노면소음 반대 음파로 상쇄
6년여 개발기간 거쳐 양산
실내 정숙성 대폭 향상
향후 제네시스 신차에 적용
11일 현대차에 따르면 능동형 노면소음 저감기술(RANC)은 다양한 유형으로 여러 곳에서 동시에 나타나는 노면소음을 실시간으로 분석해 이를 상쇄시키는 반대 위상의 음파를 발생시켜줌으로써 실내 정숙성을 대폭 향상시켜준다.
기존 수동적인 소음 차단 방식은 차음재, 다이나믹 댐퍼 등을 사용함에 따라 차 무게가 증가돼 차의 연료소비효율에 불리했다. 그리고 웅웅 거리는 저주파 소음의 차단도 불완전했다.
RANC 기술을 적용하면 실내 소음의 크기가 3dB 감소하는데, 이는 실내 소음에너지가 절반으로 떨어지는 효과로 누구나 체감할 수 있는 수준이라고 회사측은 설명했다.
이 기술은 여러 곳에서 다양한 유형으로 생기는 노면소음을 실시간 분석하고 0.002초 만에 이를 상쇄하는 반대 음파를 차량 스피커를 통해 내보내서 실내 정숙성을 향상시키는 것이다.
반응이 빠른 가속도 센서를 이용해서 노면에서 차로 전달되는 진동을 계측하면 DSP라는 제어 컴퓨터가 소음 유형과 크기를 분석한 뒤 반대 음파를 만든다. RANC용 마이크는 이를 계속 모니터링해서 DSP가 소음저감 효과를 높이도록 돕는다.
0.009초 만에 실내로 들어오고 불규칙적인 노면소음을 측정, 분석한 뒤 즉시 상쇄 음파를 발생시키는 것이 쉽지 않다고 현대차는 설명했다.
기존에 차음재 등을 이용한 방식은 차 무게를 더해서 연료소비효율에 불리했고 웅웅하는 저주파 소음을 차단하는 데도 한계가 있었다. 마이크 등 가벼운 부품을 써서 저주파 소음까지 개선하는 능동형 소음 저감기술이 일부 차량에 도입됐지만 역시 효과는 제한적이었다. 소음 유형이 일정하고 예측될 때로 한정됐기 때문이다.
현대차그룹은 6년여의 개발기간을 거쳐 RANC를 양산 적용에 성공했다. 선행개발 단계에서 KAIST, 번영, ARE, 위아컴 등이 참여하는 산학협력 오픈이노베이션 형태로 했고 양산 단계에서는 글로벌 차량 오디오 전문업체인 하만과 협업해 완성도를 높였다.
현대자동차그룹은 RANC의 핵심 요소기술인 센서 위치 및 신호 선정 방법에 대해 한국과 미국에 특허 출원을 완료했다.
현대자동차그룹 연구개발본부 NVH리서치랩 이강덕 연구위원은 “RANC는 기존 NVH기술을 한 단계 도약시킨 혁신적인 기술”이라며 “NVH 저감 기술 분야에서 지속 우위를 확보하고 고객에게 최고의 정숙성을 선사하기 위해 노력을 지속할 것”이라고 밝혔다. 이형중기자 leehj@ksilbo.co.kr