KR20140142930A - 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조 - Google Patents

차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조 Download PDF

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KR20140142930A
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김용진
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량의 능동마운트 제어 구조에 관한 것으로서 보다 상세하게는,
차량의 소음진동을 저감하기 위하여, 엔진과 차체의 사이에 배치된 능동마운트를 통하여 주행조건에 따라 상기 엔진의 주가진력의 위상에 반대되는 위상을 갖는 제어신호를 제공함으로써, 소음진동을 저감하기 위한 목적이 아니라 차량의 주행성능을 향상시키는 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조에 관한 것이다.

Description

차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조 {Structure for Controlling Active Mount of Vehicle}
본 발명은 차량의 능동마운트 제어 구조에 관한 것으로서 보다 상세하게는,
차량의 소음진동을 저감하기 위하여, 엔진과 차체의 사이에 배치된 능동마운트를 통하여 주행조건에 따라 상기 엔진의 주가진력의 위상에 반대되는 위상을 갖는 제어신호를 제공함으로써, 소음진동을 저감하기 위한 목적이 아니라 차량의 주행성능을 향상시키는 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 엔진은 구동과 동시에 엔진의 진동에 의한 가진력이 생성된다. 상기 엔진으로부터 발생된 상기 가진력은 차체로 전달되어 소음진동을 발생시켜 운전자의 안락감을 저감시키는 문제가 있었다. 따라서, 차체에 전달되는 가진신호를 최소화하는 기술의 개발이 요구되었다.
차체에 전달되는 가진신호를 최소화하기 위한 기술로서, 차량의 엔진과 차체를 연결하는 마운트를 이용하여 상기 엔진에서 발생되어 차체로 전달되는 가진신호를 저감하도록 이루어진 능동형 마운트가 개발되어 공지되어 있다.
도 1은 미국 특허 제 US 7510061 B2호 MR FLUID HYDRAULIC MOUNT, 즉, 자기유변유체를 이용하여 파워트레인 거동을 제어하는 공지의 반능동 마운트를 도시한다.
상기 자기유변유체(MRF, Magneto-rheological Fluid)는 합성 탄화수소 액체에 자성을 갖는 부드러운 입자가 혼합된 현탁액으로서, OFF상태에서는 자화된 입자들이 불규칙하게 분산되어 통상적인 유체(일반적인 하이드로 마운트 내부의 유체)와 같은 유동적인 거동을 보이는 반면, ON상태, 즉, 자기장이 가해지면 섬유모양의 구조로 입자들이 배열되어 그 특성이 변화된다(전단응력 = 점성 x 전단율 + 항복전단응력). 이때, 항복전단응력은 가해지는 자기장에 비례하고, 자기장의 세기는 코일에 흐르는 전류의 크기에 비례한다.
따라서, 상기 자기유변유체를 이용한 반능동 마운트는 마운트의 내부에 상기와 같은 특성을 가진 자기유변유체를 주입하고, 상기 자기유변유체에 자기장을 가하여 상기 유체의 전단응력을 변화시킴으로써, 마운트의 동강성과 감쇄특성을 실시간으로 가변함으로써, 운전조건에 따라 차량의 소음진동 성능을 향상시키거나 주행성능을 향상시키는 구조로 이루어진다.
따라서, 상기와 같은 구성을 통하여 일반 주행시에는 전류 입력신호를 차단하여 마운트의 강성을 하강시킴으로써 진동을 저감하고, 스포티 주행시에는 전류를 입력하여 마운트의 강성을 증대시킴으로써 주행 성능을 향상시킬 수 있도록, 운전조건별로 코일에 가하는 전류를 가변시켜 마운트 동강성 및 감쇄특성을 제어함으로써 진동소음 및 주행성능을 효과적으로 개선하도록 구성된다.
그러나, 상기와 같은 자기유변유체를 이용한 반능동 마운트는 구동기 작동시 설계단계에서 설정된 특성보다 특성을 높일 수는 있으나, 특성을 낮출 수는 없으며 저감하고자 하는 진동 성분(주파수) 선택이 불가하다는 단점이 있었다.
한편, 다른 공지의 능동형 마운트로서, 전동식 구동기를 이용한 능동 마운트가 공지되어 사용되고 있다.
도 2는 공지의 전동식 구동기를 이용한 능동 마운트 중 하나를 도시하고 있다.
상기 전동식 구동기를 이용한 능동 마운트는 영구 자석과 전류를 인가한 코일간의 로렌츠 힘을 이용하여 구동기를 작동하고, 이를 이용하여 디커플러를 상하방향으로 운동시킴으로써, 필요로 하는 구간에서 마운트의 동특성을 낮추어 파워트레인의 진동전달율을 저감하는 양 방향 제어구조를 가진다.
따라서, 상기 구조를 가지는 능동 마운트는 제어기에서 상기 능동 마운트에 입력되는 진동을 계측 또는 추정하고 코일에 인가하는 제어신호를 가변시켜 마운트에 입력되는 진동과 동위상으로 디커플러를 진동시킴으로써 마운트 동특성을 저감한다. 이때, 전류를 정방향 또는 역방향 중 어느 하나로 인가함으로써, 로렌츠 힘의 방향을 서로 다르게 설정할 수 있으므로, 제어력의 방향을 바꿀 수 있도록 이루어진다.
그러나, 상기와 같은 전동식 구동기를 이용한 능동 마운트는 구동기 작동시 설계단계에서 설정된 특성보다 특성을 낮출 수는 있으나 특성을 높일 수는 없는 단점을 여전히 가지고 있었다.
도 3은 미국 특허 제 US 6641120 B2 호의 전자식 구동기를 이용한 전자식 일체형 능동 마운트를 도시하고 있다.
상기 전자식 구동기를 이용한 전자식 일체형 능동 마운트는 마운트 주액실 하부에 고무 재질의 가진판을 두고 전자식 구동기의 제어력(인력)과 고무의 탄성(복원력)을 사용하여 가진판을 상하운동시켜 마운트를 통해 차체로 전달되는 진동에 대한 절연율을 향상시키는 구조를 가지고, 운전조건별로 전자식 구동기에 인가하는 제어신호를 가변시켜 마운트에 입력되는 진동과 동위상으로 가진판을 상하운동하게 함으로서 주액실 체적을 변화시키고 이로 인한 마운트 특성 저감을 통해 진동을 절연하도록 이루어진다.
이때, 제어기에서 마운트에 입력되는 진동을 차량 정보로부터 추정하여 코일에 그에 대응하는 전류를 동위상으로 인가하여 디커플러를 진동시킴으로써, 마운트 동특성을 저감하도록 구성된다.
그러나, 상기 전자식 일체형 능동 마운트는 입력신호를 이용하여 주위도체를 당기는 것은 가능하지만, 상기 주위도체의 원복은 고무재질로 이루어진 가진판의 복원력에 의하여 이루어진다. 따라서, 단방향의 제어만 가능한 구조를 가진다.
또한, 상기 전자식 구동기 일체형 능동 마운트는 상기 전동식 구동기를 이용한 능동 마운트와 마찬가지로, 구동기 작동시 설계단계에서 설정된 특성 보다 특성을 낮출 수는 있으나, 높일 수는 없는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 창안된 것으로서,
차량의 소음진동을 저감하기 위하여, 엔진과 샤시의 사이에 배치된 능동마운트를 통하여 주행조건에 따라 상기 엔진의 주가진력의 위상에 반대되는 위상을 갖는 제어신호를 제공함으로써, 소음진동을 저감하기 위한 목적이 아니라 차량의 주행성능을 향상시키는 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여,
차량의 엔진과 차체 사이에 배치된 일체형 능동 마운트와, 상기 능동 마운트를 제어하는 제어기를 포함하는 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조에 있어서,
상기 제어기가 차량 주행관련 신호를 입력받는 단계; 입력받은 주행관련 차량 신호의 정보를 바탕으로 현재 차량이 주행 성능 향상이 필요한 조건인지 판단하는 단계; 주행 성능 향상이 필요한 조건으로 판단되면 상기 일체형 능동 마운트로 인가되는 진동의 역위상의 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산하는 단계; 주행 성능 향상이 필요하지 않는 조건으로 판단되면 상기 일체형 능동 마운트로 인가되는 진동의 동위상의 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산하는 단계; 산출된 제어전류를 상기 일체형 능동 마운트에 인가하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예 에서, 상기 제어기는 상기 주행관련 차량 신호로부터 차량의 조향각, 횡가속도 및 차속 중 하나 이상의 정보의 수치가 사전 설정된 설정치 이상으로 증가하는지 판단함으로써, 현재 차량이 주행 성능 향상이 필요한 조건인지 판단하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 제3실시예 에서, 상기 제어기는 상기 주행관련 차량 신호로부터 차속, 차량의 엔진 회전수 및 자동변속기 직결조건 중 하나 이상의 정보의 수치가 사전 설정된 설정치 이상으로 증가하거나 설정치 범위 내에 포함되는지 판단함으로써, 현재 차량이 구동계 진동 저감이 필요한 조건인지 판단하는 단계; 및 주행 성능 향상이 필요한 조건으로 판단되면 상기 일체형 능동 마운트로 인가되는 진동과 사전 설정된 위상차를 갖는 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 제4실시예 에서, 상기 제어기는 상기 주행관련 차량 신호로부터 차량의 악셀페달, 스로틀 개도 중 하나 이상의 정보의 수치가 사전 설정된 설정치 이상으로 증가하는지 판단함으로써, 현재 차량이 주행 성능 향상이 필요한 조건인지 판단하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 제어기는 주행 성능 향상이 필요한 조건으로 판단되면 상기 일체형 능동 마운트로 인가되는 진동과 사전 설정된 위상차를 갖는 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산하는 단계는, 상기 일체형 능동 마운트로 인가되는 진동과 90도의 위상차를 갖는 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산하는 단계를 더 포함한다.
이와 더불어, 상기 제어기가 차량 진동관련 신호를 입력받는 단계; 상기 제어기는 상기 차량 진동관련 신호를 수신하여 상기 일체형 능동 마운트로 입력되는 진동을 추정하여 계산하는 단계; 상기 제어기는 차체에 진동 계측을 위하여 구비된 센서로부터 상기 일체형 능동 마운트로 입력되는 진동을 계측하여 입력받는 단계; 상기 제어기는 상기 일체형 능동 마운트로 입력되는 진동의 특성(주파수, 위상, 크기 등)을 산출하는 단계; 상기 제어기는 산출된 진동 특성을 바탕으로, 상기 일체형 능동 마운트로 인가되는 진동과 동위상의 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산하는 단계; 상기 제어기는 산출된 진동 특성을 바탕으로, 상기 일체형 능동 마운트로 인가되는 진동의 역위상의 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은
차량의 엔진과 차체 사이에 배치된 능동형 엔진 마운트에 인가되는 제어 전류를 이용하여 마운트로 인가되는 진동의 역위상을 갖는 제어신호를 발생시킴으로써, 마운트의 강성을 증가시키고, 엔진 거동을 제어하여 주행성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 진동 저감을 위하여 능동 마운트의 코일에 인가되는 전류를 제어하는 구성을 가지고 있으므로, 전동식 구동기 일체형 능동 마운트 뿐만 아니라, 전자식 구동기 일체형 능동 마운트에도 별도의 추가 구성 없이 적용 가능한 효과가 있다.
차량의 엔진과 차체 사이에 배치된 능동형 엔진 마운트의 제어 방법의 변화를 통하여 운전조건에 따라 진동 소음 성능을 향상시키는 본연의 기능 외에 주행 성능을 향상시킬 수 있고, 기존의 구성을 그대로 사용할 수 있으므로, 별도의 비용을 발생시키지 않는 장점이 있다.
도 1은 미국 특허 제 US 7510061 B2호 MR FLUID HYDRAULIC MOUNT, 즉, 자기유변유체를 이용하여 파워트레인 거동을 제어하는 공지의 반능동 마운트를 도시한다.
도 2는 공지의 전동식 구동기를 이용한 능동 마운트 중 하나를 도시한다.
도 3은 미국 특허 제 US 6641120 B2 호의 전자식 구동기를 이용한 전자식 일체형 능동 마운트를 도시한다.
도 4는 본 발명의 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조의 제1실시예를 나타내는 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조의 제2실시예를 나타내는 블럭도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예 또는 제2실시예 중 어느 하나에 따른 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조의 제어기를 통한 상기 일체형 능동 마운트의 제어 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조 의 제어기를 통한 상기 일체형 능동 마운트의 제어 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조 의 제어기를 통한 상기 일체형 능동 마운트의 제어 방법을 나타내는 플로우차트이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조의 제1실시예를 나타내는 블럭도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조는 엔진(10)과 차체(30)(샤시, Chassis) 사이에 전동식 구동기를 포함하여 이루어진 일체형 능동 마운트(20)가 배치된다.
상기 일체형 능동 마운트(20)는 제어기(40)에 의하여 제어되되, 상기 제어기(40)는 차체(30)에 구비된 센서(50)를 통하여 정보를 입력받아 이를 바탕으로 상기 일체형 능동 마운트(20)를 제어하도록 이루어진다.
따라서, 차량의 진동 및 주행시 상기 엔진(10)으로부터 가진력이 발생하면, 상기 제어기(40)는 상기 일체형 능동 마운트(20)를 제어하여 제어신호를 생성시킴으로써, 마운트 강성을 증대시키거나 저감시켜 주행 성능을 향상시키거나 소음 진동을 저감시키도록 이루어진다.
본 발명의 파워트레인 거동을 제어하여 주행성능을 향상시키기 위한 실시예에서, 상기 일체형 능동 마운트(20)에 인가되는 제어신호는 상기 엔진(10)으로부터 발생하는 주가진력과 역위상을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 엔진(10)으로부터 발생하는 주가진력과 동일한 주파수이나 위상은 반대인 제어신호가 상기 일체형 능동마운트에 인가되어 상기 엔진(10)마운트의 강성이 증가되어 엔진(10) 거동이 저감됨으로써, 주행 성능이 향상되는 효과를 제공한다.
도 5는 본 발명의 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조의 제2실시예를 나타내는 블럭도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조는 엔진(10)과 차체(30)(샤시, Chassis) 사이에 전자식 구동기를 포함하여 이루어진 일체형 능동 마운트(20)가 배치된다.
또한, 상기 일체형 능동 마운트(20)는 상기 제1실시예와 마찬가지로 제어기(40)에 의하여 제어되되, 상기 제어기(40)는 차체(30)에 구비된 센서(50)를 통하여 정보를 입력받아 이를 바탕으로 상기 일체형 능동 마운트(20)를 제어하도록 이루어진다.
따라서, 차량의 진동 및 주행시 상기 엔진(10)으로부터 가진력이 발생하면, 상기 제어기(40)는 상기 일체형 능동 마운트(20)를 제어하여 제어신호를 생성시킴으로써, 마운트 강성을 증대시키거나 저감시켜 주행 성능 및 소음 진동을 감쇠시키도록 이루어진다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 일체형 능동 마운트(20)에 인가되는 제어신호는 상기 제1실시예와 마찬가지로 상기 엔진(10)으로부터 발생하는 주가진력과 역위상을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 전자식 구동기는 단방향의 제어만 가능하므로, 제어가 불가능한 방향의 역방향 진동에 대해서는 강성 증대가 불가능할 수 있다.
하지만, 상기 전자식 구동기 역시 상기 엔진(10)으로부터 발생하는 주가진력이 갖는 위상과 반대의 역위상을 가진 제어신호를 인가시킴으로써, 상기 엔진(10)마운트의 강성이 증가되어 엔진(10) 거동이 저감됨으로써, 주행 성능이 향상되는 효과를 제공한다.
도 6은 상술한 제1실시예 또는 제2실시예 중 어느 하나에 따른 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조의 제어기를 통한 상기 일체형 능동 마운트의 제어 방법을 나타내는 플로우차트이다.
상기 제어기(40)는 차량에 구비된 구동부 및 그 제어기(40)로부터 차량 진동관련 신호(엔진(10) 회전 신호 등) 및 차량 주행관련 신호(조향각, 횡가속도, 차속 등)를 입력받는다(S001, S002). 상기 신호들은 공지의 차량에 구비된 각종 센서(공지의 차량에 구비된 어떠한 센서라도 가능함)들로부터 입력될 수 있거나, 또는 상기 신호들을 사용하는 차량의 전자제어기(40)(ECU, Electronic Control Unit) 또는 전자제어 파워스티어링(EPS, Electronic Power Steering)등으로부터 입력받을 수 있다.
상기 제어기(40)는 상기 차량 진동관련 신호를 수신하여 상기 일체형 능동 마운트(20)로 입력되는 진동을 추정하여 계산한다(S003). 이 경우, 차량에 사전 구비된 구성요소들로부터 차량 진동관련 신호를 수신함으로써, 진동을 추정함에 있어 별도의 추가 센서가 필요하지 않는다. 진동을 추정하여 계산하는 방법은 예를 들어, 사전 측정되어 설정된 수치들로부터 추정될 수 있거나, 또는 별도의 공식을 이용할 수 있으며, 본 발명에서는 이를 한정하지는 않는다.
한편, 상기 제어기(40)는 차체(30)에 진동 계측을 위하여 별도로 더 구비한 센서(50)로부터 상기 일체형 능동 마운트(20)로 입력되는 진동을 계측하여 입력받는다(S004).
상기 제어기(40)는 상기 단계(S003) 및 상기 단계(S004)에서 수신한 신호들로부터 상기 일체형 능동 마운트(20)로 입력되는 진동의 특성(주파수, 위상, 크기 등)을 산출한다.
이후, 상기 제어기(40)는 상기 단계(S005)로부터 산출된 진동 특성을 바탕으로, 상기 일체형 능동 마운트(20)로 인가되는 진동과 동위상의 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산한다(S006).
또한, 상기 제어기(40)는 상기 단계(S005)로부터 산출된 진동 특성을 바탕으로, 상기 일체형 능동 마운트(20)로 인가되는 진동의 역위상의 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산한다(S007).
한편, 상기 제어기(40)는 상기 단계(S002)에서 입력받은 주행관련 차량 신호의 정보를 바탕으로 현재 차량이 주행 성능 향상이 필요한 조건인지 판단한다(S008). 이 단계는 현재 차량의 조향각. 횡가속도, 차속이 일정치 이상으로 증가한 경우에는 소음진동 저감성능보다 주행성능이 더 중요해질 수 있기 때문에, 차량의 상품성 향상을 위하여 주행 성능을 상승시켜야 하므로, 이를 판단한다.
상기 단계(S008)에서 조향각, 횡가속도, 차속 등이 사전 설정된 설정치 이상으로 증가한 것으로 판단되면, 상기 제어기(40)는 상기 단계(S007)을 수행하여 상기 일체형 능동 마운트(20)로 인가되는 진동의 역위상의 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산한다. 따라서, 상기와 같이 계산된 제어전류를 코일에 인가시, 마운트의 강성을 증대시켜서, 파워트레인의 거동을 저감함으로써, 주행 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 단계(S008)에서 조향각, 횡가속도, 차속 등이 사전 설정된 설정치 이하로 하강한 것으로 판단되면, 상기 제어기(40)는 상기 단계(S006)을 수행하여 상기 일체형 능동 마운트(20)로 인가되는 진동의 동위상의 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산한다. 따라서, 상기와 같이 계산된 제어전류는 코일에 인가시, 마운트의 강성을 저감시킴으로써 진동 전달율을 저감하고, 소음 진동 성능을 향상시킬 수 있다.
따라서, 상기 단계 (S006, S007)을 통하여 제어기(40)로부터 산출된 제어전류는 최종적으로 코일에 인가된다(S009).
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조 의 제어기를 통한 상기 일체형 능동 마운트의 제어 방법을 나타내는 플로우차트이다.
본 발명의 제3실시예에서는 공지의 자동변속기에서 연비 향상을 위해 운전 조건에 따라 토크 컨버터가 직결(Lock up)되는 경우가 발생할 수 있으며, 후륜구동(FR)차량에서는 엔진(10)의 가진력이 구동계(프로펠라 샤프트 - 리어 디프 - 리어 디프 마운팅)을 통해 실내로 유입되어 진동소음 성능을 악화시키는 단점을 가지고 있었다.
따라서, 본 발명의 제3 실시예에서는 상기와 같은 구동계 진동 전달을 저감하기 위해 파워트레인이 댐퍼의 역할을 하도록 상기 제어기(40)에서 능동 마운트에 입력되는 진동을 센서(50)를 이용하여 직접 계측하거나, 차량 정보(RPM 등)으로부터 추정하여 산출하고, 진동 대비 댐핑력이 효과적으로 발생하도록 진동과 제어신호의 위상차가 90도에 근접하도록 제어전류를 산출하여 코일에 인가하는 구성을 갖는다.
먼저, 상기 제어기(40)는 차량에 구비된 구동부 및 그 제어기(40)로부터 차량 진동관련 신호(엔진(10) 회전 신호 등) 및 차량 주행관련 신호(차속, 엔진 회전 신호, 변속기 직결 여부 등)를 입력받는다(S101, S102). 상기 신호들은 공지의 차량에 구비된 각종 센서(공지의 차량에 구비된 어떠한 센서라도 가능함)들로부터 입력될 수 있거나, 또는 상기 신호들을 사용하는 차량의 전자제어기(40)(ECU, Electronic Control Unit) 또는 전자제어 파워스티어링(EPS, Electronic Power Steering)등으로부터 입력받을 수 있다.
상기 제어기(40)는 상기 차량 진동관련 신호를 수신하여 상기 일체형 능동 마운트(20)로 입력되는 진동을 추정하여 계산한다(S103). 이 경우, 차량에 사전 구비된 구성요소들로부터 차량 진동관련 신호를 수신함으로써, 진동을 추정함에 있어 별도의 추가 센서가 필요하지 않는다. 진동을 추정하여 계산하는 방법은 예를 들어, 사전 측정되어 설정된 수치들로부터 추정될 수 있거나, 또는 별도의 공식을 이용할 수 있으며, 본 발명에서는 이를 한정하지는 않는다.
한편, 상기 제어기(40)는 차체(30)에 진동 계측을 위하여 별도로 더 구비한 센서(50)로부터 상기 일체형 능동 마운트(20)로 입력되는 진동을 계측하여 입력받는다(S104).
상기 제어기(40)는 상기 단계(S103) 및 상기 단계(S104)에서 수신한 신호들로부터 상기 일체형 능동 마운트(20)로 입력되는 진동의 특성(주파수, 위상, 크기 등)을 산출한다.
이후, 상기 제어기(40)는 상기 단계(S105)로부터 산출된 진동 특성을 바탕으로, 상기 일체형 능동 마운트(20)로 인가되는 진동과 동위상의 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산한다(S106).
또한, 상기 제어기(40)는 상기 단계(S105)로부터 산출된 진동 특성을 바탕으로, 상기 일체형 능동 마운트(20)로 인가되는 진동의 역위상의 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산한다(S107).
한편, 상기 제어기(40)는 상기 단계(S102)에서 입력받은 주행관련 차량 신호의 정보를 바탕으로 현재 차량이 구동계의 진동 저감이 필요한 조건인지 판단한다(S108). 이 단계는 현재 차량의 엔진(10)의 가진력이 구동계를 통해 실내로 유입되는 상황에서 엔진(10)의 회전수가 높아 변속기 직결에 의한 진동이 크게 전달됨에 따른 소음 진동성능이 악화될 수 있으며, 차량의 상품성 향상을 위하여 차량 전체의 소음 진동 성능을 상승시켜야 하므로, 이를 판단한다.
상기 단계(S108)에서 엔진(10)의 회전수가 높아 변속기 직결에 의한 진동이 크기 때문에 구동계의 진동 저감이 필요한 조건인 것으로 판단되면, 상기 제어기(40)는 상기 단계(S107)을 수행하여 상기 일체형 능동 마운트(20)로 인가되는 진동과 사전 설정된 위상차(90도 근접한 위상)의 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산한다. 따라서, 상기와 같이 계산된 제어전류는 코일에 인가시, 마운트의 감쇠(댐핑)을 증대시키고, 파워트레인이 댐핑 역할을 하도록 이루어지며, 진동이 저감되어 소음 진동성능이 향상될 수 있다.
상기 단계(S108)에서 엔진(10)의 회전수가 낮아 변속기 직결에 의한 진동이 작기 때문에 구동계의 진동 저감이 필요하지 않은 조건인 것으로 판단되면, 상기 제어기(40)는 상기 단계(S106)을 수행하여 상기 일체형 능동 마운트(20)로 인가되는 진동의 동위상의 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산한다. 따라서, 상기와 같이 계산된 제어전류는 코일에 인가시, 마운트의 강성을 저감시킴으로써 진동 전달율을 저감하고, 차량 전체의 소음 진동 성능을 향상시킬 수 있다.
따라서, 상기 단계 (S106, S107)을 통하여 제어기(40)로부터 산출된 제어전류는 최종적으로 코일에 인가된다(S109).
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조 의 제어기를 통한 상기 일체형 능동 마운트의 제어 방법을 나타내는 플로우차트이다.
일반적으로, 차량의 급가속시, 파워트레인이 회전하기 때문에 노면에 대한 구동륜의 접지력이 저하됨에 따라, 차량의 견인력에 손실이 생겨 가속 성능이 저하될 수 있었다.
본 발명의 제4실시예에서는 이와 같은 가속 성능 저하를 방지하기 위해 급가속시 파워트레인의 회전 변위를 최소화하여 노면에 대한 구동륜의 충분한 접지신호를 확보함으로써 견인력 손실로 인한 가속 성능 저하를 개선할 수 있도록 특정 주행조건(급가속 등)에서 파워트레인 거동을 제어하여 차량의 주행성능, 특히 가속 성능을 향상시키기 위해 마운트 강성을 높일 수 있도록 제어하는 구성을 가진다.
먼저, 상기 제어기(40)는 차량에 구비된 구동부 및 그 제어기(40)로부터 차량 진동관련 신호(엔진(10) 회전 신호 등) 및 차량 주행관련 신호(악셀페달, 스로틀 개도 등)를 입력받는다(S201, S202). 상기 신호들은 공지의 차량에 구비된 각종 센서(공지의 차량에 구비된 어떠한 센서라도 가능함)들로부터 입력될 수 있거나, 또는 상기 신호들을 사용하는 차량의 전자제어기(40)(ECU, Electronic Control Unit) 또는 전자제어 파워스티어링(EPS, Electronic Power Steering)등으로부터 입력받을 수 있다.
상기 제어기(40)는 상기 차량 진동관련 신호를 수신하여 상기 일체형 능동 마운트(20)로 입력되는 진동을 추정하여 계산한다(S203). 이 경우, 차량에 사전 구비된 구성요소들로부터 차량 진동관련 신호를 수신함으로써, 진동을 추정함에 있어 별도의 추가 센서가 필요하지 않는다. 진동을 추정하여 계산하는 방법은 예를 들어, 사전 측정되어 설정된 수치들로부터 추정될 수 있거나, 또는 별도의 공식을 이용할 수 있으며, 본 발명에서는 이를 한정하지는 않는다.
한편, 상기 제어기(40)는 차체(30)에 진동 계측을 위하여 별도로 더 구비한 센서(50)로부터 상기 일체형 능동 마운트(20)로 입력되는 진동을 계측하여 입력받는다(S204).
상기 제어기(40)는 상기 단계(S203) 및 상기 단계(S204)에서 수신한 신호들로부터 상기 일체형 능동 마운트(20)로 입력되는 진동의 특성(주파수, 위상, 크기 등)을 산출한다.
이후, 상기 제어기(40)는 상기 단계(S205)로부터 산출된 진동 특성을 바탕으로, 상기 일체형 능동 마운트(20)로 인가되는 진동과 동위상의 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산한다(S206).
또한, 상기 제어기(40)는 상기 단계(S205)로부터 산출된 진동 특성을 바탕으로, 상기 일체형 능동 마운트(20)로 인가되는 진동의 역위상의 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산한다(S207).
한편, 상기 제어기(40)는 상기 단계(S202)에서 입력받은 주행관련 차량 신호의 정보를 바탕으로 현재 차량이 주행(가속)성능 향상이 필요한 조건(급가속 등)인지 판단한다(S208). 이 단계는 급가속시 차량의 견인력 손실을 방지하기 위하여 노면에 대한 구동륜의 충분한 접지력 확보를 위한 파워트레인을 거동을 위한 것이다.
상기 단계(S208)에서 악셀페달의 변화속도가 사전 설정된 수치 이상으로 증가한 것으로 판단되면, 상기 제어기(40)는 차량의 급가속이 이루어진 것으로 판단하고, 주행 성능의 향상을 위하여 상기 단계(S207)을 수행하여 상기 일체형 능동 마운트(20)로 인가되는 진동과 역위상을 갖는 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산한다. 따라서, 상기와 같이 계산된 제어전류가 코일에 인가시, 마운트의 강성을 증대시키고, 파워트레인의 거동을 저감 하도록 이루어지며, 이에 따라 구동륜의 노면에 대한 접지력 및 견인력이 향상되어 가속 성능이 향상될 수 있다.
상기 단계(S208)에서 악셀페달의 변화속도가 사전 설정된 수치 이하인 것으로 판단되면, 상기 제어기(40)는 상기 단계(S206)을 수행하여 상기 일체형 능동 마운트(20)로 인가되는 진동의 동위상의 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산한다. 따라서, 상기와 같이 계산된 제어전류는 코일에 인가시, 마운트의 강성을 저감시킴으로써 진동 전달율을 저감하고, 소음 진동 성능을 향상시킬 수 있다.
따라서, 상기 단계 (S206, S207)을 통하여 제어기(40)로부터 산출된 제어전류는 최종적으로 코일에 인가된다(S209).
이상으로 본 발명의 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 특정한 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도, 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10: 엔진
20: 일체형 능동 마운트
30: 차체
40: 제어기
50: 센서

Claims (7)

  1. 차량의 엔진과 차체 사이에 배치된 일체형 능동 마운트와, 상기 능동 마운트를 제어하는 제어기를 포함하는 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조에 있어서,
    상기 제어기가 차량 주행관련 신호를 입력받는 단계;
    상기 제어기는 입력받은 주행관련 차량 신호의 정보를 바탕으로 현재 차량이 주행 성능 향상이 필요한 조건인지 판단하는 단계;
    상기 제어기는 주행 성능 향상이 필요한 조건으로 판단되면 상기 일체형 능동 마운트로 인가되는 진동의 역위상의 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산하는 단계;
    상기 제어기는 주행 성능 향상이 필요하지 않는 조건으로 판단되면 상기 일체형 능동 마운트로 인가되는 진동의 동위상의 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산하는 단계; 및
    상기 제어기는 산출된 제어전류를 상기 일체형 능동 마운트에 인가하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어기는 입력받은 주행관련 차량 신호의 정보를 바탕으로 현재 차량이 주행 성능 향상이 필요한 조건인지 판단하는 단계는,
    상기 주행관련 차량 신호로부터 차량의 조향각, 횡가속도 및 차속 중 하나 이상의 정보의 수치가, 사전 설정된 설정치 이상으로 증가하는지 또는 설정치 범위 내에 포함되는지 중 어느 하나를 판단함으로써, 현재 차량이 주행 성능 향상이 필요한 조건인지 판단하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어기는 입력받은 주행관련 차량 신호의 정보를 바탕으로 현재 차량이 주행 성능 향상이 필요한 조건인지 판단하는 단계는,
    상기 주행관련 차량 신호로부터 차량의 악셀페달, 스로틀 개도 중 하나 이상의 정보의 수치가 사전 설정된 설정치 이상으로 증가하거나 또는 설정치 범위 내에 포함되는지 중의 어느 하나를 판단함으로써, 현재 차량이 주행 성능 향상이 필요한 조건인지 판단하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어기는 입력받은 주행관련 차량 신호의 정보를 바탕으로 현재 차량이 구동계 진동 저감이 필요한 조건인지 판단하는 단계; 및
    상기 제어기는 주행 성능 향상이 필요한 조건으로 판단되면 상기 일체형 능동 마운트로 인가되는 진동과 사전 설정된 위상차를 갖는 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 주행관련 차량 신호로부터 차량의 엔진 회전수가 사전 설정된 설정치 이상으로 증가하거나 또는 설정치 범위 내에 포함되는지 또는 변속기 직결여부중 어느 하나를 판단함으로써, 현재 차량이 구동계 진동 저감이 필요한 조건인지 판단하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제어기는 주행 성능 향상이 필요한 조건으로 판단되면 상기 일체형 능동 마운트로 인가되는 진동과 사전 설정된 위상차를 갖는 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산하는 단계는,
    상기 일체형 능동 마운트로 인가되는 진동과 90도의 위상차를 갖는 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어기가 차량 진동관련 신호를 입력받는 단계;
    상기 제어기는 상기 차량 진동관련 신호를 수신하여 상기 일체형 능동 마운트로 입력되는 진동을 추정하여 계산하는 단계;
    상기 제어기는 차체에 진동 계측을 위하여 구비된 센서로부터 상기 일체형 능동 마운트로 입력되는 진동을 계측하여 입력받는 단계;
    상기 제어기는 상기 일체형 능동 마운트로 입력되는 진동의 특성을 산출하는 단계;
    상기 제어기는 산출된 진동 특성을 바탕으로, 상기 일체형 능동 마운트로 인가되는 진동과 동위상의 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산하는 단계; 및
    상기 제어기는 산출된 진동 특성을 바탕으로, 상기 일체형 능동 마운트로 인가되는 진동과 역위상의 제어신호를 발생시키는 제어전류를 계산하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 일체형 능동 마운트 제어 구조.




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