설계변수의 산포를 고려한 차량 승차감과 조종안정성의 강건최적설계

Abstract

자동차 산업의 경쟁이 나날이 심화되면서, 차량 동역학 분야에서는 승차감과 조종안정성을 개선시키기 위하여 많은 노력을 기울이고 있다. 따라서 승차감과 조종안정성의 개선은 수준 높은 차량설계를 달성하기 위한 중요한 성능지표이다. 또한 차량의 설계변수에서 발생하는 불확실한 산포는 성능에 변동을 초래할 수 있으며, 이러한 현상은 성능뿐만 아니라 설계의 신뢰성을 약화시킨다. 그러므로 제품의 성능과 설계의 신뢰성 및 수명을 동시에 증가시키기 위하여 성능과 불확실한 변동을 초기 설계단계에서 함께 고려하는 강건최적설계가 수행되어야 한다. 본 논문에서는 다물체 차량 모델을 이용하여 승차감과 조종안정성을 평가하였으며 두 단계의 최적화 과정을 거쳐 강건최적설계를 각각 수행하였다. 첫 번째 단계인 성능최적화에서는 목적함수인 승차감지수와 조종안정성지수의 성능최적화를 수행하였으며, 두 번째 단계인 강건최적화에서는 최적화된 각각의 성능지수의 변동을 최소화하였다. 그 결과, 최적화된 승차감지수와 조종안정성지수의 성능변화는 거의 없으면서도 강건성은 월등하게 개선되는 강건최적해를 각각 도출하였다.; With increasing competition of automotive industry, vehicle dynamics field needs to make an effort to improved the ride and handling characteristics. So, the ride comfort and the handling performance are one of the most important performance indices to achieve a high-quality vehicle design. Since the design parameter variations inevitably result in the vehicle performance variance, the variance characteristics should be analyzed in the early design stage of the vehicle. The design solution is obtained through two steps in this study. An optimization problem to obtain a minimum performance index is solved first. Then another optimization problem to obtain the minimum variance of the performance index is solved. The numerical results show that an optimal solution for the minimum performance index is not necessarily that for the minimum variance of the performance.