5축 전륜 차량의 조향 알고리즘 설계

Abstract

최근 경제 개발 및 산업발전에 힘입어 고층빌딩 신축 및 공장건설 등으로 건설 장비 중 이동식 크레인의 사용빈도가 증가하고 있다. 이동식 크레인의 경우 장비등록대수 증가하고 있으며 화물이 대형화됨에 따라 장비의 규모 또한 대형화 되고 있다. 크레인은 동력을 이용하여 하물을 들어 올려 운반하는 기계로서 주행 장치의 유무에 따라 고정식 크레인과 이동식 크레인으로 구분할 수 있다. 전지 형 크레인은 이동식 크레인의 한 종류로서 다축의 휠에 의하여 조향 및 주행이 가능하다. 전지 형 크레인은 다축 차량 로 서 다섯 가지 모드(도로 주행 모드인 Road steering mode, 저속에서 최대로 선회하기 위한 All wheel steering mode, 좁은 공간에서 차량이 평행이동하기 위한 Crab steering mode, 좁은 공간에서 차량이 주변 장애물에 충돌하지 않고 이동하기 위한 Reduced swing out mode, 운전자가 조향 각을 임의로 설정하여 주행할 수 있는Independent steering mode)중의 All wheel steering mode 과 Road steering mode저속의서 동일한 조향 알고리즘을 설계되기 때문에 이러한 조향 알고리즘을 이론식을 이용하여 하나 이상의 조향링크 설계 할 수 있고, 이중에서 최적의 링크 구조를 도출한다. 또한, All-wheel steering mode와 달리 Road steering mode는 저속을 제외한 나머지 속도 구간에서 점차적으로 4,5축의 조향 각이 0도로 감소한다. 설계된 조향 알고리즘은 속도증가 함에 따라 조향목표(Side slip angle)를 만족하는지 운동방정식 과 차량동역학 해석프로그램(Adams)을 통하여 고찰한다.