무사고의 출발 브레이크 시스템
2011년 10월호 지면기사  / 글│콘티넨탈 오토모티브 코리아



고성능 브레이크 시스템은 안전 운전의 기초다. 그러나 지난 20년 동안 특히 ABS 및 ESC(Electronic Stability Control) 시스템 등 괄목할 만한 기술적 진보에도 불구하고 브레이크 혁신을 위한 길은 끝이 없어 보인다. 브레이크 액추에이션, 브레이크 압력 모듈레이션, 휠 브레이크부터 전자 브레이크 시스템의 기능적 범위 확대 그리고 차량 내 전체 센서 시스템 데이터와 연계까지 엔지니어에게는 언제나 새로운 도전이 기다리고 있다. 미래의 브레이크는 통합 안전 개념을 지닌 시스템 경쟁력을 요구한다.

브레이크 기능의 확장

콘티넨탈 오토모티브 새시 및 안전 사업부의 랄프 크레이머(Ralf Cramer) 부장은 “브레이크 시스템은 능동안전, 수동안전 안전 요소 간의 완벽한 통합에 있어 시발점이며 ‘사고 없는 운전’이라는 콘티넨탈의 비전을 완수하기 위한 핵심 요소”라고 말했다.
콘티넨탈의 “Basic” 카테고리의 브레이크 시스템은 ABS, TCS(traction control system), ESC 및 전자 주차 브레이크(EPB)를 포함한다. 이 시스템은 최상의 안락함을 제공하는 동시에 자동차의 동역학을 제어하는데 매우 중요한 요소를 제공한다.  “High” 시스템 카테고리에는 적응형 순항제어 시스템(Adaptive Cruise Control)이 연동돼 더 나은 편의성과 안전성을 제공한다. 특히 지루한 운전에서 운전부주의 예방에 큰 역할을 한다.
“Preminum” 카테고리부터는 더 많은 추가 기능들이 제공된다. 파워 어시스트 브레이크 시스템과 더불어 이 레벨은 위험한 상황에서 자동차의 운동 에너지를 신속히 줄여주고 사고의 심각성을 줄여주는 원격 브레이크 조정이 옵션으로 제공된다. 이 지능형 브레이크 시스템은 운전자가 신속히 대응하지 못하거나 전혀 대응할 수 없는 경우에서 잔여 시간을 최적으로 이용해 사고예방 조치를 취한다.
예를 들면, 긴급 브레이크 보조(Emergency Brake Assist) 기능은 충돌 위험을 사전에 감지해 브레이크 시스템을 작동하려고 준비하는 운전자에게 경고 메시지를 전달하고, 그 이상의 긴급 상황에서는 필요한 브레이크 힘을 제공한다. 시스템은 자동차 전체의 센서 시스템으로부터 발생되는 정보들의 우선순위를 결정하고 적절한 방법으로 운전자에게 전달한다.
전달은  HMI(Human Machine Interaction)에 대한 통합적 이해를 바탕으로 정보 관리의 모든 측면을 고려해 전체 안전 컨셉에 조화롭게 접목시켰다.  예를 들어 능동안전과 수동안전이 매우 밀접하게 관련되는 보행자 안전 영역에서 브레이크 작동에도 불구하고 보행자와 충돌이 발생한다면, 보행자 보호 시스템(Pedestrian Protection System)의 센서가 접촉을 인식하고 엔진 후드를 상방향으로 들어올리는 등 보호 기능을 작동시킨다.
정보 관리는 사고 발생 이후에도 매우 중요한 역할을 수행한다. 콘티넨탈의 eCall 서비스는 충돌 방지 텔리매틱스 유닛을 이용해 충돌 이후 자동적으로 긴급 전화를 걸어 자동차 내 승객들에 대한 구조를 요청한다.


미래의 브레이크 

하이브리드 카에서 “하이브리드(hybrid)”의 기능적 범위는 마찰 브레이크와 0.2 g까지 감속하는 제너레이터 브레이크의 부드러운 조합을 의미한다. 이는 일반 브레이크 절차의 80%에 해당된다.  이 기능은 초기에는 제너레이터에 의해 브레이크가 작동하고 이후 유압 브레이크 시스템에 의해 작동하더라도 운전자가 항상 동일한 페달 느낌을 받도록 한다.



브레이크 시스템의 기능적 발전에도 불구하고 시스템이 무거워진다면 이는 차량의 CO2 배출량에 네가티브한 영향을 미칠 수밖에 없다. 따라서 최고의 브레이크 시스템은 가볍고 컴팩트해야만 한다. 이에 따라 콘티넨탈의 차세대 브레이크 부스터는 더 얇은 두께의 알루미늄으로 제작됐고, 컴팩트한 디자인을 자랑한다. 또 이전 제품들에서도 강철 또는 알루미늄 하우징 옵션을 제공한다. EVP(electric vacuum pump)를 통해 콘티넨탈은 엔진이 각 작동 상황에서 더 이상 충분한 진공 수준을 제공할 수 없어 연소 엔진이 일시적으로 꺼지는 경우, 또 전기차처럼 연소 엔진이 더 이상 필요 없는 경우에 대해서도 컴팩트하고 효율적인 브레이크 솔루션을 제공한다. 
콘티넨탈은 휠 브레이크 분야에서 새롭고 매우 가벼운 FS 고정 타입 캘리퍼 브레이크로 이같은 문제를 해결했다. FS 디자인은 피스트-캘리퍼 브레이크와 비교해 크게 두 가지 이점을 제공한다. 첫째, 이같은 디자인에서는 더 작은 이격이 가능하기 때문에 제품이 더욱 가벼워지며 반응 속도가 빨라져 안전 성능이 향상된다. 또 콘티넨탈은 드론(drawn) 브레이크 패드를 이 브레이크 타입에 장착함으로써 브레이크의 어쿠스틱을 최적화시켰다. 



최신의 MK C1 제품의 경우 브레이크 기능, 브레이크 부스터 및 브레이크 압력 제어 모듈(ABS, ESC)이 컴팩트하고 가벼운 브레이크 유닛으로 통합됐다. 이는 시스템이 완벽한 전기 유압 시스템이기 때문에 가능하다. 또 진공에 의한 상대적으로 낮은 에너지 밀도에 더 이상 의존하지 않는다.
MK C1은 첨단 운전자 지원 시스템을 위한 고압력 동역학 요구 사항을 만족하기 때문에 사고를 방지하고 보행자를 보호할 수 있다. MK C1은 전기적으로 작동된 긴급 브레이크 테스트에서 브레이크 거리가 종전의 시스템들보다 훨씬 짧게 나타난다.  이는 사고 시 중상의 위험을 크게 감소시킬 수 있음을 의미한다.
고압력 동역학은 또 다른 안전 운전 시스템에 대해 이상적인 조건을 제공한다. 예를 들면, 짧은 브레이크 거리는 능동 및 수동안전 시스템이 조정되고 타이밍이 최적화되는데 걸리는 시간을 줄여준다. 
 

MK C1은 첨단 운전자 지원 시스템을 위한 고압력 동역학 요구 사항을 만족하기 때문에 사고를 방지하고 보행자를 보호할 수 있다. MK C1은 전기적으로 작동된 긴급 브레이크 테스트에서 브레이크 거리가 종전의 시스템들보다 훨씬 짧게 나타난다.  이는 사고 시 중상 위험을 크게 감소시킬 수 있음을 의미한다.

미래에는 자동차에 갈수록 많은  센서 시스템이 도입될 것이고 이에 따라 위험 상황과 잠재적 사고가 더 빠른 시간 내에 발견될 것이다. 이때 브레이크 시스템은 이러한 리스크 분석에 가장 큰 영향을 주는 요소 중 하나일 것이다. MK C1과 같은 hydraulic-by-wire 시스템은 브레이크 시스템이 안전 운전에 기여하는 부분을 지속가능하고 계산 가능한 방식으로 결정하는데 이상적인 조건을 제공한다.
브레이크의 “Power on Demand” 원칙은 브레이크 시스템에 대한 에너지 요구 사항을 줄여주고 맥동이 없는 리니어 펌프는 흔히 요구되는 ESC 멀티-피스톤 펌프 및 전기 진동 펌프를 적용한 기존 솔루션 보다 훨씬 적은 노이즈를 발생시킨다. 전기차 운전자 또한 연소 엔진의 “노이즈 상쇄” 작업이 불필요하기 때문에, 특히 시스템이 더욱 다이나믹한 경우 이처럼 조용한 브레이크 시스템을 선호할 것이다. 이같은 “Premium Compact” 브레이크 시스템은 2015년에 출시될 것이다. 


도로 위에서 경험하는 브레이크 파워

타이어는 브레이크 파워를 도로로 전달하는 역할을 수행하기 때문에 안전한 브레이킹에서 매우 중요하다.  콘티넨탈은 도로와 직접 접촉하는 영역에 대한 전문성을 확보하고 있어 다른 공급업체에 비해 차별화된 지위를 확보하고 있다 할 수 있다. 
Conti Sport Contact 5와 같은 신제품은 핵심적인 브레이크 안전 기능 측면에서 최적화돼 있다.  고성능 타이어는 젖은 노면에서조차 브레이크 파워를 도로 표면에 매우 효율적으로 전달한다.  또한, 코너링 파워를 향상시켜 곡선 주로에서 더 강한 그립력을 제공한다.
콘티넨탈은 독립적인 타이어 테스트에서 수차례 수상 경력을 보유한 만큼 브레이킹 영역에서의 특별한 품질을 보장한다.



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