저자: Liu Hao 박사, 이명섭 석사과정 - 계명대학교 |
해결 과제
현재 수동 변속기 장착 차량의 클러치 개발 시험과 관련하여 다양한 열용량 및 NVH 시험, 그리고 필드 모니터링 평가가 수행되고 있다. 이에 각 평가 시험 항목에 따라 개별적인 전문 시스템을 도입하여 시험을 수행하고 있다. 그러나 시험 항목별로 고가의 장비를 이용한 해당 시스템을 갖춰야 할뿐만 아니라, 각 시험이 연계된 전문 데이터 계측을 토대로 한 객관적인 평가도 요구되나 현실적으로 실시하지 못하고 있는 상황이다. 또한 상용화 프로그램은 정해진 시험만 수행 가능할 뿐 다양한 시험 모드에 따른 응용 계측 업무가 불가한 실정이다. 그래서 수동 변속기 차량의 클러치 개발 시험과 관련하여, 열용량 및 NVH 시험 및 다양한 실차 평가가 하나의 시스템에서 구현될 수 있는 범용 실차 계측 시스템을 개발하고자 하였다. 또한, 프로그램은 GUI기반의 LabVIEW 프로그램과 측정 장비들을 이용하여 단순한 테스트와 데이터 계측뿐만 아니라 다채널이 요구되는 전문적인 응용 프로그램의 구성이 가능하도록 시스템을 구현하고자 하였다.
솔루션
- 온도 계측: 최대 8채널(수정 가능)
- CAN 데이터 계측: 최대 8채널(수정 가능)
- 아날로그 입력 데이터 계측: 최대 2채널(수정 가능)
- 디지털 입력 데이터 계측: 최대 2채널(수정 가능)
이 사양은 계획한 성능 수준을 충족한다. 특히 해석 부분은 시험자가 데이터를 쉽게 확인할 수 있게 시간 기준,
운행거리 기준으로 각 데이터들을 구분하였고, 원하는 데이터만 디스플레이 할 수 있게 하여 시험 후 데이터
후처리 시간 단축과 시험의 편리성 향상의 결과를 얻었다.
어플리케이션 요약
범용 실차 계측 시스템의 시험 모드에 따라 열용량 시험 모드와 실도로 주행 모니터링 테스트 모드로 구분 된다.
열용량 시험 모드는 Stall 테스트 모드와 Hill Start 테스트 모드로 나누어지고, 실제 도로 주행 모니터링 테스트는 기어 포지션과 클러치 조작 횟수, 차량 각 부분의 온도를 측정한다. 다음 그림은 실차 시험 모드에 따라 각 센서들을 장착한 차량 계측 시스템의 구성을 보여준다.
그림1. 차량 계측 시스템 구성
본론
이 프로그램은 온도, 페달 변위, 토크, ECU CAN 시그널, 회전속도 등을 계측하는 데이터 계측 모드와 계측 데이
터 분석 및 열용량을 계산할 수 있는 해석 모드로 구성되며 프로그램의 기능은 아래와 같다.
최소, 최대, 평균값을 측정할 수 있는 8개의 온도 측정 채널, 페달 변위 및 텔레메트리시스템을 통한 토크를 측정할 수 있는 4개의 아날로그 입력 채널, 페달 변위 보정 기능, ECU CAN 시그널을 측정할 수 있는 8개의 채널, 기어단수 계산을 위해 사용자가 기어박스 속도를 CAN 시그널 또는 변속 횟수 카운팅을 위한 기준 선택 기능, 기어단 표시 기능, 계측된 데이터 저장 기능(*.dat), 해석모드에서 계측된 데이터에 대해 디스플레이 및 해석 선택 기능, 차량 출발순간 열용량 해석 가능 기능이 있다. 아래의 그림은 계측 모드에 대한 프로그램의 프런트 패널에 대한 것이고, 데이터 표시, 파라미터 세팅, 시스템콘솔 부분으로 구성되어 있다.
그림 2. 계측 모드 프론트 패널
결론 및 솔루션 개발 후 얻게 된 이점
이 프로그램으로 CAN Data Map정보만 알 수 있다면 개발 대상 차량인 카이런 수동 차량 이외에도 전 차종에 대
한 적용이 가능할 것으로 예상되며, 범용 실차 계측 시스템을 활용하여 향후 클러치 개발에 크게 기여할 것으로 생각한다. 게다가 기존에는 고가의 시험 장비를 항목별로 도입해야 했으나 본 과제를 통해 개발된 범용 실차 계측시스템을 활용한다면 개발 대상 전 차종에 적용 가능하여 고가의 시험 장비 구입에 드는 비용을 절감 할 수 있을 것으로 사료된다.
또한, 향후에는 차량의 총 운행거리, 기어별 변속 횟수, 엔진 토크, 엔진 속도 등의 계측 자료를 바탕으로 엔진오일 교환주기 등을 알려줄 수도 있을 것이다. 아울러 이벤트 드리븐 방식을 활용하여 사고 시 과실 여부의 중요한 판단 기준인 차량 속도를 저장한다면 비행기의 블랙박스와 유사한 용도로 활용할 수 있을 것이다.
NI 솔루션이 채택된 이유
이 프로그램을 통해 개발된 프로그램은 온도, 페달 변위, 토크, ECU CAN 시그널, 회전속도 등을 계측하는 데이터 계측 모드와 계측 데이터 분석 및 열용량을 계산할 수 있는 해석 모드로 구성된다. 프로그램의 기능은 다음과 같다.
ㆍ최소, 최대, 평균값을 측정할 수 있는 8개의 온도 측정 채널
ㆍ페달 변위 및 텔레메트리시스템을 통한 토크를 측정할 수 있는 4개의 아날로그 입력 채널
ㆍ페달 변위 보정 기능
ㆍECU CAN 시그널을 측정할 수 있는 8개 채널
ㆍ기어단수 계산을 위해 사용자가 기어박스 속도를 CAN 시그널
ㆍ변속 횟수 카운팅을 위한 기준 선택 기능(페달 변위 또는 기어단수)
ㆍ기어단 표시 기능
ㆍ계측된 데이터 저장 기능(*.dat)
ㆍ 해석 모드에서 계측된 데이터에 대해 디스플레이 및 해석 선택 기능
ㆍ차량 출발 순간 열용량 해석 가능 기능