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[오토저널] 자율주행 시대를 준비하는 수직적 통합과 혁신

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글 : 오토저널(ksae@ksae.org)
승인 2020-06-17 21:04:00

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4차 산업혁명 시대에 발맞추어 미래의 자동차가 어떻게 진화할 것인지에 대한 수많은 소식과 견해가 언론이나 보고서를 통해서 거의 매일같이 쏟아지고 있다. 최근에 소개되고 있는 해외 컨설팅이나 미국 SAE의 보고서에 의하면 <그림 1>과 같이 수소차 및 전기차를 포함하는 친환경(Electrification), 커넥티드 서비스를 뜻하는 초연결(Connectivity), 자율주행(Autonomous driving), 차량 공유 경제를 포함하는 스마트 모빌리티(Diverse mobility)와 같이 4개의 대표적인 개발 방향(Pillars)으로 의견이 수렴되고 있는 과정인 듯하다. 국내·외 자동차 OEM이나 부품사의 미래 개발 전략도 4개의 연구 개발 방향을 대부분 포함하고 있다. 특히, 스마트 모빌리티의 경우 자동차 OEM에 B2B 사업모델을 제시하며 차량공유업체와 자동차 OEM, 그리고 자동차 부품사가 수평적 협력관계를 발 빠르게 구축하고 있다<그림 2>.

 

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좀 더 기술적 관점으로 초연결, 자율주행(AV), 스마트 모빌리티의 경우 혁신적인 ICT 기술과의 접목이 필수적이라 할 수 있다. 그 중 대표적으로 AI, 빅데이터, 클라우드, 5G, 블록체인 등이 코어 기술로 언급되고 있다<그림 3>. 또한 자율주행자동차 자체가 데이터를 생성하고 제공하는 IoT의 하나로 고려되고 있다. 하지만, 이러한 코어 기술은 자동차 OEM과 부품사가 글로벌 경쟁력을 가지고 세계 시장을 선도하기 어려운 분야이며 글로벌 ICT기업 또는 스타트업과의 성공적인 수평적 협력모델이 필요하다는 주장이 더욱 설득력을 얻고 있는 시기이다. 이러한 전략에 발맞추어 미래 기술 개발 방향이나 개발 생태계가 언급되면서 수평적 구조의 혁신이 필요하다는 제안과 사례가 소개되고 실제 이러한 협력을 위한 탐색과 기업 간 파트너십이 체결되고 있는 상황이다.

 

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하지만 자동차 개발을 위해서 오랜 기간 동안 구성된 수직적 구조 내에서의 협력과 혁신에 대해서는 상대적으로 덜 강조되었는 생각에 기존의 수직적 개발구조 내에서의 통합과 혁신이라는 키워드를 자율주행 관점의 일부 사례에 대해서 살펴보고자 한다. 2018년에 글로벌 NCAP의 설문조사에 의하면 운전자의 70% 이상이 자율주행 기능이 탑재된 차량을 구매할 수 있다는 의견을 주었으며 Euro-NCAP에서는 좀 더 구체적으로 1,107명의 운전자를 대상으로 자동차 브랜드 별로 자율주행 기능의 상용화 현황에 대한 인식도 조사를 하였다<그림 4>. 결과적으로 대략 10~40% 정도가 현재 자율주행 기술이 상용화되고 있다고 답변을 하였고 11% 정도만이 어떠한 자동차 브랜드도 자율주행 기능을 상용화하고 있지 않다고 답변을 하였다. 이렇게 일반 운전자들이 자율주행에 대해서 긍정적으로 생각하고 있지만 최근 일련의 자율주행차의 사고들로 인하여 자율주행에 대해서 기술적 한계점을 지적하는 부정적 견해가 소개되기도 하고 있다. 물론 <그림 3>에서 언급된 혁신적인 기술의 도입으로 기술적 완성도가 급속도로 개선될 것이라는 긍정적 예상도 함께 공존하고 있다.

 

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본 고에서는 기존의 수직적 개발 구조에서 자율주행 시대가 다가오면서 새롭게 준비하고 있는 안전 관점의 혁신 기술을 몇 가지 소개하고자 한다. 지난 2019년 6월 네델란드 아인트호벤에서 ESV 학회가 개최되었고 Mercedes Benz에서 ‘ESF 2019’라는 실험차량을 최초로 공개하였다<그림 5>. 실제 전시와 몇 개의 기술관련 발표를 경청하면서 자율주행을 데모하는 수준에서 실제 상용화하기 위하여 자동차 회사 관점에서 고려할 수 있는 많은 혁신적인 아이디어를 구현한 것이 굉장히 인상 깊었다. 개인적으로 수직적 개발 구조 내에서의 협력과 혁신을 통하여 새로운 시장을 개척할 수 있겠다는 안목을 넓혀준 계기가 되었다.

 

감가속과 조향에 대한 엑추에이터가 ESC 및 MDPS라는 시스템으로 장착이 되기 시작하면서 ADAS 시스템의 가격경쟁력이 제고되기 시작하였고 ADAS 시장의 확대가 <그림 5>에서 보는 바와 같이 레이더와 비전 센서와 같은 환경 센서의 장착이 확산되고 있는 상황이다. 이러한 환경 센서의 성능이 개선되고 상용화에 성공함에 따라 시장경쟁력 관점에서 자율주행의 상용화 가능성이 점점 높아지고 있다. 더 나아가, <그림 3>의 혁신 코어 기술이 인지-판단-제어의 기능으로 일반적으로 요약되는 ADAS나 자율주행에 접목되어 많은 기술적 난제가 해결되고 상용화로 더욱 가속화 될 것으로 기대하고 있다.

 

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이러한 상용화 전략에 따라 자율주행이 안전하게 주행하는 경우뿐만 아니라 충돌 사고가 불가피한 경우에 대한 안전성 고려도 추가되고 있다. 구체적으로 충돌이 임박한 프리-크래시(Pre-crash) 상황과 충돌 후 상황으로 크게 나눌 수 있다. 우선 충돌 위험이 없는 자율주행 상황에 대해서 실내 인테리어의 변화가 고려되고 있다.

 

<그림 5>의 경우처럼 자율주행 시 운전자의 공간을 최대한 확보할 수 있도록 조향핸들과 감가속 패달이 가변식으로(Retractive) 움직이거나 <그림 6>처럼 전동식 운전석이 운전자의 안락함을 최대화하는 형태로 변화할 수 있다. 또한 이러한 공간의 변화는 안전벨트나 에어백과 같은 기존 수동 안전 시스템의 진화를 촉진할 수 있다. 예를 들어서 <그림 5>에서 보여주는 에어백과 같이 운전자의 전방 및 측방 에어백의 새로운 설계가 적용될 수 있다.

 

자율주행 시 충돌이 발생하는 프리-크래시 상황을 환경 센서를 이용하여 차량 스스로 판단하고 1차적으로는 사고를 회피하는 전략(Fallback)을 수립하고 2차적으로 안전벨트를 좀 더 빠르게 조이고(Pre-tensioner), 운전자 시트의 위치를 원상복귀 시키고, 더 나아가 에어백을 충돌 전에 전개하는 수동안전의 진화가 예상된다. 더 나아가, <그림 7>에서 보는 바와 같이 프리-크래시 상황에서 차량(External) 에어백이 먼저 작동되고 충돌시 운전자 에어백이 전개되는 안전 시스템이 적용될 수도 있을 수 있다.


마지막으로 자율주행시 충돌 후(Post-crash) 상황에서 커넥티드 서비스 중 하나로 사고를 자동으로 보고하는 e-call 뿐만 아니라 차선 내 자세 유지를 통하여 다중 추돌 위험을 최소화시키는 능동 안전 시스템, 2차 사고를 예방하기 위해서 사고 발생 표시 시스템(<그림 5>의 우측 하단 참조) 등 기존에 존재하지 않은 새로운 혁신적인 안전 시스템이 제안되고 있다.

 

자율주행에 대해서 주로 기술의 혁신과 수평적 협력관계의 중요성이 강조되어 왔지만 안전 관점에서 수직적 협력과 혁신을 통하여 새로운 시장을 창출하는 사례에 좀 더 관심을 가지고 미리 준비를 하는 자세를 마지막으로 강조하고 싶다. 

 

 

글 / 송봉섭 (한국자동차공학회)

출처 / 오토저널 2019년 8월호 (http://www.ksae.org)  

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