In this paper, we propose effective diagnosis algorithm for hub bearing fault in driving vehicle using acceleration signal and wheel speed signal measured in hub bearing unit or knuckle. This algorithm consists of differential, envelope and power spectrum method. We developed diagnosis system for re...
In this paper, we propose effective diagnosis algorithm for hub bearing fault in driving vehicle using acceleration signal and wheel speed signal measured in hub bearing unit or knuckle. This algorithm consists of differential, envelope and power spectrum method. We developed diagnosis system for realizing proposed algorithm. This system consists of input device including acceleration sensor and wheel speed sensor, calculation device using Digital Signal Processor (DSP) and display device using Personal Digital Assistant (PDA). Using this diagnosis system, a driver can see hub bearing fault(flaking) from the vibration in driving vehicle. With early repairing, he can keep good ride feeling and prevent accident of vehicle resulting from hub bearing fault.
In this paper, we propose effective diagnosis algorithm for hub bearing fault in driving vehicle using acceleration signal and wheel speed signal measured in hub bearing unit or knuckle. This algorithm consists of differential, envelope and power spectrum method. We developed diagnosis system for realizing proposed algorithm. This system consists of input device including acceleration sensor and wheel speed sensor, calculation device using Digital Signal Processor (DSP) and display device using Personal Digital Assistant (PDA). Using this diagnosis system, a driver can see hub bearing fault(flaking) from the vibration in driving vehicle. With early repairing, he can keep good ride feeling and prevent accident of vehicle resulting from hub bearing fault.
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문제 정의
후)기본적으로아날로그신호의실시간디지털 처리를">기본적으로 아날로그 신호의 실시간 디지털 처리를 목적으로 한다. DSP는디지털신호를수학적으로빨리 계산할 수 있는 수학 연산
본 논문에서는 Fig. 4와 같이 각종 노이즈(noise) 성분이 포함된 이상 가속도신호를 이용하여 허브 베어링 이상을 진단할 수 있는 효과적인 알고리즘을 제안하였다.
본 논문에서는 차량 주행상태에서 볼타입 허브 베어링의 이상을 진단할 수 있는 효과적인 알고리즘을 제시하였고, 이러한 알고리즘을 이용하여 입력장치 연산장치 출력장치로 구성되는 허브 베어링 이상 진단장치를 개발하였다. 제시된
제안 방법
후)8과같이휠속도센서내부에가속도센서를삽입하여구조를단순화하고생산성을 향상시킬">8과 같이 휠 속도 센서 내부에 가속도 센서를 삽입하여 구조를 단순화하고 생산성을 향상시킬 수 있는 허브 베어링 이상 진단 입력장치를 개발하였다.
본 연구에서는 차량이 일반 포장노면을 주행할때 허브 베어링 외륜 또는 너클에서 가속도 신호 및 휠 속도 신호를 측정하고 측정 신호에서 허브 베어링의 이상을 진단할 수 있는 효과적인 알고리즘을 제시하였고, 제시된 알고리즘을 구현하기 위해 가속도 센서와 휠 속도 센서로 구성되는 입력장치, DSP를 이용하여 알고리즘을 계산하는 연산장치와 PDA를 이용하여 계산결과를 운전자에게 나타내는 출력장치로 구성되는 허브 베어링 이상 진단장치를 개발하였다. 개발된 허브 베어링 이상 진단장치를 이용하면 주행 중 이상 소음 및 진동에 대하여 허브 베어링 이상을 규명할 수 있고 효과적으로 대응할
후)측 정신호를">측정신호를 저장한다. 이러한 시험 장치를 실차에 장착하고 포장도로 평탄노면을 약 80[km/h]로 주행하며 2000[Hz]로 샘플링(Sampling)하여 Fig. 4와 같이 정상제품 가속도신호, 이상제품 가속도 신호, 회전속도신호를얻었다.
후)캡처(Capture)">캡처 (Capture) 기능을 가지고 있어야 한다. 이와 같은 기능을 만족하는 마이크로 컨트롤러(MCU : Micro Controller Unit )로 TI사의 TMS28XX계열의 칩(DSP: Digital Signal Processor)을 사용하였으며 입력되는 가속도센서 값의 보정과 필터링을 위해 저역필터 (Lowpass Filter) 및 드래프트(Draft) 방지회로, 전압조정기(voltage regulator)회로를 하드웨어로 구성하였다. DSP는아날로그신호를A/D
허브 베어링 이상 진단 알고리즘을 효과적으로 구현하기 위해 Fig. 7과 같이 입력장치, 연산장치, 출력장치로 구성되는 허브 베어링 이상 진단장치를 개발하였다.
허브 베어링 이상 진단 연산장치를 통하여 계산된 결과를 사용자(운전자)에게 전달하기 위한 방법으로 개인 휴대용 단말기(PDA : Personal Digital Assistant)를 사용하였으며 개발되어진 프로토콜을 통하여 ECU와의 유, 무선통신을 하게 된다. 프로그램은 Microsoft Pocket PC 2003 SDK를 이용하여 개발하였다.
대상 데이터
후)허브 베어링을">허브베어링을 준비하였다. 첫 번째는 A/S시장에서 구매한 새제품이고, 두 번째는 차량에 장착되어 장시간 주행하다 허브 베어링 외륜에 박리 이상이 발생된 제품이다. 시험에 사용된
후)허브 베어링에서">허브베어링에서 발생되는 박리이상신호를측정 하기 위한 시편으로 중형자동차에 장착되는 두 종류의 허브베어링을 준비하였다. 첫 번째는 A/S시장에서 구매한
이론/모형
후)5와 같이가속도신호와">5와 같이가속도신호와
휠속도신호가 필요하다. 가 속도센서는멤스(MEMS : Micro Electro Mechanical Systems) 기술을 이용하여 소형이며 저가로 판매되는 제품을 사용하였고, 휠속도 센서는 기존 ABS (Anti lock Brake System) 입력으로 사용되는 센서를 그대로 사용하였다. 두 가지 센서를 독립적으로
성능/효과
">출력장치로 구성되는 허브 베어링 이상 진단장치를 개발하였다. 개발된 허브 베어링 이상 진단장치를 이용하면 주행 중 이상 소음 및 진동에 대하여 허브 베어링 이상을 규명할 수 있고 효과적으로 대응할 수 있어 허브베어링 이상에 의한 승차감 저하 및 안전사고를 예방할 수 있다. 향후 완성차 및 모듈업체와 공동연구를 통하여 연산장치를 ABS 또는 ESP (Electronic Stability Program) ECU와 공유하고 출력장치를 자동차 계기판에 통합함으로써 좀 더
후속연구
후)승차감저하 및">승차감 저하 및
안전사고를 예방할 수 있다. 향후 완성차 및 모듈업체와 공동연구를 통하여 연산장치를 ABS 또는 ESP (Electronic Stability Program) ECU와 공유하고 출력장치를 자동차 계기판에 통합함으로써 좀 더 저렴하게 개발될 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
허브 베어링이란 무엇인가?
허브 베어링은 차량의 현가장치를 이루는 부품중 바퀴가 장착된 회전축을 지지하는 부품으로 그 구조 및 용량, 운전 조건, 품질, 내구 등의 문제로 인해 허브 베어링 내륜 또는 외륜에 흠집이 나타나는 박리(flaking) 손상이 발생하여 주행 중 소음 진동및 열이 발생될 수 있다. 이러한 소음 진동은 승차감을 감소시키고, 장시간 고속으로 운행할 경우 허브 베어링 내부 온도가 크게 증가시켜 심한 경우 허브 베어링이 녹아내려 주행 중 바퀴가 빠지는 대형사고를 일으킬 수 있다.
허브 베어링에서 발생하는 소음 진동은 어떤 영향을 미치는가?
허브 베어링은 차량의 현가장치를 이루는 부품중 바퀴가 장착된 회전축을 지지하는 부품으로 그 구조 및 용량, 운전 조건, 품질, 내구 등의 문제로 인해 허브 베어링 내륜 또는 외륜에 흠집이 나타나는 박리(flaking) 손상이 발생하여 주행 중 소음 진동및 열이 발생될 수 있다. 이러한 소음 진동은 승차감을 감소시키고, 장시간 고속으로 운행할 경우 허브 베어링 내부 온도가 크게 증가시켜 심한 경우 허브 베어링이 녹아내려 주행 중 바퀴가 빠지는 대형사고를 일으킬 수 있다. 이러한 사고를 예방하기 위해서는 차량 주행 중 허브 베어링 박리에 의한 진동 신호를 정확히 규명하고 이상상태를 진단할 수 있는 장치가 반드시 필요하다.
볼 베어링과 같은 회전기계에대한이상검출신호 처리연구에는 무엇이 있는가?
볼베어링과같은회전기계에대한이상검출신호 처리연구는이미오래전부터많은연구가진행되어왔다. 먼저 진동 및 소음해석에 광범위하게 사용되는 스펙트럼해석1)과 그 용용방법들로 방향성 스펙트럼2), 이동창문(moving window)3)등이있다. 그리고 다른방향으로캡스트럼해석방법을이용한파워캡스트럼4), 최소 분산 캡스트럼5)등이 제안되었다. 또 포락(envelope)을 검출하는 방법을 이용한 고주파 공진법6), 복소 포락7) 등이 제안되어사용되고 있다. 또다른 방향으로 과도 신호의 검출에 효과적인 시간주파수해석으로웨이블릿(wavelet)8)과능동적인잡음 제거 알고리즘9) 및 통계적인 접근10)을 통한 기계 시스템의 상태 감시방법 등도 제안되었다.
참고문헌 (11)
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