차량 종,횡 방향 동적성능 향상을 위한 토크 배분 장치의 제어에 관한 연구

Abstract

차량의 토크전달장치(torque biasing device)는 driveline에 장착되어 차량특성과 주행조건에 따라 앞뒤 구동륜 혹은 좌우 바퀴간의 토크를 적절하게 분배해주어 차량의 구동력, 가속력 및 조향특성, 안정성에 기여하는 장치이다. 본 논문에서는 토크전달장치의 하나인 후륜기반 4륜 자동차의 Transfercase 제어기를 개발하고자 한다. 이를 위해 첫 번째, 차량의 앞뒤 휠의 속도를 받아 전․ 후륜 샤프트의 속도차를 계산하고, 저속 선회 시 전․ 후 회전 반경 때문에 생기는 전․ 후륜 속도차를 보상해주는 알고리즘을 제시한다. 두 번째, 악셀페달에 따른 Feedforward 제어기와 전․ 후륜의 속도차가 생기면 이를 보상해주는 Feedback 제어기를 제시한다. 세번째, 실제 토크와 제어 토크 차를 이용하여 과도하게 토크가 인가되는 것을 제한하는 슬라이딩 모드 컨트롤 알고리즘을 제안한다. 마지막으로 차량의 스티어링 휠과 차속등의 정보를 이용하여 yaw rate 옵저버를 설계하고 실제 차량의 yaw rate과 비교하여 오차를 추정하여 이를 보상해주는 횡 방향 제어기를 제시한다. 본 논문은 제어기를 개발하기 위해 4륜 구동장치를 모델링하고, 제어에 필요한 부가적인 알고리즘을 소개한다. 그리고 제어기를 설계하고, 이를 실차에 적용한 결과를 나타내어 타당성을 검증하고 결론을 도출한다.