KR101266750B1 - 자동차용 액티브 엔진 마운트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 액티브 엔진 마운트는 주액실 및 부액실을 포함하는 액티브 엔진 마운트에 관한 것으로, 엔진으로부터 전달되는 진동을 감지하는 감지부와, 상기 주액실을 가압하여 그 체적을 변경시키는 액추에이터와, 상기 감지부에서 감지된 진동의 크기에 따라 액추에이터의 가압량을 조절하는 제어부를 더 포함하여 구성되는 바, 가변기통엔진이 장착된 자동차에 구비되어 가변기통 작동 시 발생되는 여러 종류의 진동을 모두 흡수할 수 있는 장점이 있다.

액티브 엔진 마운트, 가변기통, 진동, 흡수, 감쇠

Description

자동차용 액티브 엔진 마운트{Active Engine Mount for Vehicle}

도 1은 일반적인 액티브 엔진 마운트 시스템을 도시하는 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 자동차용 액티브 엔진 마운트의 구조를 도시하는 개략도.

도 3은 일반적인 액티브 엔진 마운트의 집중변수(Lumped Parameter) 모델을 도시하는 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 자동차용 액티브 엔진 마운트 110 ; 코어부

120 : 고무몸체 130 : 하우징

140 : 체결수단 152 : 주액실

154 : 부액실 156 : 다이어프램

158 : 오리피스 160 : 감지부

162 : 아마추어 164 : 코일

170 : 액추에이터 172 : 진동판

180 : 제어부

본 발명은 자동차용 액티브 엔진 마운트에 관한 것으로, 구체적으로는 가변기통엔진이 장착된 자동차에 구비되어 가변기통 작동 시 발생되는 여러 종류의 진동을 모두 흡수할 수 있는 자동차용 액티브 엔진 마운트에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 엔진은 그 내부에 마련된 피스톤과 커넥팅로드의 상하 왕복 운동과, 상하 왕복 운동하는 커넥팅로드에 연결된 크랭크축의 회전 관성력 및 크랭크축의 회전 시 그 길이방향으로 발생되는 흔들림에 의해 진동과 소음이 발생된다. 상기와 같은 이유로 발생된 진동과 소음이 차체로 전달되는 방지하고자 소정의 탄성을 갖는 고무로 제작된 엔진 마운트를 이용하여 차체에 장착하게 된다.

그런데, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 고무재의 엔진 마운트는 엔진 궁동 시 발생되는 진동 중 고주파 미진폭의 진동에 대해서는 우수한 흡수 및 감쇠 성능을 발휘하나 저주파 대변위의 진동에 대해서는 매우 취약한 바, 고주파 미진폭의 진동과 저주파 대변위의 진동에 대해 모두 충분히 만족시킬 수 없는 단점이 있다.

이에 엔진의 작동에 따라 엔진 마운트에 입력되는 고주파 미진폭의 진동 및 저주파 대변위의 진동 등을 포함하는 광범위한 영역에 걸친 진동을 모두 흡수 및 감쇠시킬 수 있는 유체 봉입형 엔진 마운트가 사용되고 있다. 특히, 최근에는 자동차의 연비를 향상시키기 위하여 개발된 가변기통(Cylinder De-Activation : CDA)엔진의 NVH(Noise, Vibration, Hardness) 저하를 방지할 수 있는 액티브 엔진 마운트(Active Control Engine Mount : ACM) 시스템이 제안되었다.

이러한 액티브 엔진 마운트 시스템은 상술한 바와 같이 가변기통엔진의 기통 이 가변되었을 때에만 적용 가능한 시스템으로, 도 1에 도시된 바와 같이 엔진 ECU에서 실린더 펄스, 크랭크 펄스 및 실린더 오프 시그널을 받아 엔진의 회전수에 따른 진동을 예측하고 액추에이터를 작동시켜 진동을 흡수 및 감쇠하는 시스템이다.

그런데 상기 액티브 엔진 마운트 시스템은 엔진의 기통 및 진동 특성에 따라 복수의 ACM ECU가 구비되어야 하고, 이를 위해서는 사전에 많은 양의 데이터를 수집하여야 한다. 또한, 상기 액티브 엔진 마운트 시스템은 특정 가진 성분(예를 들어, V6엔진의 CDA 작동 시 C1.5성분)만을 제어하는 바, 엔진에서 발생하는 진동에 특정 가진 성분 외의 다른 가진 성분이 포함될 경우 큰 효과를 보기 어렵다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 가변기통엔진이 장착된 자동차에 구비되어 가변기통 작동 시 발생되는 여러 종류의 진동을 모두 흡수할 수 있는 자동차용 액티브 엔진 마운트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자동차용 액티브 엔진 마운트는 주액실 및 부액실을 포함하는 액티브 엔진 마운트로, 엔진으로부터 전달되는 진동을 감지하는 감지부와, 상기 주액실을 가압하여 그 체적을 변경시키는 액추에이터와, 상기 감지부에서 감지된 진동의 크기에 따라 액추에이터의 가압량을 조절하는 제어부를 더 포함하여 구성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이때, 본 발명을 구성하는 각 구성요소 중 공지된 구성 및 그 구성의 기능 에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 도면에 도시된 각 구성요소들 중 동일한 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

도 2는 본 발명에 의한 자동차용 액티브 엔진 마운트의 구조를 도시하는 개략도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 자동차용 액티브 엔진 마운트(100)는 유체 봉입형 엔진 마운트의 일종으로, 엔진과의 체결을 위한 코어 볼트(112)를 포함하는 코어부(110)와, 상기 코어 볼트(112)가 관통되게 결합되고 엔진에서 발생된 진동의 일부를 흡수 및 감쇠시키는 고무몸체(120)와, 내부에 소정의 공간이 마련되고 상부에 상기 코어부(110)를 포함하는 고무몸체(120)가 결합되는 하우징(130)과, 상기 하우징(130)의 양측으로 돌출되어 차체에 체결되는 체결수단(140)과, 상기 하우징(130)의 내부 공간에 마련되어 소정의 액이 충진되는 주액실(152) 및 부액실(154)과, 상기 주액실(152) 및 부액실(154) 사이에 마련되어 그들 사이를 구획하는 다이어프램(156)을 포함하여 구성된다.

또한, 엔진으로부터 전달되는 진동을 감지하는 감지부(160), 상기 주액실(152)을 가압하여 그 체적을 변경시키는 액추에이터(170) 및 상기 감지부(160)에서 감지된 진동의 크기에 따라 액추에이터(170)의 가압량을 조절하는 제어부(180)를 더 포함하여 구성된다.

이때, 상기 코어부(110), 고무몸체(120), 하우징(130), 체결수단(140), 주액 실(152), 부액실(154) 및 다이어프램(156)은 기존의 유체 봉입형 엔진 마운트를 구성하는 구성요소와 동일한 목적 및 형상을 갖는 바, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 감지부(160)는 상술한 바와 같이 엔진으로부터 전달되는 진동을 감지하기 위한 수단으로, 상기 코어 볼트(112)의 내부에 마련되는 아마추어(162)와, 상기 아마추어(162)가 내장된 코어 볼트(112)의 둘레에 권취되는 코일(164)을 포함한다. 이러한 구성의 상기 감지부(160)는 상기 코어 볼트(112)로 전달되는 진동에 의해 아마추어(162)를 포함하는 코어 볼트(112)가 상하로 진동하면, 상기 코일(164)에서는 유도전류가 발생하게 된다. 이 유도전류는 엔진으로부터 전달되는 진동의 크기와 주파수변위에 따라 그 값이 변동된다.

상기 액추에이터(170)는 상기 감지부(160)에서 감지된 진동의 크기와 주파수변위에 따라 상기 주액실(152)과 접촉되게 마련된 진동판(172)을 가압하여 주액실(152)의 체적을 변경시켜 진동을 흡수 및 감쇠하도록 하도록 하는 수단이다.
그리고 상기 액추에이터(170)의 진동판(172)은 상기 부액실(154) 내에서 주액실(152)과 접촉되게 마련된다.
즉, 상기 주액실(152)은 진동의 크기와 주파수변위에 따라 상기 액추에이터(170)에 의해 그 체적이 증대되거나 감소된다. 이때, 상기 주액실(152)의 체적이 감소할 경우 그 내부에 충진된 소정의 액은 다이어프램(156)에 형성된 오리피스(158)를 통해 부액실(154)로 이송되고, 그에 따라 상기 부액실(154)의 체적은 주액실(152)의 체적이 감소된 만큼 증대된다. 반면, 상기 주액실(152)의 체적이 증대되면, 상기 부액실(154)에 충진된 소정의 액은 주액실(152)로 이송되고 부액실(154)의 체적은 감소된다.

상기 제어부(180)는 상기 감지부(160)에서 감지된 진동의 크기와 주파수변위에 따라 상기 액추에이터(170)의 가압량을 조절하기 위한 수단이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 자동차용 액티브 엔진 마운트(100)에 의한 진동 감쇠 과정을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 엔진으로부터 진동이 전달되면 상기 감지부(160)의 아마추어(162)는 상기 코어 볼트(112)와 함께 진동하게 된다. 상기 아마추어(162)가 진동하면 상기 코일(164)에서는 진동의 크기와 주파수변위 만큼의 유도전류가 발생하게 되고, 이 유도전류는 상기 제어부(180)로 전달된다. 상기 제어부(180)는 입력된 유도전류의 크기를 기준으로 진동의 크기와 주파수변위 및 그에 따른 상기 액추에이터의 가압량을 산출하게 된다. 그리고 산출된 가압량 만큼 진동판(172)이 이동되도록 상기 액추에이터(170)를 작동시키고, 이에 주액실(152)의 체적을 변경되어 진동을 흡수 및 감쇠시키게 된다.

이와 같이 엔진으로부터 전달되는 진동의 크기와 주파수변위에 따라 상기 주액실(152)의 체적을 변경시키므로 고주파 미진폭의 진동과 저주파 대변위의 진동을 모두 흡수 및 감쇠시킬 수 있다.

도 3은 일반적인 액티브 엔진 마운트의 집중변수(Lumped Parameter) 모델을 도시하는 도면으로, 도 3을 참조하여 본 발명에 의한 자동차용 액티브 엔진 마운트의 동적강성을 유도하면 다음과 같다. 이때, 본 발명에 의한 자동차용 액티브 엔진 마운트는 디커플러가 구비되지 않는 모델인 바, 디커플러의 변수를 생략하기로 한다.

본 발명에 의한 자동차용 액티브 엔진 마운트는 도 3에 도시된 일반적인 액티브 엔진 마운트에 비해 주액실의 C1(Volumetric Compliance)이 커지게 되는 효과가 있다.

아래의 그래프 1은 제안된 시스템의 C1이 기존 하이드로 마운트보다 2배가 된다고 가정했을 때의 동적강성을 해석한 결과이다.

<그래프 1>

그래프 1을 참조하면, 본 발명에 의한 자동차용 액티브 엔진 마운트의 동적강성은 일반적인 액티브 엔진 마운트보다 감소하여 전달력을 줄여줄 수 있음을 알 수 있다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 액티브 엔진 마운트의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의한 자동차용 액티브 엔진 마운트는, 엔진 ECU로부 터의 신호들을 통한 연산을 배제하고 생성된 신호를 직접 사용하여 오차를 최소화할 수 있다.

또한, 다양한 종류의 진동에 대하여 추가 장치 없이 전달력 감소시킬 수 있고, 이에 따라 패키지 레이아웃 유리하며 기존 엑티브 엔진 마운트에 비하여 와이어링 및 제어기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 장착이 용이하므로 원가 절감 가능하다.

게다가 가변기통 엔진에서만 작동하던 기존 장치와 비교하여 더욱 범용으로 사용 가능하므로 대량 생산이 가능하여 생산 단가를 낮출 수 있는 장점도 있다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 삭제
3. 주액실 및 부액실을 포함하는 자동차용 액티브 엔진 마운트에 있어서,

   엔진으로부터 전달되는 진동을 감지하는 감지부와,

   상기 주액실을 가압하여 그 체적을 변경시키는 액추에이터와,

   상기 주액실(152) 및 부액실(154) 사이에 마련되는 다이어프램(156)에 형성된 오리피스(158) 및

   상기 감지부에서 감지된 진동의 크기에 따라 액추에이터의 가압량을 조절하는 제어부

   를 포함하여 구성되며,

   상기 감지부는, 엔진과 체결되는 코어 볼트 내부에 마련되는 아마추어와, 상기 아마추어가 마련된 코어 볼트의 둘레에 마련되는 코일을 포함하여 구성되고

   상기 액추에이터는 부액실 내에서 주액실과 접촉되게 마련된 진동판을 이동시켜 주액실의 체적을 변경시키며,

   상기 주액실(152)의 체적이 감소할 경우 그 내부에 충진된 액은 상기 오리피스(158)를 통해 부액실(154)로 이송되는 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 엔진 마운트.

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