KR20140046124A - Trace control algorithm at the a manless motor vehicle for electric power system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 골프카의 무인운전을 위한 유도선 추종 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 일부 유도선 감지 센서의 고장시에도 고장허용 제어를 통하여 차량이 경로를 이탈하지 않고 유도선를 추종하여 운전 할 수 있도록 하는 제어 장치의 알고리즘에 관한 것이다.
The present invention relates to a guide line tracking control device for unmanned driving of a golf car, and more specifically, the vehicle can drive by following the guide line without leaving the path through fault tolerance control even when some of the guide line detection sensor failure. To an algorithm of a control device.
골프차는 유무인 운전이 가능하도록 개발되고 있으며, 무인운전을 위해서는 노면에 전자기파를 발생시키는 유도선을 매설하고 차량에는 이를 감지하는 센서를 두어 유도선과의 이탈 정도를 파악토록 하여 이에따라 차량의 조향장치를 조작함으로써 차량이 유도선을 추종하도록 하고 있다.Golf cars are being developed to allow unmanned driving, and for unmanned driving, a guide line that generates electromagnetic waves is placed on the road surface, and a sensor is installed on the vehicle to detect the deviation from the guide line. By operating, the vehicle follows the guide line.
여기서, 유도선을 감지하는 센서는 도1에서와 같이 차량 앞쪽에 좌우측에 각각 1개씩 배치되어 있어 이들 좌우의 센서(2,3)의 출력값의 크기에 의한 편차를 통하여 이탈정도 및 이탈 방향을 알 수 있다. 그러나, 좌우측 센서 어느 하나의 고장이 발생 한 경우에는 잘못된 편차값을 인식하게 되어 차량은 경로를 이탈하게 된다.Here, as shown in FIG. 1, one sensor for detecting a guide line is disposed at the left and right sides in front of the vehicle, so that the deviation degree and the deviation direction can be known through the deviation of the output values of the
일반적으로 제어시스템에 있어서 일부 센서나 액추에이터의 고장에 대해서 고장으로 인한 시스템의 정지나 오작동을 방지하기위해 소위 고장허용제어 장치를 갖추어야 한다. 즉, 고장 허용제어는 제어시스템이 목표로 하는 성능에는 저하 (Performance Degradation) 되지만 시스템의 정지나 오작동 없이 제어시스템을 수행 할 수 있도록 한다. In general, a control system should be equipped with a so-called fault-tolerant control unit to prevent the failure or malfunction of the system due to the failure of some sensors or actuators. In other words, fault tolerance control reduces performance that the control system is aiming for, but it allows the control system to be performed without stopping or malfunctioning the system.
전동차는 전기구동 모터로 차량이 주행되며, 차량의 선회를 위해서는 조향기구를 두는 것이 일반적이다. 특히, 무인 유도차의 경우는 무인운전이 가능하도록 노면에 유도선(1)을 매설하고, 유도선을 따라 차량이 조타되도록 하는 장치가 구비되어 있다.Electric cars are driven by electric drive motors, and it is common to have steering mechanisms for turning the vehicle. In particular, in the case of an unmanned guided vehicle, a guide line 1 is embedded in the road surface to enable unmanned driving, and a device is provided to steer the vehicle along the guided line.
첨부된 도 1은 종래의 유무인 운전이 가능한 전동차량의 구성도를 나타내는 것으로, 그 세부구성은 전동차량이 이동하는 도로에 매립된 유도선(1)을 따라 전동차량이 구동함에 있어 전동차 전방 일측에 좌측 유도기전력 센서(2) 및 우측 유도기전력 센서(3)가 구동하여 매립된 유도선(1)을 감지하여 해당 기전력을 인지하여 조향기어 및 조향기구 어셈블리(4)에 전송함으로써 동작하게 된다.1 is a view illustrating a configuration of a conventional electric vehicle capable of driving unattended, and the detailed configuration thereof is one side in front of the electric vehicle in driving the electric vehicle along a guide line 1 embedded in a road on which the electric vehicle moves. The left induction
즉, 유인으로 전동차 구동시 전동차의 운전자가 유도선(1)이 설치된 도로에 따라 조향 휠(7)을 구동하면 조향 어셈블리(4)와 연결된 조향 컬럼(6)이 동작하는데, 이때 조향 어시스트 전동모터(5)에 동작하여 운전자 조향 휠(7)의 회전 반경에 따라 구동하게 된다. That is, when the driver of the electric vehicle drives the
한편, 무인으로 전동차를 구동할 때 좌우측 유도기전력 센서(2,3)가 도로상의 유도선(1)을 감지하여 조향기구 어셈블리(4)에 전송하면 해당 신호를 차량제어기(8)로 전송되고, 차량제어기(8)의 제어신호에 따라 조향 휠(7)이 구동되어 유도선(1)에 따라 조향 어시스트 전동모터(5)에 의해 조향 휠(7)이 구동하게 된다.On the other hand, when driving the electric vehicle unattended, when the left and right induction electromotive force sensors (2, 3) detects the induction line (1) on the road and transmits to the steering mechanism assembly 4, the corresponding signal is transmitted to the vehicle controller (8), The
이때, 상기의 동작에서 차량제어기(8)의 제어신호에 따라 모터 드라이버(9)가 토크가 발생되고, 발생된 토크에 따라 후륜의 전기구동모터 및 감속기 어셈블리(13)에 해당 신호가 전송되고 조향 휠(7)의 직진 또는 회전 반경 신호에 따라 감속기 어셈블리(13)에 전송된 신호가 좌우측 구동축(11,12)을 구동하여 전동차가 구동되게 된다. At this time, the
즉, 도로의 노면에 매설된 유도선(1)을 전동차 전방의 좌측 및 우측 유도기전력 센서(2, 3)가 해당 유도선을 감지하여 감지된 유도선에 따른 유도기전력을 챠량제어기(8)에 전송하여 전동차가 구동하는 것은 동일하다. 종래의 전동차의 좌륜 또는 우륜을 구동축이 하나의 모터 드라이버(9)에 의해 동작하는데, 즉 차량 제어기(8)와 직접 연동된 모터 드라이버(9)에 유도기전력 센서에서 전송된 신호에 따라 직진 또는 회전의 신호를 차량제어기(8)에서 모터 드라이버(9)로 전송하여 모터 드라이버(9)에서 해당 토크에 따라 좌측 또는 우측 구동축(11, 12)에 해당 신호를 전송하여 전동차를 동작하도록 구성되어 있다.That is, the induction lines 1 embedded in the road surface of the road are sensed by the left and right induction
상기 전기구동 모터에 의한 차륜의 구동은 전기 구동 모터를 차량 내부에 설치하고 구동축에 의해 좌우륜에 연결하는 것으로 되어 있다. The driving of the wheel by the electric drive motor is to install the electric drive motor inside the vehicle and to connect the left and right wheels by the drive shaft.
그러나 최근에는 전기구동 모터를 차륜에 직접 설치하는 인휠모터 전기자동차가 개발되고 있다. Recently, however, in-wheel motor electric vehicles that directly install electric drive motors on wheels have been developed.
인휠모터 전기구동차는 각 차륜의 토크 및 속도를 독립적으로 제어 할 수 있다는 특징을 갖게 되며, 이것을 이용하면 차량의 선회를 조향기구에 의하지 않고 할 수 있다.In-wheel motor electric drive vehicle is characterized by the ability to independently control the torque and speed of each wheel, it is possible to turn the vehicle without the steering mechanism.
본 발명에서는 유도골프차에 있어서 유도선 감지 센서의 고장으로 차량이 오작동 되어 파손되는 것을 방지하는 고장허용제어를 기법을 제공하고자 한다.
In the present invention, to provide a technique for fault tolerance control to prevent the vehicle is malfunctioned and damaged by the failure of the guideline sensor in the guide golf car.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 좌우측 유도센서의 어느 하나가 고장이 있더라도 좌우측의 중심에 센서를 추가로 구성하여 정상적인 센서와 연계하여 유도선을 추종하는 고장허용제어 기법을 제공하는 무인 전동카트용 EPS의 추종 알고리즘을 제공함에 있다.
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, even if any one of the left and right induction sensor has a failure additional control to follow the induction line in conjunction with the normal sensor by configuring the sensor in the center of the left and right side It is to provide a tracking algorithm of EPS for unmanned electric cart that provides the technique.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 전륜 또는 후륜의 좌우륜에 인휠(In-Wheel) 모터를 탑재하고, 인휠모터의 독립 구동력 제어를 통하여 별도의 조향장치를 탑재하지 않고 차량의 주행 및 선회를 제어하는 무인 전통카트에 있어서, 상기 전동차의 전방 일측에 위치하고 노면에 매립된 유도선에 따라 유도기전력을 감지하는 좌측/우측 유도기전력센서와 상기 유도기전력센서의 감지신호에 따라 전동차의 직진 또는 회전을 구동하기 위해 조향각 센서가 구비된 조향 휠과, 상기 전동차의 전반적인 동작을 제어하고 유도기전력센서의 감지신호에 따라 조향 휠의 구동여부를 결정하는 챠량제어기와, 상기 차량제어기와 연결되어 차량제어기의 구동토크 신호에 따라 좌측 우측 인휠모터의 구동토크를 결정하는 좌측/우측 인휠모터 드라이버와 상기 좌측/우측 인휠모터 드라이버와 각각 연결되어 차량제어기의 구동토크 신호에 따라 드라이버의 구동신호에 따라 좌측 또는 차륜을 구동하기 위해 차륜 내부에 각각 구성된 좌측/우측 인휠모터로 구성되며, 유도선 감지센서를 차량 중앙부에 설치하여 좌우측 센서가 유도선으로부터 거리와 등간격을 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무인 전동카트용 EPS의 추종 알고리즘을 제공하는 것을 특징으로 한다.
According to a feature of the present invention for achieving the above object, an in-wheel motor is mounted on the left and right wheels of the front wheel or the rear wheel, and the vehicle is mounted without an additional steering device through independent driving force control of the in-wheel motor. In the unmanned traditional cart to control the driving and turning, the left / right induction electromotive force sensor for detecting induction electromotive force according to the induction line embedded on the front side of the electric vehicle and embedded in the road surface and the detection signal of the induction electromotive force sensor A steering wheel equipped with a steering angle sensor for driving straight or rotation, a vehicle controller for controlling the overall operation of the electric vehicle and determining whether the steering wheel is driven according to a detection signal of an induction electromotive force sensor, and connected to the vehicle controller Left / right in-wheel motor drive to determine driving torque of left-right in-wheel motor according to drive torque signal of vehicle controller And left / right in-wheel motors connected to the left / right in-wheel motor drivers and configured to drive left or right wheels according to the drive signal of the driver according to the drive torque signal of the vehicle controller, respectively. The sensor is installed in the center of the vehicle, the left and right sensors are characterized in that it provides a tracking algorithm of EPS for unmanned electric carts, characterized in that configured to maintain the distance and the equal interval from the guide line.
본 발명에 따른 무인 전동카트용 EPS의 추종 알고리즘은 유도골프카의 유도선 추종제어에 따르면 유도선 감지 센서를 차량의중앙부에 추가하고 이를 유도선으로부터 좌우측 유도선 감지센서와 등간격으로 설치하여 좌우측 어느 하나의 유도센서가 고장이 발생하더라도 차량의 유도선으로부터 쏠림 방향을 감지해 낼 수 있기 때문에, 기존에 좌우측 센서만으로 구성된 차량이 센서의 고장으로 유도선 추종제어를 할 수 없어 사고로 이어지는 것을 방지할 수 있다.
The tracking algorithm of the EPS for an unmanned electric cart according to the present invention, according to the guideline tracking control of the guided golf car, adds a guideline sensor to the center of the vehicle and installs it at equal intervals from the guideline to the left and right guideline sensors. Since any induction sensor can detect the direction of pull from the induction line of the vehicle, it prevents the vehicle consisting of the left and right sensors only from following the induction line due to the failure of the sensor, leading to an accident. can do.
도 1은 종래의 유도 골프차의 구성과 유도선 센서의 위치의 구성을 도시한 단면도
도 2는 본 발명에 따른 무인 전동카트용 EPS의 차량 중앙부 유도선 센서를 구성한 단면도
도 3은 본 발명의 무인 전동카트용 EPS의 추종 알고리즘의 실시예에 따른 중앙부 센서의 좌우측 센서와 유도선의 등간격을 도시한 단면도1 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional guided golf car and the configuration of the position of the guide line sensor
Figure 2 is a cross-sectional view of the vehicle guide line sensor of the vehicle center of the unmanned electric cart EPS according to the present invention
Figure 3 is a cross-sectional view showing the equal intervals of the left and right sensors and the guide line of the central sensor according to an embodiment of the tracking algorithm of the EPS for unmanned electric carts of the present invention.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면들을 함께 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
The above objects, features, and advantages will become more apparent from the detailed description given hereinafter with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those skilled in the art to which the present invention pertains may share the technical idea of the present invention. It will be easy to implement. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 유도골프차의 유도선 추종제어는, 기존의 유도선 감지 센서를 차량 중심에서 일정거리를 두어 좌우측에 설치하는 것에 더하여 도 3와 같이 차량 중심의 위치에 추가적인 유도선 센서를 설치하여 이들 센서의 어느 하나의 고장이 발생하더라도 유도 차량이 유도선을 추종 할 수 있도록 하는 제어 알고리즘을 제공한다. 이때 차량의 중심에 위치하는 유도선 센서의 위치는 좌우측 유도센서가 유도선과의 이루는 거리와 동일한 거리를 갖도록 설치한다In the guideline following control of the guided golf vehicle of the present invention, in addition to installing a conventional guideline sensor at a left and right side at a certain distance from the center of the vehicle, by installing an additional guideline sensor at the position of the vehicle center as shown in FIG. It provides a control algorithm that allows the guided vehicle to follow the guideline in the event of any failure of the sensor. At this time, the position of the guide line sensor located in the center of the vehicle is installed to have the same distance as the distance between the left and right induction sensor and the guide line.
(수식1)(Equation 1)
이렇게 하면 차량이 도 2와 같이 유도선과 차량의 중심의 위치가 일치하게 되면 각 유도센서의 출력값은 동일하게 된다. In this case, as shown in FIG. 2, when the position of the guide line and the center of the vehicle coincide with each other, the output values of the induction sensors are the same.
먼저, 좌측의 유도센서(2)가 고장인 경우 중앙의 유도센서(14)와 우측 유도센서(3)로 차량의 쏠림 방향을 판별하는 것은 다음과 같이 된다. 즉, 차량이 우측으로 쏠려있는 경우 중앙의 유도센서의 출력값()과 우측의 유도센서의 출력값()의 편차()은 항상 양수가 된다. 또한, 차량이 좌측으로 쏠려있는 경우는 이들의 편차값()은 항상 음수가 된다. 따라서, 좌측 유도센서의 고장이 발생하더라도 차량의 쏠림 방향을 알 수 있는 것이 된다.First, when the
(수식 2)(Equation 2)
마찬가지로, 우측의 유도센서(3)가 고장인 경우 중앙의 유도센서의 출력값()과 좌측 유도센서의 출력값()으로 부터 차량의 쏠림의 방향을 판별할 수 있다. 즉, 차량이 우측으로 쏠려있는 경우 중앙의 유도센서의 출력값()과 좌측의 유도센서의 출력값()의 편차()은 항상 양수가 된다. 또한, 차량이 좌측으로 쏠려있는 경우는 이들의 편차값()은 항상 음수가 된다. 따라서, 우측 유도센서의 고장이 발생하더라도 차량의 쏠림 방향을 알 수 있는 것이 된다. Similarly, when the
(수식 3)(Equation 3)
1 : 노면 매립된 유도선 2 : 좌측 유도기전력 센서
3 : 우측 유도기전력 센서 4 : 조향기어 및 조향기구 어셈블리
5 : 조향 어시스트 전동모터 6 : 조향 컬럼
7 : 좌륜 인휠모터 드라이버 8 : 조향 휠
9 : 모터 드라이버
11 : 좌측륜 구동축 12 : 우측륜 구동축
13 : 전기구동모터 및 감속기 어셈블리
14 : 차량 중앙 유도기전력 센서1: road-filled induction wire 2: left induction electromotive force sensor
3: right induction electromotive force sensor 4: steering gear and steering mechanism assembly
5: steering assist electric motor 6: steering column
7: left wheel in-wheel motor driver 8: steering wheel
9: motor driver
11: left wheel drive shaft 12: right wheel drive shaft
13: electric drive motor and reducer assembly
14 vehicle center induction electromotive force sensor
Claims (3)
상기 전동차의 전방 일측에 위치하고 노면에 매립된 유도선에 따라 유도기전력을 감지하는 좌측/우측 유도기전력센서와
상기 유도기전력센서의 감지신호에 따라 전동차의 직진 또는 회전을 구동하기 위해 조향각 센서가 구비된 조향 휠과,
상기 전동차의 전반적인 동작을 제어하고 유도기전력센서의 감지신호에 따라 조향 휠의 구동여부를 결정하는 챠량제어기와,
상기 차량제어기와 연결되어 차량제어기의 구동토크 신호에 따라 좌측 우측 인휠모터의 구동토크를 결정하는 좌측/우측 인휠모터 드라이버와
상기 좌측/우측 인휠모터 드라이버와 각각 연결되어 차량제어기의 구동토크 신호에 따라 드라이버의 구동신호에 따라 좌측 또는 차륜을 구동하기 위해 차륜 내부에 각각 구성된 좌측/우측 인휠모터로 구성되며,
유도선 감지센서를 차량 중앙부에 설치하여 좌우측 센서가 유도선으로부터 거리와 등간격을 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무인 전동카트용 EPS의 추종 알고리즘.
In an unmanned traditional cart that mounts an in-wheel motor on the left and right wheels of the front wheel or the rear wheel and controls the driving and turning of the vehicle without a separate steering device through the independent driving force control of the in-wheel motor,
A left / right induction electromotive force sensor which is located on one side of the front of the electric vehicle and senses induction electromotive force according to an induction line embedded in a road surface;
A steering wheel equipped with a steering angle sensor for driving the straight or the rotation of the electric vehicle according to the detection signal of the induction electromotive force sensor;
A vehicle controller for controlling overall operation of the electric vehicle and determining whether the steering wheel is driven according to a detection signal of an induction electromotive force sensor;
A left / right in-wheel motor driver connected to the vehicle controller to determine the drive torque of the left-right in-wheel motor according to the drive torque signal of the vehicle controller;
It is connected to the left / right in-wheel motor driver, respectively, and consists of left / right in-wheel motors respectively configured inside the wheels to drive the left or the wheels according to the drive signal of the driver according to the drive torque signal of the vehicle controller.
The tracking algorithm of the EPS for an unmanned electric cart, characterized in that the guide line sensor is installed in the center of the vehicle so that the left and right sensors are configured to maintain distances and equal distances from the guide line.
차량 중앙부에 부설된 유도선 감지 센서의 높이는
과 같이 좌우측 센서가 유도선으로 등간격을 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무인 전동카트용 EPS의 추종 알고리즘.
The method according to claim 1,
The height of the guideline sensor installed in the center of the vehicle
The tracking algorithm of EPS for unmanned electric carts, characterized in that the left and right sensors are configured to maintain equal intervals with the guide line as shown.
상기 좌우측 센서중 어느 하나 장애 발생시
및
에 의해 차량이 유도선으로부터 벗어나 쏠림현상을 판별할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 무인 전동카트용 EPS의 추종 알고리즘.
The method according to claim 1,
When any one of the left and right sensor failure occurs
And
The tracking algorithm of the EPS for an unmanned electric cart, characterized in that configured to be able to determine the tilting phenomenon by moving the vehicle away from the guide line.
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KR102496998B1 (en) | 2021-10-14 | 2023-02-08 | 주식회사 델타엑스 | Method of self-driving golf cart and self-driving golf cart |
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2012
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