시스템의 안정성 : 시스템 출력이 발산하지 않는 것
영상태응답 Zero-state Response
차량 속도가 0 일 때 입력 -> 속도 변화
유한한 입력에 대해 출력 크기가 유한
입력에 의한 응답, 초기 조건이 0
영입력응답
모든 입력이 0 일 때 자동차의 속도변화
제동/구동 시스템
차체 Body :
자동차의 겉 부분, 사람과 화물을 싣는 부분
엔진을 탑재하는 곳, 트렁크 범퍼 지붕 등 모두 포함
자동차 구성의 가장 기본 토대
차대 Chassis :
자동차가 주행을 할 수 있게 하는 장치
엔진, 동력장치, 조향장치, 브레이크 등
엔진 Engine :
자동차를 주행시키기 위한 동력을 만드는 곳
공기와 연료 혼합 후 연소 -> 열에너지 -> 기계적 동력장치로 변환
동력전달장치 :
= 구동시스템 = 파워트레인
엔진에서 발생한 동력을 바퀴까지 전달
엔진의 힘 -> 클러치, 변속기 등 장치로 바퀴까지 전달 -> 바퀴 움직임
엔진 수에 따라 이륜구동/사륜구동
이륜구동 :
엔진과 구동바퀴의 위치에 따라 나뉨
Front engine-Front Wheel drive (FF)
Front engine-Rear wheel drive (FR)
Rear engine-Rear Wheel drvie (RR)
Mid engine-Rear Wheel drive(MR)
사륜구동 :
4개의 바퀴 구동
제동시스템 :
= 브레이크
마찰력으로 차량을 감속, 정지, 계속 정지시키는 장치
- 상용 브레이크 : 주행중
- 보조 브레이크 : 상용 브레이크 보조
- 파킹 브레이크 : 주차 유지
서스펜션 :
= 현가시스템
자동차에 가해지는 충격이나 흔들림을 막아주는 장치로 승차감에 영향을 줌
샤시스프링 / 스테빌라이저
조향시스템 :
= 방향을 잡는 장치
운전자 마음대로 자동차 방향을 바꿔주는 장치
초기) 운전자의 힘 만으로만 바퀴 방향을 움직임
중기) 유압식, 전자 유압식
최근) 전동식 파워스티어링 EPS
Chassis-자동차 움직임
X축 - 제동과 구동 시스템
Y축 - 조향 시스템
Z축 - 현가 시스템 -> 안정성, 승차감
(X,Y) - 제동과 구동시스템, 조향시스템 움직임 = 액셀과 브레이크, 조향 핸들 움직임, 목표지점 도달
파워트레인
각각의 장치들이 기차처럼 연결되어 힘 전달
엔진 -> 클러치 -> 변속기 -> 추진축 -> 종감속 장치 및 차동기어장치 -> 차축ㄱ -> 바퀴
엔진 :
가솔린, 디젤, 모터(전기자동차)
클러치 :
바퀴와 엔진 분리
변속기 :
엔진 동력을 속도 주행 환경에 따라 필요한 회전력으로 바꿔 주는 장치
주행상황 별 적절한 토크를 내게 함
자동/수동
종감속장치 :
동력 전달 및 회전축 방향 변경
출력 토크 증대를 위한 감속의 역할
차동기어 :
회전각의 차이로 달라지는 각 바퀴의 속력 보정
-> 엔진 동력을 각 바퀴에 배분함
제어기
ECU (Engine Control Unit)
엔진의 흡기 연료, 점화 후처리 시스템 등 제어
운전자 의도를 정확히 반영
TCU (Transmission Control Unit)
수동으로 변속하던 차량을 자동으로 바꿔주는 역할
기존 유압시스템 제어 -> 자동 변속기 시스템 구성 -> 차량 운전 상태 파악, 분석 -> 변속 지점 제어
- 클러치 정밀 제어 : 변속 지점에서 오차 없이 변속
- 지능형 제어 시스템 : 도로 상태, 운전자 성향을 파악해 최적 변속 패턴 설정
- 고장진단 시스템 : 변속기 고장을 운전자에게 알림
제동시스템
달리는 차를 감속, 정지하거나 멈춰있는 차량을 계속 정지시키는 장치
운동에너지 -> 마찰 -> 열에너지 -> 방출 -> 정지
유압식 제동시스템
파스칼의 원리 : 밀폐 용기 속 액체 일부에 가해진 압력은 어느 방향으로도 같은 세기로 액체 각 부분에 전달 -> 작은 힘으로 무거운 물체 제어
- 각 용기에 가해지는 힘을 실린더 단면적으로 조절
ABS (Anti-lock Brake System)
자동차의 브레이크가 잠기지 않게 해주는 시스템
자동으로 브레이크를 잡았다가 풀었다를 반복 -> 미끄러짐 완화
: 최대 정지 마찰력
TCS (Traction Control System)
바퀴의 구동력을 제어하는 시스템
도로 노면과 타이어 사이에 마찰력이 낮아질 때 사용
공회전 바퀴의 속력 측정 -> 각 바퀴의 회전수 차이 -> 엔진출력 up or 브레이크 -> 안정적 움직임
차이점
TCS : 가속페달 -> 동작, 브레이크+엔진 출력 같이 제어
ABS : 브레이크 -> 동작, 브레이크만 제어
ESC (Electronic Stability Control)
ABS와 TCS를 포함한 모든 기능을 통합한 장치
브레이크와 엔진 출력 조절 -> 안정적 주행가능
