• 오토저널
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• 제13권6호
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• pp.30-38
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• 1991

자동차의 제동장치, 조향장치, 자동 변속장치 등에 요구되는 큰 힘을 얻기 위하여 유압식 구동장치가 중량당 출력비가 높고 응답특성이 좋으며 과부하에 대한 방지기능이 간단하게 이루어 진다는 장점이 있기 때문이다. 본 고에서는 우리나라에서도 전자제어식 제동장치, 조향장치, 자동변속장치, 현가장치 등의 개발을 시도하고 있는 현 시점에서 기술축적이 가장 취약한 분야라고 볼 수 있는 자동차용 전기유압밸브의 기본적인 메카니즘에 대하여 종합적으로 소개하고자 한다.

• 기계저널
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• 제32권10호
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• pp.847-857
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• 1992

일반적으로 자동차의 샤시(chassis)라 하면 총체적인 개념에서 자동차로부터 차체(body)를 제외한 부분을 일컫는데, 구동 및 제동장치, 바퀴 현가장치, 조향장치, 타이어 및 휠 등이 이에 속한다. 1970년대 마이크로 컴퓨터의 응용기술이 도입되면서 엔진분야에서 시작한 자동차 전자화기술은 구동 및 제동분야에서의 전자제어식 제동잠김 및 구동 미끄럼방지 시스템(ABS/TCS)의 응용기 술을 거쳐 1980년 중반부터 차량의 현가 및 조향분야에서 능동형의 시스템이 개발되기 시작하 였다. 그 대표적인 예로서 자동차용 적응식 및 반 능동식 가변댐퍼(variable damper), 능동식 현가시스템(active suspension system) 그리고 4륜조향 시스템(four wheel steering system)을 들 수 있다. 1990년대에 들어서는 이러한 각종 능동형 시스템이 종합적으로 고려되어 설계되는 이 른바 자동차의 샤시 통합제어 시스템(chassis integrated control system)또는 능동형 샤시 시스템 (active chassis system)으로 발전되어 가고 있는 추세에 있다. 이 글에서는 최근에 가장 대표 적인 능동형 샤시시스템으로서 각종 능동식 현가시스템 및 4륜조향 시스템의 개발동향 및 기 술적, 경제적인 측면에서의 종합적인 검토를 하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.297-298
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• 2014

현재 제동장치(Brake system)는 운동에너지를 열에너지로 바꾸어 공기 중으로 발산시킴으로서 제동 작용을 하는 마찰형 Brake가 대부분이다. 이러한 제동장치 속에는 리터더라는 제동력을 유발하는 장치가 있는데 이중 빠른 응답특성을 띄는 전기식 리타더의 단점인 전기에너지 소비 측면을 극복하기 위하여 제동에너지를 전기에너지로 회생하여 에너지를 절감 할 수 있는 기술이 선진국에서는 이미 진행이 되고 있다. 본 논문에서는 리타더에서 발생되는 3상 전압을 정류하여 받은 DC전압을 입력으로 받아 24V로 강압시키고 배터리를 충전하는 DC-DC 컨버터를 제작하고 이에 따른 보완점 및 타당성을 실험을 통하여 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2320-2322
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• 2004

전자제어식 미끄럼방지 제동장치 (ABS, Antilock Brake System)는 차량의 급제동시 발생할 수 있는 바퀴의 슬립을 방지하여 차량의 제동거리를 단축시키고 주행 성능을 향상시키는 차량 내 안전장치이다. 지난 몇 년 동안 공압식 제동시스템을 사용하는 대형차량에 적합한 미끄럼방지 제동 제어기를 연구해 왔다. 이 제어기는 바퀴의 슬립율과 그 변화량을 이용한 제어 법칙을 유도하여, 제어 파라미터로 사용하고 있다. 이러한 제어 파라미터의 튜닝에는 맡은 반복적인 실험이 요구된다. 이러한 요구에 부응하기 위하여 차량의 제동을 실시간으로 모사 할 수 있는 HILS (Hardware In-the Loop Simulation) 시스템을 개발, 구축하였다. 개발 HILS는 공압식 브레이크 시스템 및 14 자유도를 가지는 차량 동역학 모델 및 타이어-바퀴 동역학을 소프트웨어 모델로 사용하고, 개발 중인 전자제어식 미끄럼 방지 제동 제어기를 하드웨어로 사용하여, 바퀴속도 센서 신호 모의 장치 및 공압 엑추에이터 모의 신호등의 인터페이스 장치를 사용하여 제동중인 차량의 상태를 실시간으로 시뮬레이션 및 감시할 수 있다. 이 개발 HILS를 이용하여 제동 제어기의 제어 파라미터의 튜닝을 짧은 시간에 성공적으로 끝낼 수 있었을 뿐만 아니라, HILS 실험을 마친 제어기는 미끄럼 방지 제동 시험장에서 실차 주행 시험을 무사히 마침으로써, 개발 기간과 비용을 절감할 수 있는 하드웨어를 이용하는 시뮬레이션의 효용성을 간접적으로 증명하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1139-1143
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• 2003

HILS(Hardware-In-the-Loop Simulation) is a scheme that incorporates hardware components of primary concern in the numerical simulation environment. Due to its advantages over actual vehicle test and pure simulation, HILS is being widely accepted in automotive industries as test benches for vehicle control units. Developed in this study is a HILS system for EHB(Electro-Hydraulic Brake) systems that include a high pressure generator and a valve control system that independently modulates the brake pressures at four wheels. An EHB control logic was tested in the HILS system. Test results under various driving conditions are presented and compared with the VDC logic.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권3호
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• pp.315-321
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• 2014

본 논문은 전자제어식 조향 및 제동 장치를 장착한 차량에 대해 고장 안전 기능을 가지는 통합 섀시 제어 시스템을 제안한다. 통합 섀시 제어 시스템에서 상위 제어기는 슬라이딩 모드 제어 이론을 이용하여 제어 요모멘트를 만들어 낸다. 하위 제어기는 가중 의사-역행렬 기반 제어 분배 방법(WPCA)으로 제어 요모멘트를 전자제어식 조향 및 제동 장치의 타이어 힘으로 분배한다. WPCA 의 가변 가중치를 조절하여 구동기 혹은 센서의 고장에 대처할 수 있다. 이러한 상황에서 WPCA 방법으로 가변 가중치를 최적화하여 요모멘트 분배 성능을 향상시키기 위해 시뮬레이션을 이용한 최적화 방법을 제안한다. 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위해 차량 시뮬레이션 패키지인 CarSim 에서 시뮬레이션을 수행한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.87-88
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• 2015

시중의 대형 버스 및 트럭 등 같은 경우, 부하가 아주 크다. 또한 내리막길이나 장거리 운행 시에 잦은 제동으로 인하여 마찰을 이용한 기존 방식의 브레이크들은 브레이크 파열 및 페이드 현상 때문에 제동 안전성에 문제가 있다. 이러한 제동 부담을 분담하기 위해 현재 보조브레이크(리타더)가 필수적이며, 엔진 계통의 보조브레이크가 아닌 비접촉식 브레이크 같은 친환경 보조브레이크가 요구되고 있다. 그리고 차량 제동 시 발생하는 기계에너지를 전기에너지로 회생하여 에너지효율을 향상시키려는 연구가 현재 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 와전류를 이용한 전자기형 리타더에서 발생되는 전기에너지를 회수하기 위한 전압 제어 방법을 다룰 것이다. 제동에너지를 전기에너지로 회생하기 위해 L-C 공진회로로 구성하였다. 그리고 기존에 리타더에서 발생하는 전압을 간략히 다상변압기로 구현하였다. 또한 좀 더 실제 리타더와 가깝게 재현하기 위하여 유도발전기 모델로 변경하여 시뮬레이션을 진행하였다. 제어장치의 구동펄스에 따라 바뀌는 공진회로의 전압을 분석하였으며, 이 전압을 제어하기 위하여 PI 제어기를 이용한 알고리즘을 제안하였다. 끝으로 Matlab Simulink를 이용하여 리타더의 모델과 그 제어기의 타당성을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.578-585
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• 2018

본 논문은 고속철도차량에 전기기계제동장치(EMB : Electric Mechanical Brake)를 적용하기 위한 주요 구성품인 3상 매입형영구자석동기전동기(IPMSM : Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 설계방법과 이를 이용한 인버터 제어시스템의 압부력제어 시뮬레이션 방법을 제안한다. 최근 자동차에서 주로 사용하는 유압식 제동장치는 유압을 발생시키기 위해 필요한 오일류와 유압 라인의 관리, 유지보수성 및 유압펌프의 동작으로 인한 효율성 등이 문제로 제기되면서 EMB에 대한 관심이 높아지고 있으나 비용증가 및 안전측면의 보완이 지속적으로 요구되고 있다. 공압식 제동장치를 주로 사용하는 철도차량은 EMB 시스템을 적용할 경우 차량 하부에 큰 공간을 차지하는 공기압축기, 제동공기통 및 연결 배관 등의 부품이 필요하지 않으므로 50% 이상의 소형화가 가능하며 인버터를 적용한 전동기 구동방식으로 인하여 상대적으로 빠른 응답속도와 정밀제어를 통해 공주거리를 단축시킬 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 철도차량은 다수의 제동장치가 제동력을 분담하는 구조로 설계되어 자동차와 비교하여 EMB 적용이 안전측면에서 유리하다. 본 논문에서는 JMAG을 활용하여 고속철도의 제동 캘리퍼와 제동력 출력에 적합한 모터설계 및 전자계해석을 수행하였다. 제동 압부력 제어 시뮬레이션을 위해 기계구동부는 기존 EMB 시스템에 주로 적용된 볼스크류 형태의 동작방식과는 달리 고속철도차량에 적용된 편심축 회전을 이용한 구동방식으로 모델링하였다. IPMSM 제어를 통한 제동압부력 및 제동력 출력결과는 Matlab/Simulink를 활용하여 JMAG의 IPMSM 모델과 co-simulation을 통해 보였으며 결과의 타당성은 차세대고속철도(HEMU-430X)의 제동사양과의 비교를 통해 검증하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제33권7호
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• pp.535-540
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• 2016

The braking device in railway vehicles decelerates or stops the train by dissipating the thermal energy converted from kinetic energy into the air. Therefore, the brake system is crucial for safety. In this paper, we performed a study on an electromechanical brake actuator using an electrical motor as an alternative to pneumatic air cylinders to reduce the idle running time in braking, which subsequently increases braking distance, and to ensure reliable response characteristics. Especially, to analyze the response characteristics of the electromechanical brake actuator, we measure the delay time, response time and power consumption compared to the air cylinder. It is confirmed that the electromechanical brake actuator can reduce reaction time by 0.1 seconds (Braking Action) and 0.46 seconds (Brake Release) compared to the air cylinder.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1001-1005
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• 2003

Most electronic chassis control systems until today have been designed with optimization on its own performance. Recently, however. importance of the global chassis control (GCC) concept that aims to achieve optimal performance on a global basis is more emphasized than ever, as the x-by-wire technology is rapidly progressing. In this research, a study has been done for developing a GCC logic for combining longitudinal, lateral, and vertical chassis control subsystems. A simulation has been performed to investigate interactions among the subsystems, and based upon the results, a GCC logic has been developed. The logic has been tested under various driving conditions. and the results have been compared with those from implementing subsystems without any GCC logic.