Changkyu Lee;Youngho Koo;Kwangnam Park;Gwanhyung Kim
Journal of information and communication convergence engineering
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제21권4호
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pp.351-358
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2023
This study designed a model-based Vehicle Control Unit (VCU) software for electric vehicles. Electric vehicles have transitioned from conventional powertrains (e.g., engines and transmissions) to electric powertrains. The primary role of the VCU is to determine the optimal torque for driving control. This decision is based on the driver's power request and current road conditions. The determined torque is then transmitted to the electric drive system, which includes motors and controllers. The VCU employs an Artificial Neural Network (ANN) and calibrated reference torque to enhance the electric vehicle's performance. The designed VCU software further refines the final reference torque by comparing the control logic with the torque calculation functions and ANN-generated reference torque. Vehicle tests confirmed the effective optimization of vehicle performance using the model-based VCU software, which includes an ANN.
The coaxial magnetic gear with the flux concentrating structure is known that it has the torque performance advantage over the coaxial magnetic gear having surface mounted permanent magnet, thanks to the flux focusing effect. But, if the solid cores are used in the modulating pieces and rotor cores to consider the mechanical reliability and cost reduction, the operating torque of the flux concentrating coaxial magnetic gear can be significantly diminished because the iron losses at the solid cores affect the actual transmitted torque. Furthermore, the modulating pieces and rotor cores have different characteristics of the iron losses from one another, because the space harmonic components of the magnetic flux density, which cause the iron losses, are different. Thus, in this paper, we focused on the analysis of the characteristics of the space harmonic components of the magnetic flux density and resultant eddy current losses in the surface mounted PM and flux concentrating coaxial magnetic gears, when these coaxial magnetic gears have the solid cores at the modulating pieces and rotor cores. The characteristics of pull-out torque (static torque), operating torque (dynamic torque), and efficiency are also researched, and compared by the 3D finite element analysis (FEA) and experiment.
In this paper, a thermo-mechanical model for viscous coupling(VC) was suggested and torque equation in viscous mode was derived considering the effects of geometry of the plates, thermo-mechanical dynamics, silicon oil characteristics and dissolved air characteristics in the silicon oil. Theoretical results were in good accordance with experimental results demonstrating that VC thermo-mechanical model and the theoretical equations, response of the torque transmitted, pressure, temperature and time to the hump were investigated. Simulation results showed that filling rate of the silicon oil plays an integral role not only in the steady state torque characteristics but also in determining the time to hump.
The speed ratio-torque load-axial force characteristics of a rubber V-belt (RVB) and a metal V-belt (MVB) CVT are investigated and their performances are compared. It is found that power is transmitted by tension difference in RVB, and by thrust difference in MVB. The nondimensional equations for speed ratio-torque load-axial force of RVB are exactly same as those of MVB. However, actual characteristics of axial forces of RVB and MVB are different depending on their power transmission methods. The torque capacity of MVB is 5-6 times higher than that of RVB due to MVB's higher strength, even if the required axial force of MVB CVT control is 3-4 times higher than that of RVB.
Computed torque method has been used for precise trajectory control of the robotic system that involves nonlinear dynamics. It is hard to know exact values of robot system parameters, and the robot arm receives umpredictable interference from the working environment. These disturbances, especially in a direct drive robot, are directly transmitted to actuating motor without reduction. Modelling error and distrubance can cause significant errors in a trajectory tracking problem. In this paper, we propose a new controller that $H_{\infty}$controller is conbined to robot system linearized by computed torque. Simula- tions are made for comparing the performance of the proposed controller with that of a nonlinear $H_{\infty}$ controller proposed by Chen and also computed torque method.hod.
Power transmission characteristics and speed ratio-torque load-axial force relationship for a metal V-belt CVT were investigated theoretically and experimentally. In the metal V-belt CVT drive, it was found that the power was transmitted by thrust force and that band tension should be greater than compression force between the metal blocks. The experimental results for the speed ratio-torque load-axial force relationship showed good agreement with those predicted using equations developed from theoretical considerations.
The gear system is commonly applied in the marine propulsion shafting system using the diesel engine with the power take off/in system and it also is necessary to reduce propeller revolution increasing the propulsion efficiency. The diesel engine has the advantage more than other thermal engines in high thermal efficiency and mobility. But the large vibratory torque which induced by higher combustion pressure is transmitted to these gears. In this paper, the surface durability and bending stress of gear system considering vibratory and transient torque is evaluated by ISO and AGMA regulation. And the influence of these in gear design is investigated with the theoretical analysis and onboard measurement result of torsional vibration.
Recently, commercial ships and other specialized vessels with electric propulsion system employ variable speed induction motor as its prime mover. The wide application of electrical motors also includes being the main drive system in most industrial machineries. However, during its start-up, shutdown, and brake switch operation, excessive torque variation are generated. As such, flexible coupling are installed in order to reduce the transmitted torque fluctuation to the driven side. In this paper, the pulse torque generated by an variable speed induction motor was analyzed theoretically and through measurement of torsional vibration. Induction motor with inverter on marine propulsion system and industrial compressor were used as experimental subjects. The study confirmed that pulse torque are generated regardless of motor speed and interpreted as a vibration source of the whole system. Results presented herein can be adopted as the basis in future amendment of inspection classifying body regulations.
Maritime safety has been more critical recently due to the occurrence of shipboard accidents involving prime movers. As such, the propulsion shafting design and construction plays a vital role in the safe operation of the vessel other than focusing on being cost-efficient. Smaller vessels propulsion shafting system normally install high speed four-stroke diesel engine with reduction gear for propulsion efficiency. Due to higher cylinder combustion pressures, flexible couplings are employed to reduce the increased vibratory torque. In this paper, an actual vibration measurement and theoretical analysis was carried out on a propulsion shafting with V18.3L engine installed on small car-ferry and revealed higher torsional vibration. Hence, a rubber-block type flexible coupling was installed to attenuate the transmitted vibratory torque. Considering the flexible coupling application factor, reduction gear stability due to torque variation was analyzed in accordance with IACS(International Association of Classification Societies) M56 and the results are presented herein.
The input torque ripple induced by combustion engines is a significant source of NVH(noise, vibration and harshness) problem in automotive transmissions. Because this torque fluctuation is primarily transmitted to the input shaft of automotive powertrains(e.g., automatic transmissions) when the lock-up clutches are closed, a torsional damper with helical springs is generally inserted between engine and transmissions to isolate the input vibratory energy, which is essential for the passenger comfort. The torsional vibration isolator exhibits frequency ranges in which there is low vibration transmissibility. However, the isolation performance is currently evaluated through the static torsional spring characteristics. In this study, the transmissibility of torsional spring dampers, essential dynamic performance index for vibration isolator, is first experimentally evaluated.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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