동기전동기를 이용한 차량 현수장치의 능동 진동 제어

김영삼

doi:10.5573/ieie.2018.55.12.92

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김영삼 (한화디펜스)

저널정보: 대한전자공학회 전자공학회논문지 전자공학회논문지 제55권 제12호(통권 제493호)

발행연도: 2018.12

수록면: 92 - 101 (10page)

DOI: 10.5573/ieie.2018.55.12.92

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차량의 현수장치는 차량의 차체와 바퀴를 서로 연결하여 주는 장치로 선회 시나 가감속 시, 혹은 하중변화 시 차체력에 반작용하여 차량의 자세를 적절히 유지하는 역할과 조종안정성을 위해 바퀴와 노면사이의 지속적이고 일정한 접촉을 유지하는 역할과 함께 승차감을 위해 도로 노면의 불균일함으로부터 발생하는 차체의 진동을 억제하는 역할을 담당한다. 따라서 차량의 주행 시 각종 상태변수 및 주행상황에 따라 노면에서 발생된 진동이 현수장치를 적절하게 제어함으로써 차량의 승차감과 야지 주행성을 향상시켜줄 것이다. 현수장치 능동 제어는 기존의 현수장치를 구성하던 강성과 댐핑 요소를 액추에이터로 전부 혹은 부분적으로 대체하는 것으로, 차량의 운동 상태에 따라 임의의 힘과 토크의 구현이 가능하며, 서로 상충되는 설계 목표 하에서 최적의 제어 상태를 찾을 수 있다.
본 논문은 현수장치의 능동 진동 제어를 위해 영구자석 동기전동기를 사용하여 차량 속도 및 노면 상태에 따라 실시간 차량 진동 제어가 가능한 제어시스템을 개발하였으며, 영구자석 동기전동기는 최적 토크 제어 DTC(Direct Torque Control) 알고리즘을 이용하여 차량 거동에 따라 입력된 가속도, 현수 위치, 차고, 차량 피치, 롤 등의 제어 토크 입력 값을 차량 상태에 따라 추적 제어하였다. 현수장치의 능동 진동 제어는 시뮬레이션과 실험을 통해 검증하였다.

#Suspension #DTC #PMSM

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Yan-Jun Liang1 and Shi-Liang Wu2, Optimal Vibration Control for Tracked Vehicle Suspension Systems, Mathematical Problems in Engineering Volume 2013, Article ID 178354, 7 pages. D. C. Karnopp, M. J. Crosby, and R. A. Harwood, Vibration control using semi-active force generators, Journals of Engineering for Industry, Transactions of the ASME, Vol. 94, pp. 619-626, 1974. Hrovat, D, Margolis, D.L, Hubbard, M, An Approach Toward the Optimal Semi-Active Suspension Trans. ASME, Journal of Dynamic System, Measurement and Control, 110 (1988), pp. 288-296 Wilson, D. A, Sharp, R. S, and Hassan, S. A, The application of linear optimal control theory to the design of active automotive suspension Veh. System Dynamics, 1986, 15, 105-118. Crolla, D. A. Vehicle dynamics: theory into practice Proc. Inst. Mech. Engrs, Part D: J. Automobile Engineering, 1996, 210, 83-94

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