4WD 하이브리드 자동차의 주행제어 알고리즘 개발

Abstract

현재 전세계적으로 강화되는 환경 규제와 더불어 친환경적인 자동차를 개발하는 것이 화제이다. 이에 따라 하이브리드 전기 자동차(HEV) 개발이 가속화 되고 있으며, 하이브리드 방식을 4WD 자동차에 적용하기 위한 방법으로 Inline 시스템 방식인 4WD 하이브리드 시스템이 개발되었다. 4WD 하이브리드 시스템은 전륜은 Conventional 차량처럼 엔진 동력을 사용하여 구동이 되고, 후륜에 모터를 장착하여 4WD 기능을 구현한 시스템이다. Conventional 4WD 차량과 비교해 보았을 때, 동력을 분배해주는 트랜스퍼 및 프로펠러 샤프트 등이 없으므로 동력전달 손실을 줄일 수 있고 회생제동 및 Idle Stop & Go 기능을 구현하여 연비 개선을 기대할 수 있다. 이와 같은 연비 개선 방법 외에도 주행전략 측면에서 모터와 엔진의 작동 시점을 적절하게 제어해줌으로써 하이브리드 시스템의 장점을 극대화 할 수가 있다. 4WD 하이브리드 시스템의 주행 전략을 수립하기 위한 방법 중 하나로 백워드 시뮬레이션을 이용하는 방법이 있다. 백워드 시뮬레이션은 연비를 최적화하기 위한 방법으로써 최적제어 이론 중 한가지인 Dynamic Programming(다이나믹 프로그래밍)을 이용하게 된다. 이 방법을 이용하여 주어진 사이클에서의 각 시간 별 엔진과 모터의 최적 작동지점을 분석함으로써 주행 전략을 수립할 수 있다. 또한 주행 전략의 유효성을 입증하기 위하여 4WD 하이브리드 차량과 Conventional 4WD 차량의 포워드 시뮬레이션을 통해 연비 비교를 수행하였다.