닛산자동차의 21세기 안전 및 환경 기술들
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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)|
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승인 2007-10-02 06:54:21 |
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닛산자동차의 21세기 안전 및 환경 기술들
일본 닛산자동차는 지난 8월 말 ‘2007선진기술설명회 및 시승회’를 개최했다. 유럽 메이커들의 테크니컬 데이와 같은 행사다. 이 행사를 통해 닛산은 기반 기술을 시작으로 중장기적으로 실현을 목표로 하고 있는 선행 개발 기술을 소개했다. 올 해의 행사에서 비중을 둔 것은 안전기술과 환경 기술로 닛산자동차와 외지의 자료를 정리요약해 본다.(편집자 주)
닛산자동차는 3단계로 나누어 신기술에 대한 연구 및 개발(R&D)을 하고 있다.
우선은 당장에 실용화할 수 있는 단계인 ‘하베스트 플랜(Harvest Plan)’을 시작으로 그 하베스트 플랜을 지원하는 ‘씨딩& 그로스( Seeding & Gross)’, 그리고 근본적인 토양을 비옥하게 한다는 의미의 ‘소일인리치먼트(Soilenreachment)’ 등이 그것이다.
Harvest Plan은 상품화에 가장 가까운 기술, 성능, 기능이라고 하는 열매를 어떻게 수확하느냐 하는가를 채용 시기를 포함해 결정하는 단계를 말한다.
다음으로 Seeding & Gross은 단어 그대로 파종과 육성이다. 이 단계에서는 중점 개발하는 핵심 기술의 특정과 개발촉진방향을 결정하고 그를 위해 조직체제와 외부와의 연계 및 제휴를 구축하고 상품화 후의 지속적인 기술 개량도 한다도 하는 의미를 내포하고 있다.
하지만 좋은 결과를 얻기 위해서는 파종과 육성만으로는 부족해 근본적으로 토양을 비옥하게 한다는 것이 Soilenreachment다.
이 3단계 연구 개발은 각각 3개의 연구개발 조직이 담당한다. 하베스트 플랜을 담당하는 것이 닛산 테크니컬 센터(Nissan Technical Center: NTC)이고 씨딩& 그로스를 담당하는 것이 2007년 5월 완성된 닛산첨단기술개발센터(Nissan Advnced Technical Center), 소일인리치먼트를 담당하는 것이 닛산종합연구소다. 닛산자동차는 앞으로 이 3층 구조의 조직에 의해 연구와 개발을 진행하게 된다.
닛산자동차가 올 해의 이벤트를 통해 선 보인 것 중 우선 안전기술에 관한 것으로는 어라운드 뷰 모니터(Around View Monitor: AVM), 차간거리유지장치(Distance Controle Assist : DCA), 차선이탈 방지장치(Lane Depature Protection :LDP), 팝업 엔진 후드, 음주운전방지 컨셉트카 등이었다.
닛산자동차의 안전에 대한 사고는 통상적인 운전상황은 물론 충돌 후까지 종합적인 안전기술을 채용해 사고에 처하지 않도록 하는 기술까지 지원한다는 것. 이것을 5단계로 구분하고 있는데 첫 번째가 위험이 현재화하고 있지 않다. 두 번째는 위험이 현재화하고 있다. 세 번째 충돌할지도 모른다. 네 번째 충돌을 피할 수 없다. 다섯 번째 충돌 및 충돌 후 등이 그것이다.
첫 번째 상황에서 작동하는 것이 AVM과 DCA다.
AVM 시스템은 총 4개의 카메라가 전/후방뿐만 아니라 좌/우 사이드 미러 하단에도 장착되어 있어, 차량의 앞뒤와 양 옆을 내부 모니터로 보며 운전자 시야의 사각지대를 좁혀주고 안전한 주차를 돕는다.
DCA는 다른 메이커에서는 ACC(Adaptive Cruise Controle)라는 용어로 채용한 것으로 앞 차와의 차간거리와 상대차의 속도를 검지해 위험을 사전해 방지하도록 도와주는 시스템이다. 보쉬와 TRW등 부품 업체들이 앞다투어 개발하고 있는 시스템. 닛산은 이번 이벤트를 통해 시스템의 작동 포인트가 빨라진 것을 선 보여 주목을 끌었다.
위험이 현재화하고 있는 상황에서는 LDP가 작동한다. 차선을 이탈했을 경우 사운드 혹은 진동을 통해 운전자에게 경고해 주는 시스템으로 닛산의 경우는 “삐~삐~삐” 하는 경고음을 채용하고 있다. 이 시스템은 미국의 고속도로 갓길에 가드레일이 설치되지 않은 점을 감안해 적용하게 된 기술이라고 한다. 닛산이 소개한 LDP의 액츄에이터로서 VDC에 의한 자동 브레이크를 사용하고 있다. VDC에 의한 한쪽 자동 브레이크로 속도를 늦추어 방향을 바로잡는다는 것이다. 이 시스템은 인피니티 모델의 실제 시승시 느껴 보았는데 제동이 되는 것은 감지할 수 있었으나 자세를 다시 원위치 시키지는 못했다. 실제 시판 차량에 적용될 때는 개량이 되어 나올 것이라고 한다.
또 하나 주목을 끄는 안전기술로는 팝업 엔진 후드. 이는 보행자와 충돌시 보행자의 충격을 줄이기 위해 앞 범퍼에 내장된 3개의 가속센서로 검지해 충돌 직후에 엔진 후드를 위로 올리는 것이다. 이로 인해 엔진 후드와 엔진과의 간격이 넓어지고 엔진 후드의 변형량을 크게해 충격흡수성을 높인다는 것이다. 이 시스템이 노리는 것은 스티어링과 대 보행자 보호성을 양립에 있다고 한다.
음주운전방지 컨셉트카는 알코올 감지센서를 차 안 네 군데에 설치한 것이다. 우선 시프트 레버에 설계된 센서에서는 손의 땀을 통해 알코올을 감자한다. 만약 알코올이 감지되면 음성과 내비게이션 화면의 표시를 통해 운전자에게 경고하고 동시에 시프트 레버를 잠가 버린다. 물론 자동차는 발진할 수 없게 된다. 또 앞 시트 좌우와 리어 시트 시트백에 설치된 센서는 차 안의 알코올이기를 감지한다. 이 때는 시프트 록이 잠기지는 않는다.
디젤엔진 개발을 중심으로 한 환경 기술
닛산자동차가 2007 선진기술설명회 및 시승회를 통해 공개한 환경 기술의 요체는 VVEL, 초 저 귀금속 촉매, 신형 디젤엔진, SLUEV를 클리어하는 클린 디젤 등.
기존 촉매는 열에 의한 촉매의 열화를 막기 위해 귀금속을 많이 사용하고 있는데 닛산은 그 양을 절반으로 줄였다고 발표했다.
르노와 공동으로 개발한 M9R형이라고 하는 클린 디젤엔진도 주목을 끈다. 배기량 2리터의 직렬 4기통 터보디젤로 유럽에서 이미 출시된 카슈카이에 탑재되어 있다. 가솔린 엔진의 MR엔진과 달리 M9R 엔진에는 주철제 실린더 블록이 채용되어 있지만 보어와 스트로크는 같다고.
이 신형 디젤엔진에 채용된 신기술로는 분사압 1600바의 커먼레일식 연료분사장치, 응답성이 높은 피에조 인젝터, 더블 스월포트(Swirl Port), 가변 노즐 터보차저, DPF, 쿨 EGR등을 조합해 유럽의 배기가스 규제기준 유로4를 클리어 한다.
이 엔진은 2008년부터 일본 내수용차에도 탑재되는데 유로4보다 엄격한 규제기준을 클리어할 수 있는 고성능촉매와 고도의 엔진제어기술을 추가해 매연과 NOx의 배출량을 유로4의 절반 수준 이하로 규제하고 있는 일본의 신장기규제를 클리어한다고 한다.
물론 미국 캘리포니아주의 SULEV의 배기가스 규제기준도 클리어한다고. SULEV란 극초저배기가스차를 의미하는데 ZEV( 완전 무공해)다음으로 클린한 엔진을 탑재한 차라고 할 수 있다. 따라서 SULEV차에 연료증발가스의 확산방지책을 추가하면 부분ZEV로 인정된다.
SULEV는 미국 내 다른 주의 배기가스 규제에 비해 상당히 엄격한 수준이다. 다른 주의 배기가스규제에서는 가솔린차와 디젤차의 구분없이 ZEV 상당의 Bin1부터 Bin10까지 10단계로 설정되어 메이커 각사는 전체 판매 차량의 평균치로 Bin5를 달성하지 않으면 안되도록 되어 있다. 이중 SULEV와 거의 같은 수준이 Bin2다.
닛산이 르노와 공동으로 개발한 신형 디젤엔진이 SULEV 의 규제를 클리어하기 위해 채용한 기술이 MK연소, HC NOx트랩촉매, 첨단 엔진제어 등이다. MK연소는 1998년에 Presage에 탑재된 직분 디젤엔진에 처음으로 채용되어 예혼합연소를 저온에서 함으로써 PM과 NOx의 발생량을 동시에 저감하는 기술. 기존 직분디젤엔진에서는 분배식 연료분사펌프가 사용되었으나 이번에 선 보인 클린디젤은 커먼레일식 연료분사장치를 사용하고 있다.
MK연소에 의해 PM과 NOx의 발생량을 줄이고 산화촉매와 HC NOx 트랩촉매와 DPF로 배기를 정화한다. 이 중 HC NOx 트랩 촉매는 산화촉매로는 처리되지 않는 NOx를 정화한다. 이것은 하층 HC트랩층 상에 NOx 트랩을 겹쳐 더욱 NOx 정화층을 늘리는 구조를 채용한다.
린번(Lean Burn)시에는 HC트랩층에 HC를 흡수하고 NO와 O2를 NO정화층에서 화합시켜 NOx로 변환, 그것을 NOx트랩층을 흡착한다. 린 번 시에는 배기가스 중 HC트랩에 흡착한 HC와 배기가스중의 O2를 NOx 정화층에 공급함으로써 NOx 환원효과가 높은 H2와 CO를 생성해 린번 시에 흡착한 NOx를 처리한다.
닛산자동차는 그들만의 기술력을 과시함으로써 다른 양산 브랜드와의 차별화를 추구함과 동시에 최근 일부에서 일고 있는 제품력 부재에 관한 우려를 일식하고자 하는 의지를 피력했다. 그리고 그것은 양산 브랜드인 닛산보다는 럭셔리 브랜드인 인피니티의 프리미엄화를 위한 본격적인 행보라고 할 수 있다. 더불어 21세기 최대의 과제는 안전기술과 환경기술이라는 점을 잘 알고 있다는 것을 보여줌으로써 카를로스 곤 체제가 이상이 없다는 점을 과시하고자 하는 측면도 없지 않아 보인다.
일본 닛산자동차는 지난 8월 말 ‘2007선진기술설명회 및 시승회’를 개최했다. 유럽 메이커들의 테크니컬 데이와 같은 행사다. 이 행사를 통해 닛산은 기반 기술을 시작으로 중장기적으로 실현을 목표로 하고 있는 선행 개발 기술을 소개했다. 올 해의 행사에서 비중을 둔 것은 안전기술과 환경 기술로 닛산자동차와 외지의 자료를 정리요약해 본다.(편집자 주)
닛산자동차는 3단계로 나누어 신기술에 대한 연구 및 개발(R&D)을 하고 있다.
우선은 당장에 실용화할 수 있는 단계인 ‘하베스트 플랜(Harvest Plan)’을 시작으로 그 하베스트 플랜을 지원하는 ‘씨딩& 그로스( Seeding & Gross)’, 그리고 근본적인 토양을 비옥하게 한다는 의미의 ‘소일인리치먼트(Soilenreachment)’ 등이 그것이다.
Harvest Plan은 상품화에 가장 가까운 기술, 성능, 기능이라고 하는 열매를 어떻게 수확하느냐 하는가를 채용 시기를 포함해 결정하는 단계를 말한다.
다음으로 Seeding & Gross은 단어 그대로 파종과 육성이다. 이 단계에서는 중점 개발하는 핵심 기술의 특정과 개발촉진방향을 결정하고 그를 위해 조직체제와 외부와의 연계 및 제휴를 구축하고 상품화 후의 지속적인 기술 개량도 한다도 하는 의미를 내포하고 있다.
하지만 좋은 결과를 얻기 위해서는 파종과 육성만으로는 부족해 근본적으로 토양을 비옥하게 한다는 것이 Soilenreachment다.
이 3단계 연구 개발은 각각 3개의 연구개발 조직이 담당한다. 하베스트 플랜을 담당하는 것이 닛산 테크니컬 센터(Nissan Technical Center: NTC)이고 씨딩& 그로스를 담당하는 것이 2007년 5월 완성된 닛산첨단기술개발센터(Nissan Advnced Technical Center), 소일인리치먼트를 담당하는 것이 닛산종합연구소다. 닛산자동차는 앞으로 이 3층 구조의 조직에 의해 연구와 개발을 진행하게 된다.
닛산자동차가 올 해의 이벤트를 통해 선 보인 것 중 우선 안전기술에 관한 것으로는 어라운드 뷰 모니터(Around View Monitor: AVM), 차간거리유지장치(Distance Controle Assist : DCA), 차선이탈 방지장치(Lane Depature Protection :LDP), 팝업 엔진 후드, 음주운전방지 컨셉트카 등이었다.
닛산자동차의 안전에 대한 사고는 통상적인 운전상황은 물론 충돌 후까지 종합적인 안전기술을 채용해 사고에 처하지 않도록 하는 기술까지 지원한다는 것. 이것을 5단계로 구분하고 있는데 첫 번째가 위험이 현재화하고 있지 않다. 두 번째는 위험이 현재화하고 있다. 세 번째 충돌할지도 모른다. 네 번째 충돌을 피할 수 없다. 다섯 번째 충돌 및 충돌 후 등이 그것이다.
첫 번째 상황에서 작동하는 것이 AVM과 DCA다.
AVM 시스템은 총 4개의 카메라가 전/후방뿐만 아니라 좌/우 사이드 미러 하단에도 장착되어 있어, 차량의 앞뒤와 양 옆을 내부 모니터로 보며 운전자 시야의 사각지대를 좁혀주고 안전한 주차를 돕는다.
DCA는 다른 메이커에서는 ACC(Adaptive Cruise Controle)라는 용어로 채용한 것으로 앞 차와의 차간거리와 상대차의 속도를 검지해 위험을 사전해 방지하도록 도와주는 시스템이다. 보쉬와 TRW등 부품 업체들이 앞다투어 개발하고 있는 시스템. 닛산은 이번 이벤트를 통해 시스템의 작동 포인트가 빨라진 것을 선 보여 주목을 끌었다.
위험이 현재화하고 있는 상황에서는 LDP가 작동한다. 차선을 이탈했을 경우 사운드 혹은 진동을 통해 운전자에게 경고해 주는 시스템으로 닛산의 경우는 “삐~삐~삐” 하는 경고음을 채용하고 있다. 이 시스템은 미국의 고속도로 갓길에 가드레일이 설치되지 않은 점을 감안해 적용하게 된 기술이라고 한다. 닛산이 소개한 LDP의 액츄에이터로서 VDC에 의한 자동 브레이크를 사용하고 있다. VDC에 의한 한쪽 자동 브레이크로 속도를 늦추어 방향을 바로잡는다는 것이다. 이 시스템은 인피니티 모델의 실제 시승시 느껴 보았는데 제동이 되는 것은 감지할 수 있었으나 자세를 다시 원위치 시키지는 못했다. 실제 시판 차량에 적용될 때는 개량이 되어 나올 것이라고 한다.
또 하나 주목을 끄는 안전기술로는 팝업 엔진 후드. 이는 보행자와 충돌시 보행자의 충격을 줄이기 위해 앞 범퍼에 내장된 3개의 가속센서로 검지해 충돌 직후에 엔진 후드를 위로 올리는 것이다. 이로 인해 엔진 후드와 엔진과의 간격이 넓어지고 엔진 후드의 변형량을 크게해 충격흡수성을 높인다는 것이다. 이 시스템이 노리는 것은 스티어링과 대 보행자 보호성을 양립에 있다고 한다.
음주운전방지 컨셉트카는 알코올 감지센서를 차 안 네 군데에 설치한 것이다. 우선 시프트 레버에 설계된 센서에서는 손의 땀을 통해 알코올을 감자한다. 만약 알코올이 감지되면 음성과 내비게이션 화면의 표시를 통해 운전자에게 경고하고 동시에 시프트 레버를 잠가 버린다. 물론 자동차는 발진할 수 없게 된다. 또 앞 시트 좌우와 리어 시트 시트백에 설치된 센서는 차 안의 알코올이기를 감지한다. 이 때는 시프트 록이 잠기지는 않는다.
디젤엔진 개발을 중심으로 한 환경 기술
닛산자동차가 2007 선진기술설명회 및 시승회를 통해 공개한 환경 기술의 요체는 VVEL, 초 저 귀금속 촉매, 신형 디젤엔진, SLUEV를 클리어하는 클린 디젤 등.
기존 촉매는 열에 의한 촉매의 열화를 막기 위해 귀금속을 많이 사용하고 있는데 닛산은 그 양을 절반으로 줄였다고 발표했다.
르노와 공동으로 개발한 M9R형이라고 하는 클린 디젤엔진도 주목을 끈다. 배기량 2리터의 직렬 4기통 터보디젤로 유럽에서 이미 출시된 카슈카이에 탑재되어 있다. 가솔린 엔진의 MR엔진과 달리 M9R 엔진에는 주철제 실린더 블록이 채용되어 있지만 보어와 스트로크는 같다고.
이 신형 디젤엔진에 채용된 신기술로는 분사압 1600바의 커먼레일식 연료분사장치, 응답성이 높은 피에조 인젝터, 더블 스월포트(Swirl Port), 가변 노즐 터보차저, DPF, 쿨 EGR등을 조합해 유럽의 배기가스 규제기준 유로4를 클리어 한다.
이 엔진은 2008년부터 일본 내수용차에도 탑재되는데 유로4보다 엄격한 규제기준을 클리어할 수 있는 고성능촉매와 고도의 엔진제어기술을 추가해 매연과 NOx의 배출량을 유로4의 절반 수준 이하로 규제하고 있는 일본의 신장기규제를 클리어한다고 한다.
물론 미국 캘리포니아주의 SULEV의 배기가스 규제기준도 클리어한다고. SULEV란 극초저배기가스차를 의미하는데 ZEV( 완전 무공해)다음으로 클린한 엔진을 탑재한 차라고 할 수 있다. 따라서 SULEV차에 연료증발가스의 확산방지책을 추가하면 부분ZEV로 인정된다.
SULEV는 미국 내 다른 주의 배기가스 규제에 비해 상당히 엄격한 수준이다. 다른 주의 배기가스규제에서는 가솔린차와 디젤차의 구분없이 ZEV 상당의 Bin1부터 Bin10까지 10단계로 설정되어 메이커 각사는 전체 판매 차량의 평균치로 Bin5를 달성하지 않으면 안되도록 되어 있다. 이중 SULEV와 거의 같은 수준이 Bin2다.
닛산이 르노와 공동으로 개발한 신형 디젤엔진이 SULEV 의 규제를 클리어하기 위해 채용한 기술이 MK연소, HC NOx트랩촉매, 첨단 엔진제어 등이다. MK연소는 1998년에 Presage에 탑재된 직분 디젤엔진에 처음으로 채용되어 예혼합연소를 저온에서 함으로써 PM과 NOx의 발생량을 동시에 저감하는 기술. 기존 직분디젤엔진에서는 분배식 연료분사펌프가 사용되었으나 이번에 선 보인 클린디젤은 커먼레일식 연료분사장치를 사용하고 있다.
MK연소에 의해 PM과 NOx의 발생량을 줄이고 산화촉매와 HC NOx 트랩촉매와 DPF로 배기를 정화한다. 이 중 HC NOx 트랩 촉매는 산화촉매로는 처리되지 않는 NOx를 정화한다. 이것은 하층 HC트랩층 상에 NOx 트랩을 겹쳐 더욱 NOx 정화층을 늘리는 구조를 채용한다.
린번(Lean Burn)시에는 HC트랩층에 HC를 흡수하고 NO와 O2를 NO정화층에서 화합시켜 NOx로 변환, 그것을 NOx트랩층을 흡착한다. 린 번 시에는 배기가스 중 HC트랩에 흡착한 HC와 배기가스중의 O2를 NOx 정화층에 공급함으로써 NOx 환원효과가 높은 H2와 CO를 생성해 린번 시에 흡착한 NOx를 처리한다.
닛산자동차는 그들만의 기술력을 과시함으로써 다른 양산 브랜드와의 차별화를 추구함과 동시에 최근 일부에서 일고 있는 제품력 부재에 관한 우려를 일식하고자 하는 의지를 피력했다. 그리고 그것은 양산 브랜드인 닛산보다는 럭셔리 브랜드인 인피니티의 프리미엄화를 위한 본격적인 행보라고 할 수 있다. 더불어 21세기 최대의 과제는 안전기술과 환경기술이라는 점을 잘 알고 있다는 것을 보여줌으로써 카를로스 곤 체제가 이상이 없다는 점을 과시하고자 하는 측면도 없지 않아 보인다.
