KR20050009320A - Radiator and its control method for decreasing the vibration of a vehicle during the state of idle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 엔진 아이들시의 진동저감을 위한 라디에이터 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 엔진 아이들 시, 라디에이터의 댐퍼성능의 한계, 라디에이터 마운팅 부시의 경화에 의한 댐퍼성능의 상실로 인해 발생하는 차체 진동을 저감시키기 위하여 라디에이터팬 작동 시, 라디에이터팬의 불평형질량 수단을 이용하여, 라디에이터의 진동위상이 라디에이터를 지지하는 하부 지지멤버의 진동위상과 180도의 위상차를 이뤄 서로 상쇄되도록 제어함으로써, 엔진 아이들상태에서 차체 진동을 저감시킬 수 있는 라디에이터 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a radiator for reducing vibration during engine idle and a control method thereof, and more particularly, due to the limitation of the damper performance of the radiator during the engine idle, and the loss of damper performance due to hardening of the radiator mounting bush. When the radiator fan is operated in order to reduce the body vibration generated, by using the unbalanced mass means of the radiator fan, the vibration phase of the radiator is controlled to be offset by the phase difference of 180 degrees with the vibration phase of the lower support member supporting the radiator. The present invention relates to a radiator and a control method thereof capable of reducing body vibration in an engine idle state.
일반적으로, 엔진을 냉각하여 과열을 방지하고 또한 저온으로 유지하는 장치를 냉각장치(Cooling System)라 한다.Generally, a device that cools an engine to prevent overheating and keeps it at a low temperature is called a cooling system.
엔진의 실린더 내의 온도는 2000℃ 이상에 달하지만 이 열의 상당량이 실린더, 실린더 헤드, 피스톤 등에 흡수되며, 이들 부분의 온도가 과도하게 상승하면실린더에 변형을 일으키거나 실린더 벽의 유막이 파괴되어 윤활불량이 발생하게 되어 심할때는 엔진을 손상시키게 된다.Although the temperature inside the cylinder of the engine reaches more than 2000 ° C, a significant amount of this heat is absorbed by the cylinder, cylinder head, piston, etc., and if the temperature of these parts rises excessively, the cylinder may be deformed or the oil film on the cylinder wall may be destroyed, resulting in poor lubrication. This can cause serious damage to the engine.
반대로 너무 냉각되면 연소에 의해 생긴열 중에서 냉각으로 상실되는 양이 많아져 엔진의 열효율을 저하시켜 연료소비를 증대시킨다. 또한, 실린더 중에서 가솔린의 무화가 불충분한 혼합기가 공급되기 때문에 가솔린에 의해 엔진 오일을 묽게 만드는 원인이 되며 실린더의 마모를 촉진시키는 원인이 된다.On the contrary, if the cooling is too much, the amount of heat lost due to combustion is increased by cooling, thereby lowering the thermal efficiency of the engine and increasing fuel consumption. In addition, since an inadequate mixture of gasoline in the cylinder is supplied, it causes the engine oil to be diluted by the gasoline, and promotes wear of the cylinder.
따라서, 냉각장치는 엔진의 필수구성요소이며, 냉각방식은 외기를 이용하여 엔진의 외부를 직접 냉각하는 공랭식과, 냉각수를 엔진 내부로 순환시켜 냉각하는 수냉식, 그리고 이들을 겸용으로 사용하고 있는 것들로 구분된다.Therefore, the cooling device is an essential component of the engine, and the cooling method is classified into an air-cooling type that directly cools the outside of the engine by using outside air, a water cooling type that cools the water by circulating the coolant inside the engine, and uses them in combination do.
상기한 수냉식 냉각장치는 일반적으로 실린더와 연소실을 둘러싸는 워터 재킷과, 물을 실린더 내로 압송 순환시키는 워터 펌프와, 온도가 높은 냉각수의 열을 외기에 전달하는 냉각하는 라디에이터와, 상기 라디에이터의 후방에 설치되어 라디에이터를 공냉시키는 라디에이터팬과, 시동직후에 냉각수를 빨리 적정온도로 올리기 위해 온도에 따라 냉각수의 순환 경로를 변환시키는 서모스탯 등으로 구성되어 있다.The water-cooled chiller generally includes a water jacket surrounding a cylinder and a combustion chamber, a water pump for pumping and circulating water into the cylinder, a radiator for cooling the heat of high temperature cooling water to the outside, and a rear of the radiator. It is composed of a radiator fan installed to air-cool the radiator, and a thermostat for converting the circulation path of the coolant according to the temperature in order to raise the coolant to a proper temperature immediately after starting.
이러한 상기 수냉식 냉각장치는 워터 펌프에 의해 냉각수를 실린더 블록과 실린더 헤드의 워터 재킷으로 보내고 더워진 냉각수는 라디에이터로 끌어들여 방열하며 냉각되어 재순환된다.The water-cooled cooling device sends the coolant to the water jacket of the cylinder block and the cylinder head by a water pump, and the warmed coolant is drawn to the radiator to radiate heat, cooled, and recycled.
이경우, 상기 라디에이터에서 열교환이 효율적으로 이루어지도록 라디에이터는 큰 방열면적을 갖도록 코어구조를 갖고 있으며, 워터 펌프를 매개로 V벨트에 의해 연결되어 팬이 구동되는 타입과, 워터 펌프와 팬을 별도로 만들어 팬이 전동모터로 구동되는 타입이 있다.In this case, the radiator has a core structure to have a large heat dissipation area, so that the heat exchange in the radiator efficiently, the fan is connected by a V belt through a water pump to drive the fan, and the fan is made separately from the water pump and the fan There is a type driven by this electric motor.
후자의 라디에이터의 일예는 도 4에 도시된 바와같이 라디에이터(100) 후방에 라디에이터팬(110) 및 팬모터(미도시)가 배치되어 있고, 상기 라디에이터(100)를 지지하는 상하부 지지멤버(120,130)와, 그 상하부 지지멤버(120,130)에 결합되어 냉각수 호스→라디에이터→차체로 전달되는 진동을 저감시키는 마운팅 부시(140)로 구성되어 있다.An example of the latter radiator is a radiator fan 110 and a fan motor (not shown) are arranged behind the radiator 100 as shown in FIG. 4, and upper and lower support members 120 and 130 supporting the radiator 100. And a mounting bush 140 coupled to the upper and lower support members 120 and 130 to reduce vibrations transmitted from the coolant hose to the radiator to the vehicle body.
한편, 이와 같은 라디에이터(100)는 냉각수의 방열 냉각 기능 이외에 상기 탄성을 갖는 마운팅 부시(140)를 통하여 차체 진동저감 및 부밍(booming)저감을 위한 수동형 댐퍼로서도 사용되고 있다.On the other hand, the radiator 100 is also used as a passive damper for reducing the vibration of the vehicle body and booming through the mounting bush 140 having the elasticity in addition to the heat radiating cooling function of the cooling water.
물론, 상기 마운팅 부시(140)에 의한 라디에이터(100)는 엔진 아이들 시에 그 라디에이터(100)의 강체모드 주파수 설정을 통해 차체에서 수동형 댐퍼 역할을 수행하고 있다.Of course, the radiator 100 by the mounting bush 140 serves as a passive damper in the vehicle body by setting the rigid body mode frequency of the radiator 100 during engine idle.
그런데 종래에 있어서는 엔진 아이들 시, 라디에이터(100)의 수동형 댐퍼 역할에 의한 차체 진동저감량은 라디에이터(100) 질량, 마운팅 부시(140)의 동특성, 하부 지지멤버(130)의 강성 등에 의해 일정수준 이상 커질 수 없으며, 마운팅 부시(140)의 엔진룸 내 고온 경화 등에 의해 동특성 변경이 변화될 경우, 엔진 아이들 시, 차체 진동이 커지게 되는 문제점이 있다.However, in the related art, when the engine is idle, the vibration reduction of the vehicle body due to the passive damper role of the radiator 100 may increase by a certain level or more due to the mass of the radiator 100, the dynamic characteristics of the mounting bush 140, the rigidity of the lower support member 130, and the like. If there is a change in dynamic characteristics due to high temperature hardening in the engine room of the mounting bush 140, there is a problem that the body vibration is increased when the engine is idle.
또한, 상기 라디에이터팬(110)이 작동할 경우, 라디에이터팬(110)의 작동주파수에서 라디에이터(100)는 더 이상 차체의 댐퍼로서 영향을 미치지 아니하고, 오히려 라디에이터팬(110)의 회전에 의한 새로운 가진력이 차체로 전달되는 전달계로서 영향을 미치게 되어 차체 진동이 커지게 되는 문제점이 있다.In addition, when the radiator fan 110 operates, the radiator 100 at the operating frequency of the radiator fan 110 no longer affects the damper of the vehicle body, but rather a new excitation force due to the rotation of the radiator fan 110. There is a problem in that it affects as a transmission system delivered to the vehicle body and the vehicle body vibration is increased.
이에 따라 자동차에 임의의 가진이 발생할 시에 능동적으로 자동차의 진동을 저감시킬 수 있는 능동형 댐퍼의 필요성이 요구된다.Accordingly, there is a need for an active damper capable of actively reducing vibration of a vehicle when any excitation occurs in the vehicle.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 라디에이터팬에 구비되는 불평형질량 수단을 이용하여 아이들상태에서 라디에이터의 진동위상이 하부 지지멤버의 진동위상과 정반대가 되어 상쇄간섭이 일어날 수 있도록 함으로써, 상기 라디에이터를 능동형 댐퍼로 활용하여 아이들 전영역에 걸쳐서, 차체 진동을 저감시켜 밸런스를 유지할 수 있도록 하는 엔진 아이들시의 진동저감을 위한 라디에이터 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is invented to solve the above problems, the offset phase of the vibration of the radiator becomes the opposite of the vibration of the lower support member in the idle state by using an unbalanced mass means provided in the radiator fan It is an object of the present invention to provide a radiator for reducing vibration during engine idling and a control method thereof so that the radiator can be used as an active damper to reduce vehicle body vibration and maintain balance over the entire idle area.
도 1은 본 발명에 따른 라디에이터를 나타내는 개략도,1 is a schematic view showing a radiator according to the present invention,
도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 불평형질량 수단을 갖는 라디에이터팬의 작동상태를 나타내는 작동도,2a and 2b is an operation diagram showing an operating state of a radiator fan having an unbalanced mass means according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 엔진 아이들시의 진동저감을 위한 라디에이터의 제어방법을 나타내는 순서도,3 is a flowchart showing a control method of a radiator for vibration reduction during engine idle according to the present invention;
도 4는 종래의 라디에이터를 나타내는 개략도이다.4 is a schematic view showing a conventional radiator.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 라디에이터 20 : 라디에이터팬10: radiator 20: radiator fan
20a : 팬블레이드 20b : 팬코어20a: Fanblade 20b: Fancore
21 : 상부 지지멤버 22 : 하부 지지멤버21: upper support member 22: lower support member
23 : 제1가속도계 24 : 제2가속도계23: first accelerometer 24: second accelerometer
30 : 불평형질량 수단 31 : 가이드홈30: unbalanced mass means 31: guide groove
32 : 지지링크 33 : 불평형질량부32: support link 33: unbalanced mass part
34 : 구동부 34a : 전자석34 drive unit 34a electromagnet
34b : 자성체 34c : 복원스프링34b: magnetic material 34c: restoring spring
34d : 스토퍼 34e : 챔버34d: stopper 34e: chamber
40 : 제어유닛 50 : 냉각수온센서40: control unit 50: cooling water temperature sensor
이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the features of the present invention for achieving the above object are as follows.
본 발명에 따른 엔진 아이들시의 진동저감을 위한 라디에이터는 아이들상태에서 라디에이터팬(20)의 회전작동 시, 그 라디에이터팬(20)에 불평형성을 주기위한 불평형질량 수단(30)과;Radiator for reducing vibration during engine idle according to the present invention comprises an unbalanced mass means (30) for giving an unbalance to the radiator fan 20 during the rotation operation of the radiator fan 20 in the idle state;
라디에이터(10)의 진동 및 하부 지지멤버(22)의 진동을 측정하여 그 측정된진동값을 제어유닛(40)으로 전달하는 제1 및 제2가속도계(23,24)와;First and second accelerometers 23 and 24 measuring vibrations of the radiator 10 and vibrations of the lower support member 22 and transmitting the measured vibration values to the control unit 40;
상기 라디에이터(10)의 진동위상이 하부 지지멤버(22)의 진동위상과 180도의 위상차를 이뤄 서로 상쇄될 수 있도록 제어하는 제어유닛(40)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a control unit 40 for controlling the vibration phase of the radiator 10 to be offset to each other by a phase difference of 180 degrees with the vibration phase of the lower support member 22.
특히, 상기 불평형질량 수단(30)은 팬코어(20b)의 중심축을 지나서 수평방향으로 길게 형성되고 상기 팬코어(20b)의 가이드홈(31)을 통해 이동가능한 지지링크(32)와;In particular, the unbalanced mass means 30 includes a support link 32 which is elongated in the horizontal direction beyond the central axis of the fan core 20b and movable through the guide groove 31 of the fan core 20b;
상기 지지링크(32)의 양단에 형성된 불평형질량부(33)와;An unbalanced mass portion 33 formed at both ends of the support link 32;
상기 불평형질량부(33)가 아이들상태에서 라디에이터팬(20) 회전작동 시에 불평형성을 유지할 수 있도록 하기 위한 구동부(34)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The unbalanced mass portion 33 is characterized in that it comprises a drive unit 34 for maintaining the unbalance during the rotation operation of the radiator fan 20 in the idle state.
상기 구동부(34)는 상기 팬코어(20b) 내의 일정한 형태의 챔버(34e)에서, 그 챔버(34e) 내의 일측에 장착되며 전원이 인가되어 자화되는 전자석(34a)과;The driving unit 34 is an electromagnet 34a mounted on one side of the chamber 34e in a predetermined shape of the chamber 34e in the fan core 20b and magnetized by applying power;
상기 지지링크(32)와 일체로 연결되어 자화된 전자석(34a)에 의해 챔버(34e) 내를 지지링크(32)와 함께 슬라이드 이동하는 자성체(34b)와;A magnetic body 34b which is integrally connected to the support link 32 and slides together with the support link 32 in the chamber 34e by the magnetized electromagnet 34a;
상기 전자석(34a)이 위치한 반대쪽에 설치되어 상기 자성체(34b)를 원상태로 복원시키는 복원스프링(34c)과;A restoring spring 34c installed on the opposite side of the electromagnet 34a to restore the magnetic body 34b to its original state;
상기 복원스프링(34c)에 의해 복원된 자성체(34b)가 제자리를 유지할 수 있도록 하는 스토퍼(34d)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a stopper (34d) for maintaining the magnetic body (34b) restored by the restoring spring (34c) in place.
한편, 상기와 같이 구성된 엔진 아이들시의 진동저감을 위한 라디에이터의제어방법은 정상주행상태에서, 냉각수온도를 제어유닛(40)의 제1설정온도와 비교하여 그 비교 온도값이 냉각수온도 ≥제1설정온도이면, 라디에이터팬(20)의 전자석(34a) 전원을 오프(off)시킨 상태에서 팬모터를 고속으로 회전작동시키는 제1단계와;On the other hand, in the control method of the radiator for vibration reduction when the engine is configured as described above, in the normal running state, the cooling water temperature is compared with the first set temperature of the control unit 40, the comparison temperature value is coolant temperature ≥ first A first step of rotating the fan motor at a high speed in a state where the electromagnet 34a of the radiator fan 20 is turned off when the set temperature is set;
냉각수온도 ＜ 제1설정온도이면, 제2설정온도와 비교하여 그 비교 온도값이 냉각수온도 ＜ 제2설정온도이면, 라디에이터팬(20)의 전자석(34a) 전원을 오프시키는 동시에 팬모터의 작동을 중지시키는 제2단계와;If the coolant temperature <first set temperature, the comparison temperature value is compared with the second set temperature, and if the comparison temperature value is the coolant temperature <second set temperature, the electromagnet 34a of the radiator fan 20 is turned off and the fan motor is operated. Stopping the second step;
냉각수온도 ≥제2설정온도이면, 엔진의 아이들상태여부를 판단하고, 아이들상태가 아닐 경우, 라디에이터팬(20)의 전자석(34a) 전원을 오프시킨 상태에서 팬모터를 저속으로 회전작동시키는 제3단계와;If the coolant temperature is ≥ the second set temperature, it is determined whether the engine is in an idle state, and if it is not, the third motor rotates the fan motor at a low speed while the electromagnet 34a of the radiator fan 20 is turned off. Steps;
아이들상태일 경우, 라디에이터팬(20)의 전자석(34a) 전원을 온(on)시킨 상태에서 팬모터를 저속으로 회전작동시키는 제4단계와;A fourth step of rotating the fan motor at a low speed in a state where the electromagnet 34a of the radiator fan 20 is turned on in the idle state;
상기 제4단계에서, 라디에이터(10)의 진동위상을 감지하는 제1가속도계(23) 및 하부 지지멤버(22)의 진동위상을 감지하는 제2가속도계(24)의 입력신호를 인가받아 FFT신호처리를 하고, 상기 제1 및 제2가속도계(23,24)의 주파수 데이터를 기준으로 엔진의 주 가진주파수 데이터와 비교하여 그 주파수 데이터의 진동위상이 역위상(-180도)을 갖는지를 판정하는 제5단계와;In the fourth step, the FFT signal processing by receiving the input signal of the first accelerometer 23 for detecting the vibration phase of the radiator 10 and the second accelerometer 24 for detecting the vibration phase of the lower support member 22 And comparing with the main excitation frequency data of the engine based on the frequency data of the first and second accelerometers 23 and 24 to determine whether the vibration phase of the frequency data has an antiphase (-180 degrees). Step 5;
상기 제5단계에서, 진동위상이 역위상이면 라디에이터팬(20)의 회전작동을 현상태로 유지하고, 상기 진동위상이 역위상이 아니면 상기 제1 및 제2가속도계(23,24)의 주파수 데이터의 진동위상이 역위상이 되도록 팬모터를 제어하는 제6단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.In the fifth step, if the vibration phase is reversed phase, the rotation operation of the radiator fan 20 is maintained in the present state, and if the vibration phase is not reversed phase, the frequency data of the first and second accelerometers 23 and 24 And a sixth step of controlling the fan motor such that the vibration phase is reversed.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the present invention with reference to the accompanying drawings in detail.
도 1은 본 발명에 따른 라디에이터를 나타내는 개략도이고, 도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 불평형질량 수단을 갖는 라디에이터팬의 작동상태를 나타내는 작동도이며, 도 3은 본 발명에 따른 엔진 아이들시의 진동저감을 위한 라디에이터의 제어방법을 나타내는 순서도이다.1 is a schematic diagram showing a radiator according to the present invention, Figures 2a and 2b is an operation diagram showing an operating state of a radiator fan having an unbalanced mass means according to the present invention, Figure 3 is an engine idle time It is a flowchart which shows the control method of a radiator for vibration reduction.
본 발명은 라디에이터팬(20)에 구비되는 불평형질량 수단(30)을 이용하여 아이들상태에서 라디에이터(10)의 진동위상이 하부 지지멤버(22)의 진동위상과 정반대가 되어 상쇄간섭이 일어날 수 있도록 함으로써, 상기 라디에이터(10)를 능동형 댐퍼로 활용하여 아이들 전영역에 걸쳐서, 차체 진동을 저감시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention uses the unbalanced mass means 30 provided in the radiator fan 20 so that the vibration phase of the radiator 10 in the idle state is opposite to the vibration phase of the lower support member 22 so that offset interference can occur. By using the radiator 10 as an active damper, it is possible to reduce the vehicle body vibration over the entire idle area.
이를 실현하기 위하여, 본 발명의 장치는 기존의 라디에이터에 있어서, 아이들상태에서 라디에이터팬(20)의 회전작동 시, 상기 라디에이터팬(20)에 불평형성을 주기위한 불평형질량(unbalance mass) 수단(30)과, 라디에이터(10)의 진동 및 엔진의 주 가진주파수가 전달되는 하부 지지멤버(22)의 진동을 측정하여 그 측정된 진동값을 제어유닛(40)으로 전달하는 제1 및 제2가속도계(23,24)와, 상기 라디에이터(10)의 진동위상이 하부 지지멤버(22)의 진동위상과 180도의 위상차를 이뤄 서로 상쇄될 수 있도록 제어하는 제어유닛(40)을 포함하여 구성되어 있다.In order to realize this, the apparatus of the present invention, in the existing radiator, unbalance mass means (30) for imparting unbalance to the radiator fan (20) during rotation operation of the radiator fan (20) in the idle state. And first and second accelerometers for measuring vibration of the radiator 10 and vibration of the lower support member 22 to which the main excitation frequency of the engine is transmitted and transmitting the measured vibration value to the control unit 40. 23 and 24, and a control unit 40 for controlling the vibration phase of the radiator 10 to be offset by the phase difference of 180 degrees with the vibration phase of the lower support member 22.
특히, 팬블레이드(20a) 및 팬코어(20b)로 이루어진 라디에이터팬에 있어서,상기 불평형질량 수단(30)은, 상기 팬코어(20b) 내에 장착되어 함께 회전작동하고, 원심력 방향으로 이동하여 라디에이터팬(20)이 회전작동하는데 있어 가변적인 불평형성을 주게 되는 바, 팬코어(20b)의 중심축을 지나서 수평방향으로 길게 형성되고 상기 팬코어(20b)의 가이드홈(31)을 통해 이동가능한 지지링크(32)와, 상기 지지링크(32)의 양단에 형성된 불평형질량부(33)와, 상기 불평형질량부(33)가 아이들상태에서 라디에이터팬(20) 회전작동 시에 불평형성을 유지할 수 있도록 하기 위한 구동부(34)가 형성되어 있다.In particular, in a radiator fan composed of a fan blade 20a and a fan core 20b, the unbalanced mass means 30 is mounted in the fan core 20b to rotate together, move in a centrifugal force direction, and move to a radiator fan. The bar 20 gives variable unbalance in rotational operation. The support link is formed to extend horizontally past the central axis of the fan core 20b and is movable through the guide groove 31 of the fan core 20b. (32), the unbalanced mass portion 33 formed at both ends of the support link 32, and the unbalanced mass portion 33 to maintain the unbalance during the rotation operation of the radiator fan 20 in the idle state The driving unit 34 is formed.
여기서, 상기 구동부(34)는 상기 팬코어(20b) 내의 일정한 형태의 챔버(34e)에서, 그 챔버(34e) 내의 일측에 장착되며 자동차의 배터리 전원이 인가되어 자화되는 전자석(34a)과, 상기 지지링크(32)와 일체로 연결되어 자화된 전자석(34a)에 의해 챔버(34e) 내를 지지링크(32)와 함께 슬라이드 이동하는 자성체(34b)와, 상기 전자석(34a)이 위치한 반대쪽에 설치되어 상기 자성체(34b)를 원상태로 복원시키는 복원스프링(34c)과, 상기 복원스프링(34c)에 의해 복원된 자성체(34b)가 제자리를 유지할 수 있도록 하는 스토퍼(34d)로 구성되어 있다.Here, the driving unit 34 is an electromagnet 34a mounted on one side of the chamber 34e in a certain shape of the chamber 34e in the fan core 20b and magnetized by being supplied with a battery power of an automobile, and Magnetic body 34b which is integrally connected to the support link 32 and slides together with the support link 32 in the chamber 34e by the magnetized electromagnet 34a, and is installed on the opposite side where the electromagnet 34a is located. And a restoring spring 34c for restoring the magnetic body 34b to its original state, and a stopper 34d for restoring the magnetic body 34b restored by the restoring spring 34c.
이와 같이 구성된 불평형질량 수단(30)은 라디에이터팬(20)의 회전작동에 의해 함께 회전작동하게 되는 바, 엔진의 정지상태 및 정상주행상태에서는 상기 불평형질량 수단(30)의 전자석(34a)에 배터리의 전원이 인가되지 않도록 하여 불평형질량 수단(30)을 원상태인 평형상태로 유지하여 라디에이터(10)의 강체모드 주파수 설정을 유지토록 하며, 아이들상태에서는 상기 불평형질량 수단(30)의 전자석(34a)에 배터리의 전원을 인가시켜 상기 자성체(34b)가 불평형질량부(33)를 갖는 지지링크(32)와 함께 일측으로 편심되도록 하여 라디에이터팬(20)의 회전작동 시, 불평형성을 줄 수 있도록 되어 있다.The unbalanced mass means 30 configured as described above is operated to rotate together by the rotation operation of the radiator fan 20. In the stationary state of the engine and the normal running state, the unbalanced mass means 30 has a battery in the electromagnet 34a of the unbalanced mass means 30. The unbalanced mass means (30a) of the unbalanced mass means (30) is maintained by maintaining the unbalanced mass means (30) in the original equilibrium state so as to maintain the rigid mode frequency setting of the radiator (10). The magnetic material 34b is eccentric to one side with the support link 32 having the unbalanced mass portion 33 by applying the power of the battery to the unbalanced part when the radiator fan 20 is rotated. have.
상기와 같이 불평형성을 갖는 라디에이터팬(20)은 엔진이 아이들상태와 정상주행상태일 때, 엔진의 회전속도가 서로 다르며, 이러한 회전속도의 차는 냉각수온센서(50)의 감지신호에 따라 로직을 수행하는 제어유닛(40)에 설정되어 아이들상태와 정상주행상태여부를 판정할 수 있도록 되어 있다.The radiator fan 20 having an imbalance as described above has different rotation speeds of the engine when the engine is in the idle state and the normal running state, and the difference in the rotation speeds depends on the detection signal of the coolant temperature sensor 50. It is set in the control unit 40 to perform it is possible to determine whether the idle state and the normal running state.
이때, 상기 라디에이터팬(20)을 회전시키는 동력발생 수단과, 상기 전자석(34a)에 전원을 인가시키는 수단은 동일하며, 그 수단은 배터리 전원에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.At this time, the power generating means for rotating the radiator fan 20 and the means for applying power to the electromagnet 34a is the same, the means is preferably made of a battery power source.
한편, 미설명부호 21은 상부 지지멤버를 나타낸다.Meanwhile, reference numeral 21 denotes an upper support member.
이하, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 엔진 아이들시의 진동저감을 위한 라디에이터의 작동을 도 4에 도시된 순서도를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the radiator for vibration reduction during engine idle according to a preferred embodiment of the present invention having the above configuration will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. 4.
정상주행상태에서, 냉각수온센서(50)에서 감지한 냉각수온도를 기(旣) 설정된 기준온도값을 갖는 제어유닛(40)의 제1설정온도와 비교하여 그 비교 온도값이 냉각수온도 ≥제1설정온도이면, 제어유닛(40)이 라디에이터팬(20)의 전자석 전원을 오프(off)시킨 상태에서 팬모터(미도시)를 고속으로 회전작동시키게 된다.In the normal running state, the coolant temperature detected by the coolant temperature sensor 50 is compared with the first set temperature of the control unit 40 having the preset reference temperature value, and the comparison temperature value is equal to the coolant temperature ≥ first. If the set temperature, the control unit 40 rotates the fan motor (not shown) at high speed while the electromagnet power of the radiator fan 20 is turned off.
반대로, 상기 비교 온도값이 냉각수온도 ＜ 제1설정온도이면, 냉각수온도를 제1설정온도보다 낮은 기 설정된 기준온도값을 갖는 제2설정온도와 비교하는 바, 상기 비교 온도값이 냉각수온도 ＜ 제2설정온도이면, 제어유닛(40)이 자동차의 정지상태인 것으로 파악하도록 설정되어 있으며, 따라서 라디에이터팬(20)의 전자석 전원을 오프시키는 동시에 팬모터의 작동을 중지시킨다.On the contrary, if the comparison temperature value is the coolant temperature <first set temperature, the coolant temperature is compared with a second set temperature having a preset reference temperature value lower than the first set temperature. If the set temperature is 2, the control unit 40 is set so as to grasp that the vehicle is in a stopped state. Therefore, the electromagnet power of the radiator fan 20 is turned off and the operation of the fan motor is stopped.
한편, 상기 비교 온도값이 냉각수온도 ≥제2설정온도이면, 엔진의 아이들상태여부를 판단하고, 이때 아이들상태가 아닐 경우, 라디에이터팬(20)의 전자석 전원을 오프시킨 상태에서 팬모터를 저속으로 회전작동시킨다.On the other hand, if the comparison temperature value is the coolant temperature ≥ the second set temperature, it is determined whether the engine is in the idle state, and if it is not the idle state, the fan motor at a low speed while the electromagnet power of the radiator fan 20 is turned off Rotate it.
아이들상태일 경우, 라디에이터팬(20)의 전자석 전원을 온(on)시킨상태에서 팬모터를 저속으로 회전작동시킨다.In the idle state, the fan motor is rotated at a low speed while the electromagnet power source of the radiator fan 20 is turned on.
상기와 같이, 라디에이터팬(20)이 저속으로 회전작동하고 있는 상태에서, 제어유닛(40)은 라디에이터(10)의 진동위상을 감지하는 제1가속도계(23) 및 하부 지지멤버(22)의 진동위상을 감지하는 제2가속도계(24)의 입력신호를 인가받고 FFT(Fast Fourier Transform)를 통하여 실시간 데이터를 주파수 데이터로 변환하여, 제1 및 제2가속도계(23,24)의 주파수 데이터를 기준으로 엔진의 주 가진주파수 데이터와 비교하여 그 주파수 데이터의 진동위상이 역위상(-180도)을 갖는지를 판정하게 된다.As described above, in the state in which the radiator fan 20 rotates at a low speed, the control unit 40 vibrates the first accelerometer 23 and the lower support member 22 for detecting the vibration phase of the radiator 10. The input signal of the second accelerometer 24 for detecting a phase is applied and the real time data is converted into frequency data through a fast fourier transform (FFT), and based on the frequency data of the first and second accelerometers 23 and 24. Compared with the main excitation frequency data of the engine, it is determined whether the vibration phase of the frequency data has an antiphase (-180 degrees).
이때, 상기 진동위상이 역위상이면 라디에이터팬(20)의 회전을 현상태로 유지하여 차체 진동을 상쇄시키고, 상기 진동위상이 역위상이 아니면 제어유닛(40)이 제1 및 제2가속도계(23,24)의 주파수 데이터의 진동위상이 역위상이 되도록 팬모터를 제어하여 상기와 같은 역위상상태가 연속되도록 제어한다.At this time, if the vibration phase is the reverse phase, the rotation of the radiator fan 20 is maintained in the current state to cancel the vehicle body vibration, and if the vibration phase is not the reverse phase, the control unit 40 is the first and second accelerometers 23, The fan motor is controlled so that the oscillation phase of the frequency data of 24) becomes the out phase so as to control the inverse phase state as described above.
엔진이 계속 아이들상태로 작동중이라면 상기와 같은 제어유닛(40)의 로직이 연속적으로 반복되도록 하여, 상기 라디에이터(10)는 엔진의 주 가진주파수에 따른자동차의 진동을 상쇄시키는 댐핑특성을 갖게 된다.If the engine continues to operate in the idle state, the logic of the control unit 40 as described above is repeated continuously, the radiator 10 has a damping characteristic that cancels the vibration of the vehicle according to the main frequency of the engine .
즉, 상기 라디에이터(10)는 엔진회전수에 따라 그 진동주파수에서 아이들 전 영역에 걸쳐서 자동차의 주 가진주파수를 상쇄시키는 댐핑특성을 갖게 제어되므로 아이들 전영역에 걸쳐 자동차의 진동을 감쇄시킬 수 있게 되는 것이다.That is, since the radiator 10 is controlled to have a damping characteristic that cancels the main frequency of the vehicle over the entire idle region at the vibration frequency according to the engine speed, the radiator 10 can attenuate the vibration of the vehicle over the idle region. will be.
따라서, 본 발명에 따른 라디에이터(10)는 엔진의 주 가진주파수에서의 위상이 서로 반대가 되어 상쇄간섭이 일어나게 되므로 그 주 가진주파수를 상쇄시킬 수 있는 값으로 가변되어 엔진 아이들상태에서 차체 진동을 감쇄시킬 수 있는 방향으로 댐핑특성을 나타내는 댐퍼역할을 하는 것이다.Accordingly, the radiator 10 according to the present invention has a phase at the main excitation frequency of the engine is opposite to each other and the offset interference occurs, so that the radiator 10 is changed to a value that can cancel the main excitation frequency to attenuate the body vibration in the engine idle state It acts as a damper that exhibits damping characteristics in a possible direction.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 엔진 아이들시의 진동저감을 위한 라디에이터 및 그 제어방법은 라디에이터팬의 불평형질량 수단을 이용하여 라디에이터를 능동형 댐퍼로 활용함으로써, 아이들 전 영역에 걸쳐서 진동을 감쇄시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the radiator for reducing vibration during engine idle and the control method according to the present invention can reduce the vibration over the entire idle area by utilizing the radiator as an active damper using the unbalanced mass means of the radiator fan. It has an effect.
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