KR101581489B1 - 풍동 장치에 이용되는 오토파일럿 시스템 - Google Patents

풍동 장치에 이용되는 오토파일럿 시스템 Download PDF

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Abstract

차량(13)을 위한 도로 시스템(10) 및 이 도로 시스템(10) 상에서 차량(13)을 테스트하는 방법이 제공된다. 도로 시스템(10) 및/또는 그 방법은 차량(13)을 지지하도록 구성된 적어도 하나의 가동 무단 벨트(22)를 구비한 플랫폼(16)을 포함한다. 센서 조립체(36; 42; 44)가 적어도 하나의 기준 축선에 대한 벨트(22) 상의 차량(13)의 위치, 변위, 속도 및/또는 가속도를 나타내는 출력 신호를 제공하도록 구성된다. 오토파일럿 시스템(28; 40)이 그 출력 신호에 기초하여 기준 축선에 대해 벨트(22) 상의 차량(13)을 제어하도록 차량(13)의 구성 요소들을 작동시키도록 구성된다.

Description

풍동 장치에 이용되는 오토파일럿 시스템{AUTOPILOT SYSTEM FOR USE IN A WIND TUNNEL}
아래에서 기술하는 사항은 단지 전반적인 배경 정보를 제공하는 것이지 청구되는 발명의 대상의 범위를 결정하는 데에 있어서의 지표로서 이용하고자 하는 것은 아니다.
본 발명의 양태는 도로 위에서 주행하는 모든 형태의 차량과 같이 소정 표면 상에서 이동하는 물체의 실험 테스트 중에 이용되는 장비 및 방법에 관한 것이다.
예를 들면 자동차와 같은 차량과 관련하여, 차량 디자인의 개발에서 모의 도로의 이용이 중요해졌다. 그러한 도로 시뮬레이터는 일반적으로 차량 아래에 장착되어 하나 이상의 바퀴와 맞물리거나, 및/또는 차량의 기타 차체 패널 아래에 배치되는 하나 이상의 개별 무단 벨트를 포함한다. 그 벨트는 도로 위에서의 차량의 주행을 시뮬레이션하도록 구동된다. 통상적으로, 도로 시뮬레이터는 공기역학적 특성을 측정하도록 풍동 장치 내에 배치된다. 일반적으로, 도로 시뮬레이터는 유동 특성의 현실성을 향상시켜, 공기 역학적 특성의 측정을 개선시킨다.
차량은 차량의 종방향 운동(전후 방향), 횡방향 운동(좌우 방향) 및 요우(yaw) 운동(조향 운동)을 억제하는 링크 기구를 통해 모의 도로에 대해 통상 구속된다. 통상적으로, 차량 구속 기구는 차량의 운동학적 특성에는 영향을 미치지 않지만, 원하는 경우에 다양한 구속 방향에서 하중을 측정하는 데에 이용될 수도 있는 수동적 구속 기구이다. 차량은 롤(roll) 운동, 피치(pitch) 운동 및 수직 방향 운동이 자유롭도록 유지되며, 원하는 경우에 롤, 피치, 및 수직 방향으로의 공기역학적 힘을 위한 힘 입력이 테스트 차량에 가해져 차량에서 증가된 속도, 코너링 등의 영향을 시뮬레이션할 수 있다.
본 발명은, 차량을 위한 도로 시스템 및 이 도로 시스템 상에서 차량을 테스트하는 방법이 제공한다.
도로 시스템 및/또는 그 방법은 차량을 지지하도록 구성된 적어도 하나의 가동 무단 벨트를 구비한 플랫폼을 포함한다. 센서 조립체가 적어도 하나의 기준 축선에 대한 벨트 상의 차량의 위치, 변위, 속도 및/또는 가속도를 나타내는 출력 신호를 제공하도록 구성된다. 오토파일럿 시스템이 그 출력 신호에 기초하여 기준 축선에 대해 벨트 상의 차량을 제어하도록 차량의 구성 요소들을 작동시키도록 구성된다.
도로 시스템 및/또는 그 방법의 제1 실시예에서, 센서 조립체는 차량에 근접하는 벨트의 이동 방향에 직교하는 방향으로 벨트를 가로질러 차량의 횡방향 위치, 변위, 속도 및/또는 가속도를 감지하도록 배치된다. 오토파일럿 시스템은 차량의 조향을 제어하도록 구성된다.
도로 시스템 및/또는 그 방법의 다른 실시예에서, 센서 조립체는 차량에 근접하는 벨트의 이동 방향으로 벨트를 따라 차량의 종방향 위치, 변위, 속도 및/또는 가속도를 감지하도록 배치된다. 오토파일럿 시스템은 차량의 속도를 제어하도록 구성된다. 이 실시예는 또한 원하는 경우에 전술한 바와 같이 차량을 감지하고 조향하는 것을 포함할 수도 있다.
또 다른 실시예에서, 팬이 무단 벨트 위로 공기를 송풍하도록 구성되며, 플랫폼은 차량이 벨트 상에서 이동하는 중에 적어도 부분적으로 옆바람을 시뮬레이션하도록 팬에 대해 무단 벨트를 선택적으로 배향시키게 이동할 수 있다. 플랫폼은 원하는 경우에 공기를 송풍하는 중에 및/또는 벨트를 이동시키는 중에 회전할 수 있다.
다른 실시예에서, 도로 시스템 및/또는 그 방법은 차량에 결합되는 구속 기구를 포함한다. 이 구속 기구는 벨트 이동 방향으로 및/또는 이 벨트 이동 방향에 직교하는 운동 방향으로 차량을 구속하도록 구성될 수 있다. 구속 기구는 구속 방향으로 계속하여 작동하거나, 가속도, 속도 및/또는 변위와 같은 선택된 파라미터를 초과하는 경우에만 작동할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나 이상의 양태를 갖는 차량 테스트 설비의 예시적인 실시예의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 하나 이상의 양태를 갖는 오토파일럿 시스템의 제1 실시예의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 하나 이상의 양태를 갖는 차량 테스트 설비의 제2의 예시적인 실시예의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 하나 이상의 양태를 갖는 오토파일럿 시스템의 제2 실시예의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 하나 이상의 양태를 갖는 차량 테스트 설비의 제3의 예시적인 실시예의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 하나 이상의 양태를 갖는 차량 구속 기구(9) 및 시뮬레이션 시스템(10)이 도시되어 있다. 도시한 실시예에서, 차량(13)은 승용차이지만, 이는 단지 차량의 일례이며, 모토사이클, 트럭 등을 비롯하여 이에 한정되지 않는 기타 차량들이 본 발명의 양태의 혜택을 받을 수 있다는 점을 이해할 것이다.
도시한 실시예에서, 시스템(10)은 지지 베이스(11)를 포함하며, 이 지지 베이스(11)는 대체로 전체적으로 도면 부호 12로 나타낸 피트(pit)를 갖는 대형 콘크리트 구조체를 포함하며, 그 피트(12)에는 메인 도로 메커니즘(14)이 장착되어 테스트될 차량(13)이 대략 피트(12)를 둘러싸는 표면의 높이로 되게 한다. 대부분의 경우에, 시스템(10)은 도시는 생략하였지만 화살표(17)로 나타낸 팬을 갖는 풍동 장치의 일부분을 형성한다. 차량(13) 및 메인 도로 메커니즘(14)은 플랫폼(16)을 포함하며, 도시한 실시예에서 플랫폼(16)은 팬에 의해 생성되는 공기 흐름에 대해 차량(13)을 선택적으로 배치할 수 있게 하는 턴테이블이다.
플랫폼(16) 및 메인 도로 메커니즘(14)은 차량(13)에서의 다양한 힘을 측정할 수 있는 도면 부호 20으로 개략적으로 나타낸 밸런스 조립체 상에 장착될 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 그러한 밸런스 조립체는 수많은 형태를 취할 수 있는 것으로, 당업계에 공지되어 있어, 본 발명을 위해 더 이상 논의할 필요는 없을 것이다. 그러나, 한 가지 적절한 밸런스 조립체는 미국 특허 출원 공개 공보 제2007/0039400호에 개시되어 있으며, 이에 그 전체 내용은 참조로서 인용된다. 대안적으로, 당업계에 공지되어 있는 바와 같이 다양한 힘 측정값을 획득하는 데에 벨트를 통해 측정이 이루어질 수도 있다.
또한, 본 명세서에서 예시하는 도로 메커니즘(14)이 차량(13)을 지지하는 단일 무단 벨트(22)를 포함하고 있다는 점을 유념해야 할 것이다. 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 양태는 차량(13)을 지지하는 데에 이용되거나 및/또는 차량(13)의 다양한 위치 아래 또는 패널에 근접하게 배치되는 2개 이상의 벨트를 포함하는 도로 메커니즘에 적용될 수도 있다. 2개 이상의 벨트가 존재하는 경우, 모든 벨트는 적절한 모터 및 롤러에 의해 구동되며, 그에 대한 세부 사항은 공지되어 있는 것으로 본 발명의 양태를 이해하는 데에는 불필요할 것이다.
이하, 하나의 형태의 차량 구속 기구(9)를 참조하면, 그 차량 구속 기구(9)는 차량을 종방향[차량(13)에 근접하는 벨트(22)의 이동 방향]으로 구속시키며, 횡방향[벨트(22)의 가로 방향]으로의 구속 또는 요우 모멘트(조향 방향)에 대한 구속은 있다 하더라도 거의 제공하지 않는다. 참조를 위해, 종방향 및 횡방향은 3개의 직교 축선 세트 중 2개의 축선을 포함하는 데, 여기서 수직 방향은 종방향 및 횡방향 모두에 대해 직교한다. 롤, 피치 및 요우는 각각 종방향, 횡방향 및 수직 방향(축선)을 중심으로 한 선회 운동을 포함한다.
도시한 실시예에서, 구속 기구(9)는 일단부에서 차량(13)에 부착되는 한편, 테스트 설비에서의 고정된 물체, 예를 들면 존재하는 경우에 플랫폼(16)과 같은 고정 구조(이동하는 벨트에 대해 상대적으로 고정)에 부착되는 케이블(24)을 포함한다. 본 명세서에서는 케이블로서 예시하지만, 차량 구속 기구(9)가 단지 후방쪽만으로의 차량의 이동을 구속하는 케이블(9)과 달리 차량(13)의 전후 방향 모두에서 구속을 제공할 수 있는 강성 토오 바아(tow bar)와 같은 수많은 다양한 형태를 취할 수 있다는 점을 이해할 것이다. 또한, 차량 구속 기구(9)는 차량의 전방 부분에만 부착되는 것이 아니라, 그 실시예에서 나머지 자유도에서의 구속을 있다하더라도 거의 제공하지 않아 벨트(22) 상에서의 차량(13)의 적어도 어느 정도의 횡방향 운동을 제공하면서 종방향 구속을 제공하는 한, 차량(13)의 다른 위치에는 물론 테스트 설비의 다른 부분에 부착될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 횡방향 구속은 그러한 구속을 선택적으로 제공하는 것이 요구되는 경우에 포함될 수도 있다. 예를 들면, 차량(13)이 벨트(22) 상에 유지되도록 보장하여 예를 들면 단지 이동의 한계 또는 경계값을 초과한 경우에만 작동하도록 적절한 메커니즘(케이블, 링크, 스트러트 등)이 마련될 수 있다. 이러한 형태의 구속 기구는 또한 케이블 및/또는 스트러트(48)의 형태를 취할 수 있다(도 5 참조).
또한, 도 2를 참조하면, 이 실시예에서 차량 구속 기구(9) 외에도, 차량(13)에는 차량이 벨트(22) 상에서 주행하는 동안에 차량을 조향하도록 차량(13)의 조향 시스템[조향 휘일(30)로 개략적으로 도시함]에 작동적으로 결합된 원격 조향 시스템(28)이 장착된다. 이 원격 조향 시스템(28)은 사실상 차량(13)을 조향시킨다는 단일 기능만을 수행하는 오토파일럿 시스템이다. 그러한 시스템의 공급업자로는 독일 노이하우젠-스타인네그에 소재한 Stahle Gmbh 및 영국 윌트셔에 소재한 Anthony Best Dynamics Ltd.가 있다. 도시한 바와 같은 하나의 예에서, 원격 조향 시스템(28)은 차량(13)의 조향 휘일(30)에 작동적으로 결합되고 있지만, 이는 원격 조향 시스템(28)이 차량의 조향 시스템에서 통상 확인되는 조향 샤프트 또는 기타 링크와 같은 차량의 조향 시스템의 다른 구성 요소에 결합될 수 있다는 점에서 한정적인 의미로 간주되어서는 안될 것이다. 차량 조향 시스템의 구성 요소에 결합되는 경우에, 원격 조향 시스템(8)은 제어기(32)의 방향으로 작동하는 적절한 액추에이터(31)(전기식, 공압식 및/또는 유압식), 예를 들며 로터리 액추에이터를 포함한다. 제어기(32)는 테스트 설비의 제어기(34)와 통신할 수 있는 무선 수신기 또는 송신기를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제어기(32)는 적절한 유선, 즉 직접적인 연결에 의해 테스트 설비의 제어기(34)에 연결될 수 있다. 제어기(32, 34)들은 당업계에 공지된 바와 같은 하드웨어 및/또는 소프트웨어적으로 구성되는 아래에서 설명하는 모델, 제어 알고리즘 및 기타 작동 프로세스를 갖는 아날로그 및/또는 디지털 회로로 구성될 수 있다.
이러한 점에서, 원격 조향 시스템(28)이 차량(13)의 조향 시스템을 작동시키기 위해 추가적인 액추에이터를 항시 포함할 필요는 없다는 점을 유념해야 할 것이다. 예를 들면, 현재 또는 가까운 미래에 몇몇 차량들은 조향 휘일(30)과, 타이어 및 바퀴 조립체를 선회시키는 데에 이용되는 구성 요소 간에 직접적인 링크 연결을 갖지 않는다. 그 대신에, 조향을 수행하도록 조향 휘일(30)의 위치를 감지하여 그 출력 제어 신호를 소정 액추에이터(제조업자에 의해 차량에 마련됨)에 제공하는 센서에 내장 제어기(onboard controller)(42)가 작동적으로 결합된다. 이러한 경우, 제어기(32)는 조향 휘일의 위치를 감지하는 센서 대신에 내장 제어기(42)에 대한 입력으로서의 출력 신호를 제공하도록 구성될 것이다.
센서(36)(개략적으로 도시함)가 차량(13)에 작동적으로 결합되어, 벨트(22)에서의 차량(13)의 횡방향 변위 및/또는 위치를 측정하여 이를 나타내는 출력 신호를 제공한다. 이 센서 출력 신호는 제어기(32) 및/또는 테스트 설비 제어기(34)에 제공될 수도 있다. 센서(36)는 당업자라면 예상할 수 있는 바와 같은 수많은 형태를 취할 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 센서(36)는 차량(13)의 일부분과 플랫폼(16) 사이의 거리를 측정하는 광학 센서이다. 기타 형태의 기계식, 광학식 및/또는 전기식 센서가 이용될 수도 있다. 원하는 경우에, 추가적인 센서가 차량의 종방향 변위, 수직 방향 변위, 및/또는 롤, 요우, 및 피치 운동과 같은 추가적인 측정치를 제공하도록 마련될 수 있고, 그 측정치는 또한 속도 또는 가속도를 나타내는 데에 이용될 수 있다. 원하는 경우, 전술한 측정치들 중 어느 것이든 직접 차량(13)에 대해 측정되거나, 및/또는 구속 기구(9) 또는 이용될 수 있는 기타 구속 시스템의 구성 요소들에 대해 측정될 수 있다.
원하는 경우, 차량 또는 그 구성 요소들 상의 힘이 역시 측정될 수도 있다. 예를 들면, 차량(13)이 겪게 되는 종방향 힘을 센서(45)를 사용하여 구속 시스템(9)을 통해 측정하는 한편, 진동 주파수 등을 비롯하여 이에 한정되지 않는 추가적인 힘, 모멘트, 또는 기타 하중 특성을 예를 들면 전술한 밸런스 조립체를 이용하여 측정할 수 있다.
진동 주파수 등을 비롯하여 이에 한정되지 않는 기타 힘, 모멘트, 또는 기타 하중 특성은 예를 들면 조향 휘일(30)을 통해 운전자가 겪게 되는 것으로서, 종래에 풍동 장치 설비에서는 측정되진 않았지만, 차량 설계에서 매우 유용할 수 있다. 하나의 실시예에서, 원격 조향 시스템(28)은 그러한 힘, 모멘트 및 기타 하중 특성을 측정하여 이를 나타내는 출력을 제공하도록 조향 휘일(30)에 작동적으로 결합된 적절한 센서[예를 들면, 액추에이터(31) 내에 포함됨]를 포함할 수 있다. 원격 조향 시스템(28)은 실제 운전자를 시뮬레이션하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 액추에이터의 강성이 운전자를 시뮬레이션하도록 조절될 수 있다. 마찬가지로, 진동 주파수 등을 비롯하여 이에 한정되지 않는 차량(13) 및 그 구성 요소 상의 기타 힘, 모멘트, 또는 기타 하중 특성이 센서에 의해 감지될 수 있는데, 이 센서는 예를 들면 내장형 주행안전 제어 시스템에 마련된 것과 같이 차량 제조업자에 의해 제공된 센서이거나, 운전자 및/또는 승객의 감지를 측정하도록 인체 모형에 마련된 센서를 비롯하여 차량(13)에서 원하는 위치에 추가된 센서일 수 있다. 그 센서로부터의 출력은 기록을 위해 및/또는 차량(13)의 제어를 위한 피드백 입력으로서 제어기(32) 및/또는 테스트 설비 제어기(34)에 제공될 수 있다.
작동 시에, 도로 벨트(22)는 바람이 차량(13)으로 향하고 있는 중에 구동된다. 원격 조향 시스템(28)은 수행될 원하는 테스트에 기초하여 작동된다. 작동은 원격 조향 시스템(28)에 기초하여 벨트(22) 상에서 차량(13)을 원하는 위치에 단순히 유지하면서, 예를 들면 차량(13)을 향하는 바람의 속도 또는 기타 특성에서의 변화 및/또는 플랫폼(16)의 회전에 의한 것과 같이 바람에 대한 차량(13)의 위치에 대해 전술한 측정치 또는 기타 측정치 중 임의의 것을 관찰하면서 이루어질 수 있다. 그러나, 이제는 원격 조향 시스템(28)을 채용하고 있어서, 종래에는 활용할 수 없었던 것과는 달리 차량(13)의 조향 시스템을 테스트 과정마다 조작할 수 있다. 예를 들면, 통상 정상 주행 중에, 특히 차량이 옆바람을 맞으면서 주행할 때에 차량으로부터 공기 와류의 흘림이 발생할 수 있다. 그러한 와류 흘림(vortex shedding)은 차량 또는 그 구성 요소에 힘을 가하게 되고, 그 일부는 운전자가 겪을 수 있다. 특히, 그러한 와류는 차량(13) 아래의 벨트의 이동 방향과 공기 흐름이 평행하지 않게 되는 선택된 위치로 턴테이블(16)을 통해 공기 흐름(17)에 대해 차량(13)을 회전시킴으로써 시뮬레이션된 옆바람을 갖는 풍동 장치 내에서 시뮬레이션될 수 있다. 턴테이블의 이동은 공기를 송풍하는 중에 및/또는 벨트를 이동시키는 중에 수행될 수 있다. 종래 기술의 풍동 장치에서, 차량 구속 기구는 그러한 힘 및 변위의 측정을 못하게 하였다. 그러나, 전술한 센서들을 이용함으로써, 운전자 및/또는 차량의 기타 부분이 겪는 힘 및/또는 변위에 대한 정성적 및/또는 정량적 데이터를 획득할 수 있다.
또 다른 예에서, 제어기(32) 및/또는 테스트 설비 제어기(34)는 차량(13) 또는 기타 작동 조건에서의 변화에 대해 정확하게 반복될 수 있는 규정되거나 또는 선택된 테스트 과정마다 원격 조향 시스템(28)을 작동시킬 수 있다. 게다가, 제어기(32) 및/또는 테스트 설비 제어기(34)는 운전자의 응답 지연 또는 과량 수정(over-correction) 등을 비롯하여 이들에 한정되지 않는 사람 운전자의 반응 및 행동을 시뮬레이션하기 위해 당업계에 공지된 모델 및/또는 제어 알고리즘을 이용할 수 있다. 차량(13)에 대한 그러한 테스트 작업은 본 명세서에서 개시하는 적용 가능한 임의의 실시예에서 수행될 수 있고 도 1의 실시예에 한정되진 않는다는 점을 유념해야 할 것이다.
도 3에서는 본 발명의 하나 이상의 양태를 갖는 차량 테스트 설비의 제2의 예시적인 실시예를 도시하고 있다. 이 실시예에서, 오토파일럿 시스템은 차량(13)의 원격 조향을 수행하도록 전술한 구성 요소 또는 선택적 구성 요소들을 포함하고 있지만, 벨트(22) 상에서 차량(13)의 종방향 위치를 유지하는 데에 차량 구속 기구(9)가 이용되진 않는다. 대신에, 오토파일럿 시스템은 차량(13)의 바퀴의 주행 및/또는 제동을 제어하는 데에 이용되는 원격 속도 제어 시스템(40)을 더 포함한다. 다시 말해, 원격 속도 제어 시스템(40)이 테스트 중에 벨트(22) 상에서 차량(13)의 종방향 위치를 유지하는 데에 이용된다.
도 4의 개략도를 참조하면, 원격 조향 시스템(28)과 마찬가지로, 원격 속도 제어 시스템(40)은 차량의 엔진을 작동시키거나, 전기 차량 또는 하이브리드 차량에서의 전기 모터와 같이 차량을 구동하는 구성 요소에 작동적으로 결합된 액추에이터에 제어 신호를 제공할 수 있는 제어기(32)를 포함한다. 예를 들면, 제1 액추에이터(25)는 가속 페달(37)에 작동적으로 결합될 수 있는 한편, 원하는 경우에 제2 액추에이터(39)가 브레이크 페달(41)에 작동적으로 결합될 수 있다. 이들 페달 중 하나 또는 둘 모두가 엔진, 모터 및/또는 제동 시스템을 작동시키도록 직접 연결되진 않았지만, 그 페달의 작동을 감지하도록 제조업자가 센서를 마련한 경우, 원격 제어 시스템(40)은 차량(13)의 내장 제어기(42)에 적절한 입력을 제공할 수도 있다.
센서(44)(개략적으로 도시함)가 차량(13)에 작동적으로 결합되어, 벨트(22)에서의 차량(13)의 종방향 변위 및/또는 위치를 측정하여 이를 나타내는 출력 신호를 제공한다. 이 센서 출력 신호는 제어기(32) 및/또는 테스트 설비 제어기(34)에 제공될 수도 있다. 센서(44)는 당업자라면 예상할 수 있는 바와 같은 수많은 형태를 취할 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 센서(44)는 차량(13)의 일부분과 플랫폼(16) 사이의 거리를 측정하는 광학 센서이다. 기타 형태의 기계식, 광학식 및/또는 전기식 센서가 이용될 수도 있다. 2개의 센서(36, 44)를 도시하고 있지만, 2 이상의 방향에서 감지하는 단일 센서 또는 센서 조립체가 본 실시예나 본 명세서에서 개시하는 임의의 예시적인 실시예에서 역시 이용될 수 있다는 점에서 그러한 개략도는 이해를 돕고자 하는 것이지 한정적인 의미로 간주되어서는 안 된다는 점을 유념해야 한다.
게다가, 임의의 전술한 센서 또는 센서 조립체가 벨트(22) 상에서 차량의 위치, 변위, 속도 및/또는 가속도를 나타내는 출력을 제공할 수 있고, 본 명세서에서 개시하는 오토파일럿 시스템이 벨트(22) 상에서의 차량의 원하는 위치, 변위, 속도 및/또는 가속도에 따라 벨트 상에서의 차량(13)의 구성 요소들을 제어하는 데에 이용될 수 있다는 점을 이해할 것이다.
본 실시예에서는 벨트(22) 상에서의 차량(13)의 종방향 위치를 능동적으로 제어하도록 종방향 구속 기구가 마련되진 않았지만, 그러한 구속을 선택적으로 제공할 것이 요구되는 경우에 그 구속 기구가 포함될 수도 있다. 예를 들면, 차량(13)이 벨트(22) 상에 유지되도록 보장하여 예를 들면 단지 이동의 한계 또는 경계값을 초과한 경우에만 작동하도록 적절한 메커니즘(케이블, 링크, 스트러트 등)이 마련될 수 있다.
작동 시에, 도로 벨트(22)는 바람이 차량(13)으로 향하고 있는 중에 구동된다. 오토파일럿 시스템[원격 속도 제어 시스템(40)과 원격 조향 시스템(28)을 포함]은 수행될 원하는 테스트에 기초하여 작동된다. 작동은 오토파일럿 시스템에 기초하여 벨트(22) 상에서 차량(13)을 원하는 위치에 단순히 유지하면서, 예를 들면 차량(13)을 향하는 바람의 속도 또는 기타 특성에서의 변화 및/또는 플랫폼(16)의 회전에 의한 것과 같이 바람에 대한 차량(13)의 위치에 대해 전술한 측정치 또는 기타 측정치 중 임의의 것을 관찰하면서 이루어질 수 있다. 그러나, 이제는 오토파일럿 시스템을 채용하고 있어서, 종래에는 활용할 수 없었던 것과는 달리 차량(13)의 속도 및 조향 시스템을 테스트 과정마다 조작할 수 있다. 예를 들면, 제어기(32) 및/또는 테스트 설비 제어기(34)는 차량(13) 또는 기타 작동 조건에서의 변화에 대해 정확하게 반복될 수 있는 규정되거나 또는 선택된 테스트 과정마다 오토파일럿 시스템을 작동시킬 수 있다. 게다가, 제어기(32) 및/또는 테스트 설비 제어기(34)는 운전자의 응답 지연 또는 과량 수정 등을 비롯하여 이들에 한정되지 않는 사람 운전자의 반응 및 행동을 시뮬레이션하기 위해 당업계에 공지된 모델 및/또는 제어 알고리즘을 이용할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 오토파일럿 시스템은 속도 제어 시스템(40)은 포함하고 원격 조향 시스템(28)은 포함하지 않을 수 있다. 전술한 바와 같이, 센서(44)가 제어기(32) 및/또는 테스트 설비 제어기(34)에 종방향 변위 또는 위치를 나타내는 신호를 제공한다. 이 실시예에서, 차량 구속 시스템(46)이 횡방향 구속을 제공한다. 도 5에 도시한 예시적인 실시예에서, 차량 구속 시스템(46)은 벨트(22) 상에서 차량(13)을 횡방향으로 구속하지만 차량의 종방향 이동은 허용하는 하나 이상의 스트러트(48)를 포함한다. 예를 들면, 하나 이상의 스트러트(48)는 양방향 화살표(50)로 나타낸 바와 같은 제한된 종방향 이동을 허용하도록 플랫폼(16)에 결합될 수 있다. 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 케이블 및/또는 스트러트를 이용하는 기타 형태의 구속 시스템이 사용될 수도 있다. 그러한 구속 시스템은 전술한 것과 같이 수동적이거나, 횡방향 구속 및 종방향 유연성을 제공하도록 모터 또는 액추에이터와 같은 능동 제어 구성 요소를 포함할 수 있다.
본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항에 대해 변형이 이루어질 수 있다는 점을 이식할 것이다. 예를 들면, 전술한 실시예가 각각 차량의 양측에 각각 2개의 별개의 지지부를 포함하고 있지만, 이를 한정적인 의미로 간주해서는 안될 것이다. 다른 실시예에서, 하나 또는 그 이상의 지지부가 차량의 양측 각각에 마련될 수도 있다. 게다가, 각각의 지지부가 차량의 하나 이상의 지점과 연결될 수도 있다.

Claims (33)

  1. 차량을 위한 도로 시스템(roadway system)으로서,
    타이어 및 바퀴 조립체와 맞물려 차량을 지지하도록 구성된 적어도 하나의 가동 무단 벨트를 구비한 플랫폼;
    적어도 하나의 기준 축선에 대한 상기 벨트 상의 차량의 위치, 변위, 속도 및 가속도 중 하나 이상을 나타내는 출력 신호를 제공하도록 구성된 센서 조립체; 및
    상기 차량의 타이어 및 바퀴 조립체의 조향을 제어하는 상기 차량의 조향 시스템의 조향 구성 요소를 작동시키도록 구성되고, 상기 차량의 타이어 및 바퀴 조립체의 회전 속도를 제어하는 상기 차량의 속도 제어 시스템의 속도 구성 요소를 작동시키도록 구성된 오토파일럿 시스템;
    을 포함하는 차량용 도로 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 센서 조립체는 차량에 접근하는 벨트의 이동 방향에 직교하는 방향으로 벨트를 가로질러 차량의 횡방향 위치, 변위, 속도 및 가속도 중 하나 이상을 감지하도록 배치되는 것인 차량용 도로 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 오토파일럿 시스템은 상기 차량의 조향 시스템의 조향 구성 요소를 제어하도록 구성된 상기 차량 상의 액추에이터를 포함하는 것인 차량용 도로 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 벨트의 이동 방향에서 차량을 구속하도록 차량 및 플랫폼에 결합되는 구속 기구를 더 포함하는 것인 차량용 도로 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 벨트 상에서 횡방향으로의 차량의 선택된 변위를 초과하는 경우에 벨트의 이동 방향에 대해 직교하는 방향으로 상기 벨트 상에서 차량을 횡방향으로 선택적으로 구속하도록 차량 및 플랫폼에 결합된 횡방향 구속 기구를 더 포함하는 것인 차량용 도로 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 센서 조립체는 차량에 접근하는 벨트의 이동 방향으로 상기 벨트를 따라 차량의 종방향 위치, 변위, 속도 및 가속도 중 하나 이상을 감지하도록 배치되는 것인 차량용 도로 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 오토파일럿 시스템은 상기 차량의 속도 제어 시스템의 속도 구성 요소를 제어하도록 구성된 상기 차량 상의 액추에이터를 포함하는 것인 차량용 도로 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 센서 조립체는 차량에 접근하는 벨트의 이동 방향에 직교하는 방향으로 벨트를 가로질러 차량의 횡방향 위치, 변위, 속도 및 가속도 중 하나 이상을 감지하도록 배치되는 것인 차량용 도로 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 오토파일럿 시스템은 차량의 조향을 제어하도록 구성되는 것인 차량용 도로 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 벨트의 이동 방향에서 차량을 구속하도록 차량 및 플랫폼에 결합되는 구속 기구를 더 포함하는 것인 차량용 도로 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 벨트 상에서 횡방향으로의 차량의 선택된 변위를 초과하는 경우에 벨트의 이동 방향에 대해 직교하는 방향으로 상기 벨트 상에서 차량을 횡방향으로 선택적으로 구속하도록 차량 및 플랫폼에 결합된 횡방향 구속 기구를 더 포함하는 것인 차량용 도로 시스템.
  12. 제7항에 있어서, 상기 오토파일럿 시스템은 상기 차량의 속도 제어 시스템의 속도 구성 요소를 제어하도록 출력 신호를 제공하기 위해 오토파일럿 컨트롤러를 포함하는 것인 차량용 도로 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 차량의 속도 구성 요소는 컨트롤러를 포함하는 것인 차량용 도로 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 무단 벨트 위로 공기를 송풍하도록 구성된 팬을 더 포함하며, 상기 플랫폼은 상기 팬에 대해 무단 벨트를 선택적으로 배향시키도록 이동할 수 있는 것인 차량용 도로 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 차량의 승객이 겪는 차량 상의 힘, 모멘트 또는 다른 하중 특성을 측정하도록 구성되는 상기 차량의 센서를 더 포함하는 것인 차량용 도로 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 센서는 차량의 조향 휘일에서의 힘, 모멘트 또는 다른 하중 특성을 측정하도록 구성되는 것인 차량용 도로 시스템.
  17. 제2항에 있어서, 상기 오토파일럿 시스템은 상기 차량의 조향 시스템의 조향 구성 요소를 제어하도록 출력 신호를 제공하기 위해 오토파일럿 컨트롤러를 포함하는 것인 차량용 도로 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 차량의 조향 구성 요소는 컨트롤러를 포함하는 것인 차량용 도로 시스템.
  19. 가동 무단 벨트를 갖는 풍동 장치에서 차량을 테스트하는 방법으로서,
    차량이 존재하는 상태에서 무단 벨트를 회전시키는 것;
    적어도 하나의 기준 축선에 대한 벨트 상의 차량의 위치, 변위, 속도 및 가속도 중 하나 이상을 감지하여 이에 따른 출력 신호를 제공하는 것;
    상기 출력 신호를 오토파일럿 시스템에서 입력으로서 수신하는 것;
    상기 벨트 상의 차량을 제어하도록 상기 출력 신호에 기초하여 상기 차량의 구성 요소를 작동시키는 것
    을 포함하며, 상기 작동은,
    상기 기준 축선에 대해 원하는 횡방향 위치에 차량을 구속하도록 차량에 횡방향 구속을 제공하지 않은 채 상기 무단 벨트 상에서의 차량의 원하는 횡방향 위치를 얻도록 차량의 조향 시스템을 작동시키는 것, 및
    원하는 종방향 위치에 차량을 구속하도록 차량에 종방향 구속을 제공하지 않은 채 상기 무단 벨트 상에서의 차량의 원하는 종방향 위치를 얻도록 차량의 속도 제어 시스템을 작동시키는 것
    을 포함하는 것인 차량 테스트 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 감지는, 차량에 접근하는 벨트의 이동 방향에 직교하는 방향으로 벨트를 가로질러 차량의 횡방향 위치, 변위, 속도 및 가속도 중 하나 이상을 감지하는 것을 포함하는 것인 차량 테스트 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 작동은 상기 차량을 조향하는 것을 포함하는 것인 차량 테스트 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 조향 시스템을 작동시키는 것은 상기 조향 시스템의 구성 요소에 결합된 액추에이터를 작동시키는 것을 포함하는 것인 차량 테스트 방법.
  23. 제19항에 있어서, 상기 감지는, 차량에 접근하는 벨트의 이동 방향으로 상기 벨트를 따라 차량의 종방향 위치, 변위, 속도 및 가속도 중 하나 이상을 감지하는 것을 포함하는 것인 차량 테스트 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 작동은 상기 차량의 속도를 제어하는 것을 포함하는 것인 차량 테스트 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 감지는, 차량에 접근하는 벨트의 이동 방향에 직교하는 방향으로 벨트를 가로질러 차량의 횡방향 위치, 변위, 속도 및 가속도 중 하나 이상을 감지하는 것을 포함하는 것인 차량 테스트 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 작동은 상기 차량을 조향하는 것을 포함하는 것인 차량 테스트 방법.
  27. 제24항에 있어서, 상기 속도 제어 시스템을 작동시키는 것은 상기 속도 제어 시스템의 구성 요소에 결합된 액추에이터를 작동시키는 것을 포함하는 것인 차량 테스트 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 액추에이터를 작동시키는 것은 상기 액추에이터의 작동을 제어하는 차량의 컨트롤러에 입력 신호를 제공하는 것을 포함하는 것인 차량 테스트 방법.
  29. 제19항에 있어서, 팬으로부터의 공기에 대해 무단 벨트 및 차량을 선택적으로 배향시키는 것; 및
    공기의 이동과 차량 아래의 벨트의 일부분이 평행하지 않는 경우에 차량 및 무단 벨트 위로 공기를 송풍하는 것을 더 포함하는 것인 차량 테스트 방법.
  30. 제19항에 있어서, 차량에 센서를 마련하여, 차량의 승객이 겪는 차량 상의 힘, 모멘트 또는 다른 하중 특성을 측정하는 것을 더 포함하는 것인 차량 테스트 방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 측정은 차량의 조향에 관한 힘, 모멘트 또는 다른 하중 특성을 측정하는 것을 포함하는 것인 차량 테스트 방법.
  32. 제22항에 있어서, 상기 액추에이터를 작동시키는 것은 상기 액추에이터의 작동을 제어하는 차량의 컨트롤러에 입력 신호를 제공하는 것을 포함하는 것인 차량 테스트 방법.
  33. 차량을 위한 도로 시스템으로서,
    차량을 지지하도록 구성된 적어도 하나의 가동 무단 벨트를 구비한 플랫폼;
    적어도 하나의 기준 축선에 대한 상기 벨트 상의 차량의 위치, 변위, 속도 및 가속도 중 하나 이상을 나타내는 출력 신호를 제공하도록 구성된 센서 조립체; 및
    오토파일럿 시스템
    을 포함하며, 상기 오토파일럿 시스템은, 상기 출력 신호에 기초하여,
    상기 기준 축선에 대해 원하는 횡방향 위치에 차량을 구속하도록 차량에 횡방향 구속을 제공하지 않은 채 상기 무단 벨트 상에서의 차량의 원하는 횡방향 위치를 얻도록 차량의 조향 시스템을 작동시키는 것, 및
    원하는 종방향 위치에 차량을 구속하도록 차량에 종방향 구속을 제공하지 않은 채 상기 무단 벨트 상에서의 차량의 원하는 종방향 위치를 얻도록 차량의 속도 제어 시스템을 작동시키는 것
    을 수행하도록 구성되는 것인 차량용 도로 시스템.
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