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제네시스 'GV80' 고급헤드폰 '노이즈캔슬링' 기술 탑재

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  • 김남이 기자
  • 2019.11.11 10:09
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현대차, 'RANC 세계 최초 개발' 소음에너지 절반으로...개발 기간 6년, 양산 단계서 삼성전자 '하만'과 협업

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GV80콘셉트카를 바탕으로 한 RANC기술 개념도 /사진제공=현대차그룹
현대자동차그룹 제네시스의 첫 SUV(다목적스포츠차량) 'GV80'에 더 진보한 '노이즈캔슬링' 기술이 쓰인다. 0.002초 만에 노면소음을 능동적으로 분석해 대처하는 기술이 쓰인 것은 세계 최초다.

현대차그룹은 도로에서 발생해 실내로 유입되는 노면소음을 크게 줄여주는 RANC(능동형 노면소음 저감기술)를 세계 최초로 개발했다고 11일 밝혔다. RANC는 곧 출시된 제네시스의 첫 SUV ‘GV80’에 도입될 예정이다.

RANC는 다양한 유형으로 여러 곳에서 동시에 나타나는 노면소음을 실시간으로 분석해 이를 상쇄시키는 반대 위상의 음파를 발생시켜 실내 정숙성을 대폭 높인다.



소음재는 차량 무게 늘고...기존 기술은 노면소음 대응 못해


NVH리서치랩 이강덕 연구위원이 제네시스G90차량으로 RANC기술을 테스트하는 모습  /사진제공=현대차그룹
NVH리서치랩 이강덕 연구위원이 제네시스G90차량으로 RANC기술을 테스트하는 모습 /사진제공=현대차그룹
기본적으로 자동차 제조사는 차음재와 다이나믹 댐퍼 등을 사용해 소음을 줄였지만 차량 무게가 증가돼 연비가 떨어지는 단점이 있었다. 또 웅웅 거리는 저주파 소음의 차단도 불완전했다.

이를 보완하기 위해 등장한 ANC(능동형 소음 저감기술)이 등장했다. 소음을 분석한 뒤 상쇄 음파를 즉시 발생시켜 소음을 줄이는 기술로 일부 헤드폰에는 ‘노이즈캔슬링’ 기능으로 쓰인다. 기아차 ‘K9’과 현대차 ‘팰리세이드’에 이 기술이 쓰였다.

마이크 등 상대적으로 가벼운 부품을 쓰면서 저주파 소음도 개선할 수 있었지만 기술적 한계가 있었다. 소음의 유형이 일정하고 소음이 언제 발생할지를 예측할 수 있어야 효과가 나타나기 때문에 주로 엔진소음 저감에만 쓰였다.

노면소음을 차단하기엔 처리해야 할 타이어 종류, 노면 상태 등 변수가 너무 많기 때문에 ANC 기술을 적용할 수 없었다. 노면소음은 약 0.009초 만에 실내로 전달되는 데다 불규칙적이어서 적용에 한계가 있었다.


RANC, 0.002초만에 분석, 실내 소음 절반...양산단계서 삼성 '하만'과 협업


연구원들이 제네시스 G80차량으로 RANC기술을 테스트하는 모습 /사진제공=현대자동차그룹
연구원들이 제네시스 G80차량으로 RANC기술을 테스트하는 모습 /사진제공=현대자동차그룹
현대차그룹이 새로 개발한 RANC기술은 소음 분석부터 반대 위상 음파를 발생하는데 까지 걸리는 시간을 0.002초로 단축했다. 동시다발적으로 발생하는 불규칙한 노면소음을 분석해 효과적으로 줄이는 것이 가능하다.

RANC의 원리는 반응이 빠른 가속도 센서를 이용해 노면에서 차로 전달되는 진동을 계측하면 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 선행개발 단계에서 KAIST, 번영, ARE, 위아컴 등 이 참여하는 산학협력 오픈이노베이션 형태로 진행됐다. 양산 단계에서는 삼성전자 계열사인 글로벌 차량 오디오 업체인 하만과 협업해 완성도를 높였다.

RANC 적용으로 감소하는 약 3dB의 소음은 이를 적용하지 않았을 때보다 실내 소음에너지가 절반 수준으로 줄어드는 효과를 낸다. 특히 포장된 지 오래된 아스팔트 노면에서 그 효과가 크다.

수소전기차와 전기차는 파워트레인 소음이 거의 없기 때문에 상대적으로 노면소음이 두드러질 수밖에 없어 RANC가 적용되면 효과가 더 클 것으로 보인다. 현대차그룹은 RANC의 핵심 요소기술인 센서 위치 및 신호 선정 방법에 대해 한국과 미국에 특허 출원을 완료했다.

이강덕 연구개발본부 NVH리서치랩 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 말했다.



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