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도요타차 급발진 존재 인정

다음 기사는 자동차를 기계적으로만 바로 보면 안 되겠구나 하는 것을 입증하는 사건입니다.

도요타자동차가 미국 급발진 조사에서 사상 최대 규모의 벌금을 문 것은 'SW 결함으로 인한 급발진'을 실험으로 증명한 보고서가 결정적인 역할을 한 것으로 확인됐다. 급발진의 존재 자체를 인정하지 않던 국내 자동차업계 관행에도 변화가 일어날 전망이다. 특히 이번 급발진의 원인이 소프트웨어(SW) 결함으로 밝혀지면서 자동차 산업계가 SW의 중요성을 재인식하는 계기가 될 지 주목된다.

20일 전자신문이 단독으로 입수한 바(BARR) 그룹의 도요타 급발진 조사보고서에 따르면, 캠리의 엔진 스로틀 컨트롤 시스템(ETCS)의 SW 결함이 급발진을 일으켰다. 보고서는 ETCS 전자제어장치(ECU)에 내장된 SW에 오류(버그)가 있었고, 오류가 있더라도 이를 커버해주는 방어수단(fail safes)도 작동하지 않았다고 지적했다.

바 그룹의 조사보고서는 19일(현지시각) 도요타가 미국 법무부와 벌금 12억달러(1조2800억원)에 합의하는데 결정적인 역할을 한 것으로 전해졌다. 바(BARR) 그룹은 미국의 민간 SW 컨설팅 업체로 지난 2012년 미국 의회의 의뢰를 받은 항공우주국(NASA)이 도요타 캠리 급발진 원인을 밝혀내는데 실패하자 재차 조사를 벌여 SW 결함을 입증했다. 또 이를 법원이 인정했다는 것이 골자다.

SW 오류는 ECU 내 메모리 영역에서 일어났다. SW끼리 정보를 주고받을 때 특정 메모리 영역을 공유하는데, 이 공유 지점에서 간섭 현상이 일어나 ETCS에 잘못된 지시가 내려졌고 이것이 급발진으로 이어졌다.

특히 바 그룹은 이 같은 설명을 실험으로 증명해(Confirmed in test) 법원을 움직이는데 성공했다. 보고서에는 '30초 동안 의도하지 않은 가속이 일어났다'고 적혀 있다. 인위적으로 급발진을 일으키는데 성공한 것이다. 이는 그동안 급발진은 존재하지 않고, 재현도 불가능하다는 국내외 자동차 업계의 암묵적 동의를 정면으로 반박하는 것이다.

세계 자동차 관련 제도에 척도가 되고 있는 미국 법원에서 공식적·기술적으로 급발진의 존재가 인정됐다는 점에서 국내 급발진 의심 사고 조사에도 변화가 불가피하다는 게 전문가 견해다.

특히 그동안 기계 부품을 보조하는 부수적 존재로만 여겨지던 차량 SW 품질의 중요성을 인식하는 계기가 돼야 한다는 지적이다.

한 차량 SW 전문가는 "도요타가 천문학적 벌금을 문 이번 사건은 차량 SW 품질에 관심을 가져야 한다는 점을 다시 한 번 확인해주고 있다"면서 "차량 SW 인력 양성 등 관련 인프라 구축에 나서야 할 것"이라고 밝혔다.
< 제공 = VAD/ www.motorpower.co.kr >

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<< 급발진에 대한 VAD의주장>>

급발진은 있는가 없는가 (?)
급발진은 없다가 정부(국토교통부)의 공식 입장입니다.
      ■ 답변공문 : 국토교통부<2AB-1304-005892/ 2013.04.16>■
국토해양행정에 관심과 애정을 가지고 고견을 보내 주셔서 대단히 감사합니다.
먼저 귀하께서 제안하신 "급발진 방지방안"에 대한 우리부서 검토결과를 아래와 같이 알려드리고자 합니다.

현재 급발진현상이 있다고 명확히 밝혀지지 않아 우리부에서는 급발진 유ㆍ무에 대하여 조사 중에 있으나 아직 발견하지 못하였습니다.

따라서 급발진 방지방안에 대하여는 급발진이 있다는 것이 확인된 이후 원인에 대하여 시정 등을 하여야 할 것으로 판단됨을 알려드립니다.
※ 이 처럼 급발진이 있다고 정부가 인정해야 법적 효력을 받을 수 있고 급발진에 대한 대책이 강구 될 수 있다는 것이 정부의 공식 답변입니다.
  아래 내용은 급발진 해결 공식 제안한 문서 입니다
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제안제목 : 급발진을 전기적으로 해결
<접수번호 : 국토교통부/ 1AB-1304-003653/2013.4.14일 >

■ 개요 ■
    정부가 민관합동조사반을 가동하여 자동차제작결함 조사에 투입되지만 자동차 급발진의 존재 여부와 원인이 규명되지 않아 사회적 불안이 커지고 있으며, 지금까지 조사결과
       # 운전자 이름 등 단순 정보가 대부분이고
       # 정부의 급발진 조사 사실상 한계 드러나고 있으며
       # 결론을 급발진 사고 방지 장치 개발 서둘러야 한다로만 기사화 되어 있습니다.

따라서 정부가 공정한 급발진 원인 규명을 위해 급발진 재현실험에 대한 아이디어를 이달 말까지 공개 모집한다고 전했습니다.
             < 동아일보/ 2013년 4월 13일 기사 인용>

하지만 “급발진은 전기적인 결함”때문이며, 주로 자동기어/ 휘발유.LPG연료 자동차에서 일어난다고 봅니다.
따라서 전기적인 결점을 보완해주어야 하기 때문에 급발진 규명에 대한 제안을 하고자 합니다.

■ 현황 및 문제점 ■
1. 전기회로 구성 문제
     가. 구성상의 문제 : 자동차는 동력전원인 12V와 제어전원인 5V가 있고, 이들 폐회로 간 (閉回路間)에는 물리적으로 분리되어 있으며, 5V전원은 정전압회로라는 반도체를 이용하여 12V를 5V로 변환시켜 만듭니다.
그러다 보니 5V전원회로는 비접지(非接地)로 구성되어 있으므로 12V의 마이너스(-)를 기준으로 볼 때 5V마이너스 전위(電位)는 전기적으로 공중에 떠 있는 상태입니다.

이러한 회로 구성 때문에 12V 마이너스(-)와 5V 마이너스(-) 간(間)에는 전위차(電位差)가 생겨나고 있으며 차의 환경변화에 따라 이들 전위차는 수시로 변하거나 또한 년수가 클수록 전위차가 증가합니다.
                                  <참고 : 신차라도 “0” 전위는 존재하지 않음>
여기서 말하는 환경변화란 자동차가 운행 중에 부품들의 재질과 조립의 특성변화, 온. 습도와 대기 질 변화, 연료 종류에 의한 여건변화, 부품과 선로의 내구성 변화 등을 들 수 있습니다.

    나. 동작상의 문제 : 휘발유나 LPG의 경우 인젝터가 동작을 하기 위해서는 인젝터와 ECU사이 스위칭 TR(Transistor)이라는 반도체가 있습니다.
스위칭 TR의 베이스(Base)에 ECU로부터 펄스신호가 들어오면 TR이 동작(스위칭)을 하여 인젝터에 12V전기를 공급하므로 피스톤으로 연료가 분사되는 것이 휘발유와 LPG자동차의 인젝터 연료분사방식 입니다.

여기서 너무 간과해서는 안 되는 것은 “TR의 베이스에(어떤 신호던) 신호가 들어오면 TR이 동작을 하여 인젝터를 구동시킬 수 있다”는 것입니다.

즉 만일에 운행 중 극한적이거나 또는 돌발적인 전기적 변화로 5V의 접지전위가 상승하면
   • 오신호(吳信號) 또는 ECU신호와 합산된 과도(過度)한 신호가 TR의 베이스로 유입되므로 RPM을 급상승 시킬 수 있고
    • 또한 ECU전원회로를 통하여 ECU동작을 마비(:lock)시켜 외부 조건과 관계없이 5V에 달하는 펄스신호를 송출할 수 있다는 것입니다.

2. ECU복구 시간 지연 문제
    현재 자동차는 운행 후 시동을 끄면 ECU도 동시에 복구 되어야 하는데 실제로는 "ECU복구시간이 차마다 다르고 동일차종 간에도 다르게 나타나고 있다“는 것입니다.
시중에 운행되는 국내. 외 차량을 기준으로 조사를 해보니
    가. 5초 이내 복구 : 양호한 동작(빠를수록 좋음)
    나. 20 ~ 30초 내 복구 : 좋은 현상으로 볼 수 없음
    다. 30초 ~ 1분 내 복구 : 심각한 상태로 보아야 함
    라. 복구 안 됨 : 동작은 해도 심각한 고장임
이라는 통계가 나왔습니다.

ECU의 오동작 사례 보면
   * 어느 외제차(BMW)의 경우 엔진책크 등이 계속 들어왔는데 지워도 조금 지나면 반복해서 들어오니 정비소에서는 연료 불량 때문이라고 진단을 해서 (소비자는)그런 줄 알고 있었는데 “VAD라는 제품으로 ECU불 복구 현상”을 발견하였고
   * 또 한 사례는 국내 차종 중 배터리방전이 잦았으나 원인을 알 수가 없었는데 “VAD장착하여 ECU불 복구 현상을 찾아 방전을 해결”시켜 주었음.

이 처럼 ECU가 불 복구 되거나 복구시간이 길어지면 ECU의 동작 불안정으로 차 성능 저하, 배터리 방전 잦음, 잦은 엔진경등(燈) 작동 등은 물론이고 최악의 경우에는 "ECU에 락(lock)이 걸려 급발진 현상도 생길 수 있다는 추론도 가능하다“ 는 것입니다.

따라서 여기서 검토해야 할 중요한 요소는
    * ECU복구시간이 왜 기느냐 또는 지연되느냐
    * 동종의 차종인데 복구시간이 왜 일정하지 않느냐로
ECU복구시간과 급발진과는 어떤 함수관계가 있는가를 분석해보아야 합니다.

3. 라디에이터 비접지 문제
    모든 자동차의 라디에이터는 비접지로 제작되고 있습니다.
이로 인하여 라지에이터에 부착된 펜모터 동작 시에 발생하는 유도전기가 라디에이터에 축척되어 전하(삼한차는 0.9V까지 발생하는데 이 전하는 "냉각수를 통하여 차 전체에 흐르므로 차 상태에 따라 전기 및 제어시스템 전체에 영향을 주거나 ECU 동작을 방해"할 수도 있다는 것입니다.

■ 개선 방안 ■
   이러한 전기적인 결점을 해소하기 위해서는
    * 12V와 5V간에 전기적인 3차적 폐회로를 형성시켜 5V의 접지전위가 일정하도록 해줘야 하고
    * ECU 복구시간을 단축 또는 일정하도록 개선을 해야 하며
    * 차 제작 시에 라지에이터를 접지시켜 라디에이터의 전기발생을 억제하여 냉각수를 통한 전기흐름을 막아 주어야 합니다.

■ 기대 효과 ■
    급발진은 자동차 운행 시에 순간적인 이상 신호에 의해 제어기능(ECU)을 전기적(소프트웨어적)으로 마비시켜 버리지만 (사고 후) 전원공급이 끊어지면 자연적으로 소멸되므로 원인 규명이 어렵고 또한 재연을 시키려 해도 거의 불가능 한 것입니다.

이런 현상은 자동차가 갈수록 전자시스템에 의존 함에 따른 여기에 사용되는 전기신호들의 왜란작용 때문이므로 “전기적으로 분석하고 해결"해야 합니다.
<제공 = VAD/ www.motorpower.co.kr >