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전차륜 독립휠 구동 및 조향 제어 기반 특수목적용 6WD/6WS 차량의 주행제어 알고리즘 연구
이대옥,여승태,Lee, Daeok,Yeo, Seungtai 한국군사과학기술학회 2013 한국군사과학기술학회지 Vol.16 No.3
This paper discusses the maneuvering control algorithm based on all-wheel independent driving and steering control techniques for special purpose 6WD/WS vehicles. The maneuvering control algorithms considering superior dynamic characteristics of high power in-wheel motors and independent steering system are designed to perform driving, steering, vehicle stability, and fault tolerant control. The maneuvering controller applies sliding and optimal control theories considering optimal torque distribution and friction circle related to the vertical tire force. The fault tolerant control algorithm is applied to obtain the similar maneuverability to that of the non-faulty vehicle. The simulations using the Matlab/Simulink dynamics model and experiments using HIL simulator mounting the real controllers with the designed control algorithms prove the improved performances in terms of vehicle stability and maneuverability.
김원서(Won-Seo Kim),홍지태(Jitae Hong),이대옥(Daeok Lee),여승태(Seungtai Yeo) 한국자동차공학회 2012 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2012 No.11
자동차 산업은 기존의 기계 또는 유압으로 제어하던 스티어링 휠이나 브레이크 등의 장치들을 네트워크 기술을 이용하여 전자적으로 제어하는 X-by-wire 시스템으로 진화하고 있다. 이 중, Steer-by-wire 시스템은 스티어링 컬럼 등을 제거하여 실내 공간 을 확보하였으며 차량의 주행제어와 연동하여 주행 안정성을 향상시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한, 특수 목적 차량의 경우 전(前)륜 뿐 아니라 모든 휠을 조향하는 전(全)륜 조향을 통해 기본 조향 이외에 여러 조향 모드를 구현할 수 있으며 각 휠의 독립적인 조향으로 다양한 효과를 기대할 수 있다. 특수 목적 차량은 더욱 다양한 운용환경이 발생하기 때문에 독립 조향 시스템과 인휠 구동장치를 사용하는 독립 구동 시스템을 동시에 적용하였을 때 제자리 조향과 같은 특수 조향이 가능하게 되어 그 효과를 극대화할 수 있으며 독립 구동과 조향의 통합 제어를 통하여 차량의 고속 주행 안정성 및 빠른 기동 성능을 확보하여 생존력을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 6륜의 독립 조향이 가능한 Steer-by-wire 시스템과 6륜의 독립 구동이 가능한 인휠 구동장치를 사용한 시험차량을 시험하여 독립조향과 독립구동을 통해 얻어지는 다양한 조향모드를 시험하고 각 조향모드의 기본적인 조향성능을 비교하였다.
고슬립을 이용한 6 륜구동/6 륜조향 차량 고장 안전 주행 제어
나재원(Jae Won Nah),김원균(Won Gun Kim),이경수(Kyongsu Yi),이종석(Jongseok Lee),이대옥(Daeok Lee) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集A Vol.37 No.6
본 논문은 6 륜 독립구동/독립조향 차량의 독립 스티어-바이-와이어 장치의 고장 안전 주행 제어 방법을 제시하였다. 조향부 고장 휠의 횡방향 타이어 힘이 차량 선회 운동에 저항력으로 작용할 수 있으므로, 이를 줄이기 위하여 본 고장 안전 주행 제어 알고리즘은 조향부 고장 휠에 높은 슬립률이 발생 하도록 토크 입력을 가한다. 고슬립으로 인한 조향부 고장 휠의 종방향 타이어 힘 증가를 고려하기 위하여 종방향 타이어 힘을 추정하여 고장나지 않은 휠의 구동력 최적 분배에 구속 조건에 포함시킨다. 개루프 조향 및 폐루프 조향 시뮬레이션 결과 조향부 고장이 발생한 차량의 주행시 고장을 고려하지 않은 최적 구동력 분배 제어에 비하여 본 알고리즘 적용시 차량의 주행 성능이 보정됨을 확인하였다. This paper describes a fault-tolerant driving control strategy for an independent steer-by-wire system in sixwheel-drive/six-wheel-steering vehicles. An algorithm has been designed to realize vehicle maneuverability that is as close as possible to that of non-faulty vehicles by inducing high slip ratio of the wheel through a faulty steer-by-wire system in order to reduce the lateral tire force, which is resistant to the yaw motion. Considering the transition of the longitudinal tire force of a wheel with a faulty steer-by-wire component, the longitudinal tire forces are optimally distributed to the other wheels. Fault-tolerant driving performance has been investigated via computer simulations. Simulation studies show that the proposed algorithm can significantly improve the maneuverability of a vehicle with a faulty steer-by-wire system as compared to the optimal traction distribution method.