KR102485332B1

KR102485332B1 - 차량용 진동 감쇠 장치

Info

Publication number: KR102485332B1
Application number: KR1020160171897A
Authority: KR
Inventors: 이재권; 배광화; 김해원
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2023-01-05
Also published as: CN108223678B; KR20180069582A; CN108223678A; US20180172102A1; US10655698B2

Abstract

본 발명은, 차량용 진동 감쇠 장치에 관한 것으로서, 엔진과 연결되는 베이스; 적어도 일부분이 영구 자석으로 구성되며, 상기 베이스에 이동 가능하게 장착되는 관성 질량체; 상기 베이스에 고정 설치되는 전자석을 구비하며, 상기 관성 질량체와 상기 전자석 사이에 작용하는 인력과 척력을 이용해 상기 관성 질량체를 진동 가능한 엑츄에이터; 및 상기 관성 질량체의 진동에 의해 상기 엔진의 진동이 감쇠되도록 상기 전자석에 인가되는 전류를 조절하는 제어 유닛을 포함한다.

Description

차량용 진동 감쇠 장치{VIBRATION DAMPING DEVICE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 진동 감쇠 장치에 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 흔들림 등에 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 구동 시 발생되는 진동 중 고주파 미진폭의 진동에 대해서는 우수한 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 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, CDA 엔진의 기통이 가변되었을 때에만 적용 가능한 시스템으로서, 엔진 ECU에서 실린더 펄스, 크랭크 펄스 및 실린더 오프 시그널을 받아 엔진의 회전수에 따른 진동을 예측하고 액추에이터를 작동시켜 진동을 감쇠하는 시스템이다.

그런데, 종래의 액티브 엔진 마운트 시스템은, 엔진과 차체 사이에 설치되므로, 엔진의 고중량이 액티브 엔진 마운트 시스템에 그대로 작용하였다. 따라서, 종래의 액티브 엔진 마운트 시스템은, 진동의 감쇠에 많은 에너지가 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 엔진의 진동 감쇠에 소요되는 에너지를 줄일 수 있도록 구조를 개선한 차량용 진동 감쇠 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

나아가, 본 발명은, 엔진의 다축 방향 진동을 감쇠 가능하도록 구조를 개선한 차량용 진동 감쇠 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 진동 감쇠 장치는, 엔진과 연결되는 베이스; 적어도 일부분이 영구 자석으로 구성되며, 상기 베이스에 이동 가능하게 장착되는 관성 질량체; 상기 베이스에 고정 설치되는 전자석을 구비하며, 상기 관성 질량체와 상기 전자석 사이에 작용하는 인력과 척력을 이용해 상기 관성 질량체를 진동 가능한 엑츄에이터; 및 상기 관성 질량체의 진동에 의해 상기 엔진의 진동이 감쇠되도록 상기 전자석에 인가되는 전류를 조절하는 제어 유닛을 포함한다.

바람직하게, 상기 제어 유닛은, 상기 관성 질량체의 진동 위상과 상기 엔진의 진동 위상이 180도의 위상 차를 이루도록 상기 전자석에 인가되는 전류를 조절한다.

바람직하게, 상기 제어 유닛은, 상기 관성 질량체의 진동 진폭과 상기 엔진의 진동 진폭이 서로 동일하도록 상기 전자석에 인가되는 전류를 조절한다.

바람직하게, 상기 전자석은, 상기 척력과 상기 인력이 상기 엔진의 수직 방향으로 작용하여 상기 관성 질량체가 상기 수직 방향으로 진동하도록 설치되고, 상기 제어 유닛은, 상기 관성 질량체의 상기 수직 방향 진동에 의해 상기 엔진의 상기 수직 방향 진동이 감쇠되도록 상기 전자석에 인가되는 전류를 조절한다.

바람직하게, 상기 전자석은, 상기 베이스의 상면과 상기 관성 질량체의 하면 사이에 개재된다.

바람직하게, 상기 관성 질량체를 상기 수직 방향으로 탄성 지지하도록 상기 관성 질량체와 상기 베이스 사이에 개재되는 탄성 부재를 더 포함한다.

바람직하게, 상기 전자석은, 상기 인력과 상기 척력이 상기 엔진의 수평 방향으로 작용하여 상기 관성 질량체가 상기 수평 방향으로 진동하도록 설치되며, 상기 제어 유닛은, 상기 관성 질량체의 상기 수평 방향 진동에 의해 상기 엔진의 상기 수평 방향 진동이 감쇠되도록 상기 전자석에 인가되는 전류를 조절한다.

바람직하게, 상기 베이스는, 상기 관성 질량체 쪽으로 돌출 형성된 돌출부를 구비하고, 상기 관성 질량체는, 상기 돌출부를 둘러싸도록 형성되는 요홈부를 구비하며, 상기 전자석은, 상기 인력과 상기 척력이 상기 수평 방향으로 작용하도록 상기 돌출부에 결합된다.

바람직하게, 상기 전자석은, 상기 인력과 상기 척력이 상기 엔진의 X축 방향으로 작용하도록 상기 돌출부에 결합되는 제1 전자석과, 상기 인력과 상기 척력이 상기 엔진의 Y축 방향으로 작용하도록 상기 돌출부에 결합되는 제2 전자석을 구비하고, 상기 제어 유닛은, 상기 인력 및 상기 척력이 상기 X축 방향 및 상기 Y축 방향과 이루는 각도가 상기 엔진의 진동 양상에 따라 가변되도록 상기 제1 전자석에 인가되는 전류와 상기 제2 전자석에 인가되는 전류를 개별적으로 조절한다.

바람직하게, 상기 관성 질량체를 상기 수평 방향으로 탄성 지지하도록 상기 돌출부와 상기 요홈부 사이에 개재되는 탄성 부재를 더 포함한다.

바람직하게, 상기 탄성 부재는, 상기 돌출부의 적어도 일부분을 둘러싸도록 마련된 판 스프링이다.

본 발명에 따른 차량용 진동 감쇠 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 본 발명은, 엔진에 비해 작은 질량을 갖는 관성 질량체를 이용해 엔진의 진동을 동적 흡진하여, 엔진의 진동 감쇠에 소요되는 에너지를 줄일 수 있다.

둘째, 본 발명은, 엔진의 다축 방향 진동을 감쇠 가능하여 엔진의 진동을 효율적으로 감쇠시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 진동 감쇠 장치의 부분 절단 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 차량용 진동 감쇠 장치의 사용 상태도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 진동 감쇠 장치의 단면도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 진동 감쇠 장치의 부분 절단 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 차량용 진동 감쇠 장치의 사용 상태도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 진동 감쇠 장치(이하, '진동 감쇠 장치(1)'라고 함)는, 엔진(2)과 연결되는 베이스(10); 적어도 일부분이 영구 자석으로 구성되며, 베이스(10)에 이동 가능하게 장착되는 관성 질량체(20); 베이스(10)에 고정 설치되는 전자석(32)을 구비하며, 관성 질량체(20)와 전자석(32) 사이에 작용하는 인력과 척력을 이용해 관성 질량체(20)를 진동 가능한 엑츄에이터(30); 관성 질량체(20)를 탄성 지지하도록 관성 질량체(20)와 베이스(10) 사이에 개재되는 탄성 부재(40); 및 관성 질량체(20)의 진동에 의해 엔진(2)의 진동이 감쇠되도록 전자석(32)에 인가되는 전류를 조절하는 제어 유닛(50) 등을 포함할 수 있다. 이러한 진동 감쇠 장치(1)는, 차량의 주행 상태에 따라 작동하는 실린더의 수를 제어 가능한 CDA(Cylinder De-Activation) 엔진에 장착되어 사용되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

먼저, 베이스(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진(2)과 함께 진동하도록 엔진(2)에 고정 설치된다. 여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진(2)과 차체(3) 사이에는 감쇠 스프링, 댐퍼 등을 구비하는 엔진 마운트(4)가 개재되는 것이 바람직하다. 그러면, 진동 감쇠 장치(1)는 엔진 마운트(4)의 보조 하에 엔진(2)의 진동을 더욱 효과적으로 감쇠할 수 있다.

베이스(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 중심부에 중공이 형성된 중공 형상을 갖는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 베이스(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 관성 질량체(20)를 향하도록 엔진(2)의 수직 방향으로 돌출 형성되는 돌출부(11)를 구비할 수 있다.

다음으로, 관성 질량체(20)는, 수직 방향으로 진동할 수 있도록 베이스(10)에 수직 방향으로 이동 가능하게 장착된다. 관성 질량체(20)는, 엔진(2)에 비해 작은 질량을 갖고, 적어도 일부분이 영구 자석으로 구성될 수 있다.

관성 질량체(20)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 중심부에 상기 베이스(10)의 중공과 동일한 직경을 갖는 중공이 형성된 중공 형상을 갖는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 관성 질량체(20)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 관성 질량체(20)의 하면과 베이스(10)의 상면이 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 미리 정해진 두께를 갖는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 관성 질량체(20)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 돌출부(11)를 둘러싸도록 형성되는 요홈부(21)를 구비할 수 있다. 요홈부(21)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 요홈부(21)의 바닥면이 돌출부(11)의 상면에 안착되고 또한 요홈부(21)의 측면이 돌출부(11)의 측면과 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 마련된다.

다음으로, 엑츄에이터(30)는, 관성 질량체(20)를 수직 방향으로 진동시킬 수 있도록 마련된다. 예를 들어, 엑츄에이터(30)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(10)의 상면과 관성 질량체(20)의 하면 사이에 개재되도록 베이스(10)의 상면에 결합되는 전자석(32)을 구비할 수 있다. 전자석(32)은 이를 통과하는 전류의 방향에 따라 극성이 전환되며, 이러한 극성 전환을 이용해 전자석(32)과 관성 질량체(20) 사이에 인력 또는 척력을 작용시킬 수 있다. 따라서, 전자석(32)의 극성을 소정의 주기로 전환하면, 관성 질량체(20)는 탄성 부재(40)에 의해 탄성 지지된 상태로 상기 소정의 주기와 대응하는 주파수로 수직 방향으로 진동한다.

다음으로, 탄성 부재(40)는, 관성 질량체(20)를 수직 방향으로 탄성 지지하도록 마련된다. 예를 들어, 탄성 부재(40)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 돌출부(11)의 측면과 요홈부(21)의 측면 사이에 위치하며 일단은 베이스(10)의 상면에 의해 지지되고 타단은 요홈부(21)의 하면에 의해 지지되는 판 스프링일 수 있다. 탄성 부재(40)의 소재는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 탄성 부재(40)는, 탄성 변형 가능한 고무 소재 또는 금속 소재로 형성될 수 있다. 이러한 탄성 부재(40)는, 엔진(2)과 관성 질량체(20)가 수직 방향으로 진동될 때 압축 및 인장되면서 관성 질량체(20)의 진동력과 엔진(2)의 진동력을 서로 상쇄시킬 수 있다.

다음으로, 제어 유닛(50)은, 엔진(2)의 수직 방향 진동을 감쇠할 수 있도록 진동 감쇠 장치(1)의 구동을 제어한다.

예를 들어, 제어 유닛(50)은, 관성 질량체(20)의 수직 방향 진동 주파수와 엔진(2)의 수직 방향 진동 주파수가 서로 동일함과 동시에 관성 질량체(20)의 수직 방향 진동 위상과 엔진(2)의 수직 방향 진동 위상이 180도의 위상 차를 이루도록 전자석(32)에 인가되는 전류를 조절할 수 있다.

엔진(2)의 수직 방향 진동 주파수와 수직 방향 진동 위상은 엔진 회전수에 비례하므로, 제어 유닛(50)에는 엔진 회전수와 대응하는 수직 방향 진동 주파수와 수직 방향 진동 위상이 미리 저장될 수 있다. 따라서, 제어 유닛(50)은, 엔진 회전수를 기준으로 전자석(32)에 인가되는 전류를 조절하여, 관성 질량체(20)의 수직 방향 진동 주파수를 엔진(2)의 수직 방향 진동 주파수와 동일하게 조절함과 동시에 관성 질량체(20)의 수직 방향 진동 위상을 엔진(2)의 수직 방향 진동 위상과 180도의 위상 차를 이루게 조절할 수 있다. 그러면, 엔진(2)의 수직 방향 진동과 관성 질량체(20)의 수직 방향 진동은 서로 상쇄되며, 이를 통해 엔진(2)의 수직 방향 진동을 감쇠시킬 수 있다.

예를 들어, 제어 유닛(50)은, 관성 질량체(20)의 수직 방향 진동 진폭과 엔진(2)의 수직 방향 진동 진폭이 서로 동일하도록 전자석(32)에 인가되는 전류를 조절할 수 있다. 그러면, 엔진(2)의 수직 방향 진동과 관성 질량체(20)의 수직 방향이 진동은 더욱 높은 비율로 서로 상쇄되며, 이를 통해 엔진(2)의 수직 방향 진동을 더욱 높은 비율로 감쇠시킬 수 있다.

한편, 제어 유닛(50)은 미리 저장된 데이터를 기준으로 관성 질량체(20)의 진동 양상을 조절하는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제어 유닛(50)은, 가속도 센서 기타 센서들에 의해 실시간으로 측정된 진동 주파수, 진동 위상, 진동 진폭 등의 데이터를 기준으로 관성 질량체(20)의 진동 양상을 조절할 수도 있다.

이처럼 진동 감쇠 장치(1)는, 엔진(2)에 비해 질량이 작은 관성 질량체(20)를 이용해 엔진(2)의 진동을 동적 흡진하여 감쇠시킬 수 있다. 따라서, 진동 감쇠 장치(1)는, 엔진의 하중이 그대로 인가되는 엑츄에이터를 이용해 엔진의 진동을 감쇠하는 종래의 액티브 엔진 마운트 시스템에 비해 엔진(2)의 진동 감쇠에 소요되는 에너지를 줄일 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 진동 감쇠 장치의 부분 절단 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 진동 감쇠 장치(이하, '진동 감쇠 장치(100)'라고 함)는, 엔진(2)의 수평 방향 진동을 감쇠할 수 있도록 구조가 변경되었다는 점에서 전술한 진동 감쇠 장치(1)와 차이점을 갖는다. 이하에서는, 이러한 차이점을 중심으로 진동 감쇠 장치(100)에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 베이스(110)의 돌출부(111)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 면 방향이 엔진(2)의 수평 방향 성분(이하, '수평 방향'이라고 함) 중 X축 방향 성분과 평행하도록 측면에 마련되는 제1 구간(113)과, 면 방향이 수평 방향 성분 중 X축 방향 성분과 수직을 이루는 Y축 방향 성분과 평행하도록 측면에 마련되는 제2 구간(115)과, 이러한 제1 구간(113)과 제2 구간(115)을 연결하도록 측면에 마련되는 제3 구간(117) 등을 구비할 수 있다. 여기서, 엔진(2)의 수평 방향이란, 전술한 엔진(2)의 수직 방향과 수직을 이루는 방향을 말한다.

다음으로, 관성 질량체(120)의 요홈부(121)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 면 방향이 X축 방향과 평행함과 동시에 돌출부(111)의 제1 구간(113)과 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 측면에 마련되는 제1 구간(123)과, 면 방향이 Y축 방향과 평행함과 동시에 돌출부(111)의 제2 구간(115)과 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 측면에 마련되는 제2 구간(125)과, 이러한 제1 구간(123)과 제2 구간(125)을 연결하며 돌출부(111)의 제3 구간(117)과 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 측면에 마련되는 제3 구간(127) 등을 구비할 수 있다.

다음으로, 엑츄에이터(130)의 전자석(132)은, 전자석(132)과 관성 질량체(120) 사이에 인력과 척력이 수평 방향으로 작용하도록 설치된다. 예를 들어, 전자석(132)은, 인력과 척력이 X축 방향으로 작용하도록 돌출부(111)에 결합되는 제1 전자석(134)과, 인력과 척력이 Y축 방향으로 작용하도록 돌출부(111)에 결합되는 제2 전자석(136) 등을 구비할 수 있다.

제1 전자석(134)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 요홈부(121)의 제1 구간(123)과 대면하도록 돌출부(111)의 제1 구간(113)에 매설되는 것이 바람직하다. 이러한 제1 전자석(134)은, 관성 질량체(120)를 X축 방향으로 진동시킬 수 있다.

제2 전자석(136)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 요홈부(121)의 제2 구간(125)과 대면하도록 돌출부(111)의 제2 구간(115)에 매설되는 것이 바람직하다. 이러한 제2 전자석(136)은, 관성 질량체(120)를 Y축 방향으로 진동시킬 수 있다.

다음으로, 탄성 부재(140)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 돌출부(111)의 제1 구간(113)과 요홈부(121)의 제1 구간(123) 사이에 개재되는 제1 구간(142)과, 돌출부(111)의 제2 구간(115)과 요홈부(121)의 제2 구간(125) 사이에 개재되는 제2 구간(144)과, 돌출부(111)의 제3 구간(117)과 요홈부(121)의 제3 구간(127) 사이에 개재되는 제3 구간(146) 등을 구비할 수 있다. 이러한 탄성 부재(140)는, 관성 질량체(120)가 수평 방향으로 진동될 때 압축 및 인장되면서 관성 질량체(120)의 진동력과 엔진(2)의 진동력을 서로 상쇄시킬 수 있다.

다음으로, 제어 유닛(150)은, 관성 질량체(120)의 수평 방향 진동에 의해 엔진(2)의 수평 방향 진동이 감쇠되도록 전자석(132)에 인가되는 전류를 조절할 수 있다. 엔진(2)의 수평 방향 진동은, 엔진 회전수에 따라 X축 및 Y축 방향 성분과, 진동 주파수, 진동 위상, 진동 진폭 등이 가변되며, 제어 유닛(150)에 미리 저장될 수 있다. 여기서, 엔진(2)의 수평 방향 진동의 X축 및 Y축 방향 성분이란, 엔진(2)의 수평 방향 진동 중에서 X축 방향 진동과 Y축 방향 진동이 각각 차지하는 비율을 말한다.

제어 유닛(150)은, 전자석들(134, 136)과 관성 질량체(120) 사이에 작용하는 인력과 척력이 수평 방향과 이루는 각도가 엔진(2)의 수평 방향 진동 양상에 따라 가변되도록 전자석들(134, 136)에 인가되는 전류를 엔진 회전수를 기준으로 각각 조절할 수 있다. 즉, 제어 유닛(150)은, 엔진(2)의 수평 방향 진동 양상에 따라 제1 전자석(134)에 인가되는 전류와 제2 전자석(136)에 인가되는 전류를 개별적으로 조절하는 것이다. 여기서, 전자석들(134, 136)과 관성 질량체(120) 사이에 작용하는 인력과 척력이란, 제1 전자석(134)과 관성 질량체(120) 사이에 작용하는 인력 및 척력과, 제2 전자석(136)과 관성 질량체(120) 사이에 작용하는 인력 및 척력을 합산하여 산출한 합산 인력 및 합산 척력을 말한다.

예를 들어, 제어 유닛(150)은, 관성 질량체(120)의 X축 방향 진동 주파수 및 진동 진폭이 엔진(2)의 X축 방향 진동 주파수 및 진동 진폭과 서로 동일함과 동시에 관성 질량체(120)의 X축 방향 진동 위상과 엔진(2)의 X축 방향 진동 위상이 180도의 위상 차를 이루도록 제1 전자석(134)에 인가되는 전류를 조절할 수 있다. 그러면, 엔진(2)의 X축 방향 진동과 관성 질량체(120)의 X축 방향 진동은 서로 상쇄되며, 이를 통해 엔진(2)의 X축 방향 진동을 감쇠시킬 수 있다.

예를 들어, 제어 유닛(150)은, 관성 질량체(120)의 Y축 방향 진동 주파수 및 진동 진폭이 엔진(2)의 Y축 방향 진동 주파수 및 진동 진폭과 서로 동일함과 동시에 관성 질량체(120)의 Y축 방향 진동 위상과 엔진(2)의 Y축 방향 진동 위상이 180도의 위상 차를 이루도록 제2 전자석(136)에 인가되는 전류를 조절할 수 있다. 그러면, 엔진(2)의 Y축 방향 진동과 관성 질량체(120)의 Y축 방향 진동은 서로 상쇄되며, 이를 통해 엔진(2)의 Y축 방향 진동을 감쇠시킬 수 있다.

이러한 진동 감쇠 장치(100)는, 엔진(2)에 비해 질량이 작은 관성 질량체(120)를 이용해 엔진(2)의 수평 방향 진동을 동적 흡진하여 감쇠시킬 수 있다. 따라서, 진동 감쇠 장치(100)는, 엔진(2)의 수평 방향 진동을 감쇠할 수 없는 종래의 액티브 엔진 마운트 시스템에 비해 엔진(2)의 진동을 더욱 효과적으로 감쇠시킬 수 있다.

한편, 진동 감쇠 장치(1)는 엔진(2)의 수직 방향 진동을 감쇠하고, 진동 감쇠 장치(100)는 엔진(2)의 수평 방향을 진동을 감쇠하는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 베이스(110)의 상면과 관성 질량체(120)의 하면 사이, 돌출부(111)의 제1 구간(113)과 제2 구간(115)에 각각 전자석들(32, 134, 136)을 설치함으로써, 엔진(2)의 수직 방향 진동과 수평 방향 진동을 함께 감쇠시킬 수도 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1, 100 : 진동 감쇠 장치
10, 110 : 베이스
11, 111 : 돌출부
113 : 제1 구간
115 : 제2 구간
117 : 제3 구간
20, 120 : 관성 질량체
21, 121 : 요홈부
123 : 제1 구간
125 : 제2 구간
127 : 제3 구간
30, 130 : 엑츄에이터
32, 132 : 전자석
134 : 제1 전자석
136 : 제2 전자석
40, 140 : 탄성부재
142 : 제1 구간
144 : 제2 구간
146 : 제3 구간
50, 150 : 제어 유닛
E : 엔진
B : 차체
M : 엔진 마운트

Claims

엔진과 연결되는 베이스;
적어도 일부분이 영구 자석으로 구성되며, 상기 베이스에 이동 가능하게 장착되는 관성 질량체;
상기 베이스에 고정 설치되는 전자석을 구비하며, 상기 관성 질량체와 상기 전자석 사이에 작용하는 인력과 척력을 이용해 상기 관성 질량체를 진동 가능한 엑츄에이터; 및
상기 관성 질량체의 진동에 의해 상기 엔진의 진동이 감쇠되도록 상기 전자석에 인가되는 전류를 조절하는 제어 유닛을 포함하되,
상기 전자석은, 상기 인력과 상기 척력이 상기 엔진의 수평 방향으로 작용하여 상기 관성 질량체가 상기 수평 방향으로 진동하도록 설치되며,
상기 제어 유닛은, 상기 관성 질량체의 상기 수평 방향 진동에 의해 상기 엔진의 상기 수평 방향 진동이 감쇠되도록 상기 전자석에 인가되는 전류를 조절하되,
상기 베이스는, 상기 관성 질량체 쪽으로 돌출 형성된 돌출부를 구비하고,
상기 관성 질량체는, 상기 돌출부를 둘러싸도록 형성되는 요홈부를 구비하며,
상기 전자석은, 상기 인력과 상기 척력이 상기 수평 방향으로 작용하도록 상기 돌출부에 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 진동 감쇠 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 관성 질량체의 진동 위상과 상기 엔진의 진동 위상이 180도의 위상 차를 이루도록 상기 전자석에 인가되는 전류를 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 진동 감쇠 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 관성 질량체의 진동 진폭과 상기 엔진의 진동 진폭이 서로 동일하도록 상기 전자석에 인가되는 전류를 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 진동 감쇠 장치.
제1항에 있어서,
상기 전자석은, 상기 척력과 상기 인력이 상기 엔진의 수직 방향으로 작용하여 상기 관성 질량체가 상기 수직 방향으로 진동하도록 설치되고,
상기 제어 유닛은, 상기 관성 질량체의 상기 수직 방향 진동에 의해 상기 엔진의 상기 수직 방향 진동이 감쇠되도록 상기 전자석에 인가되는 전류를 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 진동 감쇠 장치.
제4항에 있어서,
상기 전자석은, 상기 베이스의 상면과 상기 관성 질량체의 하면 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 차량용 진동 감쇠 장치.
제4항에 있어서,
상기 관성 질량체를 상기 수직 방향으로 탄성 지지하도록 상기 관성 질량체와 상기 베이스 사이에 개재되는 탄성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 진동 감쇠 장치.
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제1항에 있어서,
상기 전자석은, 상기 인력과 상기 척력이 상기 엔진의 X축 방향으로 작용하도록 상기 돌출부에 결합되는 제1 전자석과, 상기 인력과 상기 척력이 상기 엔진의 Y축 방향으로 작용하도록 상기 돌출부에 결합되는 제2 전자석을 구비하고,
상기 제어 유닛은, 상기 인력 및 상기 척력이 상기 X축 방향 및 상기 Y축 방향과 이루는 각도가 상기 엔진의 진동 양상에 따라 가변되도록 상기 제1 전자석에 인가되는 전류와 상기 제2 전자석에 인가되는 전류를 개별적으로 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 진동 감쇠 장치.
제1항에 있어서,
상기 관성 질량체를 상기 수평 방향으로 탄성 지지하도록 상기 돌출부와 상기 요홈부 사이에 개재되는 탄성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 진동 감쇠 장치.
제10항에 있어서,
상기 탄성 부재는, 상기 돌출부의 적어도 일부분을 둘러싸도록 마련된 판 스프링인 것을 특징으로 차량용 진동 감쇠 장치.