자세 제어 장치와 능동 후륜 조향을 이용한 통합 섀시 제어

임성진(Seongjin Yim) 대한기계학회 2014 大韓機械學會論文集A Vol.38 No.11

본 논문에서는 자세 제어 장치와 능동 후륜 조향을 이용한 통합 섀시 제어를 제안한다. 제어에 필요한 요 모멘트를 만들어 내기 위해 직접 요 모멘트 제어 방법을 이용한다. 가중 역행렬 기반 제어 할당 방법을 이용하여 제어 요 모멘트를 자세 제어 장치의 제동력과 능동 후륜 조향의 조향각으로 분배한다. 가중 역행렬 기반 제어 할당 방법에 가변 가중치를 도입하여 다양한 구동기 조합을 표현하고 차량의 속도를 높이기 위해 시뮬레이션을 이용하여 가변 가중치를 최적화한다. 차량 시뮬레이션 패키지인 CarSim 에서 시뮬레이션을 수행하여 제안된 방법이 차량의 조종안정성과 횡방향 안정성을 향상시킨다는 사실을 검증한다. This paper proposes integrated chassis control (ICC) with electronic stability control (ESC) and active rear steering (ARS). Direct yaw moment control is used to generate a control yaw moment. A weighted pseudo-inversebased control allocation (WPCA) method is adopted to distribute the control yaw moment into tire forces, generated by ESC and ARS. Simulation-based tuning of variables weights in the WPCA is used to enhance the yaw moment distribution performance. Simulations using the vehicle simulation software CarSim<SUP>®</SUP> show that the proposed ICC is effective in improving maneuverability and lateral stability.

적응 알고리즘을 이용한 ESC와 ARS 기반 요 모멘트 분배

임성진(Seongjin Yim) 대한기계학회 2016 大韓機械學會論文集A Vol.40 No.12

본 논문은 자세 제어 장치와 능동 후륜 조향장치를 가지는 통합 섀시 제어에서 요 모멘트 분배를 위해 적응 알고리즘을 적용하는 방법을 제안한다. 통합 섀시 제어는 상위제어기와 하위제어기로 구성된다. 상위제어기에서 슬라이딩 모드 제어 이론을 이용하여 차량을 안정화시키는데 필요한 제어 요 모멘트를 계산한다. 하위제어기에서는 제어 요 모멘트를 만들어 내기 위해 자세 제어 장치의 제동 압력과 능동 후륜 조향장치의 조향각을 결정하는 데에 적응 알고리즘을 적용한다. 차량 시뮬레이션 패키지인 CarSim에서 시뮬레이션을 수행하여 제안된 방법의 타당성을 검증한다. This paper presents an application of adaptive algorithms for yaw moment distribution with electronic stability control (ESC) and active rear steering (ARS) in integrated chassis control (ICC). Integrated chassis control consists of upper- and lower-level controllers. In the upper-level controller, the control yaw moment is computed with sliding mode control required to stabilize a vehicle. In the lower-level controller, adaptive algorithms are applied to determine the required brake pressure of ESC and the necessary steering angle of ARS, in order to generate the control yaw moment. Simulation is performed using the vehicle simulation package CarSim to validate the proposed method.

상용차량용 차량자세제어시스템 기능 및 제어 성능 평가에 관한 연구

정승환(Seung-Hwan Chung),권성진(Seong-Jin Kwon),김성섭(Sung-Sub Kim),이봉현(Bong-Hyun Lee) 한국자동차공학회 2014 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2014 No.11

The ESP(Electronic Stability Program) system is a safety feature that detects and prevents vehicle skids and the ESP can help keep the driver from losing control of the vehicle when driving on slippery roads. This paper presents a vehicle driving test methods and results of the commercial vehicle ESP system. The ESP control algorithms are divided into two main categories which are traction control and brake control. From this research, we can estimate the control concept and algorithm of the commercial vehicle ESP system. Also, the ESP effectiveness and performance can be verified from the ESP On/Off test of the bus.

후륜 조향각 결정을 통한 통합 섀시 제어기의 성능 향상

임성진(Seongjin Yim) 대한기계학회 2017 大韓機械學會論文集A Vol.41 No.2

본 논문은 자세 제어 장치(ESC)와 후륜 조향 장치(RWS)를 장착한 통합 섀시 제어기의 성능을 향상시키기 위해 후륜 조향각을 결정하는 방법을 제안한다. 차량을 안정화시키기 위해 필요한 제어 요 모멘트는 자세 제어 장치와 후륜 조향 장치를 이용하여 만들어진다. 각 장치의 타이어 힘을 결정하기 위해 의사역행렬 제어할당 방법을 적용한다. 제어기의 성능을 향상시키기 위해 후륜 조향 장치의 조향각을 결정하는 데에 네 가지 방법을 적용한다. 차량 시뮬레이션 패키지인 CarSim에서 시뮬레이션을 수행하여 제안된 방법들이 통합 섀시 제어기의 성능을 향상시킬 수 있음을 검증한다. This paper presents a method to determine the rear steering angle in integrated chassis control with electronic stability control (ESC) and rear wheel steering (RWS). A control yaw moment needed to stabilize a vehicle should be distributed into the tire forces generated by the ESC and RWS. Weighted pseudo-inverse control allocation (WPCA) is adopted to determine the tire forces. Four methods are proposed to calculate the rear wheel steering angle. To validate the proposed methods, a simulation is performed using a vehicle simulation software package, CarSim. The simulation results show that the proposed method for determining the rear wheel steering angle improves the performance of the integrated chassis control.

횡방향 안정성 향상을 위한 통합 섀시 제어의 적응 가변 가중치 조절

임성진(Seongjin Yim),김우일(Wooil Kim) 대한기계학회 2016 大韓機械學會論文集A Vol.40 No.1

본 논문에서는 차량의 횡방향 안정성을 향상시키기 위해 자세 제어 장치(ESC)와 능동 전륜 조향(AFS)을 이용하는 통합 새시 제어의 적응 가변 가중치 조절 방법을 제안한다. 제어기 설계 방법론을 적용하여 차량을 안정화시키는데 필요한 제어 요 모멘트를 구한 후 이를 가중 역행렬 기반 제어 할당 방법(WPCA)을 이용하여 ESC 의 제동력과 AFS 의 추가 조향각으로 분배한다. 저마찰 노면에서는 차량의 속도가 높다면 횡슬립각이 증가하여 횡방향 안정성이 저하되므로 이를 방지하기 위해 WPCA 의 가변가중치를 상황에 따라 조절하는 방법을 제안한다. 차량 시뮬레이션 패키지인 CarSim 에서 시뮬레이션을 수행하여 제안된 방법이 통합 섀시 제어기의 횡방향 안정성을 향상시킨다는 사실을 검증한다. This paper presents an adaptive variable weights tuning system for an integrated chassis control with electronic stability control (ESC) and active front steering (AFS) for lateral stability enhancement. After calculating the control yaw moment needed to stabilize a vehicle with a controller design method, it is distributed into the tire forces generated by ESC and AFS using weighted pseudo-inverse-based control allocation (WPCA). On a low friction road, lateral stability can deteriorate due to high vehicle speed. To cope with the problem, adaptive tuning rules on variable weights of the WPCA are proposed. To check the effectiveness of the proposed method, a simulation was performed on the vehicle simulation package, CarSim.

AFS 횡력 제한조건 하에서 ESC와 AFS를 이용한 최적 요 모멘트 분배

임성진(Seongjin Yim),이정재(Jungjae Lee),조성익(Sung Ik Cho) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集A Vol.39 No.5

본 논문에서는 능동 전륜 조향장치(AFS)에 의한 횡력의 크기가 제한된 상황에서 자세 제어장치(ESC)와 능동 전륜 조향(AFS)을 이용한 통합 새시 제어기의 최적 요모멘트 분배 방법을 제안한다. 차량을 안정화시키는데 필요한 제어 요모멘트는 슬라이딩모드 제어이론을 이용하여 구한다. 가중 역행렬 기반 제어 할당 방법을 이용하여 제어 요모멘트를 ESC의 제동력과 AFS의 추가 조향각으로 분배한다. 저마찰 노면에서 AFS에 의한 횡력이 물리적 최대값을 초과하는 경우 제어 요모멘트를 제대로 만들어내지 못하므로 가중 역행렬 기반 제어 할당 방법을 이용하여 AFS에 의한 횡력의 크기를 제한하고 ESC의 제동력으로 부족한 제어 요모멘트를 보상하는 방법을 제안한다. 차량 시뮬레이션 패키지인 CarSim<SUP>®</SUP>에서 시뮬레이션을 수행하여 AFS에 의한 횡력이 물리적 최대값을 초과하는 경우 제안된 방법이 차량의 조종 안정성과 횡방향 안정성을 향상시킨다는 사실을 검증했다. This paper presents an integrated chassis control with electronic stability control (ESC) and active front steering (AFS) under lateral force constraint on AFS. The control yaw moment is calculated using a sliding mode control. The tire forces generated by ESC and AFS are determined using weighted pseudo-inverse based control allocation (WPCA) in order to generate the control yaw moment. On a low friction road, AFS is not effective when the lateral tire forces of front wheels are easily saturated. To solve problem, the lateral force of AFS is limited to its maximum and the braking of ESC is applied with WPCA. To evaluate the effectiveness of the proposed method, a simulation was performed on the vehicle simulation package, CarSim<SUP>®</SUP>. From the simulation, it was verified that the proposed method could enhance the maneuverability and lateral stability if the lateral force of AFS exceeds its maximum.

샤시통합제어 시스템의 비대칭로 제어 기법

정태영(Taeyoung Chung),김두형(Duhyung Kim),양승훈(Seung-Hoon Yang) 한국자동차공학회 2009 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2009 No.4

In the case of a full-braking on a split-mu road, the ABS (Anti-lock Brake System) controller should make a compromise between a braking performance and a lateral stability of the vehicle. It depends on vehicle characteristics of lateral behavior and the needs of a vehicle designer. By adding steering torque properly, ESC (Electronic Stability Control) and MDPS (Motor Driven Power Steering) integrated control system makes a driver steer to the right direction, and even reduces braking distance. Although the system does not improve vehicle behavior directly, it can inspire drivers to steer to the right direction by changing steering torque assistance characteristics. The test results show that the proposed system assists a driver well to keep the lane, improves braking performance, and ensures hands-off stability on the split-mu full braking.

ESC시스템을 위한 Dry Type HILS (Hardware in the Loop Simulation) 개발

손창현(Changhyun Son),이동환(Donghwan Yi),임병호(Byungho Im),이세진(Sejin Lee) 한국자동차공학회 2011 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2011 No.11

HILS test method is generally useful for the ESC system validation. Recently trends in development of the ESC system are the rapid development of the software such as VAFs(Value Added Functions), and the integrated chassis control system development. The dry type HILS is the effective method to validate ESC system without the HCU hardware during quickly proceeding with the development process, and the interaction of the integrated chassis system without the each actuator hardware. In this paper the dry type HILS for the ESC system is proposed with the direct measurement approach of ECU coil’s current and the motor BEMF voltage control simulator. The paper investigates the dry type HILS system design based on the important technology, and the designed dry type HILS is verified though the simulation using real ECU. Also, in order to verify the coil’s current measurement reliability, the measurement result is compared to oscilloscope data.

EPS와 샤시통합제어를 이용한 킥백저감 로직개발

김성주(Seongjoo Kim),표종현(Jonghyun Pyo),김성규(SeongKyu Kim),탁일환(IlHwan Tak) 한국자동차공학회 2010 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2010 No.5

Good road feel means that the driver can interpret road conditions through the steering wheel. This is one of the most important requirements demanded by car makers. However, over-sensitivity in steering transmission could cause inconvenience to the driver especially maneuvering on rough road and hence must be isolated by the steering system or by other means. Driver has better steering feel if steering system can distinguish diverse road conditions and apply appropriate control strategy. In this paper we’ve proposed two control strategies to enhance steering performance especially on rough roads. The first method analyzes motor position signal of Electric Power Steering (or EPS) which the road roughness can be separated from the motor position signal using signal processing .Then the roughness is compensated to obtain better steering feel. The second method utilizes CAN transferred vehicle information from Continuous Damping Control system (or CDC). CDC sets damping force in accordance with driving condition and road roughness. The roughness of the road can be detected using vertical acceleration sensors located at each front wheel. The shift control algorithm method shows better performance especially on rough road. These two methods were compared on rough road conditions with conventional steering system to show the enhanced steering performance.

차량 전복 방지를 위한 롤 운동 제어기와 요 운동 제어기의 성능 비교

장인재(Injae Jang),임성진(Seongjin Yim) 한국자동차공학회 2013 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2013 No.11