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Car Technic / 자동차 전자장비 0
등록자 허인학 기자 작성일자 2018-05-21 오후 4:14:16

 

운전은 컴퓨터가 하는 것이다?

자동차를 집어삼킨 컴퓨터



컴퓨터의 인간 세상 침공이 시작된 지는 이미 오래전. 첫 번째 타깃은 인간들과 떼려야 뗄 수 없는 자동차인 모양이다.

사람들은 이런 사실을 아는지 모르는지 너도나도 최신 장비들을 집어넣은 자동차가 나왔다며 연신 열광하고 있다. 컴퓨터가 세운 목표는 어느 정도 성공한 것일까?

그렇다. 이제는 컴퓨터 기반의 각종 기술들이 슬금슬금 자동차를 집어삼키고 있다. 마치 한편의 공상과학 영화를 보고 있는 듯한 느낌이다.




◆ 진화한 컴퓨터 그리고 자동차
지난 월간 카포스 4월 호 카테크닉 기사 서두에 이런 문구를 썼던 기억이 난다. ‘모든 기술은 인간의 번뜩이는 생각에서 만들어지고, 더 좋은 시스템을 개발하겠다는 욕심이 발전을 만든다’라고. 틀린 말은 아니다.

기술 발전 덕에 사람들은 더욱 편한 세상에서 살 수 있는 발판을 마련한 것이다. 어떤 기술이던지 인간의 손끝에서 시작되어 발전을 계속하기 때문.



그런데 인간이 만든 기술이 인간을 뛰어넘고 있는 것이 요즘 상황이다. 더욱 편하게, 더 빠르게, 더 효율적으로 달리고 싶은 인간들은 자동차에게도 컴퓨터를 심어오고 있다. 그때는 지금의 상황을 예측하지 못했을 것이다.

편의성을 높이기 위해 적용했던 컴퓨터가 이내 자동차를 지배하게 된다는 것을. 참고로 기술의 발전에 대한 반대적인 의견을 표현하려는 글은 아니다.



현재의 자동차 그리고 미래의 자동차는 어떻게 변할 것이고 변화를 맞은 자동차가 어떻게 이용될지에 대한 이야기를 하고 싶을 뿐이다.

그렇다면 자동차에 컴퓨터 기술이 적용된 때는 언제인 것일까? 물론 아주 오래전부터 컴퓨터 기술이 자동차에 적용된 것은 아니다.



초창기 자동차에는 기계적인 제어 시스템이 주를 이루는 단순한 구조였다. 조금 쉽게 말하면, 기계들의 조합으로 자동차의 성능과 효율 등 다양한 부분을 조절했다는 것이다.

하지만, 기계적인 시스템은 현재의 기술처럼 정밀하게 자동차를 완벽히 제어할 수 없다는 단점을 가지고 있었다.

최초의 자동차에 적용된 전기 계통은 점화장치가 전부였다. 메르세데스-벤츠의 경우에는 전지와 코일을 사용한 전기점화 방식을 사용한 자동차를 생산하고 있었고, 그 후 GM에서 기동 전동기가 적용된 모델을 생산했다.



이는 과거와 달리 사람의 힘으로 엔진을 가동시켰던 방법에서 다시 한 번 발전을 맞이한 것이다. 편의성이 높아진 셈이다. 하지만, 사람들은 또 발전의 갈증을 느끼기 시작했다.

그렇게 시간은 계속 흘렀고, 기술의 수준도 한 계단 한 계단 차근차근 올라가고 있었다. 1970년대 초에 마이크로컴퓨터가 개발되고, 중반에는 자동차의 점화 시기를 제어하는 최초의 전자제어가 적용되기 시작한다.



이는 과거의 기계적인 시스템이 미세한 컨트롤이 불가능하다는 단점을 보완하게 되는 계기가 된 것이다. 발전은 여기서 그치지 않았다.

최적의 점화 시기 제어와 공기 및 연료의 혼합비율 정밀 제어 등 전자제어 기술이 등장하기 시작하면서 자동차의 대부분에 마이크로컴퓨터가 침투하기 시작했다.

컴퓨터가 제어하기 시작한 자동차는 급성장을 맞이한다. 엔진과 변속기 등의 파워트레인과 섀시, 보디에도 전자제어 기술이 도입됐다.



그 기술은 변속기를 제어하는 장치인 ‘TCU(Transmission Control Unit)’와 엔진을 제어하는 ‘ECU(Electronic Control Unit)’, ‘ABS’, ‘4WS(4-Wheel Steering)’ ‘TCS(Traction Control System)’, ‘VDC(Vehicle Dynamic Control)’ 등이 대표적인 예라고 볼 수 있다.

이런 기능들 외에도 현재 탄생하고 있는 신차에도 주로 적용되고 국제적 트렌드로 자리 잡은 자율 주행 기술 역시 컴퓨터가 관장하는 영역이라고 볼 수 있다.



컴퓨터는 단순한 부분부터 시작해 지금은 자동차 전체를 손아귀에 넣고 운전자의 요청에 따라, 혹은 상황에 따라 자동차를 컨트롤하고 있다.

자고 일어나면 바뀌는 자동차들
하루가 멀다 하고 쏟아져 나오는 신차들. 현재 출시되는 모델들의 성능과 기능들은 가히 최고 수준에 다다랐다고 해도 과언은 아니다.

한 가지를 예로 들면, 자동차 스마트키로 주차가 가능해졌고, 해외에 있어도 자동차의 시동을 걸고 공조장치까지 작동을 시킬 수 있다.



굳이 운전자가 직접 좁은 주차공간에 차를 넣기 위해 이리저리 움직이지 않아도 되고, 추운 겨울에도 밖으로 나가서 공조장치를 작동시키고 올 필요가 없어진 것이다. 참으로 편리해진 것은 사실이다.

이렇게 자동차에 적용되는 기술의 수준이 점차 높아지면서 사람들이 겪고 있는 불편함도 해소되게 됐다.

과연 우리가 알게 모르게 자동차에 컴퓨터가 침투해 편의성을 높여주는 기능은 어떤 것들이 있는 것일까? 우선은 국산차부터 살펴보자.



가장 최근에 출시된 기아자동차의 THE K9에는 신기 방기한 기술들이 넘치도록 담겨 있다.

이제는 너무나도 당연하게 생각하는 ‘차로유지보조장치(LFA)’와 ‘전방·후측방·후방교차 충돌방지보조 시스템(FCA·BCA-R·RCCA)’, ‘안전하차보조 시스템(SEA)’, 내비게이션을 기반으로 하는 ‘스마트 크루즈 컨트롤(NSCC)’ 등의 기능들이 적용되어 있다.



당연하게 생각하고, 그저 편의성을 높여주는 기술이라 생각하는 장비들은 모조리 컴퓨터의 영역에 포함되어 있다.

특히나 THE K9은 곡선과 안전구간에 진입 시 자동으로 속도를 줄여주고, 터널 진입 전에는 열려 있는 창문을 모두 닫아주고 내기 순환 모드로 변경해주는 기능까지 포함되어 있다. 점점 운전자가 할 일이 줄어들고 있는 셈이다.

이 밖에도 아직 상용화된 기능은 아니지만, 현대자동차의 수소전지차 넥쏘 자율주행차에는 5G 기술을 구현하기 위해 다양한 기능들이 적용됐다.



5G 통신망을 기반으로 도로의 신호등 정보를 읽어내고, 뒷좌석 모니터에는 실시간으로 신호등 정보를 나타내주기도 한다.

여기에 사물인터넷(IoT)을 이용해 자신의 집의 전등이나 TV 등을 작동시킬 수 있고, 심지어는 노래방 콘텐츠까지도 이용할 수 있다.

또한, 모니터 아래에 위치한 센서를 통해 탑승객의 심장박동수나 건강 상태를 점검하고 원격으로 병원의 의사와 연결돼 상담을 받을 수 있는 기능도 적용됐다.



물론 이 기능이 완전한 상태로 상용화되기까지는 시간이 걸리겠지만, 꽤나 파격적인 기술임은 자명한 사실이다.

시선을 수입 브랜드로 옮겨보자. 최근 출시되는 수입차들을 보면, 스마트키 혹은 스마트폰 애플리케이션을 활용해 운전자가 운전석에 올라 있지 않더라도 주차가 가능하다.

이 기능은 스마트키에 내장된 기능을 작동 시키거나, 스마트폰과 자동차를 블루투스로 연결해 사용하는 방법이다.



물론 아직까지 회전은 할 수 없고 앞뒤로만 움직일 수 있다. 주차공간이 협소한 장소에서는 꽤나 유용한 기능이다. 여기서 놀라운 사실 하나 더. 모두가 인정하는 럭셔리카 브랜드인 롤스로이스에는 우리가 몰랐던 비밀이 숨겨져 있다.

깜짝 놀랄 수 있으니 마음을 단단히 먹길 바란다. 하늘 어딘가에 떠있는 GPS를 활용한 기술이다. 바로 레이스에 적용된 인공위성 기반의 8단 자동변속기. 이 변속기는 GPS 신호와 내비게이션 정보를 기반으로 교통상황을 스스로 예측한다.



여기까지는 다른 기술들과 별반 다르지 않다. 핵심은 이 다음이다. 교통상황을 읽은 GPS 신호와 내비게이션은 상황에 맞춰 스스로 기어를 내리거나 올린다.

하지만 대부분의 운전자들은 이 기능이 너무나도 부드럽고, 기어 단수를 알려주는 정보의 부재, 별도의 수동 모드가 존재하지 않기 때문에 알아차리기가 쉽지 않다고 한다. 역시 롤스로이스다운 기능이다.

◆ 우리가 열광하는 자율주행 역시 컴퓨터의 역할이 크다
영화에서나 볼 법한 스스로 움직이는 자동차. 어느새 자율주행이라는 기술은 우리의 눈앞까지 다가왔고, 4차 산업의 방점을 찍는 기술로 인정받고 있다.



우리가 이토록 열광하고 바라고 있는 자율주행 기술 역시 컴퓨터가 없으면 이뤄낼 수 없다. 각종 센서와 GPS 신호, 레이더 등 컴퓨터 기술의 집약체로 운전자를 대신하고 있기 때문이다.

자율주행 기술은 아직 완성된 상태도 아니고 너도나도 개발에 뛰어들고는 있지만 국제적 표준도 정해지지 않았다.

그렇다고 제작사 나름의 기준으로 자율주행 기술을 구분 짓고 있는 것은 아니다. 현재는 미국 도로교통안전국(The Department of Transportation and the National Highway Traffic Safety Administration)이 정한 5단계 또는 국제자동차기술자협회(The Society of Automotive Engineers)의 6단계 기준을 통해 분류되고 있다.



이 기준에 따라 제작사들은 레벨 4 혹은 레벨 5 수준의 자율주행 기술이 담긴 콘셉트카를 공개하고 있다.
 
높은 수준의 자율주행 기술이 개발되고 있기는 하지만, 양산되고 있는 대부분의 모델들에는 레벨 2 수준의 자율주행 기술만 적용되고 있다.

아직 상용화가 되기 위해서는 조금 더 기다려야 한다는 얘기다.

자율주행 기술은 크게 3가지 단계로 나눌 수 있다. 인지, 판단 그리고 제어다. 차량에 부착된 초음파 센서를 비롯해 GPS, 레이더, 라이다 등 갖가지 장치들은 사물과의 거리를 측정하고 위험을 감지한다.

여기에 도로에 서있는 안전 표지판도 미리 읽어야 하며, 갑작스레 도로 위로 뛰어드는 물체도 감지해야 하기 때문에 센서들은 신경을 곤두세운 채 도로를 읽는데 집중한다.



이 단계를 마친다면, 자동차에 내장되어 있는 컴퓨터가 센서들이 읽어낸 정보를 토대로 속도를 줄이거나 어떤 방향으로 움직여야 할지 판단한다.

컴퓨터가 판단을 내리면 곧바로 제어 단계로 넘어간다. 상황에 따라 엔진과 브레이크, 조향 장치 등은 컴퓨터에 명령에 따라 차량을 움직인다.

자율주행 자동차의 등장을 바라보는 시각은 다양하다. 편리한 생활을 도와 삶의 질을 높여줄 수 있다는 의견들이 대부분일 것이다.

하지만, 자율주행 기술은 인간의 편리성을 높이기 위해 개발된 것이 아닌 안전을 목적으로 시작된 것이다.

사람이 직접 운전하는 것보다 컴퓨터가 운전하는 것이 사고를 예방할 수 있다고 믿고 개발이 시작됐기 때문이다.

그렇지만 종종 사고들이 발생하면서 우려의 목소리가 커지고 있다. 센서가 빛에 영향을 받아 판단 능력을 잃고 사고를 내 운전자가 사망한 경우도 있었다.

이처럼 안전을 위해 개발되고 있는 기술이 안전을 해치는 기술로 인식될 가능성도 있다. 또한, 기술이 완벽하게 개발되었다고 가정해도 법적인 문제가 남아 있다.

일종의 숙제인 셈이다. 헤아릴 수 없는 돌발 상황에 대한 대책도 마련해야 할 것이고, 혹여 발생하는 사고에 대한 처리 방안도 세워져야 하기 때문이다.



◆ 어쩌면 미래에는 인간의 역할이 작아질지도
앞서 말한 것처럼 컴퓨터는 자동차에 깊숙이 침투해 있다. 국제가전제품전시회(CES)만 봐도 단번에 알아차릴 수 있는 부분이다.

최신 가전제품을 보러 간 곳에 자동차 브랜드들이 지키고 있는 자리가 갈수록 늘고 있는 추세이기 때문이다. 이쯤 되면 가전 자동차 전시회라고 이름을 바꿔야 되지 않을까 싶다.

그만큼 스마트 기기와 웨어러블 기기 등이 자동차에 적용되면서 자동차가 아닌 첨단 기기로 변신을 하고 있는 상황이다. 당장은 상황이 급변하지 않겠지만, 가까운 미래에는 분명 인간의 역할이 작아질 것이다.

버튼 하나로 자동차를 움직이고, 버튼 하나로 음식을 먹고, 컴퓨터가 인간의 보모가 되고, 인간은 갓난아이가 되어버리는 ‘웃픈’ 상황이 펼쳐질지도 모른다.

그렇다면 내가 컴퓨터를 제어하는 것일까? 컴퓨터가 나를 제어하는 것일까? 갑자기 생각에 잠긴다.

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