KR0162787B1 - 브레이크 노이즈 측정장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은 브레이크 노이즈 측정장치에 관한 것으로 소음감지 센서뿐만 아니라 휠실린더 또는 백플레이트의 진동을 검출하기 위한 가속도계를 추가로 설치하여 소음감지 센서에서 검출된 소음정도와 차량 전후 좌우의 진동을 고려하여 브레이크 노이즈를 판단하게 함으로써 저렴한 비용 및 간단한 노력으로 차음벽을 설치한 것과 동일한 효과를 가지며, 특히 실차주행시험에서도 만족할만한 효과를 얻도록 하기 위하여, 차량의 전륜과 후륜에 각각 설치되며, 2로울러 다이나모인 경우는 전륜의 좌우측 또는 후륜의 좌우측에 설치되어 브레이크 작동부위의 진동을 감지하기 위한 진동센싱부(9)와; 차량의 전륜과 후륜 부위에 설치되며, 2 로울러 다이나모인 경우는 전륜의 좌우측 또는 후륜의 좌우측에 설치되어 브레이크 작동에 의한 소음을 감지하기 위한 소음감지 센싱부(6)와; 상기 진동센싱부(9)의 출력신호를 신호처리를 위한 레벨로 증폭하기 위한 증폭기(91)와; 상기 소음감지 센싱부(6)의 시간영역 신호와 증폭기(91)를 통해 입력된 진동센싱부(9)의 시간영역 신호를 주파수 영역의 스펙트럼으로 변환하여 표시함으로써 브레이크 노이즈 발생위치 및 브레이크 노이즈의 크기를 판단하게 하는 FFT 주파수 분석기(7)로 구성되어져 동작하는 브레이크 노이즈 측정장치에 관한 것이다.

Description

브레이크 노이즈 측정장치

제1도는 종래의 기술로 제시된 브레이크 노이즈 측정장치의 구성 블록도이고,

제2도는 종래의 기술로 제시된 차음벽이 설치된 브레이크 노이즈 측정장치의 구성 블록도이고,

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 브레이크 노이즈 측정장치의 구성 블록도이고,

제4도의 (a),(b)는 이 발명의 실시예에 따른 브레이크 노이즈 측정장치에 의해 측정된 소음파형과 진동파형을 도시한 파형도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 유압 발생장치 2 : 제어 시스템

3 : DC-모터 4 : 토오크 미터

5 : 로울러 6 : 소음감지 센서

7 : FFT 주파수 분석기 8 : 컴퓨터

9 : 가속도계 91: 증폭기

이 발명은 브레이크 노이즈 측정장치에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 실차주행시험 또는 대상(RIG)주행시험에서 전후 또는 좌우의 소음 뿐만 아니라 전륜 횔실린더(Wheel Cylinder) 또는 후륜 백플레이트(Back Plate)의 진동으로부터 브레이크 노이즈를 감지함으로써 브레이크 노이즈 발생지점을 정확하게 파악하도록하고, 특히, 암소음이 큰 주파수 영역의 브레이크노이즈 발생유무를 용이하게 파악하도록 하는 브레이크 노이즈 측정장치에 관한 것이다.

일반적인 차량 주행시험으로서, 실제차량으로 도로상에서 운전자에 의해 행해지는 것을 실차 주행시험이라고 하며 , 실제차량 또는 차량 부품등으로 실제 도로상 과거의 동일한 운전상황을 조성한 실험실에서 차량 엔진의 역할을 하는 다이나모 등과 같은 장비에 의해 행해지도록 하는 것을 대상 주행시험 이라 한다.

상기 실차 또는 대상 주행시험에서는 차량의 제동성능, 주행성능, 차량 내구성 등과 같은 차량 전반에 걸친 성능시험이 행해진다. 특히, 차량의 제동시 발생하는 브레이크 노이즈를 검사하기 위한 것으로서, 제1도 및 제2도에 종래의 브레이크 노이즈 측정장치가 도시되어 있다

제1도는 종래의 기술로 제시된 브레이크 노이즈 측정장치의 구성 블록도이다 상기 제1도의 브레이크 노이즈 측정장치는 대상 주행시험에서 사용되는 것이다.

제1도를 참조한 종래의 브레이크 노이즈 측정장치는, 제어 시스템(2)에 의해 제어되는 DC-모터(3)가 토오크 미터 (4)를 통해 로울러 (5)에 결합되고, 유압 발생장치(1)에서 로울러 (5)에 유압이 공급되고, 전륜 좌측 횔과 후륜 우측 휠 근처에 소음감지 센서(6)가 놓여지며 , 상기 각 소음감지 센서(6)는 FFT 주파수 분석기(7)를 거쳐 컴퓨터(8)와 접속되는 구조로 이루어진다.

상기에서 로울러(5)와 DC-모터(3) 및 유압 발생장치(1), 제어 시스템(2)은 통틀어서 다이나모라고 불리운다. 상기 다이나모는 차량의 엔진과 같은 역할을 하도록 구비된 것으로서, 제어 시스템(2)에 의해 DC-모터(3)의 회전속도 및 가속시간등이 결정되어 로울러(5)가 회전함으로써 로울러(5)위의 차량이 실제도로에서 주행하는 것과 동일한 효과를 얻도록 한다.

한편,유압 발생장치(1)는 로울러(5)에 유압을 가해서 로울러(5) 면의 마찰계수 및 로울러(5) 좌우의 경사정도를 결정하기 위한 것이다. 상기 로울러(5)가 회전하여 주행조건이 만족되고 일정시점에서 로울러(5)가 정지하여 제동조건이 발효되면, 차량의 전륜 좌측 횔과 후륜 우측 횔의 측면에 고정된 소음감지 센서(6)에서 차량의 소음레벨이 검출된다.

상기 각 소음감지 센서(6)의 출력신호는 FFT 주파수 분석기(7)에 입력되어 상기 FFT주파수 분석기(7)에 의해 주파수에 따른 음향의 크기로서 소음정도가 검출된다. 상기 검출된 소음정도는 FFT 주파수 분석기(7)의 모니터 파면에 그래프로서 표시되며, 사용자는 FFT 주파수 분석기(7)와 일반적인 계측기용 인터페이스인 GP-IB(General Purpose Interface Bus) 커넥터로 연결된 컴퓨터(8)를 이용하여 FFT 주파수 분석기 (7)의 데이타를 읽어들여 저장하고 처리 한다.

상기 FFT 주파수 분석기(7)는 고속 퓨리에 변환을 위한 것으로, J.Cooley와 J.Tukey에 의해 제안된 고속 연산 알고리즘을 채택하여 실시간에서 시간영역 (Time Domain)의 음향 및 진동 데이타를 주파수영역 (Frequency Domain)의 스펙트럼(Spectrum)으로 변환한다

그러나, 상기 종래의 브레이크 노이즈 측정장치에 따르면, 차량 좌우 또는 전후의 중첩된 소음이 소음감지 센서(6)에서 검출되기 때문에 차량의 어느 휠에서 브레이크 노이즈가 발생하는지 판단하기가 용이하지 못하며, 특히 중첩잡음인 암소음이 큰 주파수영역에서는 브레이크 노이즈의 발생유무를 판단하기가 힘들다.

따라서 , 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 차음벽을 설치한 브레이크 노이즈 측정장치가 개발되었다.

제2도는 차음벽을 설치한 브레이크 노이즈 측정장치의 구성 블록도이다.

제2도에 도시되어 있듯이 차음벽을 설치한 브레이크 노이즈 측정장치는, 다이나모의 로울러(5)위에 차량이 놓이고, 상기 차량의 중앙에 음향을 차폐시키기 위한 차음벽(C)이 설지된 구조로 이루어진다.

상기 차음벽을 설치한 브레이크 노이즈 측정장치는 차음벽(C)에 의해 좌우의 음향이 서로 중첩 또는 간섭되지 않기 때문에 브레이크 노이즈 측정에 만족할 만한 효과를 거두고 있다.

그러나, 상기한 차음벽을 설치한 브레이크 노이즈 측정장치는 대상 주행시험에만 사용될 수 있는 한계가 있으며, 차음벽을 위한 차음소재가 고가이므로 차음벽의 설치가격이 무척 비싸며, 차종에 따라 차량의 상하크기를 고려하여 각각의 차음벽을 설치해야 하는 번거로움이 있다.

그러므로, 이 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로 소음감지 센서 뿐만아니라 횔실린더 또는 백플레이트의 진동을 검출하기 위한 가속도계를 추가로 설치하여 소옴감지 센서에서 검출된 소음정도와 차량 전후 좌우의 진동을 고려하여 브레이크 노이즈를 판단하게 함으로써 저렴한 비용 및 간단한 노력으로 차음벽을 설지한 것과 동일한 효과를 가지며, 특히 실차 주행시험에서도 동일한 효과를 얻을수 있는 브레이크 노이즈 측정장치를 제공하고자 하는데 있다.

상기의 목적을 달성하고자 하는 이 발명의 구성은, 차량의 전륜 일측과 후륜 타측에 각각 설치되어 브레이크 작동부위의 진동을 감지하기 위한 진동센싱부와; 차량의 전륜 일측과 후륜 타측 부위에 설치되어 브레이크 작동에 의한 소음을 감지하기 위한 소음감지 센싱부와:

상기 진동센싱부의 출력신호를 신호처리를 위한 레벨로 증폭하기 위한 증폭기와; 상기소음감지 센싱부와 증폭기를 통해 입력된 진동센싱부의 시간영역 신호를 주파수 영역의 스펙트럼으로 변환되어 표시함으로써 브레이크 노이즈 발생위치 및 브레이크 노이즈의 크기를 판단하게 하는 FFT 주파수 분석기로 이루어 진다 .

상기 구성에 의하여 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 브레이크 노이즈 측정장치의 구성 블록도이다.

제3도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 브레이크 노이즈 측정장치는, 제어 시스템(2)과 연결된 DC-모터(3)는 토오크 미터(4)를 통해 로울러(5)와 결합되고, 상기 로울러(5)는 유압 발생장치 (1)와 연결되며, 가속도계(9)는 차량의 전륜 좌측 및 후륜 우측에 설지되어 전후 및 좌우가 구별되게 하고, 소음감지 센서(6)는 차량의 전륜 좌측 및 후륜 우측 주위에 설치되며, 상기 가속도계(9)는 증폭기(91)를 거쳐 FFT 주파수 분석기(7)에 연결되고 소음감지 센서 (6)는 직접 FFT 주파수 분석기 (7)에 연결되며, 상기 FFT 주파수 분석기(7)는 GB-IB 커넥터로 컴퓨터(8)와 연결되는 구조로 이루어 진다.

상기에서 가속도계(9)는 차량이 디스크식 브레이크인 경우에는 캘리퍼의 휠실린더에 장착되며, 드럼식 브레이크인 경우에는 백플레이트 뒤에 장착된다.

상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 브레이크 노이즈 측정장치의 작용은 다음과 같다.

상술한 제어 시스템(2), DC-모터(3), 로울러(5)등으로 이루어진 다이나모가 동작하면, 차량에는 일반 도로에서 주행하는 것과 동일한 주행환경이 조성된다. 제어 시스템(2)에 의해 상기 로을러(5)가 정지되도록 하면, 차량의 제동성능이 시험된다.

차량의 제동성능이 시험되면, 상기 소음감지 센서(6)에서는 차량의 전륜 좌측과 후륜 우측에서 발생하는 음향이 전기신호로 검출되어 FFT 주파수 분석기(7)에 입력된다. 또한, 가속도계(9)에서는 휠실린더 또는 백플레이트의 진동이 전기신호로 검출되어 증폭기 (91)를 거쳐 FFT 주파수 분석기(7)에 입력된다. 증폭기(91)에서 진동을 검출한 전기신호가 신호처리를 위한 레벨로 증폭된다.

상기와 같이 FFT 주파수 분석기(7)에 소음감지 센서(6)의 출력신호와 증폭기(91)의 출력신호가 입력되면, 시간영역의 상기 소음신호와 진동신호는 FFT 주파수 분석기(7)에 의해 주파수영역의 스펙트럼으로 변환되어 표시된다.

제4도의 (a), (b)는 이 발명의 실시예에 따른 브레이크 노이즈 측정장치에 의해 측정된 진동파형과 소음파형을 도시한 파형도이다. 상기 FFT 주파수 분석기(7)에, 의해 표시되는 진동신호와 소음신호는 각각 제4도의(a) 및 (b)와 같다. 상기 제4도. (a)의 진동신호는 설지된 두개의 가속도계(9)중 어느 하나의 파형이며, 제4도 (b)의 소음신호는 설치된 두개의 소음감지 센서(6)중 어느 하나의 파형이다.

FFT주파수 분석기(7)를 통해 제4도 (a) 및 (b)와 같은 진동파형과 소음파형이 표시될 경우에, 제4도 (b)의 소음파형이 특정 주파수에서 피크치를 가지고 동시에 제4도 (a)의 진동파형도 상기 주파수와 동일대역에서 피크치를 나타내면, 제4도 (a)의 진동파형을 생성하는 가속도계(9)가 장착된 브레이크 부위가 브레이크 노이즈를 발생하는 것으로 판단된다. 이 경우 두개중 다른 가속도계(9)의 진동파형에서는 동일주파수대역에서 피크치가 발생하지 않는다.

또한, 제4도 (b)의 소음파형과 같이 저주파 영역에서 암소음에 섞인 피크치가 나타나고 동시에 제4도 (a)의 진동파형도 동일 저주파 대역에서 피크치가 나타나면, 상기 제4도 (a)의 진동파형을 생성하는 가속도계(9)가 장착된 브레이크 부위가 브레이크 노이즈를 발생하는 것으로 판정된다. 이 경우에도 두개중 다른 가속도계(9)의 진동파형에서는 동일 저주파 대역에서 피크치가 발생하지 않는다. 즉, 가속도계(9)의 진동파형은 암소음의 크기에 영향을 받지 않으므로 가속도계(9)의 진동파형으로부터 브레이크 노이즈의 발생유무가 판정될수 있다.

한편, 상기 FFT 주파수 분석기(7)와 GP-IB 커넥터로 연결된 컴퓨터(8)에서는 측정된 데이타 및 그래프가 전송되어 사용자에 의해 저장장치로 기록되거나, 기타의 응용 프로그램에 의해 분석된다.

상기에서는 이 발명의 실시예에 따른 브레이크 노이즈 측정장치가 대상 주행시험에 이용되는 것을 살펴보았고, 상기 브레이크 노이즈 측정장치는 실차 주행시험에도 이용될 수 있다.

실차 주행시험의 경우에는 상기 FFT 주파수 분석기(7)와 컴퓨터(8)를 차량에 실은채로 실제도로를 주행하면서 브레이크 노이즈가 측정되게 된다.

측정과정은 상기 대상 주행시와 동일하므로 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다 .

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 대상 주행시험시 차음벽을 설치하지 않고도 브레이크 노이즈의 발생부위를 정확히 파악할수 있고, 암소음이 큰저주파 대역에서도 브레이크 노이즈의 발생유무를 파악할 수 있으며 , 특히 대상 주행시험시 무인 자동운전으로 일주일씩 브레이크 노이즈 테스트를 해야할 경우에 더욱 큰 효과를 가지는 브레이크 노이즈 측정장치를 제공할 수 있다.

Claims (3)

1. 차량의 전륜과 후륜에 각각 설치되며, 2 로울러 다이나모인 경우는 전류의 좌우측 또는 후륜의 좌우측에 설치되어 브레이크 작동부위의 진동을 감지하기 위한 진동센싱부(9)와; 차량의 전륜과 후륜 부위에 설치되어 브레이크 작동에 의한 소음을 감지하기 위한 소음감지 센싱부(5)와; 상기 진동센싱부(9)의 출력신호를 신호처리를 위한 레벨로 증폭하기 위한 증폭기(91)와; 상기 소음감지 센싱부(6)의 시간영역 신호와 증폭기(91)를 통해 입력된 진동센싱부(9)의 시간영역신호를 주파수 영역의 스펙트럼으로 변환하여 표시함으로써 브레이크 노이즈 발생위치 및 브레이크 노이즈의 크기를 판단하게 하는 FFT 주파수 분석기(7)로 구성되어짐을 특징으로 하는 브레이크 노이즈 측정 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기한 진동센싱부(9)는 차량이 디스크식 브레이크인 경우에는 휠실린더에 장착되고, 드럼식 브레이크인 경우에는 백플레이트에 장착됨을 특징으로 하는 브레이크 노이즈 측정장치.
3. 제1항에 있어서, 상기한 브레이크 노이즈 측정장치는 측정된 데이터의 기록 및 응용 프로그램에 의한 분석을 위해 컴퓨터(8)가 GB-IB 커넥터로 FFT 주파수 분석기(7)에 연결됨을 특징으로 하는 브레이크 노이즈 측정장치.