첫차연구소

오랜만에 만난 친구들과 가장 최근의 공감대가 없다 보니 옛날 얘기로 어색함을 달래던 중 친구 한 녀석이 출장을 자주 가는데 ‘요즘 들어 차를 바꾸고 싶다’고 하는 겁니다. 그렇게 한참을 자동차 이야기로 꽃을 피우던 중 자동차 옵션에 대한 이야기가 나왔습니다. ‘이 옵션이 좋더라’, ‘저게 요즘 잘 나오더라’ 서로가 경험했거나 들었던 옵션들에 대해 이것저것 얘기했는데요. 막상 어떤 옵션들이 있는지는 알아도, 각 옵션이 구체적으로 어떤 역할을 하는지 잘 모르는 겁니다. 어설픈 지식 배틀로 본인 말이 맞다며 설전을 벌이지만, 결국 이 상황을 정리해줄 친구는 없었죠.

 

생각해보면 자동차 옵션이 똑똑해진 탓도 있습니다. 한번 설정 후에는 운전자도 모르는 사이에 알아서 척척 상황에 맞게 대응을 해주고 있기 때문에 특별한 경우가 아니라면 더 이상 손댈 이유가 없죠. 그렇다 보니 운전자의 안전, 편의를 위한 기능들의 수고스러움을 그동안 알아주지 못한 듯합니다. 그래서 오늘은 열 일 하는 ‘그들’이 어떤 녀석들인지 알아볼까 합니다. 

1. 똑똑한 헤드램프

작은 빛도 부담스러울 정도의 깜깜한 도로를 달리기 위해서는 상향등은 필수입니다. 상향등을 켜고 운전 중 맞은편 차량을 만나면 보통은 하향 등으로 전환해 상대방 운전자의 시야를 방해하지 않는 것이 운전자 매너로 자리 잡았죠. 그런데 초보운전자의 경우 이러한 사실을 모르거나 이러지도 저러지도 못하는 것이 대부분입니다. 그래서 이런 눈뽕 맞을 상황을 똑똑하게 해결해주는 기능이 있는데 바로 ‘하이빔 어시스트(HBA, High Beam Assist)’입니다. 상향등을 켜고 운전을 하다 맞은편 차량의 광원을 센서가 감지 및 인식해 상향등을 하향 등으로 자동으로 전환합니다. 마주 오는 차량을 만났을 때, 당황할 필요도 손가락을 까딱할 필요도 전혀 없죠. 이처럼 똑똑한 헤드 램프가 운전자가 운전에 더욱 집중할 수 있는 운전 환경을 만들어 줍니다.

자동차 제조사는 이 정도에 만족하지 않습니다. 심지 굳은 헤드램프 1세대인 호롱 불도 놀랄만한 상향등, 하향 등을 바꾸는 과정을 생략! 빛의 양을 줄여 운전자의 눈부심을 방지하는 기술을 선보이죠. ‘액티브 하이빔 컨트롤(Active High Beam Control)’이라 불리는 이 기술은 룸미러에 달린 카메라가 반대편 차량을 인식해 필요한 만큼의 빛의 양을 컨트롤합니다. 쉽게 말해 맞은편 차량을 비추는 빛을 줄이고 주행에 방해되지 않게 나머지 부분만 환하게 비춰주는 거죠. 즉 빛을 내는 광원 하나하나 주변 상황에 맞게 시시각각 조절 가능해진 것입니다.  

2. 스텔스 대항마 오토라이트

야간 스텔스 차량이 내 차 주변으로 지나가는 것을 보고 있자면 답답함이 간당간당한 목까지 올라옵니다. 스텔스 차량 운전자에게 어떻게 알려줄 수도 없고, 요즘 오토라이트 없는 차량이 어디 있냐며 투덜대기도 하죠. 그런데 기본 옵션에 포함되지 않은 차량도 있다 보니 야간 주행을 하다 보면 최근 출시된 자동차인데도 불구하고 스텔스 모드로 주행하는 차량을 종종 볼 수 있습니다.

 

그런데 내 차의 오토라이트는 대체 어떻게 작동하는 것일까요? 라이트 주변에 타이머라도 장착한 걸까요? 오토라이트 시스템은 차량 주변의 광원 밝기를 조도센서가 감지해 미등이나 헤드 램프를 작동시키는 비교적 간단한 원리입니다. 쉬운 예로 스마트폰의 정면에 위치한 조도센서가 빛의 밝기에 따라 화면이 ‘밝아졌다 어두워졌다’하는 것을 떠올리면 되는데요. 스마트폰 조도센서의 위치는 보통 정면 카메라 주변에 위치합니다. 이 열 일 하는 조도센서가 우리가 어두운 터널이나 주차장에 진입 시 자동으로 켜져 밝게 비춰주죠.

 

그렇다면 차량의 오토라이트는 대체 어디에서 빛을 감지하는 것일까요? 차량 주변의 광원 밝기를 감지하는 센서는 우적 감지 와이퍼의 적용 여부에 따라 윈드 실드 상단에 위치하거나 윈드 실드 하단 안쪽 센터패시아 정중앙에 위치하게 됩니다. 

 

여기서 또 한가지 의문점은 어떻게 지하도, 터널, 지하 주차장 등 필요한 순간을 찰떡같이 구분해 빛을 밝혀줄 수 있는 것일까요? 차량에 장착된 조도센서라 불리는 일사 센서(Sun Sensor)는 빛의 세기(밝기)에 따라 전기적 성질이 변화하는 포토다이오드 원리가 적용돼서 가능한 건데요. 포토다이오드는 빛을 받으면 저항값이 감소하게 되는 특성이 있는데 이러한 저항값의 변화를 전류 또는 전압으로 변환하고 이를 통해 오토라이트 시스템은 차량의 주변이 낮인지 밤인지 구분하게 됩니다.

 

앞서 언급했듯이 우적 감지 와이퍼가 적용된 차량의 경우에는 윈드 실드 상단에 일사 센서가 위치하게 되는데 빛을 직접 받기 때문에 더욱 민감하게 작동합니다. 반면에 센터패시아에 위치한 일사 센서는 동일 차량이라 해도 틴팅 필름의 가시광선투과율에 따라 작동 타이밍의 차이를 보이죠. 

3. 졸린 눈 아닌데, 차선이탈 경보(LDWS)

차선을 계속해서 위태롭게 밟고 가는 저 차량, 졸음운전하는 운전자임이 분명하죠. 이런 차량을 발견하면 주변 차량은 경적을 울려 졸음운전자를 보호하기도 합니다. 최근에는 이를 최첨단 기술로 보완하고 있는데요.

 

운전 중 한눈을 팔거나 졸음으로 인해 차선을 이탈하는 운전자를 보호하기 위한 차선이탈 경보(Lane Departure Warning Sytem)는 차량에 탑재된 카메라가 차선을 인식하는 것에서 시작됩니다. 이 카메라는 좌우 차선을 인식하고 차선과의 거리를 계산해 차량이 차로 가운데로 가고 있는지를 판단합니다. 즉 차선의 왼쪽이나 오른쪽으로 치우치면 주행 차로를 벗어났다고 판단하고 진동 모터가 장착된 핸들 또는 시트를 통해 운전자에게 경보를 보내죠. 물론 이를 불편해하는 운전자도 적지 않지만, 주행 조향 보조 시스템(LKAS, Lane Keeping Assist System)은 자율 주행 자동차를 만드는 핵심 기술이기도 합니다.

 

국내의 경우 차선이 지워진 곳이 많고, 노면이 젖으면 차선이 사라지기 때문이다. 이 기술은 국내에서만큼은 지금보다 더 높은 수준의 기술력이 필요하다고 생각됩니다.

4. 느낌표의 의미, TPMS

첫차 구입 후 설레는 초보운전자들의 가슴을 철렁하게 만드는 자동차 경고 1순위는 TPMS(Tire Pressure Monitoring System)가 아닐까요. 가장 흔한 자동차 경고등 중 하나인데, 아무래도 ‘느낌표’ 때문에 더더욱 불안하게 만들죠. TPMS 경고등의 의미는 타이어 공기압이 낮아졌으니 빨리 정비소 및 서비스센터에서 점검을 받으라는 것입니다. 공기압이 낮아진 상태로 계속 주행을 하다 보면 급제동 시 차량이 기울게 되고, 그만큼 전복 위험성도 높아지게 됩니다. 또한 방지턱, 요철을 통과할 때 휠의 충격량도 높아지기 때문에 가급적 정비소에 빨리 방문하는 것이 좋죠. 그런데 대체 공기압이 낮아지는 미묘한 차이를 어떻게 알아내는 걸까요?

 

공기압 감지 시스템인 TPMS는 감지 방식에 따라 직접 방식과 간접 방식으로 나뉘는데요. 불과 얼마 전까지만 해도 간접 방식은 ABS의 개조 작업만으로 쉽게 구현할 수 있어 널리 사용됐습니다. 간접 방식은 안티록 브레이크 시스템(Anti-Lock Brake System)에서 습득한 바퀴의 회전 수 정보를 기반으로 작동하는데 타이어의 마모도에 따라 그 값이 달라져 정확한 측정이 어려운 단점이 있죠.

 

그래서 최근 가장 많이 사용되는 직접 방식은 타이어 공기 주입 밸브에 센서가 부착해 이 센서가 타이어 내 공기압과 온도를 감지하고 자체 송신기를 통해 차량으로 실시간 정보를 전달하는 방식입니다. 이렇다 보니 TPMS를 구성하는 부품도 방법도 꽤나 복잡한데요. TMPS의 구성품은 주로 마이크로 컨트롤러, 압력센서, RF 송신기, 배터리로 구성됩니다. 송신기를 사용하다 보니 동일 주파수 대역을 사용하는 차량 간 TPMS 간의 간섭과 오작동을 막기 위해 특정 코드가 부여되죠. 또한 사용되는 센서는 혹독한 타이어의 높은 마찰 열을 견뎌내야 합니다.

5. 인공위성 보고 있나, 어라운드 뷰

초보운전자의 주차 능력을 한껏 끌어올린 어라운드 뷰(Around View Monitor). 처음 접한 운전자라면 마치 인공위성으로부터 내 차가 관리받고 있다는 느낌을 받게 되는데요. 그럴 만도 한 게 현재 탑승 중인 차량의 실제 모습을 전지적 운전자 시점으로 보여주기 때문입니다.

 

어라운드 뷰 시스템은 자동차 앞뒤, 좌우 사이드미러 하단에 각 1대씩 총 4대의 카메라가 차량 밖 주차 상황을 차량 내 모니터에 마치 인공위성이 내려다보듯 실시간으로 보여주는 시스템입니다. 무엇보다 사이드미러를 하단으로 조절하지 않아도 주차선과 차량 간격을 쉽게 확인할 수 있다는 장점이 있으며 운전자에게 보이지 않는 전후 측방 사각지대의 장애물 등도 확인할 수 있어 쉬운 주차뿐만 아니라 안전사고 예방에도 많은 도움이 되죠.

 

운전자에게 차량 밖의 상황을 사각지대 없이 보여주기 위해서는 180도 이상의 화각을 가진 초광각 렌즈가 적용된 카메라가 장착되어야 합니다. 그렇다 보니 일반적인 카메라와는 달리 주차선, 기둥이 휘어지는 등의 왜곡이 생길 수밖에 없다.

 

하지만 실제 차량 내 모니터에서 주차선이 일직선으로 보이는 이유는 왜곡된 차선을 직선으로 처리하고 위에서 내려다보는 시점으로 그 짧은 시간에 변환하고 4대의 카메라 영상을 위치에 맞게 조합해 운전자에게 실시간으로 제공하기 때문입니다. 화면에 보여주기 위해 카메라 촬영에서 변환까지 다들 열 일 하고 있었던 거죠.

 

과거에는 30만 화소 카메라를 아날로그 방식으로 전송했지만 현재는 100만 화소, 앞으로는 200만 화소 카메라로 적용될 것으로 예상됩니다. 또한 영상 인식 기술과 센서 융합 기술로 지금보다는 더욱 안전하고 편리한 능동형 자율 주차 기술로 발전할 것으로 전망됩니다.

처음 자동차 구입을 결정할 때 있어 자동차 안전, 편의 옵션은 돈이 추가되다 보니 신중할 수밖에 없는데요. 그럼에도 불구하고 처음 차가 생기고 달리는 것에 급급하다 보면 내 첫차의 안전, 편의 옵션을 대충 넘어가게 됩니다. 어느 비 오는 날 PC방에 두고 온 우산 마냥 ‘아 맞다! 그런 기능도 있었지’라고 뒤늦게 떠오르는 것처럼 말이죠.

 

만약 그런 상황이 온다면 내 첫차의 매뉴얼을 펼쳐봤으면 합니다. 그리고 이번 콘텐츠에 다루지 않았고 남들에게 물어보기 애매했던 자동차 안전 및 편의 옵션 등을 댓글로 남겨준다면 후속 편에서 자세히 다루도록 하겠습니다.