KR950007524B1 - 가진장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

가진장치 및 그 제어방법

제1도는 본 발명의 제1실시예에 관한 가진방치의 측면도.

제2도는 본 발명의 제1실시예에 있어서의 제3가진기를 변위제어하는 경우에 이용하는 제어도.

제3도는 실제 전달함수와 근사 전달함수를 나타낸 특성도.

제4도는 본 발명의 가진제어방법을 나타낸 플로챠트.

제5도는 본 발명의 가진제어방법에 의할 때의 푸리에 스펙트럼의 진폭을 나타낸 설명도.

제6도는 본 발명의 가진제어방법에 의하여 구해진 전달함수를 이용하여 가진신호 x(t)를 구할 때의 플로챠트.

제7도는 다축 시스템에 있어서의 전달함수와 입출력 신호와의 관계를 나타낸 도면.

제8도는 다축 시스템에 있어서의 전달함수 역매트릭스와 입출력 신호와의 관계를 나타낸 도면.

제9도는 본 발명의 제2실시예에 관한 가진장치의 측면도.

제10도는 본 발명의 제3실시예에 있어서의 차체 후부의 가진부 구조를 나타낸 사시도.

제11도는 본 발명의 제3실시예에 있어서의 차체 후부의 가진부 구조를 나타낸 평면도.

제12도는 본 발명의 제3실시예에 있어서의 후측 액슬 둘레의 상세도.

제13도는 본 발명의 제3실시예에 있어서의 링크암과 크로스 맴버의 연결구조를 나타낸 사시도.

제14도는 본 발명에 관한 제4실시예에 있어서의 차체 앞부분의 가진부 구조를 나타낸 측면도.

제15도는 본 발명에 관한 제5실시예의 가진장치의 측면도.

제16도는 본 발명의 제5실시예에 관한 시트위에 놓여지는 탑승원 하중 부여부의 평면도.

제17도는 본 발명의 제5실시예에 관한 시트위에 놓여지는 탑승원 하중 부여부의 사시도.

제18도는 제16도의 A-A선 단면도.

제19도는 본 발명의 제5실시예에 관한 시트위에 놓여지는 추와 이것을 지지하는 평행 링크암과의 연결구조에 대한 기타 예를 나타낸 도면.

제20도는 본 발명의 제5실시예에 관한 평행 링크암의 길이조정기구에 대한 기타 예를 나타낸 단면도.

제21도는 본 발명의 제6실시예에 관한 3차원 가진장치의 진동대의 사시도.

제22도는 본 발명의 제6실시예에 관한 3차원 가진장치의 진동대의 측면도.

제23도는 본 발명의 제6실시예에 관한 3차원 가진장치의 진동대의 평면도.

제24도는 본 발명의 제6실시예에 관한 3차원 가진장치의 진동대의 가진기 제어부의 설명도.

제25도는 본 발명의 제6실시예에 관한 3차원 가진장치의 진동대의 가진기 제어부의 설명도.

제26도는 본 발명의 제6실시예에 있어서 전달함수를 이용하여 가진신호를 구하는 플로챠트.

제27도는 본 발명의 제6실시예에 있어서 전달함수 매트릭스에 의하여 3차원 가진장치의 진동대의 가진신호를 구할 때의 설명에 제공되는 모식도.

본 발명은 자동차나 자동2륜차 등의 차량에 대하여 실제 주행시의 노면부하를 벤치 테스트(bench test)로 재현할 수 있고, 또 피가진 대상대에 대하여 지진 등의 3차원 진동상태를 재현할 수 있는 가진장치(加振裝置) 및 그 제어방법에 관한 것이다.

가진장치는, 예를 들면 완성된 차량에 대하여 실제 주행시의 노면부하(이하. '실제주행노면부하'라 한다)를 벤치 테스트로 재현할 수 있기 때문에, 자동차 등의 차량개발에 있어서 유효한 장치로서 성능평가, 내구성 테스트 등에 폭넓게 이용되고 있다. 그런데, 종래의 자동2륜차용 가진장치는 액슬에 장착되어 있는 차륜을 통하여 가진하는 구조의 것이 일반적이다.

한편, 종래 가진장치의 가진제어방법은, 미리 푸리에 스텍트럼의 절대값 분포가 결정된 노이즈에 의하여 차량을 수회 가진시키고, 이 때 측정에 의하여 구해진 전달함수를 근거로 하여, 실제 주행 데이터를 시험대에서 재현하기 위한 반복수정계산을 하는 것이었다.

그러나, 상기한 바와 같이 차륜을 통하여 가진하는 가진장치에서는 비교적 평탄한 노면에서의 주행부하만을 재현할 수 있을 뿐이고, 가진속도를 증가시킨 경우에는 타이어가 진동대에서 튀는 현상이 발생하므로 실제주행노면부하를 충실하게 재현하기 어렵다는 결점이 있었다.

또, 상기 제어방법에 의한 경우는, 가진대상이 자동2륜차 등의 차량인 경우에 실제주행노면부하를 충실하게 재현하는 것이 어렵다는 결점이 있었다.

그 이유를 살펴 보면, 상기 제어방법에서 이용되는 전달함수는 어느 특정의 진동레벨에 의하여 계측된 선형근사임에 대하여, 자동2륜차의 가진에서는, 예를 들면 서스펜션의 보토밍현상에서 볼 수 있는 바와 같이 비선형성이 강한 요소를 갖고 있기 때문에, 상기 선형근사가 적합하지 않는 것이 원인이라고 생각된다. 따라서. 예를 들면 상기 가진측정에서 얻어지는 전달함수를 근거로 하여 반복하여 보정계산을 실시한 바, 실제주행노면부하를 재현하는 것이 어려웠다.

구체적으로 살펴 보면, 제3도에 나타낸 바와 같이, 가진신호가 Xa일 때 목표신호 Ya가 결정되는 전달함수 G1을 이용한 경우, 목표신호 Y를 얻기 위해서는 잘못된 가진신호 Xc가 필요하다고 판단하게 된다. 이 결과, 가진신호 Xc를 입력하였을 때, 전달함수 G1을 이용함으로써 발생되는 목표신호는 목표한 목표신호 Y를 넘게 되고, 목표신호 Y가 보토밍 직전의 값이라면 테스트 차량이 파손되게 된다. 즉, 전달함수를 측정하기 위한 입력이 Xb 보다 큰 경우에는 가진대상에 대하여 과대한 부하를 가하게 된다.

한편, 기존의 자동2륜차용 가진장치는 시트 상부에 탑승원에 상당하는 무게로 된 추를 고정적으로 탑재하는 것이 일반적이었다. 그러나, 탑승원의 등가중량을 하중하는 종래의 방법에서는 추가 시트에 대하여 일체적으로 움직이기 때문에, 실제 운전자와 같이 시트에 대하여 약간의 시간 간격을 두고 상하이동하는 움직임을 재현하는 것이 어렵다.

또, 추를 단순히 시트위에 얹어놓고서 가진하는 것도 생각할 수 있으나, 이 경우 차체를 강하게 가진하였을 때에 추가 시트에서 벗아남으로써 좌우 바란스가 흐트러지거나 추가 시트에서 떨어지는 등의 문제가 있다.

또, 가진대상(y)에 3차원 방향의 진동을 주어 내진성을 관찰하는 3차원 가진기로서, 예를 들면 베이스면위에 형성된 가이드면에 대하여 정압축이받이를 통하여 X축방향으로 슬라이드 가능하게 설치된 X축 직동식 액추에이터와, 상기 X축 직동식 액추에이터 위에 형성된 가이드면에 대하여 정압축받이를 통하여 Y축방향으로 슬라이드 가능하게 설치된 Y축 직동식 액추에이터와, 상기 Y축 직동식 액추에이터 위헤 형성된 가이드면에 대하여 정압축받이를 통하여 Z축방향으로 슬라이드 가능하게 설치된 Z축 직동식 액추에이터를 구비하여, 각각의 직동식 액추에이터를 구동함으로써 3차원 진동시험기의 진동대에 진동을 주는 것이 있다.

또한, 구면축받이를 통하여 수평과 수직 2방향으로만 진동을 주는 2축방향 진동시험장치, X축 이동 프레임과 Y축 이동 프레임을 Z축 이동 프레임에 걸어맞춤으로써 3차원의 진동을 진동대에 주는 3차원 진동시험기 등이 있다.

또, 종래의 3차원 가진기에서는 가이드, 구면축받이, 프레임 등이 필요하므로 구조가 복잡하다는 결점이 있다. 또, 구면축받이를 사용하는 3차원 가진기에서는 진폭이 작도, 또 가이드나 프레임 등을 사용하여 3차원 가진기에서는 진동대의 진동에 의하여 발생되는 관성력이 커짐으로써 고주파영역에서의 진동제어가 곤란하다는 결점이 있었다. 또한, X축 직동식 액추에이터 위에 Y축 직동식 액추에이터, Z축 직동식 액추에이터를 얹어놓는 경우는 액추에이터가 가속도에 의하여 덜거덕거리게 됨으로써 높은 제어정밀도를 구할 수 없다는 결점이 있었다.

본 발명의 목적은, 상기 사정을 감안한 것으로, 차량 등에 대하여 실제주행노면부하를 충실하게 재현할 수 있는 가진장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 차량에 대하여 실제주행노면부하를 충실하게 재현할 수 있는 가진장치의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 탑승원이 시트에 승차한 것 같은 상태의 차량 등에 대하여 실제주행노면부하를 충실히 실현할 수 있는 탑승원 하중부여 구조를 갖는 가진장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 제어정밀도가 높고 큰 진폭을 얻을 수 있는 구조의 간단한 3차원 가진장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 차체 프레임에 회동이 자유롭도록 지지된 전후 액슬을 구비한 차량을 가진하는 가진장치로서, 후측 액슬을 상하방향으로 가진하는 제1가진기와 ; 앞측 액슬을 상하방향으로 가진하는 제2가진기와; 앞측 액슬 혹은 후측 액슬중 어느 일측을 상하방향과 교차하는 방향으로 가진하는 제3가진기와 ; 전후 액슬중 타측 액슬의 차량의 길이방향에 있어서의 전후방향의 운동을 링크기구를 통하여 제한하는 반력지그(reactive jig)와 ; 가진 로드로서, 이것을 통하여 상기 제3가진기가 전후 액슬중 상기 일측의 액슬을 가진하는 가진 로드와 ; 상기 가진 로드에 가해지는 하중을 검출하기 위한 상기 가진 로드 상의 하중 검출수단과 ; 상기 하중검출수단에 의하여 검출되는 하중이 항상 일정한 값이 되도록 상기 제1 및 제2가진기가 작동될 때에 상기 제3가진기를 제어하는 제어기 ; 를 구비한 것을 특징으로 하는 가진장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 상기 액슬의 외주에 있어서의 차체 프레임에서 연장되는 좌우 링크암의 내측부분에는 각각 스페이서가 개재되어 있으며, 이 액슬의 대략 중앙부분에 가진점이 존재하는 것을 특징으로 하는 가진장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 상기 후측 액슬을 링크기구를 통하여 반력지그에 의하여 전후방향으로의 이동을 구속하는 것에 있어서, 상기 링크기구는 적절한 간격을 두고서 평행하게 배치된 좌우 링크암과 이를 링크암을 서로 연결하는 크로스 맴버로 구성되며, 상기 좌우 링크암은 서로의 상대길이를 조정가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 가진장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 상기 앞측 액슬을 지지하는 좌우 서스펜션에는 각각 변형케이지가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 가진장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 상기 후륜지지용 액슬을 이 액슬 후방에 배치된 반력지그에서 전방으로 연장되는 좌우로 적절한 간격을 두고서 배치된 평행 링크암을 가진 링크기구를 통하여 상하이동이 자유롭도록 지지함과 아울러, 상기 액슬을 가진기에 의하여 상하방향으로 가진하는 가진장치에 있어서, 상기 자동2륜차의 시트 상부에 운전자에 상당하는 추를 얹어놓고, 이 추를 상기 반력지그에서 전방으로 연장되는 좌우 평행링크암에 의하여 상하이동이 자유롭도록 지지한 탑승원 하중부에 구조를 구비한 것을 특징으로 하는 가진장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 상기 자동2륜차의 시트 상부에는 탑승자에 상당하는 제1추와 운전자에 상당하는 제2추를 각각 전후방향으로 떨어뜨려서 얹어놓고, 이들 제1, 제2추를 좌우 평행링크암에 의하여 서로 상하이동이 자유롭도록 연결하고, 또 상기 제1추를 상기 반력지그에서 전방으로 연장되는 좌우 평행링크암에 의하여 상하이동이 자유롭도록 지지한 탑승원 하중부여 구조를 구비한 것을 특징으로 하는 가진장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 실제주행노면부하가 얻어지도록 차량을 강제적으로 가진시키는 가진장치의 제어방법으로서, 어느 초기 진동노이즈 패턴에 의하여 차량을 가진할 때에 발생되는 상기 임시전달함수를 구하고, 이어서 이 때의 임시전달함수와 차량 주행시에 얻어지는 실제 주행데이타에 의거하여 상기 차량에 가해질 제1가진신호를 구하고, 이 가진신호로 차량을 가진하고, 이 때에 얻어지는 차체의 진동데이타의 푸리에 변환주파수값과 실제 주행데이타의 푸리에 변환주파수값을 비교하여, 이것들이 근사한지 아닌지를 판단하고, 근사하지 않은 경우에는 상기 양 값이 허용범위내에서 근사할 때까지 상기 푸리에 변환주파수를 증가시키고, 상기 양 데이타가 허용범위내에서 근사한 시점에서 제1가진신호의 각 푸리에 변환주파수 값을 결정하고, 1군의 진동 노이즈 패턴에 의하여 차량을 복수회 가진하여 영구전달함수를 구하고, 상기 영구전달함수에 의거하여 제2가진신호를 결정하고, 실제주행노면부하가 얻어지도록 상기 제2가진신호에 의하여 상기 차량을 가진하여 미리 정해진 진동 테스트를 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가진장치의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 실제주행노면부하를 시뮬레이션할 수 있도록 차량을 강제적으로 가진시키는 가진수단의 제어방법에 있어서, 미리 정해진 진동노이즈 패턴과, 이 진동노이즈 패턴을 가진수단에 입력하여 가진할 때의 차량에 부착된 차체 진동검출기의 출력에 의거하여 임시전달함수 Ga(f)를 구하고, 상기 임시전달함수 Ga(f)의 역함수 Gb^-1(f)를 연산하고, 실제 주행차량에 부착된 차체 진동검출기의 출력신호 Y(t)를 푸리에 변환한 신호 Y(f)를 상기 역함수 Gb^-1(f)에 곱하고, 이 승산출력을 푸리에 역변환하여 시간영역에 있어서의 가진신호 x_(n)(t)를 구하는 제1공정과 ; 상기 제1공정에서 구해진 가진신호 x_(n)(t)를 초기값으로 하고, 이 가진신호 x_(n)(t)를 가진수단에 공급하여 가진하였을 때에 있어서의 차체 진동검출기의 출력을 푸리에 변환한 신호 Y_(n)(f)의 절대값과 상기 신호 Y(f)의 절대값과의 차신호 E_(n)(f)을 구하고, 이 신호 E_(n)(f)가 미리 정해진 허용오차의 범위내에 들어갈 때까지 가진신호 x_(n)(t)를 순차 증가시키면서 이 신호 E_(n)(f)를 반복하여 구하는 제2공정과 ; 상기 차신호 E_(n)(f)가 허용오차 범위내에 들어갔을 때의 상기 제2공정에서 구해진 가진신호 x_(n)(t)에 대하여 푸리에 스텍트럼 절대값의 분포가 같은 노이즈 패턴군에서 영구전달함수 Gar(f)를 연산하는 제3공정과, 상기 차량에 대하여 상기 영구전달함수 Gar(f)에서 구해지는 가진신호를 이용하여 미리 정해진 진동 테스트를 실시하는 제4공정을 구비한 것을 특징으로 하는 가진장치의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 제1공정에서 초기값으로서의 가진신호를 역함수 Gb^-1(f)와 안전계수 K(O〈K≤1)와 신호 Y(f)와의 승산출력을 푸리에 역변환하여 구하는 것을 특징으로 하는 가진장치의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 가진신호를 순차 증가시키는 상기 공정은 상기 차신호 E_(n)(f)와, 역함수 Gb^-1(f)와 안전계수 K(O〈K≤1)와 신호 Y(f)를 곱하여 얻어지는 신호의 절대값과의 적을 구하고, 푸리에 변환한 가진신호의 절대값을 상기 적에 더하여 합(合)신호를 구하고, 가진신호를 순차 증가시키면서 이것에 상기 합신호를 더하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 가진장치의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 신호y(t)는 실제 주행시에서의 서스펜션 보토밍 발생 직전의 신호인 것을 특징으로 하는 가진장치의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 미리 정해진 노이즈는 화이트 노이즈인 것을 특징으로 하는 가진장치의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 미리 정해진 노이즈는 전달함수를 연산할 주파수범위내에서 푸리에 스펙트럼의 절대값 분포가 주파수의 2승에 반비례하는 노이즈인 것을 특징으로 하는 가진장치의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 3차원의 진동을 부여하는 가진장치로서, 상부에 대상물을 얹어놓는 진동대와, 상기 진동대에 신호를 인가하는 1개의 수평 X축가긴지와, 서로 역방향의 운동을 진동대에 부여하는 2개의 수평 Y축가진기와, 3각형의 각 정점의 위치에 배치되며, 상기 진동대에 상하운동을 부여하는 3개의 수직 Z축가진기와, 가진기의 진동대에 대한 맞닿는 위치 근방에 배치되는 트랜스듀서군과, 미리 정해진 노이즈 패턴과 이 노이즈 패턴을 상기 가진기에 입력하여 상기 진동대를 가진할 때에 상기 트랜스듀서군에 의하여 얻어지는 출력에서 임시전달함수 매트릭스를 구하고, 이 임시전달함수 매트릭스의 역 매트릭스에 의하여 정의되는 영구전달함수를 사용하여 소망의 가진상태를 진동대에 부여하는 신호를 발신하는 제어부와, 상기 영구전달함수를 사용하여 상기 신호를 진동대에 부여하여 가진시키는 신호공급수단을 구비한 것을 특징으로 하는 가진장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적 및 이점은 첨부한 도면에 따라 이하 상세하게 설명되는 실시예에서 용이하게 이해될 것이다.

이하, 본 발명의 제1실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

제1도는 본 발명에 관한 가진장치의 측면도로서, 자동2륜차의 로드 시뮬레이션(load simulation)에 적용한 경우를 예시하고 있다. 도면중 부호 1은 가진 대상이 되는 자동2륜차를 나타내며, 이 차량의 전후 차륜은 이미 떼어져 있다. 부호 2는 자동2륜차의 도시하지 않은 차체 프리엠에 회전이 자유롭도록 지지되는 앞측 액슬이고, 이 액슬(2)은 텔레스코픽(telescopic)형의 서스펜션(3)에 지지되어 있다. 부호 5는 후측 액슬이서, 이 액슬(5)은 링크기구와 조합된 도시하지 않은 리어쿠션에 요동이 자유롭도록 지지되는 리어 포크(6)에 부착되어 있다.

또, 부호 10은 상기 자동2륜차(1)의 전후 액슬(2,5)을 직접 가진하는 액슬가진수단이다. 이 액슬가진수단(10)은 실제로 액슬을 가진하는 기계적 부분(11)과 이 기계적 부분(11)을 제어하는 제어기(12)로 구성된다.

액슬가진수단(10)의 기계적 부분(11)은 자동2륜차(1)의 후측 액슬(5)을 상하방향으로 가진하는 제1가진기(14)와 앞측 액슬(2)을 상하방향으로 가진하는 제2가진기(15)와 앞측 액슬(2)을 전후방향으로 가진하는 제3가진기(16)로 구성되어 있다. 이들 가진기(14,15,16)에는, 예를 들면 인장력 및 압축력을 모두 부여할 수 있는 복동형 유압실린더가 이용된다.

가진기(14,15)의 피스톤 로드(14a,15a) 선단에는 연결봉(17,17)의 일단이 각각 핀결합되어 있으며, 이들 연결봉(17,17)의 타단은 각각 액슬(2,5)에 핀결합되어 있다. 또, 가진기(16)의 피스톤 로드(16a) 선단에는 요동판(18)의 일단(18b)이 핀결합되어 있다. 요동판(18)은 측면에서 볼때 3각형상으로 형성된 것으로, 중앙기단부(18a)가 지지체(19)의 상부에 연직방향으로 요동이 자유롭도록 지지되어 있다. 그리고, 이 요동판(18)의 타단(18c)은 대략 수평방향으로 연장되는 가진 로드(20)의 일단에 핀결합되어 있으며, 이 가진 로드(20)의 타단은 상기 앞측 액슬(2)에 핀결합되어 있다, 즉, 제3가진기(16)의 피수톤 로드(16a)가 상하방향으로 신축작동됨으로서, 요동판(18) 및 가진 로드(20)를 통하여 자동2륜차의 앞측 액슬(2)이 전후방향으로 가진되는 구조로 되어 있다. 또한, 상기 가진 로드(20)에는 하중검출수단(21)이 장치되어 있다. 또, 부호25는 자동2륜차의 차체가 전후방향으로 이동하는 것을 규제하는 강체의 반력지그(reactive jig)이다. 이 반력지그(25)에는 링크암(26)을 통하여 상기 자동2륜차의 후측 액슬(5)이 연결되어 있다.

이어서, 상기 구조의 장치를 이용한 가진방법에 대하여 설명한다. 또한, 액슬가진수단(10)의 제어기(12)에 대해서는 이하 설명하는 가진방법에서 설명되므로 별도의 구성설명은 생략한다.

상기 장치에 있어서, 제1 내지 제3가진기(14,15,16)는 각각 변위제어로 한다. 변위제어는 하중제어에 비해 고속도 또는 고가속도 제어를 할 수 있어 실제주행노면부하의 재현 정밀도를 보다 향상시키는 것이 가능하기 때문이다.

제1실시예의 가진장치에서는 반력지그(25)에 핀결합된 링크암(26)에 의하여 후측 액슬(5)의 전후방향으로의 움직임이 구속되기 때문에, 제1도에 나타낸 바와 같이 제1, 제2가진기(14,15)를 작동시키면, 링크암(26)의 좌단이 원호상의 궤적(軌跡)을 그림으로써 차체에 대하여 예기치 못한 전후방향의 압축하중 혹은 인장하중을 가할 우려가 있다. 이와 같은 문제를 해소하기 위하여 다음과 같은 학습제어를 한다. 다시말해서, 이하의 학습제어를 함으로써, 매우 간단한 구성의 반력지그로 지지하면서 제1 내지 제3가진기(14,15,16)에 의한 고속도 변위제어가 가능하게 된다.

즉, 제어기(12)내에 조립되어 있는 컴퓨터(12-1)에 하중검출수단(21)의 값이 항상 제로가 되도록 제3가진기(16)내의 유압실린더를 제어하기 위한 지령을 설정해 둔다. 그리고, 이 컴퓨터(12-1)에서의 지령에 의거하여 제1, 제2가진기(14,15)를 작동시켜서 피스톤 로드(14a,15a)의 하단이 최하점에서 가진중립점(加振中立点)에 이를때까지 저속으로 이동시킨다(제3가진기(16)를 제1, 제2가진기(14,15)의 작동에 종속되게 작동시킴으로써 하중검출수단(21)의 값을 항상 제로로 유지할 수있을 정도의 속도로 이동시킨다). 이 때의 제3가진기(16)의 피스톤 로드(16a)의 궤적을 A/D컨버터 (12-2)를 통하여 컴퓨터(12-1)의 메모리(12-3)에 입력해 둔다. 제2도는 그 스토어 맵(store map)을 나타낸 것이다.

이와 같이 제1,제2가진기(14,15)의 변위에 관련시켜 제3가진기(16)의 변위를 입력해 둔다. 그리고, 제3가진기(16)를 상기 스토어 맵에 따라서 작동하는 변위제어로 절환하고, 제1, 제2가진기(14,15)를 작동시켜서 각각의 피스톤 로드(14a,15a)의 하단이 가진중립점까지 이르게 한다. 이 때, 제3가진기(16)가 상기 스토어 맵에 따른 작동을 하게 됨으로써, 이 제3가진기(16)의 피스톤 로드(16a)가 가진중립전하단)까지 이른다. 이하, 각 가진기(14,15,16)를 후술하는 입력신호에 의거하여 작동시킴으로써, 자동2륜차(1)에 실제주행노면부하를 가할 수 있다. 또한, 상기 가진기(14,15,16)를 정지시킬 경우에도 제3가진기(16)에 상기한 스토어 맵에 따른 작동을 시켜서 정지시킨다. 또한, 상기 스토어 맵은 1대의 차량에 대하여 1번의 학습에 의하여 얻어지는 것이고, 이후는 이 스토어 맵에 의거하여 안정하게 작동을 개시하고 정지시킬 수 있다.

이어서, 실제의 가진방법에 대하여 설명한다.

자동2륜차(1)의 가속 내구성 테스트(accelerated durability test)에서는 서스펜션의 보토밍이 자주 발생하는 경향이 있으며, 촤대부하도 이 보토밍일 때에 발생한다. 강도/내구성 테스트에 있어서, 실제 주행에서의 최대부하를 충실하게 재현할 수 있는가 없는가는 중요한 문제이다, 그런데, 이러한 종류의 가진시스텀에서 많이 채용되는 콘트롤 프로그램은 선형근사 전달함수의 성립을 전제로 하고 있어 서스펜션의 보토밍과 같은 비선형성이 강한 현상의 재현에는 작당치 않다. 이것은 실제의 전달함수가 비선형을 나타내는 제3도에 있어서의 전달함수 G인 것에 대하여, 선형의 전달함수로 근사시키기 위해 가진신호 Xa에 의거하여 실제의 전달함수와 접하는 제3도에 있어서의 전달함수 G1으로 근사하였을 때에는, 목표값 Y를 얻기 위해서는 가진신호 Xc을 입력하여야 한다. 그러나, 가진신호 Xc를 입력하였을 때에는 전달함수 G를 사용함으로써 발생하는 목표신호가 목표값 Y를 훨씬 넘게 되고, 이 목표값 Y가 보토밍이라면 테스트 차량이 파손되고 만다. 이것에 대처하기 위해서는, 실제 주행시와 같은 정도의 보토밍을 발생시키고, 이 때의 전달함수를 계측하는 것이 효과적이다. 즉, 제3도에 나타낸 바와 같이 목표값 Y를 재현하기 위해서는 가진신호 Xa에서 계측된 전달함수 G1 보다도 실제 주행시와 같은 정도의 크기로 된 가진신호 Xb에서 계측된 제3도에 있어서의 전달함수 G2측이 우수한 근사도를 갖는다. 이러한 조건을 충족하는 가진신호 Xb는 출력신호(Y)(이하, 출력신호에도 부호 Y를 사용한다)의 푸리에 스펙트럼의 절대값 분포를 벤치 테스트로 재현할 수 있는 가진신호이고, 이 가진신호 Xb 및 이것에서 계측되는 전달함수 G2는 이하의 수준에 따라 구성한다(제4도 참조).

우선, 화이트 노이즈(white noise), 1/f²특성 노이즈, 혹은 여러 실험결과에서 얻어진 미리 설정한 노이즈 신호를 가진신호 x_in(t)로서 인가하여 자동2륜차를 가진하고, 이 때 트랜스듀서에서의 출력신호 y_in(t)를 계측하고, 이 계측된 출력신호y_in(t)와 가진신호 x_in(t)에 의거하여 양자의 푸리에 변환비인 임시전달함수 Ga(f)를 구한다(스텝 S1).

임시전달함수 Ga(f)의 연산을 위하여 상기한 바와 같이 단일 축인 경우로 설명하면, 제1가진기(14)의 진동에 따른 출력신호를 구할 경우에는 리어포크(6)상의 후측 액슬(5) 상측에 대응하는 위치에 가속도계(C1)를 부착하고, 이 가속도계(C1)에 의하여 리어포크(6)의 거동을 측정한다. 여기서, 가속도계(C1) 및 하기의 가속도계(C2), 변형게이지(C3)는 상기 트랜스듀서에 해당하는 이 측정값을 가진기(14)의 입력신호인 상기 노이즈 신호로 나눔으로써 전달함수 Ga(f)를 구한다. 또, 제2가진기(15) 또는 제3가진기(16)에 대해서도 마찬가지로 앞측 액슬(2)의 상측에 대응하는 위치에 가속도계(C2)를, 또 프론트 서스펜션(3)의 보트브리지 하측의 인너파이프(3a)에 변형게이지(C3)를 부착하고, 이들 측정값을 가진신호로 나눔으로써 임시전달함수 Ga(f)를 연산하여 구한다.

스텝 S1에 이어서, 임시 전달함수 Ga(f)의 역함수 Gb^-1(f)를 연산하고, 역함수 Gb^-1(f)에 안전계수 K(0〈K≤1)를 곱하여 전달함수 Ha(f)를 구한다(스텝 S2), 여기서, 안전계수(K)를 곱하는 것은 과대한 가진신호에 의하여 테스트 차량에 과대한 부하가 걸리지 않도록 초기값을 작게 설정하기 위해서이다.

스텝 S2에 이어서, 미리 차량을 테스트 트랙상에서 주행시켰을 때의 리어포크 (6)등에 설치된 가속도계 혹은 변형게이지의 출력, 즉 가속도 혹은 변형의 실제주행데이터 y(t)(서스펜션 보토밍이 발생하기 거의 직전의 출력신호값이 바람직하다)를 푸리에 변환하여 시간영역(time domaine)에서 주파수영역으로 변환한다(스텝 S3). 푸리에 변환결과를 Y(f)로 나타낸다.

스텝 S3에 이어서, 전달함수 Ha(f)에 출력신호 Y(f)를 곱하여 가진신호 X₍₀₎(f)를 얻는다(스텝 S4).

스텝 S4에 이어서, 가진신호 X₍₀₎(f)를 푸리에 역변환하여 주파수영역에서 시간영역으로 변환하여 가진신호 X₍₀₎(t)를 얻는다(스텝 S5). 스텝 S5에서 얻은 가진신호 X₍₀₎(t)를 초기값으로 사용한다.

스텝 S5에 이어서, 가진신호 X₍₀₎(t)를 초기값으로 하는 가진신호 X_(n)(t)를 가진기에 공급하여 가진하고, 상기 가속도계 혹은 변형게이지(제4도에는 트랜스듀서라 기재되어 있음)에서의 출력, 즉 출력신호 y_(n)(t)를 측정하여 판독한다(스텝 S6).

스텝 S6에 이어서, 가진신호 x_(n)(t)를 푸리에 변환하고, 기록된 출력신호 y_(n)(t)를 푸리에 변환하여 각각 푸리에 변환결과 X_(n)(f), Y_(n)(f)를 얻는다(스텝 S7).

스텝 S7에 이어서, ｜Y(f)｜-｜Y_(n)(f)｜를 연산하여 오차 E_(n)(f)를 얻는다(스텝 S8). ∫라서, 스텝 S8에서 실제 주행에 의한 출력신호의 절대값 ｜Y(f)｜의 분포와 연산출력신호의 절대값 ｜Y_(n)(f)｜의 분포의 편차가 검출되게 된다.

스텝 S8에 이어서, 오차 E_(n)(f)가 미리 설정된 하용오차(±ε) 미만의 범위내인지 아닌지를 체크한드(스텝 S9). 즉, 푸리에 스펙트럼 절대값 분포 ｜Y(_n)(f)｜가 실제주행의 푸리에 스펙트럼 절대값 분포 ｜Y(f)｜에 근사한지 아닌지가 판정된다.

스텝 S9에서 오차 E_(n)(f)가 허용오차(±ε) 이상이라 판정된 때에는, 스텝 S9에 이어서, [｜X_(n)(f)｜+E_(n)(f)·｜Ha(f)｜]를 연산하고, 푸리에 스펙트럼의 위상각 ∠X₍₀₎(f)를 ∠X₍₊₁₎(f)로 한다(스텝 S10). 여기서,“∠”는 푸리에 스펙트럼의 위상각을 나타낸다. 따라서, 스텝 S7에서 얻은 가진신호 X_(n)(f)의 푸리에 스펙트럼 진폭 절대값 ｜X_(n)(f)｜가 스텝 S10에서 오차 E_(n)(f)와 전달함수 Ha(f)의 절대값을 곱한 값에 의하여 보정되고, 가진신호 X_(n)(f)의 푸리에 스펙트럼 진폭 절대값이 보정되어 ｜Y(f)｜-｜Y_(n)(f)｜가 ±ε 미만의 범위로 접근하거나 혹은 범위내에 들어가도록 보정되게 된다. 또한, 푸리에 스펙트럼의 위상각은 초기값 그대로 고정되게 된다. 이 상태를 모식적으로 나타내면 제5도와 같이 된다.

스텝 S10에 이어서, X_(n+1)(f)를 푸리에 역변환하여 시간영역으로 되돌려서 X_(n+1)(t)를 얻고(스텝 S11), n을 증가, 즉 +1하고(스텝 S12), 스텝 S6으로 되돌리고, 오차 E_(n)(f)가 ±ε범위내에 들어 갈때까지 계속반복한다. 이 경우, Y(f)는 실제 주행시에 측정한 출력신호 y(t)를 푸리에 변환한 신호를 사용하고 있기 때문에, ｜Y(f)｜-｜Y_(n)(f)｜가 발산하는 일 없이 반드시 ±ε미만의 범위내에 수렴되게 된다. 또한, 출력신호 y(t)에 서스펜션 보토밍이 발생하기 거의 직전의 신호를 사용하여 이 신호를 푸리에 변환한 신호를 채용하였을 때는 ｜Y(f)｜-｜Y_(n)(f)｜가 ±ε미만의 범위내에 수렴될 때까지 소요되는 기간이 짧아지게 된다.

스텝 S9에서의 체크결과, 오차 E_(n)(f)가 ±ε범위내에 있다고 판별된 때에는, 스텝 S9에 이어서, 푸리에 스펙트럼의 절대값 분포가 ｜X_(n)(f)｜와 동등한 노이즈 군으로 출력신호 Y_(n)(f)를 측정하고, 그 측정결과에서 전달함수를 연산하고, 연산전달함수를 산술평균하여 전달함수 Gar(f)를 연산한다(스텝 S13).

즉, E_(n)(f)가 허용범위 밖에 있을 때에는, 상기 노이즈 신호의 절대값 ｜X_(n)(f)｜에 상기 전달함수 Ha(f)의 절대값과 오차E_(n)(f)를 곱한 값을 더한 가진신호｜X_(n+1)(f)｜=｜X_n(f)｜+E_(n)(f)·｜Ha(f)｜와 위상각 ∠X_(n+1)(f)=∠X₍₀₎( f)를 구하고,E_(n+1)(f)를 역푸리에 변환하여 푸리에 스펙트럼 절대값 분포가 결정되는 새로운 노이즈 신호를 구하고, 이 노이즈 신호를 가진신호 a로서 X_(n+1)(t)로 하고, 가진신호 X_(n+1)(t)를 이용하여 재차 차량을 가진시키는 상기 반복수정을 하고, 이 반복수정을 근사정도가 소정 범위로 될 때까지 계속한다. 그리고, 가진기에 의한 가진시의 가속도계 혹은 변형게이지의 출력신호의 푸리에 스펙트럼 절대값 분포 ｜Y_(n)(f)｜가 실제 주행의 푸리에 스펙트럼 절대값 분포 ｜Y(f)｜에 대하여 소정 범위내에 수렴되었을 때, 이 시점에서의 전달함수 측정용 노이즈의 푸리에 스펙트럼 절대값 분포가 결정된다. 그리고, 이 전달함수 측정용 노이즈군으로 복수회 가진하여 전달함수 Gb를 측정하고, 이 전달함수를 근거로 하여 실제 주행데이터의 가진대에서의 재현을 하기 위한 반복수정계산을 한다. 또한, 푸리에 스펙트럼의 절대값 분포는 파워 스펙트럼 분포 혹은 파워 스펙트럼 밀도분포와 등가인 개념이고, 푸리에 스펙트럼의 절대값 분포 대신에 이들을 사용하여도 된다.

그리고, 가진기에 의한 가진시의 가속도계 혹은 변형게이지의 출력신호의 푸리에 스펙트럼 절대값 분포가 실제의 파워 스펙트럼 밀도분포에 대하여 소정범위내에 스렴되었을 때, 전달함수 측정용 노이즈의 각 주파수에 대응한 레벨을 결정하고, 이 전달함수 측정용 노이즈군으로 복수회 가진하여 전달함수 Gar를 연산한다.

상기에 있어서, 푸리에 스펙트럼의 위상에 관하여 ∠X_(n)(f)를 ∠X₍₀₎(f)로서 고정하여 가진신호를 연산하였으나, 스텝 S13에 이어서, 공지된 바와 같이 푸리에 스펙트럼의 위상각 ∠X_(n)(f)를 소망하는 주파수 범위의 각 주파수에 대하여 -π∼π의 범위에서 불규칙하게 분포된 위상군을 난수생성(producing randomnumber)루틴에 의하여 생성하고, 이와같이 하여 얻어진 노이즈군을 사용하여 테스트 가진함으로써 위상도 포함하여 전달함수 Gar(f)를 구한다. 이와같이 하여 구해진 전달함수를 사용하여 제6도의 플로챠트에 나타낸 바와 같이 전달함수 Gar(f)의 역함수 Gbr(f)를 연산하고, 가진에 의하여 얻고자 하는 출력신호 y(t)를 푸리에 변환하고, 푸리에 변환결과의 출력신호 Y(f)를 전달함수 Gbr(f)에 곱하여 가진신호 X₍₀₎(f)를 구하고, 이 푸리에 변환된 가진신호 X₍₀₎(f)를 푸리에 역변환하여 가진신호의 초기값 X₍₀₎(t)를 얻는다(스텝 S22∼S25).

이어서, 반복수정에 의하여 보정계산을 한다. 즉, 계속해서 가진신호 x₍₀₎(t)를 초기값으로 하는 신호 x₍₀₎(t)로 가진한 결과의 트랜스듀서의 출력신호 y_(n)(t)를 판독하고, 가진신호 x_(n)(t) 및 판독된 출력신호 y_(n)(t)의 푸리에 변환신호 X_(n)(f), Y_(n)(f)를 사용하여 오차 E_(n)(F)[=Y(f)-Y_(n)(f)]를 연산하고(스텝 S26∼S28), 오차 E_(n)(f)의 절대값이 미리 설정된 허용오차 ε미만이 될때까지 테스트 가진과 오차를 줄이기 위한 [X_(n)(f)+E_(n)(f)·Gbr(f)]에 의한 보정연산을 반복하고(스텝 S26∼S32), 오차 E_(n)(f)가 허용오차 ε미만이 되었을때의 가진신호 x(_n)(t)를 구하고, 이 가진신호값으로 가진함으로써 목표값의 부하를 테스트 차량에 줄 수 있다.

이상의 가진제어에서는 실제 주행시와 같은 정도의 보토밍을 발생시켜 그 시점에서의 전달함수를 구하고, 이것을 근거로 하여 반복보정계산을 하기 때문에, 자동2륜차의 서스펜션과 같은 비선형인 응답계에서도 실제주행노면부하에 가까운 상태의 가진이 설치된다.

이상의 제어는 설명의 편의상 단일 축을 예로 하여 설명하였으나, 실제의 가진은 제1도에서도 나타낸 바와 같이 제1 내지 제3가진기(14,15,16)에 의한 3축 가진으로 실시된다. 또한, 다축 가진 시스템(multiaxis vibrating system)에서는 채널간의 누화(crosstalk)를 고려할 필요가 있다.

예를 들면, 3축 가진 시스템의 경우는 각 축에 대하여 전달함수 Gar(f)가 얻어짐과 동시에, 각 축간의 상호 누화가 존재하기 때문에 누화에 의한 전달함수 Gar(f)도 상기한 바와 마찬가지로 하여 얻어진다. 이 경우의 전달함수 Gar(f)의 요소를 Gmn으로 표시하면(문자 m은 가진기의 번호를, n은 트랜스듀서의 번호를 나타낸다), 매트릭스는 다음과 같이 표시한다. 구체적으로는, 제1가진기(14)를 단독으로 수회 테스트 가진하여 각 트랜스듀서{리어포크(6)나 서스펜션(3)상에 설치되는 가속도계 혹은 서스펜션(3)에 부착된 변형게이지)의 출력을 측정함으로써 전달함수 G11, G12, G13을 얻는다. 이어서, 제2, 제3가진기(15,16)에 대해서도 같은 처리를 함으로써, 가진신호 X(f)에 대한 목표신호 Y(f)는 제7도에 나타낸 바와 같이 3×3의 전달함수 매트릭스를 얻는다. 즉, 다음 식으로 표시되는 바와 같이, 예를 들면 트랜스듀서{리어포크(6)상에 설치된 가속도계}의 출력 Y1은

Y1=G11X1+G21X2+G31X3

로 표시된다. 이것에서 출력신호 Y(f)에 대한 가진신호 X(f)가 제8도에 나타낸 바와 같이 된다. 여기서, [G]^-1은 역매트릭스를 나타낸다. 제8도는 3축 가진 시스템에 대한 기본 방정식이고, 이 식에 의거하여 가진신호를 얻어 실제 주행시 시뮬레이션을 실시할 수 있다.

상기와 같이 하여 구해진 전달함수 Gar(f)를 푸리에 역변환한 전달함수 Gar(f)를 이용하여 각종 주행모드에 대응한 가진 테스트를 한다.

이상의 가진장치에서는, 실제 주행시와 같은 정도의 보토밍을 발생시키고, 이때의 출력신호 y(t)를 이용하여 전달함수를 구하고, 이것을 근거로 하여 반복 수정처리하기 때문에, 지동2륜차의 프로트 포크와 같은 비선형인 응답계에서도 실제 주행노면부하에 가까운 상태의 가진을 할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는 자동2륜차를 가진시키는 경우를 예로 하여 설명하였으나, 가진대상은 자동2륜차에 한정되는 것이 아니며, 3륜 혹은 4륜의 차량도 되고, 또 차량에 한정하지 않고 모든 가진장치에 응용가능한 것은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 강제적으로 가진시킬 때에 이용되는 전달함수의 연산처리에 있어서, 실제 주행시에 측정한 트랜스듀서의 출력을 이용하여 연산한 테스트신호를 초기값으로 하였기 때문에, 전달함수의 연산 처리중에 있어서의 신호[｜Y(f)｜ -｜Y_(n)(f)｜]가 발산하는 일 없이 필히 수렴된다.

또, 역함수 Gb^-1(f)에 안전계수를 곱한 신호를 이용하여 전달함수 Gar(f)를 구했을 때는, 가진신호 x₍₀₎(t)가 작을 때에 연산되므로 테스트 차량에 과대한 부하가 걸리는 일이 없다.

또, 전달함수의 연선처리에 있어서, 실제 주행시에 측정한 보토밍 직전에 있어서의 트랜스듀서의 출력을 이용하여 연산하였기 때문에, 전달함수의 연산처리중에 있어서의 [｜Y(f)｜-｜Y_(n)(f)｜]의 수렴이 빠르게 실행된다.

또한, 상기 제1실시예에서는, 제3가진기(16)을 요동판(18)을 통하여 가진로드 (20)에서 접속함으로써 축선이 상하방향을 향하도록 배치하고 있으나, 요동판(18)을 폐지하고 제3가진기를 축선이 수평방향을 향하도록 배치하여 가진 로드(20)에 직접 접속하여도 된다.

또, 상기 제1실시예에서는, 제1 내지 제3가진기(14,15,16)에 의하여 직접 전후 액슬(2,5)을 가진하고 있으나, 휠이나 허브 등과 같이 어느 정도의 강성을 가진 부재를 통하여 액슬(2,5)을 가진하도록 하여도 된다.

또, 상기 제1실시예에서는, 후축 액슬(5)을 반력지그로 지지하여 앞측 액슬(2)을 제3가진기에 의하여 전후방향으로 가진시키고 있으나, 반대로 앞측 액슬을 지지하여 후축 액슬을 전후방향으로 가진하여도 된다.

이상 설명한 바와 같이 제1실시예에 의하면, 차륜을 통하는 일 없이 직접 액슬을 가진하는 구조이기 때문에, 타이어에서 액슬로 전달될 때 타이어내의 공기 등과 같은 가진오차요소의 영향을 받는 일이 없어, 실제주행노면부하를 충실하게 재현할 수 있다.

또, 액슬을 거진할 때에 전후 액슬(2,5)중 하나를 전후방향으로 가진하는 제3가진기(16)를 구비하고 있기 때문에, 상하방향의 가진만을 하는 것에서는 얻기 어려운 자동2륜차의 서스펜션(3)상의 부하(특히 전후방향의 인장 혹은 압축부하)를 실제 주행시와 마찬가지로 충실하게 재현할 수 있다.

또한, 제3가진기(16)의 일 구성부재인 가진 로드에 가해지는 부하가 일정하게 되도록 제1 및 제2가진기(14,15)의 직동에 따라 제3가진기(16)의 작동을 제어하기 때문에, 전후방향의 액슬 구속부가 링트기구인 것이 기인하는 제1 및 제2가진기(14,15)에 의한 상하방향으로의 가진시에 발생되는 불필요한 전후방향의 압축부하를 켄슬하는 보상이 이루어진다. 이 결과, 가진 로드(20)에 가해지는 부하가 일정하게 되도록 제1 및 제2가진기(14,15)의 작동에 따라는 제3가진기(16)의 작동을 미리 스토어 맵의 형으로 기억시켜 두면, 이것에 따라서 제3가진기가 작동되도록 함으로써, 제1 내지 제3가진기 (14,15,16)를 전후방향의 과대한 부하를 발생시키는 일 없이 변위제어할 수 있다. 변위제어는 하중제어에 비해 훨씬 고속도의 제어를 할 수 있기 때문에, 실제주행노면부하를 보다 충실하게 재현할 수 있다.

이어서, 본 발명의 제2실시예를 제9도를 참조하여 설명한다. 제2실시예의 가진장치에 의하여 가진되는 가진대상은 상기 제1실시예의 경우와 마찬가지로 자동2륜차 (1)으므로, 제2실시예의 설명에서는 중복을 피하기 위해 제1실시예와 동일한 부분에 대해서는 그 설명을 생략한다.

제2실시예에 있어서는, 제3가진기(16)의 피스톤 로드(16a)의 선단이 링크 (16a)를 통하여 요동판(18)의 일단(18b)과 핀결합 되어 있다. 요동판(18)은 측면에서 볼 때 삼각형상으로 형성된 것으로서, 중앙기단부(18a)가 지지체(19)의 상부에 회동이 자유롭도록 지지되어 있다. 그리고, 상기 요동판(18)의 타단(18c)은 대략 수평방향으로 연장되는 가진 로드(20)의 일단에 핀결합되며, 이 가진 로드(20)의 타단은 상기 앞측 액슬(2)에 핀결합되어 있다.

즉, 제3가진기(16)의 피스톤 로드(16a)가 상하방향으로 신축작동함으로써, 요동판(18) 및 가진 로드(20)를 통하여 자동2륜차(1)의 앞측 액슬(2)이 전후방향으로 가진되는 구조로 되어 있다. 또한, 상기 가진 로드(20)에는 하중검출수단(21)이 설치되어 있다. 이 하중검출수단(21)은 가진시의 진동을 피하기 위하여 가능한 차체에서 이탈되는 측{요동판(18) 측}에 설치되어 있다.

상기와 같이 구성한 제2실시예에서도 제2도에 나타낸 스토어 맵을 형성하여, 제3가진기(16)를 이 스토어 맵에 의거하여 작동을 개시하고 정지시킨다.

제2실시예에에 있어서의 가진방법도 상기 제1실시예의 경우와 같다.

이어서, 본 발명의 제3실시예를 본 실시예의 요부를 나타낸 제10도 내지 제13도를 참조하여 설명한다.

제3실시예에서는, 후측 액슬(5)에 있어서, 차체프레임에서 연장되는 좌우 리어포크(6,6)의 내측부분에는 각각 스페이서(34)가 개재되어 있으며, 이 액슬(5)의 대략 중앙부분에 가진점(P)이 존재하는 구성으로 되어 있다.

즉, 제10도 및 제11도에 나타낸 바와 같이 스페이서(34)는 볼트부채(35)와 이것에 나사결합되는 너트부재(36)로 구성되며, 이들 부재를 서로 상대회전시킴으로써, 이 스페이서(34) 자체의 길이를 조정할 수 있도록 되어 있다. 다라서, 상기 가진점(P)이 액슬(5)의 대략 중앙에 존재하도록 조정된다. 또, 좌우 스페이서(34) 사이에는 연결부재(37)가 설치되며, 이 연결부재(37)의 중앙에는 제1가진기(14)에서 연장되는 연결봉(17)의 선단이 연결부재(39)를 통하여 구면지지되어 있다. 또한, 부호 40은 리어포크(6,6)의 외측에서 액슬(5)의 단부에 나사결합되는 고정용 너트이다.

또, 제3실시예에서는 후측 액슬(5)을 링크기구(41)를 통하여 반력지그(25)에 의하여 전후방향의 이동을 구속한 상태로 지지하고 있다. 이 점은 상기 제2실시예와 같다. 또한, 상기 링크기구(41)는 적절한 간격을 두고서 평행하게 배치된 좌우 링크암 (26,26)과, 이들 링크암(26,26)을 서로 연결하는 크로스 멥버(43,43)로 두고서 평행하게 배치된 좌우 링크암(26)과 크로스 멤버(43)를 연결부재(44)를 통하여 서로 연결함으로써, 링크기구(41)의 전체적인 강성을 높이고 있다. 링크암(26)의 선단은 연결부재(39)를 통하여 상기 액슬(5)에 있어서의 리어포크(6,6)의 내측부분에 부착되어 있다.

링크암(26)과 크로스 멤버(43)를 연결하는 연결부재(44)는, 상방향으로 겹쳐지는 3개의 부재(44a,44b,44c) 사이에 링크암(26)과 크로스 멤버(43)를 끼워넣고 볼트(45)로 체결하는 구성으로 되어 있다(제13도 참조). 상하방향으로 겹쳐지는 3개의 부재(44a,44b,44c)의하면 또는 상면에는 링크암(26)과 크로스 멤버(43)이 견고하게 연결되도록 링크암(26) 및 크로스멤버(43)의 외형에 대응하는 원호상의 홈이 형성되어 있다.

또, 좌우 링크암(26,26)은 서로의 상대길이를 조정할 수 있도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 제11도에 나타낸 바와같이 링크암(26)은 동일 축선상에 배치된 제1암(26a)과 제2암(26b)이 너트부재(46)에 의하여 서로 연결된 구성으로 되어 있으며, 제1 및 제2암(26a,26b)의 단부에는 서로 역방향으로 절삭된 솟나사부(26aa, 26bb)가 형성되어 있어 너트부재(46)를 정·역회전시킴으로써, 링크암(26)의 전체 길이를 조정할 수 있도록 되어 있다. 또한, 부호 47은 풀림방지용 너트이다.

제3실시예에 의하면, 가진점(P)을 액슬(5)의 대략 중앙부분에 설정함으로써, 액슬(5)의 중앙부분을 가진할 수 있기 때문에, 자동2륜차에서 볼 수 있는 특이한 불합리성, 즉 자동차 등의 차량에 비해 차폭이 좁다는 것에 기인하여 가진시에 차체가 좌우로 흔들린다는 불합리성의 발생을 미연에 방지할 수 있다. 또, 가진시에 자동2륜차의 차체가 좌우로 흔들려서 가진용 로드가 액슬 근방에 존재하는 소음기 등의 부재에 부딪치는 불합리의 발생도 방지할 수 있다.

제3실시예에 의하면, 후측 액슬(5)을 가진하는 링크기구(41)가 좌우의 링크암 (26)과 이들 링크암(26)을 연결하는 크로스 멤버(43)로 구성되어 있어, 차체가 좌우로 흔들리는 일 없이 가진할 수 있기 때문에, 가진시에 차체프레임에 불필요한 하중이 가해지는 것을 방지할 수 있다.

또, 제3실시예에 의하면, 앞측 액슬(2)을 지지하는 좌우 서스펜션(3)에 변형게이지를 부착하였기 때문에, 가진조작을 하기 전에 상기 좌우 링크암(26)의 길이를 조정할 때에 변형게이지에 의하여 서스펜션(3)에 가해지는 하중을 조절하면서 이것들이 동등하게 되도록 세트할 수 있고, 이 상태에서 상기 크로스 멤버(43)에 의하여 좌우 링크암(26)을 견고하게 연결함으로써 좌우 바란스가 양호한 링크지지를 할 수 있기 때문에, 좌우 흔들림을 더욱 방지한 상태에서 가진할 수 있다.

또한, 제3실시예에 의하면, 제3가진기(16)의 일 구성부재인 가진 로드에 가해지는 하중이 일정하게 되도록 제1 및 제2가진기(14,15)의 작동에 따라서 제3가진기 (16)의 작동을 제어하기 때문에, 전후방향의 액슬 구속부가 링크기구인 것에 기인하는 제1 및 제2가진기(14,15)에 의한 상하방향으로의 이동시에 발생하는 불필요한 전후방향의 압축, 인장하중을 켄슬하는 보상을 할 수 있다. 이 결과, 가진로드(20)에 가해지는 하중이 일정하게 되도록 제1 및 제2가진기(14,15)의 작동에 따른 제3가진기(16)의 작동을 미리 스토어 맵의 형으로 기억시켜 두면, 이것에 따라 제3가진기(16)를 작동시킴으로써 제1 내지 제3가진기(14,15,16)를 전후방향으로 과대한 하중을 발생시키는 일 없이 변위제어 할 수 있다. 변위제어는 하중제어에 비해 고속도의 제어를 할 수 있기 때문에 실제주행노면부하를 보다 충실하게 재현할 수 있다.

이어서, 본 발명의 제4실시예를 제14도를 참조하여 설명한다.

제4실시예에서는, 상기한 제2실시예와 같이 앞측 액슬(2)를 가진하기 위하여 제2 및 제3가진기(15,16)에 의하여 서로 직교하는 양 방향에서 가진하고 있다. 그러나, 제4실시예에서는 일측의 가진{제2가진기(15)에 의한 가진}을 서스펜션(3)의 길이방향을 따른 방향에서 실행함과 아울러 타측의 가진{제3가진기(16)에 의한 가진}을 서스펜션(3)에 직교하는 방향에서 실행하고 있다.

따라서, 앞측 액슬(2)을 가진에 의하여 상하작동시킬 때에, 타측의 가진을 서스펜션(3)에 직교하는 방향에서 실행하고 있는 관계상, 앞측 액슬(2)은 상하작동하면서 전후방향으로도 이동하는 것이 된다. 후측 액슬을 가진할 때에는 앞측 액슬(2)의 전후방향으로의 이동을 켄슬하기 위하여, 앞측 액슬(2)에 대응시켜서 전후방향으로도 이동시킬 필요가 있다. 여기서는 상기 제9도에 있어서의 앞측 액슬(2)을 가진시키는 것과 같은 구조의 가진장치를 이용하여 대처하고 있다.

제4실시예에 의하면, 서스펜션(3)에 필요이상의 보토밍을 가하는 일 없이 과대한 압축력 혹은 인장력을 가할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 일측의 가진을 서스펜션 (3)의 길이방향을 따른 방향에서 실행하도록 하고 있으나, 약간 비켜서 가진하도록 하여도 된다.

또한, 상기 제2실시예에서는 제3가진기(16)를 링크(16aa)와 요동판(18)을 통하여 가진 로드(20)에 접속함으로써 제3가진기(16)의 축선이 상하방향을 향하도록 배치되어 있으나, 요동판(18)을 폐지하고 제3가진기(16)를 축선이 수평을 향하도록 배치하여 가진 로드(20)에 직접 접속하여도 된다.

또, 상기 제2 내지 제4실시예에서는, 제1 내지 제3가진기(14,15,16)에 의하여 직접 전후 액슬(2,5)을 가진하고 있으나, 휠이나 허브 등과 같이 어느 정도 강성을 가진 부재를 통하여 액슬(2,5)을 가진하도록 하여도 된다.

이어서, 본 발명의 제5실시예를 제15도를 참조하여 설명한다.

제5실시예는 탑승원 하중부여 구조를 구비한 자동2륜차 로드 시뮬레이션 장치의 실시예로서, 상기 제2실시예에 탑승원 하중부여 구조를 형성한 경우를 예시하고 있다. 제15도는 제5실시예의 측면도이다.

도면중 부호 1은 가진대상이 되는 자동2륜차를 나타내며, 이 차량의 전후 차륜은 이미 떼어져 있다. 부호 2는 자동2륜차(1)의 도시하지 않은 차체프레임에 회전이 자유롭도록 지지되는 앞측 액슬이며, 이 액슬(2)은 텔레스코픽형의 서스펜션(3)에 지지되어 있다. 부호 5는 후측 액슬이며, 이 액슬(5)은 링크기구와 조합된 도시하지 않은 리어쿠션에 요동이 자유롭도록 지지되어 리어포크(6)에 부착되어 있다.

또, 부호 10은 상기 자동2륜차(1)의 전후 액슬(2,5)을 직접 가진하는 액슬가진수단이다. 이 액슬가진수단(10)은 실제로 액슬을 가진하는 기계적 부분(11)과 이 기계적 부분(11)을 제어하는 제어기(12)로 구성된다.

액슬가진수단(10)의 기계적 부분(11)은 자동2륜차(1)의 후측 액슬(5)을 상하방향으로 가진하는 제1가진기(14)와, 앞측 액슬(2)을 상하방향으로 가진하는 제2가진기(15)와, 앞측 액슬(2)을 전후방향으로 가진하는 제3가진기(16)로 구성되어 있다. 이들 제1, 제2, 제3가진기(14,15,16)에는, 예를 들면 인장력 및 압축력을 모두 부여할 수 있는 복동형(復動形) 유압실린더가 이용된다.

제1, 제2가진기(14,15)의 피스톤 로드(14a,15a) 선단에는 연결봉(17,17)의 일단이 각각 핀결합되어 있으며, 이들 연결봉(17,17)의 타단은 각각 액슬(2,5)에 핀결합되어 있다. 또, 제3가진기(16)의 피스토 로드(16a)의 선단에는 링크(16aa)를 통하여 요동판(18)의 일단(18b)이 핀결합되어 있다. 요동판(18)은 측면에서 볼 때 삼각형상으로 형성된 것으로, 중앙기단부(18a)가 지지체(19)의 상부에 회동이 자유롭도록 지지되어 있다. 그리고, 이 요동판(18)의 타단(18c)은 대략 수평방향으로 연장되는 가진 로드(20)의 일단에 핀결합되어 있으며, 이 가진 로드(20)의 타단은 상기 앞측 액슬(2)에 핀결합되어 있다.

즉, 제3가진기(16)의 피스톤 로드(16a)가 상하방향으로 신축작동함으로써, 요동판(18) 및 가진 로드(20)를 통하여 자동2륜차의 앞측 액슬(2)이 전후방향으로 가진되는 구조로 되어 있다. 또한, 상기 가진 로드(20)에는 하중검출수단(21)이 설치되어 있다. 이 하중검출수단(21)은 가진시의 신호를 피하기 위하여 될 수 있는 한 차체에서 떨어지는 측{요동판(18)측}에 설치된다.

또, 부호 25는 자동2륜차(1)의 차체가 전후방향으로 이동하는 것을 규제하는 강체의 반력지그이다. 이 반력지그(25)에는 평행 링크암(26,26)을 통하여 상기 자동 2륜차(1)의 후측 액슬(5)이 연결되어 있다. 이 구성은 제10도 내지 제13도에서 설명한 상기 제3실시예와 동일하게 구성되어 있다.

또, 제5실시예에서는 제16도 내지 제18도에서 나타낸 바와 같이, 상기 자동2륜차(1)의 시트(49) 상부에 탑승자에 상당하는 제1추(50)와 운전자에 상당하는 제2추(51)가 각각 전후로 놓아져 있으며, 이들 양 추(50,51)는 좌우의 평행 링크암 (52,53)에 의하여 서로 상하이동이 자유롭도록 또 좌우방향으로의 이동이 규제된 상태로 연결되어 지지되어 있다. 또, 상기 제1추(50)는 상기 반력지그(25) 상부에서 앞측으로 연장되는 좌우의 평행 링크암(54,55)에 의하여 상하이동이 자유롭도록 또 좌우방향으로의 이동이 규제된 상태로 지지되어 있다.

여기서, 상기 제1 및 제2추(50,51)는 복수의 추편(50a,51a)을 상하방향으로 겹쳐 쌓은 후, 이들의 제4모퉁이를 볼트(57)로 연결한 구조의 것이다. 따라서, 필요에 따라 추편(50a,51a)의 겹쳐 쌓여지는 수를 변경함으로써 추의 하중조정을 할 수 있도록 되어 있다. 또한, 부호 58은 최상단의 추편(50a,51a)에 부착된 운반용 손잡이이다.

상기 제1추(50)의 최하단의 추편(50a)에는 선단이 숫나사부(60a)가 형성된 로드(60)가 좌우방향으로 관통되어 있으며, 이 로드(60)의 양단에는 상기 평행 링크암 (52,53)의 일단이 로드(60)의 외주에 끼워맞춰진 스페이서(61)를 사이에 두고 상기 로드(60)의 숫나사부(60a)에 너트(62)가 나사결합되어 고정되어 있다. 평행 링크암 (52,53)의 타단은 상기 제2추(51)의 최하단의 추편(51a)을 좌우방향으로 관통하는 로드(64) 및 이 로드(64)의 선단에 형성된 숫나사부에 나사결합된 너트(65)에 의하여 고정되어 있다. 또한, 로드(64)의 외주에는 스페이서(66)가 끼워맞춰져 있다. 상기 양 로드(60,64)는 제1 및 제2추(50,51)의 대략 중앙을 관통하고 있다.

상기 평행 링크암(52,53)은 모두 동일한 구조로 되어 있으며, 각각 길이조정이 자유롭도록 되어 있다. 즉, 링크암(52,53)은 제17도에 나타낸 바와 같이 단면“ㄷ”자형의 암컷형 암(52a,53a)과, 이 암컷형 암(52a,53a)에 슬라이드 자유롭도록 끼워맞춰진 수컷형 암(52b,53b)으로 구성되어 있으며, 수컷형 암(52b,53b)의 길이방향으로 소정 간격을 두로서 형성된 구멍(52bb,…),(53bb…)중 적절하게 선택된 2곳에 볼트 및 너트가 나사결합되어 체결됨으로써 소정길이로 설정되게 된다.

또한, 제15도에 나타낸 바와 같이, 상기 반력지그(25)의 상부에는 브래킷(68, 68)이 좌우방향으로 상기 추(50,51)의 폭과 같은 정도의 간격을 두고서 부착되어 있으며, 이 브래킷(68,68)에 상기 평행 링크암(54,55)의 일단이 상하방향으로 회동이 자유롭도록 연결되어 있다. 이 평행 링크암(54,55)의 타단은 상기 제1추(50)의 최하단의 추편(50a)을 관통하는 로드(69) 및 이 로드(69)의 선단에 형성된 숫나사부(69a)에 나사결합된 너트(70)에 의하여 회동이 자유롭도록 연결되어 있다. 부호 71은 로드(69)의 외주에 끼워맞춰지는 스페이서이다.

또한, 제5실시예에서는 추(50,51)와 평행 링크암(52,53,54,55)을 연결하기 위하여, 상기 추(50,51)를 관통하는 로드(60,64,69)를 설치하고, 이 로드(60,64,69)에 상기 평행 링크암(52,53,54,55)을 연결시키는 수단을 취하고 있으나, 이것에 한정되지 않고 제19도에 나타낸 바와 같이 추(50,51)에 너트(80)를 용접하여 고정하고, 이 너트(80)의 외주에 평행 링크암(52,53,54,55)의 단부를 유동가능하게 끼우고, 외측에서 와셔(81)를 끼운 후 풀림 방지용 볼트(82)를 나사결합하도록 한 수단을 채용하여도 된다.

여기서, 상기 추(50,51)를 관통하는 로드(60,64,69)는 각각 서로 평행하게 배치되며, 또 이들 로드(60,64,69)는 평행 링크암(52,53,54,55)에 대하여 직교하도록 배치되어 있다. 또한, 평행 링크암(54,55)에도 싱기 평행 링크암과 동일한 구성의 길이조정기구가 설치되어 있다.

또한, 평행 링크암(54,55)에 부설되는 길이조정기구로서는 제16도 및 제17도에서 나타낸 것 이외에, 제20도에 나타낸 바와 같이 평랭 링크암(54,55)을 파이프상으로 하고, 이들의 대향하는 단부에 일측을 역나사로 한 너트부(85,85)를 형성하고, 이 너트부(85,85)에 로드(86)의 양단에 형성한 볼트부(87)를 나사결합시키고, 필요에 따라 이 로드(86)를 회동시키는 구성으로 하여도 된다. 또, 부호 88은 풀림 방지용 너트이다.

상기 제5실시예의 가진장치의 가진방법에 대해서는 상기 제1 및 제2 실시예와 동일하다.

제5실시예의 가진장치에 의하면, 제1가진기(14)에 의한 가진점(P)을 액슬(5)의 대략 중앙부분에 설정함으로써 액슬(5)의 중앙부분을 가진하는 것이 가능하기 때문에, 자동2륜차에서 볼 수 있는 특이한 불합리성, 즉 자동차 등의 차량에 비해 차폭이 협소한 것에 기인하는, 시뮬레이션할 때에 차체가 좌우로 흔들린다는 불합리성의 발생을 미연에 방지할 수 있다. 또, 시뮬레이션할 때에 자동2륜차의 차체가 좌우로 흔들려서 가진용 로드가 액슬(5) 근방에 존재하는 소음기 등의 부재와 부딪친다는 불합리한 발생도 방지할 수 있는 것은 상기 제3실시예의 경우와 같다.

또한, 앞측 액슬(2)을 지지하는 좌우 서스펜션(3)에 변형게이지를 부착하고, 이들 변형게이지의 판독에 의하여 서스펜션(3)에 가해지는 하중이 같게 되도록 상기 좌우 링크암(26)의 길이를 조정하고, 이 조정이 완료된 시점에서 좌우 링크암(26)을 크로스 멤버(43)로 견고하게 연결한다. 따라서, 가진할 때에 차체의 좌우방향으로의 흔들림을 억제한 상태에서 가진할 수 있는 것도 상기 제3실시예의 경우와 같다.

또한, 자동2륜차가 가진기(14,15,16)에 의하여 강제적으로 가진될 때에, 시트(49)위에 놓여진 제1 및 제2추(50,51)는 시트(49)에 대하여 안정하게 독립하여 지지되어 있기 때문에, 시트(49)의 상하이동에 따라 이것과 약간의 시간적인 차이를 두고 이것에 추종하여 상하이동한다. 즉, 추(50,51)는 실제로 탑승원이 시트(49)에 올라탔을 때와 같은 작동을 한다.

또, 이 때, 제1추(50)는 반력지그(25)에서 연장되는 좌우 평행 링크암(54,55)에 의하여 지지되어 있기 때문에, 좌우방향으로의 이동이 규제된다. 따라서, 자동2륜차에 대하여 보토밍을 일으킬 정도의 강한 가진을 실행하더라도, 제1추(50)가 시트(49)에서 좌우방향으로 벗어나는 일이 없다. 또, 이 제1추(50)를 지지하는 평행 링크암 (54,55)이 차체의 후측 액슬(5)을 지지하는 반력지그(25)에서 연장되어 있기 때문에, 이 평랭 링크암(54,55)은 차체 후측 액슬(5)을 지지하는 평행 링크암(26,26)과 같은 작동을 하는 것이 되며, 따라서 제1추(50)가 시트(49)에 대하여 전후방향으로 벗어나는 일도 없다. 또, 제1추(50)에 평행 링크암(52,53)을 통하여 지지되어 있는 제2추 (51)도 시트(49)에 대하여 전후방향으로 벗어나는 일이 없다.

또한, 시트(49)위에 놓여진 제1 및 제2추(50,51)는 시트(49)에 대하여 안전하게 독립하여 지지되고 또 이들 추(50,51)도 링크암(52,53)을 통하여 연결되어 상하방향으로 모두 자유롭게 작동하기 때문에, 이들 양추(50,51)는 마치 2명의 탑승원이 탄 것과 같은 작동을 한다. 따라서, 실제로 탑승원이 시트위에 올라탓을 때와 같은 실제주행노면부하를 재현할 수 있다.

또, 상기 제2 및 제5실시예에서는 제3가진기(16)를 요동판(18) 및 링크(16aa )를 통하여 가진 로드(20)에 접속함으로써 축선이 상하방향을 행하도록 배치되어 있으나, 요동판(18)을 폐지하고 제3가진기(16)를 축선이 수평을 향하도록 배치하여 가진 로드(20)에 직접 접속하여도 된다.

또, 상기 제1, 제2 및 제5실시예에서는 제1 내지 제3가진기(14,15,16)에 의하여 직접 전후 액슬(2,5)을 가진하고 있으나, 훨이나 허브 등과 같은 어느 정도의 강성을 가진 부재를 통하여 액슬(2,5)을 가진하도록 하여도 된다.

또한, 제5실시예에서는 시트(49)위에 평행 링크암(52,53)에 의하여 연결된 2개의 추(50,51)를 장착하고 있으나, 반드시 2개를 장착할 필요는 없으며 1개만 장착하여도 된다.

제5실시예에서는, 자동2륜차(1)의 후부가 가진기에 의하여 상하방향으로 강제적으로 가진될 때, 시트(49)위에 놓여진 추(50,51)는 시트(49)에 대하여 안전하게 독립하여 지지되어 있기 때문에, 시트(49)의 상하이동에 따라 이것과 약간의 시간적인 차이를 두고 이것에 추종하여 상하이동한다. 즉. 추(50,51)는 시트(49)위에 올라탄 탑승원과 대체로 같은 작동을 한다. 따라서, 시트(49)위에 탑승원이 탑승하였을 때와 같은 주행노면부하를 재현할 수 있다.

또, 이 때, 추(50,51)는 반력지그(25)에서 연장되어 있는 좌우 평행 링크암 (26)에 의하여 지지되어 있기 때문에, 좌우방향으로의 이동이 규제된다. 따라서, 자동2륜차에 대하여 보토밍을 일으킬 정도의 강한 가진을 실행하더라도, 추(50,51)가 시트(49)에서 좌우방향으로 벗어나는 일이 없다. 또, 이 추(50,51)를 지지하는 평랭 링크암(54,55)이 차체의 후측 액슬(5)을 지지하는 반력지그(25)에서 연장되어 있기 때문에, 추(50,51)를 지지하는 평행 링크암(54,55)과 차체의 후측 액슬(5)을 지지하는 평행 링크암(26,26)은 같은 작동을 하는 것이 되므로, 추(50,51)가 차체의 시트(49)에 대하여 전후방향으로 벗어나는 일도 없다.

또, 제5실시예에서는, 자동2륜차의 후부가 가진기에 의하여 상하방향으로 강제적으로 가진될 때, 시트(49)위에 놓여진 제1 및 제2추(50,51)가 시트(49)에 대하여 안전하게 독립하여 지지되고 또 이들 추(50,51)도 단지 링크암(52,53)을 통하여 연결되어 상하방향으로 모두 자유롭게 상하이동하기 때문에, 이들 양 추(50,51)는 마치 2명의 탑승원이 탄 것과 같은 작동을 하게 된다. 따라서, 실제로 2명의 탑승원이 탄 상태와 같은 주행노면부하를 재현할 수 있다.

또한, 상기한 제1 내지 제5실시예에서는, 가진대상이 자동2륜차인 경우를 예시하였으나, 자동2륜차용 가진장치를 좌우에 각각 설치하여 4륜차용 가진장치로 할 수도 있다.

이어서 제6실시예로서 3차원 진동을 부여하는 가진장치에 대하여 설명한다. 제21도 내지 제23도에 제6실시예에 관한 가진장치를 나타낸다. 부호 100은 제품이나 건조(建造) 구조물 등의 모델을 진동대(112) 상부에 얹어놓고서 시험하기 위한 3차원 진동대이다.

3차원 진동대(100)는 그 X축방향에 볼조인트(114a), 가진로드(116a), 볼조인트(118a)를 통하여 유압에 의하여 작동되는 액추에이터(114a) 및 서보밸브(154a)로 구성된 수평 X축가진기(120)가 접속되어 있다(제24도 참조). 또, 상기와 마찬가지로 3차원 진동대(110)의 Y축방향 및 Z축방향에 볼조인트(114b∼114f), 가진 로드( 116b∼115f), 볼조인트(118b∼118f)를 통하여 유압에 의하여 작동되는 2개의 수평 Y축가진기(112,124) 및 3개의 수직 Z축가진기(126,128,130)가 접속되어 있다.

또한, 수평 Y축가진기(122,124)는 가진되는 진동대(112)의 중심주변의 회전모멘트가 서로 역방향이 되도록 배치되어 있다. 또, 제21도 및 제23도에 나타낸 바와 같이, 수직 Z축가진기(126,128,130)는 진동대(112)의 저면에 대하여 삼각형의 각 정점의 위치에서 연결되도록 배치되어 있다. 진동대(112)에 있어서, 각 볼조인트 (114a∼114f) 근방에는 트랜스 튜서인 가속도계(132a∼132f)가 설치되어 있다. 수평 X축가진기(120) 및 수평 Y축가진기(122,124)는 각각의 가진 로드(116a∼116c)에 압력을 검출하는 트랜스 듀서인 하중검출수단(134a∼134c)을 가지고 있다.

가속도계(132a∼132f) 및 하중검출수단(134a∼134c)에서 얻어지는 신호를 처리하는 제어부를 제24도에 나타낸다. 제24도는 수평 X축을 예시하고 있다. 즉, 수평 X축가진기(120)에서는, 가속도계(132a)에 의하여 진동대(112)의 진동에 의한 가속도를 검출하고, 검출신호를 증폭하는 센서 엠프(136a)와, 이 증폭된 신호를 변환하는 A/D컨버터(138a)를 구비하는 한편, 하중검출수단(134a)에 의하여 가진 로드(116a)에서 진술대(112)에 걸리는 압력을 검출하고, 하중 피드백신호를 증폭하는 피드백 엠프(140a)와, 수평 X축가진기(120)를 구성하는 액추에이터(144a)의 단부에 설치된 차동트랜스(146a)에 의하여 진동대(112)의 변위를 검출하고, 변위 피드백신호를 증폭하는 피드백 앰프(148a)와, 제어부에서 송출되는 지령신호를 변환하는 D/A 컨버터 (150a)를 구비하고, 각각의 하중 피드백신호, 변위 피드백신호 및 지령신호가 입력되는 연산기(142a)와, 연산기(142a)에서 출력되는 신호를 증폭하는 파워 앰프(152a)를 구비한다. 수평 Y축가진기(122,124)도 동일한 구성으로 되어 있다. 그러나, 수직 Z축가진기(126,128,130)는 제25도에 나타낸 바와 같이 하중검출수단과 이것에 접속되는 피드백 앰프는 없다. 그리고, 제25도는 수직 Z축가진기(126)에 대한 제어부를 예시하고 있다.

이와같이 구성되는 3차원 진동대(100)는 다음과 같이 작동한다.

3차원 진동대(100)에 있어서, 수평 X축가진기(120), 수평 Y축가진기(122, 124)는 변위제어와 하중제어가 병용되고 있다. 변위제어와 하중제어의 게인배분을 적절히 조정하면, 진동대(112)에 과대한 하중이 걸리는 것을 방지함과 동시에 진동대 (112)를 소정의 위치로 변위할 수 있다. 한편, 수직 Z축가진기(126,128,130)는 변위제어를 한다.

이하. 제26도에 나타낸 플로챠트에 따라 제6실시예의 작용을 단일 축인 경우로 하여 설명한다.

우선, 화이트 노이즈, 1/f²특성 노이즈 혹은 여러가지의 실험결과에서 얻어진 미리 설정한 노이즈 신호를 가진신호 x_in(t)로서 인가하여 진동대(112)를 가진하고, 이 때 트랜스 듀서에서의 출력신호 y_out(t)를 계측하고, 이 계측된 출력신호 y_out(t)와 가진신호 x_in(t)에 의거하여 양자의 푸리에 변환비인 전달함수 Ga(f)를 구한다(스텝 S41).

이어서, 전달함수 Ga(f)의 역함수 Gb(f)를 연산하고(스텝 S42), 가잔에 의하여 얻고자 하는 출력신호 y(t)를 푸리에 변환한다(스텝 S43). 스텝 S43에 이어서, 전달함수 Gb(f)에 출력신호 Y(f)를 곱하여 가진신호 E₍₀₎(f)를 구하고(스텝 S44), 이 푸리에 변환된 가진신호 X₍₀₎(f)를 푸리에 역변환하여 가진신호의 초기값 x₍₀₎(t)를 얻는다(스텝 S45).

이어서, 반복수정에 의하여 보정계산을 한다. 즉, 스텝 S45)에 이어서, 가진신호 x₍₀₎(t)는 초기값으로 하는 신호 x₍₀₎(t)로 가진한 결과인 트랜스 듀서 출력신호 y_(n)(t)를 측정하여 판독한다(스텝 S46). 이어서, 가진신호 x_(n)(t)와 판독된 출력신호 y_(n)(t)를 각각 푸리에 변환하여 변환신호 X_(n)(f), Y_(n)(f)를 얻는다(스텝 S47). 이어서, [Y(f)-Y_(n)(f)]를 연산하여 오차 E_(n)(f)를 얻는다(스텝 S48). 스텝 S48에 이어서, 오차 E_(n)(f)의 절대값이 미리 설정된 허용오차 ε미만의 범위에 있는지를 체크한다(스텝 S49).

체크결과, 오차 E_(n)(f)가 허용오차 ε미만이 아니라고 판별되었을 때에는, 스텝 S49에 이어서 변환신호 X_(n)(f)를 E_(n)(f)·Gb(f)로 보정하는 [X_(n)(f)+E_(n)(f)· Gb(f)]의 보정연산을 하고(스텝 S50), 이어서 E₍₊₁₎(f)를 푸리에 변환하여 시간 영역으로 되돌려서 x₍₊₁₎(t)를 얻고 (스텝 S51), n을 증가시키고(스텝 S52), 이어서 스텝 S46을 실행한다.

스텝 S49에서, 오차 E_(n)(f)가 허용오차 ε미만으로 판별되었을 때에는, X_(n)(f)를 푸리에 역변환하여 x_(n)(t)를 얻고(스텝 S53),이 x_(n)(t)로 가진 테스트함으로써(스텝 S54), 목표값의 부하를 진동대(112)에 줄 수 있다. 상기한 바와같이, 가진신호의 초기값 x₍₀₎(t)를 구하고 반복수정루틴에 따라서 트랜스 듀서 출력신호의 오차를 적게하여 목표값에 접근시킴으로써, 최종적으로 가진에 의하여 얻고자 하는 목표값으로서의 출력신호 y(t)에 대한 가진신호 x_(n)(t)를 구하고 있다.

이상은 단일 축의 경우에 대하여 설명하였으나, 6축인 경우에는 다음과 같이 실시한다. 우선, 수평 X축가진기(120)를 단독으로 시험적으로 가진하여 트랜스 듀서인 각 가속도계(132a∼132f)에서의 출력신호를 구하고, 각 출력신호를 수평 X축가진기(120)의 입력신호로 나눈다. 이와같은 조작을 6개의 가진기(120,122, 124,126,128,130) 각각에 대하여 실행하여 전달함수 매트릭스 [G)]를 구한다(제27도 참조), 이어서, [G]의 역매트릭스 [G]^-1를 구하고, 제27도에 나타낸 매트릭스 연산에 의하여 각각의 가진기(120,122,124,126,128,130)의 푸리에 변환한 목표신호 매트릭스[Y](Y₁∼Y₆)에 대응하는 1회째의 푸리에 변환된 가진신호군[X](X₁∼X₆)을 구한다. 이것을 푸리에 역변환된 가진신호로 실제로 가진기(120,122,124,126,128,130 ) 를 가진한다.

여기서, 목표신호 매트릭스와 트랜스 듀서에서 측정된 출력신호군의 푸리에 변환된 출력신호 매트릭스의 차인 오차 매트릭스를 구하고, 상기 오차 매트릭스에 전달함수의 역매트릭스[G]-1를 곱하여 구해진 보정신호를 더한 새로운 가진신호군으로 진동대(112)를 가진한다. 이하. 단일 축의 경우와 마찬가지로 반복수정루틴을 반복하여 소정의 오차범위 내로 될 때까지 반복한다. 이와같이 하여 구해진 가진신호군에 의하여 실제진동의 시뮬레이션을 할 수 있다.

상기한 바와 같이 하여 구해진 전달함수 매트릭스[G]의 역매트릭스[G]^-1를 이용하여, 각종 가진모드에 대응한 가진테스트를 한다. 이 경우, 진동대(112)의 X축, Y축,Z축 주위의 회전운동을 방지하기 위하여, 수직 Z축가진기(126,128,130)에는 서로 동일한 목표신호 y(t)가, 또 수평 Y축가진기(122,124)에는 서로 동일한 목표신호 y(t)가 부여된다. 이각각의 목표신호 y(t)를 근거로 하여 제어부에서 상기한 바와같이 하여 정밀도가 높은 가진신호 x(t)를 구하고, 상기 가진신호 x(t)에 의하여 각각의 가진기(120,122,124,126,128,130) 를 가진한다.. 따라서, 진동대(112)의 수평상태를 유지하고, Z축 주위의 회전운동에 대해서는 이것이 발생되지 않도록 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 3차원 진동대(100)는 수직 Z축가진기(126,128,130)에 있어서, 각각 차동트랜스(146d∼146f)에서의 변위 피드백신호를 연산기(142d∼142f)로 송출하고, 여기서 제어부로서의 컴퓨터(160)에서 송출되는 신호와 연산하여 진동대(112)가 소정 위치로 변위되도록 제어하고 있다. 또한, 수평 X축가진기(120) 및 수평 Y축가진기(122,124)에서는 상기 변위 피드백신호 뿐만 아니라 하중검출수단(134a ∼134c)에서의 하중 피드백신호를 연산기(142a∼142c)로 송출하고, 여기서 컴퓨터 (160)에서 송출되는 신호와 연산한다. 이 때, 하중제어와 변위제어의 게인배분을 적절히 조정하고 있기 때문에, 진동대(112)를 소정 위치로 변위시킬 수 있음과 아울러, 진동대(112)에 과대한 하중이 가해지는 것도 방지할 수 있다.

이와같이 제6실시예의 3차원 진동대(100)는 가진기(120,122,124,126,128, 130)의 가진 로드(116a∼116f)만에 의하여 변위되기 때문에 진폭도 크게 취할 수 있다. 또한, 수직 Z축가진기(126,128,130)를 진동대(112)에 대하여 삼각형의 각 정점위치에 배치하고 있기 때문에, 진동대(112)를 균형있게 지지할 수 있음과 아울러, 상기 전달함수 매트릭스를 구할 때에 각각의 수직 Z축가진기(126,128,130)중 1개만을 변위시키고 다른 2개를 정지시켜 두는 것이 가능하다(동일한 축방향으로 4개 이상의 가진기를 설치하면, 그 중의 1개가 변위된 경우에, 다른 3개를 정지시켜 두는 것이 가능하다). 또한, 수직 Z축가진기(126,128,130) 모두가 동일한 출력신호를 얻을 수 있도록 , 또 수평 Z축가진기(122,124) 모두가 동일한 출력신호를 얻을 수 있도록 입력신호를 부여함으로써, 진동대(112)의 X축,Y축,Z축 주위의 회동을 방지할 수 있다.

3차원 진동대의 제어에 있어서, 구해진 전달함수 매트릭스의 역매트릭스를 사용함으로써, 정밀도 좋게 가진상태를 제어할 수 있다. 또, 진동대는 가진 로드만에 의하여 변위되기 때문에 진폭을 크게 취할 수 있다. 또한, 진동대에 대하여 3개의 수직 Z축가진기 각각을 삼각형의 각 정점위치에 배치하고 있기 때문에, 진도대를 균형있게 지지함과 아울러, 상기 전달함수 매트릭스를 구할 때에, 3개의 수직 Z축가진기증 1개만을 변위시키고 다른 2개를 정지시켜 두는 것이 가능하다. 또한, 상기 전달함수 매트릭스의 역매트릭스를 사용하여 3개의 수직 Z축가진기가 동일한 출력을 얻을 수 있도록, 또 진동대에 대하여 서로 역방향의 모멘트를 부여하는 2개의 수평 Y축가진기가 동일한 출력을 얻을 수 있도록 제어부로 제어함으로써, 진동대를 수평하게 또 회전되지 않도록 제어할 수 있다. 따라서, 3차원 진동대는 6개의 가진기와 트랜스 듀서만의 단순한 구조로 구성할 수 있음과 아울러, 지진 등을 정밀하게 재현할 수 있다.

Claims (14)

1. 차체 프레임에 회동이 자유롭도록 지지된 전후 액슬을 구비한 차량을 가진하는 가진장치로서, 후측 액슬을 상하방향으로 가진하는 제1가진기와 ; 앞측 액슬을 상하방향으로 가진하는 제2가진기와 ; 앞측 액슬 혹은 후측 액슬중 어느 일측을 상하방향과 교차하는 방향으로 가진하는 제3가진기와 ; 전후 액슬중 타측 액슬의 차량의 길이방향에 있어서의 전후방향의 운동을 링크기구를 통하여 제한하는 반력지그와 ; 가진로드로서, 이것을 통하여 상기 제3가진기가 전후 액슬중 상기 일측의 액슬을 가진하는 가진 로드와 ; 상기 가진 로드에 가해지는 하중을 검출하기 위한 상기 가진 로드상의 하중검출수단과 ; 상기 하중검출수단에 의하여 검출되는 하중이 항상 일정한 값이 되도록 상기 제1 및 제2가진기가 직동될 때에 상기 제3가진기를 제어하는 제어기 ; 를 구비한 것을 특징으로 하는 가진장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 액슬의 외주에 있어서의 차체 프레임에서 연장되는 좌우 링크암의 내측부분에는 각각 스페이서가 개재되어 있으며, 이 액슬의 대략 중앙부분에 가진점이 존재하는 것을 특징으로 하는 가진장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 후측 액슬을 링크기구를 통하여 반력지그에 의하여 전후방향으로의 이동을 구속하는 것에 있어서, 상기 링크기구는 적절한 간격을 두고서 평행하게 배치된 좌우 링크암과 이들 링크암을 서로 연결하는 크로스 멤버로 구성되며, 상기 좌우 링크암은 서로의 상대길이가 조정가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 가진장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 앞측 액슬을 지지하는 좌우 서스펜션에는 각각 변형게이지가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 가진장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 후륜지지용 액슬을 이 액슬 후방에 배치된 반력지그에서 전방으로 연장되는 좌우로 적절한 간격을 두고서 배치된 평행 링크암을 가진 링크기구를 통하여 상하이동이 자유롭도록 지지함과 아울러 상기 액슬을 가진기에 의하여 상하방향으로 가진하는 가진장치에 있어서, 상기 자동2륜차의 시트 상부와 운전자에 상당하는 추를 얹어놓고, 이 추를 상기 반력지그에서 전방으로 연장되는 좌우 평행 링크암에 의하여 상하이동이 자유롭도록 지지한 탑승원 하중부여 구조를 구비한 것을 특징으로 하는 가진장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 자동2륜차의 시트 상부에는 탑승자에 상당하는 제1추와 운전자에 상당하는 제2추를 각각 전후방향으로 떨어뜨려서 얹어놓고, 이들 제1, 제2추를 좌우 평행 링크암에 의하여 서로 상하이동이 자유롭도록 연결하고, 또 상기 제1추를 상기 반력지그에서 전방으로 연장되는 좌우 평행 링크암에 의하여 상하이동이 자유롭도록 지지한 탑승원 하중부여 구조를 구비한 것을 것을 특징으로 하는 가진장치.
7. 실제주행노면부하를 시뮬레이션할 수 있도록 차량을 강제적으로 가진 시키는 가진수단의 제어방법에 있어서, 미리 정해진 진동노이즈 패턴과, 이 진동노이즈 패턴을 가진수단에 입력하여 차량을 가진할 때의 차량에 부착된 차체 진동검출기의 출력에 의거하여 임시전달함수 Ga(f)를 구하고, 상기 임시전달함수 Ga(f)의 역함수 Gb^-1(f)를 연산하고, 실제주행차량에 부착된 차체 진동검출기의 출력신호 Y(t)를 푸리에 변환한 신호 Y(f)를 상기 역함수 Gb^-1(f)에 곱하고, 이 승산출력을 푸리에 역변환하여 시간영역에 있어서의 가진신호 x_(n)(t)를 구하는 제1공정과 ; 상기 제1공정에서 구해진 가진신호 x_(n)(t)를 초기값으로 하고, 이 가진신호 x_(n)(t)를 가진수단에 공급하여 가진하였을 때에 있어서의 차체 진동검출기의 출력을 푸리에 변환한 신호 Y_(n)(f)의 절대값과 상기 신호 Y(f)의 절대값과의 차신호 E_(n)(f)을 구하고, 이 신호 E_(n)(f)가 미리 정해진 허용오차 의 범위내에 들어갈 때까지 가진신호 x_(n)(t)를 순차 증가시키면서 이 신호 E_(n)(f)를 반복하여 구하는 제2공정과 ; 상기 차신호 E_(n)(f)가 허용오차 범위내에 들어갔을 때의 상기 제2공정에서 구해진 가진신호 x_(n)(f)에 대하여 푸리에 스펙트럼 절대값의 분포가 같은 노이즈 패턴군에서 영구전달함수 Gar(f)를 연산하는 제3공정과, 상기 차랑에 대하여 상기 영구전달함수 Gar(f)에서 구해지는 가진신호를 이용하여 미리 정해진 진동 테스트를 실시하는 제4공정을 구비한 것을 특징으로 하는 가진장치의 제어방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 제1공정에 있어서 초기값으로서의 가진신호를 역함수 Gb^-1(f)와, 안전계수 K(0〈K≤1)와, 신호 Y(f)의 승산출력을 푸리에 역변환하여 구하는 것을 특징으로 하는 가진장치의 제어방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 가진신호를 순차 증가시키는 상기 공정은 상기 차신호 E_(n)(f)와, 역함수 Gb^-1(f)와 안전계수 K(0〈K≤1)와 신호 Y(f)를 곱하여 얻어지는 신호의 절대값과의 적을 구하고, 푸리에 변환한 가진신호의 절대값을 상기 적에 더하여 합(合)신호를 구하고, 가진신호를 순차 증가시키면서 이것에 상기 합신호를 더하는 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 가진장치의 제어방법.
10. 제7항에 있어서, 신호 y(t)는 실제주행시에 있어서의 서스펜션 보토밍 발생 직전의 신호인 것을 특징으로 하는 가진장치의 제어방법.
11. 제7항에 있어서, 미리 정해진 노이즈는 화이트 노이즈인 것을 특징으로 하는 가진장치의 제어방법.
12. 제7항에 있어서, 미리 정해진 노이즈는 전달함수를 연산할 주파수 범위내에서 푸리에 스펙트럼 절대값의 분포가 주파수의 2승에 반비례하는 노이즈인 것을 특징으로 하는 가진장치의 제어방법.
13. 제7항에 있어서, 어느 초기 진동노이즈 패턴에 의하여 차량을 가진 할 때에 발생되는 상기 임시전달함수를 구하고, 이어서 이 때의 임시전달함수와 차량 주행시에 얻어지는 실제주행데이타에 의거하여 상기 차량에 가해질 제1가진신호를 구하고, 이 가진신호로 차량을 가진하고, 이 때에 얻어지는 차체의 진동데이타의 푸리에 변환주차수값과 실제주행데이타의 푸리에 변환주파수값을 비교하여, 이것들이 근사한지 아닌지를 판단하고, 근사하지 않은 경우에는 상기 양 값이 허용범위내에서 근사할 때까지 상기 푸리에 변화주파수를 증가시키고, 상기 양 데이타가 허용범위내에서 근사한 시점에서 상기 제1가진신호의 각 푸리에 변환주파수값을 결정하고, 1군의 진동 노이즈 패턴에 의하여 차량을 복수회 가진하여 영구전달함수를 구하고, 상기 영구전달함수에 의거하여 제2가진신호를 결정하고, 실제주행노면부하가 얻어지도록 상기 제2가진신호에 의하여 상기 차량을 가진하여 미리 정해진 진동 테스트를 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가진장치의 제어방법.
14. 3차원의 진동을 부여하는 가진장치로서, 상부에 대상물을 얹어놓는 진동대와, 상기 진동대에 신호를 인가하는 1개의 수평 X축가진기와, 서로 역방향의 운동을 진동대에 부여하는 2개의 수평 Y축가진기와, 3각형의 각 정점의 위치에 배치되며, 상기 진동대에 상하운동을 부여하는 3개의 수직 Z축가진기와, 가진기의 진동대에 대한 맞닿는 위치 근방에 배치되는 트랜스 듀서군과, 미리 정해진 노이즈 패턴과, 이 노이즈 패턴을 상기 가진기에 입력하여 상기 진동대를 가진한 때에 상기 트랜스 듀서군에 의하여 얻어지는 출력에서 임시전달함수 매트릭스를 구하고, 이 임시전달함수 매트릭스와 역 매트릭스에 의하여 정의되는 영구전달함수를 사용하여 소망의 가진상태를 진동대에 부여하는 신호를 발신하는 제어부와, 상기 영구전달함구를 사용하여 상기 신호를 진동대에 부여하여 가진시키는 신호공급수단을 구비한 것을 특징으로 하는 가진장치.