충돌시간 및 타이어 마찰특성을 고려하여 안전성과 승차감을 모두 만족시키는 자율제동 알고리즘 개발 :Development of an Autonomous Braking Algorithm that Satisfies both Safety and Ride Comfort Considering Time-To-Collision and Tire Friction Characteristics

이민수

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이민수 (경북대학교, 경북대학교 대학원)

지도교수: 강남철

발행연도: 2018

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이용수22

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2018

충돌시간 및 타이어 마찰특성을 고려하여 안전성과 승차감을 모두 만족시키는 자율제동 알고리즘 개발

이민수 기계공학과 2018.01 학위논문

2016

노면/타이어 마찰 특성 및 최적 제동 압력 분포를 고려한 차량 자율 제동 시스템 개발

이민수 , 강남철 한국자동차공학회 추계학술대회 및 전시회 2016.11 학술대회자료

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최근 자율 주행 자동차가 이슈가 되면서 능동 안전 시스템 (Active Safety System)과 같은 차량 안전 시스템에 대한 연구가 활발하다. 나아가 탑승자의 안락함 또한 차량 제조 업체의 주요 연구과제로서 다루어져 왔다. 향후 자율 주행 차량의 보급이 증가한다면 차량의 안전을 고려하면서 탑승자의 승차감 또한 향상시킬 수 있는 제어 시스템의 연구가 주요 과제로 떠오를 것이다.
본 연구에서는 차량의 안전과 편안한 승차감을 만족시키는 자율 제동 알고리즘을 개발하였다. 제안된 제동 알고리즘은 충돌 시간 (TTC, Time To Collision)의 값에 따라 두 종류의 제동 전략으로 구성된다. 첫 번째 단계는 일반적인 제동 상황에서 차간 거리 유지 기능뿐만 아니라 좋은 승차감을 제공하는 Partial Braking 전략이며, 두 번째 단계는 긴급 상황에서 전진 충돌을 피하기 위한 Full Braking 전략이다. 이때 Partial Braking 알고리즘은 Recovery Zone과 Release Zone으로 구분된다. 전자는 충돌 안전을 확보하기 위한 제동을 수행하는 영역인 반면, 후자는 인가되고 있었던 제동 압력을 탑승자의 안락한 승차감을 위해 천천히 해제하는 영역이다. Recovery Zone에서의 제동 압력을 결정하기 위하여 타이어 마찰의 비선형 특성을 고려하였으며, 또한 선행 차량 거동의 예측을 기반으로 후행 차량의 요구 거동을 계산하였다. CarSim과 MATLAB/Simulink를 이용한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 알고리즘의 성능을 검증하였다. CarSim으로 시뮬레이션에 사용될 동역학적 차량 모델과 운전 상황을 설정하였으며, 제안된 제동 알고리즘은 MATLAB/Simulink를 이용하여 구현하였다. 차량의 안전과 승차감 모두를 성공적으로 만족시키는 제안된 알고리즘의 성능을 획득하였다.

#Adaptive Cruise Control #Autonomous Emergency Braking #Ride Comfort

1. 서 론 1
1.1 연구 배경 및 동향 1
1.2 연구 목적 7
2. TTC를 이용한 제동 전략 9
2.1 선행 및 후행 차량 정보를 이용한 TTC 계산 9
2.2 TTC에 따른 주행 상황 판단 및 제동 전략 13
3. 자율 제동 알고리즘 17
3.1 Partial Braking 알고리즘 17
3.1.1 TTC를 이용한 후행 차량의 거동 계산 22
3.1.2 요구 거동을 만족하기 위한 제동력 24
3.1.3 제동력 구현을 위한 타이어의 비선형적 특성 28
3.1.4 Partial Braking을 위한 Master Cylinder의 제동 압력 31
3.2 Full Braking 알고리즘 34
4. 자율 제동 알고리즘의 성능 검증 37
4.1 Partial Braking 시나리오 39
4.2 Full Braking 시나리오 42
5. 결론 및 향후 과제 45
참 고 문 헌 47
ABSTRACT 50

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