조향제어를 위한 가상고정축 설정 방법

초록

차량을 조향하는 조향 방식을 구분하면, 앞 차륜 조향(front-wheel steering), 후 차륜 조향(rear-wheel steering), 전체 차륜 조향(all-wheel steering)으로 나눌 수 있다. 보통 자동차는 앞 차륜 조향방식을 채택하여 전륜만 조향되며 후륜은 고정된 상태로 곡선을 선회한다. 그러나 고급승용차 및 일부 특수한 목적을 가지는 차량에 대하여 전륜과 후륜이 모두 조향되는 시스템을 적용하고 있는데 고급승용차의 경우는 승차감에 중점을 두어서 전체 차륜 조향방식을 적용하고 굴절차량과 같이 2량 이상 편성된 차량은 원활하게 곡선을 주행하기 위해서 회전반경을 줄이는 목적으로 전 차륜 조향 방식을 적용한다. 전체 차륜 조향을 위하여 후륜을 제어하는 방식으로 전륜 조향각 비례 방식, 조향력 피드백 방식, 요각속도 피드백 방식, 옆미끄럼각 제로 제어 방식 등이 있다. 이러한 제어방식은 승용차와 같은 4륜차를 제어하는 방식이며 굴절차량과 같이 2량 이상 편성된 차량에 대해서는 적용하기가 어렵기 때문에 새로운 제어방법을 도입해야 한다. 본 연구는 전륜만 조향될 때 후륜이 고정되는 고정축 역할을 하는 것에 착안하여 가상의 고정축을 기준으로 제어하는 방법을 제시하고 최적의 회전반경으로 선회하기 위하여 가상고정축을 어떻게 설정해야 하는지에 대해서도 제시하고자 한다.