현대자동차그룹, 첨단 노면소음 저감 기술 세계 최초 개발

타이어 소음 0.002초 만에 반대음파로 상쇄
소음레벨 3dB 줄여 정숙성과 승차감 UP

현대차가 노면 소음을 획기적으로 줄일 수 있는 ‘능동형 노면소음 저감기술(Road-noise Active Noise Contro, 이하 RANC)을 세계 최초로 개발해 앞으로 나올 제네시스의 신차에 적용한다고 11일 밝혔다.

RANC는 다양한 노면소음을 실시간으로 분석해 이를 상쇄시키는 반대 위상의 음파를 발생키겨 실내 정숙성을 대폭 향상시켜주는 기술이다.

소음 저감 기술은 1차적인 소음 차단 방식인 차음재 확대나 다이나믹 댐퍼 사용시보다 차량 무게를 줄일 수 있어 연료 효율성이 높아진다는 장점을 가지고 있다.

또한 기존 기술인 능동형 소음 저감기술(Active Noise Contro, 이하 ANC)보다도 여러 측면에서 더 효과적이다.

ANC는 마이크 등 상대적으로 가벼운 부품을 쓰면서 저주파 소음도 개선할 수 있어 일부 차량에 도입되어 사용되고 있지만, 기술적 한계로 효과가 제한적이었다.

노면소음은 약 0.009초만에 실내로 전달되는 데다 불규칙적이어서 이를 측정하고 분석한 뒤 상쇄 음파를 즉시 발생시켜 소음을 줄이는 것이 기술적으로 힘들기 때문이다. 그래서 소음 발생 타이밍을 미리 알 수 있으며 소음 유형도 일정한 엔진 소음에 한해 주로 이 기술을 적용했다.

반면 RANC기술은 소음 분석부터 반대 위상 음파를 발생하는데 까지 걸리는 시간이 고작 0.002초에 불과해 동시다발적으로 발생하는 불규칙한 노면소음을 효과적으로 줄이는 것이 가능하다.

RANC의 원리는 반응이 빠른 가속도 센서를 이용해 노면에서 차로 전달되는 진동을 계측하면 DSP(Digital Signal Processor)라는 제어 컴퓨터가 소음의 유형과 크기를 실시간 분석한 뒤 역위상 상쇄 음파를 생성해 오디오 시스템의 스피커로 내보내는 방식이다.

현대차그룹은 6년여의 개발기간을 거쳐 RANC를 양산 적용에 성공했다. 특히 양산 단계에서는 글로벌 차량 오디오 전문업체인 하만과 협업해 완성도를 높였다.

RANC 적용으로 감소하는 약 3dB의 소음은 이를 적용하지 않았을 때보다 실내 소음에너지가 절반 수준으로 줄어드는 효과를 내, 누구라도 쉽게 소음 저감을 체감할 수 있는 것이 특징이다.

현대차는 RANC의 개발을 통해 기존 NVH(소음, 진동, 불쾌감) 저감 기술의 한계를 넘어 더욱 조용한 자동차 실내의 구현이 가능해질 것으로 기대하고 있다. 특히 엔진 소음이 없어, 상대적으로 노면 소음이 더 크게 들리는 수소전기차와 전기차에 RANC가 적용되면 더욱 효과가 클 것으로 보고 있다. 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.

원성열 기자 sereno@donga.com