현대엠엔소프트 공식 기업 블로그 :: ASC 변속 기술, 하이브리드차 주행 성능을 높이다!

하이브리드차를 구매하셨거나, 구매를 고려하는 분들 많으시죠? 친환경적인 것은 물론이고 연비, 세제 혜택 등의 측면에서 두드러지는 하이브리드차의 장점은 이제 익히 알려진 사실입니다. 그렇지만 100% 좋기만 한 것은 세상에 드물죠. 주행감성에 민감한 운전자라면 하이브리드차의 변속이 조금 아쉽게 느껴졌을 수 있습니다. 하지만 기술은 계속해서 발전합니다. 기존 하이브리드차의 한계로 인식됐던 변속 기술을 개선한 ASC(Active Shift Control, 능동 변속제어) 기술이 개발된 것입니다. 어떤 점이 어떻게 개선됐는지 함께 알아볼까요?

 

 

1. 변속기란?

일반적으로 자동차가 달릴 때, 출발하기 시작한 시점에서는 큰 회전력(토크)이 필요한 반면 가속이 붙고 나서는 회전력이 아닌 빠른 회전 속도가 필요합니다. 그렇기 때문에 출발할 때에는 회전속도를 줄이면서 회전력을 높이고 속도가 빨라짐에 따라 회전 속도를 높여주어야 하는데, 이 역할을 수행하는 장치가 바로 변속기입니다.

 

다시 말해 변속기란, 자동차 엔진에서 발생한 동력을 원하는 속도에 따라 필요한 회전력으로 변환하는 장치입니다. 트랜스미션이라는 용어로도 사용되며, 운전자가 직접 변속을 조작하는 수동변속기와 유압을 이용한 자동변속기로 나뉩니다. 변속기의 역사, 자동변속기의 다양한 모드 등 변속기에 대한 정보를 더 알고 싶다면 지난 운전 초보자를 위한 자동차 변속기의 모든 것!포스팅을 참고해주세요.

 

 

2. 하이브리드차의 기존 변속기는 어땠을까?

아이오닉 하이브리드에 적용된 하이브리드 전용 DCT’

출처: 현대자동차 http://bitly.kr/deZnkus

 

오늘의 주인공 ASC 기술을 소개하기에 앞서, 이 기술이 왜 등장하게 되었는지를 먼저 살펴보려고 합니다. 현재 하이브리드차에 적용된 변속기는 어떤 점에서 아쉬웠던 걸까요?

 

흔히 변속기의 성능에 대해 논할 때 주로 언급되는 것이 단수입니다. 적당한 숫자를 초과하지 않는 선에서 변속기의 단수가 높을수록, 즉 기어의 수가 더 많을수록 가속성능이 좋아지고 같은 속도일 때 엔진 회전수가 줄어 연비가 더 좋아지는 것입니다. 그래서 과거 4~5단 정도였던 변속기는 점차 다단화돼 6~8단 변속기가 탑재되고 있으며 고성능·고급 모델에서는 8~9단도 쓰이고 있습니다.

 

하이브리드차 변속기 역시 단수는 일반 차량과 크게 다르지 않습니다. 하지만 일반 내연기관 자동차와 하이브리드차는 그 구동방식이 다른 만큼 변속기 구조에서도 차이를 보입니다.

 

현대자동차의 경우, 하이브리드/플러그인 하이브리드 차량을 위해 전용 6단 자동변속기를 적용해 간단한 구조와 적은 모터 용량으로도 효율을 극대화했습니다. 하이브리드 차량에 알맞게 변속기와 모터를 함께 담는 형태로 하우징이 제작돼 손실되는 출력을 최소화했으며, 전동식 오일 펌프로 모터 회전수에 따라 유량을 알맞게 조절해 변속기의 유량을 항상 최적으로 유지합니다. 무게도 가벼워 연비를 최우선으로 하는 하이브리드차에 알맞죠.

 

토크컨버터의 구조

출처: http://bitly.kr/hlRqddK

 

하지만 높은 연비를 지향하면서 변속 및 주행감은 조금 양보해야 했습니다. 내연기관 자동차에는 변속기 바로 옆에 토크컨버터라는 장치가 붙어있어 변속 충격을 줄여주고 동력을 전달하는 역할을 수행하는데요. 이때 동력 전달이 내부 유체를 거쳐 진행되기 때문에 동력 손실이 일어나고, 부품 자체가 무거워 연비 향상에 불리하다는 한계를 가집니다.

 

하이브리드차는 일반적으로 토크컨버터 없이 만들어져, 연비 감소 대신 변속 충격이라는 단점을 안게 되었습니다. 이를 개선하기 위해 변속 시간을 인위적으로 늘려 부드러운 변속감을 구현하기도 했지만 또 하나의 문제가 생겼습니다. 변속 시간을 늘리면서 변속 타이밍이 늘어지거나 균등하지 않은 경우가 발생하는 것이죠.

 

아마 주행감에 민감한 하이브리드차 운전자라면 가속 페달을 밟았을 때 반응 속도가 원하는 만큼 나오지 않았던 경험이 있으실 겁니다. 이런 점은 하이브리드차의 높은 연비를 위해 어쩔 수 없이 감내해야 하는 옥의 티로 인식됐지만, 기술의 발전은 이 작은 티마저 지워놓았습니다.

 

 

3. 현대자동차그룹, 세계 최초로 ASC 변속기술 개발하다

출처: HMG저널 http://bitly.kr/vMNnPUPF

 

현대자동차그룹은 하이브리드차의 변속감을 개선하기 위해 세계 최초로 변속 정밀 제어 기술 ‘ASC(Active Shift Control)’를 개발했습니다.

 

ASC 기술은 하이브리드차를 구동하는 주행 모터를 활용해 자동변속기를 초당 500회씩 초정밀 제어하는 신기술입니다. 엔진과 변속기의 속도 동기화를 유압이 아닌 주행 모터가 담당하게 되면서, 토크컨버터 등 별도 추가 장치 없이 하이브리드 제어기(HCU, 하이브리드 차량의 동력 제어를 총괄하는 전자 장치)의 로직만으로 변속기 콘트롤이 가능해졌습니다.

 

자세히 말하자면, 주행 모터에 내장된 센서가 초당 500회씩 회전 속도를 모니터링 하면서 변속기와 엔진의 회전 속도를 빠르게 동기화 시키는 것입니다. 이에 따라 기존 500ms였던 하이브리드차 변속 속도가 350ms 30% 상승했고, 주행 성능이 높아짐과 동시에 연비와 변속기의 내구성까지 올라가는 효과를 보였습니다. 변속 과정에서 불가피하게 발생했던 내부 마찰이 최소화 됐기 때문입니다.

 

다양한 변수에 맞춰 변속을 제어할 수 있다는 것도 ASC 기술의 큰 장점입니다. 기존 차량에서 변속이 초기 설정 값에 따라서만 진행됐다면, ASC 기술 적용 시엔 주행모터 내 센서가 오르막길 등의 도로 상황, 변속기 내부의 오일 온도 변화와 같은 다양한 변수를 바탕으로 최적의 변속 제어를 보여줍니다.

 

ASC 기술이 적용된 신형 쏘나타 하이브리드

출처: 현대자동차 http://bitly.kr/bG3WyWa

 

현대자동차그룹이 독자개발한 ASC 기술은 현재 미국, EU, 중국 등 주요국가에 20여 건의 관련 특허가 등록돼있습니다. 그 뿐만 아니라 실생활에서도 바로 만나볼 수 있습니다. 2019년 출시된 신형 쏘나타 하이브리드에 ASC 기술이 적용된 것입니다. ASC 기술은 신형 쏘나타 하이브리드를 시작으로 현대차그룹에서 출시될 하이브리드 세단·SUV에 단계적으로 확대 적용될 예정이라고 하니, 하이브리드차 시장에 대한 관심은 앞으로 더 뜨거워질 것 같습니다.

 

하이브리드차의 주행 성능을 끌어올린 신기술, ASC에 대해 알아봤습니다. 하이브리드차가 연비와 주행성능이라는 두 마리 토끼를 모두 놓치지 않게 만들어주었으니, 정말 획기적인 기술이 아닐 수 없네요. 특히 하이브리드차 구매를 고려했던 분들에게는 귀가 번쩍 뜨이는 소식이었을 것 같습니다. ASC 기술과 함께 출시될 현대차그룹의 하이브리드 모델을 기대하며, 지금까지 현대엠엔소프트였습니다.

Posted by 현대엠엔소프트

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  1. 자동차전문가 2020.01.15 09:17  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    굿