안전운전 서바이벌
첨단 제동장치의 함정
인공 지능을 지닌 전격 Z작전의 키트가 아닌 바에야 눈길 위에서는 첨단 제동장치도 소용없다. 겨울철 운전에서 첨단 브레이크를 과신해서는 안 되는 이유에 대해.
첨단 제동장치의 제동효과는?
눈길이나 빙판길에서 ABS, TCS, VDC 등 첨단 제동장치의 제동효과는 어느 정도일까요? 또한 주행 속도에 따라 어느 정도의 안전 거리가 필요할까요? 겨울철 사고를 예방하기 위해서는 첨단 제동장치의 특징과 제동 효과를 정확히 이해해야 합니다. 미끄러운 도로에서 자신의 페이스를 유지할 수 있을 뿐 아니라 후방 추돌과 차로 이탈 사고를 예방할 수 있으니까요.
잠깐, 일단 용어부터?
ABS, TCS, VDC, ESC 등 첨단 제동 및 안전 장치는 단어 자체가 기억하기 어렵다. 그러나 몇 가지 대표적인 약어만 알아두면 기능을 이해하는 데 도움이 된다. 정비업소 직원 코도 납작하게 해줄 제동장치 단어 총정리.
바퀴야 잠기지 마, ABS(Antilock Brake System)
자동차가 급제동할 때 바퀴가 잠기는 현상을 방지하기 위해 개발된 브레이크로 젖은 노면에서 제동효과가 우수하다. 타이어가 미끄러질 때 브레이크를 1초에 8번에서 30번까지 잡았다 놓기를 반복하면서 사람의 발로 조절하기 힘든 최대의 제동력을 제공한다. 우두둑 소리가 나는 것은 그 때문. 비행기가 착륙할 때 스키드 마크를 내며 미끄러지는 것을 막기 위해 개발됐다. 요즘은 점차 기본으로 장착되는 추세. (사진제공:던롭)
앞뒤 바퀴의 고른 배분, EBD-ABS(Electronic Brake force Distribution-Antilock Brake System)
ABS는 잠김 방지 제동장치, EBD는 전자제어제동력배분장치를 뜻한다. ABS에 앞바퀴와 뒷바퀴의 제동력 배분을 조정하는 전자제어제동력 배분장치가 추가된 시스템. EBD-ABS장착 차량의 경우 EBD가 승차 인원 및 적재 하중에 맞춰 앞뒤 바퀴에 적절한 제동력을 배분해주고 ABS가 바퀴감김 현상을 방지, 사고의 위험성을 감소시킨다.
타이어 공회전과 펑크 시 주행안전, TCS(Traction Control System)
눈길과 빗길에서 타이어가 공회전을 하지 않도록 차량의 구동력을 제어하는 시스템. 눈길이나 진흙탕에 빠져 공회전할 때, 좌우 타이어의 회전 수에 차이가 있거나 타이어가 펑크 났을 때 작동한다.
주행 안정성 제어, ECS(Electronic Control Suspension)
노면 상태와 운전 조건에 따라 차체 높이를 변화시켜, 주행 안전성과 승차감을 동시에 확보하기 위한 전자제어 장치. 대개 Auto(중·저속)와 Sports(고속) 모드로 구분되어 있다.
서스펜션이 부드러우면 승차감은 좋지만, 속도를 급하게 높이거나 제동하면 차량의 자세가 심하게 뒤틀립니다. 이에 반해 서스펜션이 견고하면 자세 변화는 심하지 않지만, 노면의 진동이 흡수되지 않아 주행 안정성이 떨어집니다. ECS는 두 가지 장점을 모두 지녔죠.
차체 자세 제어장치, VDC (Vehicle Dynamic Control)
여러 제동장치 기능을 더한 것으로 어떤 환경에서도 운전자가 원하는 방향으로 차를 움직일 수 있도록 도와준다. 각 바퀴와 핸들, 가속페달 등 곳곳에 장착된 센서들이 차의 주행이 정상적인지를 판단해 각각의 바퀴 브레이크 압력과 엔진 출력을 제어한다.
곡선 길을 달리다가 미끄러지면 관성에 의해 밀리게 되는데 이때 차세제어장치가 운전석 앞 브레이크를 잡아 자세를 유지한다. 제작사에 따라서 ESC, ESP, DSC, VSC 등으로도 불리며, 우리말로는 ‘차체 자세제어장치’로 불린다. 국토해양부는 내년부터 제작되는 모든 차량에 VDC 장착을 의무화할 방침(사진제공: 볼보코리아. 볼보에서는 VDC를 DSTC라고 부른다).
ESP 작동원리
실시간 센서 감지
- 차측센서
- 브레이크 스위치
- 엑셀레이터 포지션 센서
- 스티어링 각 센서
- 콤바인 센서
위험상황 발생
주행 중 예기치 못한 상황 이 발생할 경우 운전자는 브레이크를 밟으면서 핸들을 돌리게 됨
오버스티어 혹은 언더스티어 발생
ESP의 즉각적인 대응
차량이 의도했던 방향에서 이탈할 경우, ESP가 즉각 작동함으로써 각 휠별로 정확하게 계산된 제동력 배분 및 휠 제어
불완전 거동 보정
언더스티어와 오버스티어긴급 제동시스템 작동
VDC는 쉽게 말해 차량을 미끄러짐으로부터 안전하게 보호하는 차량 안전 시스템이죠. ABS-EBD, TCS, ECS가 모두 포함되어 있어 현재까지는 가장 첨단 제동 및 주행 장치라고 볼 수 있습니다. ABS 스위치는 별도로 없으나 VDC, TCS, ESC 등은 On-Off 스위치가 대개 운전석 옆에 부착되어 있습니다. 각 바퀴의 속도와 핸들 움직임까지 감지, 바퀴를 필요한 수만큼 제동시킨다. 각 바퀴와 핸들, 가속 페달 등 차의 곳곳에 장착된 센서에서 모아진 정보를 분석, 네바퀴에 각각 필요한 힘과 제동력을 배분하는 것.
ABS v non ABS, 일반 타이어 vs 광폭 타이어
광폭 타이어는 일반 타이어에 비해 밑면이 넓고 높이가 낮은 타이어로 노면에 접지되는 면적이 넓습니다. 접지력은 좋지만 승차감은 떨어지고 가격은 상대적으로 비싸죠. 급제동 시 ABS 브레이크와 광폭 타이어가 얼마나 균형을 이루느냐에 따라 제동효과가 결정됩니다.
삼성교통안전문화연구소는 다져진 눈길에서 50㎞/h 주행 중 급제동 시 정지거리 측정 실험을 실시했습니다. 다음은 ABS 작동과 작동하지 않았을 때, 타이어 바닥 폭에 따른 일반 타이어와 광폭 타이어를 비교한 실험 결과입니다.
<실험 조건>
실험 차종 |
중형 승용차(2000㏄급), EBD-ABS 장착 |
운전자 |
운전 경력 10년 차 일반 운전자 |
타이어 |
사계절 일반용 타이어, 네 개 모두 동일한 신품 |
노면 상태 |
눈(약 25cm 적설)을 트랙터로 다진 평탄한 상태 |
실험값 |
동일한 조건으로 3회 실시 후 평균 측정값 |
(일반 타이어 바닥 폭 195mm, 광폭 타이어 바닥 폭 205mm) |
눈길에서 급제동 시 정지거리(50km/h)
구분 |
일반 타이어(195/65R/15) |
광폭 타이어(205/65R/15) |
차이 값 |
ABS 작동 |
41.0m |
65.1m |
24.1m(59%) 차이 |
Non ABS |
44.2m |
44.3m |
거의 비슷한 값 |
차이 값 |
3.2m (약 7% ) |
20.8m(약 47%) |
|
첨단 제동장치, 과신이 눈길 사고 부른다
일반 타이어(195mm)는 ABS가 작동한 경우 작동하지 않은 경우보다 3.2m(약 7%) 정지거리가 짧아졌습니다. 방향성도 유지했지요. 그러나 광폭 타이어(205mm)는 반대로 ABS가 작동하지 않았을 때 정지거리가 20.8m(약 47%)로 더 짧게 나타났습니다.
일반 타이어와 광폭 타이어의 경우 ABS가 작동했을 때 일반 41.0m, 광폭 65.1m로 놀랍게도 광폭타이어의 정지거리가 무려 24.1m 늘어났습니다. ABS가 정지거리에는 오히려 좋지 않은 영향을 미쳤지요. 문제는 ABS가 장착되지 않은 경우 정지거리는 비슷하지만 급제동시 방향이 틀어지면서 옆 차로로 이탈, 사고 위험이 예상된다는 점입니다.
실험 결과를 보면, 눈길에서 광폭 타이어가 상대적으로 매우 취약하다는 것을 알 수 있습니다. ABS를 장착했다 하더라도 정지거리에는 큰 영향을 미치지 못합니다. ABS 제동 장치보다 더 많은 기능을 가진 TCS, VDC 등 더 진보된 제동장치라 해도 눈길이나 빙판길 제동 효과는 거의 동일합니다.
ABS 브레이크는 저속일 경우 차량 회전을 막을 수 있을 뿐 정지거리는 더 길어질 수 있으므로 과속했다가는 큰 사고가 날 수 있습니다. 따라서 아무리 ABS를 장착했다고 하더라도 눈길 과속운전은 금물입니다. 무엇보다도 감속과 충분한 안전 거리 확보가 중요하겠지요.
Tip ABS와 광폭 타이어에 대한 돌발 퀴즈
눈길이나 빙판길에서 돌발 상황을 가정한 급제동 시 ABS 제동장치의 정지거리는 얼마나 짧아질까요? 비싸다고 좋을까요? 또한 광폭 타이어는 얼마나 효과적인지 퀴즈를 통해 알아보겠습니다.
- 눈길에서 ABS가 장착된 자동차의 정지거리 단축 효과는 얼마나 효과가 있을까요?
- (Hint! ABS 차량이 non ABS 차량보다 고가임.)
- 1)ABS 차량이 더 우수하다(짧다) 2) 우수한 편 3) 불량(길다)
- 눈길에서 일반 타이어(타이어 바닥 폭 195㎜)와 광폭 타이어(타이어 바닥 폭 205㎜)의 제동효과는 얼마나 차이가 있을까요?
- (Hint! 광폭 타이어가 일반 타이어보다 값이 고가임.)
- 1) 광폭 타이어가 우수(짧다) 2) 거의 비슷하다 3) 일반 타이어가 우수(짧다)
- (정답) Q1 : 3번 Q2 : 3번
- Editor박찬은
- Word박천수 책임연구원(삼성교통안전문화연구소)