KR20190035495A - 차량 검증 시스템 - Google Patents

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KR20190035495A
KR20190035495A KR1020180098368A KR20180098368A KR20190035495A KR 20190035495 A KR20190035495 A KR 20190035495A KR 1020180098368 A KR1020180098368 A KR 1020180098368A KR 20180098368 A KR20180098368 A KR 20180098368A KR 20190035495 A KR20190035495 A KR 20190035495A
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KR1020180098368A
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안드레아스 뮐러
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명의 차량에 대해 검증 절차를 수행하는 차량 검증 시스템으로서, 차량에 장착되어 차량 주행 시 소정의 파라미터를 측정하는 적어도 하나의 센서; 상기 센서와 연결되어, 센서로부터 측정 파라미터를 수집하는 데이터 수집 유닛; 및 상기 데이터 수집 유닛과 데이터 전송 가능한 방식으로 연결되어, 데이터 수집 유닛에 의해 수집된 측정 파라미터를 실시간으로 무선 전송하는 데이터 전송 유닛을 포함한다.

Description

차량 검증 시스템{SYSTEM FOR VEHICLE VALIDATION}
본 발명은 신차종 또는 새로운 차량 부재에 대해 검증 절차를 수행하는 차량 검증 시스템에 관한 것이다.
하나의 새로운 차종 또는 하나의 새로운 차량 부재가 연구 개발되면, 차량은 해당 차종 또는 차량 부재가 소기의 차량 사용 환경에서 그의 소기의 설계 목표를 만족하는지 여부를 확인하기 위해 검증(validation) 절차를 거쳐야 한다. 검증되는 신차종은 완전히 새로 설계된 차종일 수 있고, 기존 차종에 대해 일부 튜닝을 진행한 차종일 수도 있다. 검증되는 새로운 차량 부재는 차량에 장착되는 하나 이상의 신기능을 구비하는 어떤 제품일 수 있다. 해당 신차종을 대량 생산하거나 또는 차량에 해당 신부재를 대량 장착하기 전에는 검증 절차를 통해 신차종 또는 신부재의 작동 성능, 신뢰성, 환경 적응 능력, 사용 수명 등을 포함하는 각종 성능에 대한 검증이 필요하다.
본 기술분야의 통상적인 방법에 의하면, 신차량 또는 신부재를 장착한 차량은 일정 검증 시간 예를 들어 몇 개월의 도로 주행을 거쳐 검증 시간을 가진다. 해당 검증 시간이 지나면, 차량은 연구 개발 장소로 돌아가 차량 또는 관련 부재를 분석하여 그의 성능과 상황, 예를 들어 기능을 충분히 발휘하였는지 여부, 고장이 발생하였는지 여부 등에 대해 검사를 진행한다.
종래의 기술 현황에 의하면, 검증된 차량으로부터 수집된 데이터는 차량이 연구 개발 장소로 돌아간 후에만 획득할 수 있으며, 상기 검증 시간 내에 실시간으로 데이터를 획득하여 데이터 분석을 수행할 수 없다.
본 출원의 목적은 검증된 차량으로부터 수집된 데이터를 제어국에서 실시간으로 수신할 수 있는 새로운 차량 검증 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본 출원의 일측면에 따르면, 차량에 대해 검증 절차를 수행하는 차량 검증 시스템은, 차량에 장착되어 차량 주행 시 소정의 파라미터를 측정하는 적어도 하나의 센서; 상기 센서와 연결되어, 센서로부터 측정 파라미터를 수집하는 데이터 수집 유닛; 및 상기 데이터 수집 유닛과 데이터 전송 가능한 방식으로 연결되어, 데이터 수집 유닛에 의해 수집된 측정 파라미터를 실시간으로 무선 전송하는 데이터 전송 유닛을 포함한다.
본 출원에 따르면, 차량 검증 시스템은 검증되는 차량에 장착되는 데이터 수집 유닛과 데이터 전송 유닛을 포함함으로써, 수집된 데이터가 서버로 실시간으로 수신되어 저장될 수 있다. 해당 데이터는 임의의 원하는 시간에 분석과 처리를 진행할 수 있어, 차량 검증을 정확하고 효율적으로 구현할 수 있다.
본 출원의 전술과 기타 측면은 아래의 참조 도면에 의한 구체적인 소개를 통해 더욱 명확하게 이해될 것이며, 여기서:
도 1은 본 출원에 따른 차량 검증 시스템이 탑재된 굴착기를 나타내는 도면이고;
도 2는 본 출원에 따른 차량 검증 시스템이 탑재된 차량 배기관의 일부를 나타내는 도면이고;
도 3은 본 출원에 따른 차량 검증 시스템이 탑재된 차량 현가 시스템의 일부를 나타내는 도면이다.
본 출원에 따른 차량 검증 시스템은 신차종의 차량 또는 차량에서 주목하는 하나 이상의 신형 부재에 대해 검증 절차를 실시하기 위한 것이다. 상기 신형 부재는 하드웨어 또는 소프트웨어일 수 있다. 본 출원은 검증 시스템에서 신차종의 차량의 주행 상황을 실시간으로 검증할 수 있거나, 혹은 신형 부재가 각종 차량 주행 환경에서 소기의 성능을 충분히 발휘하는지 여부와 발생 가능한 고장을 수시로 발견할 수 있는지 여부를 검증할 수 있다.
본 출원의 차량 검증 시스템은 검증 절차를 거치는 차량(여기에서 검증되는 차량으로 약칭함)과 백그라운드 제어국 사이에서 통신을 구축하여, 차량 연구개발자가 백그라운드 제어국으로부터 검증되는 차량에서 수집된 데이터를 수신할 수 있다. 또한, 차량 연구개발자는 차량 또는 주목하는 부재의 작동을 수시로 조절하도록 제어국으로부터 검증되는 차량으로 제어 명령을 발송할 수도 있다.
본 출원의 차량 검증 시스템은 서로가 데이터 전송 가능한 방식으로 연결되는 데이터 수집 유닛과 데이터 전송 유닛을 포함한다. 데이터 수집 유닛은 관련되는 센서를 통해 원하는 차량 데이터를 획득하고, 데이터 전송 유닛은 데이터 수집 유닛에 의해 획득한 차량 데이터를 백그라운드 제어국, 예를 들어 백그라운드 제어국의 서버로 무선 전송하여, 제어국에서 차량에 대한 상호접속화(interconnection) 서비스를 구현할 수 있다. 데이터 수집 유닛 및/또는 데이터 전송 유닛은 소프트웨어 모듈의 형식 또는 MEMS(미세전자기계시스템) 소자의 형식을 사용할 수 있다.
하나의 바람직한 실시 방식에 따르면, 본 출원의 차량 검증 시스템은, 상기 데이터 수집 유닛과 데이터 전송 유닛이 통합된 차량 통신 제어 유닛(CCU)을 포함한다. 예를 들어, 상기 데이터 수집 유닛과 데이터 전송 유닛은 각각 차량 통신 제어 유닛에서의 모듈로서 사용된다.
차량 통신 제어 유닛은 차량 데이터 버스를 통해 차량의 기타 기능 소자, 측정 소자, 제어 소자와 서로 연결되어, 차량의 각 부분에 대해 실시간으로 모니터링할 수 있고, 모니터링 데이터를 백그라운드 제어국, 예를 들어 백그라운드 제어국의 서버로 무선 전송하여 제어국에서 차량에 대한 상호접속화 서비스를 구현할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 사용하고 있는 차량에 대해, 차량 통신 제어 유닛을 통해 구조 요청, 차량군 관리, 예측성 네비게이트, 고장 진단, 보수 건의, 위반 통지 등을 구현할 수 있다. 따라서, 차량 통신 제어 유닛을 통해 차량 주행의 안전성과 쾌적함을 극대화할 수 있다.
본 출원에서 언급되는 차량 통신 제어 유닛은 차량에 장착되어 차량과 백그라운드 제어국 사이에서 데이터를 전송할 수 있는 임의의 제어 유닛을 말하며, 어떤 모델의 종래의 차량 통신 제어 유닛에 제한되지 않는다.
본 출원의 차량 검증 절차에서 차량 통신 제어 유닛을 이용하여 데이터의 실시간 전송을 구현하는 실시 방식에 대해, 본 출원의 차량 검증 시스템은 통신형 차량 검증 시스템으로 불릴 수 있다.
본 출원에 관련된 검증되는 차량은 로드(road) 차량과 비로드 차량을 포함하며, 이러한 두 종류의 차량은 상이한 작동 특성을 가지고, 본 출원에 따른 상이한 측정 수단을 이용하여 각자의 작동특성을 측정할 수 있다.
로드 차량에 대해, 그 주행 이력 데이터가 측정된다. 데이터 수집 유닛 또는 통신 제어 유닛은 차량 위치 확인 시스템을 통해 차량 위치와 운동(예를 들어 차량 속도, 가속도)을 추적하고, 차량 위치 확인 시스템은 이동 통신 시스템(예를 들어 GSM), 위성 위치 확인 시스템(예를 들어 GPS) 등을 포함할 수 있다.
그러나, 비로드 차량(예를 들어 굴착기 등)에 있어서, 그 통상적인 작업일 내의 운동 반경은 매우 작으므로, 차량 위치 확인 시스템이 제공하는 유용 위치 확인 정보가 충분하지 않을 수 있다. 따라서, 비로드 차량에 추가로 운동 센서를 장착하여 비로드 차량의 실제 주행 이력 데이터의 정보를 획득하도록 한다.
또한, 본 출원에 의하면, 로드 차량과 비로드 차량의 진동 이력 데이터도 측정될 수 있다. 차량의 일부 부재, 예를 들어 배기 시스템 또는 현가 시스템의 진동은 일부 분석(예를 들어 피로 측정)에 있어서 중요한 파라미터이다. 종래의 기술에서는(종래의 차량 통신 제어 유닛을 포함) 차량 검증 절차에서 진동 측정 데이터에 대한 실시간 전송을 구현할 수 없었다. 본 출원은 진동 센서를 진동 측정이 필요한 차량 부재에 장착하는 것을 제출하여 실시간 작업 조건과 관련된 추가 정보를 얻도록 하였다.
물론, 일부 차량 부재에 있어서, 운동과 진동에 대해 동시 모니터링이 필요하다. 따라서, 해당 부재의 운동(평행 이동 및/또는 회동) 폭, 속도, 주파수, 가속도(진동/충격), 주기, 누적 운동 횟수 등을 측정하도록 운동 센서와 진동 센서를 동시에 장착할 필요가 있다.
이해해야 할 점은, 기타 차량 파라미터의 이력 데이터도 측정될 수 있다.
아래에 도면에 도시된 실시 방식을 참조하여 본 출원의 일부 구체적인 예시에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 굴착기를 도시하였으며, 본 출원에 따른 비로드 차량의 하나의 예로서, 본 출원에 따른 차량 검증 시스템이 탑재되어 있다. 굴착기는 주로 운전실(1)과 동력소(2)를 포함하는 몸체를 포함하며, 몸체는 수직 축선을 따라 회전 가능한 방식으로 캐터필러 장치(3)에 장착되며, 여기서 캐터필러 장치(3)는 차량의 전후 이동을 구현할 수 있다. 대암(4)은 몸체에 피봇 가능하게 장착되고, 소암(5)은 대암(4)에 피봇 가능하게 장착되며, 버킷(6)은 소암(5)에 피봇 가능하게 장착된다. 굴착기 각 부분이 구현 가능한 운동은 도 1에서 화살표로 표시되어 있다.
굴착기는 통신 제어 유닛(10)과 다수 개의 센서(20)를 포함한다. 각 센서(20)는 차랑의 상이한 위치, 예를 들어 몸체, 대암(4), 소암(5)과 버킷(6)에 각각 장착된다. 센서(20)는 운동 센서를 포함하여 전체 차량의 전후 이동, 캐터필러 장치(3)에 대한 몸체의 회전 운동 및 대암(4), 소암(5)과 버킷(6) 각각의 피봇 운동을 측정할 수 있다. 또한, 센서(20)는 진동 센서를 더 포함하여, 대암(4), 소암(5), 버킷(6) 나아가 몸체에서의 충격 또는 진동을 측정할 수 있다. 이러한 센서는 통신 제어 유닛(10)과 데이터 전송 가능한 방식으로 연결된다. 주의해야 할 점은, 이러한 부재의 충격 또는 진동에 대한 측정이 필요없을 경우, 진동 센서를 생략할 수 있으며, 운동 센서만으로 전체 굴착기 및 각 부재의 운동을 측정한다.
굴착기의 큰 범위의 이동 정보, 예를 들어 굴착기 소유자의 주차 장소로부터 공사장으로의 이동 및 상이한 공사장 사이의 이동 등은 차량 위치 확인 시스템을 통해 획득할 수 있다. 굴착기의 어느 공사장에서의 일상적인 작업에서의 이동, 예를 들어 토목공사 굴착지와 토목공사 운송 차량 사이의 왕복이동은, 굴착기 몸체의 운동 센서를 통해 구현한다.
하나의 실행 가능한 실시 방식에 의하면, 굴착기 몸체에서의 하나 이상의 센서(20)는 운동 센서 및/또는 진동 센서를 포함하여, 통신 제어 유닛(10)에 통합될 수 있으며(예를 들어 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같음), MEMS 소자의 형식이 바람직하다. 통신 제어 유닛(10) 내부에 위치하는 센서에 대해서, 통신 제어 유닛(10)은 연결 회로(하드웨어 또는 소프트웨어 형식)를 통해 센서의 측정 데이터를 직접 획득할 수 있다.
굴착기 기타 부위에 장착된 센서(20)는 모두 통신 제어 유닛(10) 외부에 위치하는 센서이며, 시중에서 판매되고 있는 통상적인 센서를 사용할 수 있다. 물론, 이러한 센서가 차량 검증 절차를 위해서만 사용될 경우, 원가가 낮은 센서, 예를 들어 비용이 저렴한 MEMS 센서를 사용하는 것이 바람직하다.
통신 제어 유닛(10)의 외부에 위치하는 센서(20)는 유선 또는 무선 통신 방식을 통해 통신 제어 유닛(10)과 연결되며, 예를 들어 블루투스(Bluetooth) 또는 WiFi를 통해 센서의 측정 파라미터가 통신 제어 유닛(10)으로 전송되도록 한다.
통신 제어 유닛(10)은 무선형 데이터 전송 유닛(11)이 통합되어 있다. 데이터 전송 유닛(11)은 각 센서에서 측정되어 통신 제어 유닛(10)에 의해 수신된 파라미터를 백그라운드 제어국으로 발송하여 제어국의 서버에 기록하고, 차량 및/또는 차량 부재의 주행 이력 데이터 및/또는 진동 이력 데이터로 하여, 차량 연구개발자가 제어국에서 해당 측정 파라미터를 실시간으로 획득하여 처리할 수 있다.
차량에서 검증이 필요한 하나 이상의 새로운 연구개발 부재에 대해서, 해당하는 새로운 연구개발 부재(즉,주목하는 부재)에 검증 절차에 필요한 센서를 전문적으로 장착하는 것이 필요하다.
예를 들어, 굴착기의 버킷(6)이 새로 연구개발된 부재이고, 검증 절차를 통해 버킷(6)의 성능에 대한 확인이 필요할 경우, 버킷(6)의 적절한 부위에 운동 및/또는 진동 센서를 배치할 수 있다. 혹은, 굴착기의 버킷(6)과 소암(5) 사이의 피봇 연결 구조가 새로 설계된 구조이고, 검증 절차를 통해 해당 피봇 연결 구조의 성능에 대한 확인이 필요할 경우, 버킷(6) 및/또는 소암(5)의 적절한 부위에 운동 및/또는 진동 센서를 배치할 수 있다. 검증 절차에 필요한, 새로운 연구개발 부재에 전문적으로 장착되는 센서의 측정 데이터는 통신 제어 유닛(10)에 의해 획득되고, 데이터 전송 유닛(11)을 통해 백그라운드 제어국으로 발송되어 제어국의 서버에 기록되어, 주목하는 부재의 주행 이력 데이터 및/또는 진동 이력 데이터로 하여, 차량 연구개발자가 제어국에서 주목하는 부재의 측정 파라미터를 실시간으로 획득하여 처리할 수 있다.
로드 차량에 대해, 도 1의 실시 방식과 유사한 기술을 이용하여 차량 검증 시스템을 구축할 수 있다. 물론, 전술한 바와 같이, 로드 차량은 차량 위치 확인 시스템만으로 차량의 주행 이력 데이터를 획득할 수 있다.
설명해야 할 점은, 많은 차량(로드 차량과 비로드 차량)에 있어서, 진동은 많은 부재의 고장 또는 피로를 유발하는 핵심 요소이므로, 본 출원에 따른 차량 검증 시스템에서 진동 센서는 주목하는 부재 또는 주위 부재에 장착된다.
예를 들어, 도 2에 도시된 실시 방식에서, 차량 검증 시스템의 진동 센서(20)는 차량 배기 시스템의 배기관의 한 구간에 장착되어 엔진이 작동하는 동안 배기관의 진동을 측정한다. 진동 센서(20)는 유선 또는 무선 통신 방식을 통해 차량 통신 제어 유닛과 연결된다. 차량 검증 시스템의 기타 측면은 전술한 도 1을 참조하여 설명한 부분과 유사하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
다른 예로서, 도 3에 도시된 실시 방식에서, 차량 검증 시스템의 진동 센서(20)는 차량의 현가 시스템(9)의 하나 이상의 소자에 장착되어 엔진이 작동하는 동안 현가의 진동을 측정한다. 진동 센서(20)는 유선 또는 무선 통신 방식을 통해 차량 통신 제어 유닛과 연결된다. 차량 검증 시스템의 기타 측면은 전술한 도 1을 참조하여 설명한 부분과 유사하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 출원의 차량 검증 시스템은 다른 유형의 센서를 포함할 수 있으며, 이들은 차량의 상이한 위치에 배치되어 주목하는 파라미터를 측정한다.
본 출원의 추가적인 실시 방식에 따르면, 차량 검증 시스템은 앞서 언급한 백그라운드 제어국을 포함한다. 상기 백그라운드 제어국은 데이터 전송 유닛 또는 통신 제어 유닛으로부터 관련된 차량 또는 차량 부재의 데이터를 실시간으로 무선 수신하고, 해당 데이터를 저장하여 일련의 연속적인 이력 데이터가 형성되도록 하고, 해당 데이터에 대해 분석 또는 처리를 진행하도록 구성된다. 하나의 실행 가능한 실시 방식에 따르면, 백그라운드 제어국에서, 다수 개의 검증된 차량의 동종 차량 또는 차량 부재에 대한 데이터가 실시간 또는 정기적으로 서로 비교된다. 예를 들어, 상이한 차량(동일 또는 상이한 모델), 상이한 사용자 및/또는 상이한 사용 조건에 대해 서로 비교하여 차량 또는 차량 부재의 성능을 더욱 빠르고 효육적으로 확인할 수 있도록 한다.
차량 검증 시스템에서 모든 센서는 검증 절차가 종료된 후 제거할 수 있다. 그러나, 검증 절차가 종료된 후 일부 센서만을 제거하고, 기타 센서는 차량에 두고 계속 사용할 수 있다. 물론, 검증 절차가 종료된 후 모든 센서를 차량에 두고 계속 사용할 수도 있다.
본 출원에 따르면, 차량 검증 시스템은 검증되는 차량에 장착되는 데이터 수집 유닛과 데이터 전송 유닛을 포함함으로써, 수집된 데이터가 서버로 실시간으로 수신되어 저장될 수 있다. 해당 데이터는 임의의 원하는 시간에 분석과 처리를 진행할 수 있으므로, 차량 검증을 더욱 효율적이고 정확하게 구현할 수 있다.
여기서 구체적인 실시 방식을 참조하여 본 출원에 대해 설명을 하였으나, 본 출원의 범위는 예시된 부분에 한정되지 않는다. 본 출원의 기본적인 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 이러한 부분에 대해 각종 수정을 할 수 있다.

Claims (10)

  1. 차량에 대해 검증 절차를 수행하는 차량 검증 시스템으로서,
    차량에 장착되어 차량 주행 시 소정의 파라미터를 측정하는 적어도 하나의 센서(20);
    상기 센서(20)와 연결되어, 센서(20)로부터 측정 파라미터를 수집하는 데이터 수집 유닛; 및
    상기 데이터 수집 유닛과 데이터 전송 가능한 방식으로 연결되어, 데이터 수집 유닛에 의해 수집된 측정 파라미터를 실시간으로 무선 전송하는 데이터 전송 유닛(11)을 포함하는 차량 검증 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 수집 유닛과 상기 데이터 전송 유닛(11)은 차량의 통신 제어 유닛(10)에 통합되는 차량 검증 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 센서(20)는 통신 제어 유닛(10) 내에 통합되는 센서를 포함하고;
    선택적으로, 상기 센서(20)는 통신 제어 유닛(10) 외부에 설치되어 통신 제어 유닛(10)과 데이터 전송 가능한 방식으로 연결되는 센서를 포함하는 차량 검증 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(20)는 몸체 운동 파라미터를 측정하는 센서를 포함하고; 및/또는
    상기 센서(20)는 차량에서 주목하는 부재의 운동 파라미터를 측정하는 센서, 예를 들어 차량 배기관에 장착된 진동 센서 및/또는 차량 현가에 장착된 진동 센서를 포함하는 차량 검증 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량은 로드 차량이고, 상기 센서(20)는 차량에서 주목하는 부재의 진동을 측정하는 진동 센서를 포함하는 차량 검증 시스템.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차량은 비로드 차량이고, 상기 센서(20)는 전체 차량 운동을 측정하는 운동 센서와 차량에서 주목하는 부재의 운동을 측정하는 운동 센서를 포함하고;
    선택적으로, 상기 센서(20)는 전체 차량 진동을 측정하는 진동 센서 및/또는 차량에서 주목하는 부재의 진동을 측정하는 진동 센서를 더 포함하는 차량 검증 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서는 MEMS 센서인 차량 검증 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 중의 적어도 하나가 검증 절차가 종료된 후 제거되는 차량 검증 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 전송 유닛으로부터 차량 또는 차량 부재의 데이터를 실시간으로 수신하도록 구성되는 백그라운드 제어국을 더 포함하는 차량 검증 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 백그라운드 제어국은 다수 개의 차량으로부터의 동종 데이터를 실시간 또는 정기적으로 비교하도록 구성되고;
    예를 들어, 상기 백그라운드 제어국은 상이한 차량, 상이한 사용자 및/또는 상이한 사용 조건에 대해 데이터를 비교하도록 구성되는 차량 검증 시스템.
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