전자 제어 주행 안정 장치

3. 작동 원리

ESC는 차량의 조향 각도, 요 레이트, 횡 가속도, 휠 속도 등 다양한 센서 데이터를 기반으로 차량의 불안정한 상태를 감지한다. 미끄러짐이 감지되면, ESC는 각 휠에 독립적인 제동력을 가하고, 엔진 출력을 조절하여 차량의 자세를 제어한다.^{[98][100][101][102]} ESC는 ABS와 TCS를 통합 제어하며, 더욱 정밀한 제어를 위해 전자 제어 제동 시스템(EBD)과 연동되기도 한다.

ESC 시스템은 운전자가 가고자 하는 방향을 결정하기 위해 여러 개의 센서를 사용한다.

• 스티어링 휠 각도 센서: 운전자가 조향하고자 하는 방향을 결정한다.
• 요 레이트 센서: 차량의 회전율을 측정한다. 요 레이트 센서의 데이터는 조절 동작을 결정하기 위해 스티어링 휠 각도 센서의 데이터와 비교된다.^[47]
• 횡 가속도 센서: 차량의 횡 가속도를 측정한다.
• 휠 속도 센서: 휠 속도를 측정한다.

4. 구성 요소

ESC는 ABS에 요(yaw) 레이트 제어 기능을 통합한 것이다. ABS는 ESC가 각 휠의 속도를 조절할 수 있게 해주며, 많은 ESC 시스템은 TCS 또는 ASR(가속 미끄럼 방지 시스템)을 포함하여 가속 시 구동 휠 미끄러짐을 감지하고 제동하거나 엔진 출력을 줄여 제어를 돕는다. 그러나 ESC는 ABS나 트랙션 컨트롤과는 다른 목적을 수행한다.^[31]

ESC 시스템은 운전자가 가고자 하는 방향을 파악하기 위해 여러 센서를 사용한다. 다른 센서들은 차량의 실제 상태를 나타낸다. 제어 알고리즘은 운전자의 입력을 차량 응답과 비교하여 필요시 브레이크를 작동시키거나 스로틀을 줄인다.^[46] ESC 컨트롤러는 차량의 안정성과 제어성을 향상시키기 위해 4륜 구동 시스템이나 능동형 서스펜션 시스템과 같은 다른 컨트롤러와 데이터를 주고받을 수 있다.

ESC 시스템의 센서는 트랙션 손실을 빠르게 감지하기 위해 항상 데이터를 전송해야 하며, 강수량이나 포트홀 같은 간섭에 강해야 한다. 주요 센서는 다음과 같다.

• 운전자가 조향하고자 하는 방향을 감지하는 스티어링 휠 각도 센서. AMR 소자를 사용하기도 한다.
• 차량의 회전율을 측정하는 요 레이트 센서. 요 센서 데이터는 스티어링 휠 각도 센서 데이터와 비교하여 조절 동작을 결정한다.^[47]
• 차량의 횡 가속도를 측정하는 횡 가속도 센서 ( 가속도계).
• 휠 속도를 측정하는 휠 속도 센서.

• 횡 가속도 센서와 유사하지만 도로 피치 정보, 차량 가속 및 속도 센서인 종 가속도 센서.
• 요 레이트 센서와 유사하지만, 차량 모델 정확도를 높이고 다른 센서와 결합하여 더 정확한 데이터를 제공하는 롤 레이트 센서.

5. 효과

ESC(전자 제어 주행 안정 장치)는 차량의 미끄러짐을 감지하고 제동력을 조절하여 운전자가 차량 제어력을 유지하도록 돕는 기술이다. 여러 연구 결과에 따르면 ESC는 사고 감소에 효과적이며, 특히 단독 사고 발생률을 크게 낮추는 것으로 나타났다.

이처럼 ESC는 차량 제어, 생명 구조, 사고 발생 및 심각성 감소에 매우 효과적인 것으로 확인되었다.^[35] 이러한 이유로 많은 전문가들은 ESC를 자동차 안전 분야에서 가장 중요한 발전 중 하나로 꼽는다.^[37] 유럽 신차 안전 평가 프로그램(유로 NCAP)은 안정성 제어 장치가 장착된 차량 구매를 "강력히 권장"하고 있다.

6. 한계

ESC는 운전을 보조하는 장치이지만, 자동차의 물리적 한계를 넘어서는 성능을 발휘하지는 못한다. 예를 들어, 타이어의 성능을 초과하는 제동력을 발휘하거나, 타이어의 그립력 한계를 넘어서는 무리한 운전까지 제어할 수는 없다.^[116] ESC가 작동하더라도 차량의 방향 안정성, 조타성, 핸들 조작성 확보에는 한계가 있으며, ESC를 과신하면 예상치 못한 사고로 이어질 수 있다.

따라서 ESC가 장착된 차량이라도 코너 전이나 미끄러운 노면에서는 충분히 감속해야 한다.^{[98][99][101][117][118][119]} 또한, ESC 작동 부저가 울리거나 슬립 표시등이 켜져 있다면, 차량이 미끄러지는 등 위험한 상황에 놓여 있을 가능성이 높으므로, 더욱 신중하게 운전해야 한다.^{[98][99][101][117][118][119]}

7. 제조사별 명칭

ESC는 일반적인 명칭이지만, 자동차 제조사별로 다양한 상표명이 사용된다.^[87]

전자 제어 주행 안정 장치와 관련하여, 등록 상표 관계 때문에 장치를 개발한 제조사나 장치를 채용한 자동차 제조사에 따라 명칭이 다르다. OEM 등의 이유로 미쓰비시, 현대, 토요타(토요타/렉서스 양 브랜드), 다이하츠 등 한 회사에서 여러 명칭이 존재하는 경우가 있다. 그러나 기본적인 구조, 작동 방식 및 효과는 거의 동일하다.^{[104][109][110]}

현재 일본 내 명칭 통일을 위해 ADVICS, 보쉬(일본 법인), 콘티넨탈(일본 법인)의 브레이크 주요 3사가 "ESC 보급 위원회"를 조직하여, 등록 상표가 아닌 일반 명칭으로 "ESC"를 제안하고 있다. 일본 보쉬사를 제외한 보쉬 그룹에서는 "ESP"라고 부르는 경우가 있지만^[114], 일본에서의 "ESC"라는 명칭 사용은 모회사인 독일 보쉬사에서도 승인되었으며, 독일 보쉬사의 관계자가 방일했을 때 공식 석상에서 "ESC"라고 부르기도 한다.^[115]

8. 시스템 제조사

• 아큐라: Vehicle Stability Assist (VSA)
• 알파 로메오: Vehicle Dynamic Control (VDC)
• 아우디: Electronic Stability Program (ESP)
• 벤틀리: Electronic Stability Program (ESP)
• BMW: Dynamic Stability Control (DSC) (Dynamic Traction Control 포함)
• 부가티: Electronic Stability Program (ESP)
• 뷰익: StabiliTrak
• 캐딜락: StabiliTrak, StabiliTrak3.0 with Active Front Steering (AFS)
• 체리: Electronic Stability Program
• 쉐보레: StabiliTrak, Active Handling (콜벳 & 카마로 한정)
• 크라이슬러: Electronic Stability Program (ESP)
• 시트로엥: Electronic Stability Program (ESP)
• 다이하쓰: Vehicle Stability Control (VSC)
• 닷지: Electronic Stability Program (ESP)
• 다임러: Electronic Stability Program (ESP)
• 피아트: Electronic Stability Control (ESC) and Vehicle Dynamic Control (VDC)
• 페라리: Controllo Stabilità (CST)
• 포드: AdvanceTrac with Roll Stability Control (RSC) and Interactive Vehicle Dynamics (IVD) and Electronic Stability Program (ESP), Dynamic Stability Control (DSC) (호주 한정)
• 제너럴 모터스: StabiliTrak
• 혼다: Vehicle Stability Assist (VSA)
• 홀덴: Electronic Stability Program (ESP)
• 현대자동차: Electronic Stability Program (ESP), Electronic Stability Control (ESC) and Vehicle Stability Assist (VSA)
• 인피니티: Vehicle Dynamic Control (VDC)
• 이스즈: Electronic Vehicle Stability Control (EVSC)
• 재규어: Dynamic Stability Control (DSC), and Automatic Stability Control (ASC)
• 지프: Electronic Stability Program (ESP)
• 기아: Electronic Stability Control (ESC) and Electronic Stability Program (ESP)
• 람보르기니: Electronic Stability Program (ESP)
• 랜드로버: Dynamic Stability Control (DSC)
• 렉서스: Vehicle Dynamics Integrated Management (VDIM) with Vehicle Stability Control (VSC)
• 링컨: AdvanceTrac
• 마세라티: Maserati Stability Program (MSP)
• 마쓰다: Dynamic Stability Control (DSC) (Dynamic Traction Control 포함)
• 메르세데스-벤츠: Electronic Stability Program (ESP)
• 머큐리: AdvanceTrac
• 미니: Dynamic Stability Control
• 미쓰비시: Active Skid and Traction Control MULTIMODE and Active Stability Control (ASC)
• 닛산: Vehicle Dynamic Control (VDC)
• 올즈모빌: Precision Control System (PCS)
• 오펠: Electronic Stability Program (ESP) and Trailer Stability Program (TSP)^[79]
• 푸조: Electronic Stability Program (ESP)
• 폰티악: StabiliTrak
• 포르쉐: Porsche Stability Management (PSM)
• 프로톤: Electronic Stability Control (ESC) or Vehicle Dynamics Control (VDC)
• 르노: Electronic Stability Program (ESP)
• 로버: Dynamic Stability Control (DSC)
• 사브: Electronic Stability Program (ESP) or StabiliTrak
• 스카니아: Electronic Stability Program (ESP)^[80]
• 세아트: Electronic Stability Program (ESP)
• 스코다: Electronic Stability Program (ESP) and Electronic Stability Control (ESC)
• 스마트: Electronic Stability Program (ESP)
• 스바루: Vehicle Dynamics Control (VDC)
• 스즈키: Electronic Stability Program (ESP)
• 타타: Corner Stability Control (CSC)
• 토요타: Vehicle Stability Control (VSC) or Vehicle Dynamics Integrated Management (VDIM)
• 테슬라: Electronic Stability Control (ESC)
• 복스홀: Electronic Stability Program (ESP)
• 볼보: Dynamic Stability and Traction Control (DSTC)
• 폭스바겐: Electronic Stability Program (ESP)

9. 미래

전자 제어 주행 안정 장치(ESC)는 잠김 방지 제동 시스템(ABS)을 기반으로 하며, 롤 안정성 제어(RSC)^[21]와 같은 새로운 기술 발전을 위한 기반이 된다. RSC는 전복 위험(일반적으로 수송 트럭^[80] 또는 SUV^[86]에서 발생)을 감지하면 브레이크를 작동시키고, 스로틀을 줄이며, 언더스티어를 유발하거나 차량 속도를 늦춘다.

ESC의 컴퓨팅 성능은 능동 및 수동 안전 시스템의 네트워크 연결을 용이하게 하여, 사고의 다른 원인에도 대처할 수 있게 한다. 예를 들어, 센서는 차량이 너무 가까이 따라오고 있는지 감지하여 차량 속도를 늦추고, 등받이를 똑바로 세우고, 안전 벨트를 조여 사고를 방지하거나 사고에 대비할 수 있다.

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