차량 동역학을 고려한 인휠 모터 구동시스템 고장 진단 알고리즘

Abstract

본 논문은 차량 동역학을 고려한 인휠 모터 구동 차량의 고장 진단 알고리즘을 제안한다. 구동 모터 시스템의 고장 진단 알고리즘은 크게 상위레벨과 하위레벨의 관점으로 나뉜다. 상위레벨에서는 차량 동역학 관점에서 고장을 검출되며, 하위레벨에서는 모터구동시스템의 전류 센서와 위치 센서의 고장을 Unscented 칼만 필터에 의해 검출된다.

상위레벨에서는 비선형 two track 모델을 기반으로 대상 시스템을 수학적으로 모델링하여 구성하고, 각 측정 가능한 데이터에 대하여 레지듀얼을 구성하고 고장 표를 구성해 각 센서와의 상관관계와 고장의 분리 가능성을 분석하였다.

하위레벨에서는 모터 시스템의 파라미터를 Unscented 칼만 필터를 적용하여 고장 검출을 하고 진단하였다. 기존의 패리티 방정식(parity equation)은 open loop 방식으로 비선형시스템에서 취약한 단점을 가진다. 반면에 비선형시스템에서는 Unscented 칼만 필터가 확장형 칼만 필터에 비해 선형화에 우수한 성능을 가진다.

상위레벨과 하위레벨에의 알고리즘은 시뮬레이션과 실험을 통해 유용성과 유효성을 검증하였다.