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ABS부터 ESP까지, 자동차 주행안전장치란?

1970년, 최초의 ABS 장착 양산차가 발매되면서 시작한 주행안전장치(차량자세제어시스템)는 수 십여 년의 시간을 거쳐 이제 사고를 미리 방지하는 능동제어시스템에 도달했습니다. 시대를 거듭할수록 진화하는 안전장치와 그 보조장치의 모든 것. 오늘 이 시간엔 암호 같은 약어로 헷갈리게 만드는 주행안전장치 이야기를 하겠습니다.

 

 

“자동차 주행안전장치, 그 모든 것의 시작, ABS”

 

■ 1978년 ABS를 탑재한 벤츠 W116의 비교 사진.

 

달리는 자동차는 4개 바퀴에 실리는 무게가 끊임없이 변합니다. 이런 상태에서 급제동을 하면 일부 바퀴에 ‘락 업(Lock-up)’ 현상, 즉 바퀴가 잠기는 현상이 발생합니다. 차량은 여전히 진행하고 있는데도 바퀴는 완전히 멈춰선 상태를 말하죠. 이때 차량은 방향을 잃고 미끄러지거나 옆으로 밀려 운전자가 차의 방향을 제대로 제어할 수 없게 됩니다. 즉 차량이 노면에서 붕 떠버린 상태인 것.

 

이런 상황을 극복하기 위해 나온 기술이 바로 ABS입니다. ‘안티록 브레이크 시스템(Antilock-Brake System)’으로 바퀴 잠금 방지 장치를 말합니다. 1초에 10회 이상 브레이크를 밟았다 놓았다 하는 펌핑을 반복, 자동차가 옆으로 돌아가는 것을 방지해주는 것이죠.

 

ABS는 1970년, 최초로 시판차량에 붙어 나온 이래, 현재는 장착이 의무화되는 등 꼭 있어야 하는 주행안전장치가 됐습니다. 무엇보다도 ABS가 진짜 중요한 이유는 제동과 조향이 함께 가능해 졌다는 것인데요. 타이어의 마찰 한계를 벗어난 경우에도 한 방향으로 미끄러지거나 돌아버리지 않고 스티어링을 꺾은 방향으로 움직일 수 있게 된 것입니다. 사고 직전의 상황에서 차가 원하는 방향으로 움직일 수 있게 된 것은 자동차 역사 이래 혁명과 같은 사건이었습니다. 그리고 일단 시작된 혁명은 계속 진화를 이어 나가기 시작합니다.

 

■ 보쉬의 ABS 모듈로 초기에 비해 소형화가 이루어짐.

 

 

“주행안전장치의 과도기, TCS의 등장”

 

ABS를 사용한 차는 각 바퀴에 달린 센서를 통해 차가 미끄러지는 지를 감지할 수 있게 되었습니다. 하지만, 차가 미끄러지는 상황 자체를 막을 순 없죠. 길이 미끄러울 경우 차는 여전히 컨트롤을 잃어버릴 수 있으니까요. 그래서 미끄러짐이 감지되면 바로 엔진출력을 제어하는 방법은 어떨까 하는 아이디어가 나옵니다. 타이어가 헛돌면 엔진 출력을 줄여, 헛 스핀을 방지함과 동시에 브레이크를 잡아서 미끄러짐을 줄이도록 도와주는 장비를 만들게 된 것이죠. 이것이 접지력 제어 시스템, 일명 ‘트랙션 컨트롤 시스템(Traction Control System)’입니다.

 

TCS를 끈 상태에서 빗길에서 정차해 있다가 출발할 때 일정 이상 가속페달을 밟으면 휠 스핀이 나며 차량이 앞으로 나가지를 않습니다. 그러나 TCS를 켠 상태에서 가속페달을 밟으면 미끄러지지 않고 가속이 이어지죠. 이렇게 큰 효과를 가진 시스템이지만, 코너링에서의 효과는 크지 않았습니다. 제대로 코너링 컨트롤을 하기 위해서는 휠의 미끄러짐 말고도 앞바퀴가 어느 방향을 향하고 있는지, 즉 스티어링 앵글을 판단의 변수로 활용해야 합니다.

 

차의 방향과 속도가 시시각각 바뀌는 상황에서는 이것을 실시간으로 감지하며 대응하는 시스템이 있어야만 가능합니다. 이에 1995년, 메르세데스 벤츠에서 상용화되기 시작한 프로그램이 바로 ‘ESP(Electronic Stability Program)’ 시스템입니다. 진정한 자세제어시스템이 완성된 순간인 것이죠.

 

 

“안전주행 유지를 돕는 가장 획기적인 장치, ESP”

 

■ 코란도 C의 차량 제어 시스템(ESP)

 

ESP를 기능하게 하기 위해서는 다수의 센서(휠 스피드 센서, 조향각 센서, 비틀림 센서, 횡가속도 G센서)와 각각의 바퀴에 운전자가 의도한 움직임(스티어링 각도, 가속 페달 및 브레이크 페달의 개도상태 등)이 필요합니다. 이것을 통해 속도와 회전, 미끄러짐 등을 수십 분의 1초 단위로 감지한 뒤 실제 값과 운전자가 의도한 값을 비교, 계산합니다. 그리고 차이가 나는 경우, 브레이크와 엔진출력에 스스로 개입합니다. 엔진출력을 떨군다던가, 하나하나의 바퀴에 각각 다른 제동력을 발생시키던가 하는 등의 적극적인 개입으로 차량의 불안정한 상태를 안정적인 자세로 변화 시키는 것입니다.

 

즉, 운전자가 의도한 스티어링이 되지 않았을 경우 차량의 회전을 감지해, 의도대로 차량 진행 방향을 조정해 주는 것이죠. ESP가 ABS나 TCS를 뛰어넘는 능동안전의 집약체로 평가받는 이유가 여기 있습니다.

 

■ G4 렉스턴의 멀티 스위치

 

쌍용동차의 G4 렉스턴에도 다양한 주행안전장치 기술력이 집약되어 있습니다. G4 렉스턴에 적용된 ESP는 차량 제어가 어려운 다양한 도로조건에서도 브레이크를 스스로 제어해 운전자 의지대로 차량이 진행될 수 있도록 합니다. 아래,  G4 렉스턴의 ESP  기능을 통해 프리미엄 SUV만의 뛰어난 안전성과 기술력을 확인하세요!

 

G4 렉스턴의 ESP는?

■ 1. ESS(급제동 비상 경보장치) / 2. HSA(언덕 밀림 방지장치)

 

◆ BAS (Brake Assist System) : 급제동 시 브레이크의 압력을 증대시켜 줌으로써 제동 거리를 줄이고 사고를 방지하는 브레이크 보조장치

 

◆ ARP (Active Rollover Protection) : 고속주행 중 급선회 구간을 만났을 때 각 바퀴의 브레이크와 엔진출력을 조절하여 차량의 전복을 방지

 

◆ EBD-ABS ( Electronic Brake-force Distribution Anti-lock Brake System) : 승차인원이나 적재하중에 따라 앞뒤 바퀴에 적절히 브레이크 압력을 배분

 

◆ HSA (Hill Start Assist) : 언덕에서 출발하기 위해 브레이크 페달에서 발을 떼어도 차가 밀리지 않도록 브레이크 압력을 일정시간 유지

 

◆ TCS (Traction Control System) : 주행 중 또는 출발 시 브레이크와 엔진 제어를 통해 타이어의 슬립을 방지

 

◆ ESS (Emergency Stop Signal) : 차량 급정거 시 비상등을 자동으로 점등시켜 뒤차에게 위험을 알리는 기능

 

지금까지 주행안전장치의 역사와 그 진화를 살펴봤는데요. 끊임없이 발전해 온 주행안전장치도 완벽히 만능은 아닙니다. 아무리 진보한 ESP 시스템이라도 허용되는 물리적 한계는 뛰어넘을 수 없는 것이죠. 자동차의 한계를 알지 못한 채 마구잡이로 모는 차는 필연적으로 사고와 연결되는데요. 때문에 주행안전장치를 적절히 쓰는 것과 동시에 늘 운전에 주의하는 자세가 필요합니다.