ZF그룹 자율주행 등 첨단안전장치 적용한 전기차 ‘비전 제로 자동차’ 선보여
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ZF그룹 자율주행 등 첨단안전장치 적용한 전기차 ‘비전 제로 자동차’ 선보여
  • 유영준
  • 승인 2017.07.06 14:57
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ZF 글로벌 프레스 이벤트 2017 개최

미래의 자동차는 운전자가 졸거나 전방주시를 하지 못했을 때가 운전자에게 경고를 주거나 자동차 스스로 방향을 틀어 사고위험에서 벗어나게 해준다.

ZF 그룹은 지난 6월 20~23일 오스트리아 비엔나 인근의 파흐푸르트(Pachfurt)에서는 “비전 제로 로드”(Vision Zero Road)라는 모토 아래 'ZF 글로벌 프레스 이벤트 2017를 개최했다. 3일간 진행된 이벤트에는 전세계 135명의 기자들이 참석한 가운데 ZF는 25대의 테스트 차량을 통해 자율주행, 지능형 섀시시스템, 전기 모빌리티, 센서 기술 및 탑승자에 관한 새로운 기술을 선보였다.

특히 이번 이벤트의 하이라이트라고 할 수 있는 '비전 제로 자동차'(Vision Zero Vehicle)는 혁신적인 리어 액슬 시스템인 mSTARS가 장착된 순수 전기구동차로, ZF는 이 컨셉트카를 통해 오염물 배출이 없는 '비전 제로(Vision Zero)'로 향하는 방법을 선보였다.

또한 자동차의 많은 안전 보조기능들을 통해 무사고 목표를 달성하는데 한 발짝 더 다가갈 수 있도록 했다. 특히 보조 운전기능에서 자율주행으로 전환하는 단계에서, 지능형 기능들은 위험한 순간에 운전자가 바로 개입할 수 있고 자동차 스스로 그 상황을 벗어나갈 수 있도록 보장해야 하는데 ZF는 비전 제로 자동차를 통해 운전자 부주의, 잘못된 방향으로의 주행이라는 두 가지의 큰 사고원인에 대한 해결책을 제시했다.

▶ 운전자 부주의 보조 시스템(Driver Distraction Assist)

'운전자 부주의 보조 시스템'은 과속과 함께 높은 사고의 원인이 되는 운전자의 부주의를 인식할 수 있는 능력을 지니고 있으며 필요 시 위험요소가 제거 될 때까지 자동차를 안전하게 운전하는데 도움을 준다. 이 기술은 학습 기능이 있는 레이저 기반 타임오브 플라이트 (laser-based time-of-flight) 실내 카메라를 사용하고 있으며 카메라는 운전자의 머리 위치를 3D로 모니터링 한다.

디지털 비디오 시스템과 달리 조명이 약한 경우에도 효과적이며 운전자가 도로에서 눈을 땔 경우 바로 작동하도록 설계되어있다. 위험할 경우 중앙 디스플레이를 통해 광학 경보장치가 울리며, 음향 신호 및 안전벨트의 자동적인 조임을 통해 운전자에게 경고를 한다. 운전자가 여전히 반응하지 않으면 시스템은 꾸준히 구동 토크를 감소시키며 마지막으로, 운전자가 계속해서 모든 경고를 무시할 경우 보조시스템은 스로틀의 응답을 차단하고 안전한 장소에서 차를 정지시키려고 시도한다.

▶ 잘못된 방향으로의 주행 방지 시스템(Wrong-way Inhibit)

'잘못된 방향으로의 주행 방지 시스템'은 주의산만, 가시성 부족 또는 방향 감각 상실로 인해 운전자가 잘못된 방향의 도로에 진입하려고 할 때 즉시 반응한다. 예를 들어, 운전자가 진입로 대신 고속도로 출구로 향하면 시스템은 먼저 음향 신호, 안전벨트 진동 및 대시 보드 디스플레이의 광학 경보를 통해 경고한다.

또한, 상당히 높은 스티어링 휠의 저항이 운전자에게 잘못된 방향으로 가고 있다는 메시지를 전달한다. 만약 그럼에도 불구하고 운전자가 여전히 잘못된 방향으로 가려고 한다면, 시스템은 자동차를 차선의 바깥쪽 가장자리를 유지하게 한 채로 처음에는 걷는 속도로 브레이크를 밟고 그 후에는 차를 멈춘다.

또한 하이빔 전조등과 위험 경고 등을 통해 다가오는 차에게 경고를 보낸다. 만약 공간이 있다면 운전자가 도로의 가장자리를 따라 위험 지대를 벗어날 수 있도록 도와준다. 비전 제로 자동차는 도로 및 방향이 올바른지 여부를 감지하기 위해 클라우드를 통해 지속적으로 업데이트되는 고정밀도지도뿐 아니라 전방 카메라 시스템을 사용해 인식되고 해석되는 교통 표지 및 도로 표시등을 통해 정보를 얻는다.

▶ ZF 리어 액슬 시스템 mSTARS

ZF의 비전제로 자동차(Vision Zero Vehicle)는 사고와 오염물 배출이 없는 미래로의 변화를 돕는다. 자동차에는 동적 가속력을 위한 150kW의 전기 액슬 드라이브 시스템이 장착되어 있다. 이 소형 전기차에는 전기 모터뿐만 아니라 2-단계 감속 스퍼 기어 드라이브, 차동장치 및 컨트롤 유니트(power electronics)가 장착되어 있으며 혁신적이고 공간을 절약할 수 있는 모듈형 ZF 리어 액슬 시스템인 mSTARS(modular Semi-Trailing Arm Rear Suspension - 모듈식 세미 트레일링 암 리어 서스펜션)에 내장되어 있다.

비전 제로 자동차에서 입증되었다시피 모듈식 액슬 시스템은 양산차 플랫폼에 전기화를 용이하게 한다.

▶ 자율 주행(Autonomous driving)

통계에 따르면, 모든 사고의 약 90 %는 인간의 실수로 인한 것이며 이것은 인적 요소가 도로에서의 잠재적 사고 위험의 원인임을 의미한다. 전문가들은 자율 주행이 도로 교통안전을 향상시키고 교통 사망자 수를 줄이는데 도움이 될 가능성이 있음을 인정하는데 이는 자동화된 차량은 과속을 하거나 음주운전을 하지 않으며 인간처럼 피로나 감정에 영향을 받지 않기 때문이다.

이러한 자율주행 시스템은 여러 센서들과 및 액추에이터가 사고 위험을 아주 빠른 시간 안에 확실하게 감지하고 상황에 따라 신속하게 대처 할 수 있는 방안을 마련해야 한다는 과제를 안고 있다.

현재 사고 통계 분야에서 일하는 ZF 전문가는 정면 충돌과 측면 충돌에 대한 광범위한 시나리오 카탈로그를 작성해 분석했으며 평가된 사례의 60 % 이상에서 충돌이 불가피한 사고가 발생하기 전의 시간이 500ms임을 발견했다. 빠르게 다가오는 차의 경우 이 시간은 300ms 미만으로 줄어든다. 따라서 자동차의 통합 안전시스템은 차량 탑승자에게 미치는 충격의 영향을 최소화하기 위해 이 시간 내에 반응해야 하며 ZF는 이러한 매우 복잡한 문제를 해결하기 위해 포괄적인 센서 개념으로 신속한 감지 센서 기술을 지속적으로 개발하고 있으며 Car2X/5G('커넥티드 카'의 개념으로 차세대 통신기술을 기반으로 하는 자동차와 주변 교통상황과의 소통 솔루션으로 미래형 자율주행의 필수 요소임) 을 통해 사고 시나리오에서 제어할 수 있는 솔루션을 제공하는 것을 목표로 하고 있다.


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