가속도계 및 변위계를 이용한 차량용 고무부시의 변형량 추정 가능성 연구

Abstract

자동차의 현가장치는 여러 링크 및 연결부의 고무 부시들로 구성된다. 승차감을 결정하는 차체의 진동특성은 고무 부시의 영향을 받는다. 차량 개발 단계에서, 주행 중 부시를 통한 전달력과 부시의 변형량을 알면 차체의 진동 특성을 예측하여 승차감을 개선안을 마련 가능하다. 최근 들어, 부시에서의 전달력은 링크에 힘 센서를 설치하여 측정되는 반면, 부시의 변형량 측정은 활발히 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 압전형 가속도계 및 자기 유도형 변위계를 이용한 부시 변형량 추정 방법을 제안했으며, 실제 주행 상황에의 적용 가능성에 대해 논하였다. 링크의 강체 운동 가정 하에, 두 링크 간 상대 변위 측정 정보로부터 부시의 변형량을 추정하였다. 가속도계는 수 Hz부터 최대 수백 Hz까지의 고주파 영역, 변위계는 최대 수십 Hz의 저주파 영역의 링크 진동을 측정하는 데에 사용되었다. 실제 차량 주행 상황에 준하는 크기 수준의 부시 변형량을 발생시키고, 제안된 방법을 이용하여 변형량을 추정하였다. 기준 센서 이용 변형량 추정 결과에 대한 오차는 5% 미만으로, 주행 중 발생하는 수준의 변형량 추정이 가능함을 보였다.