보쉬 ABS, 2003년까지 총 1억 개 생산 돌파

자동차 안전 장치 중 생명과 직결된 바퀴 잠김 방지 제동 시스템인 ABS가 실제 차량 장착 25주년을 기념하게 되었다. 이 시스템을 개발하고 시험하기 위하여 수 많은 기술자들이 오랜 기간을 보냈다. ABS가 개발되기 이전에는 긴급한 상황에서 제동하면서 동시에 차량의 진행 방향을 조정하는 것은 불가능하였고, 타이어 손상도 심각한 정도였다. 1978년에 보쉬에 의해 세계 최초로 생산된 바퀴 잠김 방지 장치ABS는 자동차의 바퀴가 잠기지 않도록 해 주었고, 자동차의 주행 방향을 계속 조정할 수 있도록 해 주었기 때문에, 운전자가 장애물을 피해서 안전하게 자동차를 운전하는 것이 가능하게 되었다. 제동 거리도 대부분의 경우 짧아지게 되었다. ABS를 장착한 차량의 증가로 말미암아 도로 교통 안전도 현저하게 향상되었다. 즉, ABS가 자동차 안전 향상에 큰 공헌을 하게 되었다.

20세기 초부터 시작된 ABS 아이디어, 1970년대 실용화


사람들은 이미 20세기 초부터 ‘어떻게 바퀴를 - 자동차 뿐 만 아니라 기차 그리고 심지어 비행기 바퀴까지도 - 잠기지 않도록 할 수 없을까’ 하고 고민하게 되었다. 그러다가 1936년에 보쉬는 ‘동력 장치의 바퀴를 잠기지 않게 하는 기계적 장치’에 대하여 특허 등록을 하였다. 그러나 거의 모든 초창기 발명들처럼 다음과 같은 결점들을 지니고 있었다 : 너무 복잡하기 때문에 실패활 확률이 높았고, 설령 개발에 성공해도 너무 더디게 작동하였다.결국 신뢰할 수 있는 ABS가 개발된 때는 디지탈 기술이 개발된 1970년대였다.

보쉬 자회사인 텔딕스(Teldix)가 1964년에 이 프로젝트를 시작하였으며, 연구를 시작한지 2년 이내에 연구 기술자들은 테스트 차량의 제동 거리를 줄일 수 있을 정도까지 연구는 진전되었다. 제동하면서 주행 방향을 조정하는 것이 가능하게 되었고, 곡선부위를 주행할 때 제동을 해도 차량 안정성이 유지되게 되었다. 이러한 초기 모델들을 기초로 해서 세계 최초로 전적으로 전자식으로 제어되는 시스템을 고안하는 것이 가능하게 되었다. ‘ABS 1’이라고 명명된 이 디자인의 기본적인 구조는 거의 모든 ABS 시스템에서 지금도 사용되고 있다. 그러나 대략 1,000개 정도의 아날로그 부품으로 구성되는 전자식 제어 장치의 안정성과 내구성 문제, 그리고 거기에 사용된 안전 장치 등은 아직도 양산에 이르기에는 문제가 있었고, 더 개선되어야만 했다. 디지탈 기술과 통합된 조절 회로의 출현으로 말미암아 전자 부품을 총 140개 정도로 줄이는 것이 가능하게 되었다. 14년이라는 긴 개발 기간을 거쳐 드디어 1978년에 모든 것이 제대로 갖추어지게 되었다. : 보쉬의 제2세대 ABS인 ‘ABS 2’가 메르세데스벤츠의S-클래스 차량에 세계 최초로 장착되었으며, 바로 뒤이어 BMW 7-시리즈에도 장착되게 되었다.

ABS 작동 원리

오늘날에도 여전히 ABS 시스템의 가장 중요한 부품은 유압 장치다. 자동차의 네 바퀴는 각각 바퀴의 회전 속도를 측정하는스피드 센서를 가지고 있다. 전자식 제어 장치가 이 정보를 읽어서 제 때에 자석 밸브를 열었다, 닫았다 하는 것이다. 만약 어느 한 바퀴에 제동력이 과다해져서 바퀴가 잠기려고 하면, 그 순간에 전자식 제어 장치가 해당 바퀴가 잠기지 않을 만큼 유압을 빼주어서 바퀴가 잠기지 않도록 해 준다. 일단 바퀴가 잠기지 않고 제대로 작동하게 되면, 유압은 다시 증가하게 된다. 이처럼 유압의 증가와 감소가 반복되는 과정은 운전자가 브레이크 페달에 가하는 힘을 감소시키거나, 이를테면 노면의 마찰력이 더 커지게 되어 자동차 바퀴가 잠기려는 현상이 완전히 없어질 때까지 계속된다. ABS가 작동하게 되면, 시스템 특성상 브레이크 페달에 떨림/진동 현상이 나타나게 된다.

ABS 시스템의 발전 및 추가된 기능들

ABS의 개발에 성공한 이래로 기술자들은 계속해서 시스템을 단순화하는 데에 초점을 맞추어 왔다. 1989년에 보쉬 기술자들은 유압 모듈레이터에 하이브리드 제어 장치를 직접 부착하는데 성공하였다. 그 결과 제어 장치에 유압 모듈레이터와 손상되기 쉬운 플러그인 커넥터를 연결할 필요가 없게 되었고, ABS 2E 모델의 무게를 획기적으로 줄이는 것이 가능해 졌다. 1993년에는 새로운 솔레노이드 밸브를 사용함으로써 보쉬 ABS 5.0 모델을 개발하게 되었고, 뒤이어 ABS 5.3 그리고 ABS 5.7 모델이 계속 개발되었다. 무게는 더욱 더 가벼워졌고 기능은 더 많아지게 되었는데, 예를 들면, 제동력을 전자식으로 분배하는 것이 가능해졌는데, 이로 인해서 뒷바퀴 축에 제동력 분배를 해주던 P-Valve (Proportioning Valve ) 뒷바퀴에 이미 설정된 값만큼의 제동력을 기계적으로 분배해 주는 장치. 그러나 자동차가 정지할 때 뒷바퀴에 쏠려있던 하중이 앞바퀴로 이동할 경우, 뒷바퀴가 빨리 잠기게 되는 문제점이 있음) 가 필요 없게 되었다.

2001년에 개발된 ABS 8 ? 현재 보쉬의 최신 모델 -은 모듈 시스템으로 되어있는데, 그 결과 ABS, TCS, ESP 등 여러 가지 제동 시스템들을 매우 유사한 방법으로 생산, 조립하는 것이 가능하게 되었다. 따라서 개발과 생산에 있어서 씨너지 효과를 극대화 하는 것이 가능하게 되었다. 오늘날 보쉬 공장에서 생산되는 모든 제품들은 그 공장이 어디에 있든 관계없이 전세계적으로 동일한 품질수준을 유지하고 있다. 대부분의 ABS 시스템들은 독일, 미국, 프랑스, 한국, 또는 일본 등에서 가능한 한 고객의 공장과 가장 가까운 곳에서 생산되어 공급되고 있다.

기술 진보가 계속 이루어짐에 따라, 보다 다양한 기능들이 추가되었다. 예를 들면, 1987년에 보쉬는 승용차용 ABS를 근간으로 하여 자동차 바퀴가 미끄러지는 것을 방지해 주는 구동력 제어 시스템 TCS(Traction Control System)을 개발하였다. TCS는 모래와 같이 너무 부드러운 노면이나 눈이나 얼음처럼 미끄러운 노면에서 가속할 때 자동차의 안정성을 향상시켜주며, 너무 빨리 코너를 돌 때에는 엔진 출력을 줄여줌으로써 자동차의 안정성을 높여 준다. 보쉬는 세계 최초로 1995년에 가장 발전된 제동 시스템인 전자식 주행 안정 시스템 ESP(Electronic Stability Program)를 개발하였다.

이 장치는 제동 및 가속할 때 뿐 만 아니라 어떤 주행 상황 하에서도 자동차의 안정성을 향상시켜 준다. 조금이라도 자동차가 미끄러질 조짐이 보이면 ESP가 엔진 출력을 줄여줄 뿐 아니라, 동시에 네 바퀴를 각각 독립적으로 제어해 줌으로써 더욱 향상된 주행 안정성 및 차량 안전을 제공해 준다. ABS ? ‘별도의 옵션 사양’에서 ‘기본 사양으로 장착’되기까지 지속적인 기술 개발을 통하여 ABS가 개발된 이래로 지금까지 보쉬는 더욱 더 많은 차량에 향상된 안전을 보장해 왔다. 1980년대에 ABS의 연간 생산량 증가는 더디었다. 1986년에 보쉬는 ABS 생산 백만대를 넘어섰다. 1990년대 중에 드디어 ABS는 유럽 및 미국에서 중대형 차량 및 나아가 소형 차량에도 기본 사양으로 장착되기 시작하였다. 장착 실적은 매년 성장에 성장을 거듭하였다.

1999년에 보쉬는 총 5천만대의 누적 판매 실적을 기록하였다. 또 2003년에는 보쉬 ABS의 누적 생산 대수는 총 1억대, ESP 생산 총 1천만대를 넘어서게 되었다. (2003년 한 해에만 보쉬는 총 1천 4백 만 대의 ABS를 생산, 공급하였다.) 보쉬 한 회사에서 팔린 것만 그러니 모든 메이커를 합친다면 얼마나 많은 ABS가 우리 주변에 퍼지게 되었는지를 이해할 수 있다.

조만간 최소한 유럽에서는 모든 차량이 공장 출고 시에 ABS를 기본으로 장착하게 될 것이다. : 유럽 자동차 생산자 협회 자체 보도자료에 의하면, 2004년 중반부터 유럽에서 판매되는 모든 차량은 ABS를 기본 사양으로 장착하게 될 것이라고 한다. 현재 한국에서는 2002년 생산 기준으로 RV를 포함한 승용차의 경우 약 52%의 장착률을 보이고 있으나, 안전 장비에 대한 운전자들의 의식수준이 높아짐에 따라 ABS장착률은 꾸준히 높아질 것으로 예측된다.

보쉬 ABS는 1990년 대우자동차의 프린스에 처음으로 장착된 이후로 현대자동차, 기아자동차, GM대우 테크놀러지, 삼성자동차, 쌍용자동차에 이르기까지 수 많은 모델에 장착되어 국내와 해외에서 운전자들의 안전을 지켜오고 있다.


보쉬 ABS 25년 주요 개발 일지
1936 보쉬 “동력 장치의 바퀴 잠김 방지 장치” 특허 출원
1970 ABS 1 모델 개발 모든 필요한 기능 수행, 그러나 제어 장치의 안정성 여전히 부적절
1978 메르세데스 벤츠 및 BMW에 ABS 2 최초 장착
1981 10만번째 ABS 생산 : 상용차량 ABS 생산
1985 보쉬 ABS ? 최초로 미국 차량에 장착
1986 백만번째 보쉬 ABS 생산
1987 승용차용 구동력 제어 시스템 TCS 생산
1989 제어 장치가 유압 장치에 직접 부착된 ABS 2E 생산
1992 천만번째 보쉬 ABS 생산
1993 보쉬 ABS 5.0 생산 개시
1995 마이크로 하이브리드 장치가 부착된 보쉬 ABS 5.3 생산 개시
전자식 주행 안정 시스템 ESP 생산 개시
1998 보쉬 ABS 5.7 대량 생산 개시
1999 5천만번째 보쉬 ABS 생산
2001 보쉬 ABS 8 개발, 생산 개시
2003 보쉬 ABS 시리즈 생산 25주년, 보쉬ABS 생산 1억 개 돌파, 1천만번째 보쉬 ESP 생산