운전자·보행자 지키는 안전장치의 진화
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운전자·보행자 지키는 안전장치의 진화
  • 김종율 기자
  • 승인 2013.09.04 17:12
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미러·램프·카메라 등 전방위로 경계 … ADAS 이어 V2V·V2I도 주목

자동차 시장에서 초미의 관심사라면 역시 보행자 및 운전자의 안전이다. 기존에는 사고가 났을 때 운전자의 안전을 도모하는 것이 주였다면, 향후에는 사고를 미연에 방지하는 기술이 주를 이루게 된다. 업계에서는 지금부터 서서히 보행자 인지기능 시스템이 자동차 설계에서 중요한 테마가 될 것으로 판단하고 있다. 이를 실현하지 못하면 바로 리콜 사태로 이어질 수 있다는 게 중론이다.
글 | 김종율 기자(people@automotivereport.co.kr)

쭞 말이 나온 김에 우선 리콜(recall)이란 것에 대해 조금 알아보고 넘어가자. 리콜이란 회사 측이 제품의 결함을 발견해 보상해주는 소비자 보호제도로 결함보상 혹은 소환수리를 의미한다. 자동차와 같이 인명과 직결되는 제품은 대부분의 국가에서 법제화하고 있다. 또한 리콜의 성격상 회사 측에서는 반드시 공개적으로 신문이나 방송 등을 통해 공표하고, 소비자에게 DM(direct mail: 회사에서 가정에 보내는 안내문)을 발송해 특별점검을 받도록 해야 한다.


<1>최근의 자동차 리콜사태

미국에서는 올 상반기에 대량의 리콜 사태가 벌어졌는데, 이는 그만큼 안전을 중시하겠다는 의중으로 풀이된다. 그것에 대해 살펴보자.
일본 차종 리콜
일본의 주요 완성차 메이커인 도요타·닛산·혼다에서 생산해 판매되고 있는 차종 중 340만 대가 에어백 결함으로 리콜 조치됐다.
메이커별로 보면 도야타가 173만 대, 혼다가 114만 대, 닛산이 48만 대, 마쓰다가 4만 5000대이다. 도요타의 경우 2000~2004년에 생산된 차종들이 리콜 조치됐는데, 이 중 58만 대가 북미, 49만 대가 유럽에서 생산됐다. 미국에서 리콜 조치된 도요타 차량은 Corolla, Corolla Matrix, Sequoia, Tundra, Lexus SC 430으로 2001~2003년에 생산됐다.

미국 차종 리콜
미국 빅3 중 하나인 크라이슬러 그룹에서 제조 및 판매한 차량의 21만 대가 리콜 조치됐다. 원인은 엔진커버가 과열돼 화재를 발생시킬 수도 있기 때문. 미국 NHTSA(도로교통안전국)은 이와 같은 사실을 발표하고 Chrysler, Jeep, Dodge, Ram 등 크라이슬러 그룹의 6개 차종에 대해 리콜을 조치했다.
크라이슬러 그룹의 차종은 일본 OEM과 달리 2013년 초에 생산된 Ram 2500과 3500 차량 6000여 대가 포함됐다. 멕시코와 캐나다에서 발생한 리콜 차량대수를 포함하면 전체 리콜 차량대수는 26만 대 정도이다.
크라이슬러는 4월 초 실시한 차량 테스트에서 엔진커버가 과열돼 화재를 일으킬 것으로 판단돼 고객과 딜러들에게 공지하고 문제가 된 엔진커버를 Batwing-Shaped Shield로 교체해주기로 했다. 
 
한국 차종 리콜
현대/기아차는 미국시장에서 판매된 170만 대의 차량을 리콜했다. 원인은 브레이크 등과 연결된 스위치 결함. 운전자가 운전 중에 브레이크를 밟으면 후방 브레이크와 계기판의 크루즈가 꺼져야 하지만 이 기능이 제대로 작동하지 않았던 것.
이번에 리콜된 차종들은 현대차가 100만 대이며, 기아차가 60만 대이다. 차종별로는 2007~2009년에 생산된 Accent와 Tucson, 2007~2010년에 생산된 Elantra, 2007~2011년에 생산된 SantaFe, 2008~2009년에 생산된 Veracruz, 2010~2011년에 생산된 Genesis Coupe, 2011년에 생산된 Sonata(이상 현대차). 2007~2010년에 생산된 Rondo와 Sportage, 2007~2011년에 생산된 Sorento, 2007년에 생산된 Sedona, 2010~2011년에 생산된 Soul, 2011년에 생산된 Optima(이상 기아차) 등이다.


<2>ADAS 그리고 그 이후

리콜 사태가 벌어지고 있는 이유는 사실 최근 오토모티브 분야의 중요 이슈와 맞물린다. 업계에 따르면 현재 오토모티브 분야에서 주목 받고 있는 이슈는 총 4가지이다.
① Safety(더욱 안전하게) : 한국을 비롯한 각국에서 자동차의 안전성 관련 법적 규제를 추진하고 있을 만큼  민감한 문제이다. 업계뿐 아니라 국가에서도 관심을 갖고 있는 이슈이다. ② Comfortable(더욱 편안하게) : 인구의 고령화가 점차 가속화되고 교통체증이 늘어남에 따라 운전자의 주행을 돕는 ‘Comfort’ 부분이 주목받고 있다. ③ Greener(더욱 친환경적으로) : 지구 온난화 같은 환경문제가 대두됨에 따라 업계에서는 탄소배출량 규제를 통해 해결방법을 찾고 있다. 이에 따라 자동차 업계에서는 하이브리드(hybrid) 자동차나 연료 및 엔진 제어와 관련된 솔루션이 각광 받고 있다. ④ More economical(더욱 경제적으로) : 중국이나 인도와 같은 신생 국가에서 자동차의 소형화가 주요 이슈로 등장함에 따라 이전과 다르게 오토모티브 분야에서는 ‘가격 경쟁력’이 또 다른 트렌드로 나타났다.

이 중에서 어느 하나 중요하지 않은 게 없지만 세이프티 분야는 초미의 관심사이다. 그것은 운전자와 보행자의 사망사고와 무관하지 않기 때문이다. 근래 10년간 미국에서 발생한 차량 운전자 사망사고는 감소한 반면 보행자 사망사고는 소폭 증가했다(2000년~2010년 동안 차량 운전자의 사망자는 약 9% 감소). 업계에 의하면 2000~2010년 동안 미국의 운전자·보행자 및 오토바이 사망자는 21% 감소했는데, 이는 첨단 운전자 보조 시스템인 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems) 개발로 운전자와 보행자의 안전 예방이 강화된 덕분이다. 그러나 오토바이와 관련된 사망자 비중은 상당히 증가했다.

운전자와 승객의 기초적인 안전을 위한 안전벨트, 에어백, ABS 등의 장착은 1980년대 중반부터 보편화됐다. 이 여세를 몰아 최근에는 전장화 기능을 활용한 자체 경고 기능, 충돌 예방 및 완화기능 같이 사고를 예방하기 위한 운전자 보조 기술은 더욱 발전하고 있다. 어댑티브 크루즈 컨트롤, 차선 이탈 경고, 측면 물체 발견, 드라이버 모니터링 같이 업계를 선도하는 ADAS들이 차종에 적용되는 비중이 증가하고 있는 것. ADAS는 운전 보조장치에 속하며, 사고를 사전에 인지해 예방하거나 운전자의 주행을 편리하게 해주는 기능이다. 크루즈컨트롤, 주차보조기능, 충격방지기능 등 여러 분야로 구별된다.

차세대 안전 기술
ADAS 이후 차세대 안전 예방 기술로는 무선으로 V2V(Vehicle to Vehicle)와 V2I(Vehicle to Infrastructure) 커뮤니케이션을 가능하게 하고 메시지를 전달하는 기술이 유력하다.
V2V는 저렴한 비용으로 사고를 줄일 수 있는 게 강점인 반면 통신이나 네트워크에 의존해야 하는 불편이 존재하며 V2V와 ADAS 간 일부 기능이 중복되는 경우도 있다. 따라서 자동 운전 시스템 단계로 가기 위해서는 V2V와 ADAS 기능이 통합될 확률이 높다.

자동차 시장조사 전문기관인 IHS Automotive에 따르면 미국에서 V2V 판매는 2017년부터 시작된다. 미국 NHTSA(도로교통안전국)의 안전규제 강화추세와 운전자와 보행자 안전을 위한 시스템 장착이 의무화된다면 완성차 업계뿐 아니라 애프터마켓에서도 상당한 수요가 발생할 수 있다.
ADAS, V2V, V2I 관련 기술의 발전과 상호 적용되는 기술간 통합화의 궁극적인 방향은 결국 Self-Driving Car이다. 2020~2025년경에는 센서, 컨트롤, 소프프웨어 등의 개발을 통해 운전자가 조작하지 않더라도 주행되는 차량이 출시된다.

차세대 안전 기술의 동향을 살펴보는 데서 주목할 자료도 있다. 자동차의 안전장치 관련 세계 최대 기업인 TRW Automotive가 차세대 인지 안전 시스템이 어떻게 운전자와 보행자를 보호할 수 있는지를 최근 발표한 것. TRW에서 새로 개발 중인 보행자 감지 안전시스템은 2014년부터 시판될 예정이다. 이 시스템에는 비디오 카메라와 24GHz 전파레이더를 이용한 전자식 차체자세제어장치(ESC-Electronic Stability Control)가 함께 장착됐다. 이 카메라로 자동차의 전방에 있는 보행자와의 정면충돌을 감지해 운전자에게 위험을 알리게 되며, 필요할 경우 브레이크가 자동으로 작동하게 된다.

TRW 설명에 따르면, 이 카메라로 자동차·차선·도로표지판 뿐만 아니라 전방 40m의 보행자까지 감지한다. 예를 들어 우천 시 우산을 든 보행자 또는 횡단보도를 건너는 여러 사람까지 인지되는 것.
이번 시스템 외 TRW은 미래의 브레이크 시스템도 선보인 바 있다. 미래의 브레이크 시스템(FBS-Future Brake System)은 독일 Koblenz에서 개발한 브레이크장치로, 브레이크와 핸들의 제어를 완전히 통합한 시스템이다. 둘의 통합으로 제동압을 높여 안전성을 극대화한 것이다.
좀 더 나은 안전을 보장해 주는 또 하나의 시스템은 DSR(Driver Steer Recommendation)과 비슷한 맥락의 전동 파워스티어링(EPS; Electrically Powered Steering)이다. DSR 기능은 곡선을 선회할 때뿐 아니라 차선을 빠르게 변경할 때 기능이 최대로 발휘된다.


<3>카메라를 품은 자동차 미러

자동차의 안전 시스템은 보조장치로도 그 영역을 넓히고 있다. 대표적인 것이 미러이다. 자동차 미러시장은 크게 기본적인 형태인 룸미러(Rear-view mirror)와 다양한 형태의 사이드미러로 나누어진다. 최근 자동차 미러시장은 사이드미러에 소형 카메라나 추가적인 보조 미러를 장착해 사이드미러에서 보이지 않던 사각지대(Blind Spot)를 없애는 추세로 가고 있다. 이러한 기능은 운전 시 안전에 도움이 되므로 각 국가의 정부 차원에서도 적극적으로 장려하고 있다.
현재 자동차 미러시장은 경쟁이 치열한 편으로, 6개 정도 되는 글로벌 규모의 업체들이 80% 시장을 점유하고 있다. 그 중에서 Gentex와 Ficosa 등이 돋보인다. 이 업체들은 대부분의 자동차 제조업체들과 손잡고 1차 벤더로 활동하고 있으며, 다양한 기술을 개발하여 미러에 접목하고 있다.

자동차에 장착된 카메라
자동차용 카메라는 주로 주차 보조용으로 많이 쓰이고 있지만 자동차 헤드라이트 컨트롤이나 차선이탈 방지 경고, 사고 위험 시 자동 브레이크 시스템 작동 같은 안전기능을 향상시키는 데에도 쓰임새가 많아지고 있다.
특히 후방감지 카메라는 관련 법안이 이미 미 의회를 통과한 상태이기 때문에 혼다자동차와 포드 등의 완성차 OEM 업체에서 적극적으로 도입하고 있다.

최근 미국 교통안전국(NTSB) 통계에 의하면 매년 미국에서는 180만 건의 후미 추돌사고가 일어나는데, 이는 미국에서 가장 빈번하게 일어나는 교통사고 중 하나이다. 자동차에 장착되는 카메라는 전면 충돌 경고·방지(FCW·FCA) 시스템을 통해 예상되는 충돌위험을 감지하고 방지할 수 있게 한다.
미 고속도로 안전연구소(Insurance Institute for Highway Safety)는 이러한 카메라를 이용한 전면 충돌 경고·방지(FCW·FCA) 시스템을 통해 14%의 교통사고를 방지할 수 있을 것으로 예상했다.

미러의 기술 동향
가장 주목할 만한 추세는 바로 자동차 미러와 카메라의 결합이다. 이는 미국 정부가 Kids Transportation Safety Act 등 관련 법안을 통과시키고, 이를 정책적으로 지원하기 때문.
자동차에 장착된 소형 카메라를 이용한 전면충돌방지 시스템 및 자동차 주변감지 카메라 시스템 등의 경우 운전 시 안전 및 교통사고 건수 감소에 기여하므로 향후 관련 법안이 제정될 확률이 높다.
후방감지카메라는 그 동안 연간 100여 건 이상 발생했던 차량 뒤에 있는 어린이를 발견하지 못하고 자동차로 치어 사망하게 하는 사고를 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

<4>자동차의 램프도 LED 시대로

안전을 중시하는 데서 조명도 동행을 하고 있다. 자동차 램프(조명)시장에는 지난 10년간 많은 변화가 있었다. 그 변화의 중심에는 LED와 OLED(Organic Light Emitting Diodes)의 부상이 존재한다. LED 및 OLED 같은 차세대 조명장치로의 전환은 여러 가지 이점을 주는데, 그 중 하나가 바로 에너지 소비의 절감이다. 현재 추세로 가면 2025년에는 2005년 기준 자동차 조명에 쓰이는 총 에너지의 절반만 필요하게 될 수도 있다.

자동차 조명, 특히 헤드램프는 안전과 직결되기 때문에 자동차산업에서 가장 엄격한 규제를 적용하는 분야이기도 하다. 일본·유럽을 포함하는 대부분의 선진국은  EC(European Commission) 코드라고 불리는 기준을 따라가고 있다. 반면 미국 정부는 연방 자동차 안전기준(Federal Motor Vehicle Safety System)으로 불리는 자체 기준을 가지며, 이것은 EC 코드와는 차이가 있다.

자동차 조명시스템은 운전자의 안전과도 직결되므로 운전 시 안전도를 높이기 위한 연구가 활발히 진행 중이다. 미국 교통부의 발표에 의하면 전체 자동차 사고 중 40%는 차량 통행량이 낮보다 적은 편임에도 빛이 적은 자정에서 새벽 6시에 일어난다.
차량용 조명 개발에서 운전자의 안전을 지키는 것은 가장 중요한 목표이기 때문에 최근에는 할로겐(Halogen) 램프 개발에서 제논 HID(High Intensity Discharge) 조명의 도입이 늘어나고 있다. 제논(HID) 조명은 야간운전 시 사물을 더욱 또렷이 볼 수 있게 한다.
 
자동차 조명시스템 동향
자동차 조명에 대해 좀 더 구체적으로 들어가보자. 할로겐 조명시스템은 LED조명의 도입에도 현시점에서 가장 널리 쓰이고 있다. 그 이유는 1000 시간이 넘는 수명과 교체비용도 별로 들지 않기 때문. 할로겐 조명의 단점은 바로 다량으로 발생하는 열인데, 상당량의 에너지가 낭비되는 건 그런 이유이다.
제논 조명 시스템은 HID로도 불리며, 할로겐에 비해 자동차업계에서 비교적 효율적인 시스템으로 평가 받는다. 지난 1991년에 처음 발표된 이후 오랜 기간 고급 자동차의 조명장치로 위치하고 있다. 제논은 할로겐에 비해 비교적 수명이 길며, 에너지 소비가 더 효율적이다. 또한 운전자의 시야에 도움도 많이 된다. 그러나 할로겐에 비해 비용이 많이 들고, 상대편 운전자의 눈을 부시게 하므로 사고확률이 높아진다.
제논과 할로겐이 가진 이런 일장일단의 이유로 자동차용 LED 조명은 주목 받는다. LED 조명의 가장 큰 장점은 기존 조명장치에 비해 에너지 소모량이 획기적으로 감소한다는 것. 경우에 따라 다르지만 LED 조명장치는 기존의 할로겐 조명에 비해 5배, 제논 조명에 비하면 2배 이상 효율적이다.
LED 조명은 기존 조명장치에 비해 연비개선효과(0.2~0.5% 정도)도 있다.
 


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