KR20060041684A

KR20060041684A - 수동 조작 장치의 시뮬레이션을 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20060041684A
Application number: KR1020050010307A
Authority: KR
Inventors: 프랑크 쿠를레; 프랑크 자이어
Original assignee: 독터. 인제니어.하.체.에프.포르쉐악티엔게젤샤프트
Priority date: 2004-02-14
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2006-05-12
Also published as: JP4390721B2; DE102004007295B3; JP2005227773A; EP1564705A3; EP1564705A2; CN1654856A; US20050182609A1

Abstract

본 발명은, 레버(10)의 종방향 연장부에 대해 실질적으로 수직인 제1 회전축 및 제1 회전축과 레버(10)의 연장부에 대해 실질적으로 수직인 제2 회전축(16)을 포함하는 상부 및 하부 단부(12, 12')을 갖는 레버(10)와, 레버(10)의 사전 설정된 실제 각 위치(32)에서 사전 설정된 회전 모멘트를 제공하기 위해, 레버(10)의 제2 회전축(16)과 로터측에서 결합된 회전하는 서보 모터(20)와, 레버(10)의 사전 설정된 실제 위치(33)에서 사전 설정된 힘을 제공하기 위해, 레버(10)와 로터측에서 결합된 선형 모터(15)를 갖는 수동 조작 장치를 시뮬레이션하기 위한 장치를 제공한다.

제1 회전축, 레버, 로터, 실제 위치, 선형 모터, 각 위치

Description

수동 조작 장치의 시뮬레이션을 위한 방법 및 장치 {Method and Apparatus for Simulating of Manual Operation Device}

도1은 본 발명의 실시 형태를 설명하기 위한 시뮬레이션 장치의 상세의 개략적인 사시도.

도2는 본 발명의 실시 형태의 기능 방식을 설명하기 위한 개략적인 블록도.

도3은 본 발명의 실시 형태의 기능 방식을 설명하기 위한 개략적인 블록도.

도4는 본 발명의 실시 형태를 설명하기 위한 개략적인 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 레버

11 : 제1 회전축

12 : 상부 단부

13 : 커넥팅 로드

14 : 로터

15 : 선형 모터

16 : 제2 회전축

17 : 지지 장치

18 : 안내 장치

본 발명은 수동 조작 장치를 시뮬레이션하기 위한 방법 및 장치, 특히 차량에서 수동 변속 기어의 변속 감촉을 시뮬레이션하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

차량에서 무엇보다 개선 비용을 감소시키도록, 다양한 구성 요소의 특성과 전체 차량의 운행 특성을 연산 장치로 시뮬레이션하기 위한 노력이 현저하게 행해지고 있다. 또한, 특히 고급 차량에서는 조작될 장치의 조작 안락성 또는 조작 감촉이 차량 엔지니어링에서 보다 큰 역할을 담당하고 있다.

영국 특허 공개 공보 GB 2 036 404호에는 차량 기어의 변속 감촉을 시뮬레이션하기 위한 시뮬레이터가 개시되어 있다. 시뮬레이터는 실질적으로 실제 기어 또는 기어의 기계적 외부 변속부에 상응한다. 기계적 힘 전달 요소 옆에는 변속시 기어의 특성을 재현하는 공압 장치가 제공된다. 이로 인해 대략적인 변속 레버의 이동이 실현된다.

독일 특허 공개 공보 DE 198 55 072에는 힘, 특히 기어 시뮬레이터의 변속력을 시뮬레이션하기 위한 장치가 개시되어 있는 데, 이는 조절 장치의 조절부에 반대로 작용하는 힘 발생기로써 구동될 수 있는 이동 가능하게 베어링 지지된 조절 요소를 포함한다. 또한, 탄성적인 힘 발생기로써 힘을 시뮬레이션하기 위한 장치를 포함하는 기어 및 주행 시뮬레이터가 개시된다. 또한 이러한 시뮬레이션 장치 는 단지 변속 레버의 대략적인 이동의 감촉을 재현하기 위해서만 적절하다.

독일 특허 공개 공보 DE 38 08 004호에는 단 변속 레버와 동기식 기어 장치가 제공된, 손으로써 변속할 수 있는 기어의 변속 작동 정밀도를 평가하기 위한 방법 및 장치가 공지되어 있고, 손으로써 변속할 수 있는 기어 내에 복수의 기어 트레인 중 하나는 단 변속 레버가 단 변속 레버의 작동을 위한 시간 내에 사전 설정된 기간 동안 구동되는, 적어도 하나의 부하를 측정하도록 힘 전달 상태로 동기식 기어 장치를 통해 변위된다. 변속 작동 정밀도를 평가하기 위한 이러한 복잡한 장치는 실제 기계적 기어와 결합되는 데, 이는 사전 설정된 변속 감촉의 재현을 위해 비용이 많이 드는 시스템을 의미하고, 이 시스템에서는 매우 비싼 비용만으로 변속 감촉이 원하는 대로 변화될 수 있다.

청구 범위 제1항에 따른 특징을 갖는 수동 조작 장치를 시뮬레이션하기 위한 본 발명에 따른 장치 및 청구 범위 제9항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 방법은 공지된 해결책에 비해, 조작 장치의 복잡한 기계적 요소 없이 수동 조작 장치의 시뮬레이션이 제공되는 이점을 포함한다. 특히 기계적 외부 변속부, 즉 실제 기어의 방향 전환 레버, 전동 로프 또는 변속 로드가 시뮬레이션 장치를 위해 필수적이지 않다. 변속 레버의 외부에는 조작 장치, 바람직하게는 차량 변속 기어의 모든 구성 요소가 연산 장치 상에 연산 모델을 갖는 소프트웨어에 의해 모의 실험되고 회전하는 서보 모터 및 선형 모터를 통해 시뮬레이션된다. 연산 장치 내의 모의 실험에서, 특히 실제 조건 하에서 전체 구동열의 특성 및 전체 차량의 구동열에 미치 는 영향이 고려된다. 따라서 실제 기계적 변속 기어의 동적 특성은 실시간으로 재현된다.

본 발명에 기초가 되는 사상은 두개의 전기 제어 가능한 액츄에이터가 두 방향으로 회전 가능하게 실제 지지된 레버에 결합될 수 있고 실제 작동 조건의 작동 감촉이 정확하게 재현됨으로써 액츄에이터가 동적으로 제어되는 데 있다. 수학적 모델로서 연산 장치 상에 제공된 시뮬레이션 모델에서는 위치와, 기계적 변수, 즉 힘이, 예를 들면 조작자의 손에서 실시간으로 연산될 수 있고 그 실제 위치(Ist-position) 또는 각 위치 및 실제 속도 또는 실제 각속도에 따라 액츄에이터에서 출력될 수 있다.

즉, 수동 조작 장치의 시뮬레이션을 위한 장치에는, 레버의 종방향 연장부에 대해 실질적으로 수직의 제1 회전축 및 제1 회전축과 레버의 연장부에 대해 실질적으로 수직인 제2 회전축을 포함하는 상부 및 하부 단부를 갖는 레버와, 제2 회전축의 방향으로 레버의 사전 설정된 각 위치에 사전 설정된 회전 모멘트를 제공하기 위해, 레버의 제2 회전축에 로터측에서 결합되는 회전하는 서보 모터와, 사전 설정된 레버의 실제 위치 및/또는 실제 속도에서 사전 설정된 힘을 제공하도록, 레버와 로터측에서 결합된 선형 모터가 제공된다.

종속 청구항에는 수동 조작 장치를 시뮬레이션 하기 위한 청구항 제1항에서 제안된 장치 및 청구항 제9항에서 제안된 방법의 바람직한 개선 형태 및 구성이 개시된다.

바람직한 개선 형태에 따르면, 회전하는 서보 모터는 제2 회전축에 직접 그 리고 선형 모터는 커넥팅 로드를 거쳐 레버의 하부 단부에 결합되고, 하부 단부를 갖는 레버는 제1 회전축을 거쳐 외부로 연장한다.

추가의 바람직한 개선 형태에 따르면, 선형 모터 및 회전하는 서보 모터는 레버의 각각의 실제 위치/각 위치에 따라 사전 설정된 전류를 제공하기 위해, 구동단에서 각각 연결된다.

추가의 바람직한 개선 형태에 따르면, 선형 모터의 실제 위치 및 회전하는 서보 모터의 각 위치에 따라 전류 설정값을 각각 출력하기 위한 공통의 인터페이스 장치가 제공된다.

추가의 바람직한 개선 형태에 따르면, 바람직하게 유닛으로 구성되는 인터페이스 장치는 실제값을 측정하고 실시간으로 설정값을 출력하기 위한 연산 장치와 연결된다.

추가의 바람직한 개선 형태에 따르면, 레버에는 연산 장치 내에 설정값을 연산하기 위한 적어도 하나의 피드백 변수를 측정하기 위한 힘 측정 장치가 제공된다.

추가의 바람직한 개선 형태에 따르면, 힘 측정 장치는 레버의 벤딩을 측정하기 위한 신장 측정 밴드와 바람직하게는 측정 증폭기를 포함한다.

추가의 바람직한 개선 형태에 따르면, 레버와, 선형 모터와 회전하는 서보 모터는 강성의 구동 장치를 거쳐 서로 기계적으로 결합된다.

추가의 바람직한 개선 형태에 따르면, 선형 모터의 실제 위치, 회전하는 서보 모터의 각 위치 및 레버 상에 작용하는 실제 힘에 따라 연산 모델에 의해 모터 의 설정-힘-/회전 모멘트가 각각 실시간으로 연산 장치에서 검출된다.

추가의 바람직한 개선 형태에 따르면, 실시간으로 연산되는 힘/회전 모멘트 값은 힘/회전 모멘트 조절 장치를 거쳐, 힘/회전 모멘트 발생에 대해 상응하는 전류를 제공하기 위해 선형 모터 및 회전하는 서보 모터의 출력 단계를 각각 제어하는 인터페이스 장치로 전달된다.

추가의 바람직한 개선 형태에 따르면, 시뮬레이션 시 발생되고 그리고/또는 요구되고 그리고/또는 작동되는 데이터 및 파라미터는 소프트웨어 툴로서 작동 상부면을 거쳐 연산 장치 상에서, 감시되고 그리고/또는 변경된다.

추가의 바람직한 개선 형태에 따르면, 시뮬레이션 장치를 통해 실제 차량 기어의 감촉이 모의 실험된다.

추가의 바람직한 개선 형태에 따르면, 시뮬레이션된 차량 속도 및/또는 주행 저항, 특히 공기 저항 및/또는 경사 상향 주행, 및/또는 시뮬레이션된 클러치의 위치 및/또는 엔진 회전수 및/또는 구동열에서 변형은 시뮬레이션된 커브 주행 시에 차량의 기어를 위한 변속 감촉의 시뮬레이션에 서로 영향을 준다.

추가의 바람직한 개선 형태에 따르면, 레버에서의 신장 측정 밴드에 의해, 모터를 제어하기 위한 설정값 검출시 연산 장치 내에서 사용하는 피드백 변수가 얻어진다.

본 발명에 따른 시뮬레이션 방법 또는 본 발명에 따른 시뮬레이션 장치에 따르면, 필수적인 하드웨어 적용없이 각각의 수동 변속 기어가 시뮬레이션된다. 클러치, 타이어, 기어로 구성되는 전체 차량의 구동열의 시뮬레이션 모델은 그와 같 은 구성에 대해 실시간으로 발생된다. 그에 따라, 각각의 기어에 따라 운전자가 느끼는 감촉 즉, 변속 느낌은, 특히 각각의 전개 단계에서, 직접 검사되고 확인될 수 있다. 구성, 예를 들면 기어를 위한 최적의 파라미터로써 외부 주행이 가능하다. 주요한 또는 차량의 일반적인 변속-특성의 정의가 제공될 수 있고, 변속 감촉의 시뮬레이션에 관한 변속부의 값비싼 구성 단계 또는 프로토 타입이 절약될 수 있다.

또한, 비싼 프로토 타입, 시간이 많이드는 개조 조치 및/또는 비싼 시험 상태 진행을 필요로 하지 않고, 기어의 전개 프로세서 내에서 제안된 변속 질/감촉을 개선하기 위한 조치가 직접 테스트될 수 있다. 추가의 이점으로서 실제 시점에 대해 실제 하드웨어 내에 존재하지 않는 개선/변경이 테스트되야만 할 경우, 새로운 기어 프로토 타입의 구성이 유용할 지, 즉 기어 및/또는 구동열에서 변경이 실질적으로 변화된 변속 감촉의 예상되는 목표로 이행되는 지를, 기어의 개발 팀이 용이하게 판단하게 한다. 또한 시뮬레이션된 변속 감촉을 갖는 액티브 작동 뿐만 아니라, 예를 들면, 실제 차량으로부터 또는 실험 단계에 의해 측정된 진행이 전개되는 데, 이는 사용된 액츄에이터가 그 각각의 자유도의 범위에서 작동 레버를 자유롭게 이동시킬 수 있기 때문이다.

본 발명에 따른 시뮬레이션 장치에 따르면, 변속 느낌 또는 변속 감촉의 주관적인 고찰이 객관화된다. 실시간으로 발생하는 변속 경과가 운전자 특성, 즉 느린/빠른 변속에서 많은/적은 힘으로써 보다 느슨한/보다 단단한 파지에 반응하는 것을 가능하게 한다. 또한 조밀한 시뮬레이션 장치는 예를 들면 전체 차량 시뮬레 이터 내에 일체화될 수 있고 휴대 가능하다.

본 발명의 실시예는 도면으로 도시되고 다음의 설명으로 보다 명확해질 것이다.

도면에서 동일한 부호는 동일한 또는 기능적으로 동일한 부분을 나타낸다.

도1에는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 시뮬레이션 장치의 상세가 개략적인 사시도로 도시된다. 레버(10), 특히 변속 레버는 레버(10)의 종방향 연장부에 대해 횡방향으로 놓인 제1 회전축(11)을 거쳐 회전 가능하게 지지된다. 레버(10)는 상부 단부(12) 및 하부 단부(도시 생략)를 포함한다. 도1에 따르면, 레버(10)의 하부 단부는 커넥팅 로드(13)를 거쳐 선형 모터(15)의 로터(14)에서 결합된다. 레버(10)는 제2 회전축(16)을 거쳐 지지 장치(17) 내에 회전 가능하게 지지된다. 제2 회전축(16)은 레버(10)의 연장부에 대해 수직으로 그리고 커넥팅 로드(13)에 대해 실질적으로 평행하게 종방향의 제1 회전축(11)에 대해 수직으로 진행한다. 레버(10)의 하부 단부(도시 생략)는 제1 회전축(11)을 거쳐 외부로 하부를 향해 연장한다. 바람직하게는 제1 및 제2 회전축(11, 16)은 공통 교차점을 형성한다. 제1 회전축(11)을 수용하고 제2 회전축(16)을 따라 회전 가능하게 베어링 지지된 안내 장치(18)를 거쳐, 레버(10)는 이동 가능하게 안내된다. 회전 가능하게 베어링 지지된 안내 장치(18)와 회전 고정되게 결합된 축(19)을 거쳐, 회전하는 서보 모터(20)는 제1 회전축(16)의 방향으로 회전 고정되게 결합된다. 베어링 장치(21)로써, 축(19)은 제2 회전축(16)의 회전 방향으로 회전 가능하게 지지된다. 지 지 장치(17)는 선형 모터(15)가 지지 장치(17)에 고정 연결되고 바람직하게는 직접 나사 고정되는 지지 플레이트(22)에 고정 결합된다. 또한 회전하는 서보 모터(20)는 지지 장치(17)에 결합되고, 바람직하게는 직접 또는 적어도 하나의 중간 부분 또는 어댑터 부분(23, 24)을 거쳐 나사 결합된다.

화살표 방향의 제1 회전 축(11) 주위로 레버(10)의 상부 단부(12)가 전방 또는 후방을 향해 가압된다면, 레버(10)의 하부 단부(도시 생략)는 이에 반대 방향으로 상응하여 이동하고, 이는 커넥팅 로드(13)를 거쳐 선형 모터(15)의 로터(14) 상으로 상응하여 전달된다. 레버(10)의 상부 단부(12)가 제2 회전축(16) 주위로 좌측 또는 우측을 향해 이동한다면, 이러한 이동은 회전하는 서보 모터(20)의 로터(도시 생략) 축과 회전 고정되게 결합된, 회전 가능하게 베어링 지지된 안내 장치(18)와 축(19) 상으로 직접 전달된다. 회전하는 서보 모터(20)의 로터의 각 위치 및 선형 모터(15)의 로터(14)의 실제 위치를 통해 레버(10)의 위치가 정확하게 한정된다.

레버(10)의 사전 설정된 각 위치에서는 회전하는 서보 모터(20)의 인공 제어를 통해서 레버(10)에서 조작자의 조작력을 반대로 작용시키는 회전 모멘트가 발생된다. 이러한 방식으로, 조작자에 의해 레버(10)를 측면으로 이동시키도록 제공되야만 하는 측면의 정지부와 사전 설정된 측면 힘이 시뮬레이션 가능하게 된다. 유사하게, 로터(14)의 실제 위치와 회전하는 서보 모터(20)의 로터의 각 위치에 따라 선형 모터(15)의 로터(14)의 인공 제어를 통해, 사전 설정된 힘이 발생될 수 있고, 상기 힘은 조작자를 통한 단의 시뮬레이션 입력 시 변속 느낌의 시뮬레이션에서 레 버(10)의 전방 또는 후방 정지부에서 그리고 사전 설정된 힘 진행에서 모의 실험된다. 이러한 방식으로 액츄에이터(15, 20)를 통해 예를 들면 공지된 또는 파라미터에 의해 한정된 기계적 H-변속 기어의 변속 감촉의 정확한 모의 실험이 가능하다.

도2에는 시뮬레이션 장치의 전체 시스템의 블록도가 개략적으로 도시된다. 제1 및 제2 회전축(11, 16)의 레버(10)와, 회전하는 서보 모터(20)와, 그 로터(14)가 레버(10)의 하부 단부(12')와 커넥팅 로드(13)를 통해 결합된 선형 모터(15)와, 고정된 지지 장치(17, 22, 24)를 갖는 도1에 따른 배열이 도시된다. 도2의 실시 형태에 따르면, 레버에는, 레버(10) 상에 작용하는 힘을 검출하도록 설치된 바람직하게 두개의 신장 측정 밴드의 형태인 힘 측정 장치(25)가 제공된다. 레버 상에 작용하는 힘(10)을 통해, 레버(10)의 용이한 벤딩이 실현되고, 또한 벤딩은 신장 측정 밴드에 의해 검출되고 신장 측정 밴드의 전기적 특징을 통해 상응하는 힘의 간접적인 측정으로 실행된다. 각각의 힘 방향에 대해 힘 측정 장치(25)에 의해 발생된 힘 실제값(26, 27)은 바람직하게 측정 증폭기(28)에서 레벨이 상승된다.

도2에 따른 블록도에서는, 또한 회전하는 서보 모터(20) 및 선형 모터(15)가 분리된 블록으로써 도시된다. 힘 조절 장치에 의해 프로그래밍되고 사전 설정된 파라미터를 갖는 수학적 기어 모델이 포함된 연산 장치(29), 바람직하게 실시간-연산 보드는 예를 들면 호스트 컴퓨터(30, Host-PC) 내에 집적된다. 바람직하게 연산 장치(29)와 집적되는 인터페이스 장치(31)를 통해, 회전하는 서보 모터(20)의 로터의 실제 각 위치(32) 및 선형 모터(15)의 로터(14)의 실제 위치(33)가 연산 장치(29)에서 재현된다. 또한 측정 증폭기(28)의 증폭된 힘 측정 신호(26', 27')는 인터페이스 장치(31)를 거쳐 연산 장치(29)에서 재현된다.

실제 각 위치(32) 및 실제 위치(33)의 도움으로써, 연산 장치(29) 내에서는 회전하는 서보 모터(20)의 구동단(35)에서의 전류 설정값(34) 및 선형 모터(15)의 구동단(37)에서의 전류 설정값(36)이 바람직하게 레버(10)의 모든 이동 방향에 대해 신호 레벨에서 증폭된 힘 측정값으로써 연산되고 출력된다. 전류 설정값(34, 36)은 증폭된 전류 신호(34', 36')의 레벨로 구동단(35', 37') 내에서 상승된다. 모터(15, 20)의 레퍼런스 스위치(reference switch) 또는 단부 스위치(35', 37')는 바람직하게 구동단(35, 37)에서 온/오프 절환을 위해 동일하게 연결된다. 제어 전류(34', 36')는 전기 서보 모터(20, 15) 내에서 사전 설정된 회전 모멘트 또는 사전 설정된 힘을 사전 설정된 방향으로 발생시킨다.

현재의 실제 위치로부터 레버(10)를 변위시키기 위해, 연산 장치(29)에서는 서보 모터(15, 20)를 통해 사전 설정된 힘이 실제 위치(33) 및 실제 각 위치(32)에 따라 제1 라인에서, 실시간으로 제공되고, 그 힘은 작동자, 바람직하게 작동하는 사람에 의해 소비되야만 한다. 따라서, 간단한 기술과 방식으로 임의의 변속 기어의 감촉이 모의 실험될 수 있고 작동하는 사람에 대해 시뮬레이션될 수 있다.

도3에는 본 발명의 바람직한 실시예의 기능 방식을 설명하기 위한 개략적인 블록도가 도시된다. 레버(10)를 원하는 위치로 변경할 시에 도2에 따른 연산 장치(29) 내에서 실시간으로 연산되는 힘 진행(S1)이 힘 조절 장치(S2)에서 재현된다. 힘 조절 장치(S2)는 바람직하게 소프트웨어 기술로 연산 장치(29) 상에서 실행된다. 힘 조절 장치(S2)는 구동단(S3)으로 각각 공급되는 전류 설정값을 출력한다. 구동단(S3) 내에서 증폭된 전류 설정값은 액츄에이터에, 본 경우에서는 도1에 따른 변속 시뮬레이터의 기계적 부분인 전기적 서보 모터(S4)에, 전달된다. 도1에 따라 서보 모터(15, 20)의 제어를 실시간으로 연산하기 위해, 피드백 변수로서, 레버(10)에 작용하는 도1에 따른 레버(10)의 위치 실제값(S5) 및 힘 실제값(S6)이 실시간으로 힘 진행을 연산하도록 연산 장치로 공급된다.

도4에는 다양한 기능 그룹을 통합하는 개략적인 블록도가 도시된다. 상부 단부(12)를 갖는 변속 레버(10)는 회전하는 서보 모터(20)와 선형 모터(15)를 거쳐 앞의 명백한 방식으로 임의의 위치 변경을 방지하고 또는 사전 설정된 힘의 소비 하에서 위치 변경을 가능하게 한다. 서보 모터(15, 20)는 상응하는 로터의 위치, 즉 특히 실제 각 위치(32) 및 실제 위치(33)를 정확하게 결정하기 위한 일체의 수단(도시 생략)을 포함한다. 이는 힘 측정 장치(23)에 의해 측정된, 레버(10)에서 작용하는 힘 실제값(26, 27)과 같이, 구동단(35, 37)을 거쳐 연산 장치(29)에, 예를 들면 호스트 컴퓨터(30) 내로 또는 측정 증폭기(28)를 거쳐 증폭된 측정 신호(26', 27')로서 전달된다.

작동 상부면(38)을 거쳐, 사전 설정된 데이터 또는 파라미터를 감시하고 변경하기 위한 소프트웨어 툴은 수학적 모델의 도움으로써 연산 장치 내에 발생된 특성 및 특히 조작 감촉을 형상화할 수 있다. 연산 장치(29)에 의한 수학적 모델의 도움으로써 사전 설정된 파라미터의 유효 범위 하에서 연산된 전류 설정값(34, 36)은 상응하는 구동단(36, 37)에 전달되고, 그로부터 모터(15, 20)를 제어하도록 증폭된 전류 제어 신호(34', 36)로 전환된다.

본 발명이 바람직한 실시예에 따라 앞에서 설명되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 또한 조절 변수 또는 피드백 변수를 발생시키기 위해 레버(10)에서 힘 측정 장치(25)를 포함하는 도2와 관련하여 설명된 실시 형태에서, 실제적으로 존재하는 회전 모멘트 또는 실제적으로 존재하는 힘에 대해 정비례적인 실제적인 전류 설정값(34, 36)을 참조하여, 서보 모터(20, 15)의 로터의 실제 각 위치(32) 및 실제 위치(33)의 베이스가 추측될 수 있는 가능성이 기본적으로 존재한다.

또한 이로부터, 각각의 블록도에서의 블록 구성은 예시적으로 고찰될 수 있다. 제어 신호 및 설정값은 전류 레벨 뿐만 아니라 전압 레벨 및/또는 디지털 암호로서, 예를 들면 광섬유 케이블을 통해 인접한 각각의 장치에 공급될 수 있고, 구동단(35, 37)에서는 바람직하게 전류 신호(34', 36')를 출력한다. 또한 본 발명은 모두가 차량의 변속 기어를 시뮬레이션하기 위해서만 제공된 것이 아니라, 예를 들면 비행기- 또는 헬리콥터 제어 장치와 같은, 임의의 다른 작동 장치를 모의 실험할 수 있다.

본 발명에 따르면, 조작 장치의 복잡한 기계적 요소 없이 수동 조작 장치의 시뮬레이션이 제공된다.

Claims

수동 조작 장치를 시뮬레이션하기 위한 장치이며,

레버(10)의 종방향 연장부에 대해 실질적으로 수직인 제1 회전축 및 제1 회전축과 레버(10)의 연장부에 대해 실질적으로 수직인 제2 회전축(16)을 포함하는, 상부 및 하부 단부(12, 12')을 갖는 레버(10)와,

레버(10)의 사전 설정된 실제 각 위치(32) 또는 실제 속도에서 사전 설정된 회전 모멘트를 제공하기 위해, 레버(10)의 제2 회전축(16)과 로터측에서 결합된 회전하는 서보 모터(20)와,

레버(10)의 사전 설정된 실제 위치(33) 또는 실제 각 위치에서 사전 설정된 힘을 제공하기 위해, 레버(10)와 로터측에서 결합된 선형 모터(15)를 갖는 시뮬레이션 장치.
제1항에 있어서, 회전하는 서보 모터(20)는 직접 제2 회전축(16)에 그리고 선형 모터(15)는 커넥팅 로드(13)를 거쳐 레버(10)의 하부 단부(12')에 결합되고, 하부 단부(12')를 갖는 레버(10)는 제1 회전축(11)을 거쳐 외부로 연장하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 선형 모터(15) 및 회전하는 서보 모터(20)는 레버(10)의 각각의 실제 위치/각 위치(33, 32)에 따라 사전 설정된 전류(34', 36')를 제공하기 위해, 구동단(35, 37)에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 선형 모터(15)의 실제 위치(33) 및 회전하는 서보 모터(20)의 각 위치(32)에 따라 전류 설정값(34, 36)을 각각 출력하기 위한 공통의 인터페이스 장치(31)가 제공되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 장치.
제4항에 있어서, 인터페이스 장치(31)는 실제값(32, 33, 26', 27')을 측정하고 실시간으로 설정값(34, 36)을 출력하기 위해, 바람직하게 유닛으로 구성된 연산 장치(29)와 연결되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 장치.
제5항에 있어서, 레버(10)에는 연산 장치(29) 내에서 설정값(34, 36)을 연산하도록 적어도 하나의 피드백 변수(26, 27)를 측정하기 위한, 힘 측정 장치(25)가 제공되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 장치.
제6항에 있어서, 힘 측정 장치(25)는 레버(10)의 벤딩을 측정하기 위해, 신장 측정 밴드와 바람직하게 측정 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 레버(10)와, 선형 모터(15)와 회전하는 서보 모터(20)는 고정된 지지 장치(17)를 통해 서로 기계적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 장치.
수동 조작 장치를 시뮬레이션하기 위한 방법이며,

레버(10)와 로터측에서 결합되는, 선형 모터(15)로써 레버(10)의 사전 설정된 실제 위치(33)에 사전 설정된 힘을 제공하는 단계와,

레버(10)의 제2 회전축(16)과 로터측에 결합된 회전하는 서보 모터(20)로써 제2 회전축(16)의 방향으로 레버(10)의 사전 설정된 각 위치(32)에 사전 설정된 회전 모멘트를 제공하는 단계를 포함하고,

레버(10)는 상부 및 하부 단부(12, 12')를 포함하고 제1 회전축(11)은 레버(10)의 연장부에 대해 실질적으로 수직으로 놓이고 제2 회전축(16)은 제1 회전축 및 레버(10)의 연장부에 대해 실질적으로 수직으로 놓이는 시뮬레이션 방법.
제9항에 있어서, 선형 모터(15)의 실제 위치(33)와, 회전하는 서보 모터(20)의 각 위치(32) 및 레버(10) 상에 작용하는 실제 힘(26, 27)에 따라 연산 모델에 의해 모터(15, 20)의 설정-힘-/회전 모멘트가 각각 실시간으로 연산 장치(29)에서 검출되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 방법.
제10항에 있어서, 실시간으로 연산되는 힘/회전 모멘트 값은 힘/회전 모멘트 조절 장치(S2)를 거쳐, 힘/회전 모멘트 발생에 대해 상응하는 전류(36', 34')를 제공하기 위해 선형 모터(15)와 회전하는 서보 모터(20)의 출력단(37, 35)을 각각 제어하는 제어 장치(S3)로 전달되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 방법.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 시뮬레이션 시 발생되고 그리고/또는 요구되고 그리고/또는 작동되는 데이터 및 파라미터는 소프트웨어 툴로서 작동 상부면(38)을 거쳐 연산 장치(29) 상에서, 바람직하게 호스트 컴퓨터(30)에 의해 감시되고 그리고/또는 변경되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 방법.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 시뮬레이션 장치를 통해 실제 차량 기어의 감촉이 모의 실험되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 방법.
제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 시뮬레이션된 차량 속도 및/또는 주행 저항, 특히 공기 저항 및/또는 경사 상향 주행, 및/또는 시뮬레이션된 클러치의 위치 및/또는 엔진 회전수 및/또는 구동열에서 변형은 시뮬레이션된 커브 주행 시에 차량의 기어를 위한 변속 감촉의 시뮬레이션에 서로 영향을 주는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 방법.
제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 레버(10)에서의 신장 측정 밴드에 의해, 연산 장치(29) 내에서 모터(15, 20)를 제어하기 위한 설정값 검출시 사용 하는 피드백 변수(26,27)가 얻어지는 것을 특징으로 하는 시뮬레이션 방법.