KR20100018536A

KR20100018536A - 로딩 시스템 및 차량 모델에 의한 차축 평가 및 조율 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20100018536A
Application number: KR1020097025454A
Authority: KR
Inventors: 윌리암 제이 랑거
Original assignee: 엠티에스 시스템즈 코포레이숀
Priority date: 2007-05-04
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2010-02-17
Also published as: WO2008137366A1; US20080275682A1; JP2010529420A; EP2162715A1; WO2008137366A8

Abstract

차축 시스템을 평가 및 조율하는 방법 및 시스템은 하나 이상의 물리적 차축 시스템이 장착되는 적어도 하나의 시험 장비를 포함한다. 실제 시험 트랙에서 수해오디는 것처럼 차축 시스템을 평가 또는 조율하기 위하여 시험 장비에 전체 차량 모델 및 도로 설명이 사용된다. 전체 차량 모델은 시험 중인 차축 시스템의 특성을 제거하도록 변경된다. 전체 차량 모델의 나머지는 시험 장비에 입력값으로서 전달되는 변위 또는 부하의 형태로 출력 신호를 생성하여 이들 신호를 인가한다. 시험 장비는 시험 중인 차축 시스템의 제거된 모델 대신에 차량 모델에 입력되는 상보적인 변위 또는 부하의 형태로 출력 신호를 측정한다. 이 방식으로, 시험 중인 물리적 차축 시스템이 전체 차량, 도로 및 운전자의 실시간 모델에 삽입된다.

Description

로딩 시스템 및 차량 모델에 의한 차축 평가 및 조율 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR AXLE EVALUATION AND TUNING WITH LOADING SYSTEM AND VEHICLE MODEL}

본 발명은 전반적으로 차량 차축의 시험 및 평가에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 차축 및 차축 구성요소들을 시험하고 튜닝하며, 차량 성능에 관한 이들의 영향을 결정하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

차량의 차축은 승차감, 안락함, NVH(소음, 불쾌한 소리, 진동) 등과 같이 원하는 차량 레벨 성능 속성을 충족시키도록 평가, 시험 또는 조율되어야 한다. 오늘날, 차량 레벨 속성을 평가하기 위하여, 실제 구성요소들이 장착된 상태에서 차량을 주행해야 한다. 이 방법은, 비용이 비싸고, 느리며 반복이 불가능하다. 또한, 그러한 주행 시험은 통상적으로 차량 개발 프로세스를 느리게 한다. 더욱이, 엔지니어는 그러한 성능, 내구성, NVH 등을 평가하기 위하여 차축에 대한 차량의 충격을 평가할지도 모른다.

서스펜션은 상질량(sprung mass)의 자세와 위치를 제어하고, 또한 상질량을 도로 요철로부터 격리시킨다. 차축은 서스펜션에 차량의 조향, 제동, 구동 토크, 방향 제어 및 안정성을 더한 함수를 제공한다. 차축 구성요소들은 댐퍼, 스트러 트, 스프링, 부싱, 링크 장치, 서브 프레임, 조향 시스템, 안정 바아/메카니즘, 제동 시스템, 파워 트레임 구성요소(모터 포함), 타이어 및 휠 중 몇개 또는 전부를 포함할 수 있을 뿐만 아니라 열거되지 않은 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 이들 중 임의의 구성요소는 능동 또는 수동일 수 있다. 능동 시스템은 센서로부터의 신호를 기초로 한 몇몇 유형의 컴퓨터에 의해 제어되는 것이지만, 특정한 능동 시스템은 속도 제어를 위한 센서를 사용하지 않는 벡터 제어식 AC 모터와 같이 무센서 방식일 수 있다.

승차감, 안락함 및 핸들링과 같은 차량의 속성에 영향을 미치는 차축은 시험 장비를 특징으로 하지만, 그러한 시험 장비는 소정 구성요소에 대한 차량의 반응에 직접적으로 관련되지 않거나 그러한 반응을 측정하지 않는다. 현재의 시험 장비는 차축에 대해 부하 또는 변위 시간 이력을 적용하고 결과적인 부하 또는 변위를 측정하여 차축의 특징을 규정한다. 도전 과제를 증명하기 위하여, 차량 내 성능이 상이한 2개의 다른 차축이 종래의 시험 장비에서 평가될 때에 동일한 특성 데이터를 산출할 수도 있다.

시험 트랙에서 실제 차량의 경우에, 차량 성능에 관한 차축의 영향에 대한 평가는 직접적으로 관찰 및 측정될 수 있다. 이때에, 차량 성능의 측정은 오직 시험 트랙 프로세스의 반복성과 필요한 영향을 측정하는 능력에 따라 좌우된다. 그러나, 차축 성능의 실험실 시험 장비의 평가의 경우에, 오직 측정된 시간 이력 또는 이상화된 시간 이력만이 차축에 적용된다. 결과적인 차축 또는 변위는 파라미터 맵, 구배 또는 주파수 반응 함수 등의 공학 용어로 한정된다. 차량 성능의 한 정된 공학 용어는 시험 결과가 얻어진 후에 적용되는 차량 모델 또는 전문가 해석을 통해 결과적인 차량 거동을 추론하는 데에 사용된다. 트랙 시험은 정의에 의해 완벽한 차량 레벨 반응을 제공하지만, 완벽한 차량을 필요로 하고, 또한 차량 유효성, 기후 및 반복성 제한 등의 다른 실제적인 페널티와, 댐퍼 교체의 시간 집약적 프로세스를 초래한다.

실험실 시험 장비 평가 프로세스에서의 제한은 간소화된 모델이 차축 또는 차축 구성요소에 대해 추정된다는 것이다. 이는 중요한 차축 또는 구성요소 특성을 무시하는 모델을 사용할 수 있다는 것을 의미한다. 특히 천이 또는 동적 입력 중에 명시될 수 있는 특성이 온도나 습도에 민감하거나 함수 등의 비선형 영향을 받는다는 것은 사실이다. 또한, 프로세스는 교환한 차축 또는 차축 구성요소의 특성을 포착하지 못한다. 차축은 온도 또는 마찰 등의 까다로운 모델 파라미터 또는 최근의 이력에 종속하는 변화가 차량 거동을 정확하게 예상하는 방식으로 실험실 시험 장비로 측정되거나 개발되지 못한다는 특징을 갖는다.

따라서, 차축/구성요소 또는 전체 차량의 간소화된 모델에 의존하지 않는 차축/차축 구성요소 개발, 평가, 유효성 및 조율 프로세스 및 시스템을 제공하는 것이 요구된다. 또한, 그러한 시스템에서 교체된 차축/구성요소 특징을 포착하고 그 결과를 차량 레벨 속성에 전달하는 것이 요구된다.

또한, 실제 차량을 필요로 하지 않으면서 구성요소에 관한 차량의 영향을 평가하는 것이 요구된다. 그러한 평가에서, 구성요소는 서비스에서처럼 내구성, NVH 또는 다른 속성에 대해 구성요소를 평가하도록 실제 차량에 기초한 입력값에 노출된다. 실제 차량/운전자 입력값은 전통적인 시험 장비 기반 방법에서와 공통인 감소화된 공학 입력값(예컨대, 사인파)을 대체할 수 있다.

이러한 요구 및 다른 요구들은 적어도 하나의 차축 구성요소가 장착될 수 있는 시험 장비와, 차량 모델 모듈을 구비하는 차축 평가 시스템을 제공하는 본 발명의 실시예들에 의해 충족된다. 시험 장비는 시험 중에 차축 구성요소에 부하를 제어 가능하게 인가한다. 차량 모델 모듈은 데이터를 처리하는 데이터 프로세서와, 데이터 저장 장치를 포함한다. 데이터 저장 장치는, 시험 중인 차축 구성요소의 특성을 제외한 전체 차량을 시뮬레이트하는 차량 모델에 관한 데이터와, 도로 설명에 관한 데이터와, 구동 지시, 운전자 제어 및 기계 실행 지시를 저장하도록 구성된다. 데이터 프로세서에 의한 실행시에, 지시는 데이터 프로세서를 제어하여 차량 모델을 기초로 한 명령 신호를 생성하고 차축 구성요소에 부하를 인가하도록 시험 장비를 제어하여 시험 장비의 측정된 반응을 차량 모델에 피드백한다.

개시된 실시예의 전술한 특징 및 다른 특징, 양태 및 이점은 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 보다 명백해질 것이다.

본 발명의 개시는 첨부 도면에서 예로서 개시되며 제한으로서 개시되지 않고, 도면에서 동일한 참조 번호는 유사한 요소를 지시한다.

도 1은 본 발명의 특정한 실시예에 따라 구성된 차량 평가 시스템의 부분적으로 사시도이고 부분적으로 블록도인 도면.

도 2는 시스템의 구성요소들 간의 관계를 보다 상세하게 도시하는 도 1의 시스템의 블록도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 구성된 도 1에 도시된 시험 장비의 정면도.

도 4는 도 3의 시험 장비의 일부의 평면도.

도 5는 본 발명의 실시예에 이용될 수 있는 데이터 프로세서 시스템의 블록도.

예시를 위해, 이하의 설명은 차축 또는 차축 구성요소를 평가 또는 조율하는 시뮬레이션 시스템의 다양한 실시예를 설명한다. 시험 장비의 특정한 시스템 및 구성이 도시되어 있다. 그러나, 본 개시의 개념이 특정한 상세 없이 실시 또는 구현될 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 다른 예에서, 본 발명의 개시를 불필요하게 불명료하게 하는 것을 피하기 위하여 널리 알려진 구조 및 장치가 블록도 형태로 도시되어 있다. 또한, 설명을 쉽게 하기 위하여, "차축" 및 "차축 구성요소"라는 용어가 "차축/구성요소"라는 용어 대신에 명세서 전반에 걸쳐 상호 교환 가능하게 사용될 것이다. 그러나, 이 설명을 위해, 본 발명의 실시예는 전체 차축 시스템 또는 차축 시스템의 단 하나 또는 그 이상의 구성요소를 시험 및 평가하도록 적용될 수 있다는 점을 알아야 한다. 그러므로, 이하의 설명에서, 시험 방법론 및 시험 장치는 다수의 차축을 포함할 수 있다. 다수의 차축을 위해 구성된 시험 장비가 제공될 수 있거나, 별개의 시험 장비가 각 차축을 위해 제공될 수 있다. 따라서, 이 설명의 전반에 걸쳐서, "차축"이라는 용어는 단일의 차축과 다수의 차 축들을 포함할 수 있다는 것을 알아야 한다.

본 발명의 실시예는 차축 시험, 특성화, 평가, 모델 검증 또는 조율의 프로세스에 관한 문제를 취급하고 해결한다. 설명을 쉽게 하기 위하여, "평가"라는 용어는 시험, 특성화, 평가, 모델 검증 또는 조율을의 프로세스를 지시하도록 사용될 것이다. 이들 문제는 적어도 하나의 차축 구성요소가 장착될 수 있는 적어도 하나의 시험 장비와, 차량 모델 모듈을 구비하는 차축을 평가하는 시스템을 제공하는 본 발명의 실시예에 의해 적어도 부분적으로 해결된다. 시험 장비는 시험 중인 차축 구성요소에 부하를 제어 가능하게 인가한다. 차량 모델 모듈은 데이터를 처리하는 데이터 프로세서와, 데이터 저장 장치를 포함한다. 상기 데이터 저장 장치는, 시험 중인 차축 시스템의 특성을 제외한 전체 차량을 시뮬레이트하는 차량 모델에 관한 데이터와, 도로 설명에 관한 데이터와, 기계 판독 가능한 지시를 저장하도록 구성된다. 데이터 프로세서에 의한 실행시에, 지시는 데이터 프로세서를 제어하여 차량 모델을 기초로 한 명령 신호를 생성하고 차축 구성요소에 부하를 인가하도록 시험 장비를 제어하여 시험 장비의 측정된 반응을 차량 모델에 피드백한다.

본 발명의 실시예에 의해 다수의 잠재적인 이점이 달성된다. 이들 이점은 전체 차량에 의해 도로 데이터를 모을 필요가 없이 차축 시험을 하게 하는 것을 포함한다. 이는 디자인 프로세스에서의 시험을 달리 가능한 것보다 빠르게 한다.

개시된 실시예의 다른 이점은 시험 프로세스가 차축 특성을 함축된 차축 모델의 간소화된 공학 용어로 감소시킬 필요가 없다는 것이다. 그 이유는 모델링되지 않은 모든 특성을 갖는 실제 차축이 실제 차량에 의해 행한 것과 같이 모델링된 차량과 상호 작용하기 때문이다. 또한, 차축은 시험 장비 피드백을 통해 차량 모델과 상호 작용하기 때문에, 실제 도로에서 일어나는 바와 같이 차축 특성의 변화가 인가되는 부하를 변화시키게 된다. 이 결과, 보다 현실적인 차축 평가가 가능하다. 차량 거동에 관한 차축 시스템의 영향은 보다 불편한 도로 시험이 차축 시스템/차량 거동을 직접적으로 측정하는 것처럼 차량 모델에서 직접적으로 측정된다.

또한, 차축 시스템에 관한 모델링된 차량의 영향은 보다 불편한 도로 시험이 차축 시스템의 직접적인 관찰 또는 측정을 가능하게 하는 것처럼 시험 장비의 센서에 의해 직접적으로 관찰 또는 측정될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 의해, 측정시에 이용 가능하지 않을 수 있는 실제 차량이나 실제 도로를 필요로 하지 않으면서 도로 상에서 발생하는 조건을 나타내는 조건 하의 차축을 특징으로 할 수 있다. 결과적인 특성화는 사인 모양 입력값과 같이 보다 전통적인 합성 입력값을 기초로 한 종래의 특성화보다 더 대표적일 수 있다.

실시예에 의해 제공되는 다른 이점은 차량을 물리적으로 만들거나, 차축 또는 서스펜션 거동에 관한 영향 또는 차축 또는 서스펜션 및 차량 교체에 의한 차량의 성능을 결정하도록 차량을 교체 수정하는 일 없이 서스펜션에 관한 차량 변경을 평가하는 능력을 포함한다.

다른 이점으로는 시간 소모적 부하 이력 반복 보정이 시험 장비의 최소의 트래킹 에러 특성으로 인해 본 발명의 특정한 실시예에 의해 불필요해진다는 것이다. 또한, 모든 가능한 차축의 세트가 트랙 시험 비용 및 시간을 감소시키는 차량 내 분석을 위해 보다 작은 세트로 감소될 수 있다.

또 다른 이점으로는 차축 시스템의 물리적 구성요소를 시험 대상인 구성요소만으로 격리시키는 능력이다. 물론, 이것은 시험을 수행하기 위하여 차량의 대부분(전부가 아니면)이 필요한 시험 트랙에서 수행되는 평가에서는 불가능하다.

디자인 프로세스에서 차축 평가 및 조율을 조기에 수행하는 능력은 NVH, 내구성 등의 종속적인 차량 특성에 대한 느린 사이클 변경 및 충격을 회피한다. 또한, 본 발명의 실시예는 실제의 전체 차량을 필요로 하지 않으면서 차량의 파라미터에 관한 차축 시스템 설계 및 제조 변경을 평가하는 능력을 제공한다. 이는 흔히 초기 단계에서 비용이 덜 들도록 전체 차량을 필요로 하지 않으면서 내구성, 성능, 안전도, NVH의 평가 및 다른 평가의 수행을 가능하게 한다. 본 발명의 실시예는 또한 차축 시스템의 마모 영향을 보다 정확하게 유도하고 포착하는 능력을 제공한다.

자동차는 파워 트레인, 운전자 인터페이스, 기후 및 엔터테인먼트, 네트워크 및 인터페이스, 조명, 안전 장치, 엔진, 제동, 조향, 샤시 등과 같은 여러 기능을 수행하는 다양한 서브시스템을 포함한다. 각 서브시스템은 구성요소들, 부품들 및 다른 서브시스템을 더 포함한다. 예컨대, 파워 트레인 서브시스템은 트랜스미션 컨트롤러, 연속 가변 트랜스미션(CVT) 제어부, 자동화 수동 트랜스미션 시스템, 트랜스퍼 케이스, 전륜 구동(AWD) 시스템, 전자식 안정 제어 시스템(ESC), 트랙션 제어 시스템(TCS) 등을 포함할 수 있다. 샤시 서브시스템은 능동 또는 수동 댐퍼, 스프링, 부싱, 바디 제어 액츄에이터, 부하 레벨링, 롤 방지 바아 등을 포함할 수 있다. 이들 서브시스템의 디자인 및 내구성은 디자인 및 제조 프로세스 중에 시험하고 검증할 필요가 있다. 몇몇 서브시스템은 보다 우수한 제어 또는 안락감을 제공하기 위하여 차량의 주행 상태를 능동적으로 모니터하고 서브시스템의 작동 및/또는 특성을 동적으로 조정하는 전자 제어 유닛(ECU)을 이용한다. 차량 평가에 사용되는 모델은 어떻게든 모든 관련 서브시스템을 포함해야 한다.

본 발명의 특정한 실시예는 전체 차량 모델, 도로 설명 및 하나 이상의 물리적 차축 시스템이 장착되는 적어도 하나의 시험 장비를 조합함으로써 차축 시스템 시험, 평가 또는 조율을 수행하는 방법 및 시스템을 제공한다. 그러한 시스템(10)의 모범적인 실시예가 도 1에 도시되어 있다.

시스템(10)은 적어도 하나의 시험 장비(12)와, 수퍼바이저와 컨트롤러(이하, "수퍼바이저")(14), 데이터 저장 장치(16) 및 환경 및 매뉴버 정의를 포함하는 차량 모델 모듈(18)을 포함한다. 특정하게 설명된 모범적인 실시예에서, 차량 모델 모듈(18)은 수퍼바이저(14)를 구현하는 데이터 프로세서로부터 분리된 데이터 프로세서 상에 구현된다. 다른 실시예에서, 수퍼바이저(14)와 차량 모델 모듈(18)은 단일의 데이터 프로세서에 의해 구현된다. 본 발명의 실시예에서, 차량 모델은 차량 다이나믹의 문맥에 있고, "차량 모델"이라는 용어의 사용은 이 문맥에서 이해해야 한다. 이는 열 모델이나 구조적 분석 모델과 같은 다른 유형의 문맥에서의 모델과 대조적이다.

시험 장비의 다른 구성 및 유형이 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 사용될 수 있기 때문에, 도 1에 도시되어 있는 시험 장비(12)의 구성은 단지 예시적인 것이다. 예시적인 시험 장비(12)는 하나 이상의 차축 부품(40)이 평가를 위해 장착될 수 있게 한다. 도시되어 있는 예에서, 타이어(20)가 차축 부품(40) 상에 장착되고 시뮬레이션된 도로면(22)에 접촉한다. 차축 부품(40)은 변위 또는 부하가 인가되어 최종 변위 또는 부하가 측정될 수 있게 하는 방식으로 시험 장비(12)에 장착된다. 예를 들어, 차축의 하나 또는 2개의 단부가 제공될 수 있다. 1개 내지 N개의 차축이 시험되어 평가될 수 있다.

다른 옵션 중에서도, 다양한 환경적인 영향이 시뮬레이션될 수 있다. 예를 들어, 시험 장비(12) 또는 차축 시스템(40)이 기후 챔버(도시되어 있지 않음) 내에 위치되어 열, 냉기, 습기, 수분, 오물, 염 또는 다른 환경적인 팩터의 영향을 제어하고 그리고/또는 포착할 수 있다. 상이한 도로면 조건이 시뮬레이션될 수 있다. 예를 들어, 플랫 벨트(22)가 재료로 코팅되어 거칠기, 표면 질감(texture) 등과 같은 코팅의 특성을 사용하여 실제 도로의 마찰 계수를 시뮬레이션할 수도 있다. 특정 시험 방법은, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 물, 눈, 얼음, 오물 또는 먼지를 플랫 벨트(22) 또는 다른 도로면에 인가하여, 이들에 한정되는 것은 아니지만 힘, 모멘트 및 열 부하를 포함하는 타이어 및 도로 상호 작용을 제어한다. 다른 실시예에서, 장애물이 플랫 벨트(22)에 부착되어 연석(curb) 또는 과속방지턱(bump) 충돌을 시뮬레이션한다. 특정 실시예에서, 연석 또는 과속방지턱 충돌은 보조 디바이스(도시되어 있지 않음)에 의해 인가된다. 예를 들어, 인접 메커니즘이 타이어와 도로 사이의 과속방지턱을 안내하여 과속방지턱이 도로 회전 기간과 비동기적으로 도입될 수 있게 하는데 사용될 수 있다. 타이어(20)의 온도는 본 발 명의 특정 실시예에 따라 제어되어 실제 주행 조건의 부하 기반 가열을 시뮬레이션한다. 이러한 실시예에서, 설정점은 타이어/차량 모델 또는 데이터 파일로부터 입력될 수 있다.

상이한 환경 및 노면 조건이 소프트웨어에서 시뮬레이션될 수 있다. 노면은 본 발명의 상이한 실시예에서, 소프트웨어에 규정되거나 측정되어 소프트웨어 코드로 변환될 수 있다. 도로 규정은 타이어에 대해 큰 파라미터를 포함할 수 있다. 환경 시뮬레이션은 바람 및 공기와 같은 차량에 대한 영향을 포함할 수 있다.

시험 장비(12)는 타이어(20)의 위치 및 배향과 타이어에 인가된 부하를 제어하는 복수의 마운트를 포함한다. 예를 들어, 이하의 제어 파라미터, 뿐만 아니라 병진 또는 회전 등가물이 제어될 수 있다. 이들은 슬립각(조향), 경사각(캠버), 부하를 받은 반경, 수직력, 휠 토크, 슬립비, 종방향 힘, 측방향 힘 등을 포함한다. 이 방법은 수직력, 슬립각, 경사(캠버)각, 슬립비, 휠 토크, 부하를 받은 반경, 팽창압 등과 같은 다른 타이어 자유도 중 하나 이상을 포함한다. 본 발명의 특정 실시예는 또한 도로 또는 스핀들의 이동을 통해 도로와 타이어 및 휠/스핀들과 본체 사이의 실제 자유도 중 하나 이상을 유도한다.

본 발명의 방법의 실시예는 이하의 자유도, 즉 타이어 수직력, 타이어 측방향 힘, 타이어 조향각, 타이어 회전, 조향 휠 입력, 본체 피치, 본체 구름 및 본체 수직(세로)력 중 적어도 하나를 도입한다.

본 발명의 실시예는 도로(22) 및 타이어(20)의 속도/토크를 제어하여 차량 모델 모듈(18)에 의해 계산되는 바와 같은 타이어 대 도로면 토크에 기초하여 낮은 마찰 계수 표면에 걸쳐 가속에 의해 유도되는 것과 같은 회전 슬립을 시뮬레이션한다. 특정 실시예에 제공된 부가의 능력은 타이어/차량 모델 또는 데이터 파일로부터 시뮬레이션된 스핀들 제동 또는 가속 토크 설정점을 인가하는 것이다.

도 1에 도시되어 있는 시험 장비(12)는 수직 방향으로 활주 가능한 위치설정 플레이트(44)를 지지하는 수직 연장 스탠드(42)를 포함한다. 위치설정 플레이트(44)는 차축 부품(40)을 지지하여 위치 설정 플레이트(44)의 이동이 차축 부품(40)의 변위 및 부하를 유발하게 한다. 하나 이상의 로딩 액추에이터가 위치설정 플레이트(44)의 수직 로딩을 통해 차축 부품(40)에 제어 가능한 부하 및 변위를 제공한다. 로딩 액추에이터(34)는 독립적인 수직 부하 및/또는 다른 선형 자유도를 인가하도록 독립적으로 제어 가능하다. 로딩 액추에이터는 위치설정 플레이트(44) 상에 작용함으로써 차축 시스템(40)의 높이 및 구름각을 변경한다.

시험에 포함된 물리적인 서스펜션의 구성에 따라, 시험 장비(12)는 상이한 자유도(DOF)를 제공할 수 있다. 시스템은 단일의 DOF(수직), 2개의 DOF(수직 및 구름), 3개의 DOF(수직, 구름 및 측방향), 및 4개의 DOF(수직, 구름, 측방향 및 요잉)를 구비할 수 있다. 측방향 DOF는 측방향 차축 컴플라이언스가 시뮬레이션될 필요가 있는 경우에 요구된다. 요잉은 서스펜션 컴플라이언스가 물리적으로 존재하지 않는 경우에 요구된다.

도 1의 시험 장비(12)는 포스트(46)에 의해 지지된 한 쌍의 시뮬레이션된 도로면(22)을 포함한다. 특정 실시예에서, 포스트(46)는 수직축 둘레로 제어 가능하게 또한 이동될 수 있는 수직 이동 가능 지지부(48)(도 3)를 포함한다. 도시되어 있는 실시예에서, 시뮬레이션된 도로면(22)은 시뮬레이션된 도로를 제공하기 위한 타이어 회전을 유도하는 플랫 벨트(22)이다. 플랫 벨트(22)는 모터(50)에 의해 제어 가능하게 구동된다. 드럼 등과 같은 다른 유형의 시뮬레이션된 도로가 사용될 수 있다. 그러나, 도시되어 있는 예에 제공된 것과 같은 편평한 도로면은 드럼 기반 도로와 같은 만곡된 표면에서 가능한 것보다 더 정확한 타이어 접촉 경로 시뮬레이션을 생성한다. 시뮬레이션된 도로면(22)의 제어를 통해, 본 발명의 특정 실시예는 임의의 스핀들[타이어(20)]에 제동 또는 가속 토크를 유도하는 것을 허용한다.

포스트(46) 및 피스톤(48)을 갖는 시뮬레이션된 도로면(22)의 구성은 각각의 타이어(20)에 대해 3개의 자유도(도로 수직, 조향 및 종방향)의 입력을 허용한다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 도 1에 부가하여, 로드 셀(52)이 로딩 액추에이터(34)에 제공되어 힘 및 모멘트를 감지한다. 로드 셀은 또한 특정 실시예에서 도로(22)에 설치되어 힘을 측정할 수 있다. 도시되어 있는 실시예에서, 로드 셀(52)은 Fz 및 Mx 힘 및 모멘트를 감지할 것이다. 감지된 측정치는 슈퍼바이저(14)를 통해 차량 모델 모듈(18)에 제공된다.

특정 실시예에서, 시험 장비(12)는 구름면의 대향 측면들에 차축이 장착되도록 구성된다. 이는 구름면 디바이스 상의 차축 유도 부하를 오프셋하는 장점을 갖는다.

특정 실시예에서, 시험 장비(12)는 타이어 회전 자유도 없이 구성된다. 특정 실시예에서, 시험 장비(12)는 스핀들 조립체와 결합하도록 구성된다.

도 3 및 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 위치설정 플레이트(44)는 스탠드(42) 상에서 수직으로 연장하는 슬라이드 레일(54) 상에 장착된다. 슬라이드 레일 커플링(56)은 슬라이드 레일(54)을 따른 수직 이동을 위해 슬라이드 레일(54)에 위치설정 플레이트(44)를 결합한다. 위치설정 플레이트(44)는 피벗 가능한 방식으로 슬라이드 레일 커플링(56)에 결합된다. 따라서, 2개의 자유도(수직 슬라이드 및 구름 피벗)가 위치설정 플레이트(44) 및 차축 부품(40)에 제공된다.

도 4에 도시되어 있는 실시예에서, 측정 디바이스(58)가 슬라이드 레일 커플링(56)에 제공된다. 측정 디바이스(58)는 도시되어 있는 실시예에서 Fx, Fy, My 및 Mz의 감지된 측정치를 제공한다. 이들 감지된 측정치는 슈퍼바이저(14)를 통해 차량 모델 모듈(18)로의 피드백으로서 제공된다.

차축 부품(40)의 위치설정은 차량 모델 모듈(18)에 의해 슈퍼바이저(14)에 제공된다. 다음에, 슈퍼바이저(14)는 차량 모델 모듈(18)에 의해 제공된 위치에 따라 로딩 액추에이터(34), 피스톤(48) 및 시뮬레이션된 도로면(22)을 제어하기 위해 시험 장비(12)에 명령 신호를 발행한다. 로드 셀(52) 및 측정 디바이스(48)는 슈퍼바이저(14)를 통해 차량 모델(26)에 재차 제공되는 측정된 힘 및 모멘트를 표현하는 신호를 생성한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예는 댐퍼 응답을 측정할 수 있다.

전술된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 전체 차량 모델, 도로 묘사 및 하나 이상의 물리적인 차축 시스템 부품이 장착되어 있는 시험 장비를 조합함으로써 차축 시스템 시험, 특징화, 모델 확인, 평가 또는 튜닝을 수행한다. 이를 위해, 차 량 규정 및 도로 규정(24)이 차량 모델 모듈(18)의 차량 모델(26)로의 입력으로서 제공된다. 조작 데이터베이스(maneuver database)(28)가 또한 차량 모델(26)로의 입력으로서 제공된다. 운전자 조작, 시간 이력 또는 수학적인 함수가 규정되어 차축에 의해 영향받는 요구 차량 메트릭스(metrics)를 여기시킨다. 특정 실시예에서, 합성 입력이 규정되어 차축에 의해 영향받는 요구 차량 메트릭스를 여기시킨다.

차량 모델(26)의 출력, 예를 들어 위치가 차축 부품(40)에 인가되어야 한다. 슈퍼바이저(14)는 예를 들어 로딩 액추에이터(34) 및 피스톤(48)의 이동을 포함하는 시험 장비(12)를 제어하기 위한 이 정보에 기초하여 명령 신호를 생성한다. 도 3의 예에서 차량 모델 모듈(18)에 의해 제공된 각도 및 부하의 일부는 본체 z, y, 도로 z(2), 도로 a(2), 도로 v(2), 및 조향을 포함할 수 있다. 차량 모델 모듈(18)로의 입력으로서 제공된 시험 장비(12)에서 측정된 힘 및 모멘트의 일부는 본체 FxFyFz, 본체 MxMyMz 및 차축 z(2)를 포함할 수 있다. 슈퍼바이저(14)는 시험 장비(12)로부터 수용된 힘 및 모멘트와 같은 측정치를 제공하고 이들을 차량 모델(26)에 입력한다. 힘 및 모멘트는 상이한 축 상에 제공된 로드 셀과 같은 임의의 적합한 디바이스에 의해 시험 장비(12)에서 측정될 수 있다.

본 발명의 실시예는 전체 차량 모델, 도로 묘사 및 시험 장비를 물리적인 차축과 조합한다. 모델링 기술은 광범위하게 사용되고 당 기술 분야의 숙련자들에게 알려져 있다. 시뮬레이션 모델을 구축하기 위한 도구를 공급하는 회사는 테시스(Tesis), 디스페이스(dSPACE), 메카니컬 시뮬레이션 코포레이션(Mechanical Simulation Corporation), 매스웍스(MathWorks)를 포함한다. HIL을 제공하는 회사는 디스페이스, 에타스(ETAS), 오팔 알티(Opal RT), 에이앤디(A&D) 등을 포함한다. 전체 차량 모델(26)은 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 개별 데이터 프로세서(30)에 의해 특정 실시예에서 실시간으로 실행된다. 전체 차량 모델(26)은 실시간으로 실행된 이하의 차량 기능, 즉 엔진, 파워트레인, 타이어, 차량 동역학, 차축, 공기역학, 운전자, 도로를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 차량 모델은 목표 실제 차량의 파라미터를 갖고 구성된다.

전술된 바와 같이, 적어도 하나의 물리적인 차축 부품이 시험에 사용되고, 이 차축 부품은 모델 내에 있지 않다. 다른 차축 부품은 이들이 시험 장비(12) 상에 물리적으로 존재하지 않는 경우에 모델링된다. 따라서, 단지 단일의 물리적인 차축 부품이 시험될 수 있는데, 다른 차축 부품은 전체 차량 모델(26)에 모델링된다. 대안적으로, 수렴법이 특정 실시예에서 사용되어, 다른 차축 부품이 물리적으로 존재하는 차축 부품(40)으로부터의 반복적인 판독치에 기초하여 물리적으로 존재하지 않는 경우에 차량 성능에 대한 차축 영향을 판정한다. 존재하는 차축 부품(40)은 전체 차량 모델(26) 내의 가상 차량 상의 다양한 위치로 소프트웨어에 의해 스왑된다. 반복적인 기술이 차축 시스템 모델을 거주시키거나 차량 응답을 결정하기 위해 실제 차축 시스템 데이터 또는 시뮬레이션 해결책을 사용함으로써 규정된 에러 한계 내에서 해결책에 수렴하는데 사용된다.

모델의 개념은 지면, 주어진 운전자의 조향 입력, 스로틀, 브레이크 및 기어, 뿐만 아니라 공기역학력과 같은 외부 방해에 걸친 차량의 운동을 예측하는 것 이다. 모델은 운전자의 입력 대 시간을 복제하는 운전자에 대한 개방 루프를 작동시킬 수 있다. 모델은 운전자의 입력이 차량의 속도 및 코스를 유지하도록 조정되는 경우에 운전자에 대해 폐루프를 작동시킬 수 있다.

전체 차량 모델(26)은 전술된 바와 같이 수정되어 시험중인 차축 시스템 부품의 특징을 제거한다. 전체 차량 모델(26)의 나머지는 이들 동일한 신호를 인가하기 위해 시험 장비(12)로의 입력 신호로서 전송되는 변위 또는 부하의 형태의 전술된 출력 신호를 구비한다. 시험 장비(12)는 시험중인 차축 부품 또는 부품들의 제거된 모델 대신에 전체 차량 모델(26)로의 물리적 입력이 되는 상보적인 변위 또는 부하의 형태의 출력 신호를 측정한다. 이 방식으로, 시험중인 물리적인 차축 시스템 부품은 전체 차량, 도로 및 운전자의 실시간 모델(26)로 삽입된다.

본 발명의 시험 방법의 실시예는 개방 루프 또는 폐루프를 갖는 실제 시험 트랙에서 수행된다. 전체 차량 모델(26)과 함께 작동하는 시험 장비(12)는 실제 도로 상에서 전개되는 부하와 유사할 수 있는 방식으로 차축 시스템 부품에 부하를 인가한다. 시험 장비(12) 명령은 미리 알려지지 않으므로, 수정된 도로 시간 이력을 전개하기 위한 시험 장비 반복 제어 기술이 사용되지 않을 수 있다. 시험 장비 제어는 최소 명령 추적 에러를 생성하도록 설계된다. 역 리그 모델 및 시스템 식별 기술이 최소 추적 에러를 성취할 것이다.

도 1 및 도 2는 차축 시스템을 시험하기 위한 단지 하나의 시험 장비(12)만을 도시하고 있다. 본 발명의 다른 실시예(도시되어 있지 않음)에서, 조향, 트랙션 시뮬레이션 등과 같은 다른 부품 시험 장비가 실시간 모델 및 슈퍼바이저를 경 유하여 차축 시스템에 링크되어 다수의 기계적 및/E는 전자 및 소프트웨어 시스템을 실시간으로 평가한다.

도 2를 참조하면, 슈퍼바이저(14)는 제2 데이터 프로세서(32)에 의해 제공되는 것으로서 도시되어 있지만, 데이터 프로세서(30, 32)는 특정 실시예에서 단일 데이터 프로세서에 의해 실현될 수도 있다. 데이터 프로세서(32)에 의해 실행되는 소프트웨어는 데이터 프로세서(30), HIL(루프 내 하드웨어) 시스템(만일 존재한다면) 및 시험 장비(12)에 의해 실행되는 전체 차량 모델을 조정한다. 시스템은 차량, 부품 제어 소프트웨어, 운전자 모델, 또는 조작 규정을 변경하여 목표 속성의 리스트에 규정된 바와 같이 로컬/전체 최적 설정을 검색하거나 결함을 발견할 수 있는 자동화 방법/시퀀스를 제공할 수 있다. 특정 실시예에서, 전체 차량 모델(26)은 차량 전자 네트워크와 통합되어 시뮬레이션한다. 차축 또는 차량(전자 데어 유닛) ECU가 HIL ECU 시험 시스템을 갖거나 갖지 않고 포함되어 차량내 작동을 시뮬레이션하는데 필요한 ECU 차량 파라미터를 제공할 수 있다.

적합한 데이터 프로세서(30 또는 32)의 예시적인 실시예의 더 상세한 설명이 도 5에 제공되지만, 도 2는 장치(10)의 전체 도면을 제공하고 설명될 것이다. 시뮬레이션 모델(26)은 적어도 부분적으로는 데이터 프로세서(30)에 의해 구체화될 수 있는 차량 제어 모듈(18)에 의해 실행된다. 특정 실시예에서, 데이터 프로세서(30)는 차량 모델을 실행하기 위한 복수의 모듈을 포함한다. 이들은 예를 들어 모델 최적화 및 맵핑, 고객 시뮬레이션 모델, 코드 생성, 실행 시간 도구 및 시뮬레이션 가시화를 포함한다. 데이터 프로세서는 시뮬레이션 모델의 실시간 실행을 수행하고, 신호 및 통신 인터페이스를 포함한다.

예컨대, 데이터 프로세서(32)에 의해 구현되는 수퍼바이저(14)는 또한 복수 개의 모듈을 구비한다. 이들 모듈은 장비 시스템 초기화, 시스템 셋업, 수동 제어, 자동화 시퀀싱, 서브시스템 관리, 시스템 상태, 장비 시각화, 장비 교정, 실시간 자유도 제어, 데이터 획득, 신화 관리 및 안전도 관리를 포함한다.

데이터 획득 컨트롤러(34)는 시험 장비(12)로부터 데이터 신호를 획득하고, 이들 신호를 수퍼바이저(14)의 데이터 프로세서(32)로 제공한다. 데이터 신호는 로드 셀(52)과 측정 장치(58)에 의해 생성된다. 데이터는 차량 모델(26)에서 사용하도록 수퍼바이저(14)에 의해 데이터 프로세서(30)로 출력된다.

전자 제어 유닛(ECU)(36)은 특정한 실시예에서 평가 프로세스의 일부일 수 있고, 차축 시스템(40)의 경우에서처럼 차량 모델(26)로부터 제거될 수 있다. 시험 중인 ECU(36)는, 예컨대 능동 차축 시스템 또는 몇몇 다른 시스템의 일부일 수 있다. 버스 모니터링은 버스 모니터(38)에 의해 수행될 수 있다.

본 발명의 방법은 실시간 시험 장비의 제어 지연을 감소시키고, 필요에 따라 시험 장비 센서를 보정한다. 센서 신호는 최소의 지연을 두고 차량 모델로 전달되어 모델의 안정적인 작동을 가능하게 한다. 전체 차량 모델(26)로부터의 데이터는 실험 결과로서 작용하도록 포착 및 저장될 수 있다. 유사하게, 차축 구성요소로부터의 데이터가 실험 결과로서 작용하도록 포착 및 저장될 수 있다.

도 5는 실시간 전체 차량 시뮬레이션 모델(26)이 차량 모델 모듈(18)에 의해 구현되는 데이터 처리 시스템(30)의 모범적인 실시예를 도시하는 블록도이다. 유 사한 데이터 처리 시스템이 수퍼바이저(14)를 구비하는 데이터 처리 시스템에 채용될 수 있다. 데이터 처리 시스템(30)은 버스(802) 또는 정보를 통신하기 위한 다른 통신 메카니즘과, 정보를 처리하기 위해 버스(802)와 연결되는 프로세서(804)를 포함한다. 데이터 처리 시스템(30)은 또한 프로세서(804)에 의해 수행될 정보 및 지시를 저장하기 위해 버스(802)에 연결되는 주 메모리(806), 예컨대 랜덤 액서스 메모리(RAM) 또는 다른 동적 저장 장치를 포함한다. 주 메모리(806)는 또한 프로세서(804)에 의해 수행될 지시의 수행 중에 일시적인 변수 또는 다른 중간 정보를 저장하도록 사용될 수 있다. 데이터 처리 시스템(30)은 프로세서(804)의 정적 정보 및 지시를 저장하도록 버스(802)에 연결되는 리드 온리 메모리(ROM)(809) 또는 다른 정적 저장 장치를 더 포함한다. 정보 및 지시를 저장하기 위하여 자기 디스크 또는 광학 디스크 등의 저장 장치(810)가 제공되어 버스(802)에 연결된다. 특정한 실시예에서, 데이터 저장 장치(810)는 저장 장치(16)를 구비한다.

데이터 처리 시스템(30)은 정보를 조작자에게 디스플레이하도록 버스(802)를 경유하여 디스플레이(812), 예컨대 음극선관(CRT)에 연결될 수 있다. 정보 및 명령 선택을 프로세서(804)에 통신하도록 알파뉴메릭 및 다른 키이를 비롯하여 입력 장치(814)가 버스(802)에 연결된다. 직접적인 정보 및 명령 선택을 프로세서(804)에 통신하고 커서 운동을 디스플레이(812) 상에서 제어하기 위한 다른 유형의 사용자 입력 장치는 마우스 등의 커서 제어부(816)와, 트랙볼 또는 커버 방향 키이가 있다.

데이터 처리 시스템(30)은 주 메모리에 저장된 하나 이상의 지시의 하나 이 상의 시퀀스를 수행하는 프로세서(804)에 응답하여 제어된다. 그러한 지시는 다른 기계 판독 가능한 매체, 예컨대 저장 장치[810(16)]로부터 주 메모리(806)로 판독될 수 있다. 주 메모리(806)에 저장된 지시의 시퀀스 수행은 프로세서(804)가 본 명세서에 설명된 프로세스 단계를 수행하게 한다. 변형예에서, 본 발명을 구현하기 위하여 소프트웨어 지시 대신에 또는 소프트웨어 지시에 조합하여 배선 접속 회로가 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 하드웨어 회로 및 소프트웨어의 임의의 특정한 조합으로 제한되지 않는다.

용어 "기계 판독 가능 매체"는 본 명세서에 사용될 때 실행을 위해 프로세서(804)에 명령을 제공하는데 참여하는 임의의 매체를 칭한다. 이러한 매체는 이들에 한정되는 것은 아니지만 비휘발성 매체, 휘발성 매체 및 전송 매체를 포함하는 다수의 형태를 취할 수 있다. 비휘발성 매체는 예를 들어 저장 디바이스(810)(16)와 같은 광학 또는 자기 디스크를 포함한다. 휘발성 매체는 메인 메모리(806)와 같은 동적 메모리를 포함한다. 전송 매체는 버스(802)를 포함하는 와이어를 포함하는 동축 케이블, 구리 와이어 및 광 파이버를 포함한다. 전송 매체는 또한 무선파 및 적외선 데이터 통신 중에 발생하는 것들과 같은 음파 또는 광파의 형태를 취할 수도 있다.

통상의 형태의 기계 판독 가능 매체는 예를 들어, 플로피 디스크, 가요성 디스크, 하드디스크, 자기 테이프 또는 임의의 다른 자기 매체, CD-ROM, 임의의 다른 광학 매체, 펀치 카드, 페이퍼 테이프, 홀의 패턴을 갖는 임의의 다른 물리적 매체, RAM, PROM 및 EPROM, 플래시-EPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 전 술된 바와 같은 캐리어파, 또는 데이터 처리 시스템이 판독할 수 있는 임의의 다른 매체를 포함한다.

다양한 유형의 기계 판독 가능 매체가 실행을 위해 하나 이상의 명령의 하나 이상의 시퀀스를 프로세서(804)에 운반하는데 수반될 수 있다. 예를 들어, 명령은 초기에는 원격 데이터 처리 시스템의 자기 디스크 상에 운반될 수 있다. 원격 데이터 처리 시스템은 그 동적 메모리 내로 명령을 로딩하고 모뎀을 사용하여 전화 라인을 통해 또는 다른 적합한 형태의 통신에 의해 명령을 송신할 수 있다. 데이터 처리 시스템(30)에 국부적인 모뎀은 전호 라인 상에서 데이터를 수신하고 적외선 송신기를 사용하여 데이터를 적외선 신호로 변환할 수 있다. 적외선 검출기는 적외선 신호에 탑재된 데이터를 수신하고 적절한 회로가 버스(802) 상에 데이터를 배치할 수 있다. 버스(802)는 데이터를 메인 메모리(806)에 운반하고, 이 메인 메모리로부터 프로세서(804)가 명령을 검색하여 실행한다. 메인 메모리(806)에 의해 수신된 명령은 프로세서(804)에 의해 실행되기 전 또는 후에 저장 디바이스(810)(16)에 선택적으로 저장될 수 있다.

데이터 처리 시스템(30)은 또한 버스(802)에 결합된 통신 인터페이스(819)를 포함한다. 통신 인터페이스(819)는 로컬 네트워크(822)에 접속된 네트워크 링크에 2방향 데이터 통신 커플링을 제공한다. 예를 들어, 통신 인터페이스(819)는 대응 유형의 전화 라인에 데이터 통신 접속을 제공하기 위한 통합 서비스 디지털 네트워크(ISDN) 카드 또는 모뎀일 수 있다. 다른 예로서, 통신 인터페이스(819)는 호환 가능 LAN에 데이터 통신 접속을 제공하기 위한 근거리 통신망(LAN) 카드일 수 있 다. 무선 링크가 또한 구현될 수 있다. 임의의 이러한 구현예에서, 통신 인터페이스(819)는 다양한 유형의 정보를 표현하는 디지털 데이터 스트림을 운반하는 전기, 전자기 또는 광학 신호를 송수신한다.

네트워크 링크(820)는 통상적으로 하나 이상의 네트워크를 통해 데이터 통신을 다른 데이터 디바이스에 제공한다. 예를 들어, 네트워크 링크(820)는 로컬 네트워크(822)를 통한 접속을 인터넷 서비스 공급자(ISP)(826)에 의해 운용되는 호스트 데이터 처리 시스템 또는 데이터 장비에 제공할 수 있다. ISP(826)는 이어서 이제 통상적으로 "인터넷"(829)이라 칭하는 전세계 패킷 데이터 통신 네트워크를 통해 데이터 통신 서비스를 제공한다. 로컬 네트워크(822) 및 인터넷(829)은 모두 디지털 데이터 스트림을 운반하는 전기, 전자기 또는 광학 신호를 사용한다. 다양한 네트워크를 통한 신호 및 데이터 처리 시스템에 대해 디지털 데이터를 운반하는 네트워크 링크(820) 상의 및 통신 인터페이스(819)를 통한 신호가 정보를 운반하는 캐리어파의 예시적인 형태이다.

데이터 처리 시스템(30)은 메시지를 송신하고 네트워크(들), 네트워크 링크(820) 및 통신 인터페이스(819)를 통해 프로그램 코드를 포함하는 데이터를 수신할 수 있다. 인터넷 예에서, 서버(830)는 인터넷(829), ISP(826), 로컬 네트워크(822) 및 통신 인터페이스(819)를 통해 응용 프로그램을 위한 요구 코드를 전송할 수 있다.

데이터 처리는 또한 USB 포트, PS/2 포트, 직렬 포트, 병렬 포트, IEEE-1394 포트, 적외선 통신 포트 등 또는 다른 전용 포트와 같은 주변 디바이스에 접속하여 이와 통신하기 위한 다양한 신호 입력/출력 포트(도면에는 도시되어 있지 않음)를 갖는다. 측정 모듈은 이러한 신호 입력/출력 포트를 경유하여 데이터 처리 시스템과 통신할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예는 전체 차량 모델, 도로 묘사 및 시험 장비의 적어도 하나의 물리적인 차축 시스템과의 조합을 이용함으로써 차축 시스템 평가 및 튜닝을 위한 개량된 방법 및 시스템을 제공한다. 차축 시스템 평가는 전체 차량에 의한 도로 데이터를 수집할 필요 없이 실시되어 다른 가능한 것보다 조기의 시험을 허용한다. 차축 시스템 부품은 실제 차량 또는 실제 도로에 대한 필요성 없이 도로 상에서 발생하게 될 것들을 표현하는 조건 하에서 특징화될 수 있다. 차축 시스템 부품은 시험 장비 피드백을 통해 차량 모델과 상호 작용하기 때문에, 차축 시스템 특징의 변화는 실제 도로에서 발생하게 되는 바와 같이 인가된 부하의 변화를 초래하여 이에 의해 더 실제적인 시험을 생성할 것이다. 본 발명의 실시예는, 모든 모델링되지 않은 특징을 갖는 실제 차축이 실제 차량에서 발생하게 될 모델링된 차량과 상호 작용하기 때문에 암시된 차축 모델의 공학적 견지로 차축 시스템 특징의 감소를 요구하지 않는다.

본 발명의 실시예가 상세하게 설명되고 도시되었지만, 이 실시예들은 단지 예시적이고 설명적인 것이며 한정으로서 취해져서는 안되며, 본 발명의 범주는 첨부된 청구범위의 견지에서만 한정된다.

Claims

차축 시스템 및 차량 성능의 평가 시스템으로서,

시험 중인 적어도 하나의 차축 시스템이 장착될 수 있고 시험 중인 차축 시스템에 부하를 제어 가능하게 인가하는 적어도 하나의 시험 장비와,

데이터를 처리하는 데이터 프로세서와, 데이터 저장 장치를 포함하는 차량 모델 모듈

을 구비하고, 상기 데이터 저장 장치는, 시험 중인 차축 시스템의 특성을 제외한 전체 차량을 시뮬레이트하는 차량 모델에 관한 데이터와, 도로 설명에 관한 데이터와, 구동 지시, 운전자 제어 및 기계 실행 지시를 저장하도록 구성되고, 데이터 프로세서에 의한 실행시에, 지시는 차량 모델 모듈을 제어하여 차량 모델과 도로 설명을 기초로 한 명령 신호를 생성하고 차축 구성요소에 부하를 인가하도록 시험 장비를 제어하여 시험 장비의 측정된 반응을 차량 모델에 피드백하는 것인 차축 시스템 및 차량 성능의 평가 시스템.
제1항에 있어서, 상기 차량 모델 모듈과 시험 장비에 연결되는 수퍼바이저를 더 구비하고, 상기 수퍼바이저는 차량 모델 및 시험 장비와 협력하여 시험 장비에 명령 신호를 제공하고 측정된 반응을 차량 모델에 제공하도록 구성된 데이터 프로세서를 구비하는 것인 차축 시스템 및 차량 성능의 평가 시스템.
제1항에 있어서, 상기 차량 모델의 운전자 제어 성분은 차량의 속도, 코스, 위치, 거동 또는 상태 중 적어도 하나와 관련하여 개루프(open loop)를 작동시키도록 구성되는 것인 차축 시스템 및 차량 성능의 평가 시스템.
제1항에 있어서, 상기 차량 모델의 운전자 제어 성분은 차량의 속도 및 코스와 관련하여 폐루프를 작동시키도록 구성되는 것인 차축 시스템 및 차량 성능의 평가 시스템.
제1항에 있어서, 전체 차량 모델은 엔진, 파워 트레인, 타이어, 차량 동역학, 공기 역학, 운전자 및 도로의 모델링을 포함하는 것인 차축 시스템 및 차량 성능의 평가 시스템.
제5항에 있어서, 상기 전체 차량 모델은 시험 장비에 물리적으로 존재하지 않는 차축 시스템의 모델을 포함하는 것인 차축 시스템 및 차량 성능의 평가 시스템.
제6항에 있어서, 상기 데이터 프로세서는 수렴하는 반복 프로세스에 의해 전체 차량을 모델링하고 사실상 시험 중인 차축 시스템을 차량 모델의 상이한 위치로 이동시키도록 구성되는 것인 차축 시스템 및 차량 성능의 평가 시스템.
제1항에 있어서, 상기 도로 설명에 관한 데이터는 마찰 계수, 조도, 기울기, 곡률, 장애물 프로파일, 융기 프로파일 및 온도 중 적어도 하나의 파라미터를 포함하는 도로 표면 정의를 포함하는 것인 차축 시스템 및 차량 성능의 평가 시스템.
제1항에 있어서, 상기 시험 장비는 차축 시스템에 위치 및 각도를 적용하도록 제어될 수 있는 적어도 하나의 부하 액츄에이터를 포함하는 것인 차축 시스템 및 차량 성능의 평가 시스템.
제9항에 있어서, 상기 시험 장비는 복수 개의 부하 액츄에이터를 포함하고, 각 부하 액츄에이터는 독립적으로 제어될 수 있는 것인 차축 시스템 및 차량 성능의 평가 시스템.
제9항에 있어서, 상기 위치 및 각도는 바디 z, y; 도로 z(2), 도로 a(2), 도로 v(2) 및 조향 휠 위치 중 적어도 하나를 포함하는 것인 차축 시스템 및 차량 성능의 평가 시스템.
제1항에 있어서, 상기 시험 장비는 차축 구성요소에 모멘트를 입력하도록 제어 가능한 모멘트 입력 치구(治具)를 포함하는 것인 차축 시스템 및 차량 성능의 평가 시스템.
제2항에 있어서, 상기 수퍼바이저와 차량 모델 모듈은 상이한 구성요소의 시험 장비와 상호 작용하도록 다른 차량 구성요소를 위해 상이한 구성요소의 시험 장비에 연결되어 상이한 구성요소의 시험 장비 및 시험 중인 차축 시스템이 장착되는 시험 장비로부터 차량 모델 결과에 통합하도록 구성되는 것인 차축 시스템 및 차량 성능의 평가 시스템.
차축 시스템을 평가하고 차량 성능을 예상하는 방법으로서,

적어도 하나의 차축 시스템을 적어도 하나의 시험 장비에 장착하는 것과,

도로 환경, 운전자 및 시험 장비 상의 차축 시스템을 제외한 전체 차량 모델인 차량 모델을 모델링하는 것과,

도로 위에서 모델링된 차량 모델의 상태와 운동을 결정하는 것과,

변위 신호와 부하 제어 신호 중 적어도 하나의 신호로서 차량 모델과 그 상태를 기초로 하여 명령 신호를 시험 장비에 발생시키는 것과,

명령 신호에 따라 시험 장비에 의해 변위와 부하 중 적어도 하나를 차축 시스템에 인가하는 것과,

시험 장비에서 차축 시스템의 결과적인 변위 또는 부하 중 적어도 하나를 측정하는 것과,

측정된 상보적인 변위 또는 부하 중 적어도 하나를 차량 모델에 제공하는 것

을 포함하는 차축 시스템의 평가 및 차량 성능의 예상 방법.
제14항에 있어서, 상기 차량 모델은 실시간으로 실행되는 것인 차축 시스템의 평가 및 차량 성능의 예상 방법.
제14항에 있어서, 상기 차축 시스템 부하는 차량 모델과 실질적으로 동기에 시험 장비에 제공되는 것인 차축 시스템의 평가 및 차량 성능의 예상 방법.
제15항에 있어서, 차량의 복수 개의 물리적 차축 시스템이 적어도 하나의 시험 장비에 장착되는 동시에 평가되는 것인 차축 시스템의 평가 및 차량 성능의 예상 방법.
제15항에 있어서, 차축 시스템이 장착되는 복수 개의 시험 장비를 동시에 제어하는 것을 더 포함하는 것인 차축 시스템의 평가 및 차량 성능의 예상 방법.
제15항에 있어서, 차축 시스템 외에 물리적 차량 구성요소가 장착되는 시험 장비에 대한 입력값을 제어하고, 시험 장비로부터 출력값을 수신하여 그 출력값을 차량 모델에 제공하는 것을 더 포함하는 것인 차축 시스템의 평가 및 차량 성능의 예상 방법.
제15항에 있어서, 차축 시스템을 환경 조건을 받게 하는 것을 더 포함하는 것인 차축 시스템의 평가 및 차량 성능의 예상 방법.
제15항에 있어서, 변위와 부하 중 적어도 하나를 시험 장비에 의해 차축 시스템에 인가하는 단계는 차축 시스템을 부하 액츄에이터에 의해 축방향으로 로딩하는 것을 포함하는 것인 차축 시스템의 평가 및 차량 성능의 예상 방법.
제21항에 있어서, 상기 시험 장비는 복수 개의 부하 액츄에이터를 포함하고, 각 부하 액츄에이터는 각각의 차축 시스템을 축방향으로 로딩하도록 독립적으로 제어될 수 있는 것인 차축 시스템의 평가 및 차량 성능의 예상 방법.
제15항에 있어서, 변위와 부하 중 적어도 하나를 시험 장비에 의해 차축 시스템에 인가하는 단계는 모멘트 입력 치구에 의해 차축 시스템에 모멘트를 입력하는 것을 포함하는 것인 차축 시스템의 평가 및 차량 성능의 예상 방법.