능동형 조향편집자 확인

능동형 조향 주식회사는 자동차의 조향 성능을 향상시키는 첨단 부품을 개발 및 제조하는 기업이다. 2018년 8월 31일에 설립되었으며, 본사는 대한민국 경기도 화성시에 위치해 있다. 대표자는 이상혁이다.

이 회사의 핵심 사업은 능동형 조향 장치, 일명 액티브 프론트 스티어링(AFS)의 개발과 제조이다. 이 기술은 운전자의 조향 입력에 전자적으로 개입하여 조향비를 상황에 따라 가변적으로 조절한다. 이를 통해 저속 주행 시에는 조향 휠 조작을 가볍고 민첩하게, 고속 주행 시에는 안정감 있게 만들어 준다.

능동형 조향 시스템은 기본적인 전동식 파워 스티어링(EPS)을 기반으로 하며, 추가적인 액추에이터와 제어 유닛(ECU), 토크 센서 등으로 구성된다. 이 시스템은 자율주행 기술과의 연동을 위한 핵심 인프라로도 주목받고 있으며, 전기차와 수소전기차를 포함한 친환경차 시장의 성장과 함께 그 중요성이 더욱 커지고 있다.

능동형 조향의 기술 원리는 운전자의 조향 입력과 차량의 주행 상태를 실시간으로 분석하여 최적의 조향각을 계산하고, 이를 전자적으로 제어하는 액츄에이터를 통해 조향 휠과 바퀴 사이의 기계적 연결 비율을 가변하는 데 있다. 기존의 고정된 기어비를 가진 랙 앤 피니언 방식과 근본적으로 다르다. 핵심은 전자 제어 유닛(ECU)이 조향각 센서, 차속 센서, 요 레이트 센서 등 다양한 센서로부터 데이터를 수집해, 주행 조건에 맞게 조향 휠의 회전 각도와 실제 바퀴의 회전 각도 사이의 비율을 동적으로 변화시키는 것이다.

이 시스템은 크게 두 가지 주요 작동 모드로 구분된다. 저속 주행 시에는 조향 휠의 움직임에 대해 바퀴의 각도 변화를 크게 하여 기어비를 감소시키는데, 이는 조향 휠을 적게 돌려도 큰 각도로 회전할 수 있게 하여 주차나 좁은 골목 회전 시 조작성을 극대화한다. 반대로 고속 주행 시에는 기어비를 증가시켜 조향 휠의 민감도를 낮춘다. 이는 작은 핸들 조작에도 차량의 반응이 지나치게 커지는 것을 방지하여 고속 주행 안정성과 직진성을 확보하는 데 기여한다.

또한, ESP(전자식 차체 자세 제어 시스템)나 차선 이탈 경고 시스템 등 차량의 다른 전자식 안정성 제어 프로그램과 연동되어 능동적인 안전 기능을 수행한다. 예를 들어, 급격한 회피 조작 시 과도한 조향을 보정하거나, 측풍이 불 때 차선을 이탈하지 않도록 미세한 조향 토크를 보조하는 식이다. 이러한 전자적 개입은 운전자가 인지하지 못하는 순간에 이루어져 사고 예방에 기여한다.

기술적 구현 방식에는 유압식 전동 조향 시스템을 기반으로 유압과 전자 제어를 결합한 방식과, 모터의 보조 토크만으로 조향을 완전히 제어하는 랙 드라이브 방식의 전동식 파워 조향 시스템이 적용된다. 특히, 자율 주행 기술 발전에 따라 차량의 도로 유지 보조 시스템이 직접 조향을 제어해야 하는 경우, 능동형 조향 시스템은 필수적인 하드웨어 플랫폼으로 자리 잡고 있다.

능동형 조향 시스템은 전자식 조향 장치의 발전된 형태로, 기존의 기계식 조향 장치와는 달리 여러 첨단 구성 요소들이 유기적으로 결합되어 작동한다. 핵심 구성 요소로는 전동식 조향 모터, 전자 제어 유닛(ECU), 토크 센서 및 각도 센서, 그리고 오버레이 기어 또는 듀얼 피니언과 같은 기계적 변속 장치가 있다. 이들 구성 요소는 캔 버스와 같은 차량 통신 네트워크를 통해 엔진 제어 장치(ECU) 및 차량 안정성 제어(ESC) 시스템과 실시간으로 정보를 교환한다.

전동식 조향 모터는 시스템의 구동력을 제공하는 핵심 부품으로, 전자 제어 유닛의 명령에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전하여 조향력을 보조하거나 조향각을 직접 변경한다. 토크 센서는 운전자가 핸들에 가하는 힘의 크기와 방향을 감지하고, 각도 센서는 핸들의 회전 각도와 속도를 측정하여 이 정보를 전자 제어 유닛으로 전송한다. 이 데이터는 차량 속도 센서와 요 레이트 센서 등 다른 센서들의 정보와 함께 종합 처리된다.

전자 제어 유닛은 시스템의 두뇌 역할을 하며, 입력된 다양한 센서 데이터를 분석해 최적의 조향 보조량이나 조향비 변화량을 계산한다. 이 계산 결과에 따라 전동식 조향 모터를 정밀하게 제어한다. 한편, 오버레이 기어나 듀얼 피니언 구조는 모터의 구동력을 기존 조향 랙에 전달하거나, 두 개의 입력(운전자 핸들 입력과 모터 입력)을 하나의 출력(조향 휠 각도)으로 합성하는 기계적 인터페이스 역할을 담당한다.

이러한 구성 요소들의 협력은 다양한 주행 조건에서 운전 편의성과 안전성을 동시에 향상시킨다. 예를 들어, 저속 주행 시에는 모터가 조향력을 크게 보조하고 조향비를 빠르게 만들어 주차와 같이 많은 핸들 조작이 필요한 상황을 편리하게 하며, 고속 주행 시에는 조향비를 느리게 만들어 차량의 직진 안정성을 높인다. 또한, 차량 안정성 제안 시스템이 개입할 때는 운전자의 핸들 입력과 무관하게 모터가 독립적으로 작동하여 차체 자세를 제어하는 데 기여한다.

능동형 조향 장치 시장은 자동차 안전성과 편의성에 대한 요구가 높아지면서 여러 글로벌 자동차 부품 기업들이 기술 개발과 적용에 적극적으로 나서고 있다. 이들은 각자의 독자적인 기술을 바탕으로 다양한 차량 플랫폼에 시스템을 공급하며 시장을 선도하고 있다.

독일의 보쉬(Bosch)는 동력 조향 장치(EPS)와 통합된 능동형 조향 솔루션을 제공하는 대표적인 기업이다. 보쉬의 시스템은 운전자의 조향 입력과 전자 제어 장치(ECU)의 계산에 따른 보정 입력을 결합하여, 고속 주행 시 안정성을 높이고 저속 주행 시 조작성을 개선한다. 이 기술은 여러 유럽 및 아시아 자동차 제조사의 고급 차량에 적용되었다. 일본의 젠텍스(JTEKT) 역시 능동형 조향 분야에서 강력한 경쟁자로, 토요타 자동차와의 긴밀한 협력을 바탕으로 한 독자적인 시스템을 다수 개발하여 토요타의 고급 세단 및 SUV 모델에 탑재해왔다.

한편, 현대모비스와 같은 국내 주요 1차 벤더들도 자율주행 기술과의 융합을 위한 능동형 조향 시스템 개발에 주력하고 있다. 이들의 시스템은 단순한 조향 보조를 넘어, 차선 유지 보조 시스템(LKAS) 및 자율 긴급 조향(AES) 등 고도화된 고급 운전자 보조 시스템(ADAS)과 연동되어 기능한다. 대한민국 경기도 화성시에 본사를 둔 능동형 조향 주식회사와 같은 전문 기업들도 2018년 설립 이후 국내외 시장을 대상으로 AFS 장치의 개발 및 제조에 집중하며 특화된 기술 역량을 구축하고 있다.

능동형 조향 시장은 자율주행 기술의 발전과 전동화 추세에 힘입어 지속적인 성장이 예상된다. 특히, 완전 자율주행(레벨 4 이상)을 구현하기 위해서는 운전자의 개입 없이 차량이 모든 조향 상황을 스스로 제어해야 하므로, 능동형 조향 시스템은 핵심적인 구성 요소로 자리 잡고 있다. 전기차의 경우, 모듈화된 전동화 플랫폼과의 통합이 용이하여 스티어 바이 와이어와 같은 능동형 조향 기술의 적용이 더욱 확대될 전망이다.

주요 시장은 북미, 유럽, 아시아 태평양 지역으로 구분되며, 특히 중국을 중심으로 한 아시아 태평양 시장의 성장률이 두드러진다. 이는 해당 지역의 급속한 전기차 보급 확대와 첨단 운전자 보조 시스템에 대한 수요 증가에 기인한다. 시장은 조향 모터, 전자 제어 유닛, 센서 등 핵심 부품을 공급하는 1차 벤더와 이를 완성차에 통합하는 자동차 메이커 간의 협력 구조를 형성하고 있다.

향후 기술적 전망으로는 스티어 바이 와이어 기술의 본격적 상용화가 주목받는다. 기계적 연결을 완전히 제거한 이 방식은 공간 활용도와 설계 자유도를 극대화하며, 자율 주행 차량과의 궁합이 매우 뛰어나다. 또한, 인공지능 기반의 예측 제어 알고리즘과 결합되어 도로 상황과 운전 패턴을 실시간 학습하며 최적의 조향 성능과 안전성을 제공하는 지능형 시스템으로의 진화가 예상된다.

• 한국자동차안전학회 - 능동형 조향 시스템의 안전성 평가 방법 연구

• 한국자동차공학회 - 차량 동역학 제어를 위한 능동 전륜 조향 시스템의 설계

• 현대모비스 - 기술 소개: AFS(Adaptive Front-lighting System) 및 능동 조향

• 기아 - 기술 라이브러리: R-MDPS 및 조향 제어 시스템

• 국토교통부 - 자동차 안전기준: 조향장치 성능 기준

• 한국과학기술정보연구원 - 자율주행차량의 조향 제어 알고리즘 동향

• 네이버 지식백과 - 자동차 용어사전: 능동 조향

• 한국자동차안전연구원 - 전자식 조향장치의 기능안전 검증 가이드라인

• 서울대학교 공과대학 - X-by-Wire 시스템의 조향 제어 신뢰성 향상 연구

• 한국자동차산업협회 - 스티어 바이 와이어(Steer-by-Wire) 기술 표준화 동향