사이버트럭보다 인피니티 Q50이 먼저였다! – 스티어 바이 와이어(SBW)
최근들어 Q60을 눈여겨보고있는 와중에 다스시스템이라고 하는 조향축이 물리적으로 연결되어있지 않은 스티어링 시스템이 적용되었다는 걸 알았습니다. 문득, 모터트렌드에서 읽었던 Q50 이야기가 떠올랐는데 그때 글로 접했던 DAS는 정말 놀라운 신기술이었죠.
이번 글의 주제는 Steer by Wire입니다.
Steer By Wire
SBW
최근들어서 현대차그룹의 차량옵션표를 보면 SBW라는 게 적혀 있는걸 종종 볼수가 있는데, 이건 시프트 바이 와이어(Shift By Wire)를 의미합니다. 같은 SBW라고 불리는 스티어 바이 와이어와는 다른 의미를 가지고 있습니다.
스티어 바이 와이어는 말 그대로 선으로 연결된 스티어링 시스템을 의미합니다. 기존에 조향축이 물리적으로 연결되어 있던 것과는 다르게, 스티어링 휠을 돌렸을 때 물리적인 연결없이 입력값에 따라 액츄에이터의 동작을 통해 바퀴가 돌아가는 방식입니다.
제조사 마다 부르는 이름은 조금씩 다를 수 있어도 기본적인 작동 원리는 비슷합니다. 테슬라의 사이버트럭에 이 기술이 적용되고는 반응속도가 느리다는 등의 평들도 쏟아졌지만, 이 SBW가 가지는 장점은 명확했습니다.
흔들리지 않는 편안함
운전을 하다 한쪽 바퀴만 요철을 치고 넘을 때 핸들이 좌우로 요동치는 경험은 다들 해보셨을테죠. 조향축이 물려있는 이상 노면의 정보가 운전자의 손으로 전달되는 것은 당연합니다.
하지만 SBW는 스티어링휠과 앞바퀴 사이에 물리적인 연결이 없는 만큼 요철을 넘을 때의 불쾌한 정보를 스티어링 휠로 전달하지 않을 수 있습니다.
인피니티 DAS
위 영상에서 보이듯 한쪽 바퀴만 요철을 지날때의 블쾌한 피드백이 스티어링 휠로 전달되지 않습니다. 이를 통해 보다 편안한 주행을 할 수 있겠죠.
가변형 기어비
가변형 기어비는 이제는 익숙한 이름이죠. 스티어링 랙의 양끝과 가운데의 기어 티수를 달리해 약간의 타각이 필요한 중고속에서는 섬세한 조작을, 핸들을 몇 바퀴 감아야하는 코너나 유턴구간에서는 편한 조작을 할 수 있도록 앞 바퀴의 타각에 따라 기어비가 변형되는 시스템입니다.
스티어 바이 와이어 시스템에서는 물리적인 연결이 없다는 특성이 기어비를 자유자재로 설정할 수 있게 합니다.
모드에 따라 기어비를 달리하면 편안한 주행을 하다가 스포츠모드에서는 타이트한 기어비로 좀 더 섬세한 조작이 가능해지도록 할 수 있습니다. 또한 차량의 속도와 스티어링 휠이 돌아가는 속도 등을 고려해 상황에 맞는 기어비를 계산해 스티어링을 몇 바퀴씩 돌리지 않아도 되게 할 수도 있죠.
렉서스 RZ의 SBW
해외 리뷰어가 스티어 바이 와이어의 특징을 잘 보여주는 영상입니다. 영상 속 렉서스와 함께 테슬라 사이버트럭도 역시 스티어링의 움직임을 제한하고 가변형 기어비로 운전을 편하게 만들었습니다.
자율주행시대에 발맞춰
공상과학영화 등에서 자율주행 모드가 되면 핸들이 접혀 들어가는 모습들을 종종 보셨을겁니다. 스티어 바이 와이어는 앞바퀴와 스티어링 휠 사이의 물리적 연결을 없앴기 때문에 자율주행 시 조향축의 액츄에이터만 따로 동작하고 핸들은 같이 돌아가지 않을 수 있습니다.
이로 인해 자율주행 모드에서 좀 더 넓은 공간에서 휴식을 취할 수 있게 되고, 나아가 스티어링이 존재하지 않는 실내를 꿈꿔볼 수도 있습니다.
인피니티의 DAS는?
인피니티는 2013년 출시된 D세그먼트 세단 Q50을 필두로 스티어 바이 와이어 시스템인 DAS(Direct Adaptive Steering)을 적용하기 시작했습니다.
DAS는 3개의 ECU를 통해 운전자가 스티어링을 돌리는 입력값을 조향축에 있는 두 개의 모터로 보내 물리적 연결 없이 조향이 이루어집니다. 물론 만일의 경우를 대비해 비상시에 간결한 형태로 핸들과 조향축이 연결되는 FailSafe기능도 갖추고 있습니다.
FAIL SAFE
Fail Safe는 어떠한 기능이 정상 작동하지 않을 때를 대비하여 기능 고장 시에도 안전성을 보장하는 기능입니다.
인피니티의 DAS는 근래 나오는 스티어 바이 와이어와는 달리 극단적인 가변형 기어비가 적용되지는 않았습니다. 모드에 따라 핸들이 무거워지거나 민감도를 조정할 수 있는 정도에 그쳤죠.
초기에 적용되었던 DAS는 초기형 스티어 바이 와이어 시스템인 만큼 조향에 있어 이질감이 존재했습니다. 또한 노면 피드백이 잘 전달되지 않다보니 오히려 필요한 주행정보가 부족하다는 평도 있었으니까요. 이는 Q50 페이스리프트와 Q60부터 2세대 시스템이 적용되면서 개선되었다고 합니다.
그거 고장나면 어떻게 할건데!
이전에 팰리세이드 사건 기억하시나요? 당시 차량의 시프트 바이 와이어에 대한 안전성 이슈가 있었는데요. 시프트 바이 와이어도 마찬가지로 기계식으로 동작하던 것들이 전자식으로 바뀌는 추세이다 보니 아무래도 오작동에 대한 걱정들이 있는 것 같습니다.
후륜 조향 연동
최근 플래그십 차량들에 순차적으로 후륜조향시스템이 적용되고 있습니다. 기본적으로 후륜조향도 시프트 바이 스티어 시스템처럼 어떠한 물리적 연결도 없이 뒷바퀴를 조향하기 때문에 어쩌면 같은 시스템이라고도 볼 수 있습니다. 그래서, 주가 되는 앞바퀴 조향 시스템에 문제가 생기게 될 경우에 뒷바퀴를 조향하여 안전한 곳으로 차량을 움직이는 정도로 사용할 수 있습니다.
편제동
블랙아이스 위에서 차량이 미끄러지는 것처럼 차량이 정상적인 궤도를 벗어나 움직이게 되면 전자제어시스템이 한쪽 바퀴에만 따로 제동을 걸어 방향을 수정하는 안전장치가 있습니다. 흔히 ESC(Electronic Stability Control)라고 부릅니다. 이와 비슷하게 SBW 시스템 고장 시에 스티어 바이 브레이크(SbB)가 작동하게 됩니다.
스티어 바이 와이어 시스템이 정상 작동하지 않을 때, 오른쪽 또는 왼쪽 바퀴에만 제동을 걸면 차량의 진행방향을 바꿀 수 있습니다. 따라서 조향축이 회전하지 않아도 차량의 방향을 바꿀 수 있기에 편제동 제어 또한 FailSafe기능으로 채택되었죠.
마치며
직접 느껴보지 못한 기술에 대해서 섣불리 평가할 수 없기도 하고, 더욱이 스티어 바이 와이어가 점점 상용화되고 있는 시점에 호기심이 마구 생겨나는 것 같습니다. 기회가 된다면 빠르게 경험해보고 알려드리겠습니다.
읽어주셔서 감사합니다.
