지능형 섀시: 자동차가 움직이는 방식을 바꿔나가는 조용한 업그레이드

여러분은 지금 고속도로를 112km/h의 속도로 달리고 있습니다. 저 멀리 움푹 패인 곳이 나타납니다. 일반적인 경우 차의 탑승객 모두가 덜컹거림을 느끼겠지만, 여러분의 자동차는 장애물을 이미 감지했습니다. 전방 타이어가 움푹 패인 곳에 닿기 전에 서스펜션이 부드러워지고 댐핑이 재보정되어 차량이 장애물을 쉽게 지나가며 여러분과 동승자들은 아무런 불편도 느끼지 못합니다.

이러한 우아한 일련의 조정은 지능형 섀시가 작동한 결과입니다. 지능형 섀시란 센서, 프로세서 및 전자 액추에이터가 지난 세기 동안 차량을 제어해 온 기계 부품을 대체하는 차량 아키텍처입니다.

지능형 섀시란?

전통적으로 자동차의 움직임을 제어하는 시스템은 기계적이었습니다. 유압유, 금속 연결 장치, 강철 스프링이 그 예입니다. 지능형 섀시는 이러한 기계적 연결을 전기적 방식으로 바꿉니다. 운전자가 스티어링 휠을 돌리는 것은 변함이 없지만, 더 이상 스티어링 휠이 바퀴를 직접 돌리지는 않습니다. 대신 센서가 스티어링 방향을 감지하고, 프로세서가 실시간으로 신호를 해석하고, 차량의 각 코너에 있는 액추에이터가 동작을 완료합니다.

"기계 시스템에서 스티어-바이 와이어, 브레이크-바이 와이어, 스로틀-바이 와이어 등의 '엑스-바이 와이어'라고 부르는 방식으로 전환하고 있습니다."라고 TI의 차량용 시스템 디렉터인 Mark Ng는 말합니다. 이러한 전환은 빠르게 진행되고 있습니다. 2024년에 엑스-바이 와이어 시스템의 매출은 258억 8천만 달러였지만, 2030년에는 579억 9천만 달러에 달할 것으로 전망니다.

"바이 와이어는 반도체가 차량의 핵심에 있음을 의미합니다."라고 Mark는 말합니다. "차량 제조업체는 전기적 신호와 전기 지능을 이용하여 섀시 기능을 제어하고 있습니다"

그렇다면 지금 지능형 섀시가 주목받는 이유는 무엇일까요?

전기 파워트레인, 소프트웨어 중심 플랫폼 및 더 뛰어난 자율성을 위해 설계된 기술적 진보가 모두 하나로 수렴했습니다. 지능형 섀시는 이러한 발전을 모두 잇는 빠진 연결 고리입니다. 이 기술은 스티어링, 제동 및 서스펜션을 소프트웨어의 직접 제어 하에 둡니다.

"사람들 대부분은 더 많은 화면, 더 많은 소프트웨어 등 무언가 더 많은 것이 자동차의 미래라고 생각합니다."라고 TI의 파워트레인 및 섀시 총괄 매니저인 Jerry Shi는 말합니다. "하지만 가장 커다란 변화 중 하나는 보이는 것이 아니라 느껴지는 것입니다. 지능형 제어는 자동차가 어떻게 이동하고, 정지하고, 적응하는가에 관한 것입니다."

차량 제조업체는 이러한 전환을 통해 새로운 설계가 가능해집니다. 대시보드를 뚫고 들어가는 스티어링 칼럼이나 차량 하부에 구불구불 퍼져 있는 유압 라인이 없어 엔지니어는 차내 레이아웃을 재구성하고 전기차에 배터리를 더 효율적으로 배치할 수 있습니다.

차량의 운전자는 더 이상 쉴 새 없이 주의를 기울이지 않아도 됩니다. 운전자 대신 센서와 프로세서가 전방 도로를 해석하고 정밀하게 대응합니다. "이 자동차는 빠른 사고와 반응으로 인간 운전자를 지원할 수 있습니다."라고 Jerry는 말합니다. “기계적 연결을 정밀한 전자 제어로 대체하면 운전 경험이 더 부드럽고, 안전하며, 예측 가능해집니다.”

엑스-바이 와이어로의 전환 실현

기계식 스티어링 칼럼을 와이어로 바꾸는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 기계적 백업 장치가 없어지면 모든 전자 부품을 이전보다 더 안전하고, 더 빠르고, 더 안정적으로 설계해야 합니다.

감지가 극도로 정밀해야 합니다. 시스템은 모든 움직임의 정확한 각도, 토크 및 위치를 파악하고 밀리초가 아닌 마이크로초 단위로 응답 시간을 측정해야 합니다. 또한 차량 제조업체는 단일 오류가 연쇄적으로 고장으로 이어지지 않도록 신호 체인의 모든 장치에 대해 이중화를 우선시해야 합니다.

지능형 섀시의 요구 사항을 충족하기 위해 제조업체는 함께 연동하는 반도체 생태계를 필요로 합니다. "시장이 성숙해짐에 따라 높은 수준의 통합이 이루어질 것입니다."라고 Mark는 말합니다. "무어의 법칙이 적용되는 것입니다. 사람들은 하나의 칩에 마이크로컨트롤러, 드라이버, 통신 인터페이스 등이 통합된 장치를 원할 것입니다."

반도체 기술은 다음과 같은 네 가지 영역에서 더 안전하고, 더 스마트하고, 응답성이 더 뛰어난 차세대 차량을 지원합니다.

1. 정밀한 감지 - 극한의 온도와 가혹한 전기적 조건에서도 실제 신호의 무결성을 유지하여, 모든 제어 결정이 신뢰할 수 있는 데이터에서 시작됩니다.
2. 고성능 마이크로컨트롤러 - 락스텝 코어로 계산을 검증하여 안전 필수 프로세스를 저해하지 않으면서 제동 거리를 단축하고 스티어링 지연을 줄입니다.
3. 유연한 게이트 드라이버 - 스위칭 속도와 전자기 간섭 간의 균형을 맞춰 자연스러운 스티어링 감각과 확실한 제동을 구현합니다.
4. ISO 26262 규격 준수 장치 - 최대 ASIL D 수준으로, 시스템 설계자가 차량 전체를 인증하기 위한 문서와 아키텍처를 갖출 수 있도록 합니다.

지능형 섀시를 위한 다음 단계는 무엇일까요?

처음에 이야기한 움푹 패인 도로를 부드럽게 지나가는 상황을 기억하시나요? 만약 자동차가 이를 스스로 이루어낼 수 있다면 어떨까요?

지능형 섀시는 자동차 산업의 미래를 보여주며, 특히 자율주행 분야에서 그 역할이 두드러집니다.

"자동차가 스스로 주행할 수 있으려면 더 효율적인 이동 방법을 배워야 합니다."라고 Jerry는 말합니다. "지능형 섀시는 자율주행으로의 전환을 위한 필수적인 단계입니다."

지능형 섀시를 통해 미래의 자동차는 단순히 목적지로 데려다주는 수단에 그치지 않습니다. 여정 자체가 여러분의 이동 방식을 근본적으로 바꿀 것입니다. 불안이 줄어들고, 피로가 덜하며, 생각하고, 대화하고, 업무를 처리하거나 그저 주행을 즐길 수 있는 여유가 생깁니다.