일반기술

자동차의 주행특성 해석 및 제어기술

자동차는 고속으로 도로를 주행한다는 점 때문에 자동차의 안전도는 운전자의 생명과 직결되어 있다. 따라서 긴급 주행상황에서의 자동차의 주행특성을 보다 정확하게 예측하기 위한 해석기술과 안정된 주행상태를 확보하기 위한 제어기술은 매우 중요하다고 말할 수 있다. 특히 최근에는 IVHS(Intelligent Vehicle/Highway System) 기술이 많은 주목을 받으면서 자동차의 고기능화가 추구되고 있기 때문에 그 필요성은 더욱 더 부각되고 있다. 따라서 본 연구과제에서는 자동차의 조향특성을 개선하기 위한 4륜조향(Four Wheel Steering) 제어기술, 자동차의 주행 용이성 및 안정성을 확보하기 위한 자동차의 횡방향 및 종방향 운동 제어기술, 그리고 자동차의 주행실험을 정확하고 안전하게 수행할 수 있는 평벨트형 차량동력계(Flat Belt Chassis Dynamometer) 기술과 관련된 내용을 다루었다. 지금까지 많은 4륜조향 시스템들이 고속주행시의 안정성과 저속주행시의 조종성을 향상시키기 위해서 개발되었고, 그 성과도 괄목할 만한 것이었다. 그러나 후륜조향각만을 능동제어하는 4륜조향 시스템들은 자동차의 주행속도가 빨라질수록 언더조향특성이 극심하게 나타나는 단점을 보여주었다. 본 연구과제에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해서 핸들조향속도를 고려한 4륜조향 제어기술, 좌 우측 타이어의 구동토크를 능동제어하는 DYC(Direct Yaw Moment Control) 시스템과 후륜조향각을 능동제어하는 4륜조향 시스템을 통합제어하는 방법, 그리고 모델추종제어(Model Following Control) 기법에 토대로 둔 요우속도의 피드백제어를 이용해서 전륜조향각과 후륜조향각을 모두 능동제어하는 완전능동형 4륜조향 제어방법 등을 개발하였다. 자동차의 횡방향 운동 제어기술과 관련해서는 슬라이딩 모드제어(Sliding Mode Control) 기법에 토대를 둔 위치추종제어(Point Following Control) 및 차량추종제어(Vehicle Following Control) 기술을 개발하였고, 종방향 운동 제어기술과 관련해서는 자동차의 추돌회피성능을 확보하기 위한 안전접근방식의 차량추종제어(Safe-Approach Vehicle Following Control) 기술을 개발하였다. 또한 본 연구과제에서는 차세대 차량동력계로서 많은 주목을 받고 있는 평벨트형 차량동력계의 구조설계 및 실시간 동적 시뮬레이션 기술, 차량동역학 해석기술, 그리고 강인제어 기술 등과 관련된 기반기술들을 개발하는 내용을 다루고 있다. 특히 평벨트형 차량동력계상에서의 J턴, 차선변경, 이중차선변경, 슬래럼, 정원주행 등과 같은 여러 가지 주행실험들과 함께 자동차의 제동 가속성능 평가가 가능하도록 하기 위한 평벨트형 차량동력계의 구동 알고리즘들을 개발하고 있다.