본문 바로가기

댓글0
번역beta

Translated by kakao i

번역할 언어 선택

뷰 본문

HMG저널

당신의 숨은 의도까지 파악하는 기술, 스마트 시프트

운전할 때마다 주행 모드를 이리저리 바꿔가며 타는 사람이 얼마나 될까요? 굳이 그렇게 하지 않아도 내 취향과 습관에 맞춰 주행 모드를 바꿔주는 기술이 있습니다. 바로 스마트 시프트입니다.

503 읽음
댓글0
번역beta

Translated by kakao i

번역할 언어 선택

아주 오래된 모델이 아니라면, 당신의 자동차에는 아마 ‘주행 모드(Drive Mode)’라는 기능이 있을 겁니다. 컴포트, 스포츠, 에코 같은 식으로 주행 모드를 바꿀 수 있는 기능입니다. 엔진 출력이나 변속 시점 등을 조절해 운전자가 원하는 방향으로 조절해주죠. 스포츠 모드에서는 엔진 응답성을 높이거나 엔진 회전수를 높여 가속력이 좋아지도록 하고, 에코 모드에서는 그 반대로 효율적인 연비 운전에 최대한 초점을 맞춥니다.



하지만 생각보다 많은 사람들이 주행 모드의 기능을 잘 모르거나, 일상에서 사용하기 번거롭다는 이유로 잘 쓰지 않습니다. 고성능차나 전기차처럼 차의 성격이 극단적으로 갈리지 않는 다음에야 운전자가 체감하는 변화의 폭이 크지 않다는 것도 이유일 겁니다. 

스마트 시프트 기술은 주행 상황과 운전자의 의지에 맞춰 자동으로 차량의 특성을 바꿔줍니다

그런데 운전자의 취향과 기분에 따라 차가 알아서 주행 모드를 바꿔준다면 어떨까요? 평소에는 교통 흐름을 따라 편안하게 달리다가, 시원하게 뚫린 도로에서 마음껏 가속하고 싶을 때는 알아서 엔진 출력을 높여준다면 말입니다. 지금 우리 주변의 여러 현대·기아차 및 제네시스 모델에서 이 기능을 체험할 수 있습니다. 바로 스마트 시프트 기술이 적용된 스마트 모드입니다. 스마트 모드는 운전자의 습관을 차가 알아서 학습하고, 주행 상황에 알맞게 에코, 컴포트, 스포츠 모드로 바꿔주는 인공지능 주행 모드 시스템입니다. 

여러분은 어떤가요? 주행 모드를 많이 사용하고 있나요?

현대·기아차에서 고객을 대상으로 조사한 결과, 많은 운전자들이 자동차가 나에게 알아서 맞춰주면 좋겠다는 의견을 내놨다고 합니다. 주행 모드 하나 바꾸는 게 그리 어려울까 싶지만, 사람은 기왕이면 편한 걸 선호합니다. 차가 알아서 주행 모드를 바꿔주면 그만큼 더 편리해지겠죠. 그래서 개발한 것이 스마트 모드로, 운전자의 숨은 의도까지 파악해 똑똑하게 반응해주는 주행 모드인 겁니다.



스마트 시프트는 2015년 등장한 기아차 1세대 K9의 페이스리프트 모델에 처음 쓰였습니다. 그 뒤로 그랜저와 싼타페, 스팅어와 G70를 포함해 최근 출시된 팰리세이드와 쏘나타, K3와 쏘울 등 여러 현대·기아차 및 제네시스 모델에 두루 적용됐습니다. 그럼 스마트 시프트는 어떻게 작동할까요? 또 어떻게 사용하면 될까요? 스마트 시프트를 개발한 현대·기아차 남양연구소 변속성능리서치랩의 수장 전병욱 연구위원을 만나 궁금증을 쏟아내고 왔습니다.

전병욱 연구위원은 자동차가 저마다 다른 운전자에게 맞춰 성능을 발휘하도록 스마트 시프트 기술을 개발했습니다

Q. 기존 자동차에 이미 운전자 성향에 따른 학습 시스템이 들어가 있는 것으로 알고 있는데, 스마트 시프트와는 어떻게 다른 것인가요? 


맞습니다. 전에도 운전자의 성향을 판단해 변속 시점을 달리하는 기술이 있긴 했어요. 하지만 운전자의 장기적인 성향을 학습하는 시스템이다 보니 실시간으로 바뀌는 운전자의 의도를 제대로 반영하지 못하는 경우가 많았어요. 운전자가 늘 습관대로만 운전하지는 않으니까요. 


이와 달리 스마트 시프트는 운전자의 장기적인 습관과 순간적인 의도를 모두 판단합니다. 운전자의 습관과 의지를 얼마나 반영할지 조절하는 학습 제어, 즉 지능화된 알고리즘이 바로 스마트 시프트의 핵심 기술입니다. 

스마트 시프트는 변속 시점뿐만 아니라 엔진 출력, 그리고 (주행 모드에 따라 감쇠력을 조절하는 전자제어 서스펜션이 적용된 경우) 승차감까지 함께 바꿔줍니다. 예를 들어 빠른 속도로 코너를 돌아나갈 때는 서스펜션 감쇠력을 강하게 만들어 코너링 안정성을 높여주는 겁니다. 하지만 안전을 위해서 스티어링 특성까지 바뀌진 않아요. 굽이진 길을 빠르게 달리다 갑자기 스티어링 반응이 무거워지면 자칫 위험한 상황에 처하게 될 수 있으니까요. 현재 상황을 계기판에 시각적으로 보여줘 운전자가 자신의 상황을 예측 가능하게 한 것도 한층 진보한 내용이에요.



Q. 스마트 시프트가 작동하면 운전자가 이질감을 느끼지 않을까요? 


그 문제를 가장 많이 고민했습니다. 차의 주행 특성이 바뀔 때, 운전자가 이질감이 아니라 차별화된 느낌으로 받아들일 수 있도록 노력했습니다. 이질감과 차별화는 비슷해 보이지만, 분명 다른 개념이거든요. 스마트 시프트가 작동할 때 갑작스럽지 않으면서도 분명히 주행 질감이 바뀐 것을 알 수 있습니다. 시시각각 바뀌는 운전자의 주행 성향에 충실히 대응해 이질감 없이 드라이빙의 만족도를 높여주는 것이 최종 목표였고, 수없이 많은 시뮬레이션과 실차 테스트를 통해 구현할 수 있었습니다.

계기판 중앙 디스플레이에 실시간으로 운전 성향을 알려주는 시각적 장치가 마련돼 있습니다

Q. 계기판으로 현재 주행 모드를 보여주는 건 의도였나요? 


계기판에 이 기능을 마련한 건 2가지 이유가 있어요. 우선, 연비 운전을 하고 싶은 사람은 차가 알아서 스마트 에코 모드로 바뀌길 원할 거예요. 그러면 어떻게 운전해야 스마트 에코 모드로 바뀌는지, 직접 눈으로 확인하고 싶을 겁니다. 계기판에 나타나는 스마트 모드의 바 그래프는 왼쪽이 마일드(부드러운 운전 성향, 초록색), 오른쪽이 다이내믹(스포티한 운전 성향, 빨간색)을 나타내요. 자신의 운전 성향에 따라 차가 어떻게 바뀌는지 실시간으로 확인할 수 있죠.

두 번째 이유는 이질감을 최소화하기 위함입니다. 가속 페달을 좀 더 깊게 밟았을 뿐인데 갑자기 엔진 성능이 바뀌고 스포티한 사운드가 들리면 왜 그렇게 되는지 궁금해질 수 있거든요. 운전 성향 게이지가 바뀌는 걸 직접 보면서 운전하면 그 이유를 알 수 있고, 누군가는 운전이 재미있다는 걸 느낄 수도 있는 거죠. 


그래서 저희는 이 그래프가 운전자가 차와 소통하는 도구가 될 수 있다고 생각합니다. 나아가 스마트폰의 블루링크 앱으로 과거의 운전 이력 확인, 주행 모드별 팁 제공, 해당 모델을 가진 고객들의 평균적인 운전 성향을 알려주는 기능을 추가하는 것도 고려 중입니다. 

스마트 시프트는 사람들의 운전 성향을 5단계로 분류해 각 성향에 맞는 주행 모드를 제공합니다

Q. 스마트 시프트는 어떤 원리로 운전 성향을 판단하나요? 


TCU(Transmission Control Unit, 변속기 제어 유닛)가 운전자의 스포티 드라이빙 지수를 0~100% 범위의 수치로 판단하는데, 이것이 기준입니다. 앞서 말했듯 계기판에 나타나는 운전 성향 그래프로 스포티 지수의 변화를 쉽게 확인할 수 있죠. 


스포티 지수는 운전자가 가속 및 브레이크 페달을 얼마나 빨리, 많이 밟았는지, 주행 중에 스티어링 휠을 얼마나 돌렸는지, 코너링 시 횡 가속도, 도로 경사 등 수많은 주행 인자를 검출한 뒤 인공지능 알고리즘을 통해 실시간으로 수치화한 결과입니다. 


이를 발진, 가·감속, 코너링 등 주행 조건별로 구분해 최종적으로 스마트 에코, 스마트 컴포트, 스마트 스포츠의 3단계로 나누는 거죠. 스마트 모드의 판단 기준을 한마디로 표현하는 건 어렵습니다. 다만 부드럽게 운전할 때는 스마트 에코 모드, 매우 급격하게 가속하거나 코너를 돌아 나갈 때는 스마트 스포츠 모드, 그 이외에는 스마트 컴포트 모드로 바뀐다고 보면 되겠습니다. 

스마트 모드는 운전 성향에 따라 변속 시점, 엔진 성능, 코스팅 중립 제어, 서스펜션 감쇠력을 조절합니다

Q. 주행 모드에 따른 주행 특성의 변화 정도가 자동차 모델별로 차이가 있을까요? 


자동차의 지향점에 따라 달라집니다. 부드럽고 편안한 승차감이 중요한 패밀리 세단이라면 주행 모드를 스포츠 모드로 바꾼다고 한들 과격한 성향으로 바뀌지 않죠. 반대로 성격이 뚜렷한 고성능차, 친환경차라면 그에 맞는 성격의 주행 모드로 바꿀 경우 더 분명한 차별화를 보여주는 셈입니다. 


이를테면 제네시스 G90와 기아차 K9은 스포츠 모드로 바꾼다고 해도 안락함 위주의 세팅을 어느 정도 유지하지만, G70와 스팅어처럼 고성능을 지향하는 차는 스포츠 모드에서 더 화끈한 성능을 보여주는 식입니다. 이건 사운드 튜닝도 마찬가지예요. G90와 G70, K9과 스팅어에는 액티브 사운드 디자인(ASD)이 적용돼있는데, 스마트 모드에서 운전자 성향에 따라 사운드가 스포티하게 증폭되는 건 G70와 스팅어만 해당합니다. 이는 그 차들이 가지는 기본적인 컨셉 때문입니다. 

스마트 모드로 편하게 달리다가 이런 굽잇길을 만날 경우 스마트 스포츠 모드로 알아서 전환된다면, 운전의 재미와 짜릿함도 배가 될 겁니다

Q. 스마트 스포츠 모드와 일반 스포츠 모드에 차이가 있는 것 같습니다. 실제로 어떤 차이가 있을까요?


네, 정확히 저희가 의도한대로 느낀 겁니다(웃음). 일반 스포츠 모드는 운전자가 임의로 버튼을 눌러 작동시키기 때문에, 그 기대에 부합할 만큼 확실한 성능의 변화를 체감할 수 있어야 합니다. 반면 스마트 스포츠 모드는 일상적인 주행에서 자동으로 바뀌기 대문에 차량 특성이 너무 심하게 변할 경우 자칫 이질감을 느낄 수 있어요. 


이런 특성을 고려해 스마트 스포츠 모드는 일반 스포츠 모드보다 낮은 rpm을 사용하도록 세팅했습니다. 어차피 스포티한 성능을 즐기려는 운전자는 스포츠 모드로 바꿔 주행할 테니까요. 스마트 모드에서는 자연스럽게 주행 특성을 바꿔주는 게 중요하다고 판단했어요. 이질감이 아니라 차별화가 중요하기 때문이죠. 

레이더, 카메라 등 여러 장치에서 받은 정보를 TCU로 분석해 코스팅 중립 제어를 실현합니다

Q. 스마트 시프트는 ADAS 기능과 연계해 지능형 코스팅 중립 제어를 실현한다고 들었는데, 어떤 원리인지 설명 부탁드립니다.


코스팅 중립 제어는 주행 중 가속 페달에서 발을 뗐을 때 자동으로 변속기를 중립 상태로 만들어주는 기술입니다. 연비를 높여주는 기술로, 기아차 스팅어와 제네시스 G70에 처음 적용됐으며, 현재 제네시스 G90, 기아차 K9 차종에도 적용돼 있습니다. 유럽 메이커들이 많이 쓰는 일반적인 코스팅 중립 제어는 가·감속을 반복하는 도로에서 잦은 클러치 해방·체결 현상이 일어나기 때문에 울컥거리거나 가속이 늦어지는 단점이 있어요. 저희는 스마트 시프트를 ADAS 기능과 연계해 이를 극복했습니다. 전방 레이더 및 카메라로 앞차와의 거리 및 상대 속도를 감지하고, 스티어링과 방향지시등 작동 여부로 차선 변경 의지를 감지해 코스팅 중립 제어를 작동시킬지 판단하는 겁니다. 

코스팅 중립 제어는 연비 효율성을 극대화하기 위해 에코 모드와 스마트 에코 모드에서 작동합니다

예를 들어 앞차와 간격을 좁게 운전할 때는 가·감속이 빈번히 일어날 거라 예상되니 코스팅 중립 제어를 작동하지 않아요. 차선을 벗어나거나 차로를 바꿀 때도 코스팅 중립 제어를 일시적으로 중지합니다. 코스팅 중립 주행 중이라면 앞차와의 상대 속도 변화를 감지해 미리 클러치를 체결해 이후 상황에 대비하기도 합니다. 


운전 성향과 상대 속도, 차선 변경까지 감지해 제어하는 건 세계 최초의 기술입니다. 결국 ADAS 기능과 스마트 시프트 기술 덕분에 코스팅 중립 제어도 더욱 스마트해진 거죠. 저희는 세계 최초로 적용된 이 기술을 ‘지능형 코스팅 중립 제어’라고 명명했습니다. 

스마트 모드와 지능형 코스팅 중립 제어 기능을 갖춘 전기차의 등장도 충분히 기대할 수 있습니다

Q. 전기차에도 스마트 시프트 기술과 지능형 코스팅 중립 제어가 적용되나요? 


다단 변속기가 탑재되지 않은 전기차에는 스마트 시프트가 적용되지 않았지만, 전기 모터의 작동 특성을 변화시켜서 얼마든지 비슷한 기능을 구현할 수 있습니다. 다만, 코스팅 중립 제어는 회생 제동과 함께 작동하지는 않습니다. 회생 제동은 타력 주행 시 모터가 발전기 역할을 해서 배터리를 충전하는 원리인데, 모터와 구동축을 분리하는 코스팅 중립 제어가 되면 회생 제동이 안 된다는 뜻이죠.


하지만 연비 측면에서 회생 제동이 코스팅 중립 제어보다 무조건 유리한 건 아닙니다. 회생 제동은 관성 에너지를 전기 에너지로 바꾸고, 이걸 다시 배터리에 화학 에너지로 보관하는 과정에서 에너지의 변환 손실이 발생하죠. 반면에 코스팅 중립 제어는 관성 에너지를 운동 에너지 형태 그대로 보존하는 원리이기 때문에, 주행 상황에 따라서 코스팅 중립 제어를 활용하는 게 에너지 효율상 유리한 경우가 있습니다. 

스마트 시프트는 개인화 인증 기술과 연계해 진화할 예정입니다

Q. 스마트 시프트는 발전의 여지가 꽤 많아 보입니다. 앞으로 어떻게 활용될 수 있을까요?


스마트 시프트는 앞으로 지문 인식, 안면 인식, 웨어러블 기기 등 다양한 개인화 인증 기술과 연계돼 진화할 예정입니다. 최근 신형 쏘나타는 스마트폰 NFC 기능을 활용한 현대 디지털 키를 선보였습니다. 차에 등록된 운전자별로 시트 포지션, 인포테인먼트 시스템 설정이 구분돼 있는데, 여기에 스마트 시프트 기술을 추가하면 운전자에 맞게 자동적인 주행 성능 세팅이 가능해지죠. 여러 명의 운전자가 같은 차를 타더라도 각각 운전자에게 맞는 주행 모드 특성이 차별화될 수 있다는 뜻입니다. 물론 이 기술은 카셰어링으로 확장될 수도 있죠. 공유 차량에 탑재된 운전자 인증 시스템이 스마트 시프트와 연계된다면 본인의 운전 성향을 불러오는 것도 가능합니다. 

전병욱 연구위원은 고객과 소통하는 자동차, 개인 맞춤화, 이 두 가지 컨셉이 스마트 시프트의 가장 중요한 철학이라고 합니다

지금까지 스마트 시프트 기술에 대해 알아봤습니다. 이전까지는 운전자가 차에 적응해야 했지만, 스마트 시프트 기술이 적용된 차는 스스로 운전자에게 맞춰 적응합니다. 이는 다가올 커넥티비티 시대에 있어서도 중요한 요소입니다. 이에 대해 전병욱 연구위원은 이렇게 설명합니다.


"우리는 지금 전자 시스템의 연결뿐만 아니라 사람과의 관계에서도 연결의 힘이 매우 중요한 시대를 살아가고 있어요. 창의적인 신기술의 원천은 다름아닌 지식을 연결하고 경험을 융합하는 데 있다고 생각합니다. 이런 연결과 융합이 중심이 되는 현대¡¤기아차의 구동 시스템 신기술은 앞으로도 계속해서 진화를 거듭할 겁니다. 그러면 미래의 변속기는 첨단 변속기라고 불러도 되지 않을까요?"

작성자 정보

HMG저널

Connecting to the Future

    실시간 인기

      번역중 Now in translation
      잠시 후 다시 시도해 주세요 Please try again in a moment