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논문 상세정보

6WS/6WD 차량의 독립조향 및 구동 제어알고리즘에 관한 연구

A Study on Independent Steering & Driving Control Algorithm for 6WS/6WD Vehicle

Abstract

Multi-axle driving vehicles that are used in special environments require high driving performance, steering performance, and stability. Among these vehicles, 6WS/6WD vehicles with middle wheels have structural safety by distributing the load and reducing the pitch angle during rapid acceleration and braking. 6WS/6WD vehicles are favored for military use in off road operations because of their high maneuverability and mobility on extreme terrains and obstacles. 6WD vehicles that using in-wheel motor can generate the independent wheel torque without other mechanical parts. Conventional vehicles, however, cannot generate an opposite driving force at each side wheel. Using an independent steering and driving system, six-wheel vehicles can show better performance than conventional vehicles. Using of independent steering and driving system, the 6 wheel vehicle can improve a performance better than conventional vehicle. This vehicle enhances the maneuverability under low speed and the stability at high speed. This paper describes an independent 6WS/6WD vehicle, consists of three parts; Vehicle Model, Control Algorithm for 6WS/6WD and Simulation. First, vehicle model is application of TruckSim software for 6WS and 6WD. Second, control algorithm describes the optimum tire force distribution method in view of energy saving. Last is simulation and verification.

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
다축구동 차량
다축구동 차량에 요구되는 것은?
구동성, 조향성 및 안정성

특수한 환경에서 사용되는 다축구동 차량은 구동성, 조향성 및 안정성이 요구되며 그중에서도 중륜을 설치한 6WD/ WS 차량은 하중을 배분 함으로서 급가속/제동시의 피치각을 감소시키는 구조적 안정성을 가지고 있다. 6WD차량은 2WD, 4WD 차량보다 우수한 가속력과 제동력을 가지고 있기 때문에 험지나 미끄러운 노면을 주행할 때나, 한 개 또는 두 개의 바퀴가 고장이 났을 때에도 좋은 성능을 보인다고 알려져 있다[1].

6WD차량
6WD차량의 장점은?
2WD, 4WD 차량보다 우수한 가속력과 제동력을 가지고 있기 때문에 험지나 미끄러운 노면을 주행할 때나, 한 개 또는 두 개의 바퀴가 고장이 났을 때에도 좋은 성능을 보인다고 알려져 있다

특수한 환경에서 사용되는 다축구동 차량은 구동성, 조향성 및 안정성이 요구되며 그중에서도 중륜을 설치한 6WD/ WS 차량은 하중을 배분 함으로서 급가속/제동시의 피치각을 감소시키는 구조적 안정성을 가지고 있다. 6WD차량은 2WD, 4WD 차량보다 우수한 가속력과 제동력을 가지고 있기 때문에 험지나 미끄러운 노면을 주행할 때나, 한 개 또는 두 개의 바퀴가 고장이 났을 때에도 좋은 성능을 보인다고 알려져 있다[1].

모터 구동 차량
모터 구동 차량의 특성은?
(1) 가/감속이 매우 빠르고 정확한 토크를 발생이것은 내연기관 차량에 비해 가장 근본적인 장점으로 종래의 내연기관 차량의 백배의 빠르기를 갖는다. 따라서 이를 완전하게 이용할 수 있다면 ABS (Antilock Brake System) 및 TCS (Traction Control System)의 통합성능을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.(2) 모터 토크는 쉽게 계산될 수 있다.기존의 내연기관 및 유압식 브레이크에 반하여 모터에 의한 구동 및 제동력은 불확실성을 가지지 않는다. 그러므로 간단한 구동력 관측기는 타이어와 노면 사이의 구동/제동력을 실시간으로 관측 할 수 있게 해준다.(3) 모터는 각각의 차륜에 탑재 할 수 있다.좌/우륜에 서로 다른 방향의 토크를 발생시킴으로써 DYC를 부가할 수 있어 차량의 선회안정성을 제어할 수 있다.

(1) 가/감속이 매우 빠르고 정확한 토크를 발생 이것은 내연기관 차량에 비해 가장 근본적인 장점으로 종래의 내연기관 차량의 백배의 빠르기를 갖는다. 따라서 이를 완전하게 이용할 수 있다면 ABS (Antilock Brake System) 및 TCS (Traction Control System)의 통합성능을 대폭적으로 향상시킬 수 있다. (2) 모터 토크는 쉽게 계산될 수 있다. 기존의 내연기관 및 유압식 브레이크에 반하여 모터에 의한 구동 및 제동력은 불확실성을 가지지 않는다. 그러므로 간단한 구동력 관측기는 타이어와 노면 사이의 구동/제동력을 실시간으로 관측 할 수 있게 해준다. (3) 모터는 각각의 차륜에 탑재 할 수 있다. 좌/우륜에 서로 다른 방향의 토크를 발생시킴으로써 DYC를 부가할 수 있어 차량의 선회안정성을 제어할 수 있다.

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저자의 다른 논문

참고문헌 (10)

  1. 1. K.-S. Huh, K.-Y. Jhang, J.-E. Oh, J.-Y. Kim, and J.-H. Hong, "Development of a simulation tool for the cornering performance analysis of 6WD/6WS vehicles," KSME(in Korean),, vol. 13, no. 3, pp. 211-220, Mar. 1999. 
  2. 2. C.-J. Kim, J.-H. Jang, S.-N. Yu, S.-H. Lee, C.-S. Han, and J. K. Hedrick, "Development of a control algorithm for a tie-rodactuating steer-by-wire system," IMechE Part D: Journal of Automobile Engineering, vol. 222, no. 9, pp. 1543-1557, Sep. 2008. 
  3. 3. M. Nagai, Y. Hirano, and S. Yamanaka, "Integrated control of active rear wheel steering and direct yaw moment control," Vehicle System Dynamics, vol. 27, pp. 357-370, June 1997. 
  4. 4. O. Mokhiamar and M. Abe, "Simultaneous optimal distribution of lateral and longitudinal tire forces for the model following control," Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, vol. 126, pp. 753-763, Dec. 2004. 
  5. 5. M. A. Ali, C.-J. Kim, H.-S. Shin, J.-H. Jang, and C.-S. Han, "Study on the characteristics of skid steering for six wheel drive vehicle (6x6)," KSAE Autumn Conference(in Korean), pp. 325, Nov. 2008. 
  6. 6. T. D. Gillespie, Fundamentals of Vehicle Dynamics, SAE, 1992. 
  7. 7. H. Fujimoto, T. Saito, A. Tsumasaka, and T. Noguchi, "Motion control and road condition estimation of electric vehicles with two in-wheel motors," IEEE Int. Conference on Control Applications, pp. 1266-1271, Sep. 2004. 
  8. 8. M. Abe and W. Manning, Vehicle Handling Dynamics Theory and Application, Elsevier, 2009. 
  9. 9. D.-H. Kim, C.-J. Kim, Y.-R. Kim, and C.-S. Han, "A study on an independent 6WD/6WS of electric vehicle using optimum tire force distribution," Journal of Institute of Control, Robotics and System(in Korean), vol. 16, pp. 632-638, July 2010. 
  10. 10. J. Kang, W. Kim, J. Lee, and K. Yi, "Design, implementation, and test of skid steering-based autonomous driving controller for a robotic vehicle with articulated suspension," Journal of Mechanical Science and Technology, vol. 126, pp. 793-800, Mar. 2010. 

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