ESP에 관한 말씀들이 많아 공부좀 했습니다..^^!허접하긴 하지만 나름대로 정리한것입니다.제동장치에관한 자료
- [곰팅]이원경
- 조회 수 2334
- 2004.10.01. 18:24
1. ABS란
ABS(Anti-lock Brake System)는 50년대 초 항공기 및 고속철도차량용으로 개발되기 시작했으나, 자동차용으로는 20여 년이 지난 뒤에나 개발됐습니다.
자동차는 운행 특성상 빗길, 눈길, 비포장길 등 다양한 도로 조건에서 주행하고, 도로 조건에 따라 요구되는 제동 특성이 달라 항공기나 철도차량용보다 유압 및 전자제어 기술이 뒷받침되어야 했고, 제품의 신뢰성과 가격 문제로 실용화에는 시간이 많이 걸렸습니다.
그러나 유압 및 전자제어 기술의 발전과 더불어 자동차용 ABS를 실용화하기 위한 연구가 꾸준히 진행되어 1978년 벤츠사와 보쉬사에 의해 자동차용으로 처음 실용화한 ABS는 제동시 차량의 안정성 및 조향성 유지하고 제동거리를 줄여주는 안전장치로써 탁월한 효과가 입증되어, 최근 국내에서도 보급이 확대되고 있습니다.
ABS의 기본구성
ABS는 유압장치(Hydraulic Unit), 제동압력을 제어하는 솔레노이드 밸브, 펌프, 구동 모터, 휠 스피드 센서(Wheel Speed Sensor) 등으로 구성되며, ECU가 각 바퀴의 휠 스피드 센서들로 부터의 신호를 분석하여 유압장치로 제어신호를 보내 제동 압력을 조절하며, 4륜구동에는 가속도 센서(Acceleration Sensor)를 추가로 적용합니다.
ABS 장착 차량은 대부분의 도로에서 제동거리가 약 5∼25% 정도 짧아지는 것으로 알 려져 있지만, 눈길이나 자갈길에서는 거꾸로 제동거리가 더 길어질 수도 있습니다. 이러한 현 상은 (특히 눈길에서) 일반 차량이 제동할 때 바퀴가 잠기며 차량의 진행방향으로 미끄러 질 때 타이어 앞쪽에 눈이나 자갈 둔덕이 생겨 차량의 미끄러짐에 저항으로 크게 작용해 서 ABS 장착 차량보다 제동거리가 짧아지는 것입니다.
이처럼 바퀴 잠김이 발생할 경우 구르는 타이어와 노면에서 발생하는 횡방향의 접지력 이 급격히 줄어들기 때문에 운전자가 원하는 방향으로 조타가 불가능해지며, 차량이 미끄러지면서 회전하는 위험한 상황이 발생한다. 즉, 운전자의 의도와는 상관없이 차량이 미끄러지는 불가항력의 상태가 되는 것입니다.
ABS의 장착 효과
①차량 안정성 확보 : 바퀴의 잠김을 방지함으로써 타이어와 노면의 횡방향 접지력을 확보하여, 직진 및 커브길 제동시 차량의 미끄러짐 및 회전을 막는 것입니다.
②조향성 확보 : 운전자가 원하는 방향으로 차량을 조타할 수 있습니다.
③최단의 제동거리 확보 : 가능한 한 대부분의 도로에서 가장 짧은 제동거리를 확보합니다.
2. ASR (Acceleration Skid Control) 란
1987년 최초로 소개된 ASR은 주행속도와 엔진 회전수를 감지해서 브레이크 시스템과 파워트레인 시스템을 통합 제어하는 장치로서 급 출발이나 가 감속시 바퀴의 미끄러짐을 감시하고 구동 바퀴의 미끄러짐이 발생하면 바퀴와 도로면 사이에 최적의 종 축력이 작용될 수 있고, 최대 가속력과 최소 제동거리를 갖도록 자동으로 엔진토크와 구동 바퀴 제동을 동시에 제어합니다.
ASR은 가속시 모든 속도범위 내에서 보다 나은 성능을 발휘토록 하며, 또한 ABS와 결합하여 가격 및 중량의 절감효과를 얻을 수 있습니다.
ASR의 작동 방식
①엔진출력의 조절 : 스로틀 밸브의 개폐 조절, 연료 분사량의 조절, 점화시기의 조절, 엔진 기통수의 조절 등이 있습니다. 이 방식들은 엔진의 출력을 직접적으로 조절 하기 때문에 구동력을 유용하게 이용할 수 있는 반면에 응답성이 느립니다.
②브레이크 토크의 조절 : 굴림 바퀴 축에 제동력을 가하여 토크를 조정함으로서 바퀴의 공전을 방지하는 방식으로 응답성이 빠릅니다. (ABD : Automatic Braking Differential)
3. BAS (Brake Assist System) 란
BAS는 브레이크 페달을 밟는 속도와 작동 레벨을 항상 감시하여, 운전자의 갑작스러운 브레이크 작동으로 인한 브레이크력(Break Force)를 보정해주는 장치로서, 차량의 상태가 비상 제동 상황임에도 불구하고 운전자가 브레이크를 천천히 작동시킨다고 판단될 때, ECU는 자동으로 브레이크 부스터내의 솔레노이드 밸브를 조절하여 부스터실(Booster chamber)의 압력을 최대한으로 끌어올리고, 최대 제동력(Full Braking)을 수행토록 하여 최적의 제동거리를 확보토록 합니다.
BAS의 작동 중에 ABS가 작동하면 최대 제동력을 수행할 수 없으므로 미끄러짐 한계(Skid Limit)이하이거나 차량의 조향이 가능한 경우에는 ABS의 작동을 중지하도록 설정이 되어 있으며, 운전자가 페달에서 발을 뗌과 동시에 작동을 중지합니다.
4. TCS (Traction Control System) 란
ABS의 기능을 포함하지만 ABS UNIT외에 TCS UNIT를 추가로 장착하는 것이 아닌 별개의 UNIT을 장착합니다.
즉, 엔진룸을 열어보면 ABS UNT가 장착된 자리에 TCS UNIT이 장착되는 것이지요.
두 기기의 차이점은
ABS : 제동 중에만 작동됨 (브레이크 제어 시 바퀴의 잠김 현상을 방지)
TCS (Traction Control System) : 제동이나 주행중에 작동됨(구동력 제어)..가속주행시 미끄럼 방지
우리가 주로 TCS (TRACTION CONTROL SYSTEM) 제조사나 자동차회사마다 부르는 이름이 달라 ABD, ASR 등등으로 불리우기도 합니다.
TCS의 작동원리
구동축, 즉 바퀴에서 스티어링 휠(핸들)의 각도와 다른 회전력이 발생시 (즉, 헛바퀴가 돌 때) 이때 브레이킹 시스템이 작동하여 각 구동축의 회전력을 핸들각도에 맞게 (즉, 핸들이 가고자 하는 방향으로) 조절하여 줍니다
여기서 브레이크 페달을 밟았을 때만 작동하는 것이 ABS이고, 주행 중에도 작동하는 것이 TCS입니다.
다시 말하자면 TCS는 주행중 이건 제동중 이건 바퀴의 슬립현상으로 인해 일어나는 조향 불가능한 상황을 극복하는 시스템입니다.
TCS의 종류
① 엔진출력을 조절하는 방식 ETCS(엔진제어시스템)인데 이 방식은 필요시 각 구동 축에 전달되는 출력을 조절하여 조향성을 유지시켜 안정성을 확보하는 방법입니다.
이때 엔진 출력의 조절은 스로틀 밸브의 계도를 조절하여 공기량을 제어 하는 직접제어 방식과, 점화시기나 연료분사량의 조절을 통한 간접제어 방식으로 구분됩니다. 최근 대부분의 차량에서 사용하는 간접제어 방식은 TCS제어기와 엔진제어기 사이에 통신선을 부가하여 상호통신을 통한 제어 방식으로, 직접제어 방식에 비해 가격 절감효과가 급니다.
② 엔진출력의 조절이 아닌 브레이크 압력을 조절해 각 구동바퀴의 속도를 독립적으로 제어하는 BTCS(브레이크제어시스템)입니다.
브레이크 압력은 좌우 솔레노이드 밸브와 모듈레이터의 특성을 이용하여 증압•감 압•유지 상태의 시간을 조절함으로서 브레이크 제동 토크를 형성하여 구동력을 제어합니다.
③ FTCS인데 (위의 두 가지 방법을 모두 병행하는 방법) BTCS의 승차감이나 좌우 마찰력의 차이가 적은 노면에서의 공진에 의한 차체 진동을 개선하고, ETCS의 응답성 및 좌우 마찰력의 차이가 큰 노면에서의 가속성능 향상 을 얻을 수 있으므로, 발진 및 가속되는 전 구간에서의 성능 및 안정성의 효과가 제일 우수 하다고 평가합니다.
5. ESP(Electronic Stability Program - 차량자세제어장치)
1995년초부터 실용화된 ESP는 가속시나 제동시 또는 코너링시의 극도의 불안정한 상황에서 발생하는 차량의 미끄러짐으로 인한 위험을 앞차축 또는 뒷차축에 선택적으로 작동시킴으로서 제동력을 줄여 주고, 운전자의 실수까지도 보정해주는 시스템입니다.
각종 센서들이 구동바퀴의 속도, 제동 압력, 조향 핸들의 각도, 측면 가속도 및 차체의 기울어짐 등을 파악해 그 정보들을 ESP 장치로 보내면, ESP는 이러한 정보들을 검색하고 차량의 미끄러짐 상태를 초기에 파악하여 차량의 바퀴 중 적절한 브레이크를 작동시켜 주행중인 자동차의 자세를 다시 안정시켜 줍니다.
예를 들어, 차량의 뒷부분이 오른쪽으로 쏠리면 ESP는 정확한 양의 제동 압력을 앞 좌측 바퀴에 공급하여 자동차가 다시 정 위치에서 운행을 할 수 있도록 해줍니다.
.......................................................................................이상입니다
그림들이 안올라가서....ㅠ.ㅠ
나름대로 정리해보았습니다.
부족한글 읽어주셔서 감사드립니다.
티지는 영원하다^^ 티지 파이팅!!!
ABS(Anti-lock Brake System)는 50년대 초 항공기 및 고속철도차량용으로 개발되기 시작했으나, 자동차용으로는 20여 년이 지난 뒤에나 개발됐습니다.
자동차는 운행 특성상 빗길, 눈길, 비포장길 등 다양한 도로 조건에서 주행하고, 도로 조건에 따라 요구되는 제동 특성이 달라 항공기나 철도차량용보다 유압 및 전자제어 기술이 뒷받침되어야 했고, 제품의 신뢰성과 가격 문제로 실용화에는 시간이 많이 걸렸습니다.
그러나 유압 및 전자제어 기술의 발전과 더불어 자동차용 ABS를 실용화하기 위한 연구가 꾸준히 진행되어 1978년 벤츠사와 보쉬사에 의해 자동차용으로 처음 실용화한 ABS는 제동시 차량의 안정성 및 조향성 유지하고 제동거리를 줄여주는 안전장치로써 탁월한 효과가 입증되어, 최근 국내에서도 보급이 확대되고 있습니다.
ABS의 기본구성
ABS는 유압장치(Hydraulic Unit), 제동압력을 제어하는 솔레노이드 밸브, 펌프, 구동 모터, 휠 스피드 센서(Wheel Speed Sensor) 등으로 구성되며, ECU가 각 바퀴의 휠 스피드 센서들로 부터의 신호를 분석하여 유압장치로 제어신호를 보내 제동 압력을 조절하며, 4륜구동에는 가속도 센서(Acceleration Sensor)를 추가로 적용합니다.
ABS 장착 차량은 대부분의 도로에서 제동거리가 약 5∼25% 정도 짧아지는 것으로 알 려져 있지만, 눈길이나 자갈길에서는 거꾸로 제동거리가 더 길어질 수도 있습니다. 이러한 현 상은 (특히 눈길에서) 일반 차량이 제동할 때 바퀴가 잠기며 차량의 진행방향으로 미끄러 질 때 타이어 앞쪽에 눈이나 자갈 둔덕이 생겨 차량의 미끄러짐에 저항으로 크게 작용해 서 ABS 장착 차량보다 제동거리가 짧아지는 것입니다.
이처럼 바퀴 잠김이 발생할 경우 구르는 타이어와 노면에서 발생하는 횡방향의 접지력 이 급격히 줄어들기 때문에 운전자가 원하는 방향으로 조타가 불가능해지며, 차량이 미끄러지면서 회전하는 위험한 상황이 발생한다. 즉, 운전자의 의도와는 상관없이 차량이 미끄러지는 불가항력의 상태가 되는 것입니다.
ABS의 장착 효과
①차량 안정성 확보 : 바퀴의 잠김을 방지함으로써 타이어와 노면의 횡방향 접지력을 확보하여, 직진 및 커브길 제동시 차량의 미끄러짐 및 회전을 막는 것입니다.
②조향성 확보 : 운전자가 원하는 방향으로 차량을 조타할 수 있습니다.
③최단의 제동거리 확보 : 가능한 한 대부분의 도로에서 가장 짧은 제동거리를 확보합니다.
2. ASR (Acceleration Skid Control) 란
1987년 최초로 소개된 ASR은 주행속도와 엔진 회전수를 감지해서 브레이크 시스템과 파워트레인 시스템을 통합 제어하는 장치로서 급 출발이나 가 감속시 바퀴의 미끄러짐을 감시하고 구동 바퀴의 미끄러짐이 발생하면 바퀴와 도로면 사이에 최적의 종 축력이 작용될 수 있고, 최대 가속력과 최소 제동거리를 갖도록 자동으로 엔진토크와 구동 바퀴 제동을 동시에 제어합니다.
ASR은 가속시 모든 속도범위 내에서 보다 나은 성능을 발휘토록 하며, 또한 ABS와 결합하여 가격 및 중량의 절감효과를 얻을 수 있습니다.
ASR의 작동 방식
①엔진출력의 조절 : 스로틀 밸브의 개폐 조절, 연료 분사량의 조절, 점화시기의 조절, 엔진 기통수의 조절 등이 있습니다. 이 방식들은 엔진의 출력을 직접적으로 조절 하기 때문에 구동력을 유용하게 이용할 수 있는 반면에 응답성이 느립니다.
②브레이크 토크의 조절 : 굴림 바퀴 축에 제동력을 가하여 토크를 조정함으로서 바퀴의 공전을 방지하는 방식으로 응답성이 빠릅니다. (ABD : Automatic Braking Differential)
3. BAS (Brake Assist System) 란
BAS는 브레이크 페달을 밟는 속도와 작동 레벨을 항상 감시하여, 운전자의 갑작스러운 브레이크 작동으로 인한 브레이크력(Break Force)를 보정해주는 장치로서, 차량의 상태가 비상 제동 상황임에도 불구하고 운전자가 브레이크를 천천히 작동시킨다고 판단될 때, ECU는 자동으로 브레이크 부스터내의 솔레노이드 밸브를 조절하여 부스터실(Booster chamber)의 압력을 최대한으로 끌어올리고, 최대 제동력(Full Braking)을 수행토록 하여 최적의 제동거리를 확보토록 합니다.
BAS의 작동 중에 ABS가 작동하면 최대 제동력을 수행할 수 없으므로 미끄러짐 한계(Skid Limit)이하이거나 차량의 조향이 가능한 경우에는 ABS의 작동을 중지하도록 설정이 되어 있으며, 운전자가 페달에서 발을 뗌과 동시에 작동을 중지합니다.
4. TCS (Traction Control System) 란
ABS의 기능을 포함하지만 ABS UNIT외에 TCS UNIT를 추가로 장착하는 것이 아닌 별개의 UNIT을 장착합니다.
즉, 엔진룸을 열어보면 ABS UNT가 장착된 자리에 TCS UNIT이 장착되는 것이지요.
두 기기의 차이점은
ABS : 제동 중에만 작동됨 (브레이크 제어 시 바퀴의 잠김 현상을 방지)
TCS (Traction Control System) : 제동이나 주행중에 작동됨(구동력 제어)..가속주행시 미끄럼 방지
우리가 주로 TCS (TRACTION CONTROL SYSTEM) 제조사나 자동차회사마다 부르는 이름이 달라 ABD, ASR 등등으로 불리우기도 합니다.
TCS의 작동원리
구동축, 즉 바퀴에서 스티어링 휠(핸들)의 각도와 다른 회전력이 발생시 (즉, 헛바퀴가 돌 때) 이때 브레이킹 시스템이 작동하여 각 구동축의 회전력을 핸들각도에 맞게 (즉, 핸들이 가고자 하는 방향으로) 조절하여 줍니다
여기서 브레이크 페달을 밟았을 때만 작동하는 것이 ABS이고, 주행 중에도 작동하는 것이 TCS입니다.
다시 말하자면 TCS는 주행중 이건 제동중 이건 바퀴의 슬립현상으로 인해 일어나는 조향 불가능한 상황을 극복하는 시스템입니다.
TCS의 종류
① 엔진출력을 조절하는 방식 ETCS(엔진제어시스템)인데 이 방식은 필요시 각 구동 축에 전달되는 출력을 조절하여 조향성을 유지시켜 안정성을 확보하는 방법입니다.
이때 엔진 출력의 조절은 스로틀 밸브의 계도를 조절하여 공기량을 제어 하는 직접제어 방식과, 점화시기나 연료분사량의 조절을 통한 간접제어 방식으로 구분됩니다. 최근 대부분의 차량에서 사용하는 간접제어 방식은 TCS제어기와 엔진제어기 사이에 통신선을 부가하여 상호통신을 통한 제어 방식으로, 직접제어 방식에 비해 가격 절감효과가 급니다.
② 엔진출력의 조절이 아닌 브레이크 압력을 조절해 각 구동바퀴의 속도를 독립적으로 제어하는 BTCS(브레이크제어시스템)입니다.
브레이크 압력은 좌우 솔레노이드 밸브와 모듈레이터의 특성을 이용하여 증압•감 압•유지 상태의 시간을 조절함으로서 브레이크 제동 토크를 형성하여 구동력을 제어합니다.
③ FTCS인데 (위의 두 가지 방법을 모두 병행하는 방법) BTCS의 승차감이나 좌우 마찰력의 차이가 적은 노면에서의 공진에 의한 차체 진동을 개선하고, ETCS의 응답성 및 좌우 마찰력의 차이가 큰 노면에서의 가속성능 향상 을 얻을 수 있으므로, 발진 및 가속되는 전 구간에서의 성능 및 안정성의 효과가 제일 우수 하다고 평가합니다.
5. ESP(Electronic Stability Program - 차량자세제어장치)
1995년초부터 실용화된 ESP는 가속시나 제동시 또는 코너링시의 극도의 불안정한 상황에서 발생하는 차량의 미끄러짐으로 인한 위험을 앞차축 또는 뒷차축에 선택적으로 작동시킴으로서 제동력을 줄여 주고, 운전자의 실수까지도 보정해주는 시스템입니다.
각종 센서들이 구동바퀴의 속도, 제동 압력, 조향 핸들의 각도, 측면 가속도 및 차체의 기울어짐 등을 파악해 그 정보들을 ESP 장치로 보내면, ESP는 이러한 정보들을 검색하고 차량의 미끄러짐 상태를 초기에 파악하여 차량의 바퀴 중 적절한 브레이크를 작동시켜 주행중인 자동차의 자세를 다시 안정시켜 줍니다.
예를 들어, 차량의 뒷부분이 오른쪽으로 쏠리면 ESP는 정확한 양의 제동 압력을 앞 좌측 바퀴에 공급하여 자동차가 다시 정 위치에서 운행을 할 수 있도록 해줍니다.
.......................................................................................이상입니다
그림들이 안올라가서....ㅠ.ㅠ
나름대로 정리해보았습니다.
부족한글 읽어주셔서 감사드립니다.
티지는 영원하다^^ 티지 파이팅!!!
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