[오토카 아카이브] 놀라운 서스펜션을 만드는 데 사용된 오디오 기술

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빛의 궤적은 보스 시스템이 렉서스 LS를 얼마나 더 차분하게 만들었는지 보여준다
빛의 궤적은 보스 시스템이 렉서스 LS를 얼마나 더 차분하게 만들었는지 보여준다

얼마 전 우리는 포르쉐의 새로운 액티브 라이드 시스템(Active Ride system)에 놀라움을 금치 못했다. 이 시스템은 2.4톤의 파나메라 터보가 트랙 속도로 달리는 상황에서도 롤과 피치를 잡아냈다. 20년 전, 우리는 전혀 예상하지 못했던 회사인 보스(Bose)가 내놓은 새로운 서스펜션에 비슷한 인상을 받았다. 

포르쉐 시스템의 각 댐퍼는 센서 기반 장치에 의해 작동되며, 내부에서 전기 모터가 유압 펌프를 구동하여 바퀴를 내리거나 올려 항상 차체의 수평을 유지한다. 보스 시스템의 경우, 일반적으로 코일 스프링과 댐퍼가 있는 각 바퀴 위에 코일과 자석이 포함된 선형 모터가 있다. 전류가 흐르면 차체에서 바퀴를 최대 20cm까지 올리거나 내릴 수 있으며, 필요한 경우 초당 100회 이상 작동할 수 있었다. 전류는 보스의 자체 알고리즘을 실행하는 센서 기반 컴퓨터의 신호에 대한 응답으로 전력 증폭기에서 나왔다. 

포르쉐 시스템과 마찬가지로 이는 사후 반응이 아닌 사전 대응이었다. 한편, 차의 무게는 토션 바와 앞쪽의 맥퍼슨 스트럿, 뒤쪽의 위시본으로 지탱되었으며, 과도한 바운스를 방지하기 위해 각 바퀴 내부에 댐퍼가 있었다.  이 중 하나라도 친숙하게 들린다면 그것은 (훨씬 더 작은 크기의) 오디오 스피커 콘이 작동하는 것도 알고리즘으로 제어되는 전자기 펄스 방식이기 때문이다. 한편 전력 증폭기는 오디오 앰프의 스위칭 방법을 사용한다. 바퀴들의 독립적인 움직임은 피칭과 롤링을 방지했으며, 자동차가 지면을 누른 다음 말 그대로 장애물을 뛰어넘을 수 있게 했다! 

보스는 자신들의 시스템을 2세대 렉서스 LS에 장착했다. 이것은 표준 강철 스프링으로도 매우 부드러운 승차감을 제공하는 세단이므로 보스의 시연 영상(tinyurl.com/boselexus)을 시청하면 모든 노면에서 얼마나 크게 개선되는지에 놀라게 될 것이다. 모터는 에너지 회생도 하는 반면, 쇼크 업소버는 에너지를 써버리기 때문에 이 서스펜션 시스템의 전력 사용량은 에어컨 시스템의 3분의 1에 불과하다. 

아마르 보스는 오디오 과학의 전설이다
아마르 보스는 오디오 과학의 전설이다

미국인 아마르 보스(Amar Bose)는 1956년 명문 매사추세츠 공과 대학(MIT)에서 전기 공학 박사 학위를 받았다. 그는 이를 기념하기 위해 고급 오디오를 구입했지만 음질에 실망하여 오디오 과학 연구에 뛰어들었고, 그 결과 1964년에 자신의 이름을 딴 회사를 설립했다. 

이러한 초기에 그는 폰티악과 시트로엥을 한대씩 구입했는데, 이 차들이 각각 새롭게 선보인 에어 스프링과 유기압 서스펜션에 관심이 있었기 때문이다. 이들로부터 영감을 받은 보스는 1980년에 최적의 서스펜션 유형을 연구하기 시작했다. 그가 내린 결론은 기존의 어떤 시스템도 승차감과 차체 제어라는 모순된 특성을 제공할 수 있는 속도, 강도, 효율성을 가지고 있지 않지만, 전자기 방식은 가능할 수 있다는 것이었다. 따라서 일부 엔지니어들이 선형 전자기 모터, 전력 증폭기, 제어 알고리즘을 개선하는 데에 매달리는 한편 컴퓨팅 성능이 크게 향상되길 기다렸다. 그리고 우리가 보았듯이, 그들의 서스펜션이 시연될 준비가 되기까지 사반세기가 걸렸다. 

보스는 고급 자동차 회사와 공동 개발하기를 원했다. “[그들의 입장에서는] 약간의 용기가 필요했을 것이다.” 그는 2004년에 <오토카>에 말했다. “우리와 비슷한 철학을 가진 이들과 함께 하길 원한다. 제대로 하지 않아서 효과를 떨어뜨리고 싶지 않다. 이것은 보스에게 사운드 시스템보다 더 중요할 수 있다.” 

그러나 문제가 있었다: 보스의 목표 추가 중량은 90kg이었고, 고객이 부담해야 하는 비용은 1만 달러에 달할 것으로 예측되었다. 그러므로 어떤 자동차 회사도 그런 용기를 갖지 못했다. 적어도 이 기술은 허리가 좋지 않은 트럭 운전사들을 위한 액티브 시트를 만드는 데 사용되었으며, 그들 중 97%에게 편안함의 개선 효과가 상당하다는 결과를 얻었다.

그리고 설립자가 사망한 지 4년 후인 2017년에 보스는 전 MIT 학생들이 만든 회사인 클리어모션(Clearmotion)에 이 기술을 판매했으며, 이 회사는 최근 자신들의 CM1 ‘디지털 섀시’가 니오 ET9 전기 크로스오버를 통해 데뷔할 것이라고 발표했다. 전자기 방식은 아니지만 사전 대응 방식으로 유압 장치를 제어하기 위해 보스의 계산을 사용한다. 

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