JPH0399305A - Automatic operating controller for vehicle - Google Patents

Automatic operating controller for vehicle

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Publication number
JPH0399305A
JPH0399305A JP1237587A JP23758789A JPH0399305A JP H0399305 A JPH0399305 A JP H0399305A JP 1237587 A JP1237587 A JP 1237587A JP 23758789 A JP23758789 A JP 23758789A JP H0399305 A JPH0399305 A JP H0399305A
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JP
Japan
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stability factor
vehicle
steering
turning
amount
Prior art date
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Pending
Application number
JP1237587A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masashi Nakamura
誠志 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH0399305A publication Critical patent/JPH0399305A/en
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

PURPOSE:To suppress the course deviation of a vehicle to a minimum by judging steady circular turning when the variation of a stability factor exceeds a prescribed value, storing the judged result and correcting a steering value in accordance with the size of the stored stability factor. CONSTITUTION:A stability factor detecting means D calculates a stability factor corresponding to a road state from a vehicle speed, a steering angle and a body turning variable obtained from a vehicle speed detecting means A, a steering angle detecting means B and a turning variable detecting means C and a stability factor variation detecting means E detects the stability factor variation obtained by the means D, and when the variation is less than a prescribed value, decides steady circular turning and stores the stability factor in a storage means F. A correction means G corrects a program steering value in accordance with the size of the stored stability factor obtained at the time of steady circular turning. Since only the stability factor obtained at the time of steady circular turning is stored and steering correction corresponding to the stability factor can be executed, steering corresponding to a change in the road state can be attained.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ この発明は、車両用自動操縦制御装置、特に予め定めら
れている誘導路を自動的に走行させるための自動操縦制
御装置の制御内容に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an autopilot control system for a vehicle, and more particularly to control contents of an autopilot control system for automatically driving a vehicle along a predetermined taxiway.

[従来の技術] 予め定められた誘導路(走行コース)を自動的に走行す
る自動操縦車が従来より知られており、工場内の無人搬
送車や耐久走行試験等で用いられている。この自動操縦
車は、例えば走行コースに誘導ケーブルを付設し、この
誘導ケーブルの位置を磁界センサによって検出しながら
、ハンドル等を自動的に操作し、誘導ケーブルに沿った
自動走行を実現している。
[Prior Art] Automated vehicles that automatically travel along a predetermined taxiway (driving course) have been known for some time, and are used in unmanned guided vehicles in factories, durability tests, and the like. This self-piloted vehicle, for example, has a guidance cable attached to the driving course, and uses a magnetic field sensor to detect the position of the guidance cable, and automatically operates the steering wheel, etc., realizing autonomous driving along the guidance cable. .

更に、本出願人はドライバーにより予め走行コースを走
行させ、この時のコース及び操舵量等を記憶しておき、
このドライバー教示による操舵値等に従って自動操縦を
行い、実際に人間が運転した状態に近い車両操縦を実現
することも提案している。
Furthermore, the present applicant causes the driver to travel a driving course in advance and memorizes the course and steering amount, etc.
It is also proposed that the vehicle be operated automatically according to the steering values and other information taught by the driver, thereby realizing vehicle operation similar to that actually driven by a human.

〔発明が解決しようとする課題] しかし、上述のような自動走行において、路面の摩擦係
数μが変化したり、目標速度で走行できない場合には、
カーブにおける前後輪のコーナリングフォースが変化し
、これに応じ車両のステアリング特性が変動してしまう
。そして、ステアリング特性が変化した場合には、操舵
角に対する車両の旋回半径が変化して、コースずれを生
じてしまうという問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned automatic driving, if the coefficient of friction μ of the road surface changes or if the vehicle cannot travel at the target speed,
The cornering force of the front and rear wheels changes in a curve, and the steering characteristics of the vehicle change accordingly. When the steering characteristics change, there is a problem in that the turning radius of the vehicle relative to the steering angle changes, resulting in course deviation.

このようなことから、本出願人は車速、操舵角及び車体
旋回量に基づいてスタビリテイファクタを演算算出し、
このスタビリテイファクタに基づいて操舵角を補正する
ことについて特願平1−18204号において提案した
。この提案の方法においては、悪路においても定常円旋
回を判別できるようにカルマンフィルタを用いて状態推
定を行っている。これは、スタビリテイファクタを正し
く演算算出できるのは、定常円旋回時だけでありその他
の非定常円旋回時にスタビリテイファクタを演算したの
では、スタビリテイファクタが誤った値となり、正しい
操舵補正が行えないからである。
For this reason, the applicant calculated the stability factor based on the vehicle speed, steering angle, and amount of vehicle body turning.
Correcting the steering angle based on this stability factor was proposed in Japanese Patent Application No. 1-18204. In this proposed method, a Kalman filter is used to estimate the state so that steady circular turns can be determined even on rough roads. This is because the stability factor can be calculated correctly only during steady circular turns; if the stability factor is calculated during other unsteady circular turns, the stability factor will be an incorrect value and the correct steering correction will not be possible. This is because it cannot be done.

そして、カルマンフィルタを用いて状態推定を行いスタ
ビリテイファクタを算出すれば、悪路においても定常円
旋回を推定でき、正しいスタビリテイファクタを算出す
ることができる。
If the state is estimated using a Kalman filter and the stability factor is calculated, steady circular turning can be estimated even on rough roads, and the correct stability factor can be calculated.

しかし、このようなカルマンフィルタを用いる状態推定
は、その演算内容が複雑であり、演算時間が長くなると
いう問題点があった。また、カルマンフィルタは実モデ
ルと係数が一致している場合に正しい結果を演算算出で
きるが、走行状態の変化によってはモデル間に誤差が生
じ、係数が不一致となり、正確な状態推定ができず、正
確なスタビリテイファクタを算出できない場合があると
いう問題点もあった。
However, state estimation using such a Kalman filter has the problem that the calculation contents are complicated and the calculation time is long. In addition, Kalman filters can calculate correct results when the coefficients match the actual model, but depending on changes in driving conditions, errors may occur between the models and the coefficients may not match, making accurate state estimation impossible. There was also the problem that there were cases where it was not possible to calculate the stability factor.

この発明は、上述のような問題点を解決することを課題
としてなされたものであり、簡単な構成で定常円旋回を
判別することができ、この定常円旋回時における正確な
スタビリテイファクタを考慮して、操舵補正を行うこと
ができる車両用自動操縦制御装置を提供することを目的
とする。
This invention was made with the aim of solving the above-mentioned problems, and it is possible to determine a steady circular turn with a simple configuration, and it takes into account the accurate stability factor during this steady circular turn. An object of the present invention is to provide a vehicle automatic steering control device that can perform steering correction.

[課題を解決するための手段] 本発明に係る車両用自動操縦制御装置は、第1図に示す
ように、車両の走行速度を検出する車速検出手段Aと、
車両の操舵角を検出する操舵角検出手段Bと、車体の旋
回量を検出する旋回量検出手段Cと、これら検出手段A
−Cから得られた車速、操舵角、車体旋回量から走行コ
ースの路面状況に対応するスタビリテイファクタを算出
するスタビリテイファクタ算出手段りと、このスタビリ
テイファクタ算出手段りで得られたスタビリテイファク
タ変化量を検出するスタビリテイファクタ変化量検出手
段Eと、スタビリテイファクタの変化量が所定値以下の
時に、定常円旋回と判定し、このときのスタビリテイフ
ァクタを記憶する記憶手段Fと、記憶された定常円旋回
時のスタビリテイファクタの大きさに応じて上記プログ
ラム操舵値の補正を行う補正手段Gと、を有し、走行コ
ースの路面状況の変化に応じた操舵を行うことを特徴と
する。
[Means for Solving the Problems] As shown in FIG. 1, the vehicle autopilot control device according to the present invention includes vehicle speed detection means A for detecting the traveling speed of the vehicle;
Steering angle detection means B for detecting the steering angle of the vehicle, turning amount detection means C for detecting the amount of turning of the vehicle body, and these detection means A
- a stability factor calculation means for calculating a stability factor corresponding to the road surface condition of the traveling course from the vehicle speed, steering angle, and amount of vehicle body turning obtained from C; stability factor change amount detection means E for detecting the factor change amount; storage means F for determining a steady circular turn when the stability factor change amount is less than a predetermined value and storing the stability factor at this time; and a correction means G that corrects the programmed steering value according to the stored stability factor during steady circular turning, and is characterized in that it performs steering according to changes in road surface conditions of the driving course. shall be.

[作用] この発明に係る車両用自動操縦制御装置は、上述のよう
な構成を有しており、各検出手段から得られた車速、操
舵角、車体旋回状態からスタビリテイファクタを演算算
出する。そして、このスタビリテイファクタの変化量が
所定値以下の時に定常円旋回と判断し、このときのスタ
ビリテイファクタを記憶する。従って、定常円旋回時の
みのスタビリテイファクタを記憶することができ、これ
に応じた操舵補正を行うことができるため、走行コース
の路面状況の変化に応じた操舵を行うことができる。
[Operation] The vehicle automatic steering control device according to the present invention has the above-described configuration, and calculates the stability factor from the vehicle speed, steering angle, and vehicle turning state obtained from each detection means. Then, when the amount of change in the stability factor is less than or equal to a predetermined value, it is determined that the vehicle is turning in a steady circle, and the stability factor at this time is stored. Therefore, the stability factor only during a steady circular turn can be stored, and the steering correction can be made accordingly, making it possible to perform steering in accordance with changes in the road surface conditions of the travel course.

ここで、スタビリテイファクタAは、次の式で表すこと
ができる。
Here, the stability factor A can be expressed by the following formula.

A= −(m/2jり   ((j!f  −Kf −
j!r・Kr)/Kf  −Kr) ここで、Mは車重、I!fは前輪ホイールベース(重心
から前輪までの距離)、j!rは後輪ホイールベース(
重心から後輪までの距離) 、Kfは前輪コーナリング
パワー(向心力)、Krは後輪コーナリングパワー(向
心力)である。
A= −(m/2jri ((j!f −Kf −
j! r・Kr)/Kf −Kr) Here, M is the vehicle weight, I! f is the front wheel base (distance from the center of gravity to the front wheel), j! r is the rear wheel base (
distance from the center of gravity to the rear wheels), Kf is the front wheel cornering power (centripetal force), and Kr is the rear wheel cornering power (centripetal force).

この式から明らかなようにスタビリテイファクタの変化
量が少ないということは、前輪コーナリングパワーと後
輪コーナリングパワーの差が小さいことを意味している
。従って、スタビリテイファクタの変化量が少ないこと
によって、操舵角の変化、ヨーレートの変化、車速の変
化が零となる定常円旋回の車両特性を近似できることと
なる。
As is clear from this equation, a small amount of change in the stability factor means that the difference between the front wheel cornering power and the rear wheel cornering power is small. Therefore, by reducing the amount of change in the stability factor, it is possible to approximate the vehicle characteristics of a steady circular turn in which changes in steering angle, yaw rate, and vehicle speed are zero.

[実施例コ 以下、この発明の実施例について図面に基づいて説明す
る。
[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

第2図は実施例に係る車両用自動操縦制御装置の処理機
能を示すブロック図、第3図は移動操縦車両の構成を示
す該略図である。
FIG. 2 is a block diagram showing the processing functions of the vehicle autopilot control device according to the embodiment, and FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the mobile controlled vehicle.

そして、この実施例は、誘導路をドライバーの運転によ
り教示した目標コースとし、この目標コースを移動操縦
するものであり、スタビリテイファクタの値により操舵
量を補正するものである。
In this embodiment, the guideway is set as a target course taught by the driver's driving, and the vehicle is maneuvered along this target course, and the steering amount is corrected based on the value of the stability factor.

全体構成について まず、第3図により自動操縦車の構成を説明する。図に
おいて、車両の横変位Yを検出するために前部磁界セン
サ110a%前部横変位検出回路111a及び後部磁界
センサ110b、後部横変位検出回路111bが設けら
れ、誘導路に設けられた誘導ケーブル20から出力され
る磁界を検出して横変位を求めると共に、ヨー角を求め
ている。
Regarding the overall configuration, first, the configuration of the autopilot vehicle will be explained with reference to FIG. In the figure, in order to detect the lateral displacement Y of the vehicle, a front magnetic field sensor 110a, a front lateral displacement detection circuit 111a, a rear magnetic field sensor 110b, and a rear lateral displacement detection circuit 111b are provided, and a guidance cable provided in the taxiway is installed. The magnetic field output from 20 is detected to determine the lateral displacement and the yaw angle.

すなわち、第5図に示されるように、前部の横変位をY
「、後部の横変位Yrとすると、車両28の中心位置O
における横変位Yは、 Y −(Yf +Yr ) / 2     −(1)
となり、また車両の長さをaとすると、車両のヨー角θ
は、 θ−(Yf −Yr ) /a      =−(2)
となるので、これによって横変位Y1ヨー角θを求めて
いる。
That is, as shown in Fig. 5, the lateral displacement of the front part is
``, If the rear lateral displacement Yr, then the center position O of the vehicle 28
The lateral displacement Y at is Y − (Yf + Yr) / 2 − (1)
And if the length of the vehicle is a, then the yaw angle θ of the vehicle is
is θ-(Yf-Yr)/a =-(2)
Therefore, from this, the lateral displacement Y1 yaw angle θ is determined.

そして、ヨー角の時間変化からヨーレート(ヨー角速度
)γを次式にて求めることができる。
Then, the yaw rate (yaw angular velocity) γ can be determined from the time change of the yaw angle using the following equation.

γ−dθ/dt −(θ−1−〇)/Δt (θ−1は前回検出のヨー角、Δを検出時間間隔)・・
・(3) また、車速を求めるためにマグネットピックアップ11
4が設けられ車輪の回転に対応して回転するマグネット
回転板113の回転数を検出することにより車速を検出
する。
γ-dθ/dt - (θ-1-〇)/Δt (θ-1 is the previously detected yaw angle, Δ is the detection time interval)...
・(3) Also, the magnetic pickup 11 is used to find the vehicle speed.
The vehicle speed is detected by detecting the number of rotations of a magnet rotary plate 113, which is provided with a magnet rotary plate 113 and rotates in accordance with the rotation of the wheels.

そして、誘導路における車両の位置を検出するためにア
ンテナ115及び基準位置検出回路116を設けており
、誘導路の所定点毎に設けられている位置ビーコン22
から構成される装置コードを表わす電波をアンテナ11
5にて受信し、基準位置検出回路116において解読す
ることより、コース上の基準位置を検出することができ
る。
An antenna 115 and a reference position detection circuit 116 are provided to detect the position of the vehicle on the taxiway, and a position beacon 22 is provided at each predetermined point on the taxiway.
The antenna 11 transmits radio waves representing a device code consisting of
5 and decoded by the reference position detection circuit 116, the reference position on the course can be detected.

また、前述した各種センサから検出信号等を入力して各
種の演算処理をするために演算処理回路(ECU)24
と、車両を操縦する各種アクチュエータの操作量をフィ
ードバックして所定の処理を行うフィードバック処理回
路26が設けられている。そして、これらの処理回路は
マイコンのハード上では第4図のような構成となる。
In addition, an arithmetic processing circuit (ECU) 24 is used to input detection signals etc. from the various sensors mentioned above and perform various arithmetic processing.
A feedback processing circuit 26 is provided which performs predetermined processing by feeding back the operation amounts of various actuators that operate the vehicle. These processing circuits have a configuration as shown in FIG. 4 on the hardware of the microcomputer.

なお、自動操縦のために車両28に設けられた各種アク
チュエータとしては、図示されている操舵角駆動モータ
29の他にも、アクセル、ブレーキ、アクチュエータな
どがあり、これらの操作量も制御される。
In addition to the illustrated steering angle drive motor 29, various actuators provided in the vehicle 28 for automatic steering include an accelerator, a brake, an actuator, etc., and the amount of operation of these is also controlled.

また、各種アクチュエータに設けられているセンサ、例
えば操舵量センサ32等の検出値はフィードバック制御
回路26に供給され、それぞれフィードバック制御され
る。
Further, detected values from sensors provided in various actuators, such as the steering amount sensor 32, are supplied to the feedback control circuit 26, and are each subjected to feedback control.

また、この実施例は誘導路を人間が教示した目標コース
を自動操縦しているので、教示運転モードと自動運転モ
ードとを切り換えるマニアルスイ・ノチ34と、このモ
ード状態を識別するための表示ランプ36を設けている
In addition, since this embodiment automatically steers the taxiway along a target course taught by a human, there is also a manual switch 34 for switching between the taught driving mode and the automatic driving mode, and a display lamp 36 for identifying this mode state. has been established.

第2図において、目標コースマツプ14aと操作量マツ
プ14bは記憶手段として設けられるが、実施例は教示
した目標コースを自動操縦するため、目標コースマツプ
14aには教示運転の際に位置ビーコン22等から検出
した位置Xの情報とこの位置Xにおける教示運転時の横
変位Y。とヨー角θ0が平均化部241にて平均化され
て記憶されている。この場合の横変位Y0とヨー角θ0
は、目標コースではなく誘導路を基準として計った値で
あり、実施例では誘導ケーブル20から測定した値であ
る。このように、予め定められている誘導路に対して目
標となるコースを教示すれば、誘導路に対して実際の走
行コースを自由に定めることができる利点がある。
In FIG. 2, a target course map 14a and a manipulated variable map 14b are provided as storage means, but in this embodiment, since the taught target course is automatically steered, the target course map 14a is stored in the target course map 14a detected from the position beacon 22 etc. during the taught operation. information on the position X and the lateral displacement Y during teaching operation at this position X. and yaw angle θ0 are averaged by the averaging unit 241 and stored. Lateral displacement Y0 and yaw angle θ0 in this case
is a value measured based on the guideway rather than the target course, and is a value measured from the guide cable 20 in the embodiment. In this way, if a target course is taught for a predetermined taxiway, there is an advantage that the actual travel course can be freely determined for the taxiway.

そして、操作量マツプ14bには、教示運転において運
転者が各種アクチュエータを操作した時の操作量が平均
化部242にて平均化されて記憶されている。例えば、
誘導路の各位置において車両を操作する操舵値(プログ
ラム操舵値)、アクセル量、ブレーキ量が記憶されてお
り、この操作量マツプ14bに記憶している操作量に従
って自動操縦制御が行われる。
In the operation amount map 14b, the operation amounts when the driver operates various actuators during the teaching operation are averaged by the averaging section 242 and stored. for example,
Steering values (programmed steering values), accelerator amounts, and brake amounts for operating the vehicle at each position on the taxiway are stored, and autopilot control is performed according to the manipulated variables stored in the manipulated variable map 14b.

予測誤差について ここで、この実施例の自動操縦においては、予測誤差を
利用した操舵制御を行う。
Regarding prediction errors, in the automatic pilot of this embodiment, steering control is performed using prediction errors.

そこで、予7111誤差演算のために加減算器161゜
162、予測誤差算出部163及びゲイン乗算器164
が設けられており、これによって操作量マツプ14bか
ら読出した操舵値の補正を行う。
Therefore, for the prediction 7111 error calculation, adder/subtractor 161, 162, prediction error calculation unit 163, and gain multiplier 164 are used.
is provided, thereby correcting the steering value read from the operation amount map 14b.

例えば、第6図に示す状態で車両が走行している場合に
は次のような演算が行われる。
For example, when the vehicle is running in the state shown in FIG. 6, the following calculation is performed.

図において、車両28は目標コース800を自動走行し
ているが、目標コースからΔj!m(横変位)iIil
れた位置を走行し、この時の車両のヨー角はΔθである
。このヨー角Δθは目標コースの接線801(801−
)に対する車両の向きである。
In the figure, the vehicle 28 is automatically traveling on a target course 800, but Δj! m (lateral displacement)
The yaw angle of the vehicle at this time is Δθ. This yaw angle Δθ is the tangent line 801 (801-
) is the direction of the vehicle.

この状態において、通常のフィードバック制御では61
mを修正するための操舵角を与えることになるが、本考
案ではLm先の予測誤差量ε0を求める。なお、この距
離りは、10〜20mの距離が好適である。
In this state, under normal feedback control, 61
A steering angle is given to correct m, but in the present invention, a predicted error amount ε0 for Lm ahead is determined. Note that this distance is preferably 10 to 20 m.

すなわち、現在の車両のヨー角がΔθであるということ
は、Lm先においてL・Δθ(Δθは小さ(sinΔθ
岬Δθとする)の誤差が生じることに対応している。そ
こで、Lm先の予測誤差ε。−Δl−LφΔθ    
  ・・・(4)を算出し、これに基づいて操舵補正を
行う。なお、この演算は、誤差算出部163で行われる
In other words, the current yaw angle of the vehicle is Δθ, which means that at Lm ahead, L・Δθ (Δθ is small (sinΔθ
This corresponds to the occurrence of an error of the cape Δθ). Therefore, the prediction error ε for Lm ahead. −Δl−LφΔθ
...(4) is calculated, and the steering correction is performed based on this. Note that this calculation is performed by the error calculation section 163.

この場合の演算の情報である横変位とヨー角は誘導ケー
ブル(誘導路)を基準とした値にするため、目標コース
マツプ141の出力から現在の検出値を加減算器161
,162で加減算することになる。すなわち、前記(4
)式のΔノは、Δ1−Y0−Y、Δθは、Δθ−θ。−
θとなる。
In order to use the lateral displacement and yaw angle, which are information for calculation in this case, as values based on the guide cable (taxiway), the current detected values are added to the adder/subtractor 161 from the output of the target course map 141.
, 162. That is, the above (4
) in the equation is Δ1-Y0-Y, and Δθ is Δθ-θ. −
becomes θ.

そして、前記誤差算出部163で得られた予測誤差ε。Then, the prediction error ε obtained by the error calculation unit 163.

はゲイン乗算器164により運動ゲインKbが乗算され
、操舵補正量Δu、)が算出される。
is multiplied by the motion gain Kb by the gain multiplier 164 to calculate the steering correction amount Δu,).

ΔuQ smKbε。        ・・・(5)こ
の操舵補正量Δtloをそのまま出力すると、補正が頻
繁になりずぎるため、所定範囲の不感帯を設け、これを
越えた場合にのみ補正を行うように、変換部165にお
いて操舵補正量ΔUに変換する。そして、これがアクチ
ュエータ操作量演算手段である加算器18に出力される
ΔuQ smKbε. (5) If this steering correction amount Δtlo is output as is, the correction will be made too frequently. Therefore, a dead band within a predetermined range is provided, and the conversion unit 165 adjusts the steering correction amount so that the correction is performed only when the dead band exceeds this range. Convert to correction amount ΔU. This is then output to the adder 18, which is actuator operation amount calculation means.

車両操舵ゲイン推定機構 そして、この発明において特徴的なことは、車両操舵ゲ
イン推定機構40を有していることである。この車両操
舵ゲイン推定機構40は、上述の操作量マツプ14bに
記憶されているアクチュエータ操作量を路面摩擦係数μ
等の車環境条件の変化に従って補正している。
Vehicle Steering Gain Estimation Mechanism A characteristic feature of the present invention is that it includes a vehicle steering gain estimation mechanism 40. This vehicle steering gain estimating mechanism 40 calculates the actuator operation amount stored in the above-mentioned operation amount map 14b by the road surface friction coefficient μ.
It is corrected according to changes in vehicle environmental conditions.

すなわち、車両操舵ゲイン推定機構40は、前回の実走
行時におけるスタビリテイファクタと、教示時における
スタビリテイファクタの比較によって算出された補正ゲ
インKpを記憶しており、これを乗算器42に供給する
。そこで、操作量14bから出力された操舵値δは、乗
算器42においてこの補正係数Kpによって補正される
That is, the vehicle steering gain estimating mechanism 40 stores the correction gain Kp calculated by comparing the stability factor during the previous actual driving and the stability factor during the teaching, and supplies this to the multiplier 42. . Therefore, the steering value δ output from the manipulated variable 14b is corrected by the correction coefficient Kp in the multiplier 42.

δref−kp・δ そして、この補正された操舵値δrefが加算器18に
供給され、操舵補正値ΔUと加算され操舵量Uが算出さ
れる。
δref-kp·δ Then, this corrected steering value δref is supplied to the adder 18, and is added to the steering correction value ΔU to calculate the steering amount U.

U−δref十ΔU そして、その操舵量μによって操舵が行われるため、路
面状態に応じた操舵制御を行うことができる。なお、サ
ンプルホールド回路166は、制御を平滑化するための
ものである。
Since the steering is performed using the steering amount μ, it is possible to perform steering control according to the road surface condition. Note that the sample and hold circuit 166 is for smoothing control.

第1実施例 次に、この車両操舵ゲイン推定機構40における補正ゲ
インKp算出の第1実施例について第7図のフローチャ
ートに基づいて説明する。
First Embodiment Next, a first embodiment of calculating the correction gain Kp in the vehicle steering gain estimating mechanism 40 will be described based on the flowchart of FIG.

まず、最初に初期設定としてホイルベース等のその車両
に特有の定数を記憶する(Sl)。次に、各種センサよ
り、車両位置x1操舵角Δ、車速V。
First, constants specific to the vehicle, such as the wheelbase, are stored as initial settings (Sl). Next, the vehicle position x1 steering angle Δ and vehicle speed V are determined from various sensors.

ヨーレートγを取り込む(S2)。そして、これら検出
値よりスタビリテイファクタAを演算算出する(S3)
。ここで、スタビリテイファクタAは次の2つの式のい
ずれか一方を用いて演算算出する。
The yaw rate γ is taken in (S2). Then, the stability factor A is calculated from these detected values (S3).
. Here, the stability factor A is calculated using one of the following two equations.

A−((ρ・δ/J)−11/v2  −C6)A−(
(V−6/J2 ・7)−1+/V2−(7)ここで、
ρは旋回量としての旋回半径であり、旋回量検出手段に
より検出する。例えば旋回半径ρは、走行コースの中心
の軌跡より予め求められている旋回半径ρ米に横変位Δ
lを半径方向の外側に向けて正の符号を付したコースず
れΔρを加算して算出する。なお、旋回半径ρ来は、走
行距離1に応じて、予めマツプとして記憶しておけばよ
い。また、旋回半径ρ来はビーコンからの信号により把
握しても良いし、プログラム操舵値に基づいて算出して
も良い。
A-((ρ・δ/J)-11/v2-C6)A-(
(V-6/J2 ・7)-1+/V2-(7) Here,
ρ is a turning radius as a turning amount, and is detected by a turning amount detection means. For example, the turning radius ρ is determined by the lateral displacement Δ
It is calculated by adding the course deviation Δρ with a positive sign to l toward the outside in the radial direction. Note that the turning radius ρ may be stored in advance as a map in accordance with the travel distance 1. Further, the turning radius ρ may be determined by a signal from a beacon, or may be calculated based on a programmed steering value.

このようにしてスタビリテイファクタAが演算算出され
た場合には、次にこの時間変化ldA/dtlを算出し
、これを所定のしきい値Mと比較する(S4)。
When the stability factor A has been calculated in this way, the time change ldA/dtl is then calculated and compared with a predetermined threshold M (S4).

ここで、この微分は通常今回の制御ループによって算出
されたスタビリテイファクタA、と前回の制御ループに
よって得られたスタビリテイファクタA a−1の差を
とり、これを1回の制御ループに要する時間Δtで割り
算して求める。
Here, this differentiation usually takes the difference between the stability factor A calculated by the current control loop and the stability factor A a-1 obtained by the previous control loop, and calculates the difference between the stability factor A calculated by the current control loop and the stability factor A a-1 obtained by the previous control loop. It is calculated by dividing by the time Δt.

そして、スタビリテイファクタAの変化量がしきい値M
より小さい場合には、定常円旋回とみなし、フラグを1
にセットする(S5)。一方、スタビリテイファクタA
の変化が大きい場合には、非定常円旋回としてフラグを
0にセットする(S6)。
Then, the amount of change in stability factor A is the threshold value M
If it is smaller, it is considered a steady circular turn and the flag is set to 1.
(S5). On the other hand, stability factor A
If the change is large, a flag is set to 0 as an unsteady circular turn (S6).

このように定常円旋回か否かを判定した場合には、次に
この制御ループがドライバー教示、であるか否かを判断
する(S7)。
When it is determined whether or not the vehicle is making a steady circular turn in this way, it is then determined whether or not this control loop is a driver instruction (S7).

そして、ドライバー教示である場合には、目標マツプを
作成する(S8)。
If it is driver instruction, a target map is created (S8).

この目標マツプは、第1図において操作量マツプ14b
として記載したものであり、位置XO+XI、X2・・
・におけるスタビリテイファクタAlf車速Vl、δ峯
等を記憶するものである。一方、ドライバー教示でなか
った場合には、車両操舵ゲイン推定機構40内における
状態マツプを作成する(S9)。この状態マツプは、上
述の操作量マツプと同様に位置Xに対応してスタビリテ
イファクタA1車速v1操舵量δ等を記憶するものであ
るが、ここで、上述のステップS5.S6において設定
されたフラグが1であるか0であるかについても記憶し
ておく。
This target map is the manipulated variable map 14b in FIG.
It is written as , and the position XO+XI, X2...
The stability factor Alf, vehicle speed Vl, δ peak, etc. at * are stored. On the other hand, if it is not a driver instruction, a state map within the vehicle steering gain estimation mechanism 40 is created (S9). This state map stores the stability factor A1, vehicle speed v1, steering amount δ, etc. in correspondence with the position X, similar to the above-mentioned operation amount map, but here, the above-mentioned step S5. Whether the flag set in S6 is 1 or 0 is also stored.

状態マツプを作成した場合には、次に走行コースについ
ての一周分の走行が終了したか否かを判定する(S 1
0)。そして、−周分の走行でない場合には、ステップ
S2に戻り、次の車両位置Xにおけるデータによって演
算を行い状態マツプ作成を繰り返す。そして、このよう
にして−周分の状態マツプの作成を終了した場合には、
補正ゲインKpの演算を行う(S 12)。すなわち、
補正ゲインKpは、次式によって算出する。
When the state map has been created, it is then determined whether one lap of the driving course has been completed (S1
0). If the vehicle has not traveled for −1 lap, the process returns to step S2, and calculations are performed using the data at the next vehicle position X, and the state map creation is repeated. Then, when you have finished creating the state map for -1 cycle in this way,
A correction gain Kp is calculated (S12). That is,
The correction gain Kp is calculated by the following equation.

Kp −(1+A’−V来”)/(1+A−V”)なお
、この関係は、上述のスタビリテイファクタ演算算出時
における旋回半径ρはドライバー教示時における旋回半
径ρ来と等しいと置くことによって算出することができ
る。
Kp - (1+A'-V")/(1+A-V") This relationship can be expressed by assuming that the turning radius ρ at the time of stability factor calculation described above is equal to the turning radius ρ at the time of driver instruction. It can be calculated.

ここで、この補正ゲインKpの演算において、スタビリ
テイファクタA及びAXの平均値λ、λ本の演算は、全
てのAについて行うのではなく、状態マツプにおけるフ
ラグが1のときのAについてのみ行う。すなわち、上述
のSIOにおいて、状態マツプにおいてフラグ1または
0の記憶がされている。そして、このフラグ1となって
いる位置が定常円旋回部であるため、定常円旋回時にお
いてのスタビリテイファクタAのみの平均値をとるため
には、フラグ1におけるスタビリテイファクタのみの平
均値λを算出すればよい。
Here, in calculating this correction gain Kp, the average value λ of stability factors A and AX, λ calculations are not performed for all A, but only for A when the flag in the state map is 1. . That is, in the above-mentioned SIO, a flag 1 or 0 is stored in the status map. Since the position where flag 1 is set is the steady circular turning part, in order to take the average value of only the stability factor A during steady circular turning, the average value λ of only the stability factor at flag 1 is required. All you have to do is calculate.

一方、補正係数Kpの演算においては、操作量マツプ1
4bにおけるスタビリテイファクタAjfの平均値も、
同一の位置におけるもののみの平均値AXでなければな
らない。そこで、状態マツプにおけるフラグ1の個所を
読出しておき、これに対応したへ峯を目標マツプから読
出し、読出されたA峯のみの平均を行い平均値λ来を算
出する。
On the other hand, in the calculation of the correction coefficient Kp, the operation amount map 1
The average value of the stability factor Ajf in 4b is also
It must be the average value AX of only those at the same position. Therefore, the location of flag 1 in the state map is read out, the corresponding peak is read from the target map, and only the read A peaks are averaged to calculate the average value λ.

そして、これら定常円旋回時におけるスタビリテイファ
クタの平均値λ、λ氷の比較により補正ゲインKpを演
算算出する。
Then, the correction gain Kp is calculated by comparing the average values λ and λ ice of the stability factors during steady circular turning.

そして、このようにして得られた補正ゲインKpを内部
に記憶しておく。
Then, the correction gain Kp obtained in this way is stored internally.

そして、走行時においては、常に、上述の状態マツプを
作成するが、実際の制御における補正ゲインKpは直前
の走行時のものを採用し出力する。
When the vehicle is running, the above-mentioned state map is always created, but the correction gain Kp during actual control is the one obtained during the immediately preceding run and is output.

これによって多数回周回する走行時において、直前の補
正ゲインKpを利用することにより道路状況の変化に応
じた操舵補正を行うことができる。
As a result, when the vehicle is traveling around a large number of times, it is possible to perform steering correction according to changes in road conditions by using the immediately preceding correction gain Kp.

なお、上述の説明においては、操作量として操舵角のみ
を説明したが、操舵量マツプ14bに記憶されている車
速V*となるように、アクセルアクチュエータ及びブレ
ーキアクチュエータを制御しており、上記車両操舵ゲイ
ン推定機構40と同様の手法によりアクセル・ブレーキ
の制御値も補正することが好適であり、これにより良好
な自動操縦を行うことができる。
In the above explanation, only the steering angle was explained as the manipulated variable, but the accelerator actuator and the brake actuator are controlled so that the vehicle speed V* stored in the steering amount map 14b is achieved, and the vehicle steering It is preferable that the accelerator/brake control values are also corrected using the same method as the gain estimating mechanism 40, so that good automatic steering can be performed.

ここで、この発明においては、スタビリテイファクタA
の変化量によって定常円旋回を判定している。そこで、
この判定のことの良否について、8字カーブの走行コー
スを4輪駆動車で走行したシミュレーション結果を利用
して説明する。
Here, in this invention, the stability factor A
Steady circular turning is determined by the amount of change in . Therefore,
The quality of this determination will be explained using the results of a simulation in which a four-wheel drive vehicle traveled on a figure-eight curve driving course.

シミュレーション1においては良路、車速−45km/
h一定、摩擦係数μm0.6一定の条件で実験を行った
。この時の操舵角δ、ヨーレートγ、旋回半径ρ、スタ
ビリテイファクタA1スタビリテイファクタの微分値d
A/dtの値をそれぞれ第8図(A)〜(E)に示す。
In simulation 1, the road was good, the vehicle speed was -45km/
The experiment was conducted under conditions where h was constant and the friction coefficient μm was constant at 0.6. At this time, steering angle δ, yaw rate γ, turning radius ρ, stability factor A1, differential value of stability factor d
The values of A/dt are shown in FIGS. 8(A) to 8(E), respectively.

図から明らかなように、操舵角δ、ヨーレートγの微小
変化に対し、旋回半径はぼ一定の部分において、スタビ
リテイファクタAも対応してほぼ一定になっていること
が判る。そこで、このときのスタビリテイファクタの変
化率もほぼ0となっている。
As is clear from the figure, it can be seen that in a portion where the turning radius is approximately constant, the stability factor A is also approximately constant in response to minute changes in the steering angle δ and yaw rate γ. Therefore, the rate of change in the stability factor at this time is also approximately 0.

シミュレーション2 シミュレーション2においては、良路、摩擦係数μm0
.6一定の条件で車速を45km/h→30km/hに
減速し、その後また45km/hに加速した。第9図(
A)、  (B)は、この場合の旋回半径、スタビリテ
イファクタの状態をそれぞれ示しており、この場合にお
いても旋回半径はぼ一定の場合にスタビリテイファクタ
がほぼ一定になっていることが理解される。
Simulation 2 In simulation 2, the road is good, the friction coefficient μm0
.. 6 Under certain conditions, the vehicle speed was reduced from 45 km/h to 30 km/h, and then accelerated again to 45 km/h. Figure 9 (
A) and (B) respectively show the states of the turning radius and stability factor in this case, and it is understood that even in this case, when the turning radius is approximately constant, the stability factor is approximately constant. be done.

シミュレーション3 シミュレーション3においては悪路、μm0゜6一定、
車速を実験2と同様に445−3O−45k/hに変化
させた場合を示している。この場合においても、第10
図(A)〜(C)に示すように旋回半径がほぼ一定の部
分においては、スタビリテイファクタが一定となってい
る。
Simulation 3 In simulation 3, the road is rough, μm0゜6 constant,
The case where the vehicle speed was changed to 445-30-45 k/h as in Experiment 2 is shown. In this case as well, the 10th
As shown in FIGS. (A) to (C), the stability factor is constant in a portion where the turning radius is approximately constant.

以上の実験例からスタビリテイファクタの変化により定
常円旋回か否かの判別が可能であることが判る。
From the above experimental examples, it can be seen that it is possible to determine whether or not a steady circular turn is occurring by changing the stability factor.

第2実施例 次に、第11図に示したのは、この発明の第2実施例に
係る車両用自動操縦制御装置のフローチャートでありこ
の例においてはステップ4−において、スタビリテイフ
ァクタAの変化量のみならず、ヨーレートγ又は操舵量
δの変化量が所定値N、P以下かどうかについて判定し
ている。このようにヨーレートγ又は操舵値δの変化量
を見ることにより、定常円旋回か否かの判断をより正確
なものとすることができ、正確な制御を行う事ができる
Second Embodiment Next, FIG. 11 is a flowchart of a vehicle autopilot control system according to a second embodiment of the present invention. It is determined whether not only the amount of change but also the amount of change in the yaw rate γ or the steering amount δ is less than or equal to predetermined values N and P. By looking at the amount of change in the yaw rate γ or the steering value δ in this manner, it is possible to more accurately determine whether or not the vehicle is making a steady circular turn, and accurate control can be performed.

[発明の効果コ 以上説明したように、この発明に係る車両用自動操縦制
御装置によれば、スタビリテイファクタの変化量が所定
以下であるか否かという簡単な手段により、定常円旋回
か否かの判定が行える。そして、この定常円旋回時にお
けるスタビリテイファクタを利用して、操舵量を補正す
るため、良路、悪路等の路面状態の変化等に起因するコ
ースずれを最小限に押さえることができ、好適な自動操
縦を達成することができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the automatic steering control device for a vehicle according to the present invention, it is possible to determine whether or not a steady circular turn is being made by simply determining whether the amount of change in the stability factor is less than or equal to a predetermined value. It is possible to determine whether Since the steering amount is corrected using the stability factor during steady circular turning, it is possible to minimize course deviations caused by changes in road surface conditions such as good roads and bad roads, which is suitable. Autopilot can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明に係る車両用自動操縦制御装置の構成
を示すブロック図、 第2図は実施例の機能ブロック図、 第3図は同実施例の自動操縦車両の構成図、第4図は同
実施例のマイコンのハード構成図、第5図は同実施例の
ヨー角θ算出のための説明図、 第6図は同実施例の予測誤差ε。算出のための説明図、 第7図は第1実施例における車両操舵ゲイン推定機構4
0のフローチャート図、 第8〜10図は同実施例における実験結果を説明するた
めの特性図、 第11図は第2実施例における車両操舵ゲイン推定機構
40のフローチャート図である。 14a  ・・・ 目標コースマツプ 14b  ・・・ 操作量マツプ 20 ・・・ 誘導ケーブル 22 ・・・ 位置ビーコン 28 ・・・ 車両 40 ・・・ 車両操舵ゲイン推定機構110 ・・・
 磁界センサ 114 ・・・ マグネットピックアップ115 ・・
・ アンテナ
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an autopilot control device for a vehicle according to the present invention, FIG. 2 is a functional block diagram of an embodiment, FIG. 3 is a block diagram of an autopilot vehicle according to the embodiment, and FIG. 4 5 is an explanatory diagram for calculating the yaw angle θ of the same embodiment. FIG. 6 is a prediction error ε of the same embodiment. An explanatory diagram for calculation, FIG. 7 shows the vehicle steering gain estimation mechanism 4 in the first embodiment.
8 to 10 are characteristic diagrams for explaining the experimental results in the same embodiment. FIG. 11 is a flowchart diagram of the vehicle steering gain estimating mechanism 40 in the second embodiment. 14a...Target course map 14b...Manipulation amount map 20...Guidance cable 22...Position beacon 28...Vehicle 40...Vehicle steering gain estimation mechanism 110...
Magnetic field sensor 114... Magnetic pickup 115...
・Antenna

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)定められた走行コースを走行するためのプログラ
ム操舵値を予め記憶しておき、これに応じて自動操縦を
行う車両用自動操縦制御装置において、 車両の走行速度を検出する車速検出手段と、車両の操舵
角を検出する操舵角検出手段と、車体の旋回量を検出す
る旋回量検出手段と、これら検出手段から得られた車速
、操舵角、車体旋回量から走行コースの路面状況に対応
するスタビリティファクタを算出するスタビリティファ
クタ算出手段と、 このスタビリティファクタ算出手段で得られたスタビリ
ティファクタ変化量を検出するスタビリティファクタ変
化量検出手段と、 スタビリティファクタの変化量が所定値以下の時に、定
常円旋回と判定し、このときのスタビリティファクタを
記憶する記憶手段と、 記憶された定常円旋回時のスタビリティファクタの大き
さに応じて上記プログラム操舵値の補正を行う補正手段
と、 を有し、 走行コースの路面状況の変化に応じた操舵を行うことを
特徴とする車両用自動操縦制御装置。
(1) In a vehicle automatic steering control device that stores in advance a programmed steering value for traveling on a predetermined driving course and performs automatic steering according to the programmed steering value, the vehicle speed detecting means detects the traveling speed of the vehicle; , a steering angle detecting means for detecting the steering angle of the vehicle, a turning amount detecting means for detecting the amount of turning of the vehicle body, and a vehicle speed, a steering angle, and a turning amount of the vehicle body obtained from these detecting means to correspond to the road surface condition of the driving course. stability factor calculation means for calculating a stability factor that is calculated by the stability factor calculation means; stability factor change amount detection means for detecting the amount of change in the stability factor obtained by the stability factor calculation means; Storage means for determining a steady circular turn in the following cases and storing the stability factor at this time; and correction for correcting the programmed steering value according to the stored stability factor for the steady circular turn. What is claimed is: 1. An automatic steering control device for a vehicle, characterized in that the device comprises: and performs steering according to changes in road surface conditions on a driving course.
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