BMW xDrive의 역사 및 기술소개

BMW 인텔리전트 사륜구동 시스템 발전사

전 세계에서 판매되고 있는 BMW 차량 3대 중 1대에 xDrive 사륜구동 시스템이 적용되고 있다. BMW는 스포츠 액티비티 비히클 X시리즈뿐 아니라 1시리즈에서 7시리즈에 이르는 폭넓은 라인업에 사륜구동 시스템을 적용하고 있다.

실제로 BMW는 프리미엄 자동차 브랜드 가운데 사륜구동 모델 선택의 폭이 가장 넓은 브랜드 중 하나다. 또한 여러 형태의 차체와 파워트레인에 적합한 형태의 독자적 사륜구동 시스템을 개발함으로써 기술적으로도 선도적 위치에 서있다. 특히 전륜구동 방식은 물론 최근 주목받고 있는 하이브리드 파워트레인에도 xDrive를 결합하는 등 탁월한 사륜구동 기술력을 입증하고 있다.

BMW가 현재 전 세계에 판매하고 있는 차량 가운데 xDrive가 결합된 모델은 총 12개 시리즈에 110종 이상, 국내에도 총 11개 모델 35종이 판매되고 있다. 특히 플러그인 하이브리드 스포츠카인 i8은 내연기관과 전기모터가 필요시 지능적으로 사륜구동 방식으로 주행함으로써, 첨단 기술을 활용해 성능과 경제성을 동시에 충족하는 미래 사륜구동 기술의 모습을 구현하고 있다.

BMW가 사륜구동 시장의 문을 처음으로 연 것은 1985년이다. 그해 프랑크푸르트 모터쇼(IAA)에서 BMW 325i(개발 코드명 E30)의 사륜구동 모델을 공개하고 판매를 시작했다. 당시에는 승용차와 사륜구동 기술의 결합이 생소하던 시절이었기 때문에, BMW 사륜구동 시스템의 장점과 잠재력은 미디어에서 먼저 주목했다.

첫시도였음에도 BMW의 사륜구동 시스템은 미끄러운 노면과 악천후에서 구동력과 접지력을 높이는 동시에 코너 핸들링을 한층 더 역동적으로 구현해냈다. 시작부터 BMW의 사륜구동 시스템은 핸들링이 둔한 일반 사륜구동 시스템과 다른 길을 걸었다.

BMW의 사륜구동 시스템은 처음부터 BMW 고유의 후륜구동 특성을 잘 살리도록 만들어졌다. 즉, 사륜구동 모델에서도 구동력이 뒷바퀴로 더 많이 전달된다. 그 덕분에 사륜구동 모델에서도 토크 스티어가 거의 없는 BMW 고유의 정밀한 스티어링 반응이 유지된다. 코너링의 짜릿한 감각과 높은 수준의 안정성을 전할 수 있도록, 최신 BMW xDrive 시스템은 차가 코너에 들어서는 즉시 뒷바퀴로 전달되는 동력을 높이기 시작하기 때문에 BMW의 만족스러운 주행감각을 더욱 키워준다.

1985 년에 등장한 BMW 325i 사륜구동 모델에 쓰인 상시 사륜구동 시스템은 앞, 뒷바퀴의 구동력 배분 비율이 37:63이었다. 앞바퀴로 구동력을 배분하는 트랜스퍼 케이스는 변속기 뒤에 설치되었고, 구동력 배분을 조절하는 센터 디퍼렌셜은 비스커스 커플링 방식으로 플래니터리 기어와 일체형으로 만들어졌다. 또한 뒷디퍼렌셜에도 비스커스 커플링이 더해져 좌우 바퀴 회전속도 차이에 반응해 구동력을 조절했다. 구동력과 안정성을 높이기 위해 앞, 뒷바퀴 사이의 동력을 거의 변함없이 연결했다. 이 모델의 이름은 곧 BMW 325iX로 바뀌었고, 1988년부터는 투어링 모델에도 적용됐다. 이후 모델 이름에서 X가 앞쪽으로 옮겨져 325xi가 되었고, E36 3시리즈에서는 잠시 사라졌다가 1998년에 등장한 E46 3시리즈에서 다시 부활했다.

1991 년에는 E34 5 시리즈에도 사륜구동 모델이 등장했다. BMW 525iX의 사륜구동 시스템은 출시 당시부터 돋보였다. 처음으로 전자제어 시스템으로 구동력 배분을 하게 되면서 반응이 매우 빠르고 정확해졌으며, 그로 인해 젖은 노면이나 눈길처럼 까다로운 주행조건에서도 안전하고 중립적인 핸들링 특성을 나타냈다. 5시리즈에서도 사륜구동 모델은 세단과 투어링 모델 모두에 적용됐다.

새로 개발된 시스템의 특징은 기본 36:64인 앞뒤 구동력 배분 비율을 주행조건에 따라 멀티플레이트 클러치를 이용해 자연스럽게 자동으로 조절할 수 있다는 점이었다. 처음에는 뒷차축에 전기유압 제어식 멀티플레이트 클러치를 사용했지만, 이는 나중에 전자식으로 필요한 바퀴의 브레이크를 선택적으로 제어하는 방식으로 바뀌었다. 이 시스템은 ABS 시스템에 포함된 센서에서 감지한 바퀴 회전 속도 정보를 기본으로 주행 상태를 감지하고, 브레이크 상태, 엔진 회전 속도, 액셀레이터와 연결된 스로틀 밸브 위치와 관련한 정보를 참고해 작동을 제어했다. 후기형에서는 ABS 시스 템에 ASC+T가 더해지면서 뒷바퀴 좌우의 구동력 배분은 전자제어 장치가 브레이크 시스템을 제어하는 방식으로 이루어지게 됐다.

1999 년 BMW가 만든 매우 혁신적인 개념의 자동차가 등장했는데, 첫 스포츠 액티비티 비히클(SAV)인 X5였다. 당시 다른 온-오프로드 겸용 차들과 비교할 수 없는 수준의 역동적 주행 특성으로 소비자에게 깊은 인상을 심어주었다. 그 이유는 탁월한 사륜구동 시스템이 있었기 때문이다.

앞, 뒷바퀴 사이의 구동력은 플래니터리 기어 시스템으로 38:62의 비율로 배분되었고, DSC(다이내믹 스태빌리티 컨트롤), ADB-X(오토매틱 디퍼렌셜 브레이크), HDC(힐 디센트 컨트롤) 등 전자제어 시스템이 뒷받침한 덕분에 X5는 일반 도로에서는 스포티하면서도 험난한 주행 상황은 거뜬히 헤쳐나가는 능력을 보여주었다. 이후 수년에 걸쳐 SAV 개념의 모델이 성공적으로 출시되는 동안 BMW의 사륜구동 시스템 개발은 빠른 속도로 계속됐다. 이듬해인 2000년에는 X5를 위해 개발된 사륜구동 기술이 4세대 3시리즈에 반영됐다.

2003 년, BMW는 SAV의 개념을 다른 차급 모델로 이어 나갔다. X5보다 작은 크기인 X3은 훨씬 더 민첩한 핸들링 특성을 보여줬다. 이 모델은 이후 몇 년 동안 동급 유일의 프리미엄 모델로 새로운 기준이 됐다. BMW가 새로 개발한 xDrive 사륜구동 시스템은 같은 해 X3과 X5에 적용되어 처음 등장했다. 이는 AWD 분야에서 BMW의 선도적 입지를 이어 나가게 해줬다. 트랜스퍼 케이스 내에서 전자제어 기술로 매우 빠르게 작동하는 멀티플레이트 클러치 구조를 중심으로 만들어진 xDrive는 DSC와 함께 작동해 현재 주행상황에 알맞게 구동력 배분을 연속적으로 조절한다.

새로운 시스템에서는 전자제어 시스템이 바퀴회전 속도뿐 아니라 스티어링 휠 각도, 액셀레이터 위치, 측방향 가속도와 같은 다양한 정보를 DSC에서 얻어 구동력을 제어하게 됐다. 이로써 xDrive는 세계 최초이면서 유일한 ' 인텔리전트 ' 사륜구동 시스템이 됐다. 최소 한 개 이상의 바퀴가 헛돌 때에만 작동하는 일반 사륜구동 시스템과 달리, xDrive는 오버스티어나 언더스티어의 위험성을 매우 빠르게 판단할 수 있어, 구동력의 흐름을 바꿈으로써 미리 이런 현상을 바로잡는다.

xDrive 인텔리전트 사륜구동 시스템은 X모델에 이어 3시리즈와 5시리즈 세단 및 투어링 모델에도 적용되기 시작했다. X3는 2010년에 2세대 모델이 데뷔할 때까지 세계적으로 60만 대 이상 판매되었고, 그보다 조금 앞서 X5는 100만 대 판매를 돌파했다.

두 종류의 SAV가 각 세그먼트에서 확고하게 뿌리를 내린 2007 년에 BMW는 세계 최초의 스포츠 액티비티 쿠페(SAC) 모델인 X6를 선보였다. 프랑크푸르트 모터쇼에서 처음 공개된 X6는 BMW X모델의 전형적인 역동적 특성을 더욱 강렬하게 업그레이드한 모델이었습니다. 인텔리전트 사륜구동 시스 템인 xDrive는 처음으로 다이내믹 퍼포먼스 컨트롤(DPC)과 결합됐다.

DPC는 코너링 때 액셀러레이터를 깊게 밟거나 갑자기 액셀러레이터 밟는 정도를 달리 하더라도 민첩성과 안정성을 확보할 수 있도록 좌우 뒷바퀴 사이의 구동력 배분을 조절하는 기술이다. DPC는 뒤 차축 디퍼렌셜 케이스에 추가로 전자석 클러치를 결합해, 앞뒤 차축은 물론 좌우 뒷바퀴로 전달되는 구동력도 조절할 수 있다. DPC는 스티어링 각도, 주행 속도, 엔진 토크 등을 감지해 최적의 구동력 배분 비율을 계산하고 조절한다. 특히 언더스티어와 오버스티어 때 효과적으로 차의 움직임을 안정시키고 역동적 주행특성이 유지되도록 돕는다.

2009 년에는 액티브 하이브리드 X6를 통해 xDrive와 하이브리드 파워트레인이 접목되면서 한층 더 높은 수준의 기술이 완벽하게 결합되었다. 같은 해, BMW M GmbH는 고성능 스포츠카 라인 업에 두 개의 특별한 모델을 추가했다. M 튜닝을 거친 xDrive 시스템과 DPC가 적용된 X5 M과 X6 M이 바로 그 주인공이다. 두 모델은 이전까지 사륜구동 차 시장에 존재하지 않던 고성능 모델의 시대를 열었다.

2009 년에는 새로운 X 모델인 X1이 출시됐다. X1은 프리미엄 컴팩트 세그먼트에서 동급 유일의 모델이었다. 2010년에 선보인 신형 X3처럼 X1의 xDrive 사륜구동 시스템은 퍼포먼스 컨트롤과 조합할 수 있다. 이 시스템은 안쪽 바퀴의 브레이크를 작동시키면서 동시에 엔진 출력을 높여, 코너에서 빠르고 정확하게 반응하는 것은 물론 핸들링을 더욱 민첩하게 만들었다.

BMW X시리즈와 더불어 다른 BMW 모델 라인업에서도 xDrive 버전의 수는 꾸준히 늘어났다. 코너링 때의 민첩성과 정확성을 높이도록 설계된 xDrive는 역동성과 편안한 주행감각을 이상적으로 겸비하도록 뒷받침했다.

2012 년 봄, 6 시리즈 쿠페와 컨버터블에 처음으로 xDrive가 적용된 모델을 선택할 수 있게 되었고, 현재의 3시리즈와 5시리즈에 이어 2013 년부터는 신형 4 시리즈의 컨버터블 , 쿠페 , 그란쿠페에도 xDrive 모델이 마련되었다.

2014 년에는 X4의 출시와 더불어 프리미엄 중형 세그먼트에 SAV 개념을 소개했고, 폭넓은 엔진 라인업에 기본 장비로 xDrive를 갖추며 운전의 즐거움과 세련된 스타일, 현대적 감각의 실용성을 독특하게 조화시켰다. 같은 해 3 세대 X5와 2 세대 X6, 그리고 각 모델의 M 스포츠 버전이 추가됐고, 새로운 2 시리즈 액티브 투어러에도 xDrive가 적용되었다. 2시리즈 액티브 투어러는 완전히 새로운 전륜구동 구조에 인텔리전트 사륜구동 시스템을 접목한 첫 BMW 차량이었다.

2014 년에 선보인 i8과 더불어 BMW 그룹은 새로운 방향으로 사륜구동 시스템을 발전시켰다. 뒷바퀴로 동력을 전달하는 내연기관과 앞바퀴로 동력을 전달하는 고성능 전기 모터를 갖춘 최첨단 플러그인 하이브리드 시스템으로 혁신적인 사륜구동 시스템을 선보였다. BMW의 최신 사륜 구동 모델은 미래 이동수단에 초점을 맞춘 기술 발전을 반영하고 있다. i8에 이어 BMW는 첫 양산 플러그인 하이브리드 모델인 X5 xDrive40e를 선보였다.

xDrive 상시 사륜구동 시스템과 eDrive BMW 이피션트다이내믹스 기술에 힘입어, 이 SAV는 탁월한 경제성과 넉넉한 성능을 함께 발휘하는 모델로 태어났다. 인텔리전트 하이브리드 동력 제어 시스템은 내연기관과 전기 모터의 작동을 지능적으로 조절함으로써 언제나 최상의 효율을 얻는 것은 물론 운전자의 의도에 완벽하게 반응하는 주행특성을 발휘한다. 2가지 동력원에서 만들어진 구동력은 xDrive 인텔리전트 상시 사륜구동 시스템을 통해 바퀴를 거쳐 노면으로 전달된다.

2015 년 9월에 열린 프랑크푸르트 모터쇼에서 6 세대 7 시리즈가 등장했다. BMW 라인업 최고의 럭셔리 모델은 모든 면에서 놀라운 혁신을 보여주었고, 10월 판매 시작부터 xDrive 모델을 선택할 수 있게 됐다. 새로운 7시리즈는 인텔리전트 사륜구동 시스템에 인테그럴 액티브 스티어링을 결합한 첫 모델이다. 인테그럴 액티브 스티어링은 뒷바퀴로 조향을 보조하는 기술로, 시속 60km 이하에서는 앞바퀴와 뒷바퀴가 서로 반대방향을 향해 각도가 틀어져서 회전반경을 줄이고 코너링을 더 정확하게 도와준다. 시속 60km 이상에서는 서로 같은 방향으로 각도가 틀어져, 고속에서 안정성이 높아진다.

전자장비에 의해 지능적으로 제어되는 오늘날의 xDrive 사륜구동 시스템은 BMW 고유의 다이내믹한 핸들링과 주행감각을 한층 더 높은 수준으로 구현하는 데 도움을 주고 있다. 현재의 xDrive는 정교한 전자제어 시스템인 통합 섀시 관리(Intelligent Chassis Management, ICM)에 의해 제어된다.

이 시스템은 주행 상태를 지속해서 감지하는 각종 센서의 정보를 취합해 종합적으로 판단하고, 각 바퀴에 전달되는 구동력을 최대한 빨리 최적화 시키도록 파워트레인을 제어한다. 파워트레인의 작동 상태는 xDrive의 기계적 구성요소는 물론, 브레이크와 엔진을 제어해 최적의 구동력을 만들어내는 다이내믹 스태빌리티 컨트롤(DSC) 또는 다이내믹 퍼포먼스 컨트롤(DPC)의 도움을 받아 조절된다. 이에 따라 빠르고 정확하게 각 바퀴로 전달되는 구동력이 조절되어, 노면 상태가 좋지 않을 때나 고속 주행 시에도 BMW 고유의 민첩하고 적극적인 핸들링 특성을 유지하며 안정적으로 주행 할 수 있다.

이처럼 계절과 주행조건에 관계없이 편안하고 쾌적하게 BMW 특유의 역동적 주행감각을 만끽할 수 있는 것이 BMW 사륜구동 시스템의 가장 큰 장점이고 매력이다. 인텔리전트 사륜구동 시스 템인 xDrive는 물론, 그보다 앞선 사륜구동 시스템에서도 이는 한결같이 추구된 특징이다.