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[국내논문] Hardware In-the Loop Simulation을 이용한 미끄럼방지 제동제어기의 설계
An Antilock Brake Controller Design Using Hardware In-the Loop Simulation 원문보기

대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 D, 2004 July 14, 2004년, pp.2320 - 2322  

이기창 (한국전기연구원 산업전기연구단 기기제어응용연구그룹) ,  전정우 (한국전기연구원 산업전기연구단 기기제어응용연구그룹) ,  황돈하 (한국전기연구원 산업전기연구단 기기제어응용연구그룹) ,  이세한 (한국전기연구원 산업전기연구단 기기제어응용연구그룹) ,  김용주 (한국전기연구원 산업전기연구단 기기제어응용연구그룹)

초록
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전자제어식 미끄럼방지 제동장치 (ABS, Antilock Brake System)는 차량의 급제동시 발생할 수 있는 바퀴의 슬립을 방지하여 차량의 제동거리를 단축시키고 주행 성능을 향상시키는 차량 내 안전장치이다. 지난 몇 년 동안 공압식 제동시스템을 사용하는 대형차량에 적합한 미끄럼방지 제동 제어기를 연구해 왔다. 이 제어기는 바퀴의 슬립율과 그 변화량을 이용한 제어 법칙을 유도하여, 제어 파라미터로 사용하고 있다. 이러한 제어 파라미터의 튜닝에는 맡은 반복적인 실험이 요구된다. 이러한 요구에 부응하기 위하여 차량의 제동을 실시간으로 모사 할 수 있는 HILS (Hardware In-the Loop Simulation) 시스템을 개발, 구축하였다. 개발 HILS는 공압식 브레이크 시스템 및 14 자유도를 가지는 차량 동역학 모델 및 타이어-바퀴 동역학을 소프트웨어 모델로 사용하고, 개발 중인 전자제어식 미끄럼 방지 제동 제어기를 하드웨어로 사용하여, 바퀴속도 센서 신호 모의 장치 및 공압 엑추에이터 모의 신호등의 인터페이스 장치를 사용하여 제동중인 차량의 상태를 실시간으로 시뮬레이션 및 감시할 수 있다. 이 개발 HILS를 이용하여 제동 제어기의 제어 파라미터의 튜닝을 짧은 시간에 성공적으로 끝낼 수 있었을 뿐만 아니라, HILS 실험을 마친 제어기는 미끄럼 방지 제동 시험장에서 실차 주행 시험을 무사히 마침으로써, 개발 기간과 비용을 절감할 수 있는 하드웨어를 이용하는 시뮬레이션의 효용성을 간접적으로 증명하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 더욱이대형 상용차(Commercial Vehi#)에의 미고럼방지 제동시스템 장착 의무화의 법제화가 가시화되현서, 국내 자동차 업계는 외국 선진업체의 미끄럼방지 제동 시스템을전량 수입하여 장착해야 할 실정에 놓여 있으며, 기술종속의 심화 및 기술력의 차이는 더 커질 것으로 예상됨에따라 대형 상용차에 대한 미끄럼방지 제동 시스템의 국산화 개발 연구가 절실히 요청되고 있다. 따라서 대형상용차용 미럼방지 제동 시스템의 국산화 개발을 위해, 공압식 제동 시스템(Full-Air Brake System)을 채용하고 있는 대형 버스에 장착할 목적으로 미끄럼방지 제동 시스템을 개발 하였으며, 본 논문에서는 미끄럼 방지 제어의 새로운 알고리즘 및 전자 제어장치 (ECU, Electronic Control Uni#를 개발하기 위한 가장단순한 형태의 HIL 시뮬레이션 방법을 소개한다.
  • 전자제어식 미끄럼방지 제동제어기를 개발하기 위한 HHS 시스템의 설계 및 구현방법을 소개하였다. 미끄럼방지 제동 시스템의 실제적인 구성은 완전 공압식 브레이크 시스템과 차량 속도를 측정하고 제동 압력을 조절하는 제어시스템으로 구성된다.

가설 설정

  • 개발 미끄럼방지 제동제어기의 성능을 파악하기 위하여 전체 질량이 9, 584 kg인 버스가 60 km/h의 초기속도로 비대칭 노면 및 균일하게 미끄러운 노면에서 제동하는 상황을 가정하여 실시간 시뮬레이션 하였다. 비대칭노면은 # =0, 7임을 가정하였고, 균일하게 미끄러운 노면은 바퀴와 노면의 점착계수가 # = 0.
  • 비대칭노면은 # =0, 7임을 가정하였고, 균일하게 미끄러운 노면은 바퀴와 노면의 점착계수가 # = 0.3임을 가정하였다.
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