[상식/정보/기술] 다양함을 자랑하는 EPS의 세계

다양함을 자랑하는 EPS의 세계 (2017/11/09)

• 링크 : http://v.auto.daum.net/v/Lsnh2uWKuq
• 스티어링 휠을 쉽게 돌릴 수 있게 된 시기는 의외로 짧음
  • 최초의 내연기관 자동차 - 칼 벤츠
    • 핸들바의 손잡이를 잡고 조향하는 형태
    • 자동차의 주행 속도가 점점 빨라지면서 보다 수월한 조향 시스템 필요
      • 원운동을 통해서 기존보다 조금 더 쉽게 조향이 가능한 스티어링 휠 등장
      • 편안한 운전은 쉽지 않았음
        • 조향 보조장치가 없어 스티어링 회전에 힘이 많이 들어감
  • '파워 스티어링' 등장으로 조금씩 해결
    • 당시에는 엔진의 힘을 빌려 유압을 확보
      • 이를 통해 조향을 좀 더 쉽게 하는 방식
      • 출력에서 약간 손해
      • 연비 면에서도 불리
      • 모듈의 크기가 큼
        • 엔진룸에서 많은 공간을 차지
    • 유압식 파워 스티어링의 문제를 해결하기 위해 등장한 것
      • 전기 모터의 힘을 빌려 조향을 쉽게 하는 EPS
        • EPS는 용도에 따라 다양한 형태로 진화
          • 크게 두 가지로 나눌 수 있어도 구동 모터가 적용되는 부분과 배열 타입에 따라 다양하게 구분
        • C-EPS
          • 조향 시스템
            • 랙
            • 피니언
            • 칼럼
          • 모터가 적용되는 위치에 따라 두 가지로 나뉨
            • 칼럼에 모터가 적용되는 방식
              • 흔히 접할 수 있는 방식
              • 장점
                • 모터와 ECU를 엔진룸이 아닌 실내에 적용할 수 있음
                  • 방수 작업 필요하지 않음
                • 엔진과 변속기를 배치하는 레이아웃에 영향을 미치지 않음
                  • 엔진룸에 여유 공간이 확보됨
                • EPS를 구성하는 모터, ECU, 토크 센서, 감속 기어가 하나의 유닛으로 뭉쳐있는 경우가 많음
                  • 구조가 간단
              • 단점
                • 스티어링 휠을 돌리는 타이밍과 랙이 움직이는 타이밍 사이에 시간차 발생
                  • 직결감이 줄어듬
                    • 직결감 향상을 위해 모터가 칼럼이 아닌 피니언에 적용되는 P-EPS
                      • 사용하는 자동차의 종류가 적음
                      • 적용되는 위치로 인해 C-EPS로 분류하지 않는 경우도 있음
                  • 현재는 제작 기술이 좋아져 시간차를 많이 줄임
              • 사용 차량 : 경차 또는 소형차
                • 공간이 중요하기 때문
        • R-EPS
          • 조향을 보조하는 모터가 랙에 적용되면 R-EPS가 됨
            • 다양한 모델로 갈라짐
              • 모터를 랙에 결합하는 방식에 따라
              • 감속 기어, 토크 센서의 위치 선정에 따라
              • 자동차의 용도와 특색에 따라 선택하여 적용
            • 강점
              • 높은 강성
              • 뛰어난 동적 성능 구현
        • DP-EPS
          • '듀얼 피니언 타입'
            • 특징
              • 감속 기어가 랙과 수직으로 물림
              • 스티어링 휠 축으로부터 어시스트 유닛을 분리하여 장착 자유도를 높임
              • 감속 기어와 모터의 크기로 인해 엔진룸 설계에 영향을 받는 경우가 많음
            • 사용 차량
              • 준중형 이상의 크기
              • 엔진이 차체 뒤에 있는 경우
              • 예 : 혼다 뉴 NSX
        • RP-EPS
          • '랙 패레럴 타입'
            • 특징
              • 토크 센서와 모터의 위치는 DP-EPS와 동일
              • 감속 기어가 랙과 병렬로 물림
            • 장점
              • 감속 기어를 병렬로 배치
                • 크기의 구애를 받지 않음
                • 유닛 자체가 작아짐
                • 엔진룸 내에 설치가 용이해짐
            • 사용 차량
              • 렉서스 LC500
                • 예비용 파워 어시스트 시스템 추가
                  • 격렬한 스티어링 조작에도 오류 없이 반응할 수 있도록
        • RD-EPS
          • '랙 다이렉트 타입'
            • 특징
              • 랙 자체에 모터와 감속 기어가 통합
                • 감속 기어의 마찰로 인한 손실 절감
                • 자동차의 에너지 효율 향상
                • 스티어링을 통해서 앞바퀴와의 직결감을 높일 수 있음
            • 사용 차량
              • 토요타 크라운
        • H-EPS
          • '하이브리드 타입'
            • 기존의 유압식 파워스티어랑과 비슷한 면이 있음
              • 다른 점: 엔진 대신 전기 모터를 통해서 유압을 얻음
            • 장점
              • 안전성과 편안함을 동시에 얻음
            • 단점
              • 부피가 큼
                • 승용차에는 거의 적용되지 않음
            • 사용 차량
              • 대형 트럭 또는 버스
                • 전기 모터로 제어하기에는 힘이 충분하지 않은 차량들
      • 스티어 바이 와이어
        • 현재 자동차에 적용되고 있는 EPS
          • 모터의 제어를 통해 차선 유지기능을 수행할 수 있음
            • 엄밀히 말하면 '스티어 바이 와이어'\
        • 앞으로 다가올 자율주행 시대
          • 스티어링 휠이 랙과 직접 연결되는 형태가 아닌 전기 신호를 통해 랙을 제어
            • 진정한 '스티어 바이 와이어' 필요해질 것
          • 레벨 4 또는 5의 자율주행이 구현되려면 스티어 바이 와이어가 필수적
            • '다이렉트 어댑티브 스티어링' -인피니티 Q50S
              • 기존의 EPS에서 '스티어 바이 와이어'로 진화하는 중간 과정
                • 모든 시스템이 고장날 경우를 대비
                  • 기계적인 백업 시스템 역시 구축