KR101371978B1 - System reducing torsion vibration of driving system for vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 구동계 비틀림 진동 저감시스템에 관한 것으로서, 구동계의 비틀림 공진 대역을 감지하는 감지부와; 상기 감지부의 정보를 기초로 하여 구동계가 상기 비틀림 공진 대역 내에 있는 경우 엔진의 점화 시기를 소정 각도 지각시키도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a drive system torsional vibration reduction system, comprising: a sensing unit for detecting a torsional resonance band of a drive system; And a controller configured to control the ignition timing of the engine at a predetermined angle when the driving system is within the torsion resonance band based on the information of the sensing unit.
이에 의하여, 엔진의 전 운전 구간에서 엔진의 점화 시기를 변경하지 않고, 비틀림 공진 대역을 인지하여 그 대역에서만 엔진의 점화 시기를 지각시킴으로써, 엔진 성능에는 거의 영향을 주지 않으면서 구동계의 비틀림 진동을 저감시킬 수 있 있다.This reduces the torsional vibration of the drive system without affecting engine performance by hardly affecting engine performance by recognizing the torsion resonance band and perceiving the engine's ignition timing only in that band without changing the ignition timing of the engine in the entire operating section of the engine. It can be done.
Description
본 발명은 차량의 구동계 비틀림 진동 저감시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 제조 원가의 상승없이 구동계 비틀림 진동을 저감하여 NVH 성능이 향상될 수 있는 차량의 구동계 비틀림 진동 저감시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a drive system torsional vibration reduction system of a vehicle, and more particularly, to a drive system torsional vibration reduction system of which the NVH performance can be improved by reducing the drive system torsional vibration without increasing the manufacturing cost.
일반적으로, 고출력 엔진의 증가와 디젤엔진을 사용하는 차량의 증가로 인하여, 가속시 구동계 비틀림 진동 공진이 발생하여 래틀/부밍/차체 진동이 악화되고 있는 실정이다.In general, due to the increase in the number of high-power engines and the increase of vehicles using diesel engines, torsional vibration resonance occurs during acceleration, and thus, rattle / booming / body vibration is deteriorated.
예를 들어, 싱글 매스 플라이휠(SMF, Single Mass Flywheel)이 장착된 차량의 경우, 도 1의 (a)와 같이, 변속기의 입력축에 공진이 발생하여 래틀 문제가 발생하게 된다. For example, in a vehicle equipped with a single mass flywheel (SMF), as shown in FIG. 1A, resonance occurs on an input shaft of a transmission, thereby causing a rattle problem.
이 경우, 배기량이 작은 엔진의 경우에는 클러치 디스크를 튜닝함으로써 어느 정도 해결 가능하지만, 배기량이 가솔린 엔진 2000cc, 디젤 엔진 1600cc 이상이 되면, 엔진 토크의 변동량이 과다하게 되어 듀얼 매스 플라이휠(DMF, Dual Mass Flywheel)을 적용해야 래틀 문제를 해결할 수 있다. In this case, engines with small displacements can be solved to some extent by tuning clutch discs. However, when the displacements are 2000cc for gasoline engines and 1600cc for diesel engines, the engine torque fluctuates excessively, resulting in a dual mass flywheel (DMF). Flywheel can be applied to solve the rattle problem.
그러나, 듀얼 매스 플라이휠은 단가가 매우 비싸기 때문에 제조 원가가 상승되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 이와 같이 비싼 듀얼 매스 플라이휠을 장착하더라도 FR 차량의 경우에는 도 1의 (b)와 같이 프로펠러 축에 공진이 발생하여 래틀/부밍/차체 진동이 여전히 발생하는 문제점이 있었다. However, the dual mass flywheel has a problem that the manufacturing cost is increased because the unit cost is very expensive, and even in the case of the FR vehicle equipped with such an expensive dual flywheel, resonance occurs in the propeller shaft as shown in FIG. Rattle / booming / body vibration was still a problem that occurs.
이를 해결하기 위해, FR 차량에서는 클러치 디스크를 리지드(rigid) 타입이 아닌 댐퍼 디스크를 적용하여 어느 정도 해결하기도 하지만, 이러한 댐퍼 디스크 역시 단가가 비싸서 제조 원가가 상승하는 문제점이 있었다. In order to solve this problem, in the FR vehicle, the clutch disc is solved to some extent by applying a damper disc rather than a rigid type, but such a damper disc also has a problem that the manufacturing cost increases due to the high unit cost.
따라서, 본 발명의 목적은 제조 원가의 상승없이 구동계 비틀림 진동을 저감하여 NVH 성능이 향상될 수 있는 차량의 구동계 비틀림 진동 저감시스템을 제공하는 것이다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a drive system torsional vibration reduction system of a vehicle in which the drive system torsional vibration is reduced without increasing the manufacturing cost and the NVH performance can be improved.
상기 목적은 본 발명의 차량의 구동계 비틀림 진동 저감시스템에 따라, 구동계의 비틀림 공진 대역을 감지하는 감지부와; 상기 감지부의 정보를 기초로 하여 구동계가 상기 비틀림 공진 대역 내에 있는 경우 엔진의 점화 시기를 소정 각도 지각시키도록 제어하는 제어부에 의해 달성된다. 이 때, 상기 엔진의 점화 시기를 5도 지각시키는 것이 좋다.The object of the present invention is to detect a torsional resonance band of the drive system, according to the drive system torsional vibration reduction system of the vehicle; Based on the information of the sensing unit, it is achieved by a control unit that controls the ignition timing of the engine at a predetermined angle when the drive system is within the torsion resonance band. At this time, it is preferable to perceive the ignition timing of the engine by 5 degrees.
여기서, 상기 감지부는 엔진 속도 감지부, 변속기 속도 감지부, 구동계 속도 감지부, 엔진 토크 감지부로 구성되며, 상기 제어부는 상기 엔진 속도 감지부, 상기 변속기 속도 감지부, 상기 구동계 속도 감지부에서 각각 감지된 엔진의 속도, 변속기의 속도, 구동계의 속도로부터 계산된 엔진의 각가속도, 변속기의 각가속도, 구동계의 각가속도와 상기 엔진 토크 감지부에서 감지된 엔진의 토크를 기초로 하여, 비틀림 공진 대역의 최고치 및 최저치를 계산하는 것이 바람직하다.Here, the detection unit is composed of an engine speed detection unit, a transmission speed detection unit, a drive system speed detection unit, an engine torque detection unit, and the control unit is respectively detected by the engine speed detection unit, the transmission speed detection unit, the drive system speed detection unit. The maximum and minimum values of the torsion resonance band based on the calculated engine speed, the speed of the transmission, the angular acceleration of the engine calculated from the speed of the drive system, the angular acceleration of the transmission, the angular acceleration of the drive system and the engine torque detected by the engine torque sensing unit. It is preferable to calculate.
또한, 상기 감지부는 엔진의 알피엠을 감지하는 엔진 알피엠 감지부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 엔진 알피엠 감지부에서 감지된 엔진의 알피엠이 상기 비틀림 공진 대역 내에 있으면, 상기 변속기의 각가속도와 상기 구동계의 각가속도 중 어느 하나의 최고치가 상기 비틀림 공진 대역의 최고치를 초과하는 경우, 엔진의 점화 시기를 소정 각도 지각시키는 것이 바람직하다. The sensing unit may further include an engine ALPM detecting unit for detecting an ALPM of an engine, and the controller may include an angular acceleration of the transmission and an angular acceleration of the drive system when the ALPM of the engine detected by the engine ALPM is within the torsion resonance band. When the maximum value of any one exceeds the maximum value of the torsion resonance band, it is preferable to perceive the ignition timing of the engine by a predetermined angle.
이 때, 상기 제어부는 상기 변속기의 각가속도와 상기 구동계의 각가속도 중 어느 하나의 최저치가 상기 비틀림 공진 대역의 최저치 이하인 경우, 엔진의 점화 시기를 초기화하는 것이 좋다.At this time, the control unit may initialize the ignition timing of the engine when the lowest value of any one of the angular acceleration of the transmission and the angular acceleration of the drive system is less than or equal to the minimum of the torsion resonance band.
FF 차량인 경우, 상기 제어부는 상기 변속기의 각가속도를 기준으로 판단하는 것이 좋다.In the case of an FF vehicle, the control unit may determine based on the angular acceleration of the transmission.
FR 차량인 경우, 상기 제어부는 상기 구동계의 각가속도를 기준으로 판단하는 것이 좋다.In the case of an FR vehicle, the control unit may determine based on the angular acceleration of the drive system.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 엔진의 전 운전 구간에서 엔진의 점화 시기를 변경하지 않고, 비틀림 공진 대역을 인지하여 그 대역에서만 엔진의 점화 시기를 지각시킴으로써, 엔진 성능에는 거의 영향을 주지 않으면서 구동계의 비틀림 진동을 저감시킬 수 있는 차량의 구동계 비틀림 진동 저감시스템이 제공된다. As described above, according to the present invention, without changing the ignition timing of the engine in the entire operating section of the engine, by recognizing the torsion resonance band and recognizing the ignition timing of the engine only in that band, There is provided a drive system torsional vibration reduction system of a vehicle capable of reducing torsional vibration of the drive system.
또한, 구동계의 비틀림 진동을 저감시키기 위해 고가의 듀얼 매스 플라이휠을 장착하거나 댐퍼 디스크를 적용하지 않아도 되므로, 제조 원가가 절감되는 효과를 얻을 수 있다. In addition, since it is not necessary to mount an expensive dual mass flywheel or apply a damper disk to reduce the torsional vibration of the driving system, manufacturing cost can be reduced.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 구동계 비틀림 저감시스템이 적용된 FR 차량의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 차량의 구동계 비틀림 저감시스템의 제어 블록도이다.2 is a schematic view showing the configuration of a FR vehicle to which a drive system torsion reduction system according to the present invention is applied, and FIG. 3 is a control block diagram of a drive system torsion reduction system of a vehicle according to the present invention.
본 발명은 엔진의 점화 시기를 제어함으로써 비틀림 공진 대역에서 엔진의 토크 변동량을 저감시켜 구동계 쪽으로 전달되는 비틀림 진동을 저감시키기 위한 것이다.The present invention is to reduce the torsional vibration transmitted to the drive system by reducing the torque fluctuation amount of the engine in the torsion resonance band by controlling the ignition timing of the engine.
먼저, 비틀림 공진 대역을 계산해야 하는데, 이를 위해서는 엔진의 토크, 엔진의 각가속도, 변속기의 각가속도, 구동계의 각가속도의 정보가 필요하다.First, the torsion resonance band needs to be calculated. For this, information about the torque of the engine, the angular acceleration of the engine, the angular acceleration of the transmission, and the angular acceleration of the drive system is required.
여기서, 엔진의 토크는 엔진 토크 감지부(40)에서 감지하고, 엔진의 각가속도, 변속기의 각가속도, 구동계의 각가속도는 엔진 속도 감지부(10), 변속기 속도 감지부(20), 구동계 속도 감지부(30)에서 각각 감지된 엔진의 속도, 변속기의 속도, 구동계의 속도를 통해 산출될 수 있다.Here, the torque of the engine is detected by the engine
이 때, 엔진 속도 감지부(10)는 플라이 휠의 근처에 위치하여 플라이 휠의 속도를 감지하고, 변속기 속도 감지부(20)는 입력축의 근처에 위치하여 입력축의 속도를 감지하도록 하며, 구동계 속도 감지부(30)는 프로펠러 축(5)의 근처에 위치하여 프로펠러 축(5)의 속도를 감지한다. At this time, the engine
여기서, 구동계 속도 감지부(30)는 프로펠러 축(5)의 속도를 감지하도록 되어 있으나, 휠(3)의 속도를 감지하도록 구성될 수도 있음은 물론이다. 이 때, 구동계 속도 감지부(30)가 휠(3)의 속도를 감지하는 경우, 구동계의 각가속도는 휠(3)의 속도와 디퍼렌셜 기어비(differential gear ratio)를 고려하여 계산될 수 있을 것이다.Here, the drive
이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 차량의 구동계 비틀림 진동 저감시스템의 제어 흐름을 도 4를 참조하여 간단히 설명하면 다음과 같다.By such a configuration, the control flow of the drive system torsional vibration reduction system of the present invention will be briefly described with reference to FIG. 4 as follows.
먼저, 제어부(60)는 엔진 속도 감지부(10), 변속기 속도 감지부(20), 구동계 속도 감지부(30)에서 각각 감지된 엔진의 속도, 변속기의 속도, 구동계의 속도를 기초로 엔진의 각가속도, 변속기의 각가속도, 구동계의 각가속도를 각각 계산한다(S1).First, the
그 후, 제어부(60)는 엔진 토크 감지부(40)에서 감지한 엔진의 토크와, 상기 (S1) 단계에서 계산된 엔진의 각가속도, 변속기의 각가속도, 구동계의 각가속도를 기초로 비틀림 공진 대역의 최고치와 최저치를 산출한다(S2). Thereafter, the
다음, 엔진 알피엠 감지부(50)에서 감지된 엔진의 알피엠이 상기 (S2) 단계에서 산출된 비틀림 공진 대역 안에 있는지를 판단한다(S3).Next, it is determined whether the RPM of the engine detected by the engine
상기 (S3) 단계에서 엔진의 알피엠이 비틀림 공진 대역 안에 있으면, 구동계의 각가속도의 최고치가 비틀림 공진 대역의 최고치를 초과하는지를 판단한다(S4). 이 때, FF 차량인 경우에는 구동계의 각가속도를 기준으로 판단하지 않고 변속기의 각가속도를 기준으로 판단하는 것이 좋다. If the ALMP of the engine is within the torsion resonance band in the step (S3), it is determined whether the maximum value of the angular acceleration of the drive system exceeds the maximum value of the torsion resonance band (S4). In this case, in the case of the FF vehicle, it is better to determine the angular acceleration of the transmission instead of the angular acceleration of the drive system.
상기 (S4) 단계에서 구동계의 각가속도의 최고치가 비틀림 공진 대역의 최고치를 초과하면, 구동계 비틀림 진동을 저감시키기 위해 엔진의 점화 시기를 소정 각도 지각시킨다. 여기서, 제어부(60)는 가솔린 엔진인 경우에는 점화 플러그(70, 도 3 참조)를 제어하여 점화 시기를 지각시키고, 디젤 엔진인 경우에는 인??션(70, 도 3 참조)을 제어하여 점화 시기를 지각시켜야 할 것이다. 한편, 본 발명에서는 엔진의 점화 시기를 5도 정도 지각시키고 있는데, 엔진의 점화 시기를 너무 지각시키면 엔진 성능이 저하되기 때문에 5도 정도 지각시키는 것이 바람직하다.When the maximum value of the angular acceleration of the drive system exceeds the maximum value of the torsion resonance band in the step (S4), the ignition timing of the engine is perceived by a predetermined angle to reduce the drive system torsional vibration. Here, the
한편, 상기 (S3) 단계에서 엔진의 알피엠이 비틀림 공진 대역 안에 있으면, 구동계의 각가속도의 최저치가 비틀림 공진 대역의 최저치 이하인지를 판단한다(S6). 이 때, FF 차량인 경우에는 구동계의 각가속도를 기준으로 판단하지 않고 변속기 각가속도를 기준으로 판단하는 것이 좋다. On the other hand, if the ARP of the engine in the torsion resonance band in the step (S3), it is determined whether the minimum value of the angular acceleration of the drive system is below the minimum value of the torsion resonance band (S6). In this case, in the case of the FF vehicle, it is better to determine the transmission based on the transmission angular acceleration rather than the angular acceleration of the drive system.
상기 (S6)에서 구동계의 각가속도의 최저치가 비틀림 공진 대역의 최저치 이하이면, 엔진의 점화 시기를 초기화한다(S7).If the minimum value of the angular acceleration of the drive system is equal to or less than the minimum value of the torsion resonance band in S6, the ignition timing of the engine is initialized (S7).
여기서, 상기 (S3), (S4), (S6) 단계에서 각 조건을 만족하지 않는 경우에는 상기 (S1) 단계로 리턴하는 과정을 거치면 된다. In this case, when the respective conditions are not satisfied in the steps S3, S4, and S6, the process returns to the step S1.
이와 같이, 본 발명에 따르면 엔진의 전 운전 구간에서 엔진의 점화 시기를 변경하지 않고 비틀림 공진 대역을 인지하여 그 대역에서만 엔진의 점화 시기를 지각시킴으로써, 엔진 성능에는 거의 영향을 주지 않으면서 구동계의 비틀림 진동을 저감시킬 수 있는 이점이 있다. As described above, according to the present invention, by recognizing the torsion resonance band without changing the ignition timing of the engine in all operating sections of the engine and recognizing the ignition timing of the engine only in the band, the torsion of the drive system with little effect on the engine performance. There is an advantage that can reduce vibration.
도 1의 (a)는 싱글 매스 플라이 휠이 적용된 FF 차량 및 FR 차량의 경우 변속기에 공진이 발생한 상태를 나타낸 그래프, (b)는 듀얼 매스 플라이 휠이 적용된 FR 차량의 경우 구동계의 프로펠러 축에 공진이 발생한 상태를 나타낸 그래프.Figure 1 (a) is a graph showing a state in which the resonance occurs in the transmission in the case of FF vehicle and FR vehicle to which a single mass fly wheel is applied, (b) is a resonance of the propeller shaft of the drive system in the case of FR vehicle to which a dual mass fly wheel is applied A graph showing the state of occurrence.
도 2는 본 발명에 따른 구동계 비틀림 저감시스템이 적용된 FR 차량의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도.Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of the FR vehicle to which the drive system torsion reduction system according to the present invention is applied.
도 3은 본 발명에 따른 차량의 구동계 비틀림 저감시스템의 제어 블록도.3 is a control block diagram of a drive system torsion reduction system of a vehicle according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 차량의 구동계 비틀림 저감시스템의 플로우 차트.4 is a flow chart of a drive system torsion reduction system of a vehicle according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
10 : 엔진 속도 감지부 20 : 변속기 속도 감지부10: engine speed detection unit 20: transmission speed detection unit
30 : 구동계 속도 감지부 40 : 엔진 토크 감지부30: drive system speed detection unit 40: engine torque detection unit
50 : 엔진 알피엠 감지부 60 : 제어부50: engine RMP detection unit 60: control unit
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