타이어의 동적 특성을 반영한 종방향 타이어 강성계수 추정

Abstract

브레이크 시스템이 효율적으로 작동하기 위해서는 타이어와 노면 사이 마찰계수를 추정하는것이 중요하며, 특히 마찰 계수가 최대가 되도록 종방향 슬립을 조절 할 수 있다면 최적의 제동 성능을 발휘 할 수 있다. 종방향 타이어 강성계수를 알고 있다면 구동 및 제동 상황에서 마찰 계수와 슬립의 관계를 조기에 알아낼 수 있다. 종방향 타이어 강성계수 추정에 관한 기존 연구들은 모두 정적 타이어 모델을 사용한다는 공통점이 있는데, 실제로는 타이어에 변형이 생길때 즉각적으로 정상 상태에 도달하지 않고 동적인 특성을 나타낼 것이며 이에 따라 노면에 전달되는 힘에 지연 현상이 발생 할 것이다. 본 연구에서는 타이어의 횡방향 변형에 대한 개념인 relaxation length를 종방향에 적용한 타이어 다이나믹스를고려하여 종방향 타이어 강성계수 추정 성능을 향상 시키고자한다. 우선 차량 제동 실험을 통하여 타이어의동적 특성에 의한 효과를 확인하였고, 타이어 브러쉬 모델을 바탕으로 타이어 동적 모델을 구성하였다. 이후 차량 동역학과 타이어 다이나믹스를 고려하여 종방향 타이어 강성계수를 추정하는 관측기를 설계하였다. 이때 휠의 슬립과 타이어에 작용하는 종방향 힘을 정확하게 추정하기 위해서 확장 칼만필터를 활용하였다. 종방향 타이어 강성계수 추정 성능 검증은 시뮬레이션을 통하여 진행 하였으며 기존 연구 방법으로 추정한 결과와 비교하였다.