한양대학교 한양대학교 ECAD 연구실

Steer-by-wire(전기적으로 작동되는 조향장치)는 무게, 복잡성 및 전원관리 측면에서 장점이 매우 많다. 그런데, BMW는 왜 조향장치에 전기구동 시스템의 도움을 받는 하이브리드 유압시스템을 채택했을까? 해답은 느낌과 조향성능에 있다. 많은 BMW의 운전자들은 도로의 상태를 느낄 수 있으면서 최적화된 시스템을 원하고 있다고 회사측은 말한다. BMW의 능동조향(Active Steering) 분야의 선임 기술자인 P. Koehn은 Steer-by-wire는 고객이 원하는 자연스런 느낌을 전달할 수 없다고 말한다. 능동조향 시스템은 유성치차의 링기어를 회전시키기 위해 Papst의 브러쉬리스 dc 모터를 이용한다. 이 모터는 기어비를 증/감시킴으로써 조향비(핸들 회전과 바퀴 회전의 비율)를 효과적으로 변화시킨다. 예컨대 주차시에는 회전비를 10:1로 낮추어 2회전 이내로 하고, 고속도로에서 고속 주행시에는 핸들을 조금만 돌려도 측면 가속도가 크게 나타나기 때문에, 전기모터를 이용하여 20:1로 높인다. 일반적인 자동차는 약 14:1로 절반에 불과하다. BMW의 능동조향 기술은 넓은 조향비가 가능하여 회전 성능이 우수하며, 운전자의 노력과 핸들 회전을 최소화해준다. 특히 저속에서 일반 시스템에 비해 핸들회전을 반으로 줄여준다. 또한 조향시스템에 dc 전기모터를 추가하여 차안의 소음을 가능한 한 최소화했다. Koehn은 자동차에 일반적으로 적용되는 모터 대신 컴퓨터나 자동차 의자 등에 사용되어 온 조용하면서 강한 브러쉬 리스 dc 모터를 채택했다고 말했다. Papst 브러쉬리스 모터는 유성기어 박스의 유성기어를 둘러싼 링 기어를 구동한다. 이 모터는 자동차의 속도 및 바퀴의 각도에 따라 효과적으로 조향비를 증감시켜 준다. 전기모터에 고장이 발생되면 링기어는 고정되어 일반적인 파워 스티어링으로 복귀된다. 이 모터는 최대 출력이 400w이지만, 약 90%는 20~40w만을 사용한다고 Koehn은 말했다.