획기적인 아이디어로 완전 자율주행 시대를 앞당긴 이들이 있습니다. 지난 5월 31일 열린 ‘제56회 발명의 날’에서 대통령 표창과 산업통상자원부 장관 표창을 받은 만도의 연구진이 그 주인공입니다.
세계 최초로 ‘이중 안전화 제어 기술(Redundant)’을 SbW시스템에 적용한 원종천 책임연구원과 IDB 시스템을 국산화한 김진석 책임연구원은 그 공로를 인정받아 수상의 영예를 안았는데요. 이들이 개발한 기술은 대체 무엇일까요?
첨단 자율주행 시대 앞당기는 SbW
첫 번째 소개할 기술은 자율 장착형 운전 시스템 ‘SbW’입니다. 지난 120년간 자동차 운전석 위치는 고정돼 있었습니다. 섀시와 운전대가 물리적으로 연결돼 있기 때문에 설계를 바꿀 수 없었기 때문이죠. 그래서 탄생한 것이 바로 SbW입니다.
SbW(Steer by Wire)는 운전대와 섀시를 전자 신호로 연결합니다. 이 기술을 이용하면 운전대를 필요에 따라 집어넣을 수 있는 ‘오토 스토우(Auto Stow)’ 설계가 가능한데요. 차내 공간 활용을 극대화하며 디자인 설계 자유도를 크게 향상시키죠.
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이러한 첨단 SbW 시스템을 구현하기 위해선 시스템 고장에 대한 안전 대책이 필요합니다. 물리적으로 연결된 조향 장치는 전기 시스템이 고장 나더라도 운전자의 힘으로 조향이 가능하지만, SbW는 그럴 수 없기 때문이죠.
이에 필요한 것이 ‘이중 안전화 제어 기술(Redundant Architecture)’입니다. 일부 부품 고장이 발생해도 동작의 멈춤 없이 전체 시스템이 정상 작동하도록 시스템을 구비하는 것이죠. 또한 백업 수단을 구비하고 고장 정보를 자동 기록해 분석에 활용합니다.
이중 안전화 제어 기술을 적용한 SbW는 안전과 효율 측면에서 강한 장점을 지니게 됐는데요. CES2021에서 혁신상을 수상하며 첨단 자율주행 시대를 앞당길 기술로 높이 평가받았습니다.
SbW 프로젝트를 이끈 원종천 책임연구원
그렇다면 대통령상 표창의 주역인 원종천 책임연구원의 이야기를 안 들어볼 수 없겠죠? 그가 꼽은 가장 기억에 남는 순간은 언제일까요?
Q. 가장 기억에 남는 순간은?
원종철: CES 2021에서 혁신상을 받았을 때가 가장 기억에 남습니다. 어떻게 하면 효과적으로 SbW의 장점을 보여주고 홍보할 수 있을지 고민을 많이 했거든요. 보는 이로 하여금 기술을 이해시키기보다 직관적으로 보여줌으로써 기술을 느끼게 하고 싶었습니다. 그래서 시뮬레이터를 만들어서 영상 촬영도 했고요. 새로운 시도와 경험을 했던 것 같아 기억에 남습니다.
Q. 수상 후 주위 반응은?
원종철: 무엇보다 딸이 아빠를 다르게 보는 계기가 된 것 같아요. 대통령이 직접 주시는 상은 아니지만, 대통령상이라고 적힌 상을 받으니까 딸이 아빠를 자랑스러워하더라고요. 하지만 그 마음이 3일을 넘기진 못했습니다.
Q. 마지막 소감 한마디?
원종철: 제품 개발을 함께한 동료 연구원님께 감사함을 전합니다. SbW가 양산되기까지 1년 남짓한 시간이 남았습니다. 그때까지 안전성에 계속 신경 써야 해요.‘운전자에게 다른 경험을 안전하게 제공하는 일’ 그게 제 목표이자 계획이 될 것 같습니다.
첨단 제동 시스템, IDB
이어서 만나볼 기술은 첨단 제동 시스템 ‘IDB(통합 전자제동장치)’입니다.
달리는 자동차를 멈추기 위해선 일련의 과정이 필요합니다. 그 시작은 페달을 밟는 것이죠. 페달에 가해진 힘은 부스터 장치에 의해 증폭되는데요. 이 힘이 실린더를 거치며 유압으로 변환됩니다. 이로 인해 압력을 받은 캘리퍼가 바퀴와 함께 회전 중인 디스크의 움직임을 억제해 차를 멈추게 합니다.
다양한 부품이 기계적으로 연결된 브레이크 시스템은 설계가 복잡하고 무게가 나갈 수밖에 없는데요. 이러한 약점을 극복하고자 탄생한 것이 IDB입니다. IDB는 기존 유압식 브레이크 시스템의 부품을 하나로 통합하고 전자제어식으로 작동하는 새로운 형태의 브레이크 시스템입니다.
따라서 유압식 시스템과 대비해 더 작고 가벼운데요. 제품의 응답 성능이 두 배 이상 빨라 자동 긴급제동 시스템(AEB) 성능을 향상시킵니다. 하지만 기술 구현이 어려워 시장 진입 장벽이 매우 높습니다. 현재 IDB 양산 기업은 만도를 포함해 단 4곳뿐인데요. 만도는 관련 특허 61건을 확보하며 시장의 인정을 받고 있습니다.
더 나아가 만도는 기존 IDB에 ESC*를 추가 내장한 2세대 제품 ‘IDB2’을 개발하고 있습니다.
***ESC: 주행 안정성 제어 장치. 차량이 주행 중 미끄러지는 걸 방지할 수 있도록 구동력과 제동력을 제어하는 장치
IDB2는 유압회로의 한 부품이 고장 나더라도 다른 구성요소를 이용해 일정 수준 이상의 성능을 낼 수 있도록 안전화 설계가 적용되는데요. 자율주행차의 안정성을 높일 것이란 기대를 받고 있습니다.
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IDB 국산화의 주역 ‘김진석 책임연구원’
그렇다면 IDB 시스템 개발에는 어떤 이야기가 숨겨져 있을까요? 김진석 책임연구원의 비하인드 스토리를 들어봤습니다.
Q. 가장 기억에 남는 순간은?
김진석: IDB 내부에는 유압밸브, 모터펌프 마스터 실린더 등 많은 구성요소가 내장돼 있는데요. 각 구성요소의 고장 여부를 자체적으로 테스트할 수 있어야 합니다. 이런 조건을 충족하기 위해 아이디어를 도출하는 과정에서 어려움을 느꼈습니다. 그래서 기억에 남아요. 목표했던 부품 최소화를 이루진 못했지만, 제품 개발을 했다는 측면에서 만족하고 싶습니다.
Q. 수상 후 주위 반응은?
김진석: 아이들이 아빠가 어떤 일을 하는지 몰랐는데 이번 기회를 통해 관심을 갖게 돼서 뿌듯합니다. 뜻하지 않게 수상 소식을 들었을 때 얼떨떨했지만 개발을 함께한 분들과 기쁨을 나눌 수 있어 좋았습니다.
Q. 마지막 소감 한마디?
김진석: IDB2는 어떤 제품에도 뒤지지 않는 경쟁력이 있다고 생각됩니다. 개발이 완료되면 회사에 크게 기여할 것이라고 기대하고 있습니다. 또 이 자리를 빌려 최성호 부사장님께 감사의 인사를 드리고 싶습니다. IDB 개발에 저를 이끌어 주시고 많은 아이디어를 주셨거든요. 보람 있는 일에 저를 써 주신 최 부사장님께 감사합니다.
첨단 자동차 부품 시장에서 독보적인 존재감을 드러내고 있는 만도. 국내 2,777건과 해외 1,834건 등 총 4,611건의 특허권을 확보하며 새로운 기술 개발에 총력을 다하고 있는데요. 완성된 핵심 기술은 완전 자율주행 자동차 시대를 여는데 사용될 것입니다.
만도가 미래차 부품 분야의 글로벌 선도기업으로 거듭나는 그날까지! 많은 관심과 기대 부탁드립니다.
