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전자 기기로 무장한 자동차, 안전한 것일까





도요타 사태로 본 가속, 제동장치 원리… 미래형 차는 전자제어 필수


‘전자 부품 사용한 자동차 안전한 것인가?’

도요타 자동차의 가속페달과 제동장치(브레이크)가 문제로 대규모 리콜 사태가 발생하면서 전자화된 자동차의 안전성 문제가 도마 위에 올랐다. 자동차가 급속도로 전자화 되면서 그 부품의 안전성이 의심을 받는 것이다.

전자화 자체가 문제라면 대부분의 운전자가 같은 문제를 안고 있는 셈이다. 하지만 이런 지적과 달리 자동차 업계에서는 지속적으로 다양한 부품의 전자화를 진행하고 있다. 최근 화제가 된 가속페달이나 제동장치 역시 마찬가지다.




●신형 차량은 전자화 된 가속페달 많이 사용

자동차 가속페달은 이미 전자화가 이뤄졌다. 캠리, 렉서스 등 도요타 자동차는 물론 국산 승용차들도 중형 이상은 대부분 전자식 가속페달을 사용한다. 현대자동차 기준으로 신형 YF 소나타 2.0 모델 이상부터 전자식 가속페달이 적용됐다.

전자식 가속페달은 아래쪽에 장착된 센서가 페달의 위치, 즉 페달이 얼마나 밟혀있는가를 감지한다. 이 신호를 엔진을 조작하는 전자회로(ECU)로 보내고, ECU는 전기모터로 스로틀(연료밸브)을 열어 자동차의 속도를 높인다.

이에 비해 HD 아반떼 등 준중형 모델을 비롯해 10여년 정도 된 구형 중형승용차는 대부분 와이어 방식이다. 운전자가 가속페달을 밟아 페달에 연결된 와이어가 스로틀을 여는 식이다.

과거에는 가속페달을 스틸(철)로 만들었지만 최근에는 대부분 플라스틱으로 만든다. 무게가 더 가벼운 장점도 있지만 무엇보다 생산 단가가 낮다. 도요타는 리콜 중인 가속페달의 문제점을 플라스틱 부품의 마모 때문으로 보고 금속판을 끼워 넣은 새 부품으로 교체하고 있다.

이런 소재 변화가 전체적인 자동차 안전성에 큰 문제를 일으키진 않는다고 전문가들은 설명한다. 자동차 페달 제작기업인 동희산업 노종상 연구원은 “자동차의 가속페달은 500만~1000만 회 이상의 테스트를 거쳐 만들어진다”면서 “설계상 문제만 없다만 내구성에는 대부분 문제가 없을 것”이라고 말했다.




●제동장치는 아직 기계식… “3~4년 안에 전자식 개발될 것”


그렇다면 제동장치는 어떨까. 아직은 기계식이 대세를 이루고 있다. 국산 승용차의 경우 100% 기계식 제동장치를 사용한다. 다만 도요타 제품을 비롯해 일부 외국산 승용차는 기계식 제동장치를 기본으로 전자식 제동장치도 함께 사용하고 있다. 이 경우에는 강한 제동력을 위해 보조 장치 의미가 더 크다.

제동장치 작동은 흔히 기름의 압력(유압)을 이용한다. 운전자가 브레이크를 밟은 힘이 기름을 밀어내고, 그 압력이 전해져 자동차 바퀴 위에 있는 실린더를 움직여 자동차 바퀴를 붙잡아 주는 식이다.

조만간 이런 유압식 제동장치도 모두 사라지고 전자식 제동장치가 자리를 잡을 것으로 보인다. 이미 현대자동차 등 국내 기업에서도 전자식 제동장치 연구를 진행 중이다. 3~4년 안에는 제품화 될 것으로 예상되고 있다.

전자식 제동장치는 가속페달과 마찬가지로 브레이크 페달 밑에 센서를 달고, 어느 정도 밟혀있는지를 측정해 전기신호로 바꾸어 자동차 바퀴 쪽으로 보낸다. 신호를 받은 모터가 회전해 바퀴를 잡아주는 ‘패드’를 움직이게 된다.



 



●자동차 페달, 장단점 있지만 대세는 전자식


도요타 측은 문제가 됐던 가속페달이 전자회로 때문이 아니라 부품 설계 잘못으로 결론지었다. 그러나 제동장치는 전자적 오류 때문으로 확인하고 리콜을 실시하기로 결정했다.

이처럼 가속페달이나 제동장치 시스템을 제작할 때 기계식이나 전자식, 어느 쪽이 더 안전하다고 결론지을 수는 없는 것이 사실이다. 다만 전자제품은 오작동 여부가 우려를 사고 있으며, 기계제품은 종합적인 안전장치를 효과적으로 사용할 수 없다는 단점을 안고 있다.

전문가들은 자동차를 효과적으로 제어하기에는 분명 전자식이 더 유리하다고 지적한다. 컴퓨터를 사용해 차량의 모든 정보를 종합적으로 관리할 수 있기 때문이다. 특히 미래형 무인자동차 등을 개발하려면 이같은 전자식 제어장비가 반드시 필요하다고 판단하고 있다.

자동차부품연구원 최성진 연구원은 “고장에 대비해 자동차의 두뇌 격인 ECU를 2개씩 장착하고, 중요한 전자부품은 회로를 이중으로 설계하는 등 전자부품의 오작동을 막기 위한 연구도 진행 되고 있다”면서 “전자식은 응답속도가 빠르고 자동차의 출력을 효과적으로 제어할 수 있어 연비, 출력 등이 모두 좋아지는 장점이 있다”고 설명했다.

 

 

 

 



전승민 동아사이언스 기자 enhanced@donga.com



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