고집스럽고 집요한 아우디의 핵심기술 개발 사업은 오늘날 미래 이동 기술에 박차를 가하는 중이다. 2008년부터 자율주행 기술 분야에서 수 차례 걸쳐 기술적 진화를 거듭하고 있다. 그 첫 결과물인 플래그십 A8에 적용된 레벨3 기술은 가히 혁신적이다.
2017년 7월 11일 바르셀로나에서 열린 '2017 아우디 서밋'에서 최초 공개된 아우디 A8은 레벨3 수준의 자율 주행이 가능하도록 개발된 최초의 양산 차량이다. 아우디 AI 트래픽 잼 파일럿(Audi AI traffic jam pilot, 정체구간 자동운전)은 양방향 차로 사이에 물리적 장벽이 설치된 고속도로 정체 구간에서 최대 속도 60 km/h까지 운전을 맡는다. 중앙 콘솔에 위치한 AI 버튼을 누르면 활성화된다. 트래픽 잼 파일럿은 시동, 가속, 조향, 제동을 관리하는 기능을 한다.
운전자는 더 이상 차에 계속 집중할 필요가 없다. 운전대에서 손을 완전히 떼고 각국의 법규에 따라서 TV 시청 등 차에 있는 다른 기능에 집중해도 된다. 정해진 한계 속도에 도달하면 시스템이 운전자를 호출하여 주행 통제권을 넘겨준다.
기술적 관점에서 트래픽 잼 파일럿은 혁명적이다. 자동운전 기능을 실행하면 중앙운전자보조제어기(zFAS)가 센서에서 수집한 데이터를 병합해 차량 주변의 이미지를 끊임없이 생산한다. 아우디는 자동차 회사 최초로 레이더 센서와 전면 카메라, 초음파 센서와 함께 레이저 스캐너도 사용한다.
또한 "아우디 A8"은 지능형 대화가 가능하다. 운전자는 새로운 음성제어를 통해 차에 적용된 다양한 기능을 활성화할 수 있고 도착지 정보와 미디어는 보드 조작이나 클라우드로 LTE 속도로 전달한다. 주행 중인 아우디 차량이 교통 신호나 위험 정보를 수집한 후 아우디의 C2X(car-to-X) 서비스를 기반으로 공유한다.
이 외에도, "아우디 AI 원격 주차 파일럿 (Audi AI remote parking pilot)"과 "아우디 AI 원격 차고 파일럿 (Audi AI remote garage pilot)"을 통해 아우디 A8은 운전자 없이 스스로 운전해 주차 공간이나 차고로 이동이 가능하다. 운전자는 앱을 통해 실시간으로 살펴볼 수 있다. A8은 자율주행 외에도 새로운 디자인 언어, 혁신적인 터치스크린, 전기주행 시스템을 통해 기술을 통한 진보의 기준을 새로이 정립하며 럭셔리 클래스 미래를 제시한다.
지난해 10월 독일을 시작으로 신형 A8이 판매되기 시작했다. 중국과 미국 시장 등 순차적으로 아우디의 새로운 플래그십을 만나볼 수 있다. 한국에는 내년 들어올 전망이다.
레벨3 자율주행도 훌륭하지만 지난 2018 부산모터쇼를 통해 국내 처음 공개된 컨셉트카 아우디 '일레인(Elaine)'은 한 단계 더 진보된 시스템이 적용됐다. 완전 자율주행 단계인 레벨4 기술이다. 미래의 자율주행 차량에 대한 비전을 제시하는 아우디 일레인은 2017년 프랑크푸르트 국제 모터쇼(IAA)에서 처음 선보인 아우디 2번째 양산 전기차 컨셉트 모델인 'e-트론 스포트백'과 차체 라인, 전자 구동, 그리고 눈길을 끄는 외부 라이팅을 공유한다.
컨셉트카 e-트론 스포트백과 일레인의 차별점은 보조 시스템의 한계에 도전하는 다양한 자율주행 기술이다. 아우디에 따르면 해당 인공지능(AI)은 향후 몇 년 내 양산 모델에 확장 적용될 전망이다. 후방에 설치된 진보된 zFAS 컨트롤러가 그 기반을 제공한다.
새로운 세대의 프로세서는 더 많은 컴퓨팅 역량을 갖추고, 범위와 정밀도가 월등한 센서를 보유한다. 일레인은 고속도로 파일럿 가능을 탑재하고 있다. 장거리 주행 시 운전자의 부담을 덜어준다. 신형 A8에 탑재된 트래픽 잼 파일럿의 연장 기능인 고속도로 파일럿은 기존 60km/h의 제한을 넘어섰다. 대부분 국가의 최대 허용 속도 범위인 시속 60~130km 주행 속도에서 자율주행을 지원한다. 사실상 운전자 개입 없이 자율주행이 가능한 수준이다.
고속도로 파일럿이 활성화되면 차량은 스스로 차선을 변경할 수 있다. 추월한 후 원래 차선으로 돌아올 수 있다. 차선이 두 개인 도로에서 추월 주행 후 주행차선 복귀를 스스로 하는 것이다. 운전대에 앉은 사람의 개입 없이 그러한 조치를 자율적으로 개시, 수행 및 완료한다. 운전자가 원한다면 언제든지 개입할 수 있다.
또한, 일레인은 고속도로와 다차선 도심 도로를 벗어난 후에도 지속적으로 운전자를 지원한다. 사전 감지 안전 기술과 연료 효율 보조장치 등 모든 일반적인 운전자 보조 시스템이 탑재됐다. 이를 통해 운전자는 더 많은 시간과 안정성, 효율성 및 개별화 된 주행 경험을 얻을 수 있다.
일레인은 길이 4900mm, 넓이 1980mm, 높이 1530mm로 휠베이스는 2930mm로 준대형 세단이다. 차량의 내부는 밝고 간결한 디자인을 지향한다. 기능들은 명확하게 구조화됐고, 제어 버튼은 대폭 줄었다. 센터 콘솔, 도어 트림, 중앙 디스플레이 아래 위치한 대형 터치 스크린들은 다양한 정보를 제공한다. 온보드 시스템과 상호작용을 가능하게 해준다. 대시보드의 수평면과 그 위에 떠 있는 듯한 센터 콘솔은 전좌석 탑승자에게 탁 트인 시야를 전해 준다.
이 컨셉카의 혁신적인 라이팅 기술은 야간은 물론 주간에도 시인성이 뚜렷하다. 전자 제어가 가능한 전후방 매트릭스 LED는 더할 나위 없는 시계를 확보해준다. 세밀한 디지털 매트릭스 프로젝터는 도로 전방에서 물체가 감지되면 라이트를 주변 환경과 소통하는 다기능 다이내믹 채널로 전환한다. 다른 도로 사용자들 또한 해당 자동차가 자율주행 중인지 등 다양한 주행 모드 정보를 알 수 있다. 일레인은 애니메이션 LED 필드를 사용해 차에 타고 내리는 탑승자들을 반겨준다.
일레인에 적용된 전기 파워트레인은 향후 아우디 양산 전기차 모델에 적용될 예정이다. 전방 액슬의 전기 모터 1개와 후방 액슬의 전기 모터 2개가 4륜을 구동한다. 고성능 쿠페를 전형적인 아우디 스타일의 콰트로로 바꾸어 주는 형태다.
최고출력 435마력의 전력은 부스트 모드에서 70마력 더 힘을 내, 최대 503마력까지 도달할 수 있다. 이를 바탕으로 일레인은 4.5초 만에 정지 상태에서 시속 100km를 주파한다. 배터리 충전 용량은 시간 당 95kW이다. 한 번 충전으로 500km 이상 달린다. 배터리는 두 가지 방식으로 충전이 가능하다.
아우디의 진보는 여기서 그치지 않는다. 지난 2016 LA 디트로이트 오토쇼에서 등장한 하이드로젠-트론(h-트론) 콰트로 컨셉트는 아우디의 친환경적 전략을 대표하는 수소전기차다.
h-트론은 최대 150마력의 출력을 발휘하는 연료 전지와 136마력의 배터리가 상호 호환하며 스포티한 주행 성능을 자랑한다. 수소 연료의 경우 약 4분이면 충전이 완료되며, 한 번 주입으로 최대 600km 주행이 가능하다.
아우디 h-트론 콰트로 컨셉트는 아우디와 폴크스바겐의 5세대 연료 전지 기술을 채용했다. 경량 소재로 차량의 무게를 감량하는 한편, 성능과 응답성, 사용가능 시간, 효율성을 향상시킨다. 연료 전지의 효율성은 60%로 현재 내연 기관 엔진의 효율성을 능가한다. 330개의 단위 전지로 구성된 "연료 스택(stack)"을 갖고 있다.
연료 전지를 이상적으로 보완하는 소형 리튬-이온 배터리는 최적의 출력 생성을 위해 고안됐다. 무게는 60kg 미만이다. 승객 탑승 공간 밑에 위치, 최적의 무게 중심을 구현한다. 순간적으로 최고출력 136마력을 발휘할 수 있어 가속 시 강력하고 신속하게 파워를 보충한다. 차량 제동 시에는 회수된 에너지를 저장한다. 최대토크는 56.1kg.m다. 정지 상태에서 100km/h까지 가속 시간은 7초 미만이다. 최고 속도는 200km/h애서 제한된다.
또한, 연료 전지와 고전압 배터리에서 생성되는 동력으로 2개의 전기 모터가 가동된다. 전륜 차축에 위치한 전기 모터는 90kW를, 후륜 차축 전기 모터는 140kW를 생성한다. h-트론을 통해 전기로 구동하는 콰트로에 대한 연구가 심화되고 있다. 두 동력 기관 간의 상호 작용을 상황에 알맞게 제어하는 지능형 관리 시스템은 효율성에 최대 역점을 두고 있다. 실내 에어컨 기능을 위한 열 펌프와 320W를 발전하는 대형 태양광 지붕은 연간 최대 1,000km를 추가로 주행할 수 있는 에너지를 생산해 효율성을 향상시킨다. 주차할 때나 60 km/h미만으로 정체 구간을 주행할 때 100% 자율 주행을 구사한다.
아우디의 혁신은 여기서 끝나지 않는다. 현재 아우디가 양산을 위해 개발에 박차를 가하고 있는 '아우디 파일럿 드라이빙(Audi Piloted Driving)'은 교통정체시 자율 주행 기능은 물론 교통혼잡 보조장치 등 아우디의 적응주행 제어장치 시스템을 한층 더 발전시켰다. 이 기능은 65km/h 미만의 혼잡한 구간에서 운전자의 가속, 제동 및 조향 장치를 필요에 따라 보조한다.
운전자의 편의를 도모하고 혼잡에서 느끼는 주행 중 스트레스를 최소화 할 것으로 아우디는 기대한다. 교통 혼잡이 해소되거나 고속도로가 끝나는 등 시스템이 정한 한계에 도달하면 운전자에게 다시 운전대를 넘긴다. 만일 운전자가 응하지 않으면 위험을 최소화할 수 있도록 스스로 차량을 멈춘다.
특히, 아우디 파일럿 드라이빙에서 뇌 역할을 하는 중앙운전자보조제어장치(zFAS)는 최첨단 고성능 프로세서를 활용, 모든 센서를 통해 정보를 수집하고 계산해 교통신호를 판단한다. 레이더 시스템이 자동차 전방을 모니터링 하는 동안 광각 렌즈를 부착한 비디오 카메라는 차선 표시는 물론 보행자와 다른 차량이나 가드레일 같은 물체를 감지한다.
최대 12개의 초음파 센서와 4대의 카메라가 자동차 주위를 모니터링한다. 레이저 스캐너는 최대 80m 떨어진 물체에 대한 고정밀 데이터를 제공한다. 중앙 운전자 보조 제어 장치는 센서를 통해 수집된 모든 데이터를 바탕으로 주변 환경을 계산해 교통 상황뿐 아니라 앞 차의 이동 상황을 보다 조기에 감지할 수 있다. '기술을 통한 진보'의 역사 아우디! 완전 자율주행의 선두주자인 이유다.
이병주 에디터 carguy@carguy.kr
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