ZF LIFETEC의 2단계 사이드 에어백은 불가피한 충돌이 발생하기 전 밀리초의 시간을 이용해 귀중한 거리를 확보하여 탑승자 보호 기능을 개선한다. 사전 충돌 2단계 사이드 에어백(Dual Stage SAB)은 충돌이 발생하기 200밀리초 전에 1단계를 발동하여 탑승자를 예상 충돌 지점에서 먼 방향인 차량 실내와 몇 센티미터 가까운 곳으로 밀어서 이동시킨다. 이러한 공간을 확보한 덕분에 2단계에서 실제 사이드 에어백이 전개되면 완전한 충돌 보호 효과를 발휘할 수 있다.

Euro NCAP의 자료에 따르면 측면 충돌은 유럽 전체 교통사고 중 약 1/4을 차지한다. 또한 측면 충돌은 사망과 중상을 유발하는 원인 중 2위에 해당한다. 측면 충돌의 경우 차량이 찌그러지면서 사람을 보호할 수 있는 ‘크럼플 존(crumple zone)’이 거의 없기 때문에 충돌로 차량 부품이 깊이 침범하여 탑승자 공간의 변형을 유발할 수 있다. 그러므로 두부와 흉부에 중상을 입는 사례가 빈번하게 발생한다.

게다가 측면 충돌은 차량과 충돌하는 사고와 관련성이 없는 상황에서도 발생한다. 예를 들어 기둥 충돌 시나리오에서는 차량이 옆으로 미끄러진 후 나무나 기둥, 가로등과 충돌하여 탑승자의 큰 부상으로 이어질 수 있다.

ZF LIFETEC의 글로벌 엔지니어링 담당 수석 부사장 Harald Lutz는 “측면 충돌이 발생했을 때 불가피한 충돌이 발생하기 전 밀리초의 시간 동안 안전성과 관련된 주요 장점을 확보할 수 있다고 확신하기 때문에 사전 충돌 2단계 사이드 에어백을 개발하고 있다”며, “사전 충돌 기능은 이후 전개되는 사이드 에어백이 최적의 보호 성능을 제공할 수 있도록 귀중한 공간을 확보할 기회를 제공한다”고 설명했다.

ZF LIFETEC은 사전 충돌 기능을 위해 차량의 기존 신호 획득 시스템을 사용한다. 그러므로 자동차 제조사들은 이 시스템을 자체 센서 장치와 통합할 수 있다.

해당 신호가 불가피한 충돌을 감지하면 계산된 충돌 시나리오가 발생하기 200밀리초 전에 Dual Stage SAB의 1단계가 발동된다. 이는 사이드 에어백의 추가 기능으로서 에어쿠션이 탑승자를 차량 안쪽으로 약 60밀리미터, 즉 도어와 먼 방향으로 옮긴 후 실제 충격 시 2단계 사이드 에어백과 전면 에어백 및 벨트 텐셔너 등 다른 구속 시스템이 작동한다.

Dual Stage SAB의 1단계에서 확보한 공간을 일반적인 사이드 에어백에 해당하는 2단계에서 사용한다. 2단계에서는 이미 정확한 위치를 설정하고 탑승자와 실내 공간을 침범하는 도어 사이에서 팽창한다.

ZF LIFETEC은 개별 단계를 제어된 방식으로 관리하기 위해 가스 발생 장치인 인플레이터(inflator) 2개를 사용하여 두 부분으로 나누어진 쿠션을 팽창시킨다. 하이브리드 인플레이터가 에어백을 제 위치에 놓고 실제 충돌 전 약 20리터의 사전 충돌 챔버(chamber)를 채운다. 챔버는 탑승자를 충격으로부터 최대한 멀리 이동시키는 과정에서 30밀리초 동안 서서히 팽창한다. 또한 점화 방식(pyrotechnic)만 사용하는 다른 인플레이터가 충격 직후 10밀리초 동안 에어백에서 18리터의 두 번째 챔버를 채운다. 

두 챔버의 압력 충돌을 피하기 위해 트리거 플랩(trigger flap)으로 먼저 채워진 사전 충돌 챔버의 통기를 다시 진행한다. 그러면 일반적인 사이드 에어백에 해당하는 두 번째 챔버는 훨씬 큰 공간을 확보하여 실내를 침범하는 차량 측면 부품의 방향에서 보호 성능을 개선할 수 있다.

그러므로 사전 충돌 챔버는 사이드 에어백의 효과를 최적화하기 위한 부가 기능이다. 이 시스템은 차량의 전자 장치가 사전 충돌 신호를 감지하지 못한 상태에서 사고가 발생한 경우 기존의 사이드 에어백과 같은 기능을 수행하도록 설계되었다.

ZF LIFETEC은 사전 충돌 2단계 사이드 에어백이 몇 년 내에 성숙 단계에 이르도록 개발할 계획이다. 이 시스템은 이미 복잡한 기둥 충돌 시나리오를 자세히 다룬 충돌 모의 테스트 등 여러 테스트에서 기능성을 증명했다. 또한 추가 개발 단계를 통해 사전 충돌 에어백과 사이드 에어백의 상호작용을 계속 개선할 것이다. 또한 탑승자의 다양한 체구를 고려한 설계는 물론 높은 단계의 자율주행 중 편안한 위치 등 다양한 착좌 위치에서의 효과도 중요한 역할을 담당한다.

필요한 센서 기술이 지원된다면 사전 충돌 2단계 사이드 에어백을 시트에 통합하여 모든 차량 분류에 실행할 수 있다.