KR19990059764A - Axle spindle displacement calculation method for vehicle driving simulation - Google Patents

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Abstract

실차 주행 환경을 모사 하는 차량 주행 시뮬레이션의 현실성을 확보하기 위한 도로 프로필을 산출하는 방법에 있어, 차축 스핀들의 가속도를 검출하여 이차 적분을 통해 차축 스핀들의 변위 프로필을 산출하는 것으로, 직접 도로 프로필을 작성하지 않고 차축 스핀들의 변위 프로필을 작성함으로써 계측 장비를 단순하게 할 수 있으며, 그 계측 방법도 용이할 뿐만 아니라 도로의 상황에 관계없이 차축 스핀들의 변위 프로필을 산출하여 도로 프로필을 작성할 수 있다.In the method of calculating the road profile to secure the reality of the vehicle driving simulation simulating the actual vehicle driving environment, the road profile is directly generated by detecting the acceleration of the axle spindle and calculating the displacement profile of the axle spindle through the second integration. By measuring the displacement profile of the axle spindle, the measurement equipment can be simplified, and the measurement method is easy, and the road profile can be created by calculating the displacement profile of the axle spindle regardless of the road conditions.

Description

차량 주행 시뮬레이션을 위한 차축 스핀들 변위 산출 방법Axle spindle displacement calculation method for vehicle driving simulation

본 발명은 실차 주행 환경을 모사 하는 차량 주행 시뮬레이션의 현실성을 확보하기 위한 도로 프로필을 산출하는 방법에 있어, 직접 도로 프로필을 산출하지 않고 차축 스핀들의 변위 프로필을 산출하여 도로 프로필을 산출하도록 한 차량 주행 시뮬레이션을 위한 차축 스핀들 변위 산출 방법에 관한 것이다.The present invention is a method of calculating a road profile for securing the reality of a vehicle driving simulation that simulates a real vehicle driving environment, and calculates a road profile by calculating a displacement profile of an axle spindle without calculating a road profile directly. Axle spindle displacement calculation method for simulation.

일반적으로 차량의 주행 시뮬레이션은 실차 상태에서와 같은 운행 조건을 설정한 후, 시뮬레이션을 통해 차량의 주행성과 조향 성능, 내구성 등을 시험하는 것으로, 도로 프로필 등과 같은 운행 환경의 설정은 정확한 시뮬레이션을 하기 위하여 매우 중요하다.In general, the driving simulation of the vehicle is to test the driving performance, steering performance, durability, etc. of the vehicle by setting the same operating conditions as in the actual vehicle state, and the setting of the driving environment, such as the road profile, for accurate simulation very important.

이중 도로 프로필을 산출하기 위하여 종래에는 도 8에서와 같이 차량에 레이저 장치를 설치한 후, 레이저를 노면에 투사하고 이를 수신하는 동안의 시간차를 이용하여 도로 프로필을 산출한다.In order to calculate the double road profile, a laser device is installed in a vehicle as shown in FIG. 8, and then the road profile is calculated by using the time difference while projecting the laser onto a road surface and receiving the laser device.

이와 같은 종래의 방법에서는 실차 주행에 따른 도로 프로필 계측시 레이저 장치가 기준선 상에 위치하여야 한다.In this conventional method, the laser device should be positioned on the reference line when measuring the road profile according to the actual vehicle driving.

그러나, 험로와같이 굴곡이 심한 도로에서는 차체의 변위가 크게 변하고, 이에 따라 레이저 장치가 기준선을 벗어남으로써 정확한 도로 프로필을 산출하지 못하는 단점이 있다.However, in a severely curved road such as a bad road, the displacement of the vehicle body is greatly changed, and accordingly, the laser device deviates from the reference line, thereby failing to calculate an accurate road profile.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 도로의 상태와 관계없이 실차 주행중 정확한 도로 프로필을 산출하여 차량 주행 시뮬레이션의 입력 데이터로 이용할 수 있도록 하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and its object is to calculate an accurate road profile during actual vehicle driving regardless of the state of the road and to use it as input data of the vehicle driving simulation.

도 1은 본 발명에 따른 차축 스핀들의 가속도를 검출하는 장치를 개략적으로 도시한 것이고,1 schematically shows an apparatus for detecting an acceleration of an axle spindle according to the invention,

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예인 차량 주행 시뮬레이션을 위한 차축 스핀들 변위 산출 방법을 개략적으로 도시한 동작 순서도이고,2 is an operation flowchart schematically showing a method for calculating an axle spindle displacement for a vehicle driving simulation according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예에서 실차 주행 상태에서 검출된 차축 스핀들의 가속도를 도시한 신호 파형도이고,3 is a signal waveform diagram showing the acceleration of the axle spindle detected in the vehicle running state in one embodiment according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예에서 적분 과정에서 발생되는 에러를 도시한 신호 파형도이고,4 is a signal waveform diagram illustrating an error generated in an integration process in an embodiment according to the present invention.

도 5와 도 6은 본 발명에 따른 일 실시예에서 적분 과정에서 발생된 트랜드를 제거하는 방법을 도시한 신호 파형도이고,5 and 6 are signal waveform diagrams illustrating a method of removing a trend generated during an integration process in one embodiment according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 일 실시예에 의해 산출된 차축 스핀들의 변위를 도시한 신호 파형도이고,7 is a signal waveform diagram showing the displacement of the axle spindle calculated by the embodiment according to the present invention,

도 8은 종래 도로 프로필을 산출하기 위한 장치를 개략적으로 도시한 것이다.8 schematically illustrates a device for calculating a conventional road profile.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실차 주행에 따른 차축 스핀들의 가속도 게이지의 신호를 소정의 시간 간격으로 샘플링 하여 차축 스핀들의 가속도를 검출하는 단계와; 상기 단계에서 검출된 가속도 신호중의 노이즈를 소정의 노이즈 주파수에 따라 제거하는 단계와; 상기 단계에서 노이즈가 제거된 차축 스핀들의 가속도 신호를 이차 적분하여 차축 스핀들의 변위 프로필을 산출하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of detecting the acceleration of the axle spindle by sampling the signal of the acceleration gauge of the axle spindle according to the actual vehicle running at predetermined time intervals; Removing noise in the acceleration signal detected in the step according to a predetermined noise frequency; In this step, it is characterized in that the step of calculating the displacement profile of the axle spindle by secondary integration of the acceleration signal of the axle spindle from which the noise is removed.

상기 본 발명에서, 차축 스핀들의 가속도 신호중의 노이즈 제거는 차축 스핀들 변위 프로필의 사용 목적에 따라 노이즈 주파수를 설정한 다음, 설정된 노이즈 주파수 이상의 대역을 제거하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the noise removal in the acceleration signal of the axle spindle is characterized in that after setting the noise frequency according to the purpose of use of the axle spindle displacement profile, the band above the set noise frequency.

상기 본 발명에서, 적분 과정중 적분값에 부밍이 발생되면 상기 단계에서 설정된 노이즈 주파수를 일정량 감소시켜 고주파 노이즈를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when the integral value is bumming during the integration process, characterized in that it further comprises the step of removing the high frequency noise by reducing a predetermined amount of the noise frequency set in the step.

상기 본 발명에서, 적분 과정중 적분값에 트랜드가 발생하면 적분값의 평균값을 연산한 후, 적분값에서 연산된 평균값을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, if a trend occurs in the integral value during the integration process, after calculating the average value of the integral value, and further comprising the step of removing the calculated average value from the integral value.

이하, 첨부된 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying Figure 2 describes a preferred embodiment according to the present invention.

먼저, 도 1에서와 같이 차체와 도로의 사이가 가장 가까운 차축 스핀들에 각각 3축 가속도 게이지(g)를 부착하고, 계측 시스템을 세팅한다(S1).First, as shown in FIG. 1, the 3-axis acceleration gauge g is attached to the axle spindle closest to each other between the vehicle body and the road, and a measurement system is set (S1).

이후, 실차 주행에 따라 각 차축 스핀들에 설치된 각각의 가속도 게이지(g)의 신호를 소정의 시간으로 샘플링 하여 도 3과 같은 각 차축 스핀들의 가속도를 검출한다(S2). 이때, 검출되는 차축 스핀들의 가속도는 디지털 신호로 측정한다.Thereafter, as the actual vehicle travels, the signals of the respective acceleration gauges g installed on the respective axle spindles are sampled for a predetermined time to detect the accelerations of the respective axle spindles as shown in FIG. 3 (S2). At this time, the acceleration of the detected axle spindle is measured by a digital signal.

그리고, 검출된 각 차축 스핀들의 가속도 신호중의 노이즈를 제거한다(S3). 이때, 노이즈 제거는 노이즈 주파수 이상의 대역을 제거하는 것이다. 그리고, 노이즈의 판단 기준은 계측되는 차축 스핀들의 변위 프로필을 사용하고자 하는 목적에 따라서 결정하는 것으로, 이를 간단히 나타내면 다음의 표1과 같다.Then, the noise in the acceleration signal of each detected axle spindle is removed (S3). At this time, the noise removal is to remove the band above the noise frequency. The noise criterion is determined according to the purpose of using the displacement profile of the measured axle spindle, which is briefly shown in Table 1 below.

해석 목적Analysis purpose 관심 주파수Frequency of interest 노이즈 주파수Noise frequency 주행성 및 조향 성능Runability and steering performance ∼ 30HzTo 30 Hz 60Hz ∼60 Hz to 내구성durability ∼ 50HzTo 50 Hz 100Hz ∼100 Hz to

이후, 노이즈가 제거된 각 차축 스핀들의 디지털 가속도 데이터를 적분하여 차축 스핀들의 속도를 산출한다(S4).Then, the speed of the axle spindle is calculated by integrating the digital acceleration data of each axle spindle from which the noise is removed (S4).

이때, 디지털 가속도 데이터를 적분할 경우 도 4에서와 같이 적분값의 진폭 변화가 증가되는 부밍(B)과 적분값의 진폭이 증가되는 트랜드(T)와 같은 에러가 발생하는 데, 고주파 노이즈에 의한 부밍(B)이 발생되면(S5) 노이즈 주파수 = 노이즈 주파수 × 0.9 에 의해 노이즈 주파수를 재 설정하여(S6) 고주파 노이즈를 제거함으로써 부밍(B)의 발생을 방지한다.At this time, when integrating the digital acceleration data, as shown in FIG. 4, an error such as a booming B in which the amplitude change of the integral value is increased and a trend T in which the amplitude of the integral value is increased are generated. When the booming B is generated (S5), the noise frequency is reset by the noise frequency = noise frequency × 0.9 (S6) to remove the high frequency noise, thereby preventing the occurrence of the booming B.

또한, 적분(S4)중 트랜드(T)가 발생되면(S7) 도 5에서와 같이 적분값의 평균값(A)을 연산하여 적분값에서 연산된 평균값(A)을 제거하여(S8) 도 6에서와 같이 트랜드(T)를 방지한다.In addition, when a trend T is generated in the integral S4 (S7), as shown in FIG. 5, the average value A of the integrated value is calculated to remove the average value A calculated from the integrated value (S8). To prevent the trend (T) as shown.

이때, 평균값(A)의 파형 신호가 3차원 커브로 표현되어야 하며, 그 이상의 차원을 갖는 경우에는 샘플링 시간을 축소시켜 트랜드(T)를 방지한다.At this time, the waveform signal of the average value A should be represented by a three-dimensional curve. If the waveform signal has more dimensions, the sampling time is reduced to prevent the trend T.

이후, 각 차축 스핀들 가속도 데이터로부터 각 차축 스핀들의 속도 데이터가 산출되면, 산출된 차축 스핀들의 속도 데이터를 상기와 같이 적분하여(S4) 도 7과 같은 각 차축 스핀들의 변위를 산출한다(S9).Then, when the speed data of each axle spindle is calculated from each axle spindle acceleration data, the calculated speed data of the axle spindle is integrated as described above (S4) to calculate the displacement of each axle spindle as shown in FIG. 7 (S9).

이때에도, 적분 과정(S4)에서 고주파 부밍(B)이나 트랜드(T)가 발생되면(S5, S7) 상기(S6, S8)에서와 같이 하여 에러를 방지한다.In this case, when the high frequency booming B or the trend T is generated in the integration process S4 (S5 and S7), the error is prevented as in the above (S6 and S8).

그리고, 도로 프로필은 도 7과 같이 산출된 차축 스핀들의 변위 프로필에 의해 쉽게 산출할 수 있다.And, the road profile can be easily calculated by the displacement profile of the axle spindle calculated as shown in FIG.

이와 같이 본 발명은 직접 도로 프로필을 작성하지 않고 차축 스핀들의 변위 프로필을 작성함으로써 계측 장비를 단순하게 할 수 있으며, 그 계측 방법도 용이할 뿐만 아니라 도로의 상황에 관계없이 차축 스핀들의 변위 프로필을 산출하여 도로 프로필을 작성할 수 있다.As described above, the present invention can simplify the measurement equipment by creating the displacement profile of the axle spindle without directly creating the road profile, and the measurement method is easy, and the displacement profile of the axle spindle is calculated regardless of the road situation. To create a road profile.

Claims (7)

실차 주행에 따른 차축 스핀들의 가속도 게이지의 신호를 소정의 시간 간격으로 샘플링 하여 차축 스핀들의 가속도를 검출하는 단계와;Detecting the acceleration of the axle spindle by sampling a signal of the acceleration gauge of the axle spindle according to the actual vehicle running at predetermined time intervals; 상기 단계에서 검출된 가속도 신호중의 노이즈를 소정의 노이즈 주파수에 따라 제거하는 단계와;Removing noise in the acceleration signal detected in the step according to a predetermined noise frequency; 상기 단계에서 노이즈가 제거된 차축 스핀들의 가속도 신호를 이차 적분하여 차축 스핀들의 변위 프로필을 산출하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 주행 시뮬레이션을 위한 차축 스핀들 변위 산출 방법.And calculating a displacement profile of the axle spindle by secondly integrating the acceleration signal of the axle spindle from which the noise is removed in the above step. 청구항 1 에 있어서, 상기 가속도 게이지는 3측 가속도 센서로, 차량 각각의 차축 스핀들에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량 주행 시뮬레이션을 위한 차축 스핀들 변위 산출 방법.The method of claim 1, wherein the acceleration gauge is a three-side acceleration sensor and is installed on each axle spindle of the vehicle. 청구항 1 에 있어서, 상기 단계에서 차축 스핀들의 가속도 신호중의 노이즈 제거는 차축 스핀들 변위 프로필의 사용 목적에 따라 노이즈 주파수를 설정한 다음, 설정된 노이즈 주파수 이상의 대역을 제거하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 시뮬레이션을 위한 차축 스핀들 변위 산출 방법.The method of claim 1, wherein in the step of removing the noise in the acceleration signal of the axle spindle, the noise frequency is set according to the purpose of use of the axle spindle displacement profile, and then the band above the set noise frequency is removed. Axle spindle displacement calculation method. 청구항 3 에 있어서, 상기 노이즈 주파수의 결정은 사용 목적에 따른 주파수의 2배되는 주파수를 노이즈 주파수로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 시뮬레이션을 위한 차축 스핀들 변위 산출 방법.The method of claim 3, wherein the determining of the noise frequency comprises setting the frequency twice the frequency according to the purpose of use as the noise frequency. 청구항 1 또는 3 에 있어서, 상기 단계에서 적분 과정중 적분값에 부밍이 발생되면 상기 단계에서 설정된 노이즈 주파수를 일정량 감소시켜 고주파 노이즈를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 시뮬레이션을 위한 차축 스핀들 변위 산출 방법.The axle of claim 1 or 3, further comprising the step of removing the high frequency noise by reducing the noise frequency set in the step by a certain amount when the integration value is generated during the integration process. Spindle displacement calculation method. 청구항 5 에 있어서, 상기 단계에서 적분 과정중 적분값에 트랜드가 발생하면 적분값의 평균값을 연산한 후, 적분값에서 연산된 평균값을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 시뮬레이션을 위한 차축 스핀들 변위 산출 방법.The method of claim 5, further comprising: calculating an average value of the integral value and removing the average value calculated from the integral value when a trend occurs in the integral value during the integration process. Axle spindle displacement calculation method. 청구항 6 에 있어서, 상기 단계에서 평균값의 파형 신호가 3차원 커브로 표현되지 않고, 그 이상의 차원으로 표현될 경우에는 상기 단계의 샘플링 시간을 축소시키는 것을 특징으로 하는 차량 주행 시뮬레이션을 위한 차축 스핀들 변위 산출 방법.The axle spindle displacement calculation according to claim 6, wherein the waveform signal of the average value in the step is not represented by a three-dimensional curve, but when the waveform signal is expressed in more dimensions, the sampling time of the step is reduced. Way.
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