렉서스 LC 500h

렉서스가 새로운 플래그십 쿠페 뉴 LC 500h와 뉴 LC 500을 새롭게 선보였습니다. 국내에 소개된 하이브리드 모델 뉴 LC 500h에는 세계 최초로 하이브리드 시스템과 4단변속기를 결합한 멀티스테이지 하이브리드 시스템을 적용해 눈길을 끌었는데요.

하이브리드 차는 그동안 다이내믹한 동력성능보다 연비와 친환경에 초점을 맞추다보니 중ㆍ소형차가 많이 사용하는 무단변속기(CVT, Continuously Variable Transmission)를 주로 적용했습니다. CVT는 일반적인 자동변속기와 달리 기어들이 맞물려서 변속되는 것이 아니죠.

풀리와 금속벨트 또는 체인으로 구성돼 있고 엔진회전수에 따라 벨트(체인)의 길이가 변화하면서 감속이 이뤄지므로 변속충격이 없을 뿐만 아니라 변속범위가 넓고 정숙성이 뛰어난 것이 특징을 갖고 있습니다. 또한 구조가 간단해 무게가 가벼워 연비와 가속성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있습니다.

반면, 저속구간에서의 발진 가속성능이 떨어지는 단점이 있습니다. 즉 급가속(킥 다운)을 위해 액셀러레이터를 깊게 밟으면 엔진회전수만 올라가고 변속이 즉각적으로 이뤄지지 않는 현상(Rubber band Effect)이 발생하지요.

Direct Shift 10단 트랜스미션

최근 이러한 단점을 보완하기 위해 일부 승용모델은 부변속기를 적용해 발진가속성능을 향상시킨 CVT를 적용하고 있습니다. 부변속기는 기존 벨트(또는 체인) 타입의 변속기구와 기어식 부변속기를 조합해 저속에서는 부변속기를 통해 2단 변속을 실현함으로써 가속성능을 보완한 것이 특징입니다.

부변속기가 적용된 CVT는 출발 때나 급가속 때 1단 또는 2단으로 시프트 다운하므로 기존 풀리의 소형화가 가능합니다. 기존 CVT에 비해 크기와 중량을 10% 이상 줄일 수 있어 연비 향상은 물론 마찰손실을 30% 이상 줄여 고속주행 정숙성이 향상되는 장점도 있습니다.

부변속기가 적용된 CVT는 기아차의 2013년형 레이를 통해 국내에 처음으로 선보인 바 있으며, 현재 르노삼성차 뉴 SM3와 쉐보레의 더 뉴 스파크 등 국내 CVT 모델 대부분에 적용되고 있습니다. 최근에는 어댑티브 시프트 컨트롤이라는 새로운 제어기술로 발진 및 가속성능을 향상시킨 CVT도 적용됩니다.

이것은 자동변속기처럼 CVT에 수동모드를 지원하는 방식이라 할 수 있습니다. 또한 다이내믹 스탭 시프트(D-STEP, Dynamic Step Shift)도 최근 새롭게 적용되고 있습니다. 기존 CVT는 고출력이 필요한 때 엔진회전수만 오르고 토크변화가 적어 일반적인 AT에 비해 엔진소음 및 변속 이질감이 큰 단점이 있습니다.

다이내믹 스탭 시프트는 기존 CVT와 달리 가상으로 실제 변속이 되는 것처럼 토크변화를 줘 이런 단점을 상쇄하고 운전의 재미를 주는 신기술로, 현재 르노삼성 QM6와 쉐보레 더 뉴 스파크에 적용돼 있습니다.

렉서스 LC500h 멀티스테이지 하이브리드 시스템은 이와 같이 CVT의 러버밴드 이펙트를 최소화하고 운전자의 드라이빙 감성을 극대화한 것으로, 세계 최초로 기존 CVT와 4단 유성기어박스를 결합해 엔진회전수와 차량의 운전상태에 따라 최대 10단 자동변속기와 같은 변속효과를 제공합니다.

Direct Shift 10단 트랜스미션 구조

구동용 전기모터(MG1, Motorgenerator)와 출력분배장치(Power Split Device), 발전용모터(MG2) 그리고 4단 유성기어장치(4단변속기)로 구성된 LC500h의 멀티스테이지 하이브리드 시스템은 3개의 유성기어가 엔진회전수에 따라 미리 프로그램된 3개의 변속비에 따라 총 9단변속이 가능하며 나머지 4단 기어가 오버드라이브로 10단 기어를 완성합니다.

또한 100밀리초 안에 변속이 이뤄질만큼 빠른 변속과 최상의 기어비를 제공하므로 하이브리드차이지만 스포츠카와 맞먹는 동력성능을 제공하고 있다는 것이 렉서츠 측의 설명입니다.

한편 멀티스테이지 하이브리드시스템과 함께 적용된 드라이버 마인드 인덱스(DMI)는 코너링이나 언덕길 등 다양한 주행환경에서 자동으로 액셀러레이터와 브레이크, 변속단을 제어해 운전자의 의도에 따라 즉각적으로 변속할 수 있도록 도와주고 있습니다.

예를 들어 코너링구간에서 운전자의 운전성향을 미리 파악해 브레이크를 밟아 속도를 줄이고 기어단수를 낮춰(다운시프트) 보다 빠르게 코너링을 할 수 있도록 도와줍니다. 이런 시스템을 통해서 렉서스는 굼뜬 차로 알려진 하이브리드카를 스포츠카보다 빠른 차로 발전시켜 나가고 있습니다.[김아롱 기자=카테크]