자동차의 안전을 위한 기술 개발은 자동차가 세상에 등장한 이래 꾸준히 진행돼 왔다. 기술의 진보로 등장한 다양한 안전장비는 교통 사고율을 낮추고 사고가 발생하더라도 승객의 피해를 최소화하는데 큰 도움이 되고 있다. 자동차에 장착된 다양한 안전장비들을 살펴봤다.


▲브레이크 잠김 방지장치 (ABS: Anti-lock brake system)
ABS란 1978년 독일 보쉬사가 처음 개발한 것으로 자동차의 급제동 시 노면과 타이어 사이에 일어나는 잠김 현상(바퀴는 제동을 멈췄으나 차량이 미끄러져 나가는 현상)을 방지하는 장치를 말한다.

브레이크를 짧은 순간 여러 번 조였다 풀기를 반복해야 하는 펌핑에 의해 가능한 것인데 ABS는 이런 기능을 전자제어장치 등을 통해 1초에 10회 이상 반복하도록 해준다.

ABS 미장착 차량의 경우 앞쪽에 장애물을 발견하고 급제동 시 미끄러짐이 발생하여 방향 조작이 불가능하고 제동거리가 길어지지만 AB가 장착된 차량의 경우 각 바퀴에 장착된 스피드 센서를 통해 바퀴의 잠김 현상을 방지하여 급제동 시에도 운전자의 방향 조작이 가능하도록 도와준다.



▲전자제어 서스펜션 (ECS: Electronic Control Suspension)

승차감을 결정하는 중요한 요소 중 하나가 서스펜션이다. 보통 소프트한 서스펜션은 승차감은 좋으나 급커브, 급출발, 급가속 시 차체의 자세 변화가 심하게 일어나게 되며 단단한 서스펜션은 자세 변화는 적지만 고르지 않은 노면 주행 시 충격이 그대로 승객에게 전달되는 단점이 있다.

전자제어 서스펜션은 이 두 가지 방식의 장점은 살리고 단점을 억제한 기술로써 쇼크 업소버의 감쇠력을 가변적으로 제어하여 일반 주행 시에는 소프트한 승차감을 급가속, 급출발 등의 상황에는 단단한 승차감을 제공하여 승객에게 쾌적함과 주행의 안정성을 확보해 준다.

이뿐만 아니라 비포장도로와 같이 도로가 고르지 못한 경우에 차량의 바닥 면이 노면과 부딪혀 차체에 손상이 가해질 수 있는 경우에도 유압식과 공기압 방식을 통해 차량 높이를 조정해 주는 기능도 포함하고 있다.

▲트랙션 컨트롤 시스템 (TCS: Traction control system)

미끄러운 노면 상태로 발생한 타이어 스핀이나 타이어 펑크로 인해 좌우 바퀴의 회전수에 차이가 발생할 경우 타이어의 공회전을 억제하여 미끄러짐을 방지하는 시스템으로 ASR(Anti Spin Regular) 또한 같은 개념이다.

작동 원리는 타이어가 미끄러질 경우 휠 스피드 센서에서 스핀을 검출하여 엔진 스로틀을 닫거나 구동 바퀴의 브레이크를 거는 방법이 시행된다. 보통 이 두 가지 방법을 병행하여 사용된다.



▲차체자세 제어장치 (ESP: Electronic Stability Program)

코너링 및 가속, 제동시 각각의 구동륜을 제어하여 차량의 미끄러짐을 방지하는 기능으로 차체의 자세를 안정적으로 유지해 주는 시스템이다.

작동 원리는 휠에 부착된 휠 스피드 센서가 핸들의 각도나 속도 제동압력 및 구동륜의 속도 등을 파악하여 해당 정보를 ESP로 보내게 된다. 이러한 정보를 받은 ESP는 이를 검색하여 차량이 미끄러지고 있다고 파악되면 내측 차륜 및 외측 차륜에 제동을 가해 차량의 안정된 자세를 되찾도록 해준다. 이 기능은 독립적이기보다는 ABS, EBD, TCS 장치에 ESP 기능이 추가적으로 지원되고 있다고 할 수 있다.

▲리미티드 슬립 디퍼렌셜 (LSD: Limited Slip Differential)

구동륜 중 하나가 노면 이탈 등으로 공전 시 그렇지 않은 다른 구동륜에게 동력을 분배하여 탈출할 수 있도록 하는 장치로서 선회 시 바깥쪽 구동륜을 더욱 빨리 회전시켜 주는 기능도 포함하고 있다.

작동 원리는 슬립이나 노면 이탈 등으로 회전 속도의 차가 발생하면 클러치 사이의 마찰력 때문에 사이드 기어의 회전속도를 디퍼렌셜 케이스에 근접하도록 작용하고 따라서, 슬립을 제어하게 된다.



▲전자제어 제동력 분산 시스템 (EBD: Electronic Brake Force Distribution)

무게 중심의 이동에 따라 제동력을 자동으로 분배해주는 시스템으로 안정된 제동 성능을 발휘할 수 있도록 해준다. 보통 ABS에 EBD 시스템이 추가되어 안전성을 향상시킨다.

작동 원리는 보통 전륜에 제동력이 집중된 차량에 앞뒤 구동륜의 속도 차이를 휠 스피드 센서를 통해 뒤쪽의 무게 중심이 높다고 판단될 경우 ABS를 통해 뒷바퀴에 최적의 제동력을 분배하는 방식이다.

<심민규 기자>

전자제어 서스펜션(ECS)은 일반 주행 시엔 소프트한 승차감을, 급출발이나 급가속 상황에선 단단한 승차감을 제공해 탑승객에게 쾌적함과 주행의 안정성을 확보해 준다.