병렬형 하이브리드 차량을 대상으로 한 구동력 제어 시스템에 대한 연구

Abstract

본 논문에서는 병렬형 하이브리드 차량을 대상으로 한 구동력 제어 시스템(TCS, Traction Control System)에 관한 내용을 다룬다. 최근 환경 문제에 따른 연비와 배기가스 규제가 점차 심화됨에 따라, 전기자동차, 하이브리드 자동차 등 친환경 자동차의 시장이 성장하고, 관련 기술 개발이 진행중이다. 이 중 하이브리드 차량은 기존의 내연기관 차량과 달리 모터의 발전 모드를 또 하나의 브레이크처럼 사용할 수 있는 장점이 있다. 이에 본 논문은 하이브리드 차량의 모터의 발전모드를 브레이크로 사용할 수 있는 점에 착안해 하이브리드 차량의 새로운 TCS 제어 전략을 제안한다. 본 논문에서 제안한 TCS 알고리즘은 두 단계로 구성된다. 우선 슬립 제어기에서 바퀴의 슬립율을 조절하기 위해 필요한 토크를 계산한다. 다음으로 계산된 요구 토크를 동력 분배 제어기에서 엔진과 모터에 각각 분배한다. 이 때 전체 구동계의 응답속도 향상을 위하여 요구 토크의 고주파 영역을 응답속도가 빠른 모터가, 저주파 영역을 토크 영역이 넓은 엔진이 담당한다. TCS가 작동하지 않을 때는 기존의 하이브리드 차량의 동력 분배 전략을 따른다. 본 논문의 목적은 하이브리드 차량에서 TCS작동시, 기존의 동력 분배 전략보다 응답성이 향상된 동력 분배 전략을 제안하는 것이다. 기존의 동력 분배 전략과 본 논문에서 제한한 동력 분배 전략을 비교하기 위해 차량 동역학 시뮬레이션 소프트웨어 CarSim과 MATLAB/Simulink로 구축한 환경에서 시뮬레이션을 수행하였다.