[논문]비상 제동 기능을 지닌 전자력 브레이크 시스템(MABS)의 제동 특성 해석

최상민; 강종호; 김태용; 정현교

비상 제동 기능을 지닌 전자력 브레이크 시스템(MABS)의 제동 특성 해석
Braking characteristics analysis of the magnetic actuator brake system(MABS) for emergency a car 원문보기

최상민 (서울대학교 전기,컴퓨터공학부) , 강종호 (서울대학교 전기,컴퓨터공학부) , 김태용 (서울대학교 전기,컴퓨터공학부) , 정현교 (서울대학교 전기,컴퓨터공학부)

최근 자동차 브레이크의 전기적 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이와 관련하여 본 논문에서는 자기 엑추에이터 브레이크 시스템(MABS)을 분석하였다. 주행 도중 차량의 이상 및 긴급 상황 발생시 MABS는 전기적 메커니즘을 통해 차량을 제동할 수 있다. MABS는 회전하고 있는 휠에 초당 수십회 작용하여 점차적이고 효율적으로 휠을 제동한다. 이는 제동시간의 단축과 안정성에 있어 향상된 성능을 보인다. 본 연구에서는 유한요소법을 적용한 시뮬레이션을 통해 MABS의 동작 특성을 분석하고, 실제 자동차의 상황을 가정하여 제동하는데 소요되는 시간 및 작동 회수 등에 대해 분석하였다.

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문제 정의

이와 같은 브례이그 파손으로 안해 대형사고를 방지할 수 헜는 보조제동장치예 대한 연구가 여러 방면으로 시도되고 있다. 본 논문에는 보조제동장치의 알환으로 X-By-Wire 시스탬인 천차력브렙이교시스템 (MABS)을 특성을 분석하였다.

제안 방법

전, 후면 휠에 적용가능한 MABS 모델에 대한 설계사양을 나타내었다. 42[V] 밧데리 전원에서 켜패시터에 저장된 전압을 사용하고 기타 사양은 표 1과 같이 설계하여 시듈레이션을 통한 MABS 특성을 분석하고, 비상용 제똥 창치로서 가능성을 검중해봤다.
본 논문에서는 유한요소법(FEM)을 이용하여 자계해석과 운동방정식을 통한 비상 제동 장치 MABS에 대한 동작특성과 제동능력을 분석했다. MABS의 기본 동작율 ABS틀 챼택햠으로쎠 자동차의 슬립현상으호 인한 제동력 상실을 미연에 방지햘 뿐 아니라 전기적 제어를 통해 수차례 동작하기 때문에 기계적 스트레스를 줄여 기계적 강도를 키울 수 있고 제동거리 또한 짧게 가져을 수 있었다.
시속 100km로 주행하는 1 ton 차량을 정지시키는 상황에 문제를 적용하기 위해서 운동량과 충겨량이 관계를 이용하여 차향이 속도 변화를 분석하였다,
MABS 설계사양욘 표 1에 나타나있다. 자동차의 천면 휠애서는 조향력을확보하여야 하고, 후편 휠에서는 큰 제동력을 우선적으로 요구하기 때문에 이들 특성을 잘 고려하여 설계하였다. 전, 후면 휠에 적용가능한 MABS 모델에 대한 설계사양을 나타내었다.

성능/효과

장치 MABS에 대한 동작특성과 제동능력을 분석했다. MABS의 기본 동작율 ABS틀 챼택햠으로쎠 자동차의 슬립현상으호 인한 제동력 상실을 미연에 방지햘 뿐 아니라 전기적 제어를 통해 수차례 동작하기 때문에 기계적 스트레스를 줄여 기계적 강도를 키울 수 있고 제동거리 또한 짧게 가져을 수 있었다. 그리고 각 차량의 구동 센서를 통한 정보를 이용하여 구동 전압을 제어함으로쎠 최적의 상태로 제동력을 결정할 수 있어 효율적이고, 이는 MABS에서 차량의 현재 환경을 쳐태한 고려한 안공지능적인 졨동욜 의미한다.
MABS의 기본 동작율 ABS틀 챼택햠으로쎠 자동차의 슬립현상으호 인한 제동력 상실을 미연에 방지햘 뿐 아니라 전기적 제어를 통해 수차례 동작하기 때문에 기계적 스트레스를 줄여 기계적 강도를 키울 수 있고 제동거리 또한 짧게 가져을 수 있었다. 그리고 각 차량의 구동 센서를 통한 정보를 이용하여 구동 전압을 제어함으로쎠 최적의 상태로 제동력을 결정할 수 있어 효율적이고, 이는 MABS에서 차량의 현재 환경을 쳐태한 고려한 안공지능적인 졨동욜 의미한다. 또한 전기적 제어 시스템의 우수성을 야용하여 차량 바퀴에 대한 개별 제어, 위기상황시 원격 자동 제동 시스템으로 구현 가능하게 돤다.

후속연구

MABS 는 구조가 간단하꼬, 전류에 의한 제어료 원격쟤어가 가능하며, 안청적이며 효율성이 높다. 유한요소법(FEM)을 이용하여 코일 전류에 의해 역자된 자계를해석하고 전기회로와 기계적인 역학과의 커플밍 문제를 해결함으로서 입력전압과 전류변화에 따른 브레이크 동작을 위한 가동자이 힘, 변위 및 속도 등을 구할 우 있다운동량과 총격량을 고려한 폭리적인 이푠으로 기타 마찰요소를 배졔한 상태에서 MABS의 제동능력을 확인해 봄으로써 차량의 비상용제농장치로써 적용 가능함을 보얄 것이다.

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