KR20040025048A - 4륜 구동 차량의 진동 소음 방지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 4륜 구동 차량에서 변속단 2단 ~ 5단 사이에서 각 기어단별 차속 및 엔진 회전수를 판단하여 저 엔진 회전수 영역에서 발생되는 진동소음(Rattle)을 방지할 목적으로;

4륜 구동 차량에서 엔진이 시동되면 차량 주행여부를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 차량이 주행중임이 판단되면 각 변속단 별 차속 및 엔진 회전수 변화를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 각 변속단 별 차속 및 엔진 회전수가 진동 소음 발생 조건이면 전륜 대비 후륜 구동력 전달 듀티를 진동 소음 저감 듀티비로 출력하는 단계로 이루어져 있어서, 파워 트레인의 공진점 부근에서 발생되는 진동을 잡아주어 진동에 의한 소음(rattle) 발생을 방지할 수 있다.

Description

4륜 구동 차량의 진동 소음 방지 방법{a method for rattle controling of 4 wheel drive a car}

본 발명은 4륜 구동 차량에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 4륜 구동 차량에서 변속단 2단 이상의 저rpm 영역에서 발생하는 진동 소음(rattle)을 방지하기 위한 4륜 구동 차량의 진동 소음 방지 방법에 관한 것이다.

4륜 구동 차량 엔진의 구동 토크를 전후륜에 분배하는 트랜스퍼 케잉스에 의해 전후륜을 동시에 구동하는 것으로 눈길이나, 빙판길 등에서 미끄러지기 쉬운 도로면이나, 모래땅, 가파른 언덕, 진흙탕길 등 큰 구동력을 필요로 하는 경우에 구동력이 전후의 타이어로 분배되기 때문에 구동 타이어와 도로면과의 슬립이 적어지므로 주행 안정성과 주파성이 향상된다.

특히 전자식 4륜 구동 차량의 현 제어 방식은 구동축과 피구동축의 회전수의 차이를 감지하여 기본 스로틀 맵에 의하여 4륜 구동 분배장치인 전자 마그네틱 클러치에 듀티를 가하여 구동측과 피 구동측의 속도차이가 발생하지 않을 때까기 듀티를 증가시켜 4륜 구동 제어를 수행하고 있다.

즉, 차량의 정지시 또는 주행중 스로틀 밸브의 변동이 적을 때는 전륜측과 후륜측 바퀴에 걸리는 구동력은 100% : 0% 로 제어된다.

하지만, 스로틀 밸브 변화율이 일정율 이상이고 스로틀 밸브 개도 값이 일정 값 이상 변화시 전륜측과 후륜측 구동력을 100% : 0%에서 50% : 50%로 제어한다.

상기에서 앞, 뒤 4바퀴간의 회전수가 1/2 회전 이상 차이가 있을 경우, 4바퀴 각각을 듀티 제어한다.

그러나, 상기한 4륜 구동 차량은 급가속 일반 주행시에 후륜측에는 구동력이전형 전달되지 않고 프로펠러 샤프트만 공회전하게 되고 전자 마그네틱 클러치 적용으로 엔진 및 파워 트레인부 전체의 공진 발생이 회전수 보다 낮게 설정되어 있어서, 변속기의 변속단 2단 ~ 5단 상태에서 클리핑(Creeping)주행 또는 저 회전수 영역에서 가/감속시, 아이들 회전수보다 낮은 영역에서 심한 진동 소음(Rattle)성 노이즈 및 차체 진동이 발생하는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 4륜 구동 차량에서 변속단 2단 ~ 5단 사이에서 각 기어단별 차속 및 엔진 회전수를 판단하여 저 엔진 회전수 영역에서 발생되는 진동소음(Rattle)을 방지하기 위한 4륜 구동 차량의 진동 소음 방지 방법을 제공하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 4륜 구동 차량의 진동 소음 방지 장치 구성 블록도 이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 4륜 구동 차량의 진동 소음 방지 방법 동작 순서도 이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 차량 동작상태 검출장치 110 : 스로틀 밸브 개도 검출부

120 : 차속 검출부 130 : 변속단 검출부

140 : 엔진 회전수 검출부 150 : 제1 휠 속도 검출부

160 : 제2 휠 속도 검출부 170 : 제3 휠 속도 검출부

180 : 제4 휠 속도 검출부 200 : 엔진 제어 장치

300 : 4륜 구동 제어 장치 400 : 4륜 구동 분배 장치

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

4륜 구동 차량에서 엔진이 시동되면 차량 주행여부를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 차량이 주행중임이 판단되면 각 변속단 별 차속 및 엔진 회전수 변화를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 각 변속단 별 차속 및 엔진 회전수가 진동 소음 발생 조건이면 전륜측과 후륜측 듀티를 진동 소음 저감 조건으로 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니고, 단지 일예로 제시된것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 4륜 구동 차량의 진동 소음 방지 장치 구성 블록도 이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 4륜 구동 차량의 진동 소음 방지 방법 동작 순서도 이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 4륜 구동 차량의 진동 소음 방지 장치 구성 블록도로서, 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 스로틀 밸브 개도, 차속, 변속단, 엔진 회전수 및 각 바퀴의 회전수의 변화 등을 검출한다.

엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되어 인가되는 스로틀 밸브 개도, 차속, 변속단, 엔진 회전수 및 각 바퀴의 회전수의 변화 등을 입력받아 엔진이 시동되면 설정된 엔진 제어 프로그램에 의해 엔진 제어를 수행하고, 인가되는 차량 동작상태 검출신호를 출력한다.

4륜 구동 제어장치(300)는 상기 엔진 제어 장치(200)에서 출력되어 인가되는 차량 동작상태 변화에 따른 스로틀 밸브 개도, 차속, 변속단, 엔진 회전수 및 각 바퀴의 회전수의 변화 등을 입력받아 각 변속단 별 차속 및 엔진 회전수 변화를 판단한 후, 상기 각 변속단 별 차속 및 엔진 회전수가 진동 소음 발생 조건이면 전륜측과 후륜측 듀티를 진동 소음 저감 조건 제어하기 위한 소정의 4륜 구동 듀티 제어신호를 출력한다.

4륜 구동 분배 장치(400)는 상기 4륜 구동 제어장치(300)에서 출력되는 듀티 제어신호에 동기되어 전륜 대비 후륜 측의 클러치 개합 비율에 따라 클러치 개합을수행하여 후륜측에 구동력을 전달한다.

상기에서 차량 동작상태 검출장치(100)는 운전자의 가속페달 조작에 따라 연동하여 가변되는 스로틀 밸브 개도 변화를 검출하는 스로틀 밸브 개도 검출부(110)와;

차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 차속 변화를 검출하는 차속 검출부(120)와;

운전자의 변속레버 조작에 따라 가변되는 변속단 위치를 검출하는 변속단 검출부(130)와;

차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 엔진 회전수 변화를 검출하는 엔진 회전수 검출부(140)와;

차량의 주행상태 변화에 따라 가변되는 차량의 전륜 좌측 바퀴의 회전수를 검출하는 제1 휠 속도 검출부(150)와;

차량의 주행상태 변화에 따라 가변되는 차량의 전륜 우측 바퀴의 회전수를 검출하는 제2 휠 속도 검출부(160)와;

차량의 주행상태 변화에 따라 가변되는 차량의 후륜 좌측 바퀴의 회전수를 검출하는 제3 휠 속도 검출부(170)와;

차량의 주행상태 변화에 따라 가변되는 차량의 후륜 우측 바퀴의 회전수를 검출하는 제4 휠 속도 검출부(180)로 이루어져 있다.

상기한 구성으로 이루어진 4륜 구동 차량의 진동 소음 저감 방법을 첨부한 도 2를 참조하여 예를 들어 설명한다.

운전자가 4륜 구동차량을 주행시키기 위해 엔진을 시동시키면, 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량 동작상태 변화에 따라 가변되는 스로틀 밸브 개도, 차속, 변속단, 엔진 회전수 및 각 바퀴의 회전수의 변화 등을 검출한다.

이에, 엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되는 스로틀 밸브 개도, 차속, 변속단, 엔진 회전수 및 각 바퀴의 회전수의 변화 등을 입력받기 위해 소정의 제어신호를 출력하면, 차량 동작상태 검출장치(100)는 인가되는 제어신호에 동기되어 검출되는 스로틀 밸브 개도, 차속, 변속단, 엔진 회전수 및 각 바퀴의 회전수의 변화 등을 출력한다.

엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 인가되는 스로틀 밸브 개도, 차속, 변속단, 엔진 회전수 및 각 바퀴의 회전수의 변화 등을 입력받아, 설정된 프로그램에 의해 엔진 제어를 수행하기 위한 제어신호를 출력하고, 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 인가되는 스로틀 밸브 개도, 차속, 변속단, 엔진 회전수 및 각 바퀴의 회전수의 변화 등을 4륜 구동 제어장치(300)로 출력한다.

4륜 구동 제어장치(300)는 상기 엔진 제어 장치(200)에서 인가되는 스로틀 밸브 개도, 차속, 변속단, 엔진 회전수 및 각 바퀴의 회전수의 변화 등을 입력받아, 차량의 주행여부를 판단한다(S100,S105).

상기에서 차량이 주행중임이 판단되면, 4륜 구동 제어장치(300)는 각 변속단 별 주행 차속과 엔진 회전수를 판단하여 차량 주행에 따른 진동 소음 발생을 방지하기 위한 4륜 구동력 분배 듀티 제어신호를 출력한다(S110 ~ S155).

상기에서 진동 소음 발생을 방지하기 위한 4륜 구동력 분배 듀티는 전륜 대비 후륜의 듀티를 100% : 0%에서 85% : 15%로 하되, 매 설정시간(약 10ms 마다 5%로씩 증가시켜 출력한다.

즉, 상기에서 4륜 구동 차량의 주행상태에 따른 진동 소음 발생 방지 조건은, 변속단이 2단 이고 제1 조건을 만족하거나, 변속단이 3단이고, 제2 조건을 만족하거나, 변속단이 4단이고, 제 3 조건을 만족하거나, 변속단이 5속이고 제 4 조건을 만족해야 한다.

상기에서 제1 조건은 5Kph < 차속 < 20Kph 및 엔진 회전수 800rpm 이하인 조건이다.

상기에서 제2 조건은 20Kph < 차속 < 25Kph 및 엔진 회전수 900rpm 이하인 조건이다.

상기에서 제3 조건은 25Kph < 차속 < 35Kph 및 엔진 회전수 1000rpm 이하인 조건이다.

상기에서 제4 조건은 35Kph < 차속 < 55Kph 및 엔진 회전수 1100rpm 이하인 조건이다.

하지만, 상기한 각각의 조건을 만족하지 않을 때, 4륜 구동 제어장치(300)는 4륜 구동 차량의 각각의 바퀴 휠 속도를 비교하여 4바퀴 휠 속도간의 회전수가 1/2 회전 이상 차이가 발생하는 가를 판단한다(S160).

상기에서 4륜 구동 차량의 4바퀴 휠 속도간의 회전수가 1/2 회전 이상 차이가 발생됨이 판단되면, 4륜 구동 제어 장치(300)는 4바퀴 각각을 듀티 제어하기 위한 소정의 제어신호를 출력한다(S165).

그러나, 상기(S160)에서 4륜 구동 차량의 4바퀴 휠 속도간의 회전수차가 1/2 회전 이하이면, 4륜 구동 제어 장치(300)는 스로틀 밸브 개도 변화를 비교하는 제 5조건 만족 여부를 판단한다(S170).

상기에서 제 5 조건은, 주행중인 차량의 스로틀 개도 변화량이 제1 설정 기준 값 이상으로 상기 스로틀 밸브 출력 전압이 제2 설정 값(약 3V) 이상인 조건이다.

상기에서, 제 5 조건을 만족함이 판단되면, 4륜 구동 제어 장치(300)는 4륜 구동 차량의 전륜 대비 후륜 바퀴의 구동력 전달 듀티비를 100% : 0%에서 50% : 50%로 하되, 매 설정시간(약 10ms) 마다 5%로씩 증가시켜 출력한다(S175).

그러나, 주행중인 4륜 구동 차량이 제 5 조건을 만족하지 않으면, 4륜 구동 제어장치(300)는 전륜 대비 후륜 구동력 전달 듀티 비율을 통상의 전륜 구동상태를 유지하는 100% : 0%로 제어하기 위한 구동력 전달 듀티 제어 신호를 출력한다(S180).

상기(S150)에서 변속단이 검출되지 않으면, 4륜 구동 제어장치(300)는 변속단 검출 센서의 고장으로 판단하여 차량 점검 요구 경고 램프를 점등시키기 위한 제어신호를 출력하고 메인 루틴으로 리턴한다(S190).

또한, 상기(S105)에서 4륜 구동 차량이 주행상태가 아니라고 판단되면, 4륜 구동 제어 장치(300)는 차량이 정지상태인가를 판단한다(S200).

상기에서 차량이 정지상태임이 판단되면, 4륜 구동 제어 장치(300)는 전륜대비 후륜 구동력 전달 듀티 비율을 통상의 전륜 구동상태를 유지하는 100% : 0%로 제어하기 위한 구동력 전달 듀티 제어 신호를 출력하고, 주행여부를 판단하는 단계(S105)로 리턴한다(S210).

하지만, 상기(S200)에서 차량이 주행상태임에도, 차량의 차속이 검출되지 않으면, 4륜 구동 제어 장치(300)는 차속 검출 센서의 고장으로 판단하여 차량 점검 요구 경고 램프를 점등시키기 위한 제어신호를 출력하고 메인 루틴으로 리턴한다(S190).

이로써, 각 변속단 별 일정 차속과 엔진 회전수 일 때 4륜 구동 차량의 전륜 대비 후륜의 구동력 분배 듀티를 85% : 15%로 설정하여, 후륜측 바퀴에 구동력을 전달함으로써, 파워 트레인의 공진점 부근에서 발생되는 진동을 잡아주어 진동에 의한 소음(rattle) 발생을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 4륜 구동 차량에서 변속단 2단 ~ 5단 사이에서 각 기어단별 차속 및 엔진 회전수를 판단하여 저 엔진 회전수 영역에서 발생되는 진동소음(Rattle)을 방지하기 위해 전륜 대비 후륜의 구동력 분배 듀티를 85% : 15%로 설정하여, 후륜측 바퀴에 구동력을 전달함으로써, 파워 트레인의 공진점 부근에서 발생되는 진동을 잡아주어 진동에 의한 소음(rattle) 발생을 방지할 수 있다.

Claims (5)

1. 4륜 구동 차량에서 엔진이 시동되면 차량 주행여부를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 차량이 주행중임이 판단되면 각 변속단 별 차속 및 엔진 회전수 변화를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 각 변속단 별 차속 및 엔진 회전수가 진동 소음 발생 조건이면 전륜 대비 후륜 구동력 전달 듀티를 진동 소음 저감 듀티비로 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 차량의 진동 소음 방지 방법.
2. 제 1항에 있어서, 진동 소음 발생 조건은 변속단이 2단 이고 제1 조건을 만족하거나, 변속단이 3단이고, 제2 조건을 만족하거나, 변속단이 4단이고, 제 3 조건을 만족하거나, 변속단이 5속이고 제 4 조건을 만족하는 조건으로서, 상기 제1 조건은 5Kph < 차속 < 20Kph 및 엔진 회전수 800rpm 이하인 조건이고, 상기 제2 조건은 20Kph < 차속 < 25Kph 및 엔진 회전수 900rpm 이하인 조건이며, 상기 제3 조건은 25Kph < 차속 < 35Kph 및 엔진 회전수 1000rpm 이하인 조건이고, 상기 제4 조건은 35Kph < 차속 < 55Kph 및 엔진 회전수 1100rpm 이하인 조건인 것을 포함하는 4륜 구동 차량의 진동 소음 방지 방법.
3. 제 1항에 있어서, 진동 소음 저감 듀티비는 전류 대비 후륜 구동력 듀티비가 85% : 15% 인 것을 포함하는 4륜 구동 차량의 진동 소음 방지 방법.
4. 제 1항에 있어서, 진동 소음 발생 조건을 만족하지 않으며, 각각의 바퀴 휠 속도를 비교하는 단계와;

   상기 단계에서 각각의 바퀴 휠 속도가 1/2 회전수 이상 차이가 발생됨이 판단되면 4바퀴 각각을 듀티 제어하는 단계를 포함하는 4륜 구동 차량의 진동 소음 방지 방법.
5. 제 4항에 있어서, 각각의 바퀴 휠 속도 차가 1/2 회전수 이하임이 판단되면, 스로틀 밸브 개도 변화를 비교하여, 상기 스로틀 밸브 개도 변화에 따른 스로틀 개도 변화량이 제1 설정 기준 값 이상으로 상기 스로틀 밸브 출력 전압이 제2 설정 값 이상이면, 전류 대비 후륜의 구동력 전달 듀티비를 50% : 50%로 출력하는 것을 더 포함하는 4륜 구동 차량의 진동 소음 방지방법.