KR20240096755A - 차량의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 방법 - Google Patents

차량의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240096755A
KR20240096755A KR1020247018874A KR20247018874A KR20240096755A KR 20240096755 A KR20240096755 A KR 20240096755A KR 1020247018874 A KR1020247018874 A KR 1020247018874A KR 20247018874 A KR20247018874 A KR 20247018874A KR 20240096755 A KR20240096755 A KR 20240096755A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vehicle
parameter
value
values
vehicle model
Prior art date
Application number
KR1020247018874A
Other languages
English (en)
Inventor
안드레아스 플렉
마리오 오스왈드
외르크 슐라거
Original Assignee
아베엘 리스트 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아베엘 리스트 게엠베하 filed Critical 아베엘 리스트 게엠베하
Publication of KR20240096755A publication Critical patent/KR20240096755A/ko

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20Design optimisation, verification or simulation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/11Pitch movement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/112Roll movement
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/007Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/04Suspension or damping
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10Geometric CAD
    • G06F30/15Vehicle, aircraft or watercraft design
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/22Suspension systems
    • B60W2510/222Stiffness
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/22Suspension systems
    • B60W2510/225Damping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10Longitudinal speed
    • B60W2520/105Longitudinal acceleration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/12Lateral speed
    • B60W2520/125Lateral acceleration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/16Pitch
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/18Roll
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/26Wheel slip
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/22Suspension systems
    • B60W2710/223Stiffness
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/22Suspension systems
    • B60W2710/226Damping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/02Control of vehicle driving stability
    • B60Y2300/045Improving turning performance, e.g. agility of a vehicle in a curve
    • B60Y2300/0453Improving turning performance, e.g. agility of a vehicle in a curve about the pitch axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/02Control of vehicle driving stability
    • B60Y2300/045Improving turning performance, e.g. agility of a vehicle in a curve
    • B60Y2300/0457Improving turning performance, e.g. agility of a vehicle in a curve about the roll axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2304/00Optimising design; Manufacturing; Testing
    • B60Y2304/09Testing or calibrating during manufacturing
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/10Numerical modelling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

본 발명은 도로 측정 데이터를 기반으로 차량(1)의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 방법(S0)으로서: · 측정 주행의 측정 변수의 값을 획득하는 단계(S1); · 상기 측정 변수의 기록된 값을 기반으로 가속 중 피치 구배 파라미터에 대한 적어도 하나의 값을 계산하는 단계(S2); · 상기 차량을 차량 모델을 사용하여 시뮬레이션하되, 상기 차량 모델에 적어도 차량 서스펜션의 안티 특징, 특히 "안티 리프트 프론트" 및 "안티 스쿼트 리어", 차량의 차량 형태 및 차량의 물리적 특성인 ·。 스프링 강성, ·。 댐퍼 강성, ·。 휠베이스, ·。 무게 중심 위치, 무게 중심 부위 및 차량 질량을 포함시키고, 상기 가속 중 피치 구배 파라미터의 적어도 하나의 값을 목표 변수로서 출력하는 단계(S3); · 상기 도로 측정을 기반으로 계산된 가속 중 피치 구배 파라미터의 적어도 하나의 값을 차량 모델을 사용하여 시뮬레이션된 가속 중 피치 구배 파라미터의 값과 비교하는 단계(S4); · 상기 안티 특징, 특히 "안티 리프트 프론트" 및 "안티 스쿼트 리어"의 값에 따라 변화시킴으로써 상기 시뮬레이션된 가속 중 피치 구배 파라미터를 도로 측정을 기반으로 계산된 가속 중 피치 구배 파라미터에 맞추도록 차량 모델을 조정하는 단계(S5); 및 · 상기 차량 모델의 안티 특징에 대한 값을 출력하는 단계(S6)를 포함하고, 상기 시뮬레이션, 비교 및 조정의 단계는 종료 조건이 충족될 때까지 반복되는 방법에 관한 것이다.

Description

차량의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 방법
본 발명은 도로 측정 데이터를 기반으로 차량의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 방법에 관한 것이다.
물리적 데이터를 기반으로 차량의 주행 역학적 주행 거동을 분석하는 것은 종래 기술에 공지되어 있다.
예를 들어 문헌 EP 0 846 945 A1은 다음 단계를 통해 자동차의 주행 거동에 대한 프로세스 분석을 개시하고 있다:
· 주행 거동에 대한 측정 변수를 얻기 위해 실제 차량에서 측정을 수행하는 단계;
· 소정의 트리거 조건, 즉 자동차의 소정의 주행 상태에 해당하는 일련의 측정 변수가 충족되는지 지속적으로 검사하는 단계;
· 상기 트리거 조건 중 하나가 충족되는 경우에만 트리거 조건에 따른 소정의 기능을 기반으로 하나 이상의 측정 변수로부터 차량의 주행성을 표시하는 적어도 하나의 평가 변수를 계산하는 단계; 및
· 상기 평가 변수를 출력하는 단계.
차량의 주행 역학적 주행 거동을 분석하기 위해서 모든 주행 조작과 도로 및 환경 조건에서 이동한 시험 주행 거리를 가급적 많이 다루어야 한다.
또한 이러한 시험 주행은 차량 개발의 마지막 단계에서만 실시될 수 있다.
본 발명의 과제는 차량의 가상 프로토타입을 제공하는 것이다. 특히 차량의 가상 프로토타입 생성을 최대한 자동화하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.
상기 과제는 독립항의 내용에 의해 해결된다. 종속항에는 유리한 실시형태들이 청구되어 있다.
본 발명의 제1 측면은 도로 측정 데이터를 기반으로 차량의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 방법으로서:
· 측정 주행의 측정 변수의 값을 획득하는 공정 단계;
· 상기 측정 변수의 기록된 값을 기반으로 가속 중 피치 구배 파라미터에 대한 적어도 하나의 값을 계산하는 공정 단계;
· 상기 차량을 차량 모델을 사용하여 시뮬레이션하되, 상기 차량 모델에 적어도 차량 서스펜션의 안티 특징(anti-feature), 특히 "안티 리프트 프론트(anti-lift front)" 및 "안티 스쿼트 리어(anti-squat rear)", 차량의 차량 형태 및 차량의 물리적 특성:
。 스프링 강성, 특히 전방 스프링 강성 및 후방 스프링 강성;
。 댐퍼 강성, 특히 전방 댐퍼 강성 및 후방 댐퍼 강성;
。 휠베이스;
。 무게 중심 위치, 특히 무게 중심 높이, 바람직하게는 휠 반경 제외, 및 무게 중심 부위, 차량 질량을 포함시키고,
상기 가속 중 피치 구배 파라미터의 적어도 하나의 값을 목표 변수로서 출력하는 공정 단계;
· 상기 도로 측정을 기반으로 계산된 가속 중 피치 구배 파라미터의 적어도 하나의 값을 차량 모델을 사용하여 시뮬레이션된 가속 중 피치 구배 파라미터의 값과 비교하는 공정 단계;
· 상기 안티 특징, 특히 "안티 리프트 프론트" 및 "안티 스쿼트 리어"의 값에 따라 변화시킴으로써 상기 시뮬레이션된 가속 중 피치 구배 파라미터를 도로 측정을 기반으로 계산된 가속 중 피치 구배 파라미터에 맞추도록 차량 모델을 조정하는 공정 단계; 및
· 상기 차량 모델의 안티 특징에 대한 값을 출력하는 공정 단계를 포함하고,
상기 시뮬레이션, 비교 및 조정의 공정 단계는 종료 조건이 충족될 때까지 반복되는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제2 측면은 도로 측정 데이터를 기반으로 차량의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 컴퓨터 구현 방법으로서, 안티 특징을 가진 가상 프로토타입의 차량 모델은 특히 도로 측정의 측정 값을 기반으로 캐스케이드식 소프트웨어-인-더-루프-시뮬레이션(cascaded Software-in-the-Loop-Simulation)에 의해 파라미터화하고, 상기 차량 모델의 주행 역학 파라미터가 최적화되는 시뮬레이션 루프에서 차량 모델의 안티 특징의 값은 시뮬레이션된 파라미터 값과 도로 측정을 참고로 계산된 파라미터 값을 비교함으로써 반복적으로 순차 결정하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제3 측면은 도로 측정 데이터를 기반으로 차량의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 시스템으로서, 안티 특징을 가진 가상 프로토타입의 차량 모델을 파라미터화하기 위한 수단을 포함하고, 상기 파라미터화하기 위한 수단은 특히 도로 측정의 측정 값을 기반으로 캐스케이드식 소프트웨어-인-더-루프-시뮬레이션에 의해 상기 차량 모델의 주행 역학 파라미터가 최적화되는 시뮬레이션 루프에서 차량 모델의 안티 특징의 값을 시뮬레이션된 파라미터 값과 도로 측정을 참고로 계산된 파라미터 값을 비교함으로써 반복적으로 순차 결정하도록 구성된 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 제4 측면은 도로 측정 데이터를 기반으로 차량의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 시스템으로서, 파라미터화하기 위한 수단을 포함하되 상기 파라미터화 수단은:
· 측정 주행 중에 기록한 측정 변수의 값을 기반으로 가속 중 피치 구배 파라미터에 대한 적어도 하나의 값을 계산하기 위한 수단;
· 상기 차량을 차량 모델을 사용하여 시뮬레이션하되, 상기 차량 모델에 적어도 차량 서스펜션의 안티 특징, 특히 "안티 리프트 프론트" 및 "안티 스쿼트 리어", 차량의 차량 형태 및 차량의 물리적 특성:
。 스프링 강성, 특히 전방 스프링 강성 및 후방 스프링 강성;
。 댐퍼 강성, 특히 전방 댐퍼 강성 및 후방 댐퍼 강성;
。 휠베이스;
。 무게 중심 위치, 특히 무게 중심 높이 및 무게 중심 부위;
。 차량 질량을 포함시키고,
적어도 상기 가속 중 피치 구배 파라미터의 값을 목표 변수로서 출력하는 수단;
· 상기 도로 측정을 기반으로 계산된 가속 중 피치 구배 파라미터의 적어도 하나의 값을 시뮬레이션된 가속 중 피치 구배 파라미터의 값과 비교하기 위한 수단;
· 상기 안티 특징, 특히 "안티 리프트 프론트" 및 "안티 스쿼트 리어"의 값을 변화시킴으로써 상기 시뮬레이션된 가속 중 피치 구배 파라미터를 도로 측정을 기반으로 계산된 가속 중 피치 구배 파라미터에 맞추도록 차량 모델을 조정하기 위한 수단; 및
· 상기 차량 모델의 안티 특징에 대한 값을 출력하기 위한 인터페이스를 포함하고,
상기 파라미터화하기 위한 수단은 종료 조건이 충족될 때까지 차량 모델을 조정하도록 구성되어 있는 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 제5 측면은 차량을 분석하기 위한 방법으로서, 상기 차량은 도로 측정을 기반으로 가상 프로토타입을 생성하기 위한 본 발명에 따른 방법 중 하나를 이용하여 생성된 차량의 가상 프로토타입을 사용하여 시뮬레이션하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 측면은 컴퓨터에 의해 실행할 때 컴퓨터가 본 발명에 따른 방법을 수행하게 하는 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 및 저장 매체에 관한 것이다.
본 발명에서 도로 측정은 바람직하게는 현장 측정, 즉 차량의 실제 차량 운행시 이루어지는 측정을 의미한다.
본 발명에서 소프트웨어-인-더-루프-시뮬레이션은 바람직하게는 소프트웨어에 의해 기술된 구성요소를 가상 모델 세계에서 테스트하는 시뮬레이션을 의미한다.
본 발명에서 안티 특징은 바람직하게는 차량의 특성을 의미한다. 특히 서스펜션 시스템에서 안티 특징은 견인력 하에서(제동 또는 가속시) 전륜 또는 후륜 서스펜션의 거동을 설명하는 특성이다. 안티 특징은 보다 바람직하게는 차량 서스펜션의 기하학적 구조로 인해 나타난다. 이는 바람직하게는 차량의 원치 않는 이동을 저지 또는 심지어 방지하는 안티 구조(예를 들어 안티 다이브(anti-dive), 안티 롤(anti-roll))의 효과를 특징으로 한다. 바람직하게는 안티 특징의 값은 침적 깊이(immersion depth)에 의존한다. 더욱 바람직하게는 이러한 의존성은 기능 또는 특성 맵으로 저장될 수 있다.
본 발명에서 피치는 바람직하게는 차량의 피칭(pitching) 또는 스탬핑(stamping)을 의미하기도 한다.
본 발명에서 가속 중 피치 구배 파라미터는 바람직하게는 종방향 가속도와 피치각 사이의 특히 평균화 또는 필터링된 비율을 의미한다.
본 발명에서 제동 중 피치 구배 파라미터는 바람직하게는 종방향 감속도와 피치각 사이의 특히 평균화 또는 필터링된 비율을 의미한다.
본 발명의 롤 구배 파라미터는 바람직하게는 측방향 가속도와 롤각 사이의 특히 평균화 또는 필터링된 비율, 차량의 롤링의 구배를 의미한다.
본 발명에서 슬립각 구배 파라미터는 바람직하게는 차량의 횡방향 가속도에 대한 슬립각의 특히 평균화 또는 필터링된 구배를 의미한다.
본 발명에서 조향각 구배 파라미터는 바람직하게는 차량의 횡방향 가속도에 대한 조향각의 특히 평균화 또는 필터링된 구배를 의미한다.
본 발명에서 차량 형태는 바람직하게는 차량 등급 및/또는 차량 유형을 의미한다. 이때 차량 등급은 특히 차량의 상대적인 크기, 예를 들어 소형차, 대형차, 경차, 소형 승용차, 중형 승용차, 특수 승용차, 고급 승용차를 특징으로 하고, 차량 유형은 특히 차량의 구조, 예를 들어 스포츠카, 세단형 자동차, 대형 리무진, 오프로드 차량, SUV를 특징으로 한다.
본 발명은 서스펜션 시스템의 안티 특징 및 가상 프로토타입에 대한 반복적인 시뮬레이션 방법에 의해 3개의 축을 중심으로 차량 이동, 특히 종축과 횡축을 중심으로 회전의 주요 파라미터를 결정할 수 있다는 접근 방식을 기반으로 한다. 이러한 방식으로 테스트 차량을 사용한 추가 테스트 주행을 반드시 거칠 필요 없이 차량의 주행 역학적 주행 거동을 시뮬레이션할 수 있다. 이러한 방식으로, 적은 비용으로 짧은 시간 안에 검증 가능한 고품질의 차량 모델을 제공할 수 있다. 이때, 이동, 특히 종축과 횡축을 중심으로 한 회전 및 차체의 진동을 적절하게 시뮬레이션할 수 있다. 또한 한계 범위까지, 즉 최대 측방향 가속도에서 차량의 조종 거동을 시뮬레이션 모델에서 올바르게 표현할 수 있다. 본 발명에 따른 방법을 이용하면 도로 측정 데이터를 기반으로 차량 모델을 자동으로 제공할 수 있다.
유리한 일 실시형태에서, 상기 차량 모델은 안티 특징인 "안티 리프트 프론트", "안티 스쿼트 리어", "안티 다이브 프론트", "안티 리프트 리어", "안티 롤 바 강성 프론트(anti-roll-bar-stiffness front)" 및 "안티 롤 바 강성 리어(anti-roll-bar-stiffness rear)"를 갖고, 제1 시뮬레이션 루프에서 "안티 리프트 프론트" 및 "안티 스쿼트 리어"가 결정되고, 제2 시뮬레이션 루프에서 "안티 다이브 프론트" 및 "안티 리프트 리어"가 결정되며, 제3 시뮬레이션 루프에서 "안티 롤 바 강성 프론트" 및 "안티 롤 바 강성 리어"가 결정된다.
상기 안티 특징은 실질적으로 차량의 잘못된 이동을 저지하고 이러한 방식으로 차량의 물리적 특성과 함께 차량의 주행 역학적 주행 거동을 특성화하게 한다. 개별 시뮬레이션 루프에서 분리하여 고려함으로써 개별 안티 특징을 각각 순차적으로 결정할 수 있다. 결정시 유리한 실시형태에 명시된 순서는 개별 안티 특징들이 서로에 얼마나 크게 영향을 주는지를 고려하고 있기 때문에 특히 유리하다.
이때 상기 제1 시뮬레이션 루프에서는 가속 중 피치 구배 파라미터의 시뮬레이션된 값을 목표 변수와 동일한 파라미터의 측정값에 맞추고 이와 관련하여 차량을 최적화하는 것이 바람직하다.
제2 시뮬레이션 루프에서는 제동 중 피치 구배 파라미터의 시뮬레이션된 값을 목표 변수와 동일한 파라미터의 측정값에 맞추고 이와 관련하여 차량 모델을 최적화하는 것이 보다 바람직하다.
제3 시뮬레이션 루프에서는 롤 구배 파라미터, 슬립각 구배 파라미터 및 조향각 구배 파라미터의 시뮬레이션된 값을 목표 변수와 동일한 파라미터의 측정값과 맞추고 이와 관련하여 차량 모델을 최적화하는 것이 보다 바람직하다.
소위 주요 파라미터를 결정하는 이러한 순서는 특히 시간을 절약할 수 있는 것으로 입증되었으며, 상기 주요 파라미터는 이 순서로 특히 현실적으로 결정할 수 있고, 각각 미리 결정된 주요 파라미터의 수정은 우선적으로 수행할 필요가 있다.
또 다른 유리한 실시형태에서, 하나의 시뮬레이션 루프에서 결정된 안티 특징의 값은 다른 시뮬레이션 루프에 포함된다. 이를 통해 개별 시뮬레이션 루프에서 현실성을 더욱 정확도 높게 표현할 수 있다.
상기 방법의 또 다른 유리한 실시형태에서, 상기 종료 조건은 시뮬레이션된 파라미터 및 도로 측정을 기반으로 계산된 파라미터 간 오차를 국소적으로 또는 절대적으로 최소화하고/또는 특히 시뮬레이션된 파라미터가 아주 조금만 변경될 때 시뮬레이션된 파라미터의 한계값을 달성하는 것에 해당된다.
이러한 유형의 종료 조건을 통해 본 발명에 따른 방법에 의한 특히 현실적인 표현이 이루어진다.
또 다른 유리한 실시형태에서, 상기 방법은:
· 차축 중량, 차량 유형, 차량 등급, 앞차축의 진동 패턴, 뒤차축의 진동 패턴, 감쇠 계수로 이루어진 군으로부터 선택된 차량의 물리적 특성을 기반으로 스프링 강성과 댐퍼 강성을 계산하는 공정 단계를 더 포함한다.
상기 방법의 또 다른 유리한 실시형태에서, 상기 기록된 측정 변수는:
· 종방향 가속도, 피치각, 횡방향 가속도, 롤각, 조향각, 타이어 슬립각, 속도, 스로틀 밸브 위치로 이루어진 측정 변수의 군으로부터 선택된다.
상기 기록된 값은 각각의 파라미터를 계산하는데 적어도 부분적으로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 파라미터 종방향 가속도 및 피치각은 특히 가속 중 피치 구배 파라미터 및 제동 중 피치 구배 파라미터를 계산하는데 사용된다. 반면에, 상기 측정 변수 횡방향 가속도, 롤각, 핸들 및 타이어 슬립각은 주로 슬립각 구배 파라미터 및 핸들 구배 파라미터에서 롤 구배 파라미터를 계산하는데 사용된다.
상술한 측정 변수는 차량에서 쉽게 결정될 수 있다.
상기 방법의 또 다른 유리한 실시형태에서, 측정 주행 중에 목표 변수에 따라 적어도 다음과 같은 주행 조작이 수행된다:
· 전부하(full load) 가속, 부분 부하 가속, 완전 제동, 부분 제동, 80km/h에서 핸들각.
추가 조작으로서 일정 반경의 코너링 주행을 수행하는 것이 바람직하다.
상기 방법의 또 다른 유리한 실시형태에서, 상기 측정 변수의 획득된 값을 기반으로 제동 중 피치 구배 파라미터에 대한 적어도 하나의 값은 측정 변수의 기록된 값을 기반으로 추가로 계산되며, 상기 방법은:
· 상기 차량을 차량 모델을 사용하여 재차 시뮬레이션하되, 안티 특징인 "안티 리프트 리어" 및 "안티 다이브 프론트"의 값을 추가로 차량 모델에 포함시키고, 구동 축에 대한 정보를 차량의 추가 물리적 특성으로서 포함시키고, 제동 중 피치 구배 파라미터의 값을 목표 변수로서 출력하는 공정 단계;
· 상기 계산된 제동 중 피치 구배 파라미터의 적어도 하나의 값을 동일한 파라미터의 시뮬레이션된 값과 비교하는 공정 단계;
· 상기 안티 특징인 "안티 리프트 리어" 및 "안티 다이브 프론트"의 값을 변화시킴으로써 상기 시뮬레이션된 제동 중 피치 구배 파라미터를 도로 측정을 기반으로 계산된 제동 중 피치 구배 파라미터에 맞추도록 차량 모델을 조정하는 공정 단계; 및
· 상기 조정된 차량 모델의 안티 특징에 대한 값을 출력하는 공정 단계를 더 포함하고,
상기 공정 단계 중 적어도 일부는 종료 조건이 충족될 때까지 반복된다.
차량을 재차 시뮬레이션할 때 가속 중 피치 구배의 미리 결정된 값을 고려하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 구동 축에 대한 정보를 특히 어느 축이 구동되거나 구동 트레인 구성요소에 의해 제동되는지, 또는 브레이크가 변속기 내측 또는 휠 측에 있는지를 의미하는 것으로 이해된다. 이는 전기 구동 차량의 경우에 특히 중요하다.
상기 방법의 또 다른 유리한 실시형태에서, 롤 구배 파라미터, 슬립각 구배 파라미터 및 조향각 구배 파라미터에 대한 적어도 하나의 값은 기록된 측정 변수를 기반으로 계산하고, 상기 방법은:
· 상기 차량을 차량 모델을 사용하여 재차 시뮬레이션하되, 안티 특징인 "안티 롤 바 강성 프론트" 및 "안티 롤 바 강성 리어"의 값을 추가로 차량 모델에 포함시키고, 롤 구배 파라미터에 대한 트랙 폭(track width), 조향각 및 슬립각 구배 파라미터에 대한 차량 궤적을 차량의 추가 물리적 특성으로서 포함시키고, 롤 구배 파라미터, 슬립각 구배 파라미터 및 조향각 구배 파라미터의 값을 목표 변수로서 출력하는 공정 단계;
· 상기 계산된 롤 구배 파라미터, 슬립각 구배 파라미터 및 조향각 구배 파라미터의 적어도 하나의 값을 각각 동일한 파라미터의 시뮬레이션된 값과 비교하는 공정 단계;
· 상기 안티 특징인 "안티 롤 바 강성 프론트" 및 "안티 롤 바 강성 리어"의 값을 변화시킴으로써 상기 시뮬레이션된 롤 구배 파라미터, 시뮬레이션된 슬립각 구배 파라미터 및 시뮬레이션된 조향각 구배 파라미터를 도로 측정을 기반으로 계산된 롤 구배 파라미터, 계산된 슬립각 구배 파라미터 및 계산된 조향각 구배 파라미터에 맞추도록 차량 모델을 조정하는 공정 단계; 및
· 상기 조정된 차량 모델의 안티 특징에 대한 값을 출력하는 공정 단계를 더 포함하고,
상기 공정 단계 중 적어도 일부는 종료 조건이 충족될 때까지 반복된다.
이러한 유리한 실시형태에서도, 미리 결정된 안티 특징인 "안티 리프트 프론트" 및 "안티 스쿼트 리어", "안티 리프트 리어" 및 "안티 다이브 프론트"의 값을 미리 포함시키는 것이 바람직하다.
다른 특징 및 장점들은 도면과 관련된 설명으로부터 알 수 있다. 도면에는 적어도 부분적으로 개략적으로 도시되어 있다:
도 1은 차량의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 방법의 일 실시예를 도시하고 있고;
도 2는 차량의 가속 상태에서 안티 특징의 정의에 대한 예를 도시하고 있고;
도 3은 차량의 감속 상태에서 안티 특징의 정의에 대한 예를 도시하고 있고;
도 4는 차량의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 시스템의 일 실시예를 도시하고 있다.
도 1은 도로 측정 데이터를 기반으로 차량(1)의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 방법(SO)의 일 실시예를 도시하고 있다.
도로 측정의 경우, 차량(1)을 사용하여 주행 경로(2), 특히 도로에서 측정 주행을 수행하는 것이 바람직하다.
상기 방법은 바람직하게는 차례로 수행되는 3개의 시뮬레이션 루프(110, 120, 130)를 포함하고 있다.
각각의 시뮬레이션 루프(110, 120, 130)에서 차량 모델의 주행 역학 파라미터, 예를 들어 피치 구배, 롤 구배, 슬립각 구배 또는 조향각 구배가 최적화되는 것이 바람직하다. 상기 안티 특징은 각각의 루프 후에 출력되며 차량 모델에서 고려된다.
구체적으로, 제1 단계(S1)에서는 측정 주행의 측정 변수의 값을 획득한다. 이는 데이터 인터페이스를 통해 수행할 수 있지만 측정 주행 중 센서를 통해 직접 수행할 수도 있다.
제2 단계(S2)에서, 상기 획득된 특정 변수의 값을 기반으로 주행 역학 파라미터인 가속 중 피치 구배에 대한 적어도 하나의 값을 계산한다.
제1 시뮬레이션 루프(110)의 일부인 제3 단계(S3)에서, 차량 모델(M)을 사용하여 차량(1)을 시뮬레이션한다. 차량 모델(M)에는 차량 서스펜션의 안티 특징인 차량(1)의 형태 및 차량(1)의 다른 물리적 특성을 포함시킨다. 따라서 차량 모델(M)은 이들 변수에 따라 달라진다. 차량(1)의 다른 물리적 특성은 바람직하게는 스프링 강성, 특히 전방 차축의 스프링 강성 및 후방 차축의 스프링 강성, 댐퍼 강성, 특히 전방 차축의 댐퍼 강성 및 후방 차축의 댐퍼 강성, 휠베이스, 무게 중심 위치, 특히 무게 중심 높이 및 무게 중심 부위, 및 차량 질량이다. 피치 구배 파라미터의 적어도 하나의 값을 시뮬레이션의 목표 변수로서 출력한다.
제1 시뮬레이션 루프(110)의 일부이기도 한 제4 공정 단계(S4)에서는, 제2 공정 단계(S2)에서 계산된 주행 역학 파라미터인 피치 구배의 값의 적어도 하나의 값을 공정 단계(S3)에서 시뮬레이션된 파라미터인 피치 구배의 값과 비교한다. 다만, 가속 중 피치 구배의 값만 항상 고려한다.
제5 공정 단계(S5)에서는 시뮬레이션된 파라미터인 피치 구배의 값을 도로 측정을 기반으로 계산한 파라미터인 피치 구배의 값과 가급적 동일하도록 차량 모델(M)을 조정한다. 이를 위해 안티 특징의 값을 조정하는 것이 바람직하다. 제1 시뮬레이션 루프(110)에서는 안티 특징인 "안티 리프트 프론트" 및 "안티 스쿼트 리어"의 값을 계산하는 것이 바람직하다.
마지막으로, 제6 공정 단계(S6)에서는 차량 모델(M)의 안티 특징에 대한 값을 차량 모델(M)에 출력하여 상기 값을 차량 모델(M)에서 고려할 수 있다. 시뮬레이션 루프(110)의 공정 단계(S3 내지 S5)는 종료 조건이 충족될 때까지 반복된다.
상기 종료 조건은 특히 최적화 문제에 의해 제공된다. 이때 상기 종료 조건은 바람직하게는 제1 시뮬레이션 루프(110)의 경우에 가속 중 있을 수 있는 피치 구배의 시뮬레이션된 주행 역학 파라미터 및 거리 측정을 기반으로 계산된 해당 주행 역학 파라미터 사이의 오차를 국소적으로 또는 절대적으로 최소화하는 것이다.
또한 종료 조건은 특히 파라미터가 아주 조금만 변화될 때 시뮬레이션된 파라미터의 한계값을 달성하는 것이 될 수 있다.
스프링 강성 및 댐퍼 강성은 바람직하게는 차량(1)의 물리적 특성을 기반으로:
· 차축 중량, 차량 유형, 차량 등급, 전방 차축의 진동 계수, 후방 차축의 진동 계수, 감쇠 계수의 물리적 특성으로 이루어진 군으로부터 도출된다.
또한 제1 공정 단계(S1)에서 획득된 측정 변수는 바람직하게는:
· 종방향 가속도, 횡방향 가속도, 피치각, 롤각, 핸들각, 타이어 슬립각, 속도, 스로틀 밸브 위치의 측정 군으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
실제로 획득되거나 측정된 측정 변수는 계산할 주행 역학 파라미터에 따라 달라진다.
테스트 주행 중에는 결정해야 할 주행 역학 파라미터에 따라 다음과 같은 주행 조작을 수행한다:
· 전부하 가속, 부분 부하 가속, 완전 제동, 부분 제동, 소정의 속도, 특히 80km/h에서 핸들 잠김, 일정 반경의 코너링.
제1 시뮬레이션 루프(110)와 마찬가지로 후속 제2 시뮬레이션 루프(120)는 차량(1)에 대한 추가 시뮬레이션을 제7 공정 단계(S7)에 포함하고, 제2 공정 단계(S2)에서 계산된 주행 역학 값과 주행 역학 파라미터의 시뮬레이션된 주행 역학 값과의 비교를 제8 공정 단계(S8)에 포함하고, 차량 모델(M)의 조정을 제9 공정 단계(S9)에 포함한다.
제2 시뮬레이션 루프의 이러한 공정 단계도 종료 조건이 충족될 때까지 반복된다. 제1 시뮬레이션 루프(110)에 비해, 고려된 안티 특징은 특징인 "안티 리프트 리어" 및 "안티 -다이브 프론트"이고 고려된 주행 역학 파라미터는 제동 중 피치 구배이다.
제1 시뮬레이션 루프(110)에서 결정된 안티 특징 및 주행 역학 파라미터인 가속 중 피치 구배에 대한 값은 차량 모델(M)에 포함되는 것이 바람직하다. 제2 시뮬레이션 루프(120) 이후에도 안티 특징에 대한 결정 값은 차량 모델(M)로 출력되거나 차량 모델(M)에서 고려된다.
제2 시뮬레이션 루프(120)가 완료된 후, 즉 중단 조건이 충족되면, 안티 특징인 "안티 리프트 리어" 및 "안티 다이브 프론트"가 출력된다.
제3 시뮬레이션 루프(130)에서는 제11 공정 단계(S11)에서 차량 모델(M)을 사용하여 차량(M)을 재차 시뮬레이션하고, 제12 공정 단계(S12)에서 주행 역학 파라미터의 시뮬레이션된 값과 주행 역학 파라미터의 계산된 값을 비교하여 제13 공정 단계(S13)에서 차량 모델(M)을 실제 도로 측정을 기반으로 계산된 주행 역학 파라미터의 값에 맞춘다.
제1 시뮬레이션 루프(110)와 제2 시뮬레이션 루프(120)에 비해, 제3 시뮬레이션 루프(130)에서는 롤 구배, 슬립각 구배, 조향각 구배의 주행 역학 파라미터를 목표 변수로서 고려하고 안티 특징인 "안티 롤 바 강성 프론트" 및 "안티 롤 바 강성 리어"의 값을 계산한다. 제3 시뮬레이션 루프(130) 이후에도, 제14 공정 단계(S14)에서 안티 특징인 "안티 롤 바 강성 프론트" 및 "안티 롤 바 강성 리어"에 대한 값이 특히 차량 모델(M)에 출력되거나 차량 모델(M)에서 고려된다.
롤 구배 파라미터는 또한 물리적 파라미터인 트랙 폭을 기반으로 계산된다. 또한 슬립각 구배 파라미터는 물리적 파라미터인 조향각 및 차량의 실제 이동 방향을 기반으로 결정된다. 또한 조향각 구배 파라미터는 조향각과 횡방향 가속도의 물리적 파라미터를 기반으로 결정된다.
이때 슬립각은 조향각 및 실제 이동 방향 사이의 각도 차이를 나타내는 것이 바람직하다.
도 2 및 3은 예시적인 안티 특징에 대한 정의를 보여주고 있다.
도면에는 종방향 가속 및 횡방향 감속으로 인해 발생하는 소위 피칭을 저지하는 안티 특징인 "안티 리프트", "안티 스쿼트" 및 "안티 다이브"가 각각 표시되어 있다.
도 2는 종방향 가속시 해당 안티 특징의 정의에 관한 것이다.
도 3은 감속 또는 제동시 안티 특징의 정의에 관한 것이다.
도 2e 및 도 3e에 따르면 차량(1)이 도 2e에서는 후방으로 피칭 이동이 있고 도 3e에서는 전방으로 피칭 이동이 있다.
피칭 이동은 차량(1)의 무게 중심을 중심으로 이루어진다. 피칭 이동은 차량(1)의 휠 축 각각이 구동 샤프트와 독립적인지, 고정된 축인지 또는 휠 허브 모터와 독립적인 축인지에 따라 달라진다.
가속도에 따라 차량(1)의 전방부에 있는 차량의 가상 하부면은 도로(2)를 기준으로 높아진다. 이에 따르면, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 차량(2) 제동시 도 3e에 있는 차량(1)의 전방부에 있는 차량의 가상 하부면은 도로(2)를 기준으로 낮아진다.
가속은 도 2에 화살표(Fx)로 표시되어 있다. 제동 감속은 도 3에 벡터 화살표(Fx)로 표시되어 있다.
종방향 가속 또는 감속과 관련된 각각의 안티 특징에 대한 특징인 파라미터는 가속력(Fx) 또는 제동 감속력(Fx)에 따라 달라지는 각도()로서 도 2 및 3에 표시되어 있다.
도 2a는 구동축이 있는 독립적인 앞차축에 대해 가속시 안티 특징인 "안티 리프트"의 정의를 보여주고 있다.
도 2b는 구동축이 있는 독립적인 축에 대해 가속시 안티 특징인 "안티 스쿼트"의 정의를 보여주고 있다.
도 2c는 고정된 앞차축 또는 허브 모터가 있는 독립적인 앞차축에 대해 가속시 안티 특징인 "안티 리프트"의 정의를 보여주고 있다.
도 2d는 고정된 뒷차축 또는 허브 모터가 있는 독립 뒷차축에 대해 가속시 안티 특징인 "안티 스쿼트"의 정의를 보여주고 있다.
도 3a는 브레이크가 변속기 내부에 있는 독립적인 앞차축에 대해 감속시 안티 특징인 "안티 다이브"의 정의를 보여주고 있다.
도 3b는 브레이크가 변속기 내부에 있는 독립적인 축에 대해 감속시 안티 특징인 "안티 리프트"의 정의를 보여주고 있다.
도 3c는 브레이크가 휠 측에 있는 독립적인 앞차축 또는 고정된 앞차축에 대해 감속 중 안티 특징인 "안티 다이브"의 정의를 보여주고 있다.
도 3d는 외부에 브레이크가 있는 독립적인 뒷차축 또는 고정된 뒷차축에 대해 감속 중 안티 특징인 "안티 리프트"의 정의를 보여주고 있다.
2개의 안티 특징인 "안티 롤 바 강성 프론트"와 "안티 롤 바 강성 리어"에 대한 정의는 다음과 같은 2개의 출판물로부터 알 수 있다: Jin Gao et al., "Study on the effect of stiffness matching of anti-roll bar in front and rear of vehicle on the handling stability", International Journal of Automotive Technology (2021)., Bd. 22, Nr. 1, Seiten 185 bis 199 und Yahong Dong et al., "Analysis of characteristics and structure optimization of anti-roll intorsion bar", ICMD 2019, MMS 77, Seiten 139 bis 150, Springer Nature Singapore (2020).
도 4는 가상 프로토타입의 차량 모델(M)을 파라미터화하기 위한 수단(11, 12, 13, 14 및 15)을 포함한, 도로 측정 데이터를 기반으로 차량의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 시스템(10)의 일 실시예를 도시하고 있다. 파라미터화를 위한 수단(11, 12, 13, 14 및 15)은 특히 도로 측정의 측정 값을 기반으로 캐스케이드식 소프트웨어-인-더-루프-시뮬레이션에 의해 차량 모델(M)의 주행 역학 파라미터가 최적화되는 시뮬레이션 루프에서 차량 모델(M)의 안티 특징의 값을 시뮬레이션된 파라미터 값과 도로 측정을 참고로 계산된 파라미터 값을 비교함으로써 반복적으로 순차 결정하도록 구성된다.
특히, 시스템(10)은 도 1에 따른 방법(SO)을 수행하도록 구성된다. 시스템(10)은 측정 주행 중에 기록된 측정 변수의 값을 기반으로 가속 중 피치 구배에 대한 적어도 하나의 값을 계산하기 위한 수단(11)을 갖는 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 시스템(10)은 바람직하게는 차량 모델(M)을 사용하여 차량을 시뮬레이션하기 위한 수단(12)을 포함하고, 차량 모델(M)에는 차량(1)의 차량 형태 및 적어도 차량의 물리적 특성:
· 스프링 강성, 특히 전방 스프링 강성 및 후방 스프링 강성, 댐퍼 강성, 특히 전방 댐퍼 강성 및 후방 댐퍼 강성, 휠베이스, 무게 중심 위치, 특히 무게 중심 높이 및 무게 중심 부위, 차량 질량이 포함되고,
적어도 가속 중 피치 구배 파라미터의 값은 목표 변수로서 출력된다.
더욱 바람직하게는, 시스템(10)은 도로 측정을 기반으로 계산된 가속 중 피치 구배 파라미터의 적어도 하나의 값을 가속 중 피치 구배 파라미터의 값과 비교하기 위한 수단(13)을 포함한다.
더욱 바람직하게는, 시스템(10)은 안티 특징, 특히 "안티 리프트 프론트"와 "안티 스쿼트 리어"의 값을 변화시킴으로써 시뮬레이션된 가속 중 피치 구배 파라미터를 도로 측정을 기반으로 계산된 가속 중 피치 구배 파라미터에 맞추도록 차량 모델(M)을 조정하기 위한 수단(14)을 포함한다.
또한 시스템(10)은 바람직하게는 차량 모델(M)의 안티 특징에 대한 값을 출력하기 위한 인터페이스(15)를 포함하고, 상기 파라미터화하기 위한 수단은 종료 조건이 충족될 때까지 차량 모델(M)을 조정하도록 구성된다.
시스템(10)의 수단(11, 12, 13, 14 및 15)은 바람직하게는 데이터 처리 장치의 일부이다. 바람직하게는 방법(SO)는 이러한 데이터 처리 장치에 의해 자동으로 수행되고/또는 컴퓨터로 구현된다.
제공된 수단(11, 12, 13, 14 및 15)은 특히 방법(SO)의 제2 시뮬레이션 루프(120) 및 제3 시뮬레이션 루프(130)를 실행하도록 구성된다.
실시예들은 단지 예일 뿐이며 어떤 방식으로든 보호, 적용 및 구조의 범위를 제한하려는 의도가 없음에 유의해야 한다. 오히려, 이전의 설명은 당업자에게 적어도 하나의 실시예의 구현을 위한 가이드라인을 제공하며, 그에 따라 특히 설명된 구성요소의 기능 또는 배열과 관련하여 다양한 변경이 예를 들어 청구범위에서 확인할 수 있는 보호범위와 이에 상응하는 기능의 조합이 나타나는 등 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 가능할 수 있다.

Claims (17)

  1. 도로 측정 데이터에 기초하여 차량(1)의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 방법(SO)으로서,
    특히 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법이며,
    S1) 측정 주행의 측정 변수의 값을 획득하는 단계;
    S2) 상기 측정 변수의 획득된 값에 기초하여 가속 중 피치 구배 파라미터에 대한 적어도 하나의 값을 계산하는 단계;
    S3) 상기 차량(1)을 차량 모델(M)을 사용하여 시뮬레이션하는 단계 - 상기 차량 모델(M)은 차량 서스펜션의 적어도 안티 특징, 특히 "안티 리프트 프론트" 및 "안티 스쿼트 리어", 차량(1)의 차량 형태 및 차량(1)의 물리적 특성을 포함하고, 물리적 특성은
    - 스프링 강성, 특히 전방 스프링 강성 및 후방 스프링 강성,
    - 댐퍼 강성, 특히 전방 댐퍼 강성 및 후방 댐퍼 강성,
    - 휠베이스,
    - 무게 중심 위치, 특히 무게 중심 높이 및 무게 중심 부위,
    - 차량 질량
    이 있고, 적어도 상기 가속 중 피치 구배 파라미터의 값을 목표 변수로서 출력함 -;
    S4) 단계 S2에서 계산된 가속 중 피치 구배 파라미터의 적어도 하나의 값을 단계 S3에서 시뮬레이션된 가속 중 피치 구배 파라미터의 값과 비교하는 단계;
    S5) 상기 안티 특징, 특히 "안티 리프트 프론트" 및 "안티 스쿼트 리어"의 값을 변화시킴으로써 상기 시뮬레이션된 가속 중 피치 구배 파라미터를 도로 측정에 기초하여 계산된 가속 중 피치 구배 파라미터에 맞추도록 차량 모델(M)을 조정하는 단계; 및
    S6) 차량 모델(M)의 안티 특징에 대한 값을 출력하는 단계
    를 포함하고,
    단계 S3 내지 S5는 종료 조건이 충족될 때까지 반복되는, 방법(S0).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 종료 조건은, 시뮬레이션된 파라미터와 도로 측정에 기초하여 계산된 파라미터 간 오차를 특히 국소적으로 또는 절대적으로 최소화하는 것, 및/또는 특히 시뮬레이션된 파라미터가 극소량만 변경될 때 시뮬레이션된 파라미터의 한계값을 달성하는 것인, 방법(S0).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스프링 강성 및 댐퍼 강성은 차량(1)의 물리적 특성에 기초하여 차축 중량, 차량 유형, 차량 등급, 전방 차축의 진동 계수, 후방 차축의 진동 계수, 감쇠 계수의 물리적 특성으로 이루어진 군으로부터 도출되는, 방법(S0).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 S1에서 획득된 측정 변수는:
    종방향 가속도;
    횡방향 가속도;
    피치각;
    롤각;
    조향각;
    타이어 슬립각;
    속도;
    스로틀 밸브 위치로 이루어진 측정 변수의 군으로부터 선택되고,
    상기 기록된 값은 단계(S2)에서 각각의 파라미터를 계산하는데 적어도 부분적으로 사용되는, 방법(SO).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    측정 주행 중에 목표 변수에 따라 적어도 전부하 가속, 부분 부하 가속, 완전 제동, 부분 제동, 소정 속도, 특히 80km/h에서 핸들 잠김의 주행 조작이 수행되고, 바람직하게는 추가 조작으로서 일정 반경의 코너링 주행이 수행되는, 방법(S0).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 S2에서 제동 중 피치 구배 파라미터에 대한 적어도 하나의 값이 상기 측정 변수의 기록된 값에 기초하여 더 계산되며,
    S7) 차량(1)을 차량 모델(M)을 사용하여 다시 시뮬레이션하는 단계 - 상기 차량 모델은 안티 특징인 "안티 리프트 리어" 및 "안티 다이브 프론트"의 값을 더 포함하고, 상기 차량(1)의 추가 물리적 특성으로서 구동 축에 대한 정보가 포함되고, 상기 제동 중 피치 구배 파라미터의 값을 목표 변수로서 출력함 -;
    S8) 단계 S2에서 계산된 제동 중 피치 구배 파라미터의 적어도 하나의 값을 단계 S7에서 시뮬레이션된 동일한 파라미터의 값과 비교하는 단계;
    S9) 안티 특징인 "안티 리프트 리어" 및 "안티 다이브 프론트"의 값을 변화시킴으로써 상기 시뮬레이션된 제동 중 피치 구배 파라미터를 도로 측정에 기초하여 계산된 제동 중 피치 구배 파라미터에 맞추도록 차량 모델(M)을 조정하는 단계; 및
    S10) 상기 조정된 차량 모델(M)의 안티 특징에 대한 값을 출력하는 단계
    를 더 포함하고,
    단계 S7 내지 S9은 종료 조건이 충족될 때까지 반복되는, 방법(S0).
  7. 제6항에 있어서,
    단계 S2에서 롤 구배 파라미터, 슬립각 구배 파라미터 및 조향각 구배 파라미터에 대한 적어도 하나의 값이 측정 변수의 기록된 값에 기초하여 계산되고,
    S11) 상기 차량을 차량 모델(M)을 사용하여 다시 시뮬레이션하는 단계 - 상기 차량 모델(M)은 안티 특징인 "안티 롤 바 강성 프론트" 및 "안티 롤 바 강성 리어"의 값을 더 포함하고, 롤 구배 파라미터에 대한 트랙 폭, 조향각 및 슬립각 구배 파라미터에 대한 차량 궤적, 및 조향각 및 조향각 구배 파라미터에 대한 측방향 가속도가 차량의 추가 물리적 특성으로서 포함되고, 롤 구배 파라미터, 슬립각 구배 파라미터 및 조향각 구배 파라미터의 값이 목표 변수로서 출력됨 -;
    S12) 단계 S2에서 계산된 롤 구배 파라미터, 슬립각 구배 파라미터 및 조향각 구배 파라미터의 적어도 하나의 값을 단계 S11에서 시뮬레이션된 동일한 파라미터의 값과 비교하는 단계;
    S13) 상기 안티 특징인 "안티 롤 바 강성 프론트" 및 "안티 롤 바 강성 리어"의 값을 변화시킴으로써 상기 시뮬레이션된 롤 구배 파라미터, 시뮬레이션된 슬립각 구배 파라미터 및 시뮬레이션된 조향각 구배 파라미터를 도로 측정에 기초하여 계산된 롤 구배 파라미터, 계산된 슬립각 구배 파라미터 및 계산된 조향각 구배 파라미터에 맞추도록 차량 모델(M)을 조정하는 단계; 및
    S14) 조정된 차량 모델(M)의 안티 특징에 대한 값을 출력하는 단계
    를 더 포함하고,
    단계 S11 내지 S13은 종료 조건이 충족될 때까지 반복되는, 방법(S0).
  8. 도로 측정 데이터에 기초하여 차량(1)의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 컴퓨터 구현 방법(S0)으로서,
    차량 서스펜션의 안티 특징을 가진 가상 프로토타입의 차량 모델(M)은 도로 측정의 측정 값에 기초하여 특히 캐스케이드식 소프트웨어-인-더-루프-시뮬레이션(100)에 의해 파라미터화되고, 차량 모델(M)의 주행 역학 파라미터가 최적화되는 시뮬레이션 루프(110, 120, 130)에서 차량 모델(M)의 안티 특징의 값은 시뮬레이션된 파라미터 값과 도로 측정에 기초하여 계산된 파라미터 값을 비교함으로써 반복적으로 순차 결정되는, 방법(S0).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 차량 모델(M)은 안티 특징인 "안티 리프트 프론트", "안티 스쿼트 리어", "안티 다이브 프론트", "안티 리프트 리어", "안티 롤 바 강성 프론트" 및 "안티 롤 바 강성 리어"를 갖고, 제1 시뮬레이션 루프에서 "안티 리프트 프론트" 및 "안티 스쿼트 리어"에 대한 값이 결정되고, 제2 시뮬레이션 루프에서 "안티 다이브 프론트" 및 "안티 리프트 리어"에 대한 값이 결정되며, 제3 시뮬레이션 루프에서 "안티 롤 바 강성 프론트" 및 "안티 롤 바 강성 리어"에 대한 값이 결정되는, 방법(S0).
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    제1 시뮬레이션 루프(110)에서는 시뮬레이션된 가속 중 피치 구배 파라미터의 값을 목표 변수와 동일한 파라미터의 측정 값으로 조정하여, 차량(M)을 최적화하는, 방법(S0).
  11. 제10항에 있어서,
    제2 시뮬레이션 루프(120)에서는 시뮬레이션된 제동 중 피치 구배 파라미터의 값을 목표 변수와 동일한 파라미터의 측정 값으로 조정하여, 차량(M)을 최적화하는, 방법(S0).
  12. 제11항에 있어서,
    제3 시뮬레이션 루프(130)에서는 롤 구배 파라미터, 시뮬세이션된 슬립각 구배 파라미터 및 조향각 구배 파라미터의 값을 목표 변수와 동일한 파라미터의 측정 값으로 조정하여, 차량(M)을 최적화하는, 방법(S0).
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    시뮬레이션 루프(110, 120, 130)에서 결정된 안티 특징의 값은 다른 시뮬레이션 루프에 포함되는, 방법(SO).
  14. 차량(1) 분석 방법으로서,
    제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법(SO)을 이용하여 생성된 차량(1)의 가상 프로토타입을 사용하여 차량(1)을 시뮬레이션하는 것인, 방법.
  15. 컴퓨터에 의해 실행할 때 컴퓨터가 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하게 하는 명령을 포함하는, 컴퓨터 프로그램 또는 저장 매체.
  16. 도로 측정 데이터에 기초하여 차량(1)의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 시스템(10)으로서,
    안티 특징을 가진 가상 프로토타입의 차량 모델(M)을 파라미터화하기 위한 수단(11, 12, 13, 14, 15)을 포함하고, 상기 파라미터화하기 위한 수단(11, 12, 13, 14, 15)은 특히 도로 측정의 측정 값에 기초한 캐스케이드식 소프트웨어-인-더-루프-시뮬레이션에 의해 차량 모델(M)의 주행 역학 파라미터가 최적화되는 시뮬레이션 루프에서 차량 모델(M)의 안티 특징의 값을, 시뮬레이션된 파라미터 값과 도로 측정에 기초하여 계산된 파라미터 값을 비교함으로써 반복적으로 순차 결정하도록 구성된, 시스템(10).
  17. 도로 측정 데이터에 기초하여 차량(1)의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 시스템(10)으로서,
    특히 제16항에 따른 시스템(10)이고, 상기 시스템은 파라미터화하기 위한 수단(11, 12, 13, 14, 15)을 포함하고, 상기 파라미터화 수단(11, 12, 13, 14, 15)은,
    측정 주행 중에 기록된 측정 변수의 값에 기초하여 가속 중 피치 구배 파라미터에 대한 적어도 하나의 값을 계산하기 위한 수단(11);
    상기 차량을 차량 모델(M)을 사용하여 시뮬레이션하는 수단(12) - 상기 차량 모델(M)은 차량 서스펜션의 적어도 안티 특징, 특히 "안티 리프트 프론트" 및 "안티 스쿼트 리어", 차량(1)의 차량 형태 및 차량(1)의 물리적 특성을 포함하고, 상기 물리적 특성은 스프링 강성, 특히 전방 스프링 강성 및 후방 스프링 강성, 댐퍼 강성, 특히 전방 댐퍼 강성 및 후방 댐퍼 강성, 휠베이스, 무게 중심 위치, 특히 무게 중심 높이 및 무게 중심 부위, 차량 질량이고, 적어도 상기 가속 중 피치 구배 파라미터의 값을 목표 변수로서 출력함 -;
    상기 도로 측정에 기초하여 계산된 가속 중 피치 구배 파라미터의 적어도 하나의 값을 시뮬레이션된 가속 중 피치 구배 파라미터의 값과 비교하기 위한 수단(13);
    상기 안티 특징, 특히 "안티 리프트 프론트" 및 "안티 스쿼트 리어"의 값을 변화시킴으로써 상기 시뮬레이션된 가속 중 피치 구배 파라미터를 도로 측정에 기초하여 계산된 가속 중 피치 구배 파라미터에 맞추도록 차량 모델(M)을 조정하기 위한 수단(14); 및
    차량 모델(M)의 안티 특징에 대한 값을 출력하기 위한 인터페이스(15)
    를 포함하고,
    상기 파라미터화하기 위한 수단은 종료 조건이 충족될 때까지 차량 모델(M)을 조정하도록 구성된, 시스템(10).
KR1020247018874A 2021-11-09 2022-11-08 차량의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 방법 KR20240096755A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50892/2021 2021-11-09
ATA50892/2021A AT525592A1 (de) 2021-11-09 2021-11-09 Verfahren zum Erzeugen eines virtuellen Prototyps eines Fahrzeugs
PCT/AT2022/060384 WO2023081944A1 (de) 2021-11-09 2022-11-08 Verfahren zum erzeugen eines virtuellen prototyps eines fahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240096755A true KR20240096755A (ko) 2024-06-26

Family

ID=84537546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020247018874A KR20240096755A (ko) 2021-11-09 2022-11-08 차량의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 방법

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR20240096755A (ko)
AT (1) AT525592A1 (ko)
DE (1) DE112022004118A5 (ko)
WO (1) WO2023081944A1 (ko)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE219578T1 (de) * 1996-12-03 2002-07-15 Avl List Gmbh Verfahren und vorrichtung zur analyse des fahrverhaltens von kraftfahrzeugen
DE10003739C2 (de) * 2000-01-28 2002-12-05 Daimler Chrysler Ag Verfahren und System zur Identifikation von Systemparametern in Fahrzeugen
DE10046742A1 (de) * 2000-09-21 2002-04-11 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung und Verfahren für ein Fahrzeugentwurfssytem
AT500978B8 (de) * 2003-05-13 2007-02-15 Avl List Gmbh Verfahren zur optimierung von fahrzeugen
CN108099535B (zh) * 2018-01-24 2019-08-23 哈尔滨工业大学 一种车辆制动点头抑制方法
CN109033643B (zh) * 2018-07-31 2022-07-15 福建工程学院 基于灵敏度分析的汽车操稳性瞬态性能参数优化方法
CN113434954B (zh) * 2021-06-15 2022-09-20 同济大学 一种振动式路面平整度测试车的标定方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE112022004118A5 (de) 2024-07-11
WO2023081944A1 (de) 2023-05-19
AT525592A1 (de) 2023-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102150030B (zh) 在风洞中使用的自动驾驶系统
US8032344B2 (en) Method of setting parameter in method of detecting decreased pneumatic pressure
CN113359457B (zh) 智能车底盘域控制器的高维动力学模型解算装置及方法
Hasagasioglu et al. Vehicle dynamics analysis of a heavy-duty commercial vehicle by using multibody simulation methods
KR102242632B1 (ko) 코너링을 시뮬레이션하기 위한 방법
Baaij Development and validation of a multibody model of a Renault Twizy
Siegler et al. Lap time simulation for racing car design
KR20240096755A (ko) 차량의 가상 프로토타입을 생성하기 위한 방법
JP4444342B2 (ja) タイヤ空気圧低下検出方法における警報閾値の設定方法
JP4052069B2 (ja) 車両用ビークルダイナミクスコントロールシステムの開発支援装置及び開発支援方法
Kanchwala et al. Model Building, Hardpoint Optimization & Experimental Correlation of a Single Seater EV-Toyota COMS
Mastinu et al. The influence of the body inertia tensor on the active safety and ride comfort of road vehicles
Ormándi et al. Estimating vehicle suspension characteristics for digital twin creation with genetic algorithm
Gyllendahl et al. Development of an auto rickshaw vehicle suspension
Brandes et al. Durability simulation with chassis control systems: model depth for a handling maneuver
Ewin Traction control for electric vehicles with independently driven wheels
Timbario et al. Building and Validation of a Battery Electric Vehicle (BEV) for HVE
Chu et al. A combined dynamics model for active roll stability control of ground vehicles
Obel et al. Commercial Vehicle–Development and Validation of Vehicle Dynamics Model to aid in Handling Evaluation
Terada et al. A study of the control logic of electronically controlled suspension for motorcycle
Sert Improvement of the Vehicle Stability Using Suspension Optimization Methods.
Kiefer et al. A Comparison Study between PC-Crash Simulation and Instrumented Handling Maneuvers
Wang et al. Real-time estimation of a vehicle's moment of inertia based on IMU measurements
Marongiu Creation and Validation of a Formula SAE Vehicle Model
Πρωτόπαπας Road roughness identification using on-board vehicle vibration measurements