자율주행 시험 연구실로 이동한다

자동차산업이 전세계적으로 회복되고 있지만 많은 사람들이 낙관적으로 보고 있지 않다. 장기적인 관점에서는 추진력있게 진행되지 않겠지만 대부분의 사람들이 새로운 시스템의 전환은 계속될 것이라는 것에 동의한다. 이것은 정부가 전기차 지향 산업을 지원을 위한 소비자 장려책을 마련하기 위해 노력하고 있기 때문이다. 이러한 새로운 시도는 도전을 기회로 바뀌기 위한 조직적 유연성에 초점을 두고 있다. 유연성은 조직의 구조와 인간의 사고방식에 적용될 수 있지만 시험 방법과 장비에도 동일하게 적용될 수 있다.

 

Rototest(로토테스트)는 30년 동안 파워트레인 테스트 분야에서 일하고 있다. 지난 10년 동안 이 회사는 OEM과 1차 부품 업체가 개발 효율성과 비용 절감을 추구할 수 있는 유연성을 갖춘 허브 결합 파워트레인 동력계를 제공하는 데 주력해 왔다. 파워트레인 Calibration(교정)을 연구실로 이동하면 테스트 환경이 안정적이고 반복적으로 실험할 수 있어 비용과 시간이 크게 절약된다.

10년 동안 세계적으로 파워트레인 생산이 중단되었지만 전기차용 파워트레인 같은 새로운 드라이브 시스템 개발은 계속 되었다. 차량 추진 방식 뿐만 아니라 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)기능을 구현하면서 차량 제어 방식에도 세계적으로 변화되고 있다.

새로운 파워트레인 환경 설정이 빠르게 도입되고 더 넓은 고객층을 충족하기 위한 모델의 수가 늘어남에 따라 교정과 테스트 및 검증해야 할 차량 변형의 수는 계속해서 증가하고 있다. 그러나 소비자들이 향후 출시 차량에 더 높은 가격으로 구매하지 않을 것으로 예상되면서 늘어난 개발 물량들은 비용 절감을 위해 더 효율적이어야한다.

 

자율주행과 연구소의 만남

현재로서는 완전자율주행을 볼 때까지 다소 시간이 걸리겠지만 세계 자동차 산업의 메가트렌드 중 하나는 자율주행을 향한 발전이다. 한편 ADAS(첨단 운전자 보조시스템)는 자동차가 운전자들로부터 더 많은 통제권을 넘겨 받게 되는 중간 레벨 단계부터 결정적인 역할을 한다.

 

자율주행 분야의 Calibration(교정) 및 validation(유효성) 검사는 급속도로 증가하고 있으며 로토테스트는 전 세계적으로 여러 혁신 프로젝트에 참여하고 있다. 도로 주행 테스트에서 연구실 환경으로 교정 조작을 함으로써 최대 80%의 시간 절약을 할 수 있다. 로토테스트의 파워트레인 동력계 시스템은 모듈식 사용 구조 덕분에 ADAS 기능 교정 및 유효성 검사를 위한 효율적인 테스트 환경을 제공한다. ADAS를 제외한 로토테스트의 동력계는 추가로 높은 동적 조작도 가능하다. 대표적인 기동은 정지 상태에서 최대의 가속력으로 기어를 통과하는 WOT(Wide-Open-Throtle) standing start이다. 전통적인 롤러형 동력계에서 이러한 기동을 시도하면 중형 동력 차량을 사용하더라도 일반적으로 비현실적이며 과도한 타이어 미끄러짐이 발생한다. 로토테스트의 동력계는 차량의 휠 허브에 직접 연결될 때 각 휠에 대해 타이어와 표면과의 관계는 건조, 습기, 눈 또는 빙판 도로 조건을 현실적으로 나타낼 수 있다.

 

로토테스트의 high dynamic control technology(HDC)는 파워트레인 동력계 시리즈의 많은 모델 중 표준 기능이다. HDC는 또한 통합된 14개 자유도 (Degrees-Of-Freedom) 자동차 모델을 포함한다. 통합모델은 간단하게 차량의 몇 가지 물리적 특성에 의해서만 매개변수가 지정된다. 필요한 매개변수를 줄이고 이를 일반적인 물리적 특성에 맞게 유지함으로써 동력계 시스템에 신차를 설치하는 과정을 빠르고 쉽게 만들 뿐만 아니라 경쟁 차량 같은 상세한 사양을 알 수 없는 차량에도 신속하게 설정할 수 있다.

 

자동차 섀시의 경우 6자유도이며, X(수평), Y(수직), Z(깊이), 요(좌우회전), 피치(앞뒤기울기) 그리고 롤링회전(좌우기울기)이며 각 휠은 2자유도(회전 속도 및 조향 각도)로 구성된다. 개별 휠 스티어링 각도를 시뮬레이션하는 기능은 모든 휠이 스티어링 각도를 물리적으로 공급할 수 있으며 완전한 시뮬레이션 환경을 제공하는 로토테스트의 동력계 솔루션(+/- 45도)과 잘 작동한다.

 

자동차 모델링 및 시뮬레이션의 증가

개발 시간과 비용을 줄이기 위해 자동차 산업 내에서 모델링과 시뮬레이션이 점점 더 많이 이용되고 있다. 모델링 하여 미래 차량의 기능은 물리적으로 존재하기 전에 시뮬레이션할 수 있기 때문에 개발 속도가 빨라지고 생산 전 중대한 실수를 피할 수 있다.

 

로토테스트는 통합 차량 모델과 외부 모델용으로 개방된 듀얼 인터페이스로 이 트렌드를 완벽히 지원한다. CAN, Ethernet, EtherCAT 등 모든 표준 통신 인터페이스가 지원된다. 로토테스트는 기술 파트너 중 한 곳인 IPG오토모티브와 로토테스트의 오픈 인터페이스를 사용하여 IPG Xpack4 실시간 시스템에 연결을 추가하고 IPG의 시뮬레이션 소프트웨어 CarMaker와 결합해 실행했다. 개발 단계 초기에 CarMaker를 사용하여 OEM과 1차부품업체는 잠재적인 절감 효과를 통해 파워트레인 단계의 모델링에 재원 투자를 더욱 활용할 수 있다.

 

이 시스템은 단단한 바닥에만 설치가 가능하다. 테스트 동안 차량에 작용하는 수평력(horizontal force)이 없기 때문에 최대 가속도 또는 비상 제동은 아무런 문제가 없으며, 따라서 빠른 차량 설치 시간으로 안정적인 시험 환경을 보장한다.

 

물리적 조향장치 기능이 자동/자율 주행(AD) 테스트뿐만 아니라 특정 ADAS 기능에도 매우 유용하다는 것이 입증되었다. 조향 장치 기능은 로토테스트가 새로 도입한 steering force feedback system으로 더욱 향상 될 수 있다. 특허받은 이 시스템은 파워트레인 동력계와 함께 시험 차량을 개조하거나 연결 없이도 운전자(또는 AD 컨트롤 시스템)에게 주행 중 자연스러운 스티어링 느낌을 주는 테스트 환경을 제공한다.

 

 

 

[출처]

https://www.engineerlive.com/content/moving-autonomous-driving-lab

Moving autonomous driving to the lab | Engineer Live

 

Edited by Lucy