KR100345776B1 - 차량용 음향 홀로그래피 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 음향 홀로그래피 측정장치에 관한 것으로서, 윈드 노이즈의 원인은 대부분 프론트 범퍼부터 윈드쉴드 글래스 상부까지 있는 것이 차실내 소음에 가장 영향이 크며, 정확한 소음원의 위치를 알기 위해서는 상부에서의 노이즈 맵이 더 유용한 정보를 줄 수 있으므로, 무향 풍동을 이용한 외부 소음원 파악 과정에서 차량 상부에서 보았을 때의 노이즈 맵을 그릴 수 있는 시험 장치와 이에 대한 기술적 구현을 제공하고자 한 것이다.

Description

차량용 음향 홀로그래피 측정장치{Acoustic holography measuring device for automobile}

본 발명은 차량용 음향 홀로그래피 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수평형 음향 홀로그래피 수단과 트레버스 수단 등을 이용하여 시험 차량에 대한 윈드 노이즈 소음원을 상부에서 측정할 수 있도록 함으로써, 시험 차량의 윈드 노이즈 소음원을 입체적으로 파악 및 분석할 수 있도록 한 차량용 음향 홀로그래피 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 음향 홀로그래피 측정장치는 도 1에 도시한 바와 같이 시험 차량의 측면에서 마이크로폰 어레이(Microphone array)로 외부 소음을 측정하여 노이즈 맵을 그린 후, 소음원의 위치와 소음 강도를 파악하는 장치로서, 무향 풍동과 같은 타입의 풍동, 예를 들면 이탈리아의 PININFARINA 풍동, 독일의 IVK/FKFS 풍동 및 DNW 풍동에서 널리 사용되고 있는 고급의 기술이다.

지금까지 발표된 논문과 자료들에 의하면 도 1에서와 같이 측면에서만 노이즈 맵을 그리는 것이 주된 것이고, 기타 엔진룸 내(일반 무향실) 소음원 위치 파악에 종종 사용되는 것으로 발표되고 있다.

이러한 음향 홀로그래피 장치와 관련한 종래의 기술은 어레이 믹(Array mic.)을 구비한 트레버스(Traverse)장비를 시험 차량의 측면에만 부착하여 측면에서의 소음원 위치 파악만이 가능하였다.

즉, T-H 평면상에서만 소음원 위치 파악이 가능하였다.

측면에서의 홀로그래피 맵에서도 유용한 정보를 얻을 수 있지만, 소음원이 차량의 폭방향으로 중첩된 경우 정확히 어떤 파트 혹은 부위에서 윈드 노이즈 소음원이 있는지 알 수 없는 문제가 있다.

예를 들면, 카울탑 커버 근방에 있는 부품 중 윈드 노이즈 원인이 되는 것은 아웃사이드 미러, 와이퍼, 레인 거터(Rain gutter) 등이 있고, 도 1과 같은 측면에서 노이즈 맵을 그리면 그것이 아웃사이드 미러 때문인지, 와이퍼 때문인지 혹은 레인 거터 때문인지 한번에 알 수 없는 한계가 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 윈드 노이즈의 원인은 대부분 프론트 범퍼부터 윈드쉴드 글래스 상부까지 있는 것이 차실내 소음에 가장 영향이 크며, 정확한 소음원의 위치를 알기 위해서는 상부에서의 노이즈 맵이 더 유용한 정보를 줄 수 있으므로, 무향 풍동을 이용한 외부 소음원 파악 과정에서 차량 상부에서 보았을 때의 노이즈 맵을 그릴 수 있는 시험 장치와 이에 대한 기술적 구현을 제공하는데 그 안출의 목적이 있는 것이다.

도 1은 종래의 차량용 음향 홀로그래피 측정방법을 보여주기 위한 개략도

도 2는 본 발명에 따른 차량용 음향 홀로그래피 측정장치를 나타내는 측면도

도 3은 본 발명에 따른 차량용 음향 홀로그래피 측정장치를 나타내는 평면도

도 4는 본 발명에 따른 차량용 음향 홀로그래피 측정장치에서 위치 지시계를 나타내는 단면도

도 5는 본 발명에 따른 음향 홀로그래피 측정장치에서 지지대의 내부구조를 나타내는 단면도

도 6은 본 발명에 따른 음향 홀로그래피 측정장치에서 높이를 보상하는 방법에 대한 작동상태를 보여주는 개략적인 회로도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 마이크로폰 홀더 11 : 어레이 홀더

12 : 지지대 13 : 트레버스 시스템

14 : 위치 지시계 15 : 모터

16 : 피니언 17 : 랙

18 : 하우징 19 : 바퀴

20 : 축 21 : 스프링

22 : 압전센서 23 : 가이더

24 : 시험 차량

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 시험 차량의 폭방향을 따라 나란하게 배치되는 다수의 마이크로폰 홀더(10)를 갖는 어레이 홀더(11)와, 소정의 지지대(12)를 이용하여 상기 어레이 홀더(11)를 시험 차량의 길이방향으로 움직여주는 상부의 트레버스 시스템(13)과, 시험 차량의 높이 수준에 따른 상기 어레이 홀더(11)의 위치를 보상해주기 위한 위치신호를 감지하는 위치 지시계(14)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 지지대(12)의 내부에는 소정의 신호를 받아 구동되는 모터(15) 및 그 축에 장착되는 피니언(16)이 구비되고, 상기 어레이 홀더(11)의 상단부는 지지대(12)의 내부에 위치되면서 상기 피니언(16)과 치합 전동가능한 랙(17)을 갖추고 있어서, 모터(15)의 구동과 함께 어레이 홀더(11)의 상하 이동이 가능하도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 위치 지시계(14)는 어레이 홀더(11)상에 지지되는 하우징(18)과, 상기 하우징(18)의 내부에 배치되며 하단의 바퀴(19)를 가지면서 상하 유동가능한 축(20) 및 이것을 탄력지지하는 스프링(21)과, 상기 하우징(18)의 내부 상단에서 스프링(21)의 압축력을 감지하여 모터(15)의 구동을 위한 신호를 출력하는 압전센서(22)로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 위치 지시계(14)의 축(20)에는 그 상하 유동시 안내를 위한 가이더(23)가 일체 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 음향 홀로그래피 측정장치의 전체적인 구성을 보여주는 측면도 및 평면도이다.

본 발명의 음향 홀로그래피 측정장치는 크게 마이크로폰을 설치하여 소음을 직접적으로 측정하는 수단인 어레이 홀더(11)와, 상기 어레이 홀더(11)를 전후 이송시켜주는 수단인 트레버스 시스템(13)과, 상기 어레이 홀더(11)의 위치를 감지하는 수단인 위치 지시계(14) 및 이 위치 지시계(14)의 신호를 받아 어레이 홀더(11)의 높이를 조절하는 수단을 포함하는 지지대(12)로 구성된다.

상기 어레이 홀더(11)는 시험 차량(24)의 폭방향으로 길게 배치되는 수평 바와 이 수평 바의 중심에서 윗쪽으로 연장되는 수직 바의 형태로 이루어져 있으며, 수평 바의 길이방향으로는 마이크로폰을 설치하기 위해 일정한 간격으로 다수의 마이크로폰 홀더(10)가 장착되어 있고, 수평 바에서 연장되는 수직 바의 상단부는 지지대(12)측으로 연결되므로 어레이 홀더(11)의 전체적인 지지구조가 이루어질 수 있게 된다.

이러한 어레이 홀더(11)는 시험 차량(24)의 폭방향으로 가로 걸쳐지는 상태에서 상부의 지지대(12)에 연결되고, 지지대(12)를 포함하는 트레버스 시스템(13)의 구동과 함께 시험 차량(24)의 전후 방향으로 움직이면서 마이크로폰을 이용하여 소음을 측정할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 음향 홀로그래피 측정장치에서 어레이 홀더(11)의 위치를 감지하는 위치 지시계(14)의 구성을 보여주고 있다.

상기 위치 지시계(14)는 에레이 홀더(11)의 수평 바 중앙에 원통형의하우징(18)이 고정되고, 하우징(18)의 내부에는 스프링(21)의 탄력지지를 받으면서 상하 유동이 가능한 축(20) 및 그 안내수단인 가이더(23)가 배치되는 동시에 상부에는 스프링(21)의 압축정도에 따라 소정의 전기적 신호를 발생시키는 압전센서(22)가 배치되며, 축(20)의 하단에는 시험 차량(24)에 직접 접촉 구름가능한 바퀴(19)가 장착되는 구조로 이루어져 있다.

이러한 위치 지시계(14)는 시험 차량(24)과 접촉 구름되는 바퀴(19)의 위치에 따라 축(20)의 높이가 변하면서 스프링(21)을 압축하게 되고, 이때의 스프링(21)에 작용하는 압축력을 압전센서(22)에서 감지하여 소정의 전기적 신호를 출력하게 되는 방식으로 어레이 홀더(11)의 위치를 감지할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 음향 홀로그래피 측정장치에서 차량의 측정할 부위의 높이에 따라 어레이 홀더(11)의 위치를 항상 일정하게 보상해주는 높이 보상수단의 구성을 보여주고 있다.

지지대(12)의 내부에는 상기 위치 지시계(14)의 압전센서(22)로부터 출력되는 신호에 의해 구동되는 모터(15)가 설치되는 동시에 모터(15)의 축에는 일체 회전되는 피니언(16)이 장착되고, 지지대(12)의 내부로 연장 배치되는 어레이 홀더(11)의 상단부에는 상기 피니언(16)과 맞물려 치합 전동될 수 있는 랙(17)이 형성되는 구성으로 이루어져 있다.

이에 따라, 위치 지시계(14)로부터 소정의 위치 신호를 받으면 모터(15)가 구동되고, 랙(17)과 피니언(16) 간의 전동작용을 통해서 어레이 홀더(11) 전체의 높이가 낮아지거나 높아질 수 있게 된다.

예를 들면, 위치 지시계(14)가 시험 차량(24)의 후드 부근에서 시험을 수행하는 경우에는 어레이 홀더(11)의 높이가 낮게 설정되고, 루프 부근인 경우에는 어레 홀더(11)의 높이가 높게 설정되므로서, 시험 차량(24)의 시험 수행 위치에 관계없이 어레이 홀더(11)의 높이는 항상 일정하게 유지될 수 있게 된다.

도 6은 위와 같은 높이 보상에 대한 작동상태를 보여주고 있다.

즉, 압전센서(22)의 감지 신호가 컨트롤러에 입력되면, 컨트롤러에서는 모터(15)의 구동방향, 구동량 등을 출력 제어하여 어레이 홀더(11)의 높이를 보상해줄 수 있게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 음향 홀로그래피 측정장치는 무향 풍동 내에 설치되며, 트레버스 시스템(13)의 구동과 동시에 어레이 홀더(11)의 위치를 선택적으로 옮겨가면서 시험 차량(24)의 각 파트에 대한 노이즈 맵을 입체적으로 그릴 수 있게 된다.

이때의 위치 지시계(14)에 있는 바퀴(19)는 시험 차량(24)의 폭 센터 라인을 따라 진행될 수 있게 되고, 한번의 진행시 보통 50∼100㎜ 정도의 위치를 옮겨가면서 해당 부위에 대한 시험을 수행할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 음향 홀로그래피 측정장치에서는 어레이 홀더(11)를 시험 차량(24)의 길이방향으로 움직여 가면서 상부에서 측정할 수 있게 되므로서, 윈드 노이즈와 관련된 외부 소음원의 정보를 충분하게 얻을 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 시험 차량의 상부에 대한 음향 홀로그래피 기술을 적용할 수 있으므로 한번의 측정만으로 윈드 노이즈 소음원의 위치를 정확하게 파악할 수 있을 뿐만 아니라 소음원의 크기에 대한 정보를 한번에 얻을 수 있는 장점이 있으며, 또한 어레이 홀더를 시험 차량의 폭 센터 라인을 따라 이동시킬 수 있게 되므로 시험 차량의 스타일링에 따른 불필요한 세팅작업이 필요없는 장점이 있는 것이다.

또한, 본 발명의 음향 홀로그래피 측정장치를 이용하면 시험 차량의 상부에 대한 시험을 여러 부위에서 동시에 할 수 있고, 이에 따라 시험을 위한 가동 시간을 1/3 정도 단축할 수 있으므로 풍동 운용에 대한 효율을 높일 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 시험 차량의 폭방향을 따라 나란하게 배치되는 다수의 마이크로폰 홀더(10)를 갖는 어레이 홀더(11)와, 소정의 지지대(12)를 이용하여 상기 어레이 홀더(11)를 시험 차량의 길이방향으로 움직여주는 상부의 트레버스 시스템(13)과, 시험 차량의 높이 수준에 따른 상기 어레이 홀더(11)의 위치를 보상해주기 위한 위치신호를 감지하는 위치 지시계(14)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 음향 홀로그래피 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지대(12)의 내부에는 소정의 신호를 받아 구동되는 모터(15) 및 그 축에 장착되는 피니언(16)이 구비되고, 상기 어레이 홀더(11)의 상단부는 지지대(12)의 내부에 위치되면서 상기 피니언(16)과 치합 전동가능한 랙(17)을 갖추고 있어서, 모터(15)의 구동과 함께 어레이 홀더(11)의 상하 이동이 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 차량용 음향 홀로그래피 측정장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 위치 지시계(14)는 어레이 홀더(11)상에 지지되는 하우징(18)과, 상기 하우징(18)의 내부에 배치되며 하단의 바퀴(19)를 가지면서 상하 유동가능한 축(20) 및 이것을 탄력지지하는 스프링(21)과, 상기 하우징(18)의내부 상단에서 스프링(21)의 압축력을 감지하여 모터(15)의 구동을 위한 신호를 출력하는 압전센서(22)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 음향 홀로그래치 측정장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 위치 지시계(14)의 축(20)에는 그 상하 유동시 안내를 위한 가이더(23)가 일체 형성되어 있는 것을 특징으로 차량용 음향 홀로그래피 측정장치.