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미래를 달릴 자동차에는 지금과 다른 무엇이 있을까?

1769년 발명된 3륜 자동차에서 현재의 지능형 자동차로…편의성과 친환경 중심의 미래형 자동차


1. 자동차의 간단한 역사
세계 최초의 자동차는, 제임스 와트가 실용적인 증기 기관을 발명한 1765년으로부터 4년이 지난1769년, 프랑스의 포병장교 니콜라스 퀴노가 발명한 3륜 증기 자동차라고 한다. 최초의 자동차는 사람이 보행하는 정도의 속도를 내었다. 그 후 증기 자동차를 실용화하려는 노력이 지속되어 19세기 전반에는 증기 자동차가 영국에서 대중교통 수단으로도 이용되기도 했다. 그리고 최초의 자동차 회사는 1889년 프랑스의 르왓슨이 독일 다임러사로부터 특허를 사들여 설립했다.

전기자동차는 1828년에 유럽에서 발명되어 1920년대 까지 운행되었다. 그 당시 전기 자동차는 충전의 문제로 운행거리가 짧았으나 비교적 구조가 간단하여 가솔린엔진과 디젤엔진이 주종을 이루는 1920년대까지 유럽과 미국에서에서 많이 사용되었다. 1900년도 초 미국에 등록된 전체 차량들 중 40퍼센트는 증기자동차, 38 퍼센트는 전기자동차이고 나머지 22퍼센트만이 가솔린 자동차이었다. 미국에서 전기 자동차 판매는 1912년에 절정을 이루었으나 1920년대에 들어 도로 기반시설이 확장되어 주행거리가 늘어나자 주행거리 제한을 받는 전기자동차는 쇠퇴하였다. 그리고 오클라호마와 캘리포니아에서 대규모 유정이 개발되어 개솔린을 사용하는 내연기관차가 전기자동차에 비하여 경제적이어서 비약적으로 증가하였다. 그러나 1970년대에 1차 석유 파동이 나고 화석연료의 고갈에 대한 우려와 지구온난화 등 환경에 점차로 관심을 보이면서 최근에 전기 자동차는 다시 각광을 받기 시작하였다.

1876년 오토가 4행정 가솔린기관을 개발한 이후 자동차 개발역사에서 큰 공헌을 한 고틀리프 다임러, 칼 벤츠, 아르망 푸조, 루돌프 디젤, 앙드레 미쉐린, 르노 형제, 지오바니 아넬리를 거쳐 1908년에 헨리 포드가 유명한 포드 모델 T를 생산하기 시작하여 자동차의 대중화 시대를 선도하였다. 자동차는 현재 우리가 당연한 것으로 생각하는 여러 가지 기본 부품이나 편의장치 즉 디젤엔진(1893년),자동차용 공기타이어(1895년),디스크브레이크(1902년), 전기스타터(1912년), 와이퍼(1916년), 싱크로매시 기어 박스(1920년),안전유리(1926년), 자동변속기(1940년), 튜브리스타이어(1948년), 에어백 특허(1952년), 2점식 안전벨트(1956년), 최초의 4륜구동차량(1966년), 전자식 연료분사장치(1969년), 촉매변환장치(1974년), 무연휘발유 등장(1976년), CRDI(1995년) 등이 개발되어 장착하면서 현재의 자동차로 진보했다.

2. 친환경 지능형자동차
그러면 앞으로의 대중용 자동차는 어떤 형태로 발전하여 갈 것인가를 예측하여 보자. 향후 자동차 발전에서 중요하게 고려될 사항은 안전성, 경제성, 편의성, 친환경성 등이 있다. 이러한 사양을 가진 자동차를 지능형자동차(Intelligent Vehicle) 또는 첨단 안전차량(Advanced Safety Vehicle)이라고 부른다. 2003년도 독일의 통계에 따르면 전체 교통사고의 68%는 운전자의 부주의 및 실수에 기인한 것으로 판명되었다. 이러한 사고는 지능형 자동차 기술을 사용하여 30-40%를 줄였다는 보고가 있다. 현재까지 자동차의 안전성을 높이기 위하여 사용되는 기술은 크게 수동적 안전장치와 능동적 안전장치의 2가지로 나눌 수 있다. 수동적 안정장치는 사고가 발생하였을 때 승객과 운전자를 보호할 수 있는 방법, 즉 시트벨트, 에어백 같은 것이 있고 능동적 안전장치는 사고방지를 위한 ABS(Anti-lock Brake System)/TCS(Traction Control System) 및 눈길이나 빗길에서 급격한 방향전환을 할 때 차량의 자세를 안정적으로 잡아주는 전자식 주행안정화 프로그램(ESP; Electronic Stability Program) 등이 있다. 전술한 장치들은 이미 고급차량에는 장착되어 사용되고 있다. 센서 등 전자장비의 발달로 향후에는 차량사고를 미연에 방지할 수 있는 다음과 같은 기술들이 채용된 차량들이 늘어날 것이다.
① 전방 장해물 충돌방지 지원시스템
(Forward Obstacle Detection System)
② 커브진입 위험속도 방지지원 시스템
(Curve Detection System)
③ 브레이크 병용식 차간거리 제어가능 장착 정속 주행장치
( Automatic Cruise-Assist System with Brake Control)
④ 차선 이탈방지 지원시스템
(Lane Exit Detection System)
⑤ 차선 유지 지원장치 (Dynamic Lane Control)
⑥ 차 사각부분 장애물충돌 방지지원시스템
(Blind-Spot Obstacle Detection System)
⑦ 배광 가변형 전조등
(Adaptive Front-Lighting System)
⑧ 충돌 예지 부상저감시스템
(Rear-End Collision Neck Injure Mitigation System)
⑨ 보행 상해경감 보디와 보행자보호 에어백
(Vehicle Body Design for Mitigating Pedestrian Injury and Air Bag System for Pedestrian Protection)
⑩ 졸음 경보장치
(Driver Drowsiness Warning System)
⑪ 전좌석 안전벨트 경보장치
(Seatbelt Warning System for All Passengers)
⑫ 측방정보 제공장치
(Side Obstacle Warning System)
⑬ 긴급 제동정보 제공장치
(Sudden Braking Warning System for Driver of Vehicle in Rear)
⑭ 야간 전방보행자 정보제공장치
(Night-time Pedestrian Monitoring System)
편의성 문제에서는 차량정보화 기술도 눈부시게 발전하여 무선인터넷망을 이용한 텔레매틱스(Telematics = Telecommunication + Informatics)를 채용하고 지능형교통시스템(ITS;Intelligent Transportation System)과 결합하여 자동차 운전자가 차량을 무선네트워크로 원격진단하고 스크린을 통하여 실시간 인터넷 검색, 교통상황 파악, 금융거래, 게임, 서류결재 등에 이용할 수 있다. 스마트 폰의 출현과 텔레매틱스의 응용으로 이미 자동차는 ‘움직이는 사무실’ 역할을 하고 있다. 정보화 사회에서 지능형교통시스템은 교통정보를 수집하고 분석하여 교통체계의 운영, 관리를 자동화, 지능화시켜 교통의 안전성과 편의성을 증대시킬 수 있는 시스템이다. 승용차뿐만 아니라 대중교통, 상업용 물류 배송 차량들이 차량과 도로간 통신(V2I;Vehicle to Infra communication)과 차량과 차량 통신(V2V; Vehicle to Vehicle communication)을 통하여 안전하고 효율적인 운행을 가능하게 할 수 있다. 현재 고속도로통행료 징수에 사용되는 하이패스, 과속차량 자동 단속 시스템, 교통정보 전광판 등도 ITS의 일부분이라고 할 수 있다.

자동차와 연동된 서비스의 예를 들면 주행 중의 차량 이상상태나 고장 등을 서비스센터에 연결되어 정비사가 정확한 차의 고장 위치와 원인을 알려주어 대책을 세울 수 있도록 할 수 있다. 특히 운행 중 전방에 발생하는 돌발 사고를 거의 실시간으로 자동차에 전송하여 운전자가 대비하게 하거나 운전자가 심장마비 등 위기상황에서 자동으로 길가에 주차하고 인근 구급시설에 연락을 할 수 있게 하는 시스템은 현재 개발되어 상용화를 눈앞에 두고 있다. 그리고 교차로나 건널목의 보이지 않는 곳에서 갑자기 달려 나오는 자동차, 사람 등을 미리 감지하여 차량운전자에게 알려 줄 수 있는 시스템도 ITS에서 구축을 할 수 있다.
<1038호에서 계속>

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