시스템 변화를 고려한 전동식 브레이크의 클램핑력 추정

Abstract

Brake-By-Wire (BBW) 시스템은 미래형 제동시스템으로 주목받고 있다. 이는 빠른 응답속도, 짧은 제동거리,공간 효율성 및 여러 샤시 제어 시스템들과의 좋은 연계성 때문이다. Electro-mechanical brake (EMB)는 BBW의 한 종류로서 여러 자동차 회사에서 연구중이다. EMB의 클램핑력 센서는 설치의 어려움과 비용 문제로 인하여 센서 대신 간접 알고리즘으로 대체되어야 한다. 본 논문에서는 EMB의 클램핑력 추정 알고리즘을 접촉 지점 추정 알고리즘 및 마찰 토크 추정 알고리즘과 함께 제시한다. 오직 모터 회전각과 전류 값만을 활용하며 차량 시동 시에 데이터 측정이 이루어진다. EMB 시스템에는 패드 두께 변화, 마찰 변화와 같은 시스템 변화가 존재한다. 이는 추정 알고리즘의 강건성에 영향을 준다. 그러므로 이 변화들을 대처하는 방법을 본 연구에서 제안한다. 대부분의 데이터는 설계된 EMB test bench에서 출력한다. 추정 알고리즘은 센서로부터의 실제 값과의 비교로 평가된다. 반면에 마찰 토크는 측정을 위한 센서가 존재하지 않는다. 따라서 마찰 토크 추정의 검증을 위해, stick-slip 현상을 묘사한 시뮬레이션 모델을 개발하여 간접적으로 평가한다. 또한 차량 시뮬레이션 프로그램인 Carsim을 통해 실제 차량의 적용 가능성 역시 평가한다. 기존의 제어기는 feedback 기반 제어기로서 응답 지연과 실용성에 대한 문제를 가지고 있다. 본 노문에서는 앞선 추정 알고리즘을 활용한 모델 기반 제어기를 제안하여 기존의 문제점을 해결한다. 실험을 통하여 제안된 모델 기반 제어기의 정확성 및 실용성을 평가한다.