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보이스 코일 모터 기반의 지능 모빌리티용 전자제어 서스펜션 구현을 위한 연구
정준홍(J. H. Jeong),권오석(O. S. Kwon),김영춘(Y. Kim) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
20 세기 이동수단으로 유용한 자동차는 차량의 성능, 연비에 관한 개발에 초점을 두었으나, 21 세기에는 차량이 이동수단만이 아닌 주거 생활도 가능한 중요한 공간으로 활용되고 있다. 이에 따라 사람들은 차량의 감성공학을 중요시하게 되었으며, 이동간 노면의 상황에 따라 발생하는 흔들림을 줄여줄 수 있는 Suspension 에 대한 연구도 많이 진행되고 있다. 특히 전자제어 Suspension 은 다음 노면의 상황을 예측하여 보다 더 진동을 감소시키는데 탁월한 성능을 보여준다. 그러나 기계적인 Damper 의 한계로 인하여 충격을 줄여주는 데에는 한계가 있고, 무게가 무겁다는 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 기계적인 한계를 벗어나기 위하여 Voice Coil Motor 를 이용한 무게가 가벼우며 반응이 빠른 전자제어 Suspension 을 제안하고자 한다. Voice Coil Motor 는 Coil 에 가해지는 전류에 의하여 발생하는 자기장의 힘을 이용한 모터로 빠른 반응 속도와 제어 방법이 쉽다는 장점이 있다. Motor 축에 편심된 축을 장착하여 sin 파 형상의 노면 상황을 만들어 주었으며, MCU 의 PI 제어를 통해 모터의 수직 운동을 제어하여 흔들림을 감소시킬 예정이다. Linear encoder 를 통해 측정된 수직 운동 데이터를 통해 Feedback 제어를 하였으며, Voice Coil Motor 의 Suspension 구현 가능성을 확인하기 위하여 전체적으로 축소하여 제작하였다. 또한 Voice Coil Motor 최대 구동 범위의 40, 80%의 2 가지 노면 상황 시에 흔들림을 확인하였다.