최근 유럽, 일본, 미국 등 자동차 선진국을 중심으로 2020년을 기점으로 자율주행자동차 양산 계획을 발표하게 되면서 자율주행자동차의 조향 시스템인 전자제어식 조향장치가 활발히 연구되고 있다. SBW 시스템은 기존의 전동식 조향장치와는 다르게 기계적인 연결 구조가 없으므로 자율주행 모드에서는 운전석을 확장하여 보다 편안한 주행이 가능하다. 또한 일반주행 모드에서는 컬럼에 의한 응답지연이 없으므로 응답성과 조종성이 향상되며, ...
최근 유럽, 일본, 미국 등 자동차 선진국을 중심으로 2020년을 기점으로 자율주행자동차 양산 계획을 발표하게 되면서 자율주행자동차의 조향 시스템인 전자제어식 조향장치가 활발히 연구되고 있다. SBW 시스템은 기존의 전동식 조향장치와는 다르게 기계적인 연결 구조가 없으므로 자율주행 모드에서는 운전석을 확장하여 보다 편안한 주행이 가능하다. 또한 일반주행 모드에서는 컬럼에 의한 응답지연이 없으므로 응답성과 조종성이 향상되며, 오프로드 주행 시에는 불필요한 노면의 외란을 운전자가 느끼지 않아도 되는 장점이 있다. 이러한 SBW 시스템을 개발하기 위해서는 크게 2가지 이슈를 해결해야만 한다. 첫 번째는 이질감 문제로 기존의 조향 시스템인 MDPS와 유사한 조향반력을 재현 하는 것이다. SBW 시스템이 MDPS와 다른 조향반력을 가질 경우, 운전자는 이질감을 느끼게 되어 상품의 가치는 떨어지게 된다. 두 번째는 고장 안전성 문제로, SBW 시스템의 컬럼의 부재로 인한 고장 안전성을 확보하는 것이다. 만일 고장안전 대책이 적절히 설계되지 않을 경우 차량은 횡방향 안정성을 잃게 되어 큰 사고가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 2가지의 이슈들을 극복하고 SBW 시스템을 설계하기 위한 연구를 수행 하였다. 먼저 조향반력 문제를 해결하기 위하여 등가 MDPS 모델을 개발하고 SBW 시스템을 MDPS처럼 개발할 수 있는 방법론을 제안 하였다. 그리고 이를 활용하여 기존의 MDPS 알고리즘을 재사용 하여, MDPS와 유사한 조향반력을 구현하기 위한 연구를 수행 하였다. 또한 실제 SBW 시스템의 H/W를 통한 검증 환경을 구축하고 본 연구를 통해 개발된 SBW 시스템의 조향반력에 대한 검증을 수행 하였다. 다음으로 고장 안전성 문제를 해결하기 위하여 ISO26262 Part.3 프로세스를 수행하여 최소한의 조향기능을 유지할 수 있는 전자 및 전기(이하 E/E, Electric/Electronic) 아키텍처를 도출 하고 고장안전 대책을 개발 하였다. 또한 고장 주입 시뮬레이션 환경을 개발하고, 센서, ECU, 액추에이터에 다양한 고장을 주입하여 본 연구에서 개발한 고장안전 대책을 검증 하였다.
최근 유럽, 일본, 미국 등 자동차 선진국을 중심으로 2020년을 기점으로 자율주행자동차 양산 계획을 발표하게 되면서 자율주행자동차의 조향 시스템인 전자제어식 조향장치가 활발히 연구되고 있다. SBW 시스템은 기존의 전동식 조향장치와는 다르게 기계적인 연결 구조가 없으므로 자율주행 모드에서는 운전석을 확장하여 보다 편안한 주행이 가능하다. 또한 일반주행 모드에서는 컬럼에 의한 응답지연이 없으므로 응답성과 조종성이 향상되며, 오프로드 주행 시에는 불필요한 노면의 외란을 운전자가 느끼지 않아도 되는 장점이 있다. 이러한 SBW 시스템을 개발하기 위해서는 크게 2가지 이슈를 해결해야만 한다. 첫 번째는 이질감 문제로 기존의 조향 시스템인 MDPS와 유사한 조향반력을 재현 하는 것이다. SBW 시스템이 MDPS와 다른 조향반력을 가질 경우, 운전자는 이질감을 느끼게 되어 상품의 가치는 떨어지게 된다. 두 번째는 고장 안전성 문제로, SBW 시스템의 컬럼의 부재로 인한 고장 안전성을 확보하는 것이다. 만일 고장안전 대책이 적절히 설계되지 않을 경우 차량은 횡방향 안정성을 잃게 되어 큰 사고가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 2가지의 이슈들을 극복하고 SBW 시스템을 설계하기 위한 연구를 수행 하였다. 먼저 조향반력 문제를 해결하기 위하여 등가 MDPS 모델을 개발하고 SBW 시스템을 MDPS처럼 개발할 수 있는 방법론을 제안 하였다. 그리고 이를 활용하여 기존의 MDPS 알고리즘을 재사용 하여, MDPS와 유사한 조향반력을 구현하기 위한 연구를 수행 하였다. 또한 실제 SBW 시스템의 H/W를 통한 검증 환경을 구축하고 본 연구를 통해 개발된 SBW 시스템의 조향반력에 대한 검증을 수행 하였다. 다음으로 고장 안전성 문제를 해결하기 위하여 ISO26262 Part.3 프로세스를 수행하여 최소한의 조향기능을 유지할 수 있는 전자 및 전기(이하 E/E, Electric/Electronic) 아키텍처를 도출 하고 고장안전 대책을 개발 하였다. 또한 고장 주입 시뮬레이션 환경을 개발하고, 센서, ECU, 액추에이터에 다양한 고장을 주입하여 본 연구에서 개발한 고장안전 대책을 검증 하였다.
SBW(Steer-by-Wire), which is the steering systems of automated vehicles, have been actively researched recently, with the announcement of plans for mass production of automated vehicles starting from 2020, centering on developed countries such as Europe, Japan, and the United States. Unlike MDPS(Mot...
SBW(Steer-by-Wire), which is the steering systems of automated vehicles, have been actively researched recently, with the announcement of plans for mass production of automated vehicles starting from 2020, centering on developed countries such as Europe, Japan, and the United States. Unlike MDPS(Motor Driven Power Steering), the SBW system has no mechanical linkage. Therefore, it is possible to extend the driver's seat in the autonomous mode, thereby enabling more comfortable driving. Also, since there is no response delay due to the column in the manual mode, the ride and handling are improved, and the driver does not feel unnecessary road disturbance at the time of off-road driving. However, to develop such a SBW system, two issues must be solved. The first is to reproduce the steering reaction force similar to the MDPS, which is a problem of heterogeneity. If the SBW system has a steering reaction force different from MDPS, the driver feels a sense of heterogeneity and the value of the product drops. The second is to ensure failure safety due to the absence of columns in the SBW system due to failure safety issues. If failure safety plans are not properly designed, the vehicle may lose lateral stability and cause a fatal accident. In this study, we have studied to overcome these two issues and to design the SBW system. First, we developed an equivalent MDPS model to solve the steering reaction force problem and proposed a methodology to develop the SBW system like MDPS. And then, we use MDPS algorithm to reuse the existing MDPS algorithm to achieve steering reaction force similar to MDPS. In addition, the verification & validation environment through the H/W of the actual SBW system was established and the steering reaction force of the SBW system developed through this study was verified. Next, in order to solve the failure safety problem, we conducted the ISO26262 Part.3 process to develop the electronic and electrical architecture that can maintain the minimum steering function and developed the failure safety plans. And also, fault injection simulation environment was developed and various failures were injected into sensors, ECUs, and actuators to verify the fault safety plans developed in this study.
SBW(Steer-by-Wire), which is the steering systems of automated vehicles, have been actively researched recently, with the announcement of plans for mass production of automated vehicles starting from 2020, centering on developed countries such as Europe, Japan, and the United States. Unlike MDPS(Motor Driven Power Steering), the SBW system has no mechanical linkage. Therefore, it is possible to extend the driver's seat in the autonomous mode, thereby enabling more comfortable driving. Also, since there is no response delay due to the column in the manual mode, the ride and handling are improved, and the driver does not feel unnecessary road disturbance at the time of off-road driving. However, to develop such a SBW system, two issues must be solved. The first is to reproduce the steering reaction force similar to the MDPS, which is a problem of heterogeneity. If the SBW system has a steering reaction force different from MDPS, the driver feels a sense of heterogeneity and the value of the product drops. The second is to ensure failure safety due to the absence of columns in the SBW system due to failure safety issues. If failure safety plans are not properly designed, the vehicle may lose lateral stability and cause a fatal accident. In this study, we have studied to overcome these two issues and to design the SBW system. First, we developed an equivalent MDPS model to solve the steering reaction force problem and proposed a methodology to develop the SBW system like MDPS. And then, we use MDPS algorithm to reuse the existing MDPS algorithm to achieve steering reaction force similar to MDPS. In addition, the verification & validation environment through the H/W of the actual SBW system was established and the steering reaction force of the SBW system developed through this study was verified. Next, in order to solve the failure safety problem, we conducted the ISO26262 Part.3 process to develop the electronic and electrical architecture that can maintain the minimum steering function and developed the failure safety plans. And also, fault injection simulation environment was developed and various failures were injected into sensors, ECUs, and actuators to verify the fault safety plans developed in this study.
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