ABS

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Anti-lock Brake System

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1. 개요2. 역사3. 원리4. 안전성 논란5. ABS장착 차량 운전자들이 반드시 숙지해야 할 요령

1. 개요[편집]

브레이킹록[1]을 방지하고 탑승자의 안전을 보장해 주는 브레이크 시스템이다.

2. 역사[편집]

ABS의 시초는 보쉬사에서 개발한 것으로, 1929년 프랑스의 항공기 제작사에서 비행기에 도입한 것이 최초이다. 이 시스템은 플라이휠과 유압으로 브레이크 실린더를 작동하는 방식이며 덕분에 30% 가량 브레이크 성능이 향상되었다고 한다. 1950년대에는 철도 차량에도 도입되어 바퀴가 잠길 때 마찰로 인해 사각형이 되는 걸 방지하기 위해 사용되었다. 이 시스템은 현대의 전철에도 중심 기능 중 하나로 여전히 남아있다. 자가용에 ABS가 도입된 것은 미국의 오토바이 제작회사가 철도에 쓰인 시스템을 자사의 슈퍼바이크에 사용한 것이 최초였으며 비행기와 마찬가지로 상당한 효과를 얻을 수 있었으나, 곧 회사가 도산하는 바람에 양산에 들어가진 못했다. 1960년대까지는 기계식 ABS 밖에 없었기 때문에 차량에 도입된 사례는 다섯 손가락 안에 들어갈 정도로 적다.

1960년대 말, 콩코드 초음속 여객기부터 최초로 전자식 ABS 시스템이 구현되었으며, 이어서 1970년대부터 이 전자식 ABS 가 차량에 대거 도입되기 시작한다. 1971년 크라이슬러의 임페리얼에 적용된 것 부터 시작하여 각 자동차 회사들의 플래그십 차량부터 ABS를 경쟁적으로 달기 시작했다. 다만 최초로 대중적으로 장착된 사례는 1978년 벤츠의 S클래스. 1988년에는 최초의 전자식 ABS 장착 오토바이가 BMW 에서 출시되었다.

3. 원리[편집]

브레이크를 강하게 밟으면 제동력에 의해 차량이 멈추기 전에 바퀴가 멈추게 되는데 이를 락업(lock-up)이라 한다. 즉 바퀴가 잠기는 것. 하지만 자동차는 여전히 움직이는 상태이기 때문에 도로에 스키드마크를 그리며 차량은 계속 밀려나게 된다. 이렇게 될 때 자동차의 제동력은 평소보다 떨어지게 되는데, 이 때는 운동마찰력이 작용하기 때문이다.(정지마찰력 > 운동마찰력) 이해하기 쉽게 말하자면 타이어가 도로의 접지력을 놓쳐서 주욱 미끄러지며 멈추는 것 보다 브레이크를 잠깐 놓다가 다시 잡더라도 타이어가 제대로 땅을 잡고 있을때 제동력이 더 뛰어나다는 의미이다. 또한, 락업이 걸린 상태에서는 (타이어가 노면을 놓친상황)아무리 핸들을 돌려도 조향이 전혀 불가능해진다. 이 문제를 해결하기 위해 예전부터 ABS가 안 달린 차량을 운전할 때 운전자의 상식 중 하나는 브레이크를 꽉 눌러도 차가 멈추지 않으면 연속해서 빠르게 떼었다 끝까지 밟는다 라는 테크닉이 있었다. 그리고 이걸 기계가 자동으로 처리해주는 것이 ABS이다.

ABS 는 휠에 센서를 달아서 타이어가 락업이 걸렸다고 판단되었을 때 개입하여 바로 살짝 제동력을 하락, 바퀴를 살짝 돌려준 후 또 다시 제동력을 올리는 방식으로 타이어에 지속적으로 정지마찰력이 걸리도록 도와준다. 이 상태에서는 바퀴도 조향력을 상실하지 않기 때문에 브레이크를 걸고 있는 중간에도 핸들을 돌려서 커브길이나 장애물을 긴급회피할 수 있는 기회를 마련해준다. 또한, 최근의 발전한 ABS 시스템에서는 타이어 4개마다 별도의 센서 및 제동력을 걸어줘서 다양한 노면에도 대응하고 있다. 예를 들어 도로의 절반만 젖은 노면으로 미끄러운 경우, 일반차량은 양쪽의 제동력의 차이로 차가 획 돌아버리곤 하는데 ABS 시스템이 장착된 차량은 각 바퀴의 제동력에 차등점을 둬서 자동차의 방향은 안정적으로 직진을 유지할 수 있다. ABS 가 작동할 경우 제동력을 걸었다 푸는 속도는 1초에 10번이 넘기 때문에 아무리 전문적인 레이서라도 절대 따라갈 수 없는 속도이다. 특히 바퀴4개의 제동력을 별개로 작동하는 건 인간으로서는 무리.
하지만 헤비메탈 드러머가 운전한다면 어떨까? 투대고 드러머라도 안된다

ABS가 없는 차량을 운전할 때 상기의 락업 현상이 일어나려고 한다면, 미끄러지기 직전까지 브레이크를 밟았다가 미끄러지려는 순간에 브레이크를 놓으면 최대 정지 마찰력을 이용할 수 있다. 미끄러지기 직전에 작용하는 최대 정지 마찰력은 바퀴가 미끄러질 때 바퀴와 노면 사이에 작용하는 운동 마찰력(미끄러질 때 작용하는 마찰력)보다 크므로 제동 거리를 줄일 수 있다. ESP, TCS는 운전자의 실력에 따라서, 꺼버리는 편이 더 좋은 결과를 낼 수도 있으나, 이 ABS만큼은 프로 카레이서 조차도 뛰어넘지 못한다. 또한, 핸들을 조향하고자 한다면 펌핑하는 중간에 틀거나 브레이크를 살짝 들어올린 상태이어야 하는데 이 또한 프로레이서들도 힘들어하는 조작이다.
보통 브레이크를 초반부터 걷어차듯이 콱 때려밟으면 바로 작동이 된다 반대로 세게 누르더라도 밟는 강도를 서서히 높히면 발생 빈도와 시간이 줄어든다.
이 외에도 차량의 속도,중량,브레이크의 제동성능,노면의 상태,타이어의 상태 등 여러가지 작동/비작동 상황의 요인이 존재한다.

ABS가 작동했다면 차량의 거동이 한계점까지 다다랐다는 의미이기도 하다. 즉 어떤 방면에서든 차량에 무리가 갈 요인이 있으며, 더욱이나 안전장치중 하나이므로, 작동됐다면 어찌됐건 주행에 있어서 위험한 상황이었던 경우가 대다수이다.

웬만한 차량은 기본 안전옵션으로 장착해 주나, 기본 옵션에 ABS가 없는 차량도 많다. 2012년 8월 16일부터 ABS 의무장착이 법으로 정해져 그 이후에 나오는 차량은 반드시 ABS가 장착된다. 차값 올라가는구나. 그래도 안전을 생각하면 다행이다 ABS 미장착차량은 2012년대 이전 생산차량이나 영업용 차량, 운전면허 시험장 그리고 군대 에서 종종 만나 볼 수 있다.

최근에는 오토바이에도 많이 적용되는 추세이다.[2] 4바퀴인 자동차와 달리 2바퀴인 오토바이는 바퀴가 락이 걸리는 순간 차체가 넘어져서 큰 사고로 이어지기 때문에 오히려 더 필수적인 장비라고 할 수 있다. 유럽은 2016년, 일본은 2018년 이후에 출시되는 모든 바이크는 의무적으로 ABS를 장착하여야 한다. 우리나라나 인도도 오토바이 ABS 의무화를 검토 중이라고 한다. 할리 데이비슨도 거의 전 라인업에 ABS가 장착되었다.

트랙션 컨트롤 시스템, 차체 자세 제어장치는 이 장비의 파생형이다.

4. 안전성 논란[편집]

자동차 커뮤니티 등지에서 겨울만 되면 나오는 것이 ABS 로 인해 사고가 더 크게 났다는 논란글인데, 이는 ABS 시스템의 약점과 관련이 있다.

ABS 는 마찰력이 높은 콘크리트, 아스팔트 등의 지형에서 최대의 효과를 발휘한다. 일반 도로에서는 아무리 프로레이서가 애를 써도 ABS 달린 차량의 제동력을 따라갈 수 없다.경기용에는 ABS가 없다.하지만 프로레이서는 발로 브레이크를 조절해서 락을 안걸리게 해준다. 2004년 오스트리아의 대학이 조사한 결과에 따르면 ABS 가 장착된 차량은 연쇄추돌 위험을 18% 줄여주며, 오프로드에서도 추돌이 일어날 위험을 35% 줄여준다고 한다.

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ABS의 유무라는 제목으로 도는 적절한사진. 하지만 끌려가는 건 매한가지

하지만, 마찰력이 상대적으로 떨어지는 모래, 눈이 많이 쌓인 지형에서는 효과가 ABS 없는 차량보다 떨어질 수도 있다. 눈이나 모래가 쌓여있는 것 같이 단단하고 마찰력이 높은 지형 위에 마찰력을 떨어뜨리는 장애물이 쌓여 있을 경우, 제동력을 상승시키기 위해서 장애물을 파헤치고 바닥과 타이어가 직접 닿는 것이 중요하다. 이를 위해 스노우 타이어도 홈을 많이 파서 접촉면적을 줄이고, 대신 파고드는 힘을 올려서 땅바닥과 타이어를 닿게하여 마찰계수를 올린다. (같은 이유로 광폭타이어는 겨울에 완전 쥐약이다. 스레드가 넓적하고 접촉면적이 넓어서 차량 무게로 빗길이나 눈길을 제대로 파고들지 못해서 그렇다.) 헌데, 눈길을 파헤치려면 ABS 와 같이 타이어가 굴러가는 상태보다는 락업이 걸린 상태가 좀 더 유리하다는 것이다. 1999년 미국 교통안전부에서 내놓은 자료에 따르면 모랫길에서 ABS 의 제동거리는 27.2% "상승"한다고 보고하였다. 이는 자동차 매뉴얼에도 적혀있는 내용이다. 국내에서는 모든 상황에서 ABS 가 전지전능하다는 오해가 퍼져있는데, 위와 같은 맹점을 잘 알아두어야 안전운전을 할 수 있다. 반론 중 하나는 보잉 747을 예로 들었는데 비행기는 자동차와의 비교대상이 아니다. 그러한 여객기는 엄청난 무게와 속도를 타이어 몇 개로 때우기 때문에 ABS없이 착륙했다가는 접촉면이 녹아버려 오히려 제동거리가 길어질 뿐만 아니라 타이어가 손상되어 한번 착륙하면 더 이상 쓸 수 없게 된다.

ABS 가 오작동 될 가능성도 몇가지 있다. ABS 는 브레이크 패달을 끝까지 밟아야 하는데, 옛날 ABS 가 없던 시절의 차량을 몰던 습관이 있는 드라이버라면 몇차례에 나눠서 밟는 펌핑작업을 하게 될 수도 있다. 물론 이는 ABS 만도 못하고 ABS 가 제대로 작동할 시간을 줄이기 때문에 차라리 처음부터 끝까지 꾸욱 밟는 것이 가장 제동력이 좋다. 또한, 운전자가 공포에 질려서 브레이크 페달을 전부 밟지 못하고 중간 정도까지만 밟는 경우(패닉 스탑)에도 ABS 는 작동 안한다. 또 다른 문제로는 ABS 가 장착된 차량과 장착되지 않은 차량이 혼재되어 있을 경우, 차량간 제동력의 차이가 심해서 ABS 미장착 차량이 다른 차량을 덮친다는 보고도 있다. 물론 이 문제는 ABS 가 적용된 차량의 비율이 일정 이상으로 올라가면 해결되는 문제이긴 하다. 한국에서는 2012년부터 출고되는 모든 차량에 ABS 장착이 의무화된 상태이다.

그 외에는 브레이크 조작과 관련된 기계적 반동이 페달에도 그대로 전달되어 페달이 떨리면서 그그그그그 하고 소음이 일어나는 문제가 있는데 안전장치임을 감안하면 사실 큰 문제라고 하기 힘들다. 그래도 불쾌한 소음과 진동인건 어쩔 수 없다. ABS에 대해 무지한 사람들은 차가 고장난 줄 알기도 한다.

사실 VDC 등의 차체 제어장치로 인해 발생한 문제를 ABS 로 착각하고 ABS 가 안 좋다고 말하는 사람이 더 많다. 특히 한국의 봄~가을 계절동안 일어나는 ABS 시비글은 파고들어가면 대부분 VDC 결함쪽이다.

5. ABS장착 차량 운전자들이 반드시 숙지해야 할 요령[편집]


  • 시동을 켜기 전 키를 ON으로 했을때 TCS,VDC,ABS 경고등이 켜지고, 시동이 켜진 후에는 경고등이 전부 꺼져야 한다. 만약 경고등이 켜져 있다면 시스템 점검중 이상이 발견되어 ABS가 작동하지 않고 프로포셔닝 밸브를 통한 일반적인 제동력 배분만이 기능하고 있는 상태이다. 이 상황에서 ABS가 작동하는 차량처럼 급제동을 해버리면 대형사고를 일으킬수 있다. 일반적으로 ABS가 고장나면 VDC등 안전장치의 작동도 멈춘다. 차량에 이상이 생겼으므로 과격한 주행을 하지 말고 정비소부터 가라.

  • 브레이크 페달을 최대한 꽉 밟는다.(페달에 밀어내는 듯한 진동이 느껴진다면 ABS가 정상적으로 작동된 것이다.)

  • 계속 밟는다.(절대 중간에 떼면 안된다. 인간이 가진 능력보다 더 안전하고 정확하게 제동시켜주니 ABS를 믿고 밟자.)

  • 스티어링 휠을 원하는 방향으로 조향해서 안전하게 대처한다.
    ※ 덧붙여 말하자면, ABS는 어떤 노면(눈길, 빗길, 흙길, 마른 노면 등)이라도 작동을 하니 믿고 밟자. 실제로 마른길에서 급감속시 락업이 걸려 ABS가 걸리는 상태가 꽤 있다.

[1] 자동차의 급제동 시 브레이크의 제동능력이 타이어의 접지력을 넘어서 바퀴가 굴러가지 않고 멈추는 상태가 되면 접지력/제동력/조향성능이 크게 떨어지는데, 이를 브레이킹록이라고 한다.[2] BMW Motorrad에서는 1988년 최초로 바이크에 ABS를 적용하였으며, 타 오토바이 메이커에서 ABS 옵션 선택 여부는 사실상 21세기에 들어서야 가능해졌다.

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