Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.21
no.5
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pp.22-27
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2022
An integrated front steering system and front brake system (FSFB) is developed to improve the stability and controllability of an SUV. The FSFB simultaneously controls the additional steering angle and front brake pressure. An active front steering system (AFS) and an active front brake system (AFB) are designed for comparison. The results show that the FSFB enhances the lateral stability and controllability regardless of road and running conditions compared to the AFS and AFB. As a result, the yaw rate of the SUV tracks the reference yaw rate, and the side slip angle decreases. In addition, brake pressure control is more effective than steering angle control in improving the stability and steerability of the SUV on a slippery road. However, this deteriorates comfort on dry or wet asphalt.
We have developed an active front steering system(AFS) with a planetary gear train, which can vary the steering gear ratio according to the vehicle speed and improve vehicle stability by superimposing steering angle. We conducted vehicle tests showing that co-operated control of AFS with ESP can improve vehicle stability by direct control of tire slip angle and that steering reaction torque during AFS intervention can be compensated by torque compensation using electric power steering.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.21
no.10
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pp.903-909
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2015
This article presents an integrated chassis control with electronic stability control (ESC) and active front steering (AFS) under saturation of front lateral tire force. Regardless of the use of AFS, the front lateral tire forces can be easily saturated. Under the saturated front lateral tire force, AFS cannot be effective to generate a control yaw moment needed for the integrated chassis control. In this paper, new integrated chassis control is proposed in order to limit the use of AFS in case the front lateral tire force is saturated. Weighed pseudo-inverse control allocation (WPCA) with variable weight is adopted to adaptively use the AFS. To check the effectiveness of the proposed scheme, simulation is performed on a vehicle simulation package, CarSim. From simulation, the proposed integrated chassis control is effective for vehicle stability control under saturated front lateral tire force.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.20
no.2
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pp.15-20
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2012
This study is to propose and develop an integrated dynamics control system to improve and enhance the lateral stability and handling performance. To achieve this target, we integrate an AFS and a 4WS systems with a fuzzy logic controller. The IDCS determines active additional steering angle of front wheel and controls the steering angle of rear wheel. The results show that the IDCS improves the lateral stability and controllability on dry asphalt and snow paved road when double lane change and step steering inputs are applied. Yaw rate of the IDCS vehicle tracks reference yaw rate very well and body slip angle is reduced about by 50%. Response time of the IDCS vehicle is also decreased.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.20
no.6
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pp.17-23
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2012
An integrated dynamic control (IDCF) with an active front steering system and an active rear braking system is proposed and developed in this study. A fuzzy logic controller is applied to calculate the desired additional steering angle and desired slip of the rear inner wheel. To validate IDCF system, an eight degree of freedom, nonlinear vehicle model and a sliding mode wheel slip controller are also designed. Various road conditions are used to test the performance. The results show that the yaw rate of IDCF vehicle followed the reference yaw rate and reduced the body slip angle, compared with uncontrolled vehicle. Thus, the IDCF vehicle had enhanced lateral stability and controllability.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.22
no.6
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pp.59-67
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2014
A numerical model and a controller of Active Front wheel Steer (AFS) system are designed in this study. The AFS model consists of four sub models, and the AFS controller uses sliding mode control and PID control methods. To test this model and controller an Integrated Dynamics Control with Steering (IDCS) system is also designed. The IDCS system integrates an AFS system and an ARS (Active Rear wheel Steering) system. The AFS controller and IDCS controller are compared under several driving and road conditions. An 8 degree of freedom vehicle model is also employed to test the controllers. The results show that the model of AFS system shows good kinematic steering assistance function. Steering ratio varies depends on vehicle velocity between 12 and 24. Kinematic stabilization function also shows good performance because yaw rate of AFS vehicle tracks the reference yaw rate. IDCS shows improved responses compared to AFS because body side slip angle is also reduced. This result also proves that AFS system shows satisfactory result when it is integrated with another chassis system. On a split-m road, two controllers forced the vehicle to proceed straight ahead.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.22
no.1
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pp.65-70
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2014
An Integrated Dynamics Control system with four wheel Steering (IDCS) is proposed and analysed in this study. It integrates and controls steer angle of front and rear wheel simultaneously to enhance lateral stability and steerability. An active front steer (AFS) system and an active rear steer (ARS) system are also developed to compare their performances. The systems are evaluated during brake maneuver and several road conditions are used to test the performances. The results showed that IDCS vehicle follows the reference yaw rate and reduces side slip angle very well. AFS and ARS vehicles track the reference yaw rate but they can not reduce side slip angle. On split-${\mu}$ road, IDCS controller forces the vehicle to go straight ahead but AFS and ARS vehicles show lateral deviation from centerline.
This study proposes a two-layer hierarchical control system that integrates active front wheel steering and four wheel braking torque control to improve vehicle handling performance and stability. The first layer is a robust model matching controller (R-MMC) based on linear matrix inequalities (LMIs), which optimizes an active front steering angle compensation and a desired yaw moment control, and calculates reference wheel slip for the target wheel according to the desired yaw moment. The second layer is a moving sliding mode controller (MSMC) that can track the reference wheel slip in a predetermined time by commanding proper braking torque on the target wheel to achieve the desired yaw moment. Since vehicle sideslip angle measurement is difficult to achieve in practice, a sliding mode observer (SMO) that requires only vehicle yaw rate as the measured input is also developed in this study. The performance and robustness of the SMO and the integrated control system are demonstrated through comprehensive computer simulations. Simulation results reveal the satisfactory tracking ability of the SMO, and the superior improved vehicle handling performance, stability and robustness of the integrated control vehicle.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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2005.06a
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pp.511-514
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2005
This paper propose an advanced control strategy to improve vehicle handling and directional stability by integrating Active Front Steering(AFS) with Electronic Stability Program(ESP) . The effect of the integrated control system on the vehicle handling characteristics and directional stability is studied through a close loop computer simulation of and eight degree of freedom nonlinear vehicle model and driver model. Simulation results confirm the effectiveness of the proposed control system and the overall improvements in vehicle handling and directional stability
This paper presents unified chassis control (UCC) to improve the vehicle lateral stability. The unified chassis control implies combined control of active front steering (AFS), electronic stability control (ESC) and continuous damping control (CDC). A direct yaw moment controller based on a 2-D bicycle model is designed by using sliding mode control law. A direct roll moment controller based on a 2-D roll model is designed. The computed direct yaw moment and the direct roll moment are generated by AFS, ESP and CDC control modules respectively. A control authority of the AFS and the ESC is determined by tire slip angle. Computer simulation is conducted to evaluate the proposed integrated chassis controller by using the Matlab, simulink and the validated vehicle simulator. From the simulation results, it is shown that the proposed unified chassis control can provide with improved performance over the modular chassis control.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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