JP2001191939A

JP2001191939A - 車両用軌道制御装置

Info

Publication number: JP2001191939A
Application number: JP2000002712A
Authority: JP
Inventors: Kinya Ichimura; 欣也市村
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2000-01-11
Filing date: 2000-01-11
Publication date: 2001-07-17

Abstract

(57)【要約】【課題】タイヤの横滑り角を高精度で推定する。【解決手段】車両に備えた演算ユニット５は、走行タイ
ヤの操舵角θ及び横方向加速度αｙから式（１）により
車両の横滑り角βを演算し（但し、ｍは車両質量、δ₁
は剪断に関するタイヤ物性値、δ₂は捻じれに関するタ
イヤ物性値）、 β(t＋Δt)＝m(δ₁×αy ×cos θ＋δ₂(m) ×sin(θ
−β(t))・・・(1) 該横滑り角βを式（２）及び式（３）に代入して車両位
置（ｘ，ｙ）を演算し（但し、ｖは車両速度）、 x(t ＋Δt)＝x(t)＋v sin(θ−β）Δt ・・・(2) y(t ＋Δt)＝y(t)＋ｖcos(θ−β）Δt ・・・(3) 該車両位置（ｘ，ｙ）に基づいて走行軌道を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の横滑り角を
用いて車両の軌道を制御する車両用軌道制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、前後輪のコーナリングパワーとヨ
ーレートを用いて車両の横滑り角を推定する方法が提案
されているが、この車両の横滑り角推定方法（特開平１
０−２６７６８５号公報参照）は、複雑な演算式を演算
する必要があるために、高性能の演算装置を必要とす
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、タイヤ式無
人搬送台車（ＡＧＶ）の慣性航行においては、車両の現
在位置を高精度で認識するため、不確定要素であるタイ
ヤ横滑り角を高精度に推定する必要がある。

【０００４】本発明は、かかる要望に鑑み、不確定要素
であるタイヤ横滑り角を高精度に推定できる車両用軌道
制御装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１にかかる発明は、操舵アクチュエータ、操
舵角センサ、走行速度センサ、横加速度センサ、演算ユ
ニットを備え、前記演算ユニットは、走行タイヤの操舵
角θと横方向加速度αｙの各センサ信号を入力して次式
（１）により車両の横滑り角βを演算し（但し、ｍは車
両質量、δ₁は剪断に関するタイヤ物性値、δ₂は捻じ
れに関するタイヤ物性値である）、 β（ｔ＋Δｔ）＝ｍ（δ₁×αｙ×ｃｏｓθ＋δ₂（ｍ）×ｓｉｎ（θ−β（ｔ））・・・・（１）該横滑り角βを次式（２）および（３）に代入して車両
位置（ｘ，ｙ）を演算し（但し、ｖは車両速度であ
る）、ｘ（ｔ＋Δｔ）＝ｘ（ｔ）＋ｖｓｉｎ（θ−β）Δｔ・・・・（２）ｙ（ｔ＋Δｔ）＝ｙ（ｔ）＋ｖｃｏｓ（θ−β）Δｔ・・・・（３）該車両位置（ｘ，ｙ）に基づいて走行軌道を補正する車
両用軌道制御装置である。

【０００６】すなわち、走行タイヤの回転面の方向と走
行タイヤの進行方向の差が横滑り角βであるが、この横
滑り角βを検出するか、あるいは算出できれば、タイヤ
の操舵角θより車両の正確な進行方向を知ることができ
る。

【０００７】また、横滑り角βを式（２）および式
（３）に代入すれば、車両位置（ｘ，ｙ）が算出できる
ため、車両位置（ｘ，ｙ）に基づいて走行軌道を補正で
きる。

【０００８】また、請求項２にかかる発明は、操舵アク
チュエータ、操舵角センサ、走行速度センサ、横加速度
センサ、演算ユニットを備え、前記演算ユニットは、走
行タイヤの操舵角θと横方向加速度αｙの各センサ信号
を入力して次式（４）により車両の横滑り角βを演算し
（但し、ｍは車両質量、δ₁は剪断に関するタイヤ物性
値、δ₂は捻じれに関するタイヤ物性値である）、 β（ｔ＋Δｔ）＝ｍ（δ₁×αｙ×ｃｏｓθ＋δ₂（ｍ）×ｓｉｎ（θ−β（ｔ））・・・・（４）該横滑り角βが限界値を超える前に走行タイヤの切れ角
を元に戻す車両用軌道制御装置である。

【０００９】すなわち、横滑り角βが限界値を超える前
に前輪３ａの切れ角を元に戻すために、前輪が制御不能
に陥ることがない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について説明する。

【００１１】図１に示すように、タイヤ式無人搬送台車
（以下、ＡＧＶと称する）２０は、操舵可能な一対の前
輪３ａと、走行モータ６によって積極駆動される一対の
後輪３ｂを備え、任意の方向に移動できるようになって
いる。

【００１２】前輪３ａが回転自在に取り付けられている
支持部材８は、水平面内で回動するように、フレーム９
の端部に取り付けられている。そして、支持部材８の回
動角、すなわち、前輪３ａの操舵角θをフレーム９に設
置した操舵角センサ１によって検出するようになってい
る。

【００１３】左右の支持部材８，８は、ほぼＹ形に形成
され（平面視）、後方のアーム１１，１１の間に架橋さ
せた連結部材１２によって左右の前輪３ａ，３ａが平行
になるように保持されている。一方、前方の各アーム１
３と車体１０の間に操舵アクチュエータ４が夫々設置さ
れ、左右一対の前輪３ａ，３ａを操舵するようになって
いる。

【００１４】更に、フレーム９に横加速度センサ２が設
置され、走行モータ６に車速センサ７が設置され、車体
１０に演算ユニット５が設置されている。

【００１５】そして、操舵角センサ１、横加速度センサ
２、操舵アクチュエータ４、演算ユニット５、走行速度
センサ７により走行軌道制御装置１５を形成している。

【００１６】演算ユニット５は、操舵角センサ１からタ
イヤホイールの操舵角θを入力し、横加速度センサ２か
ら車軸上の横方向加速度δｙを入力し、車速センサ７か
ら車両速度ｖを入力する一方、操作アクチュエータ４お
よび走行モータ６を制御するようになっている。

【００１７】更に詳しく説明すると、演算ユニット５
は、先ず、操舵角センサ１が検出したタイヤホイールの
操舵角θと、横加速度センサ２が検出した横方向加速度
αｙを入力して、次式（１）により車両の横滑り角βを
演算する。

【００１８】 β（ｔ＋Δｔ）＝ｍ（δ₁×αｙ×ｃｏｓθ＋δ₂（ｍ）×ｓｉｎ（θ−β（ｔ））・・・・（１）ここで、ｍは車両質量 δ₁は剪断に関するタイヤ物性値 δ₂は捻じれに関するタイヤ物性値である。

【００１９】しかる後に、演算ユニット５は、式（１）
で求めた横滑り角βを次式（２）および（３）に代入し
て車両位置（ｘ，ｙ）を求める。

【００２０】ｘ（ｔ＋Δｔ）＝ｘ（ｔ）＋ｖｓｉｎ（θ−β）Δｔ・・・・（２）ｙ（ｔ＋Δｔ）＝ｙ（ｔ）＋ｖｃｏｓ（θ−β）Δｔ・・・・（３）ここで、ｖは車両速度である。

【００２１】そして、演算ユニット５は、車両位置
（ｘ，ｙ）に基づいて操作アクチュエータ４および走行
モータ６を制御して走行軌道を補正する。

【００２２】本発明によれば、ＡＧＶの走行軌道制御精
度が向上するために、慣性航行における補正基準点の数
を減らすことができ、地上側に設置する機器を少なくす
ることができる。

【００２３】ただ、乗用車３０の場合は、走行軌道制御
装置１５ａ、すなわち、演算ユニット５ａの機能を簡略
化する。すなわち、演算ユニット５ａは、車両の横滑り
角βを演算し、横滑り角βが限界値を超える前に走行タ
イヤ、つまり、前輪３ａの切れ角を元に戻す制御を行う
ようになっている。

【００２４】すなわち、演算ユニット５ａは、操舵角セ
ンサ１が検出したタイヤホイールの操舵角θと、横加速
度センサ２が検出した横方向加速度αｙを入力して、次
式（４）により車両の横滑り角βを演算する。

【００２５】 β（ｔ＋Δｔ）＝ｍ（δ₁×αｙ×ｃｏｓθ＋δ₂（ｍ）×ｓｉｎ（θ−β（ｔ））・・・・（４）ここで、ｍは車両質量 δ₁は剪断に関するタイヤ物性値 δ₂は捻じれに関するタイヤ物性値である。

【００２６】そして、演算ユニット５ａは、横滑り角β
が限界値を超える前に操舵アクチュエータ４を制御して
走行タイヤ、すなわち、前輪３ａの切れ角を元に戻すよ
うになっている。

【００２７】その他の構造および機能は、ＡＧＶの例と
相違しないため、同じ部品に同じ符号を付与して詳しい
説明を省略することにする。

【００２８】本発明によれば、横滑り角βが限界値を超
える前に前輪３ａの切れ角を元に戻すために、前輪が制
御不能に陥る事態がなくなる。

【００２９】

【発明の効果】上記のように、請求項１に係る発明によ
れば、ＡＧＶの走行軌道制御精度が向上するために、慣
性航行における補正基準点の数を減らすことができ、地
上側に設置する機器を少なくすることができる。

【００３０】一方、請求項２に係る発明によれば、横滑
り角βが限界値を超える前に前輪３ａの切れ角を元に戻
すために、前輪が制御不能に陥る事態がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る走行軌道制御装置を適用したＡＧ
Ｖの概略図である。

【図２】本発明に係る走行軌道制御装置を適用した乗用
車の概略図である。

【符号の説明】

１操舵角センサ、２横加速度センサ、４操舵アクチュエータ５演算ユニット７走行速度センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操舵アクチュエータ、操舵角センサ、走
行速度センサ、横加速度センサ、演算ユニットを備え、前記演算ユニットは、走行タイヤの操舵角θと横方向加
速度αｙの各センサ信号を入力して次式（１）により車
両の横滑り角βを演算し（但し、ｍは車両質量、δ₁は
剪断に関するタイヤ物性値、δ₂は捻じれに関するタイ
ヤ物性値である）、 β（ｔ＋Δｔ）＝ｍ（δ₁×αｙ×ｃｏｓθ＋δ₂（ｍ）×ｓｉｎ（θ−β（ｔ））・・・・（１）該横滑り角βを次式（２）および（３）に代入して車両
位置（ｘ，ｙ）を演算し（但し、ｖは車両速度であ
る）、ｘ（ｔ＋Δｔ）＝ｘ（ｔ）＋ｖｓｉｎ（θ−β）Δｔ・・・・（２）ｙ（ｔ＋Δｔ）＝ｙ（ｔ）＋ｖｃｏｓ（θ−β）Δｔ・・・・（３）該車両位置（ｘ，ｙ）に基づいて走行軌道を補正する車
両用軌道制御装置。
【請求項２】操舵アクチュエータ、操舵角センサ、走
行速度センサ、横加速度センサ、演算ユニットを備え、前記演算ユニットは、走行タイヤの操舵角θと横方向加
速度αｙの各センサ信号を入力して次式（４）により車
両の横滑り角βを演算し（但し、ｍは車両質量、δ₁は
剪断に関するタイヤ物性値、δ₂は捻じれに関するタイ
ヤ物性値である）、 β（ｔ＋Δｔ）＝ｍ（δ₁×αｙ×ｃｏｓθ＋δ₂（ｍ）×ｓｉｎ（θ−β（ｔ））・・・・（４）該横滑り角βが限界値を超える前に走行タイヤの切れ角
を元に戻す車両用軌道制御装置。