KR102219366B1 - 적응형 순항 제어를 위한 버스의 종방향 가속도 제어 방법 및 이를 수행하기 위한 시스템 - Google Patents

적응형 순항 제어를 위한 버스의 종방향 가속도 제어 방법 및 이를 수행하기 위한 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102219366B1
KR102219366B1 KR1020200041701A KR20200041701A KR102219366B1 KR 102219366 B1 KR102219366 B1 KR 102219366B1 KR 1020200041701 A KR1020200041701 A KR 1020200041701A KR 20200041701 A KR20200041701 A KR 20200041701A KR 102219366 B1 KR102219366 B1 KR 102219366B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bus
longitudinal
value
estimated
longitudinal acceleration
Prior art date
Application number
KR1020200041701A
Other languages
English (en)
Inventor
이경수
조아라
Original Assignee
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Application granted granted Critical
Publication of KR102219366B1 publication Critical patent/KR102219366B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K31/00—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/12—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to parameters of the vehicle itself, e.g. tyre models
    • B60W40/13—Load or weight
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2300/00—Indexing codes relating to the type of vehicle
    • B60W2300/10—Buses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2530/00—Input parameters relating to vehicle conditions or values, not covered by groups B60W2510/00 or B60W2520/00
    • B60W2530/10—Weight
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/10—Road Vehicles
    • B60Y2200/14—Trucks; Load vehicles, Busses
    • B60Y2200/143—Busses

Abstract

적응형 순항 제어(Adaptive Cruise Control)를 위한 버스의 종방향 가속도 제어 방법은, 버스에 설치된 센서의 측정값을 이용하여 종방향 목표 가속도를 산출하는 단계, 상기 버스의 종방향 가속도 측정값 및 상기 버스의 종방향 가속도 추정값을 이용하여, 상기 버스가 주행하는 도로의 종방향 경사각 추정값을 산출하는 단계, 상기 버스에 설치된 버스카드 단말기를 통해 파악된 탑승객 숫자에 기초하여 상기 버스의 중량 초기값을 산출하는 단계, 상기 산출된 중량 초기값을 적용하고, 상기 버스의 엔진 토크 측정값, 상기 종방향 가속도 추정값 및 상기 종방향 경사각 추정값을 이용하여 상기 버스의 중량 추정값을 산출하는 단계 및 상기 중량 추정값 및 상기 종방향 경사각 추정값을 반영하여 상기 버스가 상기 종방향 목표 가속도를 가지도록 제어하는 단계를 포함한다.

Description

적응형 순항 제어를 위한 버스의 종방향 가속도 제어 방법 및 이를 수행하기 위한 시스템 {METHOD FOR CONTROLLING LONGITUDINAL ACCELERATION OF BUS FOR ADAPTIVE CRUISE CONTROL, AND SYSTEM FOR PERFORMING THE SAME}
본 명세서에서 개시되는 실시예들은 버스를 적응형 순항 제어 방식으로 주행시키기 위해 버스의 종방향 가속도를 제어하는 방법 및 이를 수행하기 위한 시스템을 제공하기 위한 것이다.
최근 자율주행 기술에 대한 관심이 높아지고 그에 대한 연구도 활발히 진행되고 있는데, 자율주행 기술은 특히 운행 경로가 정해져 있는 버스에 적용하기 용이한 점이 있다.
자율주행을 구현하기 위해 중요한 기술 중 하나가 바로 앞 차량과의 거리를 일정 범위 이내로 유지하도록 차량의 속도를 제어하는 적응형 순항 제어(Adaptive Cruise Control, ACC) 기술이다. 적응형 순항 제어를 위해서는 앞 차량과의 거리와 상대 속력에 따라서 가감속을 해야 하므로, 종방향 가속도의 목표값을 설정하고 설정된 목표값에 따라서 차량의 종방향 가속도를 제어해야 한다.
차량의 종방향 가속도를 제어하기 위해서는 목표값(종방향 목표 가속도)에 따라서 차량의 엔진 토크 및 브레이크 압력을 조절해야 하는데, 이때 차량의 중량을 고려해야 한다. 만약, 종방향 가속도 제어 시 가정하는 차량의 중량이 실제 차량의 중량보다 작다면 원하는 만큼의 가감속이 이루어지지 않게 된다. 반대로, 종방향 가속도 제어 시 가정하는 차량의 중량이 실제 차량의 중량보다 크다면, 급가속이나 급정거로 인해 승차감이 나빠질 수 있다.
버스의 경우에는 탑승객 숫자의 변화로 인해 중량 변화가 자주 일어나고 변화의 폭도 큰 편이므로 버스의 종방향 가속도를 효과적으로 제어하기 위해서는 버스의 중량을 정확하게 추정할 필요가 있다.
한편, 전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 버스를 적응형 순항 제어 방식으로 주행시킴에 있어서, 버스의 중량 추정 정확도를 높임으로써 효과적으로 버스의 종방향 가속도를 제어하기 위한 방법 및 시스템을 제공하고자 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일 실시예에 따르면 적응형 순항 제어를 위한 버스의 종방향 가속도 제어 방법은, 버스에 설치된 센서의 측정값을 이용하여 종방향 목표 가속도를 산출하는 단계, 상기 버스의 종방향 가속도 측정값 및 상기 버스의 종방향 가속도 추정값을 이용하여, 상기 버스가 주행하는 도로의 종방향 경사각 추정값을 산출하는 단계, 상기 버스에 설치된 버스카드 단말기를 통해 파악된 탑승객 숫자에 기초하여 상기 버스의 중량 초기값을 산출하는 단계, 상기 산출된 중량 초기값을 적용하고, 상기 버스의 엔진 토크 측정값, 상기 종방향 가속도 추정값 및 상기 종방향 경사각 추정값을 이용하여 상기 버스의 중량 추정값을 산출하는 단계 및 상기 중량 추정값 및 상기 종방향 경사각 추정값을 반영하여 상기 버스가 상기 종방향 목표 가속도를 가지도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 적응형 순항 제어를 위한 버스의 종방향 가속도 제어 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램으로서, 종방향 가속도 제어 방법은, 버스에 설치된 센서의 측정값을 이용하여 종방향 목표 가속도를 산출하는 단계, 상기 버스의 종방향 가속도 측정값 및 상기 버스의 종방향 가속도 추정값을 이용하여, 상기 버스가 주행하는 도로의 종방향 경사각 추정값을 산출하는 단계, 상기 버스에 설치된 버스카드 단말기를 통해 파악된 탑승객 숫자에 기초하여 상기 버스의 중량 초기값을 산출하는 단계, 상기 산출된 중량 초기값을 적용하고, 상기 버스의 엔진 토크 측정값, 상기 종방향 가속도 추정값 및 상기 종방향 경사각 추정값을 이용하여 상기 버스의 중량 추정값을 산출하는 단계 및 상기 중량 추정값 및 상기 종방향 경사각 추정값을 반영하여 상기 버스가 상기 종방향 목표 가속도를 가지도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 적응형 순항 제어를 위한 버스의 종방향 가속도 제어 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, 종방향 가속도 제어 방법은, 버스에 설치된 센서의 측정값을 이용하여 종방향 목표 가속도를 산출하는 단계, 상기 버스의 종방향 가속도 측정값 및 상기 버스의 종방향 가속도 추정값을 이용하여, 상기 버스가 주행하는 도로의 종방향 경사각 추정값을 산출하는 단계, 상기 버스에 설치된 버스카드 단말기를 통해 파악된 탑승객 숫자에 기초하여 상기 버스의 중량 초기값을 산출하는 단계, 상기 산출된 중량 초기값을 적용하고, 상기 버스의 엔진 토크 측정값, 상기 종방향 가속도 추정값 및 상기 종방향 경사각 추정값을 이용하여 상기 버스의 중량 추정값을 산출하는 단계 및 상기 중량 추정값 및 상기 종방향 경사각 추정값을 반영하여 상기 버스가 상기 종방향 목표 가속도를 가지도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 적응형 순항 제어를 위한 버스의 종방향 가속도 제어 시스템은, 버스와 앞 차량 간 거리 및 상기 앞 차량의 상기 버스에 대한 상대속도를 측정하기 위한 센서, 상기 버스의 종방향 가속도 제어를 위한 프로그램이 저장되는 저장부 및 상기 프로그램을 실행시킴으로써 상기 버스의 중량과 상기 버스가 주행하는 도로의 종방향 경사각을 추정하고, 그 결과에 기초하여 상기 버스의 종방향 가속도를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 센서의 측정값을 이용하여 종방향 목표 가속도를 산출하고, 상기 버스의 종방향 가속도 측정값 및 상기 버스의 종방향 가속도 추정값을 이용하여 상기 도로의 종방향 경사각 추정값을 산출하고, 상기 버스에 설치된 버스카드 단말기를 통해 파악된 탑승객 숫자에 기초하여 상기 버스의 중량 초기값을 산출하며, 상기 산출된 중량 초기값을 적용하고 상기 버스의 엔진 토크 측정값, 상기 종방향 가속도 추정값 및 상기 종방향 경사각 추정값을 이용하여 상기 버스의 중량 추정값을 산출하고, 상기 중량 추정값 및 상기 종방향 경사각 추정값을 반영하여 상기 버스가 상기 종방향 목표 가속도를 가지도록 제어할 수 있다.
전술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 버스의 중량 추정 시 버스에 설치된 버스카드 단말기로부터 획득한 탑승객 숫자를 반영하여 중량 초기값을 설정함으로써 추정 정확도를 높이고, 따라서 버스의 종방향 가속도를 효과적으로 제어할 수 있는 장점을 기대할 수 있다.
개시되는 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 개시되는 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 버스 및 버스에 설치된 종방향 가속도 제어 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 종방향 가속도 제어 시스템의 제어부(130)가 저장부(120)에 저장된 종방향 가속도 제어를 위한 프로그램을 실행시킴으로써 구현되는, 종방향 가속도 제어를 위한 모듈들을 기능별로 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 5는 실시예들에 따른 적응형 순항 제어를 위한 버스의 종방향 가속도 제어 방법을 설명하기 위한 순서도들이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 아래에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 변형되어 실시될 수도 있다. 실시예들의 특징을 보다 명확히 설명하기 위하여, 이하의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서 자세한 설명은 생략하였다. 그리고, 도면에서 실시예들의 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐 아니라, '그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성이 어떤 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들을 더 포함할 수도 있음을 의미한다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 버스 및 버스에 설치된 종방향 가속도 제어 시스템을 도시한 도면이다.
버스를 적응형 순항 제어 방식으로 주행시키기 위해서는 종방향 제어와 횡방향 제어가 필요한데, 본 명세서에서 설명되는 실시예들에서는 종방향 제어를 위한 시스템만을 다루기로 한다. 자세하게는 버스와 앞 차량 간 거리를 미리 설정된 일정 범위 이내로 유지하기 위해서, 앞 차량과의 거리 그리고 앞 차량의 속도에 따라서 버스의 종방향 가속도를 증가시키거나 감소시키는 시스템에 대해서 설명한다.
버스의 종방향 가속도를 효과적으로 제어하기 위해서는, 버스의 중량과 버스가 주행하는 도로의 경사각을 알아야 한다. 따라서, 본 명세서에서 설명하는 실시예에 따른 시스템에서는 버스의 중량 및 도로의 경사각을 추정하고, 그 결과를 반영하여 버스의 구동력과 제동력을 조절함으로써 종방향 가속도를 제어한다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 버스(10)는 종방향 가속도 제어 시스템(100), 버스카드 단말기(200), 엔진(300) 및 브레이크(400)를 포함할 수 있으며, 종방향 가속도 제어 시스템(100)은 센서(110), 저장부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.
센서(110)는 버스(10)와 앞 차량 간 거리, 버스(10)에 대한 앞 차량의 상대속도를 측정하기 위한 구성이다. 센서(110)는 측정한 거리 및 상대속도를 제어부(130)로 전달한다.
저장부(120)는 파일 및 프로그램 등을 저장할 수 있는 적어도 하나의 메모리를 포함하는 구성이다. 저장부(120)에는 버스(10)의 종방향 가속도를 제어하기 위한 프로그램 및 제어에 필요한 다양한 데이터가 저장될 수 있다.
제어부(130)는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 구성으로서 버스(10)의 종방향 가속도를 제어하기 위한 연산 처리를 수행한다. 제어부(130)는 저장부(120)에 저장된 프로그램을 실행시키고, 그 결과에 따라 엔진(300)의 토크를 조절하고 브레이크(400)의 압력을 조절함으로써 버스(10)의 종방향 가속도를 제어할 수 있다. 제어부(130)가 버스(10)의 종방향 가속도를 제어하는 구체적인 프로세스는 아래에서 도 2를 참조하여 자세히 설명하도록 한다.
버스카드 단말기(200)는 운임 처리 및 다른 대중교통 수단으로의 환승 시의 할인 처리를 위해 탑승객(1)이 승하차 시 버스카드(교통카드)를 태깅하는 구성이다. 따라서, 버스카드 단말기(200)에서 집계된 데이터를 통해 버스(10)에 탑승 중인 탑승객의 숫자를 파악할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 버스카드 단말기(200)는 탑승객 숫자에 대한 정보를 제어부(130)에 전달함으로써 제어부(130)가 버스(10)의 중량을 추정할 때 이를 이용할 수 있도록 한다.
도 2는 도 1에 도시된 종방향 가속도 제어 시스템의 제어부(130)가 저장부(120)에 저장된 프로그램을 실행시킴으로써 구현되는, 종방향 가속도 제어를 위한 모듈들을 기능별로 나타낸 도면이다.
다시 말해, 도 2에서 제어부(130) 내에 포함되는 것으로 도시된 구성들은 실제로 서로 분리되어 존재하는 하드웨어 구성들은 아니고, 제어부(130)가 프로그램을 실행시킴으로써 수행되는 프로세스들을 기능별로 담당한다고 가정한 가상의 모듈들이다. 즉, 소프트웨어 구성을 기능별로 표현한 것이라고 볼 수 있다.
도 2를 참조하면, 제어부(130)는 종방향 경사각 추정부(131), 중량 추정부(132) 및 종방향 가속도 제어부(133)를 포함할 수 있다. 도 2에는 제어부(130)에 포함된 각 모듈들이 어떤 입력을 받는지가 표시되었는데, 이러한 입력들을 받아 어떻게 연산 처리를 수행하고 어떤 결과를 출력하는지에 대해서 아래에서 설명하기로 한다.
종방향 경사각 추정부(131)는 종방향 가속도 추정값 및 종방향 가속도 측정값을 입력받아 버스(10)가 주행하는 도로의 경사각을 추정한다. 종방향 가속도 추정값은 휠 속력계에서 측정된 버스(10)의 휠 속력으로부터 산출될 수 있다. 종방향 가속도 추정값은 버스(10)의 실제 종방향 가속도이다. 종방향 가속도 측정값은 버스(10)에 설치된 종방향 가속도계를 이용하여 측정될 수 있다. 종방향 가속도 측정값은 버스(10)의 실제 종방향 가속도에, 도로의 경사각으로 인한 차량의 기울기 때문에 중력이 차량 종방향에 가해지는 값이 반영된 값이다.
종방향 경사각 추정부(131)가 종방향 가속도 추정값 및 종방향 가속도 측정값을 이용하여 종방향 경사각 추정값을 산출하는 방법에 대해서 자세히 설명하면 다음과 같다.
다음의 수학식 1은 종방향 가속도 추정값, 종방향 가속도 측정값 및 종방향 경사각 추정값 간의 관계를 나타낸다.
Figure 112020035672379-pat00001
이때,
Figure 112020035672379-pat00002
는 종방향 가속도 측정값이고,
Figure 112020035672379-pat00003
는 종방향 가속도 추정값이며,
Figure 112020035672379-pat00004
는 종방향 경사각 추정값이다.
종방향 경사각 추정부(131)는 종방향 가속도 측정값 및 종방향 가속도 추정값을 수학식 1에 대입하여 종방향 경사각 추정값을 계산한 후, 이를 이산 칼만 필터(discrete Kalman filter)로 평활화(smoothing)하여 최종적으로 종방향 경사각 추정값을 산출한다.
중량 추정부(132)는 엔진 토크 측정값, 종방향 가속도 추정값 및 종방향 경사각 추정값을 이용하여 버스(10)의 중량을 추정한다. 엔진 토크 측정값은 버스(10)에 설치되는 엔진 토크 계측기를 통해 측정될 수 있다. 종방향 가속도 추정값은 휠 속력계에서 측정된 버스(10)의 휠 속력으로부터 산출된 값이며, 종방향 경사각 추정값은 종방향 경사각 추정부(131)에서 출력된 값이다.
중량 추정부(132)는 버스(10)의 중량을 추정함에 있어서, 탑승객 숫자를 반영하여 산출한 중량 초기값을 적용한다. 중량 추정부(132)는 버스카드 단말기(200)로부터 수신한 탑승객 숫자 정보를 이용하여 버스(10)의 중량 초기값을 산출하는데, 예를 들어 버스(10)의 공차 중량에, 미리 설정된 기준 몸무게(예를 들어, 65kg)와 탑승객 숫자를 곱한 값을 더한 결과를 중량 초기값으로 할 수 있다.
차량의 중량을 추정함에 있어서 차량의 기어비가 변하는 경우나 가속도가 작은 경우에는 추정 정확도가 떨어지며, 차량이 감속하는 경우에는 브레이크의 제동력을 계측하기 어렵기 때문에 중량을 추정하기가 어렵다. 따라서, 일반적으로 차량의 중량을 추정할 때에는 기어비가 변하지 않으면서도 가속도의 크기가 충분한 데이터만을 활용한다. 하지만, 버스(10)의 경우 잦은 정차로 인해 그와 같은 데이터를 확보하기가 어려워 중량 추정 정확도가 떨어지는 편이다.
뿐만 아니라, 버스(10)는 특성상 잦은 탑승객의 승하차로 인해 중량 변화가 자주 일어나고 변화의 폭도 큰 편인데, 이러한 점들이 버스(10)의 중량 추정 정확도를 더 떨어트리는 요인이 된다.
이와 같은 문제점들을 보완하여 버스(10)의 중량 추정 정확도를 높이기 위해 본 실시예에서 중량 추정부(132)는 탑승객 숫자를 반영하여 버스(10)의 중량 초기값을 산출하고 이를 중량 추정 알고리즘 실행 시 적용한다.
중량 추정부(132)가 엔진 토크 측정값, 종방향 가속도 추정값 및 종방향 경사각 추정값을 이용하여 버스(10)의 중량을 추정하는 방법에 대해서 자세히 설명하면 다음과 같다.
엔진(300)의 출력 토크(
Figure 112020035672379-pat00005
: 엔진 토크 측정값)는 트랜스미션(transmission)과 차동 기어(differential gear)를 통해 타이어에 전달되는데, 이때 전체 구동계를 회전시키기 위한 관성력이 감쇄된다. 이를 구동력(
Figure 112020035672379-pat00006
)에 대해서 정리하면 다음의 수학식 2와 같다.
Figure 112020035672379-pat00007
Figure 112020035672379-pat00008
는 타이어의 구동 토크이고,
Figure 112020035672379-pat00009
는 휠의 유효 반지름이고,
Figure 112020035672379-pat00010
는 트랜스미션의 기어비이고,
Figure 112020035672379-pat00011
는 차동 기어의 기어비이고,
Figure 112020035672379-pat00012
는 구동계 효율이고,
Figure 112020035672379-pat00013
은 구동계의 회전 관성에 대한 등가 질량이고,
Figure 112020035672379-pat00014
는 종방향 가속도 추정값이다.
한편, 버스(10)가 경사각이
Figure 112020035672379-pat00015
인 도로를
Figure 112020035672379-pat00016
의 종방향 가속도로 주행한다고 가정하고, 버스(10)에 작용하는 저항력을
Figure 112020035672379-pat00017
이라고 한다면 버스(10)의 종방향 운동 방정식은 다음의 수학식 3과 같으며, 저항력
Figure 112020035672379-pat00018
은 다음의 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112020035672379-pat00019
Figure 112020035672379-pat00020
이때,
Figure 112020035672379-pat00021
는 버스(10)에 작용하는 공기 저항력이고,
Figure 112020035672379-pat00022
는 버스(10)에 작용하는 구름 저항력(rolling resistance force)이고,
Figure 112020035672379-pat00023
는 도로의 경사각으로 인해 중력이 버스(10)에 작용하는 저항력이다.
수학식 2 내지 4를 정리하여 종방향 가속도에 관한 식으로 나타내면 다음의 수학식 5와 같다.
Figure 112020035672379-pat00024
Figure 112020035672379-pat00025
은 구름 마찰계수를 각도로 치환한 값이다.
Figure 112020035672379-pat00026
는 유효 질량으로 구동계의 등가 질량과 차량 질량 간 비율로 정의하며, 수학식 6과 같이 근사식을 통해 계산할 수 있다.
Figure 112020035672379-pat00027
종방향 가속도 추정값(
Figure 112020035672379-pat00028
), 종방향 경사각 추정값(
Figure 112020035672379-pat00029
) 및 엔진 출력 토크(
Figure 112020035672379-pat00030
)를 알면, 버스(10)의 휠의 유효 반지름, 기어비 및 구동계 효율 등을 함께 이용하여 수학식 5를 통해 버스(10)의 질량(
Figure 112020035672379-pat00031
)을 추정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 버스(10)의 질량 추정 시 순환최소자승법(recursive least square method)을 이용할 수 있는데, 순환최소자승법에서 최소화하고자 하는 목적 함수는 다음의 수학식 7과 같다.
Figure 112020035672379-pat00032
Figure 112020035672379-pat00033
는 목적 함수이고,
Figure 112020035672379-pat00034
는 계측값이고,
Figure 112020035672379-pat00035
은 계측값의 시스템 행렬이고,
Figure 112020035672379-pat00036
는 추정값이다.
수학식 7을 최소화하는 추정값의 해는 아래의 수학식 8과 같으며, 이를 실시간으로 센서 계측 데이터를 이용해 계산하기 위해 재귀적 이산화 형태로 표현하면 아래의 수학식 9와 같다.
Figure 112020035672379-pat00037
Figure 112020035672379-pat00038
Figure 112020035672379-pat00039
는 업데이트 게인(update gain)이며,
Figure 112020035672379-pat00040
는 공분산 행렬(covariance matrix)이다.
순환최소자승법을 이용하기 위해 수학식 5를 일반화하여 정리하면 다음의 수학식 10과 같다.
Figure 112020035672379-pat00041
수학식 10에 포함된 각 항은 다음의 수학식 11 내지 13과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112020035672379-pat00042
Figure 112020035672379-pat00043
Figure 112020035672379-pat00044
수학식 11 내지 13을 이용해 순환최소자승법을 적용할 때, 계측값
Figure 112020035672379-pat00045
와
Figure 112020035672379-pat00046
의 절대값이 작으면 추정 성능이 저하될 수 있다. 또한, 기어가 변속될 때 토크 출력이 순간적으로 변하고, 저단에서는 구동계 관성의 영향이 커서 버스(10)의 중량을 추정하기 어렵다. 따라서, 버스(10)의 중량 추정이 적합한 상황에서만 중량 추정부(132)가 활성화될 수 있도록 아래의 표 1과 같이 활성화 조건을 설정할 수 있다.
Figure 112020035672379-pat00047
종방향 경사각 추정부(131) 및 중량 추정부(132)는 각각 위와 같은 과정을 통해 얻은 종방향 경사각 추정값 및 중량 추정값을 종방향 가속도 제어부(133)에 전송한다.
종방향 가속도 제어부(133)는 수신한 수신한 종방향 경사각 추정값 및 중량 추정값을 반영하여, 버스(10)가 종방향 목표 가속도를 가지도록 엔진(300)의 토크 및 브레이크(400)의 압력을 조절할 수 있다.
이때, 종방향 목표 가속도는 도 1의 센서(110)의 측정값을 이용하여 산출될 수 있다. 자세하게는, 제어부(130)는 버스(10)와 앞 차량 간 거리, 버스(10)에 대한 앞 차량의 상대속도를 이용하여, 버스(10)와 앞 차량 간 거리가 미리 설정된 범위 이내로 유지되도록 하기 위한 버스(10)의 종방향 목표 가속도를 계산하여 종방향 가속도 제어부(133)에 전달할 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이 일 실시예에 따른 버스(10)에 설치되는 종방향 가속도 제어 시스템(100)은 버스카드 단말기(200)를 통해 집계된 탑승객 숫자를 이용하여 버스 중량의 초기값을 산출하고, 이를 적용하여 버스(10)의 중량을 추정함으로써 추정 정확도를 높일 수 있고, 그 결과 버스(10)의 효과적으로 종방향 가속도를 제어할 수 있다.
도 3 내지 도 5는 실시예들에 따른 적응형 순항 제어를 위한 버스의 종방향 가속도 제어 방법을 설명하기 위한 순서도들이다. 이상에서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 내용들은 이하에서 도 3 내지 도 5의 순서도들을 참조하여 설명되는 실시예들에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 301 단계에서 종방향 가속도 제어 시스템의 제어부는 센서의 측정값을 이용하여 버스의 종방향 목표 가속도를 설정한다. 센서의 측정값이란, 버스와 앞 차량 간 거리 및 버스에 대한 앞 차량의 상대속도에 대한 측정값을 의미한다.
302 단계에서 제어부는 버스의 종방향 가속도 측정값 및 종방향 가속도 추정값을 이용하여 도로의 종방향 경사각 추정값을 산출한다.
302 단계에 포함되는 세부 단계들을 도 4에 도시하였다. 도 4를 참조하면, 401 단계에서는 버스에 설치된 종방향 가속도계를 이용하여 버스의 종방향 가속도 측정값을 획득한다. 402 단계에서 제어부는 버스에 설치된 휠 속력계의 측정값을 이용하여 버스의 종방향 가속도 추정값을 산출한다. 403 단계에서 제어부는 종방향 가속도 측정값 및 종방향 가속도 추정값을 이용하여 종방향 경사각을 계산한 후, 이를 이산 칼만 필터로 평활화 한 결과를 종방향 경사각 추정값으로 결정한다.
다시 도 3으로 돌아와서, 303 단계에서 제어부는 버스카드 단말기를 통해 탑승객 숫자를 파악하고, 파악된 탑승객 숫자에 기초하여 버스의 중량 초기값을 산출한다. 예를 들어, 제어부는 버스의 공차 중량에, 미리 설정된 기준 몸무게와 탑승객 숫자를 곱한 값을 더한 결과를 중량 초기값으로 할 수 있다.
304 단계에서 제어부는 303 단계에서 산출된 중량 초기값을 적용하고, 버스의 엔진 토크 측정값, 종방향 가속도 추정값 및 종방향 경사각 추정값을 이용하여 버스의 중량 추정값을 산출한다.
304 단계에 포함되는 세부 단계들을 도 5에 도시하였다. 도 5를 참조하면, 501 단계에서 제어부는 303 단계에서 산출된 버스의 중량 초기값을 중량 추정 알고리즘에 적용한다. 502 단계에서 제어부는 엔진 토크 측정값, 종방향 가속도 추정값 및 종방향 경사각 추정값과 함께 버스의 휠의 유효 반지름, 기어비 및 구동계 효율을 이용하되, 순환최소자승법을 통해 버스의 중량 추정값을 산출한다.
다시 도 3으로 돌아와서, 305 단계에서 제어부는 중량 추정값 및 종방향 경사각 추정값을 반영하여 버스의 엔진 토크 및 브레이크 압력을 조절함으로써 종방향 가속도를 제어한다.
이상의 실시예들에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC 와 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램특허 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다.
구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로부터 분리될 수 있다.
뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU 들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
도 3 내지 도 5를 통해 설명된 실시예에 따른 적응형 순항 제어를 위한 버스의 종방향 가속도 제어 방법은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어 및 데이터를 저장하는, 컴퓨터로 판독 가능한 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 이때, 명령어 및 데이터는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 소정의 프로그램 모듈을 생성하여 소정의 동작을 수행할 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 컴퓨터 기록 매체일 수 있는데, 컴퓨터 기록 매체는 컴퓨터 판독 가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 기록 매체는 HDD 및 SSD 등과 같은 마그네틱 저장 매체, CD, DVD 및 블루레이 디스크 등과 같은 광학적 기록 매체, 또는 네트워크를 통해 접근 가능한 서버에 포함되는 메모리일 수 있다.
또한 도 3 내지 도 5를 통해 설명된 실시예에 따른 적응형 순항 제어를 위한 버스의 종방향 가속도 제어 방법은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램(또는 컴퓨터 프로그램 제품)으로 구현될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램은 프로세서에 의해 처리되는 프로그래밍 가능한 기계 명령어를 포함하고, 고레벨 프로그래밍 언어(High-level Programming Language), 객체 지향 프로그래밍 언어(Object-oriented Programming Language), 어셈블리 언어 또는 기계 언어 등으로 구현될 수 있다. 또한 컴퓨터 프로그램은 유형의 컴퓨터 판독가능 기록매체(예를 들어, 메모리, 하드디스크, 자기/광학 매체 또는 SSD(Solid-State Drive) 등)에 기록될 수 있다.
따라서 도 3 내지 도 5를 통해 설명된 실시예에 따른 적응형 순항 제어를 위한 버스의 종방향 가속도 제어 방법은 상술한 바와 같은 컴퓨터 프로그램이 컴퓨팅 장치에 의해 실행됨으로써 구현될 수 있다. 컴퓨팅 장치는 프로세서와, 메모리와, 저장 장치와, 메모리 및 고속 확장포트에 접속하고 있는 고속 인터페이스와, 저속 버스와 저장 장치에 접속하고 있는 저속 인터페이스 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 이러한 성분들 각각은 다양한 버스를 이용하여 서로 접속되어 있으며, 공통 머더보드에 탑재되거나 다른 적절한 방식으로 장착될 수 있다.
여기서 프로세서는 컴퓨팅 장치 내에서 명령어를 처리할 수 있는데, 이런 명령어로는, 예컨대 고속 인터페이스에 접속된 디스플레이처럼 외부 입력, 출력 장치상에 GUI(Graphic User Interface)를 제공하기 위한 그래픽 정보를 표시하기 위해 메모리나 저장 장치에 저장된 명령어를 들 수 있다. 다른 실시예로서, 다수의 프로세서 및(또는) 다수의 버스가 적절히 다수의 메모리 및 메모리 형태와 함께 이용될 수 있다. 또한 프로세서는 독립적인 다수의 아날로그 및(또는) 디지털 프로세서를 포함하는 칩들이 이루는 칩셋으로 구현될 수 있다.
또한 메모리는 컴퓨팅 장치 내에서 정보를 저장한다. 일례로, 메모리는 휘발성 메모리 유닛 또는 그들의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리는 비휘발성 메모리 유닛 또는 그들의 집합으로 구성될 수 있다. 또한 메모리는 예컨대, 자기 혹은 광 디스크와 같이 다른 형태의 컴퓨터 판독 가능한 매체일 수도 있다.
그리고 저장장치는 컴퓨팅 장치에게 대용량의 저장공간을 제공할 수 있다. 저장 장치는 컴퓨터 판독 가능한 매체이거나 이런 매체를 포함하는 구성일 수 있으며, 예를 들어 SAN(Storage Area Network) 내의 장치들이나 다른 구성도 포함할 수 있고, 플로피 디스크 장치, 하드 디스크 장치, 광 디스크 장치, 혹은 테이프 장치, 플래시 메모리, 그와 유사한 다른 반도체 메모리 장치 혹은 장치 어레이일 수 있다.
상술된 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술된 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술된 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 명세서를 통해 보호 받고자 하는 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 사용자 10: 버스
100: 종방향 가속도 제어 시스템 110: 센서
120: 저장부 130: 제어부
200: 버스카드 단말기 300: 엔진
400: 브레이크

Claims (10)

  1. 적응형 순항 제어(Adaptive Cruise Control)를 위한 버스의 종방향 가속도 제어 방법에 있어서,
    버스에 설치된 센서의 측정값을 이용하여 종방향 목표 가속도를 산출하는 단계;
    상기 버스의 종방향 가속도 측정값 및 상기 버스의 종방향 가속도 추정값을 이용하여, 상기 버스가 주행하는 도로의 종방향 경사각 추정값을 산출하는 단계;
    상기 버스에 설치된 버스카드 단말기를 통해 파악된 탑승객 숫자에 기초하여 상기 버스의 중량 초기값을 산출하는 단계;
    상기 산출된 중량 초기값을 적용하고, 상기 버스의 엔진 토크 측정값, 상기 종방향 가속도 추정값 및 상기 종방향 경사각 추정값을 이용하여 상기 버스의 중량 추정값을 산출하는 단계; 및
    상기 중량 추정값 및 상기 종방향 경사각 추정값을 반영하여 상기 버스가 상기 종방향 목표 가속도를 가지도록 제어하는 단계를 포함하며,
    상기 버스의 중량 추정값을 산출하는 단계는,
    상기 엔진 토크 측정값이 상기 버스의 최대 엔진 토크의 30%보다 크고, 상기 종방향 가속도 추정값이 0.3m/sec2보다 크고, 상기 버스의 기어비(gear ratio)가 2보다 크고, 상기 버스의 기어비 변화율(gear ratio rate)이 1/sec보다 작은 경우에만 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 종방향 경사각 추정값을 산출하는 단계는,
    상기 버스에 설치된 종방향 가속도계를 이용하여 상기 종방향 가속도 측정값을 획득하는 단계;
    상기 버스에 설치된 휠 속력계의 측정값을 이용하여 상기 종방향 가속도 추정값을 산출하는 단계; 및
    상기 종방향 가속도 측정값 및 상기 종방향 가속도 추정값을 이용하여 종방향 경사각을 계산한 후 이산 칼만 필터(discrete Kalman filter)로 평활화 한 결과를 상기 종방향 경사각 추정값으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 버스의 중량 추정값을 산출하는 단계는,
    상기 산출된 버스의 중량 초기값을 적용하는 단계; 및
    상기 엔진 토크 측정값, 상기 종방향 가속도 추정값 및 상기 종방향 경사각 추정값과 함께 상기 버스의 휠의 유효 반지름, 기어비 및 구동계 효율을 이용하되, 순환최소자승법(recursive least square method)을 통해 상기 중량 추정값을 산출하는 단계를 포함하며,
    [수학식 1]
    Figure 112020117061619-pat00053

    [수학식 2]
    Figure 112020117061619-pat00054

    상기 수학식 1 및 2를 통해 상기 버스의 중량 추정값을 산출하고,
    이때,
    Figure 112020117061619-pat00055
    는 상기 종방향 가속도 추정값이고,
    Figure 112020117061619-pat00056
    는 중력 가속도이고,
    Figure 112020117061619-pat00057
    는 상기 종방향 경사각 추정값이고,
    Figure 112020117061619-pat00058
    은 구름 마찰계수를 각도로 치환한 값이고,
    Figure 112020117061619-pat00059
    는 유효 질량이고,
    Figure 112020117061619-pat00060
    는 상기 엔진 토크 측정값이고,
    Figure 112020117061619-pat00061
    는 트랜스미션의 기어비이고,
    Figure 112020117061619-pat00062
    는 차동 기어의 기어비이고,
    Figure 112020117061619-pat00063
    는 구동계 효율이고,
    Figure 112020117061619-pat00064
    는 휠의 유효 반지름이고,
    Figure 112020117061619-pat00065
    는 상기 버스에 작용하는 공기 저항력이고,
    Figure 112020117061619-pat00066
    는 구동계의 회전 관성에 대한 등가 질량이고,
    Figure 112020117061619-pat00067
    은 상기 버스의 질량 추정값인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 버스가 상기 종방향 목표 가속도를 가지도록 제어하는 단계는,
    상기 중량 추정값 및 상기 종방향 경사각 추정값을 반영하여, 상기 종방향 목표 가속도에 따라 상기 버스의 엔진 토크 및 브레이크 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 기재된 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  6. 적응형 순항 제어를 위한 종방향 가속도 제어 시스템에 의해 수행되며, 제1항에 기재된 방법을 수행하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  7. 적응형 순항 제어를 위한 버스의 종방향 가속도 제어 시스템에 있어서,
    버스와 앞 차량 간 거리 및 상기 앞 차량의 상기 버스에 대한 상대속도를 측정하기 위한 센서;
    상기 버스의 종방향 가속도 제어를 위한 프로그램이 저장되는 저장부; 및
    상기 프로그램을 실행시킴으로써 상기 버스의 중량과 상기 버스가 주행하는 도로의 종방향 경사각을 추정하고, 그 결과에 기초하여 상기 버스의 종방향 가속도를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 센서의 측정값을 이용하여 종방향 목표 가속도를 산출하고, 상기 버스의 종방향 가속도 측정값 및 상기 버스의 종방향 가속도 추정값을 이용하여 상기 도로의 종방향 경사각 추정값을 산출하고, 상기 버스에 설치된 버스카드 단말기를 통해 파악된 탑승객 숫자에 기초하여 상기 버스의 중량 초기값을 산출하며, 상기 산출된 중량 초기값을 적용하고 상기 버스의 엔진 토크 측정값, 상기 종방향 가속도 추정값 및 상기 종방향 경사각 추정값을 이용하여 상기 버스의 중량 추정값을 산출하고, 상기 중량 추정값 및 상기 종방향 경사각 추정값을 반영하여 상기 버스가 상기 종방향 목표 가속도를 가지도록 제어하며,
    상기 제어부는,
    상기 엔진 토크 측정값이 상기 버스의 최대 엔진 토크의 30%보다 크고, 상기 종방향 가속도 추정값이 0.3m/sec2보다 크고, 상기 버스의 기어비(gear ratio)가 2보다 크고, 상기 버스의 기어비 변화율(gear ratio rate)이 1/sec보다 작은 경우에만 상기 버스의 중량 추정값을 산출하는 것을 특징으로 하는, 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 종방향 경사각 추정값을 산출함에 있어서,
    상기 버스에 설치된 종방향 가속도계로부터 상기 종방향 가속도 측정값을 획득하고, 상기 버스에 설치된 휠 속력계로부터 획득한 측정값을 이용하여 상기 종방향 가속도 추정값을 산출하며, 상기 종방향 가속도 측정값 및 상기 종방향 가속도 추정값을 이용하여 종방향 경사각을 계산한 후 이산 칼만 필터(discrete Kalman filter)로 평활화 한 결과를 상기 종방향 경사각 추정값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 버스의 중량 추정값을 산출함에 있어서,
    상기 산출된 버스의 중량 초기값을 적용하고, 상기 엔진 토크 측정값, 상기 종방향 가속도 추정값 및 상기 종방향 경사각 추정값과 함께 상기 버스의 휠의 유효 반지름, 기어비 및 구동계 효율을 이용하되, 순환최소자승법(recursive least square method)을 통해 상기 중량 추정값을 산출하며,
    [수학식 1]
    Figure 112020117061619-pat00068

    [수학식 2]
    Figure 112020117061619-pat00069

    상기 수학식 1 및 2를 통해 상기 버스의 중량 추정값을 산출하고,
    이때,
    Figure 112020117061619-pat00070
    는 상기 종방향 가속도 추정값이고,
    Figure 112020117061619-pat00071
    는 중력 가속도이고,
    Figure 112020117061619-pat00072
    는 상기 종방향 경사각 추정값이고,
    Figure 112020117061619-pat00073
    은 구름 마찰계수를 각도로 치환한 값이고,
    Figure 112020117061619-pat00074
    는 유효 질량이고,
    Figure 112020117061619-pat00075
    는 상기 엔진 토크 측정값이고,
    Figure 112020117061619-pat00076
    는 트랜스미션의 기어비이고,
    Figure 112020117061619-pat00077
    는 차동 기어의 기어비이고,
    Figure 112020117061619-pat00078
    는 구동계 효율이고,
    Figure 112020117061619-pat00079
    는 휠의 유효 반지름이고,
    Figure 112020117061619-pat00080
    는 상기 버스에 작용하는 공기 저항력이고,
    Figure 112020117061619-pat00081
    는 구동계의 회전 관성에 대한 등가 질량이고,
    Figure 112020117061619-pat00082
    은 상기 버스의 질량 추정값인 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 버스가 상기 종방향 목표 가속도를 가지도록 제어함에 있어서,
    상기 중량 추정값 및 상기 종방향 경사각 추정값을 반영하여, 상기 종방향 목표 가속도에 따라 상기 버스의 엔진 토크 및 브레이크 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 시스템.
KR1020200041701A 2019-10-31 2020-04-06 적응형 순항 제어를 위한 버스의 종방향 가속도 제어 방법 및 이를 수행하기 위한 시스템 KR102219366B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20190137767 2019-10-31
KR1020190137767 2019-10-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102219366B1 true KR102219366B1 (ko) 2021-02-24

Family

ID=74689135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200041701A KR102219366B1 (ko) 2019-10-31 2020-04-06 적응형 순항 제어를 위한 버스의 종방향 가속도 제어 방법 및 이를 수행하기 위한 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102219366B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014019256A (ja) * 2012-07-17 2014-02-03 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp トレーラ車両の路面勾配推定装置
KR20150134349A (ko) * 2013-03-25 2015-12-01 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 차량 레퍼런스 속도를 결정하는 방법 및 이러한 방법을 갖는 차량 제어기
KR20160133905A (ko) * 2015-05-14 2016-11-23 현대자동차주식회사 하이브리드 버스의 중량 추정을 이용한 제어 시스템 및 방법
JP2018080814A (ja) * 2016-11-18 2018-05-24 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
JP2018091756A (ja) * 2016-12-05 2018-06-14 いすゞ自動車株式会社 車両重量推定装置及び車両重量推定方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014019256A (ja) * 2012-07-17 2014-02-03 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp トレーラ車両の路面勾配推定装置
KR20150134349A (ko) * 2013-03-25 2015-12-01 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 차량 레퍼런스 속도를 결정하는 방법 및 이러한 방법을 갖는 차량 제어기
KR20160133905A (ko) * 2015-05-14 2016-11-23 현대자동차주식회사 하이브리드 버스의 중량 추정을 이용한 제어 시스템 및 방법
JP2018080814A (ja) * 2016-11-18 2018-05-24 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
JP2018091756A (ja) * 2016-12-05 2018-06-14 いすゞ自動車株式会社 車両重量推定装置及び車両重量推定方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9849884B2 (en) Hill start assist control method and system for vehicles
US9616898B2 (en) System and method for determining effective road grade characteristic
US9714056B2 (en) Method of controlling a vehicle having an active lift and downforce generating aero system
BR122013012796A2 (pt) Veículo e método para gerenciar tarefas de interface com um condutor
US11338857B2 (en) Apparatus and method for estimating a slope angle of a road
US10421360B2 (en) Traction control considering wheel slip, pitch and heave
KR102375149B1 (ko) 차량 곡률 반경 추정 장치 및 방법
SE1551395A1 (en) A method for determining a change in air resistance felt by a motor vehicle
US20210171044A1 (en) Apparatus for Estimating Friction Coefficient of Road Surface and Method Thereof
KR102219366B1 (ko) 적응형 순항 제어를 위한 버스의 종방향 가속도 제어 방법 및 이를 수행하기 위한 시스템
US20170088197A1 (en) Method of using pressure sensors to diagnose active aerodynamic system and verify aerodynamic force estimation for a vehicle
CN111731309B (zh) 坡度估计方法、装置、设备及车辆
US8204667B2 (en) Method for compensating for normal forces in antilock control
JP6455941B2 (ja) 自動車の縦方向動特性を自動的に制御する方法及び装置
US10829099B2 (en) Auto-calibrated brake control for vehicles at low speeds
US20220289184A1 (en) Method and Device for Scheduling a Trajectory of a Vehicle
CN111770863A (zh) 车辆控制方法及设备
JP7232269B2 (ja) 車両制御方法及び車両制御装置
JP6847336B2 (ja) 計測装置、計測方法及び計測プログラム
KR20220159185A (ko) 군집 주행 차간 거리 제어 장치, 그를 포함한 차량 시스템, 및 그 방법
KR20210067986A (ko) 차량 동적 모델링에 기초한 무인 차량 위치 추종 방법 및 그 장치
US20160297477A1 (en) Vehicle directional control via aerodynamic forces
KR102477587B1 (ko) Ugv 모니터링 방법 및 장치
KR102468158B1 (ko) 도로의 경사에 따른 자율주행 차량의 가속도 제어 방법 및 장치
KR101740517B1 (ko) 자세 제어 장치 및 그의 실제 차속 계산 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant