공회전 제한 장치

공회전 제한 장치 또는 ISG(아이에스지)는 "Idle Stop and Go system"의 약자로서, 자동차의 공회전으로 인한 대기오염 및 연료 손실을 줄이기 위하여 자동차 원동기의 공회전을 제한하는 장치이다. 신호 대기 상황이거나 정차 중일 때 차의 엔진을 일시 정지하여 연비를 향상시키고, 배출가스 발생을 억제하는 효과가 있다. 스탑앤고(Stop & Go) 또는 스톱앤고라고도 한다.

개요

공회전 제한 장치는 교통 신호에 걸리거나 기타 이유로 차량이 멈춰 대기중일 때 시스템 요구 조건이 충족되면 엔진이 자동으로 꺼지고, 브레이크를 떼었을 때 다시 자동으로 시동이 걸리면서 엔진이 구동되는 시스템이다. 자동차의 경우 주행은 물론 공회전 시에도 엔진이 작동하고 있기 때문에 연료가 소비되고 배기가스가 배출되는데 공회전을 자주 할수록 연비가 나빠지는 결과가 나온다. 이때 공회전 제한 장치가 장착된 차량은 불필요한 공회전을 최소화시켜주기 때문에 연비는 물론 환경 보호에도 도움을 준다. 재시동을 위해 사용되는 연료의 양은 차량에 따라 다르지만 2~7초 정도의 공회전에 소모되는 양과 비슷하며, 그 이상 정차하는 경우 공회전 제한 장치 효과가 발휘한다고 볼 수 있고, 극심한 정체 시 미적용 차량 대비 연비가 15%나 올라간다.

작동 조건

ISG 시스템은 안전과 엔진 보호를 위해 특정 조건을 만족해야만 작동하며, 차량 제조사 및 차종별 조건이 상이하나 일반적으로 조건들은 아래와 같다.

• 운전석 안전벨트가 채워져 있을 때
• 운전석 도어 및 후드가 닫힌 상태
• 브레이크 부압이 적절할 때
• 배터리 충전 상태 및 배터리액의 온도가 적절할 때
• 차량 속도가 일정 속도를 넘은 후 다시 정지할 때
• 히터 및 에어컨 시스템 조건이 만족 되었을 때
• 냉각수의 온도가 30℃ 이상일 때
• 도로 경사가 평탄하거나 완만할 때
• 스티어링 휠의 조향 각도가 크지 않을 때
• 디젤차의 경우 DPF 재생중이 아닐 때
• 변속기의 위치가 D 또는 N 상태이며 수동 모드가 아닐 때

도입배경

공회전 제한 장치는 폭스바겐(Volkswagen)에 의해 1990년대에 처음 소개되어 실용화될 수 있었음에도 재시동시 출발지연 문제와 사회/환경 측면에서 등한시되었다. 하지만 지구온난화와 고연비에 대한 필요성이 강조되는 환경 속에서 선보이고 있는 공회전 제한 장치는 이러한 단점이 대폭 개선되었고, 작동 원리에 있어 연료절약과 배출가스 저감을 위해 엔진을 자동 정지시키는 하이브리드 시스템과 비슷한 기능을 갖고 있어 2020년 이후에는 출시되는 대부분의 신차에 탑재되고 있다. 공회전 제한 장치는 크게 두 가지 이유로부터 도입되었다. 첫 번째는 국제 유가 추이 및 한국의 수송분야 석유 소비이다. 2005년/2006년을 정점으로 공회전 제한 장치가 막 도입되기 시작한 시기인 2009년의 세계 석유 생산량은 약 2년간 감소 추세에 있었으며, 특히 석유수출기구(OPEC) 회원국에 해당하는 산유국들과 신흥산업국인 브릭스(BRICs)의 석유 소비가 급증함에 따라 국제유가가 계속 급등하고 있었다. 2005년 이후 전 세계 석유 소비량 증가율은 1%대였으나, 2010년 기준 중국은 5~6%대, 중동은 4%대, 아프리카도 4~6%대의 증가율을 보였다. 한국은 당시 석유 수입량 세계 4위, 석유 소비량 세계 7위를 차지했고, 2004년 수송부문은 23.5%이며, 수송부문 소비 중 자가용의 비중은 56.4%, 운수업은 43.6%를 차지했다. 두 번째는 자동차 공회전이 야기시키는 사회/환경적 영향이다. 2010년 기준 승용차 1대가 하루 10분 동안 공회전을 안하면 승용차의 경우 연간 94,100원, 경유차는 89,490원을 절약할 수 있었으며 휘발유차는 연간 126g, 경유차는 3,600g의 대기오염물질 배출을 억제할 수 있었다. 또한 자동차 공회전 시에는 배출가스 온도가 약 200도에서 300도로 낮아 자동차에 부착되어 있는 정화장치 효율이 10% 이하로 떨어져 주행 시와 비교하여 일산화탄소는 6.5배, 탄화수소는 2.5배 더 많이 배출시키며, 윤활유의 유막 형성 기능을 약화시킴으로써 엔진오일의 수명을 최대 75%까지 감소시키고, 점화플러그와 실린더 벽에 기름찌꺼기를 만들어 엔진 체계를 손상시킬 수 있다. 공회전 제한 장치가 보편적으로 도입되기 직전에는 유럽연합, 미국, 일본을 중심으로 자동차 연비 규제가 강화되고 있었다. 유럽연합(EU)에서는 집행위가 2007년 2월 7일, 자동차에서의 CO2의 배출량을 2012년까지 EU 역내에서 판매하는 신차에 대해 평균 120g/km 이하로 대폭 삭감하는 것을 의무화하는 문서를 발표하였다. 이 협정에서 유럽 차의 경우 2008년까지, 일본 차와 한국 차의 경우 2009년까지 CO2 배출량을 평균 140g/km 이하로 억제하도록 요구했다. 미국에서는 2007년 1월 하순, 미국의 대기업 상위 10개사가 대통령에게 2050년까지 CO2의 배출량을 60~80% 삭감한다는 목표를 설정하고 이를 의무화할 것을 제안했으며, 또한 2007년부터 10년간 가솔린의 소비량을 20% 삭감한다는 목표를 내걸고 자동차 연비 개선을 강하게 요구했다. 일본에서는 경제산업성과 국토교통성이 2006년 12월 중순에 목표 달성을 2015년도로 하는 ‘승용차 등을 대상으로 한 새로운 연비 기준’을 발표, 규제를 강화했다. 이것이 결정되면 2015년에는 2004년도 출하 대수 기준과의 비교에서 23.5%의 연비 개선이 필요한 수준이었다. 이렇듯 급속한 유가상승으로 인한 연비 효율측면에 전 세계의 관심이 집중되는 추세였다. 특히 유럽의 자동차 시장은 자동차 회사로 하여금 소비자들의 가격 하락 요구와 함께 지속적으로 연비를 개선하도록 엄청난 압력을 가했다. 유럽의 자동차 회사들은 유럽 자동차 공업협회(ACEA)를 통해 2008년까지 배출량을 25%까지 감축하도록 합의를 하였다. 이러한 도전에 대응하기 위해서 자동차 회사들은 여러가지 기술 개발을 시도하고 있는데, 공회전 제한 장치는 이중 가장 확실한 기술 중의 하나로 인정되어 42V 하이브리드 자동차용은 물론 기존 14V용으로도 제품이 개발되어 세계 굴지의 전장품 제조 회사들이 제각기 개발품을 소개하면서 공회전 제한 장치가 보급되기 시작하였다.

규정

환경부는 ‘대기환경보전법 제59조(공회전의 제한)’의 법률 개정을 통해 자동차 공회전 제한의 의무화 조치를 위한 법적 근거를 마련하였으며, 공회전제한장치 제품의 품질과 안정성을 확보하기 위한 성능 기준에 대한 규정(대기환경보전법 제60조: 배출가스저감장치 및 공회전제한장치의 인증 등)을 제정하였다. 그리고 서울시, 인천시, 세종시 등에서는 관련 조례를 제정하여 자동차의 공회전을 제한하는데 필요한 사항을 규정하고 있다.

참고자료

• 〈공회전 제한 장치〉, 《나무위키》
• 손명희, 박종현, 손승원, 〈Stop-Start 시스템 기술 동향〉, 《한국전자통신연구원》, 2009-10
• 이규진, 장정아, 최기주, 심상우, 〈승용차 공회전제한장치 장착전략의 경제효과분석: 수도권 지역을 대상으로〉, 《아주대학교》, 2014-10
• 공임나라, 〈운전 상식 - 공회전 제한장치 스톱 앤 고 (ISG)〉, 《네이버 포스트》, 2017-11-06

같이 보기

• 공회전
• B-ISG
• ISG

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