초록 ▼

본 연구에서는 국내 자동차 시장 및 관련 업계의 급속한 발전에 비하여 세계적으로 많은 매니아 층을 확보하고 있는 모터스포츠의 발전이 더딘 점에 착안하여, 가장 대중화된 모터스포츠인 Go-Kart의 접근성 향상을 위한 친환경 저소음 전동 레저 카트 개발 및 그 상용화 전략을 제안한다. 본 연구에서 제안하는 전동카트는 내연기관을 전동기로 대체함에 따라, 접근성이 높은 도심지역 및 실내 공간에서 배기가스와 소음의 영향을 받지 않고 운행이 가능하다. 개발하고자 하는 전동 카트는 BLDC 모터를 사용함으로써 유지 및 관리의 용이성을 향상시켜

본 연구에서는 국내 자동차 시장 및 관련 업계의 급속한 발전에 비하여 세계적으로 많은 매니아 층을 확보하고 있는 모터스포츠의 발전이 더딘 점에 착안하여, 가장 대중화된 모터스포츠인 Go-Kart의 접근성 향상을 위한 친환경 저소음 전동 레저 카트 개발 및 그 상용화 전략을 제안한다. 본 연구에서 제안하는 전동카트는 내연기관을 전동기로 대체함에 따라, 접근성이 높은 도심지역 및 실내 공간에서 배기가스와 소음의 영향을 받지 않고 운행이 가능하다. 개발하고자 하는 전동 카트는 BLDC 모터를 사용함으로써 유지 및 관리의 용이성을 향상시켜 카트 보유 및 렌탈 사업의 문턱을 낮추며, 모터스포츠로써가 아닌 일상적인 놀이수단으로 카트의 활용 영역을 확장시키기 위하여 제어기술의 접목을 통해 단순한 경주로써의 목적이 아닌, 게임과 같은 형식의 종합 여가 수단으로 사용될 수 있는 UX를 구축하는 것을 목표로 한다.
연구의 목표는 크게 3가지로 세분화 할 수 있다. 첫째, 기존의 엔진 카트를 대체하며 동일한 성능을 유지할 수 있는 전동 카트를 제작한다.둘째, 차량 상태 추정 로직의 개발 및 이를 통한 샤시 통합 제어 전략을 수립한다. 최종적으로 개발된 카트 및 제어기법을 통합하고, UI 및 추가 컨텐츠 제작을 통하여 사업화 기반을 구축한다.
5개월간 수행된 연구로 엔진 카트를 대체할 수 있는 전동 카트의 프로토타입을 제작하였으며, 이를 제어하기 위한 제어 로직 설계의 선결조건인 노면 마찰계수 추정, 차량 방위각 및 slip angle 추정기를 설계하였다. 또한 유압 및 진공을 사용하지 않는 전동 카트의 특성에 맞추어 기존의 유압브레이크를 전동식 브레이크로 대체하기 위하여 전동식 브레이크 제동력 추정 및 이를 기반으로 하는 제어 방안을 수립하였다.

Abstract ▼

In this research, the eco-friendly electric go-kart and its commercialization strategy are suggested. The feasibility of electric kart is verified with simple prototype. To design an integrated chassis controller for electric kart, 3 estimation strategies are suggested: Tire-road longitudinal fricti

In this research, the eco-friendly electric go-kart and its commercialization strategy are suggested. The feasibility of electric kart is verified with simple prototype. To design an integrated chassis controller for electric kart, 3 estimation strategies are suggested: Tire-road longitudinal friction coefficient estimation, tire-road lateral friction coefficient estimation, and vehicle attitude estimation. The control strategy of electro-mechanical brake is also suggested which has main roll in brake system without hydraulic system. The proposed designs are verified by simulations and experiments.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 6
• 목차 ... 7
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 8
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 제 1 절 전기자동차 기술 현황 ... 10
• 제 2 절 국내외 카트 사업 현황 ... 12
• 제 3 절 차량 제어 기술 현황 ... 13
• 1. 차량 자세 추정 기법 ... 13
• 2. 전동식 클램핑 브레이크 기술 ... 14
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 16
• 제 1 절 레저용 전동카트 시스템 구성 ... 16
• 제 2 절 타이어 마찰 계수 추정 ... 17
• 1. 종방향 운동하의 노면마찰계수 추정 ... 18
• 2. Pneumatic trail 기반의 횡방향 노면마찰계수 추정 ... 20
• 3절 차량 자세 추정 알고리즘 ... 24
• 1. 차량 방위각 추정 방법 ... 25
• 2. 슬립 각도 추정 ... 28
• 제 4 절 전자구동 브레이크의 추정 기반 제어 ... 30
• 제 5 절 상업성 확보를 위한 운영 전략 수립 ... 33
• 1. 제품 개발 목표 ... 33
• 2. 카트 대여주행 이벤트 사업화 방안 ... 34
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 35
• 제 1 절 차량 상태 추정 기술의 실현가능성 검증 ... 35
• 제 2 절 전동 레저카트의 상업성 가능성 ... 35
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 37
• 제 6 장 참고문헌 ... 39
• 끝페이지 ... 40