Modern active chassis control systems have enabled the implementation of a wide range of functions which support and enhance the driver’s ability to pilot the vehicle. One of the key chassis components is the suspension system, which plays the central role in linking the road and the vehicle body. They contribute (with the tires) to the most of the driving feeling of the vehicle. Controlled suspensions offer great improvements in the main dynamic suspension functions; ride comfort and road holding characteristics. Active systems provide superior performance but with a relatively high energy consumption. On the other hand, semi-active systems suffer from passivity constraint, thus the control performance is limited. In general, all introduced systems in the market have limited actuator bandwidth which deteriorates the theoretical performance of the suspension. A feasible enhancement to this problem is to preview the future road disturbances via a look ahead sensor and improve the performance with feedforward control. In practice, active suspension control strategy is continuously adapting its objective between comfort and safety according to the driving conditions. Preview control could enhance both objectives, so the purpose of this study is to give more insights to how preview control can improve the performance in each case and how the feedforward control path should be designed for. For this purpose, two cases will be proposed. The first is to design a controller more oriented to comfort and the other is to design the controller more biased to safety, both without exceeding the suspension deflection constraints. The optimal preview control problem is introduced, and controllers of the two cases has been assessed for different road grades. The results show an improvement in ride comfort, in all cases, but a slight to none in the case of trying to enhance the road holding characteristics.
현대에 들어서 능동 샤시 제어 시스템은 다양한 보조 기능을 이용하여 운전자의 차량 운전 능력을 향상시킨다. 주요 샤시 부품 중 하나는 도로와 차량을 연결해주는 역할을 하는 서스펜션이다. 타이어와 서스펜션은 차량의 승차감을 운전자에게 전달을 해주는 역할을 한다. 서스펜션 제어를 통해 동적인 서스펜션의 기능; 승차감과 노면 유지 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 능동 현가 장치는 우수한 성능을 보이지만 에너지 소모가 상대적으로 크다는 단점을 가지고 있다. 반면에, 반능동 현가장치는 수동성 제약으로 인하여 제어 성능이 제한적이다. 일반적으로 상용화된 모든 시스템에는 제한된 구동기의 대역폭이 있어 서스펜션의 이론적 성능을 저하시킨다. 이 문제에 대한 실현 가능한 향상 방법은 노면의 외란 등의 미래 정보를 센서를 통해 예견하여 이를 피드포워드 제어에 이용하는 것이다. 실제로, 능동 서스펜션 제어 전략은 실시간으로 승차감과 안정성을 주행 조건에 따라 지속적으로 목표에 적응시키는 전략을 사용하고 있다. 노면 예견 제어는 위 두 가지 목적을 모두 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 예견 제어가 각 상황에 따라 성능 향상에 미치는 영향을 살펴보고, 피드포워드제어 제어 경로를 설정하는 방법에 대해 제안하는 것이다. 이를 위해 두 가지 상황이 제안되었다. 첫 번째는 좋은 승차감을 지향하는 제어기를 설계하고, 다른 하나는 서스펜션의 편향 제한을 초과하지 않으면서 안정성을 지향하는 상황이다. 최적의 예견 제어 문제가 소개되었으며, 두 경우에 따른 제어기가 두 가지 다른 도로 경사도에 대해 평가되었다. 결과는 모든 경우에 승차감의 개선을 보여 주지만, 노면 유지 특성을 향상시키려는 시도의 경우에는 어떠한 영향도 미치지 않은 것을 알 수 있었다.
