현대자동차그룹이 11월 11일, 노면 소음을 크게 줄여주는 RANC(Road-noise Active Noise Control; 능동형 노면소음 저감기술)를 세계 최초로 개발했다고 발표하며 앞으로 출시할 제네시스 신차에 적용한다고 밝혔다.
RANC는 노면에서 발생하는 다양한 유형의 소음을 실시간으로 분석해 이를 상쇄시키는 반대 위상의 음파를 만드는 방식이다. 이는 기존 ‘노이즈 캔슬링’ 기능이 적용된 차량에서 사용된 방식과 동일하나, 노면 소음에 대응하는 기술은 RANC가 처음이다.
기존에는 노면 소음을 줄이기 위해 차음재나 다이내믹 댐퍼 등을 사용했다. 이는 차 무게 증가로 이어져 연비를 떨어뜨리는 원인이 되었다. 또한 웅웅거리는 저주파 소음의 차단도 완벽하게 이뤄지지 않았다.
일반적인 능동형 소음 저감 기술은 기존 소음 차단 방식과 달리 마이크와 같은 상대적으로 가벼운 부품을 사용하고 저주파 소음까지 개선할 수 있어 일부 차량에 도입됐지만, 기술적 한계로 인해 소음의 유형이 일정하고 발생상황을 예측할 수 있는 상황에만 사용할 수 있었다.
RANC 기술은 소음 분석부터 반대 위상 음파를 발생하는 데까지 0.002초밖에 걸리지 않아 동시다발적으로 발생하는 불규칙한 노면 소음까지 효과적으로 줄일 수 있다. 이는 빠른 가속도 센서를 통해 노면에서 차로 전달되는 진동을 계측하면 DSP(Digital Signal Processor)라는 제어 컴퓨터가 소음의 유형과 크기를 분석, 역위상 상쇄음파를 실시간으로 생성해 오디오 시스템의 스피커로 내보내는 방식이다. 그리고 RANC용 마이크는 노면 소음이 제대로 상쇄되는지를 지속적으로 모니터링해 DSP가 소음 저감 효과를 높이도록 도와준다.
현대차그룹은 6년여의 개발기간을 거쳐 RANC 기술의 양산 적용에 성공했다. 선행개발 단계에선 KAIST, 번영, ARE, 위아컴 등이 참여하는 산학협력 오픈이노베이션 형태로 진행됐으며, 양산단계에서는 글로벌 차량 오디오 브랜드 하만과 협력해 완성도를 높였다.
RANC 적용으로 약 3dB의 소음이 줄어드는데, 이는 적용하지 않았을 때보다 실내에 전달되는 소음 에너지를 절반정도로 줄여주는 것이라고. 따라서 그 차이를 누구나 쉽게 체감할 수 있을 정도라는 설명이다. 이는 소형차의 경우 중형차 수준의 정숙성을 보여준다는 의미다.
이번 기술 개발을 통해 기존 NVH 저감 기술의 한계를 넘어설 것으로 기대를 모은다. 특히 전기차나 수소전기차 등은 동력계에서 발생하는 소음이 거의 없어 상대적으로 노면 소음이 두드러지기 때문에 이번 기술이 적용되면 더욱 효과가 클 것으로 보인다.
현대차그룹은 이번 RANC 기술의 핵심 요소인 센서 위치와 신호 선정 방법 등에 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.
