KR100401621B1 - A method for controlling vibration of power train and a system thereof - Google Patents

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Abstract

진동을 검출하여 이에 해당하는 역진동을 발생시킴으로써, 임의의 주파수 역에서 발생할 수 있는 파워 트레인의 진동을 적극적으로 감쇄시키도록,By detecting the vibration and generating the corresponding reverse vibration, to actively attenuate the vibration of the power train that may occur at any frequency range,

파워 트레인의 진동을 검출하는 진동 검출부; 제어신호를 입력받아 이에 의하여 진동을 발생하는 역진동 발생부; 및 데이터 저장부가 구비되어 상기 진동 검출부로부터 데이터를 입력받아 저장하며 상기 역진동 발생부에 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하는 파워 트레인 진동 제어 시스템에서,A vibration detector detecting a vibration of the power train; A reverse vibration generating unit which receives the control signal and thereby generates vibration; And a control unit including a data storage unit to receive data from the vibration detection unit and to store data and to output a control signal to the reverse vibration generation unit.

상기 제어부는 시간의 흐름에 따라 진동신호를 검출하여 저장하고, 상기 진동신호의 진폭이 설정 진폭 이상인 경우에, 상기 저장된 진동신호를 주파수 변수가 되도록 변환한 후, 상기 역진동 발생부의 위치에 기초하여 미리 계산된 모달 해석(Modal Analysis)에 사용되어지는 모달 변수(Modal parameter)를 추출하여 생성한 역진동 신호를 상기 역진동 발생부에 입력함으로써 진동을 상쇄시키는 파워 트레인 진동 제어방법 및 시스템을 제공한다.The controller detects and stores a vibration signal over time, converts the stored vibration signal into a frequency variable when the amplitude of the vibration signal is equal to or greater than a set amplitude, and then based on the position of the reverse vibration generator. Provided is a power train vibration control method and system for canceling vibration by inputting a reverse vibration signal generated by extracting a modal parameter used in a pre-calculated modal analysis to the reverse vibration generating unit. .

Description

파워 트레인 진동 제어방법 및 시스템{A METHOD FOR CONTROLLING VIBRATION OF POWER TRAIN AND A SYSTEM THEREOF}Power train vibration control method and system {A METHOD FOR CONTROLLING VIBRATION OF POWER TRAIN AND A SYSTEM THEREOF}

본 발명은 파워 트레인 진동 제어방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 파워 트레인에 발생되는 진동을 적극적으로 감쇄시키는 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power train vibration control method and system, and more particularly, to a method and system for actively attenuating vibration generated in the power train.

주지하는 바와 같이 내연기관 엔진은 연소가스의 폭발력을 회전력으로 변환시키는 장치로서 엔진이 구동되면 항상 진동이 발생하게 되며, 변속기는 이 엔진의 동력을 타이어에 전달하여 구동시킴으로써 동력을 전달하는 장치로서 엔진의 동력이 전달 또는 차단되거나, 지면의 충격이 발생되어 역으로 전달될 경우에는 진동이 발생된다. 이러한 진동은 엔진 및 변속기를 포함하는 파워 트레인(power train) 전체의 진동을 형성하여, 이 파워 트레인의 진동은 차체에 전달되게 되고, 결과적으로 차량 실내에 있는 운전자 및 승객에게 전달되게 된다.As is well known, an internal combustion engine is a device that converts the explosive force of combustion gas into rotational force. When the engine is driven, vibration is always generated. Vibration occurs when the power is transmitted or blocked, or when the impact of the ground occurs and is transmitted to the reverse. These vibrations form vibrations of the entire power train, including the engine and transmission, so that the vibrations of the power train are transmitted to the vehicle body and, consequently, to drivers and passengers in the vehicle interior.

종래에는 이러한 진동의 전달을 막기 위하여, 파워 트레인을 엔진 룸에 장착할 때 연결부재인 마운트(mount)에 고무소재 및 유체소재를 사용함으로써 고무 및 유체의 의 완충작용을 이용하여 전동을 저감시키는 방법이 사용되어 왔다.Conventionally, in order to prevent transmission of such vibrations, a rubber and fluid material is used to mount a power train in an engine room to reduce transmission by using a rubber and fluid buffering effect. This has been used.

이러한 방법은, 완충소재를 진동에 대한 절연소재로 사용함으로써 진동이 실내에 진입하지 못하게 하는 것으로서, 발생된 진동의 전달을 막는 소극적인 방법이었다.Such a method prevents vibration from entering the room by using a buffer material as an insulation material against vibration, and is a passive method of preventing transmission of generated vibration.

그런데, 진동은 범프(bump)와 같이 한번에 큰 충격이 발생하는 경우만 있는 것이 아니며, 상황에 따라 소정의 주파수역에 걸쳐 형성되는 것이므로, 주행중에 발생할 수 있는 진동은 전 주파수 영역에 고루 분산된 것이라 하겠다.By the way, the vibration is not only a case where a big shock occurs at a time, such as a bump (bump), but because it is formed over a predetermined frequency range depending on the situation, the vibration that can occur during driving is evenly distributed throughout the entire frequency range would.

그런데, 이러한 종래의 기술로서는, 특정의 주파수역에 진동 감쇠 효과가 뛰어나도록 설계하는 것은 가능하였으나, 전 주파수역에 관해 진동 감쇠 효과를 기대하기는 힘든 상황이었다.By the way, with such a conventional technique, it was possible to design so that the vibration damping effect was excellent in a specific frequency range, but it was difficult to expect a vibration damping effect in the whole frequency range.

따라서, 본 발명의 목적은 진동을 검출하여 이에 해당하는 역진동을 발생시킴으로써, 임의의 주파수역에서 발생할 수 있는 파워 트레인의 진동을 적극적으로 감쇄시키는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a method and system for actively attenuating vibrations of a power train that can occur in any frequency range by detecting vibrations and generating corresponding reverse vibrations.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 파워 트레인 진동 제어 시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of a power train vibration control system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예의 파워 트레인 진동 제어방법을 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a power train vibration control method according to an embodiment of the present invention.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 파워 트레인 진동 제어방법은,Power train vibration control method according to the present invention to achieve the above object,

시간의 흐름에 따라 진동신호를 검출하여 저장하는 단계;Detecting and storing the vibration signal according to the passage of time;

상기 진동신호의 진폭이 설정 진폭 이상인가 판단하여 이상인 경우에, 상기 저장된 진동신호를 주파수 변수가 되도록 변환하는 단계;Determining whether the amplitude of the vibration signal is greater than or equal to a set amplitude and converting the stored vibration signal to be a frequency variable;

상기 역진동 발생부의 위치에 기초하여 미리 계산된 모달 해석(Modal Analysis)에 사용되어지는 모달 변수(Modal parameter)를 추출하는 단계;Extracting a modal parameter used in a modal analysis calculated in advance based on the position of the reverse vibration generating unit;

상기 진동신호에 대한 역진동 신호를 생성하는 단계;Generating a reverse vibration signal for the vibration signal;

상기 역진동 신호를 상기 역진동 발생부에 입력함으로써 진동을 상쇄시키는 단계;Canceling the vibration by inputting the reverse vibration signal to the reverse vibration generating unit;

를 포함하는 것을 특징으로 하고,Characterized in that it comprises a,

본 발명에 의한 파워 트레인 진동 제어 시스템은,The power train vibration control system according to the present invention,

파워 트레인의 진동을 검출하는 진동 검출부; 제어신호를 입력받아 이에 의하여 진동을 발생하는 역진동 발생부; 및 데이터 저장부가 구비되어 상기 진동 검출부로부터 데이터를 입력받아 저장하며 상기 역진동 발생부에 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하고,A vibration detector detecting a vibration of the power train; A reverse vibration generating unit which receives the control signal and thereby generates vibration; And a controller configured to receive and store data from the vibration detector and to output a control signal to the reverse vibration generator.

상기 제어부는 상기 본 발명에 의한 진동 제어방법을 수행하는 것을 특징으로 한다.The control unit is characterized in that for performing the vibration control method according to the present invention.

상기 역진동 발생부는 상기 진동 검출부와 동일한 위치에 설치되는 것이 바람직하고, 상기 주파수 변환은 푸리에 변환(Fourier Transform) 과정을 통해 수행된다.The reverse vibration generating unit is preferably installed at the same position as the vibration detecting unit, and the frequency transform is performed through a Fourier transform process.

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면의 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 파워 트레인 진동 제어 시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of a power train vibration control system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 파워 트레인 진동 제어 시스템은, 진동 검출부(110), 역진동 발생부(130) 및 상기 진동 검출부(110)로부터 데이터를 입력받아 상기 역진동 발생부(130)를 제어하는 제어부(120)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the power train vibration control system according to an exemplary embodiment of the present invention receives data from a vibration detector 110, a reverse vibration generator 130, and the vibration detector 110. It includes a control unit 120 for controlling the generator 130.

상기 진동 검출부(110)는 파워 트레인(power train)의 진동을 검출하는 장치로서, 상기 파워 트레인의 일측에 부착되어 파워 트레인의 진동에 의해 전기신호를 발생하는 임의의 센서로 할 수 있으며, 이러한 센서의 일예로는 차량 진동을 감지하는 노크센서(knock sensor) 등이 사용될 수 있다.The vibration detector 110 is a device that detects vibration of a power train, and may be any sensor that is attached to one side of the power train and generates an electric signal by vibration of the power train. An example of the knock sensor (knock sensor) for detecting a vehicle vibration may be used.

상기 역진동 발생부(130)는 상기 제어부(120)의 제어신호를 입력받아 이에 의하여 진동을 발생시키는 임의의 진동 발생 장치로 할 수 있으며, 상기 역진동 발생부(130)의 설치 위치는 상기 파워 트레인의 임의의 위치에 설치할 수 있으나, 바람직하게는 상기 진동 검출부(110)와 동일한 위치에 설치된다.The reverse vibration generating unit 130 may be any vibration generating device that receives the control signal of the control unit 120 and thereby generates vibration, and the installation position of the reverse vibration generating unit 130 is the power It can be installed at any position of the train, but is preferably installed at the same position as the vibration detection unit (110).

상기 제어부(120)는 상기 진동 검출부(110)로부터 진동신호가 입력되는 경우에, 상기 검출된 진동을 상쇄시키도록, 상기 진동신호의 역진동 신호를 상기 역진동 발생부(130)에 전달하며, 보다 구체적으로는 후술할 본 발명의 실시예의 방법에 의해 진동을 상쇄시킨다.The controller 120 transmits the reverse vibration signal of the vibration signal to the reverse vibration generator 130 so as to cancel the detected vibration when the vibration signal is input from the vibration detector 110. More specifically, the vibration is canceled by the method of the embodiment of the present invention described later.

상기 제어부(120)는 본 발명의 실시예의 진동 제어방법에 사용되는 데이터의저장을 위한 데이터 저장부(125)를 포함한다.The control unit 120 includes a data storage unit 125 for storing data used in the vibration control method of the embodiment of the present invention.

상기 제어부(120)는 프로그램에 의해 기능이 수행되는 마이크로 프로세서(micro-processor)로 할 수 있으며, 본 발명의 실시예의 진동 제어방법은 상기 마이크로 프로세서에 수행되도록 컴퓨터 프로그램으로 작성될 수 있다.The controller 120 may be a microprocessor in which a function is performed by a program, and the vibration control method according to the embodiment of the present invention may be written in a computer program to be performed in the microprocessor.

이하 본 발명의 실시예의 파워 트레인 진동 제어방법은 다음과 같다.Hereinafter, the power train vibration control method according to the embodiment of the present invention is as follows.

도 2는 본 발명의 실시예의 파워 트레인 진동 제어방법을 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a power train vibration control method according to an embodiment of the present invention.

먼저, 상기 제어부(120)는 상기 진동 검출부(110)로부터 진동을 검출한다(S210).First, the controller 120 detects vibration from the vibration detector 110 (S210).

상기 진동 검출은, 상기 진동 검출부(110)에서 전달되는 진폭 신호가 시간을 변수로 검출되게 되며, 검출되는 진동 정보는 상기 제어부(120)의 데이터 저장부(125)에 저장된다(S215).In the vibration detection, the amplitude signal transmitted from the vibration detector 110 detects time as a variable, and the detected vibration information is stored in the data storage unit 125 of the controller 120 (S215).

다음으로 제어부(120)는 상기 진동신호의 진폭이 설정 진폭 이상인가 판단하여(S220) 설정 진폭 이상이 아니면 종료하고, 설정 진폭 이상인 경우에는 상기 저장된 진동신호를 주파수를 변수로 되도록 변환한다(S225).Next, the control unit 120 determines whether the amplitude of the vibration signal is greater than or equal to the set amplitude (S220), and terminates if the amplitude is not greater than or equal to the set amplitude. If the amplitude is greater than or equal to the set amplitude, the controller 120 converts the stored vibration signal to a frequency as a variable (S225). .

상기 설정 진폭은 바람직하지 못하다고 판단되는 진동의 진폭으로 임의로 설정될 수 있다.The set amplitude can be arbitrarily set to the amplitude of the vibration which is determined to be undesirable.

상기 주파수 변환은 임의의 방법에 의해 수행될 수 있으며, 일예로는 푸리에 변환(Fourier Transform) 과정을 통해 수행될 수 있다. 또한 상기 푸리에 변환을 수치적으로 수행하기 위하여, FFT(Fast Fourier Transform) 방법을 사용하는 것이바람직하다.The frequency transformation may be performed by any method, and for example, may be performed through a Fourier transform process. In addition, in order to perform the Fourier transform numerically, it is preferable to use the Fast Fourier Transform (FFT) method.

주파수를 변수로 되도록 진동신호를 변환한 상기 제어부(120)는, 상기 역진동 발생부(130)의 위치에 기초하여 미리 계산된 모달 해석(Modal Analysis)에 사용되어지는 모달 변수(Modal parameter)를 추출한다(S230).The control unit 120 converts a vibration signal to a frequency as a variable, and modulates a modal parameter used in a modal analysis calculated in advance based on the position of the inverse vibration generating unit 130. Extract (S230).

상기 모달 변수를 추출한 제어부(120)는 상기 진동신호에 대한 역진동 신호를 생성한다(S235).The controller 120 extracting the modal variable generates an inverse vibration signal with respect to the vibration signal (S235).

결과적으로 생성되는 상기 역진동 신호는, 상기 역진동 발생부의 위치에 따라, 상기 진동 검출부(110)에 의해 입력되는 진동이 상쇄되는 상기 역진동 발생부(130)의 구동신호로 생성된다.The reverse vibration signal generated as a result is generated as a driving signal of the reverse vibration generating unit 130 to cancel the vibration input by the vibration detecting unit 110 according to the position of the reverse vibration generating unit.

그런데, 바람직하게는 상기 역진동 발생부(130)의 부착 위치가 상기 진동 검출부(110)의 위치와 동일한 경우에, 상기 역진동 신호는 상기 진동신호와 동일 진폭, 반대 위상을 가지게 된다.However, preferably, when the attachment position of the reverse vibration generating unit 130 is the same as the position of the vibration detection unit 110, the reverse vibration signal has the same amplitude and opposite phase as the vibration signal.

상기 역진동 신호를 생성한 상기 제어부(120)는 상기 역진동 신호를 상기 역진동 발생부(130)에 입력함으로써 상기 역진동 발생부(130)는 역진동을 발생하게 되고 이에 따라 진동은 상쇄된다(S240).The controller 120 generating the reverse vibration signal inputs the reverse vibration signal to the reverse vibration generator 130 so that the reverse vibration generator 130 generates reverse vibration, thereby canceling the vibration. (S240).

이상으로 본 발명의 파워 트레인 진동 제어방법 및 시스템에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.As described above, a preferred embodiment of the power train vibration control method and system of the present invention has been described, but the present invention is not limited to the above embodiment, and has a general knowledge in the technical field to which the present invention belongs from the embodiment of the present invention. It includes all changes in the range which are easily changed by the person and deemed to be equal.

본 발명의 실시예에 의하면, 파워 트레인에서 발생되거나 전달되는 진동을 능동적으로 상쇄시킴으로써 차량 실내의 정숙성을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the quietness of the vehicle interior may be improved by actively canceling the vibration generated or transmitted in the power train.

또한, 파워 트레인을 차체에 장착하기 위한 마운트는 진동 흡수 기능이 필요 없게 되어 강성이 강하게 설계될 수 있으므로, 엔진에서 동력발생/엔진 브레이크 등에 의한 파워 트레인 응답성을 향상시킬 수 있다.In addition, since the mount for mounting the power train to the vehicle body does not require the vibration absorbing function, the rigidity can be designed to be strong, and thus the power train responsiveness due to power generation / engine brake or the like in the engine can be improved.

Claims (4)

시간의 흐름에 따라 진동신호를 검출하여 저장하고, 상기 검출된 진동신호에 대한 역진동 신호를 생성하며, 상기 역진동 신호를 상기 진동 발생부에 입력함으로써 진동을 상쇄시키는 파워 트레인 제어방법에서,In the power train control method of detecting and storing a vibration signal over time, generating a reverse vibration signal for the detected vibration signal, and canceling the vibration by inputting the reverse vibration signal to the vibration generating unit, 상기 검출된 진동신호 중 진폭이 설정 진폭 이상인가 판단하는 단계;Determining whether an amplitude of the detected vibration signal is greater than or equal to a set amplitude; 상기 검출된 진동신호 중 진폭이 설정된 진폭 이상인 경우, 상기 저장된 진동신호를 주파수 변수가 되도록 주파수 변환하는 단계; 및Frequency converting the stored vibration signal to be a frequency variable when an amplitude of the detected vibration signal is equal to or greater than a set amplitude; And 상기 역진동 발생부의 위치에 기초하여 미리 계산된 모달 해석(Modal Analysis)에 사용되어지는 모달 변수(Modal parameter)를 추출하여 상기 모달 변수를 기초로 역진동 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파원트레인 진동 제어방법.And extracting a modal parameter used in a modal analysis calculated in advance based on the position of the inverse vibration generating unit to generate an inverse vibration signal based on the modal parameter. Wave train vibration control method. 제1항에서,In claim 1, 상기 주파수 변환은 푸리에 변환(Fourier Transform) 과정을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 파워 트레인 진동 제어방법.The frequency transformation is a power train vibration control method, characterized in that performed through a Fourier transform (Fourier Transform) process. 파워 트레인의 진동을 검출하는 진동 검출부;A vibration detector detecting a vibration of the power train; 제어신호를 입력받아 이에 의하여 진동을 발생하는 역진동 발생부; 및A reverse vibration generating unit which receives the control signal and thereby generates vibration; And 데이터 저장부가 구비되어 상기 진동 검출부로부터 데이터를 입력받아 저장하며 상기 역진동 발생부에 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하되,A data storage unit includes a control unit for receiving and storing data from the vibration detection unit and outputting a control signal to the reverse vibration generation unit, 상기 제어부는 제1항 또는 제2항의 방법에 의해 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 파워 트레인 진동 제어 시스템.The control unit outputs a control train vibration control system, characterized in that for outputting a control signal by the method of claim 1. 제3항에서,In claim 3, 상기 역진동 발생부는 상기 진동 검출부와 동일한 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 파워 트레인 진동 제어 시스템.And the reverse vibration generating unit is installed at the same position as the vibration detecting unit.
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