liu.seSearch for publications in DiVA
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Model Predictive Control for Heavy Duty Vehicle Platooning
Linköping University, Department of Electrical Engineering. Linköping University, The Institute of Technology.
2012 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Modellbaserad prediktionsreglering för tunga fordon i fordonståg (Swedish)
Abstract [en]

The aim of platooning is to enable several vehicles to drive in a convoy while each vehicle is controlled autonomously in longitudinal direction. All vehicles in the platoon are equipped with WiFi and can therefore apply Vehicle-to-Vehicle (V2V) communication. As a result, a short intermediate distance between the vehicles can be maintained. Reduction of the aerodynamic drag is the result of the short distance, which in turn, reduces the consumed fuel.

This thesis is a part of a larger project, consisting of two other theses that investigate estimation of the sensor data. Other scenarios that may arise with the platooning concept, e.g. packet losses and time synchronization of the different sensors are also analyzed.

The purpose of this master thesis is to develop and evaluate a Model Predictive Control (MPC) in the concept of platooning. The main focus lies on implementation of two types of MPC, centralized and distributed, and later on integration with the other two subsystems is performed.

Results from the MPC itself are evaluated, principally in terms of fuel con- sumption and computational demand. The major part of the results are based on the complete system as one unit and covers different test scenarios such as WiFi loss and non-transmitting vehicle entering the platoon. A comparison of how much energy that is consumed by the engine between an HDV driving with its cruise control and an HDV driving in a platoon has been performed. With an intermediate distance of 10 meters, driving with varying velocity and ideal signals the energy consumption got reduced with an average of 11%. 

Abstract [sv]

Syftet med platooning är att flera tunga fordon kör tätt efter varandra i ett fordonståg. Varje fordon regleras autonomt i longitudinell riktning och är utrustad med WiFi. Detta bidrar till att fordonen kan kommunicera med varandra och denna kommunikation, även kallad Vehicle-to-Vehicle (V2V) - communication, leder till att det relativa avståndet mellan fordonen kan minskas, vilket i sin tur leder till minskat luftmotstånd och därmed minskad bränsleförbrukning.

Detta examensarbete är en del av ett större projekt som består av ytterligare två examensarbeten. De andra två hanterar estimeringen av sensordata samt behandlar förlorat sensordata och tidssynkronisering av de olika sensorerna som används.

Syftet med detta examensarbete är att utveckla och utvärdera en MPC regu- lator i platooning sammanhang. Huvudfokuset ligger på implementeringen, både centraliserad och distribuerad MPC, och integreringen med de två andra delsystemen.

Resultaten från enbart MPC utvärderas i termer av bränsleförbrukning och även beräkningskapactiet, då MPC är känt för att vara väldigt beräkningskrävan- de och är ofta en begränsning för hårdvaran. Den största delen av resultaten är baserade på hela systemet och täcker olika scenarion som exempelvis dålig WiFi uppkoppling och att icke−sändande fordon intar platoonen. En jämförelse av hur mycket energi motorn förbrukade har gjorts mellan ett tungt fordon som kör med farthållaren påslagen och ett tungt fordon som kör i en platoon. Med ett relativt avstånd på 10 meter, varierande hastighet och icke brusiga signaler kan bränsleförbrukning minskas med ett medel på approximativt 11%. 

Place, publisher, year, edition, pages
2012. , 55 p.
Keyword [en]
platooning, MPC, fuel consumption, Vehicle-to-Vehicle communication
National Category
Control Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:liu:diva-78963ISRN: LiTH-ISY-EX--12/4594--SEOAI: oai:DiVA.org:liu-78963DiVA: diva2:537295
External cooperation
Scania CV AB
Subject / course
Automatic Control
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-06-26 Created: 2012-06-26 Last updated: 2012-06-26Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Model Predictive Control for Heavy Duty Vehicle Platooning(1905 kB)425 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1905 kBChecksum SHA-512
5b88ae670a2fea0bd4e49d5957d4d218c82a6dd9e2fea4b1c95772d6a79859532d786bd399cb51c28a6ddcfe324f55aa3f0a1bdcb90f9d6384040cfe319f72ed
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Kemppainen, Josefin
By organisation
Department of Electrical EngineeringThe Institute of Technology
Control Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 425 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 961 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf