브레이크 시스템이 자율주행과 전동화 기술 발전 요구사항을 충족하기 위해 지능화하고 있다. 아키텍처 변화 대응과 기능적 확장을 위해 시스템에 대한 깊은 이해가 필수다. 이를 기반으로 설계한 '미래 브레이크 시스템(FBS)'은 타협 없는 안전성과 지속 가능성을 실현한다.
브레이크는 능동 주행 안전에 있어 가장 중요한 요소다. 자동차 기본 레이아웃을 의미하는 차량 아키텍처는 파워트레인 전동화와 자율주행 기능 확장과 함께 변화하고 있다. 디지털화와 연결성이 중요한 미래 자동차 특성과 소프트웨어(SW)를 기반으로 한 차량 아키텍처를 다시 정립하고 있다.
지금까지 브레이크 시스템은 주로 진공 브레이크 부스터와 브레이크 페달에서 휠 브레이크로 유압을 전달하는 기계식 시스템이었다. 디지털화와 연결성, 전동화, 자율주행이 발전함에 따라 브레이크 시스템은 더 광범위한 작업을 수행해야 한다. 콘티넨탈은 진화한 제동 기술인 FBS를 개발하고 있다.
콘티넨탈이 최초로 개발한 전기 유압식 브레이크-바이-와이어 'MK C1' 브레이크 시스템은 2016년 생산을 시작했다. 설치 공간을 줄이고 구성 부품 수를 적고 가볍게 설계했다. 전기 기계식 작동으로 기존 유압식 브레이크 시스템보다 빠른 150밀리초 내에 브레이크 압력을 생성한다. 이 브레이크 시스템은 브레이크 부스터와 진공 펌프가 필요 없다.
미래 브레이크는 브레이크-바이-와이어 시스템으로의 진입을 의미한다. 물리적 작동 시스템에서 브레이크 페달을 분리, 긴급 제동을 위한 운전자의 제동을 요구하지 않는다. 브레이크 부스터를 장착한 시스템과 달리 MK C1 최대 제동력은 발의 힘에 의존하지 않고 누구나 쉽게 완전히 제동할 수 있다.
MK C1은 에너지 회생 과정에서 페달 감각을 지속적으로 시뮬레이션해 운전자가 페달에서 언제나 같은 물리력을 느끼도록 한다. 페달 감각은 항상 일정하며 지능형 브레이크 시스템이 운전자 제동 의도를 파악해 감속한다. 이는 휠 브레이크에서 운동 에너지를 가능한 적게 소모해 차량 효율성에 기여한다. 전자식 제동장치인 MK C1는 회생제동을 완전히 이용할 수 있음을 의미한다. 검증된 기술을 기반으로 추가 모듈을 통해 레벨3 수준의 자율주행이 가능하다.
콘티넨탈은 모듈화되고 확장 가능한 시스템인 'MK C2'를 추가로 개발했다. MK C2는 더 작고 가벼우며 비용 면에서 효율적이다. 멀티 로직을 통해 기존 MK C1보다 성능을 향상했다. 장애 발생 시 기능을 유지하는 독립된 2개의 회로 기판과 2개의 프로세서를 갖췄다. MK C2는 새로운 FBS 기반이다. 운전자가 전자식 시뮬레이터 브레이크 페달을 밟으면 센서가 운전자 제동 요구를 감지하고, 이후 시스템 전기 모터가 유압을 생성하게 된다. 레벨3 또는 그 이상의 완전 자율주행까지 가능하다.
장기적인 관점에서 유압식 브레이크 시스템은 점차 사라지게 될 것이다. 이를 위해 4개의 휠 브레이크는 유압식에 벗어나 모두 전자·기계적으로 작동하게 된다. 앞으로 나올 FBS는 4개의 드라이 휠 브레이크와 SW 블록으로 구성된다. 안전성과 이중성을 위해 휠 제어장치를 통합한 고성능 컴퓨터(HPC)에서 구동한다. FBS로의 전환을 위해 브레이크 시스템 개별 기능은 모듈식 독립 실행 가능한 제품으로 모듈화될 전망이다.
정치연기자 chiyeon@etnews.com
