자동변속기

일반적인 플로어체인지식. 첫 번째 사진은 현대 i10, 두 번째 사진은 현대 뉴 엑셀.

컬럼식[1][2][3] 첫 번째 사진은 포드 크라운 빅토리아, 두 번째 사진은 기아 카렌스 1세대.

최근 신형 차량에 일부 도입되기 시작한 버튼식. 사진은 현대 팰리세이드.

1. 개요
2. 특징
2.1. 장점
2.2. 단점
2.2.1. 최근에 개선된 단점
3. 자동변속기의 역사
4. 자동변속기의 종류
4.1. 완전 자동변속기
4.2.1. 반자동변속기의 종류
4.2.2. 반자동변속기의 특징
4.3.1. 무단 변속기구의 종류
5. 변속 패턴
5.2. 킥 업
5.3. 리프트 업
5.4. 히스테리시스
6. 변속기 레버의 메뉴
6.1. P: 주차(Parking)
6.2. R: 후진(Reverse)
6.3. N: 중립(Neutral)
6.4. D 또는 D4: 진행(Drive)
6.5. L: 저단(Low)
6.6. OD Off: 오버드라이브 해제(OverDrive Off)
6.7. +/-: 스포츠 모드(수동변속 모드)
7. 관련 문서

1. 개요

자동변속기(....)는 자동차 등에서 기어비를 자동으로 바꾸어주는 변속기를 말한다. 클러치와 변속기의 작동이 자동차의 속도나 부하에 따라 자동적으로 이루어지는 장치이다. 현재 승용차에 대세가 된 변속기이며 때문에 아래의 한정면허가 일반인에게도 개방된 것. 한국에서는 운전면허증조건 란에 A라는 기호가 적혀 있으면 이 자동변속기 차량만 운전할 수 있다.[4] 이는 일본도 마찬가지다.

지금에야 대다수가 자동변속기일 정도로 상용화된 옵션이지만 90년대까지만 해도 자동변속기 자체가 상당히 고급 옵션이었다. 차량 가격에서 차지하는 비중도 상당히 컸고[5][6] 당시에는 기술력 발전이 더뎌서 수동변속기에 비해 내구성, 출력, 연비 등 불리한 점이 상당히 많았다. 그래서 자동변속기는 사실상 돈 걱정 없는 사람들의 전유물처럼 여겨졌다. 괜히 당시 자동변속기 차량들에 Automatic 엠블럼이 크롬까지 두르고 화려한 필기체로 당당하게 박혀있던 것이 아니다.

2. 특징

2.1. 장점

  • 기어 변속 중 엔진 정지가 적어서 안전한 운전이 가능하다.
  • 저속 쪽의 구동력이 크기 때문에 경사로 출발이 쉽고 최대 등판 능력도 크다.
  • 유체클러치(현재는 토크컨버터를 주로 사용)를 사용하기 때문에 토크 충격 완화작용을 하므로 충격이 적고, 엔진 보호에 의한 수명이 길어진다. 이러한 장점과 위의 장점을 더불어 실제로 200톤 가까이 무겁거나 그보다 더 나가는 초고중량물 운송에 사용되는 트럭들은 모두 자동변속기를 이용한다.
  • 클러치 조작 필요 없이 자동 출발이 된다.
  • 조작 미숙으로 인한 엔진 정지를 원천 차단할 수 있다.
  • 자동 변속기를 이용하는 차량이 많을수록 도로 주행시 변속 시간이 크게 줄어들기 때문에 도로의 소통이 원활해지고, 변속기 오조작 가능성도 줄어들기 때문에 사고 발생 건수가 많이 줄어든다.
  • 가다 서다를 반복해야 하는 정체상황 및 저속 주행이 필요한 상황에서 크리핑 현상으로 인해 브레이크만 조작하면서 편하게 몰 수 있다.[7]

2.2. 단점

  • 엔진의 토크를 오일의 순환을 통하여 전달하므로, 동력 전달효율이 마찰식 클러치에 비해 비경제적이다. 즉 연비가 수동변속기에 비해 떨어진다. 연비 및 가속력에 민감한 모터사이클, 스포츠카, 버스, 트럭 등의 수동변속기 비중이 여전히 높은 이유도 이 때문이다.[8]
  • 연비뿐만 아니라 차량 자체의 유지비도 더 들어간다. 수동변속기에 비해 기기가 더 복잡하므로 그 자체의 비용도 더 들어가고 이를 유지하는 비용도 더 들어간다. 특히 미션오일일 경우 수동변속기와 다르게 자동변속기의 미션오일은 기어박스 등의 기계 부분의 마모와 부식 방지 등의 청정효과를 내기 위한 정도에서 그치지 않고 토크컨버터 안에 들어가 실제로 동력을 전달하는 역할을 하기 때문에 교체 주기를 더더욱 제대로 살펴야 연비의 효율을 높일 수 있다. 이것이 변속기의 내구성을 유지 혹은 향상시킬 수 있다는 이야기도 있다. [9]
  • 수동변속기에 비해 급발진의 위험성이 더 크다. 아직까지 수동변속기 차량과 자동변속기 차량 중 어느 쪽이 급발진이 발생할 확률이 더 높은지는 확실하게 밝혀지지 않았다.[10] 하지만, 급발진이 발생했을 경우 클러치 빠르게 밟았다 떼는 방법으로 동력을 끊어서 쉽게 정지할 수 있는 수동변속기와는 달리 자동변속기는 동력을 끊기가 쉽지 않아서 브레이크로만 처리해야 하기 때문에 상대적으로 더 위험하다. 변속 레버까지 전자화되어 있을 경우, ECU 오류시 레버를 옮겨도 중립으로 안 빠지는 상황이 발생할 수 있는데 이때 브레이크가 안 잡힌다면 그냥 답이 없다. 최대한 기도하며 충격을 줄일 수 있는 장소에 충돌하여 멈추는 방법밖엔... 사실 기계식 자동변속기 같은 경우에는 레버를 밀어서 중립 위치로 놓으면 물리적으로 중립으로 빠지게끔 구조가 되어있긴 한데 습관화가 안 되어있으니 생각을 못한다는 차이가 크다. 수동변속기 차량이야 일반적인 상황에서도 정지할 때 클러치+브레이크 둘 다 밟기에 그냥 평상시처럼 처리해도 일단 정차할 수 있는데, 기계식 자동변속기 차량은 평소에 잘 안 하던 조작(주행 중 레버 조작하여 강제로 중립으로 빼기)을 해야 하니까. 애초에 중립이 없거나 중립으로 놔도 기어가 물리적으로 빠지지가 않는 설계인 전자식 자동변속기라면 그저 애도...

2.2.1. 최근에 개선된 단점

  • 자동변속기의 가장 큰 단점은 연비였으나, 자동변속기의 다단화[11], 락업 클러치의 개발, 그리고 개선된 변속 알고리즘 덕분에 자동/수동변속기의 연비 차이는 갈수록 줄어들고 있다. 독일 자동차 잡지 아우토빌트의 비교결과다. 수동과 자동변속기 연비 비교해보니. 모터사이클의 경우 수동변속기가 들어가는 이유는 연비보다 다른 이유가 많다. 일단 구조상 자동변속기를 넣기 힘들기 때문. 상대적으로 설계가 자유로운 스쿠터의 경우 거의 대부분 CVT가 들어간다.
  • 과거의 자동변속기는 수동변속기보다 상대적으로 더 관리가 필요했으나, 자동변속기의 기술발전은 이를 역전시켜가는 추세이다. 오히려 수동변속기는 사용자의 운전습관에 따라 유지/관리 필요 정도가 많이 차이나기 때문에 자동변속기보다 유지/보수 비용이 더 드는 경우도 있다. 또한 자동변속기의 유체컨버터와 달리 클러치는 소모품이다. 특히 스포츠카의 경우 클러치의 내구도가 짧다. 마세라티의 경우 20,000km마다 정비가 필수이다. 상용차용 자동변속기의 강자 앨리슨 트랜스미션의 경우 완전자동변속기가 클러치가 존재하지 않아 클러치를 정비하지 않아도 된다는 점을 세일즈 포인트로 내세울정도. 다만 한번 고장났을 때의 수리비가 수동변속기에 비해 훨씬 많이 든다는 점은 여전하다. 구조가 복잡하고 들어가는 부품이 많기 때문에 어쩔 수 없는 부분.

3. 자동변속기의 역사

"기존의 변속장치로 자동차를 움직이려면 얼마나 많은 단계를 거쳐야 하는지 알아? 잘 보라고... 무려 19단계를 수동으로 조작해야 마침내 도로에 진입할 수 있었다고!" - Hydra-Matic 광고의 시작 부분

최초 상용화는 1930년대 말이다. 미국 GM의 브랜드 중 하나이자 2004년에 폐기된 브랜드인 올즈모빌(Oldsmobile)이 개발한 '하이드라매틱(Hydramatic)'이 시초라고 할 수 있다. 이때의 자동기어는 운전대 중앙 가운데에 위치되어 있고 2~3단에다가, 기어 순서도 지금과 달랐다. 지금으로 치면 컬럼식 자동변속기와 비슷하다.

유달리 미국차들이 컬럼식 자동변속기가 많은데, 2005년부터 독일메르세데스-벤츠가 컬럼식 자동변속기를 W221형 S클래스부터 많이 퍼뜨리고 있다. 과거 핸들 컬럼식 변속기는 클러치 페달은 없었지만 D레인지가 없고 레버를 위, 아래로 움직여 기어를 직접 선택해 주어야 했다. 닷지 호넷에는 컬럼 시프트식 자동변속기인데도 페달이 3개 있었다. 이는 D레인지 밑에 있는 3, 2, 1처럼 각 단수까지 제한하는 장치였다.(해당 페달을 밟고 2단으로 내리면 2단까지 알아서 변속한다는 뜻이다. 당시의 호넷은 3단짜리였다.)

이런 과도기 이후 자동으로 기어를 변경해 주는 방식으로 발전한다. 처음에는 드라이브 샤프트를 통해 가해지는 압력과 현재 속도에 따라 기계적인 반응으로 기어가 선택되었다. 가속 페달은 쓰로틀에 직결되어 있고, 연료의 주입량만을 관장할 뿐, 변속기의 반응과는 상관 없었다. 물론 이 반응으로 엔진의 토크가 변하게 되고, 이것이 결국 변속에 관여되기는 한다. 이런 기계식 자동변속기는 연비가 엄청나게 나쁘다는 치명적인 단점을 보유하고 있었으나, 수동변속기에 비해 조작이 간편하므로 주로 개인용 자동차를 위주로 하여 보급되었다.

전자제어식 자동변속기는 컴퓨터에 의한 전자작용으로, 입력된 알고리즘에 따라 변속을 한다. 따라서 변속기를 컨트롤하는 TCU(Transmission Control Unit)에 입력된 프로그램에 따라 변속 경향이 변한다. 초기의 국산 차량들은 이것이 최적화되지 않아서 오르막에서 멋대로 기어를 올렸다가 속력이 떨어지자 다시 기어를 내리는 행동을 반복하기도 했다. 알고리즘은 ECUTCU의 리셋으로 초기화시켜 운전 성향에 맞게 다시 학습시키기도 가능하다.[12]

요즘은 수동변속기에 기반한 자동변속기가 실용화되었다. 페라리, 람보르기니, 포르쉐 등 스포츠카 회사에서는 듀얼 클러치 변속기를 적용하는 경우가 많다. 기계적 구조는 명백히 수동변속기에 가깝지만, 운전자의 개입 없이도[13] 자동으로 변속하므로 "자동변속기"라고 부를 수 있다.[14] 대표적으로 폭스바겐의 DSG, 푸조의 MCP를 꼽을 수 있다. 푸조와 같은 계열의 시트로엥은 EGS라고 부른다.

마찬가지로 자동변속기에도 수동변속기의 기능을 추가하기도 한다. 가령 시내에서는 자동변속 모드로, 속도를 낼 때는 수동변속 모드로 바꿔서 직접 변속할 수 있는 식이다. 대한민국에서는 대표적으로 현대자동차, 기아자동차의 H-Matic이 있다. 포르쉐와 아우디에서는 이러한 수동겸용 자동변속기를 팁트로닉으로 부른다.

트럭 등 경제성이 중요한 대형 상용차에는 잘 쓰이지 않았고, 중량물 운반차량(100톤 이상)에만 제한적으로 자동변속기가 사용되었으나, 기술의 발전으로 속속 자동변속기를 도입하는 추세이다. 모두 전자식 자동변속기이며 전자제어 기능을 제외한 나머지는 수동변속기와 거의 같은 구조다. H-시프터의 단수 제약에서 자유롭기 때문에 16단 이상 세밀한 기어 단수를 적용하기도 한다. 제조사 주장에 따르면 수동변속기에 기반하므로 연비도 수동변속기와 같거나 오히려 더 높게 나온다고...는 하는데 하지만 막상 타시는 기사님들의 말에 따르면 치고 나가는 힘은 확실히 수동에 뒤지지 않으나 아직 연비는 수동에 비해 그다지라고...[15] 저상버스는 모두 자동변속기가 달리며[16], 버튼식으로 나오고 있다. 일반적인 고상형 차량에 자동변속기가 달린 차량은 주로 경상남도 쪽에 많이 보이며, 이 역시 버튼식으로 자동변속기가 달린다. 16인승 이상 25인승 이하의 마이크로버스(레스타 포함) 중 현대 카운티에도 앨리슨의 자동변속기가 달리기 시작했지만 이런저런 문제로 자동변속기 판매량은 바닥 수준이라고 한다. 아무튼 과거에 비해 늘어났다고는 하지만 대형 상용차 시장에서는 여전히 수동변속기가 대세다.

2006년에 렉서스가 4세대 LS를 출시하면서 토요타의 자회사인 아이신후륜형 8단 자동변속기를 장착한 이래로, 많은 자동차 메이커들이 8단 자동변속기를 많이 채택하는 추세다. 주로 FR 차량에 많이 채택하는 추세지만, 최근 들어서는 전륜형도 8단이 나온다. 한술 더 떠서 혼다전륜형 10단 자동변속기를 개발하여 실제로 혼다 오딧세이 전륜 구동(FF)모델에 10단 자동 변속기를 장착해 출시했다! 벤츠닛산(인피니티 포함)은 7단짜리 자동변속기를 유달리 많이 쓴다. 벤츠는 자체 제작한 자동변속기를 쓰고, 닛산인피니티는 변속기를 만드는 닛산의 자회사인 자트코의 것을 쓰긴 하는데, 요즘 벤츠와 디젤 엔진을 같이 쓰는 Q50같은 차종은 벤츠의 7G-tronic을 사용하기도 한다.

자동변속기 안에는 미션오일이 빠르게 운동하고 있으며, 이는 엄청난 발열을 일으킨다. 과열은 미션 오일의 변질을 가져오며, 장기적으로 자동변속기의 주요 고장 원인이 된다. 그래서 자동변속기는 엔진과 더불어 별도의 냉각 시스템을 갖추고 있는 얼마 되지 않는 부품이다. 보통 엔진과 함께 라디에이터를 통해 식힌 냉각수를 공급받지만, 자동변속기가 대용량인 경우 이것만으로는 냉각 능력이 부족하기 쉬워 보조용으로 별도의 쿨러(라디에이터)를 다는 경우도 있다. 보조용 변속기 쿨러가 기본이 아닌 경우에도 자동변속기 차량에 스포츠 튜닝을 하는 경우 따로 달기도 한다.스포츠 튠과 거리가 먼 경차에 눈물을 머금고 다는 경우도 있다.[17]

수동변속기가 보편화되어 있던 시절에 자동변속기는 거의 고급 옵션이나 마찬가지여서 자동변속기 차량에는 Automatic 엠블렘을 붙여놓는 경우가 많았다. 게다가 시내버스의 경우, 저상버스를 포함해서 미션오일 온도계가 따로 달려 나왔을 정도였다. 2006년 이후에는 시내버스에 미션오일 온도계가 안 나온다.

람보르기니, 페라리, 애스턴 마틴 등도 자동변속기가 버튼식으로 나온다. 혼다의 2세대 NSX도 버튼식 자동변속기를 채용했으며, 일반적인 양산 차량 중에서는 링컨의 MKZ가 국산차량 중에는 현대자동차팰리세이드, 쏘나타가 버튼식을 이용 중이다.

한때는 자동변속기가 보험료 할인 대상이기도 했다. 당시에는 자동변속기가 수동변속기에 비해 동력 효율이 매우 좋지 않았고 그에 따라 가속력이 낮아(...) 사고율이 적다는 이유다. 그러나 수동변속기 구매자들의 반발이 상당히 강했고 자동변속기 차량의 비중이 점점 높아지면서 자동변속기 손해율이 수동변속기를 뛰어넘어 버리자 결국 2010년 즈음해서 모든 보험사에서 자동변속기를 할인 항목에서 빼버렸다.

4. 자동변속기의 종류

자동변속기는 제어방법에 따라 완전자동변속기/반자동변속기/무단변속기로, 작동 방법에 따라 기계유압식/전자유압식/전자식으로 구분할 수 있다.

4.1. 완전 자동변속기

완전 자동변속기는 토크컨버터를 비롯한 유성 기어 장치, 각종 제어 장치가 조합된 것으로서 조건에 따라 변속이 자동으로 이루어진다.

포드사의 자동변속기 단면도.

자동변속기에서 기어비는 유성 기어가 담당한다. 아래 애니메이션에서 보듯 선(sun)기어-유성(planetary)기어-링(ring)기어 중에서 어떤 기어가 정지, 입력 혹은 출력을 담당하는가에 따라 자동변속기의 기어비가 달라지게 된다. 위의 그림을 보면 토크컨버터 뒤에 2개의 유성기어가 달려있는 것을 알 수 있다.

유압으로 작동하는 완전자동변속기의 부품단위구성 에니메이션이다. 여기에는 토크컨버터 파트가 생략되었다.

4.2. 반자동변속기

4.2.1. 반자동변속기의 종류

1.토크 컨버터와 동기 물림방식의 변속기를 조합한 형식

2.토크 컨버터와 유성 기어 장치를 조합한 형식

3.토크 컨버터와 상시 물림방식의 변속기를 조합한 형식

4.2.2. 반자동변속기의 특징

반자동변속기는 가속 페달과 브레이크 페달 등 2개의 페달이 있으나 변속 기어를 수동으로 선택하여야 하는 특징이 있다. 엔진의 토크를 전달하기 위해서 토크 컨버터를 사용하며 변속기는 변속만 하는 장치이다.

반자동식은 일반적으로 저속구간과 고속구간의 2개의 범위가 있고 어느 쪽으로 선택하는지를 결정하는 조작 레버가 있다. 저속구간은 큰 토크를 필요로 하는 출발, 등판, 내리막길에서 엔진 브레이크를 사용하는 경우에 사용된다.

4.3. 무단 변속기

동력을 전달하는 방법으로 대부분 각 기어의 변속비를 일정하게 유지하지만, 가끔 변속비를 주기적으로 변화시켜야 하는 경우도 있다. 변속기의 상태에 따라 구동축의 회전 속도가 일정할 때 피동축의 회전 속도를 자유롭게 조절하고 싶을 경우 마찰차를 무단 변속기에 응용하면 운전 중에 쉽게 각 기어의 변속비를 변화시킬 수 있을 뿐만 아니라 연속으로 변속할 수 있어 매우 편리하다. 그러나 미끄럼으로 인해 확실한 변속을 얻기가 어렵고, 큰 동력을 전달할 수 없는 결점이 있다. 위키백과에는 "연속 가변 변속기"로 나온다. 이 변속기를 세계에서 가장 많이 생산하는 회사가 닛산자동차 계열의 자트코다.

4.3.1. 무단 변속기구의 종류

1.원판 마찰차를 이용하는 경우

2.원뿔 마찰차를 이용하는 경우

3.구면 마찰차를 이용하는 경우

4.PIV[18]기구를 이용하는 방식

5. 변속 패턴

변속선도[19]

변속 패턴의 종류에는 킥다운, 킥 업, 리프트 업, 오버드라이브 등이 있다.

5.1. 킥다운

엑셀레이터를 깊게 밟으면(쓰로틀 개도[20] 40%[21] ~약 85% 이상)[22] 깊게 밟기 전까지 주행 중에 물려있던 기어보다 1~2단 낮은 기어[23]로 기어가 맞물리게 되는데 이것을 '킥다운' 이라고 한다. 킥다운은 오르막길을 올라가야 해서 힘이 필요한 경우나, 급가속이 필요한 경우에[24] 사용하면 편리하고 안전하게 주행을 할 수 있다. 자동차의 변속기의 기어는 저단일수록 속도는 낮지만 큰 힘을 낼 수 있고, 고단일수록 속도를 높이 낼 수 있지만 힘이 약해진다. 따라서 급가속을 해야 할 상황이나, 오르막길을 오를 때에는 현재 기어보다 힘이 센 1~2단 낮은 기어로 변속해 주면 효율적으로 가속을 할 수 있는 것이다. 변속선도 그래프 에서는 아무곳 한 점을 잡고 쭉 위로 올리면 쉬프트 다운 선도와 만나는데 이때가 킥다운되는 시점이다. 더 자세한 것은 해당 그래프 그림 참조.

5.2. 킥 업

킥다운 후 엑셀레이터 페달을 계속 같은 개도로 밟고 있으면 자동으로 다음 속[25]으로 쉬프트 업되는데 이것을 킥 업이라고 한다. 변속선도에서는 한 점을 잡고 세로축 윗부분[26]에서 가로로 평행하게 이동 시키면 쉬프트 업 선도와 만나는데 이때가 킥 업되는 시점이다.

5.3. 리프트 업

고 RPM으로 주행 중이거나 킥다운 후 엑셀레이터 페달에서 발을 때면 다음 속으로 쉬프트 업 되는 것을 말한다.

5.4. 히스테리시스

변속선도의 쉬프트 업 선도나 쉬프트 다운 선도 사이에서 운행할 때 쉬프트 업과 쉬프트 다운이 수시로 일어나는데, 이를 '히스테리시스'라고 한다. 수시로 기어가 바뀌는 만큼 변속기에 무리가 가게 되고, 차종에 따라서는 변속 충격이 계속해 생길 수도 있기 때문에, 히스테리시스 구간의 속도로 달리는 것보단 조금 속도를 낮추거나 올려 이 구간을 벗어나는 게 좋다.

6. 변속기 레버의 메뉴

자동변속기를 로마자 5글자로 'PRNDL'이라고 줄여 쓰기도 한다. 영어로는 "Per-na-del"이라고 발음한다. 한국어로 발음하자면 "푸른들" 정도가 적당할 듯. 잘 보면 알겠지만 자동변속기의 5가지 명령의 앞글자다.

6.1. P: 주차(Parking)

주차 스프래그 기어가 링 기어를 기계적으로 고정해서 차를 앞뒤로 움직이지 못하게 한다. 요즘 차들은 안전을 위해 브레이크를 밟지 않으면 P단에서 빠지지 않도록 설계되어 있다.[27][28] 다른 위치로 변속하려면 브레이크를 밟고 변속레버의 버튼을 누르고 이동하면 된다.

P 기어는 어디까지나 기어를 잠그는 방식이기 때문에 주차 브레이크를 채우지 않은 채로 P만 위치시키면 차량이 흔들거리는 느낌을 받을 수 있으며, 급격한 경사에서 차량 밀림이 발생하지 않는다고 보장할 수 없다. 경사로에 주차했을 때는 반드시 주차 브레이크와 함께 사용하자, 급격한 경사에서는 차가 내려가는 방향을 고려해서 핸들을 인도나 벽 방향으로 꺾어놓고 뒷 타이어 또는 앞 타이어에 돌을 괴어 조치까지 해두는 것이 기본이다.

다만, 자동변속기 차량 중에는 P레인지가 없는 차량도 있다. 이러한 예로는 푸조의 MCP, 시트로엥의 EGS 등이 있으며, 이러한 경우에는 중립에 두고 주차브레이크를 채워 놓아야 한다. 참고로 대형화물차나 버스 등 대형차량의 자동변속기에도 P레인지가 없다.[29]

6.2. R: 후진(Reverse)

차를 뒤로 움직일 때 쓰는 단. 주차 시 주로 사용한다. D레인지와 마찬가지로 크립현상이 있으므로, 브레이크로 속도를 조절한다. 인히비터 스위치에 의해 엔진 시동을 걸 수 없고 후진등에 불이 들어온다. 후방주차센서나 후방카메라가 장착된 차량은 이 시점에서 작동한다. 자동변속기에서 D→R로의 급격한 변경은 변속기에 치명적인 데미지를 줄 수 있으므로 가오잡겠다고 수동 차량처럼 빠르게 바꾸거나 하지 않도록 하자. 직접 해보면 알겠지만 차가 완전히 정지하지 않은 상태에서 후진에서 전진, 혹은 전진에서 후진으로 바꾸면 덜컹 하고 충격이 온 후에 기어가 들어가는 현상이 발생한다. 미션의 수명을 단축시키는 행위이므로 브레이크를 밟아 정지시킨 후 기어를 바꿔주자.

6.3. N: 중립(Neutral)

변속기에 락이 걸리는 P단과는 다르게 엔진과 변속기가 연결되지 않은 상태, 즉 동력을 끊은 상태다. 장시간 정차 시 사용하며, 주차 시에도 2중 주차 등 차를 움직여야 하는 상황에 사용한다.

정차 시에 D레인지에 두기보다는 중립에 놓는 편이 연비 향상에 도움이 된다는 연구 결과도 있고 실제로도 D 모드로 정차할 때보다 N 으로 정차를 하면 D 모드보다는 연료를 적게 쓴다. 독일의 유명한 변속기 업체인 ZF에서 나오는 대형 상용차량용 자동변속기는 D레인지에 놓고 정차하고 있더라도 잠깐잠깐 정차할 때에는 알아서 중립으로 놓아 주는 기능도 있다고 한다.[30]

단, 중립으로 올려놔도 오르막길이나 내리막길에서는 경사를 따라 움직이며 이로 인해 정차 중인 앞차 또는 뒷차랑과 부딪히는 경우도 흔하다. 공도에서는 의외로 오르막인지 내리막인지 육안으로 확인하기가 쉽지 않을 때가 있으므로 항상 N 기어 정차 시에는 브레이크를 밟아야 한다. 인히비터 스위치에 의해 엔진 시동이 가능한 단수이다.

중립에서 D나 R 등의 주행 기어로 바꿀 땐 반드시 기어가 체결된 것을 확인하고 차량을 움직이는 것이 좋다. 차량마다 다르지만 대개 기어를 바꾸고 1초 이내로 차가 떨리는 느낌이 바뀐다. D로 바꾸자마자 바로 엑셀을 밟아서 차를 출발시키면 변속기에 큰 무리가 간다. 중립으로 너무 자주 넣으면 변속기가 망가진다는 속설도 사실은 이러한 성급한 운전 습관에 기인한 것이다.

P단이 없는 버스나 대형화물차 등의 경우 N에다 놓고 브레이크를 작동하여 주차를 한다.

6.4. D 또는 D4: 진행(Drive)

통상적인 주행시에 사용한다. 동력을 끊지 않고 차를 세우면 시동이 꺼지는 수동변속기와는 다르게 변속기 특성상 D레인지에 놓고 브레이크를 밟고 있어도 시동이 꺼지지 않으며, 이 덕에 수동변속기 차량과는 다르게 오르막길에서도 훨씬 쉽게 출발할 수 있다.

이론적으로는 마음만 먹으면 주차장에서 차를 뺀 후 목적지에 도착할 때까지 기어봉에 손 한 번 안 대고 운전하는 것도 가능하며, 실제로 신호대기 등의 사유로 잠깐 정차할 땐 기어를 N으로 안 돌리고 브레이크만 밟는 운전자들이 많다. 다만 이것은 영 좋지 않은 습관이다. 기어를 D레인지에 두면 액셀을 밟지 않아도 차가 조금씩 앞으로 나아가는데, 물건을 찾거나 살짝 정신을 놔서 브레이크를 밟은 발에 힘이 빠지면서 그대로 앞차를 받아버리게 되기 때문. 이런 접촉사고가 생각보다 많이 일어난다. 크리핑 속도로 일어나는 경미한 접촉사고의 경우 양쪽 범퍼에 흠집 하나 나지 않는 경우가 대부분이고 따라서 운전자 및 동승자는 다칠래야 다칠 수가 없는 속도지만 차 안에서 느끼는 소리와 충격은 생각보다 대단히 크고, 이러한 단순접촉사고의 경우에도 관례상 10-20만 원 정도를 주고 확인받는 것이 일반적이다. 그리고 크리핑 속도에서도 사람을 치면 큰 부상을 입힐 수 있으니 주의해야 한다. 경차도 1톤에 가깝다. 주로 잠깐 인도 쪽에 정차할 때 이런 사고가 많이 발생한다.

6.5. L: 저단(Low)

요즘 차량들에서는 잘 볼 수 없는 레인지이다. 가끔은 L 대신 L,2,3(4~5단 자동변속기의 경우)으로 되어 있는 경우도 있다. 예를 들어 자동변속기가 4단짜리인데 레버를 "3"에다가 놓으면 3단까지 알아서 변속한다는 뜻이다.(차량마다 다를 수 있으므로 몇 단까지 알아서 변속해 주는지는 매뉴얼을 보면 된다.) 이런 경우에는 적절히 엔진 브레이크를 거는 것도 가능하다.

수동변속 기능을 넣은 변속기는 L과 숫자 레인지 +, -가 들어가는 경우가 있다. 기어 레버는 아니지만 일부 차량의 자동변속기에 달려 있는 "HOLD" 모드는 해당 숫자의 단수로 고정시킨다는 뜻이다.

이것도 일부차량은 주행중 특정단수 고정이 아닌 2단출발 기능으로 할당해 놓는 경우도 있으니 매뉴얼을 반드시 확인할것.

6.6. OD Off: 오버드라이브 해제(OverDrive Off)

변속기에는 기어비라는 값이 있다. 기어비는 엔진의 크랭크축의 회전값을 변속기를 거쳐 나가는 회전값으로 나눈 것이다. 기어비가 1[31][32] 이상이라면 크랭크축의 회전에 비해 변속기의 기어들을 거쳐 나가는 출력기어의 회전수가 적어지며, 반대로 1 미만이라면 크랭크축의 회전에 비해 출력 기어의 회전이 더 빠르게 된다. 다시 말해 기어비의 수치가 커질수록 엔진으로부터 입력된 회전수 대비 휠의 회전수가 적어지며(엔진RPM 대비 주행속도 감소), 대신 휠의 토크가 높아져 가속과 부하극복에 유리해진다(토크 증대). 반대로 수치가 작아질수록 엔진으로부터 입력된 회전수 대비 휠의 회전수가 높아지며(엔진RPM 대비 주행속도 증가), 대신 휠의 토크가 낮아져 가속과 부하극복에 불리해진다(토크 감소). 이 중 기어비 1 미만인 상태를 1:1인 'direct-drive' 의 휠 회전수를 넘어선다 하여 오버드라이브'over-drive'라고 부른다.

오버드라이브 기어는 오일쇼크 등으로 연비에 대한 관심이 높아지면서, 고속도로에서의 순항 주행 등 부하가 낮은 운전 시 동일 주행속도 대비 엔진의 불필요한 토크를 줄이기 위해 고안된 기어이다. 동일 주행속도에서 엔진의 회전수가 줄어드는 효과가 있으므로 연비 상승 및 엔진 소음 감소 등 여러 가지 이득이 있다. 하지만 엔진의 RPM에 따른 실제 토크보다 휠의 토크가 낮아지기 때문에 빠른 가속 및 고부하 운전(오르막길, 비포장도로 등)시에는 엔진의 실제 토크가 크게 손실되므로 불리한 영역이다. 이러한 고부하 운전 등에 대응하기 위해 OD Off 모드는 기어비 1 미만의 오버드라이브 기어 영역를 쓰지 않도록 하여 휠에 전달되는 토크를 엔진의 실제 토크에 가깝게 맞춘다. 만약 오버드라이브 기어가 물린 상태로 OD Off모드를 설정하면 사실상 단수를 강제로 내리는 효과가 발생하므로 엔진브레이크 효과도 있다. L/2/3 같은 부분이 절대적으로 해당 기어 단수를 최대 변속 영역으로 삼는다면 OD Off는 그 보다는 한두 단계 더 위의 기어까지 변속 범위를 넓힌다. 즉, 오버드라이브 기어만 쓰지 않기에 OD Off시 실제 최대 단수는 반드시 명목상 최대 단수의 -1이 되지는 않는다. 예를 들어, 보통 4단 자동 변속기는 OD Off시 3단으로 변속이 된다. 허나 6단이나 7/8단 같은 고단 자동 변속기는 최대 단수가 4, 5단으로 줄어들게 된다. 자동차 설명서의 기어비 부분에서 1 이하의 값이 쓰여있는 부분만큼 줄어들게 되니 관심있으면 확인해보자.

이 기능을 켜면 계기판에 OD Off라는 램프가 켜지게 되며 최대 단수에 제한이 걸리는 만큼 엔진 회전수 대비 최대 속도가 낮아지게 된다. 엑셀러레이터를 깊게 밟았는데도 평소보다 이상하게 고속 주행이 잘 안된다면 이 버튼이 눌린 상태인지 확인해보자.김여사가 벌이는 문제 가운데 대표 사례 그건 또 어떻게 누른 걸까..[33]

물론 od off를 쓴다고해도 최대 속도 기어가 아예 변속되는 것은 아니고 단순히 변속 시점이 늦어지는 것뿐이니 걱정하지 말자.

간단하게 요약하자면 언덕길이나 내리막길 운행시 켜두면 된다. 차량의 성능이 좋지않은 경우(예: 현대 라비타) 차주가 "터보" 라고 외치면서 사용하면 성능이 더 올라간다고 한다. 킥다운과의 차이는 순간적인 힘이냐 지속적인 힘이냐의 차이다. 킥다운 문서 참조

6.7. +/-: 스포츠 모드(수동변속 모드)

자동변속기는 프로그래밍된, 그리고 운전자의 운전 습관에 따라 학습된 정보를 바탕으로 변속을 하지만 기어 단수를 운전자가 임의로 조정할 수 없는, 특히 지금 주행 상태에서 기어 단수를 임의로 높이는 것이 매우 어려운기어 단수를 낮추는 것은 마음대로 했겠지만 높일 땐 아니란다[34] 점은 스포츠 드라이빙 또는 효율적인 연비 위주 주행에 한계를 드러낸다. 그렇다고 수동변속기에서는 얻을 수 없는 자동변속기만의 장점도 매우 많아 자동변속기에는 그 기술적인 특성을 유지하면서 운전자가 기어 비율을 수동변속기처럼 임의로 조정할 수 있도록 하는 기능이 있다. 이러한 기능을 보통 매뉴매틱(Manumatic, Manual + Automatic)이라고 부른다. 매뉴매틱은 자동차 제조사마다 부르는 명칭이 다른데 유명한 것으로는 폭스바겐 그룹의 팁트로닉, BMW의 스텝트로닉, 닛산자동차의 Xtronic, 현대자동차의 H-Matic이 있다. 기술적인 차이는 있어도 구현 방법은 대동소이한데, 변속 레버를 수동 모드 위치로 밀어 옮긴 뒤 레버를 위아래로 올리거나 내려[35] 기어 단수를 조정하거나, 수동 모드 위치로 기어 레버를 옮긴 뒤 레버에 달린 별도의 스위치를 눌러 단수를 조정한다. 속도가 낮아지만 자기가 알아서 단수를 낮춘다.[36]

7. 관련 문서


  1. [1] 대개 "핸들 기어"라고 부르는 그것이다. 주로 미국의 픽업트럭, RV, 미니밴, 그리고 SUV 쪽에 많이 보이고 과거에는 세단을 포함하여 대부분의 차에 쓰였지만, 일부는 플로어체인지식으로 탈피하는 상태다. 크라이슬러 같은 경우는 재규어 같은 로터리식 변속기에 맛들이고 있다. 하지만 2000년대 초반까지 대세였고, 아직도 자주 쓰인다는 점 때문에 북미로 가서 운전할 사람들은 (차량 제조사) column shift pattern으로 검색해 보고 가도록 하자. 익스플로러토러스도 경찰차용은 컬럼식 자동변속기를 이용하는 경우가 있다.
  2. [2] 메르세데스-벤츠의 최근 모델들이 컬럼식을 사용하고 있다. 단, AMG는 예외가 있을 수 있다. 테슬라 모델S / 테슬라 모델X도 컬럼식 변속기를 사용하는 중이다.
  3. [3] 과거엔 수동변속기가 이런 형태로도 나왔다. 타이탄이 대표적인 컬럼식 수동변속 차량.
  4. [4] 클러치 페달의 유무로 자동/수동이 판정되므로 자동화 수동변속기, DCT, 세미오토가 달린 차량도 운전할 수 있다.
  5. [5] 어느 정도였냐 하면 당시 중형차 가격이 대략 1,000만 원 정도였는데 거기에 자동변속기 옵션가만 150만 원선이었다.
  6. [6] 심지어 대우 티코의 경우 상위트림인 GS의 가격이 390만원 정도 했는데 자동변속기 하나만 넣어도 차량 가격의 1/4이 훌쩍 뛰어(...) 480만 원까지 올라갈 정도로 엄청난 차량가 대비 옵션가 비중을 자랑했다.
  7. [7] 반대로 단점도 될 수 있다. 단을 넣은 채로 가만히 있어야 하는 상황에서는 항상 브레이크를 밟아야 하니까. 경사로 같은 곳에서는 밀릴 수 있다. 브레이크를 밟기 귀찮으면 기어를 P로 올리거나 주차 브레이크를 올리면 된다.
  8. [8] 저상버스의 경우 수동변속기를 채용할 수가 없어서 자동변속기를 사용해서 그런지 연비가 리터당 2~3km로 매우 낮다. 채용할 수 없는 이유는 버스가 후륜구동이고 스틱을 넣으면 안 그래도 낮은 차체바닥밑에 변속기가 들어가게되는데 그러면 아래가 긁히든지, 차가 높아지든지 둘 중 하나가 된다. 차체가 높아지면 저상버스가 아니잖아...
  9. [9] 수동변속기도 변속기 내부의 기어오일을 교환하게 되어있지만, 주기가 길어서 사실상 삼발이 갈 때쯤이나 겸사겸사 교체하는 수준이고 아예 이것을 교체하는 건지 신경쓰지 않는 사람도 많다. 그만큼 무식하게 튼튼하다는 소리 그에 반면 자동변속기는 미션오일을 정기적으로 관리하지 않으면 변속기의 효율이 점점 떨어지거나 심한 경우 고장을 일으킬 수도 있다. 오일 정기적으로 갈아주는 것이 당연히 미션 내리는 것보다 훨씬 싸다!
  10. [10] 단순히 운전자의 의도와 상관 없이 RPM이 급상승하는 현상 모두를 급발진으로 포함하면, 기계식 차량들도 스로틀 고착(엑셀이 눌린 상태로 고정되어버린다고 생각하면 된다.) 등의 이유로 충분히 발생할 수 있다. 물론 대부분 ECU 오류를 원인으로 의심하고 이것이 주 논쟁점이기 때문에 보통은 전자적 오류만을 이야기하는 추세이다.
  11. [11] 승용차기준 수동변속기는 6-7단이 마지노선으로 취급받지만, 자동변속기의 경우 8, 9, 10단도 많이 보는 추세이다.
  12. [12] 자동변속기용 ECU가 따로 있는데, 이유는 자동변속기용 ECU는 TCU와 연결을 하기 위함이기 때문이며, 세팅 또한 수동변속기용과 미묘하게 다르다.
  13. [13] 정확히는 클러치 페달링이 필수이냐 아니냐의 여부를 의미한다.
  14. [14] 국내에서 논란이 있는 수동기반 자동변속기의 경우 기어변환 과정을 자동으로 하기때문에 자동변속기 취급이다. 따라서 2종보통 A 면허로도 주행이 가능. 수동변속기는 기어레버를 통해 기어변속을 운전자가 직접 하지만 수동기반 자동변속기는 이런 일련의 과정을 자동으로 한다. 그리고 국내 자동/수동 판정은 클러치가 있느냐 없느냐로 구분한다. 클러치 페달이 있으면 100% 수동, 클러치 페달이 없으면 100% 자동이다.
  15. [15] 물론 대형트럭이나 대형버스 자체가 기름 먹는 하마이긴 하지만 그마저도 오토로 굴리면 가끔 기름값이 감당이 안 될 때가 있다고... 특히 이 때문에 1990년대에서 2000년대 초반 부산광역시 시내버스에서는 오토차를 수동으로 개조하는 경우가 빈번하게 이루어졌다.(대구도 예외는 없었다.)
  16. [16] 저상버스의 경우 구조상 수동변속기를 달 공간이 나오지 않아 어쩔 수 없이 자동변속기로만 나오고 있다(...). 만일 저상버스에다가 굳이 수동변속기를 장착하고자 한다면 운전석을 맨 뒤로 가게 만들면 어떨까? 단, 준저상버스는 수동변속기가 기본이고 자동변속기는 선택사양이다. 블루시티는 6단 AMT가 적용되어 있다.
  17. [17] 관심이 있는 사람은 마티즈스파크 문서의 JF405E 4단 자동변속기 관련 사항을 참고하면 된다.
  18. [18] Positive Infinitely Variable speed chain gear box의 약자다.
  19. [19] 세로축은 쓰로틀개도, 가로축은 차속이다. 가로축의 경우 트렌스퍼 케이스의 회전수(RPM)을 사용하기도 한다.
  20. [20] 액셀레이터를 밟은 정도 라고 생각하면 된다.
  21. [21] 낮은 단수가 맞물려 있으면 약하게 밟아도 한 단 정도 떨어지기는 한다.
  22. [22] 보통 끝까지(100%) 밟으면 된다.
  23. [23] 예를 들면, 6 →5, 5→4, 4→3, 3→2, 2→1인데, 보통 악셀레이터를 바닥까지 밟으면 2속 정도 떨어진다. 6단 자동변속기를 탑재한 차량이라면 대개 6 →4, 6 →3, 5 →3, 5→2, 4→2 인 경우가 가장 많음.
  24. [24] 추월한다거나, 고속도로 나들목 진입 시.
  25. [25] 1→2, 2→3, 3→4, 4→5, 6단까지 있으면 5→6
  26. [26] 쓰로틀 개도 85%이상의 부분
  27. [27] 이 기능을 BTSI(Brake Transmission Shift Interlock)이라고 한다.
  28. [28] 문제는 브레이크 스위치 고장시 변속이 불가능하다는 것이다. 브레이크가 밟히지 않는 것과는 다르게 브레이크 스위치는 브레이크를 밟고있다는 신호를 주고 후방의 제동등을 켜지게 하는 단순한 스위치인데, 이것이 고장나면 대부분의 운전자들은 변속기를 조작할수 없어서 쩔쩔매는 경우가 있다. 몇몇 차량의 경우 SHIFT LOCK RELEASE 라는 식으로 버튼이 있던지, 차량 사용 설명서에 따라 볼펜 등으로 특정 위치를 누른후 변속하면 된다. 단, 이 기능이 전혀 없을 경우에는 보통 차 밑에 밋션에 아예 락 해제 볼트가 따로 있는데, 이때는 답이 없다. 특히나 4륜 + 전자식 변속기 + 변속기 고장이나 브레이크 스위치 고장등으로 멈춰버리면 일반 견인차로는 견인도 못하는 사태가 발생한다. BMW가 특히 이렇지
  29. [29] 상술했다시피 P레인지는 변속기 내의 링 기어를 고정시켜 차랑을 잠가 두는 방식이다. 그런데 버스나 화물차 등의 대형차량들은 차량 자체의 중량이 어마어마하기 때문에 기어를 잠가둔다는 것이 의미가 없기 때문에 P레인지가 있을 필요가 없다. 이러한 차량들에 P레인지가 있어봤자 차량이 한번 밀리기 시작하면 기어고정 따위 그냥 씹어먹으면서 밀고 내려가게 된다(...). 그래서 그냥 중립에만 두고 주차/시동한다.
  30. [30] 알아서 중립에 놔도 관계는 없다. 물론 정차가 더 길어지면 레버를 중립에 놓는 것이 좋다.
  31. [31] 기어비가 1인 경우를 'direct-drive' 혹은 'straight-through' 라고 한다. 엔진으로부터 토크컨버터를 거쳐 입력된 회전수가 그대로 휠의 회전수가 된다.
  32. [32] 자동변속기는 토크컨버터의 효율이 100%가 아니므로 기어비가 1인 'direct-drive' 상태에서도 엔진의 RPM과 휠의 RPM이 정확히 일치하지는 않는다. 2016년 현재 자동변속기중 토크컨버터의 효율이 제일 높은 제품이 메르세데스-벤츠의 9G-Tronic 미션인데 92% 정도이고, 이마저도 토크증배 구간에서는 70% 미만으로 줄어든다. 그러므로 록업 클러치가 체결되는 만큼 효율적이지는 않다.
  33. [33] 기어봉을 꽉 잡게되면 그럴 수도 있다.
  34. [34] 기어 단수를 낮추는 것은 OD Off, 3/2/L, 그리고 킥다운이라는 다양한 수단이 존재한다.
  35. [35] 쌍용 체어맨 H 등 상하가 아닌 좌우로 움직이는 차종도 있다.
  36. [36] 후자의 경우 국내 쉐보레 차종과 쌍용자동차의 6단 BTRA/5단 E-Tronic MB 자동변속기 장착 차량에서 보기 쉬운데, 이런 방식을 토글 시프트라고 한다. 하지만 작은 버튼을 찾아 눌러야 하는 이 방식은 정확하지도 않고 변속에도 시간이 걸려 매우 비난을 받는 방식이다. 쉐슬람조차 웬만하면 이 토글 시프트에 대한 실드는 치지 않는다.

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