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KR100376152B1 - Simulation method for estimating a performance of automatic transmission automobile - Google Patents

Simulation method for estimating a performance of automatic transmission automobile Download PDF

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KR100376152B1
KR100376152B1 KR10-2000-0015496A KR20000015496A KR100376152B1 KR 100376152 B1 KR100376152 B1 KR 100376152B1 KR 20000015496 A KR20000015496 A KR 20000015496A KR 100376152 B1 KR100376152 B1 KR 100376152B1
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Abstract

본 발명은 엔진, 토크컨버터, 변속선도, 유성기어, 다판 클러치, 다판 브레이크, 클러치 작용압, 주행저항, 타이어 및 차량의 제원에 관련되는 각종 데이터가 컴퓨터 상에 입력되면 시뮬레이션을 수행하여 모니터 또는 프린터로 결과가 출력되도록 하는 방법에 있어서: 차량의 속도가 일정하게 유지되는 상태에서 연비를 계산하는 정속주행 모드; 설정된 코스에 의한 도시주행 상태에서 연비를 계산하는 도시주행 모드; 엔진의 공회전이나 스톨 상태에서 제동페달을 해제하는 동시에 최단 시간내에 가속페달을 완전히 밟을 때의 성능을 계산하는 발진가속 주행 모드; 일정속도를 일정 단에서 유지한 상태에서 최단 시간내에 가속페달을 완전히 밟을 때의 성능을 계산하는 추월가속 주행 모드; 구동력, 주행저항, 엔진속도 등 차량의 전반적인 성능을 계산하는 주행성능곡선 모드; 및 토크 컨버터의 터빈이 정지된 상태에서 얻을 수 있는 엔진의 최대속도를 계산하는 스톨속도 계산모드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 함에 따라, 자동변속기 개발과정에서 실차 실험에 앞서 변속성능을 포함한 차량의 주요성능을 판단함으로써 개발기간을 단축하고 개발비용을 절감할 수 있다.According to the present invention, when various data related to the engine, torque converter, shift diagram, planetary gear, multi-plate clutch, multi-plate brake, clutch working pressure, travel resistance, tire, and specifications of the vehicle are inputted to the computer, simulation is performed to monitor or printer. A method for causing a furnace to output a result, the method comprising: a constant speed driving mode for calculating fuel economy while a vehicle speed is kept constant; A city driving mode for calculating fuel economy in a city driving state according to a set course; An oscillation acceleration driving mode that releases the brake pedal at idle or stall of the engine and calculates the performance when the accelerator pedal is fully pressed in the shortest time; Overtaking acceleration driving mode for calculating the performance when the accelerator pedal is fully pressed within the shortest time while maintaining a constant speed in a certain stage; A driving performance curve mode for calculating the overall performance of the vehicle such as driving force, running resistance, and engine speed; And a stall speed calculation mode that calculates a maximum speed of the engine that can be obtained when the turbine of the torque converter is stopped. Thus, the main parts of the vehicle including the shifting performance prior to the actual vehicle experiment in the automatic transmission development process. Judging performance can shorten development time and reduce development costs.

Description

자동변속 차량의 성능예측을 위한 시뮬레이션 방법{Simulation method for estimating a performance of automatic transmission automobile}Simulation method for estimating a performance of automatic transmission automobile

본 발명은 자동변속 차량의 성능예측을 위한 시뮬레이션 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동변속기 개발과정에서 실차 실험에 앞서 변속성능을 포함한 차량의 주요성능을 판단함으로써 개발기간을 단축하고 개발비용을 절감하는 자동변속 차량의 성능예측을 위한 시뮬레이션 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a simulation method for predicting the performance of an automatic transmission vehicle, and more particularly, to reduce the development period and reduce the development cost by determining the main performance of the vehicle including the shifting performance before the actual vehicle experiment in the automatic transmission development process. The present invention relates to a simulation method for predicting performance of an automatic transmission vehicle.

일반적으로 차량의 주요 기능부의 하나인 자동변속기를 개발하기 위해서는 많은 인력과 장비가 투입된다. 일단 자동변속기의 설계가 완료되더라도 시제품을 제작하고 차량에 탑재하여 차량의 전반적인 동력성능과 함께 변속성능을 검사하고 문제점을 보완하여 수 차례 설계변경하는 과정을 반복하게 된다.In general, a lot of manpower and equipment are invested in developing an automatic transmission, which is one of the main functional parts of a vehicle. Even if the design of the automatic transmission is completed, the prototype is manufactured and mounted on the vehicle to inspect the transmission performance along with the overall power performance of the vehicle, and the design change is repeated several times to compensate for the problem.

또한 개발과정에서 수집되는 크고 작은 중요정보들이 제대로 관리되지 않기 때문에 개발자가 퇴직하거나 개발이 일시 중단된 후 재개되는 경우 동일한 시행착오가 반복될 우려가 높다.In addition, important information collected during the development process is not properly managed, so if the developer retires or resumes after the development is suspended, the same trial and error may be repeated.

그러므로 개발 및 양산시 CAD, CAM이 보편화되는 추세에서 실제 가공전에 성능을 평가하고 이러한 정보를 데이터베이스화하는 것이 필요하다.Therefore, in the trend of generalization of CAD and CAM during development and mass production, it is necessary to evaluate performance before actual machining and to database such information.

본 발명은 상기한 점에 착안하는 것으로서, 자동변속기 개발과정에서 실차 실험에 앞서 변속성능을 포함한 차량의 주요성능을 판단함으로써 개발기간을 단축하고 개발비용을 절감하는 자동변속 차량의 성능예측을 위한 시뮬레이션 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention focuses on the above points, and the simulation for predicting the performance of an automatic transmission vehicle that shortens the development period and reduces the development cost by determining the main performance of the vehicle including the shifting performance before the actual vehicle experiment in the automatic transmission development process. Its purpose is to provide a method.

도 1은 본 발명에 따른 시뮬레이션을 위한 프로그램의 입출력 인자를 나타내는 블럭도,1 is a block diagram showing input and output parameters of a program for simulation according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 정속주행 모드의 처리과정을 나타내는 플로우차트,2 is a flowchart illustrating a process of a cruise control mode according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 도시주행 모드의 처리과정을 나타내는 플로우차트,3 is a flowchart illustrating a process of a city driving mode according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 가속주행 모드의 처리과정을 나타내는 회로도,4 is a circuit diagram showing a process of acceleration driving mode according to the present invention;

도 5 내지 도 9는 본 발명에 따른 각종 입력을 수행하기 위한 화면상태도,5 to 9 are screen state diagrams for performing various inputs according to the present invention;

도 10 내지 도 15는 본 발명에 따른 시뮬레이션 결과를 나타내는 화면상태도.10 to 15 are screen state diagrams showing simulation results according to the present invention.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 엔진, 토크컨버터, 변속선도, 유성기어, 다판 클러치, 다판 브레이크, 클러치 작용압, 주행저항, 타이어 및 차량의 제원에 관련되는 각종 데이터가 컴퓨터 상에 입력되면 시뮬레이션을 수행하여 모니터 또는 프린터로 결과가 출력되도록 하는 방법에 있어서: 차량의 속도가 일정하게 유지되는 상태에서 연비를 계산하는 정속주행 모드; 설정된 코스에 의한 도시주행 상태에서 연비를 계산하는 도시주행 모드; 엔진의 공회전이나 스톨 상태에서 제동페달을 해제하는 동시에 최단 시간내에 가속페달을 완전히 밟을 때의 성능을 계산하는 발진가속 주행 모드; 일정속도를 일정 단에서 유지한 상태에서 최단 시간내에 가속페달을 완전히 밟을 때의 성능을 계산하는 추월가속 주행 모드; 구동력, 주행저항, 엔진속도 등 차량의 전반적인 성능을 계산하는 주행성능곡선 모드; 및 토크 컨버터의 터빈이 정지된 상태에서 얻을 수 있는 엔진의 최대속도를 계산하는 스톨속도 계산모드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention simulates when various data related to engine, torque converter, shift diagram, planetary gear, multi-plate clutch, multi-plate brake, clutch working pressure, running resistance, tire, and specifications of the vehicle are input to the computer. A method of outputting a result to a monitor or a printer by performing the following steps, the method comprising: a constant speed driving mode for calculating fuel economy while a vehicle speed is kept constant; A city driving mode for calculating fuel economy in a city driving state according to a set course; An oscillation acceleration driving mode that releases the brake pedal at idle or stall of the engine and calculates the performance when the accelerator pedal is fully pressed in the shortest time; Overtaking acceleration driving mode for calculating the performance when the accelerator pedal is fully pressed within the shortest time while maintaining a constant speed in a certain stage; A driving performance curve mode for calculating the overall performance of the vehicle such as driving force, running resistance, and engine speed; And a stall speed calculation mode for calculating a maximum speed of the engine that can be obtained when the turbine of the torque converter is stopped.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

본 발명에서는 설계자가 프로그램의 내부를 모르더라도 사용하는데 지장이 없도록 여러 가지 시뮬레이션을 수행하는 계산(solver) 루틴에 자료의 입력을 도와주는 전 처리기(pre processor)와 결과를 분석할 수 있도록 다양한 그래프를 보여주는 후 처리기(post processor)를 추가하여 본 프로그램만으로 파워트레인의 해석 및 기초 설계를 할 수 있도록 하였다.In the present invention, various graphs are used to analyze the results of preprocessors and results that help data input to solver routines that perform various simulations so that designers do not have to know the inside of the program. We added a post processor to show the powertrain analysis and basic design with this program alone.

자동변속기를 모델로 이를 장착한 차량의 전반적인 동력 성능을 해석할 수 있도록 개발된 본 프로그램은 일명 "Vehicle Powertrain Simulation 1.5"라고 한다. 이 프로그램에는 통상의 사용자에게 익숙한 "한글"이 내장되고, GUI(Graphical User Interface)를 이용한 풀다운 메뉴와 마우스로 모든 작업이 가능한 사용자 인터페이스가 포함된다. 개발에 사용된 언어는 Visual C++ 5.0이며 데이터의 보간은 Cubic Spline, 미분 방정식의 계산은 Runge Kutta 4th를 이용한다.The program, developed to analyze the overall power performance of vehicles equipped with automatic transmission models, is called "Vehicle Powertrain Simulation 1.5". The program has a built-in "Hangul" familiar to the average user, and includes a pull-down menu using a Graphical User Interface (GUI) and a user interface that can be operated with a mouse. The language used for development is Visual C ++ 5.0, which uses Cubic Spline to interpolate data and Runge Kutta 4th to calculate differential equations.

본 프로그램의 사용 환경은 MS Windows 95 이상이 필수적이다. 사용 PC는 칼라 모니터에 586급이 적절하나 486급도 사용이 가능하다. 마우스 드라이버만 설치되어 있으면 모든 마우스를 지원하나 그래프 출력은 직접 지원하지는 않는다.MS Windows 95 or higher is required for this program. The PC used is 586 class for color monitor, but 486 class is also available. If only a mouse driver is installed, it supports all mice, but does not directly support graph output.

또한 하드웨어적인 에러나 계산적인 오류 처리 루틴을 포함하고 있고 도움말을 지원 받을 수 있다. 단, 자료를 입력하지 않고 시뮬레이션을 시킬 경우는 연산 도중에 divided by zero 에러가 발생할 수 있으니 입력 자료를 전부 대입하고 실행하는 것이 바람직하다. 하드웨어적인 에러로는 "하드디스크 공간이 부족할 때..." 등이 있고, "시속 300으로 정속주행시 연비를 계산하라" 등 입력된 조건에서 불가능한 시뮬레이션 결과를 원할 경우에 계산적인 에러가 발생한다.It also includes hardware error and computational error handling routines and help is available. However, if the simulation is performed without inputting data, divided by zero error may occur during the operation. Therefore, it is recommended to substitute and execute all input data. Hardware errors include "when there is not enough hard disk space ...", and "calculate fuel economy when driving at speeds of 300".

설치 방법은 먼저 디스켓을 a: 드라이브에 넣은 후 "install"만 실행하면 자동으로 설치 해준다. 설치시 암호는 디스켓의 시리얼 넘버를 입력하는데, 보안을 위해 3번 이상 암호가 틀리면 설치가 되지 않는 점에 주의한다. "install"을 실행하면 설치 디렉토리를 물어보고 이때 설치하고자 하는 디렉토리명을 입력한다. 설치전에 하드디스크의 공간이 충분한지 확인한다.The installation method automatically installs the diskette by inserting it into the a: drive and running "install". When installing the password, enter the serial number of the diskette. Note that the password will not be installed if the password is incorrect more than 3 times. When you run "install", it will ask for the installation directory and provide the name of the directory you want to install. Make sure you have enough space on your hard disk before installing.

본 프로그램은 256칼라를 지원하며 구체적인 화일 구성을 보면, 4hp_tm.exe : 실행화일, *.fnt : font 화일, *.hlp : 도움말 화일, *.bmp : 배경 화일, *.vps : 데이터 화일, *.eng : 엔진 데이터 화일, *.tcv : 토크컨버터 데이터 화일, *.out : 결과 출력 화일을 포함한다.This program supports 256 colors and if you look at the specific file configuration, 4hp_tm.exe: executable, * .fnt: font file, * .hlp: help file, * .bmp: background file, * .vps: data file, * .eng: engine data file, * .tcv: torque converter data file, * .out: result output file.

도 1은 본 발명에 따른 시뮬레이션을 위한 프로그램의 입출력 인자를 나타내는 블럭도가 도시된다.1 is a block diagram showing input and output parameters of a program for simulation according to the present invention.

안내(ST10)는 계산기, 달력 등의 부가적인 서비스를 제공하도록 구성하고, 자료입력(ST20)은 시뮬레이션 또는 실제 실험을 통하여 기 생성된 데이터를 입력하도록 구성한다. 새화일은 *.vps 화일의 데이터를 모두 0으로 초기화시킨다. 자료수정(ST30)은 화면을 통하여 입력을 수행하거나 입력된 데이터를 수정하도록 구성되고, 시뮬레이션(ST40)은 입력 데이터를 이용하여 계산하고 그 결과를 출력하도록 구성된다.The guidance ST10 is configured to provide additional services such as a calculator and a calendar, and the data input ST20 is configured to input previously generated data through simulation or actual experiment. The new file initializes all data in the * .vps file to zero. The data modification ST30 is configured to perform an input through the screen or to modify the input data, and the simulation ST40 is configured to calculate using the input data and output the result.

표 1 및 표 2에 나타내는 바와 같이 즉시 변경 가능한 설계 변수와 제공하는 결과 그래프를 다양화하여 설계 변수의 변화가 차량 성능에 미치는 영향을 해석할 수 있도록 한다.As shown in Table 1 and Table 2, design variables that can be changed immediately and the resulting graphs are diversified to analyze the effects of changes in design variables on vehicle performance.

도 5 내지 도 9는 본 발명에 따른 각종 입력을 수행하기 위한 화면상태도가 도시된다.5 to 9 are screen state diagrams for performing various inputs according to the present invention.

공통적으로 해당되는 사항으로서 변수선택은 키보드나 마우스로 지정할 수 있고, 변수는 입력후 [저장] 버튼을 누르면 즉시 저장된다. 탈출은 ESC키를 누르거나 마우스로 윈도우 상단의 박스를 클릭하면 된다. 경우에 따라서는 버튼을 눌러서 그래프나 관련정보를 보여주는 항목도 있다. 다음에는 주요한 입력과정을 단계별로 설명한다.Commonly applicable variables can be selected by keyboard or mouse. Variables are saved immediately by pressing the [Save] button after input. To escape, press the ESC key or click the box at the top of the window with your mouse. In some cases, you can press the button to show graphs or related information. The following describes the main input process step by step.

변경 가능한 설계 변수Changeable Design Variables 메뉴 항목Menu item 입력 변수Input variables 엔 진engine 엔진 모델명, 출력 토크, 연료 소모율(쓰로틀 개도, 엔진의 RPM 별로)Engine model name, output torque, fuel consumption rate (by throttle opening, engine RPM) 토크 컨버터Torque converter 토크 컨버터 모델명성능곡선 용량인자, 토크비 (속도비 별로)Inertia of Engine Pump, Inertia of TurbineTorque Converter Model Performance Curve Capacity Factor, Torque Ratio (by Speed Ratio) Inertia of Engine Pump, Inertia of Turbine 변속 선도Shift leading 상향 변속 선도, 하향 변속 선도12,23,34, Lock Up 영역 선정Upshift line, Downshift line 12, 23, 34, Lock up area selection 유성 기어Planetary gears 모든 기어이의 개수, 각 속도단 별 감속비, 효율종감속비각 속도단 별 Equivalent Inertia , 각 기어별 InertiaNumber of all gear teeth, reduction ratio for each speed stage, efficiency longitudinal reduction ratio Equivalent Inertia for each speed stage, Inertia for each gear 다판 클러치다판 브레이크Multi-plate Clutch 클러치 별로 디스크의 내경, 외경디스크의 갯수, 피스톤 면적리턴 스프링 장력, 개수디스크의 정마찰계수, 동마찰계수동마찰계수 기준 속도Disk inner diameter, number of outer diameter disk, piston area return spring tension, static friction coefficient of disk, dynamic friction coefficient manual friction coefficient 클러치 작용압Clutch working pressure 변속시 작동하는 클러치나 브레이크 작용압, 라인압Clutch, brake working pressure and line pressure 주행 저항Running resistance 도로의 경사도, 도로의 마찰계수구름저항계수, 공기저항계수Road slope, friction coefficient of road, rolling resistance, air resistance coefficient 타 이 어tire 타이어 모델명타이어의 Inertia, 동회전 반경Pacejka 타이어 자료Tire Inertia, Co-Radius Radius Pacejka Tire Data 차량의 제원Specification of the vehicle 테스트 차량 이름 설명차량의 전면 투영 면적, 전폭, 전고차량 무게 중심의 위치공차 중량, 테스트 중량Test vehicle name Description Vehicle front projection area, full width, position tolerance weight in the center of the vehicle weight, test weight

제공하는 결과 항목Results item provided 시뮬레이션종류Simulation type ▶기본적으로 제공하는 결과▶ Results provided by default 정속 주행Constant speed ▶주어진 조건에서 차량의 연비 (km/l)Fuel economy of the vehicle under given conditions (km / l) 도시모드주행City mode ▶도시모드주행 연비 (km/l)▶ Fuel efficiency for city mode driving (km / l) 발진 가속 주행Oscillating Acceleration ▶0100km/h 도달 시간▶200m, 400m 도달 시간▶최고 속도 도달 시간▶주행 중 소모한 연료량▶시간 vs 엔진 RPM 그래프▶시간 vs 엔진 토크 그래프▶시간 vs 펌프 토크 그래프▶시간 vs 터빈 RPM 그래프▶시간 vs 터빈 토크 그래프▶시간 vs 구동축 RPM 그래프▶시간 vs 구동축 토크 그래프▶시간 vs 차량 속도 그래프▶시간 vs 차량 가속도 그래프▶시간 vs 주행 저항 그래프▶시간 vs 구동력 그래프▶시간 vs 주행거리 그래프▶차속 vs 구동력 주행저항 그래프▶시간 vs 엔진 , 터빈, 구동축 RPM 및 구동축 토크 그래프▶변속 시간▶ 0100 km / h arrival time ▶ 200 m, 400 m arrival time ▶ Maximum speed arrival time ▶ Fuel consumption during driving ▶ Time vs engine RPM graph ▶ Time vs engine torque graph ▶ Time vs pump torque graph ▶ Time vs turbine RPM graph ▶ Time vs Turbine Torque Graph ▶ Time vs Drive Shaft RPM Graph ▶ Time vs Drive Shaft Torque Graph ▶ Time vs Vehicle Speed Graph ▶ Time vs Vehicle Acceleration Graph ▶ Time vs Driving Resistance Graph ▶ Time vs Driving Force Graph ▶ Time vs Driving Distance Graph ▶ Vehicle Speed vs Driving Force Running Resistance Graph of time vs. engine, turbine, drive shaft RPM and drive shaft torque 추월 가속 주행Overtaking acceleration ▶발진 가속 결과와 동일▶ Same as oscillation acceleration result 주행 성능 곡선Driving performance curve ▶각 단 별로 속도 vs 엔진 RPM, 구동력, 주행 저항이 나타나는 주행 성능 그래프▶각 단별 최고 속도▶ Running performance graph showing speed vs. engine RPM, driving force, and driving resistance for each stage ▶ Maximum speed for each stage 스톨 RPM 계산Stall RPM Calculation ▶엔진과 토크 컨버터의 스톨 속도Stall speed of engine and torque converter

항목(1) 엔진 화일 읽기Item (1) Engine File Reading

이 기능은 엔진을 교환하여 성능을 해석할 때, 매번 엔진의 자료를 입력해야 하는 수고를 덜기 위한 목적이다. 즉, 엔진의 자료만을 데이터 화일로 만들 수 있고, 이를 이 메뉴에서 불러 올 수 있다. 엔진 자료 화일은 확장자가 eng 로 되어 있다. 엔진을 교환한 경우는 반드시 "토크 컨버터" 메뉴의 "내용수정" 부분에서 엔진과 펌프의 관성모멘트(inertia)를 맞는 값으로 교환하여 주어야 한다. 엔진 자료 화일이 아닌 화일을 선택하면 오류 메시지를 내보낸다.This feature is intended to save you the trouble of having to enter the engine data each time you swap engines and analyze their performance. That is, only the engine's data can be created as a data file, which can be loaded from this menu. The engine data file has the extension eng. When the engine is replaced, the inertia of the engine and the pump must be replaced with the correct value in the "Content modification" section of the "Torque converter" menu. If you select a file other than the engine data file, an error message is sent.

(2) 출력 토크 데이터 입력: 도 5참조(2) Output torque data input: see FIG.

엔진의 출력 토크를 쓰로틀 개도와 엔진 RPM 별로 입력한다. 맨위의 가로줄은 쓰로틀 개도량으로 사용자가 임의로 입력할 수 있다. 단, 입력시 작은 개도량에서 큰 개도량으로 입력을 하고 간격은 등간격이 아니더라도 상관없다. 입력하고 남는 자리는 그냥 비워두면 된다. 맨좌측의 세로줄은 엔진의 RPM으로 사용자가 임의로 입력할 수 있다. 단, 입력시 작은 RPM에서 큰 RPM으로 입력을 하고 간격은 등간격이 아니더라도 상관없다. 입력하고 남는 자리는 그냥 비워두면 된다. 엔진의 모델명은 자료의 효율적인 관리를 위해 필요하다. 영문과 한글 모두 입력할 수 있다.Input the engine output torque by throttle opening and engine RPM. The horizontal line at the top is the amount of throttle opening and can be input by the user. However, input may be made from a small opening amount to a large opening amount, and the intervals may not be equal intervals. You can leave the empty space after entering. The leftmost vertical line is the RPM of the engine and can be input by the user. However, when inputting, input small RPM to large RPM, and the interval may not be equal intervals. You can leave the empty space after entering. The model name of the engine is needed for efficient management of the data. You can enter both English and Korean.

"성능곡선"버튼을 누르면 입력된 엔진의 성능곡선을 나타내고, 성능곡선 상에서 "관련정보"버튼을 누르면 최대 토크와 최대 출력을 나타내준다.Pressing the "Performance Curve" button shows the input engine's performance curve, and pressing the "Related Information" button on the performance curve shows the maximum torque and maximum output.

(3) 연료 소모율 데이터 입력(3) fuel consumption data input

엔진의 연료 소모율을 쓰로틀 개도와 엔진 RPM 별로 입력한다. 입력의 편의를 위하여 엔진 토크입력시 기준이 되는 쓰로틀 개도량과 엔진 RPM은 연료소모율 입력 시 기준으로 사용되는 값과 별개로 내부에서 취급한다. 따라서 두 부분의 쓰로틀 개도량과 엔진 RPM을 일치시킬 필요는 없다. 입력 단위는 liter/hour 이고 엔진의 공회전 RPM, 공회전 연비를 입력해야 한다.Enter the engine fuel consumption by throttle opening and engine RPM. For convenience of input, the throttle opening amount and engine RPM, which are used as reference points for the engine torque input, are handled internally separately from the values used as reference values for the fuel consumption rate input. Therefore, it is not necessary to match the engine RPM with the throttle opening amount of the two parts. Input unit is liter / hour and the engine's idling RPM, idling fuel economy must be entered.

이와 같이 입력한 출력 토크와 연료소모율 데이터를 화일로 저장한다. 원하는 화일명을 입력하면 확장자 eng가 부여된다. 기존에 존재하는 화일명과 중복 되는 경우는 무조건 덮어쓰지 않도록 다시 확인하는 메시지를 출력한다.The output torque and fuel consumption data thus input are stored in a file. Enter a file name of your choice and it will be given the extension eng. If there is a duplicate of an existing file name, a message is displayed to confirm that it is not overwritten.

(4) 토크 컨버터 데이터 입력: 도 6 참조(4) Torque converter data input: see FIG.

토크 컨버터의 모델명을 입력할 수 있고, 성능곡선의 속도비와 용량인자(Cfactor), 토크비를 입력한다. 이때 속도비는 실험 자료의 값을 입력하면 되고, 속도비의 간격을 일정하게 할 필요는 없다. 예를 들면 주어진 자료의 속도비가 0.001, 0.098, 0.3,0.76,... 이라면 그대로 작은 값부터 차례로 입력하면 된다. 또한 최대로 입력 가능한 갯수가 16개인데, 데이터의 갯수가 이보다 적다면 가지고 있는 데이터만 입력하고 나머지 부분은 모두 0.0으로 두면 된다.Model name of torque converter can be entered, and speed ratio, capacity factor (Cfactor) and torque ratio of performance curve are inputted. At this time, the speed ratio should be inputted from the experimental data, and it is not necessary to make the interval of the speed ratio constant. For example, if the speed ratio of a given data is 0.001, 0.098, 0.3, 0.76, ..., enter the smaller values first. In addition, the maximum number of inputs is 16. If the number of data is less than this, you only need to input the data you have and leave the rest to 0.0.

"Inertia of Engine + Pump" 는 엔진의 크랭크 축에 연결된 모든 부품과 유체의 회전 관성을 포함하는 값이고 단위가 kg×m²이다. "Inertia of Turbine" 은 터빈 축에 연결된 모든 부품과 유체 관성을 포함하는 값이다. "성능곡선"버튼을 누르거나 마우스로 클릭하여 입력된 토크 컨버터 성능곡선을 확인 할 수 있다. "컨버터 화일 저장"을 누르면 토크 컨버터의 데이터만 자료화일을 만들 수 있다. 확장자는 tcv로 고정되어 있다. "토크 컨버터 화일 읽기" 기능은 전에 입력한 토크 컨버터의 자료를 불러올 수 있다. 이때 주의할 점은 토크 컨버터를 교환했을 경우 inertia값도 바꾸어 주어야 한다."Inertia of Engine + Pump" is a value that includes the rotational inertia of all components and fluids connected to the crankshaft of the engine and is in kg × m². "Inertia of Turbine" is a value that includes all components and fluid inertia connected to the turbine shaft. Press the "Performance Curve" button or click the mouse to check the entered torque converter performance curve. If you press "Save Converter File", only data from the torque converter can be created. The extension is fixed at tcv. The "Read torque converter file" function can load the data of the previously entered torque converter. Note that the inertia value should be changed when the torque converter is replaced.

(5) 변속 선도 데이터 입력: 도 7 참조(5) Shift diagram data input: see FIG.

변속 패턴은 상향변속과 하향변속으로 구분된다.The shift pattern is divided into an upshift and a downshift.

상향 변속에서는 변속선도를 차속과 쓰로틀 개도별로 입력한다. 이때 변속과정 하나 당 최대 12개의 포인트를 설정할 수 있다. 12개 이내에서 입력이 가능하면 나머지 포인트들은 바로 전 포인트의 입력한 값과 똑같이 입력해 주어야 한다. 락업이 설정되는 영역도 지정할 수 있다. "상향변속선도"버튼을 누르거나 마우스로 클릭하면 입력된 변속선도를 보여준다. 이를 통하여 제대로 입력되었는지를 확인할 수 있다. 변속선도가 다시 원점으로 이어져서 나타나면, 입력하다 남은 포인트를 그대로 둔 경우이다. 반드시 입력하다가 남은 포인트들은 마지막 입력한 포인트의 값과 동일한 값으로 입력을 해주어야 한다.In the upshift, the shift diagram is inputted for each vehicle speed and throttle opening. At this time, up to 12 points can be set per shifting process. If input is possible within 12, the remaining points should be entered exactly as the value of the previous point. You can also specify the area where the lockup is to be set. Pressing the "Upshift Diagram" button or clicking with the mouse shows the shift diagram. You can check if it is properly input. If the shift diagram continues to the origin again, the point left after input is left as it is. The remaining points must be input with the same value as the last point.

하향 변속에서도 입력 방식은 상향변속과 동일하다. "상향 + 하향 변속선도" 버튼을 누르면 상향 변속선도와 하향변속선도를 하나의 그래프로 출력된다.Even in downshift, the input method is the same as in upshift. Pressing the "Up + Downshift Diagram" button displays the upshift diagram and the downshift diagram as a graph.

"변속선도 화일 저장" 기능은 변속선도의 데이터만 자료화일을 만들 수 있다. 확장자는 sht로 고정되어 있다. "변속선도" 기능은 전에 입력한 변속선도의 자료를 불러올 수 있다.The "Save Transmission Diagram File" function can only make a data file of the data of the transmission diagram. The extension is fixed to sht. The "shift diagram" function can load the previously entered shift diagram data.

보통 Wide Open시의 상향 변속선도만 입력하여 사용하는 경우가 있는데, 이때도 하향 변속선도도 똑 같이 입력해 주어야 한다. 프로그램에서는 상향 변속 정보와 하향 변속 정보를 모두 가지고 연산하기 때문에 두 가지 모두 입력되어 있어야 한다.In general, only the upshift diagram in the case of Wide Open is used. In this case, the downshift diagram should be entered in the same way. Since the program operates with both upshift and downshift information, both must be entered.

가속 주행인 경우도 프로그램 내부에서 상향 변속과 하향 변속 정보를 모두 필요로 하는 점에 주의한다.Note that even in the case of acceleration driving, both upshift and downshift information are required in the program.

(6) 유성 기어 데이터 입력: 도 8 참조(6) Planetary gear data input: see FIG.

각각의 기어별로 Inertia와 속도단별로 다이나모에서 측정한 Equivalent Inertia를 입력한다. 이때 등가관성의 경우 기준이 되는 축은 구동축(타이어와 연결되는 부분)이다. 엔진의 출력축이 아니므로 주의해야 한다. 속도단별로 Equivalent Inertia는 일정한 경향은 없으나, 구동축에서 보면 감속비의 제곱에 비례하는 경향을 보인다[1]. 따라서 1단이 가장 크고, 4단이 가장 작다. 엔진의 출력축에서 보면 이와 반대로 4단이 가장 크고, 1단이 가장 작다. 기어이의 갯수, 속도단별 감속비, 속도단별 효율, 종감속비 등을 입력한다. 입력 단위는 kg×m²이다.Enter Inertia for each gear and Equivalent Inertia measured by Dynamo for each speed stage. In this case, the reference axis in the case of equivalent inertia is a drive shaft (part connected to the tire). Care should be taken as this is not the output shaft of the engine. Equivalent Inertia does not have a constant trend for each speed stage, but it is proportional to the square of reduction ratio in the drive shaft [1]. Therefore, the first stage is the largest, the fourth stage is the smallest. In terms of the output shaft of the engine, on the contrary, the fourth stage is the largest and the first stage is the smallest. Enter the number of gear teeth, the reduction ratio for each speed stage, the efficiency for each speed stage, and the longitudinal reduction ratio. The input unit is kg × m².

(7) 다판 클러치, 다판 브레이크 데이터 입력(7) Multiple plate clutch, Multiple plate brake data input

클러치별로 디스크의 내경, 외경, 디스크의 갯수, 피스톤 면적, 리턴 스프링 장력, 리턴 스프링 갯수를 입력하고, 디스크의 정마찰계수, 동마찰계수, 그리고, 동마찰계수를 사용할 기준속도를 입력한다. 디스크의 직경은 반드시 외경이 내경보다 커야 한다. 동마찰계수 기준 속도는 디스크에서 정마찰계수에서 동마찰계수로 사용하기 시작하는 상대 속도를 나타낸다.Enter the inner diameter, outer diameter, number of disks, piston area, return spring tension, and number of return springs for each clutch, and enter the static friction coefficient, dynamic friction coefficient, and reference speed to use the dynamic friction coefficient. The diameter of the disc must be larger than the inner diameter. The dynamic friction reference speed refers to the relative speed at which the disc begins to use the static friction coefficient as the dynamic friction coefficient.

(8) 클러치 작용압 데이터 입력: 도 9 참조(8) Clutch working pressure data input: see FIG.

변속시 해당 클러치에 작용하는 압력을 입력한다. 현재까지 연구 단계에서는 변속과정에 대한 정확한 모델링이 수행되지 않았기 때문에 차량의 전반적인 동력성능을 해석할 수 있도록 다음과 같이 클러치 별로 작용압을 다르게 하지 않고, 하나의 값으로 단순화하여 처리했다.Input the pressure applied to the clutch when shifting. At the present stage of research, accurate modeling of the shifting process has not been carried out. Therefore, in order to analyze the overall power performance of the vehicle, the clutch is simplified to one value without changing the working pressure for each clutch as follows.

변속과정은 2개의 클러치가 결합되어 있는 상태에서 변속시 기어비 변환을 위하여 1개의 클러치가 바뀌어 결합된다. 1개의 클러치가 풀리고 나머지 하나만 연결이 되어 있을 때는 엔진의 구동력이 전부 전달이 되지 않는다. 다시 새로운 클러치가 결합되어 총 2개의 클러치가 결합되어 기어비가 고정이 되게 되면, 토크 컨버터의 과도 토크 현상이 생긴다. 변속과정을 단순화하면서도 이런 특성 현상을 묘사하기 위해서 엔진에서 동력을 전달하는 클러치의 작용압을 시간에 대해서 일정한 패턴으로 입력하게 하고, 그 작용압을 설계자가 바꿀 수 있게 하였다.In the shifting process, when the two clutches are engaged, one clutch is changed and coupled for shifting the gear ratio. When one clutch is released and only the other one is connected, the driving power of the engine is not completely transmitted. When the new clutch is combined again and the two clutches are combined to achieve a fixed gear ratio, a transient torque phenomenon of the torque converter occurs. In order to describe this characteristic phenomenon while simplifying the shifting process, the working pressure of the clutch that transmits power from the engine is input in a constant pattern with respect to time, and the working pressure can be changed by the designer.

작용압은 일반적으로 여러 가지 변조방식이 있지만 그 경향은 거의 유사하며 보통 Clutch Stroke 구간, Accumulator Stroke 구간, 최종압력 형성 구간으로 나눌 수 있다. 여기서는 12개의 포인트를 시간에 대해 입력할 수 있다. 마지막의 포인트의 작용압은 라인압을 입력하면 된다.The working pressure generally has several modulation methods, but the tendency is almost similar and can be divided into the clutch stroke, accumulator stroke, and final pressure forming sections. Here, 12 points can be entered for time. The working pressure of the last point is inputted by the line pressure.

변속구간 설정은 변속시 사용하는 값으로 보통 Accumulator Stroke 구간을 사용한다. 특히 변속 구간 설정의 끝 시간은 최소 변속시간으로 사용된다. "클러치 작용압 그래프"버튼을 누르면 입력한 작용압 선도를 볼 수 있다.The shift section is a value used for shifting and usually uses the Accumulator Stroke section. In particular, the end time of the shift section setting is used as the minimum shift time. Press the "Clutch operating pressure graph" button to see the operating pressure diagram entered.

(9) 주행 저항 데이터 입력(9) Run resistance data input

도로의 경사도, 도로의 마찰계수(일반적인 건조한 아스팔트는 0.9),구름저항계수, 공기저항계수를 입력한다. 도로의 경사도의 단위는 % 이다.Enter the slope of the road, the coefficient of friction for the road (0.9 for typical dry asphalt), the rolling resistance coefficient, and the air resistance coefficient. The unit of slope of the road is%.

(10) 타이어 데이터 입력(10) tire data entry

타이어 모델명, inertia, 동회전반경과 파세카 타이어모델에 사용되는 계수를 입력한다. 여기서 inertia는 타이어 한 개의 값을 입력한다. 타이어 모델명은 영문 30자 또는 한글 15자 이내로 입력한다. 타이어모델을 선정할 때 rigid로 선정하면 파세카 계수를 입력할 필요가 없지만 파세카 모델을 사용하는 경우에는 반드시 입력하여야 한다.Enter the tire model name, inertia, dynamic radius and the coefficient used for the Paseca tire model. Where inertia enters the value of one tire. Enter the tire model name within 30 English characters or 15 Korean characters. When selecting a tire model, if you select Rigidity, you do not need to enter the Paseca coefficients.

타이어에 작용하는 수직력 Fz 는 "차량의 제원" 메뉴의 값을 입력하면 자동으로 계산하여 표시하여 준다. 수동으로 입력은 불가능하고, 여기에서 Fz는 구동륜 중 하나에 작용하는 크기이다.The vertical force Fz acting on the tire is calculated and displayed automatically by entering the value in the "Vehicle Specifications" menu. Manual entry is not possible, where Fz is the magnitude acting on one of the drive wheels.

(11) 차량의 제원 데이터 입력(11) input of vehicle data

차량의 무게중심, 차량의 전면 투영면적, 전폭, 전고, 공차중량, 테스트 중량과 테스트 차량의 이름 등을 입력한다. 차량이름은 영문30자 or 한글15자까지 입력할 수 있다. 한영전환은 (left shift + space bar)로 한다. 차량의 전면 투영면적을 몰라서 면적을 입력하지 않으면, 프로그램에서 전폭과 전고를 가지고 대략적인 값을 계산해 준다.Enter the center of gravity of the vehicle, front projection area of the vehicle, full width, height, tolerance weight, test weight and the name of the test vehicle. The vehicle name can be up to 30 English characters or 15 Korean characters. Korean-English conversion is done with (left shift + space bar). If you do not know the front projection area of the vehicle and do not enter an area, the program will calculate the approximate value using the full width and height.

이러한 데이터 입력에 의한 시뮬레이션 결과 메뉴는 "화일읽기"나 "화일저장"을 먼저 선택한 경우만 실행시킬 수 있다.The simulation result menu by inputting such data can be executed only when "Read file" or "Save file" is selected first.

도 2는 본 발명에 따른 정속주행 모드의 처리과정을 나타내는 플로우차트가 도시된다.2 is a flowchart illustrating a process of the cruise control mode according to the present invention.

정속주행 모드는 차량의 속도가 일정하게 유지되는 상태에서 연비를 계산한다. 차량의 속도가 일정하게 유지되면 차량의 가속도가 0 이 되므로 구동력(Fx)과 주행저항(Fr)이 같아진다. 도시와 같이 쓰로틀 개도량을 가정하고 정해진 속도에서 허용 오차 한도 내에서 산출식을 만족하는 쓰로틀 개도량을 찾는다. 이후 연료 소모율 선도에서 소모한 연료량을 계산한다. 단, 정속주행인 경우 토크 컨버터의 속도비는 일정한 것으로 가정한다.The constant speed mode calculates fuel economy while the vehicle speed is kept constant. When the speed of the vehicle is kept constant, the acceleration of the vehicle becomes zero, so that the driving force Fx and the driving resistance Fr are equal. Assuming the throttle opening amount as shown in the city, find the throttle opening amount that satisfies the formula within the allowable error limit at a fixed speed. The amount of fuel consumed is then calculated from the fuel consumption diagram. However, in the case of constant speed driving, the speed ratio of the torque converter is assumed to be constant.

이 모드에서는 Inertia, 타이어 모델, 주행속도, 허용오차등을 입력할 수 있다. "계산허용오차"는 계산에서 실패한 경우에 조금 더 키워 주면 된다. 정속주행은 output 디렉토리에 const.out 결과 출력 화일이 생성되며 이를 참조하면 차량의 구동력과 주행저항등 관련된 결과의 변화를 볼 수 있다. (도 10 참조)In this mode you can enter Inertia, tire model, speed and tolerance. The "Calculation Tolerance" can be increased a bit if the calculation fails. In constant speed driving, const.out result output file is created in the output directory. If you refer to this, you can see the change of the result related to driving force and driving resistance of the vehicle. (See FIG. 10)

도 3은 본 발명에 따른 도시주행 모드의 처리과정을 나타내는 플로우차트가 도시된다.3 is a flowchart illustrating a process of a city driving mode according to the present invention.

도시 주행 모드(LA-4 mode)는 실차의 도시 주행 연비를 계산하기 위해 만들어 졌고, 표 3과 같은 4단계의 코스를 주행하여 소모한 연료량을 계산한다. 일반적으로 샤시 다이나모(chassis dynamometer)에서 실험을 하는데, 실험 규칙은 기어가 물려 있는 상태(D)에서 정해진 속도 스케쥴(schedule)을 따라 주행을 하고 감속시 브레이크를 사용하여도 무방하지만, 속도 스케쥴을 ± 3.2 km/h 이상 이탈하면 안된다.The LA-4 mode is designed to calculate the fuel efficiency of the actual vehicle, and calculates the amount of fuel consumed by driving the four-step course shown in Table 3. In general, the experiment is conducted in a chassis dynamometer. The rule of thumb is to follow the speed schedule set in the state of the gear (D) and use the brake when decelerating. Do not deviate more than 3.2 km / h.

시뮬레이션에서는 차량이 속도 스케쥴을 따라 주행하도록 가속 페달과 브레이크에 각각 anti wind up 기능을 가진 PID 제어기를 설계하여 구현하였다.여기에서, "anti wind up 기능" 은 적분동작범위의 상한 및 하한을 설정하는 기능이고, "PID 제어기"는 계장제어기에 사용되는 비례 동작(Proportinal), 적분 동작(lntegral), 미분 동작(Derivative)의 3동작을 할 수 있는 제어기이다.따라서, "anti wind up 기능을 가진 PID 제어기"란 에러값 적분시에 적분동작범위의 상한 및 하한을 설정하는 기능을 가지면서 비례, 적분 및 미분 동작을 함으로써 적분값의 증폭을 방지하는 제어기를 의미한다.In the simulation, we designed and implemented a PID controller with anti-wind up functions on the accelerator pedal and brake, respectively, so that the vehicle travels along the speed schedule. Here, the "anti wind up function" is used to set the upper and lower limits of the integral operating range. "PID controller" is a controller capable of three operations: proportional operation, integral operation, and derivative operation used in the instrumentation controller. Thus, PID with "anti wind up function" The controller " means a controller which prevents amplification of the integral value by performing proportional, integral and derivative operations while having a function of setting the upper and lower limits of the integral operation range at the time of error value integration.

LA4 모드LA4 mode 단 계step 시 간time 주행거리distance driven 비 고Remarks 저온 시동 초기 단계Cold start early stage 505초505 seconds 5.78km5.78 km 저온 시동Cold boot 저온 시동 안정 단계Cold start stable phase 865초865 seconds 6.29km6.29 km 저온 시동Cold boot 주 차parking 9~11분9-11 minutes 0 km0 km 시동을 끈 상태Off 고온 시동 단계High temperature startup stage 505초505 seconds 5.78km5.78 km 고온 시동High temperature starting system 44분44 minutes 17.84km17.84 km

일반적으로 10분 이상을 주행하는 경우에 변속 과정의 연비 특성은 전체 주행 연비에 차지하는 의미가 적으므로 변속 과정 해석은 제외하고 정상 상태의 연비 계산만 수행하였다. 먼저 에러의 부호와 쓰로틀 개도량을 비교하여 가속을 해야 할 경우는 브레이크의 제동력을 0으로 하고 알맞은 쓰로틀 개도량을 찾아 가속 주행 알고리즘에 입력하고, 감속을 해야 할 경우는 먼저 쓰로틀 개도량을 작게 하다가 0이 되면 알맞은 브레이크의 제동력을 입력하는 방식을 사용하여 차량이 속도 스케쥴을 추종하도록 하였다. (도 11 참조)In general, the fuel economy characteristics of the shifting process are less significant than the overall driving fuel efficiency when driving for more than 10 minutes. Therefore, only the fuel economy calculation of the steady state is performed except for the analysis of the shifting process. First, compare the sign of error with the amount of throttle opening and set the braking force of the brake to 0, find the appropriate throttle opening amount, input it to the acceleration driving algorithm, and reduce the throttle opening amount when decelerating. At zero, the vehicle would follow the speed schedule using the proper braking force input. (See Figure 11)

입력 데이터로는 Inertia, 타이어 모델, 허용속도오차, Throttle과 Brake 의 PID 게인값 등이 있다. 도시주행 모드에서는 output 디렉토리에 la4_mode.out 결과 출력 화일이 생성된다.Input data includes Inertia, tire model, allowable speed error, PID gain values for Throttle and Brake. In city-driving mode, the output file la4_mode.out is created in the output directory.

도 4는 본 발명에 따른 가속주행 모드의 처리과정을 나타내는 회로도가 도시된다.4 is a circuit diagram showing a process of acceleration driving mode according to the present invention.

발진 가속 시험은 엔진의 공회전 상태나 스톨(stalled) 상태에서 제동 페달에서 발을 뗌과 동시에 최단 시간 내에 가속 페달을 완전히 밟아 차량을 출발 가속시킨다. 지정된 시간까지 차량 속도, 가속도, 구성요소들의 속도와 토크 등을 계산한다. 구체적인 계산 알고리즘은 도시와 같다. 이 시뮬레이션으로 차량의 가속 성능 지표로 삼는 0-100 km/h 도달 시간이나 0-200m 도달 시간을 계산할 수 있다. (도 12 참조)The oscillation acceleration test accelerates the vehicle by stepping fully on the accelerator pedal in the shortest amount of time while releasing the brake pedal while the engine is idle or stalled. Calculate vehicle speed, acceleration, component speed and torque by the specified time. The concrete calculation algorithm is shown in the figure. This simulation can be used to calculate 0-100 km / h or 0-200m arrival time, which is an indicator of the vehicle's acceleration performance. (See Figure 12)

"Inertia 입력방식 선택"은 구동축 상당 inertia 방식과 개별적 inertia 방식중에서 선택하면 된다. 『개별적 클러치 사용』을 선택하면 『개별적 Inertia』를 선택해야 된다. "Tire 모델 선택"은 강체 모델과 파세카 모델중에서 선택하면 된다. "초기 엔진 RPM"은 공회전 출발 시는 공회전 RPM을, 스톨 출발을 스톨 RPM을 입력하면 된다. "끝나는 시간"은 언제까지 시뮬레이션을 할건지 정한다. 0-100 테스트는 약 30초 정도면 적당하고, 최고속도를 알아보려면 100초 이상으로 입력해야 한다. "적분간격"은 계산시 사용되는 시간 간격이다. 적분 간격이 너무크면 오차가 커지고, 경우에 따라서는 결과에 진동이 나타나거나 발산할 수 있다. 권장 적분간격은 "Pacejka Tire Model"은 0.001초이고 "Rigid Tire Model"은 0.02초이다. 적분 간격을 작게 잡으면 계산 시간이 오래 걸린다. "Throttle 개도"는 원하는 쓰로틀 개도량을 입력하면 된다. 시뮬레이션이 끝나면 다음과 같은 결과를 제공한다."Inertia input method selection" can be selected between the drive shaft equivalent inertia method and the individual inertia method. If you select "Use individual clutch", you should select "Inertia". "Tire Model Selection" is a choice between rigid and Paseca models. "Initial engine RPM" inputs idle RPM at idle start and stall RPM at stall start. "End time" determines how long the simulation will run. The 0-100 test is good for about 30 seconds, and you should enter 100 seconds or more to find the maximum speed. "Integral interval" is the time interval used in the calculation. If the integration interval is too large, the error becomes large, and in some cases, vibration may appear or diverge in the result. The recommended integral interval is 0.001 seconds for the "Pacejka Tire Model" and 0.02 seconds for the "Rigid Tire Model". If the integration interval is made small, the calculation takes a long time. In "Throttle opening", enter the amount of throttle opening you want. After the simulation, the following results are provided.

"0-100km/h 도달시간","200m,400m 도달시간" "종료시간까지의 최고속도 도달시간", "주행 중 소모한 연료량" 그리고, 차량의 전반적인 성능 파악을 위한 그래프 14가지를 제공한다. 이는 키보드로 선택하거나 마우스로 해당부분을 클릭하면 된다. 그래프의 저장기능은 제공하지 못했다. 그래프를 저장하는 경우는 윈도우용 capture프로그램을 이용하여 저장할 수 있다. 대표적인 셰어웨어 프로그램으로는 paintshop pro등이 있다."0-100km / h Reach Time", "200m, 400m Reach Time" "Maximum Speed Reach Time to End Time", "Quantity Consumed while Driving" and 14 Graphs for Overall Performance of Vehicle . You can select it with the keyboard or click on it with the mouse. It did not provide the ability to save graphs. If you save the graph, you can save it using the capture program for Windows. Typical shareware programs include paintshop pro.

발진가속 시뮬레이션은 *.SRT 화일로 리포트 화일이 생성이 된다. 가속 주행 시뮬레이션은 엔진 관련 부분(engine.out), 토크 컨버터 관련부분(tconvert.out), 유성기어 관련부분(planetry.out), 주행저항 관련부분(resist.out), 종감속기어 관련부분(final-g.out), 차량속도 관련부분(vehicle.out)의 결과 출력화일을 생성한다. VPS에서 제공하지 않는 그래프는 출력화일(*.out)을 이용하여 내장된 그래프 마법사나 다른 그래프 패키지, Excel이나 Matlab 등을 사용하여 제작하면 된다.In the oscillation acceleration simulation, a report file is created as a * .SRT file. Acceleration drive simulation includes engine related parts (engine.out), torque converter related parts (tconvert.out), planetary gear related parts (planetry.out), travel resistance related parts (resist.out), and subordinate reduction gear related parts (final). -g.out), produces the output file of the vehicle speed related section (vehicle.out). Graphs not provided by the VPS can be created using the built-in graph wizard or other graph package, Excel or Matlab using the output file (* .out).

추월가속 모드는 일정 속도를 일정 단에서 유지한 상태에서 최단 시간 내에 가속 페달을 완전히 밟아 차량을 가속시키는 것으로 알고리즘은 전술한 발진가속모드와 동일하고, "초기 차량속도"는 가속하기전의 정속상태의 속도를 입력하면 된다. 이 경우 역시 차량 속도, 가속도, 구성요소들의 속도와 토크 등을 계산한다. 특히 추월 가속의 경우는 초기 조건을 아는 것이 중요하다. 초기 조건은 차량의 초기 속도를 정속 주행 알고리즘에 입력하여 쓰로틀 개도량과 엔진의 회전수, 토크 컨버터의 터빈 회전수등 필요한 초기조건을 계산하고, 다시 발진 가속 주행 알고리즘에 입력하는 형식을 취하여 구현하였다. (도 13 참조)In the overtaking acceleration mode, the vehicle is accelerated by completely depressing the accelerator pedal within the shortest time while maintaining a constant speed at a predetermined stage. The algorithm is the same as the above-described oscillation acceleration mode, and the "initial vehicle speed" is the constant speed before acceleration. Just enter the speed. In this case too, the vehicle speed, acceleration, component speed and torque are calculated. Especially in the case of overtaking acceleration, it is important to know the initial conditions. The initial condition was implemented by inputting the initial speed of the vehicle into the constant speed driving algorithm, calculating the necessary initial conditions such as the throttle opening amount, the engine speed, and the turbine speed of the torque converter, and then inputting it to the oscillation acceleration driving algorithm. . (See FIG. 13)

"초기차속"이 저속인 경우는 "허용오차"를 크게 해주어야 한다. 추월가속 시뮬레이션은 *.PRT 화일로 리포트 화일이 생성이 된다.If the initial speed is low, the tolerance should be increased. In the overtaking acceleration simulation, a report file is created as a * .PRT file.

도시에는 없으나, 주행성능곡선은 차량의 전반적인 동력 성능을 분석할 수 있는 좋은 지표가 된다. 여기에는 차량의 구동력과 엔진 속도 그리고 경사도마다 주행 저항이 나타난다. 여기서 차량의 구동력과 주행 저항 곡선의 교차점을 보면, 해당되는 경사도에서의 차량의 각 단별 최고 속도와 어느 속도에서 변속을 해야 구동력 면에서 가장 유리한지 알 수 있다. 주행 성능 곡선을 구현하는 알고리즘은 발진 가속 알고리즘을 사용하는데, 변속 선도에 의해서 변속이 되도록 하지 말고, 스톨 상태에서 엔진의 최고 속도 (6000rpm)까지 각 단별로 구동력과 주행 저항을 계산하면 된다. (도 14 참조)Although not shown in the city, the driving performance curve is a good indicator for analyzing the overall power performance of a vehicle. This shows the driving force of the vehicle, the engine speed and the driving resistance for each slope. Here, when the intersection of the driving force and the driving resistance curve of the vehicle is shown, it is possible to know the most advantageous in terms of driving force when shifting at the maximum speed and at which speed of each stage of the vehicle at a corresponding slope. The algorithm that implements the driving performance curve uses the oscillation acceleration algorithm. Instead of shifting by the shift diagram, the driving force and the driving resistance are calculated at each stage up to the engine's maximum speed (6000 rpm) in the stall state. (See Figure 14)

"적분간격"은 결과에 진동이 나타나면 작게 잡아 주면 된다.(권장: 0.02 초) 엔진의 허용 최대 RPM 을 입력해야 한다. 본 프로그램은 이 RPM 까지 시뮬레이션을 수행한다. 그래프 화면에서 "관련정보"버튼을 누르시면『각단별 최대속도』를 알려 준다. 주행성능곡선은 perform1.out, perform2.out, perform3.out,perform4.out 을 생성한다.The "integral interval" should be small if vibrations appear in the results (recommended: 0.02 seconds). You must enter the maximum RPM of the engine. The program performs simulation up to this RPM. If you press the "Related Information" button on the graph screen, it will tell you the maximum speed for each stage. The driving performance curve produces perform1.out, perform2.out, perform3.out, and perform4.out.

도시에는 없으나, 스톨 속도(stalled rpm)는 토크 컨버터의 터빈이 정지된 상태에서 얻을 수 있는 엔진의 최대 속도로 이는 자동변속기를 장착한 차량이 출발을 할 때 최대의 토크를 얻기 위해서 쓰인다. 일반적으로 필드(field)에서 동력 성능 테스트를 할 경우는 스톨 상태에서 발진하는 경우와 공회전 상태에서 발진하는 경우로 구분할 수 있다. 따라서 발진 가속 알고리즘이나 주행 성능 곡선에서 사용하는 스톨 속도는 다음과 같이 계산할 수 있다.Although not shown, the stalled rpm is the maximum engine speed that can be achieved with the turbine of the torque converter stationary, which is used to get the maximum torque when the vehicle with automatic transmission starts. In general, the power performance test in the field can be divided into the case of oscillation in stall state and the case of oscillation in idle state. Therefore, the stall speed used in the oscillation acceleration algorithm or the driving performance curve can be calculated as follows.

먼저, 브레이크를 밟은 상태에서 가속페달을 밟아 엔진의 속도가 계속 상승하다가 더 이상 올라가지 않는 상태가 스톨 상태이므로 이때 엔진의 가속도는 0이 되고 따라서 엔진의 운동 방정식에서 엔진의 출력 토크와 토크 컨버터의 입력 토크가 같아진다.First, the engine's speed continues to rise by stepping on the accelerator pedal while the brake is on, and the engine's acceleration is zero because the engine's acceleration is zero. Torque becomes equal.

엔진의 출력 토크는 엔진 속도의 함수이고, 토크 컨버터의 입력 토크(펌프 토크)는 용량 인자와 펌프 속도 (=엔진 속도)로 결정되므로 상기 식을 만족하는 엔진 속도를 계산하면 된다.The output torque of the engine is a function of the engine speed, and the input torque (pump torque) of the torque converter is determined by the capacity factor and the pump speed (= engine speed), so that the engine speed satisfying the above expression can be calculated.

현재 입력된 엔진과 토크 컨버터의 스톨 속도를 계산한다. 이는 발진가속 시뮬레이션에서 스톨상태에서 발진할 때 사용할 수 있도록 제작되었다. (도 15 참조)여기에서, ΙE는 엔진의 관성모멘트(Inertia of Engine)를 나타내고, ωE는 엔진 속도(Angular Velocity of Engine)를 나타내고, TE는 엔진의 출력 토크(Torque of Engine)를 나타내고, Tp는 펌프 토크(Torque of Pump)를 나타내고, CF는 용량인자(Capacity Factor)를 나타내고, RS는 스톨 속도(stalled rpm)를 나타낸다.Calculate the stall speed of the currently entered engine and torque converter. It is designed to be used when oscillation in stall state in oscillation acceleration simulation. Where E represents the moment of inertia of the engine, ω E represents the Angular Velocity of Engine, and T E represents the Torque of Engine. Where T p represents the Torque of Pump, C F represents the Capacity Factor, and R S represents the stalled rpm.

이상의 구성 및 작용에 의하면 본 발명은 자동변속기 개발과정에서 실차 실험에 앞서 변속성능을 포함한 차량의 주요성능을 판단함으로써 개발기간을 단축하고 개발비용을 절감하는 효과가 있다.According to the above configuration and operation, the present invention has the effect of shortening the development period and reducing the development cost by determining the main performance of the vehicle including the shifting performance before the actual vehicle experiment in the automatic transmission development process.

Claims (4)

엔진, 토크컨버터, 변속선도, 유성기어, 다판 클러치, 다판 브레이크, 클러치 작용압, 주행저항, 타이어 및 차량의 제원에 관련되는 각종 데이터가 컴퓨터 상에 입력되면 시뮬레이션을 수행하여 모니터 또는 프린터로 결과가 출력되도록 하는 방법에 있어서:When various data related to the engine, torque converter, shift diagram, planetary gear, multi-plate clutch, multi-plate brake, clutch working pressure, travel resistance, tire, and specifications of the vehicle are inputted to the computer, simulation is performed and the result is displayed on a monitor or a printer. In the way to make the output: 차량의 속도가 일정하게 유지되는 상태에서 연비를 계산하는 정속주행 모드;A constant speed driving mode for calculating fuel economy while the speed of the vehicle is kept constant; 설정된 코스에 의한 도시주행 상태에서 연비를 계산하는 도시주행 모드;A city driving mode for calculating fuel economy in a city driving state according to a set course; 엔진의 공회전이나 스톨 상태에서 제동페달을 해제하는 동시에 최단 시간내에 가속페달을 완전히 밟을 때에 지정된 시간까지 차량 속도, 차량 가속도, 및 차량 구성요소들의 속도와 토크를 계산하는 발진가속 주행 모드;An oscillation acceleration driving mode that releases the brake pedal at idle or stall of the engine and simultaneously calculates the vehicle speed, vehicle acceleration, and speed and torque of the vehicle components up to a specified time when the accelerator pedal is fully depressed in the shortest time; 일정속도를 일정 단에서 유지한 상태에서 최단 시간내에 가속페달을 완전히 밟을 때에 지정된 시간까지 차량 속도, 차량 가속도, 및 차량 구성요소들의 속도와 토크를 계산하는 추월가속 주행 모드;An overtaking acceleration driving mode that calculates the vehicle speed, the vehicle acceleration, and the speed and torque of the vehicle components up to a specified time when the accelerator pedal is fully depressed within the shortest time while maintaining the constant speed in the constant stage; 차량의 각 단별 구동력, 주행저항 및 엔진속도를 계산하는 주행성능곡선 모드; 및A driving performance curve mode for calculating driving force, driving resistance and engine speed for each stage of the vehicle; And 토크 컨버터의 터빈이 정지된 상태에서 얻을 수 있는 엔진의 최대속도를 계산하는 스톨속도 계산모드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동변속 차량의 성능예측을 위한 시뮬레이션 방법.And a stall speed calculation mode for calculating a maximum speed of the engine that can be obtained when the turbine of the torque converter is stopped. 제 1 항에 있어서, 상기 정속주행 모드는The method of claim 1, wherein the cruise control mode is 주행저항(Fr)을 계산하고, 현재 속도단을 결정하고, 토크 컨버터의 터빈속도를 계산하고, 엔진속도를 계산하고, 엔진 출력토크를 계산하고, 차량의 구동력(Fx)을 계산한 다음, 주행저항(Fr)과 구동력(Fx)이 일치하지 않으면 쓰로틀 개도를 수정한 후 상기 현재 속도단을 결정하는 단계로 복귀하고, 주행저항(Fr)과 구동력(Fx)이 일치하면 현 쓰로틀 개도에서 엔진의 연료소모율을 계산하는 것을 특징으로 하는 자동변속 차량의 성능예측을 위한 시뮬레이션 방법.Calculate the running resistance (Fr), determine the current speed stage, calculate the turbine speed of the torque converter, calculate the engine speed, calculate the engine output torque, calculate the driving force (Fx) of the vehicle, and then drive If the resistance (Fr) and the driving force (Fx) do not match, the throttle opening degree is corrected and then the process returns to the step of determining the current speed stage.If the driving resistance (Fr) and the driving force (Fx) match, the engine is operated at the current throttle opening. Simulation method for performance estimation of an automatic transmission vehicle, characterized in that for calculating the fuel consumption rate. 제 1 항에 있어서, 상기 도시주행 모드는The method of claim 1, wherein the city driving mode 소정의 기준 차속을 이용하여 PID 브레이크 제어회로 및 PID 쓰로틀 개도 제어회로에서 차량의 구동력을 산출하고 다시 상기 기준 차속으로 피드백시켜 에러가 정정된 차속을 생성하는 것을 특징으로 하는 자동변속 차량의 성능예측을 위한 시뮬레이션 방법.Using the predetermined reference vehicle speed, the PID brake control circuit and the PID throttle opening degree control circuit calculate the driving force of the vehicle and feed it back to the reference vehicle speed to generate a vehicle speed in which an error is corrected. Simulation method for 제 1 항에 있어서, 상기 발진가속 모드는The method of claim 1, wherein the oscillation acceleration mode is 초기 엔진속도를 입력하고, 현재 속도단을 검색하고, 엔진 출력토크·연료소모율·토크 컨버터 속도비·터빈 토크·유성기어 모듈·주행저항·구동력·차량 가속도·차량속도·엔진속도·터빈 속도를 순차적으로 계산하고, 현재 속도단을 검색한 다음, 변속과정인지 판단하여, 해당 클러치 작용압 또는 시간변수를 조정한 후 상기 엔진 출력토크 계산과정으로 복귀하는 것을 특징으로 하는 자동변속 차량의 성능예측을 위한 시뮬레이션 방법.Enter the initial engine speed, search the current speed stage, and determine the engine output torque, fuel consumption rate, torque converter speed ratio, turbine torque, planetary gear module, running resistance, drive force, vehicle acceleration, vehicle speed, engine speed, and turbine speed. Calculate sequentially, search the current speed stage, determine whether it is the shifting process, adjust the clutch operating pressure or time variable, and then return to the engine output torque calculation process. Simulation method for
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