클러치가 없는 스마트 기어 변속기의 구동 검증을 위한 테스트 벤치의 제작 및 제어에 관한 연구

Abstract

교토 의정서의 발효됨에따라, 자동차 배출가스에 대한 규제가 전 세계적으로 시행되고 있다. 이에 세계의 자동차 회사들은 하이브리드 자동차 개발에 대한 연구를 수행하고 있다. 하이브리드 자동차의 동력 전달 과정에서는 기존의 변속기와 다른 새로운 유형의 변속기가 필요하다. 이에 현재 개발돤 하이브리드 자동차에는 새로이 개발된 하이브리드 변속기가 들어가며 도요다 프리우스의 THS, 현대 소나타 하이브리드의 AGT, 그리고 GM Volt의 PHEV 변속기가 이에 해당한다. 이렇듯 하이브리드 변속기가 하이브리드 자동차의 핵심 요소기 ㄸㅒ문에, 우리는 새로운 하이브리드 변속기 시스템인 클러치가 없는 스마트 기어 변속기 CGST를 제안하였다. CGST는 유성기어와 다축변속기로 구성되어있으며, 엔진과 모터에 연결되어있는 유성기어의 동작을 통해 부드러운 변속을 구현하여 자동차로 동력을 전달해준다. 이러한 CGST의 구동을 검증하기 위해, CGST의 구성요소와 구동 매커니즘에 대한 해석을 수행하였다. 이 결과와 유성기어의 지렛대 해석을 바탕으로 하여 CGST의 수학적 상태방정식을 유도해 낸 뒤 속도 동기화와 토크 전달경로에 필요한 scheduled PID 제어기를 설계하였다. 이러한 결과를 바탕으로 CGST에 대한 시뮬레이션과 실제 구동 실험을 통해 CGST의 구동성을 확인하였고 구동 성능을 예측해 보았다.