Ride comfort, one of the most important performances of a car, is affected by vibration, noise, dynamic movement, and ergonomic factors. Among these factors, ride comfort vibration is heavily affected by the seat system, tire, suspension, and body structure. In this study, vibration characteristics ...
Ride comfort, one of the most important performances of a car, is affected by vibration, noise, dynamic movement, and ergonomic factors. Among these factors, ride comfort vibration is heavily affected by the seat system, tire, suspension, and body structure. In this study, vibration characteristics of seat, tire, suspension, and body structure are analyzed. The vibration transfer function from the road input to the human body is also investigated.
Ride comfort, one of the most important performances of a car, is affected by vibration, noise, dynamic movement, and ergonomic factors. Among these factors, ride comfort vibration is heavily affected by the seat system, tire, suspension, and body structure. In this study, vibration characteristics of seat, tire, suspension, and body structure are analyzed. The vibration transfer function from the road input to the human body is also investigated.
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문제 정의
이러한 문제점을 개선하기 위해서 본 연구에서는 주행 안락감에 있어서 시트뿐만 아니라 차량의 주행 진동까지 통합하여 분석하는 방법을 제시하여 차량을 구성하고 있는 각서브 시스템들과 주행 조건들이 인체에 전달되는 진동에 어떻게 기여하고 있는지에 대한 분석과 이에 대한 개선방향에 대하여 분석하고자 한다.
가설 설정
Fig. 1과 같이 노면 입력이 차량의 전후 타이어/ 휠에 작용할 경우 앞에서 거론한 바와 같이 승차감 진동 주파수 영역이 30Hz이하로 비교적 저주파 영역이므로 차량 속도와 휠베이스, 휠트레드 를 고려해보면 일반 도로에서 좌우 동일 입력이 작용하는 것으로 가정하여도 된다. 이 경우 차량의 주행 중 주행진 동 기본 모드는 다음과 같이 표현될 수 있다.
본 연구에서는 다양한 방법을 이용한 노면 가진 조건을 검토하였으며 노면에 의해 발생하는 진동의 확률론적 접근방법을 이용하였다. 타이어/ 휠을 가진 하는 노면 굴곡의 초기 PSD(Power Spectral Density)를 다음과 같이 가정한다. 또한, 노면은 기본적 으로 백색 잡음(white noise) 특성 및 일반 노면의 주파수 특성을 가진다고 생각한다.
제안 방법
식(7)로부터 차량의 주행 시 나타나는 주행 진 동기본 모드는 차량 속도와 전, 후 타이어 에 작용하는 노면 입력의 시간 지연 및 노면 PSD 특성에 의해 결정된다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 차체나 시트 등의 진동 전달도 차량 속도 및 노면 조건, 주행 진 동 기본 모드를 고려하여 해석한다.
본 연구에서는 다양한 방법을 이용한 노면 가진 조건을 검토하였으며 노면에 의해 발생하는 진동의 확률론적 접근방법을 이용하였다. 타이어/ 휠을 가진 하는 노면 굴곡의 초기 PSD(Power Spectral Density)를 다음과 같이 가정한다.
주행 안락감을 객관적으로 표현하기 위해서는 주관적 평가에 의존하던 항목을 물리적 측정치로 정량화하는 과정이 필요하며, 앞에서 조사된 바와 같이 주행 안락감과 가장 관련이 높은 물리적 현상은 진동이다. 이와 관련하여 논문에서는 인체 진동감수성, 노면 가진 조건, 차량 각 시스템의 진동 전달 특성, 시트시스템의 진동 전달 특성을 분석 한다.
성능/효과
11에 표시하였다. 80kph 주행 조건에서 시트요추 지지 부분의 패드를 추가하여 강성을 낮춘 결과 진동 전달 특성이 개선되는 결과를 보여주고 있다.
주행 안락감 분석에 있어서 기존의 차체 진동분석이나 시트 진동분석만에 의한 주행 안락감 해석은 실제 탑승자가 느끼는 안락감을 표현하 는데 한계가 있다. 본 연구에서는 이러한 한계를 개선하고 자 샤시와 차체의 진동모드까지 고려하여 시트에서의 승차감을 해석하는 샤시-차체-시트 통합분석 방법을 제시하였으며, 그 결과 실제 주행시 에 탑승자가 느끼는 주관적 평가와 주 행 진동에 의한 객관적 평가 결과의 상관관계를 개선을 얻을 수 있었다. 물론 주행 안락감이 차량 의 주행시 나타나는 진동 현상만으로 분석하는 것은 상당한 무리가 따르지만 물리적인 양으로 인체의 피로 감 혹은 안락감을 표현하는 데는 차량 및 인체의 진동현상을 가지고 표현하는 것이 바람직하다.
이 결과를 보면 중고속이상에서는 시트 공진 영역에서 시트로 전달되는 가진 주파수에서의 가진력이 상대적 으로 작다는 것을 알 수 있다. 또한, 시트 쿠션에서의 가속도 PSD를 측정한 Fig.
8에서 는 H1 시트 등받이 프레임 의 전후 방향 진동 특성을 나타내고 있다. 이 결과를 분석해 보면 12Hz부근의 진동모드는 승차감에 불리한 영향을 줄 수 있다는 것을 알 수 있으며, 26Hz부근의 진동모드는 엔진공회전 진동에 불리하게 작용할 수 있다는 것을 보인다. 이 현상은 공회전 상태에서 차량의 강성감이 저하되는 원인 중 하나로 지적될 수 있다.
참고문헌 (8)
P. Branton, 'Behaviour, Body Mechanics and Discomfort,' Ergonomics, Vol.12, No.2, pp. 316-327, 1969
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