• 제목/요약/키워드: 변속성능

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자동변속기용 임베디드 시스템 성능 시험을 위한 Hardware-in-the Loop 시뮬레이터 구축 (Development of Hardware-in-the-Loop Simulator for Testing Embedded System of Automatic Transmission)

  • 장인규;서인근;전재욱;황성호
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.301-306
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    • 2008
  • Drivers are becoming more fatigued and uncomfortable with increase in traffic density, and this condition can lead to slower reaction time. Consequently, they may face the danger of traffic accidents due to their inability to cope with frequent gear shifting. To reduce this risk, some drivers prefer automatic transmission (AT) over manual transmission (MT). The AT offers more superior drivability and less shifting shock than the MT; therefore, the AT market share has been increasing. The AT is controlled by an electronic control unit (ECU), which provides better shifting performance. The transmission control unit (TCU) is a higher-value-added product, so the companies that have advanced technologies end to evade technology transfer. With more cars gradually using the ECU, the TCU is expected to be faster and more efficient for organic communication and arithmetic processing between the control systems than the l6-bit controller. In this paper, the model of an automatic transmission vehicle using MATLAB/Simulink is developed for the Hardware in-the-Loop (HIL) simulation with a 32-bit embedded system, and also the AT control logic for shifting is developed by using MATLAB/Simulink. The developed AT control logic, transformed automatically by real time workshop toolbox, is loaded to a 32-bit embedded system platform based on Freescale's MPC565. With both vehicle model and 32-bit embedded system platform, we make the HIL simulation system and HIL simulation of AT based on real time operating system (RTOS) is performed. According to the simulation results, the developed HIL simulator will be used for the performance test of embedded system for AT with low cost and effort.

변속 무인 수중 잠수정을 위한 강인 경로 추적 제어 (Robust Path Tracking Control for Autonomous Underwater Vehicle with Variable Speed)

  • 최윤호;김경주
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.476-482
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    • 2010
  • 본 논문에서는 시간에 따라 종방향 속도가 변하는 무인 수중 잠수정의 경로 추적 제어기 설계 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 경로 추적 제어기는 운동학적 제어기와 동역학적 제어기로 구성된다. 운동학적 제어기는 무인 수중 잠수정이 시간에 따라 속도가 변하는 기준 경로를 따라 가기 위해 종방향 속도와 yaw 각속도를 계산하고, 계산된 값이 동역학적 제어기의 기준 입력 값이 된다. 즉, 동역학적 제어기는 추진력과 회전력을 제어하여 무인 수중 잠수정의 종방향 속도와 yaw 각속도가 운동학적 제어기에서 계산한 값과 일치하도록 설계한다. 이 때 사용한 동역학적 제어기는 무인 잠수정의 옆 미끄럼 속도를 외란으로 가정하고, 종방향 속도와 yaw 각속도를 슬라이딩 모드 제어 기법을 이용하여 설계한다. 한편 설계된 제어기의 안정도 판별을 위해 Lyapunov 방법을 이용하여 제어기의 안정성을 보인다. 마지막으로, 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 설계된 제어기의 성능을 검증한다.

군용차량용 엔진일체형 직렬 발전기 부식 방지에 관한 연구 (A Study on the Corrosion Prevention of the Integral Series Generator for Military Vehicles)

  • 강태우;김성곤;신철호;이계섭
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권6호
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    • pp.74-79
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    • 2019
  • 군용차량은 별도의 발전기 장착공간을 마련하지 않고 엔진과 연결되어 발전하는 엔진일체형 직렬 하이브리드 발전기를 통해 전력을 생산한다. 그러나 발전기와 엔진 간 연결 방식이 가지는 기계적 특성에 따라 내부 방청 및 윤활용 그리스가 비산하여 산화철이 발생했다. 산화철이 시동기에 고착되어 시동성능이 저하되고 기어마모에 따른 레틀 소음이 증대되는 문제가 발생하였다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 엔진의 연결 스플라인 재질 및 표면처리를 개선하고 형상을 그리스 밀봉형으로 변경하여 내부의 산화철 발생을 방지하였다. 축계를 구성하는 발전기 연결기의 형상이 변경됨에 따라 비틀림 내구 시험을 통해 구조의 건전성을 확인하였다. 또한 실차 부하시험을 통하여 내부 부식 없이 목표한 내구수명 동안 부식이 발생하지 않음을 검증하였다. 그리스 비산 방지구조가 실제로 산화철의 발생을 억제함으로써 발전기에서 발생하는 소음을 감소시키는지 확인할 수 있었다. 본 논문은 엔진과 변속기 사이에 장착하는 직렬 하이브리드 발전기에서 발생하는 배부 부식을 방지하여 시동기의 성능저하 현상과 소음 발생 현상에 대한 근본적인 해결방안을 제시하였다고 할 수 있다.

소형(小型) 동력경운기(動力耕耘機)의 포장작업성능(圃場作業性能)에 관한 연구(硏究) (Field Performance of a Miniature Power Tiller)

  • 김홍윤;최규홍
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제6권1호
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    • pp.15-27
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    • 1981
  • 극소형(極小形) 동력경운기(動力耕耘機)(3.5PS:KC-450)의 포장작업성능(圃場作業性能)을 조사분석(調査分析)하고 이에 대(對)한 이용범위(利用範圍)를 결정(決定)하고저 1980년(年) 3월(月)부터 1980년(年) 10월(月)까지 안성읍(安城邑) 석정동(石井洞) 시험포장(試驗圃場)에서 8PS(DT-85), 5PS(DT-40) 경운기(耕耘機)와 대비(對比)하여 耕耘(경운), 쇄토(碎土), 배토작업(培土作業)에 대(對)한 포장작업성능(圃場作業性能)을 조사(調査) 분석(分析)한 결과(結果)를 종합(綜合)하면 다음과 같다. 변속단수별(變速段數別) 작업능률(作業能率)과 포장작업(圃場作業) 효율비교(效率比較) 시험(試驗)에서는 1. 작업속도(作業速度)가 0.9m/sec일때 KC-450기(機)의 이경작업능률(犁耕作業能率)은 125분(分)/10a 무료 DT-85기(機)보다 26분(分)/10a 정도(程度)낮았다. 2. 작업속도(作業速度)를 1m/sec로 이경작업(犁耕作業) 할때에 KC-45기(機)의 포장작업성능(圃場作業性能)은 82%로 DT-85기(機)보다 5% 높았다. 3. 동일(同一) 작업속도(作業遠度)의 쇄토작업(碎土作業)에 있어서 작업능률(作業能率)은 DT-40기(機)와 DT-85기(機)가 높았고 포장작업효율(圃場作業效率)은 KC-450기(機)와 DT-40기(機)가 높았다. 4. 동일(同一) 작업속도(作業遠度)의 배사작업(培士作業)에 있어서 공시기(供試機) 모두 작업능률(作業能率)은 별차이(別差異)가 없었고 포장작업효율(圃場作業效率)은 KC-450기(機), DT-40기(機), DT-85기(機)의 순(順)으로 높았다. 구획규모별(區劃規模別) 작업능력(作業能力) 비교(比較) 시험(試驗)에서는 5. 구획(區劃) 면적(面積)이 클수록 작업능률(作業能率)은 공(共)히 향상(向上)되나 구획면적(區劃面積)이 8a이하(以下)에서는 KC-450기(機)가 작업능력면(作業能力面)에서나, 포장효율면에서 보다 유리(有利)하였다. 작업심도별(作業深度別) 작업능률(作業能率)은 비교(比較) 시험(試驗)에서는 6. DT-85로는 심경(深耕)의 능률적(能率的)인 중작업(重作業)에 유리(有利)하였고 KC-450기(機)는 경심(耕深) 12cm의 모든 작업(作業)에서 운전조작(運轉操作)이 용이(容易)하고 포장작업효율(圃場作業效率)이 타기종(他機種)에 비(比)하여 높았다. 7. 이하(以下)의 결과(結果)로 KC-450기(機)는 채소원예(菜蔬園藝), 약초(藥草), 연초(煙草), 비닐하우스등(等)의 소구획(小區劃), 소규모(小規模) 농작업(農作業)에 신기종(新機種)으로 개발(開發)이 요망(要望) 된다고 사료(思料)된다.

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탄약운반장갑차 궤도장력 변화에 따른 최대속도 영향성 연구 (A Study on the Influence of Maximum Velocity on Track Tension Change to Military Ammunition Vehicle)

  • 노상완;김성훈;박영민
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.383-388
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    • 2020
  • 본 연구는 탄약운반장갑차의 동력장치 부품들이 최대속도에 미치는 영향성 확인을 목표로 하고 있다. 탄운차는 습지나 수렁 등이 많은 국내 상황을 고려하여 궤도장비로 개발되었다. 궤도장비의 기동성은 전투 중 생존 가능성을 높여 주는 중요한 성능이다. 장비의 최대속도에 영향을 끼치는 요소를 먼저 분석하였고, 그 중 동력전달장치 부품들의 변화에 따른 영향성을 확인하였다. 엔진과 변속기의 변화에 따른 최대속도는 각각 3%, 1.7%의 차이를 나타냈다. 간단히 유압유 주입/배출을 통하여 조절 할 수 있는 궤도장력의 변화에 따른 최대속도 영향성을 확인하였다. 궤도장력 중간을 기준으로 장력이 강한 경우 4.6% 낮아졌고, 장력이 약한 경우 1.5% 상승하는 결과를 얻었다. 궤도장력을 6구간으로 나누어 최대 속도를 확인한 결과 궤도장력이 중간 이하로 유지되는 경우의 최대속도가 가장 큰 것을 확인 할 수 있었다. 장비 양측 궤도장력을 다르게 조절하여 실험한 결과 장비의 최대속도는 장력이 큰 부분의 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 주행 전용 시험장에서 장력을 조정하여 최대속도 실험을 진행하였다. 실험결과 장력이 강한 경우 규격요구보다 16.7% 높은 속도를 내었고, 장력이 약한 경우 28.3% 높은 속도를 나타냈다. 궤도장력의 변화에 따라 최대속도의 영향성을 확인하였고, 고액의 부품을 교체하는 것 보다 큰 효과를 나타내는 것을 확인하였다.

스쿨 존에서 운전자의 승차감을 수반한 차량 감속 제어에 관한 연구 (Study on Vehicle Deceleration Control in School Zones by Taking Driver's Comfort into Account)

  • 조효승;김형석;이병룡
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권10호
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    • pp.1359-1366
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    • 2010
  • 최근 많은 전자제어기술이 개발되고 있으며 또한 차량에 적용되고 있다. 이러한 기술들 중 throttle-by-wire, brake-by-wire, steer-by-wire 와 같은 X-by-wire 가 대표적이며 이는 기계적으로 연결된 부분이 전기적인 신호나 액추에이터로 대체된 것이다. 본 논문에서는 스쿨존에서의 차량의 속도 제어를 위하여 throttle-by-wire, brake-by-wire 가 고려되었으며 특히 스쿨 존에서는 다른 지역에 비해 사고가능성이 높다. 그 이유는 보행자가 횡단 시에 다수의 운전자들이 규정속도를 지키지 않기 때문이다. 따라서 본 논문에서는 스쿨 존에서 규정속도 내로 주행하도록 throttle-by-wire, brake-by-wire 를 이용하여 차량을 감속 제어하였으며 이를 위하여 양산차량의 엔진과 변속기의 제원을 사용하였다. 둘째, 차량의 감속에 있어서 운전자와 승객이 불쾌감을 느낄 수 있는 급격한 감속을 줄이기 위하여 제안된 3 차 궤적 추종법을 적용시켰으며 궤적 추종을 위하여 퍼지-PID 제어를 사용하였다. 마지막으로 시뮬레이션을 통하여 제안된 차량의 감속 제어 시스템의 성능을 확인하였다.

시뮬레이션을 이용한 전기 트랙터 주요 부품 배치에 따른 전도각 분석 (Analysis of Rollover Angle According to Arrangement of Main Parts of Electric Tractor Using Dynamic Simulation)

  • 손진호;김영수;하유신
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제32권4호
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    • pp.77-84
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    • 2023
  • 농업 분야에서도 내연기관 트랙터에서 벗어나 전기 트랙터 및 수소 트랙터와 같은 대체 에너지원을 사용하는 동력원이 개발되고 있다. 기존의 내연기관 트랙터에서 사용되던 엔진 및 변속기와 같은 부품들이 모터와 배터리 등으로 교체되면서 무게중심이 변화하게 되며, 이에 따라 전도 위험성을 새로이 고려해야 한다. 이 연구의 목적은 동역학 시뮬레이션을 통해 전기 트랙터의 주요 부품 위치별 전도 각도를 분석하여 전도 사고를 최소화하고 안정성을 향상하기 위한 부품 최적의 배치를 도출하는 것이다. PTO 모터, 구동 모터와 배터리 팩의 구성 수준 3가지와 배치 방법 3가지 요인으로 실험 설계하여 총 9가지 동역학 시뮬레이션을 진행하였다. 실험 결과, 구동 모터와 PTO 모터를 트랙터 앞쪽과 뒤쪽에 각각 위치하고 두 개의 배터리 팩을 트랙터 중간에 위치시킨 Type 3 Level 3가 전도 각도가 높은 것을 확인하였다. 본 연구 결과 무게중심을 뒤쪽으로 배치할수록, 아래에 위치할수록 안정성이 증가하였다. 향후 연구로는 부품의 성능과 배치 효율성을 고려한 부품의 최적 위치를 찾는 연구가 필요하다.

핵심 농기계(트랙터, 콤바인 및 이앙기) 이용 및 수리실태 분석 (Analysis of Utilization and Maintenance of Major Agricultural machinery (Tractor, Combine Harvester and Rice Transplanter))

  • 홍성하;최규홍
    • 한국국제농업개발학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.292-299
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    • 2018
  • 농가의 핵심 농기계 이용 만족도를 조사 분석한 결과, 수입산이 국산 대비 트랙터는 1.2배, 콤바인 1.3배, 이앙기 1.4배 높은 것으로 나타났다. 즉 가격과 사후봉사를 제외한 작업성능, 조작편이성, 내구성, 고장빈도에서 높은 만족도를 보였고, 이는 전자유압제어, 파워트레인 및 변속기 설계, 신소재, 저소음 캐빈 등 기술수준의 차이가 반영된 결과로 여겨진다. 국산 농기계의 품질향상을 통한 적극적인 대응이 필요한 것으로 판단된다. 대리점을 대상으로 한 핵심 농기계의 부품 및 소모품에서 고장 수리 빈도수가 높게 나타났다. 트랙터는 주요 4개 부위에서 85.3%, 콤바인은 5개 부위에서 89.6%, 이앙기는 3개 부위에서 80.5%가 발생한 것으로 분석되었다. 그리고 제조사를 대상으로 한 수입산 대비 국산의 기술수준이 중소형 트랙터, 4조 콤바인 및 6조 이앙기는 근접하였으나, 트랙터는 60-100%, 콤바인 70-100%, 이앙기 70-95%로 평가되었다. 또한 국산의 문제점으로 트랙터는 내구성과 조작편이성, 콤바인은 내구성, 이앙기는 조작편이성을 가장 큰 문제로 인식되고 있다. 농가, 대리점 및 제조사의 조사결과를 종합해보면, 농가 및 대리점에서는 품질 개선과 내구성 향상이 시급하다고 응답하는 반면에, 제조업체는 주로 작업성능과 조작편이성 향상 기술개발에 역점을 두고 있어 현장과 괴리감을 보였다. 따라서 제조사에서는 농가와 대리점의 애로사항을 설계 생산에 적극 반영해야 할 것으로 판단된다. 특히, 수입산 농기계 대비 국산의 가장 큰 문제점은 잔고장으로 대표되는 품질 문제로 분석되었다. 이는 제조사 입장에서 농기계 판매의 계절성에 따른 경영악화와 소량 생산으로 인한 한정적인 제품원가 절감요소가 낳은 결과로 판단된다. 제조사 입장에서는 시장의 가격경쟁력 강화를 위해 자체적으로 기종별 부품 공용화와 다량 구매 부품의 원가절감 전략을 구사하고 있는데, 이로 인해 오히려 품질 저하와 농가 불만 증가를 초래, 점진적인 시장점유율 하락을 인지하면서도 부품개발 등에 적극적으로 대응하지 못하고 있는 것으로 나타났다. 결론적으로 국산 농기계 부품의 신뢰성 및 내구성 시험 강화를 위해 일본 수준의 시험검정과 연속시험 보완이 필요하며, 농가 보호를 위해 고장 수리 빈도수가 높은 주요 부품에 대한 정례적인 사후검정기준 마련 등 제도적 보완이 필요할 것으로 판단된다. 또한 국내 농기계산업의 활성화와 국산농기계의 국내외 시장경쟁력 강화를 위해, 현재 시점에서 정책적으로 제조사와 부품 제조업체를 포함하는 공용부품 개발, 제조 및 공급을 위한 농기계부품연구원의 설립이 절대적으로 필요한 시기로 판단된다.

핵심 농기계(트랙터, 콤바인 및 이앙기) 시장 및 기술 현황 분석 (Analysis of Market and Technology Status of Major Agricultural Machinery (Tractor, Combine Harvester and Rice Transplanter))

  • 홍성하;최규홍
    • 한국국제농업개발학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.8-16
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    • 2019
  • 이 연구는 국산 농기계의 내수 및 수출 경쟁력 제고방안을 도출하고자, 최근 5년간 한국과 일본산의 핵심 농기계에 대한 가격과 시장점유율을 분석하고, 양국 종합형업체의 매출액, 연구개발비 및 특허출원 현황을 분석하고, 높은 시장점유율을 보인 양국 핵심 농기계 대표모델의 성능, 품질 및 가격을 분석하였다. 2016년 우리나라의 4대 농기계 제조사의 연 매출 규모는 1,984-5,249억 원으로, 일본 주요 제조사의 2.7-15.7% 수준이다. 내수시장에서 일본산 농기계의 시장점유율은 트랙터 14.5%, 콤바인 31.1%, 이앙기 35.8%로 확대일로에 있는 것으로 분석되었다. 트랙터의 규격별 가격과 시장점유율을 분석한 결과, 국산 트랙터는 80 ps급 이상 대형일수록 가격경쟁력이 떨어질 뿐만 아니라 시장점유률도 감소하였다. 국산 콤바인의 시장점유율은 자탈형 4조식과 6조식에서 증가하였으나, 가장 많이 공급된 5조식 콤바인(전체의 49.0%를 차지)은 지난 5년간 85.0%에서 60.7%로 감소하였다. 이는 국산 5조식 콤바인 가격이 일본산의 90.7-108.6%로 가격경쟁력 약화에 기인한 것으로 판단된다. 6조식 이앙기(전체의 88.7%를 차지)중에서 국산이 62.6-68.0%를 유지하는 것으로 분석되었다. 국산 6조식 가격은 일본산의 83.1-85.5% 수준으로 가격 경쟁력이 있지만, 가격 차이가 3,690-4,420천원에 불과하여 시장 점유율이 확대되지 못한 것으로 판단된다. 국내 종합형업체의 농기계부문 매출액은 일본 종합형업체의 2.7-15.7%로 크게 낮고, 종업원 1인당 매출액은 일본의 43.9-81.5%에 불과하여 낮은 생산성을 보이고 있다. 연구원 수는 일본의 13.2-28.1%로 낮았으나, 종업원수 대비 연구원수 비율은 145-176.5%로 오히려 더 높았다. 또한 매출액 대비 연구개발비의 비중은 일본 구보다사 보다 123.1-153.8%로 높게 나타났다. 또한, 국내 농기계 산업과 내수시장을 위협하고 있는 일본 제조사의 국내 특허등록은 2010년 이후 급속한 증가세로, 2016년 기준으로 트랙터의 58.5%, 콤바인의 79.9%, 이앙기의 69.8%를 차지하고 있어 기술권리성 확보가 심각한 상태이다. 특히 핵심 농기계에 대해 일본의 국내 특허등록은 주요 핵심기술에 집중되었는데, 트랙터는 본체·변속장치에 37%, 콤바인은 본체·탈곡장치에 54%, 이앙기는 본체에 57%가 집중된 것으로 분석되었다. 따라서 기술권리성 확보 및 내수시장 방어를 위해 제조사의 자체 연구개발비를 증액과 더불어 정부지원 R&D와 특허의 정량적인 출원·등록을 연계하는 제도적 보완 및 지원확대가 필요하다. 국내에서 높은 시장점유율을 보인 양국 핵심 농기계 대표모델의 성능, 품질 및 가격, 가격차이(국산-수입산)/농가소득, 시장점유율을 분석한 결과, 일본산 트랙터의 가격은 국산 대비 130.8-136.3% 고가이고, 농가소득 대비 가격차이율은 37.6%, 시장점유율은 0.1-0.2%를 보였다. 콤바인은 가격 92.0-110.2%에서 가격차이율 -14.2-18.3%와 시장점유율 6.2-8.1%를, 이앙기는 각각 117.0-120.4%, 9.9-11.9%, 5.5-16.1%를 보여, 시장점유율은 농기계의 가격과 농가소득 대비 가격차이 비율에 높은 영향을 받는 것으로 나타났다. 농기계의 경쟁력 강화를 위해서는 단기적으로 고장이 적어야 한다. 내수시장에서 국산 농기계는 가격대비 품질이 낮고 고장빈도가 높아 농가로부터 신뢰성과 시장점유율이 크게 감소하였다. 따라서 고장빈도가 높은 부품의 내구성 향상과 고품질 부품 개발, 부품 표준화 등을 담당하는 전문연구기관의 설립이 필요하다. 또한 중장기적으로 현재까지의 선진기술 추격과 응용기술 개발에서 탈피하여 핵심 요소기술개발에 역점을 두어야한다. 이를 위한 기술 로드맵 수립, 산학연 협력 확대와 정부의 연구개발비 증액, 산업체의 구조조정과 기술혁신이 필요하다.