자동차 섀시(Chassis)는 최소한의 기계장치가 장착된 반 완성 차대를 일컫는다. 기계장치 중 제동〃조향〃현가장치는 노면 접점에서 차대를 지지하는 섀시계통 부품이다.
섀시부품은 하이브리드차, 전기차 등 전동화 파워트레인의 보급과 첨단운전자지원시스템 적용 확대로 새로운 전기를 맞이하고 있다. 특히 기존 고유 기능이 재해석되고 차량 내 각종 첨단부품과 협조제어를 강화하는 추세다. 일부 전기차의 경우, 노면 충격 등으로부터 차체 하부의 배터리시스템을 보호하기 위해 차량 전고를 조절하는 에어서스펜션(Air-suspension)을 적극 활용한다. 제동장치는 감속하면서도 전력을 발전해 친환경차 에너지효율을 극대화하는 회생제동 협조 로직을 적용한다.
제동〃조향장치는 레이더, 카메라, 초음파 센서 등 센서융합기능을 통해 이미 자동주차, 차선유지, 차간거리유지 기능을 구현한다. 고속 선회시 횡력(Side force)을 감소시키는 능동 롤 제어장치(Active Roll Stabilization)등 섀시 안정화 장치도 앞으로 고정밀 지형정보 등을 바탕으로 승차감과 차체 안정성을 한층 능동적으로 조절하게 될 전망이다.
이러한 기술 발전은 섀시부품의 기구설계 혁신과 소프트웨어 고도화로 가능해진 것이다. 제동장치의 경우 운전자 제동압력을 기계식으로 증폭시켰던 진공 배력기를 모터를 이용한 전동식으로 대체하고 있다. 제동 압력과 타이밍을 정밀 제어하는 차체 자세 제어장치는 연산속도와 메모리 용량이 수년 전보다 크게 늘어나면서 최신 사양의 경우 능동순항제어, 긴급자동제동, 회생제동 협조제어 기능 등 30여 개에 달하는 첨단 제동기능을 제공한다.
글로벌 시장에서 제동, 조향장치는 국제 전장품 기능안전규격인 'ISO26262' 최고 안전 등급인 'ASIL-D' 등급을 만족해야만 신뢰성과 상품성을 인정받을 수 있다. 이 등급은 요구 항목만 무려 750개에 달하고 강화된 fail safe 체계를 요구한다. 이런 추세에 따라 오작동시 상호 보완할 수 있는 메커니즘이 프로세서뿐만 아니라 센서, 모터 등에도 적용되고 있다. 제동, 조향 등 섀시부품 제어기의 경우 연산을 담당하는 프로세서가 상호 보완 가능한 '듀얼코어' 형태로 확대 적용되고 있다.
업계는 이런 양산 기술과 함께 미래 주도권을 선점하기 위해 완전 자율차의 신개념 HMI(Human Machine Interface)에 대응하는 섀시부품을 개발하는 '투-트랙' 전략을 펼치고 있다.
특히 'Drive by Wire(DbW)' 콘셉트를 섀시부품에 적용하면 미래차에 적합한 한층 파격적인 휴먼인터페이스를 구현할 수 있다. DbW는 항공 기술에서 유래한 것으로 전자 핸들, 전자 페달 등의 '전자식 조작부'와 바퀴 등에 실제적인 힘을 가하는 '전기식 작동부'가 완전히 분리돼 전선(네트워크)으로 연결되는 형태를 가진다. 예를 들어 조향장치에 이 컨셉을 적용하면 현재 핸들의 고정 위치와 형태까지 자유롭게 변경하거나, 제동장치의 경우에도 차내 유압라인 등을 상당부분 삭제하면서 자동차 공간의 설계 자유도를 크게 높일 수 있다.
제동, 조향 분야에서 전자식으로 조작하고 전기식으로 작동하는 완전한 수준의 DbW 를 구현하려면 무엇보다 신뢰성을 담보하기 위한 예비 장치의 추가적 구성이 필요다. 안전 법규제를 만족시키기 위한 설계가 까다로우며 원가 부담도 높다. 업계는 이 기술의 본격적인 양산은 유보하면서도 미래 핵심 전략기술로 관리하는 추세다.
이와 관련 현대모비스는 최근 2018 북미소비자가전박람회(CES)에서 운전자가 필요할 때 정위치하는 '팝업식 스티어링 휠'과 각각의 바퀴에 구동, 제동, 조향, 현가 등 4가지 기능을 통합한 'e-코너(Corner) 모듈'을 선보인바 있다. 모두 DbW 컨셉을 적용한 것이다.
류종은 자동차/항공 전문기자 rje312@etnews.com