2-2 주파수 응답 특성

2. 주파수 응답 특성 

-- 이 또한 골치 아프게 보이지만 결론은 앞보다는 뒤가 밀리지 않게 사이드 슬립각을 적게하여 약간 언더 스티어가 나게 설정하라는 뜻입니다.  복잡한 것을 싫어 하시는 분들은 생략하셔도 무방합니다.

 

한편 조타 응답성 즉 핸들을 꺾었을 때 차량의 속응성, 즉 응답이 늦음 혹은 응답이 빠름 등을 평가하는 것이 있다. 이것은 일반적으로 주파수 응답 시험에 따른다.  

 

(1) 주파수 응답 시험

 

일정한 차속으로 핸들각에 이를테면 ± 30도로 주기적 조타 (0-4Hz)를 가하여 그 때의 차량의 요-각 속도 횡가속도 등의 핸들각 변화 위상 특성으로 평가한다.   

 

이를테면 위 그림 (주파수 응답시험 결과 예)에 있어서 요-공진 주파수가 높은 차량은 고주파수까지 차량이 추종할 수 있도록 전후륜의 코너링 케파시티가 높은 타이어 및 서스펜션 지오메트리(롤 스티어, 컴플라이언스 스티어 등 )의 설정으로 되어 있는 것을 의미한다.

 

(2) 등가 코너링 파워 ~ 주파수 응답특성의 관계 

 

일례로 타이어 접지 하중이 있는 경우의 타이어 코너링포스 특성을 위 그림 (타이어의 코너링 포스 특성)과 같이 판정한다.

 

그림 중의 코너링 포스의 선형 영역의 경사를 타이어 코너링파워라고 부르고 있다. 또 일반적으로 롤스티어 컴플라이언스 스티어 등을 포함한 코너링 파워를 등가 코너링 파워라고 부르고 있다.  

 

컴플라이언스 스티어는 전륜의 경우 등가 코너링 파워를 낮게 하는 방향으로 설정한다. 즉 위 그림 (프론트 등가 코너링 파워 Kf*)처럼 Kf*＜ Kf 가 되도록 설정한다.

 

여기서 기호는 다음의 의미이다.

Kf,   Kr : 앞 뒤의 타이어 코너링 파워

Kf*, Kr* : 앞 뒤의 등가 코너링 파워 

 

후륜의 컴플라이언스 스티어는 거꾸로 등가 코너링 파워를 높이는 방향으로 설정되어 있다. 즉 위 그림 (리어 등가 코너링 파워 )처럼 Kf*＞ Kr 이 되도록 설정한다.  

 

컴플라이언스 스티어는 타이어에 작용하는 횡력에 대하여 작용하는 패시브한 스티어각이고 4WS 등의 액티브 스티어에 비해서 양적으로는 작지만 근접한 효과를 발휘할 수 있다.  

 

한편 롤스티어 쪽은 롤은 타이어에 작용하는 횡력이 생긴 후에 발생하는 것이므로 위상늦음을 동반하기 때문에 최근은 컴플라이언스 스티어에 비해 발생량을 작게 억제하던지 없애는 방향의 세팅이 되어 가고 있다.  

 

단지 롤스티어도 상기 컴플라이언스 스티어와 동방향의 세팅이 되고 있다 즉 앞 등가 코너링파워 < 뒤 등가코너링파워가 되도록 세팅하기에 따라 적당한 언더 스티어(US-OS특성)와 동시에 동적인 주파수 응답 특성에 있어서의 요-잉의 공진주파수를 높일 수 있고 응답늦음이 적어 레스폰스가 좋은 높은 주파수의 조타까지 추종 가능한 차량 특성을 얻을 수 있다.  

 

앞과 뒤의 등가 코너링 파워 Kf* Kr*에서 스터빌리티 팩터 K는 다음 식으로 구할 수 있다.

 

K = M / Lº x (Lr / Kf* - Lf / Kr*)

여기서 기호는 다음을 뜻한다.

L : 휠베이스

Lf, Lr : 전후 축 ~ 중심간 거리

M : 차량질량

Kf*, Kr* : 전륜 후륜의 등가 코너링 파워 

 

 

또 위 그림 (스터빌리티 팩터 K ~ 요잉 공진주파수 f4의 관계)을 참조하여 알 수 있는 것처럼 요-잉 공진주파수를 높이기 위해서는 후륜의 등가 코너링 파워를 높이는 것이 특히 중요하다. 즉 후륜이 대단히 중요하다라고 말할 수 있다.

 

 

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