KR101299997B1 - 차량 진동 및 소음 실내 테스트 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 타이어가 장착된 차량을 지면으로부터 일정 공간 떨어지게 고정하고, 상기 차량 내부에 가속도계 및 마이크로폰을 장착하여 구성된 차량 진동 및 소음 실내 테스트 시스템에 있어서, 상기 복수의 타이어가 회전 가능하게 상기 복수의 타이어의 하부에 맞물려 회전하는 복수의 휠 드럼(wheel drum); 상기 차량이 전방 또는 후방으로 움직이는 것을 방지하기 위해, 상기 휠 드럼과는 일정 간격 떨어져 있고 상기 타이어의 하부 전방과 하부 후방에 위치하여 상기 타이어와 맞물려 회전하는 차량 전후진 방지용 드럼; 및 상기 차량이 좌측 또는 우측으로 움직이는 것을 방지하기 위해, 지면에 고정되어 상기 차량 양 측면의 좌우측을 고정시키는 차량 좌우 움직임 방지용 고정자;를 갖추어 이루어지되, 상기 복수의 휠 드럼이 실제 노면의 특징을 반영한 재질을 갖고, 개별적으로 구동이 가능하도록 하기 위해 각각 별개로 상하로 이동 가능하도록 구성된 차량 소음 및 진동 실내 테스트 시스템을 제공한다.

Description

차량 진동 및 소음 실내 테스트 시스템{VEHICLE VIBRATION AND NOISE INDOOR TEST SYSTEM}

본 발명은 차량의 진동 및 소음을 실내에서 테스트하는 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내에 위치하여, 실외에서 측정할 때와 비슷한 조건을 맞추기 위해 차량을 지면으로부터 떨어지게 고정시키고, 노면의 재질과 유사한 휠 드럼(wheel drum)을 이용하여 노면을 달리는 것과 유사한 환경을 제공하여 차량의 진동 및 소음을 테스트하는 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 타이어를 생산하게 되면 타이어를 장착한 차량(100)이 정상적으로 운행될 수 있는지에 대해 검사하게 된다. 타이어에 대한 검사 항목은 내구성, 마모성, 차량 실내 상태 검사 등 여러 가지가 있다. 차량 실내 상태 검사란 타이어를 장착한 차량(100)의 실내 상태를 점검하는 실험이다.

도 1은 종래의 실차 테스트를 통해 차량의 소음 및 진동을 테스트하는 모습을 도식적으로 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 자동차용 공기압 타이어를 평가하기 위한 방법 중 차량 실내 상태 검사에는 실제 차량(100)에 타이어를 장착하여 차량(100)의 실내 소음과 스티어링 휠(steering wheel), 시트(seat) 및 차축(axle)에서의 진동 특성을 평가하는 실차 테스트 방법이 있다. 이러한 실차 테스트 평가 방법은 실험하고자 하는 타이어를 차량(100)에 장착한 후, 운전자로 하여금 차량(100)을 계측용 트랙(10)에 일정한 속도로 운행하게 하고, 계측자가 운전석 헤드, 뒷좌석 중앙에 마이크로폰(microphone)을 설치하고 스티어링 휠, 운전석 시트, 차축부에 가속도계를 설치하여, 실제 주행 속도로 주행하며 차량(100)의 진동 및 소음 특성을 평가하는 방법이다.

다만, 이러한 실차 테스트의 경우 다음과 같은 문제점이 존재한다. 먼저, 운전자가 차량(100)을 운전하면서 계측을 해야하므로 운전자와 계측자 두 명이 항상 같은 조로 테스트를 실행해야 한다. 또한, 운전자가 바뀌게 되면 변수가 생기게 되므로 항상 동일 운전자가 테스트해야 하는 불편이 있다. 운전자가 일정속도 및 일정 RPM을 맞춰서 운전을 해야 한다. 특정 속도를 못 맞추게 되면 재시험을 하거나 추후에 추가 테스트를 해야 한다.

또한, 트랙의 거리가 짧을 경우 혹은 속도가 빠를 경우, 원하는 시간 동안 데이터의 수집이 불가능해지므로 매 속도마다 같은 시간의 데이터 수집이 불가능해지는 어려움이 있다. 더욱이, 운전자가 스티어링 휠을 잡고 운전을 해야하므로 잡는 방법에 따라 가속도계의 측정값이 일정하지 않다. 마지막으로, 노면의 종류에 따라 진동 및 소음의 특성이 다르므로 노면을 바꾸는 경우 다른 노면으로 진입하는 시간이 소요되게 되고, 계측된 값이 일정하지 않을 수 있게 된다.

따라서, 실차 테스트의 상기한 문제점을 해결할 차량 실내 상태 검사 방법의 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 타이어를 장착한 차량을 고정시키고, 노면 상태를 반영한 드럼을 회전시킴으로써 실외에서 차량이 달리는 것과 같은 효과를 내는 차량 진동 및 소음 실내 테스트 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

특히, 실내에서 측정이 가능하게 됨으로, 일정한 속도 유지가 가능하고 불필요한 차량 특성이 반영되지 않는 타어어의 특성만의 측정이 가능하며, 측정시간이 단축되고, 1인이 측정할 수 있으며, 드럼의 노면을 원하는 노면으로 바꾸어 측정이 가능한 차량 진동 및 소음 실내 테스트 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 차량 소음 및 진동 실내 테스트 시스템은 복수의 타이어가 장착된 차량을 지면으로부터 일정 공간 떨어지게 고정하고, 상기 차량 내부에 가속도계 및 마이크로폰을 장착하여 구성된 차량 진동 및 소음 실내 테스트 시스템에 있어서, 상기 복수의 타이어가 회전 가능하게 상기 복수의 타이어의 하부에 맞물려 회전하는 복수의 휠 드럼(wheel drum); 상기 차량이 전방 또는 후방으로 움직이는 것을 방지하기 위해, 상기 휠 드럼과는 일정 간격 떨어져 있고 상기 타이어의 하부 전방과 하부 후방에 위치하여 상기 타이어와 맞물려 회전하는 차량 전후진 방지용 드럼; 및 상기 차량이 좌측 또는 우측으로 움직이는 것을 방지하기 위해, 지면에 고정되어 상기 차량 양 측면의 좌우측을 고정시키는 차량 좌우 움직임 방지용 고정자;를 갖추어 이루어지되, 상기 복수의 휠 드럼이 실제 노면의 특징을 반영한 재질을 갖고, 개별적으로 구동이 가능하도록 하기 위해 각각 별개로 상하로 이동 가능하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량 소음 및 진동 실내 테스트 시스템은 상기 휠 드럼이 실제 노면 특성과 유사하도록 기본 드럼과 교체 드럼이 결합 가능하게 구성되고, 상기 교체 드럼의 내측 원주가 상기 기본 드럼의 외측 원주와 동일하도록 구성되어 양 드럼이 끼워 맞춰지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량 소음 및 진동 실내 테스트 시스템은 상기 기본 드럼의 지름이 3m이고, 폭이 0.6m이고, 상기 교체 드럼의 내측 원주와 외측 원주 사이의 폭이 0.3m인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량 소음 및 진동 실내 테스트 시스템은, 상기 기본 드럼의 재질이 매끄러운 아스팔트(smooth asphalt)이고, 상기 교체 드럼의 재질이 거친 아스팔트(rough asphalt) 또는 콘크리트(concrete) 중 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량 소음 및 진동 실내 테스트 시스템은 실외에서 측정하는 때와 비슷한 조건을 갖추기 위해 상기 차량의 전방을 향해 바람을 쏘아주는 대형 선풍기;를 더 갖추어 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량 소음 및 진동 실내 테스트 시스템은 외부 소음 및 전자기파의 반사를 방지하기 위해 상기 시스템이 무향실 또는 전향실에 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 차량 진동 및 소음 실내 테스트 시스템은 타이어를 장착한 차량을 고정시키고, 노면 상태를 반영한 드럼을 회전시킴으로써 실외에서 차량이 달리는 것과 같은 효과를 낸다.

특히, 실내에서 측정이 가능하게 됨으로, 일정한 속도 유지가 가능하고 불필요한 차량 특성이 반영되지 않는 타어어의 특성만의 측정이 가능하며, 측정시간이 단축되고, 1인이 측정할 수 있으며, 드럼의 노면을 원하는 노면으로 바꾸어 측정이 가능하게 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 실차 테스트를 통해 차량의 소음 및 진동을 테스트하는 모습을 도식적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량 소음 및 진동 실내 테스트 시스템을 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 차량 소음 및 지동 실내 테스트 시스템의 타이어, 드럼, 차량 전후진 방지용 드럼의 회전 메카니즘을 구체적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 차량 소음 및 진동 실내 테스트 시스템의 기본 드럼을 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 차량 소음 및 진동 실내 테스트 시스템의 기본 드럼과 교체 드럼을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 차량 소음 및 진동 실내 테스트 시스템의 기본 드럼과 교체 드럼이 결합하는 모습을 도시한 도면이다.

이하, 예시도면을 참조하면서 본 발명에 따른 각 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량 소음 및 진동 실내 테스트 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 실내 테스트는 실외에서 측정할 때와 비슷한 조건을 맞추기 위해 소리 및 전자기파의 반사를 방지하는 무향실 또는 잔향실에서 실시하는 것이 바람직하다. 도 2에 도시된 바와 같이, 차량 소음 및 진동 실내 테스트 시스템은 우선 상하 이동이 가능한 드럼(200), 차량(100)이 전후방으로 이동하는 것을 방지하기 위한 차량 전후진 방지용 드럼(300) 및 차량(100)이 좌우로 이동하는 것을 방지하기 위한 차량 좌우 움직임 방지용 고정자(400)를 갖추어 이루어진다.

먼저 차량(100)은 지면으로부터 일정 간격 공간지워져 고정된다. 이는 차량(100)이 지면에 접촉하도록 위치되면 전방 또는 후방으로 이동할 수 있기 때문이다. 또한, 드럼(200)이 차량의 타이어(120) 하부에 배치되는데, 이때 드럼(200)은 각 타이어(120) 바퀴마다 하나씩 구비하여 총 네 개가 될 수 있다.

네 개의 드럼(200)은 각각 상하로 이동이 가능하여 원하는 드럼만 구동이 가능하도록 작동할 수 있다. 또한 이후 상세히 설명되겠지만, 드럼(200)은 기본 드럼(220)과 교체 드럼(240, 260)을 갖추어 이루어질 수 있다.

또한, 차량 좌우 움직임 방지용 고정자(400)는 지면에 고정된다. 차량 좌우 움직임 방지용 고정자(400)는 차량(100)이 드럼(200) 상에서 움직일 때, 좌우로 흔들려 고정된 공간에서 이탈하는 것을 방지하는 기능을 한다.

마지막으로, 본 발명에 따른 차량 소음 및 진동 실내 테스트 시스템은 대형 선풍기(500)를 갖추어 이루어질 수 있다. 대형 선풍기(500)는 실차 테스트 조건과 같은 풍속의 바람을 불어주어 차량(100) 실내에 장착된 마이크로폰으로 소음 정도를 측정하는 데 중요한 역할을 한다.

도 3은 본 발명에 따른 차량 소음 및 진동 실내 테스트 시스템의 타이어(120), 드럼(200), 차량 전후진 방지용 드럼(300)의 회전 메카니즘을 구체적으로 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 타이어(120) 하부에 드럼(200)이 회전 가능하게 맞물려 위치하고, 타이어(120)와 드럼(200)의 양 측면에 타이어(120) 및 드럼(200)과 연동 가능하도록 차량 전후진 방지용 드럼(300)이 맞물리는 형태로 위치하게 된다.

이에 따라, 타이어(120), 드럼(200) 및 차량 전후진 방지용 드럼(300)의 회전 메카니즘은 우선 드럼(200)이 일정 속도로 반시계 방향으로 회전하게 되면, 타이어(120)가 드럼(200)과의 마찰에 의해 드럼(200)의 회전 방향과 반대인 시계 방향으로 회전하게 된다. 회전은 드럼(200)을 통해서 이루어지고, 드럼(200)은 시계 방향으로 회전할 수도 있다. 이때, 타이어(120)는 반시계 방향으로 회전하게 된다. 이렇게 하여 차량(100)이 전진 또는 후진하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 드럼(200)은 속도를 설정하여 일정한 속도를 유지하게 한다.

타이어(120)의 회전에 의해 차량(100)이 전방 또는 후방으로 진행하는 것을 방지하기 위해 차량 전후진 방지용 드럼(300)은 드럼(200)과는 일정 간격 떨어져 위치되고 타이어(120)의 하부 전방과 후방 양쪽에 위치한다. 차량 전후진 방지용 드럼(300)은 타이어(120)의 회전과 반대 방향으로 회전됨으로써 타이어(120)와 맞물리게 되어, 차량(100)이 전진 또는 후진하는 것을 방지할 수 있다. 차량 전후진 방지용 드럼(300)은 상하 좌우로 이동이 가능하여, 원하는 위치로 이동이 가능하다. 이에 따라 타이어(120)와의 연동을 조절할 수 있게 된다. 이러한 회전 메카니즘과 상기한 차량 좌우 움직임 방지용 고정자(400)에 의해 차량(100)은 고정된 상태로 테스트될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 차량 소음 및 진동 실내 테스트 시스템의 기본 드럼(220)을 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 기본 드럼(220)은 지름 3m, 폭 0.6m인 것이 바람직하다. 이는 타이어(120)의 크기 및 차량 전후진 방지용 드럼(300)과의 관계를 고려했을 때, 상기와 같은 크기가 타이어(120)를 회전시키는 데 가장 적합하기 때문이다.

도 5는 본 발명에 따른 차량 소음 및 진동 실내 테스트 시스템의 기본 드럼(220)과 교체 드럼(240, 260)을 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 일반적으로 매끄러운 아스팔트(220: smooth asphalt)이다. 또한, 교체 드럼(240, 260)은 기본 드럼(220)에 조합되어 실제 노면과 유사하게 형성되도록 하기 위한 첨가 재료로서, 일반적으로 거친 아스팔트(240: rough asphalt)와 콘크리트(concrete) 중 하나일 수 있다. 바람직하게는, 교체 드럼(240, 260)은 내측 원주와 외측 원주 사이의 간격을 0.3m 를 가질 수 있다.

기본 드럼(220)과 교체 드럼(240, 260)은 교체 드럼(240, 260)을 기본 드럼(220)에 끼워 맞추는 식으로 조합되게 된다. 보다 상세하게는, 교체 드럼(240, 260)의 내측 원주가 기본 드럼(220)의 외측 원주와 동일하도록 구성되어 양 드럼이 꼭 맞게 끼워 맞춰지도록 구성되는 것이다. 또한, 노면의 상태와 최대한 유사한 조건을 갖추기 위해, 기본 드럼(220)에 두 개의 교체 드럼(240, 260)이 모두 조합될 수도 있다. 더욱이, 교체 드럼(240, 260)으로는 상기한 거친 아스팔트 및 콘크리트 이외에 다른 물질로 이루어질 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 차량 소음 및 진동 실내 테스트 시스템의 기본 드럼(220)과 교체 드럼(240)이 결합되는 모습을 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 기본 드럼(220)에는 외측 표면 상에 돌출되어 있는 돌출부(222)를 구비하고, 교체 드럼(240)은 내측 표면에 돌출부(222)와 꼭 맞게 파인 홈(242)을 구비할 수 있다. 따라서, 기본 드럼(220)과 교체 드럼(240)은 기본 드럼(220)의 돌출부(222)를 교체 드럼(240)의 홈(242)에 끼워 맞춤으로써 서로 조합될 수 있다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

10: 계측용 트랙
100: 차량
120: 차량의 타이어
200: 드럼
220: 기본 드럼
222: 돌출부
240: 교체 드럼(거친 아스팔트)
242: 홈
260: 교체 드럼(콘크리트)
300: 차량 전후진 방지용 드럼
400: 차량 좌우 움직임 방지용 고정자
500: 대형 선풍기

Claims (6)

1. 복수의 타이어가 장착된 차량을 지면으로부터 일정 공간 떨어지게 고정하고, 상기 차량 내부에 가속도계 및 마이크로폰을 장착하여 구성된 차량 진동 및 소음 실내 테스트 시스템에 있어서,
   상기 복수의 타이어가 회전 가능하게 상기 복수의 타이어의 하부에 맞물려 회전하는 복수의 휠 드럼(wheel drum);
   상기 차량이 전방 또는 후방으로 움직이는 것을 방지하기 위해, 상기 휠 드럼과는 일정 간격 떨어져 있고 상기 타이어의 하부 전방과 하부 후방에 위치하여 상기 타이어와 맞물려 회전하는 차량 전후진 방지용 드럼; 및
   상기 차량이 좌측 또는 우측으로 움직이는 것을 방지하기 위해, 지면에 고정되어 상기 차량 양 측면의 좌우측을 고정시키는 차량 좌우 움직임 방지용 고정자로 이루어지되,
   상기 복수의 휠 드럼이 실제 노면의 특징을 반영한 재질을 갖고, 개별적으로 구동이 가능하도록 하기 위해 각각 별개로 상하로 이동 가능하도록 구성되고,
   상기 휠 드럼이 실제 노면 특성과 유사하도록 기본 드럼과 교체 드럼이 결합 가능하게 구성되며, 상기 교체 드럼의 내측 원주가 상기 기본 드럼의 외측 원주와 동일하도록 구성되어 양 드럼이 끼워 맞춰지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 진동 및 소음 실내 테스트 시스템.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 기본 드럼의 지름이 3m이고, 폭이 0.6m이고, 상기 교체 드럼의 내측 원주와 외측 원주 사이의 간격이 0.3m인 것을 특징으로 하는 차량 진동 및 소음 실내 테스트 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 기본 드럼의 재질이 매끄러운 아스팔트(smooth asphalt)이고, 상기 교체 드럼의 재질이 거친 아스팔트(rough asphalt) 또는 콘크리트(concrete) 중 하나인 것을 특징으로 하는 차량 진동 및 소음 실내 테스트 시스템.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   실외에서 측정하는 때와 비슷한 조건을 갖추기 위해 상기 차량의 전방을 향해 바람을 쏘아주는 대형 선풍기;를 더 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 진동 및 소음 실내 테스트 시스템.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   외부 소음 및 전자기파의 반사를 방지하기 위해 상기 시스템이 무향실 또는 전향실에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량 진동 및 소음 실내 테스트 시스템.
   

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