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KR102392945B1 - 차량의 부품들의 조립체를 시험하기 위한 방법 및 시험 스탠드 - Google Patents

차량의 부품들의 조립체를 시험하기 위한 방법 및 시험 스탠드 Download PDF

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KR102392945B1
KR102392945B1 KR1020177004191A KR20177004191A KR102392945B1 KR 102392945 B1 KR102392945 B1 KR 102392945B1 KR 1020177004191 A KR1020177004191 A KR 1020177004191A KR 20177004191 A KR20177004191 A KR 20177004191A KR 102392945 B1 KR102392945 B1 KR 102392945B1
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KR
South Korea
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vehicle
drive train
brake
rotational speed
brake system
Prior art date
Application number
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펠릭스 피스터
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아베엘 리스트 게엠베하
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Abstract

개선된 다이내믹으로 시험 스탠드 상에서 차량의 부품들의 조립체를 시험할 수 있기 위해, 시뮬레이션 유닛(20)에서 조립체 중 적어도 하나의 부품에 대한 시뮬레이션 모델(21)을 이용하여 이 부품의 순간적인 구동 트레인 회전 속도(nP)를 구동 트레인(2)에 작용하는 구동 트레인 토크(TP) 및 브레이크 시스템(11)의 제동 효과(B)로부터 계산하는 것이 제안되고, 계산된 순간적인 구동 트레인 회전 속도(nP)는 차량 제어 장치(14)에 의해 적어도 하나의 부품을 제어하기 위해 사용되고, 계산된 구동 트레인 회전 속도(nP)는 구동 제어기(23)에 의해 로드 머신(8)을 제어하도록 사용된다.

Description

차량의 부품들의 조립체를 시험하기 위한 방법 및 시험 스탠드 {METHOD AND TEST RIG FOR TESTING A COMBINATION OF COMPONENTS OF A VEHICLE}
본 발명은 구동 트레인 회전 속도를 처리하는 적어도 하나의 차량 제어 장치 및 구동 트레인에 작용하는 브레이크 시스템을 구비하는 차량의 부품들의 조립체를 시험 스탠드에서 시험하는 방법 및 시험 스탠드에 관한 것으로서, 차량의 구동 트레인은 구동 유닛에 의해 구동되고, 구동 트레인에는 이와 연결된 로드 머신에 의해 로드 토크가 인가되고, 조립체의 적어도 하나의 부품이 차량 제어 장치에 의해 구동 트레인의 회전 속도의 함수로서 제어된다.
차량은 하나 이상의 차량 버스(들)를 통해 함께 네트워킹될 수 있는 몇 개만을 언급하자면, 예컨대 하이브리드 제어 장치, 엔진 제어 장치, 트랜스미션 제어 장치, 동적 안정도 제어 시스템 등과 같은 복수의 차량 제어 장치를 포함한다. 이들 차량 제어 장치들 중 다수는 예컨대 ABS 회전 속도 센서에 의해 차량 휠 상에서 또는 구동 트레인의 부품 상에서, 예컨대 트랜스미션 입력 또는 출력 상에서, 차동 기어 상에서, 하이브리드 구동 트레인의 전기 모터의 출력 상에서 측정되는 회전 속도를 처리한다. 차량의 이러한 차량 제어 장치의 전형적인 예는 차량의 브레이크 시스템을 제어하기 위해, 차량 휠의 회전 속도, 또는 일반적으로 모든 차량 휠의 회전 속도를 처리하는 동적 안정도 제어 시스템이다.
동적 안정도 제어(Dynamic stability control (DSC))는 일반적으로 개별 휠의 목표된 감속에 의해 차량의 질주(breaking away)에 대응하거나 또는 일반적으로 구동 안전성 및 구동 안락성에 기여하는 자동차용 전자식 제어 차량 원조 시스템으로 이해된다. 동적 안정도 제어 장치는 알려진 브레이크 시스템과 ABS(anti-lock braking system) 및 ASR(anti-slip control) 및 전자 제동력 분배 시스템(electronic brake force distribution)의 조합체 및 연장물이다. 이를 위해, 또한 보조 브레이크 또는 핸드 브레이크가 조합될 수도 있다. 이하에서는, 용어 동적 안정도 제어 시스템(DSC)은 이러한 목적으로 사용될 것이다. 용어 동적 안정도 제어 시스템은 이에 따라 브레이크 시스템보다 더 넓지만, 브레이크 시스템을 포함한다.
동적 안정도 제어 시스템(DSC)을 개발하고 시험하는데 상이한 접근법이 존재한다. 우선, 일반적으로 동적 안정도 제어 시스템(DSC)의 부분으로서 브레이크 시스템의 순수한 시뮬레이션이 존재한다. 브레이크 시스템 제어 유닛은 여기서 종종 소위 HiL(hardware-in-the-loop) 시험 스탠드에서 더욱 개발되거나 또는 시험된다. 이 도중에, 브레이크 하드웨어는 모델을 이용하여 시뮬레이션되고, 브레이크 시스템 제어 유닛은 이 시뮬레이션을 이용하여 개발되거나 또는 더욱 개발된다. 따라서, 예컨대 ABS, ASR, 힐홀더(Hill-holder), 핸드 브레이크 등과 같은 브레이크 시스템 제어 유닛의 다른 기능성들이 개발 및 시험될 수 있다. 또한, 실제 차량에 형성된 지금까지의 실제 브레이크 시스템은 예컨대 차량이 실제로 이동되는 시험 트랙 상에서 또는 롤러 시험 스탠드 상에서 시험되었다. 그러나, 실제 시험 구동은 한편으로는 비용이 비싸고 다른 한편으로는 거의 재현될 수 없다.
본 발명이 이하에서 동적 안정도 제어 시스템의 구체적 예에 의해 설명될지라도, 동일한 내용은 본질적으로 차량의 다른 제어 유닛에도 적용된다.
US 2010/0286880 A1호는 차량의 브레이크 시스템의 기능을 체크하는 방법을 개시하고, 여기서 휠 속도는 속도-시간 프로파일의 형태로 시뮬레이션된다. 속도 프로파일이 브레이크 시스템에 제공되고, 그 응답이 체크된다. 이에 따라, 그러나, 브레이크 시스템 및 구동 트레인의 실제 조건 하에서는 폐쇄-루프 시험 실행(run)이 구현될 수 없고, 개방-루프 함수 시험만이 구현된다.
DE 10 2006 035 502 B3호는 차량의 휠을 시뮬레이션하기 위해 카르단 샤프트에 의해 로드 머신에 연결된 구동 트레인의 거동을 체크하기 위한 방법을 설명한다. 이를 위해, 차량 모델, 타이어 모델 및 브레이크 모델이 시뮬레이션 장치에 구현된다. 이로부터, 시뮬레이션 장치는 설정값 토크를 결정하고, 이에 의해 로드 머신은 제어된다. 동적 안정도 제어 시스템은 회전 속도 센서를 통해, (제1 근사치에서 로드 머신의 회전 속도에 상응하는) 휠의 회전 속도를 검출하고, 이로부터 제동 압력을 결정하며, 이 제동 압력은 시뮬레이션 장치에서 제동 모델에 의해 제동 토크로 변환되고, 제동 토크는 설정값 토크에 병합된다. 이러한 방식으로, 로드 머신에 의해 시뮬레이션된 휠의 브레이크 시스템의 올바른 기능성이 체크될 수 있다.
여기서 문제점은 많은 제동 조작에서 매우 높을 수 있는 제동력과, 차량의 제동력 또는 제동 토크 및 매우 동적인 타이어 힘의 변화율이 매우 높다는 것뿐만 아니라, 수반되는 매우 높은 가속도 및 가속도 기울기이다. 따라서 많은 제동 조작은 높은 다이내믹의 영향을 받기 쉽고, 이는 일반적으로 시험 스탠드에서 시뮬레이션될 수 없다. 여기서 "다이내믹"이라는 용어는 일반적으로 회전 속도, 회전 가속도 또는 회전 토크의 설정값에 대한 변화에 얼마나 신속하게 응답할 수 있는지, 즉, 새로운 설정값이 얼마나 신속하게 조정될 수 있는지를 의미하는 것으로 이해된다. 원하는 높은 다이내믹은 제어 시스템, 측정 시스템, 시뮬레이션 시스템 및 액추에이터로 이루어지는 시험 스탠드의 제한된 전송 거동(즉, 제한된 변경 속도)에 반대되므로, 고 다이내믹한 제동 프로세스 또는 제동 압력 거동에 기인하는 회전 속도의 매우 정확한 조정은 종래의 시험 스탠드 설계를 사용하여 실현될 수 없거나 또는 불충분하게만 실현될 수 있다. 로드 머신(동력계, dyno)의 실제 회전 속도는 위에서 설명한 대로 동적 안정도 제어 시스템에 대한 입력으로 사용된다. 회전 가속도는 시험 스탠드 카르단 샤프트(로드 머신과 차량 축 또는 차량 휠 사이의 샤프트)에 의해 그리고 로드 머신의 성능 등급(회전 토크, 회전 속도)에 의해 그리고 테스트 스탠드의 위에서 언급된 시스템 부품의 감속 시간에 의해 다이내믹에서 제한을 받는다. 따라서, DE 10 2006 035 502 B3호에 기술된 바와 같이, 고 다이내믹한 제동 동작은 종래의 시험 스탠드 설계를 사용하여 불충분하게만 시뮬레이션되고 시험될 수 있을 뿐이다.
일반적으로 시험 스탠드의 제한된 다이내믹으로 인해 구동 트레인 또는 차량, 특히 브레이크 시스템에 의한 개입에 영향을 미치는 고 다이내믹한 시험 실행은 제한된 범위에서만 가능하고, 따라서 이러한 시험 실행은 불충분한 정도에서만 시뮬레이션 및 시험될 수 있다고 말해질 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 개선된 다이내믹으로 수행될 수 있는 적어도 하나의 차량 제어 유닛을 갖는 차량의 부품들의 조립체를 시험하기 위한 개선된 방법 및 대응되는 시험 스탠드를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 시뮬레이션 유닛에서, 조립체의 적어도 하나의 부품에 대한 시뮬레이션 모델에 의해, 이러한 부품의 순간적인 구동 트레인 회전 속도를 구동 트레인에 작용하는 구동 트레인 토크 및 브레이크 시스템의 제동 효과로부터 계산하고, 계산된 순간적인 구동 트레인 회전 속도를 차량 제어 장치에 의해 적어도 하나의 부품을 제어하기 위해 사용하고, 계산된 구동 트레인 회전 속도를 구동 제어기에 의해 로드 머신을 제어하도록 사용함으로써 달성된다. 따라서 시험될 부품들의 조립체의 차량 제어 장치는 시험 스탠드의 구동 트레인에서 측정된 회전 속도로 작동하지 않지만 시뮬레이션에서 계산된 회전 속도로 작동한다. 이러한 접근법의 결과로, 차량 제어 장치의 다이내믹은 시험 스탠드의 다이내믹과 크게 구분된다. 차량 제어 장치는 시험 스탠드에서 측정된 구동 트레인의 회전 속도가 아닌 시뮬레이션된, 즉 고 다이내믹한 계산된 회전 속도를 - 특히 고 다이내믹한 제동 프로세스의 경우 - 지연된 다이내믹으로 "인식(see)"하고, 특히 고 다이내믹한 제동 작동/동적 안정도 제어 프로세스로 인한 구동 트레인의 높은 변화율을 가진 회전 속도 변화에 대해 고 다이내믹으로 시험 스탠드에서 상응하게 반응할 수 있다. 로드 머신(및 이에 따라 구동 트레인)이 시험 스탠드 상에서 극단적인 고 다이내믹 회전 속도 변화를 항상 충분히 신속하게 따라갈 수는 없고 고 다이내믹한 제어 작동 중에 시험 스탠드에서 실현된 실제 회전 속도가 일시적으로 시뮬레이션된 것과 편차가 있다는 사실은 여기서는 이차적이다. 구동 트레인의 회전 속도의 정확한 추적은 시험, 즉 제동 거동의 평가를 위해 이차적이다. 이러한 방식으로, 차량의 부품들의 조립체는 실질적으로 보다 현실적인 조건 하에서 시험될 수 있다.
특히 유리하게는, 본 발명에 따른 방법은 차량 제어 장치가 동적 안정도 제어 시스템이라면 적용될 수 있고, 차량 휠의 순간적인 회전 속도가 시뮬레이션 유닛에서 차량 휠에 대한 시뮬레이션 모델에 의해 구동 트레인에 작용하는 구동 트레인 토크 및 브레이크 시스템의 제동 효과로부터 계산되고, 계산된 회전 속도는 구동 다이내믹 제어 시스템에 의해 브레이크 시스템을 제어하기 위해 사용되고, 계산된 회전 속도는 또한 구동 제어기에 의해 로드 머신을 제어하기 위해 사용된다. 이 실시예에서, 브레이크 시스템은 동시에 동적 안정도 제어 시스템, 즉, 차량 제어 장치에 의해 시험될 조립체에서 발생된다.
물론, 이러한 방식으로, 실제 차량에서와 마찬가지로, 또한 구동 트레인에 연결된 모든 브레이크 시스템, 일반적으로 각 차량 휠에 대해 하나의 브레이크 시스템도 동적 안정성 제어 시스템과 결합하여 이러한 방식으로 시험될 수 있다.
요구되는 제동 효과는 여기서 시뮬레이션 유닛에서 브레이크 시스템에 대한 제동 시뮬레이션 모델에 의해 계산되거나 또는 시험 스탠드에서 측정될 수 있거나 또는 동적 안정도 제어 시스템 자체에 의해 제공될 수도 있다. 이를 위해, 제동 토크는 실제로 시험 스탠드로부터 실제 제동 액추에이터(공압 또는 유압)에 의해 제공될 수 있다.
동일한 방식으로, 시험은 유리하게는 롤러 시험 스탠드 상에서 유리하게 수행될 수 있고, 여기서 타이어 및 브레이크로 인한 부하 토크는 차량 휠이 배치되는 롤러를 통해 구동 트레인 상에 인가된다. 따라서, 타이어 노면의 거동을 더욱 사실적인 방식으로 시뮬레이션할 수 있고, 이는 시험을 더욱 사실적이게 한다.
시험 스탠드에서, 브레이크 시스템은 제1 브레이크 부분 및 제2 브레이크 부분을 포함할 수 있고, 제2 브레이크 부분은 전자와 상호 작용하고 구동 트레인에 기계적으로 연결된다. 이러한 경우, 실제로 제동 모멘트는 지정된 제동 효과(즉, 제동력 또는 제동 압력)로부터 브레이크 시스템에 의해 생성되고, 시험 스탠드 상에서 구동 트레인에 인가된다. 이는 매우 현실적인 제동 효과 하에서 시험이 수행되는 것을 허용한다.
시험 스탠드에서, 브레이크 시스템은 제1 브레이크 부분, 및 구동 트레인에 기계적으로 연결된 제2 브레이크 부분을 포함할 수 있으며, 제1 브레이크 부분은 제1 브레이크 부분이 더미 브레이크 부분에 작용한다는 사실에 의해 제2 브레이크 부분으로부터 기계적으로 분리된다. 따라서, 시험 스탠드 상에서 브레이크 부분을 분리함으로써 브레이크 시스템에 의해 구동 트레인에 제동 토크가 인가되지 않는다. 발생하는 제동 효과(예를 들어, 제동 토크)는 시뮬레이션 유닛에서 계산될 수 있다. 여기서 브레이크 시스템의 제동 효과는 모든 토크의 균형을 기반으로 발생하므로 계산된 회전 속도와 로드 머신을 통해 간접적으로 시뮬레이션될 수 있다. 여기서 시험의 수행은 구동 트레인을 제동하는 최종 토크만이 실제로 로드 머신에 의해 인가되어야 하기 때문에 특히 유리하다. 또한, 이는, 적절한 시뮬레이션 모델이 제공된다면, 다른 브레이크 시스템의 시험을 용이하게 허용한다.
다른 실시예에서, 브레이크 시스템은 시뮬레이션 유닛 내에서 시뮬레이션으로서만 제공되고, 작용하는 제동 효과는 시뮬레이션에 기초하여 계산된다.
본 발명은 유리한 실시예들을 예로서 개략적으로 그리고 비제한적인 방식으로 도시하는 도 1 내지 도 4를 참조하여 이하에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 차량 제어 장치로서의 동적 안정도 제어 시스템을 구비하는 차량의 부품들의 조립체를 시험하기 위한 시험 스탠드의 구성의 개략적인 도면을 도시한다.
도 2는 시험 스탠드의 다른 유리한 구성을 도시한다.
도 3은 시험 스탠드의 다른 유리한 구성을 도시한다.
도 4는 차량의 부품들의 조립체에 대해 시험을 실행하기 위한 롤러 시험 스탠드를 도시한다.
도 1은 시험 스탠드(1)인 구동 트레인 시험 스탠드의 개략도를 도시하고, 차량의 구동 트레인(2)은 여기서 측면 샤프트(3), 차동 기어(4), 구동 샤프트(5) 및 트랜스미션(6)을 시험 스탠드(1) 상에 기능적으로 셋업되는 실제 부품으로서 포함한다. 구동 트레인(2)은 예컨대 내연기관 또는 전기 모터와 같은 구동 유닛(7)에 의해 구동되고, 측면 샤프트 토크(TH)를 발생하는 구동 토크(TA)를 발생한다. 일반적으로 말하자면, 이하에서는 구동 트레인(2)에서 작용하는 토크를 일반적으로 지시하는 구동 트레인 토크(TP)가 참조될 것이다. 구동 트레인(2)은 로드 머신(8), 양호하게는 전기 로드 머신(dyno)에 연결된다. 이를 위해, 로드 머신(8)은 여기서 단순함을 위해 휠 허브만이 도시되는 차량 휠(9)에 회전 고정 방식으로 필요하다면 적합한 로드 샤프트(10), 예컨대, 카르단 샤프트를 통해 연결된다. 로드 머신(8)은 구동 트레인(2)에 인가되는 로드 토크(TD)를 발생한다. 작용 토크로 인해, 예컨대 차량 휠(9)의 회전 속도(nR) 또는 차동 기어(4)의 출력에서의 회전 속도와 같은 다양한 회전 속도가 구동 트레인의 부품들에서 발생된다. 일반적으로, 아래에서는 구동 트레인(2)에 작용하는 회전 속도를 일반적으로 지시하는 구동 트레인 회전 속도(nP)가 참조된다.
실제 차량에서는, 제1 브레이크 부분(13) 및 제2 브레이크 부분(12)을 구비하는 브레이크 시스템(11)이 또한 제공되어 차량 휠(9) 및 이에 따라 차량을 또한 제동한다. 이러한 브레이크 시스템(11)은 또한 시험 스탠드(1) 상에 셋업된다. 이를 위해, 예컨대 브레이크 디스크, 브레이크 드럼 등과 같은 제2 브레이크 부분(12)이 구동 트레인(2)에, 일반적으로는 측면 샤프트(3) 및/또는 차량 휠(9)과 회전 고정 방식으로 기계적으로 결합된다. 브레이크 캘리퍼스 또는 브레이크 패드를 구비하는 브레이크 슈와 같은 제1 브레이크 부분(13)은 소산형 제동(dissipative braking)을 위해 알려진 방식으로 제2 브레이크 부분(12)과 상호 작용한다. 브레이크 시스템(11)의 제1 브레이크 부분(13)은 알려진 방식으로 예컨대 유압 또는 공압식 유닛과 같은 액추에이팅 유닛(19)을 더 포함하여, 제동 효과(B)를 발생하기 위해 제1 브레이크 부분(13)의 요소를 제2 브레이크 부분(12)에 대해 가압한다. 브레이크 시스템(11)은, 브레이크 시스템(11)에 의해 발생되는 순간적인 제동 압력(pB) 또는 발생된 순간적인 제동력(FB)의 결과에 따른 제동 작동 동안, 실제 존재하는 구동 트레인(2) 및 이에 따라 또한 실제로 차량을 제동하는 제동 토크(TB)를 발생한다. 일반적으로 말하자면, 용어 제동 효과(B)는 이하에서 제동 압력(pB), 제동력(FB) 및 제동 토크(TB)의 동등한 변수를 위해 사용될 것이다.
여기서 구동 트레인(2)의 개별 부품들은 알려진 방식으로 차량 제어 장치(14)에 의해 구동 트레인 회전 속도(nP) 및 필요하다면 다른 측정 변수(M) 및 입력 변수(E)의 함수로서 제어된다. 예컨대, 여기서 차량에서 또는 시험 스탠드(1) 상에서 동적 안정도 제어 시스템(14)에 의해 차량 휠(9)의 회전 속도(nR)의 함수로서 제어되는 브레이크 시스템(11)이 언급된다. 이를 위해, 동적 안정도 제어 시스템(14)은 브레이크 시스템(11)의 액추에이팅 유닛(19)의 다양한 측정 변수(M) 및 입력 변수(E)의 함수로서, 브레이크 시스템(11)에 의해 조절될 수 있는 설정값 제동 효과(Bsoll)를 특정한다. 다른 예는 구동 트레인(2)의 전기 모터를 구동 트레인 회전 속도(nP)의 함수로서 그리고 필요하다면 다른 측정 변수(M) 및 입력 변수(E)의 함수로서 제어하는 하이브리드 제어 장치이다. 일반적으로, 이하에서는 차량 또는 구동 트레인(2)의 부품을 구동 트레인 회전 속도(nP) 및 필요하다면 다른 측정 변수(M) 및 입력 변수(E)의 함수로서 제어하기 위해 차량에 존재하는 제어 장치를 일반적으로 지시하는 차량 제어 장치(14)가 참조된다.
실제 차량에서, 예컨대 차량 제어 장치(14)는 차량 휠(9)의 회전 속도를 측정 변수(M)로서 기본적으로 병합된 휠 회전 속도 센서(18)로부터 수신하고, 필요하다면 다른 병합된 센서로부터 예컨대 종 가속도, 수평 가속도, 요 레이트(yaw rate), 조향각, 조향 각속도 등과 같은 차량의 다른 측정 변수(M)를 수신한다. 또한, 차량 제어 장치(14)는 예컨대 브레이크 페달 신호와 같은 다른 입력 변수(E)를 처리한다. 이들 변수로부터, 예컨대 동적 안정도 제어 시스템은 설정값 제동 압력(pB) 또는 설정값 제동력(FB)(동등하게 또한 설정값 제동 토크(TB)), 즉, 브레이크 시스템(11)용 타겟 제동 효과(Bsoll)를 계산하고, 이는 그 후 액추에이팅 유닛(19)을 통해 제1 브레이크 부분(13)을 제어하도록 사용된다.
구동 유닛(7)을 구비하는 구동 트레인(2), 구동 트레인(2)에 작용하는 브레이크 시스템(11) 및 차량 제어 장치(14)로 이루어지는 이와 같은 차량의 부품의 조립체는 브레이크 시스템(11)의 영향 하에서 시험 스탠드(1) 상에서 시험되고, 로드 머신(8)은 로드 토크(TD)를 구동 트레인(2) 상으로 인가한다. 이는 차량 제어 장치(14)로서 동적 안정도 제어 시스템의 구체적 예로서 이하에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
차량 제어 장치(14), 예컨대 동적 안정도 제어 시스템을 시험 스탠드(1) 상에서 시험하기 위해, 도 1에 따른 본 발명에 따른 제1 실시예에서, 제1 브레이크 부분(13) 및 제2 브레이크 부분(12)은 기계적으로 분리되고 제1 브레이크 부분(13)은 예컨대 더미 브레이크 디스크 또는 더미 브레이크 드럼과 같은 패시브 더미 브레이크 부분(13)에 작용하는 것이 제안된다. 따라서, 시험 스탠드(1) 상에서의 제동 작동의 경우, 실제 제동 토크(TB)가 브레이크 시스템(11)에 의해 구동 트레인(2) 상으로 인가되지 않는다.
시뮬레이션 유닛(20)에서, 차량 휠(9) 및 가능하게는 차량 및/또는 타이어의 실제 거동을 시뮬레이션하는 (가능하게는 또한 차량 및/또는 타이어의) 차량 휠(9)을 시뮬레이션하기 위한 시뮬레이션 모델(21)이 구현된다. 시뮬레이션 모델(21)은 이제 (구동 트레인 회전 속도(nP)로서) 차량 휠(9)의 순간적인 회전 속도(nR)를 구동 트레인(2)에서 현재 작용하는 구동 트레인 토크(TP), 즉, 예컨대 토크 측정 센서(16)에 의해 측정되는 구동 토크(TA) 및/또는 측면 샤프트 토크(TH)로부터 계산하고, 예컨대 특정된 설정값 제동 압력(pB) 또는 설정값 제동력(FB)으로부터 발생되는 순간적인 제동 토크(TB)와 같은 순간적인 제동 효과(Bist)를 계산한다. 또한, 예컨대 타이어 모델로부터 타이어 토크와 같은 다른 토크, 또는 예컨대 공기 역학 모델로부터 저항 토크와 같은 다른 변수가 시뮬레이션 모델(21)에서 고려될 수 있다. 또한, 실제 차량에서와 같은 동적 안정도 제어 시스템은 물론 또한, 실제 센서로부터 형성되거나 모델을 이용하는 시뮬레이션으로부터 또는 고차원 제어 유닛, 예컨대 시험 스탠드 제어 유닛(24)으로부터 유래될 수 있는 차량의 측정 변수(M) 또는 입력 변수(E)를 고려할 수 있다. 순간적인 제동 효과(Bist)는 적합한 센서를 사용하여, 예컨대, 더미 브레이크 부분(15) 상의 실제 제동력(FB _ ist)을 측정함으로써 측정될 수 있거나, 또는 도 1에 도시된 바와 같이 브레이크 시스템(11)의 브레이크 시뮬레이션 모델(22)을 사용하여 계산될 수도 있다. 브레이크 시뮬레이션 모델(22)은 예컨대 순간적인 제동 토크(TB_ ist), 또는 일반적으로 순간적인 제동 효과(Bist)를, 동적 안정도 제어 시스템에 특정된 설정값 제동 압력(pB) 또는 특정된 설정값 제동력(FB)을 이용하여 계산한다. 순간적인 제동 효과(Bist)는 또한 적합한 인터페이스를 통해 동적 안정도 제어 시스템에 의해, 이러한 경우 그러나 동적 안정도 제어 시스템을 시험하기 위해 충분히 정확할 수 있는 예컨대 설정값 제동 토크(TB)로서 공급될 수도 있다.
이와 같이 계산된 차량 휠(9)의 회전 속도(nR)는 그 후 동적 안정도 제어 시스템으로 직접 전달되고, 이와 무관하게, 또한 예컨대 시험 스탠드 제어 유닛(24)에 구현되는 로드 머신(8)용 구동 제어기(23)에도 전달된다. 구동 제어기(23)는 계산된 회전 속도(nR)를 예컨대 로드 머신(8)용 설정값 회전 토크과 같은 제어 신호(S)로 변환하여, 계산된 회전 속도(nR)를 구동 트레인(2)에서 로드 머신(8)의 로드 토크(TD)를 통해 조절한다. 이를 위해, 로드 머신(8)의 현재 회전 속도(nD)가 회전 속도 측정 유닛(17)을 이용하여 측정되어 구동 제어기(23)로 전달되는 것이 제안될 수도 있다.
이러한 방식으로, 동적 안정도 제어 시스템, 또는 일반적으로 차량 제어 장치(14)는 예컨대 병합된 휠 회전 속도 센서(ABS 센서)(18)에 의해 측정될 수 있는 그 다이내믹에서 제한되는 차량 휠(9)의 실제로 존재하는 회전 속도(nR) 또는 그 다이내믹에서 제한되는 일반적으로 실제로 존재하는 구동 트레인 회전 속도(nP)를 수신하는 것이 아니라, 고 다이내믹한 계산된 회전 속도(nR), 또는 일반적으로 nP를 수신한다. 따라서, 시뮬레이션된 회전 속도(nR)는, 특히 고 다이내믹한 제동 작동의 경우, 시험 스탠드(1) 상에서 실제 회전 속도와 편차가 있다. 또는 다시 말해서, 구동 트레인(2)의 실제 회전 속도는 시험 스탠드(1) 및 그 부품들의 제한된 다이내믹으로 인해 고 다이내믹한 시뮬레이션된 회전 속도(nR)보다 뒤처지는데, 왜냐하면 계산된 회전 속도(nR)는 로드 머신(8)을 통해 시험 스탠드(1) 상에서 충분히 신속하게 조절될 수 없기 때문인데, 그러나 이는 동적 안정도 제어 시스템의 시험을 위해 적절하지 않다. 따라서 동적 안정도 제어 시스템을 사용하여, 또는 일반적으로 차량 제어 장치(14) 및 시험 스탠드(1) 상의 브레이크 시스템(11)을 사용하여 보다 실제적인 조건 하에서 부품들의 조립체를 시험하는 것이 가능하다.
본 발명은 위에서 차량의 반축에 대해서만 설명되었지만, 모든 축 및/또는 반축 상의 모든 브레이크 시스템(11)이 이러한 방식으로 또한 동시에 차량 제어 장치(14)의 영향 하에, 특히 또한 차량의 비구동 축 상에서 시험될 수 있다는 것은 당연하다. 전형적인 구동 트레인 시험 스탠드 상에서, 많은 경우 모든 차량 휠(9) 또는 적어도 차량의 모든 피구동 차량 휠(9)이 로드 머신(8)에 연결되는 것으로 알려져 있다. 이러한 상황에서, 시뮬레이션 유닛(20)의 차량 휠의 시뮬레이션 모델(21)을 사용하여 모든 고려되는 차량 휠(9)의 회전 속도(nR)를 계산하고 이들을 차량 휠(9)과 관련된 관련 로드 머신(8)의 각각의 구동 제어기(23) 및 차량 제어 장치(14)에 전달한다. 이러한 방식으로 동적 안정도 제어 시스템을 차량 제어 장치(14)로 사용하여, 예컨대 ABS (anti-lock braking system) 또는 ASR (anti-slip control) 간섭과 같은 차량의 안정도 경우를 시험하는 것이 가능하다.
또한, 차량의 주 브레이크(service brake)의 기능뿐만 아니라 또한 동일한 방식으로 주차 브레이크의 기능도 시험에서 고려될 수 있다는 것을 지적할 수 있다.
도 2에 따른 본 발명의 제2 가능한 실시예에서, 브레이크 시스템(11)은 차량에서와 같이 시험 스탠드(1) 상에 셋업되는데, 즉, 소산형 제동에 대해 제1 브레이크 부분(13)은 제2 브레이크 부분(12)과 상호 작용하고, 이는 다시 구동 트레인(2)에 회전 고정 방식으로 기계적으로 연결된다. 이는 여기서 제동 작동 동안 제동 토크(TB)가 구동 트레인(2) 상으로 실제로 인가된다는 것을 의미한다. 따라서, 브레이크 시스템(11)의 제동 효과(B)는 시뮬레이션 유닛(22)에서 시뮬레이션될 필요는 없고, 순간적인 제동 효과(Bist)로서 직접 측정될 수 있다. 그 결과, 시뮬레이션 유닛(20)의 브레이크 시뮬레이션 모델(22)은 생략될 수 있다. 그러나, 그럼에도 불구하고, 또한 예컨대 순간적인 제동 효과(Bist)가 비-직접적으로 측정될 수 있거나 또는 오직 어렵게만 측정될 수 있다면 순간적인 제동 효과(Bist)를 계산하기 위해 브레이크 시뮬레이션 모듈(22)이 구현될 수 있다. 다르게는, 도 1을 참조하여 언급된 것은 여기에도 적용된다.
제3 가능한 실시예에서, 브레이크 시스템(11)은 실제로 전혀 셋업되지 않는데, 즉, 제1 브레이크 부분(13)도 제2 브레이크 부분(12)도 액추에이팅 유닛(19)도 실제로 존재하지 않는다. 브레이크 시스템(11)은 여기서 완전히 또는 부분적으로 시뮬레이션 유닛(20)의 시뮬레이션 모델(22)에 의해 시뮬레이션되고, 도 3에 도시된 바와 같은 시뮬레이션으로 대체된다. 따라서, 예시적인 차량 제어 장치(14)로서의 동적 안정도 제어 시스템이 브레이크 시스템(11)의 시뮬레이션을 제어하지만, 이는 본 발명의 방법에 따른 동적 안정도 제어 시스템을 시험하기에는 적절하지 않다.
또한 도 4에 도시된 바와 같이 시험 스탠드(1)로서 구동 트레인 시험 스탠드 상이 아닌 롤러 시험 스탠드 상의 브레이크 시스템(11)을 사용하여 차량(30)의 차량 제어 장치(14)를 시험하는 것이 고려될 수도 있다. 이를 위해, 차량(30)은 알려진 바와 같이 관련된 휠 허브 상의 구동 트레인(2)의 단부에 제공된 적어도 피구동 차량 휠(33)이 롤러(31) 상에 배치된다. 롤러(31)는 로드 머신(8)에 연결되어 이에 의해 구동된다. 여기서, 구동 트레인(2)은 이에 따라 로드 머신(8)에 롤러(31)를 통해 연결되고, 상기 로드 머신은 롤러(31)를 통해 로드 토크(TD)를 구동 트레인(2) 상으로 인가한다. 휠 허브(9)의 회전 속도(nR)는 여기서 차량 휠(33)의 회전 속도에 대응된다. 그러나, 차량(30)과 관련하여 차량 제어 장치(14)의 시험을 위해, 예컨대 차량(30)의 앞차축 상의 비-구동 차량 휠(34)이 또한 이러한 방식으로 구동되는 롤러(31) 상에 배치되면 유리하다. 또한 각 차량 휠(33, 34)에 대해 그 자체의 피구동 롤러(31)(개별 휠 드라이브)를 제공하거나 또는 롤러(31) 상에 오직 하나의 회전 휠(소위 코너 모듈)을 배치하는 것도 고려될 수 있다. 여기서 차량(30)의 차량 제어 장치(14)의 시험은 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술된 바와 같이 실행되는데, 차량 제어 장치(14)는 시험 스탠드 상에 실제로 존재하는 회전 속도보다는 오직 계산된 고 다이내믹 회전 속도(nR)를 다시 수신한다.
차량 제어 장치(14)로서의 동적 안정도 제어 시스템의 예는 동적 안정도 제어 시스템이 조립체의 부품으로서의 브레이크 시스템(11)을 제어하게 하는 브레이크 시스템(11) 제어용 제동 효과(Bsoll)를 동적 안정도 제어 시스템 자체가 계산하는 한에 있어서는 특별한 경우이다. 브레이크 시스템(11)의 영향 하에 시험되는 부품들의 조립체가 브레이크 시스템(11)과 다른 부품을 제어하는 다른 차량 제어 장치(14)를 포함한다면, 시험에 브레이크 시스템(11)을 또한 제어하는 것이 필요하다. 브레이크 시스템(11)을 제어하기 위해 이러한 목적으로 필요한 제동 효과(Bsoll)는 여기서 추가로 존재하는 동적 안정도 제어 시스템으로부터 올 수 있지만, 또한 다른 제어 유닛, 예컨대 시험 스탠드 제어 유닛(24)에 의해, 또는 작동자에 의해 구동되는 실제로 존재하는 브레이크 페달에 의해서도 제공될 수 있다. 그러나, 동일한 방식으로 물론 상술된 브레이크 시스템(11)의 실시예도 가능하다. 따라서, 또한, 수 개의 차량 제어 장치(14)의 협동이 부품의 조립체에서 시험될 수 있다.
1: 시험 스탠드
2: 구동 트레인
3: 측면 샤프트
4: 차동 기어
5: 구동 샤프트

Claims (13)

  1. 구동 트레인(2) 및 구동 트레인 회전 속도(nP)를 처리하는 적어도 하나의 차량 제어 장치(14)와, 구동 트레인(2)에 작용하는 브레이크 시스템(11)을 구비하는 차량의 부품들의 조립체를 시험 스탠드(1)에서 시험하기 위한 방법으로서, 차량의 구동 트레인(2)은 구동 유닛(7)에 의해 구동되고, 구동 트레인(2)에는 이와 연결된 로드 머신(8)에 의해 로드 토크(TD)가 인가되고, 상기 조립체의 적어도 하나의 부품이 구동 트레인 회전 속도(nP)의 함수로 차량 제어 장치(14)에 의해 제어되는, 상기 방법에 있어서,
    시뮬레이션 유닛(20)이 상기 조립체의 적어도 하나의 제어 부품(the at least one controlled component of the assembly)에 대한 시뮬레이션 모델(21)을 이용하여, 상기 조립체의 적어도 하나의 제어 부품의 순간적인 구동 트레인 회전 속도(nP)를, 구동 트레인(2)에 작용하는 구동 트레인 토크(TP) 및 브레이크 시스템(11)의 제동 효과(B)로부터 계산하고; 적어도 하나의 제어 부품을 제어하기 위해, 계산된 순간적인 구동 트레인 회전 속도(nP)가 차량 제어 장치(14)에 의해 사용되고; 그리고 로드 머신(8)을 제어하기 위해, 계산된 구동 트레인 회전 속도(nP)가 구동 제어기(23)에 의해 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 브레이크 시스템(11)은 적어도 하나의 제어 부품으로서의 차량 휠(9)의 구동 트레인 회전 속도(nP)로서의 회전 속도(nR)의 함수로 차량 제어 장치(14)로서의 동적 안정도 제어 시스템에 의해 제어되고; 시뮬레이션 유닛(20)에서, 차량 휠(9)에 대한 시뮬레이션 모델(21)을 이용하여 차량 휠(9)의 순간적인 회전 속도(nR)가 계산되어, 계산된 차량 휠(9)의 순간적인 회전 속도(nR)가 동적 안정도 제어 시스템에 의해 브레이크 시스템(11)을 제어하기 위해 사용되고; 그리고 계산된 차량 휠(9)의 회전 속도(nR)는 구동 제어기(23)에 의해 로드 머신(8)을 제어하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제동 효과(B)는, 시뮬레이션 유닛(20)이 브레이크 시스템(11)에 대한 브레이크 시뮬레이션 모델(22)을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 브레이크 시스템(11)의 제동 효과(B)는 시험 스탠드(1)에서 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제동 효과(B)는 동적 안정도 제어 시스템(14)에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 시뮬레이션 모델(21)에 의해 차량 또는 차량 휠(9)의 타이어도 시뮬레이션 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 로드 토크(TD)는 차량 휠이 위에 배치되는 시험 스탠드(1)의 롤러(31)를 통해 구동 트레인(2)에 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 구동 트레인(2) 및 구동 트레인 회전 속도(nP)를 처리하는 적어도 하나의 차량 제어 장치(14) 및 구동 트레인(2)에 작용하는 브레이크 시스템(11)을 구비하는 차량의 부품들의 조립체를 시험하는 시험 스탠드(1)로서, 구동 유닛(7)이 차량의 구동 트레인(2)을 구동하며, 구동 트레인(2)은 구동 트레인(2)에 로드 토크(TB)를 인가하는 로드 머신(8)에 연결되어, 차량 제어 장치(14)가 구동 트레인 회전 속도(nP)의 함수로 조립체의 적어도 하나의 부품을 제어하는, 시험 스탠드에 있어서,
    적어도 하나의 제어 부품에 대한 시뮬레이션 모델(21)을 가진 시뮬레이션 유닛(20)이 제공되고, 상기 시뮬레이션 유닛(20)은 구동 트레인(2)에 작용하는 구동 트레인 토크(TP) 및 브레이크 시스템(11)의 제동 효과(B)로부터 순간적인 구동 트레인 회전 속도(nP)를 계산하고; 차량 제어 장치(14)는 계산된 구동 트레인 회전 속도(nP)를 이용하여 적어도 하나의 제어 부품을 제어하고; 그리고, 로드 머신(8)의 구동 제어기(23)는 계산된 구동 트레인 회전 속도(nP)를 이용하여 로드 머신(8)을 제어하는 것을 특징으로 하는 시험 스탠드.
  9. 제8항에 있어서, 브레이크 시스템(11)을 적어도 하나의 제어 부품으로서의 차량 휠(9)의 구동 트레인 회전 속도(nP)로서의 회전 속도(nR)의 함수로 제어하는 동적 안정도 제어 시스템이 제공되며; 시뮬레이션 유닛(20)은 차량 휠(9)의 순간적인 회전 속도(nR)를 계산하고; 동적 안정도 제어 시스템은 차량 휠(9)의 계산된 회전 속도(nR)를 이용하여 브레이크 시스템(11)을 제어하고; 그리고 구동 제어기(23)는 차량 휠(9)의 계산된 회전 속도(nR)를 이용하여 로드 머신(8)을 제어하는 것을 특징으로 하는 시험 스탠드.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 브레이크 시스템(11)은 제1 브레이크 부분(13), 및 이와 상호 작용하고 구동 트레인(2)에 기계적으로 연결된 제2 브레이크 부분(12)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시험 스탠드.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 브레이크 시스템(11)은 제1 브레이크 부분(13), 및 구동 트레인(2)에 기계적으로 연결된 제2 브레이크 부분(12)을 포함하고; 제1 브레이크 부분(13)이 시험 스탠드(1)에 제공된 더미 브레이크 부분(15)에 작용하여서, 제1 브레이크 부분(13)은 제2 브레이크 부분(12)으로부터 기계적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 시험 스탠드.
  12. 제8항 또는 제9항에 있어서, 브레이크 시스템(11)을 시뮬레이션하기 위한 브레이크 시뮬레이션 모델(22)이 시뮬레이션 유닛(20)에서 구현되는 것을 특징으로 하는 시험 스탠드.
  13. 제8항 또는 제9항에 있어서, 브레이크 시스템(11)에 대한 브레이크 시뮬레이션 모델(22)이 시뮬레이션 유닛(20)에서 구현되고, 그로부터 시뮬레이션 유닛(20)이 제동 효과(B)를 계산하는 것을 특징으로 하는 시험 스탠드.
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