KR100787238B1 - Driveline test bench for automotive chassis system and test method using the same - Google Patents

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KR100787238B1 KR1020060110622A KR20060110622A KR100787238B1 KR 100787238 B1 KR100787238 B1 KR 100787238B1 KR 1020060110622 A KR1020060110622 A KR 1020060110622A KR 20060110622 A KR20060110622 A KR 20060110622A KR 100787238 B1 KR100787238 B1 KR 100787238B1
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최병익
이학주
김경식
강재윤
김주성
김기주
최재욱
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Abstract

A driveline test bench for an automotive chassis system and a test method using the same are provided to efficiently evaluate an engine rotation of a driveline of an automotive chassis system and an NVH(Noises Vibration Harshness) property with a low cost. A driveline test bench(100) for an automotive chassis system includes a sub frame(15), a rear axle(30), a propeller shaft(20), a drive shaft(40), and a shaker. The sub frame has the rear axle which supports the sub frame and is placed at a lower part of the sub frame. The propeller shaft is coupled with the rear axle by a universal joint. The drive shaft is connected to the rear axle in a direction crossing the propeller shaft. The shaker generates torque to the propeller shaft of the drive shaft while doing a straight reciprocating motion. And the shaker is connected to a front edge of the propeller shaft.

Description

차량용 섀시 시스템의 구동계 테스트 벤치 및 이를 이용한 시험방법{DRIVELINE TEST BENCH FOR AUTOMOTIVE CHASSIS SYSTEM AND TEST METHOD USING THE SAME}DRIVELINE TEST BENCH FOR AUTOMOTIVE CHASSIS SYSTEM AND TEST METHOD USING THE SAME}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 차량용 섀시 시스템의 구동계 테스트 벤치를 개략적으로 도시한 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a driveline test bench of a vehicle chassis system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 타당성을 검증하기 위한 한 실시예에 따른 차량용 섀시 시스템의 구동계 테스트 벤치를 나타낸 사진이다.2 is a photograph showing a drive system test bench of a vehicle chassis system according to an embodiment for verifying the validity of the present invention.

도 3은 본 실시예에 따른 차량용 섀시 시스템의 구동계 테스트 벤치에 셰이커(60)가 연결된 모습을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a state in which a shaker 60 is connected to a drive train test bench of a vehicle chassis system according to the present embodiment.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 차량용 섀시 시스템의 구동계 테스트 벤치에서 고무 마운트의 위치와 형상을 도시한 도면이다.4 is a view showing the position and shape of the rubber mount in the driveline test bench of the vehicle chassis system according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 차량용 섀시 시스템의 구동계 테스트 벤치의 유한요소 모델이다.5 is a finite element model of a driveline test bench of a vehicle chassis system according to one embodiment of the invention.

도 6a는 27Hz 가속도에서 섀시 시스템의 진동 변화의 측정 시험된 예를 나타내는 도면이고, 도 6b는 27Hz 가속도에서 섀시 시스템의 진동 변화의 계산된 예를 나타내는 도면이다.FIG. 6A is a diagram showing a measured test example of the vibration change of the chassis system at 27 Hz acceleration, and FIG. 6B is a diagram showing a calculated example of the vibration change of the chassis system at 27 Hz acceleration.

도 7a는 셰이커 진동에 기반한 섀시 시스템의 프로펠러 샤프트의 각 측정 포 인트에서 모사 계산한 가속도를 통합하여 나타낸 그래프이고, 도 7b는 셰이커 진동에 기반한 섀시 시스템의 프로펠러 샤프트의 각 측정 포인트에서 측정한 실제의 측정 가속도를 통합하여 나타낸 그래프이다. FIG. 7A is a graph incorporating the accelerations simulated at each measurement point of the propeller shaft of a chassis system based on shaker vibration, and FIG. 7B is an actual measurement at each measurement point of the propeller shaft of the chassis system based on shaker vibration. This graph shows the measurement acceleration.

도 8a는 셰이커 진동에 기반한 섀시 시스템의 드라이브 샤프트의 각 측정 포인트에서 모사 계산한 가속도를 통합하여 나타낸 그래프이고, 도 8b는 셰이커 진동에 기반한 섀시 시스템의 드라이브 샤프트의 각 측정 포인트에서 측정한 실제의 측정 가속도를 통합하여 나타낸 그래프이다. FIG. 8A is a graph incorporating the accelerations simulated at each measurement point of the drive shaft of a chassis system based on shaker vibration, and FIG. 8B is an actual measurement measured at each measurement point of the drive shaft of the chassis system based on shaker vibration. It is a graph showing the acceleration.

본 발명은 테스트 벤치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량용 섀시 시스템의 구동계 테스트 벤치와 이를 이용하는 차량용 섀시 시스템의 구동계 시험방법에 관한 것이다.The present invention relates to a test bench, and more particularly to a drive system test bench of a vehicle chassis system and a drive system test method of a vehicle chassis system using the same.

최근 증가한 엔진파워와 전반적으로 높아진 NVH(Noise Vibration Harshness) 정제 요구(refinement demand)로 인하여 구동계 진동 문제가 중요하게 여겨지고 있다. 초기 설계 단계에서 구동계 진동 문제를 탐지하기 위하여 차량으로부터 떼어낸 구동계에 의하여 방생되는 진동 모드를 시험하고 시뮬레이션하는 것이 필요하다. 이 때, 상기 구동계는 리어 서브프레임과 프로펠러 샤프트, 액슬과 차체로 전달되는 주 구동계 진동을 감쇠시키는 고무 마운트로 구성된다.Due to the recent increase in engine power and overall higher Noise Vibration Harshness (NVH) refinement demand, drive system vibration issues are becoming important. In order to detect drive system vibration problems in the early design phase, it is necessary to test and simulate the vibration mode generated by the drive system removed from the vehicle. At this time, the drive system is composed of a rubber submount that damps the main drive system vibration transmitted to the rear subframe, propeller shaft, axle and vehicle body.

종래 구동계 테스트 벤치에서는, 연소기관 또는 전기모터가 토크 입력을 위 해 사용되었지만, 이들 장치들은 매우 고가인데다 기관 자체의 불명확성(시스템으로 많은 부품이 구성되는 것에 따른 변수증가분으로 인한 불명확)이 예기치 못한 소음원이 될 수 있는 문제점이 있었다. In conventional driveline test benches, combustion engines or electric motors have been used for torque input, but these devices are very expensive and the uncertainty of the engine itself (uncertainty due to variable increments due to the large number of components in the system) is unexpected. There was a problem that could be.

한편, NVH 성능의 예측을 위한 도구로써, 유한 요소법과 같은 CAE (Computer Aided Engineering) 기술의 사용은 이미 자동차 선업계에서 표준적인 접근법이 되었다. 시뮬레이션 도구를 적절히 사용함으로써 설계 대안을 확인하고 프로토타입에서 탐지되는 NVH 문제의 원인을 검색하는데 요구되는 프로토타입의 수를 상당히 감소시킬 수 있다. On the other hand, as a tool for predicting NVH performance, the use of Computer Aided Engineering (CAE) technology, such as finite element method, has already become a standard approach in the automotive industry. Appropriate use of simulation tools can significantly reduce the number of prototypes required to identify design alternatives and find the cause of NVH problems detected in the prototype.

하지만 이러한 단계에 이르기 위해서는, 시험과 시뮬레이션 사이의 상관관계에 관한 연구가 철저하게 이루어져야 한다.However, to reach this stage, research on the correlation between test and simulation must be thoroughly conducted.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 그 목적은 시험장치가 단순하여 비교적 저렴한 비용으로 진동의 소스(source)가 되는 엔진의 비틀림 진동효과를 대신하여 가진하여 진동신호를 측정하고 차량용 섀시 시스템을 시뮬레이션 할 수 있는 차량용 섀시 시스템의 구동계 테스트 벤치와 이를 이용한 시험방법을 제공하는 것이다.The present invention was devised to solve the above problems, and its object is to measure the vibration signal by exciting the test device in place of the torsional vibration effect of the engine, which is a source of vibration at a relatively low cost. It is to provide a drive system test bench of a vehicle chassis system that can simulate a vehicle chassis system and a test method using the same.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 차량용 섀시 시스템의 구동계 테스트 벤치는, 서브프레임(sub frame)과, 상기 서브프레임의 하부에 위치하면서 상기 서브프레임을 지지하는 리어 액슬(rear axle)과, 상기 리어 액슬과 유니버 설 조인트로 결합되는 프로펠러 샤프트(propeller shaft)과, 상기 프로펠러 샤프트와 교차하는 방향으로 상기 리어 액슬에 연결되는 드라이브 샤프트(drive shaft), 및 상기 프로펠러 샤프트의 전방 끝단에 연결되어 직선왕복운동을 하며 상기 프로펠러 샤프트 또는 드라이브 샤프트에 토크(torque)를 발생시키는 셰이커(shaker)를 포함한다.In order to achieve the above object, a driveline test bench of a vehicle chassis system according to the present invention includes a subframe, a rear axle positioned under the subframe and supporting the subframe; A propeller shaft coupled to the rear axle and a universal joint; a drive shaft connected to the rear axle in a direction crossing the propeller shaft; and a straight line connected to the front end of the propeller shaft. And a shaker for reciprocating and generating torque in the propeller shaft or drive shaft.

상기 셰이커는 연직방향으로 직선왕복운동을 할 수 있다.The shaker may make a straight reciprocating motion in the vertical direction.

상기 차량용 섀시 시스템의 구동계 테스트 벤치를 이용하여 시험방법은, 상기 프로펠러 샤프트에 복수 개의 측정 포인트를 설정하는 단계와, 상기 셰이커를 직선왕복운동 시켜 상기 프로펠러 샤프트 또는 상기 드라이브 샤프트에 토크를 발생시키는 단계, 및 상기 프로펠러 샤프트에 설정된 측정 포인트로부터 주파수 응답함수(Frequency Response Function, FRF) 값을 측정하는 단계를 포함한다.The test method using a driveline test bench of the vehicle chassis system, the method comprising the steps of setting a plurality of measuring points on the propeller shaft, linearly reciprocating the shaker to generate torque on the propeller shaft or the drive shaft, And measuring a frequency response function (FRF) value from a measurement point set on the propeller shaft.

상기 주파수 응답함수 값은 가속도 진폭이다.The frequency response function value is an acceleration amplitude.

상기 시험방법은, 상기 측정된 주파수 응답함수 값이 공진하는 특성화 공진 포인트의 주파수를 찾아내는 단계를 더 포함할 수 있다.The test method may further include finding a frequency of a characteristic resonance point at which the measured frequency response function value resonates.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 차량용 섀시 시스템의 구동계 테스트 벤치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 타당성을 검증하기 위한 한 실시예에 따른 차량용 섀시 시스템의 구동계 테스트 벤치를 나타낸 사진이다.1 is a perspective view schematically showing a drive system test bench of a vehicle chassis system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a drive system test bench of a vehicle chassis system according to an embodiment for verifying the validity of the present invention The picture shown.

엔진 회전 및 토크 변동에 기인한 NVH 특성을 평가하기 위하여, 상기 테스트 벤치(100)는 리어 서브프레임(15), 프로펠러 샤프트(20), 리어 액슬(30), 및 드라이브 샤프트(40)로 구성된다. 이들 각 구성요소들은 각각 고무 마운트에 올려져 지지된다. 상기 프로펠러 샤프트(20)는 프론트 프로펠러 샤프트(20a)와 리어 프로펠러 샤프트(20b)로 구성된다.In order to evaluate NVH characteristics due to engine rotation and torque variations, the test bench 100 consists of a rear subframe 15, a propeller shaft 20, a rear axle 30, and a drive shaft 40. . Each of these components is mounted on and supported by a rubber mount, respectively. The propeller shaft 20 is composed of a front propeller shaft 20a and a rear propeller shaft 20b.

도 3은 본 실시예에 따른 차량용 섀시 시스템의 구동계 테스트 벤치에 셰이커(60)가 연결된 모습을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a state in which a shaker 60 is connected to a drive train test bench of a vehicle chassis system according to the present embodiment.

상기 셰이커(60)는 상기 프론트 프로펠러 샤프트(20a)의 전방 끝단에 연결되어 연직방향으로 직선왕복운동을 하면서 상기 프로펠러 샤프트(20) 또는 드라이브 샤프트(40)에 토크(torque)를 발생시킨다. The shaker 60 is connected to the front end of the front propeller shaft 20a and generates torque in the propeller shaft 20 or the drive shaft 40 while performing a linear reciprocating motion in the vertical direction.

엔진의 비틀림 회전효과와 유사한 진동의 가진을 위하여 셰이커(60)가 적용된다. 따라서 회전 효과는 배제되고 상기 셰이커의 반복 변위에 의한 토크 변동만 적용된다. 특히 구동계와 리어 서브프레임 사이의 조인트를 가로질러 요동치는 강제 진동(fluctuating forced vibration)이 측정될 수 있다. 도 1에는 각 부분별로 측정 포인트가 나타나 있으며, 상기 각 포인트에서는 주파수 응답함수(Frequency Response Function, FRF) 값을 얻을 수 있다.Shaker 60 is applied for the excitation of vibration similar to the torsional rotational effect of the engine. Thus the rotational effect is excluded and only the torque fluctuations due to the repeated displacement of the shaker are applied. In particular, the fluctuating forced vibration can be measured swinging across the joint between the driveline and the rear subframe. 1 shows measurement points for each part, and at each point, a frequency response function (FRF) value can be obtained.

종래 엔진 가진을 그대로 이용하여 구성한 시험(다이나모 테스트)에서는 엔 진 회전 성분에 의한 가진과 토크 변동에 의한 가진이 중첩되어 진동시험되는데 반해서, 본 실시예에 따른 테스트 벤치(100)에서는 회전성분에 의한 가진은 배제함으로써 시험을 단순화 시킬 수 있다.In the test (dynamo test) configured using the engine excitation as it is, the vibration caused by the engine rotational component and the excitation due to the torque fluctuation is overlapped and vibration tested, whereas in the test bench 100 according to the present embodiment, Excitation can be simplified to simplify the test.

프로펠러 샤프트(20)가 중공축이고 드라이브 샤프트(40) 등이 무게가 그다지 무겁지 않아 회전 관성 모멘트는 무시할 만 하여, 회전성분은 데이터에 영향을 미치지 못할 정도로 미미하기 때문에, 본 실시예에 따른 테스트 벤치(100)로 주파수 응답함수 값을 얻어 공진 주파수를 확보하는 것은 의미가 있다.Since the propeller shaft 20 is a hollow shaft and the drive shaft 40 is not so heavy, the moment of inertia of the rotation is negligible, and the rotational component is so small that it does not affect the data. It is meaningful to secure the resonance frequency by obtaining the value of the frequency response function.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 차량용 섀시 시스템의 구동계 테스트 벤치에서 고무 마운트의 위치와 형상을 도시한 도면이다.4 is a view showing the position and shape of the rubber mount in the driveline test bench of the vehicle chassis system according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 고무 마운트는 금속간 접합부를 연결할 때 개재되어 인슐레이션(insulation) 효과로 진동 가진 전달을 방지 또는 저감시키고자 각 금속 부재간의 연결재 역할을 한다. 즉, 리어 서브프레임(15)과 리어 액슬(30) 사이에는 리어액슬 부쉬 RR(51)이 개재되고, 프론트 프로펠러 샤프트(20a)와 리어 프로펠러 샤프트(20b) 사이에는 센터 베어링(53)이 개재되며, 리어 프로펠러 샤프트(20b)와 리어 액슬(30) 사이에는 고무 커플링(56)이 개재된다. 또한 프론트 프로펠러 샤프트(20a)와 셰이커(60) 사이에도 고무 커플링(56)이 개재된다.As shown in FIG. 4, the rubber mount is interposed when connecting the metal to metal joints and serves as a connecting material between the metal members to prevent or reduce vibrational transmission by an insulation effect. That is, the rear axle bush RR 51 is interposed between the rear subframe 15 and the rear axle 30, and the center bearing 53 is interposed between the front propeller shaft 20a and the rear propeller shaft 20b. The rubber coupling 56 is interposed between the rear propeller shaft 20b and the rear axle 30. In addition, a rubber coupling 56 is interposed between the front propeller shaft 20a and the shaker 60.

프로펠러 샤프트(20)와 드라이브 샤프트(40)는 회전하는 부분이므로, 센서 부착 및 측정이 어렵지만, 종래에는 갭 센서 또는 레이저(razor) 센싱 시스템이 적용되어 회전하는 구성요소의 몸체를 측정할 수 있으나, 비용 측면이나 정확도 측면에서 효율적이지 못하다. 이 때 상기 센서는 3축 센서(triaxial sensor)로 각 축의 가속도를 측정할 수 있다. Since the propeller shaft 20 and the drive shaft 40 are rotating parts, it is difficult to attach and measure the sensors, but in the related art, a gap sensor or a laser sensing system may be applied to measure the body of the rotating component. It is not efficient in terms of cost or accuracy. At this time, the sensor can measure the acceleration of each axis with a triaxial sensor (triaxial sensor).

그러나 본 발명의 실시예에서는 이러한 기존 측정방식의 가진시키는 방식(엔진 가진의 소스)이 아닌 셰이커(60)로 변위만 주는 방식의 가진으로 실제의 엔진 가진과 유사한 효과를 일으킬 수 있다.However, in the exemplary embodiment of the present invention, the vibration of the conventional measuring method (the source of the engine excitation) is not the excitation method of the shaker 60, but only the displacement of the method can cause an effect similar to the actual engine excitation.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 차량용 섀시 시스템의 구동계 테스트 벤치의 유한요소 모델이다.5 is a finite element model of a driveline test bench of a vehicle chassis system according to one embodiment of the invention.

컴퓨터 시뮬레이션은 유한요소 분석(FEA) 프로그램을 사용하는 모달 주파수 응답 함수법(method of modal frequency response function)에 의해 수행될 수 있다. 도 5에서 보는 바와 같이, 시뮬레이션 모델은 110,000 개의 솔리드 요소와 쉘 요소로 구성될 수 있다.Computer simulations may be performed by a method of modal frequency response function using a finite element analysis (FEA) program. As shown in FIG. 5, the simulation model may consist of 110,000 solid elements and shell elements.

이하에서는 테스트 벤치를 이용한 시험과정과 그 결과에 대하여 설명한다.Hereinafter, the test process using the test bench and the results will be described.

본 발명의 실시예에 따른 테스트 벤치(100)를 이용한 실제 측정시험에서는 엔진 가진 대신 토크 변동을 부여하기 위하여, 상기 셰이커(60)로 15Hz부터 145Hz까지 가진 주파수(진동회수)를 변화시켰다. 그러나 셰이커(60)의 주파수 변화범위는 엔진에 따라 그 이상의 주파수로도 변동 가능하다.In the actual measurement test using the test bench 100 according to the embodiment of the present invention, in order to give torque fluctuations instead of engine excitation, the shaker 60 changed the frequency (frequency) from 15 Hz to 145 Hz. However, the range of the frequency change of the shaker 60 can be changed at higher frequencies depending on the engine.

도 6a는 27Hz 가속도에서 섀시 시스템의 진동 변화의 측정 시험된 예를 나타내는 도면이고, 도 6b는 27Hz 가속도에서 섀시 시스템의 진동 변화의 계산된 예를 나타내는 도면이다. 도 6a 및 도 6b 각각의 좌상단은 평면도(top view)이고, 우상단은 배면도(rear view)이고, 좌하단은 측면도(side view)이며, 우하단은 사시도(iso-view)이다. 각 도면에서 색상이 붉은색을 나타낼수록 변위가 큰 것을 의미 한다.FIG. 6A is a diagram showing a measured test example of the vibration change of the chassis system at 27 Hz acceleration, and FIG. 6B is a diagram showing a calculated example of the vibration change of the chassis system at 27 Hz acceleration. 6A and 6B, the upper left end is a top view, the upper right end is a rear view, the lower left end is a side view, and the lower right end is an iso-view. The red color in each drawing indicates that the displacement is large.

도 6a 및 도 6b로부터 주파수 27Hz일 때의 특성화 공진 포인트를 알 수 있는데, 도면을 참조하면 프로펠러 샤프트(20) 부위가 27Hz 대에서 가장 공진 가능성이 높은 부위임을 확인할 수 있다. 27Hz 이외에 15Hz 부터 145Hz 까지 다양한 주파수를 적용하여 시험하였으며, 그 중 27Hz대에서 공진을 일으킬 가능성이 있는 피크가 발생하였다.6A and 6B, the characteristic resonance point at the frequency of 27 Hz can be seen. Referring to the drawings, it can be seen that the propeller shaft 20 is the most likely resonance region in the 27 Hz band. In addition to 27Hz, various frequencies from 15Hz to 145Hz were applied. Among them, a peak that was likely to cause resonance occurred in the 27Hz band.

따라서 27Hz 대에서 공진원은 프로펠러 샤프트(20)임을 알 수 있으며, 본 결과를 통해서 프로펠러 샤프트의 강성 등이 보완된다면 이로 인한 공진을 피할 수 있을 것임을 예측할 수 있다.Therefore, it can be seen that the resonance source is the propeller shaft 20 in the 27 Hz band, and it can be predicted that the resonance caused by the propeller shaft can be avoided if the stiffness of the propeller shaft is compensated through the results.

도 7a는 셰이커 진동에 기반한 섀시 시스템의 프로펠러 샤프트의 각 측정 포인트에서 모사 계산한 가속도를 통합하여 나타낸 그래프이고, 도 7b는 셰이커 진동에 기반한 섀시 시스템의 프로펠러 샤프트의 각 측정 포인트에서 측정한 실제의 측정 가속도를 통합하여 나타낸 그래프이다. FIG. 7A is a graph incorporating accelerations simulated at each measurement point of the propeller shaft of a chassis system based on shaker vibration, and FIG. 7B is an actual measurement measured at each measurement point of the propeller shaft of the chassis system based on shaker vibration. It is a graph showing the acceleration.

도 7a 및 도 7b의 세로축은 가속도값 또는 가속도의 진폭이며, 가로축은 주파수이다. 각 주파수대 중에서 공진 주파수를 타원으로 표시하였다. 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 시험에 의해 측정된 일부 특정 진동수는 계산 결과와 아주 잘 일치되는 것을 확인할 수 있으며, 이는 공진에 의한 것이다. 7A and 7B, the vertical axis represents the acceleration value or the amplitude of the acceleration, and the horizontal axis represents the frequency. Resonance frequencies in each frequency band are shown as ellipses. 7A and 7B, it can be seen that some specific frequencies measured by the test are in good agreement with the calculation result, which is due to resonance.

도 8a는 셰이커 진동에 기반한 섀시 시스템의 드라이브 샤프트의 각 측정 포인트에서 모사 계산한 가속도를 통합하여 나타낸 그래프이고, 도 8b는 셰이커 진동에 기반한 섀시 시스템의 드라이브 샤프트의 각 측정 포인트에서 측정한 실제의 측 정 가속도를 통합하여 나타낸 그래프이다. FIG. 8A is a graph incorporating the accelerations simulated at each measurement point of the drive shaft of a chassis system based on shaker vibration, and FIG. 8B is the actual side measured at each measurement point of the drive shaft of the chassis system based on shaker vibration. It is a graph integrating positive acceleration.

각 차량의 구성요소는 고유진동수를 가지고 있으며, 이러한 고유진동수는 공진현상을 발생시키는 활성원(active source)에 의하여 여기될 수 있다. 이것은 구성요소의 고유진동수에서 여기 진폭(excitation amplitudes)이 확대될 수 있음을 의미한다. 그러므로 더 나은 전체적인 성능을 위하여 구동계 시스템 내에서 이들 공진을 튜닝, 예를 들어 진동수 이동, 혹은 각 구성부품(component)의 강성 변화(브래킷 추가, 두께의 변화, 직경의 변화 등)에 의하여 다양한 공진의 상호작용을 제어하는 것이 필요하다. 구동계 시스템의 공진을 튜닝하기 위해서는, 구성요소의 강성(stiffness)을 변경하고 고무 부싱의 설계를 수정하는 것이 고려될 수 있다.Each vehicle component has a natural frequency, which can be excited by an active source that generates a resonance phenomenon. This means that the excitation amplitudes in the natural frequencies of the component can be expanded. Therefore, for better overall performance, tune these resonances within the driveline system, for example by varying the frequency, or by varying the stiffness of each component (bracket addition, thickness change, diameter change, etc.). It is necessary to control the interaction. To tune the resonance of the driveline system, it may be considered to change the stiffness of the components and to modify the design of the rubber bushings.

상기 시험을 통해 공진을 튜닝해야 하는 시스템 상의 주파수대(Characterizing Resonance Point)가 무엇인지 신속하고 정확하게 찾아낼 수 있다.The test can quickly and accurately find out what is the characterizing resonance point in the system where the resonance needs to be tuned.

시험적 결과와 비교할 때, 시스템의 계산된 주파수 응답함수(FRF) 분석은 상당히 좋은 정성적 일치를 나타내었다. 추가적인 분석은 각 구동계 구성요소의 모드값과 모드형상 시뮬레이션이 정량적으로 시험적 결과와 잘 일치됨을 보여주었으나, 구동계 시스템의 시뮬레이션된 결과는 조인트부에 의해 보상되어야 한다. 고무 요소에 의한 조인트 응답은 구동계 시스템의 테스트 벤치 결과로부터의 편차를 발생시키는 주요 원인이었다. Compared with the experimental results, the calculated frequency response function (FRF) analysis of the system showed a fairly good qualitative agreement. Further analysis showed that the mode values and mode geometry simulations of each driveline component are in good agreement with the experimental results quantitatively, but the simulated results of the driveline system should be compensated for by the joints. The joint response by the rubber element was the main cause of the deviation from the test bench results of the driveline system.

고무 요소의 시뮬레이션된 조인트 응답에 기인한 약간의 편차의 이유는 다음과 같이 설명될 수 있다.The reason for the slight deviation due to the simulated joint response of the rubber element can be explained as follows.

하나는 섀시 시스템을 구성하는 각 고무 요소를 조립함으로부터 발생되는 초기 부하(initial load)에 의한 것이고, 다른 하나는 한 단계에서 15Hz부터 145Hz까지 변화하는 진동수로 수행된 실험의 변수 조건(variable conditions)에 있어 동강성(dynamic stiffness)의 미지의 파라미터에 의한 것이었다. 그러므로 특별한 가중치에 의하여 이러한 편차를 보완하는 것이 필요하다. One is due to the initial load resulting from assembling each rubber element constituting the chassis system, and the other is the variable conditions of the experiment, performed at frequencies varying from 15 Hz to 145 Hz in one step. This is due to an unknown parameter of dynamic stiffness. Therefore, it is necessary to compensate for this deviation by special weights.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications or changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. In addition, it is natural that it belongs to the scope of the present invention.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 섀시 시스템의 구동계 테스트 벤치에 의하면, 연소기관이나 전기 모터를 대신하여 셰이커를 적용하여 비틀림 진동을 가진시키고 프로펠러 샤프트의 각 부분에 측정 포인트를 설정하여 진동신호를 측정함으로써 차량용 섀시 시스템의 구동계의 엔진 회전 및 토크 변동에 기인한 NVH 특성을 낮은 비용으로 효과적으로 평가할 수 있다. As described above, according to the driveline test bench of the vehicle chassis system according to the present invention, a shaker is applied in place of a combustion engine or an electric motor to have torsional vibration, and a vibration point is measured by setting a measuring point on each part of the propeller shaft. As a result, the NVH characteristics caused by the engine rotation and the torque variation of the drive system of the vehicle chassis system can be effectively evaluated at low cost.

또한, 기존의 엔진 가진이 그대로 가진원으로 시스템 구성요소로 전달되는 방법과 달리 지속적인 회전성분은 배제하고 토크변동 성분만을 진동원으로 할 때 전달되는 전달함수값을 정확히 확보하여 공진튜닝을 통한 설계개념을 조기에 수립할 수 있다.In addition, unlike the existing method of transmitting the engine excitation to the excitation source as a system component, the design concept is achieved through resonance tuning by accurately securing the transmission function value transmitted when only the torque variation component is used as the vibration source without continually rotating components. Can be established early.

Claims (6)

서브프레임(sub frame);Sub frame; 상기 서브프레임의 하부에 위치하면서 상기 서브프레임을 지지하는 리어 액슬(rear axle);A rear axle positioned below the subframe and supporting the subframe; 상기 리어 액슬과 유니버설 조인트로 결합되는 프로펠러 샤프트(propeller shaft); A propeller shaft coupled to the rear axle and a universal joint; 상기 프로펠러 샤프트와 교차하는 방향으로 상기 리어 액슬에 연결되는 드라이브 샤프트(drive shaft); 및A drive shaft connected to the rear axle in a direction intersecting with the propeller shaft; And 상기 프로펠러 샤프트의 전방 끝단에 연결되어 직선왕복운동을 하며 상기 프로펠러 샤프트 또는 드라이브 샤프트에 토크(torque)를 발생시키는 셰이커(shaker)A shaker connected to the front end of the propeller shaft for linear reciprocating motion and generating torque in the propeller shaft or drive shaft 를 포함하는 차량용 섀시 시스템의 구동계 테스트 벤치.Driveline test bench of the vehicle chassis system comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 셰이커는 연직방향으로 직선왕복운동을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 차량용 섀시 시스템의 구동계 테스트 벤치.The shaker drive system test bench of the vehicle chassis system, characterized in that the linear reciprocating movement in the vertical direction. 서브프레임, 상기 서브프레임의 하부에 위치하는 리어 액슬, 상기 리어 액슬과 유니버설 조인트로 결합되는 프로펠러 샤프트, 및 상기 프로펠러 샤프트와 교차하는 방향으로 상기 리어 액슬에 연결되는 드라이브 샤프트를 포함하는 차량용 섀시 시스템을 준비하는 단계;A vehicle chassis system including a subframe, a rear axle positioned below the subframe, a propeller shaft coupled to the rear axle and a universal joint, and a drive shaft connected to the rear axle in a direction crossing the propeller shaft; Preparing; 상기 프로펠러 샤프트에 복수 개의 측정 포인트를 설정하는 측정 포인트 설정 단계;A measuring point setting step of setting a plurality of measuring points on the propeller shaft; 상기 프로펠러 샤프트의 전방 끝단에 연결되는 셰이커를 직선왕복운동시켜 상기 프로펠러 샤프트 또는 상기 드라이브 샤프트에 토크를 발생시키는 토크 발생 단계; 및A torque generating step of generating a torque in the propeller shaft or the drive shaft by linearly reciprocating the shaker connected to the front end of the propeller shaft; And 상기 프로펠러 샤프트에 설정된 측정 포인트로부터 주파수 응답함수(Frequency Response Function, FRF) 값을 측정하는 주파수 응답함수 측정 단계;A frequency response function measurement step of measuring a frequency response function (FRF) value from a measurement point set on the propeller shaft; 를 포함하는 차량용 섀시 시스템의 구동계 시험방법.Drive system test method for a vehicle chassis system comprising a. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 토크 발생 단계는 상기 셰이커를 연직방향으로 직선왕복운동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 섀시 시스템의 구동계 시험방법.The torque generation step of the drive system test method of the vehicle chassis system, characterized in that for linear reciprocating motion of the shaker. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 주파수 응답함수 측정 단계는 상기 주파수 응답함수 값으로서 가속도 진폭을 측정하는 것을 특징으로 하는 차량용 섀시 시스템의 구동계 시험방법.The frequency response function measurement step is a drive system test method of a vehicle chassis system, characterized in that for measuring the acceleration amplitude as the frequency response function value. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 측정된 주파수 응답함수 값이 공진하는 특성화 공진 포인트의 주파수를 찾아내는 단계를 더 포함하는 차량용 섀시 시스템의 구동계 시험방법.And finding a frequency of a characterized resonance point at which the measured frequency response function resonates.
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