기계적 레벨에서의 Closed-Loop 테스트
시간 제약이 매우 엄격한 환경에서도 차량 동역학 모델과 인터페이스 통합
가상 주행 테스트
실제 구성요소를 사용하여 주 7일 24시간 내내 실시간으로 테스트를 진행합니다
확장 가능하고 다재다능함
필요에 따라 구성요소 또는 시뮬레이터 시스템 추가
턴키 시스템
테스트 시나리오 구상부터 테스트 시스템 설계, 그리고 테스트 시스템 구축까지
메카트로닉 테스트 벤치가 왜 필요하고, 무엇을 제공하나요?
때로는 인터페이스에 접근할 수 없거나 현실적인 시뮬레이션 모델 구축이 지나치게 번거로워(예: ESP 또는 ABS 센서나 승객 감지 테스트 시) HIL(hardware-in-the-loop) 시뮬레이션을 수행하지 못할 수 있습니다. 이러한 경우, 메카트로닉 테스트 벤치가 해결책을 제공합니다. 실제 하드웨어 구성요소를 사용하여 ECU에 필요한 입력을 제공합니다. dSPACE는 이를 위한 턴키 솔루션을 제공합니다. 이 솔루션은 기계적 레벨에서도 closed-loop 테스트를 지원하며, 고객의 특정 요구사항에 맞춰 제공됩니다.
각 테스트 벤치는 수행하는 과제만큼이나 고유한 특성을 지니고 있습니다. 그 특성은 연결해야 할 실제 구성요소, 테스트 대상 장치의 유형과 접근성, 사용 가능한 공간 등 다양한 요소에 따라 달라집니다.
기계식 테스트 벤치 구축 분야에서 20년 이상의 경험을 보유한 dSPACE 엔지니어는 정의부터 의사 결정까지 전 과정에 걸쳐 고객을 지원합니다.
주요 이점
- 지연 시간, 지터, 동기화 측면에서 탁월한 실시간 동작을 제공하며, 이는 다중 프로세서 시스템에서도 마찬가지입니다
- 개방적이고 유연한 컨트롤러 구현 및 계측 환경
- 폐쇄 루프에서 가상 테스트 드라이브를 가능하게 하는 개방형 자동차 플랜트 모델
- 전자기계식 파워 스티어링, 제동 시스템, 전자식 안정성 제어 시스템, 자율 주행 등 다양한 애플리케이션을 위한 턴키 테스트 벤치 개념
- 개별 구성요소에서 전체 시스템까지 확장 가능
- 통합 환경 챔버를 활용한 환경 시뮬레이션과 같은 맞춤형 확장 기능
고객의 사용 후기
보훔 응용과학대학교 벨버트/하일리겐하우스 캠퍼스에 위치한 dSPACE 스티어링 시스템 테스트 벤치는 세계에서 가장 강력하고 유연한 장비 중 하나이며 주관적 평가도 가능합니다.
The expandability and versatility of AutomationDesk make it easy to automate test bench environments, including the various types of equipment the test benches require.
당사의 엔지니어들은 dSPACE 테스트 벤치를 매우 생산적으로 활용하여 다양한 섀시 제어 테스트를 수행할 수 있었습니다.
우리는 dSPACE 테스트 벤치에 매우 만족합니다. 우리는 이 강력한 테스트 시스템으로 품질 목표를 달성할 수 있었습니다.
레이더 테스트 벤치는 레이더 센서를 조기에 평가하고 테스트할 기회를 제공합니다. 이는 레이더 처리 및 자율주행을 위한 소프트웨어 개발을 크게 향상시킵니다.
Renault(르노)와 dSPACE는 오랜 협력 관계를 이어오고 있습니다. 신뢰할 수 있는 파트너인 Renault는 dSPACE의 탁월한 HIL 벤치, 혁신적인 하드웨어 솔루션, 그리고 매우 효율적인 소프트웨어 제품군과 라이브러리를 활용하고 있습니다.
당사는 시스템 통합 단계에서 단 하루 만에 소프트웨어 및 시스템 검증 단계에서 개발된 테스트 벤치를 개조하여 통신 프로토콜 문제를 조사할 수 있는 테스트 벤치를 구축할 수 있었습니다.
프로젝트별 테스트 벤치
완전 맞춤형 테스트 벤치
표준 테스트 벤치가 애플리케이션이나 사용 사례에 적합하지 않을 경우, dSPACE는 개별 요구사항에 맞춰 조정 가능한 다양한 애플리케이션용 테스트 벤치를 제공합니다.
모델 기반 제어 구현 방식과 고속 인터페이스 덕분에 개별 요구사항을 거의 제한 없이 충족할 수 있습니다. 모터 제어 분야에서의 다년간의 경험과 수백 건에 달하는 테스트 벤치 프로젝트를 바탕으로, 우리는 고객의 프로젝트 요구사항에 맞춰 유연하게 조정할 수 있는 다양한 사전 정의 제어 구조를 제공합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:
- 모터 전류를 기반으로 한 힘과 토크의 선행 제어
- 테스트 벤치 센서 기반의 힘 및 토크 피드백 제어
- 모션 제어(모션 프로필 생성을 포함한 캐스케이드 제어)
- 교란 변수 보상(질량 또는 관성, 마찰, 코깅 등)
dSPACE 하드웨어는 전체 테스트 벤치를 제어하는 데 필요한 확장성, 실시간 성능, I/O 인터페이스 및 강력한 툴 체인을 제공합니다. 또한 dSPACE는 CAN, CAN FD, LIN, FlexRay, K-/L-Line, Automotive Ethernet과 같은 모든 자동차 버스에 대한 인터페이스를 제공합니다.
초기 시나리오부터 최종 테스트 시스템까지 지원
mHIL(mechanical hardware-in-the-loop) 시스템 또는 테스트 벤치를 설계하고 설치하는 전 과정에서 dSPACE는 고객을 지원합니다:
모두를 위한 테스트 벤치 – 소형부터 초대형까지
dSPACE의 메카트로닉 테스트 벤치 제품 관리자인 Andreas Fiedler 및 Marcel Pleischl과의 인터뷰
dSPACE는 2007년부터 메카트로닉 테스트 벤치를 제공하며 HIL(hardware-in-the-loop) 시뮬레이션을 확장해 왔습니다. 이것이 우리 고객에게 어떤 이점을 제공할까요?
테스트 벤치는 높은 통합도로 인해 전기 인터페이스를 통한 HIL 시뮬레이션이 불가능한 메카트로닉 구성요소 및 시스템에 대해 closed-loop 테스트를 수행할 수 있도록 지원합니다. 테스트 벤치는 뛰어난 실시간 동작 성능과 가상 closed-loop 주행 테스트 수행 기능을 제공합니다. 따라서 이는 복잡한 제어 시스템의 검증에 없어서는 안 될 요소입니다. 또한 테스트 벤치는 dSPACE 실시간 시스템과 드라이브 컨트롤러 간에 최적화된 저지연 인터페이스를 갖추고 있습니다. 이는 기계적 레벨에서 효율적인 HIL 테스트를 위한 기반을 마련합니다.
최초의 테스트 벤치는 종종 스티어링과 관련이 있었습니다. 테스트 벤치에 대한 요구사항이나 중점 사항은 얼마나 달라졌나요?
알겠습니다. 초기에는 스티어링 시스템의 기능 테스트에 중점을 두었습니다. 하지만 시간이 흐르면서 분야가 크게 확장되었습니다. 우선, 브레이크 시스템, ESP와 같은 센서가 통합된 제어 장치, 그리고 산업용 드라이브 및 항공우주 산업과 같은 비자동차 분야 등 다양한 대상 분야가 새롭게 추가되었습니다.
또한 dSPACE는 센서 및 액추에이터의 구성요소 테스트부터 기능 개발을 위한 고성능 메카트로닉 테스트 시스템, 그리고 개별 ECU의 전체 시스템 통합 테스트 시스템에 이르기까지, 다양한 테스트 목적에 부합하는 테스트 벤치를 공급합니다. dSPACE 메카트로닉 테스트 벤치에 적용된 기본 기술은 테스트 시스템에 대한 이러한 다양한 요구사항을 충분히 지원할 만큼 유연합니다. 이러한 확장된 범위 덕분에 dSPACE의 테스트 벤치 사업은 한때 연간 소수의 시스템만 공급하던 틈새 시장에서 현재는 약 500개의 테스트 시스템이 현장에서 운영되는 주요 분야로 성장하고 있습니다.
ISO 26262는 안전 필수 시스템과 관련이 있습니다. 테스트 벤치도 이 분야에서 지원을 제공할 수 있습니까?
ISO 26262에 따라 고객은 양산 상태 그대로의 조향 및 제동 제어기에 대해 기능 안전 테스트를 수행해야 합니다. 전자 제어 시스템이 기계 시스템에 고도로 통합되어 있기 때문에 메카트로닉 테스트 벤치 없이는 이러한 작업이 불가능합니다. 테스트 케이스의 높은 재현성은 매우 중요합니다. 이는 제어 시스템의 검증 및 유효성 확인에 매우 중요합니다. 또한, 특히 제어에 중점을 두고 있는데, 이는 dSPACE가 실시간 시뮬레이션 전문 지식을 바탕으로 핵심적인 역할을 하는 분야입니다.
현재 자동차 산업은 내연기관에서 전기차로의 전환이라는 중대한 변화를 겪고 있습니다. 이러한 변화는 테스트 벤치에 어떤 의미를 가질까요?
자동차 산업에는 메카트로닉 테스트 벤치에도 영향을 미치는 두 가지 주요 영역이 있습니다. 첫 번째 영역은 차량의 제동 거동을 혁신적으로 변화시킨 전동화로의 전환입니다. 전기차는 회생 제동을 사용하여 주행 거리를 최적화하기 위해 구동 모터를 사용합니다. 하지만 강한 제동이 필요한 상황에서는 마찰 브레이크를 사용하는 기존 브레이크 시스템이 제동을 담당합니다. 이 두 제동 모드의 원활한 통합은 특히 위험한 상황에서 차량을 안전하게 감속시키는 데 매우 중요합니다. 시뮬레이션된 구동계와 실제 브레이크 시스템 간의 연동은 기계식 테스트 벤치에 특히 중요합니다.
두 번째 영역은 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS) 및 자율주행(AD) 기술 개발과 관련된 분야입니다. 이로 인해 스티어링 시스템, 특히 스티어 바이 와이어 시스템에 대한 새로운 요구 사항이 발생합니다. 이러한 스티어링 시스템을 안전하고 편리하게 작동시키기 위해 새로운 제어 개념이 개발되고 있습니다. 자율주행과 운전자 개입 모두를 위한 메카트로닉 테스트 벤치에 대한 새로운 요구 사항도 있습니다.
미래에는 무엇을 기대할 수 있을까요?
최근 몇 년간 차량의 안전 필수 부품 테스트 분야에서 주요 동력 중 하나는 x-by-wire 시스템의 검증입니다. 이는 기계적 연결을 전자 제어로 대체하는 혁신적인 기술로, 예를 들어 브레이크나 조향 장치에 적용됩니다.
상용차 부문에서도 전동화가 빠르게 진행되고 있습니다. 예를 들어, 전동 보조 스티어링 시스템이 트럭에 도입되면서 전자 제어 유닛은 스티어링 시스템의 필수적인 부분이 되었습니다. 이는 순수한 기계식 스티어링 테스트에서 복잡한 제어 시스템 검증으로의 전환을 의미합니다. 이로 인해 동역학 및 주행 역학의 실시간 시뮬레이션에 대한 요구사항이 더욱 높아집니다. 그 결과, 스티어링 시스템을 테스트하기 위해 새로운 차원의 힘과 토크를 처리할 수 있는 시스템이 필요합니다. dSPACE는 자동차 산업에서 다년간 쌓아온 경험을 바탕으로 전 세계 고객들에게 신뢰받는 파트너입니다.
Fiedler 님, Pleischl 님, 함께 대화해 주셔서 감사합니다.
