$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

고슬립을 이용한 6 륜구동/6 륜조향 차량 고장 안전 주행 제어
Fault-Tolerant Driving Control of Independent Steer-by-Wire System for 6WD/6WS Vehicles Using High Slip 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.37 no.6, 2013년, pp.731 - 738  

나재원 (서울대학교 융합과학기술대학원) ,  김원균 (서울대학교 자동차협동과정) ,  이경수 (서울대학교 기계항공공학부) ,  이종석 (삼성테크윈) ,  이대옥 (국방과학연구소)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 논문은 6 륜 독립구동/독립조향 차량의 독립 스티어-바이-와이어 장치의 고장 안전 주행 제어방법을 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 발생하도록 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.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

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 ra...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 고슬립 기반 조향부 고장 안전 주행 제어 알고리즘의 검증을 위하여 TruckSim 을 이용하여 6 륜 독립구동/독립조향 차량을 모델링하고, MATLAB Simulink 로 본 고장 안전 주행 제어기를 구현하여 시뮬레이션을 수행하였다. 개루프 조향 시뮬레이션은 조향부 고장시 선회 성능 향상을 확인하기 위함이며, 폐루프 조향 시뮬레이션은 조향 부 고장시 운전자 모델의 조향 안정성을 검증하기 위해서 수행되었다. 시뮬레이션 결과의 비교 대상은 기존 연구의 최적 분배 제어 알고리즘을 이용한 결과이다.
  • 본 논문은 독립 steer-by-wire 시스템이 적용된 6륜 독립구동/독립조향 차량의 조향 고장이 발생한 휠에 의한 저항력으로 인한 선회 모멘트를 보정하기 위한 고슬립 기반 고장 안전 주행 제어 알고리즘을 제안하였다. 시뮬레이션 결과 조향장치 고장시 기존 연구의 최적 분배 제어 알고리즘에 비하여 선회 성능이 향상됨을 확인하였다.
  • 본 연구에서는 6 륜 독립구동 /독립조향 차량이 주행 중 독립 steer-by-wire 시스템의 고장에도 불구하고 별도의 보조 시스템 없이 차량의 주행 성능을 보완하여 계속 주행이 가능하도록 함을 목표로 하여, 고장시 고슬립을 통해 횡방향힘을 줄여 저항력을 완화시키는 고장 안전 주행 제어 알고리즘을 설계하였다. 기존 연구의 타이어 힘 분배는 종방향 및 횡방향 타이어 힘을 최대로 이끌어내는 최적 토크 분배와, 과도한 슬립을 억제하도록 하는 슬립 제어로 차량을 구동하였으나, 본 연구에서는 조향부에 고장이 발생한 차륜에 횡방향 타이어 힘을 줄이기 위하여 과도한 슬립을 유도하며, 이 때의 타이어 힘 변화를 고려하여 고장이 발생하지 않은 나머지 차륜에 토크를 분배하도록 하였다.

가설 설정

  • , 에 대한 식으로 변환되고, 이를 각 변수에 대하여 편미분하여 최적해를 얻을 수 있다. 본 연구에서 가중치(cxi)는 고장 안전 제어 성능에 있어 큰 영향을 주지 않으므로 모두 1로 가정하였다. 마찰원 추정방법은 김원균 등의 연구 결과(4,8)에서 사용된 방법을 인용하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
독립 조향 steer-by-wire 시스템의 구성은? 6 개의 차륜부에 장착된 독립 조향 steer-by-wire 시스템은 Fig. 1 과 같이 조향 모터, 랙-피니언 기어, 그리고 기어 위치 센서로 구성되어 있다. 본 연구에서의 고장 안전 주행 제어 알고리즘은 Fig.
고슬립 기반 고장 안전 주행 제어 알고리즘은 무엇을 기반으로 하는가? 고슬립 기반 고장 안전 주행 제어 알고리즘은 H.B.Pacejka 의 타이어 이론을 기반으로 하여, 슬립률과 슬립각에 대한 종방향 및 횡방향 타이어 힘 특성을 이용한다. 차량의 각 휠 회전 운동은 해당 휠의 휠 토크와 종방향 타이어 힘에 의해 결정되며, 이 운동에 대한 방정식은 식 (2)와 같다.
6 륜 독립구동/독립조향 차량의 독립 스티어-바이-와이어 장치의 고장 안전 주행 제어방법은 어떻게 되는가? 본 논문은 6 륜 독립구동/독립조향 차량의 독립 스티어-바이-와이어 장치의 고장 안전 주행 제어방법을 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 발생하도록 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.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (12)

  1. Huh, K., Jhang, K., Oh, J., Kim, J. and Hong, J., 1999, "Development of a Simulation Tool for the Cornering Performance Analysis of 6WD/6WS Vehicles," KSME International Journal, Vol. 13, No. 3, pp. 211-220. 

  2. An, S.J. Yi, K., Jung, G., Lee, K.I. and Kim, Y.W., 2008, "Desired Yaw Rate and Steering Control Method During Cornering for a Six-wheeled Vehicle," IJAT, Vol. 9, No. 2, pp. 173-181. 

  3. Kim, W. G., Kang, J. Y. and Yi, K., 2011, "Drive Control System Design for Stability and Maneuverability of a 6WD/6WSVehicle," IJAT, Vol. 12, No. 1, pp. 67-74. 

  4. Hac, A., 2006, "Control of Brake- and Steer-by-Wire Systems During Brake Actuator Failure," 2006 SAE World Congress. 

  5. Gillespie, T. D., 1992, "Fundamentals of Vehicle Dynamics," SAE International. 

  6. Sohel Anwar and Lei Chen, 2007, "An Analytical Redundancy-Based Fault Detection and Isolation Algorithm for a Road-Wheel Control Subsystem in a Steer-by-Wire System," IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 56, No. 5. 

  7. Im, J.S., Ozaki, F., Yeu, T.K. and Kawaji, S., 2009, "Model-Based Fault Detection and Isolation in Steerby- Wire Vehicle Using Sliding Mode Observer," Journal of Mechanical Science and Technology 23, pp. 1991-1999. 

  8. Kim, W., Yi, K. and Lee, J., 2011, "Development of a Driving Control Algorithm and Performance Verification Using Real-Time Simulator for a 6WD/6WS Vehicle," SAE Technical Paper 2011-01-0262. 

  9. Kim, S.-H., Kim, D.-H., Kim, C.-J., Kim, Y.-R., Choi, J.-Y. and Han, C.-S., 2010, "A Study on Motion Control of 6WD/6WS Vehicle Using Optimum Tire Force Distribution Method," International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS), pp.1502-1507. 

  10. Ray, L.R., 1997, "Nonlinear Tire Force Estimation and Road Friction Identification: Simulation and Experiments," Automatica, vol. 33, no. 10, pp.1819- 1833 . 

  11. Pacejka, H.B. and Bakker, E., 1992, "The magic formula tyre model," Vehicle System Dynamics, Vol. 21, Supplement 001. 

  12. Zhang, Q., Liu, G., Wang, Y. and Zhou, T., 2004, "A Study of Calculation Method of Wheel Angular Acceleration in ABS System," Proc. 2004 Int. Conf. Information Acquisition, pp. 147-150. 

저자의 다른 논문 :

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로