• 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.

• 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.

• 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.

• 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.

• 전기전자학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.174-184
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• 2017

본 논문은 철도 차량용 electro-mechanical brake (EMB)의 클램핑 포스 과도응답 향상을 위한 토크 예측 제어 방법을 제안한다. 일반적으로 철도 차량에는 공압식 제동 시스템이 사용된다. 공압식 제동 시스템은 외부환경 변화에 민감하며, 과도응답 속도가 느리기 때문에 공주시간이 증가한다. 또한, 긴급 제동과 같은 기준 이상의 제동 토크를 인가하는 경우에 제동 효율이 낮은 단점이 있다. 이러한 공압식 제동 시스템의 단점은 철도 차량용 EMB 시스템을 적용하여 극복할 수 있다. 철도 차량용 EMB 시스템은 차량의 축중을 감소시키고, 설계 공간을 확보하기 때문에 연비 증가 및 설계 유연성 확보 등의 장점을 갖는다. 본 논문에서는 철도 차량용 EMB의 클램핑 포스 과도응답 향상을 위한 제어 방법을 제안한다. 제안하는 제어 방법의 타당성은 시뮬레이션을 통해 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.171-173
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• 2016

일반적으로 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 제동시 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. 리타더의 제동에너지를 전기에너지로 회생하기 위해 L-C 공진회로로 구성하였다. 리타더를 자여자 유도발전기(Self-Excited Induction Generator)로 모델링 하였고 이를 토대로 시뮬레이션 및 실험을 진행하였다. 자여자 유도발전기의 구동 조건에 대해서 언급하고 이를 파라미터에 따라 3-D map으로 만들었다. 또 회로 중의 FET 게이트에 전압을 인가하는 제어장치의 구동펄스에 따라 바뀌는 공진회로의 전압을 분석하였으며, 이 전압을 제어하기 위하여 PI 제어기를 이용한 알고리즘을 제안하였다. 이 전압을 3상 AC/DC컨버터를 통과한 후 DC/DC컨버터를 통하여 차량 내부의 배터리에 충전되는데 제어를 위해 3상 AC/DC에서의 전압 리플을 MA(Moving Average) 방식의 필터를 사용하여 DC/DC컨버터의 입력에 맞도록 제어하였다. 이와 같이 전자기형 리타더에서 유도되는 전압을 제어기의 제어 펄스에 따라 제어할 수 있으며 Matlab Simulink를 이용하여 리타더의 모델과 그 제어기의 타당성을 보였다. 또 실제 M-G Set 실험을 통하여 그 연관성을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.2428-2434
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• 2012

본 논문은 제동 시스템에서 전자식 주행안정 제어장치(ESC)의 유압 모듈레이터의 솔레노이드 밸브 제어에 대한 것이다. ESC의 전자제어유니트(ECU)를 제어하기 위한 방법으로 고주파수 제어와 슬로프 제어를 적용하였으며, 서지 압력 및 전자파간섭(EMI) 저감 특성을 연구하였다. 고주파수에서의 전자파 방출을 줄이기 위하여 ECU 출력 단에 슬로프 제어 기능을 추가하였다. 측정결과 제동 시스템에서 고주파수 ECU의 솔레노이드 밸브제어 방법에 따라 서지 압력과 전자파 방출이 저감될 수 있음을 확인하였다. 결론적으로 고주파수 ECU 제어 연구 결과에 의해 제동 시스템 성능을 향상방안을 제시하고자 한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.335-341
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• 2010

전기제동 시스템(Electric braking system)은 기존 자동차 시스템에서 사용된 유압 브레이크를 대신하여 전동기를 이용하여 제동력을 얻게 된다. 전기제동은 기존 유압식에 비해 부품의 수가 감소되며 ABS, ESC 등의 응답성 향상 및 제동거리 감소효과를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 EMB(Electro-Magnetic Brake)용 BLAC 전동기의 제어기를 개발하였다. 제어 시스템은 BLAC 전동기 구동을 위한 전력변환장치와 속도제어를 위한 디지털제어기로 구성되었으며, 빠른 토크 응답특성을 위해 벡터제어 기법을 적용하였다. 또한 Matlab/Simulink를 이용한 시뮬레이션 및 실험 결과를 제시하여 EMB용 BLAC 전동기의 성능을 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2373-2375
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• 2002

전자 제어식 미끄럼 방지 제동 장치(ABS, Anti-lock Brake System)를 장착한 차량의 실차 제동 시험은 시험용 차량을 비롯하여, 많은 분석장비를 필요로 한다. 이러한 고가의 장비는 구하기가 어려울 뿐만 아니라 사용방법을 학습하는 데에도 상당한 기간을 필요로 하므로, 개발중인 ABS에 대하여 적용해 보기에는 그 사용에 제약을 받는다. 본 논문에서는 개발중인 미끄럼방지 제동 알고리즘과 전자제어장치(ECU, Electronic Control Unit)를 대형 버스에 장착하여, 저 점착 노면에서 주행 시험을 시행하였고, 그 주행 기록의 분석을 위하여 DAS(Data Acquisition System)를 구현하였다. 개발 ABS 알고리즘 및 ECU의 기능과 성능 검증이 목적인 DAS는 부가적인 센서 및 고가의 장비를 사용하지 않고 제어보드와 휴대용 노트북 컴퓨터를 이용하였다. 고정밀도의 자료를 획득할 수는 없었지만, 개발 DAS를 이용한 차량 실차 제동 시험은 경제적이면서도 효과적인 ECU 및 알고리즘의 성능 분석을 이룰 수 있었다. 특히 개발 DAS는 제어 및 Data Acquisition을 동일한 보드를 사용하여 구현함으로써, ABS 장착 실차 주행 시험 결과를 제어알고리즘에 즉각적으로 반영시킨 수 있었다. 이러한 One Board System 및 On-Vehicle Programming을 이용한 방법은 개발 알고리즘의 빠른 Debugging 및 파라미터 조정(Tuning)을 가능하게 하였으므로, 실차 제동 시험을 위한 한정된 기간 내에 개발 ABS ECU 및 제어 알고리즘의 성능을 효과적으로 검증할 수 있었다.