KR102479175B1 - 테스트 스탠드 상에서 테스트 런을 수행하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

테스트 스탠드 상에서 테스트 런을 수행하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

테스트 벤치(11) 상에서 테스트 런을 제어하기 위한 타이어 모델의 조작을 더 간단하고 좀 더 유연하여서 좀 더 실용성 있도록 하기 위하여, 타이어(1)의 적어도 하나의 종방향 속도(vx)가 제1 시뮬레이션 모델(33)을 가진 제1 시뮬레이션 유닛(30)에서 계산되고, 종방향 속도(vx)는 제2 시뮬레이션 유닛(35)으로 제공되며, 타이어(1)의 종방향 힘(Fx) 및/또는 롤링 레지스턴스 토크(My)는 종방향 속도(vx)를 기초로 제2 시뮬레이션 유닛(36)에서 제2 시뮬레이션 모델(36)로 계산되며, 종방향 힘(Fx) 및/또는 롤링 레지스턴스 토크(My)는 테스트 벤치(11)의 로딩 머신(17)의 드라이빙 제어 유닛(34)에 대한 적어도 하나의 타겟 다이노 값(SD)을 계산하는데 사용된다.

Description

테스트 스탠드 상에서 테스트 런을 수행하기 위한 방법 및 장치
본 발명은 테스트 벤치 상에서 테스트 런을 수행하기 위한 방법에 관한 것인데, 테스트 견본(test specimen)은 로딩 머신에 의해 로딩되고, 로딩 머신은 드라이빙 제어 유닛에 의해 제어되며, 로딩 머신을 제어하기 위한 드라이빙 제어 유닛은 설정될 적어도 하나의 타겟 다이노 값(dyno value)을 사용하는데, 적어도 하나의 타겟 다이노 값은 시뮬레이션으로부터 계산되고, 본 발명은 또한, 테스트 런을 수행하기 위한 테스트 벤치를 제어하기 위한 관련 장치에 관한 것이다.
자동차, 드라이빙 트레인, 내연 기관, 변속기, 트랙션 배터리등과 같은 자동차나 자동차 부품(테스트 견본)의 테스팅을 위한 테스트 벤치 상에서 실제적인 테스트 런을 수행하기 위하여, 테스트는 자동차, 테스트 트랙, 자동차 환경, 자동차와 드라이빙 표면간의 상호작용 및 적절한 시뮬레이션 모델에 기초한 운전자의 시뮬레이션을 여러 번 사용해와서, 속력, 토크, 전류, 전압등과 같은 타겟 값이 테스트 벤치 상의 테스트 견본 및 이와 연결된 로딩 머신에 대해 계산될 수 있다. 이는 테스트 견본이 테스트 벤치 상에서 물리적으로 구성되고, 로딩 머신, 가령, 토크 또는 속력에 의해 로딩된다는 것을 의미한다. 그러므로, 테스트 견본이 사용되는 자동차 또는 이의 일부는 시뮬레이션 모델에 의해 시뮬레이트되고, 시뮬레이션은 테스트 런을 위해 테스트 벤치 상에서 물리적으로 구성된 테스트 견본을 보충한다. 용어 "테스트 런"은 일반적으로, 토크-시간 다이어그램이나 토크-속력 다이어그램의 형태로, 시간에 따른 로딩 변동이 있는 테스트 견본을 인터페이스를 통해 로딩하는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 이것의 목적은, 가령, 테스트 견본으로 테스트 루트에 걸쳐 드라이빙하는 것이고, 여기서, 테스트 견본은 테스트 벤치 상에서 배열되며, 그러므로, 테스트 견본이 실제 자동차에서 테스트 루트상에서 실제로 드라이빙하는 것과 동일한 로드(load)를 경험하도록 하는 것이다.
테스트 런에 대해 시뮬레이션 모델을 사용할 때, 테스트 런에 대한 타겟 값은, 실시간으로 가령 1 kHz의 주파수에서, 대개 일정한 인터벌에서 시뮬레이션 모델로부터 계산되고, 테스트 견본과 로딩 머신에 의해 테스트 벤치 상에서 조절된다. 추가적으로, 토크와 속력과 같은 특정한 측정값은 테스트 벤치 상의 측정에 의해 검출되고, 시뮬레이션에서 처리된다. 그러나, 브레이킹 조작이나 빠른 가속화와 같은 좀 더 높은 동적 제어 프로세스에서, 더 짧은 시간의 인터벌이 바람직하며, 실제 테스트 런에서 필요하다. 그럼에도 불구하고, 타겟값이 충분히 빠르게 계산될 수 없기 때문에, 가능한 컴퓨팅 능력 때문에 매우 빠르게 한계에 도달한다. 10 kHz나 그 이상까지의 사이클 시간이, 제어 처리가 매우 동적이고, 실제적인 응용예를 생성하는데 요구되며, 이는 현재 충분한 정확도로 효율적으로 실현되지 않는다. 가능한 계산 능력을 가지거나, 제어 처리에서 큰 시간 인터벌에 만족함에 의해 시뮬레이션 모델을 간단하게 하여야 한다. 그러나, 실제로, 이들 두 옵션은 매우 동적인 처리에 만족스럽지 않다.
특히, 타이어와 드라이빙 표면 사이의 행동, 가령 타이어 미끄러짐을 실제적으로 고려하는 것을 시뮬레이션에 높은 수요를 둔다. 이와 관련하여, EP 1 037 030 B1는 자동차의 행동이 드라이빙 표면 상에서 가능한 실제적으로 시뮬레이트될 수 있도록 하는 방법을 개시한다. 그렇게 하여, 타이어의 미끄럼 행동이 시뮬레이션 유닛 내의 타이어 모델에 기초하여 계산된다. 타이어 모델은, 테스트 벤치 상에서 타이어를 시뮬레이트하는 로딩 머신에 타겟값으로 주어지고 테스트 벤치 상에서 조절되는 토크 및 타이어에서 드라이빙 표면까지 전달되고 자동차 속도를 계산하기 위해 자동차 모델에서 처리되는 종방향 힘을 제공한다. 그러므로, 타이어 행동은 시뮬레이터 컴퓨터 상에서 전체적으로 시뮬레이트된다. 가능한 원동력은 시뮬레이션 컴퓨터의 능력 및/또는 시뮬레이션 모델의 복잡성에 의해 결정된다. 1 - 3 kH의 제어 사이클 시간은 전형적으로, 이러한 방법을 사용하여 가능하나, 실제적이고, 매우 동적인 테스트 런에 불충분하다.
전체 타이어 모델이 매우 복잡해 지기 때문에, EP 1 037 030 B1에서의 것과 같은 타이어 모델을 유지하는 것은 비교적 힘이 든다. 이를 차치하고, 타이어 모델, 심지어 그 일부를 변형하거나 개조하는 것도 같은 이유로 어렵다. 그 중에서도 특히, 실행되는 모델이 단호하게 구축되기 때문에, 타이어 모델은 융통성이 없다. 가령, 횡방향 힘이나 타이어 미끄러짐을 계산하기 위해, 다양한 타이어 모델이나 타이어 모델의 다른 부분을 사용하기 원한다면, 전체 다이어 모델은 교환되거나 적응되어야 한다.
그러므로, 본 발명에 의해 해결되는 문제점은 테스트 벤치 상에서 테스트 런을 제어하기 위한 타이어 모델의 조작을 더 간단하고 좀 더 유연하여서 좀 더 실용성 있도록 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 문제는, 타이어의 적어도 하나의 종방향 속도가 제1 시뮬레이션 모델을 가진 제1 시뮬레이션 유닛에서 계산되고, 종방향 속도는 제2 시뮬레이션 유닛으로 제공되며, 이는 제2 시뮬레이션 모델을 사용하여 종방향 속도에 기초하여 타이어의 종방향 힘 및/또는 롤링 레지스턴스 토크를 계산하고, 상기 종방향 힘 및/또는 롤링 레지스턴스 토크는 드라이빙 제어 유닛에 대한 적어도 하나의 타겟 다이노 값을 계산하는데 사용된다는 점에서 상기 언급한 방법에 의해 해결된다. 시뮬레이션을 별도의 제1 시뮬레이션 모델과 제2 시뮬레이션 모델로 나누는 것은 기능적 분리화(abstraction)와 모듈화(modularization)를 달성하는데, 이는 서로 독립적으로 개개의 시뮬레이션 모델이나 서브 모델이 파라미터화, 유지되거나 개조될 수 있도록 한다. 이는, 개개의 시뮬레이션 모델이 서로 분리되고, 이들 각각이 타이어의 시뮬레이션의 특정한 부분적인 양상만을 커버하기 때문에, 상당히 좀 더 관리가능한 방법이 될 수 있다. 시뮬레이션 모델들 사이에 구축된 인터페이스 때문에, 하나의 시뮬레이션 모델은 다른 시뮬레이션 모델의 어떤 인식을 갖지 않아도 된다. 이는 결국, 서로 다른 제조자가 시뮬레이션 모델을 사용할 수 있고, 특정한 시뮬레이션 모델과 다양한 다른 시뮬레이션 모델을 결합할 수 있다는 것이다. 게다가, 시뮬레이션 모델의 제조자는 로딩 머신이나 테스트 벤치의 기계 역학과의 관계에서 어떠한 기능을 요하지 않고, 이러한 대상에서 제조자들과 관련시킬 필요가 없는데, 왜냐하면, 오직 하나의 인터페이스가 이러한 목적으로 제공되고, 이는 테스트 벤치에서 사용될 수 있기 때문이다. 그러므로, 문제점에 적당한 인터페이스가 획득된다. 복잡한 시뮬레이션 모델과 시뮬레이션 환경의 테스트 벤치로의 통합은 이와 같은 방식으로 간단화된다.
마찬가지로, 이러한 문제점은 테스트 런을 수행하기 위한 테스트 벤치를 제어하기 위한 장치에 의해 해결되는데, 제1 시뮬레이션 모델을 가진 제1 시뮬레이션 유닛 및 제2 시뮬레이션 모델을 가진 제2 시뮬레이션 유닛이 제공되는데, 제1 시뮬레이션 모델은 타이어의 적어도 하나의 종방향 속도를 계산하고, 이를 제2 시뮬레이션 유닛으로 제공하도록 구성되고, 제2 시뮬레이션 유닛은 종방향 속도에 기초하여 타이어의 종방향 힘 및/또는 롤링 레지스턴스 토크를 계산하고, 그 정보로부터 드라이빙 제어 유닛에 대한 적어도 하나의 타겟 다이노 값을 계산하도록 구성된다.
청구된 방법으로, 시뮬레이션 모델은 원하는 만큼 복잡할 수 있다. 특히, 타이어의 수직력, 횡방향 힘, 드릴링 토크나 틸팅 토크와 같은 다른 값도 제1 시뮬레이션 유닛에서 계산될 수 있다. 이들 값은, 종방향 힘 및/또는 롤링 레지스턴스 토크 또는 드라이빙 제어 유닛에 대한 타겟 다이노 값을 계산하기 위하여, 구비된 인터페이스를 통해 제2 시뮬레이션 유닛으로 전달될 수 있다.
드라이빙 제어 유닛에 대한 적어도 하나의 타겟 다이노 값이 제2 시뮬레이션 유닛 내의 종방향 힘 및/또는 롤링 레지스턴스 토크로부터 계산된다면, 타겟 로드 토크나 타겟 다이노 속력은 드라이빙 제어 유닛으로 직접 제공될 수 있다. 그러므로, 드라이빙 제어 유닛도 시뮬레이션 모델의 어떠한 인식도 가질 필요가 없다. 이에 의해, 임의의 주어진 드라이빙 제어 유닛이 타겟 벤치 상에서, 특히 이를 개조하지 않고, 사용될 수 있도록 한다.
본 발명에 의해 해결되는 추가적인 문제는 시뮬레이션 모델로 테스트 벤치 상에서 테스트 런을 수행할 수 있는 제한된 역학의 문제를 개선시키는데 있다. 본 발명에 따르면, 이러한 문제는, 종방향 속도, 수직력, 횡방향 힘, 드릴링 토크 및 틸팅 토크의 값의 적어도 하나가 제1 주파수에서 제1 시뮬레이션 유닛 내에서 계산되고, 종방향 힘 및/또는 롤링 레지스턴스 토크는 제2 주파수에서 제2 시뮬레이션 유닛 내의 이들 값으로부터 계산된다는 점에서 해결된다. 바람직하게는, 제1 주파수는 제2 주파수보다 짧다. 그러므로, 높은 테스트 벤치 역학을 달성하는데 필요한 타이어의 비틀림 값(wrench value)은 종방향 속도와 다른 비틀림 값보다 더 자주 계산된다. 시뮬레이션 모델이 분리되기 때문에, 제2 시뮬레이션 유닛에서 가능한 계산 능력은 충분하다. 제1 시뮬레이션 유닛에서 계산된 값이 시뮬레이션의 품질에 대한 어떠한 제한 없이 덜 자주 업데이트, 즉, 계산될 수 있다. 특히, 이에 의해, 더 높은 역학 테스트 런이 테스트 벤치에서 수행될 수 있고, 테스트 견본은 드라이빙 제어 유닛에 의해 제어되는 로딩 머신에 연결된다.
제2 시뮬레이션 모델이 드라이빙 제어 유닛에서 실행될 때, 제2 시뮬레이션 유닛과 드라이빙 제어 유닛 사이에서, 기술적인 전달의 값에 대한 가능한 정지 시간이 감소된다. 컨버터에 가까운 제2 시뮬레이션 모델을 실행함에 의해, 더 빠르게 타겟 다이노 값을 계산할 수 있다.
시뮬레이션 모델의 정확성은, 종방향 힘 및/또는 롤링 레지스턴스 토크의 값을 타이어의 현재의 캠버 및/또는 현재의 스큐의 함수로 교정하는 교정 기간을 정의함에 의해 증가될 수 있다. 또한, 이는 테스트 벤치가 코너링을 시뮬레이트할 수 있도록 한다. 종방향 힘에 의존하는 타이어 미끄러짐이 제1 시뮬레이션 모델 및/또는 제2 시뮬레이션 모델에서 고려될 때, 시뮬레이션의 정확성에서의 증가로 이어진다.
또한, 청구된 방법은 바람직하게 롤러 테스트 벤치에서 사용될 수 있는데, 적어도 하나의 타이어는 로딩 머신에 의해 드라이빙된 롤러와 마찰적으로 연결된다. 그렇게 함으로써, 이러한 측정된 값이 롤러 테스트 벤치상에서 정상적으로 사용가능하기 때문에, 롤러의 롤러 토크는 바람직하게 측정된다. 제2 시뮬레이션 유닛에서, 종방향 힘 또는 롤링 레지스턴스 토크가 제2 시뮬레이션 모델로부터 계산되고, 다른 값은 운동 방정식(오일러 운동 방정식과 같은)으로부터 계산된다. 이렇게 하여, 종방향 힘 또는 롤링 레지스턴스 토크를 계산하는 것이 간단화될 수 있다.
또한, 롤러 테스트 벤치는 바람직하게, 타겟 다이노 값, 즉, 타이어 트레드나 컨베이어 벨트의 특정한 외주 속력으로 계산되는 셔플 속도에 의해, 롤러의 마찰 연결은 마찰 기어로 개조되는데 사용될 수 있다.
본 발명은 도 1 내지 5를 기초로 좀 더 자세히 아래에서 설명되는데, 이는 예시적이고, 개략적이며, 비제한적인 방식으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한다.
도 1은 타이어-지향성 좌표계로 캠버드 드라이빙 표면 상의 타이어를 도시한다.
도 2는 드라이빙 트레인 테스트 벤치의 예시를 도시한다.
도 3은 테스트 벤치의 청구된 제어 개념을 도시한다.
도 4는 제어 개념의 바람직한 발전을 도시한다.
도 5는 롤러 테스트 벤치의 예시를 도시한다.
도 1에서, 타이어(1)는 일반적으로 캠버드된 드라이빙 표면(2) 상에 개략적으로 도시된다. 타이어(1)는 드라이빙 표면(2) 상의 휠 접촉점(P)상에 서 있고(도 1은 휠 접촉점(P)의 캠버드된 드라이빙 표면(2) 상의 접평면(3)을 나타냄), 타이어(1)는 회전축(yc) 상의 휠의 중심점(C)을 중심으로 회전한다. 타이어(1)는 드라이빙 표면(2)과 점(P)에서 접촉하지 않고, 흔히 트레드 셔플(L)이라고 알려진 타이어 접촉 표면에 접촉한다. 다음을 고려하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 우향 좌표계가 고려된다. x 축은 타이어(1)의 트레드에 대응된다. y 축은 휠 접촉점(P)을 통과하면서 회전축(yc)에 평행하며, z 축은 휠 접촉점(P)과 휠 중심점(C)을 통과하는 연결선을 나타낸다. 그러므로, 휠 접촉점(P)은 캠버드 드라이빙 표면(2)과 휠 중심점(C) 사이의 거리를 최소화시키는 점이다. 선택된 좌표예에 따르면, 수직력(Fz), 트레드(tread)의 방향으로 종방향 힘(Fx) 및 횡방향 힘(Fy), 롤링 레지스턴스 토크(My), 드릴링 토크(Mz) 및 틸팅 토크(Mx)가 타이어(1)에서 발생한다. 함께 고려하면, 이들 힘과 토크는 타이어 "비틀림(wrench)" (= 스큐와 역학의 두 번째 타입)이라고 한다. 고유한 물리적 값으로서, 타이어 비틀림은 특정한 좌표 시스템으로의 브레이크다운(breakdown)과 독립적이다. 드라이빙 표면에 고정된 좌표 시스템에서 관측되는 가상 자동차의 휠 접촉점(P)의 속도는 V(P)로 표시된다. 트레드 상으로 V(P)의 프로젝션은 종방향 속도라고 하고 vx로 약칭한다.
드라이빙 트레인의 경우에, 테스트 벤치(11), 이 경우에 트레인 테스트 벤치 상의 테스트 견본(10)의 배치가 도 2에 예시로서 도시된다. 테스트 견본(10)은 테스트 벤치(11) 상에서 실제의 하드웨어로서 물리적으로 구성된다. 여기서, 드라이빙 트레인은 기어링 메카니즘(13)을 드라이빙하는 내연 기관이나 전기 모터와 같은 드라이빙 유닛(12)을 포함한다. 드라이빙 샤프트(15)는 알려진 방식으로, 기어링 메카니즘(13)을 두 개의 사이드 샤프트(16)를 추진시키는 차동 기어(14)와 연결한다. 타이어(1)가 있는 자동차 휠은 사이드 샤프트(16) 상의 휠 캐리어(18) 상에 정상적으로 배치된다. 현재의 테스트 벤치(11) 상에서, 자동차 휠은 로딩 머신(17)에 의해 대체되고, 이는 대개 적절한 방식으로, 가령, 커넥팅 플랜지(19)와 다이노 샤프트(20)를 사용하는 폼-피팅 방식으로, 휠 캐리어(18)에 연결되는 전기 모터이고, 이는 다이나노미터나 간략하게 다이노라고 한다. 그러므로, 드라이빙 트레인은 테스트 견본과 로딩 머신(17) 사이의 폼-피팅 연결부를 생성하는 것을 특징으로 한다. 브레이킹 시스템(21)은 이와 같이, 브레이킹을 위하여, 드라이빙 트레인에 브레이킹 토크(MB)를 부과하기 위하여 제공된다. 추가적인 드라이빙 토크를 생성하는 하이브리드 드라이빙 트레인에서의 휠 허브 모터나 전기 모터의 토크와 같은 더 많은 토크가 드라이빙 트레인에 영향을 줄 수 있다.
본 발명을 위해, 타이어 비틀림의 힘 및 토크의 일부만이 회전축(yc)을 중심으로 하는 타이어(1)의 회전 운동에 영향을 주고, 이는 결국 드라이빙 트레인 및 테스트 견본(10)에 영향을 주고, 스큐 이론의 의미 내에서 수직인 타이어 비틀림의 다른 부분은 드라이빙 트레인이 가상으로(시뮬레이션에 의해) 또는 실제로 설치되는 자동차의 드라이빙 역학에 영향을 준다는 것을 이해하는 것이 중요하다. 타이어 비틀림의 종방향 힘(Fx) 및 롤링 레지스턴스 토크(My)만이 회전 축(yc)을 중심으로 타이어(1)의 회전 운동에 영향을 준다. 다른 모든 타이어 비틀림의 값은 스큐 이론의 의미에서 트위스트에 직교하고, 타이어(1)의 회전 운동에 직접적인 영향을 가하지 않으나, 대신에 휠 서스펜션, 그래서 자동차에 영향을 준다.
테스트 벤치(11)의 시뮬레이션과 제어 개념은 도 3을 기초로 하여 아래에 좀 더 자세히 설명되 것이다. 도 2에 도시된 드라이빙 트레인과 같은 테스트 견본(10)은 테스트 벤치(11) 상에 물리적으로 구성된다. 테스트 견본(10)은 복수의 로딩 머신(17)과 연결되고, 가령, 로드 토크(Md)를 사용하여, 로딩 머신에 의해 로딩된다. 그러나, 간단화를 위해, 오직 하나의 로딩 머신(17)이 여기서 고려될 것이다. 테스트 견본(10)은 수행될 테스트 런의 사양에 따라 테스트 벤치(11)의 자동화 유닛(37)에 의해 제어될 수 있는데, 가령, 내연 기관(12)의 스로틀 밸브가 자동화 유닛(37)에 의해 제어되어서, 상기 자동화 유닛(37)이 테스트 견본(Sp)에 대한 타겟 값, 가령, 속력 및/또는 토크를 테스트 견본(10)에 대해 계산한다. 추가적으로, 자동화 유닛(37)은 이하에 설명되는 바와 같이, 시뮬레이션 유닛(30)에서 계산되는 시뮬레이션 값(G)을 얻을 수 있다.
로딩 머신(17)은 드라이빙 제어 유닛(34)에 의해 테스트 벤치(11) 상에서 제어된다. 이를 위하여, 드라이빙 제어 유닛(34)에는 타겟 로드 토크(MD, soll) 또는 등가적으로 타겟 다이노 속도(nD, soll)(일반적으로 타겟 다이노 값(SD))이 구비되는데, 이는 드라이빙 제어 유닛(34)에 의해 조절된다. 또한, 로딩 머신(17) 및/또는 테스트 견본(10)을 제어하기 위한 드라이빙 제어 유닛(34)은 실제 속력이나 실제 토크와 같은 측정값(MW)을 얻을 수 있는데, 이는 테스트 견본(10)이나 로딩 머신(17) 상의 적절한 센서에 의해 검출될 수 있다. 타겟 다이노 값(SD)은 이하에 설명되는 바와 같이, 이를 위한 시뮬레이션에서 결정된다.
제1 시뮬레이션 모델(31)은 가령, 시뮬레이션 하드웨어와 시뮬레이션 소프트웨어가 있는 시뮬레이션 컴퓨터와 같은, 이러한 경우에, 자동차 모델(32)과 제1 타이어 모델(33)의 형태인 서브-모델이 있는 제1 시뮬레이션 유닛(30)에서 실행된다. 제1 시뮬레이션 모델(31), 이러한 경우에 특히 제1 타이어 모델(33)을 사용할 때, 타이어 비틀림의 힘과 토크가 계산되는데, 이는 상기에서 설명된 바와 같이, 회전축(yc)을 중심으로 타이어(1)의 회전 운동, 즉, 수직력(Fz), 횡방향 힘(Fy), 틸팅 토크(Mx) 및 드릴링 토크(Mz)에 직접 영향을 주지 않는다. 이로부터, 타이어(1)의 횡적 역학에 영향을 주는 값, 특히, 횡방향 힘(Fy) 및/또는 드릴링 토크(Mz)는 도 3에 표시된 바와 같이, 가상 자동차의 시뮬레이션에 대한 이들 값을 처리하는 자동차 모델(32)로 다시 피드백될 수 있다.
자동차 모델(32)은 개개의 자동차 휠에 대한(또는 간단화하면 전체 자동차에 대한) 현재 자동차 속도(V(P))를 계산할 수 있고, 이를 추가 처리를 위해 제1 타이어 모델(33)로 제공할 수 있다.
특히, 타이어(1)의 휠 접촉점(P)의 종방향 속도(vx)는 제1 시뮬레이션 모델(31)에서 계산된다. 이는 자동차 모델(32)이나 제1 타이어 모델(33)에서 일어날 수 있다. 그러나, 시뮬레이션 모델(31)은 자동차 모델(32)이나 제1 타이어 모델(33)의 형태인 어떠한 서브-모델을 포함하지 않을 수 있다. 이러한 경우에, 종방향 속도(vx)는 제1 시뮬레이션 모델(31)에 의해 직접 계산된다. 이렇게 계산된 휠 접촉점(P)의 종방향 속도(vx)는 추가 처리를 위해 제2 시뮬레이션 유닛(35)으로 제공된다.
또한, 제1 시뮬레이션 유닛(30)에서 계산된 비틀림의 추가적인 값(수직력(Fz), 횡방향 힘(Fy), 틸팅 토크(Mx) 또는 드릴링 토크(Mz))이나 다른 값(가령, 기하학, 운동학 값이나 드라이빙 표면의 기술적 특징(마찰 계수와 같은))이 필요하면, 추가적인 처리를 위해 제2 시뮬레이션 유닛(35)으로 제공될 수 있다.
가령, 시뮬레이션 하드웨어와 시뮬레이션 소프트웨어가 있는 제2 시뮬레이션 컴퓨터와 같은 제2 시뮬레이션 유닛(35)에서, 제2 시뮬레이션 모델(36), 특히 제2 타이어 모델은 회전축(yc)을 중심으로 타이어(1)의 회전 운동에 직접 영향을 주는 타이어 비틀림의 힘과 토크, 즉, 종방향 힘(Fx) 및/또는 롤링 레지스턴스 토크(My)를 계산하도록 실행된다. 이를 위해, 제2 시뮬레이션 유닛(35)은 제1 시뮬레이션 유닛(30)으로부터 얻은 적어도 종방향 속도(vx)를 사용하고, 가능하면, 수직력(Fz), 횡방향 힘(Fy), 틸팅 토크(Mx) 또는 드릴링 토크(Mz)과 같은 다른 수신된 값이나 기하학, 운동학 값(가령, 스큐 각도나 횡방향 속도)이나 드라이빙 표면의 기술적 특징과 관련된 값을 사용한다. 타이어 물리학에서 알려진 바와 같이, 종방향 힘(Fx)은 휠 접촉점(P)의 종방향 속돌(vx)의 운동학 값에 실질적으로 의존하나, 수직력(Fx)과 같은 비틀림의 값에도 의존하며, 이에 의해, 종방향 힘(Fx)을 결정하기 위한 간단한 모델을 이끌어낼 수 있다. 타겟 다이노 값(SD), 여기서, 가령, 드라이빙 제어 유닛(34)에 대한 타겟 로드 토크(MD,soll) 또는 타겟 다이노 속력(nD,soll)은 종방향 속도(vx)로부터 계산되고, 가능하면, 비틀림의 값 또는 자동차 모델(32)에서 계산될 수 있는 타입 1의 스큐 각도나 캠버와 같은 다른 요구 값으로부터 계산될 수 있다.
이는, 가령, 아래 형태의 오일러 운동 방정식과 같은 운동 방정식에서 발생한다.
Figure 112017070068036-pct00001
자동차 휠의 질량 관성 모멘트(JW), 회전 각도(측정될 수 있음)로 회전 가속도(
Figure 112017070068036-pct00002
), 롤링 레지스턴스 토크(My), 종방향 힘(Fx), 자동차 휠의 반경(r), 브레이킹 토크(MB), 가령, 내연 기관(12)으로 드라이빙 트레인에 가해지는 드라이빙 토크(MA) 및 마찰 토크, 공기 레지스턴스 토크등과 같은 임의의 추가적인 토크(Maux)의 값이다. 적절하게, 토크는 대수적인 값으로서의 부호를 가진다. 브레이킹 토크(MB)와 드라이빙 토크(MA)는 측정되거나 테스트 런으로부터 알 수 있거나, 이들은 테스트 벤치(11) 상에서 측정된 다른 값으로부터 계산되거나 추정된다.
도 3에 도시된 실시예에서, 종방향 속돌(vx) 및 수직력(Fz)은 제1 타이어 모델(33)에서 계산되고, 제2 시뮬레이션 유닛(35)으로 제공된다. 횡방향 힘(Fy) 및 드릴링 토크(Mz)는 이와 같이, 제1 타이어 모델(33)에서 계산되고, 자동차 모델(32)로 다시 전해진다. 이를 차치하고, 종방향 힘(Fx) 및/또는 롤링 레지스턴스 토크(My)와 같은 제2 시뮬레이션 유닛(35)에서 계산된 비틀림의 값은 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 시뮬레이션 모델(31)로 다시 피드백될 수 있다.
타겟 다이노 값(SD)을 결정하기 위해, 대략, 두 개의 값, 즉, 종방향 힘(Fx)과 롤링 레지스턴스 토크(My) 중 하나만 계산하는 것이 충분하다. 예를 들어, 롤링 레지스턴스 토크(My = 0)로 가정되거나, 롤링 레지스턴스 토크(My)만 고려될 수 있다. 상기 운동 방정식은 이에 따르 그 자체로 개조될 것이다.
이렇게 하여, 제1 시뮬레이션 유닛(30) 및/또는 제2 시뮬레이션 유닛(35)은, 드라이빙 표면 파라미터, 환경 파라미터 또는 타이어 파라미터와 같은 시뮬레이션에 필요한 파라미터(P)를, 수행될 테스트 런에 따라 자동화 유닛(37)으로부터 얻는다.
이와 같이, 제1 및/또는 제2 시뮬레이션 유닛은, 속력과 토크와 같은 시뮬레이션을 위해 측정된 값(MW)을, 도 3에 도시된 바와 같이, 테스트 벤치(11)로부터 얻는다.
타겟 다이노 값(SD)을 계산하기 위해 시뮬레이션 모델을 별도의 제1 시뮬레이션 모델(33)과 제2 시뮬레이션 모델(36)로 분할하는 본질적인 이점은 기능적 분리화와 모듈화의 원리에서 알 수 있다. 제1 및 제2 시뮬레이션 유닛(30, 35) 및 이들에서 실행되는 시뮬레이션 모델(31, 36)의 제조자들은 서로 다른 제조자 일 수 있고, 일반적으로, 로딩 머신(17)이나 테스트 벤치(11)의 기계 역학과 관련된 문제에서 어떠한 경쟁을 요하지 않으며, 이러한 주제에서 이들과 관련될 필요가 없는데, 왜냐하면, 테스트 벤치(11) 상에서 사용될 수 있는 오직 하나의 인터페이스가 이를 위해 제공되기 때문이다. 그러므로, 문제에 대해 개조된 인터페이스가 획득된다. 테스트 벤치(11)로의 복잡한 시뮬레이션 모델(31, 36)과 시뮬레이션 환경의 통합은 이러한 방식으로 간단화된다. 또한, 제2 시뮬레이션 유닛(35)은 종종 이미 완전히 실행되고, 테스트 벤치(11) 상에서 가능하다. 이러한 가능한 인터페이스는 그리고 나서, 서로 다른 제조자들로부터의 제1 시뮬레이션 유닛(30)과 용이하게 결합될 수 있다. 많은 사용자에 의해 요구된 테스트 벤치 시스템 및 시뮬레이션의 개방성의 관점에서, 이는 매우 가치 있는 성과이다.
서로 다른 시뮬레이션 유닛(30, 35)에서 실행되는 별도의 제1 시뮬레이션 모델(33)과 제2 시뮬레이션 모델(36)로의 시뮬레이션 모델의 분할의 추가적인 중요 이점은, 타이어(1)의 회전 운동, 그래서 역학에 책임이 있는 타이어 비틀림의 값이 다른 값보다 더 작은 시간 증분에서 계산될 수 있다는 사실에 있다. 예를 들어, 타이어(1)의 회전 운동에 책임이 있는 타이어 비틀림의 값, 주로 종방향 힘(Fx) 및/또는 롤링 레지스턴스 토크(My)는 10 kHz의 주파수로 제2 시뮬레이션 유닛(35)에서 계산되는 반면, 종방향 속도(vx)는 1 kHz의 주파수로 제1 시뮬레이션 유닛(30)에서 계산된다. 그러므로, 로딩 머신(17)을 제어하는데 필요한 타겟 다이노 값(SD)은 더 작은 시간 증분에서 제공되어서(더 높은 주파수), 로딩 머신(17)의 좀 더 미세하게 시간-분해된 제어를 가능하게 하여, 도 높은 역학 제어 처리의 제어를 할 수 있도록 한다. 이에 덧분여서, 종방향 힘(Fx) 및/또는 롤링 레지스턴스 토크(My)는 드라이빙 제어 유닛(34)에 근접하여 계산되어서, 드라이빙 제어 유닛(34)으로 타겟 다이노 값(SD)의 전달을 위한 정지 시간이 감소될 수 있고, 이는 더 높은 동적 계산에 바람직하다. 제1 시뮬레이션 유닛(30)에서 계산된 값은 더 큰 시간의 증분, 가령, 1 kHz의 주파수로 계산된다. 제2 시뮬레이션 유닛(35)에 있어서, 제1 시뮬레이션 유닛(30)으로부터 얻은 값, 특히, 종방향 속도(vx) 및 가능하면 비틀림의 값은 더 큰 시간 증분(더 낮은 주파수)으로 업데이트되어서, 제2 시뮬레이션 유닛(35)은 타겟 다이노 값(SD)을 계산한다. 그러나, 이는 테스트 런을 수행하는 것에 대한 문제점을 나타내지 않느다. 일반적으로, 제2 시뮬레이션 유닛(35)은 계산된 값들, 종방향 힘(Fx) 및/또는 롤링 레지스턴스 토크(My) 및 가능하면 다른 값을 다시 제1 시뮬레이션 유닛(30)으로 공급한다.
특히 바람직한 실시예에서, 제2 시뮬레이션 모델(36)은 드라이빙 제어 유닛(34)에서 실행되는데, 이러한 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 시뮬레이션 유닛(35)으로서 기능을 한다. 이러한 방식으로, 타겟 다이노 값(SD)은 드라이빙 제어 유닛(34)에서 직접 계산될 수 있고, 이는 특히, 제2 시뮬레이션 유닛(35)과 드라이빙 제어 유닛(34) 사이에 필요한 데이터 전송에 의해 정지 시간을 추가로 줄일 수 있다. 이미 구축된 임의의 테스트 벤치 솔루션은 제2 시뮬레이션 모델(36)이 있는 테스트 벤치(11) 상의 기존 드라이빙 제어 유닛(34)을 보충함에 의해 이러한 방식으로 새로 장착될 수 있다. 제공된 드라이빙 제어 유닛(34)의 가능한 계산 능력은, 타이어(1)의 회전 운동, 다시 말해 종방향 힘(Fx) 및/또는 롤링 레지스턴스 토크(My)를 책임지는 타이어 비틀림의 값을 계산하기에 대개 충분하다.
그러나, 종방향 속도(vx)와 종방향 힘(Fx) 및/또는 롤링 레지스턴스 토크(My)를 별도로 계산하는 청구된 접근법은 테스트 벤치(!1) 상의 테스트 견본(10)을 반드시 요구하는 것은 아니며, 도 1에 따른 드라이빙 트레인에 도시된 바와 같이, 타이어(1)만 빠진다. 당연히, 본 발명은 다른 테스트 견본(10)에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 테스트 견본이 로딩 머신(17)에 연결된 엔진 테스트 벤치상의 내연 기관(12)이라면, 실제적인 테스트도 여전히 수행될 수 있다. 또한, 종방향 속도(vx) 및 타이어(1)의 회전 운동에 영향을 주지 않는 타이어 비틀림의 가능한 값은 상기 기술된 바와 같이, 제1 시뮬레이션 모델(31)을 가진 제1 시뮬레이션 유닛(30)에서 계산된다. 제2 시뮬레이션 모델(36)은 제2 시뮬레이션 유닛(35) 또는 드라이빙 제어 유닛(34)에서 사용되어서, 타이어의 회전 운동에 영향을 주는 타이어 비틀림의 값, 즉, 종방향 힘(Fx) 및/또는 롤링 레지스턴스 토크(My)를 계산할 수 있다. 이러한 경우에 로딩 머신(17)에 대한 타겟 다이노 값(SD)을 결정하기 위하여, 내연 기관(12)과 타이어(1) 사이의 드라이빙 트레인의 구성은 제2 시뮬레이션 유닛(35)이나 드라이빙 제어 유닛(34)에서 바람직하게 시뮬레이트될 수 있다.
다른 한 편으로, 본 발명에 따른 타이어 비틀림의 값의 계산을 분할하는 것은 롤러 테스트 벤치, 도 5에 기술된 바와 같이, 타이어(1)가 테스트 벤치(!1)상에 실제로 존재하지 않을 때에도 적용될 수 있다.
도 5에서, 도 2에 기술된 것과 같은 드라이빙 트레인은 롤러 테스트 벤치의 형태로 테스트 벤치(11)상에 배치된다. 여기서, 휠 캐리어(18) 상에 타이어(1)를 가진 자동차 휠(40)은 테스트 견본(10) 상에 배치된다. 롤러(41)는 테스트 벤치(11) 상에 배치되고, 자동차 휠(40)은 타이어(1)의 트레드 셔플(L)(도 1 참조)을 통해 롤러와 관련있다. 도시된 실시예에서, 각각의 자동차 휠(40)에 그 자체 롤러(41)가 구비되더라도, 복수의 자동차 휠(40)에 오직 하나의 롤러(41)가, 특히 하나의 액슬 상에 제공될 수 있음은 물론이다. 모든 휠 드라이빙 트레인에 대해, 4개의 롤러(41) 또는 하나의 롤러(41) 각각이 액슬 당 제공될 수 있다. 각각의 롤러(41)는 관련 로딩 머신(17)에 의해 드라이빙된다. 롤러 테스트 벤치는 마찰 기어이고, 그래서, 마찰 드라이빙 설계의 예시이다. 이러한 설계에서, 타이어(1)는 롤러(41) 위에 마찰적으로 롤링되고, 여기서, 로딩 머신(17)에 의해 로딩된다. 로딩은 로드 토크(MD)에 의해, 또는 마찰 방식으로 타이어(1) 상에 (타겟) 토크를 부과함에 의해, 수행된다. 마찰 기어의 이론으로부터 오랫동안 알려진 바와 같이, 트레드 셔플(L)의 힘과 토크는 타이어(1)와 롤러(41) 사이의 접촉 영역에서 타이어 미끄러짐으로 이어진다. 롤러 테스트 벤치 및 이들과 같은 마찰 기어들은 오랫동안 알려져 왔으므로, 여기서 더 자세히 논의되지 않을 것이다. 따라서, 롤러(41)는 특정한 셔플 속력이나 컨베이어 벨트의 속력이나 타이어 트레드를 마찰 연결에 의해 타이어(1) 상에 부과하기 위한 수단이다. 그러나, 이러한 셔플 속력은 힘의 법칙에 의해 자동차 속도에 순수하게 운동학적으로 결합되지 않는다. 자동차 속도는 롤러 표면의 접 속도와 일치하지 않는다. 예를 들어, 타이어(1)의 타이어 트레드나 트레드 셔플(L)은 얼음판 위에서 돌 수 있고(spin), 자동차는 100% 타이어 미끄러짐으로 정지된다. 롤러(41)는 이러한 운전 수동의 시뮬레이션에서 정지하지 않는다.
도 3과 관련하여 이미 설명된 바와 같이, 테스트 견본(10)의 제어, 가령, 내연 기관(12)은 테스트 벤치(11)의 자동화 유닛(37)에 의해 다시 수행되고, 이는 테스트 벤치(간결성을 위해 도 5에 도시되지 않음)로부터 측정된 값(MW)을 다시 얻을 수 있다. 드라이빙 제어 유닛(34)은 적절한 속력 센서를 사용하여 테스트 벤치(11)에서 결정될 수 있는 가령, 롤러 속력(nRL)이나 롤러 토크(MRL, MRR)와 같은 측정된 값(MW)으로 추가될 수 있다. 타겟 다이노 값(SDL, SDR)은 시뮬레이션에서 다시 결정된다. 바람직하게, 시뮬레이션은, 롤러(41)가 마찰 기어이고, 타이어(41)의 롤러(41)와 트레드 셔플(L)이 전반적인 시스템 역학에 의존하는 상대 속도(타이어 미끄러짐)를 가지는 롤러 테스트 벤치에 내재하는 속성을 고려한다. 따라서, 롤러 테스트 벤치는 셔플 속력을 조절할 수 있다. 그러므로, 테스트 벤치의 타입, 롤러 테스트 벤치 및 드라이빙 트레인 테스트 벤치에서, 실제 세상에서 임의의 종류의 드라이빙 표면에 존재하는 타이어 미끄러짐을 실행할 수 있다.
정상적으로, 롤러 토크의 실제 값(MR)(또는 MRL, MRR)은 롤러 테스트 벤치에서 가능하고, 적절한 센서에 의해 테스트 벤치(11) 상에서 검출된다. 롤러(41)에 대한 오일러 운동 방정식에 기초하여, 타이어 비틀림의 특정한 값만 회전 운동, 특히, 종방향 힘(Fx) 및 롤링 레지스턴스 토크(My)에 영향을 주는 기본적인 발명 아이디어로부터 직접적으로 다음의 관계식이 발생한다.
Figure 112017070068036-pct00003
알려진 롤러 반경(Rr), 롤러의 질량 관성 모멘트(JR), 정지 기준계에 대한 롤러의 회전 가속도(
Figure 112017070068036-pct00004
) 및 공기역학과 롤러의 마찰 손실 등과 같은 임의의 추가적인 토크(Maux)이다.
제1 시뮬레이션 유닛(30)에서, 제1 시뮬레이션 모델(31)은 자동차 모델(32)과 제1 타이어 모델(33)(또는 도 5에 표시된 바와 같이, 복수의 타이어(1)의 경우에 복수의 제1 타이어 모델(33))로 다시 실행된다. 휠 접촉점(P)의 종방향 속도(vx) 및 타이어(1)의 회전 운동에 직접적으로 영향을 주지 않는 타이어 비틀림의 가능한 값은 제1 시뮬레이션 모델(31)로 다시 계산된다.
타이어(1)의 회전 운동에 직접적으로 영향을 주는 타이어 비틀림의 값, 다시 말해, 종방향 힘(Fx) 및/또는 롤링 레지스턴스 토크(My)는 제2 시뮬레이션 유닛(35)(또는 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 타이어(1)의 경우에 복수의 제2 시뮬레이션 모델(36)), 바람직하게는 다시 제2 타이어 모델로 계산된다. 이를 위해, 두 개의 값은 도 3을 참조하여 이전에 설명되었던 바와 같이, 제2 시뮬레이션 모델(36)을 사용하여 시뮬레이션으로부터 얻을 수 있다. 대안적으로, 두 개의 값은 상기 도시된 오일러 운동 방정식으로부터 계산될 수도 있다. 그리고 나서, 시뮬레이션은 종방향 힘(Fx)과 롤링 레지스턴스 토크(My)의 두 값 중 하나를 계산하거나 추정한다면, 각각의 잃어버린 두 번째 값은 롤러 토크(MR)와 롤러(41)의 회전 가속도(
Figure 112017070068036-pct00005
)의 측정된 값으로부터 시뮬레이션으로서 상기 운동 방정식으로부터 계산될 수 있다. 상기에서 설명된 바와 같이, 두 값, 종방향 힘(Fx)과 롤링 레지스턴스 토크(My)들 중 오직 하나를 계산하는 것은 타겟 다이노 값(SD)을 결정하기에 충분할 수 있다.
이러한 방식으로 측정되거나 추정된 값은 일반적으로 제1 시뮬레이션 유닛(30)으로 피드백된다.
또한, 자동차 휠(40)의 캠버와 스큐로부터 발생하는 2차 효과도 롤러 테스트 벤치에서 고려될 수 있다. 이렇게 하여, 자동차의 테스트 런이나 시뮬레이션 모델로부터 알 수 있거나 측정될 수 있는 현재 캠버 및/또는 현재의 스큐의 함수로서 종방향 힘(Fx) 및/또는 롤링 레지스턴스 토크(My)의 값을 교정하는 교정 기간이 정의될 수 있다. 교정 기간은 알려지고 미리 규정된 특징적인 곡선이나 특징적인 다이어그램으로부터 결정될 수 있다. 원칙적으로, 이와 같은 교정은, 가령, 자동차 휠의 적절한 시뮬레이션 모델에 의해, 제1 시뮬레이션 모델(31)의 캠버와 스큐가 고려될 때, 도 2에 따른 장치에서 가능할 수 있다.
롤러(41)와 타이어 트레드 셔플은 상대적인 속도, 소위 타이어 미끄러짐을 가지는데, 이는 전반적인 시스템 역학에 의존한다. 자동차의 타이어 또는 타이어들(1)의 검출된 타이어 비틀림으로부터, 타이어(1)의 타겟 셔플 속력은 그 자체로 알려져 있는, 역 타이어 모델(inverse tire model)로부터 제2 시뮬레이션 유닛(35)에서 계산될 수 있다. 마찰 기어 롤러/타이어 셔플의 마찰 물리학을 통합하는 타이어(1)의 타겟 셔플 속력 및 트레드 셔플 모델을 사용하여, 롤러(41)의 타겟 셔플 속력이 형성되고, 이는 타겟 다이노 값(SD)으로서 드라이빙 제어 유닛(34)으로 제공될 수 있다. 가령, 알려진 미끄러짐 곡선은 트레드 셔플 모델로서 그려질 수 있고, 이는 캠버, 토-인(toe-in), 수직력(Fz) 및 온도의 영향을 고려한다. 그러므로, 롤러 테스트 벤치는 휠 속력이 직접 측정되지 않을 때, 모델-기반 방식으로 셔플 속력을 조절할 수 있다.
본 발명의 추가적인 양태는 타이어 손실도 고려될 수 있다는 사실에 있다. 예를 들어, 타이어(1)에서의 전력 손실은 타이어 미끄러짐 때문에, 롤링 레지스턴스 토크(My)와 종방향 힘(Fx)에 의존한다. 이러한 전력 손실은 시뮬레이션 동안에, 특히 롤러 테스트 벤치의 마찰 기어에서의 실제 손실이 가상으로 시뮬레이트되는 드라이빙 환경에서의 손실과 상이할 때, 고려될 수 있다. 이를 위해, 자동차의 제1 시뮬레이션 모델(31)이나 자동차 모델(32)에서, 이러한 전력 손실은 제1 시뮬레이션 유닛(30)에서 고려되어 자동차의 추진력을 계산하는 것이 가능하다. 전력 손실이 제2 시뮬레이션 유닛(35)에서 계산되고 제1 시뮬레이션 유닛(30)으로 제공되거나, 종방향 힘(Fx) 및/또는 롤링 레지스턴스 토크(My)가 직접 그쪽으로 전달된다.
이러한 맥락에서, 코너링에 의해 야기되거나 불균등한 드라이빙 표면의 결과로서의 타이어 손실도 롤러 테스트 벤치에 고려될 수 있는 것이 가장 바람직하다. 예를 들어, 코너링은 제1 시뮬레이션 유닛(30)에서 고려되는 자동차 휠(40)의 스큐 각도를 야기한다. 전력 손실은 스큐 각도와 함께 증가하는데, 이러한 관계는 알려져 있고 공식이나 모델에 의해 설명될 수 있다. 이는, 코너링(다시 교정 기간에서)에 의해 야기되는 타이어 손실을 제1 시뮬레이션 모델(31)에서 고려될 수 있도록 하고, 코너링이 있는 실제적인 테스트 런이 테스트 벤치(11)상에서 수행될 수 있다.
물론, 종방향 힘(Fx) 및/또는 롤링 레지스턴스 토크(My)는 타겟 다이노 값(SD)으로서 드라이빙 제어 유닛(34)으로 직접 전달될 수 있다. 그리고 나서, 드라이빙 제어 유닛(34)은 종방향 힘(Fx) 및/또는 롤링 레지스턴스 토크(My)를 직접 사용하여, 로딩 머신(17)을 활성화시킬 수 있다. 이러한 경우에, 타겟 다이노 값(SD)도 종방향 힘(Fx) 및/또는 롤링 레지스턴스 토크(My)의 계산과 동시에 결정된다.
종방향 속도(vx)가 제1 시뮬레이션 모델(31)이나 제1 타이어 모델(33)을 가진 제1 시뮬레이션 유닛(30)에서 타이어(1)에 대해 계산되고, 제2 시뮬레이션 유닛(35)으로 전달된다는 상기 설명으로부터 도출된다. 물론, 다른 등가적인 값이 계산될 수 있는데, 이로부터 종방향 속도(vx)가 직접 파생될 수 있다. 본 발명의 의미 내에서 종방향 속도(vx)의 계산이 이해된다. 이러한 경우에, 예시로서, 종방향 속도(vx) 대신에, 자동차의 종방향 및 횡방향 액스(axe) 상에 V(P)의 프로젝션은 물론, 토-인이 제1 시뮬레이션 유닛(30)에서 계산되고, 이로부터 종방향 속도(vx)를 직접 파생시킬 수 있는 제2 시뮬레이션 유닛(35)으로 전달된다는 것에 유의해야 한다.
상기 설명으로부터, 수직력(Fz)도 제1 시뮬레이션 모델(31)이나 제1 타이어 모델(33)을 가진 제1 시뮬레이션 유닛(30)에서 타이어(1)에 대해 계산될 수 있다는 것을 도출할 수 있다. 물론, 다른 등가적인 값도 계산될 수 있는데, 이로부터, 수직력(Fz)이 직접 파생될 수 있다. 또한, 본 발명의 의미 내에서 수직력(Fz)의 계산이 이해된다. 여기서 유의해야 하는 예시는
Figure 112017070068036-pct00006
의 형태로 타이어(1)의 선형적인 힘이다. 여기서, z는 시간에 따른 특정점에서 타이어 편향을 나타내고, c는 타이어(1)의 탄성 계수를 나타낸다. 옵션으로, 댐핑 상수(d)를 가진 댐핑 항도 고려될 수 있다. 이러한 방식으로, 타이어 편향(z)은 제1 시뮬레이션 유닛(30)에서 수직력(Fz)과 동일하게 계산되고, 이로부터 수직력(Fz)을 직접 파생시킬수 있는 제2 시뮬레이션 유닛(35)으로 제공된다.

Claims (16)

  1. 테스트 벤치(11) 상에서 테스트 런을 수행하기 위한 방법에 있어서, 테스트 견본(10)은 로딩 머신(17)에 의해 로딩되고, 상기 로딩 머신(17)은 드라이빙 제어 유닛(34)에 의해 제어되며, 상기 드라이빙 제어 유닛(34)은 상기 로딩 머신(17)을 제어하기 위해 설정되어야 하는 적어도 하나의 타겟 다이노 값을 사용하며, 상기 적어도 하나의 타겟 다이노 값(SD)은 시뮬레이션으로부터 계산되되, 타이어(1)의 적어도 하나의 종방향 속도(vx)는 제1 시뮬레이션 모델(31)을 가진 제1 시뮬레이션 유닛(30)에서 계산되고, 종방향 속도(vx)는 제2 시뮬레이션 유닛(35)으로 제공되며, 타이어(1)의 종방향 힘(Fx) 및 롤링 레지스턴스 토크(My) 중 적어도 하나는 종방향 속도(vx)를 기초로 제2 시뮬레이션 모델(36)을 가진 제2 시뮬레이션 유닛(35)에서 계산되며, 드라이빙 제어 유닛(34)에 대한 적어도 하나의 타겟 다이노 값(SD)은 종방향 힘(Fx) 및 롤링 레지스턴스 토크(My) 중 적어도 하나로 결정되는 것을 특징으로 하는 테스트 벤치(11) 상에서 테스트 런을 수행하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 타이어(1)의 수직력(Fz), 횡방향 힘(Fy), 드릴링 토크(Mz) 및 틸팅 토크(Mx) 중 적어도 하나의 값은 제1 시뮬레이션 유닛(30)에서 계산되고, 종방향 힘(Fx) 및 롤링 레지스턴스 토크(My) 중 적어도 하나의 계산을 위해 제2 시뮬레이션 유닛(35)으로 제공되는 것을 특징으로 하는 테스트 벤치(11) 상에서 테스트 런을 수행하기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 드라이빙 제어 유닛(34)에 대한 적어도 하나의 타겟 다이노 값(SD)은 제2 시뮬레이션 유닛(35) 내의 종방향 힘(Fx) 및 롤링 레지스턴스 토크(My) 중 적어도 하나로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 테스트 벤치(11) 상에서 테스트 런을 수행하기 위한 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 종방향 속도(vx), 수직력(Fz), 횡방향 힘(Fy), 드릴링 토크(Mz) 및 틸팅 토크(Mx) 중 적어도 하나의 값은 제1 주파수로 제1 시뮬레이션 유닛(30)에서 계산되고, 종방향 힘(Fx) 및 롤링 레지스턴스 토크(My) 중 적어도 하나는 제2 주파수로 제2 시뮬레이션 유닛(35) 내에서 상기 종방향 속도(vx), 수직력(Fz), 횡방향 힘(Fy), 드릴링 토크(Mz) 및 틸팅 토크(Mx) 중 적어도 하나의 값으로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 테스트 벤치(11) 상에서 테스트 런을 수행하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 제1 주파수는 제2 주파수보다 짧은 것을 특징으로 하는 테스트 벤치(11) 상에서 테스트 런을 수행하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 제2 시뮬레이션 모델(36)은 드라이빙 제어 유닛(34)에서 실행되는 것을 특징으로 하는 테스트 벤치(11) 상에서 테스트 런을 수행하기 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 종방향 힘(Fx) 및 롤링 레지스턴스 토크(My) 중 적어도 하나의 값은 타이어(1)의 전류 캠버 및 전류 스큐 중 적어도 하나의 함수로 교정되는 것을 특징으로 하는 테스트 벤치(11) 상에서 테스트 런을 수행하기 위한 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 종방향 힘(Fx)에 의존하는 타이어 미끄러짐은 시뮬레이션 동안 제1 시뮬레이션 모델(31) 및 제2 시뮬레이션 모델(36) 중 적어도 하나에서 고려되는 것을 특징으로 하는 테스트 벤치(11) 상에서 테스트 런을 수행하기 위한 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 롤러 테스트 벤치는 테스트 벤치(11)로 사용되고, 적어도 하나의 타이어(1)는 로딩 머신(17)에 의해 드라이빙되는 롤러(41)와 마찰로 연결되는 것을 특징으로 하는 테스트 벤치(11) 상에서 테스트 런을 수행하기 위한 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 롤러(41)의 롤링 레지스턴스 토크(MR)가 측정되고, 종방향 힘(Fx) 롤링 레지스턴스 토크(My) 중 적어도 하나가 제2 시뮬레이션 유닛(35) 내의 제2 시뮬레이션 모델(36)로부터 계산되고, 각각의 다른 값은 모션의 방정식으로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 테스트 벤치(11) 상에서 테스트 런을 수행하기 위한 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 셔플 속력은 타겟 다이노 값(SD)로 계산되고, 마찰 연결에 의해 롤러(41)를 마찰 기어로 조절하는 것을 특징으로 하는 테스트 벤치(11) 상에서 테스트 런을 수행하기 위한 방법.
  12. 테스트 런을 수행하기 위해 테스트 벤치(11)를 제어하기 위한 장치에 있어서, 테스트 견본(10)은 테스트 벤치(11) 상에서 구성되고, 테스트 견본(10)은 로딩 머신(17)에 연결되며, 드라이빙 제어 유닛(34)은 로딩 머신(17) 상의 타겟 다이노 값(SD)을 설정하기 위해 제공되고, 시뮬레이션은 타겟 다이노 값(SD)을 계산하되, 제1 시뮬레이션 모델(33)을 가진 제1 시뮬레이션 유닛(30) 및 제2 시뮬레이션 모델(36)을 가진 제2 시뮬레이션 유닛(35)이 제공되는데, 제1 시뮬레이션 모델(33)은 타이어(1)의 적어도 하나의 종방향 속도(vx)을 계산하고, 제2 시뮬레이션 유닛(35)으로 제공하고, 제2 시뮬레이션 유닛(35)은 종방향 속도(vx)를 기초로 타이어(1)의 종방향 힘(Fx) 및 롤링 레지스턴스 토크(My) 중 적어도 하나를 계산하여, 그 정보로부터 드라이빙 제어 유닛(34)에 대한 적어도 하나의 타겟 다이노 값(SD)을 결정하는 것을 특징으로 하는 테스트 런을 수행하기 위해 테스트 벤치(11)를 제어하기 위한 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 타이어(1)의 수직력(Fz), 횡방향 힘(Fy), 드릴링 토크(Mz) 및 틸팅 토크(Mx) 중 적어도 하나의 값은 제1 시뮬레이션 유닛(30)에서 계산되고, 드라이빙 제어 유닛(34)에 대한 타겟 다이노 값(SD)의 계산을 위해 제2 시뮬레이션 유닛(35)으로 제공되는 것을 특징으로 하는 테스트 런을 수행하기 위해 테스트 벤치(11)를 제어하기 위한 장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 타이어(1)의 종방향 속도(vx), 수직력(Fz), 횡방향 힘(Fy), 드릴링 토크(Mz) 및 틸팅 토크(Mx) 중 적어도 하나의 값은 제1 주파수로 제1 시뮬레이션 유닛(30)에서 계산되고, 종방향 힘(Fx) 및 롤링 레지스턴스 토크(My) 중 적어도 하나는 상기 종방향 속도(vx), 수직력(Fz), 횡방향 힘(Fy), 드릴링 토크(Mz) 및 틸팅 토크(Mx) 중 적어도 하나의 값으로부터 제2 주파수로 제2 시뮬레이션 유닛(35)에서 계산되는 것을 특징으로 하는 테스트 런을 수행하기 위해 테스트 벤치(11)를 제어하기 위한 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 제1 주파수는 제2 주파수보다 짧은 것을 특징으로 하는 테스트 런을 수행하기 위해 테스트 벤치(11)를 제어하기 위한 장치.
  16. 제 12 항에 있어서, 드라이빙 제어 유닛(34)은 제2 시뮬레이션 유닛(35)으로서 제공되고, 제2 타이어 모델(36)은 드라이빙 제어 유닛(34) 내에서 실행되는 것을 특징으로 하는 테스트 런을 수행하기 위해 테스트 벤치(11)를 제어하기 위한 장치.
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