바퀴와 핸들의 기계적인 연결 없는 새로운 조향장치

PATENT SQUARE Offical Writer
2021-02-08
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차량의 시작과 함께한 조향장치는 지난 100여 년간에 걸쳐 발전해왔습니다. 초창기의 조향장치는 핸들을 보조하는 힘이 없이 순수하게 운전자의 힘만으로 조향을 해야 했으며, 1980년대까지만 해도 논파워 스티어링(Non-power steering) 차량이 많이 판매되었습니다. 1990년대에도 1종 보통 면허를 따기 위해서는 논파워 스티어링의 트럭을 사용했습니다.


< '랙 앤 피니언' 구조 (출처:네이버 백과) >

< '유압식 조향장치'의 구조 (출처: auto.danawa.com/news) >


조향을 위해 운전자에게 과도한 힘이 필요한 점을 극복하기 위해 유압식 파워 스티어링(HPS – Hydraulic Power Steering)이 개발되어 1951년 크라이슬러 차량에 최초로 적용됐습니다. 유압식 조향장치는 엔진을 이용해 높은 압력의 유압을 발생시키고 이 압력을 이용해 조향장치에 장착된 피스톤을 밀어주는 구조입니다.


그러나 유압식 조향장치는 유압을 발생시키기 위해 엔진의 동력 중 일부를 계속 사용해야 하는 단점이 있어, 연비 개선을 위해 유압펌프를 엔진 대신 모터로 작동시키는 전기 유압식 파워스티어링(E-HPS – Electro-Hydraulic Power Steering, Ford(1965), Subaru(1988), Toyota(1990), Vorkswagen(1994) ), 조향 보조력 자체를 모터로 제공하는 전동식 조향장치(EPS – Electric Power Steering, NSK(1986), Honda(1990) )가 개발되었습니다.

< 스티어 바이 와이어 '닛산Q50' (출처: marketsnotes) >


이후 조향장치는 자율 주행 기술에 대한 요구가 늘어나고, 전자제어 기술이 발전함에 따라 드디어 핸들과 바퀴가 기계적으로 연결되지 않고 전기적인 신호로만 연결되는 조향장치 “스티어 바이 와이어(Steer by wire)”기술이 적용된 차량이 양산됐습니다. 스티어 바이 와이어 조향장치는 △바퀴와 핸들이 물리적으로 연결이 되지 않아 바퀴에 노면의 요철이나 충격이 입력되어도 핸들이 움직이지 않으며 △핸들의 조작과 상관없이 타이어의 방향을 바꿀 수 있는 등의 장점이 있습니다. (자료인용 : 특허청 블로그)

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