현대차그룹, 세계 최초 ‘노면 소음 저감 장치’ 개발

현대자동차그룹은 지난 11일, 도로에서 발생해 실내로 유입되는 노면 소음을 크게 줄여주는 능동형 노면 소음 저감 장치(Road-noise Active Noise Control, 이하 RANC)를 세계 최초로 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 앞으로 출시될 제네시스 브랜드 신차에 적용된다. RANC는 동시다발적으로 일어나는 다양한 유형의 노면 소음을 실시간으로 분석해, 이를 상쇄시키는 반대 위상 음파를 발생시켜줌으로써 실내 정숙성을 대폭 향상시켜준다.

기존의 수동적인 소음 차단 방식은 차음재나 다이나믹 댐퍼 등을 사용했다. 이 경우 차량의 무게가 증가돼 연료 소비 효율이 떨어지는 단점이 있다. 또한 웅웅거리는 저주파 소음 차단도 불완전했다.

그에 반해 많은 제조업체들이 사용하는 ANC는 마이크를 사용해 소음을 듣고, 컴퓨터로 음파를 분석해 그 음파를 뒤집은 역위상을 스피커로 방출하는 방식이다. 그러나, 소음이 일정하지 않고 언제 발생할지 예측하기도 어렵기 때문에 효과가 제한적이었다. 노면 소음은 약 0.009초 만에 실내로 전달된다.

반면 현대차그룹이 개발한 RANC 기술은 소음 분석부터 반대 위상 음파를 발생하는 데까지 걸리는 시간이 고작 0.002초에 불과하다. 이 기술은 동시다발적으로 발생하는 불규칙한 노면 소음을 최대 3데시벨까지 줄이는 것이 가능하다.

RANC의 원리는 반응이 빠른 가속도 센서가 노면에서 차로 전달되는 진동을 계측하면, DSP(Digital Signal Processor)라는 제어 컴퓨터가 소음의 유형과 크기를 실시간 분석하고, 역위상 상쇄 음파를 생성해 오디오 시스템의 스피커로 내보내는 방식이다. RANC용 마이크는 노면 소음이 제대로 상쇄되고 있는지 지속적으로 모니터링해, DSP가 소음 저감 효과를 높이도록 도와준다.

현대차그룹은 6년여의 개발 기간을 거쳐 RANC를 양산하는데 성공했다. RANC의 개발로 다양하고 불규칙한 노면 소음까지 줄이는 것이 가능해져, 기존 NVH 저감 기술의 한계를 넘은 조용한 자동차 실내 구현이 가능해질 것으로 기대된다. 특히, 수소전기차와 전기차는 파워트레인 소음이 거의 없기 때문에 상대적으로 노면 소음이 두드러질 수밖에 없다. 이 경우 RANC가 적용되면 더욱 큰 효과를 볼 것으로 보인다.

현대자동차그룹은 RANC의 핵심 요소 기술인 센서 위치 및 신호 선정 방법에 대해 한국과 미국에 특허 출원을 완료했다. 현대차그룹 연구개발본부 NVH 리서치랩 이강덕 연구위원은 “RANC는 기존 NVH 기술을 한 단계 도약시킨 혁신적인 기술”이라며, “NVH 저감 기술 분야에서 지속 우위를 확보하고 고객에게 최고의 정숙성을 선사하기 위해 노력을 지속할 것”이라고 밝혔다.