KR101419170B1

KR101419170B1 - 힐스를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 장치

Info

Publication number: KR101419170B1
Application number: KR1020130007085A
Authority: KR
Inventors: 김완철
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2014-07-11

Abstract

본 발명은 차량 동작 중에 차량에서 발생할 수 있는 다양한 환경 조건에서 제품 동작 이상 유무를 시뮬레이션을 통해 효과적으로 확인할 수 있는 차량 환경 신뢰성 시험 장치에 관한 것으로, 차량 환경 신뢰성 시험 장치는 HILS(Hardware In the Loop Simulation)를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 장치로서, 차량의 컨트롤 유닛에 상응하는 컨트롤 유닛 모델에 기초하여 차량 모델의 가상 주행 시험을 수행하고 차량 모델의 가상 주행에 따른 데이터를 출력하는 호스트 컴퓨터와, 차량의 배터리 전압을 모사하기 위한 신호 발생 모델과, 가상 주행 시험 시 컨트롤 유닛 모델의 상태 또는 동작 특성을 확인하는 모니터링 모델과, 호스트 컴퓨터의 제어에 응하여 차량 환경을 시뮬레이션하는 차량 환경 시뮬레이터; 및 차량 환경 시뮬레이터에 전원을 공급하는 전원 공급 장치를 포함하되, 호스트 컴퓨터는 신호 발생 모델을 이용하여 전원 공급 장치를 제어한다.

Description

힐스를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 장치{ENVIRONMENTAL RELIABILTY TEST APPARATUS FOR VEHICLE USING HARDWARE IN THE LOOP SIMULATION}

본 발명은 힐스(HILS)를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 실제 차량에서 시험할 수 없는 다양한 시험을 시험실에서 구현 가능하며 동작 전압 및 동작 온도 등과 관련된 악의 시험 조건으로 차량 환경을 효율적으로 시험할 수 있는 힐스를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 장치에 관한 것이다.

힐스(HILS: Hardware In the Loop Simulation, 가상통합개발환경)는 차량 전자제어 유닛(Contorl Unit)의 개발에 있어서 구동기(Actuator) 계통의 하드웨어 환경은 그대로 보존한 상태에서 평가 대상인 전자제어 유닛의 전체 또는 일부분을 수학적 모델로 대체하여 실시간 시뮬레이션을 수행함으로써 실제의 시험 환경이 주는 단점을 보완하고 다양한 환경에서 개발 전자제어 유닛을 효과적으로 시험 및 검증하는 시뮬레이션의 일종이다.

이러한 힐스는 자동차 분야에 있어서도 조향 장치 시험, 전자제어 유닛 개발 시험, 전자제어 유닛에 대한 안전 문제의 제어 알고리즘 평가 등에서 활용되고 있다.

종래의 힐스를 이용한 시험 시스템의 일례가 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0031559호(2007.03.20)에 개시되어 있다. 이 공보에 의하면, 힐스 장치 및 그 시험 방법은 실차 실험에서 수행할 수 없는 주행 환경(고속으로 곡선도로 주행 등)을 실험하여 시험 대상 장치의 구동 로직의 신뢰성을 확보할 수 있고, 또한 실차 실험에서의 테스트 횟수를 줄여 실차 실험에서 발생하는 환경 오염을 감소시킬 수 있다고 개시한다.

한편, 전술한 종래의 힐스를 이용한 시험 시스템은 주간 영상, 야간 영상 및 우천시의 영상에 대한 가상 도로 영상 프로그램에서 캔(CAN) 통신 라인으로 차선이탈경보 시스템과 힐스 장치를 연결하고 힐스 장치의 시뮬레이션 프로그램을 동작시켜 차선이탈경보 시스템에 대한 다양한 테스트를 수행하게 되는데, 이러한 시험 환경에서는 단지 차선이탈경보 시스템에 탑재된 컨트롤 유닛의 구동 로직이 제대로 작동하는지 아니면 제대로 작동하지 않는지 여부를 판단할 수 있지만, 컨트롤 유닛의 동작 제어를 위해 컨트롤 유닛에 입력되는 제어 전압(배터리 전압)의 세기나 파형 등에 대한 구체적인 환경 변화에 따라 컨트롤 유닛이 어떻게 다른 동작 특성을 나타내는지는 확인할 수 없는 한계가 있다.

대한민국 공개특허공보 제1998-058687호(1998.10.07)

본 발명은 전술한 종래 기술의 한계를 고려하여 도출된 것으로, 본 발명의 목적은 힐스(HILS: Hardware In the Loop Simulation)를 이용하여 실제 차량에서 시험할 수 없는 다양한 시험을 시험실에서 구현할 수 있고 동작 전압 및 동작 온도 등과 관련된 악의 시험 조건으로 차량 전자제어 유닛을 효과적으로 시험할 수 있는 힐스를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 장치를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 힐스를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 장치는, 힐스(HILS: Hardware In the Loop Simulation)를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 장치에 있어서, 컨트롤 유닛 모델에 기초하여 시험 대상인 전자제어 유닛을 포함한 차량의 가상 주행 시험을 수행하는 호스트 컴퓨터: 호스트 컴퓨터와 전자제어 유닛을 연결하는 차량 환경 시뮬레이터; 가상 주행 시험 시 호스트 컴퓨터에서 차량 배터리 전압을 모사할 때 사용하는 신호 발생 모델; 호스트 컴퓨터에서 신호 발생 모델에 따라 모사된 차량 배터리 상태 하에서 전자제어 유닛의 상태 또는 동작 특성을 모니터링할 때 사용하는 모니터링 모델; 및 호스트 컴퓨터의 제어에 따라 신호 발생 모델에 상응하는 차량 배터리 상태를 모사하며, 모사된 차량 배터리 상태를 차량 환경 시뮬레이터를 통해 전자제어 유닛에 공급하는 전원 공급 장치를 포함한다.

바람직하게, 호스트 컴퓨터는 신호 발생 모델에 기초하여 배터리 측의 개방 회로, 배터리 측의 단락 회로, 및 그라운드 측의 단락 회로 중 적어도 어느 하나를 차량 환경 시뮬레이터 상에 생성할 수 있다.

바람직하게, 신호 발생 모델은 엔진 시동, 엔진 정지, 주기 파형 발생 중 적어도 어느 하나에 대한 차량 배터리 상태에 대한 모델을 포함할 수 있다.

바람직하게, 모니터링 모델은 전자제어 유닛의 점화 시기, 분사 시간 및 엔진 시동 및 정지 횟수 확인 중 적어도 어느 하나를 모니터링하기 위한 모델을 포함할 수 있다.

바람직하게, 힐스를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 장치는, 차량 환경 시뮬레이터에 각각 연결되며, 전자제어 유닛(Control Unit)의 동작 특성을 확인하기 위한 CU(Control Unit) 동작특성 확인 장치; CAN(Controller Area Network) 신호를 방해하기 위한 CAN 신호 방해 장치; 및 CAN 통신을 분석하기 위한 CAN 통신 분석 장치 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 전자제어 유닛은 챔버 내에 수납될 수 있다.

바람직하게, 힐스를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 장치는, 차량 환경 시뮬레이터에 탑재되는 핀 보드를 더 포함할 수 있다. 핀 보드는 CU 동작특성 확인 장치, CAN 신호 방해 장치 및 차량의 컨트롤 유닛에 연결된다.

본 발명에 의하면, 힐스(HILS: Hardware In the Loop Simulation)를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험에 있어서 차량 동작 중에 차량에서 발생할 수 있는 다양한 차량 환경을 모사할 수 있는 새로운 환경 조건 모델을 이용함으로써 전자제어 유닛(Control Unit)의 동작 이상 유무를 악의 시험 조건 하에서 효율적으로 시험할 수 있는 차량 환경 신뢰성 시험 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 차량에서 시험할 수 없는 다양한 시험 조건 즉 동작 전압, 동작 온도 등과 관련된 악의 시험 조건으로 시험 대상 제품인 전자제어 유닛을 시험실에서 효과적으로 시험할 수 있는 힐스를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 환경 신뢰성 시험 장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1의 차량 환경 신뢰성 시험 장치의 컨트롤 유닛 모델에 대한 개략적으로 블록도이다.
도 3은 도 1의 차량 환경 신뢰성 시험 장치의 신호발생 모델에 대한 개략적인 블록도이다.
도 4는 도 1의 차량 환경 신뢰성 시험 장치의 모니터링 모델에 대한 개략적으로 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 차량 환경 신뢰성 시험 장치의 개략적인 블록도이다.
도 6은 도 5의 차량 환경 신뢰성 시험 장치에 채용 가능한 차량 환경 시뮬레이터에 대한 개략적으로 블록도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량 환경 신뢰성 시험 장치의 개략적인 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 차량 환경 신뢰성 시험 장치는 호스트 컴퓨터(10), 차량 환경 모델(11), 차량 환경 시뮬레이터(15) 및 전원 공급 장치(16)를 구비한다. 또한, 차량 환경 신뢰성 시험 장치는 실제 시험하고자 하는 시험 대상 제품으로서 실제 제품이나 모사 제품에 대응하는 전자제어 유닛(Control Unit,17)을 구비한다. 전자제어 유닛(17)은 차량 환경, 즉 차량 운행 중에 발생할 수 있는 다양한 동작 전압이나 동작 온도에 따른 특성을 확인하기 위해 소정의 챔버(18)에 수납될 수 있다.

호스트 컴퓨터(10)는 힐스(HILS: Hardware In the Loop Simulation)를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험을 위해 차량 환경 시뮬레이터(15)를 제어하고 차량 환경 시뮬레이터(15)에 의해 모사되는 과정을 모니터링한다. 호스트 컴퓨터(10)는 차량 환경 시뮬레이터를 제어하고 모사 과정을 모니터링할 수 있는 수단 또는 이러한 수단에 상응하는 기능을 수행하는 구성부로 구현될 수 있다. 예를 들면, 호스트 컴퓨터(10)는 차량 환경 모델(11)에 기초하여 차량 환경 시뮬레이터(15)를 제어함으로써 전자제어 유닛(17)을 시험하는 힐스 제어부(미도시), 및 이러한 힐스 시험 과정에 따른 전자제어 유닛(17)의 상태를 모니터링하기 위한 모니터링부(미도시)를 구비하도록 구현될 수 있다.

차량 환경 모델(11)은 힐스를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 시 시험 대상 제품과 다양한 차량 환경으로 사용하기 위한 컨트롤 유닛(Control Unit, CU) 모델(12), 신호 발생 모델(13) 및 모니터링 모델(14)을 구비한다.

컨트롤 유닛 모델(12)은 힐스 시험을 통해 시험 대상 제품인 전자제어 유닛(17)에 대하여 가상의 차량 환경을 제공하기 위한 것으로, 전자제어 유닛(17)의 동작 특성에 맞게 설계된다. 또한, 컨트롤 유닛 모델(12)은 차량에 사용되는 여러 가지 전자전자제어 유닛 중 어느 하나를 모사하기 위한 모델을 구비할 수 있다.

신호 발생 모델(13)은 차량 배터리 상태를 모사하기 위한 모델로, 전자제어 유닛의 시험을 위해 컨트롤 유닛 모델(12)에 따라 차량의 배터리 상태를 모사한다. 신호 발생 모델(13)은 차량의 배터리 특정에 맞게 배터리 전압 등을 다양한 차량 환경 조건하에 상응하여 특정 배터리 상태를 모사할 수 있도록 설계된다.

모니터링 모델(14)은 차량 환경 신뢰성 시험 진행 시 신호 발생 모델(13)에 의해 주어지는 다양한 차량의 배터리 상태 환경하에서 시험 대상인 전자제어 유닛의 반응 또는 동작 특성을 모니터링한다. 모니터링 모델(14)은 신호 발생 모델(13)에 따라 모사되는 전원 공급 장치(16)의 동작에 따라 전자제어 유닛(17)의 특성이 변화할 때 전자제어 유닛(17)의 특성이나 엔진 모델(미도시)의 상태 등을 모니터링하도록 설계된다.

차량 환경 시뮬레이터(15)는 컨트롤 유닛 모델(12)과 신호 발생 모델(13)을 기초로 한 호스트 컴퓨터(10)의 제어 신호에 따라 가상의 차량 환경 하에서 전자제어 유닛(17)이 어떻게 동작하고 어떠한 특성을 나타내는지 시뮬레이션한다.

전원 공급 장치(16)는 호스트 컴퓨터(10)의 제어에 따라 차량 환경 시뮬레이터(15)의 전압 및 전류 중 적어도 어느 하나의 차량 환경이 변하도록 동작한다. 다시 말해서, 호스트 컴퓨터(10)는 후술하는 핀 보드를 통해 차량 환경 시뮬레이터(15)에서 전자제어 유닛(17)의 입력 및 출력 중 적어도 어느 하나가 개방이나 단락 상태가 되도록 전원 공급 장치(16)의 동작을 모사할 수 있다. 일례로, 호스트 컴퓨터(10)는 차량 시동 시 배터리 전압이 차량 작동 최저 전압 아래로 내려가는 드롭(drop) 환경을 모사하고, 이러한 차량 환경 하에서 전자제어 유닛(17)의 신뢰성을 시험할 수 있다.

본 실시 예에 의하면, 호스트 컴퓨터(10)는 컨트롤 유닛 모델(12), 신호발생 모델(13) 및 모니터링 모델(14)을 이용하여 전자제어 유닛(17)을 시험함으로써 차량 주행 중에 발생할 수 있는 예측 가능한 다양한 차량 환경 조건, 특히 동작 전압 및동작 온도 등과 관련된 악의 환경 조건 하에서 전자제어 유닛(17)의 신뢰성을 효과적으로 시험 및 검증할 수 있다.

도 2는 도 1의 차량 환경 신뢰성 시험 장치에 채용 가능한 컨트롤 유닛 모델에 대한 개략적으로 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시 예에 따른 컨트롤 유닛 모델(12)은 제1 컨트롤 유닛 모델(121), 제2 컨트롤 유닛 모델(122), 제3 컨트롤 유닛 모델(123), 제4 컨트롤 유닛 모델(124), 제5 컨트롤 유닛 모델(125) 및 제6 컨트롤 유닛 모델(126)을 구비하도록 구현될 수 있다.

제1 컨트롤 유닛 모델(121)은 차량의 엔진 시스템을 제어하기 위한 각종 센서 장치 및 액추에이터(Actuator) 장치를 모사하기 엔진 제어 관련 모델이다. 이러한 제1 컨트롤 유닛 모델(121)은 본넷 모듈(Bonnet Module)에 연결될 수 있다. 본넷 모듈은 차량의 본넷 부분에 설치되는 각종 전자장치에 해당하며, 헤드라이트 광량 조절 장치 등을 지칭한다.

제2 컨트롤 유닛 모델(122)은 차량에 탑재되는 인스트루먼트 모듈을 제어하는 전자제어 유닛을 모사하기 위한 컨트롤 유닛 모델이다. 여기서, 인스트루먼트 모듈(Instrument Module)은 차량의 전장부에 위치하는 각종 전자장치에 해당하며, 센터페시아 또는 그 부분에 위치하는 컨트롤 패널 등을 지칭한다. 센터페시아(Center Fascia)는 대시보드 중앙에서 운전석과 조수석의 사이에 있는 컨트롤 패널 보드를 지칭하며, 그것은 오디오, 에어컨, 히터의 컨트롤러, 네비게이터, 컵홀더 등이 설치되는 부분을 지칭할 수 있다.

제3 컨트롤 유닛 모델(123)은 차량에 탑재되는 시트 모듈을 제어하는 전자제어 유닛을 모사하기 위한 컨트롤 유닛 모델이다. 시트 모듈(Seet Module)은 차량 내부의 시트와 관련된 전자장치에 해당하고, 시트 위치 조절장치 등을 지칭한다.

제4 컨트롤 유닛 모델(124)은 차량에 탑재되는 리어 모듈을 제어하는 전자제어 유닛을 모사하기 위한 컨트롤 유닛 모델이다. 리어 모듈(Rear Module)은 차량의 후방부에 위치하는 적어도 하나의 전자장치에 해당한다.

제5 컨트롤 유닛 모델(125)은 차량에 탑재되는 우측 도어 모듈을 제어하는 전자제어 유닛을 모사하기 위한 컨트롤 유닛 모델이다. 우측 도어 모듈(Right Door Module)은 차량의 우측 도어에 설치되는 전자장치에 해당할 수 있다.

제6 컨트롤 유닛 모델(126)은 차량에 탑재되는 좌측 도어 모듈을 제어하는 전자제어 유닛을 모사하기 위한 컨트롤 유닛 모델이다. 좌측 도어 모듈(Left Door Module)은 차량의 좌측 도어에 설치되는 적어도 하나의 전자장치에 해당할 수 있다.

전술한 제1 내지 제6 컨트롤 유닛 모델 각각은 도 1을 참조하여 앞서 설명한 컨트롤 유닛 모델(12)에 대응한다. 본 발명은 전술한 제1 내지 제6 컨트롤 유닛 모델외에 차량의 종류나 설계 환경에 따라 차량에 탑재되는 새로운 전자제어 유닛이나 하드웨어 모듈의 동작 특성에 맞게 설계된 컨트롤 유닛 모델을 이용하여 새로운 전자제어 유닛이나 하드웨어 모듈을 시험하도록 구현될 수 있다.

도 3은 도 1의 차량 환경 신뢰성 시험 장치에 채용 가능한 신호발생 모델에 대한 개략적인 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 신호발생 모델(13)은 차량 운전 중에 발생 가능한 차량 배터리의 동작 전압 등과 관련된 악의 시험 조건을 모사하기 위한 것으로, 엔진 시동 모델(131), 엔진 정지 모델(132) 및 주기 파형 발생 모델(133)을 구비한다.

엔진 시동 모델(131)은 차량 배터리 상태 중 제1 상태를 모사하여 전자제어 유닛(17)을 시험하기 위한 것으로서, 차량의 엔진 시동 시 전자제어 유닛(17)의 상태나 동작 특성을 시험하기 위한 모델이다. 엔진 정지 모델(132)은 차량 배터리 상태의 제2 상태를 모사하여 전자제어 유닛(17)을 시험하기 위한 것으로서, 차량의 엔지 정지 시 전자제어 유닛(17)의 상태나 동작 특성을 시험하기 위한 모델이다. 주기 파형 발생 모델(133)은 차량 배터리 상태 중 제3 상태를 모사하여 전자제어 유닛(17)을 시험하기 위한 것으로서, 차량의 엔진 시동 시 또는 엔진 정지 시 주기 파형을 발생시켜 전자제어 유닛(17)을 시험하기 위한 모델이다.

도 4는 도 1의 차량 환경 신뢰성 시험 장치에 채용 가능한 모니터링 모델에 대한 개략적으로 블록도이다.

도 4를 참조하면, 본 실시 예에 따른 모니터링 모델(14)은 신호발생 모델(13)에 따른 악의 시험 조건 하에서 전자제어 유닛(17)의 상태를 감시하기 위한 것으로, 점화 시간 모델(141), 분사 시간 모델(142) 및 엔진 시동/정지 횟수 확인 모델(143)을 구비한다. 시동/정지는 시동 또는 정지를 지칭한다.

점화 시간 모델(141)은 신호 발생 모델에 따른 악의 시험 조건 하에서 전자제어 유닛(17)의 점화 시간을 감시하기 위한 모델이다. 분사 시간 모델(142)은 신호 발생 모델에 따른 악의 시험 조건 하에서 전자제어 유닛(17)의 분사 시간 또는 분사 시간과 관련된 특성을 모니터링 하기 위한 모델이다. 엔진 시동/정지 횟수 확인 모델(즉, 엔진 시동 및 정지 횟수 확인 모델)(143)은 신호 발생 모델에 따른 악의 시험 조건 하에서 전자제어 유닛(17)의 엔진 시동 횟수나 엔진 시동 및 정지 횟수 또는 이들 모두를 모니터링 하기 위한 모델이다.

도 5는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 차량 환경 신뢰성 시험 장치의 개략적인 블록도이다.

도 5를 참조하면, 본 실시 예에 따른 차량 환경 신뢰성 시험 장치는 호스트 컴퓨터(10), 차량 환경 모델(11), 차량 환경 시뮬레이터(15), 전원 공급 장치(16), 전자제어 유닛(17), CU 동작특성 확인 장치(19), CAN 신호 방해 장치(20) 및 CAN 통신 분석 장치(21)를 구비한다. 차량 환경 모델(11)은 컨트롤 유닛 모델(12), 신호 발생 모델(13) 및 모니터링 모델(14)을 구비한다.

컨트롤 유닛 모델(12), 신호 발생 모델(13) 및 모니터링 모델(14)은 호스트 컴퓨터(10)를 통해 실행이 되며, 호스트 컴퓨터(10)는 이 모델들(12~14)을 통해 차량 환경 시뮬레이터(15) 및 전원 공급 장치(16)를 제어한다. 여기서, CU 모델(12)은 수학적인 모델링 기법을 통해 차량 환경을 모사할 수 있으며, 차량 환경 시뮬레이터(15)를 제어하기 위한 모델이다.

신호 발생 모델(13)은 전원 공급 장치(16)를 제어하기 위한 모델로서, 차량 운행 시 발생할 수 있는 다양한 차량 배터리 상태를 모사하기 위한 모델이다. 모사된 차량 배터리 상태는 차량 환경 시뮬레이터(15)를 통해 전자제어 유닛(17)으로 인가된다.

본 실시 예에 따른 차량 환경 신뢰성 시험 장치에서는 전술한 모델들(12~14)을 통해서 차량 환경과 유사한 동작 상태에 대한 입출력 신호를 차량 환경 시뮬레이터(15)를 통해 전자제어 유닛(17)에 공급하게 된다.

여기에 추가적으로, 본 실시 예에 따른 차량 환경 신뢰성 시험 장치에서는 CAN(Controller Area Network) 신호에 대한 방해 신호를 발생하는 CAN 신호 방해 장치(20)와 CAN 신호 이상 여부를 확인하기 위한 CAN 통신 분석 장치(21), 또는 CU 동작 특성을 확인하기 위한 CU 동작 특성 확인 장치(19)를 구비할 수 있다.

여기서, CU(Control Unit) 동작특성 확인 장치(19)는 신호 발생 모델(13)에 따라 다양한 악의 시험 조건 하에서 전자제어 유닛(17)의 상태와 동작 특성을 모니터링하기 위한 장치로서, 오실로스코프 등으로 구현될 수 있다.

CAN 신호 방해 장치(20)는 CAN 통신에 소정의 스트레스(stress)를 가하는 장치로서, CAN 통신상에 단절이나 잡음 등의 다양한 악의 환경 조건을 시험 평가 대상인 전자제어 유닛(17)의 시험 환경으로 제공하기 위한 장치이다. CAN 신호 방해 장치(20)는 호스트 컴퓨터(10)와는 독립적으로 동작하도록 설치되거나 호스트 컴퓨터(10)의 제어 신호(S1)에 의해 활성화되거나 비활성화되도록 설치될 수 있다.

CAN 통신 분석 장치(21)는 CAN 통신상의 신호를 분석하기 위한 장치이다. CAN 통신 분석 장치(21)를 이용하면, 전술한 악의 시험 조건을 포함한 차량의 다양한 시험 환경 조건 하에서 시험 중인 전자제어 유닛의 입출력 신호를 분석하고 이러한 분석을 통해 전자제어 유닛의 상태나 동작 특성을 추가적으로 또는 보완적으로 확인할 수 있다. 일례로, CAN 통신 분석 장치(21)를 이용하면, 전자제어 유닛의 시험 결과가 전자제어 유닛 외부로부터 영향을 받는지, 외부에 영향을 미치는지 등을 추정할 수 있다.

본 실시 예의 차량 환경 신뢰성 시험 장치를 이용한 실제 시험 모드를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

차량이 100㎞/h로 주행하는 환경을 제공하기 위해, 호스트 컴퓨터(10)는 CU 모델(12)을 토대로 상기한 환경에 해당하는 입출력 신호들을 차량 환경 시뮬레이터(15)를 통해 전자제어 유닛(17)에 전송하고, 신호 발생 모델(13)을 토대로 차량 배터리 전압이 변동되는 환경을 차량 환경 시뮬레이터(15)를 통해 전자제어 유닛(17)에 제공한다.

이때, 모니터링 모델(14)에서는 CU 모델(12)의 동작/신호 발생 동작에 이상이 없는지 모니터링을 할 수 있으며, 또한 각 서브 모델 즉 점화 시간 모델, 분사 시간 모델 및 엔진 시동/정지 횟수 확인 모델에 기초하여 전자제어 유닛(17)의 점화 시기(ignition time), 연료분사 시기(injection time), 엔진 시동/정지 횟수 확인을 할 수 있다.

그리고, CAN 신호 방해 장치(20) 및 CAN 통신 분석 장치(21)는, 차량이 100㎞/h로 주행 중에 CAN 통신 신호의 방해를 통해 CAN 신호에 이상이 있는지 없는지 확인하기 위한 용도로 사용되며, CU 동작 특성 확인 장치(19)는 전술한 환경하에서 발생하는 전자제어 유닛(17)의 이상(Error) 상태 예컨대 차량 진단 안내 코드(Diagnosis Trouble Code, DTC)를 모니터링하기 위한 용도로 사용될 수 있다.

도 6은 도 5의 차량 환경 신뢰성 시험 장치의 차량 환경 시뮬레이터에 대한 개략적으로 블록도이다.

도 6을 참조하면, 본 실시 예에 따른 차량 환경 시뮬레이터(15)는 핀 보드(151)를 구비한다. 핀 보드(Pin Board, 151)는 소정의 케이블을 통해 전자제어 유닛(Control Unit, 17)과 연결된다. 또한, 핀 보드(151)는 CAN 신호 방해 장치(20) 및 CAN 통신 분석 장치(21)와 연결된다(도 5 참조).

핀 보드(151)는 실 부하 또는 유사 부하에 대응하는 전자제어 유닛(17)을 차량 환경 시뮬레이터(15)와 연결하기 위해 사용된다. 또한, 핀 보드(151)는 호스트 컴퓨터의 제어에 따라 전자제어 유닛(17)의 입출력에 대하여 배터리측 개방, 배터리측 단락, 그라운드(GND) 측 단락 등을 시험하는 데 이용된다. 그리고, 전자제어 유닛(17)의 동작 특성을 확인하기 위한 장치(CU 동작특성 확인 장치 등)를 이용하여 전자제어 유닛(17)의 파형을 측정하기 위해 사용될 수 있다.

본 실시 예에 의하면, 차량에서 시험할 수 없는 다양한 시험을 실험실 차원에서 구현 가능하며, 동작 전압, 동작 온도 등과 관련된 악의 시험 조건으로 시험 대상 제품(컨트롤 유닛 등)을 효과적으로 시험할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 호스트 컴퓨터 12: 컨트롤 유닛 모델
13: 신호 발생 모델 14: 모니터링 모델
15: 차량 환경 시뮬레이터 16: 전원 공급 장치

Claims

힐스(HILS: Hardware In the Loop Simulation)를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 장치에 있어서,
컨트롤 유닛 모델에 기초하여 시험 대상인 전자제어 유닛을 포함한 차량의 가상 주행 시험을 수행하는 호스트 컴퓨터:
상기 호스트 컴퓨터와 상기 전자제어 유닛을 연결하는 차량 환경 시뮬레이터;
상기 가상 주행 시험 시 호스트 컴퓨터에서 차량 배터리 전압을 모사할 때 사용하는 신호 발생 모델;
상기 호스트 컴퓨터에서 상기 신호 발생 모델에 따라 모사된 차량 배터리 상태 하에서 전자제어 유닛의 상태 또는 동작 특성을 모니터링할 때 사용하는 모니터링 모델; 및
상기 호스트 컴퓨터의 제어에 따라 신호 발생 모델에 상응하는 차량 배터리 상태를 모사하며, 모사된 차량 배터리 상태를 상기 차량 환경 시뮬레이터를 통해 전자제어 유닛에 공급하는 전원 공급 장치를 포함하되,
상기 호스트 컴퓨터는 신호 발생 모델에 기초하여 배터리 측의 개방 회로, 배터리 측의 단락 회로, 및 그라운드 측의 단락 회로 중 적어도 어느 하나를 차량 환경 시뮬레이터 상에 생성하는 것을 특징으로 하는 힐스를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 장치.
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제1항에 있어서,
상기 신호 발생 모델은 엔진 시동, 엔진 정지, 주기 파형 발생 중 적어도 어느 하나에 대한 차량 배터리 상태에 대한 모델을 포함하는 것을 특징으로 하는 힐스를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 장치.
제1항에 있어서,
상기 모니터링 모델은 엔진 시동 및 정지 횟수 확인과, 전자제어 유닛의 점화 시기와, 분사 시간 중 적어도 어느 하나를 모니터링하기 위한 모델을 포함하는 것을 특징으로 하는 힐스를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 장치.
힐스(HILS: Hardware In the Loop Simulation)를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 장치에 있어서,
컨트롤 유닛 모델에 기초하여 시험 대상인 전자제어 유닛을 포함한 차량의 가상 주행 시험을 수행하는 호스트 컴퓨터:
상기 호스트 컴퓨터와 상기 전자제어 유닛을 연결하는 차량 환경 시뮬레이터;
상기 가상 주행 시험 시 호스트 컴퓨터에서 차량 배터리 전압을 모사할 때 사용하는 신호 발생 모델;
상기 호스트 컴퓨터에서 상기 신호 발생 모델에 따라 모사된 차량 배터리 상태 하에서 전자제어 유닛의 상태 또는 동작 특성을 모니터링할 때 사용하는 모니터링 모델; 및
상기 호스트 컴퓨터의 제어에 따라 신호 발생 모델에 상응하는 차량 배터리 상태를 모사하며, 모사된 차량 배터리 상태를 상기 차량 환경 시뮬레이터를 통해 전자제어 유닛에 공급하는 전원 공급 장치를 포함하되,
상기 차량 환경 시뮬레이터에 각각 연결되며, 상기 전자제어 유닛(Control Unit)의 동작 특성을 확인하기 위한 CU(Control Unit) 동작특성 확인 장치; CAN(Controller Area Network) 신호를 방해하기 위한 CAN 신호 방해 장치; 및 CAN 통신을 분석하기 위한 CAN 통신 분석 장치 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 힐스를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 장치.
제5항에 있어서,
상기 전자제어 유닛은 챔버 내에 수납되는 것을 특징으로 하는 힐스를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 장치.
제6항에 있어서,
상기 차량 환경 시뮬레이터에 탑재되는 핀 보드를 더 포함하고,
상기 핀 보드는 상기 CU 동작특성 확인 장치, 상기 CAN 신호 방해 장치 및 상기 차량의 컨트롤 유닛에 연결되는 것을 특징으로 하는 힐스를 이용한 차량 환경 신뢰성 시험 장치.