ESC 와 ABS 성능 평가

 

□ ESC와 ABS

첨단안전장치 중 횡방향능동안전장치인 자동차안정성제어장치(ESC)의 성능평가 방법에 대하여 알아보겠습니다. ESC는 ABS와 같이 브레이크 압력을 자동으로 조절하여 자동차의 안정성을 향상시키는 장치입니다. ABS의 특징으로는 운전자가 브레이크를 밟은 상태에서 작동하며, 좌우측 바퀴의 제동력이 동일하게 분배되어 자동차의 주행방향과 동일한 방향(종방향)의 제어를 수행하게 됩니다. 반면 ESC는 운전자가 브레이크를 작동시키지 않은 상황에서 자동으로 작동하여 좌우측 바퀴의 제동력이 동일하지 않게 제어되어 자동차의 횡방향 자세를 안정적으로 유지시켜주는 특징이 있습니다. 즉, ABS와 ESC는 모두 브레이크 압력을 제어수단으로 이용하지만, 목적과 방법은 전혀 다르게 됩니다.

□ ESC성능평가 장비

앞서 설명한 것과 같이 ESC는 자동차의 안정성이 저하되는 상황에서 브레이크 압력제어를 통한 자세교정을 그 목적으로 하고 있습니다. 따라서, ESC의 성능을 검증하기 위해서는 자동차의 거동을 불안정한 영역까지 유도해야 하기 때문에, ESC의 성능평가 시험에는 상당한 위험을 감수하여야 하기 때문에 여러가지 장비를 자동차에 장착하여 평가하게 됩니다.

1) 조향로봇 및 센서

여러 종류의 자동차 및 ESC별로 성능평가의 재현성 및 신뢰성 확보를 위하여 아래 그림과같이 조향핸들을 제거하고 조향로봇을 장착하여 동일한 조향각을 입력한 상태에서 평가를 수행합니다. 조향로봇을 이용하여 아래 그림과 같이 sine파형으로 조향핸들을 최대 270도까지 조작하여 동차의 자세가 법규가 정한 기준에 만족하는지 여부를 평가하게 되고, ESC성능평가를 이러한 조향특성에 따라 Sine With Dwell 평가라고도 부르기도 합니다.

이와 같이 자동차의 핸들에 부착한 조향로봇으로 자동차를 조작한 후, 자동차의 여러가지 자세특성(요레이트, 횡방향 변위 등)을 센서를 이용하여 측정하여 최종적으로 ESC 성능을 측정하게 됩니다.

2) 안전장치

ESC 성능평가는 자동차를 극히 위험한 상황을 연출하기 때문에, 아래 사진과 같이 자동차의 전면과 후면에 자동차의 전복을 막기 위한 전복방지장치(outrigger)를 장착하여 만일의 사태에 대비한 상태에서 시험하게 됩니다.

□ ESC성능평가

ESC의 안전기준적합여부 평가는 크게 두 가지로 요약할 수 있습니다. 첫째는 ESC의 제어성능평가로, 앞서 설명한 것과 같이 조향로봇을 이용하여 자동차의 안정성을 위협하는 급격한 조작을 하였을 때, ESC가 법규에서 정한 기준 이상으로 자동차의 안정성을 확보하는지 여부를 확인하는 평가를 수행하게 됩니다. 둘째로는 고장감지능력 확인시험으로, ESC의 작동에 필요한 여러가지 센서(요레이트센서, 횡가속도센서, 조향각센서, 바퀴속도측정센서 등) 및 전자장치에 고장이 발생하였을 때 이를 자동으로 감지하여 ESC의 오작동을 막고 경고등 점등을 통해 운전자에게 알리는 고장감지능력 평가를 수행하게 됩니다.

앞서 설명한 방법대로 자동차를 조작하였을 때, ESC 장착 자동차와 미장착 자동차의 거동을 살펴보면, ESC의 효과를 확실하게 비교할 수 있습니다. 동일한 조향각에서 ESC 미장착 자동차는 안정성을 완전히 상실한 후, 180도 회전하는 것을 볼 수 있으나, ESC 장착 자동차는 안정적으로 주행이 가능한 것을 볼 수 있습니다.

- ESC 미장착 시

- ESC 장착 시

(자료 출처 :자동차 성능연구소)