KR101803834B1 - 차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법 및 장치 - Google Patents

차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법 및 장치

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KR101803834B1
KR101803834B1 KR1020170099188A KR20170099188A KR101803834B1 KR 101803834 B1 KR101803834 B1 KR 101803834B1 KR 1020170099188 A KR1020170099188 A KR 1020170099188A KR 20170099188 A KR20170099188 A KR 20170099188A KR 101803834 B1 KR101803834 B1 KR 101803834B1
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vehicle
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slip
friction coefficient
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KR1020170099188A
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안창선
박예영
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부산대학교 산학협력단
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    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

본 발명은 차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법 및 장치에 관한 것으로서, 축소차량을 이용한 실험으로 실제 차량의 동적 거동을 정확하게 연구하기 위해서 정규화시키는 중요변수들 중에서 중력가속도 정규화 문제를 타이어노면 마찰계수 정규화로 대체시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하여, 축소차량을 이용한 실험에서 중력가속도를 정규화시켜 차량의 미끌림 율 및 미끌림 각이 큰 운동에서도 실제 차량의 동적거동과 일관성있는 결과값을 산출시킴으로써, 차량의 미끌림에 의해 발생되는 여러가지 물리적 거동에 대한 연구를 실행할 수 있는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법과 장치가 제공되는 이점이 있다.

Description

차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법 및 장치{Device for Vehicle Slip Tests in Scaled Environment and Method as the same}
본 발명은 차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법 및 장치에 관한 것으로서, 축소차량을 이용한 실험으로 실제 차량의 동적 거동을 정확하게 연구하기 위해서 정규화시키는 중요변수들 중에서 중력가속도 정규화 문제를 해결하여 차량의 미끌림 율 및 미끌림 각이 큰 운동에서도 실제 차량의 동적거동과 일관성있는 결과값을 산출시켜, 차량의 미끌림에 의해 발생되는 여러가지 물리적 거동에 대한 연구를 실행할 수 있는 것을 특징으로 한다.
차량의 동적 거동에 관한 연구를 위해서 실제 차량을 이용한 실험이 필요한데, 이러한 실제 차량을 이용한 실험은 비용적으로나 규모적인 이유로 실시가 불가하므로 축소차량을 이용한 실험을 하게 된다.
이와 같은 축소차량을 이용한 실험은 선등록특허 10-1229285 (상사기법에 따른 철도차량의 시험용 축소대차)와 같이 널리 공지된 기술이다.
그런데, 축소차량을 이용한 실험으로 실제 차량의 동적 거동을 연구하기 위해서는 축소차량과 실제차량의 실험 결과 값이 일관성을 가져야 하는데, 축소차량을 이용한 실험의 결과 값이 반드시 실제 크기와 축소 크기의 비율로 축소되지는 않는 문제점이 있다.
즉, 축소차량을 이용한 실험의 결과 값들은 물리적인 차원에 따라 실제 차량을 이용한 실험의 결과 값과 결과가 달라지는데, 이를 해결하기 위하여 차원해석이라는 방법이 사용된다.
상기 차원해석은 실험에 사용되는 물리 값을 축소비율에 따라 정규화시키는 것으로서, 이에 의해 축소차량을 이용한 실험의 결과 값을 실제 차량을 이용한 실험의 결과 값과 일관성이 유지되게 산출할 수 있다.
따라서, 축소차량을 이용한 실험으로 실제 차량의 동적 거동을 정확하게 연구하기 위해서는 실험에 관여되는 모든 물리 값들이 차원해석에 따라 정규화되어야 한다.
그러나, 실제적으로는 모든 물리 값들을 정규화시키지 못하므로 중요변수들만 정규화하게 되는데, 차량의 축소실험에 대하여 정규화시켜야 하는 중요 물리 값들은 다음과 같다.
차량의 축소비율
질량비(M)=축소차량질량/실제차량질량
길이비(L)=축소차량길이/실제차량길이
에 대하여
1) 축소실험속도 = 실제속도 × L
2) 축소실험 힘 = 실제 힘 × ML
3) 축소실험 토크 = 실제 토크 ML2
4) 축소실험 타이어 강성 = 실제 타이어 강성 × ML
5) 축소실험 미끄림 율 = 실제 미끌림 율
6) 축소실험 미끌림 각 = 실제 미끌림 각
7) 축소실험 타이어노면 마찰계수 = 실제 타이어노면 마찰계수
8) 축소실험 중력가속도 = 실제 중력가속도
종래기술방식에서는 축소차량을 축소환경에서 실험하는 경우, 상기 8개의 물리 값에서 1) ~ 7)의 정규화는 축소차량의 제작에 맞추어 실행 가능한 것이지만, 상기 8)의 중력가속도 정규화는 불가능하여 실질적으로 적용되지 못하였다.
그런데, 상기 8)의 중력가속도를 정규화시키지 못하고 1) ~7)의 물리 값만 정규화시킨 실험에서 차량의 미끌림 율 및 미끌림 각이 큰 운동의 경우, 실제 차량의 동적거동과의 일관성이 사라져 축소실험의 신뢰성이 낮아지는 문제점이 발생되었다.
이하, 도 9의 종래기술방식의 실험 그래프와 도 10의 종래기술방식의 실제 미끄러짐 궤적도와 함께 종래기술방식에 대하여 살펴보면, 도 9에서 Physical Unit는 실제 차량과 축소차량의 실제 운동 거동이며, Normalized unit는 물리량 정규화 후의 운동 거동을 그래프로 그린 것이다.
도 9에서 보여지는 바와 같이 종래기술방식에 의할 경우 Normalized unit된 운동 거동에서도 차이점이 보여지고 있다.
도 10은 종래기술방식에 의한 경우 운동궤적으로서 축소차량의 미끄러짐과 실제차량의 미끄러짐이 정규화 이후에도 발견되고 있음을 알 수 있다.
이에 대한 원인을 조사해 본 바에 의하면, 차량의 미끌림 율과 미끌림 각은 중력가속도의 영향을 받기 때문으로 나타났다.
따라서, 종래기술방식에서는 축소실험이나 실제 실험이나 중력가속도를 변경시키지는 못하므로 축소환경에서 실험할 수 있는 차량운동은 일상적인 주행 및 중력 가속도의 영향이 작은 차량 운동에 한정되는 문제점이 있었다.
즉, 종래기술방식에 의하면 중력 가속도의 영향이 큰 차량의 미끌림 운동에 대해서는 축소차량을 이용한 실험이 실시될 수 없어, 차량의 미끌림에 의해 발생되는 여러가지 물리적 거동에 대한 연구를 실행할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 축소차량을 이용한 실험에서 중력가속도를 정규화시켜 차량의 미끌림 율 및 미끌림 각이 큰 운동에서도 실제 차량의 동적거동과 일관성있는 결과값을 산출시킴으로써, 차량의 미끌림에 의해 발생되는 여러가지 물리적 거동에 대한 연구를 실행할 수 있는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법과 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법에 있어서, 질량비 M =축소차량질량/실제차량질량, 길이비 L =축소차량길이/실제차량길이의 축소차량을 준비하는 제1단계;
상기 축소차량을
1) 축소실험속도 = 실제속도 × L
2) 축소실험 힘 = 실제 힘 × ML
3) 축소실험 토크 = 실제 토크 ML2
4) 축소실험 타이어 강성 = 실제 타이어 강성 × ML
5) 축소실험 미끄림 율 = 실제 미끌림 율
6) 축소실험 미끌림 각 = 실제 미끌림 각
7) 축소실험 타이어노면 마찰계수 = 실제 타이어노면 마찰계수
8) 축소실험 중력가속도 = 실제 중력가속도 × L
로 정규화된 물리량으로 차량 미끄러짐 시뮬레이션을 실행시키는 제2단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법을 기술적 요지로 한다.
여기서, 상기 제2단계는
7) 축소실험 타이어노면 마찰계수 = 실제 타이어노면 마찰계수
8) 축소실험 중력가속도 = 실제 중력가속도 × L
를
7) 축소실험 타이어노면 마찰계수 = 실제 타이어노면 마찰계수 × L
8) 축소실험 중력가속도 = 실제 중력가속도
로 하여 실제 정규화가 불가능한 중력가속도를 타이어노면 마찰계수 정규화로 대체시키는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법으로 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1단계의 축소차량이 타이어 무늬를 정교하게 축소 적용한 것인 경우에는
상기 2단계의
5) 축소실험 미끄림 율 = 실제 미끌림 율
6) 축소실험 미끌림 각 = 실제 미끌림 각
을
5) 축소실험 미끄림 율 = 실제 미끌림 율 / L
6) 축소실험 미끌림 각 = 실제 미끌림 각 / L
으로 정규화시키는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법으로 되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 차량 미끄러짐 시뮬레이션 장치에 있어서, 실제차량과 질량비 M=축소차량질량/실제차량질량, 길이비 L=축소차량길이/실제차량길이의 축소비율로 형성되며, 바퀴 교체가 가능하게 형성되는 축소차량과; 마찰 저항이 다른 소재로 형성되어 상기 축소차량의 축소비율에 따라 선택적으로 교체 가능한 축소차량 주행 도로를; 포함하여 구성되며, 상기 축소차량의 축소비율에 따라 실험 물리량을
1) 축소실험속도 = 실제속도 × L
2) 축소실험 힘 = 실제 힘 × ML
3) 축소실험 토크 = 실제 토크 ML2
4) 축소실험 타이어 강성 = 실제 타이어 강성 × ML
5) 축소실험 미끄림 율 = 실제 미끌림 율
6) 축소실험 미끌림 각 = 실제 미끌림 각
7) 축소실험 타이어노면 마찰계수 = 실제 타이어노면 마찰계수
8) 축소실험 중력가속도 = 실제 중력가속도 × L
으로 정규화시키되, 상기 축소차량의 바퀴 강성과 상기 축소차량 주행도로의 마찰저항을 가변시켜 중력가속도 정규화 수치를 대체 적용시키는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 장치를 또 다른 기술적 요지로 한다.
또한, 상기 축소차량의 바퀴 강성과 상기 축소차량 주행도로의 마찰저항을 가변시키는 것은 상기
7) 축소실험 타이어노면 마찰계수 = 실제 타이어노면 마찰계수
8) 축소실험 중력가속도 = 실제 중력가속도 × L
를
7) 축소실험 타이어노면 마찰계수 = 실제 타이어노면 마찰계수 × L
8) 축소실험 중력가속도 = 실제 중력가속도
가 되게 타이어노면 마찰계수를 정규화시키는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 장치로 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 축소차량의 바퀴 강성은 바퀴의 소재를 교환하여 변경시키는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 장치로 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 바퀴의 소재는 고무 또는 고무에 테프론 코팅을 한 것에서 선택되는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 장치로 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 축소차량의 바퀴 강성은 바퀴에 가로, 세로 또는 가로와 세로를 복합시킨 홈으로 형성시키고, 상기 홈의 깊이와 갯수로 정밀 조정시키는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 장치로 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 축소차량 주행 도로는 아스팔트, 강마루(HDF), 테프론에서 선택되어 마찰 저항을 가변시키는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 장치로 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 축소차량 주행 도로는 선택된 소재에 오일을 칠하여 마찰저항을 조정시키는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 장치로 되는 것이 바람직하다.
상기한 본 발명에 의하여, 축소차량을 이용한 실험에서 중력가속도를 정규화시켜 차량의 미끌림 율 및 미끌림 각이 큰 운동에서도 실제 차량의 동적거동과 일관성있는 결과값을 산출시킴으로써, 차량의 미끌림에 의해 발생되는 여러가지 물리적 거동에 대한 연구를 실행할 수 있는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법과 장치가 제공되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 차량 미끄러짐 시뮬레이션 장치 실시예시도
도 2는 본 발명의 차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법 실시예시도
도 3은 본 발명을 이용한 실험 그래프
도 4는 본 발명을 이용한 실제 미끄러짐 궤적도
도 5 내지 도 8은 본 발명에 적용되는 축소차량 바퀴 강성 변경 실시예시도
도 9는 종래기술방식의 실험 그래프
도 10은 종래기술방식의 실제 미끄러짐 궤적도
이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하의 도 1은 본 발명의 차량 미끄러짐 시뮬레이션 장치 실시예시도이며, 도 2는 본 발명의 차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법 실시예시도이며, 도 3은 본 발명을 이용한 실험 그래프이며, 도 4는 본 발명을 이용한 실제 미끄러짐 궤적도이며, 도 5 내지 도 8은 본 발명에 적용되는 축소차량 바퀴 강성 변경 실시예시도이며, 도 9는 종래기술방식의 실험 그래프이며, 도 10은 종래기술방식의 실제 미끄러짐 궤적도이다.
차량의 동적 거동에 관한 연구를 위해서는 도 1에 도시된 바와 같이 축소차량(10)을 이용한 실험을 하게 되는데, 축소차량(10)을 이용한 실험이 실제 차량을 이용한 실험과 일관성을 가지기 위해서는 실험에 관여되는 물리 값을 정규화시켜야 한다.
축소차량(10)을 이용한 실험으로 실제 차량의 동적 거동을 연구하기 위해서는 모든 물리 값들이 차원해석에 따라 정규화시켜야 하지만, 실제적으로는 모든 물리 값들을 정규화시키지 못하므로 중요 변수들만 정규화시키게 된다.
본 발명은 이와 같은 축소차량(10)을 이용한 실험에 있어서, 실제 차량을 이용한 실험과 정교하게 일관성을 가지도록 물리 값들을 정규화시켜 축소환경에서 차량 미끄러짐 시뮬레이션이 가능하도록 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1과 도 2를 참고하여 살펴보면, 본 발명은 차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법 제1단계는 질량비(M), 길이비(L)의 축소차량을 준비하는 단계이다.
도 1에서 상기 축소차량(10)의 축소비율은
질량비(M)=축소차량질량/실제차량질량
길이비(L)=축소차량길이/실제차량길이
로 정의된다.
본 발명의 제2 단계는 실험에 관여되는 물리량을
1) 축소실험속도 = 실제속도 × L
2) 축소실험 힘 = 실제 힘 × ML
3) 축소실험 토크 = 실제 토크 ML2
4) 축소실험 타이어 강성 = 실제 타이어 강성 × ML
5) 축소실험 미끄림 율 = 실제 미끌림 율
6) 축소실험 미끌림 각 = 실제 미끌림 각
7) 축소실험 타이어노면 마찰계수 = 실제 타이어노면 마찰계수
8) 축소실험 중력가속도 = 실제 중력가속도 × L
로 정규화시키는 단계이다.
종래기술방식에서는 축소차량(10)을 축소환경에서 실험하는 경우, 상기 8개의 물리 값에서 1) ~ 7)의 정규화는 축소차량의 제작에 맞추어 실행 가능한 것이지만, 상기 8)의 중력가속도 정규화는 불가능하여 실질적으로 적용되지 못하여 축소차량(10)을 이용한 실험은 중력가속도의 영향이 작은 일상적인 주행 및 차량 운동에 제한되었다.
이에 비하여 본 발명의 제2단계에서는 상기 8) 축소실험 중력가속도 = 실제 중력가속도 × L과 같이 중력가속도를 정규화 적용시키는 특징을 가진다.
상기 중력가속도를 L로 정규화시키는 이유는 상기 중력가속도의 단위가 m/s2로서, 길이에 비례한 단위이므로 길이비(L)로 정규화시키는 것이다.
그런데 일반적으로 모든 물체에 적용되는 중력가속도는 정규화가 불가능한 물리 값이다.
본 발명은 이를 해결하기 위하여 축소차량에 적용되는 물리 값을 해석하여, 물리적으로 구현 불가능한 중력가속도를 정규화시키지 않고 차량의 미끌림에 영향을 주는 다른 요소인 타이어-노면 마찰계수(μ)를 정규화시켜 중력가속도 정규화와 동일한 효과를 얻는 특징을 가진다.
이에 대한 기술적 배경은 다음과 같다.
차량의 미끌림 운동은 타이어의 미끌림 운동과 힘의 관계를 기반으로 하고 있는데, 타이어의 미끌림과 힘의 관계식은 타이어 모델로 아래와 같이 표현된다.
[수학식 1]
Figure 112017075558428-pat00001
여기에서 κ는 타이어 미끄러짐 율, α 는 타이어 미끄러짐 각을, μ는 마찰계수, cp는 타이어 재질의 강성을, a는 타이어와 노면에서의 접촉면 길이를, m은 질량을, g는 중력가속도, Fx는 타이어 종방향 힘을, Fy는 타이어 횡방향 힘을 의미한다.
상기 수학식 1에서 보여지는 바와 같이 타이어의 미끌림 운동을 결정짓는 변수 중 중력가속도(g)와 마찰계수(μ)는 곱의 형태로 항상 결합되어 존재하므로 중력가속도 대신 마찰계수를 정규화하여도 전체적으로는 같은 효과를 얻을 수 있다.
이에 따라 본 발명은
7) 축소실험 타이어노면 마찰계수 = 실제 타이어노면 마찰계수
8) 축소실험 중력가속도 = 실제 중력가속도 × L
를
7) 축소실험 타이어노면 마찰계수 = 실제 타이어노면 마찰계수 × L
8) 축소실험 중력가속도 = 실제 중력가속도
로 하여 실제 정규화가 불가능한 중력가속도를 타이어노면 마찰계수 정규화로 대체시킨다.
축소차량(10)을 이용한 실험에서 이와 같은 타이어노면 마찰계수 정규화를 적용시키기 위해서는 축소차량과 실제 차량의 길이 비에 해당되는 만큼 축소환경의 노면의 마찰계수를 줄여서 실험해야 한다.
이를 위하여 본 발명은 축소차량(10)에 적용시키는 바퀴(100) 강성과 상기 축소차량 주행도로(20)의 마찰저항을 가변시켜 중력가속도 정규화 수치가 대체 적용되게 한다.
따라서, 본 발명에 사용되는 축소차량(10)은 바퀴(100) 교체가 가능하게 형성되어 중력가속도 정규화량에 따라 바퀴(100) 강성으로 조정할 수 있게 형성시킨다.
또한, 본 발명에 사용되는 축소차량 주행도로(20)는 마찰 저항이 다른 소재로 형성되어 중력가속도 정규화량에 따라 선택적으로 교체 가능하게 형성된다.
상기 중력가속도 정규화량은 상기 축소차량(10)의 축소비율에 의존하므로 이에 맞추어 상기 바퀴(100) 강성과 축소차량 주행도로(20)의 마찰저항을 조절하여 축소환경의 노면 마찰계수를 정한다.
상기 축소차량(10)의 바퀴(100) 강성은 바퀴(100)의 소재에 의해서도 변경되므로 본 발명은 강성이 다른 소재의 여러 종류의 바퀴(100)를 마련하고 이 중에서 실험의 요구에 따라 바퀴(100)를 선택할 수 있게 한다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 바퀴(100)의 소재는 고무 또는 고무에 테프론 코팅을 한 것에서 선택되어 강성 조절을 효과적으로 실시하였다.
상기 축소차량(10)의 강성은 또한, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 바퀴(100)에 가로, 세로 또는 가로와 세로를 복합시킨 홈을 형성시켜 조정할 수 있으며, 상기 홈의 깊이와 갯수로 강성을 정밀 조정시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 도 1에 도시된 축소차량 주행도로 소재는 아스팔트, 강마루(HDF), 테프론에서 선택되어 마찰 저항을 가변시켜 중력가속도 정규화에 적합함을 알 수 있었으며, 선택된 소재에 오일을 칠하여 마찰저항을 조정시킬 수 있었다.
한편, 일반적인 실험용 축소차량(10)보다 더 정확하게 타이어 모델을 표현하고 있는 축소차량(10)의 경우에는 상기 7)의 마찰계수 정규화만으로는 중력가속도의 정규화를 완성시킬 수 없다.(이와 같은 경우는 상기한 바와 같이 바퀴(100) 강성 변화를 위하여 바퀴에 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같은 홈을 형성시키는 경우에 종종 발생된다.)
이와 같은 경우에는 타이어 미끄러짐 율 κ와 타이어 미끄러짐 각 α의 정규화를 같이 해주어야 한다.
따라서, 본 발명은 축소차량의 바퀴가 실제차량의 복잡한 바퀴무늬까지도 근사하여 축소된 경우에는 상기 축소차량의 축소비율에 따른 실험 물리량
5) 축소실험 미끄림 율 = 실제 미끌림 율
6) 축소실험 미끌림 각 = 실제 미끌림 각
을
5) 축소실험 미끄림 율 = 실제 미끌림 율 / L
6) 축소실험 미끌림 각 = 실제 미끌림 각 / L
으로 정규화시켜 해석한다.
이에 대한 기술적 배경은 다음과 같다.
[수학식 2]
Figure 112017075558428-pat00002
여기에서 κ는 타이어 미끄러짐 율, α 는 타이어 미끄러짐 각을, μ는 마찰계수, cp는 타이어 재질의 강성을, a는 타이어와 노면에서의 접촉면 길이를, m은 질량을, g는 중력가속도, Fx는 타이어 종방향 힘을, Fy는 타이어 횡방향 힘을 의미한다.
매우 단순한 타이어 이론에서는 마찰계수가 타이어의 거동에 영향을 미치는 정도는 수학식 1에 나타난 것과 같다. 하지만 좀 더 일반적이고 복잡한 타이어 거동을 반영하기 위해서는 수학식 2와 같이 마찰계수가 타이어 거동의 미끄러짐 각과 미끄러짐 율 모두에 영향을 주도록 변화되어야 한다. 좀더 일반적이고 복잡한 타이어 거동을 반영하기 위해서는 타이어 미끄러짐 율 κ와 타이어 미끄러짐 각 α의 정규화를 같이 해주어야 한다.
상기 수학식 2에서 타이어의 미끌림 운동을 결정짓는 변수 중 미끌림 율 κ과 미끌림 각 α이 타이어 힘을 결정짓는 과정에서 마찰계수와 관련이 있는 것을 볼 수 있어 이에 따라 추가적인 정규화가 필요함을 볼 수 있다.
따라서, 본 발명은 복잡한 타이어 모델을 이용하여 미끌림의 큰 차량운동을 축소 환경에서 검증하기 위한 방법으로 상기한 바와 같이 축소 환경 노면의 마찰계수에 더하여
5) 축소실험 미끄림 율 = 실제 미끌림 율 / L
6) 축소실험 미끌림 각 = 실제 미끌림 각 / L
와 같이 미끄림 율과 미끄림 각을 길이비(L)로 정규화시킨다.
이와 같이 이루어진 본 발명의 정규화에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이 정규화 이후에 오차가 거의 발견되지 않고, 도 4에 도시된 바와 같이 축소차량과 실제차량의 운동 궤적이 일치함을 알 수 있다.
이상 설명한 본 발명에 의하면, 차량의 미끌림 율 및 미끌림 각이 큰 운동에서도 실제 차량의 동적거동과 일관성있는 결과값을 산출시킴으로써, 차량의 미끌림에 의해 발생되는 여러가지 물리적 거동에 대한 연구를 실행할 수 있는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법과 장치가 제공된다.
이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.
따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10 : 축소차량 100 : 축소차량의 바퀴
20 : 축소차량 주행 도로

Claims (10)

  1. 차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법에 있어서,
    질량비 M=축소차량질량/실제차량질량,
    길이비 L=축소차량길이/실제차량길이
    의 축소차량을 준비하는 제1단계;

    상기 축소차량을
    1) 축소실험속도 = 실제속도 × L
    2) 축소실험 힘 = 실제 힘 × ML
    3) 축소실험 토크 = 실제 토크 ML2
    4) 축소실험 타이어 강성 = 실제 타이어 강성 × ML
    5) 축소실험 미끄림 율 = 실제 미끌림 율
    6) 축소실험 미끌림 각 = 실제 미끌림 각
    7) 축소실험 타이어노면 마찰계수 = 실제 타이어노면 마찰계수
    8) 축소실험 중력가속도 = 실제 중력가속도 × L
    로 정규화된 물리량으로 차량 미끄러짐 시뮬레이션을 실행시키는 제2단계;

    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법.
  2. 제1항에 있어서 상기 제2단계는
    7) 축소실험 타이어노면 마찰계수 = 실제 타이어노면 마찰계수
    8) 축소실험 중력가속도 = 실제 중력가속도 × L
    를
    7) 축소실험 타이어노면 마찰계수 = 실제 타이어노면 마찰계수 × L
    8) 축소실험 중력가속도 = 실제 중력가속도
    로 하여 실제 정규화가 불가능한 중력가속도를 타이어노면 마찰계수 정규화로 대체시키는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법.
  3. 제2항에 있어서
    상기 제1단계의 축소차량이 타이어 무늬를 정교하게 축소 적용한 것인 경우에는
    상기 2단계의
    5) 축소실험 미끄림 율 = 실제 미끌림 율
    6) 축소실험 미끌림 각 = 실제 미끌림 각
    을
    5) 축소실험 미끄림 율 = 실제 미끌림 율 / L
    6) 축소실험 미끌림 각 = 실제 미끌림 각 / L
    으로 정규화시키는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 방법.
  4. 차량 미끄러짐 시뮬레이션 장치에 있어서,
    실제차량과 질량비 M=축소차량질량/실제차량질량, 길이비 L=축소차량길이/실제차량길이의 축소비율로 형성되며, 바퀴 교체가 가능하게 형성되는 축소차량과;
    마찰 저항이 다른 소재로 형성되어 상기 축소차량의 축소비율에 따라 선택적으로 교체 가능한 축소차량 주행 도로를;
    포함하여 구성되며,
    상기 축소차량의 축소비율에 따라 실험 물리량을
    1) 축소실험속도 = 실제속도 × L
    2) 축소실험 힘 = 실제 힘 × ML
    3) 축소실험 토크 = 실제 토크 ML2
    4) 축소실험 타이어 강성 = 실제 타이어 강성 × ML
    5) 축소실험 미끄림 율 = 실제 미끌림 율
    6) 축소실험 미끌림 각 = 실제 미끌림 각
    7) 축소실험 타이어노면 마찰계수 = 실제 타이어노면 마찰계수
    8) 축소실험 중력가속도 = 실제 중력가속도 × L
    으로 정규화시키되
    상기 축소차량의 바퀴 강성과 상기 축소차량 주행도로의 마찰저항을 가변시켜 중력가속도 정규화 수치를 대체 적용시키는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 장치.
  5. 제4항에 있어서 상기 축소차량의 바퀴 강성과 상기 축소차량 주행도로의 마찰저항을 가변시키는 것은
    상기
    7) 축소실험 타이어노면 마찰계수 = 실제 타이어노면 마찰계수
    8) 축소실험 중력가속도 = 실제 중력가속도 × L
    를
    7) 축소실험 타이어노면 마찰계수 = 실제 타이어노면 마찰계수 × L
    8) 축소실험 중력가속도 = 실제 중력가속도
    가 되게 타이어노면 마찰계수를 정규화시키는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 장치.
  6. 제5항에 있어서 상기 축소차량의 바퀴 강성은
    바퀴의 소재를 교환하여 변경시키는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 장치.
  7. 제6항에 있어서 상기 바퀴의 소재는
    고무 또는 고무에 테프론 코팅을 한 것에서 선택되는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 장치.
  8. 제4항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서 상기 축소차량의 바퀴 강성은
    바퀴에 가로, 세로 또는 가로와 세로를 복합시킨 홈으로 형성시키고, 상기 홈의 깊이와 갯수로 정밀 조정시키는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 장치.
  9. 제4항에 있어서 상기 축소차량 주행 도로는
    아스팔트, 강마루(HDF), 테프론에서 선택되어 마찰 저항을 가변시키는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 장치
  10. 제9항에 있어서 상기 축소차량 주행 도로는
    선택된 소재에 오일을 칠하여 마찰저항을 조정시키는 것을 특징으로 하는 차량 미끄러짐 시뮬레이션 장치.

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