[e돋보기] 차량용 센서

[양태훈기자] 센서는 다양한 수단을 통해 대상물의 정보를 감지, 여기서 얻은 유용한 데이터를 전기적인 신호로 변환하는 장치를 말한다.

이중 차량용 센서는 차량 곳곳에 설치된 각종 센서를 통해 운전자의 안전 및 차량의 기능 향상 등을 위한 용도로 활용되는 센서들을 의미.

특히, 차량용 센서는 운전자의 안전과 직결된 것인 만큼 일반 센서보다 높은 내환경성·고신뢰성을 요구한다.

예컨대 중력의 30배가 넘는 가속 환경이나 전기장치에 의한 전자파간섭 환경에서도 정상적인 작동이 가능하고, 습기나 부식성물질, 유류에 의한 손상을 받지 않는 내식성을 갖춰야하는 것.

또 엔진이나 배기가스 센서의 경우에는 고온에서도 견딜 수 있는 내구성을 갖춰야한다.

관련 업계에서는 차량용 센서 시장이 오는 2017년까지 연평균 10.2%의 성장률을 기록할 것으로 보고 있다. 자동차의 편의성과 안전성 및 환경친화성 등에 대한 시장요구가 늘어나고 있기 때문이다.

◆ 차량용 센서의 종류

일반적으로 차량 한 대에는 약 160여개의 차량용 센서가 탑재된다.

차량용 센서는 크게 온도 센서, 가속도·자이로 센서, 가스 농도 센서, 유량 센서, 거리 센서 등으로 구분할 수 있다.

온도 센서는 온도 변화에 의해 전류나 전압이 변하는 장치를 말한다.

냉각수 온도가 낮을 때 공연비를 조절해 엔진의 연소가 안정적으로 유지하는데 활용되는 수온 센서, 엔진에 흡입되는 공기의 온도를 검출하는 흡기 온도 센서 등이 있다.

가속도 센서는 가속도·진동·충격 등을 감지하는 장치다.

조정회로 및 신호처리를 내장, 차량의 동적 상태를 검출하는 차량제어용 가속도 센서나 차량의 회전각 속도를 검출하는 차량제어용 각속도 센서, 에어백 장치의 충돌 가속도를 검출하는 에어백용 가속도센서 등이 포함된다.

가스 농도 센서는 산소 농도를 검출 하는 장치로, 산소농도와 미연가스농도로부터 연소공연비를 최적의 상태로 제어하는 A/F 센서나 전자제어식 연료분사장치에서 배기가스 중 산소농도를 검출하는 O2 센서 등이 있다.

유량 센서는 차량의 오일이나 연료 흐름을 감지하는 센서다.

엔진 오일의 유량을 검출하는 오일 레벨 스위치, 연료의 유량을 검지해 설정치 이하에 표시등으로 경고 알림을 주는 연료 레벨 스위치, 연료량을 실시간으로 모니터링하기 위해 사용되는 연료량 검출 센서 등이 포함된다.

거리 센서는 차량 간 거리를 측정하는 장치를 말한다. 전·후방의 장애물을 감지하는 초음파 센서나 100미터(m) 이내의 차간 거리에서 전장차량을 감지하는 레이저 레이다 센서 등이 있다.

차량용 센서는 부위별로는 엔진 및 변속기에 사용되는 파워 트레인용 센서와 새시에 사용되는 새시 센서, 차체에 사용되는 레인 센서 등으로도 구분할 수 있다.

◆ 차량용 센서의 전망은

최근 차량용 센서는 차량 내 여러 시스템과 융합되는 추세다.

가속도 센서와 차속 센서가 통합된 '브레이크 잠김 방지 시스템(ABS)'이나 가속도·각속도·압력 센서가 통합된 '전자 안정성 제어 시스템(ESC)', CCD·CMOS·각속도·조향각 센서 등이 합쳐진 '차선 유지 보조 시스템(LKS)' 등 다양한 센서와 융합된 시스템이 차량에 적극 활용되고 있다.

특히, 이는 차세대 자동차로 주목받는 '자율주행자동차'의 개발과 관련해 더욱 가속화되고 있는 상황.

자율주행자동차는 자동차가 스스로 주변환경을 인식해 위험을 판단하고 주행경로를 계획하는 등 운전자의 주행조작을 최소화해 스스로 안전한 주행을 진행하는 인간 친화형 자동차를 말한다.

한편, 시장조사업체 야노경제연구소에 따르면 자동운전시스템을 탑재한 자동차는 지난해 914만7천대에서 오는 2020년께 5천358만6천대로 5배 이상 늘어날 전망이다.