KR20130083341A - 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템 - Google Patents

노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템 Download PDF

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KR20130083341A KR1020120004066A KR20120004066A KR20130083341A KR 20130083341 A KR20130083341 A KR 20130083341A KR 1020120004066 A KR1020120004066 A KR 1020120004066A KR 20120004066 A KR20120004066 A KR 20120004066A KR 20130083341 A KR20130083341 A KR 20130083341A
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현대위아 주식회사
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Abstract

본 발명에서는 노면 반력을 실제로 재현하여 시뮬레이션의 신뢰성을 높일 수 있는 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템이 개시된다.
일 예로, 조향휠 및 상기 조향휠에 연결된 서스펜션을 포함하는 조향 및 서스펜션부; 상기 서스펜션에 연결된 타이어부; 상기 타이어부의 하부에 형성되는 노면 반력 재현부; 및 상기 노면 반력 재현부에 전기적으로 연결되어 제어신호를 인가하는 제어부를 포함하고, 상기 노면 반력 재현부는 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 타이어부에 접촉하는 영역이 회전하는 노면 반력 재현 시스템이 개시된다.

Description

노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템{Road Load Reproduction Simulation System}
본 발명은 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다.
HILS(Hardware in the loop) 시스템은 차량 모델을 이용하여 차량의 주행 조건과 동일한 조건을 형성하고, 조건을 달리하면서 EPS(Electronic Power Streeing) 등의 동작 여부를 시험하는데 활용된다. 그리고 이러한 HILS 시스템은 이러한 주행 조건을 형성하기 위해 여러가지 수학적 차량 모델을 사용하고 있다. 그러나 수학적 차량 모델에서 특히 노면 반력은 수학적으로 간략화하여 계산된 수치에 불과하여 비선형성 및 불규칙성을 갖는다. 따라서, 이러한 노면 반력은 실제의 노면 반력의 특성을 모두 포함할 수 없기 때문에 대략적인 경향성만을 볼 수 밖에 없는 한계를 갖고, 이에 따라 시뮬레이션의 신뢰성이 낮아지는 문제점이 있다.
본 발명은 노면 반력을 실제로 재현하여 시뮬레이션의 신뢰성을 높일 수 있는 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템은 조향휠 및 상기 조향휠에 연결된 서스펜션을 포함하는 조향 및 서스펜션부; 상기 서스펜션에 연결된 타이어부; 상기 타이어부의 하부에 형성되는 노면 반력 재현부; 및 상기 노면 반력 재현부에 전기적으로 연결되어 제어신호를 인가하는 제어부를 포함하고, 상기 노면 반력 재현부는 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 타이어부에 접촉하는 영역이 회전할 수 있다.
여기서, 상기 노면 반력 재현부는 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 타이어부에 접촉하는 영역의 회전 속도를 가변하는 차량 속도 구동부를 포함할 수 있다.
그리고 상기 노면 반력 재현부는 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 타이어부와 접촉하면서 회전하는 노면 롤러를 포함할 수 있다.
또한, 상기 노면 롤러는 쌍을 이루어 동일한 회전축에 결합되어 있을 수 있다.
또한, 상기 노면 롤러는 노면과 동일한 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 노면 롤러의 회전축의 사이에 형성된 회전추로 구성된 관성자중이 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 조향 및 서스펜션부의 일측에 결합되어 차량의 하중과 동일한 하중을 제공하는 차량 하중 재현부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템은 차속과 노면 종류에 따라 타이어부에 작용하는 노면 반력을 실물을 통해 구현할 수 있도록 하여, 불규칙하고 비선형적인 노면 반력을 직접 시뮬레이션 시스템에 적용함으로써, 시뮬레이션에 대한 신뢰성을 높이고 다양한 시험이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템은 차량 하중 재현부를 구비하여, 조향 및 서스펜션부가 조향시 차속 및 조향각에 따라 각 휠에 적용되는 하중을 고려한 노면 반력을 실물을 통해 구현할 수 있도록 하여 시뮬레이션 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템의 구성도이다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템(100)은 조향 및 서스펜션부(110), 차량 하중 재현부(120), 타이어부(130), 노면 반력 재현부(140), 제어부(150)를 포함한다.
상기 조향 및 서스펜션부(110)는 본 발명의 실시예에 따른 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템(100)에서 실제 차량과 동일하게 조향 장치 및 서스펜션을 구현한 것이다. 시험자는 상기 조향 장치를 작동하여, 실제와 같은 운전 환경을 구현한다. 또한, 상기 서스펜션은 차량의 운전에 따라 인가되는 충격을 흡수하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 조향 및 서스펜션부(110)는 시험자의 조작시 조향각, 조향 토크 등의 센서 신호를 상기 제어부(150)에 인가한다.
상기 차량 하중 재현부(120)는 상기 조향 및 서스펜션부(110)의 일측에 형성된다. 상기 차량 하중 재현부(120)는 본 발명의 실시예에 따른 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템(100)에서 실제 차량과 유사한 하중을 인가한다. 상기 차량 하중 재현부(120)는 상기 조향 및 서스펜션부(110) 및 타이어(130)에 대해 하중을 전달하여, 시험 조건이 실제 주행 환경과 유사하도록 유지할 수 있다. 또한, 상기 차량 하중 재현부(120)는 상기 타이어부(130) 및 노면 반력 재현부(140) 사이의 마찰력을 실제와 동일하게 구현할 수 있다. 상기 차량 하중 재현부(120)의 주행 조건별 차량 하중은 수학적 차량 모델에서 연산되어지는 각 휠에 작용하는 하중 정보를 이용하여 구현할 수 있다. 또한, 상기 차량 하중 재현부(120)를 통해 차속 및 조향각에 따라 각 휠에 작용하는 하중을 고려한 노면 반력을 구현하는 것이 가능하다.
상기 타이어부(130)는 상기 조향 및 서스펜션부(110)의 하부에 연결되어 있다. 상기 타이어부(130)는 상기 서스펜션부(110)에 연결된다. 상기 타이어부(130)는 상기 노면 반력 재현부(140)와도 연결되어, 시험 주행에 따른 노면의 영향을 구현할 수 있도록 한다.
상기 노면 반력 재현부(140)는 상기 타이어부(130)의 하부에 접촉하면서 형성된다. 상기 노면 반력 재현부(140)는 상기 제어부(150)로부터 제어신호를 인가받아 상기 타이어부(130)를 회전시킨다. 또한, 상기 노면 반력 재현부(140)는 실제 주행 중 노면(road)에서 발생하는 반력(load)을 실제와 유사하게 재현할 수 있다.
상기 노면 반력 재현부(140)는 차량 속도 구동부(141), 노면 롤러(142), 관성자중(143)을 포함한다.
상기 차량 속도 구동부(141)는 상기 제어부(150)에 구비된 수학적 차량 모델에 차량의 액셀러레이터(accelerator), 브레이크(break) 조작에 따른 차속 및 브레이크 압력 등의 정보가 입력되어 차량 속도에 대한 조건이 산출되면, 상기 제어부(150)로부터 제어신호를 인가받아 산출된 조건에 대한 차량 속도를 구현한다. 상기 차량 속도 구동부(141)는 상기 노면 롤러(142)의 회전축에 연결되어 있으며, 상기 차량 속도 구현을 위해 상기 노면 롤러(142)를 회전시킴으로써, 차량이 구동하는 것과 동일한 조건을 형성할 수 있게 된다.
상기 노면 롤러(142)는 쌍을 이루어 형성되며, 각각이 동일한 회전축에 연결된다. 또한, 상기 노면 롤러(142)의 회전축은 상기 차량 속도 구동부(141)에 연결된다. 따라서, 상기 노면 롤러(142)는 상기 차량 속도 구동부(141)에 의해 구동된다. 또한, 상기 노면 롤러(142)의 상부에는 상기 타이어부(130)가 접촉하면서 결합되어 있다. 또한, 상기 노면 롤러(142)는 외부 표면이 실제 노면과 동일한 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 노면 롤러(142)가 회전하게 되면, 상기 타이어부(130)가 회전하게 되어 타이어가 회전하는 실제 차량의 주행 환경을 구현할 수 있다. 또한, 상기 노면 롤러(142)는 다양한 여러 재질로 교체되면, 다양한 조건의 노면 상태를 제공할 수 있다.
상기 관성자중(143)은 상기 노면 롤러(142)의 회전축 사이에 형성되어 있다. 상기 관성자중(143)은 회전추 무게를 조절하여 구현되며, 본 발명의 실시예에 따른 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템(100)의 구동시 차량의 하중을 고려한 관성력 조건을 구현한다. 따라서, 브레이킹시 차량 별 타이어와 노면 사이의 노면 반력을 실제로 구현할 수 있다.
상기 제어부(150)는 호스트 컴퓨터(10)에 연결되어 조건을 입력받으며, 상기 조향 및 서스펜션부(110), 차량 하중 재현부(120), 노면 반력 재현부(140)에 연결된다. 상기 제어부(150)는 상기 조향 및 서스펜션부(110)로부터 시험자가 조작시 조향각, 조향 토크 등의 센서 정보를 입력받고, 상기 노면 반력 재현부(140)의 차량 속도 구동부(141)에 제어 신호를 인가하여 차량이 구동하는 실제 환경을 구현한다. 따라서, 차속, 조향각 및 노면 종류에 따라 상기 타이어부(130)에 작용하는 노면 반력을 실제로 구현하는 것이 가능하다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템(100)은 차속과 노면 종류에 따라 타이어부(130)에 작용하는 노면 반력을 실물을 통해 구현할 수 있도록 하여, 불규칙하고 비선형적인 노면 반력을 직접 시뮬레이션 시스템에 적용함으로써, 시뮬레이션에 대한 신뢰성을 높이고 다양한 시험이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템(100)은 차량 하중 재현부(120)를 구비하여, 조향 및 서스펜션부(110)가 조향시 차속 및 조향각에 따라 각 휠에 적용되는 하중을 고려한 노면 반력을 실물을 통해 구현할 수 있도록 하여 시뮬레이션 신뢰성을 확보할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템
110; 조향 및 서스펜션부 120; 차량 하중 재현부
130; 타이어부 140; 노면 반력 재현부
150; 제어부

Claims (7)

  1. 조향휠 및 상기 조향휠에 연결된 서스펜션을 포함하는 조향 및 서스펜션부;
    상기 서스펜션에 연결된 타이어부;
    상기 타이어부의 하부에 형성되는 노면 반력 재현부; 및
    상기 노면 반력 재현부에 전기적으로 연결되어 제어신호를 인가하는 제어부를 포함하고,
    상기 노면 반력 재현부는 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 타이어부에 접촉하는 영역이 회전하는 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 노면 반력 재현부는
    상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 타이어부에 접촉하는 영역의 회전 속도를 가변하는 차량 속도 구동부를 포함하는 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 노면 반력 재현부는
    상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 타이어부와 접촉하면서 회전하는 노면 롤러를 포함하는 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 노면 롤러는
    쌍을 이루어 동일한 회전축에 결합되어 있는 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 노면 롤러는
    노면과 동일한 재질로 형성되는 노면 반력 재현 시뮬레이션 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 노면 롤러의 회전축의 사이에 형성된 회전추로 구성된 관성자중이 더 형성된 노면 반력 재현 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향 및 서스펜션부의 일측에 결합되어 차량의 하중과 동일한 하중을 제공하는 차량 하중 재현부를 더 포함하는 노면 반력 재현 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103853149A (zh) * 2013-12-25 2014-06-11 吉林大学 磁流变半主动悬架控制原型开发的硬件在环试验台
CN107389362A (zh) * 2017-08-06 2017-11-24 昆山威胜德检测设备有限公司 一种自行车轮组花鼓综合走形试验机
KR102049320B1 (ko) * 2018-09-04 2019-11-27 한국생산기술연구원 3륜 전동 지게차의 조향 성능 시험장치 및, 그 방법

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