KR20100070145A - 주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정기 및 그 추정 방법 - Google Patents

주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정기 및 그 추정 방법 Download PDF

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KR20100070145A
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Abstract

본 발명은 주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정기 및 그 추정 방법에 관한 것으로, 전동기 토크와, 전동기 부담 등가관성에 전동기의 단위시간당 회전각속도의 변화량을 곱한 토크와, 차량의 질량에 차량의 단위시간당 속도의 변화량을 곱한 힘에 음의 값을 곱한 값을 합산하여 중간값을 산출하는 가산기와; 차량의 바퀴 반경을 변속기어비로 나누어준 값과, 상기 중간값을 곱해 점착력을 연산하는 곱셈기;로 구성되는 것을 특징으로 하는 주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정기와, 그 추정 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 차량바퀴와 마찰면 사이의 점착력에 대한 추정시에 주행저항, 구배저항, 공기저항, 곡선저항 등의 주행저항특성을 직접 측정하지 않고서도 점착력을 보다 정확히 추정함에 따라 차량의 추진 및 제동을 위한 제어성능을 향상시키는 장점이 있다.
차량, 점착력, 주행저항

Description

주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정기 및 그 추정 방법 { adhesiveness estimator and the method considering resistence characteristic of vehicle }
본 발명은 주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정기 및 그 추정 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 차량의 실제 주행으로 인해 발생되는 주행저항, 구배저항, 공기저항, 곡선저항 등의 주행저항 특성을 차량의 점착력을 추정하는데 고려함으로서 차량의 점착력을 추정시에 그 오차를 최소화할 수 있는 주행저항을 고려한 차량의 점착력 추정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 바퀴식 구동장치를 이용하여 추진하는 자동차나 열차 등과 같은 차량은 바퀴와 노면간 또는 차륜과 레일간의 마찰력인 점착력에 의해 추진력 및 제동력을 얻는다.
이때, 차량은 가속이나 감속시에 필연적으로 바퀴와 노면간 또는 차륜과 레일 사이에 미끄러짐인 공전 및 활주현상이 발생하게 되며, 이는 마찰면(바퀴와 노 면 또는 차륜과레일) 사이의 최대 점착력 이상의 구동력이 가해지면 과도한 공전현상을 유발하고, 최대 점착력 이상의 제동력에서는 과도한 활주현상을 유발한다.
이러한 과도한 공전현상이나 활주현상은 구동시스템의 제어특성을 불안정하게 만들고 접촉부위의 비정상적인 마모를 형성한다.
또한 이러한 현상은 자동차에서는 자동차의 전복이나 회전을 일으켜 차량사고의 직접적인 원인을 제공하며 시스템의 안전성 및 경제성에 큰 영향을 끼치게 되고, 열차에서는 과도한 공전 및 활주로 인해 차륜과 레일의 과도한 손상으로 유지보수 비용을 증가시킬 뿐만 아니라 각각의 차량시스템이 보유하고 있는 최대의 견인성능을 발휘하지 못하게 된다.
따라서, 차량의 주행 및 제동에 있어서 상기 점착력은 차량제어시 가속성능과 제동성능을 좌우하는 매우 중요한 요소이며, 상기 점착력 정보를 이용하여 차량의 최대점착제어가 수행되고 있지만 구동하는 바퀴와 마찰면사이의 점착력을 직접 실시간으로 측정하는 것이 거의 불가능하기 때문에 많은 연구들에서 점착력 추정기를 구성하고 그로부터 추정치를 이용하고 있다.
좀 더 구체적으로 살펴보면 종래의 점착력 추정기는 아래의 식(1)과 같이 전동기 모델식을 구성한다.
Figure 112008086798189-PAT00001
이때, (
Figure 112008086798189-PAT00002
)는 전동기 부담 등가관성[
Figure 112008086798189-PAT00003
]이고, (
Figure 112008086798189-PAT00004
)는 전동기 기계 적인 회전각속도[
Figure 112008086798189-PAT00005
]이고, (
Figure 112008086798189-PAT00006
)은 전동기 토크[
Figure 112008086798189-PAT00007
]이고, (
Figure 112008086798189-PAT00008
)는 바퀴와 레일 사이의 점착력[
Figure 112008086798189-PAT00009
]이고, (
Figure 112008086798189-PAT00010
)는 바퀴의 반경[
Figure 112008086798189-PAT00011
]이며, (
Figure 112008086798189-PAT00012
)는 변속기어비율이다.
이와 같은 식(1)의 전동기 모델식은 점착력(
Figure 112008086798189-PAT00013
) 또는 점착계수(
Figure 112008086798189-PAT00014
)를 추정하는 식(2) 및 식(3)을 도출할 수 있다.
Figure 112008086798189-PAT00015
Figure 112008086798189-PAT00016
여기서, (
Figure 112008086798189-PAT00017
)는 동력차량의 수직하중 이고, (
Figure 112008086798189-PAT00018
)는 점착계수이고, (
Figure 112008086798189-PAT00019
)는 바퀴나 차륜의 기계적인 회전각속도[
Figure 112008086798189-PAT00020
]이고, (
Figure 112008086798189-PAT00021
)는 전동기 마찰계수이다.
그런데, 상기의 식(1)과 식(2)에서는 차량의 주행시에 발생되는 주행저항이나 구배저항, 곡선저항, 공기저항 등이 전혀 고려되지 않았으며, 또한 이들 저항들은 실시간으로 계측하기 어렵기 때문에 이들 특성을 모델링하여 사용하는 것 또한 어려운 문제점을 갖고 있다.
따라서 이와 같은 주행저항, 구배저항, 공기저항, 곡선저항 등의 주행저항 특성을 고려하지 않은 상태에서의 추정된 점착력을 그대로 사용하는 경우 저속의 평탄도로에서는 유효할 수 있으나 구배가 심하거나 바람이 심하게 차량에 불 때, 고속의 운전시에 또는 예기치 않은 저항요소가 차량에 적용될 때 점착력 추정치에 큰 오차가 발생하고 이를 이용한 제어성능을 저하시킬 수 있다.
따라서, 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 점착력을 추정시에 구배, 곡선, 공기저항 등의 주행저항을 고려함으로서 오차를 최소화할 수 있는 주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정기 및 그 추정 방법을 제공함에 있다.
특히, 본 발명은 점착력 추정시에 주행저항 특성을 전동기 모델에 포함하지만 실제 주행저항의 측정이 필요 없는 점착력 추정식으로 전개하여 측정 가능한 정보들로 부터 점착력을 추정할 수 있는 주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정기 및 그 추정 방법을 제공함에 있다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;
전동기 토크(
Figure 112008086798189-PAT00022
)와, 전동기 부담 등가관성 (
Figure 112008086798189-PAT00023
)에 전동기의 단위시간당 회전각속도의 변화량(
Figure 112008086798189-PAT00024
)을 곱한 토크(
Figure 112008086798189-PAT00025
)와, 차량의 질량(M)에 차량의 단위시간당 속도의 변화량(
Figure 112008086798189-PAT00026
)을 곱한 힘(
Figure 112008086798189-PAT00027
)에 음(-)의 값을 곱한 값을 합산하여 중간값을 산출하는 가산기와; 차량의 바퀴 반경(
Figure 112008086798189-PAT00028
)을 변속기어 비(
Figure 112008086798189-PAT00029
)로 나누어준 값과, 상기 중간값을 곱해 점착력을 연산하는 곱셈기;로 구성되는 것을 특징으로 하는 주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정기를 제공한다.
이때, 상기 차량의 질량(M)에 차량의 단위시간당 속도의 변화량(
Figure 112008086798189-PAT00030
)을 곱한 힘(
Figure 112008086798189-PAT00031
)은 차량의 견인력(
Figure 112008086798189-PAT00032
)에서 총저항력(
Figure 112008086798189-PAT00033
)을 뺀값인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 총저항력(
Figure 112008086798189-PAT00034
)은 주행저항(
Figure 112008086798189-PAT00035
)과, 구배저항(
Figure 112008086798189-PAT00036
)과, 곡선저항(
Figure 112008086798189-PAT00037
)과, 공기저항(
Figure 112008086798189-PAT00038
)과, 기타저항(
Figure 112008086798189-PAT00039
)을 합산한 것임을 특징으로 한다.
그리고, 상기 점착력(
Figure 112008086798189-PAT00040
)을 동력차량의 수직하중[
Figure 112008086798189-PAT00041
] 으로 나누어준 값을 최소 점착계수(
Figure 112008086798189-PAT00042
)로 추정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량은 자동차 또는 철도차량인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은;
차량의 견인력(
Figure 112008086798189-PAT00043
)에서 차량의 질량(M)에 차량의 단위시간당 속도의 변화량(
Figure 112008086798189-PAT00044
)을 곱한 힘을 빼 차량의 주행저항특성인 총저항력(
Figure 112008086798189-PAT00045
)을 구하는 제1단 계; 견인력(
Figure 112008086798189-PAT00046
)에 상기 총저항력(
Figure 112008086798189-PAT00047
)을 더한 값에, 바퀴와 레일 사이의 점착력(
Figure 112008086798189-PAT00048
)과 저항력(
Figure 112008086798189-PAT00049
)을 합한 값에 바퀴의 반경(
Figure 112008086798189-PAT00050
)을 변속기어비(
Figure 112008086798189-PAT00051
)로 나눈값을 곱하여 전동기의 부하토크(
Figure 112008086798189-PAT00052
)를 계산하는 제2단계; 전동기 토크(
Figure 112008086798189-PAT00053
)에서 상기 전동기 부하토크(
Figure 112008086798189-PAT00054
)를 빼 전동기 부담 등가관성 (
Figure 112008086798189-PAT00055
)에 전동기의 단위시간당 회전각속도의 변화량(
Figure 112008086798189-PAT00056
)을 곱한 토크(
Figure 112008086798189-PAT00057
)를 계산하는 제3단계; 상기 토크(
Figure 112008086798189-PAT00058
)식에서 차량의 견인력(
Figure 112008086798189-PAT00059
)을 바퀴와 레일 사이의 점착력(
Figure 112008086798189-PAT00060
)으로 대입하는 제4단계; 상기 제4단계를 거친 후 점착력(
Figure 112008086798189-PAT00061
)을 우변으로 하여 정리하는 제5단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정 방법도 제공한다.
이때, 상기 총저항력(
Figure 112008086798189-PAT00062
)은 주행저항(
Figure 112008086798189-PAT00063
)과, 구배저항(
Figure 112008086798189-PAT00064
)과, 곡선저항(
Figure 112008086798189-PAT00065
)과, 공기저항(
Figure 112008086798189-PAT00066
)과, 기타저항(
Figure 112008086798189-PAT00067
)을 합산한 것임을 특징으로 한다.
또한, 상기 제5단계의 점착력(
Figure 112008086798189-PAT00068
)을 동력차량의 수직하중[
Figure 112008086798189-PAT00069
] 으로 나누어 최소 점착계수(
Figure 112008086798189-PAT00070
)를 계산하는 제6단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 차량은 자동차 또는 철도차량인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 차량바퀴와 마찰면 사이의 점착력에 대한 추정시에 주행저항, 구배저항, 공기저항, 곡선저항 등의 주행저항특성을 직접 측정하지 않고서도 점착력을 보다 정확히 추정함에 따라 차량의 추진 및 제동을 위한 제어성능을 향상시키는 장점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정기 및 그 추정 방법을 첨부한 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
이때, 도 1은 차량의 운동 특성을 설명하기 위해 도시한 운동특성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량의 점착력 추정기를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 의하면, 본 발명에 따른 주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정기(100)는 주행저항, 구배저항, 곡선저항, 공기저항, 기타저항 등과 같은 차량(10)의 주행저항특성을 전동기(20) 모델에 포함하지만 실제 주행저항의 측정이 필요 없는 점착력 추정식으로 전개하여 측정 가능한 정보들로 부터 점착력을 추정한다.
이와 같은 점착력을 추정시에 자동차 또는 철도차량 등과 같은 차량(10)의 운동방정식과 전동기(20)의 운동방정식을 이용하며, 동일한 변수나 상수에 대해서는 동일한 것으로 간주하고 설명한다.
먼저, 차량(10)은 자동차나 열차 등을 포괄하는 개념으로 차량의 운동방정식은 아래의 식(4)와 같다.
Figure 112008086798189-PAT00071
여기서, 상기 (
Figure 112008086798189-PAT00072
)는 차량속도[
Figure 112008086798189-PAT00073
]이고, (
Figure 112008086798189-PAT00074
)는 차량의 견인력[
Figure 112008086798189-PAT00075
]이며, (
Figure 112008086798189-PAT00076
)은 총저항력[
Figure 112008086798189-PAT00077
]이다.
즉, 상기 식(4)에 의하면 차량(10)의 질량(M)에 차량의 단위시간당 속도의 변화량(
Figure 112008086798189-PAT00078
)을 곱한 힘(
Figure 112008086798189-PAT00079
)은 차량(10)의 견인력(
Figure 112008086798189-PAT00080
)에서 총저항력(
Figure 112008086798189-PAT00081
)을 뺀값과 같다.
이때, 상기 총저항력(
Figure 112008086798189-PAT00082
)은 아래의 식(5)와 같다.
Figure 112008086798189-PAT00083
여기서, (
Figure 112008086798189-PAT00084
)는 주행저항이고, (
Figure 112008086798189-PAT00085
)는 구배저항이고, (
Figure 112008086798189-PAT00086
)는 곡선저항이고, (
Figure 112008086798189-PAT00087
)는 공기저항이고, (
Figure 112008086798189-PAT00088
)는 기타저항이다.
이와 같이 총저항력(
Figure 112008086798189-PAT00089
)은 차량의 견인력(
Figure 112008086798189-PAT00090
)에 반대하는 저항력인 주 행저항(
Figure 112008086798189-PAT00091
)과, 구배저항(
Figure 112008086798189-PAT00092
)과, 곡선저항(
Figure 112008086798189-PAT00093
)과, 공기저항(
Figure 112008086798189-PAT00094
)과, 기타저항(
Figure 112008086798189-PAT00095
)의 총합이다.
다음으로 전동기(20)의 운동방정식은 아래의 식(6)과 같이 정리할 수 있다.
Figure 112008086798189-PAT00096
여기서, 상기 (
Figure 112008086798189-PAT00097
)는 전동기 부담 등가관성[
Figure 112008086798189-PAT00098
]이고, (
Figure 112008086798189-PAT00099
)는 전동기 기계적인 회전각속도[
Figure 112008086798189-PAT00100
]이고, (
Figure 112008086798189-PAT00101
)은 전동기 토크[
Figure 112008086798189-PAT00102
]이고, (
Figure 112008086798189-PAT00103
)은 전동기 부하토크[
Figure 112008086798189-PAT00104
]이다.
즉, 전동기 부담 등가관성 (
Figure 112008086798189-PAT00105
)에 전동기의 단위시간당 회전각속도의 변화량(
Figure 112008086798189-PAT00106
)을 곱한 토크(
Figure 112008086798189-PAT00107
)는 전동기 토크(
Figure 112008086798189-PAT00108
)에서 전동기 부하토크(
Figure 112008086798189-PAT00109
)를 뺀값과 같다.
이때, 상기 전동기의 부하토크(
Figure 112008086798189-PAT00110
)는 전동기 구동토크에 반대하는 저항토크의 합으로서 아래의 식(7)과 같다.
Figure 112008086798189-PAT00111
여기서, (
Figure 112008086798189-PAT00112
)는 바퀴와 레일 사이의 점착력[
Figure 112008086798189-PAT00113
]이고, (
Figure 112008086798189-PAT00114
)는 바퀴의 반경[
Figure 112008086798189-PAT00115
]이며, (
Figure 112008086798189-PAT00116
)는 변속기어비율이다.
즉, 전동기의 부하토크(
Figure 112008086798189-PAT00117
)는 바퀴와 레일 사이의 점착력(
Figure 112008086798189-PAT00118
)과 저항력(
Figure 112008086798189-PAT00119
)을 합한 값에 바퀴의 반경(
Figure 112008086798189-PAT00120
)을 변속기어비(
Figure 112008086798189-PAT00121
)로 나눈값을 곱하여서 구해진다.
한편, 아래의 식(8)에 의하면 차량의 견인력()과 바퀴와 레일 사이의 점착력(
Figure 112008086798189-PAT00123
)의 크기를 동일하게 설정함으로서 동력차량의 수직하중(
Figure 112008086798189-PAT00124
)과 점착계수(
Figure 112008086798189-PAT00125
)를 곱한 점착력에 비해 작거나 같게 함으로서 점착력(
Figure 112008086798189-PAT00126
) 및 점착계수(
Figure 112008086798189-PAT00127
)를 추정할 수 있게 된다.
Figure 112008086798189-PAT00128
여기서, (
Figure 112008086798189-PAT00129
)는 동력차량의 수직하중 이고, (
Figure 112008086798189-PAT00130
)는 점착계수이다.
따라서, 점착력(
Figure 112008086798189-PAT00131
)이 계산되면, 상기 점착력(
Figure 112008086798189-PAT00132
)을 동력차량의 수직하중[
Figure 112008086798189-PAT00133
] 으로 나누어준 값을 최소 점착계수(
Figure 112008086798189-PAT00134
)로 추정할 수 있다.
이상과 같이 도출된 차량(10)의 운동방정식과 전동기(20)의 운동방정식을 이용하여 차량(10)의 점착력을 추정할 수 있는 방정식을 유도한다.
먼저, 식(4)의 차량의 운동방정식을 정리하여 차량에 미치는 총저항력(
Figure 112008086798189-PAT00135
)을 정리하면 아래의 식(9)와 같이 유도된다.
Figure 112008086798189-PAT00136
한편, 상기 유도된 식(9)를 식(7)의 총저항력(
Figure 112008086798189-PAT00137
)에 대입하여 정리하면 아래의 식(10)과 같이 정리된다.
Figure 112008086798189-PAT00138
이때, 식(8)을 이용하여 견인력(
Figure 112008086798189-PAT00139
)을 바퀴와 레일 사이의 점착력(
Figure 112008086798189-PAT00140
)으로 대입하면 상기 식(10)은 아래의 식(11)로 정리된다.
Figure 112008086798189-PAT00141
그리고, 상기 식(11)을 점착력(
Figure 112008086798189-PAT00142
)을 우변으로 하는 식으로 재차 정리하면 아래의 식(12)와 같이 정리된다.
Figure 112008086798189-PAT00143
이와 같이 유도된 식(12)를 살펴보면 점착력(
Figure 112008086798189-PAT00144
)의 추정식에는 주행저항에 관계되는 변수( 주행저항, 구배저항 곡선저항, 공기저항, 및 기타저항 등)가 들어있는 관계식이 보이지는 않지만 이들은 차량운동 특성식으로 전환되어 수식 내에 적용되어있다.
한편, 상기 식(12)의 구성요소는 차량(10)과 전동기(20) 등에서 모두 측정 가능한 요소들로 구성되어있다.
즉, 전동기의 운동방정식을 통해 전동기 부담 등가관성 (
Figure 112008086798189-PAT00145
)에 전동기의 단위시간당 회전각속도의 변화량(
Figure 112008086798189-PAT00146
)을 곱한 토크(
Figure 112008086798189-PAT00147
)을 구할 수 있으며, 차량의 운동방정식을 통해 얻어진 차량의 질량(M)에 차량의 단위시간당 속도의 변화량(
Figure 112008086798189-PAT00148
)을 곱한 힘(
Figure 112008086798189-PAT00149
)을 구할 수 있으며, 전동기 토크(
Figure 112008086798189-PAT00150
)와 바퀴의 반경(
Figure 112008086798189-PAT00151
) 및 변속기어비(
Figure 112008086798189-PAT00152
)를 이용하게 된다.
이때, 상기 질량(M)에 차량의 단위시간당 속도의 변화량(
Figure 112008086798189-PAT00153
)을 곱한 힘(
Figure 112008086798189-PAT00154
)의 경우에 식(5)를 통해 주행 저항 등이 포함된 총저항력(
Figure 112008086798189-PAT00155
)이 적용된 상태임을 알 수 있다.
한편, 이와 같은 식(12)에 의해 점착력(
Figure 112008086798189-PAT00156
)이 추정되면, 식(8)에 적용하여 점착계수(
Figure 112008086798189-PAT00157
)를 용이하게 추정할 수 있다.
이상에서 설명한 식(4) ~ 식(12)을 전개해서 얻어진 결과값들을 이용하여 점착력(
Figure 112008086798189-PAT00158
)을 추정하는 점착력 추정기(100)는 가산기(110)와 곱셈기(120)로 이루어져 전동기(20) 구동방정식의 변수들과 차량의 변수들을 이용하여 점착력(
Figure 112008086798189-PAT00159
)을 추정하게 된다.
이때, 상기 가산기(110)는 전동기 토크(
Figure 112008086798189-PAT00160
)와, 전동기 부담 등가관성 (
Figure 112008086798189-PAT00161
)에 전동기의 단위시간당 회전각속도의 변화량(
Figure 112008086798189-PAT00162
)을 곱한 토크(
Figure 112008086798189-PAT00163
)와, 차량의 질량(M)에 차량의 단위시간당 속도의 변화량(
Figure 112008086798189-PAT00164
)을 곱한 힘(
Figure 112008086798189-PAT00165
)에 음(-)의 값을 곱한 값을 합산하여 중간값을 산출하게 된다.
또한, 상기 곱셈기(120)는 차량(10)의 바퀴 반경(
Figure 112008086798189-PAT00166
)을 변속기어비(
Figure 112008086798189-PAT00167
)로 나누어준 값과 상기 중간값을 곱해주어 최종적인 추정 점착력(
Figure 112008086798189-PAT00168
)을 계산하게 된다.
따라서, 이와 같은 점착력 추정기(100)는 주행저항(
Figure 112008086798189-PAT00169
)과, 구배저항(
Figure 112008086798189-PAT00170
)과, 곡선저항(
Figure 112008086798189-PAT00171
)과, 공기저항(
Figure 112008086798189-PAT00172
)과, 기타저항(
Figure 112008086798189-PAT00173
) 등의 주행저항특성을 직접 변수로서 사용하지 않고서도 점착력을 추정할 수 있게 된다.
이상의 식들을 통한 점착력의 추정방법은 직접적인 수식연산관계로만 유도했지만, 유도된 식(11)을 기본식으로 하여 상태관측기, 순환최소자승법 등 다양한 점착력 추정방법을 적용함도 바람직하다.
또한, 상기 식(11)에 필터함수를 적용하여 센서측정잡음 등의 영향을 감소시키도록 구성함도 바람직하다.
한편, 상기의 상수들 중에 반지름, 기어비, 차량질량, 동력차하중들은 적용 시스템 특성에 따라 수치를 변경하거나 또는 선택적으로 사용하거나 사용하지 않을 수 있음은 당연하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
도 1은 차량의 운동 특성을 설명하기 위해 도시한 운동특성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 점착력 추정기를 도시한 도면이다.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
10: 차량 20: 전동기
100: 점착력 추정기 110: 가산기
120: 곱셈기

Claims (9)

  1. 전동기 토크(
    Figure 112008086798189-PAT00174
    )와, 전동기 부담 등가관성 (
    Figure 112008086798189-PAT00175
    )에 전동기의 단위시간당 회전각속도의 변화량(
    Figure 112008086798189-PAT00176
    )을 곱한 토크(
    Figure 112008086798189-PAT00177
    )와, 차량의 질량(M)에 차량의 단위시간당 속도의 변화량(
    Figure 112008086798189-PAT00178
    )을 곱한 힘()에 음(-)의 값을 곱한 값을 합산하여 중간값을 산출하는 가산기와; 차량의 바퀴 반경(
    Figure 112008086798189-PAT00180
    )을 변속기어비(
    Figure 112008086798189-PAT00181
    )로 나누어준 값과, 상기 중간값을 곱해 점착력을 연산하는 곱셈기;로 구성되는 것을 특징으로 하는 주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 차량의 질량(M)에 차량의 단위시간당 속도의 변화량(
    Figure 112008086798189-PAT00182
    )을 곱한 힘(
    Figure 112008086798189-PAT00183
    )은 차량의 견인력(
    Figure 112008086798189-PAT00184
    )에서 총저항력(
    Figure 112008086798189-PAT00185
    )을 뺀값인 것을 특징으로 하는 주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 총저항력(
    Figure 112008086798189-PAT00186
    )은 주행저항(
    Figure 112008086798189-PAT00187
    )과, 구배저항(
    Figure 112008086798189-PAT00188
    )과, 곡선저항(
    Figure 112008086798189-PAT00189
    )과, 공기저항(
    Figure 112008086798189-PAT00190
    )과, 기타저항(
    Figure 112008086798189-PAT00191
    )을 합산한 것임을 특징으로 하는 주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 점착력(
    Figure 112008086798189-PAT00192
    )을 동력차량의 수직하중[
    Figure 112008086798189-PAT00193
    ]으로 나누어준 값을 최소 점착계수(
    Figure 112008086798189-PAT00194
    )로 추정하는 것을 특징으로 하는 주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 차량은 자동차 또는 철도차량인 것을 특징으로 하는 주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정기.
  6. 차량의 견인력(
    Figure 112008086798189-PAT00195
    )에서 차량의 질량(M)에 차량의 단위시간당 속도의 변화량(
    Figure 112008086798189-PAT00196
    )을 곱한 힘을 빼 차량의 주행저항특성인 총저항력(
    Figure 112008086798189-PAT00197
    )을 구하는 제1단계;
    견인력(
    Figure 112008086798189-PAT00198
    )에 상기 총저항력(
    Figure 112008086798189-PAT00199
    )을 더한 값에, 바퀴와 레일 사이의 점착력(
    Figure 112008086798189-PAT00200
    )과 저항력(
    Figure 112008086798189-PAT00201
    )을 합한 값에 바퀴의 반경(
    Figure 112008086798189-PAT00202
    )을 변속기어비(
    Figure 112008086798189-PAT00203
    )로 나눈값을 곱하여 전동기의 부하토크(
    Figure 112008086798189-PAT00204
    )를 계산하는 제2단계;
    전동기 토크(
    Figure 112008086798189-PAT00205
    )에서 상기 전동기 부하토크(
    Figure 112008086798189-PAT00206
    )를 빼 전동기 부담 등가관성 (
    Figure 112008086798189-PAT00207
    )에 전동기의 단위시간당 회전각속도의 변화량(
    Figure 112008086798189-PAT00208
    )을 곱한 토크(
    Figure 112008086798189-PAT00209
    )를 계산하는 제3단계;
    상기 토크(
    Figure 112008086798189-PAT00210
    )식에서 차량의 견인력(
    Figure 112008086798189-PAT00211
    )을 바퀴와 레일 사이의 점착력(
    Figure 112008086798189-PAT00212
    )으로 대입하는 제4단계;
    상기 제4단계를 거친 후 점착력(
    Figure 112008086798189-PAT00213
    )을 우변으로 하여 정리하는 제5단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 총저항력(
    Figure 112008086798189-PAT00214
    )은 주행저항(
    Figure 112008086798189-PAT00215
    )과, 구배저항(
    Figure 112008086798189-PAT00216
    )과, 곡선저항(
    Figure 112008086798189-PAT00217
    )과, 공기저항(
    Figure 112008086798189-PAT00218
    )과, 기타저항(
    Figure 112008086798189-PAT00219
    )을 합산한 것임을 특징으로 하는 주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제5단계의 점착력(
    Figure 112008086798189-PAT00220
    )을 동력차량의 수직하중[
    Figure 112008086798189-PAT00221
    ] 으로 나누어 최소 점착계수(
    Figure 112008086798189-PAT00222
    )를 계산하는 제6단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 차량은 자동차 또는 철도차량인 것을 특징으로 하는 주행저항특성을 고려한 차량의 점착력 추정 방법.
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