• International Journal of Automotive Technology
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• 제6권4호
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• pp.391-402
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• 2005

Despite its superior braking performance to conventional vehicles on test tracks, the performance of the ABS-equipped car seems disappointing on real highway. The poor braking performance results from questionable design of the human-machine interface(HMI) of the brake system. Force-displacement relation at the brake pedal has a strong effect on the braking performance. Recently developed brake-by-wire (BBW) system may allow us to tailor the force feel at the brake pedal. This study aims at exploring analytical ways of designing human-machine interface of BBW system. In this paper, mathematical models of brake pedal feel for electro-hydraulic BBW (EH-BBW) system are developed, and the braking motion and the characteristics of the driver's leg action are modeled. Based on the dynamic characteristics of the brake pedal and the driver, two new HMI designs for EH-BBW system are proposed. In the designs, BBW system is modeled as a type of master-slave teleoperator. The effectiveness of the proposed designs is investigated using driving simulation.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.125-132
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• 2007

Within the framework of brake-by-wire technology, this paper presents five types of novel models of electro-mechanical disk brake calipers with self-servo mechanism which provides self-servo effect of boosting a friction force generated between the brake pad and the rotor disk surface. The models have been developed utilizing patent map analysis results of previous invents of electro-mechanical brake calipers. The feasibility of the developed motor-driven brake caliper models have been validated through the dynamic simulation analysis. Among the developed models, the caliper mechanism with separated pressure plate was designed especially in detail and was made as a pilot. The pilot caliper has been installed on the simple test bed constructed with domestic passenger car brake components, and its function and effectiveness have been validated through several types of experimental tests.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.313-323
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• 2017

As vehicles become more intelligent this is focused on ways to enhance safety and convenience for both drivers and passengers. In particular, x-by-wire systems that replace rigid mechanical components with dynamically configurable electronic elements are being developed to expand intelligent functions, such as adaptive cruise control or lane departure warning system. Because the malfunction of safety-related modules controlling critical functions, such as brakes, throttle, and steering in x-by-wire systems, can cause injury or death, safety and reliability are the most critical issue for automotive vendors and parts manufacturers. In an effort to develop better and effective brake-by-wire system, this paper presents EMB system by using the low speed electric vehicle, which is not required large braking force, with motor controller. In addition, we design performance evaluation system of EMB with 1/4 low speed electric vehicle model and suggested EMB is evaluated through the performance evaluation system.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권3호
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• pp.1292-1298
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• 2017

In this paper, we represent a nonlinear identification of electronic brake pedal behavior in the brake-by-wire (BBW) system based on hybrid group method of data handling (GMDH) and genetic algorithm (GA). A GMDH is a kind of multi-layer network with a structure that is determined through training and which can express nonlinear dynamics as a mathematical model. The GA is used in the GMDH, enabling each neuron to search for its optimal set of connections with the preceding layer. The results obtained with this hybrid approach were compared with different nonlinear system identification methods. The experimental results showed that the hybrid approach performs better than the other methods in terms of root mean square error (RMSE) and correlation coefficients. The hybrid GMDH/GA approach was effective for modeling and predicting the brake pedal system under random braking conditions.

• 정보와 통신
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• 제34권5호
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• pp.19-26
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• 2017

Electromechanical Brake(EMB)시스템은 유압 대신 전동식 액츄에이터를 이용하여 제동력을 발생시키는 브레이크 장치인 Brake-by-Wire(BBW) 시스템의 구성요소 이다. EMB 시스템은 기존 유압식 브레이크 시스템과 비교하여 친환경적이며, 설계의 자유도가 높고, 제동 응답성 및 제어 성능이 뛰어난 장점을 가진다. 하지만 전자 전기적으로 시스템 구성이 복잡해 짐에 따라 고장에 대한 안정성 부문이 설계시 충분히 고려되어야 한다. 본 논문에서는 차량 EMB 시스템 설계시 신뢰성을 향상을 위해 고려해야 설계 방안에 대해서 기술한다. 크게 시스템, 센서, 모터 분야에 대해 고장 요소 및 대처 방안 설계에 대해 개괄적으로 소개한다.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.578-585
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• 2018

본 논문은 고속철도차량에 전기기계제동장치(EMB : Electric Mechanical Brake)를 적용하기 위한 주요 구성품인 3상 매입형영구자석동기전동기(IPMSM : Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 설계방법과 이를 이용한 인버터 제어시스템의 압부력제어 시뮬레이션 방법을 제안한다. 최근 자동차에서 주로 사용하는 유압식 제동장치는 유압을 발생시키기 위해 필요한 오일류와 유압 라인의 관리, 유지보수성 및 유압펌프의 동작으로 인한 효율성 등이 문제로 제기되면서 EMB에 대한 관심이 높아지고 있으나 비용증가 및 안전측면의 보완이 지속적으로 요구되고 있다. 공압식 제동장치를 주로 사용하는 철도차량은 EMB 시스템을 적용할 경우 차량 하부에 큰 공간을 차지하는 공기압축기, 제동공기통 및 연결 배관 등의 부품이 필요하지 않으므로 50% 이상의 소형화가 가능하며 인버터를 적용한 전동기 구동방식으로 인하여 상대적으로 빠른 응답속도와 정밀제어를 통해 공주거리를 단축시킬 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 철도차량은 다수의 제동장치가 제동력을 분담하는 구조로 설계되어 자동차와 비교하여 EMB 적용이 안전측면에서 유리하다. 본 논문에서는 JMAG을 활용하여 고속철도의 제동 캘리퍼와 제동력 출력에 적합한 모터설계 및 전자계해석을 수행하였다. 제동 압부력 제어 시뮬레이션을 위해 기계구동부는 기존 EMB 시스템에 주로 적용된 볼스크류 형태의 동작방식과는 달리 고속철도차량에 적용된 편심축 회전을 이용한 구동방식으로 모델링하였다. IPMSM 제어를 통한 제동압부력 및 제동력 출력결과는 Matlab/Simulink를 활용하여 JMAG의 IPMSM 모델과 co-simulation을 통해 보였으며 결과의 타당성은 차세대고속철도(HEMU-430X)의 제동사양과의 비교를 통해 검증하였다.