KR102606318B1 - 소음 및 진동 감지 - Google Patents

소음 및 진동 감지 Download PDF

Info

Publication number
KR102606318B1
KR102606318B1 KR1020187003447A KR20187003447A KR102606318B1 KR 102606318 B1 KR102606318 B1 KR 102606318B1 KR 1020187003447 A KR1020187003447 A KR 1020187003447A KR 20187003447 A KR20187003447 A KR 20187003447A KR 102606318 B1 KR102606318 B1 KR 102606318B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
axis
vehicle
subframe structure
noise
acceleration
Prior art date
Application number
KR1020187003447A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180044265A (ko
Inventor
니코스 짜파이로파울로스
Original Assignee
하만 베커 오토모티브 시스템즈 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 하만 베커 오토모티브 시스템즈 게엠베하 filed Critical 하만 베커 오토모티브 시스템즈 게엠베하
Publication of KR20180044265A publication Critical patent/KR20180044265A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102606318B1 publication Critical patent/KR102606318B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/11—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted with resilient means for suspension, e.g. of wheels or engine; sub-frames for mounting engine or suspensions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/18—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17853—Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter
    • G10K11/17854—Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter the filter being an adaptive filter
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17857—Geometric disposition, e.g. placement of microphones
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17879—General system configurations using both a reference signal and an error signal
    • G10K11/17883—General system configurations using both a reference signal and an error signal the reference signal being derived from a machine operating condition, e.g. engine RPM or vehicle speed
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/128—Vehicles
    • G10K2210/1282—Automobiles
    • G10K2210/12821—Rolling noise; Wind and body noise
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/129—Vibration, e.g. instead of, or in addition to, acoustic noise
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/321—Physical
    • G10K2210/3219—Geometry of the configuration
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/50—Miscellaneous
    • G10K2210/501—Acceleration, e.g. for accelerometers

Abstract

도로 소음 제어 시스템과 동작하는 장치는 4개의 가속도 센서를 포함하고, 각 가속도 센서는 각 가속도계에 작용하는 가속도, 움직임 및 진동 중 적어도 하나를 나타내는 적어도 하나의 출력 신호를 생성하도록 구성된다. 상기 장치는, 제1 축에 대해 축 대칭이고 상기 제1 축에 수직인 제2 축을 따라 최대 범위를 갖는 형상을 갖는 차량 서브프레임 구조물을 포함한다. 상기 4개의 가속도계는 가상 직사각형의 4개의 코너에 대응하는 위치들에서 상기 서브프레임 구조물에 부착된다. 상기 가상 직사각형은 2개의 수직 중심선을 갖고, 상기 중심선들 중 하나의 중심선은 상기 서브프레임 구조물의 상기 제1 축과 일치한다. 다른 중심선을 따라 상기 가상 직사각형의 범위는 상기 제2 축을 따라 상기 서브프레임 구조물의 상기 최대 범위의 50% 미만이다.

Description

소음 및 진동 감지
본 발명은 도로 소음 제어 시스템, 능동 도로 소음 제어 시스템, 및 소음 및 진동 측정 방법을 위한 소음 및 진동 센서 장치에 관한 것이다.
육상 차량은 도로 및 다른 표면 상에서 주행할 때 도로 소음으로 알려진 저주파 소음을 생성한다. 현대 자동차에서도 객실(cabin) 탑승자들은 구조물을 통해, 예를 들어, 타이어-서스펜션(suspension)-바디(body)-객실 경로를 통해, 및 공수(airborne) 경로를 통해, 예를 들어, 타이어-바디-객실 경로를 통해, 객실로 전달되는 도로 소음에 노출될 수 있다. 객실 탑승자가 경험하는 도로 소음을 감소시키는 것이 바람직하다. 능동 도로 소음 제어(Road Noise Control: RNC) 시스템이라고도 알려진 능동 소음, 진동 및 충격음(Noise, Vibration, and Harshness: NVH) 제어 기술은 능동 진동 기술에서와 같이 차량 구조물을 변경하지 않고도 이러한 소음 성분을 감소시키는데 사용될 수 있다. 그러나, 도로 소음을 소거하기 위한 능동적인 음향 기술은 도로 소음과 관련된 소음 및 진동 신호를 관측하기 위해 차량 구조물에 걸쳐 매우 특수한 소음 및 진동(N&V) 센서 장치를 요구할 수 있다.
능동 도로 소음 제어 시스템과 동작하도록 구성된 예시적인 소음 및 진동 센서 장치는 (적어도) 4개의 가속도 센서를 포함하고, 각 가속도 센서는 각 가속도 센서에 작용하는 가속도, 움직임 및 진동 중 적어도 하나를 나타내는 적어도 하나의 출력 신호를 생성하도록 구성된다. 상기 장치는, 제1 축에 대해 축 대칭이고 제2 축을 따라 최대 범위를 갖는 형상을 갖는 차량 서브프레임 구조물(vehicle subframe structure)을 더 포함한다. 상기 제1 축과 상기 제2 축은 수직이다. 상기 4개의 가속도 센서는 가상 직사각형 또는 가상 사다리꼴의 4개의 코너에 대응하는 위치들에서 상기 서브프레임 구조물에 부착된다. 상기 가상 직사각형 또는 가상 사다리꼴은 2개의 수직 중심선을 갖고, 상기 중심선들 중 하나의 중심선은 상기 서브프레임 구조물의 상기 제1 축과 일치한다. 다른 중심선을 따른 상기 가상 직사각형 또는 가상 사다리꼴의 최대 범위는 상기 제2 축을 따른 상기 서브프레임 구조물의 상기 최대 범위의 50% 미만이다.
예시적인 능동 도로 소음 제어 시스템은 소음 및 진동 센서 장치, 능동 도로 소음 제어 모듈, 및 적어도 하나의 라우드스피커(loudspeaker)를 포함한다.
능동 도로 소음 제어 시스템과 동작하도록 구성된 예시적인 소음 및 진동 측정 방법은 차량 서브프레임 구조물 상의 4개의 감지 위치에서 발생하는 가속도를 나타내는 적어도 4개의 출력 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 상기 차량 서브프레임 구조물은, 제1 축에 대해 축 대칭이고 제2 축을 따라 최대 범위를 갖는 형상을 갖고, 여기서 상기 제1 축과 상기 제2 축은 수직이다. 상기 서브프레임 구조물 상의 상기 4개의 감지 위치는 가상 직사각형 또는 가상 사다리꼴의 4개의 코너에 대응한다. 상기 가상 직사각형 또는 가상 사다리꼴은 2개의 수직 중심선을 갖고, 상기 중심선들 중 하나의 중심선은 상기 서브프레임 구조물의 상기 제1 축과 일치한다. 다른 중심선을 따른 상기 가상 직사각형 또는 가상 사다리꼴의 최대 범위는 상기 제2 축을 따른 상기 서브프레임 구조물의 상기 최대 범위의 50% 미만이다.
본 발명은 동일한 요소가 동일한 참조 번호로 표시된 첨부된 도면에 대한 비-제한적인 실시예의 이하의 상세한 설명을 읽음으로써 보다 잘 이해될 수 있을 것이며, 도면에서:
도 1은 예시적인 단순 단일-채널 능동 도로 소음 제어 시스템을 도시하는 개략도;
도 2는 예시적인 단순 다중-채널 능동 도로 소음 제어 시스템을 도시하는 개략도;
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 시스템에 적용 가능한 소음 및 진동 센서 장치를 도시하는 개략도;
도 4는 도 3에 도시된 소음 및 진동 센서 장치에 적용 가능한 서브프레임 구조물의 일부 측면도;
도 5는 도 3에 도시된 소음 및 진동 센서 장치에서 추가적인 소음 및 진동 센서들의 위치들을 도시하는 개략도;
도 6은 추가적인 4개의 단일-축 가속도 센서를 갖는 예시적인 소음 및 진동 장치를 도시하는 개략도;
도 7은 추가적인 6개의 단일-축 가속도 센서 및 하나의 2축 가속도 센서를 갖는 예시적인 소음 및 진동 장치를 도시하는 개략도;
도 8은 추가적인 4개의 2축 가속도 센서를 갖는 예시적인 소음 및 진동 장치를 도시하는 개략도.
소음 및 진동 센서는, 도로 소음을 감소시키거나 소거하는 역-소음(anti-noise)을 생성하는 기초로서, 능동 RNC 시스템, 예를 들어, 다중-채널 피드포워드 능동 도로 소음 제어 시스템에 참조 입력을 제공한다. 소음 및 진동 센서는 가속도계와 같은 가속도 센서, 힘 게이지(force gauge), 부하 셀(load cell) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가속도계는 고유 가속도(proper acceleration)를 측정하는 디바이스이다. 고유 가속도는 속도의 변화율인 좌표 가속도와 같지 않다. 가속도계의 단일-축 모델 및 다중-축 모델을 이용하여 고유 가속도의 크기와 방향을 감지하고, 배향, 좌표 가속도, 움직임, 진동, 및 충격을 감지할 수 있다.
0 Hz와 1 kHz 사이에서 최고 가능한 도로 소음 감소 (소거) 성능을 제공하기 위해, 공수 및 구조물에 의한 소음 소스가 소음 센서와 진동 센서에 의해 모니터링된다. 예를 들어, 입력 소음 및 진동 센서들로서 사용되는 가속도 센서들이 전역적(global) RNC를 위해 서스펜션 및 다른 액슬 구성 요소의 구조적 거동을 모니터링하기 위해 차량에 걸쳐 배치될 수 있다. 0 Hz 내지 약 500 Hz에 이르는 주파수 범위를 넘어서는 공수 도로 소음을 측정하는 음향 센서들이 참조 제어 입력으로서 사용될 수 있다. 또한, 2개의 마이크로폰(microphone)은, 두 귀에 대해 감소 또는 소거하는 경우 에러 신호 또는 에러 신호들을 제공하기 위해 승객의 귀(ear)에 매우 가까이에서 머리 받침대에 배치될 수 있다. 피드포워드 필터는 두 귀에서 최대 소음 감소 또는 소음 소거를 달성하도록 조정되거나 적응된다.
단순 단일-채널 피드포워드 능동 RNC 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 도로 표면 상에서 이동하는 휠(101)로부터 기인하는 진동은 자동차 차량(104)의 서스펜션 디바이스(103)와 기계적으로 결합된 서스펜션 가속도 센서(102)에 의해 검출되는데, 이 서스펜션 가속도 센서는, 검출된 진동을 나타내고 객실 내에서 들을 수 있는 도로 소음과 서로 관련되는 소음 및 진동 신호(x(n))를 출력한다. 동시에, 차량(104)의 객실에 존재하는 소음을 나타내는 에러 신호(e(n))는 좌석(예를 들어 운전석)의 머리 받침대(106) 내에 객실 내에 배열된 마이크로폰(105)에 의해 검출된다. 휠(101)로부터 기인하는 도로 소음은 전달 특성(P(z))에 따라 기계적으로 및/또는 음향적으로 마이크로폰(105)으로 전달된다.
제어 가능한 필터(108)의 전달 특성(W(z))은 적응 필터 제어기(109)에 의해 제어되고 이 적응 필터 제어기는 필터(110)에 의해 전달 특성(F'(z))으로 필터링된 도로 소음 신호(x(n))와 에러 신호(e(n))에 기초하여 알려진 최소 평균 제곱(least mean square: LMS) 알고리즘에 따라 동작할 수 있고, 여기서 W(z) = -P(z)/F(z)이다. F'(z) = F(z)이고 F(z)는 라우드스피커와 마이크로폰(105) 사이의 전달 함수를 나타낸다. 이렇게 식별된 전달 특성(W(z))과 소음 및 진동 신호(x(n))에 기초하여, 제어 가능한 필터(108)와 필터 제어기(109)에 의해 형성된 적응 필터에 의해, 객실 내에서 들을 수 있는 도로 소음의 위상과 역 위상의 파형을 갖는 신호(y(n))가 생성된다. 신호(y(n))로부터 객실 내에서 들릴 수 있는 도로 소음의 위상과 역 위상의 파형은 객실 내에 배열될 수 있는 라우드스피커(111)에 의해 생성되고 이에 의해 객실 내의 도로 소음을 감소시킨다. 전술한 예시적인 시스템은 단순화를 위해 간단한 단일-채널 피드포워드 필터링된-x LMS 제어 구조물(107)을 사용하지만, 다른 제어 구조물, 예를 들어, 다수의 추가적인 채널을 갖는 다중-채널 구조물, 다수의 추가적인 소음 센서(112), 다수의 추가적인 마이크로폰(113), 및 다수의 추가적인 라우드스피커(114)가 또한 적용될 수 있다.
도 2는 복수의 소음 및 진동 소스들로부터의 소음을 억제할 수 있는 다중-채널형 능동 도로 소음 제어 시스템인 능동 도로 소음 제어 시스템(200)을 도시한다. 능동 도로 소음 제어 시스템(200)은 다수(n)의 소음 및 진동 센서(201), 다수(l)의 라우드스피커(202), 다수(m)의 마이크로폰(203), 및 소음 및 진동 소스로부터의 소음(1차 소음)과 소거 소음(2차 소음) 사이의 에러를 최소화하도록 동작하는 적응 제어 회로(204)를 포함한다. 적응 제어 회로(204)는 대응하는 소음 및 진동 소스들로부터의 소음을 소거하기 위해 소거 신호를 생성하는 각 라우드스피커(202)에 제공된 다수의 제어 회로를 포함할 수 있다.
종래의 능동 RNC 시스템에서, 억제될 소음의 주파수는 낮은 범위로 제한된다. 즉, 종래의 시스템은 전체 주파수 범위에 걸쳐 소음을 억제하도록 의도된 것이 아니다. 또한, 이러한 시스템에 사용되는 적응 디지털 필터는 저주파 소음 성분만을 억제할 수 있는 특성을 갖지만, 넓은 주파수 범위에 걸쳐 소음을 처리하는 것이 요구된다. 본 명세서에 개시된 능동 RNC 시스템에서, 소음 및 진동 센서들을 주의 깊게 배열하면 객실에서 발생하는 도로 소음과 관련된 진동을 더 큰 감도 및 더 넓은 동작 주파수 범위에서 검출할 수 있다.
(적어도) 4개의 가속도 센서는, 소음 및 진동 센서로서 사용되어 특정 방식으로 차량 서브프레임 구조물에 부착될 때, 종래의 방식으로 배열된 가속도 센서보다 더 우수한 결과를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 서브프레임은 엔진, 구동 트레인 또는 서스펜션과 같은 특정 구성 요소들을 지지하기 위한 더 큰 바디-온-프레임(body-on-frame) 또는 유닛 바디(unit body) 내에 별개의 이산 구조물을 사용하는 자동차 또는 항공기와 같은 운송 수단의 구조적 구성 요소이다. 서브프레임은 차량에 볼트로 고정되거나 용접된다. 볼트로 고정될 때, 때때로 진동을 댐핑하기 위해 서브프레임에 고무 부싱이나 스프링이 장착된다. 서브프레임을 사용하는 주요 목적은, 모노코크 바디 쉘(monocoque body shell)의 비교적 얇은 판금(sheet metal)의 넓은 영역에 걸쳐 높은 섀시 부하를 분산시키고, 나머지 바디 부분으로부터 진동 및 충격음을 격리시키는 것이다. 예를 들어, 서브프레임에 포함된 동력 트레인을 갖는 자동차에서 엔진과 변속기에서 발생하는 힘은 승객이 더 적은 소음을 경험하도록 댐핑될 수 있다.
도 3에 도시된 장치에서는 4개의 가속도 센서(301 내지 304)가 사용되고, 각 가속도 센서는 각 소음 및 진동 센서가 가장 민감한 축에서 각 가속도 센서에 작용하는 가속도를 나타내는 적어도 하나의 출력 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 가속도 센서(301 내지 304)는, 길이방향 축(307)에 대해 축 대칭이고 횡방향 축(308)을 따라 최대 범위를 갖는 형상을 갖는 차량 서브프레임 구조물(305)에 부착되고, 여기서 횡방향 축과 길이방향 축은 수직이다. 가속도 센서(301 내지 304)는 가상 직사각형(306)의 4개의 코너에 대응하는 위치들에서 또는 대안적으로 가상 사다리꼴(322)의 4개의 코너(도 3에 도시된 바와 같이 또는 180° 만큼 변위된 코너)에 대응하는 위치들에서 서브프레임 구조물(305)에 부착된다. 가상 직사각형(306)(또는 사다리꼴(322))은 2개의 수직 중심선(309 및 310)을 갖는다. 중심선들 중 하나의 중심선(309)은 서브프레임 구조물(305)의 길이방향 축(307)과 일치하고, 다른 중심선(310)을 따른 가상 직사각형(306) 또는 사다리꼴(322)의 (최대) 범위(321)는 횡방향 축(308)을 따른 서브프레임 구조물의 최대 범위(311)의 50% 미만이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 서브프레임 구조물은 서브프레임 구조물(305)을 차량의 바디 구조물(320)에 장착하기 위한 장착부(mount)(312 및 313), 및 서브프레임 구조물(305)을 제어 암(arm)(318 및 319)을 통해 휠(316 및 317)에 장착하기 위한 장착부(314 및 315)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 예에서, 가속도 센서(301 내지 304)는, 길이방향 축(307)에 수직이고 횡방향 축(308)에 수직일 수 있는 (연직) 축(z)으로 제1 최대 감도를 갖고, 횡방향 축(308)을 따라 연장될 수 있는 축(y)으로 제2 최대 감도를 갖는 2축 가속도 센서이다. 본 명세서에서 사용되는 2축 가속도 센서는 2개의 (수직) 축으로 민감한 단일 센서이거나 또는 2개의 수직 축으로 민감하도록 배열된 2개의 단일-축 가속도 센서의 어레이일 수 있다.
그러나, 일부 경우에 상이한 유형의 가속도 센서들이 사용될 수 있다. 가속도 센서(301 내지 304)들 중 적어도 하나의 가속도 센서는, 예를 들어, 길이방향 축(307)에 수직이고 횡방향 축(308)에 수직인 축(x)으로 또는 횡방향 축(308)을 따른 축으로 최대 감도를 갖는 단일-축 가속도 센서일 수 있다. 또한, 4개의 가속도 센서(301 내지 304) 중 적어도 하나의 가속도 센서는 3축 가속도 센서, 즉 3개의 수직 축으로 민감한 단일 센서이거나 또는 3개의 수직 축으로 민감하도록 배열된 3개의 단일-축 가속도 센서의 어레이일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 서브프레임 구조물(305)은 4개의 가속도 센서(301 내지 304) 중 적어도 2개의 가속도 센서(301 및 303) 및/또는 가속도 센서(302 및 304)가 서브프레임 구조물(305)에 부착되는 위치들에 편평한 표면(401)을 포함할 수 있다. 표면(401)은 2개의 가속도 센서(301 및 303) 사이 및 이를 넘어 연장될 수 있다. 도 3에 더하여, 도 4는 다른 중심선(310)을 따른 가속도 센서(301 및 303)들 사이의 거리인 가상 직사각형(306)의 범위(321)가 횡방향 축(308)을 따른 서브프레임 구조물의 최대 범위(311)의 50% 미만인 것을 더 도시한다.
도 5를 참조하면, 소음 센서 장치는 서브프레임 구조물(305) 내에 또는 서브프레임 구조물 상에 장착부(312 및 313) 상의 위치(505 및 506)에서 또는 장착부(312 및 313)에 인접한 위치(505 및 506)에서 서브프레임(305)에 부착된 4개의 추가적인 가속도 센서(501 내지 504)를 더 포함할 수 있다. 장착부(312 및 313)는 본 경우에 바디 프레임 구조물(320)인 차량 프레임 구조물에 부착되기 위한 것이다. 추가적인 가속도 센서(501 내지 504)는 차량 (바디) 프레임 구조물, 차량의 기하학적 중심, 및 차량의 무게 중심 중 적어도 하나와 관련된 최대 감도를 가질 수 있다. 소음 센서 장치는 대안적으로 또는 추가적으로 서브프레임 구조물(305) 내에 또는 서브프레임 구조물 상에 배치된 장착부(314) 상의 위치들에서 또는 장착부에 인접한 위치들에서 서브프레임(305)에 부착된 추가적인 가속도 센서(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 제2 장착부(314)는 휠 서스펜션(318)에 부착될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 추가적인 가속도 센서(501, 503)들은 장착부(314)에 인접한 서브프레임(305) 상에 배열될 수 있고, 단일-축 센서일 수 있고, 여기서 가속도 센서(501)는 z 축으로 최대 감도를 가질 수 있고, 가속도 센서(503)는 y 축으로 최대 감도를 가질 수 있다. 또한, 추가적인 가속도 센서(502 및 504)들은 장착부(312)에 인접한 서브프레임(305)에 부착될 수 있고, 단일-축 센서일 수 있고, 여기서 가속도 센서(502)는 z 축으로 최대 감도를 가질 수 있고, 가속도 센서(504)는 y 축으로 최대 감도를 가질 수 있다.
대안적으로, 도 6에 도시된 장치의 추가적인 가속도 센서(501 및 503)들은 도 7에 도시된 바와 같이 하나의 2축 추가적인 가속도 센서(701) 및 2개의 단일-축 추가적인 가속도 센서(702 및 703)로 대체될 수 있다. 가속도 센서(701)는 장착부(314)에 인접한 서브프레임(305)에 부착되고, 가속도 센서(702, 703)는 양측에서, 예를 들어, 비디 프레임 측과 서브프레임 측에서 장착부(314)에 부착된다. 가속도 센서(701)는 z 축 및 y 축으로 최대 감도를 가질 수 있다. 가속도 센서(702)는 y 축으로 최대 감도를 가질 수 있고, 가속도 센서(703)는 z 축으로 최대 감도를 가질 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 장치의 추가적인 가속도 센서(502 및 504)들은 4개의 단일-축 추가적인 가속도 센서(702, 704, 705 및 706)로 대체될 수 있다. 가속도 센서(702 및 706)들은 장착부(312)에 인접한 서브프레임(305)에 부착되고, 가속도 센서(704 및 705)들은 서브프레임 측에서 장착부(314)에 부착된다. 가속도 센서(702 및 704)들은 z 축으로 최대 감도를 가질 수 있다. 가속도 센서(705 및 706)들은 y 축으로 최대 감도를 가질 수 있다.
또 다른 대안적인 장치에서, 도 6에 도시된 장치의 추가적인 가속도 센서(501 내지 504)는 도 8에 도시된 바와 같이 4개의 2축 추가적인 가속도 센서(801 내지 804)로 대체될 수 있다. 가속도 센서(801)는 장착부(314)에 인접한 서브프레임(305)에 부착될 수 있고, 가속도 센서(803)는 서브프레임 측에서 장착부(314)에 부착된다. 추가적인 가속도 센서(802 및 804)들은 장착부(312)에 인접한 서브프레임(305)에 부착될 수 있다. 가속도 센서(801 내지 804)들은 y 축 및 z 축으로 최대 감도를 가질 수 있다.
그러나, 전술한 센서 장치의 변형이 가능하다. 예를 들어, 구조물에 의한 도로 소음을 전역적으로 및 국부적으로 RNC 제어하기 위한 소음 센서들이 도로 소음 공진과 관련된 모드 구조 응답(modal structural response)의 변화를 최대로 관측할 수 있는 가능성이 예를 들어 객실 내에 배치된 좌석의 머리 받침대의 마이크로폰에 의해 검출될 수 있도록 배열될 수 있다. x 축, y 축 및 z 축은 다른 자유도에 대응할 수 있다. 수 개의 자유도에 기인하는 소음이 기여하는 경우, 적어도 2개의 소음 센서가 도로 소음 공진과 관련된 각 자유도에 대응하는 축을 가질 수 있다. 휠과 서스펜션 사이에는 타이어 공동(tire cavity)의 제어를 위해 2개의 자유도로 향하는 2개의 소음 센서가 배치될 수 있다. 3개의 자유도로 향하는 3개의 센서가 차량의 서브프레임 구조물에 걸쳐 배치될 수 있다. 또한, 2개의 자유도로 향하는 2개의 소음 센서가 서스펜션의 제어 암들에 배치될 수 있다. 예를 들어, 하나의 센서가 각 휠 아치부(wheel arch)에 배치되고, 하나의 센서가 차량의 바디 패널의 음향 언더-시트(under-sheet)들의 내부에 배치되도록 공수 도로 소음 RNC를 위한 소음 센서들이 배열될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 능동 도로 소음 제어 시스템, 예를 들어, 도 1 및 도 2와 관련하여 전술한 시스템과 동작하도록 사용되는 소음 측정 방법은 차량 서브프레임 구조물의 4개의 감지 위치에서 발생하는 가속도를 나타내는 적어도 4개의 출력 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 차량 서브프레임 구조물은, 길이방향 축에 대해 축 대칭이고 횡방향 축을 따라 최대 범위를 갖는 형상을 가질 수 있고, 여기서 횡방향 축과 길이방향 축은 수직이다. 도시된 바와 같이, 서브프레임 구조물 상의 4개의 감지 위치는 가상 직사각형의 4개의 코너에 대응한다. 가상 직사각형은 2개의 수직 중심선을 갖고, 하나의 중심선은 서브프레임 구조물의 길이방향 축과 일치한다. 다른 중심선을 따른 가상 직사각형의 범위는 횡방향 축을 따른 서브프레임 구조물의 최대 범위의 50% 미만이다.
상기 실시예의 상세한 설명은 예시 및 설명을 위한 목적으로 제공되었다. 상기 실시예에 대한 적절한 변경 및 변형이 상기 상세한 설명에 비추어 수행될 수 있거나 또는 상기 방법들을 실시함으로써 획득될 수 있다. 예를 들어, 달리 언급이 없는 한, 설명된 방법들 중 하나 이상의 방법이 적절한 디바이스 및/또는 디바이스들의 조합에 의해 수행될 수 있다. 설명된 방법들 및 관련 동작들은, 또한 본 명세서에 설명된 순서에 더하여, 병렬로, 및/또는 동시에 다양한 순서로 수행될 수 있다. 설명된 시스템은 본질적으로 예시적인 것이며, 추가적인 요소를 포함하거나 및/또는 요소들을 생략할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 다양한 축(예를 들어, 길이방향 축, 횡방향 축, x, y, z 축 등)의 명칭은 단지 예시적인 것이며, 따라서 경우에 따라 상호 교환 가능하다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수형 요소 또는 단계는, 달리 언급이 없는 한, 상기 요소 또는 단계를 복수로 포함하는 것을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 "일 실시예"또는 "일 예"라는 언급은 열거된 특징을 포함하는 추가적인 실시예의 존재를 배제하지 않는 것으로 해석된다. "제1", "제2" 및 "제3"이라는 용어는 단지 식별 명칭으로서 사용되고, 수치적 요구조건이나 특정 위치 순서를 그 요소에 부과하는 것으로 의도된 것이 아니다. 이하의 청구범위는 특히 신규하고 자명하지 않은 것으로 간주되는 상기 설명의 주제를 구체적으로 적시한다.

Claims (15)

  1. 능동 도로 소음 제어 시스템과 동작하도록 구성된 소음 및 진동 센서 장치로서,
    4개의 가속도 센서로서, 각 가속도 센서에 작용하는 가속도, 움직임 및 진동 중 적어도 하나를 나타내는 적어도 하나의 출력 신호를 생성하도록 각각 구성된 상기 4개의 가속도 센서; 및
    제1 축에 대해 축 대칭이고 제2 축을 따라 최대 범위를 갖는 형상을 가지며 상기 제1 축과 상기 제2 축은 수직인 차량 서브프레임 구조물을 포함하되,
    상기 차량 서브프레임 구조물은, 차량의 구조적 구성 요소로서, 상기 차량의 더 큰 바디-온-프레임(body-on-frame) 또는 유닛 바디(unit body) 내의 별개의 이산 구조물이고 상기 차량의 구성요소들을 운송하도록 구성되며,
    상기 4개의 가속도 센서는 가상 직사각형 또는 가상 사다리꼴의 4개의 코너에 대응하는 위치들에서 상기 차량 서브프레임 구조물에 부착되고,
    상기 가상 직사각형 또는 상기 가상 사다리꼴은 2개의 수직 중심선들을 갖고, 상기 중심선들 중 하나의 중심선은 상기 차량 서브프레임 구조물의 상기 제1 축과 일치하며, 그리고
    다른 중심선을 따른 상기 가상 직사각형 또는 상기 가상 사다리꼴의 최대 범위는 상기 제2 축을 따른 상기 차량 서브프레임 구조물의 상기 최대 범위의 50% 미만인, 소음 및 진동 센서 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 4개의 가속도 센서 중 적어도 하나의 가속도 센서는, 상기 제1 축에 수직이고 상기 제2 축에 수직인 축으로 또는 상기 제2 축을 따른 축으로 최대 감도를 갖는 단일-축 센서인, 소음 및 진동 센서 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 4개의 가속도 센서 중 적어도 하나의 가속도 센서는, 상기 제1 축 및 제2 축에 수직인 축으로 제1 최대 감도를 갖고 상기 제2 축을 따른 축으로 제2 감도를 갖는 2축 센서인, 소음 및 진동 센서 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 4개의 가속도 센서 중 적어도 하나의 가속도 센서는 3축 센서인, 소음 및 진동 센서 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 차량 서브프레임 구조물은 상기 4개의 가속도 센서 중 적어도 2개의 가속도 센서가 부착되는 상기 위치들에 편평한 표면을 포함하는, 소음 및 진동 센서 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 차량 서브프레임 구조물 내에 또는 상기 차량 서브프레임 구조물 상에 제1 장착부들 상의 위치들에서 또는 상기 제1 장착부들에 인접한 위치들에서 상기 차량 서브프레임 구조물에 적어도 2개의 제1 추가적인 가속도 센서가 더 부착되고, 상기 제1 장착부들은 차량 프레임 구조물에 부착되도록 구성된, 소음 및 진동 센서 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 적어도 2개의 제1 추가적인 가속도 센서는 상기 차량 프레임 구조물, 차량의 기하학적 중심, 및 차량의 무게 중심 중 적어도 하나와 관련된 최대 감도 또는 최대 감도들을 갖는, 소음 및 진동 센서 장치.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차량 서브프레임 구조물 내에 또는 상기 차량 서브프레임 구조물 상에 배치된 제2 장착부들 상의 위치들에서 또는 상기 제2 장착부들에 인접한 위치들에서 상기 차량 서브프레임 구조물에 적어도 2개의 제2 추가적인 가속도 센서가 더 부착되고, 상기 제2 장착부들은 차량 휠 서스펜션들에 부착되도록 구성된, 소음 및 진동 센서 장치.
  9. 제1항에 따른 소음 및 진동 센서 장치, 능동 도로 소음 제어 모듈, 및 적어도 하나의 라우드스피커를 포함하는 능동 도로 소음 제어 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 차량 객실에 배치된 적어도 하나의 마이크로폰을 더 포함하는 능동 도로 소음 제어 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 차량 객실 내 좌석의 머리 받침대에 배치된 적어도 하나의 마이크로폰을 더 포함하는 능동 도로 소음 제어 시스템.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도로 소음 제어 모듈은 적어도 하나의 적응 필터를 포함하는, 능동 도로 소음 제어 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 적응 필터는 최소 평균 제곱(least mean square) 알고리즘에 따라 동작하도록 구성된, 능동 도로 소음 제어 시스템.
  14. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도로 소음 제어 모듈은 다수의 소음 센서 및 라우드스피커에 연결된 다중-채널 처리 모듈인, 능동 도로 소음 제어 시스템.
  15. 능동 도로 소음 제어 시스템과 동작하도록 구성된 소음 및 진동 측정 방법으로서,
    차량 서브프레임 구조물 상의 4개의 감지 위치에서 발생하는 가속도, 움직임 및 진동 중 적어도 하나를 나타내는 적어도 4개의 출력 신호를 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 차량 서브프레임 구조물은, 차량의 구조적 구성 요소로서, 상기 차량의 더 큰 바디-온-프레임(body-on-frame) 또는 유닛 바디(unit body) 내의 별개의 이산 구조물이고 상기 차량의 구성요소들을 운송하도록 구성되며,
    상기 차량 서브프레임 구조물은, 제1 축에 대해 축 대칭이고 제2 축을 따라 최대 범위를 갖는 형상을 갖고, 상기 제1 축과 상기 제2 축은 수직이며,
    상기 차량 서브프레임 구조물 상의 상기 4개의 감지 위치는 가상 직사각형 또는 가상 사다리꼴의 4개의 코너에 대응하고,
    상기 가상 직사각형 또는 상기 가상 사다리꼴은 2개의 수직 중심선들을 갖고, 상기 중심선들 중 하나의 중심선은 상기 차량 서브프레임 구조물의 상기 제1 축과 일치하며, 그리고
    다른 중심선을 따른 상기 가상 직사각형 또는 상기 가상 사다리꼴의 최대 범위는 상기 제2 축을 따른 상기 차량 서브프레임 구조물의 상기 최대 범위의 50% 미만인, 소음 및 진동 측정 방법.
KR1020187003447A 2015-08-10 2016-07-04 소음 및 진동 감지 KR102606318B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15180384.8A EP3130897B1 (en) 2015-08-10 2015-08-10 Noise and vibration sensing
EP15180384.8 2015-08-10
PCT/EP2016/065672 WO2017025248A1 (en) 2015-08-10 2016-07-04 Noise and vibration sensing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180044265A KR20180044265A (ko) 2018-05-02
KR102606318B1 true KR102606318B1 (ko) 2023-11-24

Family

ID=53835321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187003447A KR102606318B1 (ko) 2015-08-10 2016-07-04 소음 및 진동 감지

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10134380B2 (ko)
EP (1) EP3130897B1 (ko)
KR (1) KR102606318B1 (ko)
CN (1) CN107850482B (ko)
WO (1) WO2017025248A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10040446B2 (en) * 2016-10-24 2018-08-07 International Business Machines Corporation Reducing noise generated by a motorized device
CN110998712B (zh) * 2017-08-01 2023-09-26 哈曼贝克自动系统股份有限公司 主动道路噪声控制
WO2019152241A1 (en) 2018-02-02 2019-08-08 Gentherm Inc. Active noise cancellation system for reducing noise generated by climate control system
US20210010855A1 (en) * 2018-05-11 2021-01-14 Nec Corporation Propagation path estimation apparatus, method, and program
US10381995B1 (en) * 2018-07-19 2019-08-13 Nxp B.V. Vehicle radio interference sensor device
FR3088134B1 (fr) * 2018-11-05 2022-01-21 Renault Sas Systeme de controle actif feedforward du bruit de roulement d'un vehicule automobile avec capteurs de reference a proximite du systeme multimedia
WO2021061876A1 (en) * 2019-09-26 2021-04-01 Molex, Llc Hybrid sensor assembly for use with active noise cancellation
US11038605B1 (en) * 2020-01-28 2021-06-15 Nxp B.V. Vehicle radio interference sensor
CN111695204B (zh) * 2020-06-30 2022-07-08 重庆长安汽车股份有限公司 一种基于阶次渲染的工况识别的补偿方法
JP2022111594A (ja) * 2021-01-20 2022-08-01 本田技研工業株式会社 能動騒音制御装置及び車両
CN113532630B (zh) * 2021-06-24 2023-04-07 哈尔滨工程大学 船用振动噪声快速测试评估装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2921232B2 (ja) * 1991-12-27 1999-07-19 日産自動車株式会社 能動型不快波制御装置
JP2007331490A (ja) 2006-06-13 2007-12-27 Nissan Motor Co Ltd 騒音制御装置および騒音制御方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0434468A3 (en) * 1989-12-22 1992-05-27 Bridgestone Corporation Vibration control system
JP3320075B2 (ja) * 1990-12-28 2002-09-03 いすゞ自動車株式会社 車室内騒音の低減装置
US5350035A (en) * 1991-05-10 1994-09-27 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh Antihydroplaning system for a motor vehicle
JP3435729B2 (ja) * 1993-05-21 2003-08-11 株式会社日立製作所 車両の能動消音装置
US6324290B1 (en) * 1994-03-08 2001-11-27 Bridgestone Corporation Method and apparatus for diagnosing sound source and sound vibration source
DE19531402C2 (de) * 1995-08-26 1999-04-01 Mannesmann Sachs Ag Vorrichtung und Verfahren zum Beeinflussen von Schwingungen in einem Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs und Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen von Defekten an einem Kraftfahrzeug
US5922952A (en) * 1997-12-15 1999-07-13 Ford Global Technologies, Inc. Driveline system balancing method and apparatus
US6193303B1 (en) * 1998-04-03 2001-02-27 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control device for controlling rigidity and deformation of car body
JP2006118694A (ja) * 2004-09-21 2006-05-11 Nissan Motor Co Ltd 振動抑制装置の最適配置構成
JP4234096B2 (ja) * 2004-12-17 2009-03-04 日本電信電話株式会社 光バーストスイッチングにおける通信方法
JP2006293145A (ja) * 2005-04-13 2006-10-26 Nissan Motor Co Ltd 能動振動制御装置及び能動振動制御方法
JP2010054962A (ja) * 2008-08-29 2010-03-11 Nissan Motor Co Ltd 騒音制御装置および騒音制御方法
US8750531B2 (en) * 2009-10-28 2014-06-10 Fairchild Semiconductor Corporation Active noise cancellation
JP2011121534A (ja) * 2009-12-14 2011-06-23 Honda Motor Co Ltd 能動型騒音制御装置
CN102723076A (zh) * 2012-05-31 2012-10-10 四川正升环保科技有限公司 多通道有源噪声控制系统
JP5926158B2 (ja) * 2012-09-25 2016-05-25 住友理工株式会社 能動型消音装置
US9240176B2 (en) * 2013-02-08 2016-01-19 GM Global Technology Operations LLC Active noise control system and method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2921232B2 (ja) * 1991-12-27 1999-07-19 日産自動車株式会社 能動型不快波制御装置
JP2007331490A (ja) 2006-06-13 2007-12-27 Nissan Motor Co Ltd 騒音制御装置および騒音制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3130897B1 (en) 2022-10-19
US10134380B2 (en) 2018-11-20
CN107850482A (zh) 2018-03-27
CN107850482B (zh) 2021-05-18
KR20180044265A (ko) 2018-05-02
EP3130897A1 (en) 2017-02-15
WO2017025248A1 (en) 2017-02-16
US20180233126A1 (en) 2018-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102606318B1 (ko) 소음 및 진동 감지
US9953627B2 (en) Engine noise control
US11335317B2 (en) Road and engine noise control
US10930260B2 (en) Engine order and road noise control
EP3353773B1 (en) Noise and vibration sensing
US11710472B2 (en) In-seat active noise cancellation system for moving vehicles
EP3662464B1 (en) Active road noise control
US10096314B2 (en) Noise and vibration sensing
Kim et al. Active control of road noise considering the vibro-acoustic transfer path of a passenger car
US9648418B2 (en) Active noise cancellation apparatus
JP5090301B2 (ja) 能動型騒音制御装置
Lee et al. Active road noise control in a car cabin using structure-borne sound

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant