(자동차소식) 초음파ㆍ에어백ㆍ스피드 등 五感 역할하는 `센서`가 있다

[제나]

초음파ㆍ에어백ㆍ스피드 등 五感 역할하는 `센서`가 있다

자동차에서 인간의 오감 역할을 하는 것이 센서(Sensor)다. 센서는 차륜 속도，압력을 비롯해 엔진 및 주행 상태，충돌 여부 등 차량의 거동 상태를 감지해 ECU(Electronic Control Unit · 전자제어장치)가 전자적으로 시스템을 제어할 수 있도록 전기신호로 변환하는 장치다.

이처럼 센서의 감지 기능으로 인해 차량이 충돌하면 에어백이 터지고，주행 상태에 따라 차체의 높이가 달라지고，노면 상태에 따라 제동 방식에 변화가 오는 등 제어가 가능하다. 오늘날 자동차용 센서는 안전 관련 법규 강화와 지능형 · 친환경 자동차의 기술 개발 등으로 그 응용 범위가 확대되고 있다.

자동차에 적용하는 대표적인 센서로는 우선 초음파 센서가 있다. 이 센서는 우리 주위에서 흔히 볼 수 있는 센서 중 하나다. 가습기 · 식기세척기 · 어군탐지기 등 다양한 분야에서 응용되고 있다. 차량의 뒷범퍼에 장착된 후방감지 센서도 초음파 센서다. 초음파 센서는 압전 소자라는 물질로 전기를 흘릴 때 발생하는 초음파(20㎑ 이상 주파수)를 이용한 것이다. 장애물 등에 음파를 발생하면 반사돼 돌아올 때까지의 시간을 측정해 장애물과의 거리를 산출하게 된다. 이를 차량 후방감지 ECU에 전달한다. 후방감지 ECU는 음파 발생 및 반사신호를 비교 분석해 장애물과의 거리를 산출하게 된다.

자동차 장치 중 센서의 역할이 중요한 것 중 하나가 에어백이다. 에어백 센서에는 여러 종류가 있다. 충돌감지 센서는 차량의 충돌을 잘 감지할 수 있는 곳에 한 개 또는 여러 개가 장착돼 있다. 차량이 충돌할 때 전기적인 충돌 신호를 에어백 ECU로 전달하는 역할을 한다. 승객감지 센서는 승객의 탑승 여부 및 몸무게 · 앉은 자세 등을 감지해 조수석 에어백의 작동 및 에어백이 터지는 속도를 조절한다.

스피드 센서도 빼놓을 수 없는 차량용 센서다. 스피드 센서는 차량의 휠이나 변속기에 장착돼 속도를 감지한 뒤 속도를 이용하는 다른 전장품에 전기적인 신호를 보내는 역할을 한다. 주로 이용하는 ABS(브레이크 잠김 방지 장치)용 휠 스피드 센서를 보자.차량이 주행하기 시작해 바퀴가 회전하면 바퀴의 회전속도를 감지해 ABS ECU로 전기신호를 보내고，ABS ECU는 이 신호를 이용해 차량의 속도를 계산한다. 이때 네 바퀴에 장착된 휠 스피드 센서의 신호를 비교해 어느 한 바퀴라도 미끄럼이 발생하면 ABS가 작동하게 된다. 브레이크 페달에서 진동을 느낀다면 ABS가 작동하는 것이라고 판단하면 된다.

보통 차고 센서라고도 알려져 있는 하이트 센서(Height Sensor)도 재미있는 원리로 작동한다. 이 센서는 노면으로부터 차량의 높이를 측정하는 센서다. 주행 때 차량 보디와 차체의 상대 위치 변화(차고 변화)를 감지해 전자제어 현가 시스템의 ECU에 정보를 제공한다.

전자제어 현가장치는 이 정보를 토대로 노면이 울퉁불퉁한 비포장 도로에서는 차 높이를 높여 차체를 보호한다. 반대로 고속도로와 같이 고속 주행이 가능한 도로에서는 차 높이를 낮춰 주행 및 조종 안정성을 높이는 역할을 수행한다.

최근 차량용 반도체의 기술 발전과 차량 시스템의 전자화 가속화로 차량 내 곳곳에 다양한 기능의 센서들이 적용되고 있으며，더욱 진화한 센서 개발을 위한 관련 업체들의 경쟁도 날로 치열해지고 있다.

[강태공]

감사합니다.