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현대자동차

"이거 언제 나와요?" 신차에 빨리 적용되었으면 한다는 변속 기술?

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자동변속기의 변신

자전거를 탈 때 기어 단수를 낮춘 후 달리다, 점점 빨라지면 기어 단수를 높여 속력을 높입니다. 처음부터 높은 단수에 놓고 달리면 매우 힘들기 때문이죠. 기어를 조절하며 달리는 것이 무리하게 높은 단수로 출발하는 것보다 편하고, 효율적이며 신속하게 속력을 높일 수 있습니다.

  

자동차도 자전거와 비슷한 원리입니다. 힘을 내는 동력원이 있고 힘을 조절하는 기어가 있으며, 이를 전달받아 지면을 구르는 타이어가 있다는 점이 그렇습니다. 다만 자동차는 사람의 다리 힘 대신 엔진의 힘을 사용하고 더 '복잡한 기어'가 포함된다는 점이 다르죠.


여기서 '복잡한 기어'란, 변속기를 의미합니다. 과거에는 수동 변속기가 대부분을 차지했지만 시간이 지나면서 자동 변속기가 다수를 차지합니다. 특히 자동 변속기를 효율적으로 다루기 위한 전자 장치인 TCU(Transmission Control Unit)가 탑재되고 발전하면서 연비 또한 향상되었습니다.

  

보통 수동 변속기는 운전자가 적절한 타이밍에 변속하기 때문에 자동 변속기에 비해 연비가 높다고 알려져 있습니다. 하지만 요즘 출시된 차량의 제원을 보면 오히려 자동 변속기가 높은 경우가 많습니다. TCU 성능이 향상되면서 이제는 사람보다 빠르고 효율적인 변속이 가능해졌기 때문입니다.

스마트 시프트

요즘은 효율적인 변속을 뛰어넘어 운전자의 운전 성향을 학습한 뒤 주행 상황에 맞게 알아서 주행모드(Drive Mode)를 바꿔 주는 '스마트 시프트'기능이 탑재되어 있습니다. 아주 오래된 모델이 아니라면, 보통 주행모드가 적용되어 있습니다. 주행모드는 컴포트, 스포츠, 스마트 등으로 구성되어 있는 경우가 많은데, 엔진 출력이나 변속 시점 등을 조절합니다.


예를 들어 스포츠 모드에서는 엔진 반응 또는 엔진 회전수를 높여 가속 성능을 끌어올리고, 에코 모드에서는 효율적인 연비 운전에 알맞은 세팅으로 전환됩니다. 다만 상황에 알맞게 주행모드를 직접 전환해야 하는 차량들이 많으며, 가끔은 자동차가 나에게 알아서 맞춰줬으면 하는 생각이 듭니다.

  

현대자동차는 위와 같은 편의를 위해 '스마트 시프트'기술을 개발했습니다. 앞서 소개한 주행모드 중 '스마트(Smart)'라는 이름으로 적용되어 있으며, 운전자의 습관을 차가 알아서 학습하고 주행 상황에 알맞게 에코, 컴포트, 스포츠 모드로 전환합니다. 그뿐만 아니라, 엔진 출력, 승차감까지 함께 변경되는 똑똑한 기술입니다.


(※승차감 변화의 경우 주행모드에 따라 바뀌는 전자제어 서스펜션이 적용된 경우에 한합니다.)


즉, 운전과 관련된 일종의 인공지능 시스템으로 볼 수 있습니다.


스마트 시프트는 2015년 처음 양산 모델에 적용되기 시작했으며 이후 싼타페, 팰리세이드, 쏘나타 등 여러 신형 모델에 적용되어 여러 고객들의 운전 성향을 맞춰 나가고 있습니다.


그런데 요즘은 스마트 시프트 기술에서 한 걸음 더 나아간 'ICT 커넥티드 변속 시스템'이 개발되어 신차에 적용되기를 기다리고 있습니다. 

 ICT 커넥티드 변속 시스템

ICT 커넥티드 변속시스템은 한 마디로 요약하면, 주변 정보를 받아 자동차 스스로 판단하고 변속하는 기능입니다. 그동안 운전자의 성향과 센서를 통해 내부환경을 조절하는 수준에 그쳤다면 이제 범위를 넓혀 교통상황까지 고려하게 된 것입니다.


ICT 커넥티드 변속시스템의 'ICT'는 Information and Communication Technology의 약자입니다. 우리말로 '정보통신기술'을 의미하며 기존보다 더 높은 효율과 성능을 끌어올릴 것으로 기대됩니다.


ICT 커넥티드 변속시스템의 핵심은 변속기 제어를 담당하는 TCU입니다. 이 TCU는


▲3D 내비게이션

▲ADAS(첨단 운전자 보조시스템) 기능을 담당하는 레이더 및 카메라

▲교통정보를 받는 V2I 통신 모뎀

(Vehicle To Infrastructure : 자동차-인프라)


등으로부터 수많은 정보를 전달받을 수 있으며 이를 바탕으로 최적의 변속 타이밍을 만들어 냅니다.


쉽게 말해, '스마트 시프트'기능에 '도로'와 '교통'이라는 개념이 추가된 기술입니다. 덕분에 상황에 따라 적극적으로 미리 변속하고 때로는 불필요한 변속을 줄여 보다 효율적인 주행을 가능케 합니다.


ICT 커넥티드 변속시스템의 능력은 이뿐만이 아닙니다. 우리나라 외 해외 교통 특성까지 고려한 세부 기능이 적용되어 있습니다. 이를 간단히 소개하면 다음과 같습니다.

  

▲ 우리나라와 유럽같이 곡선 구간이 많은 곳을 위한 '코너링 예측 변속'

▲ 북미처럼 교차로의 모든 방향이 정차 신호인 4-Way Stop (=All-Way Stop)을 위한 '교차로 예측 변속'

▲ 우리나라처럼 과속방지턱이 많은 곳을 위한 '과속방지턱 통과 예측 변속'

▲ 독일의 아우토반이나 우리나라 고속도로처럼 제한속도 변경 구간이 많은 곳을 위한 '속도 제한 구간 통과 예측 변속'


실제로 도로 상황에 알맞게 시스템이 제대로 적용되는지 확인하기 위해 곡선구간이 많은 경기도 포천 소재 산정호수 코스를 주행한 결과, 변속 횟수 43% 감소, 제동 횟수 11% 감소, 연료 소모량 1.05% 감소 등 주목할 만한 결과를 도출해 냈습니다.


ICT 커넥티드 변속시스템은 전자 제어와 통신 기술이 적용된 만큼 오작동과 보안에 주의해야 합니다. 현대자동차 연구팀은 외부 정보를 송수신하는 장치에 문제가 발생했을 때 변속 오류가 발생하지 않도록 돕는 '페일 세이프티(Fail-Safety)'기술을 개발 중이며, 사이버 보안 또한 강화중입니다. 


특히 내비게이션 정보와 연동되기 때문에 최신 지도 정보를 꾸준히 사용할 수 있도록 '내비게이션 무선 업데이트(OTA)'기능 연동 또한 진행 중입니다.

  

ICT 커넥티드 변속 기술은 변속기의 미래를 제시하는 첨단 기술입니다. 특히 하이브리드와 전기 자동차에 적용되면 시너지 효과를 발휘할 것으로 주목받고 있습니다.


하이브리드 자동차는 내연기관과 전기모터가 혼재되어 있는 복잡한 구조입니다. 때문에 주행 시 ICT 커넥티드 변속 기술을 통해 주행감과 연비 향상을 기대할 수 있습니다. 전기 자동차의 경우 무거운 짐을 실어 나르는 상용차에서 널리 사용될 수 있습니다. 전기 상용차는 연료 효율이 사업주의 손익을 결정짓기 때문에 첨단 변속 기술을 통해 주행 효율을 높일 필요가 있기 때문입니다.


변속과 관련된 첨단 기술은 놀라울 만큼 빠르게 발전하고 있습니다. ICT 커넥티드 변속 기술이 상용화되면 우리들의 드라이빙 라이프에 크고 작은 변화가 생길 것입니다. 과연 이 기술을 바탕으로 미래에는 어떤 변속 기술이 등장할지 기대가 됩니다.

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현대자동차

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