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자세 제어 장치와 능동 후륜 조향을 이용한 최적 요 모멘트 분배
Optimum Yaw Moment Distribution with Electronic Stability Control and Active Rear Steering 원문보기

제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, v.20 no.12, 2014년, pp.1246 - 1251  

임성진 (서울과학기술대학교 기계.자동차공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This article presents an optimum yaw moment distribution scheme for a vehicle with electronic stability control (ESC) and active rear steering (ARS). After computing the control yaw moment in the yaw moment controller, it should be distributed into tire forces, generated by ESC and ARS. In this pape...

주제어

#yaw moment distribution   #electronic stability control (ESC)   #active rear steering (ARS)   #weighted pseudo-inverse control allocation (WPCA)  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 UCC와 동일하게 요 모멘트 분배 문제를 최적화 문제로 정식화한다. ESC와 ARS의 제어 입력의 크기를 조절하기 위해 기존의 연구와는 다른 새로운 목적 함수를 제시한다. 최적화 문제를 풀기 위해 가중 역행렬 제어 할당(WPCA) 방법을 이용한다[9,10].
  • 본 논문에서는 기존의 연구에서 제시했던 방법과 동일하게 요 모멘트 분배 문제를 최적화 문제로 정의한다[7]. 최적화 변수는 Fx3 과 Fy3 이며 최적화의 목적 함수는 식 (13)과 같이 ESC의 제동력을 최소화하는 것을 목표로 한다.
  • 본 논문에서는 요 모멘트 분배 문제를 최적화 문제로 정식화하였고 ESC의 제동 입력과 ARS의 조향각의 크기를 조절하기 위해 새로운 형태의 목적 함수를 제시하였다. 최적화 문제를 풀기 위해 WPCA 방법을 적용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
AFS의 문제점은? 때문에 가변 조향비를 이용하여 운전자의 편의를 향상시킬 수 있고 요 모멘트를 생성해야 하는 경우 운전자의 의도와 관계없이 조향 입력을 가할 수 있다[3]. 하지만 AFS는 운전자의 조향각이 가해진 상태에서 새로운 조향각을 더하게 되므로 타이어 슬립각이 증가하여 횡방향 타이어 힘이 쉽게 포화되게 되어 제어 성능이 저하된다[6]. 이에 비해 ARS는 운전자의 조향이 없는 후륜에서 조향각을 만들어 내므로 운전자에게 불편함을 주지 않으며 횡방향 타이어 힘도 쉽게 포화되지 않는다[4].
ESC은 어떻게 작동하는가? 그 결과로서 다양한 국가에서 새롭게 출시되는 신차에 대해 ESC의 장착을 의무화하고 있다[2]. ESC는 좌측 또는 우측 차륜에만 제동 입력을 가하는 독립 제동 방식으로 작동한다.
차량 안정성 제어기 또는 요 모멘트 제어기의 상,하위제어기는 어떤 역할을 하는가? 일반적으로, 차량 안정성 제어기 또는 요 모멘트 제어기는 상위 제어기와 하위 제어기로 구성된다. 상위 제어기에서는 차량을 안정화시키는데 필요한 제어 요 모멘트를 계산하고 하위 제어기에서는 제어 요 모멘트를 만들어 내기 위해 각 장치들이 만들어내는 타이어 힘을 결정한다. 이러한 대표적인 방법이 UCC (Unified Chassis Control)이다[7].
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참고문헌 (14)

  1. A. T. van Zanten, R. Erhardt, G. Pfaff, F. Kost, U. Hartmann, and T. Ehret, "Control aspects of the bosch-VDC," Proc. of International Symposium on Advanced Vehicle Control, Aachen, Germany, pp. 573-608, 1996. 

  2. National Highway Traffic Safety Administration, "Federal Motor Vehicle Safety Standards; Electronic Stability Control Systems; Controls and Displays," NHTSA-2007-27622, 2007. 

  3. W. Klier, G. Reimann, and W. Reinelt, "Concept and functionality of the active front steering system," SAE 2004-21-0073, 2004. 

  4. Y. Hirano and K. Fukatani, "Development of robust active rear steering control," Proc. of the International Symposium on Advanced Vehicle Control, pp. 359-376, 1996. 

  5. S. Motoyama, H. Uki, K. Isoda, and H. Yuasa, "Effect of traction force distribution on vehicle dynamics," Proc. of International Symposium on Advanced Vehicle Control, Yokohama, Japan, 1992, pp. 447-451. 

  6. W. Cho, J. Yoon, J. Kim, and K. Yi, "Development of a unified chassis control system for vehicle stability and maneuverability," Proc. of International Symposium on Advanced Vehicle Control, pp. 565-570, 2008. 

  7. W. Cho, J. Yoon, J. Kim, J. Hur, and K. Yi, "An investigation into unified chassis control scheme for optimised vehicle stability and maneuverability," Vehicle System Dynamics, vol. 46 Supplement, pp. 87-105, 2008. 

    상세보기 crossref

  8. O. Mokhiamar and M. Abe, "Simultaneous optimal distribution of lateral and longitudinal tire forces for the model following control," ASME Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, vol. 126, pp. 753-763, 2004. 

    상세보기 crossref

  9. S. Yim, J. Choi, and K. Yi, "Coordinated control of hybrid 4WD vehicles for enhanced maneuverability and lateral stability," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 61, no. 4, pp. 1946-1950, 2012. 

    상세보기 crossref

  10. J. Wang and R. G. Longoria, "Coordinated vehicle dynamics control with control distribution," Proc. of the 2006 American Control Conference, Minnesota, USA, pp. 5348-5353, 2006. 

  11. Mechanical Simulation Corporation, CarSim User Manual, Version 5, 2001. 

  12. R. Rajamani, Vehicle Dynamics and Control, New York, Springer, 2006. 

  13. K. Uematsu and J. C. Gerdes, "A comparison of several sliding surfaces for stability control," Proc. of International Symposium on Advanced Vehicle Control, Japan, 2002. 

  14. A. Y. Ungoren and H. Peng, "Evaluation of vehicle dynamic control for rollover prevention," International Journal of Automotive Technology, vol. 5, no. 2, pp. 115-122, 2004. 

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