KR100262086B1

KR100262086B1 - 차량의 진동 소음 저감용 액티브 토크 로드

Info

Publication number: KR100262086B1
Application number: KR1019970045221A
Authority: KR
Inventors: 정기섭
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1997-08-30
Filing date: 1997-08-30
Publication date: 2000-08-01
Also published as: KR19990021648A

Abstract

본 발명은 차체에 전달되는 엔진의 진동 크기에 따라 상쇄 진동을 자동으로 발생하여 진동 및 소음이 저감되게 한 차량의 진동 소음 저감용 액티브 토크 로드에 관한 것으로써, 본 발명은 예시된 도면과 같이 엔진 E.C.U.(10)에 입력되는 엔진 회전수의 신호를 기초하여 차체에 전달되는 진동과 반대위상과 동일 크기의 진동 신호를 계산하는 제어기(20)를 설치하고, 제어기(20)의 신호는 파워 앰프(30)를 통해 증폭한 후 진동을 상쇄하기 위해 토크로드(60)에 설치된 압전 소자형 구동기(90)에 신호를 입력하게 함으로써 전달되는 엔진(80)의 진동이 상쇄될 수 있게 하되, 잔류된 진동은 가속도계(40)를 통해 감지하여 신호 증폭기(50)를 통해 증폭되게 하며, 증폭된 잔류 진동 신호는 제어기(20)에 되먹임(FEEDBACK)되어 검출된 잔류 진동 및 새로운 엔진 회전수의 정보가 제어기(20)의 알고리즘을 통해 최적화되어 압전 소자형 구동기(90)를 새로이 제어하게 함으로써 엔진(80)의 진동이 지속적으로 상쇄될 수 있게 구성하는 장치이다.

Description

차량의 진동 소음 저감용 액티브 토크 로드

본 발명은 차량의 진동 소음 저감용 액티브 토크 로드에 관한 것으로써, 특히 로직에 의해 엔진으로부터 차체에 전달되는 진동을 계산하여 동일 크기의 반대 위상과 진동 신호를 계산하는 제어기 및 관련장치가 토크로드에 설치된 압전 소자형 구동기를 제어하게 함으로써 토크로드에 전달되는 엔진의 진동이 거의 상쇄 될 수 있게 한 차량의 진동 소음 저감용 액티브 토크 로드에 관한 것이다.

엔진과 트랜스미션으로 구성되는 차량의 동력 장치는 트랜스미션 마운팅과 엔진 마운팅과 토크로드로 구성된 엔진 마운팅 시스템에 의해 지지된다.

따라서, 엔진의 구동 토크에 대한 반력을 제공하여 엔진의 거동을 억제해 주는 토크 로드는 주행중 엔진의 진동을 차체측에 전달하여 차량에 진동을 발생하고 소음특성을 유발하게 된다.

즉, 종래의 엔진 마운팅 시스템은 엔진으로부터 발생하는 진동이 토크로드를 통해 차체측에 전달되어 차량에 진동을 유발하고 소음을 발생하는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로써, 엔진 E.C.U.에 입력되는 엔진 회전수의 정보를 이용하는 제어기가 차체에 전달되는 진동과 반대위상 및 동일 크기의 진동 신호를 계산하게 하며, 계산되는 신호는 관련 장치를 통해 증폭하여 압전 소자형 구동기를 구동하게 한 후 잔류 진동 신호는 피드백되게 함으로써 엔진으로부터 전달되는 차량의 진동이 거의 상쇄되게 하여 차량의 진동 및 소음이 저감되게 하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 본 발명의 장치가 제어되는 상태를 개략 도시한 작용 블럭도.

도 2 는 본 발명의 장치가 제어되는 상태를 도시한 제어 순서도.

도 3 은 본 발명의 장치에 대한 개략적인 구성도.

도 4 는 본 발명이 적용된 토크로드의 상세도.

도 5 는 본 발명이 적용된 압전소자 구동기의 상세도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 **

10 : 엔진 E.C.U. 20 : 제어기

30 : 파워 앰프 40 : 가속도계(ACCELEROMETER)

50 : 신호 증폭기 60 : 토크로드

62 : 고무 인슐레이터 64 : 바깥 파이프

66 : 안쪽 파이프 68 : 로드

70 : 브라켓 80 : 엔진

82 : 트랜스미션 84 : 트랜스미션 마운팅

86 : 엔진 마운팅 90 : 압전 소자형 구동기

92 : 엔드 캡 94 : 압전 디스크

96 : 디스크형 전극 98 : 컨넥터

100 : 하우징

따라서, 본 발명은 예시된 도면과 같이 엔진 E.C.U.에 입력되는 엔진 회전수의 신호를 기초하여 차체에 전달되는 진동과 반대위상과 동일 크기의 진동 신호를 계산하는 제어기를 설치하고, 제어기의 신호는 파워 앰프(30)를 통해 증폭한 후 진동을 상쇄하기 위해 토크로드에 설치된 압전 소자형 구동기에 신호를 입력하게 함으로써 전달되는 엔진의 진동이 상쇄될 수 있게 하되, 잔류된 진동은 가속도계를 통해 감지하여 신호 증폭기를 통해 증폭되게 하며, 증폭된 잔류 진동 신호는 제어기에 되먹임(FEEDBACK)되어 검출된 잔류 진동 및 새로운 엔진 회전수의 정보가 제어기의 알고리즘을 통해 최적화되어 압전 소자형 구동기를 새로이 제어하게 함으로써 엔진의 진동이 지속적으로 상쇄될 수 있게 구성함을 그 특징으로 한다.

상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 구성에 대하여 예시한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

엔진 E.C.U.(10)에 입력되는 엔진 회전수의 신호에 대한 정보를 기초로 하여 차체에 전달되는 진동 및 반대위상, 동일 크기의 진동 신호를 계산하여 신호를 출력하는 제어기(20)를 설치하며, 상기 제어기(20)로부터 출력되는 신호는 파워앰프를 통해 증폭하여 압전 소자형 구동기(90)에 입력 될 수 있게 한다.

상기 파워 앰프(30)로부터 증폭되어 출력되는 신호에 의해 엔진(80)으로부터 전달되는 진동을 상쇄하기 위해 토크로드(60)에 일체로 장착되는 압전 소자형 구동기(90)를 설치한다.

특히, 압전 소자형 구동기(90)는 예시된 도 5 에 도시된 바와 같이 파워 앰프(30)로부터 출력되는 전류를 컨넥터(98)를 통해 입력하게 하고, 입력된 전류는 디스크형 전극에 인가되어 중첩된 압전 디스크(94)가 상쇄 진동을 발생할 수 있게 하며, 상기 일정한 간격으로 중첩된 압전 디스크(94)는 원통형의 하우징(100) 내부에 소정의 간격으로 연속적으로 내설하여 디스크 형 전극에 인가되는 전류에 따라 압전 디스크(94)가 상쇄 진동을 발생 할 수 있게 한다.

또한, 압전 소자형 구동기(90) 하우징(100)의 양측 면에는 토크 로드와 결합될 수 있게 하기 위하여 하우징(100)과 일체되며, 로드가 중앙에 소정의 길이만큼 돌출되는 엔드 캡(92)을 각각 설치한다.

또한, 상기 토크 로드의 양끝 단에는 토크로드(60)를 엔진(80) 및 차체에 고정될 수 있게 하는 브라켓(70)을 설치하며, 양끝 단의 진동을 어느 정도 상쇄하기 위해 고무 인슐레이터(62)가 내설되고 상기 브라켓(70)에 결합되어 토크로드(60)를 엔진(80) 및 차체에 지지되게 하는 안쪽 파이프(66)를 포함되는 소정의 모양을 가진 바깥 파이프(64)를 각각 형성한다.

또한, 압전 소자형 구동기(90)는 상기 각각의 바깥 파이프(64)를 연결하는 로드의 중앙 부근에 로드(68)와 일체될 수 있게 설치함으로써 압전 소자형 구동기(90)가 토크로드(60)에 전달되는 엔진(80)의 진동을 상쇄할 수 있게 한다.

또한, 상기 압전 소자형 구동기(90)가 작동된 후 잔류되는 진동을 감지하기 위해 토크로드(60)를 지지하는 브라켓(70) 부위에는 설치되는 가속도계(40)를 설치하여 상기 가속도계(40)로부터 감지되는 신호가 신호 증폭기(50)에 의해 증폭되게 하고, 증폭된 신호는 제어기(20)에 되먹임되어 상기 제어기(20)가 검출된 잔류 진동 및 새로운 엔진 회전수로부터 소정의 알고리즘을 수행하여 진동을 상쇄하기 위한 최적화된 신호를 출력 할 수 있게 한다.

상기한 본 발명의 구성에 대한 작용 및 효과는 다음과 같다.

즉, 엔진 E.C.U.(10)에 입력되는 엔진 회전수의 신호를 인가하여 차체에 전달되는 진동 및 반대위상과 동일 크기의 진동 신호를 계산하여 제어 신호를 출력하는 제어기(20)는 파워 앰프(30)에 신호를 출력하여 상기 파워 앰프(30)가 토크 로드에 설치된 압전소자형 구동기를 작동하여 상쇄 진동을 발생할 수 있게 하는 작용을 한다.

특히, 상기 제어기(20)는 상기 압전 소자형 구동기(90)가 작동된 후 잔류되는 진동을 감지하기 위해 설치되는 가속도계(40)의 신호를 신호 증폭기(50)를 통해 재입력하게 되며, 입력되는 새로운 엔진 회전수의 정보 및 재 입력된 잔류 진동 정보를 토대로 소정의 알고리즘을 수행하여 진동을 상쇄하기 위한 최적화된 정보를 연산하게 되며, 연산된 정보는 제어 신호로 출력되어 압전 소자형 구동기(90)를 제어 할 수 있게 하는 작용을 한다.

토크 로드는 양끝 단에 설치된 브라켓(70)을 통해 엔진(80) 및 차체에 고정되며, 브라켓(70)을 통해 각부위에 고정되는 양단에는 전달되는 진동을 자체적으로 어느 정도 상쇄하기 위한 바깥 파이프(64)를 설치하게 되며, 설치된 바깥 파이프(64)의 내부에는 진동을 소화하는 고무 인슐레이터(62)와 브라켓(70)과 결합하기 위한 안쪽 파이프(66)를 내설하여 설치하며, 상기 각각의 바깥 파이프(64)를 연결하는 로드를 설치하여 구조학적으로 진동을 소화할 수 있게 된다.

특히, 상기 토크 로드의 로드 중앙에 결합된 압전 소자형 구동기(90)는 상기한 바와 같이 컨넥터(98)를 통해 입력되는 제어기(20)의 신호로부터 상쇄 진동을 발생하게 되며, 발생된 압전 소자형 구동기(90)의 상쇄 진동은 토크 로드가 전달되는 진동을 구조학적으로 흡수하는 작용 외에도 자체적으로 진동을 상쇄하여 엔진(80)의 진동이 차체에 거의 전달되지 않게 하는 작용을 한다.

또한, 압전 소자형 구동기(90) 내부에 일정 간격을 두고 연속적으로 설치되는 압전 디스크(94)는 입력되는 전류를 디스크형 전극을 통해 인가하여 상기 압전 디스크(94)가 중첩된 원리에 의해 상쇄 진동을 발생 할 수 있게 하는 작용을 한다.

이와 같이 본 발명의 장치는 엔진으로부터 차체에 전달되는 진동의 크기를 분석하여 토크 로드에 결합된 압전 소자형 구동기를 통해 최적화된 상쇄 진동을 자동으로 발생하게 됨으로써 차량의 진동 및 소음을 획기적으로 저감되게 하고, 상품의 신뢰성을 증대하게 된다.

Claims

엔진 E.C.U.에 입력되는 엔진 회전수의 신호를 인가하여 차체에 전달되는 진동 및 반대위상과 동일 크기의 진동 신호를 계산하여 신호를 출력하는 제어기와, 상기 제어기로부터 출력되는 신호를 입력하여 증폭된 신호를 출력하는 파워앰프와, 상기 파워 앰프로부터 증폭되어 출력되는 신호에 의해 엔진으로부터 전달되는 진동을 상쇄하기 위해 토크로드에 일체로 장착되는 압전 소자형 구동기와, 상기 압전 소자형 구동기의 작동 후 잔류되는 진동을 감지하기 위해 토크로드를 지지하는 브라켓 부위에 설치되는 가속도계와, 상기 가속도계로부터 감지되는 신호를 증폭하여 증폭된 신호를 상기 제어기에 되먹임(FEEDBACK)함으로써 상기 제어기가 검출된 잔류 진동 및 새로운 엔진 회전수로부터 소정의 알고리즘을 수행하여 진동을 상쇄하기 위한 최적화된 신호가 출력 될 수 있게 하는 신호 증폭기로 구성되어짐을 특징으로 하는 차량의 진동 소음 저감용 액티브 토크 로드.
제 1 항에 있어서, 상기 토크 로드는 양끝 단을 엔진 및 차체에 고정될 수 있게 하는 브라켓과, 양끝 단의 진동을 구조학적으로 어느 정도 상쇄하기 위한 고무 인슐레이터를 내설하고 상기 브라켓을 통해 엔진 및 차체에 토크로드를 지지되게 하는 안쪽 파이프를 포함하는 각각의 바깥 파이프와, 상기 각각의 바깥 파이프를 연결하는 로드와, 상기 로드의 중앙에 설치되어 전달되는 진동을 상쇄하기 위해 인가되는 전류에 의해 반전되는 진동을 발생하는 압전 소자형 구동기로 구성되어짐을 특징으로 하는 차량의 진동 소음 저감용 액티브 토크 로드.
제 1 항에 또는 제 2 항에 있어서, 상기 압전 소자형 구동기는 컨넥터를 통해 입력되는 전류를 디스크형 전극을 통해 인가하여 중첩된 원리에 의해 상쇄 진동을 발생하기 위해 원통형의 하우징의 내부에 소정의 간격으로 연속적으로 내설되는 원형의 압전 디스크와, 상기 원통형 하우징의 양측면을 형성하며 중앙에는 토크로드와 결합하기 위해 소정의 길이만큼 돌출하는 로드가 형성된 엔드 캡으로 구성되어짐을 특징으로 하는 차량의 진동 소음 저감용 액티브 토크 로드.