차량의 전자화가 진행됨에 따라 차량내 전자제어장치의 사용이 증가하고 있으며 각 제어장치들은 급증하는 정보의 처리를 위해 차량 통신 네트워크에 연결되고 있다. 본 논문에서는 FlexRay-CAN의 이종 통신망에 연결된 액추에이터의 네트워크 기반 제어를 위한 FlexRay-CAN 게이트웨이를 구현하고 FlexRay 슬롯의 2분법을 사용하여 할당된 최소한의 FlexRay 프레임 ID (Frame ID)를 사용하여 필요한 센서 정보를 제어 안정성을 보장하는 최대 허용 지연시간 이내로 전송하기 위한 패킹 알고리즘 제안한다. 접촉 힘 센서 정보를 대상으로 패킹맵을 구성하였으며 제안된 알고리즘은 이종의 네트워크에 분산되어 있는 시스템의 제어에 적용할 수 있다.
본 논문에서는 미분게임 이론과 다수준 계획법을 이용하여 차량 전복 방지 제어기를 설계하는 방법을 제안한다. 차량 전복 방지 문제는 비협조적 제로섬 2 인 미분게임으로 정식화된다. 미분게임의 균형해로 얻어지는 제어기는 모든 가능한 조향 입력에 대해 최악의 성능을 보장한다. 적은 계산량으로 미분 게임의 균형해를 찾기 위해 완화 과정을 가지는 다수준 계획법을 이용한다. 차량의 롤 운동을 억제하기 위해 능동 현가장치를 사용하면 차량의 횡방향 안정성이 상실되므로 이를 방지하기 위해 자세제어장치(ESP)를 이용한다. 시뮬레이션을 통해 제안된 방법이 미분게임의 균형해를 찾는데 효과적임을 보이고 설계된 제어기가 차량의 전복을 방지함을 보인다.
본 논문에서는 직류 지하철 급전시스템에서 발생하는 회생전력을 활용하기 위한 회생전력 제어용 양방향 DC-DC 컨버터 및 EDLC(Electric Double Layer Capacitor)를 이용한 양방향 DC-DC 컨버터의 효율적 충 방전 제어 알고리즘을 제안하였다. 가선전압의 변화에 따른 제어 방법을 제안함으로서 회생전력의 발생으로 인한 가선전압의 상승을 안정적으로 제어할 수 있도록 하였고, 실측된 가선전압과 동일한 직류 급전시스템의 모의가 가능한 가선전압 모의장치를 사용하여 철도차량용 양방향 DC-DC 컨버터의 효율성을 검증하였다.
This study carries out the performance improvement and simplification of hydraulic modulator that plays an important role in vehicle stability control systems. The mathematical models for each component of a modulator, such as pump, wheel cylinder, check and solenoid valve, accumulator, damper are derived in detail. All the mathematical models are combined to form a modulator system and implemented through a computer program, which can be controlled by a user friendly GUI. To verity the simulation, comparison between simulation and experiments has been made. After the verification of the validity of the simulation, the effects of the design parameters of the modulator on the wheel cylinder pressure is investigated. The results show that the modulator without MPA has advantage in early time pressure rise rate, and it can be simplified.
경전철 차량에 위치한 집전장치는 무선급전 인버터로부터 전력을 공급받아 동력계통 또는 에너지 저장장치에 전력을 전달하는 역할을 한다. 따라서, 집전장치의 손실을 최소화 하고 전력을 안정적으로 전달할 수 있는 제어방법이 필요하다. 본 논문은 이러한 필요를 만족하는 적절한 제어방법을 제안한다. 시뮬레이션을 통하여 제안한 집전장치 제어방법의 유효성을 검증한다.
지구온난화와 같은 환경적 문제점들로 인해 에너지 저감 및 고효율의 기술개발을 통한 탄소 저감이 주목을 받고 있다. 시대적 관심과 요구에 발맞춰 에너지 저감 효과가 있는 영구자석동기 전동기 등의 신기술을 철도차량에 적용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. PMSM을 철도차량에 적용하기 위해 추진제어장치는 인버터 한 대가 한 대의 전동기를 제어하는 1C1M 방식이어야 하며, 유지보수성과 안정성을 확보하기 위해 전동기와 인버터 사이를 전기적으로 분리해줄 수 있는 차단기가 필요하다. 또한 에너지 저감과 고효율을 달성하기 위해서 추진제어장치는 소형, 경량화 구조로 개발 되어야 한다.
미끄럼방지 제동장치는 차량의 급제동 시 바퀴의 장김을 방지하여, 바퀴의 슬립을 최적으로 유지 시킴으로써 제동거리를 단축시키고, 운전자가 차량 조향성을 유지할 수 있게 만드는 차량 안정장치이다. 이 장치는 비행기의 착륙거리를 줄이기 위해 개발된 이래로, 철도 및 차량 등에도 널리 적용되고 있으며, 국내에서도 이미 승용차를 위주로 양산되고 있는 추세이다. 이러한 미끄럼방지 제동 장치는 공압 브레이크 장치를 사용하는 대형차량 분야에서는 아직 국내에서 적용된 사례가 없었으나, 지난 3 년간의 연구개발의 성과로 대형 버스에 적용 가능한 미끄럼방지 제동장치의 전자제어기가 개발 완료되었으며, 국제 규격을 바탕으로 국내 현실에 적합한 미끄럼방지 제동장치 장착 대형차량의 시험 규격을 정하여 이 규격에 의거 제동시험을 실시하고 개발 제어기의 성능을 평가하였다. 각 제동 시험은 $\mu$-Jump 제동시험 및 Split-$\mu$ 제동시험 등의 직진 주행 중 급제동시험, 급제동 중 차선변경 시험, 장애물 회피 제동시험 등을 포괄하며 국제적인 규격을 기준으로 정한 독자 규격을 만족하였다. 본 논문에서는 공압 브레이크를 장착한 대형차량의 미끄럼방지 제동장치의 제동성능평가 시험방법을 소개하고, 이 방법에 의해 성능평가 시스템 및 측정 시스템을 구성하여, 개발 전자제어기의 우수성을 확인하였으며, 그 측정결과의 일부를 제시하였다.
본 논문에서는 최근 그 응용이 증가하고 있는 CAN통신 프로토콜을 이용하여 차량내 network개념을 도입하여 차내 각종 전기신호와 센서 입출력을 제어하는 통합 시스템의 개발에 관한 것을 간략히 기술한다. CAN시스템은 최대 1Mbps의 전송 비트율과 에러검출 및 에러영향의 시스템 내로의 한정 등의 기능이 뛰어난 높은 레벨의 통신 안정성을 가지면서 분산 실시간 제어를 효율적으로 지원하는 serial bus communication프로토콜의 하나이다. 본 연구에서 개발된 시스템은 4개의 독립 제어시스템과 관련 소프트웨어로 구성되어 있으며. 각각의 제어시스템간의 정보의 교환은 CAN통신 프로토콜에 안정적으로 이루어지며 자동차의 고급화와 함께 향후 실용화가 기대된다.
차로변경은 운전자의 숙련된 주변인식 및 운전기술이 요구되어 심각한 교통사고를 야기한다. 그리하여 우리는 불가피한 차로변경이 대두되는 고속도로 합류구간에서 본선으로 합류하는 차량의 차로변경을 보조하는 차량 자동제어 시스템 (ALCAS; Advanced Lane Change Assist System)을 개발한다. 본 연구에서는 ALCAS 중 조향이 수행되기 이전에 최적 차로변경 시작지점(Optimal Lane Change Start Point; OLCSP)을 생성하고 그 지점까지 도달하는 종방향 제어 알고리즘 개발에 초점을 두었다. 이를 위해 우선 고속도로 합류구간의 차로변경 행태를 분석하였고, 실제 차량의 가속도 함수 형태를 통해 차로변경 특징모형(Lane Change Feature Model)을 설계하였다. 그 후 차로변경 수행 단계를 정립하였으며, 이 알고리즘 성능과 타당성을 검증하기 위하여 다양한 주변차량 주행환경에 따른 시나리오 시험을 수행하였다. 또한 개발된 알고리즘의 효과를 미시적 교통류 시뮬레이션 (VISSIM)을 통해 확인하였다. 개발한 알고리즘을 합류차량에 적용한 결과 안정류 상태에서 합류성능이 두드러지게 개선되는 것을 확인하였다. 이 차량 자동제어 시스템은 교통 자동차 분야 융합기술의 일환으로 개발되었으며, 운전자의 부하와 오류를 감소시켜 효율성과 안전성을 향상시킬 뿐만 아니라 교통류의 안정성, 임계용량, 주행 효율성의 증대로 사회비용 감소를 기대할 수 있다.
Vehicle stability is a very important subject in vehicle design and control, because vehicle safety is closely dependent upon its dynamic stability. The control logic for four-wheel steering(4WS) systems, in which maintaining at least the specified stability region is the control objective, was constructed using the simplified vehicle model of 3 degree-of-freedoms. The improvement of vehicle stability was verified through computer simulations for the slalom and the double lane change maneuver using the multi-body dynamic model in MSC.ADAMS.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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