The variable displacement technology developed to improve the fuel efficiency engine system is going to be widely adopted because fossil fuels are in danger of running out. VCM (Variable Cylinder Management) Engine, one of the various adaptations of variable displacement technology, makes 2 or 3 cylinders be deactivated when driving at constant speed or on a downhill road. If the chassis vibration originated from the engine oscillation is changed abruptly due to intentional misfiring of cylinders in VCM engine, it can give driver and passenger unpleasant feelings. So we have to make the vibration characteristics be kept unchanged during engine’s operational mode change. We propose an adaptive control algorithm to generate the desired power spectrum modifying the conventional Filtered-x LMS algorithm for active engine mount control. Desired power spectrum is set to the vibration characteristics when full cylinders are used without VCM activation.
There are two additional issues to be investigated for successful application of the proposed method. To improve the control efficiency we have to find minimum energy solution to generate the desired power spectrum. The other issue is that the transient response should be unnoticeable as the state is changing between two operating modes: normal mode and VCM activated mode.
VCM engine and chassis modeling is constructed based on a full size sedan. The transmitted forces acting on the chassis can be obtained from the model analysis. In order to minimize the chassis vibration, an open loop feedforward control is applied and the proposed adaptive algorithm is added to eliminate the transient feeling and to minimize the control effort. Through the vibration analysis of the engine - chassis system, we decide when VCM mode should be activated to reduce the transient response.
Simulation results show that the proposed method is very effective to eliminate the discomfort caused by the abrupt jerk in transient region and reduce the overall vibration level.
엔진의 연비를 높이기 위해 개발된 가변용량 기술은 화석 연료가 고갈될 위기에 직면해 있기 때문에 다양한 분야에서 적용될 것이다. 가변용량 기술의 다양한 적용 사례 중 하나인 가변 실린더 엔진은 차량의 정속 구간이나 내리막 구간같은 저부하 구간에서 2 ~ 3 개의 실린더에서의 연료 폭발이 일어나지 않게하는 것이다. 만약 가변 실린더 시스템에서 몇 개의 실린더가 구동되지 않아서 엔진으로부터 차체로 전달된 진동이 급격하게 변한다면, 운전자나 승객이 불쾌감을 느낄 수 있다. 따라서 엔진의 구동 모드가 변하는 동안에 진동 특성이 변하지 않게 해 주는 것이 필요하다. 본 논문에서는 원하는 파워 스펙트럼 생성을 위해 능동 엔진 마운트 제어에 필요한 Filtered-x LMS 알고리즘을 수정한 적응 제어 알고리즘을 제안한다. 원하는 파워 스펙트럼은 가변 실린더 시스템이 사용되지 않을 때의 진동 특성을 갖게 된다. 제안된 방법의 효과적인 적용을 위하여 2개의 추가적인 논점이 있다. 제어 효율을 높이기 위해서 구동기의 필요한 에너지를 최소화 시키는 것과 가변실린더 시스템이 구동되기 전과 후의 과도 응답을 최소화 시키는 것이다.
가변실린더 시스템의 엔진과 차체 모델링은 대형 세단 모델에 기초해서 만들어졌다. 모델의 해석에 의해 엔진에서 차체로 전달되는 힘을 구할 수 있다. 차체 진동을 최소화 시키기 위해 개루프 피드포워드 제어를 적용 시키고, 과도응답과 구동기 에너지를 줄이기 위해 제안된 방법을 추가 시킨다. 엔진 차체 시스템의 진동 해석을 통하여 과도 응답을 줄이기 위해 어느 순간에 가변 실린더 시스템의 구동 모드를 변화시켜야 하는지 결정한다. 모의 실험 결과는 제안된 방법이 가변 실린더 시스템의 과도 구간에서 급격한 진동 특성 변화에 의한 불쾌감을 없애고 전체적인 진동 저감을 하는데 매우 효과적인 것을 보여준다.
