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15 메르세데스 테크데이 2신 - 수동적 안전성의 발전도 계속된다

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글 : 채영석(charleychae@global-autonews.com)
승인 2015-07-13 00:03:52

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독일 슈투트가르트에서 개최된 2015 메르세데스 벤츠 테크데이에 참가했다. 2015년 7월 9일 열린 이날 워크샵의 주제는 Intelligence & Safety. S클래스를 통해 자율주행기술을 선보였던 메르세데스 벤츠가 한 단계 업그레이드된 인텔리전트 드라이브 시스템과 사고 후의 손상을 최소화하는 수동적 안전 기술을 소개했다. E클래스는 가장 어려운 시장으로 기술력은 물론 시장에서의 존재감도 높여야 하는 세그먼트다. 메르세데스는 그들이 60여년간 이 등급 차에 대한 기술을 모두 쏟아 부었다고 강조한다. 두 번째로 수동적 안전성을 위한 새로운 기술을 소개한다.

 

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자율주행을 위한 기술은 모두가 적극적 안전(Active Safety)에 속한다. 사고를 미연에 방지하기 위한 것이다. 자율주행 기술이 수면 위로 부상하면서 수동적 안전(Passive Safety) 는 상대적으로 주목을 끌지 못하고 있다. 메르세데스 벤츤 이번 워크샵을 통해 여전히 수동적 안전에 대해서도 많은 연구를 하고 있다는 것을 보여 주었다.

 

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메르세데스 벤츠의 프리세이프 컨셉은 2002년 데뷔한 3세대 S클래스를 통해서였다. 프리 세이프는 위험 신호를 미리 읽고서 사전 대응적인 안전 시스템을 활성화 시킨다는 컨셉이다. 충돌 감지 보호 장치들은 사고가 발생했을 때 기존의 프론트 에어백, 벨트 텐셔너, 사이드 백, 윈도우 백등의 방어 시스템들이 최대 효과를 낼 수 있도록 하기 위한 보충 시스템이다. 승객들의 좌석 위치를 최적화하고 좌석 벨트와 에어 백들이 더 효과적인 작동을 할 수 있게 한다.


이렇게 해서 벨트 텐셔너는 급제동시 운전자와 조수석 승객의 몸을 앞으로 많이 튀어 나가지 않도록 보호하며, 0.12초만에 느슨한 벨트를 잡아당길 수 있다. 조수석 좌석이 너무 앞으로 향해 있을 때에는 자동적으로 시트를 뒤쪽으로 이동시킨다. 동시에, 등받이가 너무 뒤로 각이 치우쳐 있으면 자동적으로 각을 앞쪽으로 세우고, 좌석 쿠션의 각도도 필요하면 조정시킨다. 치명적인 미끄러짐 상황에서 자동적으로 선루프를 닫는다.

 

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만약 사고가 일어나지 않는다면, 미리 당겨졌던 좌석 벨트는 자동적으로 활동을 멈추고 승객들은 좌석과 선루프를 원래 위치로 되돌릴 수 있다. 이렇게 변경 가능한 시스템 디자인은 필요하면 다시 활성화 될 수 있도록 준비 단계로 돌아간다. 조수석 에어백 실행시 탑승자의 체중을 고려해 폭발력을 조절하는 것도 여기에 속한다. 메르세데스-벤츠는 10년이 넘는 시간 동안 많은 사고 상황에서 프리-세이프® 컨셉으로 운전자 및 탑승객을 보호해왔다. 그 컨셉은 임박한 충돌 전에 사용자들을 가능한 최적의 위치로 이동시키기 위한 다양한 사전 조치를 포함한다.


이번에 소개한 리-세이프® 임펄스 사이드 기능 (PRE-SAFE®impulseside)은 측면 충돌을 피할 수 없는 상황이 되면 탑승자를 충돌 직전 치명적인 위험 지역으로부터 가능한 가장 멀리 이동시킨다. 충돌 200m/sec 이내에 작동이 되며 시트 왼쪽 에어챔버를 폭발시켜 탑승자를 차 안쪽으로 이동시킨다. 그만큼의 충격을 저감하기 위함이다. 이로 인해 갈비뼈가 있는 가슴 부분의 상해를 가능한 줄여줄 수 있다.

 

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이 시스템은 가능한 충돌 상황에서 예상되는 소음으로부터 사용자의 청각을 보호하기 위해 자연스러운 반사작용을 활용하는 최초의 시스템이다. 사고가 나면 어떤 사람들에게는 민감하게 반응할 수도 있는 소음이 발생될 수 있기 때문에 메르세데스-벤츠는 프리-세이프® 사운드 (PRE-SAFE®Sound)라는 혁신적인 기술을 통해 생체 청각 보호가 가능하도록 이러한 자연스러운 반사작용을 이용한다. 프리-세이프® 사운드는 충돌 위험이 감지되면 차량의 사운드 시스템을 통해 짧은 개입 신호를 소리로 내보낸다. 이 신호는 소음에 대해 청각을 준비시키고 불편한 소음을 듣거나 손상을 입는 것을 줄여 주는 등골근 반사작용을 유발시킬 수 있다.

 

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S클래스에 채용된 벨트백이 차세대 E클래스에도 채용된다. 뒷좌석 오른쪽 시트에 장착되는 벨트백은 이제는 제법 많은 메이커들이 실용화에 성공하고 있다.
안전 벨트는 에어백과 함께 20세기 가장 중요한 수동적 안전성을 위한 발명품에 속한다. 스티어링 휠과 조수석 에어백에 이어 좌우 측면 에어백, 무릎 에어백에 이어 벨트백까지 실용화되었다. 벨트백은 가슴 부위의 상해 정도를 크게 줄여 준다.


벨트백은 기존 안전벨트와 완전히 같은 방식으로 사용된다. 그 이름이 알려주듯이, 벨트백은 안전벨트와 에어백 요소를 결합한다. 벨트백은 기존의 3점식 안전 벨트 시스템에서 벨트 스트랩이 부풀어오르는 벨트 스트랩으로 대체한다.

 

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벨트 스트랩은 직물을 짜서 만들어지며 구멍 층이 있다. 벨트백은 심한 전방 충돌 시에 전개된다. 벨트 끝 부품에 가스 발생기가 벨트 스트랩을 순간적으로 팽창시킨다. 나이가 많거나 질병으로 인해 뼈가 덜 유연한 승객들에게는 특히 더욱 좋은 혜택이다. 이 역시 메르세데스-벤츠의 "일상 속에서의 안전(Real Life Safety)" 철학을 바탕으로 하고 있다.

 

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야간 자동차사고 위험은 주간에 비해 더 위험하다. 야간주행은 전체 운행 시간의 20%에 불과하지만 대형 하고 발생 빈도는 40%에 달한다. (자료: BASt, 독일 연방도로안전사무소) 그 점이 자동차회사들로 하여금 끊임없이 램프 기술을 향상시키게 하고 있다.

근래 들어 LED가 폭 넓게 사용되면서 안전은 물론이고 디자인 요소로도 활용되며 동기 부여가 되고 있다. LED 램프가 등장한지는 꾀 시간이 흐른 것 같은데 기술 발전은 여전하다. 메르세데스 벤츠는 2013년 데뷔한 5세대 S클래스에 500개의 LED를 사용한 조명 기술을 선보였었다. 2014년 CLS에는 야간 교통이 더욱 안전해 질 수 있도록 정밀 LED 그리드 모듈을 장착한 새로운 멀티빔 LED 헤드램프를 선보였다.

 

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신형 E 클래스에서는 기존 24개에서 84개의 개별 활성화된 고성능 LED를 채용한 헤드램프를 선보인다. 빛의 정확한 배분으로 다른 도로 사용자의 눈부심 없이 자동으로 도로 표면을 비춰준다. 각각의 헤드램프가 24개의 고성능 LED를 장착하고 있는 CLS의 멀티빔 LED 헤드램프와 다르게, 신형 E클래스에 장착될 차세대 헤드램프는 광원으로 84개의 고성능 LED 칩을 장착한 새로 개발된 고해상도 정밀 LED 모듈을 사용한다. 이것은 훨씬 더 다이내믹하게 반응할 수 있고 도로를 비추는 빛은 고해상도이고 훨씬 더 정확하다.

 

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LED 중 각각은 개별적으로 액츄에이터가 아니라 전자제어로 작동된다. "그리딩(Gridding)" 라이팅 방식은 오른쪽과 왼쪽의 헤드램프로부터 완전히 구분되어 제어가 가능하고 교통 상황에 맞추어 빛을 분배할 수 있다. 예를 들어 대향차와 순향차를 향한 불빛이 다르고 길 어깨에 있는 사람에게 비춰지는 조사량도 조절해 준다. 도시의 교차로를 지날 때 좀 더 폭 넓은 시야 확보를 위해 빛의 분포를 넓게 하는 기능도 채용됐다. 내비게이션 데이터를 활용해 진행 방향의 상황을 판단하고 대응한다.
모듈 하나 당 84개의 LED를 장착한 신형 E클래스의 헤드램프는 라이트 패턴의 해상도를 약 3.5배 정도 증가시켜준다. 결과적으로, 다른 도로 사용자들은 눈부심으로부터 더 정확하게 보호받을 수 있고, 후방 눈부심도 더욱 효과적으로 피할 수 있다. 램프 자체의 내구성도 좋아졌다.

 

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테일램프에 대한 연구도 이루어졌다. 우선 디자인에 변화를 주었고 야간 주행시 브레이크 등으로 인한 눈부심을 방지하기 위해 조도를 조절할 수 있도록 했다. 방향지시등도 같은 컨셉이 적용됐다. 이 역시 전자제어로 작동된다. 윈드실드 위쪽에 있는 스테레오 카메라로 전방 상황을 감지한다. 악천후시에는 와이퍼의 작동 상태로도 상황을 판단할 수 있다.


웰컴 홈 기능과 코너링시의 조사각도의 변화, 안개등을 위해 25개의 LED가 더 채용되어 모두 109개의 LED가 프론트 헤드램프 안에 사용되고 있다.

 

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