코너 모듈의 스티어 바이 와이어 시스템 센서 고장 진단

Abstract

코너 모듈은 한 바퀴 안에 인휠모터, 브레이크 바이 와이어, 스티어 바이 와이어, 전동댐퍼 시스템이 통합된 모듈이다. 스티어 바이 와이어 시스템은 기존의 조향 시스템과는 다르게 핸들과 바퀴가 기계적 연결이 아닌 전기적 연결로 작동된다. 스티어 바이 와이어 시스템은 차량의 안정성과 직결되고 여러 전자 부품으로 인해 구조가 복잡하여 고장 발생 가능성이 높기 때문에 고장 진단이 중요하다. 이에 따라 여러 연구가 진행되었지만, 랙 앤 피니언 방식의 스티어 바이 와이어 시스템에 대한 연구이며 외부 부하 토크로 얼라이닝 토크만 고려했다. 코너 모듈의 스티어 바이 와이어 시스템은 스크럽 토크가 중요한 요소이지만 이를 고려하여 고장 진단한 연구는 없었다. 따라서 본 논문에서는 스크럽 토크를 고려한 고장 진단 알고리즘을 제안한다. 전류 센서는 외란 관측기 기반의 확장 칼만 필터를 통해 고장을 진단한다. 절대 인코더는 타이어 모델로 얼라이닝 토크를 계산하고 인휠모터로부터 스크럽 토크를 추정한다. 추정된 외부 부하 토크를 이용하여 칼만 필터를 통해 절대 인코더의 고장을 진단한다. 실제 시스템의 데이터를 바탕으로 시뮬레이션 환경을 구축하여 매트랩 및 시뮬링크, 카심을 통하여 제안한 고장 진단 알고리즘을 검증했다.