KR20220089651A - 자동차를 위한 풍동 및 풍동 작동 방법 - Google Patents

자동차를 위한 풍동 및 풍동 작동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 팬(12), 팬(12)에 의해 발생되는 기류가 흐를 수 있는 테스트 구역(14), 테스트 구역(14) 내의 상이한 자동차(2)를 기록하기 위한 기록 장치(16), 및 자동차(2)의 공기역학적 특성을 판단하기 위한 테스트 장치(18)를 갖는, 자동차(2)를 위한 풍동에 관한 것이며, 기록 장치(16)에 의해 기록되는 자동차(2)의 외형을 감지하기 위한 광학 감지 장치(20), 평가부(22), 및 링크부(24)가 제공되고, 평가부(22)는, 평가부(22)가 광학 감지 장치(20)에 의해 감지되는 자동차(2)의 외형으로부터 차량 구성을 판단하도록 형성되고, 링크부(24)는, 링크부(24)가 평가부(22)에 의해 판단되는 자동차(2)의 차량 구성을 테스트 장치(18)에 의해 판단되는 테스트 결과에 링크하도록 형성된다.

Description

자동차를 위한 풍동 및 풍동 작동 방법{WIND TUNNEL FOR A MOTOR VEHICLE AND METHOD FOR OPERATING A WIND TUNNEL}
본 발명은, 팬, 팬에 의해 발생되는 기류가 흐를 수 있는 테스트 구역, 테스트 구역 내의 상이한 자동차를 기록하기 위한 기록 장치, 및 자동차의 공기역학적 특성을 판단하기 위한 테스트 장치를 갖는, 자동차를 위한 풍동에 관한 것이다. 본 발명은 또한 풍동 작동 방법에 관한 것이다.
이와 같은 풍동은 특히 자동차 개발에 사용된다. 이는 풍동의 테스트 구역에 자동차를 배치하는 것과, 팬을 사용하여 자동차 주위에서 흐르는, 난류에 의해 영향을 받지 않고 가능한 한 균일한 기류를 테스트 구역에 도입하는 것을 수반한다. 풍동에서의 테스트 중에, 기류는 자동차 주위에서 흐르고, 이의 효과 중에서, 자동차 상에 수직력을 발생시키는데, 이는 테스트 장치에 의해 감지된다. 이 경우, 자동차는 예를 들어 힘 측정부를 갖는 기록 장치 상에 배치되고, 힘 측정부는 수직력을 감지한다. 판단되는 수직력은 예를 들어 자동차의 음의 양력을 판단하는 데에 사용될 수 있고, 자동차의 구동 차축 상의 음의 양력은 자동차의 코너링 및 가속에 결정적이다. 또한, 테스트 구역 내의 풍속이 테스트 중에 판단된다. 수집되는 결과는 이른바 항력 계수(cw 값으로도 알려져 있음)를 판단하는 데에 사용된다. cw 값이 작을수록, 자동차의 공기 저항이 낮고, 주행 중 자동차의 연료 소비가 낮다. 이와 같은 풍동은 예를 들어 DE 10 2011 054 434 A1호에 개시되어 있다.
실제 풍동 테스트를 수행하기 전에, 조사될 자동차가 측정되어야 하고 자동차의 정확한 외형이 판단되어야 한다. 이는 또한 풍동에서의 테스트의 일부를 형성한다. 외형의 측정 및 판단은 일반적으로 테스트 수행자에 의해 수동으로 수행되고, 수행자는 수동으로 정확한 외형을 판단한다. 게다가, 다양한 차량 구성이 수행자에 의해 판단되어 수동으로 테스트 보고서에 입력되어야 한다. 차량 구성은 자동차의 다양한 형상들을 포함하는 것으로 이해되고, 자동차는 예를 들어 상이한 공기 편향 요소, 존재하는 공기 편향 요소의 상이한 위치, 또는 상이한 승차 높이를 가질 수 있다.
이와 같은 과정의 단점은, 자동차의 외형의 수동 판단, 자동차 구성의 수동 판단, 및 판단되는 데이터의 수동 입력이 매우 시간 소모적이며, 그 결과 풍동에서의 테스트가 상당히 오래 걸린다는 데에 있다.
본 발명의 과제는 단축된 시간 내에 외형의 측정 및 감지를 또한 포함하는 테스트를 수행할 수 있는 테스트 장치를 갖는 풍동을 형성하는 데에 있다.
기록 장치에 의해 기록되는 자동차의 외형을 감지하기 위한 광학 감지 장치, 평가부, 및 링크부가 제공되고, 평가부는, 평가부가 광학 감지 장치에 의해 감지되는 자동차의 외형으로부터 차량 구성을 판단하도록 형성되고, 링크부는, 링크부가 평가부에 의해 판단되는 자동차의 차량 구성을 테스트 장치에 의해 판단되는 테스트 결과에 링크하도록 형성됨으로써, 풍동에서의 테스트를 위해 요구되는 시간은 상당히 단축될 수 있다. 이 경우, 자동차의 외형은 광학 감지 장치에 의해 정확하게 높은 수준의 디테일로 감지되며 평가부에 전송된다. 평가부는 자동차의 외형을 판단하며, 이를 사용하여 자동차 구성을 판단한다. 자동차 구성은 자동차 주위의 공기 유동 및 결과적으로 이의 공기역학에 영향을 미치는 모든 구성요소 및 설정을 포함한다. 이는 예를 들어 다양한 공기 편향 요소, 조절식 공기 편향 요소의 경우에는 공기 편향 요소의 현재 위치 또는 자동차의 바닥과 도로 사이의 거리를 포함한다. 자동차 구성은 또한 예를 들어 자동차의 차량 휠들, 특히 휠 림들을 포함하는데, 이는 차량 휠들도 차량 휠들에 일어나는 난류로 인해 자동차 주위의 공기 유동에 영향을 미치기 때문이다. 평가부에 의해 판단되는 자동차 구성은 링크부에 의해 관련 테스트의 테스트 결과에 링크되고, 그에 따라 자동차 구성 및 관련 테스트 결과를 갖는 테스트 기록이 자동화된 방식으로 생성된다.
테스트를 위해 요구되는 시간은 자동차 구성의 자동화된 감지 및 자동차 구성과 관련 테스트 결과의 자동화된 링크에 의해 단축될 수 있다. 게다가, 테스트 수행자에 의해 부정확하게 입력되는 차량 데이터로 인한 오류가 방지될 수 있다. 아울러, 차량 데이터와 테스트 결과 사이의 부정확한 할당의 오류가 신뢰할 만하게 방지된다.
바람직하게는, 광학 감지 장치는 신뢰할 만하게 고해상도로 외형을 감지할 수 있는 적어도 1개의 카메라를 구비하고, 그에 따라 자동차의 외형의 모든 미세한 디테일이 감지될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 광학 감지 장치는 자동차 주위에 균일하게 분포되어 배치되는 6개의 카메라를 구비한다. 이로써, 전체 외형이 신뢰할 만하게 감지될 수 있다. 이 경우, 개별 카메라들에 의한 다수의 기록이 다양한 정도의 디테일로 수행되고, 카메라 기록은 이어서 자동차의 외형을 획득하기 위해 자동화된 방식으로 처리된다.
바람직하게는, 다양한 미리 정의된 차량 구성을 가지며 평가부와 상호작용하는 데이터 메모리가 제공되고, 평가부는 자동차의 감지된 외형에 기반하여, 데이터 메모리에 저장되는 미리 정의된 차량 구성을 판단한다. 데이터 메모리는 예를 들어 차량 모델, 특정 차량 특징, 또는 특정 주행 조건에 의해 정의되는 다양한 저장된 차량 구성을 포함한다. 평가부는 감지된 외형을, 데이터 메모리에 저장되는 차량 구성과 비교하며, 비교로부터 자동차의 차량 모델, 차량 특징, 예를 들어 특정 스포일러 요소, 및 주행 조건을 추정한다. 이로써, 예를 들어, 자동차 구성 및 테스트 결과에 기반하여 획득되는 단일 차량 모델에 대한 다양한 테스트 기록들이 쉽게 결합되어 이러한 차량 모델을 위한 테스트 시리즈를 형성할 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 데이터 메모리는 클라우드-기반 데이터 메모리이다. 클라우드-기반 데이터 메모리는 평가부와 데이터 메모리 사이의 무선 통신을 용이하게 한다. 클라우드-기반 데이터 메모리는 데이터 메모리와 평가부 사이의 양방향 통신을 용이하게 한다. 자동차의 감지된 외형을, 데이터 메모리에 저장되는 차량 구성과 비교하기 위해, 평가부는 데이터 메모리로부터 이를 위해 요구되는 데이터를 호출할 수 있다. 게다가, 평가부는 데이터 메모리에 판단된 차량 구성을 전송할 수 있고, 이는 데이터 메모리에 저장된다. 테스트 장치의 테스트 결과가 또한 데이터 메모리에 저장된다는 것은, 링크부가 데이터 메모리로부터 테스트 결과 및 차량 구성을 호출하여 이들을 서로 링크할 수 있다는 것을 의미한다.
상기 과제는 또한 청구항 제1항 내지 제5항에 따른 풍동의 부분 자동화된 작동 방법에 의해 해결된다. 먼저, 광학 감지 장치에 의해 자동차의 외형을 감지하고, 평가부에 의해 자동차의 감지된 외형을 처리하며 평가하고 자동차 구성을 판단한다. 이어서, 테스트 장치에 의해 테스트를 수행하며 테스트 결과를 감지한다.
마지막으로, 판단된 차량 구성을 판단된 테스트 결과에 링크한다. 방법의 이점에 대해서는 이전 문단들을 참조한다.
이와 같은 풍동 및 이와 같은 부분 자동화된 풍동 작동 방법은 풍동에서의 테스트를 위해 요구되는 시간을 단축시키며, 테스트 수행자에 의해 부정확하게 입력되는 차량 데이터로 인한 오류를 방지할 수 있다.
본 발명의 예시적인 구현예가 도면에 기반하여 보다 상세히 설명된다.
도 1은 풍동을 개략적으로 도시한다.
도 2는 도 1의 풍동에서 테스트될 자동차를 도시한다.
도 1은 도 2에 도시된 자동차(2) 또는 소정 모델의 자동차(2)의 공기역학적 조사를 위한 풍동(10)을 도시한다. 풍동(10)은 예를 들어 이른바 폐쇄 회귀-유동 풍동이다. 기류가 팬 장치(12)에 의해 발생되며 공기 공급 장치(13)에 의해 풍동(10)의 풍동 수축부(15)에 공급된다. 풍동 수축부(15)는 기류를 가속시키고, 이를 자동차(2)가 배치되는 테스트 구역(14)으로 안내한다. 자동차(2)를 기록하기 위해, 도 1에 도시되지 않은 4개의 휠 수용부들을 구비한 기록 장치(16)가 테스트 구역(14)에 제공된다. 컬렉터(17)가 테스트 구역(14)의 하류에 배치된다. 컬렉터(17)는 풍동 수축부(15)에서 흘러나오는 기류를 공기 배출 장치(19)에 의해 다시 팬 장치(12)에 공급한다.
게다가, 풍동(10)은 제어부(26), 유속을 감지하기 위한 센서(27), 및 자동차(2)에 작용하는 힘, 특히 음의 양력을 판단하기 위한 테스트부(28)를 구비한 테스트 장치(18)를 포함한다.
자동차(2)의 공기역학적 특성을 평가하기 위해, 실제 테스트 전에, 자동차(2)의 외형이 판단되어야 한다. 이는 공기역학을 변화시키는 자동차(2)의 구성요소와 테스트 장치(18)의 테스트 값 사이의 관계를 구축할 수 있도록 요구된다. 일반적으로, 자동차(2)의 외형의 감지, 및 자동차(2)의 감지된 외형의 테스트 장치(18)의 테스트 값으로의 할당은 테스트 수행자에 의해 수동으로 수행된다. 이러한 과정은 시간 소모적이며 오류가 발생하기 쉽다.
본 발명에 따르면, 풍동(10)은 광학 감지 장치(20), 평가부(22), 및 링크부(24)를 포함한다.
광학 감지 장치(20)는 테스트 구역(14)의 영역에 배치되는 6개의 카메라(30, 32, 34, 36, 38, 40)를 구비한다. 카메라들(30, 32, 34, 36, 38, 40)은 자동차(2)의 외형이 완전히 감지되도록 자동차(2) 주위에 분포되어 배치된다. 카메라들(30, 32, 34, 36, 38, 40)은 시그널링 측면에서 평가부(22)에 연결되고, 카메라들(30, 32, 34, 36, 38, 40)에 의해 감지되는 이미지는 평가부(22)에 전달되어 평가부(22)에서 평가된다.
평가부(22)는 카메라들(30, 32, 34, 36, 38, 40)의 이미지로부터 자동차(2)의 외형을 생성한다. 이어서, 평가부(22)는 자동차 구성을 판단한다. 이는 자동차(2)의 판단된 외형을 클라우드-기반 데이터베이스(42)에 저장되는 다수의 자동차 구성과 비교하는 것과, 자동차(2)의 외형에 부합하는 자동차 구성을 판단하는 것을 수반한다. 자동차 구성은 자동차 주위의 공기 유동 및 결과적으로 이의 공기역학에 영향을 미치는 모든 구성요소 및 설정을 포함한다. 이는 예를 들어 현재 위치로 도 2에 도시된 조절식 후방 스포일러(54), 사이드 실(56), 자동차(2)의 승차 높이(H), 및/또는 차량 휠들(58)의 형상을 포함한다. 차량 구성은 또한 외형에 존재하는 다양한 공기 유입구 및 공기 전환 구성요소를 포함한다.
풍동(10)은 또한, 한편으로 테스트 장치(18)에 연결되며 다른 한편으로 평가부(22)에 연결되는 링크부(24)를 포함한다. 링크부(24)는 평가부(22)로부터 풍동(10) 내에 배치되며 조사될 자동차(2)의 판단된 자동차 구성을 수신한다. 게다가, 링크부(24)는 테스트 장치(18)의 테스트 결과를 수신한다. 자동화된 방식으로, 링크부(24)는 판단된 자동차 구성을 테스트 장치(18)의 관련 테스트 결과에 링크하며, 모든 해당 특성, 즉 테스트 값 및 자동차 구성을 갖는 풍동 테스트의 테스트 기록을 생성한다.
링크부(24) 및 테스트 장치(18)는 마찬가지로 데이터베이스(42)에 연결되고, 평가부(22)와 테스트 장치(18)와 링크부(24) 사이의 연결은 데이터베이스(42)를 통해 이루어진다. 여기서, 데이터베이스(42)는 평가부(22)에 양방향으로 연결되고, 그에 따라 평가부(22)는 한편으로 자동차(2)의 판단된 외형에 기반하여 차량 구성을 판단하기 위해 데이터를 호출할 수 있고, 다른 한편으로 데이터베이스(42)에 데이터, 특히 판단된 자동차 구성을 전송할 수 있다. 테스트 장치(18)는 데이터베이스(42)에 테스트 결과를 전송하고, 테스트 결과는 이에 저장된다. 링크부(24)는 데이터베이스(42)로부터 풍동(10) 내에 배치되는 자동차(2)의 관련 자동차 구성 및 테스트 장치의 저장된 테스트 결과를 호출하고, 이들을 서로 링크하며, 테스트 기록을 생성한다.
풍동(10)의 이와 같은 형성에 의해, 풍동에서의 테스트를 위해 요구되는 시간이 단축될 수 있고, 외형의 부정확한 감지에 의해 야기되는 오류가 방지될 수 있고, 광학 감지 장치(20), 평가부(22), 테스트 장치(18), 및 링크부(24)는, 자동화된 방식으로 자동차의 특성, 즉 자동차 구성 및 관련 테스트 결과를 서로 결합하는 폐쇄 시스템을 형성한다.
전술한 구현예 외의 다른 구조적 구현예들도 가능하며 독립항의 보호 범주에 속한다. 예를 들어, 광학 감지 장치(20) 또는 기록 장치(16)가 상이하게 형성될 수 있다.

Claims (6)

  1. 팬(12), 상기 팬(12)에 의해 발생되는 기류가 흐를 수 있는 테스트 구역(14), 상기 테스트 구역(14) 내의 상이한 자동차(2)를 기록하기 위한 기록 장치(16), 및 상기 자동차(2)의 공기역학적 특성을 판단하기 위한 테스트 장치(18)를 갖는, 상기 자동차(2)를 위한 풍동으로서,
    상기 기록 장치(16)에 의해 기록되는 상기 자동차(2)의 외형을 감지하기 위한 광학 감지 장치(20), 평가부(22), 및 링크부(24)가 제공되고, 평가부(22)는, 평가부(22)가 상기 광학 감지 장치(20)에 의해 감지되는 상기 자동차(2)의 외형으로부터 차량 구성을 판단하도록 형성되고, 링크부(24)는, 링크부(24)가 상기 평가부(22)에 의해 판단되는 상기 자동차(2)의 차량 구성을 상기 테스트 장치(18)에 의해 판단되는 테스트 결과에 링크하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 풍동.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광학 감지 장치(20)는 적어도 1개의 카메라(30)를 구비하는 것을 특징으로 하는 풍동.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광학 감지 장치(20)는 상기 자동차(2) 주위에 균일하게 분포되어 배치되는 6개의 카메라(30, 32, 34, 36, 38, 40)를 구비하는 것을 특징으로 하는 풍동.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 다양한 미리 정의된 차량 구성을 가지며 상기 평가부(22)와 상호작용하는 데이터 메모리(42)가 제공되고, 상기 평가부(22)는 상기 자동차(2)의 감지된 외형에 기반하여, 상기 데이터 메모리(42)에 저장되는 미리 정의된 차량 구성을 판단하는 것을 특징으로 하는 풍동.
  5. 제4항에 있어서, 상기 데이터 메모리(42)는 클라우드-기반 데이터 메모리인 것을 특징으로 하는 풍동.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 풍동의 부분 자동화된 작동 방법으로서,
    - 광학 감지 장치(20)에 의해 자동차(2)의 외형을 감지하는 단계,
    - 평가부(22)에 의해 상기 자동차(2)의 감지된 외형을 처리하며 평가하는 단계,
    - 상기 평가부(22)에 의해 자동차 구성을 판단하는 단계,
    - 테스트 장치(18)에 의해 테스트를 수행하며 테스트 결과를 감지하는 단계,
    - 링크부(24)에 의해, 판단된 차량 구성을 판단된 테스트 결과에 링크하는 단계를 포함하는, 방법.
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