미래자동차 실내 유해물질 정화를 위한 친환경 이산화염소 활용기술 연구

유수영 중부대학교 일반대학원 박사과정 2024 국내박사

운행되는 자동차 실내는 Bacteria가 서식하기 매우 좋은 환경 조건을 가지고 있으며 자동차 실내의 좁은 공간에서 기후변화에 따른 습도의 상승과 의도하지 않은 오염원의 실내 침투로 상황은 더욱 더 악화된다. COVID-19를 겪으면서 전 세계적으로 Virus, Bacteria에 대한 경각심이 점점 상승되었으며, 자동차 실내의 경우 좁고 밀폐된 공간이기 때문에 더욱 더 각별 한 주의와 청결 유지가 필요하다. 본 연구는 자동차 실내에 서식하는 Virus, Bacteria에 대한 연구의 필요성을 자각하고, 차 실내의 쾌적한 환경을 고려한 살균물질 및 살균 방법에 대해 연 구하여, 효능·효과와 안전성 검토를 통해서 Virus, Bacteria로부터 자유롭고 안 전한 교통수단으로서의 환경 개선을 만들 수 있음에 중요한 연구의 목적을 가 진다. 세계 보건기구 발표에 따르면 1년에 약 250만 명이 세균으로 인한 합병증으 로 사망한다고 하며 최근 자동차는 교통수단을 넘어 캠핑, 차박과 같은 레저 수단 등 활용성이 높아지면서 장시간 차에 탑승하며 머무르고 음식물 섭취하는 등 여러 경로를 통해서 차량 내 미생물의 증식은 불가피한 상황이 되었다. 이에 국내 자동차 제작사와 공조기 제조 기업들은 차량 실내 오염도 저감에 대한 연구와 대안을 모색하고 있으나 살균 물질은 효과효능이 높으면 독성이 강하고, 독성이 낮으면 효과효능이 낮은 문제로 많은 어려움을 격고 있다. 특히 자동차 구조상 공조기 내부와 손이 닫지 않는 공간의 오염이 심각하다. 이러한 문제를 해결하기 위해 가스형 소독제의 심도 깊은 연구가 가장 효율적인 대안 이며, 효능효과의 증명과 함께 독성에 대한 연구를 통해서 안전성을 검증하여 보다 안전하고 편리한 방법으로 자동차 실내 소독을 가능하게 하고 쾌적하고 건강한 자동차 실내 환경 조성의 표준화에 대한 연구 자료로 활용한다.

자동차용 난방기의 부식거동에 관한 연구

이기성 부경대학교 2008 국내석사

최근, 선박 및 자동차용 열교환기인 냉각기와 방열기의 재질로 알루미늄합금재(Al-alloy)의 사용이 증가하고, 자동차는 엔진의 냉각과 공기의 원활한 순환을 위하여 많은 열교환기가 사용되고 있으며 이것들은 다른 분야에 사용되고 있는 열교환기에 비하여 경량, 소형화의 요구가 대단히 크고 가벼우면서 열전도성이 우수한 알루미늄은 자동차용 열교환기에 적당한 재료로서 대부분의 자동차용 열교환기에 폭넓게 이용되며 앞으로도 사용 예가 확대되면서 Al합금재로 제작되는 선박 및 자동차용 열교환기에 Al합금재보다 귀전위금속인 동, 황동 및 스테인레스강 등의 이종금속을 사용하는 경우도 있으나 이들 이종금속에 의한 Al합금의 전지작용부식이 촉진되고 있다. 그러나 본 논문은 자동차용 냉난방기의 재료로 사용되는 알루미늄 합금재와 황동의 부식거동을 연구하기 위하여, 난방수의 비저항에 따른 용액 중에서 Al 합금재의 전기화학적 분극시험 및 황동과 이종금속조합된 Al합금재의 이종금속접촉부식실험을 실시하여, 난방수의 비저항에 따른 Al합금재와 황동의 전면부식거동에 대해 내식성 평가와 국부부식거동에 대해 고찰하고, 특히 황동과 조합된 Al합금재의 이종금속접촉부식특성을 구명함으로써 Al합금재를 사용하는 자동차용 냉난방기의 부식과학, 최적화 설계 및 보수 유지의 기초자료로 활용하는데 기여할 것으로 사료된다. Recently, Al-alloy has been increasing for the cooling system and radiator of the ships and automobile materials. Especially, automobile uses lots of heat exchangers because of cooling engine and smooth running rotation, those are needed to be more miniaturized and light. Also, the heat conductivity of aluminum is excellent. It has been used in automobile' air conditioner system since 1960. Heat exchanger materials for ships and automobile are using more brass, stainless steel than Al-alloy. Therefore, galvanic cell is formed with Al-alloy and Cu for automobile radiator material, and corrosion of Al-alloy is accelerated. Industrial development and income increase causes rapid increase in using fossil energy like coal, petroleum and natural gas, and it results in accelerating environmental pollution. Specially, fresh water like stream and river water is acidified and specific resistance is decreased. Therefore, corrosion damage is accelerated in radiator for automobile under the acidified water. In the study, so as to investigate the corrosion behavior of Al-alloy, the electrochemical polarization test of Al-alloy with changing specific resistance and galvanic corrosion test of Al-alloy coupling with brass were carried out. The main results obtained are as follows ; 1) As the specific resistance decreases, the slope of the linear polarization behavior is on the decrease, and the polarization resistance decreases. 2) As the specific resistance decreases, the open circuit potential of Al-alloy is less noble, and the corrosion-resistance for uniform corrosion is on the decrease. 3) Only passive behavior appears in the heating water which is in the high specific resistance of 140000 Ω?cm, by the contrast, a pitting potential is getting fast in the specific resistance under the 6200 Ω·cm. 4) In the heating water which is in the high specific resistance of 140000 Ω·cm, cyclic loop of Al-alloy has the negative hysteresis loop at reverse scan anodic polarization curves, if it is affected with the pitting and crevice corrosion, the passive film of Al=alloy destroyed at positive scan may be repaired 5) As the specific resistance decreases from the heating water of specific resistance of 6200 Ω·cm, cyclic loof of Al-alloy shows the positive hysteresis at reverse scan anodic polarization curve and corrosion current density of cyclic increases. Therefore it may be sensitive for pitting and crevice corrosion. 6) Because the average electrode potential of brass is higher than that of Al-alloy, the brass operates with the cathode, at Al-alloy operates with the anode. So, galvanic corrosion will occur. 7) In the study, under the specific resistance of 500 Ω·cm mixed 30% anti-freeze solution, the uniform corrosion, pitting and galvanic corrosion of Al-alloy is decreased.

전기자동차의 제작과 성능 평가에 관한 연구

유영천 國民大學校 工學大學院 2012 국내석사

전 세계 각국의 이산화탄소 감축 정책에 힘입어 전기자동차 시장은 급속한 시장 확대와 함께 미래에 점점 보편화의 속도가 한층 빠르게 될 것이다. 전기 자동차 생산은 테슬라 모터스, 닛산, GM, 미쓰비시, BMW, 르노, 도요다 등을 중심으로 하이브리드 자동차가 초기 시장을 리드할 것으로 보이며, 2020년경부터는 순수전기자동차 시장이 주류가 될 것으로 전망되나 주요 변수인 배터리 가격 하락 추세에 의해 그 속도는 더욱 빨라질 것으로 보인다. 자동차 미래의 친환경 산업을 이끌어 갈 젊은 인재를 발굴하고 육성하기 위하여 “2010 전국 대학생 녹색․안전 창작 전기자동차 경진 대회”를 개최 ‘녹색성장과 자동차 안전’이라는 가치를 모토로 대표적인 그린카인 전기자동차라는 새로운 컨텐츠에 대해 대학생들의 참신하고 창조적인 아이디어로 자체 제작한 창작 전기자동차의 주행성능, 제동 및 조향 안전, 디자인 등 부문별 경쟁이 이루어지고 있지만 자작형 전기자동차에 대한 개발 프로세서나 시험평가 등에 관한 자료가 거의 전무하며 이는 새로 제작할 자작형 전기자동차에 대한 성능 향상 등을 비교평가 할 수 있는 기본 데이터가 없어 자작형 전기자동차의 설계에서부터 제작 및 시험 평가 등 모든 개발과정이 정립되어야 할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 국내의 자작경주에 적합한 전기자동차를 초기 설계 제작하여 시험 평가하는 것으로서 먼저 자작자동차에 대한 구상과 스케치를 통해 자작자동차의 외형을 그리고 이 외형을 바탕으로 하여 설계시 가장 중요한 기본 프레임을 설계한다. 전기자동차에 적합한 모터선정은 내구와 가속성능을 동시에 고려하여 최대 54 km 정도의 출력을 나타내는 AGNI MOTORS사의 95R-series DC motor 선정하였다. 프레임 설계는 CATIA V5 18R을 사용하여 도면을 그리고 이 도면 데이터를 이용하여 구조해석도 하였다. 구조해석은 ADINA 프로그램을 사용하여 해석을 하였으며 이 때 해석 결과를 바탕으로 응력의 발생에 의한 변형율 등을 파악한 후 최종 프레임 도면을 완성하였고 이 도면에 따라 프레임을 제작하였다. 또한 프레임 제작 전에 PSAT를 이용하여 가상실험을 수행하였으며 이 가상 실험을 통해 다양한 설계에 필요한 파라미터 값들을 설정하였다. 특히 배터리의 SOC 및 OCV값을 실시간으로 운전자가 파악하도록 운전석 앞에 디스플레이 되도록 하였다. 프레임 제작은 Hyper mesh 틀에서 직접 프레임을 제작하고 제작 후 (주) ACT사에서 프레임의 탄성한도 내에서 시험하기 위하여 550kgf 의 압축하중에 대한 강도 실험을 수행하였다. 전기자동차의 주요부품들을 프레임에 조립하고 기본 테스트를 통해 각 부품의 작동상태와 특히 모터제어가 원활하게 잘 제어되는지에 대한 검토가 최종적으로 완료된 후 전기자동차의 주행 성능을 평가하였다. 주행평가를 위해 만도주행시험장에서 직접 성능평가를 실시하였고 전기자동차의 성능평가는 크게 세 가지 방향으로 실시하였다. 첫 번째 성능평가는 전기자동차의 45km 내구 주행성능 평가로서 주행성능 평가 결과 평균 55분의 기록이 나와서 매우 뛰어난 내구 주행 성능결과를 보여주었다. 두 번째 성능평가는 200m 가속성능 평가로서 평가결과 평균 14.7초의 가속주행 결과를 보여주었고 세 번째 조향 및 제동 성능평가에서는 평균 44초로 예상보다 미흡한 결과를 보여주어 이에 대한 설계변경이나 조향각 수정이 필요하다. 따라서 이 자료는 향후 새로 제작할 전기자동차에 대한 성능 향상 등을 비교평가 할 수 있는 기본 데이터로 활용이 가능하다.

자동차 배기가스 측정을 위한 매연프로브 효율 향상에 관한 연구

채일석 조선대학교 대학원 2021 국내박사

Today, there are more than one car per household, and it has become an indispensable necessity for our lives. However, the exhausted emissions from burning on fossil-fueled vehicles have polluted the atmosphere and caused many environmental problems. Also, it has an adverse effect on the human body. Therefore, various countries are increasingly interested in the pollution of the environmental caused by exhaust gases from automobile, and they are forcing regulations to be strengthen in exhaust gas. In south korea, vehicle are inspections systems are regularly carried out by the state to ensure the emission status and safety of vehicles, thereby improving the quality and safety of life by reducing greenhouse gases and fine dust that are the main culprits of air pollution and vehicle defects. And, the vehicle inspection broadly consists of regular and total checks, and both the safety level and the amount of exhaust gas are checked simultaneously during a vehicle inspection. In this study, the probes were designed in order to improve the performance of soot probe efficiency for emission measurement of a vehicle. And, these study analyzed the smoke measuring probes used in the lug-down 3 mode and the free acceleration mode method at no load condition. First, this study deals with the efficiency of a soot probe to measure soot emissions from diesel vehicles. When the vehicle exhaust gas measurement is performed, there may be a difference between the exhaust gas temperature and the soot suction amount because of the different shape and angle of the exhaust port for each vehicle type. As the results, I could see that the difference in the value of the soot concentration measured by the shape of the exhaust pipe of the vehicle was indicated by the shape and insertion location of the soot measuring probe. And, I could see that the larger the angle of the exhaust pipe shape, the greater the difference between the soot concentration and temperature of the exhaust gases. The improved probe(B) showed the characteristics of temperature being measured lower than the existing probe(A) at 45° and 70° conditions, but the difference in the soot concentration of exhaust gases could be found to be almost constant. Second, The soot measurements changed depending on the insertion position and shape of the vehicle soot-measuring probe. The larger the exhaust pipe shape and angle, the more inclined to the wall the center hole of the soot-measuring probe became, which decreased the suction efficiency. When the soot-measuring probe hole was closer to the center of the exhaust pipe, the soot measurements showed fewer variations and higher accuracy even if the exhaust pipe angle was changed. Even when the inlet was not secured, the probe hole of the improved probe(C) was located near the center of the exhaust pipe. Consequently, probe(C) showed improvements in the soot concentration of approximately 89% and 25% relative to the mean soot concentration for the three modes of probe(A) and probe(B), respectively. The temperature of probe(C) showed improvements of approximately 193% and 56% relative to the mean temperature of the three modes of probe (A) and (B), respectively, in the 70° condition and improvements of approximately 140% and 18%, respectively, in the 90° condition. The results of this study verified the possibility of improving the inspection efficiency and lowering CO2 emissions in the transportation area when the improved probe(C) is applied to regular and general inspections. As the results, probe(C) involves a structure designed close to the center of the circumference of the exhaust pipe, and the suction efficiency was improved by adding a variable center unit. The improved (C)probe can enhance the effectiveness of the inspection when applied to regular and total checks inspections, and the possibility of contributing to the reduction of carbon dioxide emissions generated in the transportation sector has been confirmed. 현재 수송 분야는 온실가스 배출량의 많은 부분을 차지하는 것으로 알려져 있어 정부와 자동차 제작사에서는 2030년을 기점으로 온실가스 배출 전망치를 현행대비 약 30% 내외의 감축 목표를 세우고 있다. 구체적인 감축 방안으로 친환경차 보급, 대중교통 운영 확대, 소형자동차 온실가스 규제 등이 제시되고 있다. 하지만 위와 같은 대안으로는 목표한 전망치를 달성하기 어려운 현실이다. 그래서 정부는 중 대형자동차에서 배출되는 온실가스 배출량 규제 목표를 설정하여 온실가스 감축을 계획하고 있다. 현재 자동차 정기검사 및 종합검사에서는 디젤엔진 및 디젤엔진에 가스연료를 섞어서 사용하는 엔진의 자동차 매연 측정에 KD-147 mode, Lug-down 3mode (회전수 제어방식), 무부하급가속 검사 기법을 적용하여 수행한다. 이러한 디젤엔진사용 자동차에 시행되는 검사기법 중 Lug-down 3mode (회전수 제어방식) 부하검사기법은 Chassis Dynamo에서 가속페달을 최대로 밟는 등 고 부하조건에서 고속회전상태에서 검사모드가 시행됨에 따라 매연의 과다배출차량을 선별하는데 효과적이라고 알려져 있다. 또한 도로주행 패턴이 반영되지 않은 무부하급가속 검사에 비하여 3모드로 매연을 측정하기 때문에 무부하급가속 검사의 단점을 어느 정도 보완하였으며, 엔진의 출력과 회전수를 감안하지 않는 무부하급가속 검사에서는 인위적으로 가속페달을 끝까지 밟지 않거나 엔진에 공급되는 연료량을 줄여 부적합하게 매연을 측정하는 것을 예방할 수 있다. 또 다른 부하검사방법인 KD-147 mode는 승용차, 승합차, 중소형화물차에 적용하고 있으며 Lug-down 3mode의 문제점을 보완하였으며 D-147 mode를 한국형 KD-147 mode로 개발해 도로주행 패턴을 반영하였고, Lug-down 3mode에서의 과부하로 인한 차량파손 및 소음 및 분진의 유발을 어느 정도 보완하였다. 하지만 Lug-down 3mode (회전수 제어방식), KD-147 mode 등의 부하검사기법 및 무부하급가속 검사기법으로 디젤엔진사용 자동차 매연을 측정할 때 차종마다 각기 다른 구조의 배기관 형상과 용도에 따라 튜닝 검사 후 배기관 구조와 각도가 불규칙적으로 제작적용 되고 있다. 이러한 배기관의 불규칙한 각도는 매연 측정프로브의 부정확한 삽입을 유발할 수 있으며, 이는 매연측정 시 배기관 각도에 따른 영향으로 배기가스 매연흡입량과 흡입온도의 차이가 일부 검사모드 조건에서 발생할 수 있어 정확한 매연 측정을 할 수 없다. 이러한 부정확한 매연측정은 검사시 정확한 부적합 차량이 선별되지 않는 문제점이 있어 자동차검사제도의 실효성의 문제가 제기될 수 있다. 따라서 본 연구는 매연프로브의 효율 향상에 관한 것으로 기존의 매연프로브에서 배기관 구조와 각도가 불규칙적으로 제작적용 된 자동차에서 발생할 수 있는 매연흡입 개선연구로 배기관 형상의 각도가 불규칙한 조건 및 45도, 70도, 90도 조건에서 매연 측정 효율이 떨어질 수 있는 현상의 문제를 개선하는 방향으로, 두 가지 형태로 매연측정 프로브의 형상을 개선하여 흡입효율과 매연 측정프로브 및 리브의 내구성을 향상시켜 매연측정 효율을 높이는 방향으로 진행하였다. 아울러 검사시 정확한 매연부적합차량이 선별되지 않아 자동차검사제도의 실효성에 문제가 제기될 수 있는 문제를 개선하여 검사제도의 실효성을 높이고 디젤엔진 자동차의 매연 측정시 보다 정확한 배출량을 측정하여 부적합 차량을 정확히 판별하기 위한 방안으로 연구하였으며 그 효과가 있음을 증명하고자 한다.

직-병렬 하이브리드 전기 자동차의 운전제어 전략

박준영 한양대학교 대학원 2008 국내박사

하이브리드 전기 자동차에서 연비 이득을 얻고 고전압 배터리의 충전상태를 유지하기 위해서는 하이브리드 전기 자동차가 지닌 복수의 동력원에 적절한 목표 운전점을 지령하는 운전제어 전략이 필수적이다. 통상적으로 매 순간에 등가연료를 최소화 하거나 시스템 효율을 최대화 하는 등의 순시 최적화에 의해 하이브리드 전기 자동차를 제어하려는 노력이 시도되지만, 이러한 과정에는 몇 가지 해결해야 할 문제들이 있다. 첫째, 순시 최적화에 필요한 계산량은 차량 제어기에서 실시간으로 처리하기에는 부적절하며, 특히, 직-병렬 하이브리드 전기 자동차와 같이 구조가 복잡한 시스템에서는 필요한 계산량이 더욱 증가한다. 둘째, 실제 차량의 주행 중에는 최적화에 필요한 제한조건이 가변되기 때문에 offline 최적화 결과를 control map에 저장하여 사용하는 방법도 적용하기 힘들다는 문제가 있다. 셋째, 하이브리드 전기 자동차가 에너지 저장요소인 배터리를 포함하기 때문에, 순시 최적 운전점의 집합이 전체 주행 사이클 관점에서의 최적 운전점과 일치하지는 않는 문제가 있다. 따라서, 본 연구에서는 직-병렬 하이브리드 전기 자동차를 순시 최적화에 기반하여 제어하는 데에 있어, 실시간 제어성능을 확보하기 위한 제어 구조와 그 제어 전략을 목표 운전 사이클에 최적화하는 방법을 소개하고자 한다. 제안된 방법에서는 하이브리드 전기 자동차의 정량적 제어 기준으로 순시 시스템 효율을 정의하고 이 시스템 효율을 최대화하는 운전점을 찾는 과정을 충전 및 방전량 결정과 변속비 결정의 두 단계로 분리하였다. 이렇게 분리된 각각의 과정을 미리 계산한 후, control map으로 구성함으로써 실시간 제어 성능을 확보하는 동시에, 두 제어 단계 사이에 운전 중 변화하는 제한조건인 배터리 충전 및 방전 제한치를 효과적으로 반영할 수 있다. 또한, 하이브리드 전기 자동차의 시스템 효율에 배터리의 전력을 연료 또는 구동력과 등가화하는 계수를 도입하고, 이 계수를 목표 주행 사이클 전반에 걸쳐 최대의 연비 절감 및 배터리 충전량 유지 효과를 내는 값으로 최적화하였다. 이 최적화 과정에서 등가화 계수와 같은 제어 parameter에 따른 연비와 충전상태의 변화는 차량의 과도 상태 특성에 대한 반영 없이는 추정이 불가능하다. 이러한 이유로, 본 연구에서는 직-병렬 HEV에 대한 과도 상태 모델과 실제 차량제어 모델로 구성된 시뮬레이션 환경을 목표 함수로 취하는 모델 기반 최적화를 수행하였다. 그리고, 목표 연비 모드에 대한 일련의 시뮬레이션과 차량 시험결과에 대한 분석을 토대로 제안된 제어 전략의 우수성, 차량 모델의 정확성, 최적화 결과의 유효성 등을 확인할 수 있었다. Given the complexity and high degree of control flexibility of a series-parallel hybrid electric vehicle(HEV), advanced supervisory control strategies are required to successfully manage the power distribution and operation of all the various components. HEV control strategies aim to reduce overall fuel consumptions and emissions, while sustaining battery’s state of charge. Among all the various control strategies that have been proposed to date, an instantaneous system efficiency based strategy is one of effective approaches to achieve the objectives. However, heavy computational requirements and variable constraints in finding the most efficient operating point make it difficult to build real-time control strategy. This study suggests the supervisory control strategy which employs control maps to ensure real-time control performance. In the control structure, the process to derive the most efficient operating point is divided into load leveling and gear ratio control to deal with the most significant variable constraint; battery power. In this study, the control strategy was also optimized to the target driving cycle by finding the proper value of the control parameters which are critical in improving fuel economy. The HEV simulation model to represent the effect of the parameter change was developed and the optimal control parameter set was discovered using genetic algorithm which evaluates its population member using the simulation model. A series of simulations and vehicle tests were carried out to verify the effectiveness of the suggested strategy and the results show a distinct improvement in fuel economy.

중고자동차 성능·상태의 효과적인 점검을 위한 항목 요구도 분석

임경승 중부대학교 일반대학원 박사과정 2024 국내박사

중고차 매매시장이 급성장하는 현실 속에서 순수 전기자동차도 중고차 상품 으로 중요성이 커지고 있다. 이에 전기자동차를 포함한 중고차의 가격 결정요 인을 도출하여 성능과 상태를 효과적으로 점검할 수 있는 항목을 제시하는 데 에 연구의 목적을 두었다. 관련 선행연구를 조사한 바에 따르면, 대부분의 중고차 관련 연구는 소비자 의 인식이나 구매 행동을 파악하고 있으며, 전기자동차와 관련한 연구들도 대 다수는 플랫폼이나 배터리 관련 기술적 관점에서의 분석이 대부분인 것으로 조사되었다. 즉, 일부는 중고차의 가격 결정요인을 파악하기 위한 노력을 하고 는 있었으나, 중고차 매매 현장에서 적용될 수 있는 합리적인 가격 결정 요인 에 대한 학술연구는 매우 부족한 실정으로 평가할 수 있었다. 이에 본 연구는 이와 같은 선행연구의 한계를 극복하기 위하여 최근 중고차 매매시장의 경향을 반영한 가격 결정요인을 파악하기 위하여 학술적인 연구의 분석 결과로 제시되는 가격 결정요인뿐만 아니라 실무에서 적용되고 있는 항 목들을 동시에 고려하여 내연기관 중고차와 중고 전기자동차의 가격 결정요인 을 도출하여 성능과 상태를 효과적으로 점검할 수 있는 항목을 제시하고자 하 였다. 이를 위해 선행연구 조사내용과 국토교통부인가 가격조사․산정 기준서 및 실무에서 사용되고 있는 중고차 매매 플랫폼업체의 가격 결정요인을 수집 정 리한 후, 전문가에 의한 FGI(초점집단면접)를 실시하였다. 중고차 성능·상태의 효과적인 점검을 위한 최종항목을 선정하여 요구도 분석을 위한 중요도-수행 도의 설문지를 제작하였다. 제작된 설문지는 서울지역 및 수도권 소재 중고차 매매 상사에서 현재 근무하는 자를 대상으로 임의표본 추출방식으로 설문지를 배포 및 수집하였으며, 불성실한 응답 자료를 배제하고 최종적으로 98부의 응 답 데이터로 분석하였다. 요구도 분석과 The Locus for Focus 그래프의 4개 사분면 분석 결과를 종 합하여 상위수준과 하위수준의 점검항목에 대한 우선순위와 차선순위를 분석 한 결과는 다음과 같이 나타났다. 첫째, 중고차의 성능·상태를 효과적으로 점검할 수 있는 최우선 항목은 주행 거리와 연식, 외판 부위 사고 이력을 점검해야 하는 것으로 나타났다. 이중 외 판 부위 사고 이력의 하위항목 중에서는 쿼터 패널, 루프, 등을 우선으로 점검 해야 하고, 트렁크 리드를 차선으로 점검해야 한다. 둘째, 중고차의 성능·상태를 효과적으로 점검할 수 있는 다음 차선 항목으로 는 외장 관리상태, 내장 관리상태, 특수이력, 브랜드이다. 외장 관리상태의 하 위항목 중에서는 유리 상태, 헤드램프, 타이어 상태 순으로 우선 점검해야 하 며, 후미등, 광택 상태를 차선으로 점검해야 한다. 또 내장 관리상태의 하위항 목 중에서는 대시보드를 우선으로 점검해야 하고, 천장과 시트를 차선으로 점 검해야 한다. 또 특수이력과 브랜드 점검해야 할 것이다. 특수이력의 하위항목 중에서는 침수차를 우선으로 점검해야 하며, 부활차, 전손차, 접합차 순으로 차선으로 점검해야 한다. 하지만 이와 같은 분석의 결과에도 불구하고, 학술적이나 실무적으로 포함 될 수 있는 성능·상태 점검을 위한 주요항목이 더 많이 선정될 수 없었던 점, FGI(초점집단면접)에 참여한 전문가가 중고차 매매업이나 자동차 정비 관련 자, 그리고 자동차학과 교수로 선정하다 보니 언론인 등 직종의 다양성이 추 구되지 못한 한계가 있었다. 그리고 설문조사 시 일반 소비자의 의견이 반영 되지 못하였다는 점에서 연구의 한계가 있을 수 있다. 따라서 이러한 연구의 한계를 후속 연구에서 극복하여 분석에 반영할 필요가 있을 것이다. 주제어 : 중고차, 전기자동차, 가격 결정요인, 중고차 매매, 요구도 분석

지능형자동차부품 시스템의 SILS & HILS 시험평가 사례 연구

허진 계명대학교 지능형자동차대학원 2011 국내석사

최근 소비자들은 자동차의 품질, 안전성과 편리함의 요구가 높아짐에 따라 차량의 품질과 신뢰성을 확보해야 한다. 그래서 자동차 전장분야 업체와 완성차 업체는 차량 성능 범위를 넘어 탑승자의 안전 및 편의 기능까지 확장되어진 지능형자동차부품 시스템 개발을 위해 모델 기반 개발 프로세스에 많은 관심을 가지며 적용하고 있다. 이 논문에서는 지능형자동차부품 시스템 개발에 모델 기반 개발 프로세스 중 하나인 V-모델을 적용하였다. 개발에서 테스트 계획을 세우고, 이에 대한 증명과 검증을 수행하여 시스템의 고품질과 시간 및 비용 절감을 목적으로 하였다. 이를 위해 시스템 개발 단계별로 검증을 위한 계획을 추가하여 검증할 수 있는 검증 시나리오를 작성하고 이에 따라 증명과 검증을 진행하도록 제안된 방법이다. 개발 초기 단계부터 설계 오류를 검증하기 위해 단순 반복적인 테스트 과정을 컴퓨터 환경인 SILS에서 모델링과 시뮬레이션으로 검증 하므로써 품질과 시간 비용을 줄일 수 있었다. SILS 이용하여 검증된 시스템을 실차환경과 같은 HILS를 구축하여 검증하였다. 본 논문에서는 워셔액 가열 시스템과 연료게이지 시스템과 같은 지능형자동차부품 시스템에 대한 사례연구를 통하여 SILS 및 HILS 환경을 이용한 시험평가 실시로 테스트의 신뢰성, 일관성을 높이고, 테스트 결과를 효율적으로 분석 및 오류 수정을 구현 하였다. In this thesis, the application of a model based development process (MBDP) to intelligent automotive parts is proposed and addressed. V-model, as one of MBDPs and systems development models, is introduced to provide the understanding of the complexity associated with developing systems. It is employed to illustrate the applicability to the development of automotive parts. V-model provides guidance for the planning and realization of systems development. By following guideline from V-model in the development process, one can have main advantages including minimization of development risks, improvement and guarantee of quality, and reduction of total cost over the entire development process and system life cycle. In the light of the application of V-model to systems development, two case studies on the development of automotive parts system such as hotshot system and fuel gauge system are performed according to the development processes described in V-model. In parallel, verification and validation processes using Software In the Loop Simulation (SILS) in personal computer and Hardware In the Loop Simulation (HILS) similar to actual vehicle environments are established. And their results are evaluated to verify its feasibility as a system development framework.

펌프제어 기반의 전기-유압식 액추에이터를 적용한 액티브 안티롤바의 설계 및 개발

정근희 울산대학교 대학원 2017 국내석사

국내외 많은 자동차 제조 업체들의 새로운 기술을 선도하기 위한 경쟁은 계속해서 이루어지고 있다. 프리미엄 고성능 메이커의 제조사들은 그들의 R&D 예산의 80%를 서스펜션, 자동차 제어력과 관련된 파라미터, 고성능 드라이브 트레인에 투자하고 있다. 이처럼 서스펜션 혁신은 차체 제어를 포함한 승차감과 주행능력을 더욱 높이고 싶어하는 모든 제조 업체와 소비자들의 욕구와 함께 진전되고 있다. 본 연구는 서스펜션 분야의 한 부분인 안티롤바(Anti-roll bar)를 주제로 한다. 안티롤바는 자동차가 코너를 돌거나 지면의 불균형으로 인해 생기는 자동차의 롤 모션을 제어한다. 이를 통해서 자동차의 승차감과 주행안정성 그리고 자동차의 전복을 예방하는데 기여한다. 액티브 안티롤바에 대한 연구는 계속 이루어지고 있으나 대부분 실험장치를 이용하지 않은 시뮬레이션에 머무르는 연구가 대부분이다. 이는 자동차에 실제로 장착해서 실험하는데 비용이 많이 들어가기 때문이다. 본 논문에서는 자동차의 롤 모멘트를 묘사하는 실험장치를 함께 고려하여 성능을 검증하였다. 기존의 액티브 안티롤바에 관한 연구는 밸브블록을 이용해서 액추에이터의 동작을 제어하였다. 밸브블록을 이용한 액추에이터는 밸브블록, 릴리프 밸브 등에서 누유를 통한 에너지 손실 그리고 밸브블록으로 인한 자동차 내의 공간 및 무게를 차지하는 단점을 가지고 있다. 따라서 이를 해결하고자 본 논문에서는 펌프제어 기반의 전기-유압식 액티브 안티롤바를 제안하였다. 본 연구에서는 자동차의 수학적 모델링과 새롭게 제안된 액티브 안티롤바의 수학적 모델링을 상세히 제시하며, 자동차의 롤 모션을 효과적으로 제어하기 위한 제어기를 설계한다. 위의 모델링 결과를 적용하여 먼저 시뮬레이션을 통해서 성능을 검증하였으며 다음으로, 실험 장치를 제작하여 제안된 액티브 안티롤바의 성능을 검증하였다. 실험장치는 자동차의 롤 모멘트를 묘사하는 부하시스템과 펌프제어 기반의 전기-유압식 액티브 안티롤바 시스템이 연결되어 있다. 부하시스템은 밸브블록을 통해서 제어되며 밸브블록의 제어를 통해서 실제 자동차가 주행을 했을 때 액티브 안티롤바가 받는 롤 모멘트를 생성하며 이때 발생하는 롤 모멘트로 인해서 실린더의 변위가 변하게 된다. 실제 자동차가 받는 롤 모멘트를 생성하기 위해서 Carsim 소프트웨어를 이용하였다. 부하시스템의 롤 모멘트 생성으로 인해서 발생되는 실린더의 변위를 제안된 액티브 안티롤바 시스템을 사용해서 발생하는 롤 모멘트를 견뎌내며 자동차의 롤 각도를 최소화 하도록 PI제어기를 적용해서 제어하였다. 실험결과를 통해서 본 논문에서 제안하는 펌프제어 기반의 액추에이터를 적용한 액티브 안티롤바 시스템이 자동차의 롤 모멘트를 제어하여 자동차의 롤 모션을 억제하는 것을 증명하였다.

압축천연가스 자동차의 가스누설 실태조사 연구

이재만 國民大學敎 工學大學院 2015 국내석사

압축천연가스 자동차의 고질적인 문제는 고압의 연료가 연료탱크에서부터 연소실까지 연결되는 연료라인에서의 가스 누설이며, 특히 차량의 진동과 온도 차이, 먼지나 습도 등 각종 악조건에 노출된 상태로 노후된 연료 라인의 가스 누설은 필연적이라고 할 수 있다. 따라서 차량 사용 연한이 길어질수록 압축천연가스의 자동차의 관리의 중요성이 더욱 부각 될 수 밖에 없다. 압축천연가스의 일반적인 연료 특성은 충전 압력이 207bar로 충전압력이 최대 10bar정도인 LPG에 비하여 약 21배 정도 높은 고압이며 따라서 가스 누설의 가능성이 LPG에 비하여 높다. 또한 비중은 공기보다 가벼운 0.55로 LPG 비중인 1.55의 3분의 1에 불과하기 때문에 지면에 체류할 가능성이 낮고 폭발 가능성 또한 낮지만, 고압 상태이기 때문에 다량의 가스가 누설되는 경우 폭발 범위는 1.4배정도 높은 위험성을 갖고 있다. 이와 같은 연료 특성상 압축천연가스를 사용하고 있는 자동차의 경우 항상 가스누설에 의한 사고의 위험성이 도사리고 있다고 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 먼저 천연가스의 연료 특성과 국내외 압축천연가스 차량의 보급 현황을 파악하였으며, 압축천연가스 자동차의 연료 누설 실태 조사에서는 소형 압축천연가스 개조 차량 즉 택시 100대, 일반 개조 차량 40대와 도심지에서 운행 중에 있는 대형 압축천연가스 차량인 시내버스 90대에 대하여 직접 가스 누설 상태를 파악하였다. 가스 누설 상태를 파악하기 위하여 소형 압축천연가스 개조차량의 경우 저장용기, 가스주입구, 가스압력조정기, 인젝터 및 연료라인의 누설 상태를 확인하였으며, 대형 압축천연가스 차량인 시내버스에 대하여서는 가스저장용기, 감압밸브, 압력계, 가스주입구, 수동차단밸브, 감압기, 열교환기 및 인젝터의 누설상태를 가스누설 탐지기 등를 사용하여 확인하였다. 누설조사 결과, 소형 개조차량에서 압축천연가스 저장용기와 용기에 연결된 고압부분의 연료라인, 가스주입구, 압력계 및 저압부분의 인젝터에서 140대 조사 차량 모두 누설이 없음을 확인하였다. 신형 압력조정기에서는 누설이 없었으며 구형 압력조정기를 설치한 차량의 27.8%의 누설을 확인하였다. 대형 압축천연가스차량인 버스는 연료라인 누설 1대, 인젝터 누설 1대, 기타연료라인 1대 등 3대의 조사차량에서 가스 누설이 확인되었으며, 나머지 87대의 경우 감압밸브, 압력계, 가스주입구, 수동차단밸브, 연료필터, 가스압력 조정기, 열교환기 등에서 누설이 없음을 확인하였다. 또한 소형 압축천연가스 개조차량을 운행하고 있는 운전자들의 압축천연가스 자동차에 대한 만족도 조사를 실시한 결과 충전소 부족이 가장 불만족인 것으로 나타났다. 따라서 소형 압축천연가스 개조차량에 비해 대형 압축천연가스 시내버스에 대한 누설대책이 필요할 것으로 판단된다. 이러한 결과는 향후 압축천연가스 자동차의 안전관리나 법규정에 필요한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 사료된다. Compressed natural gas vehicle has a chronic gas leak problem in the fuel line that connects the gas tank to the combustion chamber. The gas leak is an inevitable problem in the aged fuel line under conditions such as vibration, temperature difference, dust and moisture. Therefore, it becomes more important to keep maintenance of natural gas vehicle as the vehicle ages. Compressed pressure of CNG is 207 bars, which is about 21 times higher than that of LPG, causing a higher chance of gas leak than LPG. In addition, specific gravity of CNG is 0.55, that is, one third of the gravity of LPG and lighter than the air. Therefore, CNG has low probability to stay on the ground level and it has less chance to explode. However, the area of explosion is 1.4 times wider than the area of LPG explosion when it leaks large amount of volume, Compressed natural gas vehicle has a higher potential of gas leak accident due to its characteristics. In this thesis, characteristics of compressed natural gas fuel and supply status of the CNG vehicle at both domestic and international markets are studied. Gas leak status is also investigated on the 100 CNG conversion taxies and 40 CNG conversion vehicles as well as 90 natural gas buses. Storage tank, gas inlet, gas pressure regulator, injector and fuel line’s gas leak status are investigated in small CNG conversion vehicles. With CNG buses, storage tank, pressure reducing valve, pressure gauge, gas inlet, manual shutoff valve, gas pressure regulator, heat transfer and injector’s gas leak status are investigated by using gas leak detector. Based on the gas leak status investigation, with 140 small conversion vehicles, it is confirmed that there is no gas leak in the storage tank, high pressure fuel line, gas inlet, pressure gauge and low pressure injector areas. For gas pressure regulator investigation, there is no gas leakage on the vehicle installed with the new type of gas pressure regulator. But 27.8% of vehicles with the old type of gas pressure regulator have a gas leakage. According to the satisfaction survey with the small CNG conversion vehicle drivers, shortage of natural gas charging station is the number one reason for the inconvenience. Making a gas leakage prevention plan for the CNG buses is more important than solving the small conversion vehicle’s problem. This research can provide supporting data and be used for safety management or regulations of the compressed natural gas vehicles.

소형자동차 실제도로 주행 질소산화물(NOx) 및 입자개수(PN) 배출특성에 관한 연구

이동인 한국교통대학교 2019 국내석사

자동차에서 발생하는 배출가스는 대기오염을 유발하는 주요 원인이며, 이러한 대기오염을 최소화하기 위하여 환경부는 단계적으로 자동차 배출가스 규제를 강화하는 인증제도를 시행하고 있다. 그러나 인증제도를 만족하는 경유자동차의 경우 실제도로 주행조건에서 배출가스 규제를 만족하지 못하고 있다. 이러한 현상이 나타나는 이유는 실내 인증시험의 주행모드가 실제도로에서 나타나는 다양한 주행패턴을 충분히 반영하지 못하는 것으로 지적되었다. 본 연구에서는 실제도로에서의 배출 특성을 파악하기 위하여 실제도로의 주행 패턴을 반영한 WLTC 모드에서 실내 배출가스 시험과 PEMS 장비를 이용하여 실제도로 주행 배출가스 측정 시험을 수행하였다. PEMS 시험은 경유 및 휘발유 자동차 3대를 대상으로 환경부와 EC-JRC에서 제시한 경로요건을 만족하는 주행경로에서 수행하였다. 또한, NOx 측정과 함께 2017년 6에 도입된 ‘3rd RDE package’에 추가된 냉간시동 조건 및 입자개수(PN)에 대한 배출 특성을 분석하였다. 분석결과, LNT+DPF가 장착된 경유자동차는 NOx의 경우 WLTC 모드 및 실제도로 주행에서 모두 Euro 6 인증기준를 초과 하였다. DPF+SCR이 장착된 경유자동차는 WLTC 모드에서 Euro 6 인증기준을 만족하였으며, 실제도로 주행에서는 Euro 6 NOx 배출 허용기준인 C.F 2.1배를 만족하였다. TWC가 장착된 휘발유자동차는 WLTC 모드 및 실제도로 주행에서 모두 SULEV 인증기준을 만족하였다. 그러나 미립자 필터가 장착되지 않아 높은 PN 배출 특성이 나타났다. 냉간시동 조건에서는 LNT+DPF 경유자동차와 TWC 휘발유자동차의 경우 NOx 보다 PN에서 높은 배출 특성이 나타났으며, DPF+SCR 경유자동차의 경우 NOx와 PN 모두 높은 배출 특성이 나타났다.