KR20050112290A - 파워 트레인 시험을 통한 실차 소음 예측방법 - Google Patents

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Abstract

차량 개발시 대상 차량에 대한 실내 소음을 예측하는 방법으로, 각 방향별로 파워 트레인(엔진과 변속기)에서 실내소음으로의 전달함수를 도출하여, 대상 차량에 대하여 파워 트레인에서의 소음 및 진동만으로 실내 소음을 예측하며, 이를 통해 단품으로 인한 소음을 예측할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 파워 트레인 상태에서 1m 소음과 마운트 진동을 측정하는 과정, 파워 트레인이 장착되는 실차 상태에서 근접 소음과 마운트 진동을 측정하는 과정, 마운트 바디측에서 가진하여 진동에 대한 차량전달함수를 추출하고, 엔진 룸과 실내에 설치되는 근접 마이크에서 추출되어 스피커를 통해 출력되는 소음에 대한 차량 전달함수를 추출하여 대상 변속기에 대한 전달함수를 추출하는 과정 및 시험 대상 파워 트레인에서 측정되는 소음과 진동에 상기한 전달함수를 적용하고, 진동에 대한 고체 전달음과 소음에 대한 공기 전달음을 계산하여 실내 소음을 예측하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

파워 트레인 시험을 통한 실차 소음 예측방법{A WHINE NOISE ESTIMATE METHOD OF VEHICLE OF A USING POWER TRAIN}
본 발명은 차량에서 소음(Whine)을 예측하는 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 각 방향별로 파워 트레인(엔진과 변속기)에서 실내소음으로의 전달함수를 도출하여, 파워 트레인에서의 소음 및 진동만으로 실내 소음을 예측하며, 이를 통해 단품으로 인한 소음을 예측할 수 있도록 하는 파워 트레인을 통한 실차 소음 예측방법에 관한 것이다.
차량을 주행하게 되면 엔진과 노면으로부터의 진동이 차체를 통해 전달되어 운전자가 느끼게 된다.
이때, 발생되는 진동과 차체가 가지고 있는 고유 진동수가 일치하게 되면 공진이 발생하여 큰 진동과 충격이 발생하므로, 차량의 개발시에 진동이 차체의 고유 진동수를 피해가도록 하는 설계를 하고 있다.
통상적으로 차량의 파워 트레인을 개발함에 있어, 보다 편안한 승차감과 차량의 안정성을 제공하기 위하여 개발 대상에서 NVH(Noise, Vibration, Harshness)에 대한 시험의 진행으로 하고 있으며, 이 시험의 결과에 따라서 엔진과 변속기의 마운트 위치의 변경과 각 단품에 대한 구조를 변경하고 있다.
그러나, 개발 대상을 이용한 시험의 진행으로 통해서는 차동 기어, 트랜스퍼 기어, 스피드 기어의 물림 상태 불량으로 발생되는 화인 소음(Whine Noise)이 실차 상태에서 영향을 미치고 있는지에 대하여 확신할 수 없는 단점이 있다.
따라서, 계측되는 화인 소음에 대한 불확실성으로 인하여 시험 대상을 실차에 장착하여 실차 주행을 통한 측정으로 계측된 소음이 실차 상태에서도 같은 영향을 미치고 있는지를 다시 확인하여야 하는 번거로움이 발생한다.
그리고, 측정되는 데이터의 신뢰성을 위하여 변속기를 구성하는 각 단품마다 실차에 장착한 상태에서 화인 소음을 측정하여야 하므로 번거로움과 많은 시간이 낭비되는 문제점이 있다.
즉, 파워 트레인계에서 발생되는 화인 소음은 방향성과 주변음에 의해 좌우되므로, 실차를 주행하면서 청음하여야만 문제가 되는지 혹은 않되는지를 알 수 있고, 파워 트레인 상태에서 1m 소음 및 마운트 진동으로는 실차의 기어에서 발생되는 화인 소음과 주변음의 레벨이 상이하므로, 대상 시험만으로는 실차 상태에 대한 정확한 소음 측정이 이루어지지 않는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 파워 트레인계에서 하나의 변속기에 대하여 각 방향별 화인 소음과 진동에 대한 전달함수를 추출하고, 이의 적용을 통해 대상 차량에 대한 실내 소음을 예측함으로써 실차에의 적용여부와 단품에 대한 이상 여부를 판정할 수 있도록 한 것이다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 엔진과 변속기가 결합된 파워 트레인 상태에서 1m 소음과 마운트 진동을 측정하고, 파워 트레인이 장착되는 실 차량에서 근접 소음과 마운트 진동을 측정하며, 마운트 차량의 바디측에서 가진(Impact)하여 진동에 대한 차량전달함수를 추출하고, 엔진 룸과 실내에 설치되는 근접 마이크에서 추출되어 스피커를 통해 출력되는 소음에 대한 차량 전달함수를 추출함으로써, 하나의 엔진 및 변속기에 대한 전달함수를 추출하고, 추후 해당 엔진 및 변속기가 장착되는 차량에 대한 화인 소음을 측정함에 있어 파워 트레인의 소음 및 진동만을 측정한 후 전달함수의 적용을 통해 화인 소음의 예측과 각 단품에 대한 이상여부를 추정한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
파워 트레인계에서 발생되는 화인 소음은 주변 소음의 영향을 받기 때문에 대상 기어의 레벨만으로는 화인 발생을 단정할 수 없고, 실내 소음으로 변환하여야 기어 레벨이 화인 소음에 문제가 있는지를 정확하게 예측할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 도 2와 같이 엔진과 변속기가 연결되어 있는 파워 트레인 상태에서 각각의 위치에 설치된 마이크(EG Mic, RR Mic, FR Mic, TM Mic)와 진동 검출기(EG Acc, RR Acc, FR Acc, TM Acc)를 이용하여 각 방향에 대한 1m 소음과 마운트 진동을 측정한다(S100).
그리고, 대상 파워 트레인을 실차에 장착한 상태에서 도 3과 같이 엔진 룸 내부의 각각의 위치에 설치된 마이크(EG Mic, RR Mic, FR Mic, TM Mic)와 진동 검출기(EG Acc, RR Acc, FR Acc, TM Acc) 및 스피커(Speaker)로부터 각 방향에 대한 근접 소음과 마운트 진동 및 실내소음을 측정한다(S200).
이후, 엔진과 변속기를 마운트하고 있는 부분에 가진하여 각 방향별 진동의 전달함수를 추출하고(S300), 각 방향별 소음에 대한 전달함수를 추출한다(S400).
상기와 같이 각방향별 진동 및 소음에 대한 전달함수가 추출되면 고체 전달음 및 공기 전달음의 합성을 통해 실내소음을 예측한다(S500).
상기에서 고체 전달음에 대해서는 파워 트레인측 가속도 신호를 차체측 가속도 신호로 변환하고, 파워 트레인을 런 업시켜 파워 트레인 자체를 가진기로 이용하여 퍼워 트레인측과 차체측의 가속도를 계산한다.
그리고, 계산된 차체측 가속도 신호를 차체 가진력 신호로 변환하고, 차체에 가진하면서 차체의 가속도와 가진력 신호를 측정하며, 차체의 가진력 신호를 실내 소음으로 변환하고, 차체에 가진하면서 실내 소음을 측정한다.
이때, 각 측정점 별로 X,Y,Z 방향에 대하여 측정하여 독립적인 전달함수를 도출한다.
또한, 공기 전달음에 대해서는 엔진 룸의 소음을 실내 소음으로 변환하고, 스피커를 이용하여 백색음을 발생시키고, 엔진 룸과 실내에서 소음을 측정한다.
상기 S500에서의 소음 합성은 대상에서 측정한 파워 트레인의 진동신호 및 파워 트레인의 방사 소음신호를 엔진 룸에 설치된 파워 트레인의 진동 및 방사 소음 신호로 변환하고, 실차 상태의 파워 트레인에서 소음과 진동을 측정한 후 그 파워 트레인을 탈거하여 대상에 설치하고, 소음과 진동을 측정하여 그 두 신호 사이의 상관 관계를 함수 형태로 도출한다.
즉, 파워 트레인의 개별적인 전달 경로의 전달함수를 측정하여 파워 트레인의 진동 또는 방사 소음에 의해 유발되는 부분의 실내 소음을 합성함으로써, 대상에 대한 소음을 예측한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 하나의 변속기와 하나의 차종에 대한 각 방향별 소음 전달함수를 추출하고, 같은 종류의 변속기에 대해서는 전달함수의 적용을 통해 실내 소음을 예측할 수 있게 된다.
변속기에서 발생되는 화인 소음은 방향을 가지므로, 대상에서의 데이터만으로 화인 소음이 실차에 문제가 되는지를 정확하게 확인할 수 있으며, 소음의 전달이 1m 소음으로 전달되는지 마운팅을 통해 전달되는지를 확인 할 수 있어 마운트 브라켓, 흡차음계의 개선으로 화인 소음을 개선할 수 있으며, 단품에 의한 화인 소음 여부를 판단할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 파워 트레인 시험을 통한 실차 소음 예측 과정을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 소음 예측에서 파워 트레인을 대상으로 마운팅 진동 및 마이크 소음 측정 위치를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 소음 예측에서 실차 대상으로 마운팅 진동과 마이크 소음 및 가진 소음 측정 위치를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 소음 예측에서 고체 전달음과 공기전달음의 합성 과정을 도시한 도면.

Claims (2)

  1. 파워 트레인 상태에서 1m 소음과 마운트 진동을 측정하는 과정;
    파워 트레인이 장착되는 실차 상태에서 근접 소음과 마운트 진동을 측정하는 과정;
    마운트 바디측에서 가진하여 진동에 대한 차량전달함수를 추출하고, 엔진 룸과 실내에 설치되는 근접 마이크에서 추출되어 스피커를 통해 출력되는 소음에 대한 차량 전달함수를 추출하여 대상 변속기에 대한 전달함수를 추출하는 과정 및;
    시험 대상 파워 트레인에서 측정되는 소음과 진동에 상기한 전달함수를 적용하고, 진동에 대한 고체 전달음과 소음에 대한 공기 전달음을 계산하여 실내 소음을 예측하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 트레인을 통한 실차 소음 예측방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고체 전달음의 계산은 파워 트레인측 가속도 신호를 차체측 가속도 신호로 변환하고, 파워 트레인을 런 업시켜 가진기로 이용하여 파워 트레인 측과 차체측의 가속도 신호를 측정하는 과정;
    상기 측정된 차체측 가속도 신호를 차체 가진력 신호로 변환하고, 차체에 임펙트를 가하면서 차체의 가속도와 가진력 신호를 측정하는 과정;
    차체의 가진력 신호를 실내 소음으로 변환하고, 차체에 임펙트를 가하면서 가진력과 실내 소음을 측정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 트레인을 통한 실차 소음 예측방법.
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