전자식 제동력 분배

전자식 제동력 분배(Electronic Brake force Distribution)는 승차인원이나 적재하중에 맞춰 앞뒤 바퀴에 적절한 제동력을 자동으로 배분함으로써 안정된 브레이크 성능을 발휘할 수 있게 하는 시스템이다. 특히 운행 중에 적재하중의 변화가 큰 RV 차량이나 미니밴 차량에 장착하면 효과적이다. 영어 약자로 EBD(이비디)라고 한다.

상세

전자식 제동력 분배는 승차인원이나 적재하중 등 차량 중량의 변화에 따라 앞바퀴와 뒷바퀴의 제동력 배분을 전자적으로 최적화하는 시스템이다. 제동시 차량상태, 노면상황에 따라 브레이크 앞과 뒤 배분을 제어한다. 예를 들면 뒷좌석에 승객이 많이 탔다든가, 트렁크에 적재량이 많을 경우에는 뒷쪽 브레이크 제동력을 높여 제동거리를 줄인다. 반대로 승객도 없고 적재물도 없을 때 코너주행시 페달을 힘껏 밟고 나아가도 뒷쪽 브레이크 제동력을 높이지 않아 차량이 회전되지 않고 안정적인 운행을 할 수 있게 된다. 전자식 제동력 분배시스템은 ABS와 함께 장착되며 ABS의 성능을 향상시키고 안전성을 높이기 위한 안전장치로, EBD는 뒷바퀴 제동력을 확보하기 위하여 앞뒤 바퀴 속도의 차이를 검출한 뒤 ABS의 액추에이터를 통해 뒷바퀴에 최적의 제동력을 분배한다.

작동방식

네 개의 휠에는 차량의 속도를 정확하게 계산하기 위한 별도의 휠 속도 센서(WWS, Wheel Speed Sensor)가 장착되어 있다. 또한 부하센서가 차량의 전륜과 후륜 사이의 무게 분포를 측정한다. 일반적으로 자동차는 엔진이 차량 앞쪽에 배치되기 때문에 앞쪽이 더 무겁다. 이 때문에 브레이크 압력도 전륜에 전체의 60~70%가 분배된다. 브레이크 페달이 밟히면 차량은 휠 속도센서와 부하센서로부터 차량의 정보를 입력받아 각 휠의 상태를 개별적으로 판단한다. 그런 다음 각각의 휠마다 최적의 브레이크 유압을 제공한다. 차량 후륜의 중량이 증가하면 후륜 브레이크 유압을 증가시켜 차량이 최적의 제동력을 유지하도록 한다. 또는 특정 바퀴에 가해지는 과도한 제동력을 줄여줄 수도 있다. 브레이크 유압은 제동 모듈 또는 밸브에 의해 제어된다. 전자식 제동력 분배시스템은 브레이크 페달 작동시에 차량 속도, 주행 조건, 차량의 하중, 중량에 따라 각 휠에 적합한 브레이크 압력을 계산한다. 그런 다음 브레이크 마스터 실린더를 통해 브레이크 압력이 고르게 분산될 때까지 차량 전륜과 후륜의 제동력을 효율적으로 분배한다. 전자식 제동력 분배시스템은 모든 바퀴에 동일한 제동력을 제공한다. 결과적으로 제동시에 운전자가 차량에 대한 확고한 제어력을 유지하고, 차량을 더 짧은 거리에서 정차할 수 있게 도와준다. 또한 전자식 제동력 분배시스템은 차량의 회전 또는 커브 주행시에 매우 유용하게 사용된다. 일반적으로 전자식 제동력 분배시스템은 전륜의 가장 빠른 바퀴와 후륜의 가장 느린 바퀴의 속도 차이가 약 1km/h 이상일 경우에 작동하며, ABS 작동시에는 기능이 중지된다.

비교

ABS

브레이크의 원리는 자동차의 바퀴를 잡음으로써 바퀴와 도로 사이의 마찰력을 크게 하여 자동차를 멈추게 하는 것이다. 그런데 자동차가 빙판이나 미끄러운 길에서 브레이크를 밟으면 자동차는 정지하지 않고, 관성에 의해 미끄러지게 된다. 영화에서 보면 하얀 연기를 내면서 도로에 스키드 마크를 남기고 미끄러지는 경우이다. 그런데 미끄럼 마찰력이 지속적으로 작용하면, 자동차의 바퀴를 멈추게 해야 하는 정지 마찰력이 점점 작아져서 제동거리가 훨씬 길어지게 된다. 즉 운전자가 멈추고자 하는 선을 넘어서게 되어 안전 사고가 발생한다. 이를 해결하기 위해서는 자동차가 완전히 멈출 때까지 브레이크를 밟았다가 순간적으로 놓은 후 다시 밟기를 반복하면 된다. 그런데 문제는 일반적인 운전자는 위험에 처할 경우 이런 숙련의 운전 실력이 나올 수 없다는 것이다. 평상시에도 사람의 능력으로는 제아무리 빨라야 1초에 한두 번 이상 연속해서 밟기 힘들기 때문이다. 그래서 이것을 전기적인 힘으로 제어해주는 ABS를 장착하는 것이다. ABS는 1초에 여러 번 브레이크를 잡았다가 놓았다가 해주는 장치이다. 더 정확하게 표현하자면 타이어가 미끄러지지 않고 네 바퀴의 균형을 유지하도록 돕는 것이다. 운전자가 브레이크를 밟으면 각 바퀴의 속도가 균형을 이루도록 바퀴를 잡았다 놓았다 하는 펌핑을 해주는 것이다. 더욱이 한 쪽 바퀴만 미끄러지면 한 쪽 방향으로 틀어져서 위험할 수도 있으니까 그 바퀴만 펌핑해서 방향이 틀어지지 않도록 하는 것이다. ABS는 이와 같은 펌핑을 1초에 10차례 이상 하여 조종력을 잃지 않도록 함으로써 제동거리를 짧게 할 수 있다. 한편 전자식 제동력 분배시스템은 ABS의 단점을 보완한 시스템이다. 자동차가 멈출 때는 앞 쪽으로 무게 중심이 이동하면서 많은 하중이 앞 부분에 걸리게 된다. 그런데 네 바퀴의 균형을 맞춘다고 각 바퀴에 동일한 제동력을 설정하면 앞 부분보다 적은 하중이 걸리는 뒷바퀴는 보다 가벼워 미끄러지기 쉽게 된다. 또 사람이나 짐을 많이 실었을 때에는 각 상황마다 무게 중심이 달라지는데도 ABS에 의해 제동력을 똑같이 분배한다면 효율적인 제동이라고 하기 어렵다. 이를 대비해서 전자식 제동력 분배시스템은, 상황에 따라 앞 · 뒤 바퀴에 적절히 제동력을 분배하는 역할을 한다.

TCS

트랙션 컨트롤 시스템(TCS)는 Traction Control System의 약자로, 브레이크 보다 상위 개념을 제어하는 장치다. 즉, 연소를 하기 위해 필요한 공기의 양을 줄이거나 연료 분사량을 줄임으로써 엔진 출력을 떨어뜨려 바퀴의 접지력을 크게 하는 것이다. 즉, ABS 또는 전자식 제동력 분배시스템의 경우 급 제동 시 펌핑으로 타이어를 잡음으로써 미끄러지는 것을 방지하는 것과 달리 TCS는 엔진 출력을 조절하여 바퀴의 구동력을 감소시켜 자동차를 멈추게 하는 것이다.

참고자료

• 〈EBD ( electronic brake force distribution )〉, 《두산백과》
• 〈내겐 너무 어려운 자동차〉, 《한국과학기술정보연구원》
• 모토야 편집부, 〈EBD(EBD. Electronic Brake Force Distribution)〉, 《모토야》, 2017-04-11
• 모던카, 〈(자동차TIP)"브레이크 관리법!"〉, 《네이버 블로그》, 2017-11-06
• 윌리, 〈EBD(Electronic Brakeforce Distribution)란 무엇일까? 전자식 제동력 분배 시스템! 차량 경고등, 작동방법〉, 《네이버 블로그》, 2021-05-02

같이 보기

• ABS
• 트랙션 컨트롤 시스템

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