매일 운전하면서 자동차를 정기적으로 잘 관리하는 이들도 유지 보수의 중요성을 간과하고 있는 부품이 있다. 바로 MDPS (Motor Driven Power Steering) 또는 EPS(Electronic Power Steering)라 불리는 조향 부품이다.
대부분의 운전자는 주행 중 스티어링 휠을 돌렸을 때 소음이 나거나 고장이 발생해 경고등이 뜨지 않는 이상 큰 불편함 없이 주행을 계속한다. 하지만 차량의 횡방향 제어에 필수적인 MDPS는 안전과 직결되는 부품이다. 이런 이유로 ASIL(Automotive Safety Integrity Level)에서 가장 높은 등급인 D 수준의 요구사항을 충족해야 한다. 또한 제조사들은 설계, 개발, 검증 등의 과정에서 자동차 전자 시스템의 기능적 안전을 보장하기 위한 국제 표준인 ISO 26262 지침을 따르고 있다. 진일보된 차량의 성능에 맞춰 향상된 부품 신뢰도를 기반으로 제품을 개발해 운전자 안전을 확보해 나가고 있다.
조향 시스템의 성능에서 중요한 요소는 MDPS와 같은 파워스티어링 장치 외에도 바퀴의 얼라인먼트다. 토, 캠버 조정은 차량의 주행 성능과 직접적인 관련이 있어서다. 휠 얼라인먼트 틀어짐에 대해서는 아직도 중요도가 낮은 고장 상황으로 인식되고 있지만 실제로 이상이 생기면 다양한 문제가 발생할 수 있다. 우선 타이어의 불균일한 마모 발생으로 타이어 수명을 단축할 수 있다. 바퀴가 정확한 각도로 정렬되지 않으면 차량이 일직선으로 진행하기 쉽지 않아 핸들 조작이 어려워져 주행 중의 조작성과 제어성을 저하할 수 있다. 급정거나 급회전 시에도 차량의 안정성을 낮출 수 있다. 또한 조타된 방향으로 바퀴가 진행하지 않고 굴러가려고 할 때 발생하는 경합적인 저항이 생겨 연료 효율을 줄여 연비가 감소할 수도 있다.
일반적으론 주행 시 스티어링 휠을 통해 운전자가 조향각 제어를 했을 때 주행 중 한쪽으로 치우치는 느낌을 받거나 원점 복원이 제대로 되지 않으면 고장을 쉽게 판단할 수 있다. 다만 운전자마다 느끼는 주관적인 조향감이 다르기 때문에 자율주행 중 LKAS(Lane Keeping Assistant System) 기능을 활용해 더욱 객관적인 판단이 가능하다. 휠 얼라인먼트가 틀어진 차량이 직진할 경우 차선을 계속 유지하기 위해 로직으로 조향각을 일부 보정해 직진 주행하는 데 안전에는 문제가 없겠지만, 스티어링 휠은 정확히 온센터 구간을 유지하지 못할 수 있다.
이런 아이디어를 바탕으로 정확한 휠 얼라이언먼트 이상 신호 감지를 위해 향후 물리적인 조향각 오차와 MDPS 조향력 제어 오차까지 활용해 노면 상태 및 편측 쏠림에 의한 개별 타이어의 틀어짐까지 모니터링할 수 있는 기술이 개발되고 있다. 실현된다면 운전자의 안전을 지키고 차량 유지 보수 비용도 절감할 수 있을 것이다.
차량이 고도화될수록 운전자의 안전을 지키기 위한 법규와 제품의 실패-안전(Fail-Safe) 기능은 더욱 체계적으로 진화하고 있다. 관련 제조사들은 첨단 기능 구현과 동시에 탑승자의 안전 신뢰도를 높여갈 수 있도록 더욱 강화된 검증 프로세스를 구축해 나가고 있다. 다만 기능이 많아질수록 차량 유지 보수 관점에서는 큰 비용이 든다. 따라서 제조사들이 차량의 유지 보수에 도움이 될 수 있는 기능들을 계속해서 제공한다면 안전하고 편리한 운전 생활을 즐길 수 있을 것이다.
현대모비스 기술연구소
