[공학저널 전찬민 기자] 현재 우리가 운전을 하고 있는 차량의 경우 운전자의 의지에 의해 차량의 구동, 제동, 선회를 제어하게 된다. 반면, 자율주행차량은 차량에 탑재돼 있는 다양한 종류의 센서, 기계장치들을 통해 차량 스스로 상황을 인지하고 판단하게 되고, 탑승자는 자율주행시스템에 의존하게 되기 때문에 자율주행차량에서 가장 중요한 요소는 차량의 안정성이 최우선이어야 한다.
이러한 자율주행차량이 안정성을 확보하고 기존 차량보다 더욱 폭넓은 주행을 하기 위해서는 기존 조향시스템의 한계에서 벗어나 보다 다양한 구동과 조향성능 구현이 가능한 e-corner 모듈 적용이 필수적이다.
기존 조향시스템은 최대 37도 정도의 회전만 가능해 차량을 자유롭게 움직일 수 없는 한계가 있지만 e-corner 모듈은 최대 90도까지 조향각 확보가 가능해 제자리 선회 등 다양한 종류의 선회방식과 직각주차 구현이 가능해져 차량의 기동성을 극대화할 수 있게 된다.
e-corner 모듈의 구성품 중 하나인 조향시스템은 VCU로부터 신호를 받아 차량을 선회시키는 기능을 담당하고 있다. 보다 정확하고 신뢰성 높은 조향제어를 수행하기 위해 BLDC모터와 높은 기어비를 가지는 감속기로 구성돼 있으며 일체형으로 구성된 제어기와 위치센서를 통해 차량이 요구하는 최적의 선회가 가능하도록 조향각을 제어하는 역할을 하고 있다.
특히, 기존의 조향시스템은 모든 요소가 기계적으로 구속돼 많은 공간을 차지할 뿐만 아니라, 기계적인 손실이 많이 발생하는 단점이 존재하지만, 자율셔틀의 경우에는 넓은 실내공간 확보가 필요하기 때문에 e-corner 모듈이 장착된 차량은 공간확보에 유리하며 조향시스템과 구동시스템이 바로 직결되어 있어 기계적 손실이 적어 빠른 응답성능 확보가 가능하다.
다양한 서비스를 제공할 수 있는 캐빈교체형 자율셔틀에서도 마찬가지로 조향시스템이 차량의 안전과 직결돼 있는 핵심부품으로써 제어 안정성 확보가 가장 중요하다. 이를 만족시키기 위해 긴 수명을 가지는 BLDC모터가 적용됐으며, 일체형 타입의 제어시스템을 적용해 시스템 손실을 최소화할 수 있다.
뿐만 아니라 동축구조의 3단 유성기어타입 감속기를 적용해 전체 조향시스템의 소형화를 달성했으며, 170대 1의 높은 감속비 확보와 출력부 정밀 위치센서 적용을 통해 정밀제어가 가능해져 제어안정성을 확보하게 됐다.
현재 캐빈교체형 자율셔틀의 조향시스템 개발을 수행하고 있는 삼보모터스㈜는 자동차 부품을 생산하는 전문기업으로 미래차 기술력 확보를 위해 미래차기술연구소를 중심으로, 액추에이터, 감속기, 제어시스템, 전장시스템, 밸브시스템, 센서부품 등 다양한 분야에 대한 연구개발을 진행하고 있다.
특히 전기자동차용 전기구동시스템과 스마트타입 액추에이터의 경우 10년이 넘는 기간동안 정부과제, OEM 공동개발 프로젝트를 수행했다. 그 결과, 구동용 감속기는 지난 2015년부터 사업화를 달성했으며, 스마트타입 액추에이터는 2021년부터 사업화를 달성해 현재 다양한 차종에 납품을 하고 있다.
삼보모터스는 이를 통해 검증된 기술력을 바탕으로 자율주행 프로젝트에서 e-corner 모듈의 조향시스템 개발을 담당해 순조롭게 개발을 진행하고 있으며, 현재 실차 평가를 진행 중이다.
삼보모터스 김현찬 팀장(사진)은 “기존 차량의 조향시스템은 일반적으로 전륜구동과 전륜조향의 형태로, 넓은 선회반경이 요구되며 이로 인해 실제 자율주행 차량을 적용할 수 있는 지역에 한계가 존재한다”며 “하지만 4바퀴 개별 구동, 제동, 조향이 가능한 e-corner 모듈이 장착된 차량은 어떠한 도로환경에서도 원활한 주행이 가능해져 자율주행차량의 확장성이 높고, 광범위한 지역설정이 가능해져서 이를 활용한 다양한 산업군으로 확대 적용할 수 있게 된다”고 말했다.
그는 이어 “현재 전세계적으로 개발이 진행 중인 자율주행 셔틀의 경우 기존 조향시스템을 그대로 적용하고 있어 큰 회전반경이 필요해 넓은 도로, 공원에서만 운행이 가능한 지역적 제한 또한 단점”이라며 “반면 e-corner 모듈 차량은 좁은 골목에서도 자유로운 주행이 가능해져 서비스 가능지역의 제한 없이 다양한 환경조건에서도 적용이 가능하다”고 덧붙였다.
e-corner 모듈은 자율셔틀 뿐만아니라 일반 승용차에도 적용가능한 기술로 제자리 선회, 직각주차 등 현재 차량과는 전혀 다른 주행퍼포먼스 확보가 가능해 지속적인 확장과 적용이 가능한 뛰어난 기술이기 때문에 자율주행차량 시장 확대가 가능할 것으로 기대되고 있다.
이에 삼보모터스는 현재 진행 중인 자율주행 프로젝트를 통해 e-corner 모듈 조향시스템의 완성도를 높이며, 이를 통해 자율주행 시장 확대에 기여하는 기업이 될 수 있도록 더욱 노력을 기울일 예정이다. 이를 위해 지속적인 지원과 투자와 연구개발을 통해 현재 다양한 분야에서 가시적인 성과를 이루기 시작하고 있으며, 이를 바탕으로 지속적으로 성장하고 차별화된 기술로 시장을 선도하는 기업이 되는 것이 최종 목표다.