• Journal of Mechanical Science and Technology
• /
• 제20권11호
• /
• pp.1898-1913
• /
• 2006

This paper deals with the design of a yaw rate controller based on gain-scheduled H$\infty$ optimal control, which is intended to maintain the lateral stability of a vehicle. Uncertain factors such as vehicle mass and cornering stiffness in the vehicle yaw rate dynamics naturally call for the robustness of the feedback controller and thus H$\infty$ optimization technique is applied to synthesize a controller with guaranteed robust stability and performance against the model uncertainty. In the implementation stage, the feed-forward yaw moment by driver's steer input is estimated by the disturbance observer in order to determine the accurate compensatory moment. Finally, HILS results indicate that the proposed yaw rate controller can satisfactorily improve the lateral stability of an automobile.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제16권7호
• /
• pp.646-654
• /
• 2010

This paper describes an integrated chassis control for a maneuverability, a lateral stability and a rollover prevention of a vehicle by the using of the ESC and AFS. The integrated chassis control system consists of a supervisor, control algorithms and a coordinator. From the measured and estimation signals, the supervisor determines the vehicle driving situation about the lateral stability and rollover prevention. The control algorithms determine a desired yaw moment for lateral stability and a desired longitudinal force for the rollover prevention. In order to apply the control inputs, the coordinator determines a brake and active front steering inputs optimally based on the current status of the subject vehicle. To improve the reliability and to reduce the operating load of the proposed control algorithms, a multi-core ECU platform is used in this system. For the evaluation of this system, a closed loop simulations with driver-vehicle-controller system were conducted to investigate the performance of the proposed control strategy.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집B
• /
• pp.676-681
• /
• 2001

ABS is a safety device, which adds hydraulic system to the existing brake system to prevent wheel from locking, so we can obtain maximum braking force on driving. The hydraulic system to control braking pressure consists of sol-flow type using solenoid valve, flow control valve or consists of sol-sol type using two solenoid valve. In this paper, the hydraulic system in ABS is composed of sol type using a 3port-2position solenoid valve, and vehicle system is composed of 1/4 vehicle model. And slip ratio is controlled using PWM (Pulse-Width-Modulation) control algorithm. Braking friction coefficient and tracking friction coefficient which are described by slip ratio's function have maximum value when slip ratio has its value from 0.1 to 0.3. And slip ratio is controlled constantly in this boundary value even in the variation of road's condition in some boundary.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.280-284
• /
• 2020

현재 공기제동의 문제점을 보완하기 위한 유지보수와 환경문제, 효율성, 경제성 등을 개선하기 위하여 정지에서 고속영역까지의 전 영역에서 전기 브레이크의 모든 주행 범위와 관련된 제동력을 제시하였다. 결과적으로 는 제동력의 효율과 첨단 기술은 에너지 활용을 확장 시켰으며, 본 논문을 통하여 모든 주행 범위에서의 소음이 저감되며, 유지 보수 비용의 절감 효과가 있었다. 트랙션 모터는 인버터의 최대 전압을 제어하는 고속 운전 특성 구동을 위해 트랙션 모터의 가변 속도와 트랙션 모터의 단자 전압을 가져 와야 한다. 따라서 시뮬레이션을 통한 구동 및 브레이크 변경에 대해 연구하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권9호
• /
• pp.493-501
• /
• 2016

본 연구에서는 급곡선과 급구배가 많은 산악 도로 상의 궤도에서 운행할 수 있는 산악트램의 추진시스템 핵심 기술을 개발하였다. 국내 산악 관광지는 겨울철 폭설과 결빙에 의해 교통이 통제되고 있어 지형 조건 뿐만 아니라 기후 조건에도 무관한 산악철도가 필요하다. 먼저, 일반적인 120‰ 구배 등반에 소요되는 견인전동기 출력을 고려하여 추진시스템을 설계하였으며, 추진장치 설치 공간을 고려하여 동력 전달 계통을 설계하고 감속기 및 동력 전달축을 개발하였다. 급구배 상승을 위해 필요한 랙앤피니언 추진장치의 강체 접촉에 의한 진동 소음을 줄이기 위해 탄성 피니언을 개발하여 적용하였으며, 충격 비교 시험을 통해 기존 강체 피니언에 비해 진동이 1/3이하로 감소됨을 확인하였다. 반경 10m의 급곡선을 운행할 수 있도록 개별 회전 차륜 차축을 개발하였다. 또한 급구배 주행중 제동력 향상을 위해 밴드 제동장치를 개발하였으며, 제동력 시험을 통해 요구 제동력을 발휘할 수 있음을 확인하였다. 개발된 주요 부품은 시험을 통해 성능을 검증하였고, 최종적으로 급구배 및 급곡선 운행 대차시스템에 적용된다.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제22권4호
• /
• pp.72-81
• /
• 2014

In this study, we perform the optimization of trailing arm bush in a vehicle rear suspension to improve the ride and handling performance. A design problem was formulated considering 2 objective functions and 7 constraints related to vehicle ride and handling performance. PIAnO, one of the PIDO (Process Integration and Design Optimization) tool, was used to automate analysis procedures and perform a design optimization. In order to assess relation between performances and design variables, we perform the DOE (Design of Experiments). To find the optimal solution, we used Progressive quadratic response surface method (PQRSM), one of the design optimization techniques equipped in PIAnO. As an optimization result, we got an optimal solution and could improve lateral force steer off-center by 43.0% while decreasing brake compliance at wheel center by 8.1%.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제17권4호
• /
• pp.267-275
• /
• 2001

Friction and wear properties of brake friction materials containing different metal fibers (Al, Cu or Steel fibers) were investigated. Based on a simple experimental formulation, friction materials with the same amount of metal fibers were tested using a pad-on-disk type friction tester. Two different materials (gray cast iron and aluminum metal matrix composite (MMC)) were used for disks rubbing against the friction materials. Results front ambient temperature tests revealed that the friction material containing Cu fibers sliding against gray cast iron disk showed a distinct negative $\mu$-v (friction coefficient vs. sliding velocity) relation implying possible stick-slip generation at low speeds. The negative $\mu$- v relation was not observed when the Cu-containing friction materials were rubbed against the Al-MMC counter surface. Elevated temperature tests showed that the friction level and the intensity of friction force oscillation were strongly affected by the thermal conductivity and melting temperature of metallic ingredients of the friction couple. Friction materials slid against cast iron disks exhibited higher friction coefficients than Al-MMC (metal matrix composite) disks during high temperature tests. On the other hand, high temperature test results suggested that copper fibers in the friction material improved fade resistance and that steel fibers were not compatible with Al-MMC disks showing severe material transfer and erratic friction behavior during sliding at elevated temperatures.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.470-476
• /
• 2019

일반적으로 열차 제동을 위한 제동력은 압축공기를 활용하여 제공된다. 열차에 상황별로 적절 제동력을 가하기 위해 사용하는 압력밸브 시스템은 복잡한 유동 회로를 가진다. 이를 일반적인 기계가공으로 제작 시, 유로형상 설계에 제약이 있는 반면, 3D 프린팅 기법으로 제작시 유동 효율을 증대할 수 있는 유로형상 제작이 가능하다. 따라서 이번 연구에서는 기존의 제작 방식으로 유로를 제작하는 경우와, 3D프린팅의 장점을 살려, 자유로운 형상의 유로를 제작하는 경우를 비교하여, 압력 밸브 시스템 내의 압축공기 유동의 현상을 해석적으로 분석하였다. 해석을 위한 조건으로는, 유로 방향이 바뀔 때 유로의 곡률 크기, 유로의 직경, 입구 및 저장소 압력의 크기, 그리고 압축공기의 초기 온도로 구분하였다. 압력손실의 최소화 및 유동 특성의 균일성이 제동 효율 개선에 영향을 주는 요인이므로, 수치해석을 통한 연구를 통해 일반적인 기계가공을 통한 직각 유로 형상보다는 3D 프린팅을 통한 곡률 유로의 경우가 제동효율 개선에 유리함을 확인하였다.

• 한국기계가공학회지
• /
• 제20권11호
• /
• pp.36-42
• /
• 2021

This study was conducted to analyze the effect of the gear specification and gear quality corresponding to the macro geometry on the gear transmission error. The two pairs of gears with large and small transmission errors were selected for calculation, and two pairs of gears were manufactured with different gear quality. The test gears were manufactured by two different gear specifications with ISO 5 and 8 gear quality, respectively. The transmission error measurement system consists of an input motor, reducer, encoders, gearbox, torque meter, and powder brake. To confirm the repeatability of the test results, repeatability was confirmed by performing three repetitions under all conditions, and the average value was used to compare the transmission error results. The transmission errors of the gears were analyzed and compared with the test results. When the gear quality was high, the transmission error was generally low depending on the load, and the load at which the decreasing transmission error phenomenon was completed was also lower. Even when the design transmission error according to the gear specification was different, the difference of the minimum transmission error was not large. The transmission error at the load larger than the minimum transmission error load increased to a slope similar to the slope of the analysis result.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권12호
• /
• pp.887-895
• /
• 2018

본 논문은 수송량 증대를 위한 열차제어시스템의 안전거리 설계와 전동차 제동설계에 활용할 수 있는 제동모델을 제시한다. 제동모델을 위해 6량 1편성으로 운행되는 전동차의 제동특성을 시험하였다. 제동특성에 영향을 줄 수 있는 인자로는 마찰계수, 제동압력의 변화, 회생제동 등이 있으며 시험을 통해 확인하였다. 제동압력은 상용제동과 비상제동으로 구분하고 차량의 특성을 반영하였다. 주행하는 철도차량에 작용하는 외력은 주행저항을 측정 시험과 후처리 방법을 제시하고 있는 KS R 9217에 따라 시험을 수행하고 2차 다항식 형태로 해당 열차의 주행저항을 제시하였다. 차량의 재원, 마찰계수, 제동압력, 주행저항을 바탕으로 직선 평탄 선로를 주행하는 전동차의 동적 거동은 다물체 동역학 해석 소프트웨어를 이용하여 해석하였다. 해석결과는 상용제동과 비상제동에 대하여 시험결과와 비교 검증하였으며 상당히 합리적인 결과를 도출하였다. 검증된 모델은 제동초기 속도에 따른 정지거리를 분석하고 감속도 중심의 제동모델과 비교하였다. 또한, 운영기관의 마찰계수 한계치에 따라 열차제어시스템을 위한 안전거리는 변화할 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 철도차량들을 연결하여 운행하는 열차의 동적 거동해석에 활용할 수 있을 뿐 아니라 차량 설계에서 제동에 영향을 미치는 다양한 선로환경 분석과 제동 성능향상의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.