모델 기반 조향특성 구현을 위한 일반화된 토크 피드백 제어기법 연구

Abstract

전동식 조향장치는 승용차 시장에서 대부분의 차량에 유압식 조향장치를 대체하여 적용되었다. 전동식 조향장치의 제어는 운전자의 토크와 모터의 보조 토크를 비선형 함수로 정의한 ‘토크맵’을 기반으로 제어되고 있다. 기존의 전동식 조향장치의 제어기는 토크맵을 포함하여 시스템의 안정성을 확보하기 위한 안정화 제어기를 설계한 후 다양한 동적 조향특성을 구현하기 위하여 부가로직을 덧붙여 사용한다. 하지만 비선형 토크맵를 내부에 가지고 있는 제어기는 그 성능을 분석하기 어렵고, 조향특성 튜닝과 제어기의 성능 문제가 서로 오버랩되어 있다는 한계점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 기존의 전동식 조향장치 제어기의 한계를 극복하기 위해, 조향특성을 생성하는 로직과 생성된 조향특성을 운전자에게 구현하여 전달하는 로직으로 분리된 제어기를 제시하고자 한다. 시스템 모델을 기반으로 설계된 조향토크 피드백 제어로직을 통하여 임의의 조향특성을 운전자에게 전달할 수 있도록 하고, 조향특성 모델을 통하여 주어진 상황에서 운전자가 느껴야 할 조향토크를 정의해 주도록 한다. 임의의 차량의 조향특성을 추출하여 조향특성 모델로 구현하여 운전자가 느낄 수 있도록하여 제안된 제어기의 성능과 가능성을 검증한다. 본 연구를 통해 기존의 토크맵과 부가로직으로 제한된 형태가 아닌 일반화된 조향특성에 대한 연구를 할 수 있는 기반을 제공할 수 있도록 한다.