A Study on Suspension-level Vibro-acoustic Performance Evaluation Method for Road Induced Noise

Abstract

기존 전달 경로 분석 법을 이용한 로드 노이즈 성능 평가에서는 주행 중 차체 전달 힘을 주파수 응답 함수와 주행 중 가속도 값을 이용하여 계산하게 된다. 또한, 로드 노이즈 성능에 차체와 서스펜션 각각이 미치는 영향을 파악하기 어렵다. 본 논문에서는 직접적으로 서스펜션으로부터 차체로 전달되는 포스를 측정함으로써 구조기인 로드노이즈 성능을 평가할 수 있는 리그를 제작하여 새로운 평가 및 개선 방안 도출 방법을 연구하였다. 마운팅 체결부의 강성평가 및 ODS 분석, 절연 성능 평가 및 무게와 댐핑 영향을 평가하여 리그를 검증하였고, 동강성 법과 역 행렬 법을 이용하여 계산된 포스와의 비교를 통해 차체의 이펙트와 계산으로부터 야기 될 수 있는 오차를 확인하였다. 실 도로 노면 가진을 재현하기 위한 다이노 롤러를 이용한 가진 방법 및 신호 처리 방법이 연구되었고 서스펜션 벤치마킹 분석법을 적립하였다. 또한, 임피던스 모델링 방법과 역 부분 구조 합성법을 이용하여 절연 고무의 개선인자 선정 방법 및 정량적인 동특성 제안 방법론을 적립하였다. 제안된 방법을 실 차량 개발에서의 부시 변경 시나리오에 적용함으로써 연구의 유효성과 신뢰성을 확인하였다.

Numerous previous studies have been conducted on quantifying road noise through transfer path analysis (TPA) using the matrix inversion and the dynamic stiffness methods. However, the matrix inversion method is a calculation that always contains error, even when treated with the best condition number found by trial and error iteration to match the calculation SPL (Sound Pressure Level) to measured SPL. Furthermore, the caveat of the dynamic stiffness method is that it requires accurate dynamic stiffness value up to the frequency range of interest, which, in reality, is rarely available and is challenging to seize. For the sake of cost and time reduction, circumventing these limitations is crucial within the vehicle production period. In this regard, a special suspension rig is devleoped to directly obtain the operational forces at the suspension mounting points neglecting the effect of the vehicle body. To best utilize this developed rig, a dyno excitation method using precision CNC-milled detachable shell is proposed and its proper operational condition for road noise evaluation is investigated as well. In order to investigate which component plays the biggest role and which component to be prioritized to be tackled, the influence of suspension and body stiffness has on operational force change due to softening the connecting elastomer is studied using the impedance modeling method. Using this method, rig measured dynamic force change which is potentially misleading due to large deviation in dynamic stiffness between the rig and an actual vehicle is also investigated under varying suspension and bushs stiffness combination.