자동차의 성능이 비약적으로 발전해 감에 따라서 연비가 높으면서도 승차감이 안락한 차량에 대한 소비자들의 요구가 점차 높아져가고 있다. 연비를 향상시키기 위해서는 엔진효율 개선과 더불어 차체 중량 저감이 필수적인데 이는 일반적으로 차량의 소음 및 진동 특성을 악화시켜 승차감 저하의 주 요인이 된다. 다른 한편으로 승차감을 향상시키기 위해서 제진재 및 흡$\cdot$차음재를 이용할 경우 차량 중량이 증가하여 연비가 저하되는 경향이 있다. 이와 같이 승차감과 연비는 서로 상충되는 설계를 요구하는 특성인데, 이를 동시에 해결할 수 있는 방법으로써 능동 소음/진동 제어 기술(Active Noise and Vibration Control)이 크게 주목받고 있다. 차량의 주요 소음/진동원으로는 엔진, 노면가진, 풍절음, 배기음 등을 들 수 있는데, 이 중에서 엔진은 주행시나 정차시 모두 커다란 소음/진동을 발생시키는 가장 중요한 소음/진동원이라 할 수 있다. 엔진 마운트는 엔진을 차체에 고정, 지지함과 동시에 엔진의 진동을 절연하는 부품으로써, 이의 효과적인 설계는 승차감 향상에 결정적인 기여를 하게 된다. 엔진 마운트의 성능을 향상시키기 위한 연구는 각 마운트의 설치위치 및 강성 최적화로부터 최근의 능동/반능동 엔진 마운트 개발에 이르기까지 다양한 방향으로 진행되어왔으며, 특히 최근의 발달된 전자기술에 힘입어서 능동 진동 제어 기술과 접목된 능동 엔진 마운트의 개발에 관심이 집중되고 있다. 현재까지 제안된 대부분의 능동 엔진 마운트는 유체 봉입 마운트에 전자석 구동기나 압전 구동기를 설치한 구조를 갖고 있으며, 적응제어 알고리즘을 이용하여 적절히 제어할 경우 차체로의 전달력을 차단하는데 매우 우수한 성능을 보임이 확인되었다. 그러나 이런 마운트들의 동적 거동을 정확히 이해하고, 가진력의 크기 및 주파수 대역에 따라서 적절한 용량의 능동 엔진 마운트를 설계하는데 있어서 필수적인 동적 모형은 제시된 바 없다.
본 연구에서는 유체 봉입 마운트의 하부유실에 전자석 구동기를 장착한 형태의 능동 엔진 마운트를 제시하고, 이의 동적 거동을 정확히 기술할 수 있는 등가 질량-강성-감쇠 모형을 제안하였다. 유체 봉입 마운트의 구조를 이용함으로써 엔진의 중량에 의한 큰 정하중이 구동기에 가해지는 것을 피할 수 있었으며, 구동기의 오동작에 의한 충격이 차체로 직접 전달되는 것을 방지하여 신뢰성 향상을 기할 수 있었다. 또한 전자석 구동기 및 변위센서, 하중계 등을 직접 설계하여 값비싼 상용제품들을 대체함으로써 능동 엔진 마운트 시스템의 실용성을 높일 수 있도록 하였다. 능동 엔진 마운트의 시제품을 제작하여 동특성을 규명함으로써 제안된 등가 질량-강성-감쇠 모형의 유효성을 실험적으로 검증하였다. 능동 진동 제어에 널리 이용되는 filtered-X LMS 알고리즘을 능동 엔진 마운트 시스템에 적용할 때 발생할 수 있는 문제점을 지적하고 오차 경로 전달 함수의 적절한 모델링을 통해 이 문제의 해결책을 제시하였으며, 이를 적용하여 능동 엔진 마운트를 통하여 차체로 전달되는 힘을 크게 저감할 수 있음을 실험적으로 입증하였다. 실제 차량의 엔진은 일반적으로 3,4개의 마운트로 지지되며, 각 마운트의 강성 및 설치위치등은 일반적으로 차체로 전달되는 진동을 최소화할 수 있도록 최적화되어 있다. 여기에서 기존의 마운트를 능동 엔진 마운트로 대체할 경우 엔진-마운트 시스템의 균형이 무너져서 오히려 진동 특성이 악화되는 역효과가 발생할 수도 있으므로, 이를 방지하기 위하여 6자유도를 갖는 엔진-마운트 시스템에 능동 엔진 마운트가 적용되었을 경우 각 마운트를 통한 전달력을 수치적으로 해석하여 능동 엔진 마운트로 대체하기에 가장 적합한 마운트를 선정하였다. 선정된 위치에 능동 엔진 마운트를 설치하고 행한 실차 테스트를 통하여 능동 엔진 마운트 시스템이 차체로의 전달력 및 실내 진동을 크게 저감시킬 수 있음을 확인하였다.
