KR20160066845A - 차량 후미 진동 제어장치 - Google Patents

Abstract

차량 후미 진동 제어장치가 개시된다. 개시된 차량 후미 진동 제어장치는 차량의 후미에서 발생하는 진동을 저감시키기 위한 것으로서, ⅰ)차량 후미의 차체에 스페어 타이어를 장착하기 위한 마운팅부에 설치되며, 스페어 타이어를 통해 마운팅부로 전달되는 진동량에 따라 이에 상응하는 전압을 발생시키는 압전소자 모듈과, ⅱ)압전소자 모듈로부터 수신된 발생전압에 대응하는 역 위상의 제어전압을 산출하고 그 제어전압을 압전소자 모듈로 인가하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

Description

차량 후미 진동 제어장치 {VIBRATION CONTROL SYSTEM OF VEHICLE TAIL}

본 발명의 실시예는 차량의 진동 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스페어 타이어를 활용하여 차량 후미의 진동을 저감시킬 수 있는 차량 후미 진동 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 후륜구동 차량은 차량 전방 측 및 후방 측의 무게가 균등하게 배분되어 있어 주행 시, 뒷좌석의 흔들림이 작다는 장점이 있다. 이는 엔진이 차량 전방에 위치하고 동력전달 바퀴가 차량 후방에 위치하고 있기 때문이다.

반면에, 전륜구동 차량은 차량 전방 측이 후방 측보다 무거워 고속으로 주행할 때 뒷좌석이 미세하게 좌우로 흔들리는 이른 바 "피시 테일(fish tail)" 현상이 나타난다. 이에 고급세단 시장을 주도하고 있는 차량들 대부분은 승차감을 향상시키기 위해 주로 후륜구동 방식을 채용하고 있다.

한편, 전륜구동 차량의 경우는 차체를 작고 가볍게 제작할 수 있기 때문에 연비가 우수하다는 장점이 있음에도 불구하고, 피시 테일 현상에 의한 정숙성, 안락함 및 조종 안정성 저하로 인해 운전자 및 승차자가 불쾌감 및 불안감을 느끼게 되므로 차량이 고급화 추세에 있는 최근에는 점점 경쟁력을 잃어 간다고 볼 수 있다.

상기와 같이 차량의 후미 진동 등 차량의 각 부에서 발생하는 진동을 저감시키기 위해 종래 기술에서는 일 예로서 차체에 부착하여 진동을 흡수할 수 있는 동흡진기를 사용하고 있다.

이러한 동흡진기는 탄성수단과 그 탄성수단에 연계된 질량수단을 구비하여 차체와 같은 대상 목적물(진동저감 대상체)의 특정 진동수에 맞춰 탄성수단의 계수 비율 등을 적절히 조절하며 진동을 감쇠시키는 구조로 되어 있다.

예를 들면, 동흡진기는 탄성수단으로서의 고무부재에 질량수단으로서의 질량체(당 업계에서는 "더미 매스" 라고도 한다)를 일체로 부착하여 그 질량체가 고무부재를 통해 대상 목적물의 진동을 전달받아 진동을 하면서 대상 목적물의 진폭을 줄여줄 수 있다.

그런데, 종래 기술에서는 동흡진기를 이용하여 진동저감 대상체의 진동을 저감시키는 경우, 차체에 별도의 질량수단을 장착해야 하므로, 차체의 중량을 가중시킬 수 있으며, 차체 구조물의 설계 단계 시 레이아웃의 설정이 어려운 실정이다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 스페어 타이어를 활용하여 간단한 구성으로 차량 후미의 진동을 능동적으로 감쇠시킬 수 있도록 한 차량 후미 진동 제어장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 차량 후미 진동 제어장치는, 차량의 후미에서 발생하는 진동을 저감시키기 위한 것으로서, ⅰ)차량 후미의 차체에 스페어 타이어를 장착하기 위한 마운팅부에 설치되며, 상기 스페어 타이어를 통해 상기 마운팅부로 전달되는 진동량에 따라 이에 상응하는 전압을 발생시키는 압전소자 모듈과, ⅱ)상기 압전소자 모듈로부터 수신된 발생전압에 대응하는 역 위상의 제어전압을 산출하고, 상기 제어전압을 상기 압전소자 모듈로 인가하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 후미 진동 제어장치에 있어서, 상기 압전소자 모듈은 상기 컨트롤러로부터 상기 제어전압을 인가받아 그 제어전압에 상응하는 가진력을 상기 마운팅부에 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 후미 진동 제어장치에 있어서, 상기 압전소자 모듈은 상기 마운팅부에 구비된 장착홈에 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 후미 진동 제어장치에 있어서, 상기 압전소자 모듈은 상기 마운팅부에 단일 소자로 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 후미 진동 제어장치에 있어서, 상기 압전소자 모듈은 복수 개의 단위 소자로서 상기 마운팅부에 설치될 수도 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 후미 진동 제어장치에 있어서, 상기 압전소자 모듈은 상기 스페어 타이어를 통해 상기 마운팅부로 전달되는 진동량에 따라 이에 상응하는 전압을 발생시키는 적어도 하나의 제1 단위 소자와, 상기 컨트롤러로부터 상기 제어전압을 인가받아 그 제어전압에 상응하는 가진력을 발생시키는 적어도 하나의 제2 단위 소자를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 차체에 별도의 질량수단을 장착해야 하는 종래 기술과 달리, 차량의 후미에 기 장착되어 있는 스페어 타이어를 질량수단으로 활용하여 압전소자 모듈을 통해 차량 후미에서의 발생 진동을 능동적으로 감쇠시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 스페어 타이어를 진동 저감을 위한 질량수단으로 활용하기 때문에, 차체에 별도의 진동 저감장치를 설치하기 위해 차체 구조물의 레이아웃을 변경할 필요가 없으며, 차체의 중량이 가중되는 것을 방지할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 후미 진동 제어장치를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 후미 진동 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 후미 진동 제어장치에 적용되는 압전소자 모듈의 변형예를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 후미 진동 제어장치를 개념적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량 후미 진동 제어장치(100)는 차량 전방 측이 후방 측보다 상대적으로 무거운 일반적인 전륜구동 차량에 적용될 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 후미 진동 제어장치(100)는 차량 후미 측의 트렁크 룸 또는 러기지 룸 내부에 스페어 타이어(1)를 장착하고 있는 전륜구동 차량에 적용될 수 있다.

여기서, 상기 스페어 타이어(1)는 차량 후미의 차체에 볼트 및 너트를 통해 직접 마운팅 되는데, 그 차체의 마운팅부(10)(당 업계에서는 "웰부" 라고도 한다)에 장착될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 후미 진동 제어장치(100)는 차량의 후미에서 발생하는 진동을 스페어 타이어(1)를 활용하여 간단한 구성으로 저감시킴으로써 차량의 주행 중 후미 부분이 미세하게 좌우로 흔들리는 피시 테일 현상을 억제할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량 후미 진동 제어장치(100)는 기본적으로, 압전소자 모듈(30) 및 컨트롤러(50)를 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에서, 상기 압전소자 모듈(30)은 압력을 가하면 전압을 발생시키고, 반대로 전압을 가하면 팽창되거나 수축되는 성질을 지닌 피에조 소자(piezo electric effect element)로서 구비된다.

예를 들면, 상기 피에조 소자는 수정이나 티탄산바륨을 소결한 압전 세라믹 또는 티탄산지르콘산납(PZT)로 이루지는 바, 이러한 피에조 소자는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술이므로 본 명세서에서 그 구성 및 소재의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 압전소자 모듈(30)은 위에서 언급한 바 있는 스페어 타이어(1)를 장착하기 위한 마운팅부(10)에 설치되는 바, 그 마운팅부(10)에 구비된 장착홈(11)에 설치될 수 있다.

상기 장착홈(11)은 스페어 타이어(1)가 볼트 및 너트를 통해 장착되는 부위의 주변에 요홈 형태로 연속 또는 비연속적으로 형성되며, 그 요홈의 공간 내에 압전소자 모듈(30)이 설치될 수 있다.

이와 같은 상기 압전소자 모듈(30)은 차량의 후미에서 스페어 타이어(1)를 통해 마운팅부(10)로 전달되는 진동량에 따라 이에 상응하는 전압을 발생시킬 수 있다. 이러한 발생전압은 차량의 후미에서 발생하는 진동량의 측정값으로 이하에서 더욱 설명될 컨트롤러(50)로 전송된다.

여기서, 상기 압전소자 모듈(30)은 마운팅부(10)의 장착홈(11)에 단일 개수의 단위 소자로서 설치될 수 있다. 예를 들면 상기 압전소자 모듈(30)은 임의의 형태를 취하는 하나의 단위 소자로서 그 형태에 상응하는 장착홈(11)에 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 컨트롤러(50)는 압전소자 모듈(30)과 전기적인 신호 체계로서 연결되는 것으로, 압전소자 모듈(30)로부터 수신된 발생전압에 대응하는 역 위상의 제어전압을 산출하고, 그 제어전압을 압전소자 모듈(30)로 인가한다.

즉, 상기 컨트롤러(50)는 압전소자 모듈(30)로부터 진동량에 따른 발생전압을 제공받아 그 발생전압과 크기는 같고 위상이 반대인 제어전압을 계산하고 그 제어전압을 압전소자 모듈(30)에 인가한다.

이에, 상기 압전소자 모듈(30)은 컨트롤러(50)로부터 제어전압을 인가받아 그 제어전압에 상응하는 가진력 즉, 팽창력과 같은 기계적인 힘을 마운팅부(10)에 제공하며 그 가진력으로서 스페어 타이어(1)를 진동시키며 차량 후미의 차체에서 발생하는 진동을 감쇠시킬 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량 후미 진동 제어장치(100)에 의하면, 차량의 주행 중 차량의 후미에서 다소 미세한 진동이 발생하는 경우, 그 진동이 스페어 타이어를 통해 마운팅부(10)의 압전소자 모듈(30)로 전달된다.

그러면, 상기 압전소자 모듈(30)은 진동량에 상응하는 전압을 발생시키며 그 전압을 컨트롤러(50)로 출력한다. 이에 컨트롤러(50)는 압전소자 모듈(30)로부터 제공된 발생전압으로 차체에서 발생하는 진동량을 추출하고 그 진동량에 상응하는 제어전압을 산출하여 압전소자 모듈(30)에 인가한다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 압전소자 모듈(30)이 컨트롤러(50)로부터 발생전압과 크기는 같고 위상이 반대인 제어전압을 제공받아 그 제어전압에 대응하는 진동량의 가진력을 마운팅부(10)에 인가함으로써 차량 후미에서 발생하는 진동을 상쇄시킬 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 차량 후미 진동 제어장치(100)에 의하면, 차체에 별도의 질량수단을 장착해야 하는 종래 기술과 달리, 차량의 후미에 기 장착되어 있는 스페어 타이어(1)를 질량수단으로 활용하여 압전소자 모듈(30)을 통해 차량 후미에서의 발생 진동을 능동적으로 감쇠시킬 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시예에서는 스페어 타이어(1)를 진동 저감을 위한 질량수단으로 활용하기 때문에, 차체에 별도의 진동 저감장치를 설치하기 위해 차체 구조물의 레이아웃을 변경할 필요가 없으며, 차체의 중량이 가중되는 것을 방지할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 후미 진동 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 후미 진동 제어장치(200)는 전기 실시예의 구조를 기본으로 하면서, 복수 개의 단위 소자(131, 132)로서 마운팅부(10)의 장착홈(11)에 설치되는 압전소자 모듈(130)을 구성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 압전소자 모듈(130)은 스페어 타이어(1)를 통해 마운팅부(10)로 전달되는 진동량에 따라 이에 상응하는 전압을 발생시키는 적어도 하나의 제1 단위 소자(131)와, 컨트롤러(150)로부터 제어전압을 인가받아 그 제어전압에 상응하는 가진력을 발생시키는 적어도 하나의 제2 단위 소자(132)를 포함한다.

여기서, 상기 제1 단위 소자(131)는 차량 후미에서 발생하는 진동을 전달받아 그 진동량에 상응하는 전압을 발생시키며, 이 때의 발생전압을 컨트롤러(150)로 출력하는 센서용 압전소자로 구비될 수 있다.

상기 컨트롤러(150)는 제1 단위 소자(131)로부터 수신된 발생전압에 대응하는 역 위상의 제어전압을 산출하고, 그 제어전압을 제2 단위 소자(132)로 인가한다.

그리고, 상기 제2 단위 소자(132)는 컨트롤러(150)로부터 발생전압과 크기는 같고 위상이 반대인 제어전압을 제공받아 그 제어전압에 대응하는 진동량의 가진력을 마운팅부(10)에 인가하여 스페어 타이어(1)를 진동시킴으로써 차량 후미에서 발생하는 진동을 감쇠시키는 구동용 압전소자로 구비될 수 있다.

이 경우, 상기 제1 단위 소자(131)는 마운팅부(10)의 장착홈(11)에서 바닥 측에 설치되며, 제2 단위 소자(132)는 장착홈(11)에서 제1 단위 소자(131)의 상측에 설치될 수 있다. 즉 상기 제1 및 제2 단위 소자(131, 132)는 마운팅부(10)의 장착홈(11)에 상하 층으로 설치될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 후미 진동 제어장치에 적용되는 압전소자 모듈의 변형예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 후미 진동 제어장치(200)에서 압전소자 모듈(130)의 변형 예는 제1 및 제2 단위 소자(131, 132)가 마운팅부(10)의 장착홈(11)에 스페어 타이어(1)의 원호 방향을 따라 각각 배치될 수 있다.

예를 들면, 상기 제1 및 제2 단위 소자(131, 132)는 각각 복수 개로 구비되며, 마운팅부(10)의 장착홈(11)에 연속 또는 비연속적으로 스페어 타이어(1)의 원호 방향을 따라 번갈아 가며 배열될 수 있다.

상기에서와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 후미 진동 제어장치(200)의 나머지 구성 및 작용 효과는 전기 실시예에서와 같으므로 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1... 스페어 타이어
10... 마운팅부
11... 장착홈
30, 130... 압전소자 모듈
50, 150... 컨트롤러
131... 제1 단위 소자
132... 제2 단위 소자

Claims (5)

1. 차량의 후미에서 발생하는 진동을 저감시키기 위한 차량 후미 진동 제어장치로서,
   차량 후미의 차체에 스페어 타이어를 장착하기 위한 마운팅부에 설치되며, 상기 스페어 타이어를 통해 상기 마운팅부로 전달되는 진동량에 따라 이에 상응하는 전압을 발생시키는 압전소자 모듈; 및
   상기 압전소자 모듈로부터 수신된 발생전압에 대응하는 역 위상의 제어전압을 산출하고, 상기 제어전압을 상기 압전소자 모듈로 인가하는 컨트롤러;
   를 포함하며,
   상기 압전소자 모듈은 상기 컨트롤러로부터 상기 제어전압을 인가받아 그 제어전압에 상응하는 가진력을 상기 마운팅부에 제공하는 것을 특징으로 하는 차량 후미 진동 제어장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 압전소자 모듈은,
   상기 마운팅부에 구비된 장착홈에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량 후미 진동 제어장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 압전소자 모듈은 상기 마운팅부에 단일 소자로 설치되는 것을 특징으로 하는 차량 후미 진동 제어장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 압전소자 모듈은 복수 개의 단위 소자로서 상기 마운팅부에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량 후미 진동 제어장치.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 압전소자 모듈은,
   상기 스페어 타이어를 통해 상기 마운팅부로 전달되는 진동량에 따라 이에 상응하는 전압을 발생시키는 적어도 하나의 제1 단위 소자와,
   상기 컨트롤러로부터 상기 제어전압을 인가받아 그 제어전압에 상응하는 가진력을 발생시키는 적어도 하나의 제2 단위 소자
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 후미 진동 제어장치.

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