캐빈교체형 자율주행 공용플랫폼으로, 자율주행차 상용화 앞당긴다
캐빈교체형 자율주행 공용플랫폼으로, 자율주행차 상용화 앞당긴다
  • 전찬민 기자
  • 승인 2022.12.19 12:06
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

[공학저널 전찬민 기자] 자율주행기술의 발전으로 차량에 탑승해 자율주행에 맡긴 채 목적지까지 이동하게 되는 단순한 기능을 넘어 차량을 구매할 때 다양한 옵션을 선택하듯이 자율주행에 원하는 서비스를 선택해 교체할 수 있는 서비스 캐빈의 시대를 먼저 만나볼 수 있을 것으로 예상되고 있다.

기존의 자율주행차들은 대부분 전통적인 차량의 조건에서 기술이 구현돼 왔다. 이는 운전자가 존재하며, 운전자가 주행 중 여러 가지 환경을 인지하고, 반응하는 것을 최우선 조건으로 고려해 차량의 요소기술과 차량플랫폼이 준비돼 있다는 것이다.

이러한 조건들은 완벽한 자율주행기술 구현을 위해서는 때로는 제약조건이 될 수도 있다는 한계에 직면할 수 있다. 예를 들어 조향과 제동 시스템들은 핸들, 페달 등 운전의 입력부와 기구적으로 구속돼 있으며, 각종 섀시시스템의 제어시스템들은 개별적으로 탑재돼 있고, 이러한 요소제어시스템들과 자율주행시스템이 별개의 시스템으로 구현된다.

하지만 차량의 주행제어, 안전성제어, 자율주행제어 시스템 등이 하나의 통합된 제어시스템으로 구현될 수 있고, 기구적인 부분도 운전자를 제외해 설계, 탑재된다면, 자율주행차량의 완성도와 안전성은 획기적으로 향상될 수 있을 것으로 예상되고 있다.

이는 기존 내연기관차량 플랫폼을 하이브리드화하거나 전동화 변경하는 등의 차량과 비교해 전용플랫폼을 기반으로 개발된 하이브리드차와 전기차의 그 효과가 더욱 극대화된 사례와 유사한 특성을 가지고 있다. 이처럼 요소제어시스템들과 자율주행시스템이 별개의 시스템으로 구현되는 것이 아닌 자율주행 전용플랫폼으로의 개발은 자율주행기술의 상용화와 보급을 위한 필수조건이 되고 있다.

또한, 미래자동차 산업은 자율주행기술을 활용한 다양한 서비스를 제공하는 산업으로 변화해가고 있으며, 이에 따라 사용자 혹은 서비스사업자의 요구에 맞는 수요 맞춤형 차량공급이 매우 중요하다. 이를 위해 자동차산업계는 목적기반차량(PBV, Purpose Built Vehicle) 개발, 생산을 준비하고 있다.

하지만, 현재 기준의 자율주행자동차 혹은 자율셔틀은 기존의 PBV 등 공용화된 플랫폼을 바탕으로 제한된 조건 내에서 사용자의 요구에 대응하기 위해 차량을 변경/개조하는 등의 과정을 통해 공급되고 있다. 이 경우 신규서비스 개발제한과 시장진입 시기 지연, 고비용 발생 등의 사유로 급변하는 미래차 산업에 유연하게 대응할 수 없다.

이에 한국자동차연구원은 국내 자동차부품전문기업, 자율주행기술전문기업 등과 함께 자율주행기반 개방형 공용차량플랫폼 관련 기술개발과 실증을 통해 자율주행 중심의 미래차 산업을 대비하기 위한 방향성을 제시하고자 ‘캐빈교체형 자율주행 공용플랫폼’에 대한 연구 개발을 추진했다.

캐빈교체형 자율주행 공용플랫폼은 차량의 주행과 안전 관련 기술, 그리고 자율주행기술 등을 모두 탑재하고 있는 완제품 형태의 개방형 공용차량플랫폼으서 사용자가 원하는 형태로 자유롭게 서비스 캐빈을 제작해 차량에 장착 후 즉시 사용할 수 있다는 것이 가장 큰 특징이다. 이를 위해 차세대 섀시시스템기술, 차량플랫폼와 요소부품 설계기술, 그리고 저상형 플랫폼에서 신뢰성을 확보할 수 있는 자율주행기술 등이 함께 개발되고 있다.

이러한 서비스 캐빈의 교체적용이 가능한 완제품 형태의 개방형 공용섀시플랫폼 개발을 통해 다양한 서비스에 대응하고 주행기동성을 극대화하고자 전동화된 독립형 조향·제동·구동 모듈기반의 차세대 코너모듈인 e-Corner모듈을 개발해 탑재된다. 이를 통해 소위 수직이동, 제자리 조향 등이 가능해지며, 각종 다중안전기능을 구현해 차량의 안전성을 획기적으로 증대시킬 수 있다.

또한, 기존 코너모듈과는 다르게 제한적인 차체고정점을 통한 강건성을 확보할 수 있도록 기술개발이 필요하며, 일반적으로 일부 자율주행센서가 일정 수준의 높이에 존재하는 반면, 이번 연구과제에서는 고가의 자율주행부품이 공용화되기 위해 공용섀시플랫폼에 모두 장착될 예정이다.

이로 인해 발생할 수 있는 환경인지기능 저하를 극복할 수 있는 저상센서기반의 자율주행기술을 개발하고 관련기술의 신뢰성을 확보할 수 있을 것으로 예상되고 있다. 또한, 공용섀시플랫폼의 특성상 서비스 캐빈 장착 후를 고려할 때 중복되는 구조물과 부품이 존재하기 때문에 상대적으로 차량중량이 무거워질 수밖에 없는 구조를 가지고 있어 이를 해소하기 위해 최적 설계를 통해 차량의 무게 경량화를 위한 핵심기술이 함께 진행되고 있다.

현재 차량플랫폼과 서비스 캐빈은 시제품이 제작된 상황이며, 여러 가지 완성도를 향상시키기 위한 과정을 통해 2023년도 하반기부터 실증이 단계적으로 착수될 예정으로 실증 전임에도 불구하고, 자동차업계는 물론 각종 타 산업군에서 많은 관심과 기대를 모으고 있다.

한국자동차연구원 플랫폼제어설계연구실 문철우 실장(사진)은 “기존의 미래차 기술과 비교해 사용자가 원하는 형태로 서비스공간 구성과 서비스 캐빈 제작이 매우 용이하고, 차량의 기동성을 획기적으로 높일 수 있는 기술을 탑재함으로써 다양한 서비스 혹은 사용 목적에 대응할 수 있다는 것이 장점”이라며 “또한, 자율주행기능을 포함하는 고가의 차량플랫폼을 ‘공유’‘형태로 활용함으로써 차량플랫폼의 가동률을 높이거나 신규사업자의 시장진입장벽을 낮출 수 있다는 점에서 자율차 상용화를 앞당기고, 급변하고 있는 미래모빌리티산업에 대응할 수 있을 것”이라고 말했다.

그는 이어 “이에 연구단은 최근 제작이 완료된 첫 번째 시제 차량의 완성도를 높여 목표한 연구성과와 성공적인 실증결과를 얻을 수 있도록 최선을 노력을 다하고 있다”며 “또한, 차량의 핵심공통기술을 연구·개발함으로써, 급변하고 있는 자동차산업계에서 어려움을 겪고 있는 전통적인 자동차부품 생산업계와 함께 성장하는데 도움이 되는 역할을 하고자 한다”고 덧붙였다.

우리가 미래차 산업을 논할 때 보통 전기차, 수소차, 자율차를 위주로 언급이 되고 있다. 하지만, 차량을 구성하는 기본 핵심요소기술과 플랫폼이 함께 성장할 때 더욱 완성도 높은 미래형 자동차가 제시될 수 있다. 이에 따라 캐빈교체형 자율주행 공용플랫폼의 개발을 통해 우리나라가 전 세계적으로 자율주행 시장을 선도할 수 있을 것으로 기대가 되고 있다.


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.