KR102211079B1 - 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 장치 및 방법 - Google Patents

타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 장치 및 방법 Download PDF

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서영욱
이기용
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넥센타이어 주식회사
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Abstract

본 발명은 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명은 정지한 대상 차량의 차륜에서 실내로 전달되는 전달소음을 측정하는 제1 소음 측정 유닛과, 상기 제1 소음 측정 유닛에서 측정된 상기 전달소음을 이용하여, 상기 대상 차량의 소음에 대한 전달 함수를 산출하는 소음 특성 산출 유닛과, 상기 대상 차량에서 독립된 상태로 구동되며, 주행 중에 타이어에서 생성되는 실제 소음에 관한 정보를 측정하는 제2 소음 측정 유닛, 및 상기 전달 함수와 상기 제2 소음 측정 유닛에서 측정된 실제 소음에 관한 정보를 이용하여, 상기 타이어가 장착된 상기 대상 차량의 주행시에, 상기 타이어로부터 상기 대상 차량의 실내에서 전달되는 예측 소음을 계산하는 소음 예측 유닛을 포함한다.

Description

타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 장치 및 방법{Apparatus and method for predicting interior noise of vehicle by tire}
본 발명의 실시예들은 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 장치 및 방법에 관한 것이다.
사용자들이 운행하는 차량은 많은 부품들로 이루어져 있고, 그 중 타이어는 실질적으로 차량의 구동에 큰 영향을 주고, 특히 사용자의 안전 확보를 위한 핵심 부품 중 하나라 할 수 있다.
일반적으로 타이어는 외면에 노면과 접촉하는 트레드가 형성되며, 이러한 트레드는 주행 시 노면과의 접지력 향상 및 조향성능을 향상시키도록 그루브와 블럭으로 이루어지는 트래드 패턴을 갖는다.
이와 같은 타이어는 노면과 접촉되는 트레드의 강성이 강한 구조로 이루어져 있기 때문에 주행 시 노면과의 마찰로 인하여 소음이 발생되며, 이러한 소음은 차내의 탑승자에게 전달되어 승차감에 영향을 미치게 된다.
한편, 차량의 고유 특성에 따라 타이어로부터 전달되는 소음이 특정될 수 있다. 차량은 고유의 전달 경로를 가지므로, 타이어에서 생성되는 소음은 고유의 전달 경로를 따라 실내로 전달된다. 따라서, 타이어에서 생성되는 소음특성과 함께 차량의 고유한 소음 전달 경로도 고려하여, 소음의 영향을 분석해야한다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명의 실시예들은 간단하고 정확하게 타이어에 의한 차량의 실내 소음을 예측하는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면은, 정지한 대상 차량의 차륜에서 실내로 전달되는 전달소음을 측정하는 제1 소음 측정 유닛과, 상기 제1 소음 측정 유닛에서 측정된 상기 전달소음을 이용하여, 상기 대상 차량의 소음에 대한 전달 함수를 산출하는 소음 특성 산출 유닛과, 상기 대상 차량에서 독립된 상태로 구동되며, 주행 중에 타이어에서 생성되는 실제 소음에 관한 정보를 측정하는 제2 소음 측정 유닛, 및 상기 전달 함수와 상기 제2 소음 측정 유닛에서 측정된 실제 소음에 관한 정보를 이용하여, 상기 타이어가 장착된 상기 대상 차량의 주행시에, 상기 타이어로부터 상기 대상 차량의 실내에서 전달되는 예측 소음을 계산하는 소음 예측 유닛을 포함하는 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 장치를 제공한다.
또한, 상기 제1 소음 측정 유닛은 상기 대상 차량의 차륜에 인접하게 설치되며, 체적 가속도(Volume accelerations: m3/s2) 표현되는 부하(load)를 가지는 제1 노이즈를 생성하는 노이즈 소스와, 상기 차륜에 설치되고, 상기 차륜에 전달되는 상기 제1 노이즈에 대해 압력(Pa)으로 표현되는 제1 정보를 측정하는 제1 인디케이터, 및 상기 대상 차량의 실내에 설치되며, 상기 차륜을 통해 실내로 전달되는 상기 제1 노이즈에 대해 압력(Pa)으로 표현되는 실내소음을 측정하는 소음 측정 센서를 구비할 수 있다.
또한, 상기 소음 특성 산출 유닛은 상기 제1 노이즈의 소음 에너지와, 상기 소음 측정 센서에서 측정된 상기 실내 소음을 이용하여, 상기 전달 함수를 산출할 수 있다.
또한, 상기 제2 소음 측정 유닛은 상기 대상 차량의 차륜에 가해지는 하중을 상기 타이어에 적용하는 하중 조절부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 제2 소음 측정 유닛은 주행 중에 상기 타이어에서 바디로 전달되는 제2 노이즈에 대해 압력으로 표현되는 제2 정보를 측정하는 제2 인디케이터를 구비할 수 있다.
또한, 상기 소음 예측 유닛은 상기 제2 인디케이터에서 측정된 제2 정보를 이용하여, 체적 가속도(Volume accelerations: m3/s2)로 표현되는 상기 제2 노이즈의 부하(load)를 산출하고, 상기 전달 함수와 상기 제2 노이즈의 부하를 이용하여 상기 타이어에서 상기 대상 차량의 실내로 전달되는 예측 소음을 계산할 수 있다.
또한, 상기 타이어가 장착된 대상 차량이 주행하여, 상기 대상 차량의 실내에서 측정된 실제 데이터 전달받아, 상기 실제 데이터와 상기 예측 소음을 비교하는 상관성 평가 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 정지한 대상 차량에서 제1 소음 측정 유닛을 이용하여 차륜에서 실내로 전달되는 전달소음을 측정하는 단계와, 상기 제1 소음 측정 유닛에서 측정된 상기 전달소음을 이용하여, 소음 특성 산출 유닛에서 상기 대상 차량의 소음에 대한 전달 함수를 산출하는 단계와, 타이어가 장착된 제2 소음 측정 유닛을 구동하여 상기 타이어를 주행시키며, 상기 타이어에서 생성되는 실제 소음에 관한 정보를 측정하는 단계, 및 소음 예측 유닛에서 상기 전달 함수와 상기 제2 소음 측정 유닛에서 측정된 실제 소음에 관한 정보를 이용하여, 상기 타이어가 장착된 상기 대상 차량의 주행시에, 상기 타이어로부터 상기 대상 차량의 실내에서 전달되는 예측 소음을 계산하는 단계를 포함하는 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 방법을 제공한다.
또한, 상기 전달 소음을 측정하는 단계는 상기 대상 차량의 차륜에 인접하게 설치된 노이즈 소스에서, 체적 가속도(Volume accelerations: m3/s2) 표현되는 부하(load)를 가지는 제1 노이즈를 생성하는 단계와, 상기 차륜에 설치되는 제1 인디케이터에서 상기 차륜에 전달되는 상기 제1 노이즈에 대해서 압력(Pa)으로 표현되는 제1 정보를 측정하는 단계, 및 상기 대상 차량의 실내에 설치된 소음 측정 센서에서, 상기 차륜을 통해 실내로 전달되는 상기 제1 노이즈에 대해 압력(Pa)으로 표현되는 실내소음을 측정하는 단계를 구비할 수 있다.
또한, 상기 대상 차량의 소음에 대한 전달 함수를 산출하는 단계는 상기 제1 노이즈의 소음 에너지와, 상기 소음 측정 센서에서 측정된 상기 실내 소음을 이용하여, 상기 전달 함수를 산출할 수 있다.
또한, 상기 타이어에서 생성되는 실제 소음에 관한 정보를 측정하는 단계는 상기 제2 소음 측정 유닛에 장착된 제2 인디케이터에서 상기 타이어에서 생성되는 제2 노이즈에 대해 압력으로 표현되는 제2 정보를 측정할 수 있다.
또한, 상기 타이어로부터 상기 대상 차량의 실내에서 전달되는 예측 소음을 계산하는 단계는 상기 제2 인디케이터에서 측정된 상기 제2 정보를 이용하여, 체적 가속도(Volume accelerations: m3/s2)로 표현되는 상기 제2 노이즈의 부하(load)를 산출하는 단계, 및 상기 전달 함수와 상기 제2 노이즈의 부하를 이용하여 상기 타이어에서 상기 대상 차량의 실내로 전달되는 예측 소음을 계산하는 단계를 가질 수 있다.
또한, 상기 타이어가 장착된 대상 차량이 주행하여, 상기 대상 차량의 실내에서 측정된 실제 데이터 전달받아, 상기 실제 데이터와 상기 예측 소음을 비교하여 상관성을 평가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 장치 및 방법은 간단하고, 정확하게 다양한 대상차량 및 타이어의 소음을 평가할 수 있다. 대상 차량의 특유의 소음에 관한 전달 함수를 계산하고, 타이어에서 발생하는 실제 소음을 전달 함수에 대입하여 간단하고, 신속하게 실내 소음을 예측할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 장치 및 방법은 대상 차량이 정지한 상태에서 전달 함수를 측정하므로 신속하게 소음의 전달 경로에 대한 특성을 측정할 수 있다. 또한, 정지한 상태에서 다양한 노이즈 및 복수회의 시험을 수행할 수 있어, 산출되는 전달 함수의 정확성을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 장치 및 방법은 실제 주행 환경과 매우 유사한 환경에서 타이어의 주행시의 실제 소음을 측정하므로, 예측되는 실내 소음의 정확성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 방법을 도시하는 순서도이다.
도 3 내지 도 5는 도 2의 각 단계에서의 상세 순서를 도시하는 순서도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 장치(100)를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량의 실내 소음 예측 장치(100)는 대상 차량(V)의 소음 전달 특성을 이용하여, 타이어(T)가 실제로 대상 차량에 장착되어 발생하는 소음의 거동을 예측할 수 있다.
차량의 실내 소음 예측 장치(100)는 제1 소음 측정 유닛(110), 소음 특성 산출 유닛(120), 제2 소음 측정 유닛(130), 소음 예측 유닛(140) 및 상관성 평가 유닛(150)을 포함할 수 있다.
대상 차량(V)은 차량의 실내 소음 예측 장치(100)로 실내 소음을 예측하는 대상물이다. 타이어(T)가 장착되어 주행시에, 타이어(T)에서 발생하는 소음이 각 대상 차량(V)의 소음 전달 특성에 따라 실내에서 측정될 수 있다. 차량의 실내 소음 예측 장치(100)로 대상 차량(V)을 구동하지 않더라도, 주행으로 발생하는 타이어(T)의 소음을 이용하여 대상 차량(V)에 생성되는 소음을 예측할 수 있다.
제1 소음 측정 유닛(110)은 정지한 대상 차량(V)의 차륜에서 실내로 전달되는 전달 소음을 측정할 수 있다. 제1 소음 측정 유닛(110)은 노이즈 소스(111), 제1 인디케이터(112), 소음 측정 센서(113)를 구비할 수 있다.
전달 소음(N1)은 노이즈 소스(111)에서 발생하는 인위적인 노이즈이며, 대상 차량(V)의 소음의 전달 함수를 산출하기 위해서 제공된다. 전달 소음(N1)은 노이즈 소음에서 제1 노이즈로 생성된다.
노이즈 소스(111)는 대상 차량(V)의 차륜에 인접하게 설치된다. 노이즈 소스(111)는 체적 가속도(Volume accelerations: m3/s2) 표현되는 부하(load)를 가지는 제1 노이즈를 생성할 수 있다.
일 실시예로, 노이즈 소스(111)는 각 차륜에 한 쌍으로 설치될 수 있다. 노이즈 소스(111)는 각 차륜의 전 후 방향에서 고주파 소음(High Frequency Noise) 생성할 수 있다. 또한, 각 차륜에 따라 생성되는 제1 노이즈의 크기 등을 제어할 수 있다.
제1 인디케이터(112)는 대상 차량(V)의 차륜에 설치되며, 노이즈 소스(111)로부터 제1 노이즈를 전달 받는다. 제1 인디케이터(112)는 압력(Pa)로 표현되는 제1 노이즈에 대한 제1 정보를 측정할 수 있다.
일 실시예로, 제1 인디케이터(112)는 차륜에 각각 4개씩 설치될 수 있다. 제1 인디케이터(112)는 노이즈 소스(111)와의 인접성 등으로 오차가 발생할 수 있는바, 복수개 설치되어 데이터의 신뢰도를 높일 수 있다.
소음 측정 센서(113)는 대상 차량(V)의 실내에 설치되며, 차륜을 통해 실내로 전달되는 제1 노이즈를 측정할 수 있다. 제1 노이즈는 대상 차량(V)의 특성에 따라 소음 전달 정도가 변화한다. 소음 측정 센서(113)는 실내로 전달된 전달 소음(N1)이며 압력(Pa)으로 표현되는 실내소음을 측정할 수 있다.
소음 측정 센서(113)는 복수개로 설치될 수 있다. 일 실시예로, 소음 측정 센서(113)는 운전석과 뒷좌석 등에 각각 설치될 수 있다. 대상 차량(V)의 실내 위치에 따라 다양한 소음을 측정할 수 있도록, 대상 차량(V)의 복수개의 위치에 설치될 수 있다.
제1 소음 측정 유닛(110)은 대상 차량(V)이 정지한 상태에서 구동된다. 대상 차량(V)의 실제 주행 없이, 인위적인 전달 소음을 발생하여, 대상 차량의 실내로 전달되는 소음을 측정한다.
소음 특성 산출 유닛(120)은 제1 소음 측정 유닛(110)에서 측정된 전달소음을 이용하여, 대상 차량의 소음에 대한 전달 함수를 산출할 수 있다.
대상 차량(V)은 각각 외부 소음에 대한 특유한 전달 함수를 가진다. 각 대상 차량(V)의 특유한 전달 함수에 의해서 외부에서 차량의 실내로 전달되는 소음의 양과 크기가 달라진다.
소음 특성 산출 유닛(120)은 제1 노이즈의 소음 에너지와, 제1 소음측정 센서에서 측정된 실내 소음을 이용하여 대상 차량(V)의 전달 함수를 산출할 수 있다.
소음 특성 산출 유닛(120)에서 산출된 각각의 대상 차량(V)의 전달함수는 전달함수 데이터 저장부(125)에 저장될 수 있다. 전달함수 데이터 저장부(125)는 각 대상 차량(V)에 따라 특유한 전달함수를 저장할 수 있다.
상기와 같이 실내의 시험 장소에서, 대상 차량(V)을 주행하지 않더라도, 인위적인 전달 소음을 생성 및 실내에서 소음을 측정하여 각 대상 차량의 소음에 대한 전달 함수를 생성한다. 또한, 생성된 각 전달 함수를 전달함수 데이터 저장부(125)에 저장한다.
제2 소음 측정 유닛(130)은 대상 차량(V)에서 독립된 상태로 구동되며, 주행 중에 타이어에서 생성되는 실제 소음에 관한 정보를 측정할 수 있다. 제2 소음 측정 유닛(130)은 대상 차량(V)에 장착되는 각각의 시험 타이어(T)가 장착된다. 시험 타이어(T)는 고무의 조성물, 그루브 패턴, 노면의 상태 등에 따라 다양한 소음이 발생된다.
제2 소음 측정 유닛(130)은 타이어(T)가 장착되어 실제 노면에서 주행되고, 타이어(T)에서 생성되는 실제 소음을 측정한다. 제2 소음 측정 유닛(130)은 바디(131), 제2 인디케이터(132) 및 하중 조절부(133)를 구비할 수 있다.
바디(131)는 시험 차량(미도시)에 장착되며, 타이어(T)가 주행 가능하도록 설치된다. 일 실시예로, 바디(131)는 CPX 트레일러 일 수 있다.
제2 인디케이터(132)는 바디(131)에 설치되며, 타이어(T)가 주행시에 발생하는 실제 소음을 측정한다. 주행중에 타이어(T)에서 바디(131)로 전달되는 제2 노이즈에 대해서 압력으로 표현되는 제2 정보를 측정할 수 있다.
일 실시예로, 제2 인디케이터(132)는 차륜에 각각 4개씩 설치될 수 있다. 제2 인디케이터(132)는 제1 인디케이터(112)에 대응하는 위치에 설치되어, 데이터의 신뢰도를 높일 수 있다.
하중 조절부(133)는 타이어(T)에 가해지는 하중을 조절할 수 있다. 하중 조절부(133)는 대상 차량(V)의 차륜에 가해지는 하중을 타이어(T)에 가할 수 있다. 실제 대상 차량(V)의 하중이 타이어(T)에 적용되므로, 타이어(T)가 대상 차량(V)에 장착된 실제 환경을 구현할 수 있다.
소음 예측 유닛(140)은 전달 함수와 제2 소음 측정 유닛(130)에서 측정된 실제 소음에 관한 정보를 이용하여, 타이어(T)가 장착된 대상 차량(V)의 주행시에, 타이어(T)로부터 대상 차량(V)의 실내에서 전달되는 예측 소음을 계산할 수 있다.
소음 예측 유닛(140)은 부하 산출부(141)를 구비하며, 부하 산출부(141)는 제2 인디케이터(132)에서 측정된 제2 정보를 이용하여, 체적 가속도(Volume accelerations: m3/s2)로 표현되는 제2 노이즈의 부하(load)를 산출할 수 있다. 부하 산출부(141)는 제2 인디케이터(132)에서 측정된 압력에 관한 제2 정보로부터 타이어(T)에서 발생되는 소음 에너지를 측정할 수 있다.
소음 예측 유닛(140)은 예측 소음 계산부(142)를 구비하며, 예측 소음 계산부(142)는 전달 함수와 제2 노이즈의 부하를 이용하여 타이어(T)에서 대상 차량(V)의 실내로 전달되는 예측 소음을 계산할 수 있다.
예측 소음 계산부(142)는 아래의 수학식으로 타이어에서 발생된 소음으로부터 대상 차량(V)의 실내에서 측정되는 소음을 측정할 수 있다.
[수학식]
Figure 112019097086419-pat00001
yk 은 대상 차량의 실내에서의 소음으로, Pa로 표현된다.
NTF는 각 대상 차량의 소음에 대한 전달 함수(Noise transfer function)으로, Pa/(m3/s2)로 표현된다. NTF는 소음 특성 산출 유닛(120)에서 산출된다.
Qj는 주행중인 타이어에서 생성되는 소음의 부하로, m3/s2(Volume accelerations)로 표현된다. Qj 는 제2 소음 측정 유닛(130)에서 측정된 제2 정보로 계측될 수 있다.
예측 소음 계산부(142)는 대상 차량(V)의 특유의 소음에 관한 전달 함수와, 타이어(T)의 주행시에 발생하는 소음을 이용하여 예측 소음을 측정할 수 있다. 즉, 타이어(T)가 대상 차량(V)에 장착되고, 타이어(T)가 주행시에 발생하는 실제 소음에서 대상 차량(V)의 실내어 어느 정도 전달되는지 예측할 수 있다.
상관성 평가 유닛(150)은 실제 데이터와 예측소음을 비교하여, 데이터의 상관성 또는 신뢰성을 평가할 수 있다. 타이어(T)를 대상 차량(V)에 장착하고, 실내에서 측정되는 소음을 실제 데이터로 측정하며, 상기 실제 데이터와 예측 소음 계산부(142)에서 산출된 예측 소음을 비교하여, 예측 소음의 신뢰성을 평가할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 방법을 도시하는 순서도이고, 도 3 내지 5는 도 2의 각 단계에서의 상세 순서를 도시하는 순서도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 방법은 제1 소음 측정 유닛을 이용하여 대상 차량의 차륜에서 실내로 전달되는 전달 소음을 측정하는 단계(S10), 전달 소음을 이용하여 소음 특성 산출 유닛에서 대상 차량의 소음에 관한 전달 함수를 산출하는 단계(S20), 제2 소음 측정 유닛을 이용하여 타이어에서 생성되는 실제 소음을 측정하는 단계(S30), 전달 함수와 실제 소음에 관한 정보를 이용하여 대상 차량의 주행시에 타이어에서 실내로 전달되는 예측 소음을 계산하는 단계(S40), 및 대상 차량의 실제 데이터와 예측 소음을 비교하는 단계(S50)를 포함할 수 있다.
제1 소음 측정 유닛을 이용하여 대상 차량의 차륜에서 실내로 전달되는 전달 소음을 측정하는 단계(S10)는 대상 차량(V)이 정지된 상태에서 제1 소음 측정 유닛(110)을 이용하여 대상 차량(V)의 실내로 전달되는 소음을 측정할 수 있다. 즉, 제1 소음 측정 유닛(110)에서 인위적인 노이즈를 차륜에 생성하고, 노이즈에서 실내로 전달되는 소음의 정도를 측정할 수 있다.
도 3을 보면, 상기 단계(S10)는 노이즈 소스에서 제1 노이즈를 생성하는 단계(S11), 제1 인디케이터에서 제1 정보를 측정하는 단계(S12), 및 소음 측정 센서에서 제1 노이즈에 대한 실내 소음을 측정하는 단계(S13)를 구비할 수 있다.
노이즈 소스에서 제1 노이즈를 생성하는 단계(S11)에서는 대상 차량(V)의 차륜에 인접하게 설치된 노이즈 소스에서, 체적 가속도(Volume accelerations: m3/s2) 표현되는 부하(load)를 가지는 제1 노이즈를 생성할 수 있다.
제1 인디케이터에서 제1 정보를 측정하는 단계(S12)에서는 차륜에 설치되는 제1 인디케이터(112)에서 차륜에 전달되는 제1 노이즈에 대해서 압력(Pa)으로 표현되는 제1 정보를 측정할 수 있다.
소음 측정 센서에서 제1 노이즈에 대한 실내 소음을 측정하는 단계(S13)에서는 대상 차량(V)의 실내에 설치된 소음 측정 센서(113)에서, 차륜을 통해 실내로 전달되는 제1 노이즈에 대해 압력(Pa)으로 표현되는 실내소음을 측정할 수 있다.
전달 소음을 이용하여 소음 특성 산출 유닛에서 대상 차량의 소음에 관한 전달 함수를 산출하는 단계(S20)는 제1 소음 측정 유닛(110)에서 측정된 전달소음을 이용하여, 소음 특성 산출 유닛(120)에서 대상 차량의 소음에 대한 특유의 전달 함수를 산출할 수 있다. 노이즈 소스(111)에서 제공한 제1 노이즈의 소음 에너지와, 소음 측정 센서(113)에서 측정된 실내 소음을 이용하면, 제1 노이즈에서 실내로 전달된 소음의 함수 특성을 산출할 수 있다.
생성된 전달 함수는 전달함수 데이터 저장부(125)에 저장될 수 있다. 대상 차량에 따라 구분하여, 전달함수 데이터 저장부(125)에 저장되며, 소음 예측 유닛(140)에서 이를 사용할 수 있다.
제2 소음 측정 유닛을 이용하여 타이어에서 생성되는 실제 소음을 측정하는 단계(S30)는 타이어(T)가 장착된 제2 소음 측정 유닛(130)을 구동하여 타이어(T)를 주행시키며, 타이어(T)에서 생성되는 실제 소음에 관한 정보를 측정할 수 있다. S10 단계와 다르게 상기 단계(S30)는 타이어(T)를 실제의 주행 환경과 유사한 상태에서 주행시키고, 타이어(T)에서 생성되는 소음을 측정한다.
상기 단계(S30)는 대상 차량의 차륜에 가해지는 하중을 제2 소음 측정 유닛에 장착된 타이어에 적용하는 단계(S31)와, 제2 소음 측정 유닛이 구동하여 제2 인디케이터에서 주행 중인 타이어에서 생성되는 제2 노이즈로부터 제2 정보를 측정하는 단계(S32)를 구비할 수 있다.
대상 차량의 차륜에 가해지는 하중을 제2 소음 측정 유닛에 장착된 타이어에 적용하는 단계(S31)에서는 제2 소음 측정 유닛(130)의 하중 조절부(133)에서 타이어(T)에 가해지는 하중을 조잘 한다. 대상 차량(V)의 하중을 타이어(T)에 적용하므로, 타이어(T)는 제2 소음 측정 유닛(130)으로 주행되더라도, 실제 대상 차량의 주행환경과 유사한 상태를 가질 수 있다.
제2 소음 측정 유닛이 구동하여 제2 인디케이터에서 주행 중인 타이어에서 생성되는 제2 노이즈로부터 제2 정보를 측정하는 단계(S32)에서는 제2 소음 측정 유닛(130)에 장착된 제2 인디케이터(132)에서 타이어(T)에서 생성되는 제2 노이즈에 대해 압력으로 표현되는 제2 정보를 측정할 수 있다. 제2 인디케이터(132)는 타이어(T)에서 주행중에 발생하는 주행 소음(제2 노이즈)을 측정하며, 이를 제2 정보로 표시할 수 있다. 제2 정보는 제1 정보와 같이 압력에 대한 정보이므로, 제1 노이즈와 제2 노이즈를 쉽게 비교 및 산출 할 수 있다.
전달 함수와 실제 소음에 관한 정보를 이용하여 대상 차량의 주행시에 타이어에서 실내로 전달되는 예측 소음을 계산하는 단계(S40)는 소음 예측 유닛(140)에서 전달 함수와 타이어(T)의 실제 소음에 관한 정보를 이용하여, 타이어(T)가 장착된 대상 차량(V)의 주행시에, 타이어(T)로부터 대상 차량(V)의 실내에서 전달되는 예측 소음을 계산할 수 있다.
상기 단계(S40)는 제2 정보로부터 제2 노이즈의 부하를 산출하는 단계(S41)와, 전달 함수와 제2 노이즈의 부하를 이용하여 실내로 전달되는 예측 소음을 계산하는 단계(S42)를 구비할 수 있다.
제2 정보로부터 제2 노이즈의 부하를 산출하는 단계(S41)에서는 제2 인디케이터(132)에서 측정된 제2 정보를 이용하여, 체적 가속도(Volume accelerations: m3/s2)로 표현되는 제2 노이즈의 부하(load)를 산출할 수 있다. 즉, 타이어(T)가 주행 중에 생성하는 소음 에너지를 계산할 수 있다.
전달 함수와 제2 노이즈의 부하를 이용하여 실내로 전달되는 예측 소음을 계산하는 단계(S42)는 전달 함수와 제2 노이즈의 부하를 이용하여 타이어에서 대상 차량(V)의 실내로 전달되는 예측 소음을 계산할 수 있다. 이는 아래의 수학식에 따라 계산될 수 있다.
[수학식]
Figure 112019097086419-pat00002
yk 은 대상 차량의 실내에서의 소음으로, Pa로 표현된다.
NTF는 각 대상 차량의 소음에 대한 전달 함수(Noise transfer function)으로, Pa/(m3/s2)로 표현된다. NTF는 소음 특성 산출 유닛(120)에서 산출된다.
Qj는 주행중인 타이어에서 생성되는 소음의 부하로, m3/s2(Volume accelerations)로 표현된다. Qj 는 제2 소음 측정 유닛(130)에서 측정된 제2 정보로 계측될 수 있다.
대상 차량의 실제 데이터와 예측 소음을 비교하는 단계(S50)는 실제 데이터와 예측소음을 비교하여, 데이터의 상관성 또는 신뢰성을 평가할 수 있다. 타이어(T)를 대상 차량(V)에 장착하고, 실내에서 측정되는 소음을 실제 데이터로 측정하며, 상기 실제 데이터와 예측 소음 계산부(142)에서 산출된 예측 소음을 비교하여, 예측 소음의 신뢰성을 평가할 수 있다.
타이어는 차량에 장착된 상태에서 거동을 분석하기 위해서 실차 평가를 수행한다. 실차 평가중 하나로, 차량에 장착된 타이어가 주행 중에 발생된 소음이 전달 경로를 통해서 실내로 전달되는 정도를 분석하는 평가를 수행한다. 그러나, 이러한 평가는 대상 차량에 따라 특유의 전달 경로를 가지므로, 차량에 따라 별도로 측정되어야 한다. 또한, 동일한 차량이더라도, 장착되는 타이어의 트레드 패턴, 고무 조성물 등에 따라 발생하는 소음이 다르므로, 각 타이어 마다 상기 평가가 수행되어야 한다. 이러한 상황에서 간단하고 정확하게 다수의 대상차량에 다양한 타이어를 평가하는데는 어려움이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 장치 및 방법은 간단하고, 정확하게 다양한 대상차량 및 타이어의 소음을 평가할 수 있다. 대상 차량의 특유의 소음에 관한 전달 함수를 계산하고, 타이어에서 발생하는 실제 소음을 전달 함수에 대입하여 간단하고, 신속하게 실내 소음을 예측할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 장치 및 방법은 대상 차량이 정지한 상태에서 전달 함수를 측정하므로 신속하게 소음의 전달 경로에 대한 특성을 측정할 수 있다. 또한, 정지한 상태에서 다양한 노이즈 및 복수회의 시험을 수행할 수 있어, 산출되는 전달 함수의 정확성을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 장치 및 방법은 실제 주행 환경과 매우 유사한 환경에서 타이어의 주행시의 실제 소음을 측정하므로, 예측되는 실내 소음의 정확성을 높일 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 차량의 실내 소음 예측 장치
110: 제1 소음 측정 유닛
111: 노이즈 소스
112: 제1 인디케이터
113: 소음 측정 센서
120: 소음 특성 산출 유닛
125: 전달함수 데이터 저장부
130: 제2 소음 측정 유닛
131: 바디
132: 제2 인디케이터
133: 하중 조절부
140: 소음 예측 유닛
141: 부하 산출부
142: 예측 소음 계산부
150: 상관성 평가 유닛

Claims (13)

  1. 정지한 대상 차량의 차륜에서 실내로 전달되는 전달소음을 측정하는 제1 소음 측정 유닛;
    상기 제1 소음 측정 유닛에서 측정된 상기 전달소음을 이용하여, 상기 대상 차량의 소음에 대한 전달 함수를 산출하는 소음 특성 산출 유닛;
    상기 대상 차량에서 독립된 상태로 구동되며, 주행 중에 타이어에서 생성되는 실제 소음에 관한 정보를 측정하는 제2 소음 측정 유닛; 및
    상기 전달 함수와 상기 제2 소음 측정 유닛에서 측정된 실제 소음에 관한 정보를 이용하여, 상기 타이어가 장착된 상기 대상 차량의 주행시에, 상기 타이어로부터 상기 대상 차량의 실내에서 전달되는 예측 소음을 계산하는 소음 예측 유닛;을 포함하고,
    상기 제1 소음 측정 유닛은
    상기 대상 차량의 각각의 차륜의 전후 방향에 한 쌍 설치되고, 체적 가속도(Volume accelerations: m3/s2)로 표현되는 부하(load)를 가지며 고주파 소음인 제1 노이즈를 생성하는 노이즈 소스;
    상기 노이즈 소스와 이격하여 상기 각각의 차륜에 4개 설치되고, 상기 차륜에 전달되는 상기 제1 노이즈에 대해 압력(Pa)으로 표현되는 제1 정보를 측정하는 제1 인디케이터; 및
    상기 대상 차량의 실내에 설치되며, 상기 차륜을 통해 실내로 전달되는 상기 제1 노이즈에 대해 압력(Pa)으로 표현되는 실내소음을 측정하는 소음 측정 센서;를 구비하고,
    상기 제2 소음 측정 유닛은
    주행 중에 상기 타이어에서 바디로 전달되는 제2 노이즈에 대해 압력으로 표현되는 제2 정보를 측정하며, 상기 각각의 차륜에 4개 설치되되, 상기 제1 인디케이터에 대응되는 위치에 설치되는 제2 인디케이터;를 구비하고,
    상기 소음 특성 산출 유닛은 상기 제1 인디케이터가 측정한 상기 제1 정보와 상기 소음 측정 센서가 측정한 상기 실내소음을 이용해 상기 전달 함수를 산출하고,
    상기 제2 소음 측정 유닛이 설치되는 상기 타이어는 상기 제1 소음 측정 유닛이 설치되는 상기 타이어와 동일하고,
    상기 소음 예측 유닛은 수학식 1에 따라 상기 예측 소음을 계산하는, 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 장치.
    Figure 112020142298484-pat00008
    … 수학식 (1)
    여기서 yk 은 대상 차량의 실내에서의 소음이고, NTF는 각 대상 차량의 소음에 대한 전달 함수(Noise transfer function)고, Qj는 주행중인 타이어에서 생성되는 소음의 부하이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 소음 측정 유닛은
    상기 대상 차량의 차륜에 가해지는 하중을 상기 타이어에 적용하는 하중 조절부;를 구비하는, 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 장치.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 소음 예측 유닛은
    상기 제2 인디케이터에서 측정된 제2 정보를 이용하여, 체적 가속도(Volume accelerations: m3/s2)로 표현되는 상기 제2 노이즈의 부하(load)를 산출하고, 상기 전달 함수와 상기 제2 노이즈의 부하를 이용하여 상기 타이어에서 상기 대상 차량의 실내로 전달되는 예측 소음을 계산하는, 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 타이어가 장착된 대상 차량이 주행하여, 상기 대상 차량의 실내에서 측정된 실제 데이터 전달받아, 상기 실제 데이터와 상기 예측 소음을 비교하는 상관성 평가 유닛;을 더 포함하는, 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 장치.
  8. 정지한 대상 차량에서 제1 소음 측정 유닛을 이용하여 차륜에서 실내로 전달되는 전달소음을 측정하는 단계;
    상기 제1 소음 측정 유닛에서 측정된 상기 전달소음을 이용하여, 소음 특성 산출 유닛에서 상기 대상 차량의 소음에 대한 전달 함수를 산출하는 단계;
    타이어가 장착된 제2 소음 측정 유닛을 구동하여 상기 타이어를 주행시키며, 상기 타이어에서 생성되는 실제 소음에 관한 정보를 측정하는 단계; 및
    소음 예측 유닛에서 상기 전달 함수와 상기 제2 소음 측정 유닛에서 측정된 실제 소음에 관한 정보를 이용하여, 상기 타이어가 장착된 상기 대상 차량의 주행시에, 상기 타이어로부터 상기 대상 차량의 실내에서 전달되는 예측 소음을 계산하는 단계;를 포함하고,
    상기 전달 소음을 측정하는 단계는
    상기 대상 차량의 각각의 차륜의 전후 방향에 한 쌍 설치된 노이즈 소스에서, 체적 가속도로 표현되는 부하를 가지며 고주파 소음인 제1 노이즈를 생성하는 단계;
    상기 노이즈 소스와 이격하여 상기 각각의 차륜에 4개 설치되는 제1 인디케이터에서 상기 차륜에 전달되는 상기 제1 노이즈에 대해서 압력(Pa)으로 표현되는 제1 정보를 측정하는 단계; 및
    상기 대상 차량의 실내에 설치된 소음 측정 센서에서, 상기 차륜을 통해 실내로 전달되는 상기 제1 노이즈에 대해 압력(Pa)으로 표현되는 실내소음을 측정하는 단계;를 구비하고,
    상기 타이어에서 생성되는 실제 소음에 관한 정보를 측정하는 단계는,
    상기 제2 소음 측정 유닛에 장착되며, 상기 각각의 차륜에 4개 설치되되, 상기 제1 인디케이터에 대응되는 위치에 설치되는 제2 인디케이터에서 상기 타이어에서 생성되는 제2 노이즈에 대해 압력으로 표현되는 제2 정보를 측정하고,
    상기 전달 함수를 산출하는 단계는 상기 제1 인디케이터가 측정한 상기 제1 정보와 상기 소음 측정 센서가 측정한 상기 실내소음을 이용해 상기 전달 함수를 산출하고,
    상기 제2 소음 측정 유닛이 설치되는 상기 타이어는 상기 제1 소음 측정 유닛이 설치되는 상기 타이어와 동일하고,
    상기 예측 소음을 계산하는 단계는 수학식 1에 따라 상기 예측 소음을 계산하는, 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 방법.
    Figure 112020142298484-pat00009
    … 수학식 (1)
    여기서 yk 은 대상 차량의 실내에서의 소음이고, NTF는 각 대상 차량의 소음에 대한 전달 함수(Noise transfer function)고, Qj는 주행중인 타이어에서 생성되는 소음의 부하이다.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 타이어로부터 상기 대상 차량의 실내에서 전달되는 예측 소음을 계산하는 단계는
    상기 제2 인디케이터에서 측정된 상기 제2 정보를 이용하여, 체적 가속도(Volume accelerations: m3/s2)로 표현되는 상기 제2 노이즈의 부하(load)를 산출하는 단계; 및
    상기 전달 함수와 상기 제2 노이즈의 부하를 이용하여 상기 타이어에서 상기 대상 차량의 실내로 전달되는 예측 소음을 계산하는 단계;를 가지는, 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 타이어가 장착된 대상 차량이 주행하여, 상기 대상 차량의 실내에서 측정된 실제 데이터 전달받아, 상기 실제 데이터와 상기 예측 소음을 비교하여 상관성을 평가하는 단계;를 더 포함하는, 타이어에 의한 차량의 실내 소음 예측 방법.
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