BMW의 프리미엄 서비스는 BMW가 만든 자동차 그 자체에서 시작된다. 처음 BMW 키를 받아 시동을 거는 순간부터 운전자와 차의 건강에 대한 보살핌이 시작된다. 이는 미래의 이야기가 아니다. 이미 오래 전부터 BMW가 추구해온 프리미엄 서비스 콘셉트의 하나이고, BMW는 모든 BMW 자동차에 기본적으로 적용해 ‘상태 기반 서비스(Condition Based Service, CBS)’라 부르고 있다. 지능적인 통합 기술 덕분에 CBS의 역할과 기능, 서비스 영역이 지속적으로 확대되고 있다.



주행하는 동안 운전자에게는 비교적 단순하면서도 함축된 메시지가 전달되는 것이 중요하다. 특히 자동차와 운전자 모두에게 반드시 필요한, 그러면서도 최소한의 정보를 가장 효율적인 방법으로 전달하는 역할을 하는 것이 계기판이다. 최근의 프리미엄 자동차 계기판에는 고도로 발달된 정보화 시스템이 첨단 디스플레이 기술과 어우러져 운전자에게 매우 다양하면서도 효과적인 정보들을 제공하고 있다. 계기판은 기본적으로 차의 속도와 엔진 회전수, 변속기 위치 같은 일반적인 주행정보를 알려주는 것이 핵심 기능이다. BMW가 만든 차에는 이밖에 내비게이션, 인포테인먼트, 음성인식 기능, 교통 정보, 탑승자들의 안전벨트 착용, DSC(Dynamic Stability Control)를 비롯한 안전장치의 작동 여부 등 다양한 ‘운전자 지원 시스템에 대한 피드백’을 알려주는 기능, 그리고 차에 현재 발생했거나 발생할 수 있는 문제를 비롯한 CBS 데이터를 기초로 정비 시점을 알려주는 ‘체크-컨트롤 메시지’ 기능이 포함돼 있다.
일반적인 차들은 주로 엔진에 어떤 문제가 생겼을 때에만 간단하게 ‘엔진 체크’ 경고등을 띄워준다. 하지만 BMW의 엔지니어들은 오래 전부터 생각을 달리했다.
“만약 현재 차의 상태를 자동 분석해 운전자에게 알려준다면 더 이롭지 않을까?” 이는 단순히 엔진에 문제가 있을 때에만 경고 메시지를 통보하는 것과는 다른 차원이다. 또 이보다 발전된 시스템을 가진 차에서는 주행거리에 따른 오일 교환주기가 언제인지를 알려주기도 한다. BMW의 CBS는 훨씬 더 진보된 알고리즘을 이용한 ‘적응형’ 연산 결과를 도출, 주요 소모품의 가장 적절한 교환 시기를 알려준다. 예를 들어 “엔진 오일이나 브레이크 패드 교환 또는 정기 검사를 언제 하지?”와 같은 사소한 걱정거리를 해소시켜 준다. 실질적으로 BMW의 CBS 서비스 콘셉트는 차에 문제가 생기기 전에 미리 대처할 수 있도록 운전자에게 시간적인 여유를 제공하고 고객 스스로 차에 관심을 갖게 하는 것은 물론, 심리적 자극을 유도해 꼭 필요한 서비스 시기를 놓치지 않게 해준다. 이런 과정을 거쳐 정상적인 서비스를 받게 되면 차가 오래도록 좋은 상태를 유지해 내구성을 확보하는 데 도움이 된다. 




적응형 오일 교환 안내 

BMW의 CBS는 지난 1999년 E46 3시리즈부터 표준으로 적용했던 SIA(Service Indicator의 독일식 약어) 시스템에서 시작됐고, 2002년 E65 7시리즈를 기점으로 시스템의 기능과 항목을 더욱 개선한 CBS가 현재 MINI를 포함한 BMW 그룹의 전 차종으로 확대 적용됐다. 계기판에 표시되는 체크-컨트롤 메시지의 항목 또한 SIA 시절에는 4개(엔진 오일, 에어 필터, 브레이크 패드, 브레이크 액)의 서비스 시기를 알려줬지만, 현재의 CBS 시스템에는 최대 10개, 실내 유입 공기를 걸러주는 마이크로 필터, 냉각수, 스파크 플러그, 배기가스 관련 부품, 자동변속기 오일, 자동차 검사 항목이 추가됐다. 
CBS는 정비가 필요한 부분이나 소모품이 있다면 4주 전부터 알려준다. 계기판을 통해 전달되는 체크-컨트롤 메시지는 매우 심플한 형태지만, 이 메시지를 전달하기까지는 조금 복잡한 계산 과정을 거친다. 몇몇 자동차 회사는 엔진 오일의 내구성을 수학적인 알고리즘을 이용해 계산한다. 대개 엔진 오일을 모니터하는 항목은 자동차의 작동시간, 온도, 주행거리 등을 통해 엔진 오일의 수명이 얼마나 남았는지를 계산한다. 그리고 정해진 조건에 도달할 경우 엔진 오일 교환 서비스를 생각하도록 경고등을 띄운다. 그러나 BMW는 자동차가 얼마나 많은 연료를 태워 소모했는지에 기반한 “적응형(Adaptive)” 전략을 이용해 엔진 오일의 수명을 계산한다. 이는 단순히 엔진이 작동한 시간과 주행거리를 기준으로 한 것보다 훨씬 더 정확하게 엔진 오일 교환 시기를 결정할 수 있다. 엔진 오일의 경우 우선 엔진 컨트롤 모듈에서 모니터링한다. 물론 이 계산식에는 다양한 변수가 포함된다. 예를 들어 정상 온도에서의 주행과 냉간 시동 시 연료 소모량이 다르다. 심지어 주행은 별로 하지 않고 정차한 상태에서 공회전으로 연료만 소모하는 경우도 많다. 즉 ‘연료를 얼마나 소모했는가?’를 기준으로 계산치를 뽑는데, 모든 시동과 주행 시마다 각각의 인젝터가 분사하는 연료 분사량을 정확하게 계산하고, 그것을 차곡차곡 합산한다.
엔진 오일의 교환이 필요하다는 것은 교환주기가 가까워진다는 것을 의미하는 동시에 연료 소모량과 직접적으로 관계된다. 그러나 이는 주먹구구식으로 주행거리로만 따질 것이 아니다. 어떤 사람은 타이어 원주율이 작은 것을 쓰기도 하고, 또 어떤 사람은 더 높은 엔진 회전수로 혹은 경사가 심한 곳에서 가혹하게 주행하는 등 변수가 다양하다. 오일의 양을 계산하는 것은 간단하지만, 오일의 품질도 고려해야할 대상이다. 때문에 CBS 시스템은 오일 팬 안에 두 가지 엔진 오일 센서의 값을 참조한다. 하나는 오일의 양을 측정하는 센서이고, 다른 하나는 오일의 품질을 계측한다. 특히 오일 팬 안에 위치한 오일 품질 센서는 전자적으로 오일의 전도성을 확인한다. 이는 오일의 점도를 판단하는 근거로 사용되는데, 오일의 더러운 정도(불순물 함유)나 오일의 온도(온도가 크게 상승하면 화학적 변화가 일어남)에 따라 혹은 첨가제가 들어 있는 경우도 오일의 점도가 달라지기 때문이다. 또 엔진 오일이 부족해 보충할 경우, 얼마만큼을 필요로 하느냐의 문제도 있다. 특히 BMW 신형 엔진들로 갈수록 엔진 오일의 양을 측정할 때 사용하는 오일 딥 스틱(Oil Dip Stick: 오일의 양을 점검하는 레벨 게이지를 뜻함)이 없는 차들이 많다. 구형의 딥 스틱이 오일 팬 아래쪽에 있는 오일 센서 타입으로 바뀌었기 때문이다.
만약 오일이 부족한 경우 CBS 시스템은 오일을 더 보충하라고 알려준다. 일반적인 오일 ‘경고등’은 크랭크 케이스에 오일이 거의 없어질 때쯤 켜지는 경우가 대부분이다. 이런 상황은 이미 엔진이 데미지를 입을 상태가 되기 때문에 교환 시기가 늦어버린 셈이다. 손상이 심한 경우 엔진 교환으로 이어질 가능성도 커진다. 그러나 BMW는 엔진 오일이 약 1리터 정도 부족하면 즉시 보충하라는 경고를 준다. CBS는 이렇게 엔진의 연료 소모량에 오일의 피도로를 감안한 보정치를 다시 계산한다. 화학적 안정성과 기계적 품질을 모두 고려한다. 그 결과, 계기판에 나타나는 엔진 오일 교환 시기는 연료 소모량이나 엔진 오일의 상태에 따라 다르게 추천된다. 몇 개월 또는 몇 km마다로 정해진 것이 아니다. 교환 시점은 짧아질 수도 있고, 길어질 수도 있다. 즉 차의 운행 환경에 따라 달라진다.
또 BMW를 타고 있는 고객의 차에 교환 시점이 ‘앞으로 500 km 남았다’는 체크-컨트롤 메시지의 의미 역시 단지 500 km를 더 운행해도 된다는 것이 아니라, 지금처럼 운행했을 경우 그렇다는 뜻이 된다. 다시 말해 기존보다 더 좋은 컨디션에서는 600~700 km를 탈 수 있고, 반대로 악조건에서는 추천 시기가 300 km로 바뀔 수도 있다는 것이다. 그리고 이런 모든 결과, 연료의 소모량 자체는 결과적으로 배기가스와 관련된다.



마이크로 필터와 이온 발생기

자동차에서 엔진 오일이 사람의 혈액과 비슷한 역할을 한다면, 깨끗한 산소를 걸러주는 역할은 에어 필터, 각각의 실핏줄까지 힘차게 오일을 공급하는 심장의 역할은 오일 펌프가 맡는다. 우리 몸에 좋은 공기와 좋은 상태의 혈액이 돌고 있을 때 더 건강한 신체를 유지할 수 있는 것처럼, 엔진 오일과 에어 필터를 좋은 상태로 유지하는 것은 더 건강한 차로 유지하게 한다는 점에서 같은 이치로 이해된다.
마이크로 필터 또는 항균 필터의 경우 실내로 유입되는 공기를 정화하는 역할을 한다. 이 필터의 경우 최대 수명을 주행거리로만 따지면 5만 km가 넘는다. 그러나 이 부품 역시 주행거리가 정해져 있지 않고 유동적이다. 마이크로 필터는 실내 온도 조절 모듈인 IHKA(Integrated automatic heating and air conditioning control)에 의해 모니터링 되고, 일종의 가상 시나리오에 의해 계산된 기준에 도달하면 교환 시기를 알려준다. 모니터링 내용을 보면 차에 내장된 레인센서, 외부온도 센서, 팬의 속도, 공기 내부 순환 여부, 차의 운행속도, 히터 및 에어컨의 사용량(세팅), 주행거리와 주행 시간 등이며, 마찬가지로 운행 환경에 따라 교환 시기가 다르게 추천된다.
BMW 정비 센터에서 엔진 오일 교환 시 정확한 날짜를 입력하는 것처럼, 마이크로 필터 역시 교환 날짜를 입력한다. 그 시점부터 IHKA 모듈에서는 에어컨이나 히터를 얼마나 빈번하게 작동했는지, 풍속은 얼마나 세게 했는지, 얼마나 습도가 높은 곳에서 얼마나 바깥공기가 많이 유입되며 운행했는지, 얼마나 빠르게 운행했는지 등의 정보를 체크한다.
이렇게 각 해당 요소들의 실제 사용한 누적 값은 가능한 모든 조건들을 기반으로 BMW의 엔지니어들이 미리 계산해둔 값과 비교해 마이크로 필터가 이 정도는 더러워졌을 것이라고 예측해 교환 시기를 ‘일/월’ 단위로 알려준다. 
사람들은 집에서 생활하고 잠을 자는 동안에도 건강을 위해 공기정화장치에 가습기를 가동한다. 어떤 사람은 자동차를 잠깐만 이용하는 사람도 있지만 어떤 사람은 집보다 차안에서 생활하는 시간이 더 많은 경우도 있다. 차를 타고 어딘가를 다녀와서 아니면 바깥바람을 쏘이는 바람에 감기에 걸리는 경우가 있지만 실내 공기가 오염된 차에 오래 탔을 경우 대개는 마이크로 필터에서 나오는 병균이나 바이러스에 의해 쉽게 감염될 수 있다. 의외로 많은 사람이 엔진 오일과 엔진의 에어 필터는 교환하면서도 정작 자동차보다 더 귀중한 자신의 코로 들어오는 공기 정화는 잘 안 하는 경우가 있다. 만약 자신과 가족의 건강을 생각한다면 마이크로 필터의 교환 시기는 늦추지 말아야 한다. 운전자는 잘 모르지만 BMW 자동차의 에어컨 시스템 안에는 외부 공기를 정화시키기 위한 이온 발생 장치가 있으며, 이 장치에는 습도를 조절하는 기능도 포함돼 있다. 결과론적인 얘기지만 CBS가 안내하는 메시지는 고객과 차 모두의 건강을 배려한다는 의미다.



브레이크 패드 마모 연산 계측 원리

브레이크 패드의 마모 정도를 측정하는 방법은 크게 두 가지를 기본으로 한다. 하나는 ABS 기능이 포함된 DSC(Dynamic Stability Control) 모듈에 의해 모니터링하며 다른 하나는 개별 브레이크 패드 센서에 의해 계측된다. 기본적으로 DSC 모듈에서는 평균적으로 얼마나 높은 압력에서 얼마나 자주 밟았는지를 측정한다. 예를 들어 브레이크 페달을 밟았을 때 차의 속도, 얼마나 자주 사용했는지, 최고 온도 등을 파악할 수 있는데, 이는 브레이크 패드와 브레이크 디스크의 강도에 대한 값이 미리 입력돼 있어 가능하다. 시스템적으로 브레이크 패드 두께의 계산에는 제동 주파수, 제동 시간, 차의 속도, 주행거리, 교환 뒤 시간 경과 등의 요소가 이용된다. 또 2차적으로 브레이크 센서(패드 마모 센서)가 이용한 실제 값이 반영된다. 이 브레이크 센서는 오른쪽 앞, 왼쪽 뒤의 브레이크에 측정 깊이가 각각 다른 접촉식 마모 센서가 내장돼 있고, 만약 이 센서에 브레이크 패드의 마모로 인한 접촉이 생기면 DSC 컨트롤 모듈로 즉시 신호를 보내 교환 시기를 보정한다. 즉, 브레이크 패드 역시 주행거리와 주행속도 등 브레이크의 사용량에 따라 교환 시기를 추천하는 것이다.
브레이크 액은 기간이 2년 이상 지나면 함수율이 문제될 수 있다. 함수율이 높아질 수 있는 원인은 브레이크 액 보조 탱크 위에 있는 마개에 들숨과 날숨을 쉴 수 있게 하는 구멍이 있는데, 이 구멍을 통해 수분이 흡수될 가능성이 있기 때문이다. 만약 브레이크 액에서 함수율이 올라가면 함수비등점이 낮아져 브레이크 작동 중에 디스크에서 발생된 열이 패드로 전달돼 브레이크 액 내부에 기포가 발생돼 브레이크 실린더 압축 기능이 현저하게 저하될 수 있다. 때문에 주기적으로 함수율을 체크하거나 CBS에서 정해준 스케줄대로 교환하면 브레이크 성능을 최적으로 유지시킬 수 있다.
냉각수의 경우 시간이 경과되면 유동성이 떨어질 수 있다. 부동액은 완전한 합성물이 아니기 때문에 열, 압력, 전기적인 스트레스 등에 의해 글리세린이 분해될 가능성이 있다. 예를 들어 이렇게 되면 마치 사람의 혈관에 혈전이 생겼을 때 문제가 되는 것처럼 불균일한 점도 유체가 냉각핀이나 구부러지는 자리 등에서 유체의 흐름을 방해할 가능성이 높아진다. 만약 이런 현상이 증가되면 유체역학상 조금이라도 막힌 쪽을 피해 흐름이 좋은 곳만을 이용하기 때문에 점진적으로 전체적인 냉각 성능을 떨어뜨리는 결과를 초래한다. 따라서 냉각수 역시 특별한 문제가 없다고 하더라도 CBS에서는 지정된 교환 주기를 알려준다.
앞서 언급한 내용을 정리하면 전체적으로 CBS에서 경고를 내보내는 로직은 크게 세 가지 유형으로 나눌 수 있다. 엔진 오일, 마이크로 필터, 브레이크 패드는 운행 환경에 따라 교환 시기가 유동적인 ‘적응형’, 브레이크 액과 냉각수, 자동차 검사 항목은 교환 시기가 날짜에 따라 정해진 ‘주기형’, 스파크 플러그, 배기가스 관련 부품 자동변속기 오일 등 나머지 항목들은 정해진 주행거리를 지켜야 하는 ‘거리형’에 해당된다.



키에 서비스 데이터 담는 CBS 

일련의 체크-컨트롤 메시지는 계기판과 i드라이브 디스플레이에서 아주 간단한 기호, 색상 및 문자로 표시된다. 이때 엔진 오일이든 에어 필터든 교환 시기가 가까워지면 매번 시동을 걸 때마다 10초 동안(구형은 6초) 교환주기를 km 단위로 계기판(헤드업 디스플레이도 포함)에 표시한다.
CBS 시스템의 모니터링 결과의 표시는 색을 잘 활용한다. 녹색 바탕에 ‘OK’ 문자는 정비 시기가 4주 이상 남았다는 의미이고, 노란색 바탕에 싱글 삼각형은 서비스를 곧 받아야 한다는 의미다(대략 0~4주 이내, 또는 해당 항목의 수명이 20% 정도 남았을 경우). 빨간색 배경에 더블 삼각형 기호가 뜨면 정비 시기가 지났으니 즉시 서비스를 받아야 한다는 뜻이다.
이런 내용을 해석하면 “앞으로 몇 km 이내에 정비센터로 가서 교환을 하십시오!”라고 안내를 해주는 셈이며, 교환이 끝나고 리셋이 된 뒤부터는 다시 새로운 계산에 들어간다. 그리고 CBS가 제공하는 다른 부분의 상태 정보들은 i드라이브(컨트롤 디스플레이의 설정 > 차량 상태)에서도 검색해 볼 수 있다. 교환 시기가 가장 가까운 항목이 위에서부터 순서대로 정렬된다. 이처럼 각종 센서와 컨트롤 모듈의 데이터를 이용한 CBS의 친절함은 BMW 정비 센터에서 고객의 자동차 점검을 전문으로 상담하는 꼼꼼한 서비스 어드바이저가 동승한 것 같은 효과를 주게 된다.
사실 최신 BMW 차들의 인스트루먼트 클러스터에서는 파워트레인에 대한 세세한 문제부터 브레이크, 타이어 펑크에 이르기까지 400가지가 넘는 체크-컨트롤 메시지를 보는 것이 가능하지만, 편리성을 고려해 운전자에게 최대 72가지만 볼 수 있도록 디스플레이 돼 있다. 그 이상의 내용은 BMW 정비 센터의 첨단 스캐닝 툴을 통해 다시 불러내 확인할 수 있다.
BMW CBS 시스템의 또 다른 특징은 서비스 데이터를 자동차 키에 무선으로 전송할 수 있다는 점이다. 중앙 잠금장치와 이모빌라이저를 관장하는 컨트롤 유닛은 차의 정비에 관련된 데이터를 가져올 수 있고, 이 데이터는 고객의 무선 키로 전송된다. 고객이 CBS 시스템의 안내대로 BMW 서비스 센터를 찾는다는 것은 BMW 프리미엄 서비스의 다음 단계로 넘어가는 것이다. 고객은 서비스 센터의 어드바이저에게 일일이 차의 상태를 설명할 필요가 없다. CBS 항목이 포함된 차의 정비 관련 데이터는 이미 BMW 키에 저장되어 있고, 서비스 어드바이저는 고객의 키를 받아 ‘키리더(KeyReader)’에 꽂으면 입고된 고객 차에 대한 모든 정보를 자동으로 읽어들인다. BMW 서비스 센터는 CBS에는 없는 혹시 모를 고객의 의견과 차가 요구하는 우선 순위에 맞춰 정비 업무를 수행한다. 고객은 편안한 휴식과 다음 비즈니스를 준비하면 된다.

AEM_Automotive Electronics Magazine