KR20170006056A - Hils 기반 차량 부품성능 평가장치 및 평가방법 - Google Patents

Hils 기반 차량 부품성능 평가장치 및 평가방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치 및 평가방법에 관한 것으로서, 차량의 부품을 소프트웨어 모델로 구현하여 차량 거동 시뮬레이션을 수행하는 부품 모델부, 상기 부품 모델부에 하나 이상의 입력값을 제공하는 사용자 입력부 및 상기 사용자 입력부가 부품 모델부에 전송한 입력값에 따른 차량 거동 시뮬레이션 결과를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 복수의 부품 및 제어장치를 소프트웨어 모델로 구현하여 차량 거동 시뮬레이션을 수행할 수 있는바, 기존 HILS의 재구성성에 대한 문제점을 개선할 수 있으며, 성능 평가가 중요한 일부 부품들에 대해서는 하드웨어부를 통해 직접 테스트 방법을 적용함으로써, 성능 평가에 대한 정확하고 직관적인 결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

HILS 기반 차량 부품성능 평가장치 및 평가방법{APPARATUS AND METHOD FOR EVALUATING OF VEHICLE SAFETY BASED ON HILS}
본 발명은 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치 및 평가방법에 관한 것으로서, 구체적으로 차량의 부품을 소프트웨어 모델로 구현하여 차량 거동 시뮬레이션을 수행하고, 그 결과를 출력할 수 있는 차량 부품성능 평가장치 및 평가방법에 관한 것이다.
최근 자동차 산업에서는 차량을 개발함에 있어서, 차량을 구성하는 각종 부품 및 제어장치 등에 대한 성능을 평가하는 절차가 매우 중요하게 여겨지고 있으며, 많은 수의 부품을 포함하고 복수의 부품들과 서로 연동하여 구동하는 서스펜션, 엔진, 변속기, 제동장치 등의 경우는 더욱 그러하다.
종래에는 개발된 부품 및 제어장치 등을 실제로 제작하여 실차에 적용하는 직접 테스트 방법을 사용하였다. 이는 성능을 평가함에 있어서 가장 정확하고 직관적인 방법이 될 수 있으나, 시간과 비용이 많이 소모될 뿐만 아니라 테스트 환경에 따라 결과가 상이하게 발생할 수 있다는 문제점이 존재하였다. 이러한 이유 때문에 소프트웨어를 이용하여 차량을 구성하는 각종 부품 및 제어장치 등에 대한 성능을 가상환경에서 평가하는 검증툴(Tool)인 HILS(Hardware-IN-THE-LOOP Simulation)가 제안되었다.
HILS는 가상환경에서의 시뮬레이션을 통해 부품 및 제어장치 등에 대한 성능 평가를 신속하게 수행할 수 있으나, 실제 운전 환경에서 발생할 수 있는 다양한 변수들이 정확하게 반영되지 못하며, 하나의 부품 및 시스템을 대상으로 한 패키지 형태로 구성되므로 재구성성이 떨어져, 서로 연동하여 구동하는 복수의 부품들 전체에 대한 성능 평가가 어렵다는 문제점이 존재한다.
따라서, 본 발명은 HILS를 기반으로 한 차량 성능 평가장치에 부분적으로 직접 테스트 방법을 적용하여 양 방법의 장점을 모두 취합할 수 있는 새로운 차량 부품성능 평가장치 및 평가방법을 제안하고자 한다.
대한민국 등록특허공보 제10-0668911호(2007.01.08)
본 발명은, 복수의 부품 및 제어장치를 소프트웨어 모델로 구현하여 기존 HILS의 재구성성에 대한 문제점을 개선할 수 있는 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치 및 평가방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 성능 평가가 중요한 일부 부품들에 대해서는 직접 테스트 방법을 적용함으로써, 성능 평가에 대한 정확하고 직관적인 결과를 얻을 수 있는 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치 및 평가방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
한편, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 도출될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치는, 차량의 부품을 소프트웨어 모델로 구현하여 차량 거동 시뮬레이션을 수행하는 부품 모델부, 상기 부품 모델부에 하나 이상의 입력값을 제공하는 사용자 입력부 및 상기 사용자 입력부가 부품 모델부에 전송한 입력값에 따른 차량 거동 시뮬레이션 결과를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 복수의 부품 및 제어장치를 소프트웨어 모델로 구현하여 차량 거동 시뮬레이션을 수행할 수 있는바, 기존 HILS의 재구성성에 대한 문제점을 개선할 수 있으며, 성능 평가가 중요한 일부 부품들에 대해서는 하드웨어부를 통해 직접 테스트 방법을 적용함으로써, 성능 평가에 대한 정확하고 직관적인 결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 사용자 입력부는, 게임용 스티어링휠(Steering Wheel), 엑셀레이터, 브레이크, 기어 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 상기 HILS 기반 차량 부품성능평가 장치는, 상기 부품 모델부가 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 부품을 실물로 구현한 하드웨어부를 더 포함할 수 있고, 상기 하드웨어부는, 상기 사용자 입력부가 부품 모델부에 제공한 입력값을 전송 받아 차량 거동 시뮬레이션을 수행할 수 있으며, 상기 하드웨어부가 구현한 차량의 부품은, 차량의 서스펜션, 변속기, 엔진, 제동장치 중 하나 이상의 부품일 수 있고, 상기 하드웨어부는, 상기 차량 거동 시뮬레이션 결과를 상기 부품 모델부에 전송할 수 있다.
아울러, 상기 부품 모델부는, 차량의 서스펜션, 변속기, 엔진, 제동장치 중 하나 이상의 부품을 소프트웨어 모델로 구현하여 차량 거동 시뮬레이션을 수행할 수 있으며, 상기 부품 모델부는, 상기 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 서스펜션, 변속기, 엔진, 제동장치 중 어느 하나의 부품이 구동할 경우, 이와 연동하여 구동하는 하나 이상의 부품을 모듈모델부로 구현하여 차량 거동 시뮬레이션을 수행할 수 있고, 상기 사용자 입력부가 부품 모델부에 전송한 입력값은, 상기 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 서스펜션, 변속기, 엔진, 제동장치 중 하나 이상의 부품에 대한 차량 거동 시뮬레이션의 입력값으로 이용되어 출력값을 생성하고, 상기 생성된 출력값은, 상기 출력값을 생성한 부품과 연동하여 구동하는 하나 이상의 부품에 대한 차량 거동 시뮬레이션의 입력값으로 이용될 수 있다.
한편, 상기 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 부품이 제동장치라면, 상기 모듈모델부은, 상기 제동장치와 연동하여 구동하는 유압장치, 브레이크 패드, 브레이크 디스크, 브레이크 캘리퍼, ABS(Anti-lock Brake System) 모듈 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 상기 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 부품이 변속기라면, 상기 모듈모델부은, 상기 변속기와 연동하여 구동하는 클러치, 솔레노이드 밸브, 오일펌프, TCU(Transmission Control Unit) 모듈 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 상기 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 부품이 엔진이라면, 상기 모듈모델부은, 상기 엔진과 연동하여 구동하는 스로틀 밸브, 인젝터, 점화플러그, ECU(Engine Control Unit) 모듈 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 상기 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 부품이 서스펜션이라면, 상기 모듈모델부은, 상기 서스펜션과 연동하여 구동하는 코일 스프링, 컨트롤암, 스태빌라이저 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
추가적으로, 상기 부품 모델부는, 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 부품을 자유롭게 추가 또는 삭제 가능할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 HILS 기반 차량 부품성능 평가방법은 (a) 사용자 입력부가 하나 이상의 입력값을 제공받아 부품 모델부에 제공하는 단계, (b) 차량의 부품을 소프트웨어 모델로 구현한 부품 모델부가 상기 제공받은 입력값에 따른 차량 거동 시뮬레이션을 수행하는 단계 및 (c) 출력부가 상기 차량 거동 시뮬레이션 결과를 출력하는 단계를 포함하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치와 동일한 효과를 도출할 수 있다.
또한, 상기 부품 모델부는, 차량의 서스펜션, 변속기, 엔진, 제동장치 중 하나 이상의 부품을 소프트웨어 모델로 구현하여 차량 거동 시뮬레이션을 수행할 수 있으며, 상기 부품 모델부는, 상기 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 서스펜션, 변속기, 엔진, 제동장치 중 어느 하나의 부품이 구동할 경우, 이와 연동하여 구동하는 하나 이상의 부품을 모듈모델부로 구현하여 차량 거동 시뮬레이션을 수행할 수 있고, 상기 부품 모델부는, 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 부품을 자유롭게 추가 또는 삭제 가능할 수 있다.
아울러, 상기 (b) 단계는, (b-1) 부품 모델부가 상기 제공받은 입력값을 상기 부품 모델부가 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 부품을 실물로 구현한 하드웨어부에 전송하는 단계, (b-2) 하드웨어부가 상기 전송 받은 입력값에 따른 차량 거동 시뮬레이션을 수행하는 단계 및 (b-3) 하드웨어부가 상기 차량 거동 시뮬레이션 결과를 상기 부품 모델부에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
마지막으로, 상기 HILS 기반 차량 부품성능 평가방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로 구현할 수 있다.
본 발명에 따르면, 복수의 부품 및 제어장치를 소프트웨어 모델로 구현하여 차량 거동 시뮬레이션을 수행할 수 있는바, 기존 HILS의 재구성성에 대한 문제점을 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 성능 평가가 중요한 일부 부품들에 대해서는 하드웨어부를 통해 직접 테스트 방법을 적용함으로써, 성능 평가에 대한 정확하고 직관적인 결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 사용자 입력부를 나타낸 도면이다.
도 3은 부품 모델부, 구체적으로, 차량의 제동장치에 대한 모듈모델을 나타낸 도면이다.
도 4는 하드웨어부, 구체적으로, 차량의 서스펜션을 나타낸 도면이다.
도 5는 하드웨어부, 구체적으로, 차량의 엔진을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 HILS 기반 차량 부품성능 평가방법의 순서도를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않으며, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있으며, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형의 표현'으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭하는 표현이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치(100)의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
HILS 기반 차량 부품성능 평가장치(100)는 부품 모델부(10), 사용자 입력부(20) 및 출력부(30)를 포함할 수 있으며, 하드웨어부(50)를 더 포함할 수 있다. 이하 설명하기로 한다.
부품 모델부(10)는 차량의 부품을 소프트웨어 모델로 구현하여 차량 거동 시뮬레이션을 수행한다. 구체적으로, 차량에 설치되는 모든 부품들을 소프트웨어 모델로 구현할 수 있으며, 성능 평가를 하고자 하는 일부 부품만을 구현할 수도 있고, 구현한 차량의 부품을 자유롭게 추가 또는 삭제 또한 가능하다. 예를 들어, 제동장치에 대한 성능 평가를 하고자 하는 경우, 제동장치에 대한 소프트웨어 모델과 함께 제동장치와 연동하여 구동하는 유압장치, 브레이크 패드, 브레이크 디스크, ABS 모듈 중 하나 이상에 대한 소프트웨어 모델을 모듈모델(40)로 함께 구현할 수 있으며, 변속기에 대한 성능 평가를 하고자 하는 경우, 변속기에 대한 소프트웨어 모델과 함께 변속기와 연동하여 구동하는 클러치, 솔레노이드 밸브, 오일펌프, TCU 모듈 중 하나 이상에 대한 소프트웨어 모델을 모듈모델(40)로 함께 구현할 수 있다. 이와 같은 부품 모델부(10)의 기술적 특징에 대해서는 뒤에서 보다 자세히 설명하기로 한다. 한편, 부품을 소프트웨어 모델로 구현하는 툴(TOOL)은 VI Car Realtime 등과 같이 상용화된 HILS 플랫폼 제작 프로그램을 이용할 수 있다.
이러한 부품 모델부(10)는 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 부품에 대하여 기 설치된 시뮬레이션 프로그램을 통해 차량 거동 시뮬레이션을 수행하는데 이는 가상환경에서 부품이 설치된 차량을 실제로 운행해보는 것이며, 성능 평가를 하고자 하는 부품에 대하여 일정한 입력값이 요구된다. 이는 사용자 입력부(20)를 통해 제공될 수 있다.
사용자 입력부(20)는 부품 모델부(10)에 입력값을 제공한다. 구체적으로, 부품 모델부(10)에서 소프트웨어 모델로 구현한 안정성 평가를 하고자 하는 부품에 대한 입력값을 제공한다. 사용자 입력부(20)는 도 2에 도시된 바와 같은 게임용 스티어링휠(Steering Wheel), 엑셀레이터, 브레이크, 기어 중 하나 이상을 포함하여 부품 모델부(10)에 입력값을 제공할 수 있다. 예를 들어, 엔진에 대한 성능 평가를 하고자 하는 경우, 사용자는 가상환경에서 스티어링휠, 엑셀레이터, 브레이크, 기어를 이용해 차량을 운행하여 가속함으로써 엔진의 활동 토크(Torque), 최대 토크, 최소 토크 등과 같은 입력값을 생성해 부품 모델부(10)에 제공할 수 있다. 한편, 성능 평가를 하고자 하는 부품이 서스펜션, 변속기, 제동장치 등이라면 해당 부품이 실제 차량에서 구동하는 경우 필요한 입력값이 사용자 입력부(20)에 의해 생성되어 부품 모델부(10)에 제공될 수 있을 것이다.
출력부(30)는 사용자 입력부(20)가 부품 모델부(10)에 전송한 입력값에 따른 차량 거동 시뮬레이션 결과를 출력한다. 이 경우, 시뮬레이션 결과는 가상환경에서 차량의 거동으로 출력될 수 있으며, 소정 디스플레이 수단을 통해 출력될 수 있다. 예를 들어, 제동장치에 대한 안정성 평가를 수행한 경우, 출력부(30)는 디스플레이 수단을 통해 가상환경에서 차량이 정지하는 모습, 제동시간 및 제동거리를 출력할 수 있다. 한편, 디스플레이 수단은 컴퓨터용 모니터, 스마트폰, PDA, PDP 등이 될 수 있다.
상기 설명한 부품 모델부(10), 사용자 입력부(20) 및 출력부(30)에 의해 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치(100)는 성능 평가를 하고자 하는 부품을 실제 제작하지 않고도 성능 평가가 가능해지며, 시간과 비용을 절약할 수 있다. 한편, 상기 간단히 언급하였지만 부품 모델부(10)는 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 부품을 자유롭게 추가 또는 삭제 가능함으로써 재구성성을 높일 수 있으며, 서로 연동하여 구동하는 하나 이상의 부품을 모듈모델(40)로 구현함으로써 한 번의 차량 거동 시뮬레이션을 통해 모듈에 포함되는 부품들 모두에 대한 성능 평가가 동시에 수행될 수 있다. 이하, 보다 자세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부품 모델부(10)를 나타낸 도면이며, 구체적으로, 제동장치에 대한 모듈모델(40)을 구현한 도면이다.
부품 모델부(10)는 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 서스펜션, 변속기, 엔진, 제동장치 중 어느 하나의 부품이 구동할 경우, 이와 연동하여 구동하는 하나 이상의 부품을 모듈모델(40)로 구현하여 차량 거동 시뮬레이션을 수행할 수 있으며, 기타 다른 부품들 역시 연동하여 구동하는 하나 이상의 부품을 모듈모델(40)로 구현할 수 있음은 물론이다. 도 3을 참조하면, 사용자 입력부(20)에 의해 "제동"이라는 입력값이 제동장치에 전송되고, 제동장치의 구동과 연동되는 유압장치, 브레이크 패드, 브레이크 디스크가 화살표를 따라 배치되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이는 사용자 입력부(20)가 부품 모델부(10)에 제공한 입력값이 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 제동장치에 대한 차량 거동 시뮬레이션의 입력값으로 이용되어 출력값으로 생성되고, 생성된 출력값이 제동장치와 연동하여 구동하는 하나 이상의 부품에 대한 차량 거동 시뮬레이션의 입력값으로 이용되는 것을 나타낸 것이다. 예를 들어, 유압장치에 입력된 "제동"이라는 입력값은 유압장치를 지나가면서 "압력"이라는 출력값으로 생성되고, "압력"이라는 출력값은 브레이크 패드에 입력값으로 이용되어 또 다른 출력값을 생성하여 최종적으로 차륜의 속도를 제어하는 차량 거동 시뮬레이션을 수행할 수 있는 것이다. 한편, ABS(Anti-lock Brake System) 모듈은 제동과 관련된 모듈이나 차량이 미끄러지거나 옆으로 밀리는 경우 등과 같이 차륜이 잠기는 특수한 상황에서만 구동하며, ABS ECU(Electronic Control Unit)에 의해 제어되므로 일반적인 제동상황에선 어떠한 입력값도 전송되지 않으나, 실제 주행환경과 동일한 조건을 설정하기 위해 모듈모델(40)에 포함하는 것이 바람직하다. 아울러, ABS ECU는 외부장치를 이용하여 CAN 통신을 통해 ABS 모듈에 대한 제어를 수행할 수 있으나, 소프트웨어 모델로 구현하여 모듈모델(40)에 포함시킬 수도 있다.
마찬가지로, 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 부품이 변속기라면, 모듈모델(50)은 변속기와 연동하여 구동하는 클러치, 솔레노이드 밸브, 오일펌프, TCU(Transmission Control Unit) 모듈 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 부품이 엔진이라면, 모듈모델(50)은 엔진과 연동하여 구동하는 스로틀 밸브, 인젝터, 점화플러그, ECU(Engine Control Unit) 모듈 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 아울러, 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 부품이 서스펜션이라면, 모듈모델(40)은 서스펜션과 연동하여 구동하는 코일 스프링, 컨트롤암, 스태빌라이저 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이렇게 소프트웨어 모델로 구현한 서스펜션, 변속기, 엔진, 제동장치 및 이와 연동하여 구동하는 부품들에 대한 모듈모델(40)은 하나의 실시 예일 뿐이며, 모듈모델(40)에는 소프트웨어 모델로 구현한 부품과 연동하여 구동하는 모든 부품들이 포함될 수 있음은 물론이다. 또한, 차량 거동 시뮬레이션은 하나의 모듈모델(40)뿐만 아니라, 복수의 모듈모델(50)에 대한 차량 거동 시뮬레이션이 동시에 수행될 수 있다. 단, 이 경우 성능 평가를 하고자 하는 복수의 모듈모델(40)에 요구되는 입력값이 사용자 입력부(20)에 의해 모두 제공되어야 할 것이다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치는 상기 설명한 부품 모델부(10), 사용자 입력부(20) 및 출력부(30)와 더불어 하드웨어부(50)를 더 포함할 수 있다. 하드웨어부(50)는 차량 거동 시뮬레이션이 가상환경에서 수행될 수밖에 없다는 HILS의 단점을 보완하고자 하는 구성으로써, 부품 모델부(10)가 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 부품을 실물로 구현한 것이다. 예를 들어, 부품 모델부(10)가 차량의 서스펜션을 소프트웨어 모델로 구현하였다면 하드웨어부(50)는 도 4와 같이 실제 차량의 서스펜션일 것이며, 부품 모델부(10)가 차량의 엔진을 소프트웨어 모델로 구현하였다면 하드웨어부(50)는 도 5와 같이 실제 차량의 엔진일 것이다. 이는 부품 모델부(10)가 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 부품이 변속기, 제동장치 또는 그 이외의 어떠한 부품이라 할지라도 마찬가지다. 이러한 하드웨어부(50)는 사용자 입력부(20)가 부품 모델부(10)에 제공한 입력값을 전송 받아 차량 거동 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
한편, 하드웨어부(50)는 부품 모델부(10)가 소프트웨어 모델로 구현한 부품에 대해서만 실물로 구현하는 것이 바람직하다. 부품 모델부(10)가 소프트웨어 모델로 구현한 부품과 연동하여 구동하는 부품 모두에 대하여 실물로 구현해 차량 거동 시뮬레이션을 수행한다면 시간 및 비용이 많이 소비되기 때문이다. 그러나 필요에 따라 부품 모델부(10)가 소프트웨어 모델로 구현한 부품과 연동하여 구동하는 하나 이상의 부품까지도 실물로 구현하여 하드웨어부(50)에 포함시킬 수 있음은 물론이다.
상기 설명한 바와 같이 하드웨어부(50)를 구성한 경우, 차량 거동 시뮬레이션은 부품 모델부(10)에서 수행된 것과 동일하게 수행된다. 예를 들어, 제동장치에 대한 하드웨어부(50)를 구성한 경우, 사용자 입력부(20)가 제공한 입력값은 하드웨어부(50)로 전송되어 차량 거동 시뮬레이션이 수행되고, 이에 대한 출력값은 HILS 기반 차량 부품성능 평가 장치(100) 내부의 부품 모델부(10)에 입력값으로 전송되어 차량 거동 시뮬레이션이 수행된다. 마찬가지로 하드웨어부(50)를 제동장치와 유압장치로 구성한 경우, 제동장치를 지나가면서 생성된 출력값은 유압장치의 입력값으로 이용되며, 이에 대한 출력값은 부품 모델부(10)의 입력값으로 전송되어 차량 거동 시뮬레이션이 수행된다. 즉,성능 평가를 하고자 하는 일부 부품이 실물로 구현된 것을 제외한 차량 거동 시뮬레이션은 동일하게 수행되는 것이다.
아울러, 하드웨어부(50)는 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치(100)와 하드웨어부(50)를 연결하는 프로그램을 통해 입력값의 전송방식과 개별적인 ON/OFF의 선택도 가능하다. 도 4를 참조하면, 서스펜션에 제공된 입력값인 "X axis Force", "Z displacement"는 CAN 통신방식에 의해 전송되며, "X axis moment"는 Analog 신호에 의해 전송되는 것을 확인할 수 있고, "X axis moment"와 "Z axis Force"는 OFF된 것을 확인할 수 있다.
한편, 이상에서 살핀 본 발명의 일 실시 예에 따른 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치(100)는, 카테고리는 상이하지만, 본 발명의 일 실시 예에 따른 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치(100)와 실질적으로 동일한 특징을 포함하는 HSIL 기반 차량 부품성능 평가방법으로 구현할 수 있다. 이하, 도 6을 참조하며 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 HILS 기반 차량 부품성능 평가방법의 순서도를 나타낸 도면이다.
우선, 사용자 입력부(20)가 사용자로부터 하나 이상의 입력값을 제공받아 부품 모델부(10)에 제공한다(S210). 구체적으로, 부품 모델부(10)에서 소프트웨어 모델로 구현한 안정성 평가를 하고자 하는 부품에 대한 입력값을 제공하며, 도 2에 도시된 바와 같은 게임용 스티어링휠(Steering Wheel), 엑셀레이터, 브레이크, 기어 중 하나 이상을 포함하여 부품 모델부(10)에 입력값을 제공할 수 있다.
한편, 하드웨어부(50) 역시 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치(100)와 동일하게 구현할 수 있는바, 상기 S210 단계 이후에 하드웨어부(50)의 존재 여부를 판단한 후(S220), 존재하는 것으로 판단되었다면 부품 모델부(10)가 사용자 입력부(20)로부터 제공받은 입력값을 부품 모델부(10)가 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 부품을 실물로 구현한 하드웨어부(50)에 전송한다(S230). 이후, 하드웨어부(50)가 전송 받은 입력값에 따른 차량 거동 시뮬레이션을 수행하며(S240), 수행된 차량 거동 시뮬레이션 결과를 부품 모델부(10)에 전송하게 된다(S250).
상기 S220 단계에서 하드웨어부(50)가 존재하지 않는 것으로 판단되었거나, 상기 S250 단계가 수행되었다면 이후, 모듈모델부(40)가 존재하는지 판단하고(S260), 존재하는 것으로 판단되었다면, 모듈모델부(40)가 차량 거동 시뮬레이션을 수행한다(S270). 그러나 상기 S260 단계에서 모듈모델부(40)가 존재하지 않는 것으로 판단되었다면, 부품 모델부(10)가 제공받은 입력값에 따른 차량 거동 시뮬레이션을 수행한다(S280). 여기서, 부품 모델부(10)는 차량에 설치되는 모든 부품들을 소프트웨어 모델로 구현하여 차량 거동 시뮬레이션을 수행할 수 있으며, 성능 평가를 하고자 하는 서스펜션, 변속기, 엔진, 제동장치 등과 같은 일부 부품만을 구현하여 차량 거동 시뮬레이션을 수행할 수도 있고, 구현한 차량의 부품을 자유롭게 추가 또는 삭제 또한 가능하다. 아울러, 부품 모델부(10)는 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 서스펜션, 변속기, 엔진, 제동장치 중 어느 하나의 부품이 구동할 경우, 이와 연동하여 구동하는 하나 이상의 부품을 모듈모델부(40)로 구현하여 차량 거동 시뮬레이션을 수행할 수 있으며, 기타 다른 부품들 역시 연동하여 구동하는 하나 이상의 부품을 모듈모델부(40)로 구현하여 차량 거동 시뮬레이션을 수행할 수도 있음은 이미 설명하였다.
한편, 상기 S220 단계에서 하드웨어부(50) 존재 여부의 판단과 S260 단계에서 모듈모델부(40) 존재 여부의 판단은 별도의 제어부(미도시) 등과 같은 구성에 의해 수행될 수 있으며, 이 경우 제어부(미도시)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 HILS 기반 차량 부품성능 평가방법의 구동에 대한 전반적인 제어를 담당할 수 있다.
마지막으로, 출력부(30)가 차량 거동 시뮬레이션 결과를 출력한다(S290). 이 경우, 시뮬레이션 결과는 가상환경에서 차량의 거동으로 출력될 수 있으며, 컴퓨터용 모니터, 스마트폰, PDA, PDP 등과 같은 소정 디스플레이 수단을 통해 출력될 수 있다.
중복 서술을 방지하기 위해 자세히 기술하지는 않았지만, 상기 설명한 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치(100)의 기술적 특징은 HILS 기반 차량 부품성능 평가방법에 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다. 아울러, HSIL 기반 차량 부품성능 평가방법은 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이러한 상태에서 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체에 저장되거나, 프로그램 제공 서버를 통해 배포될 수 있다. 또한, HSIL 기반 차량 부품성능 평가장치(100)는 GT-POWER, Matlab/Simulink, INCA 등과 같은 상용 프로그램을 포함한 구성을 모두 포함하여 하나의 장치(또는 시스템)로 제공될 수도 있다.
위에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100: HILS 기반 차량 부품성능 평가 장치
10: 부품 모델부
20: 사용자 입력부
30: 출력부
40: 모듈모델
50: 하드웨어부

Claims (11)

  1. 차량의 부품을 소프트웨어 모델로 구현하여 차량 거동 시뮬레이션을 수행하는 부품 모델부;
    상기 부품 모델부에 하나 이상의 입력값을 제공하는 사용자 입력부; 및
    상기 사용자 입력부가 부품 모델부에 전송한 입력값에 따른 차량 거동 시뮬레이션 결과를 출력하는 출력부;
    를 포함하는 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 입력부는,
    게임용 스티어링휠(Steering Wheel), 엑셀레이터, 브레이크, 기어 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치
  3. 제1항에 있어서,
    상기 HILS 기반 차량 부품성능 평가 장치는,
    상기 부품 모델부가 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 부품을 실물로 구현하여, 상기 사용자 입력부가 부품 모델부에 제공한 입력값을 전송받아 차량 거동 시뮬레이션을 수행하는 하드웨어부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하드웨어부가 구현한 차량의 부품은,
    차량의 서스펜션, 변속기, 엔진, 제동장치 중 하나 이상의 부품인 것을 특징으로 하는 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치
  5. 제1항에 있어서,
    상기 부품 모델부는,
    차량의 서스펜션, 변속기, 엔진, 제동장치 중 하나 이상의 부품을 소프트웨어 모델로 구현하여 차량 거동 시뮬레이션을 수행하는 것을 특징으로 하는 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치
  6. 제5항에 있어서,
    상기 부품 모델부는,
    상기 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 서스펜션, 변속기, 엔진, 제동장치 중 어느 하나의 부품이 구동할 경우, 이와 연동하여 구동하는 하나 이상의 부품을 모듈모델로 구현하여 차량 거동 시뮬레이션을 수행하는 것을 특징으로 하는 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치
  7. 제6항에 있어서,
    상기 사용자 입력부가 부품 모델부에 전송한 입력값은,
    상기 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 서스펜션, 변속기, 엔진, 제동장치 중 하나 이상의 부품에 대한 차량 거동 시뮬레이션의 입력값으로 이용되어 출력값을 생성하고,
    상기 생성된 출력값은,
    상기 출력값을 생성한 부품과 연동하여 구동하는 하나 이상의 부품에 대한 차량 거동 시뮬레이션의 입력값으로 이용되는 것을 특징으로 하는 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치
  8. 제1항에 있어서,
    상기 부품 모델부는,
    소프트웨어 모델로 구현한 차량의 부품을 자유롭게 추가 또는 삭제 가능한 것을 특징으로 하는 HILS 기반 차량 부품성능 평가장치
  9. (a) 사용자 입력부가 하나 이상의 입력값을 제공받아 차량의 부품을 소프트웨어 모델로 구현한 부품 모델부에 제공하는 단계;
    (b) 차량의 부품을 소프트웨어 모델로 구현한 부품 모델부가 상기 전송받은 입력값에 따른 차량 거동 시뮬레이션을 수행하는 단계; 및
    (c) 출력부가 상기 차량 거동 시뮬레이션 결과를 출력하는 단계;
    를 포함하는 HILS 기반 차량 부품성능 평가방법
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (b-1) 부품 모델부가 상기 제공받은 입력값을 상기 부품 모델부가 소프트웨어 모델로 구현한 차량의 부품을 실물로 구현한 하드웨어부에 전송하는 단계;
    (b-2) 하드웨어부가 상기 전송받은 입력값에 따른 차량 거동 시뮬레이션을 수행하는 단계; 및
    (b-3) 하드웨어부가 상기 차량 거동 시뮬레이션 결과를 상기 부품 모델부에 전송하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 HILS 기반 차량 부품성능 평가방법
  11. 제9항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 HILS 기반 차량 부품성능 평가방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체
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