• 한국음향학회지
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• 제10권5호
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• pp.37-45
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• 1991

일반 소형 승용차의 고속 주행시 발생하는 진동 중 조향휠의 원주방향의 진동인 shimmy 현상을 연구하였다. Shimmy 현상은 쾌적한 차량 설계단계에서 예측할 수 있고 그 원인을 추정할 수 있도록 조 향계의 모델링 및 이론해석을 하였으며 실험결과치와의 비교검토를 통하여 모델링에 대한 타당성을 검 증하였다. 검증된 모델링을 이용하여 조향계를 구성하는 각 부재의 감쇠, 강성, 타이어의 트레일 및 stabilizer bar 의 강성등의 변화가 조향휠 진동에 미치는 영향을 고찰하였다. 특히 shimmy 현상이 타이 어의 편마모등에 의한 unbalance mass에 얼마나 민감한가를 실험 및 이론적인 해석을 통하여 고찰하였다.

• 한국ITS학회:학술대회논문집
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• 한국ITS학회 2006년도 제5회 추계학술대회 및 정기총회
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• pp.218-222
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• 2006

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.19-19
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• 2017

자율주행 트랙터를 위한 트랙터 조향제어는 일반적으로 전자모터를 이용한 EPS(Electric Power Steering) 시스템을 스티어링 휠에 연결하여 회전변위를 변경하고 그 결과 오비트롤(Orbitrol) 밸브의 토출유량을 바꾸고 호스로 연결된 조향실린더의 변위를 조절하여 최종적으로 전방 타이어의 방향각을 변경하면서 이루어진다. 이러한 조향방식은 시스템 구조상 조향실린더와 오비트롤 밸브가 상대적으로 멀리 떨어져 있으며, 밸브 특성상 약 ${\pm}5^{\circ}$의 오버랩이 포함되어 있다. 또한, EPS의 전자모터는 관성력, 마찰, 백래시 등의 영향을 가진다. 이와 같은 복합적인 영향은 조향 응답을 느리게 만들어 상대적으로 빠른 속도에서 주행에서 추종성능이 떨어지는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 자율주행 트랙터의 조향성능 개선 연구의 일환으로 조향 HILS 시뮬레이터를 설계제작하여 조향 성능의 요인을 실험적으로 구명하고자 하였으며 이를 바탕으로 조향 시스템의 설계개선 방안을 수립하고자 하였다. 시뮬레이터는 동양물산 80 마력급 TX803 트랙터에 사용되는 오픈센터방식의 오비트롤 유압회로 시스템을 기어펌프가 장착된 AC모터로 구동되게 구성하였으며, 유량은 모터의 주파수를 조절 회전속도를 조절 변경하였다. 추가적으로 EPS와 오비트롤 조합의 조향성능을 비교 및 개선하기 위해 비례제어밸브(PVG 32, Danfoss)를 추가 장착하였다. 실제 트랙터 조향 시 나타나는 마찰저항을 모사하기 위해 부하 실린더를 구성하였으며, 조향 실린더의 부하의 크기는 부하 실린더를 폐회로를 구성하고 유량비례제어밸브를 이용한 유로의 개구량 조절을 통해 부하의 크기를 약 4000 N 까지 증가시킬 수 있도록 하였다. EPS와 비례제어밸브를 제어하기 위해 CANoe 8.0 소프트웨어를 이용하여 CAN통신 기반 가상 조향ECU를 구성하였으며 오비트롤의 기본 성능을 확인하기 위해 조향휠에 따른 실린더 동특성 및 계단 추종성능을 비례제어밸브와 비교하였다. 오비트롤 밸브는 약 ${\pm}5^{\circ}$이상 동작 시 실린더 압력이 상승하기 시작하였으며, 이후 약 ${\pm}10^{\circ}$이상 동작 시 조향실린더가 동작하기 시작하였다. 계단 추종성능실험에서는 비례제어밸브가 약 2배 이상의 응답개선을 나타냈다. 자율주행 경로추종 성능을 향상시키기 위해서는 순간적인 출력밀도가 높은 비례제어밸브를 통해 응답개선이 필요한 것으로 나타났다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.35-43
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• 2023

차세대 전기자동차에서는 전비 향상 및 주행 성능 개선을 위하여 각 휠에 의해 직접적으로 토크를 제어하는 인 휠 모터 시스템에 대한 연구가 진행되고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 전기자동차 구동용 인 휠 모터에 적용되는 토크 벡터링 시스템에서 각 휠에 가해지는 토크를 분배하는 알고리즘에 대한 연구를 수행하였다. 차량의 주행 및 조향에 따른 실제 차량 특성 파라미터를 적용한 차량 모델을 구현하기 위해 MATLAB Simulink 환경에서 시뮬레이션을 진행하였으며 제안된 알고리즘에 따라 토크 분배가 이뤄지는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.86-94
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• 2019

본 논문은 보다 높은 실재감과 안전성을 확보하기 위한 무인차량 원격주행제어 환경 개발에 대한 내용을 설명한다. 주로 무인차량 원격주행제어를 위한 환경은 조이스틱 형태의 장치를 활용하여 조향과 가/감속이 가능하도록 개발되어 사용되었다. 그 외 일반 차량처럼 간이 조향-휠(steering-wheel)을 기반으로 개발된 시뮬레이터 환경도 있으나, 현재 주행 상황을 피드백하는 기술이 적용되어 있지 않거나 가/감속부를 포함하지 않는 것이 대부분이다. 피드백 기술이란 일반 차량을 직접 운전할 때 조향-휠과 가/감속 페달을 통해 느껴지는 현재 주행 상황을 시뮬레이터 환경에 구현하는 것을 의미한다. 이렇듯 무인차량 원격주행제어에 이질감을 감소시키는 피드백 기술 개발과 더불어 실재감을 높일 수 있는 시뮬레이터 환경 구축이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 선행 연구를 통해 개발된 힘반향 햅틱제어 기술을 적용할 수 있는 시뮬레이터 환경을 구축하고 시뮬레이터 하드웨어의 최소 요구사양을 도출하는 연구를 수행하였다. 하드웨어 구성은 일반 차량과 유사한 조향-휠 모듈과 가/감속 페달 모듈로 구성하였으며, 조향부와 가/감속부 모두 피드백 기술을 적용할 수 있도록 별도의 액추에이터를 설치하였다. 또한 제어부 PC를 통해 두 가지 조작부에 피드백 명령을 전달할 수 있도록 CAN(controller area network) 통신 환경을 구성하였다. 이렇게 구성한 시뮬레이터 환경의 성능을 검증하기 위하여 기 개발된 힘반향 햅틱제어 알고리즘을 직접 적용하여 각 상황 별 알고리즘 동작을 평가하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제3권4호
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• pp.35-44
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• 2012

본 연구에서 모사 프로그램이 6WD/6WS를 가진 특수 목적 차량의 비정상상태 코너링 성능을 조사하기 위해 개발되었다. 6WD 차량은 비포장 도로에서 작전을 수행하기 좋은 성능을 가지고 있고 안전한 성능을 가진 것으로 신뢰받고 있다. 그러나, 6WS 차량들의 코너링 성능은 관련 문헌을 통해서는 언뜻 이해가 어렵다. 본 논문에서는 6WD/6WS 차량들은 비선형 차량 동력학, 타이어 모델, 운동학적 효과 등을 포함한 18 자유도 시스템으로 모델링 되었다. 그리고 그 차량 모델은 입/출력과 차량변수가 수식화된 접근 방법으로 쉽게 변환될 수 있도록 MATLAB/SIMULINK를 사용한 모사 프로그램으로 구성되었다. 6WS 차량의 코너링 성능은 브레이크 휠과 피봇팅 각각으로 해석되었다. 모사 결과들을 보면, 코너링 성능은 전후 휠 조향 뿐만이 아니라 중간 휠 조향에 따라 좌우됨을 보여준다. 덧붙여, 새로운 6WS 제어법칙은 측면 미끄러짐 각을 최소화하기 위해 제안되었다. 차량변경 모사 결과들은 제안된 제어법칙의 6WS 차량의 장점을 보여준다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.157-164
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• 2001

This paper performs static and dynamic tests of a multi-leaf spring and a tapered leaf spring to investigate their hysteretic characteristics. In the static test, trapezoidal input load is applied with 0.1Hz excitation frequency and with zero initial loading conditions. In the dynamic test, sinusoidal input load is applied with five excitation amplitudes and three excitation frequencies. In these tests, static and dynamic hysteretic characteristics of the multi-leaf spring and the tapered leaf spring are compared, and, the effects of excitation amplitudes and frequencies on dynamic spring rate are also shown. In this paper, actual vehicle tests are performed to study the effects of hysteretic characteristics of the large-sized truck's handling performance. The multi-leaf spring or the tapered leaf spring is used in the front suspension. The actual vehicle test is performed in a double lane change track with three velocities. Lateral acceleration, yaw rate and roll angle are measured using a gyro-meter located at the mass center of the cab. The test results showed that a large-sized truck with a tapered leaf spring needs to have an additional apparatus such as roll stabilizer bar to increase the roll stabilizer due to hysteretic characteristics.

• 자동차안전학회지
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• 제14권4호
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• pp.16-20
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• 2022

Accurate state estimation is important for autonomous driving. However, the estimation error increases in situations that a lot of longitudinal slip occurs. Therefore, this paper presents a vehicle state estimation method using an Extended Kalman Filter. The filter estimates the states of the host vehicle robust to wheel slip. It utilizes the measurements of the four-wheel rotational speeds, longitudinal acceleration, yaw-rate, and steering wheel angle. Nonlinear measurement model is represented by Ackermann Model. The main advantage of this approach is the accurate estimation of yaw rate due to the measurement of the steering wheel angle. The proposed algorithm is verified in scenarios of autonomous emergency braking (AEB), lane change (LC), lane keeping (LK) using an automated vehicle. The results show that the proposed algorithm guarantees accurate estimation in such scenarios.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.910-917
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• 2018

본 논문은 무인차량 원격 제어 시 실재감과 안전성을 향상시키기 위한 기술 개발 내용을 설명한 것이다. 일반적으로 무인차량 원격 운용 장치의 경우 조이스틱 형태의 장치나 간이 조향 휠로 구성하는 것이 대부분이다. 또한 차량 또는 장비를 직접 운전하는 감성을 구현하거나 현재 주행 상황을 운용 장치로 피드백하지 않기 때문에 사용자 입장에서는 이질감을 느낄수밖에 없었다. 최근 무인화 연구가 활발해짐에 따라, 이질감과 함께 현재의 주행 상황을 운전자에게 피드백하지 않아 발생하는 위험까지 제기되었고, 이러한 문제점을 제거하기 위한 힘반향 햅틱제어 기술의 필요성이 대두되었다. 따라서 본 연구에서는 기존의 무인차량 운용 장치가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위하여 차량의 주행 상태를 고려한 힘반향 햅틱제어 기술을 제시하였다. 고려되어진 차량 주행 상태는 첫째로 차체 옆미끄럼각(${\beta}$)과 요레이트(${\gamma}$)와 같이 상태변수와 차량 동적 거동을 나타내는 파라미터를 포함하며, 위험 구역 접근, 장애물에 의한 조향 제한 등을 나타낼 수 있는 파라미터를 포함한다. 또한 햅틱제어 기술은 크게 일반 주행 상황, 위험 구역 접근 상황, 장애물에 의한 조향 제한 상황, 제어권 전환 상황 별 알고리즘으로 구성되며, 각 상황 별 천이 과정이 자연스럽도록 알고리즘을 구성하였다. 이러한 알고리즘을 검증하기 위하여 차량동역학 해석 시뮬레이션 툴을 활용, CAN 통신으로 구성된 시뮬레이터 환경을 구축하였으며, 각 상황 별 알고리즘 동작을 평가해봄으로써 실현 가능성 및 성능을 입증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.3873-3879
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• 2010

서비스 로봇은 사람이 생활하는 환경에서 동작한다. 이런 환경에서는 일반적인 휠베이스 모빌러티(Mobility) 방식의 이동로봇은 동적인 장애물과 정적인 장애물에 둘러싸여 있으므로 로봇의 움직임에 있어 자유로운 주행에 제약을 받게 된다. 이것은 소위 비홀로노믹(Non-Holonomic) 시스템 특성으로 주행 중인 이동로봇은 장애물을 만나면 별도의 조향장치를 사용하거나 차동 휠 구조 로봇의 회전 과정을 수행한 후 이동하고자 하는 방향으로 진행할 수 있다. 이런 장애물을 신속하게 회피하려면 홀로노믹(Holonomic) 시스템 특성이 필요하다. 홀로노믹 시스템은 별다른 회전과정 없이 단순히 좌우로 이동만 하면 된다. 이러한 특성으로 민첩하게 주행할 수 있고 좁은 공간에서 비홀로노믹 로봇보다 효율적이고 자유로운 주행이 가능하다. 그러므로 본 논문에서는 세 개의 옴니휠(Omni-wheels)을 사용한 홀로노믹 이동로봇 시스템을 개발한다. 세 개의 옴니휠을 사용한 이동로봇의 동역학과 모터 비선형 운동방정식을 고려한 정밀한 비선형 동역학 모델을 유도하여 제시한다. 유도된 식을 통해 각각의 모터 속도를 계산하고. 기본 속도제어기로는 PID방식을 사용한다. 그런데, 옴니휠을 이용한 홀로노믹 이동로봇의 추적제어는 정확한 방위각 센싱 데이터와 기준값(Reference Value)을 필요로 한다. 방위각 센싱은 부정확성과 불확실성(Uncertainty)을 갖는다. 부정확성은 센서 시스템의 노이즈와 얼라이어싱(Aliasing)으로 인하여 발생하고, 불확실성은 모바일 로봇의 왜란(Disturbance)과 미끄러짐(Slip)으로 발생한다. 본 논문에서는 퍼지 논리 추론에 의한 퍼지 방위각 추정기(Estimator)를 개발하여 방위각 제어의 새로운 개념을 제시한다. 끝으로, 퍼지 방위각 추정을 이용한 세 개의 전 방향 바퀴 구조의 이동로봇이 실시간으로 제어되는 실험을 통하여 이동로봇 시스템의 성능을 분석한다.