KR20210102949A - 검사대에서의 시운전 수행 방법 - Google Patents

Abstract

검사 대상(2)과 함께 검사대(1)에서 시운전을 수행할 때 비교 시뮬레이션 값과 비교 기준 값(ref) 간의 편차(x)를 줄이기 위해, 다수의 시뮬레이션 값(sim)이 다수의 지정된 기준 값(ref)을 사용하여 시뮬레이션 유닛(4)에 의해 시뮬레이션되고, 본 발명에 따르면 다수의 기준 값으로부터 선택된 기준 값(ref)에서 시작하여, 선택된 기준 값(ref) 대신에 보정된 기준 값( ref')이 결정되며, 보정된 시뮬레이션 값(sim')을 시뮬레이션하기 위해 시뮬레이션 유닛(4)에 보정된 기준 값(ref')이 지정되며, 적어도 하나의 설정정 변수(T)가 보정된 시뮬레이션 값(sim')을 이용하여 결정된다.

Description

검사대에서의 시운전 수행 방법

본 발명은 검사 대상을 가진 검사대에서 시운전을 수행하는 방법에 관한 것으로서, 다수의 기준 값이 기준 유닛에 의해 시뮬레이션 유닛에 지정되고, 다수의 시뮬레이션 값이 다수의 기준 값을 사용하여 시뮬레이션 유닛에 의해 시뮬레이션되며, 검사 대상을 제어하기 위한 적어도 하나의 설정점 변수 및 적어도 하나의 제어 변수는 다수의 시뮬레이션 값으로부터 결정된다.

본 발명은 또한 시운전을 수행하기 위한 검사 대상이 있는 검사대에 관한 것으로, 여기서 시뮬레이션 유닛에 대한 다수의 기준 값을 지정하는 기준 유닛이 제공되며, 시뮬레이션 유닛은 다수의 기준 값을 이용하여 다수의 시뮬레이션을 시뮬레이션하도록, 그리고, 다수의 시뮬레이션 값으로부터 적어도 하나의 설정점 변수를 결정하여, 제어 유닛으로 전송하도록 설계되었으며, 제어 유닛은 적어도 하나의 설정점 변수에 기초하여 검사 대상을 제어하기 위한 하나 이상의 제어 변수를 지정하도록 설계되었다.

Euro 5 및 Euro 6 표준이 정의된 유럽 의회 및 이사회의 규정(EC) No. 715/2007 과 같이, 차량에서 허용되는 오염 물질 배출(특히 CO2, CO, NOx 및 다수의 입자)에 대한 법적 사양이 있다. 지금까지 검사대에서 표준화된 검사 주기(가령, NEDC: New European Driving Cycle)를 이용하여 차량에 의한 이러한 법적 사양의 준수가 확인되었다. 이를 위해, 검사 사이클 중 생성된 배출 가스가 검사대로부터 취하여지고 조사된다. 이 경우의 문제는 표준화된 검사 사이클 하에서 검사대 상의 조건이 차량이 실제 노면에서 이동할 때의 실제 상황과 비교될 수 없다는 것이다. 이는 차량이 검사대 에 대한 법적 사양에 부합할 수 있지만, 실제 동작에서는 이를 여전히 넘어설 수 있다는 점을 의미한다.

이를 방지하기 위해, 입법부는 지정된 오염 물질 배출 제한 값의 검증을 검사대에서 실제 도로로 재배치하려고 한다. 이를 위해서는 차량이 실제로 PEMS(Portable Emission Measurement System)를 사용하여 실제 경로를 주행하는 동안 오염 물질 배출을 측정하고 확인해야 한다. 교통량이 정상인 공공 도로에서 운전하는 것은 항상 무작위 영향을 받기 때문에 더 이상 표준화된 검사 주기가 없다. 입법부의 목표는 차량이 검사대뿐만 아니라 정상적인 작동 조건에서 오염 물질 배출 제한 값을 준수하는 것이다. 입법자들은 또한 시운전 후 오염 물질 배출을 평가하기 위한 사양을 제공한다. 가령, 특정 데이터 분석 도구의 사용을 제시한다.

입법부는 이를 위해 실제 주행 배기 가스(RDE) 검사 절차를 정의한다. 차량 질량, 주변 온도 및 시험 주행을 수행해야 하는 지리적 고도에 대한 특정 사양 만 지정된다. 또한 검사 절차에 포함되어야 하는 다양한 주행 상황의 비율도 정의된다. 예를 들어 도시, 국가 및 전용도로로 33 % ± 10 % 분할하지만 각 경우에 최소 16km, 차량 속도 국가는 60-90km/h의 범위, 시운전의 길이 90-120 분 등이 규정된다. 이 점검은 공공 도로에서 이루어지기 때문에, 시운전은 각 경우에 신호등의 스위칭 단계, 포지셔닝, 기타 트래픽, 등과 같은 임의의 영향을 받는다. 이로부터, 실제 검사 드라이브를 재현할 수 없고 다소 임의적인 이벤트 체인을 나타냄을 즉시 인식할 수 있다.

이러한 패러다임의 변화는 또한 새로운 차량, 특히 새로운 엔진을 개발할 때 차량 제조업체에 직접적인 영향을 미친다. 지금까지 검사대에서 표준화된 검사주기를 사용하여 모든 개발 단계를 확인할 수 있었다. 필요한 것은 각 개발 단계 후 각 검사 대상에 검사주기를 적용하고 오염 물질 배출을 검사하는 것뿐이었다. 이는 새로운 RDE 검사 절차로는 더 이상 불가능하다. 왜냐하면 새로 개발된 차량이 오염 물질 배출 제한값을 준수하여 개발이 끝날 때 RDE 검사 절차에서 살아남을지 여부를 예측하는 것이 근본적으로 불가능하기 때문이다. 완성된 차량 만 실제 도로에서 이동할 수 있다. 즉, RDE 검사 절차는 개발이 끝날 때만 수행할 수 있다. 차량이 이 검사를 통과하지 못하면 극단적인 경우에는 막대한 비용과 댓가로 개발 기간 중 적어도 몇 년을 다시 롤링해야 하는 차량 제조업체에게 엄청난 결과를 초래할 것이다.

이러한 표준화된 검사주기를 사용할 때 오염 물질 배출 제한값을 준수한다고해서 RDE 검사 절차에 따른 이러한 제한값 준수를 자동으로 보장하지 않기 때문에, 차량 개발 중에 이전의 표준화된 검사주기를 사용하는 것도 도움이 되지 않는다.

이제 검사 시나리오에서 차량의 가능한 모든 작동 상태를 결합하고 이 검사 시나리오를 사용하여 각 개발 단계를 확인할 수 있다. 그러나 검사대에서 이러한 검사 시나리오를 구현하는 데 시간이 오래 걸리고 개발이 지연되고 값 비싼 검사대 시간이 늘어나고 전반적으로 시간이 많이 걸리기 때문에 이는 거의 효과적이지 않다. RDE 검사 절차에 따른 법적 사양 준수를 보장할 수 없기 때문에 검사 시나리오를 임의로 생성하는 것도 적절하지 않다.

또한 모든 운전 조작, 가령, 저속에서 가속, 시골 길에서 추월, 도심 신호의 변경, 등이 모든 차량의 오염 물질 배출에 동일한 영향을 미쳐야 하는 것은 아니다. 이는 검사 시나리오가 특정 차량에 적합할 수 있지만 다른 차량에는 적합하지 않음을 의미한다.

원칙적으로 위의 내용은 차량 개발의 다른 대상 변수(예: 차량 소비)에도 동일한 방식으로 적용되지만 법적 사양은 전혀(적어도 아직은) 없다. 그러나 소비는 일반적으로 차량을 개발할 때 개발 목표이기도 하므로 이 경우의 목표는 예를 들어 RDE 검사 절차에서 원하는 소비를 달성하는 것이기도 하다.

실제 주행 운전에서 배기 가스 검사를 위해, 차량의 실제 속도와 실제 위치가 기준 속도로 기록되고 실제 시운전 중 운전 기동을 위한 기준으로 기준 시간 동안 기준 위치가 기록된다. 이러한 기준 값들은 검사대의 시뮬레이션 유닛 중에 기준 유닛에서 사용할 수 있으며 시뮬레이션을 수행하기 전에 처리될 수도 있다. 기준 값은 다양할 수 있으며 최악의 시나리오를 표현할 수도 있다. 시뮬레이션이 검사대에서 수행되는 경우 차량 모델의 특정 부분(예: 엔진 또는 구동 트레인)이 검사대의 해당 부분으로 교체할 수도 있다.

차량 시뮬레이션에는 시뮬레이션된 경로, 시뮬레이션된 차량 및 시뮬레이션된 운전자의 세 가지 기본 구성 요소가 있다. 시뮬레이션된 운전자는 지정된 기준 속도에 해당하는 시뮬레이션 속도로 시뮬레이션된 경로를 따라 시뮬레이션된 차량을 제어한다. 이를 위해 시뮬레이션된 운전자는 기준 시간 또는 기준 위치를 고수할 수 있다. 그러나 시뮬레이션 속도와 기준 속도 간의 약간의 편차는 방지할 수 없다. 시뮬레이션된 경로는 온도, 기압, 바람, 다른 차량과 같은“반대”교통 등과 같은 환경 속성을 포함할 수도 있다.

기준 시간을 기반으로 시뮬레이션 속도를 지정하는 경우 시뮬레이션 속도와 기준 속도 사이에 약간의 편차가 있으면 시뮬레이션 위치와 기준 위치 사이에 누적된 편차가 발생한다. 예를 들어, 시뮬레이션 중에 기준 위치 80km에서 20m의 누적 위치 편차가 있는 경우 이 시뮬레이션 위치 80km와 1 미터의 상대 오차는 0.025 %에 불과하다. 예를 들어, 차량이 가파른 언덕에서 정지해야 하는 경우(즉, 시뮬레이션 속도 0), 예를 들어 언덕 출발 중 배기 가스를 검사하는 경우, 시뮬레이션된 차량은 이미 80km 및 20m의 시뮬레이션 위치에 있을 것이며, 추정된 기준 위치는 80km 이다. 이 시뮬레이션 위치가 경사없는 경로에 있는 경우, 시뮬레이션된 차량 정지 및 출발은, 특히 배출 측정과 관련하여, 잘못된 결과로 이어질 수 있다.

기준 위치를 기준으로 시뮬레이션 속도를 지정한 경우 시뮬레이션 속도와 기준 속도 사이에 약간의 편차가 있으면 시뮬레이션 시간과 기준 시간 사이에 편차가 발생한다. 예를 들어 기준 속도 130km/h를 먼저 지정된 다음, 특정 기준 시간에 기준 속도가 40km/h로 감소하고(예: 고속도로 출구의 급 커브로 인한 경우) 시뮬레이션 시간이 기준 시간으로부터 몇 초 차이가 나면, 급회전하는 동안 속도가 130k/m가 된다. 이는, 예를 들어 매우 높고 잘못 시뮬레이션된 횡 방향 가속으로 인해, 시뮬레이션 또는 재생산에 문제를 일으킬 수 있다. 또한 위치 종속 시뮬레이션 속도를 사용하면 특정 기준 위치에서 정지한 후에는 어떤 시작도 이루어질 수 없으므로 시뮬레이션이 고정된 상태로 유지된다.

따라서 시뮬레이션 속도의 시간 기반 결정은 시뮬레이션 위치와 기준 위치 사이의 편차를 유발하고, 시뮬레이션 속도의 위치 기반 결정은 시뮬레이션 시간과 기준 시간 사이에 편차를 유발한다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제를 피할 수 있은 시뮬레이션을 통해 방법 및 검사대를 지정하는 것이다.

본 발명에 따르면, 이 목적은 다음과 같이 실현된다: 다수의 시뮬레이션 값으로부터의 비교 시뮬레이션 값과 다수의 기준 값으로부터의 비교 기준 값 사이의 편차(바람직하게는 허용 오차)가 검출 유닛에 의해 검출되고, 편차 x가 검출되면, 다수의 기준 값으로부터 선택된 기준 값에서 시작하여, 보정된 기준 값이 보정 유닛에 의해 결정되고, 선택된 기준 값 대신 보정된 기준 값이 보정된 시뮬레이션 값을 시뮬레이션하기 위해 시뮬레이션 유닛에 지정되어, 편차가 감소되고, 보정된 시뮬레이션 값을 사용하여 적어도 하나의 설정점 변수가 결정된다.

이 목적은 또한 다음과 같은 검사대에 의해 또한 실현된다: 다수의 시뮬레이션 값으로부터의 비교 시뮬레이션 값과 다수의 기준 값으로부터의 비교 기준 값 간의 편차(허용 공차인 것이 바람직함)를 검출하도록 설계된 검출 유닛이 검사대 상에 제공된다. 편차가 검출되면 다수의 기준값으로부터 선택된 기준 값으로부터 시작하여 보정된 기준 값을 결정하도록, 그리고 보정된 시뮬레이션 값의 시뮬레이션을 위해 시뮬레이션 유닛에 선택된 기준 값 대신에 보정된 기준 값을 지정하도록 설계되어, 편차가 감소하고, 보정된 시뮬레이션 값을 이용하여 적어도 하나의 설정점 변수가 결정된다.

따라서 비교 시뮬레이션 값과 비교 시뮬레이션 값과 동등한 비교 기준 값 사이의 비교가 먼저 수행된다. 즉, 시뮬레이션 위치가 예를 들어 기준 위치와 비교된다. 물론, 임의의 편차를 검출하기 위해 복수의 비교 시뮬레이션 값을 연관된 비교 기준 값과 비교할 수도 있다. 비교 시뮬레이션 값과 관련 비교 기준 값 사이에 편차가 감지되면, 본 발명에 따라, 변경되는 것은 비교 시뮬레이션 값 자체가 아니라 다수의 기준 값에서 선택된 기준 값이 보정된 기준 값으로 대체되며, 선택된 기준 값은 일반적으로 비교 기준 값에 대응하지 않는다. 이제 시뮬레이션 유닛은 (보정되지 않은) 시뮬레이션 값 대신 보정된 기준 값을 기반으로 보정된 시뮬레이션 값을 계산하므로, 결과적으로 편차가 감소한다. 따라서, 보정된 시뮬레이션 값을 사용하여 적어도 하나의 설정점 변수가 결정되고, 이에 의해 적어도 하나의 설정점 변수도 보정된다.

따라서 이러한 방법이나 검출 유닛 또는 보정 유닛을 기존 검사대에 통합할 수도 있다. 기준 유닛에 의해 이전에 시뮬레이션 유닛에 사용 가능하게 된 선택된 기준 값은 보정된 기준 값으로 변경되고 이는 그 후 원래 선택된 기준 값 대신 시뮬레이션 유닛에서 사용 가능하게 된다. 이 방법은 검사대에 통합할 필요는 없지만, 기준 유닛과 시뮬레이션 유닛 사이에 해당 검출 유닛 또는 보정 장치를 연결함으로써 후에 개조될 수도 있다. 선택된 기준값만 보정된 기준값으로 대체되기 때문에 기준 유닛에 의해 시뮬레이션 유닛에 이러한 방식으로 다수의 기준 값이 지정되도록, 이러한 방법이 모든 검사대에 대해 사용될 수 있다. 이 방법은 편차를 줄이거나 제거하기 위해 시뮬레이션 실행 중에 활성화될 수도 있다. 검사대 상에서 방법을 활성화하거나 검사대 내에 보정 유닛을 통합하는 것이 가능하며, 이러한 시뮬레이션 모델은 속도 및 경사 정보와 같은 예측 정보를 필요로하는 보다 복잡한 운전자 모델을 갖춘다.

보정된 시뮬레이션 값을 사용하여 검사 대상에 연결된 적어도 하나의 로딩 기계에 대해 추가 설정점 변수를 지정할 수도 있다.

본 발명에 따른 방법은 시운전의 하나 이상의 사이클로 수행될 수 있다.

보정된 기준 값은 유리하게 연속적으로 증가 또는 감소될 수 있으며, 이로써 비교 시뮬레이션 값과 비교 기준 값 사이의 편차의 급격한 감소는 선택된 기준 값의 점프 제공없이 발생할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 방법은 시운전의 복수 주기로 수행된다.

더 이상 편차가 발생하지 않을 때까지 보정된 기준 값을 늘리거나 줄일 수 있다. 따라서 비교 시뮬레이션 값이 비교 기준 값에 해당하는 것을 얻을 수 있다.

이 방법은 시운전 시작시 유리하게 개시되며, 이를 이용하여 편차를 낮게 유지하거나 처음부터 방지할 수 있다. 물론, 시뮬레이션이 이미 진행되고 이미 더 큰 편차가 있을 때 방법을 시작할 수도 있다. 이 방법은 예를 들어 시뮬레이션 중에 변경하기 위해, 가령, 운전자 또는 변속 값에 변화를 평가하기 위해, 동작 중에 검사대에서 사용할 수도 있고, 또는, 시운전 중에 여러번 활성화 및 비활성화될 수 있다.

이 방법은 편차를 완전히 방지하거나 가령, 허용 범위 내로, 낮게 유지하기 위해 전체 시운전 중에 수행할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 방법은 시운전의 모든 사이클에서 수행된다.

다수의 기준 값은 바람직하게는 기준 시간에서의 기준 위치 및 기준 시간에서의 기준 속도를 포함하고, 시뮬레이션 유닛에 의해 시뮬레이션된 다수의 시뮬레이션 값은 시뮬레이션 시간에서의 시뮬레이션 속도 및 시뮬레이션 시간에서의 시뮬레이션 위치를 포함한다. 따라서, 기준 시간의 기준 속도는 기준 유닛에 의해 시뮬레이션 유닛에 지정되고, 시뮬레이션 유닛은 시뮬레이션 시간에 시뮬레이션 위치뿐만 아니라 시뮬레이션 속도 역시 시뮬레이션한다.

시뮬레이션 위치는 비교 시뮬레이션 값으로, 기준 위치는 비교 기준 값으로, 기준 속도는 선택된 기준 값으로 작용할 수 있다.

또한, 시뮬레이션 위치가 기준 위치보다 크고 시뮬레이션 속도가 속도 임계 값, 바람직하게는 0을 초과하는 경우, 기준 속도보다 작은 보정된 기준 속도가 시뮬레이션 유닛에 지정된다.

또한, 시뮬레이션 위치가 기준 위치보다 작고 시뮬레이션 속도가 속도 임계 값(바람직하게는 0)을 초과하는 경우, 기준 속도보다 큰 보정된 기준 속도가 시뮬레이션 유닛에 지정된다.

따라서 기준 위치로부터 시뮬레이션 위치의 공간적 편차는 비교 시뮬레이션 값과 등가 비교 기준 값 사이의 편차로 간주된다. 기준 속도(선택된 기준 값)는 기준 속도보다 높거나 낮은 보정된 기준 속도(보정된 기준 값)로 대체된다. 결과적으로 시뮬레이션 위치는 더 이상 이전과 같이 시뮬레이션 유닛에서 시뮬레이션되지 않고, 보정된 시뮬레이션 위치(보정된 시뮬레이션 값)로 편차가 감소한다. 그 결과, 보정된 시뮬레이션 위치를 사용하여 최소한 하나의 설정점 변수와 최소한 하나의 제어 변수가 지정된다.

시뮬레이션 시간이 기준 시간에서 벗어나고 시뮬레이션 속도가 속도 임계 값, 바람직하게는 0을 초과하지 않는 경우, 시뮬레이션 시간은 보정된 시뮬레이션 시간으로 변경되는 것이 바람직하다. 예를 들어 시뮬레이션 시간을 가속하거나 늦출 수 있으므로 기준 시간에 맞게 조정할 수 있다.

속도 임계 값은 시뮬레이션 시간의 변화가 시뮬레이션에 큰 영향을 미치지 않도록 선택할 수 있다. 특히 속도 임계 값이 0일 때, 0 ~ 6km/h 범위일 때, 또는 3 ~ 6km/h 사이일 때, 즉 차량이 정지 상태에 있거나 천천히 이동하는 경우에, 해당한다. 따라서 이 중지 단계의 길이만이 조정된다. 이것은 시뮬레이션 위치가 0의 시뮬레이션 속도에서 증가할 수 없기 때문에 시뮬레이션 위치가 조정될 때만 발생하는 특이점 문제를 해결한다. 차량이 움직이지 않는 많은 정지 단계는 특히 RDE 검사에서 기준 유닛에 의해 지정되므로, 이미 누적된 편차(예: 시간 편차 및/또는 위치 편차)는 시뮬레이션 시간을 변경하여 이러한 정지 단계의 지속 시간을 변경함으로써, 이상적으로는 0으로, 줄일 수 있다. 이러한 방식으로 미리 시간 편차를 수정하여 위치 편차를 수정할 수도 있다.

본 발명은 예로서, 개략적으로 그리고 비 제한적인 방식으로 본 발명의 유리한 실시 예를 도시하는 도 1 내지 7을 참조하여 이하에서 더 상세히 설명된다. 도면에서:
도 1a는 검사 대상에 대한 일반적인 검사대 설정을 보여준다.
도 1b는 시뮬레이션 유닛의 가능한 실행을 보여준다.
도 2는 예를 들어 기준 주행을 보여준다.
도 3은 시뮬레이션 속도의 시간 기반 사양을 보여준다.
도 4는 시뮬레이션 속도의 위치 기반 사양을 보여준다.
도 5는 본 발명에 따른 검사대 셋업을 보여준다.
도 6은 기준 속도의 본 발명에 따른 보정을 도시하고,
도 7은 정지 단계에서 시뮬레이션 시간의 본 발명에 따른 보정을 보여준다.

도 1은 검사 대상(2)에 대한 일반적인 검사대(1)를 보여준다. 이 경우에는 내연 기관용 엔진 검사대이다. 검사 대상(2)은 이 경우, 도 1에 도시되는 바와 같이, 예를 들어 연결 샤프트를 통해 로딩 기계(3)에 연결된다. 그러나 검사 대상(2)은 또한 구동 트레인, 전체 차량, 개별 또는 다중 구성요소, 가령, 기어박스, 배터리, 등을 포함할 수 있다. 따라서, 검사대(1)는 예를 들어 하나의 구동 트레인 검사대 또는 하나의 롤러 검사대를 나타낼 수 있지만, 하나보다 많은 로딩 기계(3), 예를 들어 구동 반축 당 하나 또는 축당 하나씩 제공하는 것이 가능하다. 검사 대상(2)은 오염 물질 배출량, 소비량, 차량의 음향 거동, 차량의 주행성, 차량의 내구성, 개별 부품의 설계/최적화에 대한 알림 등과 같은 차량의 특정 측정 변수 m에 대한 설명을 얻기 위해 시운전의 사양에 따라 검사대(1)에서 작동된다. 이러한 맥락에서 측정된 변수는 목표 변수와 비교된다. 측정된 변수가 내연 기관의 오염 물질 배출 또는 내연 기관의 소비와 관련이 있는 경우, 검사 대상(2)은 당연히 또한 내연 기관을 포함한다.

검사 트랙에서 이동하는 차량은 시뮬레이션 유닛(4)에서 시뮬레이션된다. 이를 위해, 기준 유닛(5)에 의해 시뮬레이션 유닛(4)에 다수의 기준 값 ref가 지정된다. 시뮬레이션 유닛(4)은 시뮬레이션의 일부분으로 다수의 시뮬레이션 값 sim을 결정한다. 시뮬레이션 유닛(4)에서, 다시 한번 적어도 하나의 설정점 변수 T, 예를 들어 토크가 다수의 시뮬레이션 값 sim으로부터 결정되고, 적어도 하나의 설정점 변수 T는 또한 시뮬레이션 값 sim에 대응할 수 있다. 적어도 하나의 설정점 변수 T는 또한 가속 페달의 페달 위치를 나타낼 수 있거나, 페달 위치로부터 계산될 수 있다. 적어도 하나의 설정점 변수 T는 제어 유닛 ECU로 전송된다. 제어 유닛 ECU는 또한 적어도 하나의 제어 변수와 함께 적어도 하나의 설정점 변수 T에 기초하여 검사 대상(2)을 제어한다. 이 경우 엔진 제어 유닛으로 설계된 제어 유닛 ECU는 생성될 토크(설정점 변수 T)에 따라 검사 대상(2)에 대한 스로틀 밸브 위치 α 및/또는 연료량 k(제어 변수)를 지정할 수 있다.

시뮬레이션 유닛(4)은 또한 도 1에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 추가 설정점 변수, 예를 들어 속도 n을 추가 제어 유닛(30)에 공급할 수 있으며, 추가 제어 유닛(30)은 로딩 기계(3)를 제어할 수 있다. 이 경우 로딩 기계(3)의 속도는 검사 대상(2)의 샤프트를 통해 로딩 기계(3)로부터 작동한다.

주행 로봇은 롤러 검사대에 또한 제공될 수 있으며, 이는 수행할 검사 사양에 따라 가속 페달, 브레이크 페달, 기어 변속과 같은 차량의 작동 요소를 작동시킨다.

검사대(1)에는 일반적으로 여러 측정 센서(상세히 표시되지 않음)가 제공되어, 예를 들어 검사 대상(2)의 토크 T_ist 및 회전 속도 n_ist의 실제 값을 감지하여 시뮬레이션 유닛(4)에 전송할 수 있다.

검사대(1)에서 특정 검사 대상(2)를 사용하여 시운전이 수행되며, 예를 들어 오염 물질 배출이 측정 변수로 측정된다. 측정된 변수에 따라, 내연 기관의 배기 가스를 공급받고 CO₂, CO, NO_x, 탄화수소와 같은 구체적 오염 물질 배출물, 탄화수소(THC)의 총 질량, 및/또는 입자 수(가령, 그을음 입자)를 측정하는 배출물 측정 유닛(6)과 같은 해당 측정 유닛, 및/또는 내연 기관의 연료 소비량을 측정하는 소비량 측정 유닛(7)이 검사대(1)에 제공될 수 있다.

시뮬레이션 유닛(4) 및 제어 유닛 ECU는 또한 하나의 유닛으로 설계될 수 있으며, 또는, 도 1에 도시된 바와 같이, 독립적인 유닛으로 설계될 수 있다. 기준 유닛(5)은 도 1에서 독립적인 유닛으로서 설계되지만, 시뮬레이션 유닛(4)과 결합될 수도 있다. 시뮬레이션 유닛(4)은 차량의 시운전을 시뮬레이션하는 시뮬레이션 하드웨어 및/또는 시뮬레이션 소프트웨어를 갖는다. 이를 위해, 예를 들어 운전자 모델(11), 차량 모델(12) 및 경로 모델(13)을 포함하는 시뮬레이션 모델이 시뮬레이션 유닛(4)에서 구현된다. 타이어 모델, 도로 모델 등과 같은 추가 모델도 구현할 수 있다. 따라서 시뮬레이션 유닛(4)은 가상 검사 경로(환경 모델 13)를 따라, 가상 운전자(운전자 모델 11)에 의해 제어되는 가상 차량(차량 모델 12)의 주행을 시뮬레이션하며, 교통 표지판, 신호등, 외국 교통, 등과 같은 특정 이벤트가 또한 시뮬레이션된다. 이벤트는 드라이버 모델(11)에서 가상 드라이버에 의해 인식되고 적절한 반응의 형태로 구현된다. 내연 기관이나 구동 트레인과 같은 차량의 일부는 검사 대상(2)로 검사대(1)에 실제 하드웨어로 물리적으로 구성되고, 검사대(1)의 검사에 따라 시뮬레이션의 사양으로 작동된다. 검사를 수행하는 이 절차는 잘 알려져 있으며, 종종 X-In-The-Loop 검사라고하며, 여기서 "X"는 실제로 존재하는 각 검사 대상(2)를 나타낸다. 이러한 유형의 시운전은 매우 유연하며 실제 차량으로 실제 시험 주행의 특성에 매우 근접할 수 있다. 최악의 추정치에 대한 변형도 만들고 평가할 수 있다. 더 많은 차량 질량, 더 많은 교통량, 강한 역풍, 더 공격적인 운전 행동 등의 형태로. 변형이 매우 추상적으로 규정될 수 있다.

이러한 방식으로 생성된 시운전을 통해, 차량 개발은 모든 개발 단계에서 수행될 수 있으며 대상 변수의 특정 사양(예: RDE 검사 절차를 통한 점검 중 오염 물질 배출에 대한 법적 제한 값)을 준수할 가능성이 크게 증가할 수 있다. 이와 동일한 방식이 오염 물질 배출 대신 소비, 운전성, 음향 거동, 내구성과 같은 다른 측정 변수에도 적용된다.

시운전에는 일반적으로 다양한 운전 조작이 포함된다. 가령, 속도, 토크, 조향 각도, 도로 경사도, 교통량 등과 같은 특정 경계 조건에서 가속, 감속, 정지, 일정한 주행, 코너링 등을 이해한다. 운전 기동으로 정지 상태에서 출발, 커브에서 가속, 차량 속도 변경, 느린 차량 추월, 적색 신호까지 코스팅(coasting) 등을 구현할 수 있다. 차량의 모든 주행과 이에 따른 시운전은 그러한 운전 조작의 연대순 시퀀스로 볼 수 있다. 그러한 운전 조작이 풍부할 수 있음이 즉각적으로 명백하다. 운전 조작은 기준 유닛(5)에 저장되며, 예를 들어 실제 측정된 시험 주행으로부터, 이미 수행된 시뮬레이션으로부터, 등등으로 제공된다.

이제 이러한 운전 조작의 시간 순서로 시운전이 생성된다. 이것은 사용자에 의해 수동으로 이루어지거나, 운전 조작을 무작위적으로 선택하거나, 특정 선택에 의해 이루어질 수 있다. 물론 운전 조작은 시운전 중에 갑작스런 속도 점프와 같은 불연속성이 없도록 서로 연동되어야 한다. 또한 검사 대상(2)이 시뮬레이션 모델과 함께 원하는 사양을 따를 수 있는지 확인해야 한다. 시운전에는 차량의 가능한 최대 작동 범위(속도, 토크)를 포괄하는 다양한 운전 조작이 포함되어야 한다. 따라서 어떤 조작이 어떤 비율로 포함되어야 하는지에 대한 정확한 사양이 있을 수 있다.

시뮬레이션 유닛(4)은 언급된 바와 같이, 시뮬레이션을 수행하기 위한 시운전의 범위 내에서 현재 원하는 운전 조작에 대응하는 기준 유닛(5)으로부터 다수의 기준 값 ref를 수신한다. 기준 속도 v_ref 및 기준 위치 s_ref는 각각 기준 시간 t_ref의 함수로서 기준 값 ref로 사용된다. 따라서, 시운전에 대응하는 기준 속도 v_ref가 시뮬레이션 유닛(4)에 지정되며, 이는 예를 들어 운전자 모델(11)에 의해 시뮬레이션되는 기준 속도이다. 따라서 운전자 모델(11)은 차량 모델(12) 및 경로 모델(13)을 사용하여 계산된 기준 속도 v_ref를 따른다.

시운전 또는 개별 운전 조작은 기준 시간(t_ref) 동안 기준 속도(v_ref)의 과정으로서 기준 유닛(5)에 지정되고, 기준 값(ref)으로서 시뮬레이션 유닛(4)에 전송된다. 시뮬레이션의 맥락에서, 시뮬레이션 유닛(4)은 시뮬레이션 속도 v_sim으로 기준 속도 v_ref를 따르려고 시도한다. 이것은 위치 기반(즉, 시뮬레이션 위치 s_sim에서의 시뮬레이션 속도 v_sim은 항상 기준 위치 s_ref에서의 기준 속도 v_ref에 해당) 또는 시간 기반(즉, 시뮬레이션 시간 t_sim에서의 시뮬레이션 속도 v_sim은 항상 기준 시간 t_ref에서 기준 속도 v_ref에 해당)일 수 있다. 그러나 시뮬레이션 속도 v_sim은 기준 속도 v_ref를 정확히 따를 수 없기 때문에, 위치 기반 접근의 경우 시간 편차가 발생하고 시간 기반 접근의 경우 위치 편차가 발생한다.

도 2, 3, 4, 6, 7은 각각의 경우 시간-속도-경로 다이어그램을 보여준다. 시간 t는 양의 횡축에, 속도 v는 음의 횡축에, 위치 s는 양의 종축에 표시된다. 결과적으로 다이어그램의 왼쪽 부분에 속도-시간 관계가 있고 다이어그램 오른쪽 부분에 거리-시간 관계가 생긴다.

도 2에서, 기준 주행은 대응하는 기준 값 ref로부터 발생한다: 기준 속도 v_ref는 각 기준 시간 t_ref에 대해 지정되고, 기준 위치 s_ref도 각 기준 시간 t_ref에 대해 지정되며, 각각의 경우 기준 곡선이 형성된다: 왼쪽에는 기준 위치 s_ref의 함수로서 기준 속도 v_ref가, 오른쪽에는 기준 시간 t_ref에서 기준 위치 s_ref가 표시된다. 이 관계의 결과로 각 기준 시간 t_ref에 대해 기준 속도 v_ref도 지정된다.

기준 값 ref에 추가하여, 도 3은 시뮬레이션 속도 v_sim의 시간 기반 사양이 발생하는, 시뮬레이션의 시뮬레이션 값 sim을 보여준다. 따라서 시뮬레이션 속도 v_sim은 시뮬레이션 시간 t_sim의 모든 시점에서 기준 속도 v_ref를 따른다. 시뮬레이션 속도 v_sim은 기준 속도 v_ref를 정확히 따를 수 없기 때문에 그래프의 왼쪽 사분면에서 볼 수 있듯이 시뮬레이션 속도 v_sim과 기준 속도 v_ref 사이에 속도 편차 v_x가 있다. 이 경우 시뮬레이션 속도 v_sim이 너무 낮다. 결과적으로 그래프의 오른쪽 부분에서 볼 수 있듯이 시뮬레이션 위치 s_sim과 기준 위치 s_ref 사이의 공간적 편차 s_x가 편차 x로 나타난다.

도 4는 시뮬레이션 속도 v_sim의 위치 기반 사양을 통해 결정된 시뮬레이션 값 sim을 보여준다. 따라서 시뮬레이션 속도 v_sim은 시뮬레이션 위치 s_sim의 모든 지점에서 기준 위치 s_ref를 따른다. 시뮬레이션 속도 v_sim이 다시 기준 속도 v_ref를 정확하게 따를 수 없기 때문에 시뮬레이션 속도 v_sim과 기준 속도 v_ref 사이에 속도 편차 v_x가 또한 존재한다(다시 한 번 시뮬레이션 속도 v_sim이 너무 낮은 것으로 표시됨). 이는 시뮬레이션 시간 t_sim과 기준 시간 t_ref 사이의 시간 편차 t_x가 편차 x로 나타나는 이유이다.

도 5에서 볼 수 있은 바와 같이, 본 발명에 따르면, 검출 유닛(7) 및 보정 유닛(8)이 검사대(1)에 제공되며, 이 경우 이들은 시뮬레이션 유닛(4)과 기준 유닛(5) 사이의 유닛으로서 연결된다. 이것은 시뮬레이션 유닛(4) 자체에 개입하지 않기 때문에 특히 유리하다. 동등한 기준 값 ref와 비교하기 위해 해당 시뮬레이션 값 sim 만 사용할 수 있어야 한다. 도 5에서, 시뮬레이션 위치 s_sim은 시뮬레이션 유닛(4)으로부터 검출 유닛(7)으로 공급된다.

비교 시뮬레이션 값과 비교 기준 값 사이의 편차 x는 이제 검출 유닛(7)을 통해 결정된다. 이 경우 비교 시뮬레이션 값으로 시뮬레이션 위치 s_sim과, 비교 기준 값으로 기준 위치 s_ref 사이의 공간 편차 s_x 기준 값이 편차 x로 결정된다. 물론, 허용 오차(대역)를 제공할 수 있다. 이 경우에 검출 유닛(7)에 유리하게 통합된 보정 유닛(8)에 의해, 기준 속도 v_ref는 선택된 기준 값 ref로서 보정된 기준 속도 v_ref'로 변경되고, 이는 그 후 기준 속도 v_ref 대신 시뮬레이션 유닛(4)에 사용 가능하게된다. 보정된 시뮬레이션 위치 s_sim'은 따라서 더 작은 공간 편차 s_x를 초래하도록, 시뮬레이션 유닛(4)에서 시뮬레이션된다.

도 6에서는 t1 시점에서 공간 편차 s_x, 이 경우 기준 위치 s_ref에 비해 너무 작은 시뮬레이션 위치 s_sim이 인식된다. 이 공간 편차 s_x는 현재 도면에 표시된 것처럼 시뮬레이션 속도 v_sim이 너무 낮기 때문에 발생할 수 있다. 도 4와 비교하면, 시뮬레이션 유닛(4)의 시점 t1 이후, (선택된 기준 값 ref 으로) 기준 속도 v_ref 대신에, 보정된 기준 속도 v_ref' (본 경우에 상대적으로 높음)가 지정되며, 이는 파선으로 도시된다. 이에 기초하여, 상대적으로 높은 시뮬레이션 속도 v_sim이 시뮬레이션 유닛(4)에서 시뮬레이션되며, 이는 이것이 이제 보정된 기준 속도 v_ref'을 따르기 때문이다. 보정된 기준 값 ref'(이 경우에 보정된 기준 속도 v_ref')가 연속적으로 증가 또는 감소할 수 있다.

그 결과, 시뮬레이션 속도 v_sim 대신에, 시간 t1부터 시작하여, 보정된 시뮬레이션 속도 v_sim'이 시뮬레이션 유닛(4)에 지정되고 따라서 공간 편차 s_x가 감소된다. 예시된 경우에는 시간 t2까지 더 이상 공간 편차 s_x가 발생하지 않는다. 보정된 기준 속도 v_ref'는 그 후 공간 편차 s_x를 0으로 유지하기 위해 유지된다. 따라서 시뮬레이션 속도 v_sim은 대략 기준 속도 v_ref를 따르고 시뮬레이션 위치 s_sim은 기준 위치 s_ref를 따른다.

그 결과, 시뮬레이션 유닛(4)이 적어도 하나의 보정된 시뮬레이션 값 sim'을 사용하여, 이재 보정된 적어도 하나의 설정점 변수 T를 제어 유닛 ECU로 전달한다. 이 적어도 하나의 설정점 변수 T를 사용하여, 제어 유닛 ECU는 또한 수정된 적어도 하나의 제어 변수로 검사 대상(2)을 제어한다. 보정된 시뮬레이션 값 sim'을 사용하여, 로딩 기계(3)의 추가 제어 유닛(30)에 대해 적어도 하나의 추가 설정점 변수 n이 또한 결정될 수 있다.

이 방법은 물론 시운전 시작시에도 개시될 수 있으며, 전체 시운전 중에 수행하는 것이 좋다. 따라서 시뮬레이션 중에 약간의 편차 x가 발생하며, 이는 가능한한 최선으로 지속적으로 수정되는 것이 바람직하기 때문이다.

그러나, 본 실시예에서는 시뮬레이션 속도 v_sim이 기준 속도 v_ref(선택된 기준 값 ref로서)를 보정된 기준 속도 v_ref‘로 감소시키기 위해 제 1 속도 임계 값을 초과하는 것이 항상 보장되어야 한다. 기준 속도 v_ref의 증가를 위해 시뮬레이션 속도 v_sim이 속도 임계 값을 초과하는지 확인해야 한다. 특히 이 경우 시뮬레이션 속도 v_sim은 0이 아니어야 한다.

낮은 기준 속도 v_ref 및 따라서 낮은 시뮬레이션 속도 v_sim에서, 특히 시뮬레이션 위치 s_sim이 기준 위치 s_ref보다 큰 경우, 선택한 기준 값 ref로 기준 속도 v_ref를 적용하여 보정할 가능성이 낮다. 기준 속도 v_ref가 낮기 때문에 0에 도달하기 전에는 크게 감소할 수 없다.

도 7에서, 기준 속도 v_ref는 시간 t4에서 0이 된다. 시간 편차 t_x가 발생하기 때문에 시뮬레이션 속도 v_sim은 시간 t3까지 0이 되지 않는다. 따라서 속도 임계 값(0의)은 시뮬레이션 속도 v_sim에 의해 시간 t3에서 도달하며, 속도 임계 값은 더 이상 초과되지 않으며, 이는 검출 유닛(7)에 의해 인식되는 것이 바람직하다. 기준 시간 t_ref로부터 벗어난 시뮬레이션 시간 t_sim은 따라서, 바람직하게는 보정 유닛(8)에 의해, 변경된다. 시간 t5에서, 기준 속도 v_ref 및 따라서 시뮬레이션 속도 v_sim이 다시 증가된다. 이러한 시간이 다시 동기화되도록, 시뮬레이션 속도 v_sim이 0 인 기간이 줄어든다. 기준에 따르면 중지 기간은 t4에서 t5까지 지속되어야 한다. 시뮬레이션에서 정지 시간은 t3 내지 t5로 감소했다. 시뮬레이션 시간 t_sim의 변경은 시뮬레이션 시간 t_sim의 변경된 범위에서 시뮬레이션 시간 t_sim 또는 기준 시간 t_ref의 더 빠르거나 느린 만료로 볼 수도 있다.

Claims (12)

1. 검사 대상(2)을 가진 검사대(1)에서 시운전을 수행하는 방법으로서, 기준 유닛(5)에 의해 다수의 기준 값(ref)이 시뮬레이션 유닛(4)에 지정되며, 다수의 시뮬레이션 값(sim)이 상기 다수의 기준 값(ref)을 사용하여 시뮬레이션 유닛(4)에 의해 시뮬레이션되며, 검사 대상을 제어하기 위한 적어도 하나의 제어 변수(2) 및 적어도 하나의 설정점 변수(T)가 다수의 시뮬레이션 값(sim)으로부터 결정되고,
   상기 다수의 시뮬레이션 값(sim)으로부터의 비교 시뮬레이션 값과 다수의 기준 값(ref)으로부터의 비교 기준 값 사이의 편차(x)가 검출 유닛(7)에 의해 검출되고, 이는 허용공차일 수 있으며,
   다수의 기준 값으로부터 선택된 기준 값(ref)으로부터 시작하여 편차(x)가 검출되고, 보정된 기준 값(ref')이 보정 유닛(8)에 의해 결정되며,
   선택된 기준 값(ref) 대신에, 보정된 기준 값(ref')이 보정된 시뮬레이션 값(sim')의 시뮬레이션을 위해 시뮬레이션 유닛(4)에 지정되어, 편차(x)가 감소하고,
   적어도 하나의 설정점 변수(T)가 보정된 시뮬레이션 값(sim')을 이용하여 결정되는, 시운전 수행 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 보정된 시뮬레이션 값(sim')을 사용하여 검사 대상(2)에 연결된 적어도 하나의 로딩 기계(3)에 대해 적어도 하나의 추가 설정점 변수(n)가 결정되는, 시운전 수행 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 보정된 기준 값(ref')이 지속적으로 증가 또는 감소되는, 시운전 수행 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 보정된 기준 값(ref')은 더 이상 편차(x)가 발생하지 않을 때까지 증가 또는 감소되는, 시운전 수행 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 시운전 시작 때 개시되는, 시운전 수행 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 방법은 전체 시운전 동안 수행되는, 시운전 수행 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 기준값(ref)은 기준 시간(t_ref)에서의 기준 위치(s_ref) 및 기준 시간(t_ref)에서의 기준 속도(v_ref)를 포함하고,
   시뮬레이션 유닛(4)에 의해 시뮬레이션된 다수의 시뮬레이션 값(sim)은 특정 시뮬레이션 시간(t_sim)에서의 시뮬레이션 속도(v_sim)와 특정 시뮬레이션 시간(t_ref)에서의 시뮬레이션 위치(s_sim)를 포함하는, 시운전 수행 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 시뮬레이션 위치(s_sim)는 비교 시뮬레이션 값으로 작용하고, 상기 기준 위치(s_ref)는 비교 기준 값으로 작용하며, 상기 기준 속도(v_ref)는 선택된 기준 값(ref)으로 작용하는, 시운전 수행 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 시뮬레이션 위치(s_sim)가 상기 기준 위치(s_ref)보다 크고 상기 시뮬레이션 속도(v_sim)가 속도 임계치를 넘으면, 상기 기준 속도(v_ref)보다 낮은 보정 기준 속도(v_ref')가 상기 시뮬레이션 유닛(4)에 지정되고, 상기 속도 임계치는 0일 수 있는, 시운전 수행 방법.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 시뮬레이션 위치(s_sim)가 상기 기준 위치(s_ref)보다 크고 상기 시뮬레이션 속도(v_sim)가 속도 임계치를 넘으면, 상기 기준 속도(v_ref)보다 큰 보정 기준 속도(v_ref')가 상기 시뮬레이션 유닛(4)에 지정되고, 상기 속도 임계치는 0일 수 있는, 시운전 수행 방법.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 시뮬레이션 시간(t_sim)이 기준 시간(t_ref)에서 벗어나고 시뮬레이션 속도(v_sim)가 속도 임계치를 넘지 못하면, 시뮬레이션 시간(t_sim)이 보정된 시뮬레이션 시간(t_sim')으로 변경되고, 속도 임계치는 0일 수 있는, 시운전 수행 방법.
12. 시운전을 수행하기 위한 검사 대상(2)을 갖춘 검사대(1)에 있어서, 시뮬레이션 유닛(4)에 대한 다수의 기준 값(ref)을 지정하는 기준 유닛(5)이 제공되고, 시뮬레이션 유닛(4)은 다수의 기준 값(ref)을 사용하여 다수의 시뮬레이션 값(sim)을 시뮬레이션하도록, 그리고 다수의 시뮬레이션 값(sim)으로부터 적어도 하나의 설정점 변수(T)를 결정하도록, 그리고 이를 제어 유닛(ECU)에 전송하도록 설계되며, 상기 제어 유닛(ECU)은 적어도 하나의 설정점 변수(T)에 기초하여 검사 대상(2)을 제어하기 위한 적어도 하나의 제어 변수를 지정하도록 설계되며,
    다수의 시뮬레이션 값(sim)로부터의 비교 시뮬레이션 값(sim)과 다수의 기준 값(ref)으로부터의 비교 기준 값 사이의 편차(x)를 검출하도록 설계된 검출 유닛(7)이 제공되며, 상기 편차(x)가 허용 오차일 수 있으며,
    편차(x)가 검출될 때, 다수의 기준 값으로부터 선택된 기준 값(ref)으로부터 시작되는 보정된 기준 값(ref')을 결정하도록, 그리고, 보정된 시뮬레이션 값(sim')을 시뮬레이션하기 위해 시뮬레이션 유닛(4)에 선택된 기준 값(ref) 대신에 보정된 기준 값을 지정하도록 설계되는 보정 유닛(8)이 제공되어, 편차(x)가 감소하고 상기 보정된 시뮬레이션 값(sim')을 이용하여 적어도 하나의 설정점 변수(T)가 결정되는, 검사대.

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