Hardware in the Loop Simulation을 이용한 차량 동역학 제어기의 설계 및 평가 = Design and Evaluation of Vehicle Dynamics Control System using Hardware in the Loop Simulation
저자
발행사항
서울 : 국민대학교 자동차공학 전문대학원, 2003
학위논문사항
학위논문(碩士)-- 국민대학교 자동차공학 전문대학원 : 전자제어 시스템전공 2002
발행연도
2003
작성언어
한국어
주제어
DDC
629.804 판사항(16)
발행국(도시)
서울
형태사항
39 p. : 삽도 ; 26 cm.
일반주기명
참고문헌 : p.37
소장기관
최근 차량의 주행 중 횡방향 운동의 안정성을 확보하기 위한 기술이 Vehicle Dynamics Control(VDC)라는 범주 내에서 활발하게 연구되어 왔으며 몇몇 완성 차 업체에서는 이를 상품으로 개발하였다.
차량 종방향 제어로 타이어 한계에 부닥치면서 차량의 횡방향 제어의 필요에 의해서 VDC가 개발되었다. VDC 시스템은 기존의 ABS/TCS 시스템을 활용할 수 있기 때문에 안정적인 제어 알고리즘이 보장된다면 비용 대비 성능 면에서 큰 이점을 갖는 시스템이라 할 수 있다. 차량의 선회 시 운전자가 원하는 선회에 대해 Oversteer나 Understeer을 안쪽 륜과 바깥 륜의 제동력이나 엔진 토크를 제어해 줌으로써 차량의 안정성과 조향성을 확보하는 섀시 시스템이다.
전자 제어 장치를 직접 실차에 적용하기 전에 테스트하기 위해 Hardware-in-the-loop Simulation(이하 HILS)을 이용하게 되었다. HILS를 이용함으로써 실제상황과 유사한 실험을 수행할 수 있어 실차 시험횟수를 줄일 수 있고 균일한 조건의 반복 실험으로 가능하게 하여 시험의 질을 대폭 향상시킬 수 있다.
차량의 횡방향의 극한 운동은 타이어와 노면 사이의 정상적인 관계를 유지하지 못할 때 발생한다. 이러한 현상이 발생하면 슬립각이 커지게 되고 횡방향의 타이어 힘이 감소함으로써 조정 안정성에 나쁜 영향을 미친다. 그러므로 조향 입력에 대한 요모멘트가 급격히 감소하게 된다. 따라서 추가로 조향 입력을 할 경우에도 더 이상 차량의 안정성을 유지하기 위한 요모멘트는 발생하지 않는다.
본 연구에서는 단순 제어기와 LQR 제어기의 두 제어기법을 이용하여 보상 요모멘트를 산출하였으며 이를 각 휠의 제동토크로 재계산하여 차량의 운동을 제어하였다.
The Vehicle Dynamics Control(VDC) system has the target of maintaining vehicle stability under critical lateral motions. It has a good potential of becoming one of the chassis control necessities since the system can be realized with little extra cost on top of the ABS/TCS system. Developed in this research is a hardware-in-the-loop simulator for VDC with a valve control system that modulates the brake pressures at four wheels. A simple control logic and an optimal control logic have been developed and incorporated in the HILS system. Their performance under various driving conditions was tested in the HILS system and the results are presented in this paper.
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