22 진화를 초래한 것으로 밝혀졌습니다.KBrO를3 산화제로 사용하여 반응의 초기 온도가 가장 낮았을 뿐만 아니라 가장 격렬한 반응을 나타냈습니다.N과 CO2 가스가 진화한 것은 전체2 [110]가스의 99%를 차지했습니다.거의 모든 출발 물질은 500°C 이상의 온도에 도달할 때까지 분해되지 않으므로 에어백 가스 발생기로서 실행 가능한 옵션이 될 수 있습니다.
NaN 구동 에어백에 대한3 또 다른 그럴듯한 대안을 포함하는 특허에서, 가스-생성 물질은 구아니딘 질산염, 5-아미노테트라졸, 비테트라졸 이수화물, 니트로이미다졸 및 염기성 구리 질산염의 사용을 포함했습니다.이러한 비지드 시약은 독성이 적고 연소 온도가 낮으며 일회용 에어백 팽창 시스템을 [111]보다 쉽게 만들 수 있음을 알 수 있었습니다.
프론트 에어백은 일반적으로 측면,[112] 후면 또는 전복 충돌 시 탑승자를 보호하지 못합니다.에어백은 한 번만 전개되며 최초 충격 후 빠르게 공기가 빠지기 때문에 이후 충돌 시에는 도움이 되지 않습니다.안전벨트는 많은 유형의 충돌 사고에서 부상의 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.에어백의 이점을 극대화하기 위해 탑승자를 적절히 배치하는 데 도움이 되며, 최초 및 이후의 충돌 시 탑승자를 구속하는 데 도움이 됩니다.
전복 감지 시스템이 장착된 차량에서는 가속도계와 자이로스코프가 전복 이벤트의 시작을 감지하는 데 사용됩니다.전복 사고가 임박한 것으로 판단될 경우 사이드 커튼 에어백이 전개되어 탑승자가 차량 실내 측면에 닿지 않도록 보호하고 차량이 전복될 때 탑승자가 배출되는 것을 방지할 수 있습니다.
트리거 조건
에어백은 차량이 의도하는 특정 시장에서 차량 제작 관련 규정에 의해 규정된 임계값보다 더 심각한 정면 및 거의 정면 충돌 시 전개되도록 설계되었습니다. 미국 규정은 충돌 시 최소 23km/h(14mph) 장벽 충돌과 동일한 감속으로 전개하도록 요구하고 있습니다. or 마찬가지로, 비슷한 크기의 주차된 차량을 각 차량 전면 전체에 걸쳐 약 2배의 [113]속도로 충돌시킵니다.국제 규정은 기술 기반이 아닌 성능 기반이므로 에어백 전개 임계값은 전반적인 차량 설계의 기능입니다.
장벽에 대한 충돌 테스트와 달리 실제 충돌은 일반적으로 차량 전방에 직접적으로 충돌하는 것이 아닌 다른 각도에서 발생하며 충돌력은 일반적으로 차량 전방에 고르게 분포되지 않습니다.따라서 실제 충돌 시 에어백 전개에 필요한 타격 차량과 타격 차량 간의 상대 속도는 동등한 장벽 충돌보다 훨씬 더 높을 수 있습니다.에어백 센서는 감속도를 측정하기 때문에 차량 속도는 에어백이 전개되어야 하는지 여부를 보여주는 좋은 지표가 아닙니다.에어백은 차량의 언더캐리지가 도로 위로 돌출된 낮은 물체에 부딪혀 발생할 수 있으며, 이로 인한 감속으로 인해 전개될 수 있습니다.
에어백 센서는 MEMS 가속도계로, 마이크로 기계 요소가 통합된 소형 집적 회로입니다.급격한 감속에 따라 미세한 기계적 요소가 움직이고, 이 움직임은 정전 용량의 변화를 일으키는데, 칩의 전자 장치가 이를 감지하여 에어백을 점화하라는 신호를 보냅니다.가장 일반적으로 사용되는 MEMS 가속도계는 아날로그 디바이스에 의한 ADXL-50이지만 다른 MEMS 제조업체도 있습니다.
수은 스위치를 사용한 초기 시도는 잘 작동하지 않았습니다.MEMS 이전에는 에어백을 전개하는 데 사용되는 일차 시스템을 "롤라마이트"라고 불렀습니다.롤라마이트는 인장된 띠 안에 매달린 롤러로 구성된 기계 장치입니다.사용된 특정 형상 및 재료 특성의 결과로 롤러는 마찰 또는 히스테리시스 없이 자유롭게 변환할 수 있습니다.이 장치는 산디아 국립 연구소에서 개발되었습니다.1990년대 중반까지 롤라마이트와 유사한 매크로 기계 장치가 에어백에 사용되었으며, 그 후 일반적으로 MEMS로 대체되었습니다.
거의 모든 에어백은 온도가 150~200°C(300~400°F)[114]에 도달할 때 차량 화재 시 자동으로 전개되도록 설계되었습니다.종종 자동 점화라고 불리는 이 안전 기능은 이러한 온도가 전체 에어백 모듈의 폭발을 일으키지 않도록 보장합니다.
오늘날 에어백 트리거링 알고리즘은 훨씬 복잡하며, 충돌 조건에 맞춰 전개 속도를 조정하고 불필요한 전개를 방지할 수 있습니다[when?].그 알고리즘들은 귀중한 지적 재산으로 여겨집니다.실험 알고리즘은 탑승자의 체중, 시트 위치, 안전 벨트 사용과 같은 요소를 고려할 수 있으며, 심지어 유아용 시트가 존재하는지를 판단하려고 시도할 수도 있습니다.
인플레
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프론트 에어백이 전개되면 에어백 컨트롤 유닛 내의 인플레이터 유닛으로 신호가 전송됩니다.점화기는 급속한 화학 반응을 시작하여 주로 질소 가스(N2)를 생성하여 에어백을 모듈 커버를 통해 전개합니다.일부 에어백 기술은 압축 질소 또는 아르곤 가스에 폭약 작동 밸브("하이브리드 가스 발생기")를 사용하는 반면, 다른 기술은 다양한 에너지가 넘치는 추진제를 사용합니다.독성이 강한 아지드화나트륨(NaN3)을 함유한 추진제가 초기 인플레이터 설계에서는 흔했지만, 사용된 에어백에서는 독성이 있는 아지드화나트륨이 거의 발견되지 않았습니다.
아지드 함유 폭약 가스 발생기는 상당량의 추진제를 함유하고 있습니다.운전석 에어백에는 약 50g의 아지드화나트륨이 들어있는 캐니스터가 들어있습니다.조수석 쪽 컨테이너에는 약 200그램의 [115][better source needed][better source needed]아지드화나트륨이 들어있습니다.
대체 추진제는 예를 들어, 니트로구아니딘(nitroguanidine), 상-안정화된 질산암모늄(NHNO43) 또는 다른 비금속 산화제의 조합, 및 아지드와 다른 질소가 풍부한 연료(예: 테트라졸, 트리아졸 및 이의 염)를 포함할 수 있습니다.상기 혼합물 중의 연소 속도 조절제는 알칼리 금속 질산염(NO-3) 또는 아질산염(NO-2), 디시아아마이드 또는 이의 염, 붕소화나트륨(NaBH)4 등일 수 있음.냉각제 및 슬래그 포머는 점토, 실리카, 알루미나, 유리 [116][better source needed][non-primary source needed][original research?]등일 수 있습니다.다른 대안은 예를 들어, 니트로셀룰로오스계 추진제(이들은 가스 수율이 높지만 저장 안정성이 나쁘고, 그들의 산소 균형은 일산화탄소의 축적을 피하기 위해 반응 생성물의 2차 산화를 요구함) 또는 무기 산화제를 갖는 고-산소 무질소 유기 화합물(예를 들어,염소산염(ClO-3) 또는 과염소산염(ClO-4)을 함유하고, 결국 금속 산화물을 함유한 삼탄산(dior tricarboxylic acids); 무질소 제제는 독성 질소 산화물의 형성을 방지합니다.
충돌이 시작된 시점부터 전체 전개 및 인플레이션 과정은 약 0.04초입니다.충돌 시 차량의 속도가 매우 빠르게 변화하기 때문에 탑승자가 차량 내부에 충돌할 위험을 줄이기 위해서는 에어백이 급격히 팽창해야 합니다.
가변력 전개
에어백 전개를 충돌의 심각성, 차량 탑승자의 크기 및 자세, 벨트 사용, 실제 에어백에 얼마나 가까운지에 따라 맞춤화하는 첨단 에어백 기술이 개발되고 있습니다.이러한 시스템의 대부분은 매우 심각한 충돌보다 중간 충돌에서 단계적으로 덜 강력하게 전개되는 다단계 인플레이터를 사용합니다.탑승자 감지 장치는 에어백 컨트롤 유닛에 누군가 에어백과 인접한 좌석을 점유하고 있는지, 그 사람의 질량/무게, 안전 벨트 또는 어린이 안전 벨트가 사용되고 있는지, 그리고 그 사람이 좌석에서 앞쪽으로 이동하여 에어백에 가까이 있는지를 알려줍니다.이 정보와 충돌 심각도 정보를 바탕으로 에어백은 높은 힘 수준, 낮은 힘 수준, 또는 전혀 그렇지 않은 상태로 전개됩니다.
어댑티브 에어백 시스템은 다단 에어백을 사용하여 에어백 내부의 압력을 조절할 수 있습니다.에어백 내부의 압력이 클수록 에어백과 접촉할 때 탑승자에게 더 큰 힘이 가해집니다.이러한 조정을 통해 시스템은 대부분의 충돌에 적당한 힘으로 에어백을 전개할 수 있으며, 최대 힘의 에어백은 가장 심한 충돌에만 사용할 수 있습니다.탑승자의 위치, 무게 또는 상대적 크기를 파악하기 위한 추가 센서도 사용할 수 있습니다.에어백 컨트롤 유닛은 탑승자와 충돌의 심각도에 대한 정보를 사용하여 에어백을 억제해야 하는지 전개해야 하는지, 전개해야 하는지를 판단하며, 그런 경우 다양한 출력 레벨에서 에어백을 사용합니다.
배포후
화학 반응은 봉지를 부풀리기 위해 질소의 폭발을 발생시킵니다.에어백이 전개되면 가스가 직물의 환기구(또는 쿠션이라고도 함)를 통해 빠져나가면서 즉시 감압이 시작됩니다.전개는 종종 먼지와 같은 입자 및 차량 내부의 가스(배출물이라고 함)의 방출을 동반합니다.이 먼지의 대부분은 옥수수 녹말, 프랑스 분필 또는 탈쿰 분말로 구성되어 있으며, 전개 중에 에어백을 윤활하는 데 사용됩니다.
새로운 디자인은 주로 무해한 탈쿰 분말/옥수수 녹말과 질소 가스로 구성된 배출물을 생산합니다.아지드계 추진제(일반적으로3 NaN)를 사용하는 오래된 설계에서는 거의 항상 다양한 양의 수산화나트륨이 초기에 존재합니다.소량의 이 화학물질은 눈에 약간의 자극을 주거나 상처를 열 수 있습니다. 그러나 공기에 노출되면 탄산수소나트륨(제빵용 탄산음료)으로 빠르게 변합니다.그러나, 이러한 변형은 100% 완전하지 않으며, NaOH에서 나오는 수산화 이온의 잔류량을 항상 남깁니다.에어백 시스템의 종류에 따라 염화 칼륨도 존재할 수 있습니다.
대부분의 사람들에게, 먼지가 만들어낼 수 있는 유일한 효과는 목과 눈의 약간의 작은 자극입니다.일반적으로 탑승자가 창문을 닫고 환기를 하지 않은 상태에서 차량에 몇 분 동안 머물러 있을 때만 경미한 자극이 발생합니다.그러나 천식이 있는 일부 사람들은 먼지를 흡입함으로써 잠재적으로 치명적인 천식 발작을 일으킬 수 있습니다.
스티어링 휠 보스 및 대시보드 패널의 에어백 출구 플랩 설계 때문에 이러한 항목은 에어백이 전개될 경우