속도감응형 파워스티어링

속도감응형 파워스티어링은 동력 조향장치로, 자동차 주행 속도가 높아짐에 따라 스티어링휠이 무거워지도록 하는 것이다. 동력 조향의 효과가 일정할 경우, 저속에서 스티어링휠의 조작력을 가볍게 하면 고속주행에서는 지나치게 가벼워 주행이 불안정하게 된다. 따라서 동력 조향장치에 자동차의 주행 속도를 검출하는 기구와 조작력을 보충하는 배력 기구를 추가로 설치하여, 자동차의 주행 속도 변화에 대응한 최적의 조향력을 얻을 수 있도록 한 것이다.

반면 엔진 회전수를 알아보아 일정 회전수 이상에서 핸들이 너무 가벼워지지 않게 한 것을 회전수 감응식 파워 스티어링이라고 한다.

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상세

속도감응형 파워스티어링은 차량의 속도에 따라 운전자가 안전하게 스티어링휠을 조작할 수 있도록 도와주는 기능이다. 운전자의 조작력을 작게 하고, 노면으로부터의 충격에 의한 스티어링휠의 툭 치는 현상들을 방지할 수 있으며, 앞바퀴의 흔들림 현상을 감소시켜주는 유용한 시스템이다. 스티어링휠을 운전자 힘으로만 조작하기에는 힘이 많이 들기 때문에 유압펌프를 이용하여 운전자의 핸들 조작력을 줄이고, 기계적으로 핸들 조작을 보조해 주기 때문에 노약자, 여성 누구나 손쉽게 핸들을 조작할 수 있게 한다.

자동차의 속도에 따라 핸들의 무게감을 다르게 변화시켜 주는데 저속 주행시에는 스티어링휠을 가볍게 작동하도록 하여 안정감 있는 운전을 할 수 있게 한다. 이와 반대로 차량이 고속주행을 할 때에는 스티어링휠을 무겁게 작동하도록 한다. 속도감응형 파워스티어링 시스템으로 과하게 운전대에 힘을 줘 온 몸을 긴장해야 했던 상황에서 벗어나 편안한 운전을 할 수 있다. 과거 속도감응형 파워스티어링 방식을 사용하면 각 구성 부품의 숫자가 많아질뿐만 아니라 부품자체도 상대적으로 고가라 경제성이 떨어진다는 이유로 속도 감응형 파워 스티어링 시스템은 중대형급 이상의 고급차에만 선별적으로 장착했으나, 최근에는 대부분의 차량에 적용되는 것을 넘어서 더 진화된 속도감응형 전동식 파워스티어링으로 바뀌고 있다.

방식

속도에 따라 파워스티어링 시스템의 조작력을 조절하는 방식에는 두 가지가 있다. 한 가지는 실제 속도 대신 엔진의 회전수에 따라 유압펌프의 토출량을 조절하는 방식이다. 즉 속도가 빠르면 엔진회전수도 따라서 상승할 것이라는 전제에서 출발한 타협형이다. 이 방식은 유압펌프 자체에만 회전수 감응식 토출량 변화장치만 추가하면 되므로 원가 부담이 적다. 따라서 중소형 승용차 대부분이 방식을 사용했다. 그러나 저단 기어를 이용하여 엔진 회전수만 올리며 주행하는 경우 즉 산악도로나 급커브 주행시에는 핸들이 지나치게 무거워져서 민첩하게 조향하는데 오히려 방해가 되는 경우도 있다.

두 번째 방식은 차량의 실제 주행속도를 기준으로 파워스티어링 유압펌프의 토출량을 변화시키는 방식이다. 이 방식은차량 속도센서로부터 신호를받은 파워 스티어링 컨트롤 유닛이 파워스티어링 펌프의 토출량을 전기적으로 제어한다. 이 방식을 사용하면 각 구성부품의 수가 많아질 뿐만 아니라 부품 자체도 상대적으로 비싸 경제성이 떨어진다.

이같은 이유로 속도감응형 파워스티어링 시스템은 중대형급 이상 고급승용차에만 선별적으로 장착되었다. 국산승용차는 2천5백㏄ 이상급에서는 거의 기본적으로 장착되었으며, 2천㏄급에서는 크레도스 엑세스 등 일부 최고급 모델에만 장착되었다. 그러나 안전과 편의성을 동시에 요구하는 시대가 찾아오며 고객들의 기호도와 점차 강력해지는 차량의 성능을 감안해 속도감응형 파워스티어링 시스템은 필수장비로 자리잡았다.

진화

속도감응형 전동식 파워스티어링

속도감응형 파워스티어링은 말 그대로 속도에 따라 유압을 조정해, 저속에서는 스티어링휠을 가볍게 고속에서는 무겁게 반응하도록 만들어 준다. 하지만 이러한 단점을 극복한 기술이 개발되기 시작했다. 유압이 아닌 전기로 스티어링휠을 제어하기 시작한 것이다. 현대모비스㈜가 2008년 국산화 개발에 성공해 양산하고 있는 전동식 파워스티어링이 바로 그것이다. 이 장치는 전기모터를 이용해 차량의 주행조건에 따라 운전자가 최적의 조향 성능을 확보할 수 있게 도와준다. 특히 인공지능 역할을 하는 전자제어장치와 운전자의 미세한 핸들 조작도 감지할 수 있는 최첨단 광학식 센서를 통해 주행 안정성을 향상시키는 특징이 있다. 따라서 빠른 데이터 처리 단위를 확보해 저속에서는 부드러운 조향감을, 고속에서는 든든한 조향감을 준다.

전자식 조향장치는 기존의 유압식 조향장치와 비교할 때 고급 중대형 차량에서나 적용되던 첨단 장치인 유압식 속도감응형 파워스티어링보다 성능이 뛰어날 뿐만 아니라, 모터, 센서, 전자제어장치(ECU), 감속기어로 이뤄져 차량에서 차지하는 공간면적이 줄어드는 한편, 무게도 5kg 이상 저감되는 장점이 있다. 이와 함께 연비도 3~5%정도 향상되는 것도 특징이다. 기존의 유압식 조향장치는 오일펌프와 엔진이 벨트로 연결되어 항상 작동했기 때문에 연료 소모율이 많았지만, 전동식 조향장치는 벨트 대신 자동차의 발전기로부터 전기를 공급받아 필요시에만 모터를 작동하기 때문에 엔진의 연료소모가 줄어드는 효과가 있다.

참고자료

• 〈속도 감응식 파워 스티어링 ( progressive power steering )〉, 《자동차 용어사전》
• 〈차속 감응형 파워 스티어링 ( vehicle speed sensing power steering )〉, 《자동차용어사전》
• 〈속도 감응형 파워스티어링/ 주행속도 따라 핸들조작력 조절〉, 《매일경제》, 1996-04-16
• 〈주행속도 따라 핸들조작력 조절〉, 《매일경제》, 1996-04-17
• 현대모비스 기술연구소 섀시부품설계팀 차우진 부장, 〈(모비스 부품이야기③) 저속에선 가볍게, 고속에서는 무겁게 변하는 것은?〉, 《더중앙》, 2009-11-25
• 임세영 기자, 〈(포토엔)‘5G 그랜져’ 속도감응형 전동식 파워스티어링〉, 《뉴스엔미디어》, 2011-01-13
• 동짓달21, 〈속도감응형 파워스티어링, 전동식 틸트& 텔레스코픽 스티어링 휠????〉, 《네이버 블로그》, 2014-08-25
• 자동차 역사가, 〈36. 속도 감응형 전동식 파워스티어링 (자동차 사양/옵션)〉, 《코리아오토뉴스》, 2015-01-02

같이 보기

• 스티어링휠
• 파워스티어링

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