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언더스티어, 오버스티어 왜 나는 걸까?

작성일 2020.05.20
자동차 시승기를 읽으면 이따금씩 등장하는 언더스티어, 오버스티어 라는 말, 대체 무슨 뜻일까요?


고속도로를 빠져나가는 좁은 1차선 급커브 램프구간(높이가 다른 두 도로를 연결하는 경사진 도로), 스티어링 휠을 돌리는데 차가 생각만큼 돌지 않아 당황해 속도를 줄여본 경험은 운전을 해본 이들이라면 아마 한 번쯤은 있을 겁니다. 바로 ‘언더스티어’라는 현상인데요. 자동차 게임이나, 실제 서킷을 달려본 이들이라면 익숙할 용어인 ‘언더스티어’와 ‘오버스티어’. 도로 위에서 안전하게 달리기 위해서라면 누구나 알아두어야 할 필요가 있는 용어이자 이론이랍니다.

언더스티어란?


▲ 언더스티어(붉은색)는 의도한 코너링 궤적보다 바깥으로 부풀어 밀려나는 현상입니다.
▲ 언더스티어(붉은색)는 의도한 코너링 궤적보다 바깥으로 부풀어 밀려나는 현상입니다.

언더스티어(Under Steer)는 말 그대로 스티어링 휠을 돌렸음에도 자동차가 의도한 만큼 돌지 않고 코너 바깥으로 밀려나는 현상을 말합니다. 즉 스티어링으로 조향하는 것보다 실제 회전 반경이 더 큰 상태를 뜻하죠. 좁은 코너를 속도를 줄이지 않고 주행하다가 차가 바깥쪽으로 밀려나는 것을 경험했다면 그것이 언더스티어입니다.

언더스티어와 오버스티어 용어를 한번이라도 들어봤거나 익숙한 사람이라면 우리 주변에서 많이 접하는 전륜구동 방식 차량 고유의 특성이라 생각하는 경우가 많지만, 사실 언더스티어는 어느 차량에서든 발생할 수 있습니다. 언더스티어는 기본적으로 코너를 돌아나가는 속도와 스티어링 휠의 조작에 의해 결정되는 것이지 차량의 구조로 결정되는 것이 아니기 때문이죠. 하지만 전륜구동 방식의 경우 앞바퀴가 가속을 담당하는 구동 방식 특성상 직진 성향이 강한 편이어서 코너링 중 한계를 넘어서면 발생하기 더 쉽다는 특징이 있습니다.

만약 바깥쪽으로 낭떠러지나 벽이 있는 좁은 1차선 도로에서 언더스티어가 발생한다면 어떻게 될까요? 차가 낭떠러지로 떨어지거나 벽에 충돌하는 무척 위험한 사고가 발생하겠죠. 그래서 코너를 돌 때에는 언더스티어가 발생하지 않도록 안전하게 운전하는 것이 중요합니다.

그렇다면 언더스티어는 어떻게 해결할 수 있을까요? 답은 간단합니다. ‘속도를 줄이는 것’이죠. 코너에 들어서기 전 가속 페달에서 발을 떼고 브레이크를 밟아 속도를 충분히 줄여주세요. 언더스티어는 한계 이상의 속도에서 발생하는 것이기 때문에 속도를 줄이기만 한다면 언더스티어는 발생하지 않습니다. 즉, 과속만 하지 않는다면 안전하게 코너를 돌 수 있다는 겁니다.

오버스티어란?


▲ 오버스티어(붉은색)는 의도한 코너링 궤적보다 안으로 밀려들어가 미끄러지는 현상입니다.
▲ 오버스티어(붉은색)는 의도한 코너링 궤적보다 안으로 밀려들어가 미끄러지는 현상입니다.

오버스티어(Over Steer)는 언더스티어와 반대 상황입니다. 스티어링 휠을 돌렸는데 자동차가 의도한 것보다 더 깊게 돌아 코너 안쪽으로 파고드는 현상이죠. 즉 스티어링으로 조향하는 것보다 실제 회전 반경이 더 작은 상태입니다. 언더스티어와 달리 대부분의 일상적인 주행에서는 쉽게 접하기 어려운 현상이지만, 만약 코너를 주행하다가 차량이 통제력을 잃고 뒤쪽이 흐르는 듯 차량이 코너 안쪽으로 파고드는 것을 경험했다면 그것이 오버스티어입니다.

오버스티어 역시 코너에 들어설 때의 속도에 의해 발생합니다. 후륜구동 차량이 코너에서 가속을 할 때 한계를 넘어서는 순간, 뒷바퀴에 가해지는 원심력이 접지력을 넘어서게 되면서 발생하는 것이죠. 아까 언더스티어 설명에서 예로 들었던 좁은 1차선 도로를 살리는 상황을 상상해볼까요? 이번에는 언더스티어가 아닌 오버스티어가 발생했다고 가정해본다면 어떻게 될까요? 이번에는 차가 바깥쪽 낭떠러지로 떨어지는 것이 아니라 중앙선을 넘어 맞은편 차량과 충돌하게 되겠죠. 아니면 반대 차선을 훌쩍 넘어 벽과 충돌하던가 말이죠.

▲ 왼쪽으로 도는 코너이지만 반대로 오른쪽을 향한 앞바퀴, 카운터 스티어는 오버스티어를 제어하는 방법입니다.
▲ 왼쪽으로 도는 코너이지만 반대로 오른쪽을 향한 앞바퀴, 카운터 스티어는 오버스티어를 제어하는 방법입니다.

오버스티어는 어떻게 해결해야 할까요? ‘카운터 스티어’라는 어려운 기술을 써야 합니다. 차량이 코너의 안쪽으로 점점 밀려들어가는 상황이므로 코너의 반대 방향으로 스티어링을 돌려 미끄러지는 방향을 제어하는 것이죠. 하지만 전문적으로 연습하지 않은 이상 제대로 구현하기가 쉽지 않은데다, 적당한 때에 다시 카운터 스티어를 풀어야 하는 등 복잡한 스티어링 조작이 필요하기 때문에 일반인이라면 훨씬 위험한 상황에 처하게 될 가능성이 높습니다.

위험한 오버스티어를 해결하는 또 한가지 방법이 있는데, 언더스티어와 마찬가지로 ‘속도를 줄이는 것’입니다. 코너에 들어서기 전 속도를 충분히 줄인다면 애초에 위험한 오버스티어 상황은 일어나지 않을 테니까 말이죠. 결국 과속하지만 않는다면 언더스티어나 오버스티어 같은 위험한 상황을 겪는 일은 없다는 뜻입니다.

한가지 더, 일반적으로 오버스티어보다는 언더스티어가 훨씬 더 제어하기 쉽다는 특성 때문에 제조사에서는 후륜구동 차량도 언더스티어 성향을 보이게끔 서스펜션 세팅을 하는 경우가 많습니다. 오버스티어는 카운터 스티어 등 어려운 조작이 필요하지만 언더스티어는 속도 조절만으로 해결이 가능한 경우가 많아 사고가 발생할 확률이 훨씬 적기 때문이죠. 누군가 차를 잘 아는 친구가 “후륜구동에서 언더스티어는 발생하지 않아!”라고 말한다면 그 친구는 잘못된 상식을 말하고 있다는 점, 알아두세요. 반대로 운전의 재미를 위해 전륜구동에서 오버스티어 특성을 보이게끔 세팅하는 경우도 있습니다. 결국 모든 차는 언더스티어와 오버스티어를 다 보일 수 있다는 것이죠. 흔히 생각하는 ‘전륜구동은 언더스티어, 후륜구동은 오버스티어’라는 상식은 사실 올바른 내용이 아닙니다.

미끄러짐 없이 더 안전한 주행을 돕는 기술들


▲ 우리가 타는 자동차에는 위험한 상황을 방지하기 위해 다양한 기술이 녹아들어가 있습니다.
▲ 우리가 타는 자동차에는 위험한 상황을 방지하기 위해 다양한 기술이 녹아들어가 있습니다.

언더스티어, 오버스티어 같은 위험한 상황을 방지하기 위해 제조사에서는 다양한 기술을 탑재합니다. 운전자의 조작 실수로 발생하는 언더/오버스티어 상황 뿐 아니라 미끄러운 눈/빗길에서도 안정적으로 주행하기 위한 ABS(Anti-lock Brake System : 브레이크 잠김 방지 장치)와 VDC(Vehicle Dynamic Control : 차체자세제어장치) 등의 제어장치가 대표적이죠.

ABS(Anti-lock Brake System : 브레이크 잠김 방지 장치)는 미끄러운 노면을 만나거나 급제동시 브레이크가 잠기는 것을 방지하는 기능입니다. 바퀴가 미끄러지면 차는 제어력을 잃고 스티어링이나 가속 페달을 조작하는 것도 소용없게 되기 때문이죠. ABS는 바퀴에 달린 센서가 바퀴의 움직임을 모니터링하고 브레이킹 중에 미끄러짐을 감지하면 자체적으로 브레이크를 밟았다 풀었다 하는 과정을 매우 빠르게 반복해 바퀴가 잠겨 미끄러지는 것을 방지합니다. 덕분에 급제동을 하더라도 미끄러지지 않고 스티어링 조작을 통해 위험을 회피하는 등의 안정적인 움직임이 가능합니다.

▲ ABS, VDC 등 다양한 장치는 미끄러운 코너링 등 복합적인 악조건에서 고마운 기능입니다.
▲ ABS, VDC 등 다양한 장치는 미끄러운 코너링 등 복합적인 악조건에서 고마운 기능입니다.

VDC(Vehicle Dynamic Control : 차체자세제어장치)는 더 적극적으로 차량의 움직임을 제어합니다. 운전자가 별도로 제동을 하지 않더라도 미끄러운 노면을 만나거나 코너링 중 언더스티어나 오버스티어가 발생하면 스스로 브레이크를 작동하거나 바퀴에 걸리는 구동력을 조절해 위험한 상황을 방지하는 기능이죠. 평상시 주행에서 안전한 주행을 돕는 고마운 기능이지만 차량을 전문적으로 테스트하거나 다이나믹함을 즐기기 위한 서킷 주행에서는 VDC를 끄는 경우도 있습니다. 운전자의 조작에 반응하는 자동차의 본래 성격 그대로를 느낄 수 있기 때문에 차량의 전체적인 성능을 가늠하거나 미끄러짐까지도 운전자가 제어하며 빠르게 달리고 싶을 때는 이 기능을 끄는 것이죠.

현대차의 4륜구동 시스템 ‘HTRAC (현대자동차를 의미하는 영문 이니셜 ‘H’와 4륜 구동 시스템의 기술적 특성을 상징하는 ‘Traction(구동, 선회)’의 합성어)’ 역시 안정적인 코너링을 돕는 첨단 기능입니다. 구동력을 4개 바퀴에 독립적으로 배분할 수 있어 좌우 바퀴 회전수가 달라지는 코너링이나 불규칙하고 미끄러운 노면에서 미끄러운 쪽에 힘을 덜 보내고, 나머지 미끄러지지 않는 쪽에 힘을 더 보내는 방식으로 주행 안정성을 높이죠.

▲ 언더스티어와 오버스티어를 유발하는 과속 운전은 금물, 항상 안전운전 하세요!
▲ 언더스티어와 오버스티어를 유발하는 과속 운전은 금물, 항상 안전운전 하세요!

코너에서 차량을 위험에 빠트리는 언더스티어와 오버스티어. 그 특징을 이해하고 제대로 대처한다면 더 안전한 운전이 가능합니다. 하지만 무엇보다 가장 중요한 것은 ‘안전한 속도로 달리는 것’이라는 걸 잊지 마세요. ABS, VDC 같은 차량 기술이나 자신의 운전실력을 과신하고 함부로 코너에 덤벼들 듯 주행하면 나 뿐 아니라 도로 위 다른 차량에까지 위험이 될 수 있으니 말이죠. 도로 위에서는 항상 알맞은 속도로 안전 운전, 다시 한번 명심하세요!

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