[제14주차 IR52 장영실상] 현대자동차 / 전륜 소형·중형 6속 지능형 변속기

[제14주차 IR52 장영실상] 현대자동차 / 전륜 소형·중형 6속 지능형 변속기

등록일 2021-04-06

 △왼쪽부터 정성환 책임연구원, 조권일 책임연구원, 서홍석 책임연구원, 이동주 연구원.

 현대자동차가 개발한 `전륜 소형·중형 6속 지능형 수동변속기(iMT)`가 2021년 14주 차 iR52 장영실상을 받았다. iMT는 수동 차량에서 직접 클러치 페달을 밟지 않아도 전기 신호로 변속이 가능하도록 한 지능형 변속기다. 

현대자동차의 iMT 기술은 크게 3페달 방식과 2페달 방식으로 나뉜다. 3페달 방식은 가속페달, 브레이크, 클러치 페달 등 일반 수동 차량과 동일하다. 2페달 방식은 수동 차량이지만 클러치 페달이 없다. 현대자동차는 유럽 시장에서 연비 향상과 사용자 선호도를 고려해 3페달 방식의 iMT 기술을 적용했다. 인도 시장에선 운전 편의성을 위해 2페달 방식을 채택했다. 

iMT 기술에서 가장 핵심 역할을 하는 부품은 `액추에이터`다. 액추에이터는 기존 클러치 페달이 하던 역할을 대신해준다. iMT가 적용된 수동 차량은 센서로 운전자의 변속 의지를 감지할 수 있다. 액추에이터는 이 같은 신호를 받아 변속할 타이밍에 클러치를 엔진에서 잠시 뗀 뒤 변속 후 다시 연결해주는 역할을 한다. 

현대자동차는 이 같은 액추에이터로 클러치 페달을 없앤 2페달 방식 수동 차량을 인도 시장에 공급했다. 인도 시장에선 자동 차량 가격이 비싸고 연비가 상대적으로 떨어져 수동 차량 선호도가 높다. 다만 교통 정체가 매우 심각한 상황에서 정지하거나 다시 출발하고 변속을 할 때마다 클러치 페달을 밟아야 하는 불편함이 컸다. 현대자동차는 iMT 기술을 적용해 수동차량도 클러치 페달을 밟을 필요가 없도록 만들어 운전자 편의성을 높였다. 

iMT 지능형 변속기 덕분에 연비도 올라갔다. 최근 유럽 시장에선 이산화탄소 배출 규제가 점점 엄격해지고 있다. iMT 기술을 탑재해야 SSC(Start-Stop Coasting) 기술을 적용할 수 있어 수동 차량 연비를 높일 수 있다는 게 현대자동차 측 설명이다. SSC 기술은 수동 차량의 타력 주행(액셀러레이터를 밟지 않더라도 차량이 주행해온 타력에 의해 계속 움직이는것) 시 순간적으로 엔진을 정지시켜 연료 사용량을 줄일 수 있다. 

iMT 시스템은 전자식 페달을 사용하기 때문에 타력 주행 여부를 즉시 인식해 엔진을 꺼줄 수 있다. 또 변속 레버가 움직이거나 운전자가 클러치 페달을 밟으면 곧바로 이를 인지해 다시 엔진을 켜준다. iMT 기술이 적용된 수동 차량들은 지난해 인도와 유럽 시장에서 약 12만대 판매됐다. 

 

• 현대자동차회사명 : 현대자동차대표자 : 이원희제품명 : 전륜 소형/중형 6속 iMT모델명 : M6CF1e/M6CF3-1e개발기술명 : iMT (intelligent Manual Transmission) 시스템 및 제어로직 개발 기술선정분야 : 기계
• 전륜 소형/중형 6속 iMT

제품소개용도 및 기능iMT는 2/3페달 시스템으로 구성되어 있으며, MT 차량에 클러치 액추에이터, 제어기, 전자식 클러치 페달 및 운전자의 변속 의지를 감지하는 센서가 구성된 변속레버 등을 추가하여 유럽의 연비규제와 인도지역 운전 편의성을 요구하는 고객 니즈에 대응하기 위해 개발된 기술이다. ○ 3페달 iMT 시스템은 세계최초 적용된 기술로 SSC (Start-Stop coasting) 기술과 동시에 적용되어 주행 중, CO2 배출량을 획기적으로 저감하여 유럽 에코 이노베이션 크레딧 획득을 통한 유럽 연비규제 대응 및 페널티 비용 절감이 가능하다. ○ 2페달 iMT 시스템은 인도최초로 적용된 기술로 MT 차량에서 클러치 페달을 삭제하고 운전자의 변속 의지 판단을 위한 센서가 구성된 변속레버 조작만으로 변속이 가능하여 교통 정체가 극심한 인도지역 MT 차량 고객의 운전 편의성 향상이 가능하다.차별적 특징iMT 시스템은 DCT, AMT와 같이 MT를 기반으로 개발되었으나, 운전자가 변속 레버를 직접 조작해야 한다는 것과 개발 효율성을 위해 MT의 클러치 유압 컨트롤 부품을 그대로 활용하였다는 차이점이 있다. 그래서 iMT 시스템은 변속기측에 전동 유압식 클러치 액추에이터와 현재 기어단을 인식 하기 위한 기어포지션 센서 등을 구성하였고, 차량측에는 액추에이터 제어를 위한 TCU (Transmission Control Unit)와 전자식 클러치 페달 및 인텐션 센서가 구성된 변속 레버를 추가하였다. 또한 시스템이 최상의 성능을 발휘 할 수 있도록 2/3페달 시스템의 작동 특성을 고려한 특화된 제어로직을 개발 및 적용 하였다. 3페달 iMT 시스템은 MT의 기계식 클러치 페달 대비 전자식 클러치 페달을 적용하여 페달의 조작 신호에 따라 액추에이터가 제어되며, MT 차량과 동등 수준의 운전성 확보를 위해 클러치 페달 작동 조건과 연계한 액추에이터 제어 로직 및 클러치 페달 신호편차 학습로직 등을 개발하였다. 그리고 유럽의 연비 규제 대응을 위한 SSC 기술 적용을 위해 SSC 제어로직을 개발하여 실도로 주행시 CO2 배출량을 회기적으로 저감(약 2~5g/km) 할 수 있었다. 2페달 iMT 시스템은 MT 차량의 클러치 페달 삭제로 변속 레버의 인텐션 센서 위치를 판단하여 액추에이터가 제어되며, 운전자의 빠른 변속이나 변속 습관 등에 따른 의도치 않은 클러치 단속 등에 의한 운전성 악화를 개선하기 위해 변속 레버의 인텐션 센서 위치를 학습하여 운전자의 변속 의지를 미리 판단하는 로직을 개발하여 운전성을 확보 하였다.담당부서자동화수동변속기설계팀(0313684776)