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친환경 저소음 전동 레저카트 개발 및 상용화 전략 수립
Eco-friendly Electric Kart Development withCommercialization Strategy

  • 과제명

    친환경 저소음 전동 레저카트 개발 및 상용화전략 수립

  • 주관연구기관

    한국과학기술원
    Korea Advanced Institute of Science and Technology

  • 연구책임자

    최세범

  • 참여연구자

    한경석   황윤진   박기서   김재우  

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2015-12

  • 과제시작년도

    2015

  • 주관부처

    미래창조과학부
    KA

  • 사업 관리 기관

    한국과학기술원
    Korea Advanced Institute of Science and Technology

  • 등록번호

    TRKO201600002217

  • 과제고유번호

    1711032243

  • 키워드

    전기자동차,차량 자세 추정,마찰력 추정,전동식 브레이크 샤시 제어Electric vehicle,vehicle attitude estimation,tire-road friction estimation,electromechanical brake,chassis control

  • DB 구축일자

    2016-06-04

  • 초록 


    In this research, the eco-friendly electric go-kart and its commercialization strategy are suggested. The feasibility of electric...

    In this research, the eco-friendly electric go-kart and its commercialization strategy are suggested. The feasibility of electric kart is verified with simple prototype. To design an integrated chassis controller for electric kart, 3 estimation strategies are suggested: Tire-road longitudinal friction coefficient estimation, tire-road lateral friction coefficient estimation, and vehicle attitude estimation. The control strategy of electro-mechanical brake is also suggested which has main roll in brake system without hydraulic system. The proposed designs are verified by simulations and experiments.


    본 연구에서는 국내 자동차 시장 및 관련 업계의 급속한 발전에 비하여 세계적으로 많은 매니아 층을 확보하고 있는 모터스포츠의 발전이 더딘 점에 착안하여, 가장 대중화된 모터스포츠인 Go-Kart의 접근성 향상을 위한 친환경 저소음 ...

    본 연구에서는 국내 자동차 시장 및 관련 업계의 급속한 발전에 비하여 세계적으로 많은 매니아 층을 확보하고 있는 모터스포츠의 발전이 더딘 점에 착안하여, 가장 대중화된 모터스포츠인 Go-Kart의 접근성 향상을 위한 친환경 저소음 전동 레저 카트 개발 및 그 상용화 전략을 제안한다. 본 연구에서 제안하는 전동카트는 내연기관을 전동기로 대체함에 따라, 접근성이 높은 도심지역 및 실내 공간에서 배기가스와 소음의 영향을 받지 않고 운행이 가능하다. 개발하고자 하는 전동 카트는 BLDC 모터를 사용함으로써 유지 및 관리의 용이성을 향상시켜 카트 보유 및 렌탈 사업의 문턱을 낮추며, 모터스포츠로써가 아닌 일상적인 놀이수단으로 카트의 활용 영역을 확장시키기 위하여 제어기술의 접목을 통해 단순한 경주로써의 목적이 아닌, 게임과 같은 형식의 종합 여가 수단으로 사용될 수 있는 UX를 구축하는 것을 목표로 한다.
    연구의 목표는 크게 3가지로 세분화 할 수 있다. 첫째, 기존의 엔진 카트를 대체하며 동일한 성능을 유지할 수 있는 전동 카트를 제작한다.둘째, 차량 상태 추정 로직의 개발 및 이를 통한 샤시 통합 제어 전략을 수립한다. 최종적으로 개발된 카트 및 제어기법을 통합하고, UI 및 추가 컨텐츠 제작을 통하여 사업화 기반을 구축한다.
    5개월간 수행된 연구로 엔진 카트를 대체할 수 있는 전동 카트의 프로토타입을 제작하였으며, 이를 제어하기 위한 제어 로직 설계의 선결조건인 노면 마찰계수 추정, 차량 방위각 및 slip angle 추정기를 설계하였다. 또한 유압 및 진공을 사용하지 않는 전동 카트의 특성에 맞추어 기존의 유압브레이크를 전동식 브레이크로 대체하기 위하여 전동식 브레이크 제동력 추정 및 이를 기반으로 하는 제어 방안을 수립하였다.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 보고서 초록 ... 3
    4. 요약문 ... 4
    5. SUMMARY ... 5
    6. CONTENTS ... 6
    7. 목차 ... 7
    8. 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 8
    9. 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 10...
    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 보고서 초록 ... 3
    4. 요약문 ... 4
    5. SUMMARY ... 5
    6. CONTENTS ... 6
    7. 목차 ... 7
    8. 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 8
    9. 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 10
    10. 제 1 절 전기자동차 기술 현황 ... 10
    11. 제 2 절 국내외 카트 사업 현황 ... 12
    12. 제 3 절 차량 제어 기술 현황 ... 13
    13. 1. 차량 자세 추정 기법 ... 13
    14. 2. 전동식 클램핑 브레이크 기술 ... 14
    15. 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 16
    16. 제 1 절 레저용 전동카트 시스템 구성 ... 16
    17. 제 2 절 타이어 마찰 계수 추정 ... 17
    18. 1. 종방향 운동하의 노면마찰계수 추정 ... 18
    19. 2. Pneumatic trail 기반의 횡방향 노면마찰계수 추정 ... 20
    20. 3절 차량 자세 추정 알고리즘 ... 24
    21. 1. 차량 방위각 추정 방법 ... 25
    22. 2. 슬립 각도 추정 ... 28
    23. 제 4 절 전자구동 브레이크의 추정 기반 제어 ... 30
    24. 제 5 절 상업성 확보를 위한 운영 전략 수립 ... 33
    25. 1. 제품 개발 목표 ... 33
    26. 2. 카트 대여주행 이벤트 사업화 방안 ... 34
    27. 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 35
    28. 제 1 절 차량 상태 추정 기술의 실현가능성 검증 ... 35
    29. 제 2 절 전동 레저카트의 상업성 가능성 ... 35
    30. 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 37
    31. 제 6 장 참고문헌 ... 39
    32. 끝페이지 ... 40
  • 참고문헌

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