KR20080024884A - Multi mode type torsion damper system - Google Patents

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Abstract

A multi mode torsion damper system is provided to control vibrations of various frequency bands by controlling stiffness variably between inner and outer masses by a spring. A multi mode torsion damper system comprises a torsion damper(10), outer and inner mass actuators(21a,21b,21c,21d), a spring(26), an engine rpm sensor, a vibration sensor, a hydraulic pressure supplying part, and an ECU(Electronic Control Unit). The torsion damper is formed with paths(13) along the circumference thereof. The outer and inner mass actuators are fixed at the outer and inner masses respectively. The spring, installed between the outer and inner mass actuators, adjusts the stiffness by controlling the length by operation of each actuator. The hydraulic pressure supplying part supplies oil through oil lines(24,25). The ECU outputs a control signal based on signals of the engine rpm sensor and the vibration sensor, controls the operation of the actuator by controlling the hydraulic pressure supplied to each actuator, controls the length of the spring, and adjusts the stiffness.

Description

멀티모드형 토션 댐퍼 장치{Multi mode type torsion damper system}Multi mode type torsion damper system

도 1은 플라이 휠에 일체 장착되는 통상의 토션 댐퍼를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing a conventional torsion damper integrally mounted to a flywheel;

도 2는 본 발명에 따른 멀티모드형 토션 댐퍼를 도시한 단면도, 2 is a cross-sectional view showing a multi-mode torsion damper according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 멀티모드형 토션 댐퍼의 진동모드가 변경되는 상태의 단면도, 3 is a cross-sectional view of a state in which the vibration mode of the multi-mode torsion damper according to the present invention is changed,

도 4는 본 발명에 따른 멀티모드형 토션 댐퍼에서 액츄에이터와 스프링의 연결상태를 도시한 개략도,Figure 4 is a schematic diagram showing a connection state of the actuator and the spring in the multi-mode torsion damper according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 멀티모드형 토션 댐퍼 장치의 전체 구성도, 5 is an overall configuration diagram of a multi-mode torsion damper device according to the present invention,

도 6은 본 발명에 따른 멀티모드형 토션 댐퍼 장치에서 유압공급부에 의해 각 액츄에이터로 유압이 공급되는 경로를 예시한 단면도, 6 is a cross-sectional view illustrating a path in which the hydraulic pressure is supplied to each actuator by the hydraulic supply unit in the multi-mode torsion damper device according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 토션 댐퍼 장치의 작동과정을 도시한 순서도,7 is a flow chart showing the operation of the torsion damper device according to the present invention,

도 8과 도 9는 본 발명에 따른 작용효과를 보여주는 시험 결과도.8 and 9 is a test result showing the working effect according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 댐퍼 11 : 외부질량체10 damper 11 external mass

11a : 홈 11b : 고정턱11a: groove 11b: fixed jaw

12 : 내부질량체 12a : 홈12: internal mass 12a: groove

12b : 고정턱 12c : 슬롯12b: fixed jaw 12c: slot

13 : 통로 21a, 21c : 외부질량 액츄에이터13: passage 21a, 21c: external mass actuator

21b, 21d : 내부질량 액츄에이터 22 : 실린더21b, 21d: Internal mass actuator 22: Cylinder

23 : 피스톤 24, 25 : 오일라인23: piston 24, 25: oil line

26 : 스프링 31 : 엔진 회전수 센서26: spring 31: engine speed sensor

32 : 진동센서 33 : ECU32: vibration sensor 33: ECU

35 : 유압공급부35: hydraulic supply unit

본 발명은 멀티모드형 토션 댐퍼 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 토션 댐퍼에 스티프니스를 조정하기 위한 액츄에이터 및 스프링을 설치하여, 차량 주행시에 ECU가 엔진 회전수 및 진동상태에 따라 상기 액츄에이터에 공급되는 유압을 맵 데이터를 이용해 제어하여 액츄에이터의 작동을 상황에 따른 최적 상태로 제어하고, 결국 스티프니스 및 토션 댐퍼의 진동모드를 요구되는 최적 모드로 실시간 제어할 수 있게 구성됨으로써, 보다 효율적이고 최적의 진동제어가 가능해지며, 특히 외부질량체와 내부질량체 사이에서 스티프니스를 다양하게 조절하여 여러 주파수 대역의 진동을 제어할 수 있는 다양한 모드로의 작동이 가능한 토션 댐퍼 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-mode torsion damper device, and more particularly, an actuator and a spring for adjusting stiffness are installed in the torsion damper, so that the ECU is supplied to the actuator according to the engine speed and vibration state when the vehicle is driven. By controlling the hydraulic pressure using map data, it is possible to control the operation of the actuator to the optimum state according to the situation, and finally to control the vibration mode of the stiffness and torsion damper in the required mode in real time, thereby providing more efficient and optimal vibration control. In particular, the present invention relates to a torsion damper device capable of operating in various modes that can control vibrations of various frequency bands by varying stiffness between the outer mass and the inner mass.

일반적으로 엔진의 크랭크계에 있어서 발생하는 진동은 굽힘진동, 인장-압축진동, 비틀림 진동이 주로 발생한다.In general, vibration generated in the crank system of the engine is mainly caused by bending vibration, tensile-compression vibration, and torsional vibration.

특히, 크랭크 샤프트에는 주기적인 회전력이 작용하므로 비틀림 진동이 발생하며, 이러한 비틀림 진동은 각 실린더의 크랭크 샤프트의 회전력이 클수록, 크랭크 샤프트의 길이가 길수록 또는 강성이 작을수록 커진다.In particular, the crankshaft generates a torsional vibration because a periodic rotational force is applied, and the torsional vibration increases as the rotational force of the crankshaft of each cylinder increases, the longer the length of the crankshaft, or the smaller the rigidity.

상기 비틀림 진동은 크랭크 샤프트가 어느 회전수가 되면 샤프트 자체의 고유 진동과 공진을 일으키고, 특히 격심한 진동을 일으키게 되면 승차감을 저하시킬 뿐만 아니라 타이밍 기어나 크랭크 샤프트를 파손시키는 원인이 된다.The torsional vibration causes the crankshaft to rotate at any number of revolutions, causing natural vibrations and resonances of the shaft itself, and in particular, severe vibrations not only reduce the riding comfort but also damage the timing gear and the crankshaft.

그리고, 상기 비틀림 진동은 여러 차수(order)의 성분이 함께 나타나며, 크랭크 샤프트의 위치에 따라 진폭이 상이하여 베어링 및 엔진 출력과 많은 연관을 갖고 있다.In addition, the torsional vibration appears in the order of the components (order), and the amplitude is different depending on the position of the crankshaft has a lot of association with the bearing and the engine output.

이러한 비틀림 진동의 감쇄는 일반적으로 플라이 휠을 이용하여 0.5차 진동(엔진 RPM의 반정도 되는 것을 주파수 영역으로 했을 때 발생하는 진동)을 감쇄하지만, 크랭크계의 고차 비틀림 진동은 플라이 휠의 질량 효과로 인해 감쇄가 곤란하다. This attenuation of the torsional vibration generally attenuates the 0.5th order vibration (vibration generated when the frequency range is about half of the engine RPM) using the flywheel, but the higher order torsional vibration of the crank system is due to the mass effect of the flywheel. It is difficult to attenuate.

이 때문에 최근에는 플라이 휠에 일체 장착되는 토션 댐퍼로서 도 1에 도시한 바와 같은 토셔널 바이브레이션 댐퍼(Torsional Vibration Damper,TVD)라고 하는 비틀림 진동 감쇄 장치가 형성된 댐퍼 풀리를 크랭크 샤프트에 조립시켜 설치하고 있다.For this reason, a damper pulley in which a torsional vibration damper (TVD) such as a torsional vibration damper (TVD) as shown in FIG. .

상기 토셔널 바이브레이션 댐퍼(1)는 크랭크 샤프트의 한쪽 끝에 장착되는 허브(2)와 링(매스체)(4) 사이에 특수 고무재인 고무링(댐퍼)(3)을 개재시켜 일체화시킨 것으로, 상기 고무링(3)의 스티프니스(stiffness)를 이용한 동적흡진(dynamic damaping effect)을 통해 크랭크 샤프트에서 발생한 진동을 감쇄한다.The torsional vibration damper 1 is integrated between a hub 2 mounted on one end of the crankshaft and a ring (mass body) 4 via a rubber ring (damper) 3 made of a special rubber material. Vibration generated in the crankshaft is attenuated through the dynamic damaping effect using the stiffness of the rubber ring 3.

예를 들면, 크랭크 샤프트가 일정한 회전속도를 유지하고 있을 때 링은 크랭크 샤프트와 일체로 회전하지만, 크랭크 샤프트가 비틀림 진동(회전방향에 대해 정 또는 부의 큰 가속도)을 발생시켰을 때도 링(4)은 관성력에 의해 그대로 일정한 회전속도를 유지하려 하기 때문에, 중간에 개재된 고무링(3)이 변형하여 이것에 의해 감쇄 작용을 하게 되는 것이다.For example, the ring 4 rotates integrally with the crankshaft when the crankshaft is maintained at a constant rotational speed, but the ring 4 does not change even when the crankshaft generates a torsional vibration (positive or negative large acceleration in the direction of rotation). Since the inertia force is to maintain a constant rotational speed as it is, the rubber ring 3 interposed in the middle is deformed and thereby attenuate.

한편, 상기한 댐퍼로는 싱글 모드(single mode), 싱글 매스(single mass), 듀얼 모드(dual mode), 듀얼 매스(dual mass) 댐퍼가 주로 사용되고 있다.On the other hand, as the damper, a single mode, a single mass, a single mode, a dual mode, and a dual mass damper are mainly used.

그러나, 종래의 기술에서 싱글 매스, 싱글 모드 댐퍼는 구조가 간단하지만 일부 대역의 진동 차수를 제어하지 못하는 진동 특성을 보이며, 듀얼 매스, 듀얼 모드는 구조가 복잡하고 중량이 무겁다.However, in the prior art, the single mass, single mode damper is simple in structure but exhibits vibration characteristics that do not control the vibration order of some bands, and the dual mass and dual modes are complicated in structure and heavy in weight.

이에 따라 구조가 간단하면서도 여러 주파수 대역의 진동 차수를 제어할 수 있는 다양한 모드로의 작동이 가능한 댐퍼 기구의 개발이 절실한 실정이다.Accordingly, there is an urgent need to develop a damper mechanism that is simple in structure and capable of operating in various modes capable of controlling vibration orders of various frequency bands.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명한 한 것으로서, 토션 댐퍼에 스티프니스를 조정하기 위한 액츄에이터 및 스프링을 설치하여, 차량 주행시에 ECU가 엔진 회전수 및 진동상태에 따라 상기 액츄에이터에 공급되는 유압을 맵 데이터를 이용해 제어하여 액츄에이터의 작동을 상황에 따른 최적 상태로 제어하고, 결국 스티프니스 및 토션 댐퍼의 진동모드를 요구되는 최적 모드로 실시간 제어할 수 있게 구성됨으로써, 보다 효율적이고 최적의 진동제어가 가능해지며, 특히 외부질량체와 내부질량체 사이에서 스티프니스를 다양하게 조절하여 여러 주파수 대역의 진동을 제어할 수 있는 다양한 모드로의 작동이 가능한 토션 댐퍼 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been invented in view of the above, and is provided with an actuator and a spring for adjusting the stiffness in the torsion damper, so that the ECU is supplied to the actuator according to the engine speed and vibration state when the vehicle is running. By controlling the hydraulic pressure using map data, it is possible to control the operation of the actuator to the optimum state according to the situation, and finally to control the vibration mode of the stiffness and torsion damper in the required mode in real time, thereby providing more efficient and optimal vibration control. In particular, it is an object of the present invention to provide a torsional damper device that can be operated in various modes capable of controlling vibrations of various frequency bands by varying stiffness variously between an external mass and an internal mass.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 외부질량체와 내부질량체가 독립적으로 분리 구성되어 있고, 상기 외부질량체와 내부질량체 사이에 상호 접합면의 원주를 따라 통로가 형성된 토션 댐퍼와; 유압 작동식 액츄에이터로서, 상기 통로 내에서 각각 외부질량체에 고정되게 설치되는 외부질량 액츄에이터 및 내부질량체에 고정되게 설치되는 내부질량 액츄에이터와; 상기 통로를 따라 설치되되, 외부질량 액츄에이터와 내부질량 액츄에이터 사이에 설치되어 각 액츄에이터 작동에 의해 길이가 조정됨으로써 스티프니스가 조정되는 스프링과; 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 센서와; 엔진에 설치되는 진동센서와; 상기 각 액츄에이터를 작동시키기 위한 작동오일을 오일라인을 통해 공급하는 유압공급부와; 상기 엔진 회전수 센서와 진동센서의 신호를 토대로 상기 유압공급부의 작동을 제어하기 위한 제어신호를 출력함으로써, 상기 각 액츄에이터에 공급되는 유압을 제어하여 상기 액츄에이터의 작동 제어, 상기 스프링의 길이 조정 및 그에 따른 스티프니스의 조정이 이루어지도록 하는 ECU;를 포함하는 멀티모드형 토션 댐퍼 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a torsional damper comprising: an outer mass and an inner mass separated from each other; and a passage is formed along the circumference of the mutual joint surface between the outer mass and the inner mass; An hydraulically operated actuator comprising: an external mass actuator fixed to an external mass and an internal mass actuator fixed to an internal mass in the passage; A spring installed along the passage, the spring being installed between the external mass actuator and the internal mass actuator, the stiffness being adjusted by adjusting the length by operation of each actuator; An engine speed sensor for detecting an engine speed; A vibration sensor installed in the engine; A hydraulic supply unit supplying an operation oil for operating the respective actuators through an oil line; By outputting a control signal for controlling the operation of the hydraulic pressure supply unit based on the signals of the engine speed sensor and the vibration sensor, by controlling the hydraulic pressure supplied to each actuator to control the operation of the actuator, the length adjustment of the spring and It provides a multi-mode torsion damper device comprising a; ECU to be adjusted according to the stiffness.

여기서, 상기 각 액츄에이터는 상기 오일라인을 통해 실린더 내부에 작동오일이 공급/배출됨에 따라서 실린더 양단의 피스톤이 전후진 동작하여 돌출/삽입작동하는 구성으로 되어 있고, 상기 외부질량 액츄에이터 및 내부질량 액츄에이터의 피스톤 사이에 상기 스프링이 장착됨으로써 상기 피스톤의 전후진 동작에 따라 스프링의 길이 조정이 이루어질 수 있게 된 것을 특징으로 한다.Here, each of the actuator is configured to protrude / insert the piston of both ends of the cylinder as the operating oil is supplied / discharged into the cylinder through the oil line, and the external mass actuator and the internal mass actuator Since the spring is mounted between the piston, it is possible to adjust the length of the spring according to the forward and backward motion of the piston.

특히, 상기 외부질량 액츄에이터는 외부질량체의 통로 내측면에 돌출되게 형성한 두 고정턱 사이에 실린더가 끼워져서 고정되고, 상기 내부질량 액츄에이터는 내부질량체의 통로 내측면에 돌출되게 형성한 두 고정턱 사이에 실린더가 끼워져서 고정되는 것을 특징으로 한다.Particularly, the external mass actuator is fixed by inserting a cylinder between two fixed jaws formed to protrude on the inner surface of the passage of the external mass, and the internal mass actuator is formed between two fixed jaws protruding on the inner surface of the passage of the internal mass. It is characterized in that the cylinder is fixed to the fitting.

또한 상기 액츄에이터가 내부질량체와 외부질량체가 형성하는 통로 내에서 90°간격으로 총 4개가 설치되고, 이때 두 외부질량 액츄에이터가 180°간격으로, 두 내부질량 액츄에이터가 180°간격으로 각각 설치되며, 외부질량 액츄에이터와 내부질량 액츄에이터 사이에 설치되는 4개의 스프링을 포함하는 것 특징으로 한다.In addition, a total of four actuators are installed at intervals of 90 ° in a passage formed by an inner mass and an outer mass, and two outer mass actuators are disposed at 180 ° intervals, and two inner mass actuators are disposed at 180 ° intervals, respectively. It characterized in that it comprises four springs installed between the mass actuator and the internal mass actuator.

또한 상기 오일공급부에서 댐퍼 중앙부로 오일라인이 연결되고, 상기 댐퍼 중앙부의 오일라인으로부터 분기되어 상기 내부질량체를 통과하는 각 오일라인이 오일 공급을 위해 상기 각 액츄에이터로 연결되며, 상기 외부질량 액츄에이터로 연결된 오일라인은 내부질량체에 형성된 슬롯을 통과하여 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, an oil line is connected from the oil supply part to a damper center part, and each oil line branched from the oil line part of the damper center part and passing through the inner mass is connected to each actuator for oil supply, and connected to the external mass actuator. The oil line is characterized in that connected through the slot formed in the inner mass.

또한 상기 ECU는 엔진 회전수 센서와 진동센서의 신호를 입력받아 현재의 엔진 회전수 대역에 대한 진동수 및 진동위상을 미리 저장된 맵 데이터와 비교하여 액츄에이터 상태에 따른 현재의 토션 댐퍼의 진동모드가 안전한지 또는 부적절한지를 판단하고, 부적절함을 판단한 경우 최적 모드를 연산하여 연산 결과에 따라 유압공급부에 의해 공급되는 유압을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.In addition, the ECU receives signals from the engine speed sensor and the vibration sensor and compares the frequency and vibration phase of the current engine speed band with previously stored map data to determine whether the vibration mode of the current torsion damper according to the actuator state is safe. Or, it is determined whether it is inappropriate, and if it is determined that the inappropriate mode is characterized by outputting a control signal for controlling the hydraulic pressure supplied by the hydraulic supply unit in accordance with the calculation result.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 멀티모드형 토션 댐퍼를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 멀티모드형 토션 댐퍼의 진동모드가 변경되는 상태의 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 멀티모드형 토션 댐퍼에서 액츄에이터와 스프링의 연결상태를 도시한 개략도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a multi-mode torsion damper according to the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view of a state in which the vibration mode of the multi-mode torsion damper according to the present invention is changed, and FIG. 4 is according to the present invention. Schematic diagram showing the connection between the actuator and the spring in the multi-mode torsion damper.

또한 첨부한 도 5는 본 발명에 따른 멀티모드형 토션 댐퍼 장치의 전체 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 멀티모드형 토션 댐퍼 장치에서 유압공급부에 의해 각 액츄에이터로 유압이 공급되는 경로를 예시한 단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 토션 댐퍼 장치의 작동과정을 도시한 순서도이다.In addition, Figure 5 is an overall configuration of the multi-mode torsion damper device according to the present invention, Figure 6 illustrates a path in which the hydraulic pressure is supplied to each actuator by the hydraulic supply unit in the multi-mode torsion damper device according to the present invention 7 is a cross-sectional view, and is a flowchart illustrating an operation process of a torsion damper device according to the present invention.

우선, 도 2와 도 3에는 플라이 휠에 일체 장착되는 토션 댐퍼를 일 예로 하여 그 내부구조가 도시되어 있으며, 이는 본 발명의 토션 댐퍼에서 도 1의 선 'A-A' 방향과 같은 방향으로 취한 단면도이다.First, FIGS. 2 and 3 illustrate an internal structure of the torsion damper integrally mounted to the flywheel as an example, which is a cross-sectional view taken in the same direction as the line 'AA' of FIG. 1 in the torsion damper of the present invention. .

도시한 바와 같이, 본 발명의 토션 댐퍼 장치는 크랭크계 및 회전계의 비틀 림 진동을 저감하기 위한 장치로서, 토션 댐퍼(10)를 포함하며, 이 토션 댐퍼(10)는 외부질량체(11)인 링(매스체)과 내부질량체(12)인 허브의 기본 구성은 동일하나, 허브와 링 사이에 개재되는 종래의 고무링 대신에 복수개의 유압 액츄에이터(21a~21d)와 스프링(26)이 설치되어 구성된다.As shown, the torsion damper device of the present invention is a device for reducing the torsional vibration of the crank system and the rotation system, which includes a torsion damper 10, the torsion damper 10 is a ring which is an external mass 11 The basic configuration of the hub, which is the mass body and the internal mass 12, is the same, but instead of the conventional rubber ring interposed between the hub and the ring, a plurality of hydraulic actuators 21a to 21d and a spring 26 are installed. do.

상기 외부질량체(11)인 링과 내부질량체(12)인 허브는 윤활에 의해 독립적으로 분리 구성되어 있고, 상기 외부질량체(11)와 내부질량체(12)의 상호 접합면(외부질량체의 경우에는 내주면, 내부질량체의 경우에는 외주면이 됨)에는 각각 원주 전 둘레를 따라 홈(11a,12a)이 형성되어, 상기 두 접합면의 홈(11a,12a)에 의해 외부질량체(11)와 내부질량체(12) 사이에는 내부질량체(12)의 주연을 따라서 밀폐된 긴 통로(양측의 홈이 조합되어 형성됨)(13)가 형성된다.The ring that is the outer mass 11 and the hub that is the inner mass 12 are separated and constituted independently by lubrication, and the joint surface between the outer mass 11 and the inner mass 12 (in the case of the outer mass, the inner peripheral surface) Grooves 11a and 12a are formed along the circumference of the circumference, respectively, and the external mass 11 and the internal mass 12 are formed by the grooves 11a and 12a of the two joint surfaces. ) Is formed along the periphery of the inner mass 12, an enclosed long passage (combined grooves on both sides) 13 is formed.

그리고, 상기 통로(13) 내에는 외부질량체(링)(11)에 고정 결합된 외부질량 액츄에이터(21a,21c)와 내부질량체(허브)(12)에 고정 결합된 내부질량 액츄에이터(21b,21d)가 설치되며, 여기서 상기 각 액츄에이터(21a~21d)로는 실린더(22) 내부에 작동오일이 공급/배출됨에 따라서 피스톤(23)이 실린더 양단에서 전후진 동작하여 돌출/삽입작동하는 유압 작동식 액츄에이터가 사용된다.In the passage 13, the external mass actuators 21a and 21c fixedly coupled to the external mass (ring) 11 and the internal mass actuators 21b and 21d fixedly coupled to the internal mass (hub) 12. Wherein each of the actuator (21a ~ 21d) as the operating oil is supplied to / discharged into the cylinder 22, the piston 23 is a hydraulic actuating actuator to protrude / insert operation by moving forward and backward at both ends of the cylinder Used.

상기 외부질량 액츄에이터(21a,21c)와 내부질량 액츄에이터(21b,21d)는 각각 복수개가 설치되며, 이때 각 외부질량 액츄에이터(21a,21c)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 외부질량체(링)(11)의 홈(통로)(11a) 내측면에 돌출되게 형성한 두 고정턱(11b) 사이에 실린더가 끼워져서, 상기 실린더가 두 고정턱(11b) 사이에서 움직이지 않고 고정되는 구조로 되어 있다.A plurality of external mass actuators 21a and 21c and a plurality of internal mass actuators 21b and 21d are respectively provided, and each external mass actuator 21a and 21c is an external mass (ring) as shown in FIGS. 1 and 2. The cylinder is sandwiched between two fixing jaws (11b) formed to protrude on the inner surface of the groove (path) (11a) of the 11, so that the cylinder is fixed without moving between the two fixing jaws (11b) It is.

그리고, 각 내부질량 액츄에이터(21b,21d)는 내부질량체(허브)(12)의 홈(통로)(12a) 내측면에 돌출되게 형성한 두 고정턱(12b) 사이에 실린더가 끼워져서, 상기 실린더가 두 고정턱(12b) 사이에서 움직이지 않고 고정되는 구조로 되어 있다.Each of the internal mass actuators 21b and 21d is fitted with a cylinder between two fixing jaws 12b formed so as to protrude into the inner surface of the groove (path) 12a of the internal mass (hub) 12. Is fixed without moving between the two fixing jaw (12b).

도시한 실시예를 참조하면, 액츄에이터(21a~21d)가 내부질량체(12)와 외부질량체(11)가 형성하는 통로(!3) 내에서 90°간격으로 총 4개가 설치되고 있고, 이때 두 외부질량 액츄에이터(21a,21c)가 180°간격으로, 두 내부질량 액츄에이터(21b,21d)가 180°간격으로 각각 설치된다.Referring to the illustrated embodiment, a total of four actuators 21a to 21d are provided at intervals of 90 ° in a passage (! 3) formed by the inner mass 12 and the outer mass 11, and the two outer The mass actuators 21a and 21c are provided at intervals of 180 degrees, and the two internal mass actuators 21b and 21d are disposed at intervals of 180 degrees.

이때, 내부질량 액츄에이터(21b,21d)의 양 옆으로 두 외부질량 액츄에이터(21a,21c)가 배치되는 형태가 되는데, 내부질량 액츄에이터(21b,21d)와 외부질량 액츄에이터(21a,21c) 사이에는 각각 스프링(26)이 통로(13)를 따라 장착되며, 스프링(26)은 총 4개가 장착된다.At this time, two external mass actuators 21a and 21c are disposed on both sides of the internal mass actuators 21b and 21d, and between the internal mass actuators 21b and 21d and the external mass actuators 21a and 21c, respectively. A spring 26 is mounted along the passage 13, and a total of four springs 26 are mounted.

한편, 상기 액츄에이터(21a~21d)의 실린더(22) 내부로 유압을 형성하는 오일이 출입할 수 있도록 후술하는 바의 오일공급부(35)로부터 상기 각 액츄에이터의 실린더(22)로는 오일라인(24,25)이 연결 설치된다. On the other hand, the oil line (24) from the oil supply section 35 to the cylinder 22 of each actuator to be described later so that the oil forming the hydraulic pressure into the cylinder 22 of the actuator (21a ~ 21d) can enter and exit 25) is installed connected.

즉, 도 2와 도 3, 도 6에 나타낸 바와 같이, 오일공급부(35)에서 공급되는 오일은 상기 오일공급부에서 크랭크 샤프트(5)를 통해 댐퍼(10) 중앙부로 연결된 오일라인을 따라 공급되고, 이렇게 공급된 오일이 댐퍼 중앙부의 오일라인으로부터 분기되어 내부질량체(12)를 통과하는 각 오일라인(24,25)을 따라 각 액츄에이터(21a~21d)의 실린더(22)로 공급되도록 되어 있는 것이다.That is, as shown in Figures 2, 3, 6, the oil supplied from the oil supply unit 35 is supplied along the oil line connected to the center of the damper 10 through the crank shaft 5 in the oil supply unit, The oil supplied in this way is branched from the oil line at the center of the damper to be supplied to the cylinders 22 of the actuators 21a to 21d along the oil lines 24 and 25 passing through the internal mass 12.

도면부호 12c는 내부질량체(12)에서 오일라인(24)이 통과하는 슬롯을 나타내 는 것으로, 내부질량체(12)가 회전진동을 하는 동안 상기 슬롯(12c)을 통과하여 외부질량 액츄에이터(21a,21c)로 연결된 오일라인(24)이 상기 슬롯(12) 내에서 슬롯을 따라 유동될 수 있게 되어 있다.Reference numeral 12c denotes a slot through which the oil line 24 passes through the internal mass 12. The internal mass 12 passes through the slot 12c while the internal mass 12 rotates, and the external mass actuators 21a and 21c. The oil line 24 connected by) is allowed to flow along the slot in the slot 12.

한편, 본 발명에 따른 토션 댐퍼 장치에서는 차량 주행 중에 상기와 같은 액츄에이터(21a~21d)를 이용해 스프링(26)의 길이를 엔진 회전수 대역별로 제어하여 스티프니스를 변화(고유진동수를 변화)시켜 토션 댐퍼(10)로 하여금 비틀림 진동을 효율적으로 감쇄시키도록 되어 있다. On the other hand, in the torsion damper device according to the present invention by using the actuator (21a ~ 21d) as described above while controlling the length of the spring 26 for each engine speed band by changing the stiffness (change the natural frequency) torsion damper (10) is designed to effectively attenuate torsional vibration.

따라서, 상기 액츄에이터(21a~21d)를 상황에 따라 제어하면서 동작시켜 토션 댐퍼(10)의 진동모드를 최적 모드로 실시간 변경하기 위한 구성요소들을 포함하는 바, 우선 엔진의 회전수를 검출하기 위한 엔진 회전수 센서(31)를 포함한다.Therefore, the actuators 21a to 21d are operated while controlling according to the situation, so that the components for changing the vibration mode of the torsion damper 10 to the optimum mode in real time, the engine for detecting the rotational speed of the engine first And a rotation speed sensor 31.

상기 엔진 회전수 센서(31)로는 기존 장착된 크랭크 포지션 센서(Crank Position Sensor;CPS)의 이용이 가능하다.The engine speed sensor 31 may use a conventionally mounted crank position sensor (CPS).

그리고, 본 발명은 엔진에 설치되는 진동센서(32)를 포함하는 바, 이는 엔진 내부에서 진동의 발생이 가장 많은 곳, 예컨대 실린더 헤드 등의 엔진 일측에 설치되는 가속도센서로 실시 가능하다.In addition, the present invention includes a vibration sensor 32 installed in the engine bar, which can be implemented as an acceleration sensor installed at one side of the engine, such as a cylinder head, where vibration is most generated inside the engine.

그리고, 본 발명은 상기 각 액츄에이터(21a~21d)를 작동시키기 위한 오일을 오일라인(24,25)을 통해 공급하는 유압공급부(35)를 포함하는 바, 이 유압공급부(35)는 유압을 생성하여 공급하는 장치로서, 차량에 기존 장착되는 브레이크/클러치 시스템의 배력장치가 될 수 있으며, 예컨대 ABS 시스템의 유압장치가 될 수 있다.In addition, the present invention includes a hydraulic supply unit 35 for supplying oil for operating the respective actuators 21a to 21d through the oil lines 24 and 25, and the hydraulic supply unit 35 generates hydraulic pressure. As a device for supplying the power supply, it may be a power booster of a brake / clutch system that is conventionally mounted on a vehicle, and may be, for example, a hydraulic system of an ABS system.

한편, 상기 엔진 회전수 센서(31)와 진동센서(32)의 신호를 토대로 상기 유압공급부(35)를 구동 제어하여 상기 각 액츄에이터(21a~21d)에 공급되는 유압을 제어하는 전자제어유닛(이하, ECU라 함)(33)을 포함한다.On the other hand, the electronic control unit for controlling the hydraulic pressure supplied to each of the actuators (21a to 21d) by controlling the driving of the hydraulic supply unit 35 based on the signals of the engine speed sensor 31 and the vibration sensor 32 (hereinafter referred to as 33).

도 7에 나타낸 바와 같이, ECU(33)는 엔진 회전수 센서(31)와 진동센서(32)의 신호를 입력받아 현재의 엔진 회전수 대역에 대한 진동수 및 진동위상을 미리 저장된 맵 데이터와 비교하여 액츄에이터 상태에 따른 현재의 토션 댐퍼(10)의 진동모드가 안전한지 또는 부적절한지를 판단하고, 부적절함을 판단한 경우 최적 모드를 연산하여 연산 결과에 따라 유압공급부(배력장치)(35)에 의해 공급되는 유압을 제어하기 위한 제어신호를 출력한다.As shown in FIG. 7, the ECU 33 receives signals from the engine speed sensor 31 and the vibration sensor 32 to compare the frequency and vibration phase of the current engine speed band with previously stored map data. It is determined whether the vibration mode of the current torsion damper 10 according to the actuator state is safe or inappropriate, and if it is determined to be inappropriate, the optimum mode is calculated and supplied by the hydraulic supply unit (power supply device) 35 according to the calculation result. Outputs a control signal for controlling oil pressure.

이와 같이 출력되는 제어신호에 따라 유압공급부(35)의 작동이 제어되면서 각 액츄에이터(21a~21d)에 공급되는 유압의 제어가 이루어지며, 결국 각 액츄에이터가 제어된 유압에 따라 작동하게 된다.As the operation of the hydraulic supply unit 35 is controlled according to the control signal output as described above, the control of the hydraulic pressure supplied to each of the actuators 21a to 21d is made, and each actuator is operated according to the controlled hydraulic pressure.

물론, 상기 ECU(33)에는 선행 해석 및 시험을 통하여 얻어진 데이터들이 맵 데이터 형태로 미리 저장되어 있어야 하며, 엔진 회전수 대역에 대한 최적의 진동수 및 진동위상 데이터가 얻어져 저장된다. Of course, the data obtained through the preceding analysis and test should be stored in advance in the form of map data in the ECU 33, and the optimum frequency and vibration phase data for the engine speed band are obtained and stored.

본 발명의 토션 댐퍼(10)에서 각 액츄에이터(21a~21d)가 제어된 유압에 따라 작동하여 각 피스톤(23)의 위치가 변화하게 되면 스프링(26)의 길이가 변경되면서 스티프니스(스프링 강성) k값이 조절될 수 있게 되며, 결국 토션 댐퍼(10)의 진동모드가 조정될 수 있게 된다.In the torsion damper 10 of the present invention, each actuator 21a to 21d operates according to the controlled hydraulic pressure so that the position of each piston 23 is changed while the length of the spring 26 is changed, and the stiffness (spring stiffness) k The value can be adjusted, and thus the vibration mode of the torsion damper 10 can be adjusted.

즉, 도 4에 나타낸 바와 같이, 외부질량체(11)에 고정된 각 외부질량 액츄에 이터(21a,21c)와 내부질량체(12)에 고정된 각 내부질량 액츄에이터(21b,21d) 사이에 각각 스프링(26)이 연결되어 있으므로, 양측의 액츄에이터에서 피스톤(23)의 위치가 변경되면 스프링(26)의 길이가 증가 또는 축소될 수 있는 바, 결국 액츄에이터(21a~21d)에 공급되는 유압 제어 및 액츄에이터의 작동이 엔진 회전수 및 진동상태에 따라 적절히 제어되면, 피스톤(23)의 위치가 적절히 제어되면서 스프링(26)의 길이가 조정되고, 또한 스프링(26)의 스티프니스가 요구되는 최적의 상태로 조정되면서, 결국 토션 댐퍼(10)는 최적의 진동모드로 작동이 가능해진다.That is, as shown in FIG. 4, a spring is provided between each of the external mass actuators 21a and 21c fixed to the external mass 11 and each of the internal mass actuators 21b and 21d fixed to the internal mass 12. Since the 26 is connected, the length of the spring 26 can be increased or shortened when the position of the piston 23 is changed in the actuators on both sides, and thus the hydraulic control and actuator supplied to the actuators 21a to 21d. If the operation of the engine is properly controlled according to the engine speed and vibration state, the length of the spring 26 is adjusted while the position of the piston 23 is properly controlled, and also the optimum state where the stiffness of the spring 26 is required. As a result, the torsion damper 10 can be operated in an optimal vibration mode.

액츄에이터(21a~21d)의 작동 제어에 따른 스프링 스티프니스의 제어에 있어서, 양측 액츄에이터(21a~21d)의 피스톤(23)이 이전 상태에 비해 돌출작동하여 스프링(26)의 길이가 축소되면 스티프니스가 커지며, 피스톤이 이전 상태에 비해 삽입작동하여 스프링의 길이가 증가하면 스티프니스는 감소하게 된다.In the control of the spring stiffness according to the operation control of the actuators 21a to 21d, when the piston 23 of both actuators 21a to 21d protrudes compared to the previous state and the length of the spring 26 is reduced, the stiffness is increased. Therefore, the stiffness decreases when the length of the spring is increased by inserting the piston compared to the previous state.

결국, 본 발명의 토션 댐퍼 장치에서는 차량 주행시에 ECU가 엔진 회전수 및 진동상태에 따라 액츄에이터에 공급되는 유압을 맵 데이터를 이용하여 제어하여 액츄에이터의 작동을 상황에 따른 최적 상태로 제어하고, 결국 스티프니스를 제어하여 토션 댐퍼의 진동모드를 요구되는 최적 모드로 실시간 제어할 수 있게 됨으로써, 보다 효율적이고 최적의 진동제어가 가능해지게 된다. As a result, in the torsion damper device of the present invention, the ECU controls the hydraulic pressure supplied to the actuator according to the engine rotation speed and vibration state by using map data to control the operation of the actuator to an optimal state according to the situation, and eventually stiffness. By controlling the real-time control of the vibration mode of the torsion damper to the required optimal mode, more efficient and optimal vibration control is possible.

한편, 첨부한 도 8과 도 9는 본 발명에 따른 작용효과를 보여주는 시험 결과도로서, 먼저 도 8을 참조하면 비틀림 진동 해석 결과 엔진 회전수(PRM) 대역별 피크를 지능 제어로 회피 가능함을 알 수 있다. Meanwhile, FIG. 8 and FIG. 9 are test result diagrams showing the effect of the present invention. Referring to FIG. 8, it is understood that the torsional vibration analysis result can be avoided by intelligent control of the peak of the engine speed (PRM) band. Can be.

또한 도 9를 참조하면 본 발명의 댐퍼를 장착하지 않을 경우 Rated RPM 영역 내에서 4.5차, 5.0차, 7.0차, 8.0차 성분이 설계 기준인 0.15°를 만족하지 못하며, 특히 4.5차 성분은 5300RPM에서 0.434°로 최대값을 가짐을 알 수 있다. 9, the 4.5th, 5.0th, 7.0th, and 8.0th components do not satisfy the design criteria of 0.15 ° in the Rated RPM region when the damper of the present invention is not installed. Particularly, the 4.5th component is 5300 RPM. It can be seen that it has a maximum value of 0.434 °.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 차량 주행시에 ECU가 엔진 회전수 및 진동상태에 따라 액츄에이터에 공급되는 유압을 맵 데이터를 이용하여 제어하여 액츄에이터의 작동을 상황에 따른 최적 상태로 제어하고, 결국 스티프니스를 제어하여 토션 댐퍼의 진동모드를 요구되는 최적 모드로 실시간 제어할 수 있게 됨으로써, 보다 효율적이고 최적의 진동제어가 가능해지며, 특히 상기한 본 발명의 토션 댐퍼는 외부질량체와 내부질량체 사이에서 스티프니스를 다양하게 조절할 수가 있는 바, 여러 주파수 대역의 진동을 제어할 수 있는 다양한 모드로의 작동이 가능하다.As described above, according to the present invention, the ECU controls the hydraulic pressure supplied to the actuator according to the engine speed and vibration state by using the map data to control the operation of the actuator to the optimum state according to the situation, As a result, by controlling the stiffness and real-time control of the vibration mode of the torsion damper to the required optimum mode, more efficient and optimal vibration control is possible. In particular, the torsion damper of the present invention is provided between the external mass and the internal mass. The stiffness can be adjusted in various ways, allowing operation in various modes to control vibrations of various frequency bands.

Claims (6)

외부질량체와 내부질량체가 독립적으로 분리 구성되어 있고, 상기 외부질량체와 내부질량체 사이에 상호 접합면의 원주를 따라 통로가 형성된 토션 댐퍼와; A torsion damper in which an outer mass and an inner mass are separated from each other, and a passage is formed between the outer mass and the inner mass along the circumference of the mutual joint surface; 유압 작동식 액츄에이터로서, 상기 통로 내에서 각각 외부질량체에 고정되게 설치되는 외부질량 액츄에이터 및 내부질량체에 고정되게 설치되는 내부질량 액츄에이터와;An hydraulically operated actuator comprising: an external mass actuator fixed to an external mass and an internal mass actuator fixed to an internal mass in the passage; 상기 통로를 따라 설치되되, 외부질량 액츄에이터와 내부질량 액츄에이터 사이에 설치되어 각 액츄에이터 작동에 의해 길이가 조정됨으로써 스티프니스가 조정되는 스프링과;A spring installed along the passage, the spring being installed between the external mass actuator and the internal mass actuator, the stiffness being adjusted by adjusting the length by operation of each actuator; 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 센서와;An engine speed sensor for detecting an engine speed; 엔진에 설치되는 진동센서와;A vibration sensor installed in the engine; 상기 각 액츄에이터를 작동시키기 위한 작동오일을 오일라인을 통해 공급하는 유압공급부와;A hydraulic supply unit supplying an operation oil for operating the respective actuators through an oil line; 상기 엔진 회전수 센서와 진동센서의 신호를 토대로 상기 유압공급부의 작동을 제어하기 위한 제어신호를 출력함으로써, 상기 각 액츄에이터에 공급되는 유압을 제어하여 상기 액츄에이터의 작동 제어, 상기 스프링의 길이 조정 및 그에 따른 스티프니스의 조정이 이루어지도록 하는 ECU;By outputting a control signal for controlling the operation of the hydraulic pressure supply unit based on the signals of the engine speed sensor and the vibration sensor, by controlling the hydraulic pressure supplied to each actuator to control the operation of the actuator, the length adjustment of the spring and An ECU for adjusting the stiffness accordingly; 를 포함하는 멀티모드형 토션 댐퍼 장치.Multi-mode torsion damper device comprising a. 청구항 1에 있어서, 상기 각 액츄에이터는 상기 오일라인을 통해 실린더 내부에 작동오일이 공급/배출됨에 따라서 실린더 양단의 피스톤이 전후진 동작하여 돌출/삽입작동하는 구성으로 되어 있고, 상기 외부질량 액츄에이터 및 내부질량 액츄에이터의 피스톤 사이에 상기 스프링이 장착됨으로써 상기 피스톤의 전후진 동작에 따라 스프링의 길이 조정이 이루어질 수 있게 된 것을 특징으로 하는 멀티모드형 토션 댐퍼 장치.The actuator of claim 1, wherein each of the actuators has a configuration in which the pistons at both ends of the cylinder move forward and backward to protrude / insert as the operating oil is supplied / extracted into the cylinder through the oil line. Multi-mode torsion damper device, characterized in that the length of the spring can be adjusted according to the forward and backward movement of the piston by mounting the spring between the piston of the mass actuator. 청구항 1에 있어서, 상기 외부질량 액츄에이터는 외부질량체의 통로 내측면에 돌출되게 형성한 두 고정턱 사이에 실린더가 끼워져서 고정되고, 상기 내부질량 액츄에이터는 내부질량체의 통로 내측면에 돌출되게 형성한 두 고정턱 사이에 실린더가 끼워져서 고정되는 것을 특징으로 하는 멀티모드형 토션 댐퍼 장치.The method of claim 1, wherein the outer mass actuator is fixed by the cylinder is sandwiched between the two fixing jaw formed to protrude on the inner surface of the passage of the outer mass, the inner mass actuator is formed to protrude on the inner surface of the passage of the inner mass Multi-mode type torsion damper device, characterized in that the cylinder is fixed between the fixing jaw. 청구항 1에 있어서, 상기 액츄에이터가 내부질량체와 외부질량체가 형성하는 통로 내에서 90°간격으로 총 4개가 설치되고, 이때 두 외부질량 액츄에이터가 180°간격으로, 두 내부질량 액츄에이터가 180°간격으로 각각 설치되며, 외부질량 액츄에이터와 내부질량 액츄에이터 사이에 설치되는 4개의 스프링을 포함하는 것 특징으로 하는 멀티모드형 토션 댐퍼 장치.The method of claim 1, wherein a total of four actuators are installed at intervals of 90 ° in a passage formed by the inner mass and the outer mass, and two outer mass actuators are disposed at 180 ° intervals, and the two inner mass actuators are disposed at 180 ° intervals, respectively. And four springs disposed between the external mass actuator and the internal mass actuator. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 오일공급부에서 댐퍼 중앙부로 오일라인이 연결되고, 상기 댐퍼 중앙부의 오일라인으로부터 분기되어 상기 내부질량체를 통과하는 각 오일라인이 오일 공급을 위해 상기 각 액츄에이터로 연결되며, 상기 외부질량 액츄에이터로 연결된 오일라인은 내부질량체에 형성된 슬롯을 통과하여 연결되는 것을 특징으로 하는 멀티모드형 토션 댐퍼 장치.An oil line is connected from the oil supply part to the damper center part, and each oil line branched from the oil line part of the damper center part and passing through the inner mass is connected to each actuator for oil supply, and is connected to the external mass actuator. A line is a multi-mode torsion damper device, characterized in that connected through the slot formed in the inner mass. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 ECU는 엔진 회전수 센서와 진동센서의 신호를 입력받아 현재의 엔진 회전수 대역에 대한 진동수 및 진동위상을 미리 저장된 맵 데이터와 비교하여 액츄에이터 상태에 따른 현재의 토션 댐퍼의 진동모드가 안전한지 또는 부적절한지를 판단하고, 부적절함을 판단한 경우 최적 모드를 연산하여 연산 결과에 따라 유압공급부에 의해 공급되는 유압을 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 멀티모드형 토션 댐퍼 장치.The ECU receives the signals of the engine speed sensor and the vibration sensor and compares the frequencies and vibration phases of the current engine speed band with pre-stored map data to determine whether the vibration mode of the current torsion damper according to the actuator state is safe or not. The multi-mode torsion damper device, characterized in that for determining the improper, and if it is determined that the inappropriate mode is calculated by outputting a control signal for controlling the hydraulic pressure supplied by the hydraulic supply unit in accordance with the calculation result.
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