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자동차의 숨은 일꾼들 - 전자제어 시스템

 자동차에 전자장치가 달리게 된 건 더 이상 낮선 일이 아닙니다. 

 초창기 와이퍼, 전조등, 오디오 등의 간단한 전지장치가 장착 되던 것이 지금은 엔진 전체를 전자제어 하는 방식까지 발전해 있지요. 운전자는 가감속 신호만 전달 할뿐 차량의 미세 컨트롤은 이미 컴퓨터에 의해 관리되고 있습니다.

 

 때문에 컴퓨터의 CPU와 같이 이들을 제어하기 위한 전용 컨트롤러가 자동차 구석구석에 달려 있습니다. 바로 ECM, TCM, BCM 입니다. 

출처 : www.munic.io

 엔진에 붙으면 ECM, 변속기(트랜스미션)에 붙으면 TCM, 차량 바디에 붙어있으면 BCM이라고 불리웁니다. 뒷 두 약어 CM은 컨트롤 모듈의 줄임말입니다. 

 완성차 업체에 따라서 CM 대신 MS. 즉 ‘매니지먼트 시스템’ 이라고 부르는 경우도 있습니다. 그러면 순서대로 EMS TMS, BMS가 되지요.

 

출처 : media.gm.com

 세 컨트롤러는 모두 입력장치와 출력장치가 존재합니다. 계속 컴퓨터와 비교를 하게 되네요. 컴퓨터에서 입력장치가 마우스, 키보드 라고 하면 자동차에서는 핸들, 브레이크, 엑셀 외 각종 전자장치의 온오프 스위치가 입력장치가됩니다. 물론 출력장치는 자동차의 바퀴이구요.

출처 : blogs.popularhotrodding.com

 

 예를 들어 운전자가 자동차를 가속하기 위해 페달을 밟으면 이를 인식한 ECM은 각종 연결 부속들에게 신호를 보내어 동작하게 합니다. 연료량의 조절, 공기량의 조절을 통해 엔진이 빨리 돌 수 있게 합니다. 

 반대로 브레이크를 밟으면 엔진이 최저 회전수로 돌도록 조절해 주지요.

출처 : www.ecmtogo.com 

 

 TCM도 마찬가지 입니다. 요새는 자동변속기가 대세이므로 TCM이 없는 차량은 없는 편인데요. 속도, 가속상태, 노면상태 (업힐 혹은 다운힐)에 따라 최적의 변속단수와 변속 타이밍을 제공합니다. 

 운전자가 굳이 신호를 주지 않고 레버를 D에만 놓으면 알아서 변속을 컨트롤 하지요. 이 경우 입력장치는 자동변속기 노브입니다.

 

출처 : www.trucktrend.com

 마지막으로 약간 생소할 수도 있는 BCM 입니다.

 

 이 친구는 자동차 움직임 전체를 관리하기 때문에 담당하는 분야가 좀 광범위한 편이지요. 차내 전자장치 전반을 컨트롤 합니다. 

 가깝게는 실내의 클러스터와 센터페시아의 모든 전자장치들 - 주로 에어컨 같은 편의장비가 되겠군요 - 을 담당하고, 조금 멀게는 에어백, 엑티브 서스펜션 같은 안전이나 자세제어 장치들을 컨트롤 합니다. 

(참고로 에어백은 별도 컨트롤 모듈이 달려있습니다. BCM은 허브 역할만 담당)

출처 : performance-accessories.com

 

 그런데 BCM의 경우 특이하게도 EMC과 TMC쪽의 컨트롤에 관여하기도 하죠. 자동차의 회전 특성에 따라 엔진의 출력을 조절하기 위해서 입니다. 

 ABS, TCS와 같은 시스템들은 차가 미끄러지는 순간을 BCM이 잡아내어 구동계 컨트롤러 에게 명령을 내립니다. 엔진의 출력이 운전자의 의지와 상관없이 줄어듭니다. 최적 rpm을 찾아 더이상 차가 미끄러지지 않게 해주지요.

어떻게 보면 BCM은 통합 관리자의 역할도 맡고 있는 셈입니다.

출처 : www.fieros.de

 

 이를 위해서 각 시스템들은 서로 데이터를 주고 받을 수 있도록 호환된 통신 소프트웨어 (프로토콜)를 사용합니다. 마치 마이크로 소프트의 윈도우 와 같은 역할을 하는 OS인 셈입니다.

 

 생각보다 이 OS 시장이 폐쇄적이고 개발도 어려운 편인데요. 이미 윈도우의 예를 들었기 때문에 어렵지 않게 납득하실 겁니다. 

 차량이 한번 개발되면 소프트웨어를 거의 바꿀 수 없습니다. 차량이 새로 개발되도 기존의 프로그램을 개선해서 사용하는 경우도 많죠. 비용 때문이기도 하고, 손에 익었기 때문입니다.

출처 : caricos.com

 게다가 EMC, TMC, BCM은 모두 패키지로 각각의 소프트웨어로 작동 되고, 서로 말이 안 통하는 이 부품들을 서로 말을 통하게 교육시키기가 (인티그레이션이라고 합니다) 생각보다 까다로운 편입니다.

 

 각각의 시스템이 거대 부품업체 – 보쉬, 콘티, 덴소, 델파이 네개 업체에 의해 과점되고 있는 상황인데 일본어, 독어, 영어를 쓰는 애들의 자존심이 꽤나 센 편이라 시스템 엔지니어들이 애를 많이 먹곤 하지요.

출처 : grizzliesracing.com

 

 모든걸 국산화 시켜버리는 마이더스의 손인 현대가 아직 유일하게 건들지 못하는 곳이 바로 이 영역입니다. 

 기억하실지 모르겠는데, 현대의 케피코가 회장의 명령을 받아 보쉬와 결별하고 전자제어 관련 국산화를 시도했던 일이 있었죠. 꽤나 시끌시끌 했는데, 몇년의 도전 끝에 실패하고 말았더랬습니다.

출처 : www.daianvietnam.com

 

 그만큼 진입이 어려운 분야이기도 하고, 또 꽤나 돈이 되는 분야이기도 합니다. 이야기가 잠시 자동차 부품산업 쪽으로 새어 버리네요. 안정적인 첨단 기술만 확보하면 완성차 업체에서 먼저 찾아옵니다. 갑같은 을이 될 수 있습니다.

 돈 냄새를 잘 맞는 삼성이 왜 자동차 배터리 사업에 적극 진출 했는지 한번 곱씹어 볼 필요가 있습니다. LG전자도 자동차 부품업체로의 진출을 천명했지요. 물론 ‘첨단’ 부품에 한정된 이야기 이긴 합니다.

출처 : www.boschcarservice.com.ph

 각설하고. 

 슬슬 구글 같은 거대기업에서 자율주행 자동차 이야기가 나오늘 걸 보니, 이 모두를 커버할 컨트롤러가 곧 상용화 되지 않을 까 합니다. 바야흐로 전자 자동차 시대가 열리는 느낌인데요. 

출처 : www.theneweconomy.com

 전기 자동차와 맞물려 끝판왕 컨트롤러를 만들어 내는 곳은 과연 어디가 될까요? 기존 거대 부품 업체일까요? 완성차 업체일까요? 흥미 진진한 구도가 아닐 수 없습니다.

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