2022.02.24 제네시스
〈Inside the G90 / 서스펜션편〉 럭셔리 세단의 품격을 완성하는 승차감의 비결, 제네시스 G90 멀티 챔버 에어 서스펜션
제네시스 G90는 멀티 챔버 에어 서스펜션으로 럭셔리 브랜드 플래그십 세단에 걸맞은 뛰어난 승차감을 완성했다. G90의 에어 서스펜션이 가진 특징을 소개한다.
한 브랜드의 정점에 있는 플래그십 제품이라면 달라도 뭔가 달라야 한다. 디자인, 혁신적인 기술, 차별화된 가치 등 기존의 영역을 뛰어넘는 남다른 특징을 지녀야 한다. 디지털 제품이든 자동차든 마찬가지다. 태생부터 남다른 럭셔리 자동차 브랜드의 플래그십 모델이라면 더욱 그렇다. 4세대로 진화한 제네시스의 플래그십 세단 G90의 멀티 챔버 에어 서스펜션이 바로 이런 경우에 해당한다. G90는 이를 통해 고급스럽고 안락한 승차감을 완성했다.
G90의 에어 서스펜션의 핵심은 주행 상황과 주행 모드에 맞춰 승차감 및 핸들링 성능을 조절할 수 있는 멀티 챔버 제어 기술이다. 이를 기반으로 비단결 같은 안락한 승차감과 민첩하고 역동적인 주행 성능을 능수능란하게 조절한다. 멀티 챔버 에어 서스펜션이란 정확히 무엇이며, G90의 에어 서스펜션이 가진 특징은 무엇인지 자세히 살펴봤다.
매직 카펫 라이드를 구현하는 에어 서스펜션
사람들은 럭셔리 플래그십 세단의 아늑한 승차감을 두고 ‘매직 카펫 라이드’라는 표현을 종종 사용한다. 하늘을 나는 마법 양탄자를 탄 것처럼 발 아래 아무것도 걸리는 느낌 없이 매끈하고 푹신한 승차감을 경험한다는 뜻이다. 이러한 승차감에는 타이어, 차체 등 여러 요소가 영향을 미치지만, 그중 가장 영향력이 큰 것은 바로 차체와 타이어를 연결하는 서스펜션이다. 특히 공기압을 활용해 고급스러운 승차감을 구현하는 에어 서스펜션은 럭셔리 세단의 필수품처럼 인식되고 있다.
일반적인 승용차의 서스펜션은 코일(금속) 스프링, 피스톤 형태의 쇽업소버(Shock Absorber), 바퀴와 차체를 연결하는 링크(Link)와 암(Arm) 등으로 이뤄진다. 여기서 차의 승차감과 거동을 크게 좌우하는 것이 스프링과 쇽업소버다. 스프링은 쇽업소버와 함께 차체를 지지하고, 노면으로부터의 진동이나 충격이 차체로 전달되는 것을 상하 운동으로 완화한다. 쇽업소버는 댐퍼(Damper)라고도 불리며, 내부의 오일 또는 가스의 압력을 이용해 노면으로부터 타이어를 타고 차체로 이어지는 충격과 진동, 그리고 스프링의 반발력을 흡수한다. 이를 감쇠력(減衰力) 또는 댐핑 포스(Damping Force)라고 말한다. 쇽업소버에 전자장치를 부착해 주행 모드와 주행 상황에 맞춰 감쇠력을 제어하는 전자제어 서스펜션도 있다.
진동과 충격을 흡수하는 금속 스프링의 역할을 공기압으로 대신하는 에어 서스펜션도 크게 보면 전자제어 서스펜션에 속한다. 에어 서스펜션은 금속의 탄성력을 이용하는 코일(금속) 스프링과 달리 압축된 공기의 탄성력으로 스프링 역할을 대신해 일반 코일 스프링보다 우세한 승차감을 구현한다. 아울러 차의 하중과 무관하게 최저지상고를 일정하게 유지할 수 있어서 주행 품질도 높일 수 있다. 노면에 맞춰 차체를 들어 올리는 것도 가능한 덕분에 험난한 지형을 주파하는 오프로더나 럭셔리 SUV에도 종종 쓰이고 있다.
최근에는 에어 서스펜션의 스프링 특성을 단계별로 제어할 수 있는 멀티 챔버(Multi Chamber) 에어 서스펜션이 널리 쓰이고 있다. 더욱 뛰어난 승차감과 주행 성능을 구현하기 위해서다. 별도의 솔레노이드 밸브를 통해 에어 스프링 내부의 체적(공기압이 작용하는 단면적의 넓이=공기량)을 조절함으로써 스프링 특성을 제어하는 방식이다. 기존에 챔버(공기를 저장하는 공간) 하나를 통째로 쓰던 싱글 챔버 에어 서스펜션과 달리 여러 개의 챔버로 구분돼 있기 때문에 구조적으로는 더 복잡하지만, 주행 모드와 주행 상황에 따라 스프링 특성을 세밀하게 조절할 수 있는 것이 장점이다. 이 때문에 여러 프리미엄 자동차 브랜드가 럭셔리 세단이나 스포츠카 등에 멀티 챔버 에어 서스펜션을 두루 활용하고 있다.
G90의 품격 있는 승차감을 구현하는 멀티 챔버 에어 서스펜션의 차고 제어 기능
앞서 말했듯 에어 서스펜션을 활용하는 주요 목적은 차체 높이를 제어해 럭셔리 세단에 걸맞은 안락하고 안정적인 승차감을 구현하는 것이다. G90의 에어 서스펜션은 크게 주행 모드(컴포트, 쇼퍼 드리븐, 스포츠)와 주행 속도 및 주행 환경에 따라 148mm의 기본 최저지상고(노면으로부터 차체 바닥까지의 높이)를 4단계(높음, 보통, 낮음, 매우 낮음)로 능동적으로 제어한다. 운전자는 인포테인먼트 화면을 통해 G90가 상황에 맞춰 최적의 차고를 제어하는 내용을 확인할 수 있다.
이와 별개로 운전대 왼쪽 아래에 있는 수동 조작 버튼을 활용해 운전자가 직접 차고 제어 단계를 선택할 수도 있다. 직접 조작하는 방식은 가령 컴포트 또는 쇼퍼 드리븐 주행 모드로 달리던 중 60km/h 이하에서 차고 버튼을 누르면 차체를 25mm 높일 수 있고, 여기서 다시 차고 버튼을 누르거나 80km/h 이상으로 달리면 기본 세팅인 보통 차고 단계로 변경되는 식이다. 반면, 스포츠 주행 모드에는 차고 높음 단계가 없으며, 차체가 12mm 낮아진 상태의 차고 낮음 단계가 기본 세팅이다. 스포츠 주행 모드에서 100km/h 이하로 주행 중 차고 버튼을 누르면 보통 단계로 바뀌면서 기본 최저지상고인 148mm로 높아진다. 주행 모드와 주행 속도에 따라 차고를 단계별로 제어하는 조건과 상세한 내용은 아래의 표에서 확인할 수 있다.
평탄한 도로에서 주행할 때는 주행 모드와 계기반에 표시되는 속도에 따라 차고를 조정한다. 차체를 낮추는 것은 차체 아래로 공기가 유입되는 것을 줄여 차체가 뜨는 힘을 완화하기 위해서다. 이를 통해 고속 주행 안정성을 높이는 동시에 연비 향상 효과를 얻을 수 있다. 스포츠 모드로 고속 주행할 때는 차체를 최대 20mm까지 낮추기도 하며, 고속도로에서는 일반 도로에서 주행할 때보다 차체를 더욱 알맞게 낮춰서 고속 주행 안정성을 빠르게 높인다. 이와 반대로 저속으로 주행할 때는 다시 차체를 높이기도 한다. 뒷좌석 승객의 승차감을 우선시하는 쇼퍼 드리븐 모드에서는 다른 주행 모드보다 차체를 높여 승차감을 더 편안하게 조절한다. 결국 주행 속도 및 상황에 최적화된 차고를 능동적으로 제어하는 것이다.
주행 모드에 따른 차고 제어 외에도, G90 스스로 각종 센서를 활용해 주행 상황에 알맞은 차고를 선택하기도 한다. G90가 주행 중 차고를 제어하는 상황은 크게 4가지다. 과속방지턱 진입 전, 노면이 험한 비포장도로 통과 중, 내리막길 주행 중 평평한 도로에 진입하기 전, 고속도로에 진입하고 차의 속도를 파악한 후 상황에 알맞게 차고를 조절한다. 특히 과속방지턱 및 경사로 제어 기능은 G90의 멀티 챔버 에어 서스펜션이 가진 차별화된 특징이다.
과속방지턱 제어 기능은 카메라(전방 7m 인식)와 내비게이션 정보(전방 2km 인식)를 활용해 100m 전부터 미리 앞바퀴를 10mm 높이고 최적의 쇽업소버 감쇠력으로 승차감을 유지한다. 전륜 에어 스프링을 미리 높여 충격 흡수량을 늘리고, 과속방지턱을 통과할 때 전륜 에어 스프링이 줄어들고 늘어나면서 생기는 반발력을 적절한 감쇠력으로 줄이는 원리다. 이는 차의 앞뒤가 수직으로 흔들리는 피칭(Pitching) 현상을 줄여 편안한 승차감을 유지하고, 특히 뒷좌석 승객의 머리가 흔들리는 현상을 크게 줄여준다.
이때 카메라로 과속방지턱의 크기와 형태를 인식해 쇽업소버의 감쇠력을 제어하는 역할은 GV80를 통해 처음 선보였던 프리뷰 ECS(전자제어 서스펜션)가 담당한다. 에어 서스펜션을 장착하지 않은 G90의 경우 승차감을 부드럽게 조율하는 감쇠력 세팅이 적용돼 있다.
험로 제어 기능은 차체가 크게 흔들릴 만큼 거친 도로를 지날 때 가속도 및 자이로 센서(물체의 가로, 세로, 수직축 회전방향 운동을 인식하는 센서, 각속도 센서라고도 한다)로 이를 감지해 앞뒤 바퀴를 25mm 높여준다. 경사로 제어 기능은 내리막길에서 가속도 센서로 경사각을 판단, 평탄한 노면에 닿았을 때 차체 하부가 손상되지 않도록 경사각에 따라 앞바퀴를 15~25mm 높인 뒤 강해진 감쇠력으로 차체 흔들림을 줄이는 기능이다. 덕분에 가파른 길을 내려가 지하 주차장으로 진입할 때 차가 손상되는 위험을 방지하는 것은 물론, 한결 편안하게 들어갈 수 있다. 마지막 고속 주행 제어 기능은 내비게이션 정보를 활용해 고속도로 진입 여부를 판단하고, 차체 하향 조건을 완화해 고속 주행 안정성을 확보한다. 아울러 주행 모드에 따라서 차체 높낮이를 조절하는 정도도 다르다.
우아한 승차감과 역동적인 핸들링 성능의 양립을 위한 비결, 멀티 챔버 에어 서스펜션
G90의 멀티 챔버 에어 서스펜션은 총 3개의 챔버를 활용한다. 부드러운 승차감이 필요할 때는 3개의 챔버를 모두 활용하고, 역동적으로 주행할 때는 스프링 특성을 높이기 위해 2개의 챔버와 각각 연결된 밸브를 닫아 1개의 챔버만 사용하는 방식이다. 우선, 승차감을 제어하는 방식은 에어 스프링 내부에 있는 3개의 챔버를 활용하는 법으로 나뉜다. 메인 챔버(위 이미지의 챔버 1)를 기본으로 챔버 1, 챔버 1+2, 챔버 1+2+3의 조합에 따라 단단함과 부드러운 특성 사이를 오가며 스프링 강성을 제어하는 방식이다. 각 챔버 사이에는 공기가 흐르는 통로를 연결·차단하는 솔레노이드 밸브가 있으며, 멀티 챔버 에어 서스펜션을 제어하는 별도의 ECU(전자 제어 유닛)가 이 과정을 총괄한다.
주행 모드와 주행 상황에 따라 승차감을 제어하는 것과 달리, 조향각 센서를 통해 핸들링 성능이 필요한 상황을 감지하면 챔버 2, 3와 연결된 공기 통로를 즉시 차단하고 메인 챔버(챔버 1)만 활용한다. 솔레노이드 밸브가 공기 통로를 차단하면 챔버 2, 3 안에 있는 공기는 압축되지 않고, 메인 챔버 내부의 공기만 빠르게 압축되기 때문에 차체를 강하게 지탱하는 원리다. 이는 마치 단단한 서스펜션을 장착한 스포츠 모델처럼 차체가 좌우로 기울어지는 롤(Roll) 현상을 억제하고 예리한 핸들링 성능을 구현할 수 있도록 해준다.
예컨대 고속도로에 진입하거나 빠져나올 때는 크게 선회하는 고속도로 램프 구간을 지나게 된다. 램프 구간에 진입하기 전까지 곧게 뻗은 고속도로를 달릴 때는 3개의 챔버를 모두 활용해 아늑한 승차감을 제공하다가, 크게 휘어진 램프 구간에서는 챔버 2, 3에 연결된 공기 통로를 차단해서 민첩한 핸들링 성능에 알맞은 스프링 특성으로 바꾸는 것이다. 이처럼 상황에 따라 3개의 챔버, 즉 공기의 양을 최적으로 제어하는 멀티 챔버 에어 서스펜션을 적용한 결과, 제네시스의 플래그십 모델인 G90에 걸맞은 아늑한 승차감과 역동적인 주행 성능을 동시에 구현하는 것이 가능했다.
플래그십 모델은 자동차 브랜드의 역량과 가치를 나타내는 상징적인 존재다. 신형 G90가 최상의 승차감을 제공하는 최신 기술인 멀티 챔버 에어 서스펜션을 탑재한 이유다. G90는 고급스럽고 편안한 승차감과 더불어 제네시스의 정수를 담은 우아한 디자인, 차에 타고 이동하는 순간부터 목적지에 다다를 때까지 승객의 몸과 마음을 기분 좋게 어루만지는 다양한 편의 사양을 갖춰 차별화된 가치를 제공한다. G90가 선사하는 럭셔리 플래그십 세단의 가치를 만끽해보길 바란다.
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