KR20020052322A

KR20020052322A - 자동차의 엔진 진동 저감 장치

Info

Publication number: KR20020052322A
Application number: KR1020000081562A
Authority: KR
Inventors: 권오준
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2002-07-04

Abstract

본 발명은 엔진의 회전 특성에 대응하여, 전범위의 엔진 회전 주파수에 대응할 수 있는 엔진 진동 저감 장치를 제공하기 위하여, 엔진의 크랭크 축에 연동되는 모터/발전기를 포함하는 자동차에 있어서, 상기 모터/발전기로부터 생성되는 전기적 신호를 수신하여 여파하는 저역통과필터; 상기 저역통과필터에 의하여 여파된 신호는 수신하여 엔진의 회전 특성을 검출하며, 검출한 엔진의 회전 특성에 대응하여 엔진의 회전 변동을 억제하는 구동신호를 생성하는 제어수단; 및 상기 제어수단에 의하여 생성된 구동신호에 응답하여 상기 모터/발전기를 구동하는 구동기를 포함하는 자동차의 엔진 진동 저감 장치를 제공한다.

Description

자동차의 엔진 진동 저감 장치{A device for decreasing vibration of an engine in an automobile}

본 발명은 자동차의 엔진의 진동을 저감하기 위한 엔진 진동 저감 장치에 관한 것으로서, 특히 엔진의 회전에 의하여 발생되는 전기적 신호를 분석하여 엔진의 회전 특성을 검출하고, 그에 대응되는 회전 구동력을 제공함으로써 엔진의 진동을 저감하는 엔진 진동 저감 장치에 관한 것이다.

현재 자동차에 사용되는 내연기관 엔진에 있어서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 소정 시점에서 자동차의 엔진에 포함된 다수개의 실린더중 하나 또는 일부의 실린더에서만 폭발행정이 수행됨에 따라, 엔진의 폭발력이 불균일하게 발생하게 되고, 이러한 불균일한 폭발력은 피스톤과 코넥팅 로드를 거쳐 크랭크 축(12)에 전달되며, 결국 크랭크 축(12)의 회전 변동으로 나타난다. 이 회전 변동이 변속기 기어의 소음을 유발하기도 하고, 엔진 본체의 반력을 유도하게 되고, 결국은 차량으로 전달되어 각 부위의 진동을 야기시킨다. 특히, 엔진의 공회전시에 이에 의한 진동과 소음이 더욱 심하게 된다.

종래에는, 상기와 같은 자동차의 엔진의 진동을 저감하기 위하여 상기 크랭크 축(12)의 선단에 비틀림 댐퍼 풀리(14)를 설치하는 방법을 채택하고 있었다.

그러나, 상기 비틀림 댐퍼 풀리(14)는 상기 크랭크 축(12)의 진동의 크기를 저감하기 위한 장치로서, 그 설계시 염두에 두었던 특정 주파수 대역에서는 효과가 있으나, 엔진 공회전시의 저주파성 구동 토크의 변동은 저감시키지 못한다. 따라서, 엔진의 공회전시에 발생되는 엔진의 진동 및 이에 의한 기어의 요동, 차량의 진동 등을 저감시킬 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 엔진의 회전 특성에 대응하여, 전범위의 엔진 회전 주파수에 대응할 수 있는 엔진 진동 저감 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 엔진의 구조를 개념적으로 도시한 도면.

도 2a는 본 발명에 의한 엔진 진동 저감 장치와 이를 설치한 엔진을 개념적으로 도시한 도면.

도 2b는 본 발명에 의한 엔진 진동 저감 장치의 제어수단의 일실시예를 개념적으로 도시한 블록도.

도 3은 본 발명에 의한 엔진 진동 저감 장치의 동작을 도시한 흐름도 및 각 단계에서 처리된 신호들의 타이밍도.

*도면의 주요부분의 기호의 설명

10 : 실린더 블록12 : 크랭크 축

14 : 비틀림 댐퍼 풀리16 : 오일팬

18 : 플라이휘일210 : 제어수단

212 : 구동기214 : 모터/발전기

216 : 신호입출력단218 : 저역통과필터

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 엔진의 크랭크 축에 연동되는 모터/발전기를 포함하는 자동차에 있어서, 상기 모터/발전기로부터 생성되는 전기적 신호를 수신하여 여파하는 저역통과필터; 상기 저역통과필터에 의하여 여파된 신호는 수신하여 엔진의 회전 특성을 검출하며, 검출한 엔진의 회전 특성에 대응하여 엔진의 회전 변동을 억제하는 구동신호를 생성하는 제어수단; 및 상기 제어수단에 의하여 생성된 구동신호에 응답하여 상기 모터/발전기를 구동하는 구동기를 포함하는 자동차의 엔진 진동 저감 장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명에 의한 엔진 진동 저감 장치(200) 및 상기 장치가 설치된 엔진을 개념적으로 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 엔진(100)의 크랭크 축에 모터/발전기(214)가 연동되며, 상기 모터/발전기(214)로부터 생성되는 전기적 신호는 상기 본 발명의 엔진 진동 저감 장치(200)에 포함된 저역통과필터(218)로 전송된다.

상기 저역통과필터(218)에 의하여 여파된 신호는 다시 제어수단(210)으로 입력되고, 상기 제어수단(210)은 입력된 신호를 분석하여 엔진의 회전 특성을 검출한다. 상기 제어수단(210)은 검출한 엔진의 회전 특성에 대응하여 소정의 구동신호를 생성한다.

도 2b는 상기 제어수단(210)의 일실시예의 개념적 블록도이다. 도시된 바와 같이, 상기 제어수단(210)은 상기 전기적 신호(400)를 수신하여 실시간 이산 퓨리에 변환(Discrete Fourier Transform ; DFT)을 수행하여 입력된 전기적 신호의 주파수 성분의 크기와 위상을 추출하는 DFT 연산 모듈(230)과, 상기 추출된 주파수 성분의 크기와 위상으로부터 주요 주파수 성분을 식별하는 주요 주파수 성분 식별 모듈(232)과, 상기 주요 주파수 성분의 크기와 동일한 크기로서, 그와 역상인 위상을 갖는 주파수 성분으로 구성된 신호(이하, "구동신호"라 함)를 생성하는 구동신호생성모듈(234)을 포함한다. 상기의 모듈들을 포함하는 제어수단(210)은 예컨대 통상의 마이크로프로세서에 의하여 구현되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제어수단(210)에 의하여 생성된 구동신호는 구동기(212)로 입력되어 상기 모터/발전기(214)를 구동시킨다. 상기 구동기(212)는 예컨대 통상적인 증폭기로 구현되는 것이 바람직하다.

이제 도 3을 참조하여 상기와 같은 구성의 엔진 진동 저감 장치(200)의 동작을 각 단계에서 처리되는 신호의 타이밍도와 함께 상세히 설명한다.

먼저 엔진(100)의 구동이 개시되어 상기 제어수단(210)에 전원이 공급되면 본 발명에 의한 엔진 진동 저감 장치(200)의 동작이 개시된다(단계 S300).엔진(100)의 크랭크 축이 회전함에 따라 그와 연동된 모터/발전기(214)도 함께 회전하게 되고, 전기적 신호(400)가 발생하게 된다. 상기 모터/발전기(214)로부터 생성되는 전기적 신호(400)는 엔진(100)의 크랭크 축의 회전 특성을 내재하게 된다.

상기 모터/발전기(214)로부터 생성된 전기적 신호(400)는 상기 본 발명에 의한 엔진 진동 저감 장치(200)에 포함된 저역통과필터(218)로 입력되고, 고주파 부분이 제거된다(단계 S304).

다음으로, 상기 고주파 부분이 제거된 전기적 신호(400)은 상기 제어수단(210)으로 입력된다. 상기 제어수단(210)은 상기 전기적 신호(400)에 실시간 이산 퓨리에 변환(Discrete Fourier Transform ; DFT)을 수행(단계 S306)하여, 입력된 전기적 신호의 주파수 성분의 크기(402)와 위상(404)을 추출해낸다. 상기 전기적 신호의 주파수 성분의 크기와 위상은, 예컨대 퓨리에 변환에 의하여 얻은 결과치의 0.5차 및 2차 성분을 추출함으로써 구할 수 있다.

다음으로, 상기 주파수 성분의 크기(402)와 위상(404)으로부터 주요 주파수 성분의 크기와 위상의 값을 구한다(단계 S308). 주요 주파수는, 예컨대 도 3의 402 및 404 타이밍 도에서 타원으로 도시된 바와 같이, 그 크기가 가장 큰 주파수 성분과 그 다음으로 큰 크기를 갖는 주파수 성분으로 결정하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 주요 주파수 성분의 크기와 동일한 크기의 주파수 성분(406)을 가지며 역상의 위상(408)을 갖는 구동신호(410)를 생성한다(단계 S310).

다음으로, 상기 구동신호(410)를 구동기(212)에 입력하여 상기 모터/발전기(214)를 구동하기 적절하게 변환함으로써 상기 모터/발전기(214)를 구동한다(단계 S312).

상기와 같이 본 발명에 의한 엔진 진동 저감 장치(200)의 바람직한 실시예에 관하여 설명하였으나, 도 3에 점선으로 도시된 바와 같이, 상기 모터/발전기(214)를 상기 구동신호(410)에 의하여 구동한 다음, 다시 상기 모터/발전기(214)로부터 생성된 신호를 수신(단계 S314)하여 엔진의 회전 변동이 저감되었는가를 판단(단계 S316)하도록 할 수도 있다. 이 경우에는 상기 제어수단(210)이 소정의 회전변동 허용치를 저장하고, 이 값을 수신된 전기적 신호(400)와 비교하는 동작을 수행하도록 추가적으로 프로그래밍한다.

상기와 같은 본 발명의 엔진 진동 저감 장치에 의하면, 엔진의 불규칙한 회전에 의한 진동을 저감할 수 있으며, 특히 엔진의 공회전시 저주파성 회전 변동에 의한 진동을 효과적으로 저감할 수 있어, 자동차의 소음 및 미세한 진동을 억제하여 승차감 및 편의성을 증가시킬 수 있다.

Claims

엔진의 크랭크 축에 연동되는 모터/발전기를 포함하는 자동차에 있어서,

상기 모터/발전기로부터 생성되는 전기적 신호를 수신하여 여파하는 저역통과필터;

상기 저역통과필터에 의하여 여파된 신호는 수신하여 엔진의 회전 특성을 검출하며, 검출한 엔진의 회전 특성에 대응하여 엔진의 회전 변동을 억제하는 구동신호를 생성하는 제어수단; 및

상기 제어수단에 의하여 생성된 구동신호에 응답하여 상기 모터/발전기를 구동하는 구동기를 포함하는 자동차의 엔진 진동 저감 장치.
제1항에 있어서,

상기 제어수단은,

상기 저역통과필터에 의하여 여파된 신호를 수신하여, 실시간 이산 퓨리에 변환(Discrete Fourier Transform ; DFT)을 수행함으로써, 상기 여파된 신호의 주파수 성분의 크기와 위상을 추출하는 DFT 연산 모듈;

상기 추출된 주파수 성분의 크기와 위상으로부터 주요 주파수 성분을 식별하는 주요 주파수 성분 식별 모듈; 및

상기 주요 주파수 성분의 크기와 동일한 크기로서, 그와 역상인 위상을 갖는 주파수 성분으로 구성된 구동신호를 생성하는 구동신호생성모듈을 포함하는 자동차의 엔진 진동 저감 장치.
제1항에 있어서,

상기 주요 주파수는, 상기 저역통과필터에 의하여 여파된 신호에 포함된 주파수 성분 중 크기가 가장 큰 주파수 성분과 그 다음으로 큰 크기를 갖는 주파수 성분으로 결정되는 자동차의 엔진 진동 저감 장치.