KR20030096952A - 차량용 라디에이터의 진동흡수장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 라디에이터의 진동흡수장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 차량에서 발생되는 여러 영역의 주파수 대역에 따라 라디에이터가 공진되지 않도록 라디에이터의 주파수 대역을 변경해 광범위한 진동 주파수 대역에서 진동과 소음을 감소시키도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(1)를 차체프레임(F)에 장착하는 마운팅부재(2)와, 이 마운팅부재(2)를 팽창·수축시켜 라디에이터(1)의 진동을 저감·흡수하도록 에어공급·배출라인(21,22)을 통해 에어를 유입·배출시키는 에어탱크(20) 및 이 에어탱크(20)에 연결된 라인(21,22)상에 구비된 제어밸브(23)를 진동센서의 측정값에 따라 개·폐하는 ECU인 콘트롤러(30)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 진동센서(40,50)를 통해 콘트롤러(30)가 라디에이터(1)의 주파수 대역을 산출하고, 이어 상기 콘트롤러(30)가 초기에 산출된 라디에이터(1)의 주파수 대역을 기준으로 재 입력된 상기 진동센서(40,50)의 주파수와 서로 비교·판단하고, 이어 상기 라디에이터(1)의 주파수를 변경이 요구되면 에어탱크(20)의 에어를 마운팅부재(2)로 공급하거나 배출시켜 적절한 대응 주파수에 맞게 주파수 튜닝을 하고, 이어 진동센서(40,50)로부터 재 입력된 데이터를 통해 변경된 라디에이터(1)의 진동 주파수 대역을 서로 비교·판단한 후 필요시 주파수 대역을 변경하기 위해 마운팅부재(2)로 에어를 공급하거나 배출시키는 과정을 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 라디에이터의 진동흡수장치 및 그 제어방법{Vibration absorbing system of radiator in vehicle and control method thereof}

본 발명은 차량용 라디에이터의 진동흡수장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진동 주파수영역에 따라 에어를 공급하거나 배출시키면서 진동 주파수의 공진 영역을 변화시킬 수 있도록 된 차량용 라디에이터의 진동흡수장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량 엔진의 실린더내 연소가스의 온도는 2000℃ 이상에 달하나 그 연소열의 전부가 동력으로 전환되는 것은 아니고 그중 상당량,대략 30% 정도의 열이 실린더, 실린더 헤드 및 피스톤에 흡수되어 열손실로 나타난다.

이에 따라, 엔진 각부의 온도가 과다하게 상승하면 실린더에 변형을 일으키거나 또는 실린더 유막이 파괴되어 윤활 불량을 유발하며, 심할때는 엔진 소착의 원인이 되며, 또 연소 상태도 나쁘게 만들어 노킹이나 조기 점화를 일으켜 엔진 출력을 저하시키기 때문에 엔진을 냉각하여 과열을 방지하고, 또 엔진을 적온으로 유지(엔진이 너무 냉각되면 열효율을 크게 떨어뜨리게 됨)하기 위해 엔진 냉각장치를 설치하게 된다.

이와 같은 엔진 냉각장치중 수냉식 냉각장치는 실린더와 연소실을 둘러싸도록 형성되는 워터재킷과 물을 실린더내로 압송 순환시키는 워터펌프 및 엔진을 냉각하고 온도가 높아진 냉각수의 열을 외기에 방출하여 냉각하는 라디에이터로 이루어진다.

여기서, 상기 라디에이터는 큰 방열 면적을 가지고 있으며, 다량의 물을 담을 수 있는 일종의 탱크로서 상부탱크와 하부탱크 및 대기중에 열을 빨리 발산하기 위해 방열 면적을 크게 형성한 코어부로 구성되고, 차량의 주행시 발생하는 주행풍이 코어부를 통과하면서 뜨거워진 냉각수를 방열 냉각할 수 있도록 엔진룸의 전방에 설치되어진다.

이와 같은 라디에이터는 매우 중량의 구조물이어서 관성력이 크고 또 냉각수가 통과하는 많은 파이프들이 배설되기 때문에 외부 충격에 대하여 취약하므로 진동 소음이 발생되지 않으면서 차량의 진동에 의한 소음을 차단할 수 있도록 장착되는데 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 라디에이터(1)는 댐퍼 역활을 하면서 지지하도록 상·하 부위에서 마운팅부재(2)에 의해 장착되되, 이 마운팅부재(2)는 라디에이터 어퍼·로워멤버(3)와, 이 멤버(3)에 각각 일단이 마운팅 볼트(4)로 체결되면서타단이 라디에이터(1)에 고정되는 마운팅 어퍼·로워 브라켓트(5) 및 이 브라켓트(5)와 라디에이터(1)의 결합부위에 구비된 고무재질의 어퍼·로워 마운팅 부시(6)로 이루어지게 된다.

여기서, 상기 마운팅부재(2)는 라디에이터(1)를 1개의 댐퍼로 간주하여 여러 요인으로 인해 발생되는 진동과 소음의 개선을 위해 일정 대역의 주파수 튜닝을 하게 됨은 물론이다.

그러나, 이와 같은 라디에이터(1)의 주파수 튜닝은 중량 변화가 용이하지 않은 라디에이터(1)대신 마운팅부재(2)를 변화시켜 즉, 마운팅부재(2)를 구성하는 고무재질과 같이 탄성력을 갖는 부품에 대한 탄성값을 변화시켜서 여러 요인에 의한 공진 주파수 대역에 대한 진동 소음등에 대응하게 되지만, 차량에서 발생되는 주파수 대역은 그 영역이 매우 넓고 마운팅부재(2)의 튜닝된 주파수 대역은 일정한 값으로 고정되어 있어 다양한 상황 예를 들면, 아이들시의 회전수 조건인 변속단이 중립단과 주행단의 경우와 에어콘의 온/오프시 각각 다른 회전수를 가지는 경우가 많고 이에 따라, 라디에이터의 진동감쇄가 마운팅부재(2)에 튜닝된 특정 영역에서만 유효해 튜닝 되지 않은 다른 영역에서는 댐퍼로서의 역할을 충분히 하지 못해 진동과 소음을 발생시키는 문제가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 차량에서 발생되는 여러 영역의 주파수 대역에 따라 라디에이터가 공진되지 않도록 라디에이터의주파수 대역을 변경해 광범위한 진동 주파수 대역에서 진동과 소음을 감소시키도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉각수를 냉각시키는 라디에이터를 차체프레임에 장착하는 마운팅부재와, 이 마운팅부재를 팽창·수축시켜 라디에이터의 진동을 저감·흡수하도록 에어공급·배출라인을 통해 에어를 유입·배출시키는 에어탱크 및 이 에어탱크에 연결된 라인상에 구비된 제어밸브를 진동센서의 측정값에 따라 개·폐하는 ECU인 콘트롤러로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 진동센서를 통해 콘트롤러가 라디에이터의 주파수 대역을 산출하고, 이어, 상기 콘트롤러가 초기에 산출된 라디에이터의 주파수 대역을 기준으로 재 입력된 상기 진동센서의 주파수와 서로 비교·판단하고,

이어, 상기 라디에이터의 주파수를 변경이 요구되면 에어탱크의 에어를 마운팅부재로 공급하거나 배출시켜 적절한 대응 주파수에 맞게 주파수 튜닝을 하고,

이어, 진동센서로부터 재 입력된 데이터를 통해 변경된 라디에이터의 진동 주파수 대역을 서로 비교·판단한 후 필요시 주파수 대역을 변경하기 위해 마운팅부재로 에어를 공급하거나 배출시키는 과정을 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래에 따른 차량용 라디에이터의 지지 구성도

도 2는 본 발명에 따른 라디에이터의 진동흡수장치의 구성도

도 3은 본 발명에 따른 마운팅부재의 구성도

도 4는 본 발명에 따른 마운팅부재의 에어 공급에 의한 작동 상태도

도 5는 본 발명에 따른 마운팅부재를 구성하는 회전롤러의 측면 결합 상태도

도 6은 본 발명에 따라 라디에이터의 진동을 저감시키기 위한 제어 순서도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 라디에이터2 : 마운팅부재

3 : 어퍼·로워멤버4 : 마운팅볼트

5 : 마운팅어퍼·로워브라켓트6 : 어퍼·로워마운팅부시

10 : 에어백11 : 어퍼·로워베이스

12 : 지지로드13 : 랙로드

13a : 랙기어14 : 회전롤러

14a : 피니언14b : 에어공급슬랏

14c : 에어배출슬랏15 : 이동로드

15a : 개구홀15b : 플랜지

15b' : 연통홀16 : 힌지축

20 ; 에어탱크21 : 에어공급라인

22 : 에어배출라인23 : 제어밸브

30 : 콘트롤러40,50 : 진동센서

F : 차체프레임Fd : 하강력

Fu : 상승력R,R' : 회전력

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 라디에이터의 진동흡수장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(1)를 차체프레임(F)에 장착하는 마운팅부재(2)와, 이 마운팅부재(2)를 팽창·수축시켜 라디에이터(1)의 진동을 저감·흡수하도록 에어공급·배출라인(21,22)을 통해 에어를 유입·배출시키는 에어탱크(20) 및 이 에어탱크(20)에 연결된 라인(21,22)상에 구비된 제어밸브(23)를 진동센서의 측정값에 따라 개·폐하는 ECU인 콘트롤러(30)로 이루어진다.

여기서, 상기 마운팅부재(2)는 도 3에 도시된 바와 같이 라디에이터(1)와 차체프레임(F)에 위치되면서 지지로드(12)에 의해 양단이 지지되는 어퍼·로워베이스(11)와, 이 어퍼·로워베이스(11)사이에 위치되어 신축되는 에어백(10) 및 에어탱크(20)로부터 공급되는 에어에 의해 이동되면서 에어백(10)을 팽창·수축하는 이동수단으로 이루어진다.

그리고, 상기 이동수단은 차체프레임(F)에 장착되는 로워베이스(11)에 그 일단이 고정되어 에어백(10)내로 수직하게 세워지면서 일측면으로 랙크(13a)가 형성된 랙로드(13)와, 이 랙로드(13)에 치합되어 에어의 유입과 배출에 따라 서로 반대 방향으로 회전하면서 에어백(10)을 수축과 팽창시키는 회전롤러(14) 및 이 회전롤러(14)가 힌지축(16)을 매개로 일단에 결합되면서 그 타단이 에어백(10)의 상부에 고정된 이동로드(15)로 이루어진다.

여기서, 상기 회전롤러(14)는 도 4에 도시된 바와 같이 랙로드(13)의 랙크(13a)에 치합되도록 그 외주면에 피니언(14a)이 형성되는 한편, 에어탱크(20)의 에어공급라인(21)으로부터 에어가 유입되어 지나면서 에어백(10)내로 배출되도록 에어공급슬랏(14c)이 일측면에 소정 깊이와 길이로 개구됨과 더불어 그 반대 측면에는 에어백(10)내의 에어가 에어배출라인(22)을 통해 에어탱크(20)로 복귀되도록 에어배출슬랏(14d)이 소정 깊이와 길이로 개구되어진다.

또한, 상기 이동로드(15)에는 에어공급·배출라인(21,22)이 연결되는 연통홀(15b')을 형성하면서 그 내부로 회전롤러(14)가 삽입될 수 있는 개구홀(15a)이 형성된 플랜지(15b)가 구비되어진다.

또한, 상기 진동센서(40,50)는 라디에이터(1)의 진동값과 엔진 룸의 진동값을 측정하도록 각각 라이데이터(1)와 엔진룸의 소정 부위로 설치되어짐은 물론이다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 엔진룸과 라디에이터(1)에서 발생되는 특정 주파수영역에 대응되도록 주파수를 튜닝한 마운팅부재(2)가 튜닝된 주파수 영역에 일치하는 대역에 의해 발생되는 진동을 저감·흡수하는 한편, 엔진의 작동 영역과 차량의 주행 조건과 같은 외부적인 요인에 의해 특정 주파수 영역을 벗어나게 되면 상기 마운팅부재(2)의 튜닝된 주파수 영역을 상응되게 변화시켜 광범위한 주파수 영역에서 발생되는 진동을 저감·흡수하게 됨은 물론이다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 라디에이터(1)와 엔진룸내에 설치된 진동센서(40,50)가 라디에이터(1)와 엔진룸에서 발생되는 진동 주파수를 검출해 콘트롤러(30)로 전송하게 되면, 이 콘트롤러(30)는 입력된 센서(40,50)의 측정 값을 통해 라디에이터(1)의 주파수 대역을 산출하게 된다.

이어, 상기 콘트롤러(30)는 초기에 산출된 라디에이터(1)의 주파수 대역을기준으로 재 입력된 상기 진동센서(40,50)의 주파수와 서로 비교한 후, 이들 값이 서로 차이를 갖어 진동을 유발한다고 판단되면 라디에이터(1)의 주파수를 변경하기 위해 제어밸브(23)로 신호를 보내 에어탱크(20)의 에어를 마운팅부재(2)로 공급하거나 배출시켜 적절한 대응 주파수에 맞게 주파수 튜닝을 하게 된다.

즉, 주파수 대역을 상승시키는 경우에는, 마운팅부재(2)의 에어백(10)을 확장시켜야 한다고 가정 함, 상기 콘트롤러(30)가 에어공급라인(21)상에 구비된 제어밸브(23)를 열어 에어탱크(20)의 에어가 마운팅부재(2)의 에어백(10)내로 유입되고 이에 따라, 상기 에어백(10)이 팽창하면서 라디에이터(1)와 차체프레임(F)사이를 지지하는 마운팅부재(2)의 주파수 대역이 변하면서 라디에이터(1)의 진동을 흡수·저감시키게 된다.

이때, 상기 마운팅부재(2)로 공급된 에어는 도 4에 도시된 바와 같이 지지로드(15)에 결합된 회전롤러(14)의 에어공급슬랏(14c)으로 유입되고, 이 에어공급슬랏(14c)을 지나 에어백(10)내로 배출될 때 에어의 강한 분사력으로 인해 회전롤러(14)가 반 시계방향으로 회전력(R)을 발생하게 된다.

이어, 상기 회전롤러(14)가 랙로드(13)를 따라 반 시계방향으로 회전되면, 상기 회전롤러(14)를 지지하는 지지로드(15)가 회전롤러(14)의 반 시계방향으로 회전력에 의해 상승력(Fu)을 받고 회전롤러(14)의 회전거리 만큼 상향 이동되어 에어백(10)의 높이를 증가시켜 주게 된다.

한편, 주파수 대역을 저하하는 경우에는 마운팅부재(2)의 에어백(10)을 수축시켜야 하므로, 상기 콘트롤러(30)가 에어배출라인(22)상에 구비된 제어밸브(23)를열어 에어백(10)내의 에어가 에어탱크(20)로 유입되고 이에 따라, 상기 에어백(10)내의 에어가 지지로드(15)에 결합된 회전롤러(14)의 에어배출슬랏(14d)으로 유입되어 배출될 때 에어의 강한 흐름으로 인해 회전롤러(14)가 시계방향으로 회전력(R')을 발생하게 된다.

이어, 상기 회전롤러(14)가 랙로드(13)를 따라 시계방향으로 회전되면, 상기 회전롤러(14)를 지지하는 지지로드(15)가 회전롤러(14)의 시계방향으로 회전력에 의해 하강력(Fd)을 받고 회전롤러(14)의 회전거리 만큼 하향 이동되어 에어백(10)의 높이가 줄어들고, 이에 따라 라디에이터(1)와 차체프레임(F)사이를 지지하는 마운팅부재(2)의 주파수 대역이 변하면서 라디에이터(1)의 진동을 흡수·저감시키게 된다.

이어, 상기 콘트롤러(30)는 진동센서(40,50)로부터 재 입력된 데이터를 통해 변경된 라디에이터(1)의 진동 주파수 대역을 서로 비교·판단한 후 필요시 주파수 대역을 변경하기 위해 마운팅부재(2)로 에어를 공급하거나 배출시키는 과정을 반복 수행하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 냉각수를 냉각시키는 라디에이터를 차체프레임에 장착하는 마운팅부재에 발생되는 진동 주파수 대역에 따라 에어를 유입·배출시키면서 마운팅부재의 진동 주파수 대역을 조건에 따라 최적으로 튜닝시키게 되고 이에 따라, 아이들시의 변속단 변경이나 공조장치의 작동 및 차량의주행조건등에 의해 발생되는 진동 영역에 대해 라디에이터가 댐퍼로서의 역할을 충분히 수행해 광범위한 주파수 대역에 대한 진동과 소음을 흡수·저감할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (7)

1. 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(1)를 차체프레임(F)에 장착하는 마운팅부재(2)와, 이 마운팅부재(2)를 팽창·수축시켜 라디에이터(1)의 진동을 저감·흡수하도록 에어공급·배출라인(21,22)을 통해 에어를 유입·배출시키는 에어탱크(20) 및 이 에어탱크(20)에 연결된 라인(21,22)상에 구비된 제어밸브(23)를 진동센서의 측정값에 따라 개·폐하는 콘트롤러(30)로 이루어진 차량용 라디에이터의 진동흡수장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 마운팅부재(2)는 라디에이터(1)와 차체프레임(F)에 위치되면서 지지로드(12)에 의해 양단이 지지되는 어퍼·로워베이스(11)와, 이 어퍼·로워베이스(11)사이에 위치되어 신축되는 에어백(10) 및 에어탱크(20)로부터 공급되는 에어에 의해 이동되면서 에어백(10)을 팽창·수축하는 이동수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터의 진동흡수장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 이동수단은 차체프레임(F)에 장착되는 로워베이스(11)에 그 일단이 고정되어 에어백(10)내로 수직하게 세워지면서 일측면으로 랙크(13a)가 형성된 랙로드(13)와, 이 랙로드(13)에 치합되어 에어의 유입과배출에 따라 서로 반대 방향으로 회전하면서 에어백(10)을 수축과 팽창시키는 회전롤러(14) 및 이 회전롤러(14)가 힌지축(16)을 매개로 일단에 결합되면서 그 타단이 에어백(10)의 상부에 고정된 이동로드(15)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터의 진동흡수장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 회전롤러(14)는 랙로드(13)의 랙크(13a)에 치합되도록 그 외주면에 피니언(14a)이 형성되는 한편, 에어탱크(20)의 에어공급라인(21)으로부터 에어가 유입되어 지나면서 에어백(10)내로 배출되도록 에어공급슬랏(14c)이 일측면에 소정 깊이와 길이로 개구됨과 더불어 그 반대 측면에는 에어백(10)내의 에어가 에어배출라인(22)을 통해 에어탱크(20)로 복귀되도록 에어배출슬랏(14d)이 소정 깊이와 길이로 개구되어진 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터의 진동흡수장치.
5. 제 3항에 있어서, 상기 이동로드(15)에는 에어공급·배출라인(21,22)이 연결되는 연통홀(15b')을 형성하면서 그 내부로 회전롤러(14)가 삽입될 수 있는 개구홀(15a)이 형성된 플랜지(15b)가 구비되어진 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터의 진동흡수장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 진동센서(40,50)는 라디에이터(1)의 진동값과 엔진 룸의 진동값을 측정하도록 각각 라이데이터(1)와 엔진룸의 소정 부위로 설치되어진 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터의 진동흡수장치.
7. 진동센서(40,50)를 통해 콘트롤러(30)가 라디에이터(1)의 주파수 대역을 산출하는 단계,

   상기 콘트롤러(30)가 초기에 산출된 라디에이터(1)의 주파수 대역을 기준으로 재 입력된 상기 진동센서(40,50)의 주파수와 서로 비교·판단하는 단계,

   상기 라디에이터(1)의 주파수 변경이 요구되면 콘트롤러(30)가 에어탱크(20)의 에어를 마운팅부재(2)로 공급하거나 배출시켜 적절한 대응 주파수에 맞게 주파수 튜닝을 하는 단계,

   상기 진동센서(40,50)로부터 재 입력된 데이터를 통해 콘트롤러(30)가 변경된 라디에이터(1)의 진동 주파수 대역을 서로 비교·판단한 후 필요시 주파수 대역을 변경하기 위해 마운팅부재(2)로 에어를 공급하거나 배출시키는 과정을 반복 수행하는 단계

   로 이루어진 차량용 라디에이터의 진동 제어방법.