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자동차와 함께

MDPS의 개념과 장단점에 대해 살펴보자.

조향을 동력원으로 하는 스티어링 방식중 하나인 MDPS는 전기모터를 기반으로하는 조향보고장치라고 할 수 있다. 일반 유압식과는 달리 유압을 사용하지 않고 전동기를 통해 조향계통에 관여하게 된다. 파워스티어링의 경우 유압을 사용하기 위해 엔진의 손실을 감행한다.


연비는 좋아지지만 무게가 가벼워져 조향시 핸들의 묵직함이 없어 고속주행시 불안정한 주행감을 가져다준다. 하지만 스티어링의 손실이 적어 정비성이나 수명에서 높은 점수를 받는다. 자세제어장치의 경우 ECU가 필요한데 두가지 시스템이 결합이 되면 장점만 결합하는 결과를 낳는다.


이로인해 많은 자동차 브랜드가 이런 시스템을 추구하고 있다. 보통 EPS라고 불리는데 기아나 현대에서는 MDPS라고 사용하고 있다. 전자식 파워 스티어링 시스템은 현대나 기아차에서 채용하고있다. 보쉬나 선진 브랜드의 경우 한국에서 채용한것과 달리 매우 완성도가 높은것을 사용한다.


이때문에 국산차가 비난을 받거나 몰매를 맞는 경우도 있었다. 이후 개선점이 보였지만 현재까지의 격차를 단번에 줄일 수는 없었다. 현재는 기술력이나 노하우가 다른 브랜드에 비해 부족하여 따라잡을래야 잡을 수 없는 처지에 놓여있다.


시스템 구성을 보면 스티어링 구동용 전동기와 조향토크센서, MDPS 제어기로 나누어볼 수 있다. 구동용 전동기는 전자식 파워 스티어링 시스템을 구동하기 위한 필수요소로 브러쉬리스 모터가 사용된다. 소형차량에는 원가절감을 위해 적용된다.


회전중의 마찰감소도 크지 않기 때문에 수명이 길고 셀모터나 알터네이터도 동일한 결과를 낳는다. 조향 토크센서는 토션바의 비틀림을 감지하는 역할을 하는데 운전자가 핸들을 돌릴때 힘이나 방향을 미리 알 수 있는것이다. 광학엔코더 및 자기식 엔코더를 사용하게 된다.


이러한 센서는 변위 센서에 해당되며 토크센서라 부르기도 한다. 제어기는 이러한 센서로 부터 입력을 받은후 전동기를 작동하게 하는것을 말한다. MDPS의 종류를 살펴보면 랙마운트 방식와 칼럼마운트 방식을 볼 수 있다. 두가지 방식 모두 장단점이 많다.


칼럼은 스티어링 토크에 한계가 있고 소음이나 진동을 체감하기 쉬워 운전자의 안정감이 떨어진다. 나쁜 조향감이 가장 큰 단점이며 반대로는 스포츠카에 적용될시 더욱 뛰어난 몰입감을 느낄 수도 있다. 랙마운트는 바퀴에 조향축이 연결되어 있는것인데 칼럼보다 나은 성과를 보여준다.


모터가 엔진의 열기나 외부환경에 노출이 되어있다는 것이 단점으로 여겨진다. 전체적인 장점은 정비성, 연비에서 높은 점수를 받는다는것이다. 정비의 경우 시스템으로 작동하는 만큼 기계적인 부분이 적어 외부의 환경을 적게 받는다.


연비에서도 동일한 결과를 얻는다. 크랭크축에 연결된 유압펌프가 계속 움직이기 때문에 작은 동력을 쓰더라도 엔진과 같이 돌아가기 때문에 손실은 얻지만 보다 높은 효율로 연비를 얻을 수 있다.