거의 모든 최첨단 기술이 적용되는 자동차에는 다양한 장치들이 탑재됩니다. 이 번 글에서는 대표적인 안전 시스템인 ESC, ABS, TCS 장치와 차동기어, LSD에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다.
ESC (Electronic Stability Control)
ESC는 '전자식 주행 안정화 제어'의 약자로 이 시스템을 최초로 개발한 메르세데스 벤츠 사에서는 Control 대신 Program을 사용하여 ESP라고도 부릅니다.
ESC는 여러 센서를 통해 차량의 속도, 조향, 쏠림, 흔들림 등을 실시간으로 감지하여 차량이 운전자의 의도대로 움직이지 않을 때 주행 안정성을 유지하도록 하는 안전 시스템입니다.
가장 대표적인 센서가 자동차 각 바퀴의 회전 속도를 측정하는 휠 속도 센서(Wheel Speed Sensor)인데 이를 통해 미끄러지는 바퀴에 속도를 줄이거나 엔진 출력 낮추어 전체 속도를 낮추기도 합니다.
특히 빗길이나 눈길 그리고 험로와 노면이 미끄러운 주행 조건에서 차량의 안정성을 크게 향상하고 사고를 예방하는 핵심적인 안전장치입니다.
ESC 시스템은 ABS(Anti-lock Brake System)와 TCS(Traction Control System)과 연동되는데 어댑티브 서스펜션(Adaptive Suspension)이 적용되는 프리미엄 자동차에서는 차고와 감쇠력까지 조절합니다.
ABS (Anti-lock Brake System)
ABS는 잠금방지 브레이크 시스템으로 제동 시에 바퀴가 잠기면서 회전하지 못하고 미끄러지지 않도록 단시간 내에 여러 번 브레이크가 작동되도록 하는 장치입니다.
브레이크 패드(Pad)를 디스크 로터(Disk Rotor)에 밀착하는 힘을 발생하는 브레이크 유압을 빠르게 변화시켜서 초당 수십 회 이상 제동을 합니다.
ABS는 전체 바퀴를 동시에 제동 할 수 있을 뿐만 아니라 각 바퀴를 독립적으로 제동 할 수도 있습니다.
TCS (Traction Control System)
TCS는 트랙션(접지력) 제어 시스템으로 차량의 속도에 비해 휠 속도가 빠른 경우 미끄러지는 상황으로 판단하고 엔진의 출력을 낮추어 전체 속도를 감속하고 미끄러지지 않도록 합니다.
또한 휠 속도 센서를 통해 갑자기 속도가 증가하는 바퀴가 감지되면 그 바퀴만 제동을 하여 미끄러지지 않도록 하며 차동 기어에 의해 반대쪽 바퀴의 회전력(Torque, 토크)를 높여 노면과의 트랙션을 유지합니다.
차동 기어 (Differential Gear)
차동 기어는 줄여서 Differential이라고 부르며 코너 주행 시에 바깥쪽 구동 바퀴에 토크를 높이고 안쪽 구동 바퀴의 토크는 낮춰서 원형 궤도를 안정적으로 주행하도록 하는 기어 장치입니다.
따라서 TCS가 작동하여 한쪽 구동 바퀴의 토크를 낮추면 반대쪽 바퀴의 토크가 증가하게 됩니다.
LSD (Limited Slip Differential)
차동 기어의 단점은 헛도는 구동 바퀴에 토크가 집중된다는 점인데 LSD 즉 차동 제한 장치는 반대로 미끄러지는 바퀴의 토크를 낮추고 반대쪽의 접지력을 유지하고 있는 구동 바퀴에 토크를 더 높게 분배합니다.
LSD 장치는 주로 고성능 스포츠카에 탑재되어 매우 빠른 가속이나 고속 코너 주행 성능을 높이고 오프 로드 차량에도 설치되어 험로 주행 성능을 높입니다.
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| 오프 로드 자동차 |
그러나 오프 로드 전용 차량의 경우에는 훨씬 더 복잡하고 정교하게 각 바퀴를 제어하는 시스템이 포함됩니다.
예를 들면 다양한 지형 조건에 맞게 적용할 수있는 다중 모드 트랙션 컨트롤 시스템이 장착되어 모래, 진흙, 바위 등에 최적화 되도록 각 바퀴를 제어하여 험로 주행 성능을 극대화합니다.
ESC 시스템의 주의 사항
이와 같이 ESC 시스템은 차량의 주행 안전에 매우 큰 영향을 주는 중요한 장치이므로 항상 On 상태서 운전해야 합니다.
임의로 Off 할 경우 노면 조건이 크게 변하면서 운전자의 의도와 다르게 차량이 균형을 잃고 위험한 상황이나 사고가 발생할 수 있기 때문입니다.
하지만 눈길이나 진흙과 같이 노면의 접지력이 저하되어 미끄러지는 곳에서 탈출할 때에는 ESC를 잠시 끄는 것이 좋습니다.
그 이유는 미끄러지는 바퀴를 제동 하여 토크를 줄이는 ESC 시스템의 특성으로 인해 치고 나가는 바퀴의 회전력이 약화되면서 오히려 차량이 전진하는 데에 방해가 되기 때문입니다.
그 외의 나머지 상황에서는 반드시 ESC 시스템을 활성화 해서 차량의 균형과 주행 안전을 유지해야 합니다.
