KR100820710B1 - 차량의 공명장치 및 그것의 제어방법 - Google Patents

Abstract

차량의 공명장치로, 트렁크 룸(Trunk Room) 내부에서 음장 공명에 의해 발생하는 실내 저주파 부밍 소음을 주파수에 따라 가변 공명시키는 것이다.

본 발명은 트렁크 룸 내부에서 예비 타이어 상에 장착되어 자가 정비를 위한 공구를 수납하며, 내부에 공간부가 형성되는 툴 박스, 상기 툴 박스의 공간부 내부를 상하방향으로 다단 구획하여 다수개의 볼륨으로 분리하며, 단면 상의 일측에 공명홀을 형성하는 격벽, 상기 공명홀을 개폐하도록 일단이 상기 격벽에 힌지 체결되는 도어, 상기 격벽의 일측에 장착되며, 상기 도어를 작동시켜 공명홀을 개폐시키는 액츄에이터, 트렁크 룸 내부의 소정 위치에 장착되어 트렁크 룸 내부에서 가진되는 음장 주파수를 검출하는 진동센서, 상기 진동센서의 정보를 분석하여 공명 주파수를 일치시키기 위한 볼륨을 계산하고, 계산된 볼륨에 따라 상기 액츄에이터를 작동시켜 도어를 개폐하는 제어기를 포함한다.

공명장치, 트렁크, 공구박스, 공명홀

Description

차량의 공명장치 및 그것의 제어방법{A RESONANCE APPARATUS OF VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 공명장치를 도시한 단면도이다.

도 2는 도 1에서 A-A 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 공명장치를 제어하는 일 실시예의 흐름도이다.

도 4는 차량에서 트렁크 리드 공진 모드를 도시한 그래프이다.

도 5는 종래의 차량에서 댐퍼 클러치 직결시에 따른 부밍 소음을 도시한 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 제어기 110 : 진동센서

200 : 툴 박스 210 : 격판

211 : 공명홀 213 : 도어

215 : 리턴 스프링 217 : 액추에이터

300 : 예비 타이어

본 발명은 차량의 공명장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 트렁크 룸(Trunk Room) 내부에서 음장 공명에 의해 발생하는 실내 저주파 부밍 소음을 주파수에 따라 가변 공명시키는 차량의 공명장치 및 그것의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 세단현 승용차의 경우 트렁크 구조상 30 ~ 50Hz 대역에서 트렁크 리드(Trunk Lid)의 굽힘 진동 모드에 대한 공진점을 갖는데, 일 예로 도 4의 "A"는 43Hz의 공진 모드를 도시한 것이다.

이러한 공진 모드에 의해 저속 대역에서 저주파의 차체 진동이 발생되며, 진동과 아울러 저주파 부밍도 발생하게 된다.

특히, 저주파의 차체 진동 및 부밍은 1200 ~ 1500RPM의 저속 주행 모드에서 주로 발생되며 수동 변속기가 장착되는 차량에서 그 문제점이 더욱 심각하게 나타나고 있다.

최근들어 자동 변속기의 장착이 전체 차량으로 확산됨에 따라 연비 향상을 위하여 댐퍼 클러치의 직결 영역을 1200RPM까지 하향하여 확대하고 있다.

그러나, 댐퍼 클러치의 직결 영역을 1200RPM까지 하향 확대하는 경우 주행 부하 대비 엔진의 토크가 부족하여 파워 트레인의 비틀림 진동이 증가하게 되고, 이 진동이 차체로 전달되면서 트렁크 부위와 같은 강성이 약한 부위를 가진하게 되어 심각한 부밍을 야기하게 된다.

즉, 엔진 토크 부족에 따라 발생되는 파워 트레인의 비틀림 진동에 기인한 가진력이 엔진 마운트와 서브 프레임 등을 통해서 차체로 전달되며, 이에 따라 차체 부품 중 가진력과 동일 주파수 대역의 공진점을 갖는 트렁크 리드에서 굽힘 진동이 발생하게 된다.

이렇게 트렁크 리드에서 발생한 진동은 트렁크 룸내에서 가진되어져 실내의 부밍으로 발생하게 되어, 차량의 운행에 있어 상품성을 저하시킨다.

도 5에 도시된 바와 같이, 1300RPM 내지 1600RPM의 영역에서 "C"와 같이 80㏈ 이하의 소음이 발생되어야 정상적이나, "B"와 같이 80㏈ 이상의 부밍 소음이 발생된다.

상기와 같이 30 내지 50Hz의 주파수 대역에서 발생되는 트렁크 룸의 음장 모드에 의한 공진은 트렁크 룸의 볼륨을 변경하지 않으면 개선할 수가 없다.

그러나 트렁크의 볼륨은 디자인 및 화물 적재성 등이 관련된 항목으로 모델 고정 후에는 변경이 불가하며, 이를 개선하기 위해서는 차량 전체의 특성 평가를 거치는 새로운 설계가 실행되어야 하므로, 막대한 비용과 시간이 요구되는 문제점이 있다.

실질적으로, 트렁크 룸의 음장에 의한 공진 모드를 개선할 수 있는 방법이 제공되고 있지 않아 차량의 운행에 있어 상품성을 저하시키고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 트렁크 룸 내부에서 예비 타이어 상에 장착되어 공구를 수납하는 툴 박스(Tool Box)를 주파수 가변형 공명장치로 구성하여, 트렁크 룸 내에서 음장 공명에 의해 발생되는 실내 저주파 부밍 소음을 주파수에 따라 가변 공명시키도록 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 트렁크 룸 내부에서 예비 타이어 상에 장착되어 자가 정비를 위한 공구를 수납하며, 내부에 공간부가 형성되는 툴 박스; 상기 툴 박스의 공간부 내부를 상하방향으로 다단 구획하여 다수개의 볼륨으로 분리하며, 단면 상의 일측에 공명홀을 형성하는 격벽; 상기 공명홀을 개폐하도록 일단이 상기 격벽에 힌지 체결되는 도어; 상기 격벽의 일측에 장착되며, 상기 도어를 작동시켜 공명홀을 개폐시키는 액츄에이터; 트렁크 룸 내부의 소정 위치에 장착되어 트렁크 룸 내부에서 가진되는 음장 주파수를 검출하는 진동센서; 상기 진동센서의 정보를 분석하여 공명 주파수를 일치시키기 위한 볼륨을 계산하고, 계산된 볼륨에 따라 상기 액츄에이터를 작동시켜 도어를 개폐하는 제어기를 포함하는 차량의 공명장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 공명장치를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 2에서 "A-A" 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 공명장치는, 트렁크 룸 내부에서 예비 타이어(300) 상에 장착되어 자가 정비를 위한 공구를 수납하는 툴 박스(200)의 공간부 내부를 상하방향으로 다단으로 구획한 다음 격벽(210)으로 분리하여 하나 이상 다수개의 볼륨으로 분리한다.

그리고, 상기 툴 박스(200)의 공간부를 하나 이상 다수개의 볼륨으로 분리하는 각각의 격벽(210)의 단면 상 일측에 공명홀(211)이 형성된다.

상기 공명홀(211)은 일단이 상기 격벽(210)에 힌지 체결되는 도어(213)에 의해 개폐된다.

상기 도어(213)는 다양한 재료가 적용될 수 있으나, 일 예를 들어 스틸로 구성된다.

상기 도어(213)의 타단에는 상기 격벽(210)의 일측에 연결되는 리턴 스프링(215)이 체결되어 도어(213)에 외력이 발생되지 않는 상태에서 리턴 스프링(215)의 탄성력에 의해 상기 공명홀(211)이 폐쇄된다.

상기 도어(213)의 일측은 격벽(210)의 일측에 장착되는 액츄에이터(217)의 작동부와 연결되어, 제어기(100)의 제어신호에 따라 작동되는 액츄에이터(217)에 의해 상기 공명홀(211)을 개방 혹은 폐쇄시킨다.

상기 액츄에이터(217)에 대신에 다양한 작동 수단이 더 적용될 수 있으며, 상기 도어(213)를 스틸 밸브로 적용하는 경우 전자기력을 발생시키는 전자석으로 구성할 수 있다.

제어기(100)는 트렁크 룸 내부의 소정 위치에 장착되어 트렁크 룸 내부에서 발생되는 진동을 검출하는 진동센서(110)의 정보에 따라 공명 제어 주파수를 일치시키기 위한 볼륨을 계산하고, 계산된 볼륨에 따라 액츄에이터(217)를 작동시켜 각각의 볼륨에서 격벽(210)에 장착되는 도어(213)를 개폐하여 공명 소음을 상쇄 제거한다.

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 공명장치의 동작은 다음과 같다.

차량의 운행이 개시되면, 트렁크 룸 내부에서는 화물의 적재량에 따라 트렁크 볼륨에 의해 가진되는 음장 주파수를 발생하게 되는데, 트렁크 룸 내부의 소정 위치에 장착되는 진동센서(110)는 이 음장 주파수를 검출하여 제어기(100)에 제공한다.

이때, 제어기(100)는 진동센서(110)에서 제공되는 음장 주파수를 헬름 홀츠 공명기 계산식을 이용하여 주파수 볼륨을 계산하고, 이에 따라 공명 제어 볼륨을 계산한다(S102).

그리고, 계산된 볼륨을 맞추기 위해 몇 개의 볼륨을 어느 정도 개방할 것인지를 결정한 다음 결정된 값을 적용하여 액츄에이터(217)를 작동 제어한다(S104).

따라서, 액츄에이터(217)의 작동에 따라 작동부에 일측이 연결되는 도어(213)는 공명홀(211)을 개방하여 필요한 만큼의 공명기 볼륨을 확보한다(S105).

상기에서 제어기(100)는 툴 박스(200)의 공간부를 하나 이상 다수개의 볼륨으로 분리하는 각각의 격벽(210)의 단면 상에 형성되는 공명홀(211)을 결정된 값으로 개방한다.

그러므로, 트렁크 룸 내에서 발생되는 음장 주파수는 각각의 격벽(210)과 격 벽(210)에 형성된 공명홀(211)을 통해 흡음되며, 이에 따라 트렁크에서의 음장 레벨이 줄어들어 저속 부밍이 저감된다(S106).

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하므로 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 역시 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 트렁크 룸 내의 음장 공명에 의해 발생되는 실내 저주파 부밍 소음을 흡음함으로써, 차량의 운행에 있어 상품성 및 신뢰성을 제공하는 효과가 기대된다.

Claims (6)

1. 트렁크 룸 내부에서 예비 타이어 상에 장착되어 자가 정비를 위한 공구를 수납하며, 내부에 공간부가 형성되는 툴 박스;

   상기 툴 박스의 공간부 내부를 상하방향으로 다단 구획하여 다수개의 볼륨으로 분리하며, 단면 상의 일측에 공명홀을 형성하는 격벽;

   상기 공명홀을 개폐하도록 일단이 상기 격벽에 힌지 체결되는 도어;

   상기 격벽의 일측에 장착되며, 상기 도어를 작동시켜 공명홀을 개폐시키는 액츄에이터;

   트렁크 룸 내부의 소정 위치에 장착되어 트렁크 룸 내부에서 가진되는 음장 주파수를 검출하는 진동센서;

   상기 진동센서의 정보를 분석하여 공명 주파수를 일치시키기 위한 볼륨을 계산하고, 계산된 볼륨에 따라 상기 액츄에이터를 작동시켜 도어를 개폐하는 제어기를 포함하는 차량의 공명장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 도어는 격벽에 일측에 연결되는 리턴 스프링과 체결되어 외력이 발생되지 않는 상태에서 리턴 스프링의 탄성력에 의해 상기 공명홀을 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 차량의 공명장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 도어는 스틸 밸브로 구성되며, 전자석의 자기력에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 차량의 공명장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제어기는 진동센서에서 검출되는 음장 주파수를 헬름 홀츠 계산식을 적용하여 볼륨을 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 공명장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제어기는 계산되는 공명 주파수에 따라 다단 구획으로 분리되어 있는 격벽 상의 공명홀의 개폐를 가변 조정하는 것을 특징으로 하는 차량의 공명장치.
6. 트렁크 룸 내부에서 가진되는 음장 주파수를 검출하는 과정;

   상기 검출된 음장 주파수를 헬름 헬츠 계산식을 적용하여 공명 볼륨을 계산하는 과정;

   상기 계산된 공명 볼륨에 따라 각 격벽을 통한 흡장 볼륨을 결정하는 과정;

   각 격벽의 공명홀을 개방시켜 공명 주파수를 흡음하는 과정을 포함하는 차량의 공명장치 제어방법.

Images