최근 자동차는 더욱 진보하면서 안전장치와 편의 장치가 극대화되고 있는 상황이다. 더욱 안전하면서도 빠르게 목적지까지 이동시켜주는 미래의 이동 수단으로 발전하고 있다. 예전의 단순한 이동 수단인 자동차의 개념에서 미래의 모빌리티로 진보하고 있다고 하겠다.
최근의 화두는 전기차와 수소전기차 같은 무공해차, 자율주행 기능 등이 버무려져 있다. 구체적으로는 OTA 같은 실시간 무선 업데이트 기능이나, 휴대폰과의 연동성은 기본이고 아직은 자율주행이기보다는 운전보조 기능인 ADAS 같은 기능이 관심을 끌고 있다. 다른 차종 대비 차별화된 기능을 부여하여 소비자를 유혹하고 있다고 할 수 있다.
최근 이러한 각종 장치 중 4륜 조향장치가 관심의 대상이 되고 있다. 국산 제네시스 차종 등 고급 프리미엄 차종을 중심으로 여러 차종에 이러한 자동차 4륜 조향장치가 본격적으로 장착되고 있다. 소비자 등 여러 계층에서는 4륜 조향장치가 신기하고 관심의 대상이 되고 있으나 이 장치는 오랜 역사를 지니고 있다.
이미 약 20여 년 전 일본 마즈다 등 일본 차종에는 차종에 따라 4륜 조향장치가 장착된 차종이 있었다. 특히 스포츠카 등에 이 장치가 장착되어 운전에 상당한 도움이 되었다고 할 수 있다. 당시 4륜 조향장치의 특허는 일본 제작사가 상당수 보유하고 있었다. 당시는 초기 기계적 4륜 조향장치였으나, 현재는 전자식 장치로 개발되면서 더욱 세밀하고 세련된 안전장치로 부각되고 있다.
최근 사용되고 있는 4륜 조향장치가 장착된 차종의 경우 용어 정의에 있어서 언론에서는 '후륜조향'이라는 언급을 자주 하고 있다. 그러나 이러한 용어는 잘못된 것이다. 일반적으로 전륜 조향은 일반 자동차에 적용되는 방식으로 앞쪽의 2륜만 조향하는 장치를 지칭한다.
반면 후륜 조향은 가장 대표적인 차종이 지게차라고 할 수 있다. 지게차는 전륜은 고정되어 있고 후륜만 조향한다. 우리가 현재 언급하는 4륜 조향장치는 4WS(4 Wheel Steering)를 지칭한다. 네 바퀴 모두 상황에 따라 움직이는 장치라고 할 수 있다. 비슷한 용어의 4WD라고 하는 4륜 구동장치를 생각할 수 있다.
4륜 조향장치를 장착한 자동차는 운전에 있어서 특이하게 작동한다. 물론 적용되는 차종에 따라 기술의 정도가 다르다 보니 뒷바퀴 조향에 있어서 각도 등의 적용에 한계가 있는 만큼 기술의 정도가 다르다고 할 수 있다. 최근 일반화된 4륜 구동장치의 경우 AWD가 되면서 적용되는 기술이 차이가 있는 것과 같다고 할 수 있다.
4륜 조향장치의 작동은 사거리 등에서 우회전 및 좌회전할 경우 저속에선 앞바퀴가 우회전할 경우에는 뒷바퀴는 반대인 좌측으로 꺾어지면서 원주를 크게 도는 특징이 있다고 할 수 있다. 그러다 보니 일반적으로 뒷바퀴가 조향 없이 딸려오는 경우와 달리, 4륜 조향장치가 장착된 자동차는 원주를 크게 돌면서 안전하게 회전하는 특징이 있다. 특히 이 경우 주차장 등에서 일반적인 큰 차량을 주차할 경우 전후로 여러 번 조향하는 불편함을 4륜 조향장치가 장착된 차량은 한두 번으로 할 수 있다.
우리가 운전하면서 대형 트럭 등이 우회전 등을 할 경우 중앙선을 넘어 크게 도는 모습을 자주 볼 수 있다. 이유는 역시 뒷바퀴가 차체에 끌려오면서 안쪽 영역을 침범하는 모습을 자주 볼 수 있기 때문이다. 이것이 전륜 조향의 한계라 할 수 있다.
중속에서는 앞바퀴 조향과 달리 뒷바퀴는 중간 정도로 움직이면서 적절한 조율을 한다. 고속에서는 앞바퀴 조향과 같은 방향으로 뒷바퀴가 움직이면서 조향이 원활하게 진행된다. 이 경우는 고속도로 등에서 앞차를 추월하기 위하여 좌회전 차로 변경을 하게 되는 경우의 안전성을 생각할 수 있다.
일반의 경우는 갑작스러운 차로 변경으로 차체의 진행 방향과 바퀴의 방향이 갑작스럽게 틀어지면서 차체가 진동하고 불안정한 특성이 나타난다. 그러나 4륜 조향의 경우는 같은 방향으로 바퀴가 움직이면서 네 바퀴가 동시에 틀어지게 되고 차체가 틀어지지 않고 차량이 사선으로 움직이면서 차체가 흔들리지 않고 안정되게 차로 변경이 가능해진다.
전체적으로 4륜 조향장치가 장착된 차량은 더욱 안전한 운행이 가능하다. 최근의 장치는 더욱 전자화되어 세밀한 운행이 가능하다. 역시 가장 큰 단점은 첨단 장치 장착에 따른 비용이 커진다는 것이고, 고장 등이 발생할 경우 역시 비용이 수반된다는 것이다.
국내에서도 글로벌 부품회사인 만도가 이제 본격적으로 국산 모듈을 창작하면서 새로운 시대를 열기 시작했다. 만도의 경우 제동장치나 현가장치 등을 대상으로 하드웨어적인 부품을 없애고 신호로 모듈을 제어하는 X by Wire라는 신기술을 본격적으로 적용하면서 글로벌 시장을 상대로 미래 모빌리티를 선도하고 있다.
최근 부각되고 있는 4륜 조향장치가 장착된 차량이 더욱 안전하게 운행할 수 있는 대표 장치로 안착되기를 기원한다. 동시에 국산 첨단 장치가 글로벌 시장에서 시장을 주도하는 장치로 자리매김하기를 바란다.
김필수 (김필수 자동차연구소 소장, 대림대 교수)
