JP2011134184A - Motor control device for driving automatic traveling vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動走行車を駆動するモータの制御装置に係り、特に自動走行車の車輪のスリップを抑制しつつ、安定して自動走行車を駆動させるモータ制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control device that drives an automatic traveling vehicle, and more particularly to a motor control device that stably drives an automatic traveling vehicle while suppressing slippage of wheels of the automatic traveling vehicle.
自動走行車のうち、特に無人で物資を搬送する無人搬送車は、搬送効率向上のためその搬送時間を短縮することが望まれている。このため、移動速度を高速化するとともに、加減速時間を短縮することが要求されている。
ところが、加減速時間を短縮するため、加速度や減速度を大きくして無人搬送車を運転させると、床やレール等の走行面の状態によっては無人搬送車の車輪がスリップし、走行が不安定になると言う問題があった。
Among automatic traveling vehicles, it is desired to reduce the transport time of an automatic guided vehicle that transports goods unattended, in order to improve transport efficiency. For this reason, it is required to increase the moving speed and shorten the acceleration / deceleration time.
However, in order to shorten the acceleration / deceleration time, if the automatic guided vehicle is operated with increased acceleration and deceleration, the automatic guided vehicle wheels may slip depending on the condition of the traveling surface such as the floor and rails, and the traveling may become unstable. There was a problem to say.
このため、例えば特許文献1には、車輪がスリップしているかどうかを検知し、スリップしていると判断された場合は加速度、減速度を小さくし、スリップが解消されたと判断された場合は加速度、減速度を元の値に戻す方式が提案されている。
For this reason, for example,
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、搬送車の車輪と走行面とのスリップ状態を検知する手段を設け、スリップ状態を常に監視する必要がある。また、過度なスリップ状態を検知してから加速度、減速度を小さくするので、過度なスリップ状態自体を事前に回避することができない。さらに、車輪が過度にスリップしている場合は加速度、減速度を小さくして過度なスリップ状態を解消させるが、その後に加速度、減速度を大きくしていたので、再び過度なスリップ状態が発生する恐れがあり、過度なスリップ状態が発生したり解消したりを繰り返す恐れがあると言う問題点があった。
However, in the technique described in
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、自動走行車の車輪と走行面とのスリップを抑制し安定して自動走行車を走行させることが可能な自動走行車駆動用モータ制御装置を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve such a problem, and is an automatic traveling vehicle drive motor capable of stably traveling an automatic traveling vehicle by suppressing slippage between wheels and a traveling surface of the automatic traveling vehicle. The purpose is to obtain a control device.
この発明に係る自動走行車駆動用モータ制御装置は、自動走行車を駆動するモータのモータ速度を求めて出力するモータ速度検出手段と、前記自動走行車の車体速度を求めて出力する車体速度検出手段と、前記モータ速度を制御するための速度指令に応じた指令を入力し、前記モータ速度が前記指令に追従するように前記モータを制御する速度制御手段と、前記速度指令を上位から入力し、前記速度指令で指令する速度が所定の速度範囲内にある場合は、前記速度指令を前記速度制御手段にそのまま出力し、前記速度指令で指令する速度が前記速度範囲内にない場合は、前記指令速度を前記速度範囲内の速度に補正し、補正した速度指令を制限速度指令として前記速度制御手段に出力する速度指令制限手段と、を備え、前記速度指令制限手段は、前記速度範囲の上限値及び下限値を、前記車体速度検出手段から入力した前記車体速度に基づき算出するものである。 The motor controller for driving an automatic vehicle according to the present invention includes a motor speed detecting means for obtaining and outputting a motor speed of a motor for driving the automatic vehicle, and a vehicle speed detecting for obtaining and outputting the vehicle speed of the automatic vehicle. A command according to a speed command for controlling the motor speed, a speed control unit for controlling the motor so that the motor speed follows the command, and the speed command from a higher order. When the speed commanded by the speed command is within a predetermined speed range, the speed command is output as it is to the speed control means, and when the speed commanded by the speed command is not within the speed range, A speed command limiting means for correcting the command speed to a speed within the speed range and outputting the corrected speed command to the speed control means as a speed limit command, the speed command limiting means The upper and lower limits of the speed range, and calculates on the basis of the vehicle speed input from the vehicle speed detecting means.
この発明によれば、自動走行車を制御するために、上位から入力したモータ速度を制御するための速度指令で指令する速度(指令速度)を、車体速度に基づき算出した速度範囲内の速度に制限しているので、車体速度と車輪速度の差、すなわち、スリップ率をスリップが抑制される範囲内に抑えることができる。これにより、自動走行車の車輪と走行面とのスリップ状態を検知する手段を設けてスリップ状態を常に監視しなくても、過度なスリップ状態になることを回避することができ、常時安定して自動走行車を走行させることが可能となる。 According to this invention, in order to control an autonomous vehicle, the speed (command speed) commanded by the speed command for controlling the motor speed input from the host is set to a speed within the speed range calculated based on the vehicle body speed. Since it is limiting, the difference between the vehicle body speed and the wheel speed, that is, the slip ratio can be suppressed within a range in which the slip is suppressed. As a result, it is possible to avoid an excessive slip state without always monitoring the slip state by providing a means for detecting the slip state between the wheel of the autonomous vehicle and the traveling surface, and being always stable. It is possible to drive an autonomous vehicle.
1 車体、2 駆動輪、3 従動輪、4 モータ、5 エンコーダ、6 従動輪回転検出器、10 速度制御手段、11 モータ速度検出手段、12 車体速度検出手段、13、13a、13b 速度指令制限手段、20、40 絶対値演算手段、21、41 乗算手段、22、31、42 加算手段、23、32、43 減算手段、24、44 リミッタ、45 最大値演算手段。
DESCRIPTION OF
実施の形態1.
図1はこの発明を実施するための実施の形態1に係る自動走行車駆動用モータ制御装置を示すものである。1は自動走行車の車体、2は自動走行車の車輪であって、後述するモータで駆動される駆動輪、3も自動走行車の車輪であるが、後述するモータで駆動されることなく自動走行車の走行に伴って受動的に回転されられる従動輪、4は駆動輪2を駆動するモータ、5はモータ4の回転位置を検出するエンコーダ、6は従動輪3の回転位置を検出する従動輪回転検出器、10はモータ4へ出力するモータ駆動のための電流(モータ駆動電流)の値を可変しモータ4の速度を制御する速度制御手段、11はエンコーダ5から出力されたモータ4の回転位置情報からモータ速度を求めるモータ速度検出手段、12は従動輪回転検出器6から出力される従動輪3の回転位置情報から従動輪3の速度、すなわち、車体1の速度(車体速度)を求める車体速度検出手段、13は、自動走行車を制御するために、図示しない上位制御装置或いは位置制御器から与えられるモータ速度を制御するための速度指令を入力し、さらに車体速度検出手段12から車体速度を入力し、車体速度に基づいて算出された速度範囲内に速度指令で指令する速度(指令速度)を制限して、制限速度指令として出力する速度指令制限手段である。
FIG. 1 shows an automatic vehicle driving motor control apparatus according to Embodiment 1 for carrying out the present invention.
本発明の作用を説明するため、まず、自動走行車の車輪と走行面の摩擦力について説明する。図2は、車輪と走行面とのスリップ率と摩擦力の関係を示したグラフである。スリップ率とはスリップの大きさを表す数値である。スリップ率λは、駆動輪速度Vwと車体速度(従動輪3の速度)Vbとの差|Vw−Vb|を、車体速度Vbで除したものであり、以下の式(1)で表される。
λ=|Vw−Vb|/Vb ・・・・・(1)
In order to explain the operation of the present invention, first, the frictional force between the wheels of the autonomous vehicle and the traveling surface will be described. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the slip ratio between the wheel and the running surface and the frictional force. The slip ratio is a numerical value representing the magnitude of slip. The slip ratio λ is obtained by dividing the difference | Vw−Vb | between the driving wheel speed Vw and the vehicle body speed (speed of the driven wheel 3) Vb by the vehicle body speed Vb, and is expressed by the following equation (1). .
λ = | Vw−Vb | / Vb (1)
図2に示す車輪と走行面とのスリップ率と摩擦力の関係においては、スリップ率が最大摩擦力を生じさせるスリップ率の値に至るまでは、摩擦力は次第に増加し(Aの領域)、スリップ率が最大摩擦力を生じさせるスリップ率の値より大きくなると摩擦力は暫時減少する(Bの領域)。
従って、Aの領域では、自動走行車の車両速度が上がって一時的にスリップ率が上昇しても、車輪と走行面の摩擦力が大きくなるため、スリップ率はその後減少する方向に移行し、適切なスリップ率に落ち着くため、自動走行車は安定して走行できる。
一方、Bの領域では、自動走行車の車両速度が上がって一時的にスリップ率が上昇すると、車輪と走行面の摩擦力が小さくなり車輪が滑りやすくなるため、さらにスリップ率が増加する方向に移行し、自動走行車の走行は不安定になってしまう。
In the relationship between the slip rate and the friction force between the wheel and the running surface shown in FIG. 2, the friction force gradually increases until the slip rate reaches the value of the slip rate that causes the maximum friction force (region A). When the slip rate becomes larger than the value of the slip rate causing the maximum friction force, the friction force decreases for a while (region B).
Therefore, in the region A, even if the vehicle speed of the autonomous vehicle increases and the slip rate temporarily increases, the frictional force between the wheels and the running surface increases, so the slip rate shifts in a decreasing direction thereafter, In order to settle down to an appropriate slip rate, the autonomous vehicle can travel stably.
On the other hand, in the region B, when the vehicle speed of the autonomous vehicle increases and the slip rate temporarily increases, the frictional force between the wheels and the running surface decreases and the wheels become slippery. Therefore, the slip rate further increases. This shifts and the traveling of the autonomous vehicle becomes unstable.
以上より、自動走行車を安定して走行させるには、スリップ率が図2に示すAの領域に有る状態で車輪を駆動させるべく、駆動輪2の速度、すなわち、モータ4の速度を制御すればよいことが分かる。
From the above, in order to drive the autonomous vehicle stably, the speed of the
実施の形態1に係る自動走行車駆動用モータ制御装置の動作について説明する。
速度制御手段10から出力されるモータ駆動電流によりモータ4が駆動され、モータ4は駆動輪2を駆動することで自動走行車は走行する。その際、自動走行車の走行に伴って受動的に回転されられる従動輪3の回転位置を従動輪回転検出器6によって検出し、従動輪回転検出器6の出力を車体速度検出手段12に入力して従動輪3の速度を自動走行車の車体速度として検出する。車体速度は速度指令制限手段13へ出力される。速度指令制限手段13は、車体速度検出手段12から出力された車体速度と、自動走行車を制御するために、上位の制御装置からモータ速度を制御するための速度指令とを入力し、車体速度に基づいて速度範囲を算出し、速度指令で指令する速度(指令速度)を、算出した速度範囲内の速度に制限して、制限された速度指令を制限速度指令として速度制御手段10へ出力する。速度制御手段10は、制限速度指令を入力し、エンコーダ5からの信号を入力してモータ4の速度を検出するモータ速度検出手段11から入力したモータ速度が、制限速度指令の指令速度に追従するようにモータ4へ出力するモータ駆動電流値を調整してモータ4を制御する。
The operation of the automatic vehicle driving motor control apparatus according to the first embodiment will be described.
The motor 4 is driven by the motor drive current output from the speed control means 10, and the motor 4 drives the
次に、速度指令制限手段13について説明する。
図3は速度指令制限手段13の詳細を示したブロック図である。図3において、20は絶対値演算手段であり、車体速度検出手段12で求めた車体速度Vbを入力し、その絶対値|Vb|を演算して出力する。21は乗算手段で、絶対値演算手段20から入力した車体速度の絶対値|Vb|に係数Kを乗じて、K|Vb|を出力する。ここで、係数Kは予め設定されたゼロより大きい係数であり、詳細は後述する。さらに、22は加算手段で、乗算手段21の出力に車体速度Vbを加算して、Vb+K|Vb|を出力する。また、23は減算手段で、車体速度Vbから乗算手段21の出力を減算して、Vb−K|Vb|を出力する。24はリミッタ手段であり、加算手段22からの出力を速度指令の指令速度の上限値として入力し、また、減算手段23からの出力を速度指令の指令速度の下限値として入力し、入力した速度指令の指令速度を上限値と下限値の間の範囲に制限して、制限速度指令として出力する。具体的には、速度指令の指令速度が速度範囲内に有る場合は、入力した速度指令をそのまま出力し、速度指令の指令速度が速度範囲内に無い場合は、指令速度を速度範囲内の速度に補正し、補正した速度指令を制限速度指令として出力する。たとえば、指令速度が上限値を超える速度指令がリミッタ手段24に入力された場合、指令速度が上限値と等しい速度指令を制限速度指令として出力したり、指令速度が下限値を下回る速度指令がリミッタ手段24に入力された場合、指令速度が下限値と等しい速度指令を制限速度指令として出力したりする。
Next, the speed command limiting means 13 will be described.
FIG. 3 is a block diagram showing details of the speed command limiting means 13. In FIG. 3,
速度指令制限手段13は、上述したように上位の制御装置から入力する任意の速度指令の指令速度をVb−K|Vb|とVb+K|Vb|の範囲に制限して、制限速度指令として出力する。速度制御手段10はこの制限速度指令を受け、モータ速度検出手段11が求めたモータ速度が制限速度指令に追従するようにモータ4を制御するので、モータ速度もこの範囲内に入るように制御される。
The speed
ここで、係数Kの値について説明する。
駆動輪速度Vwは、速度指令制限手段13により制限されるので、以下の範囲となる。
Vb−K|Vb|≦Vw≦Vb+K|Vb| ・・・・・(2)
従って、ゼロより大きい係数Kの範囲は、以下の範囲となる。
K≧|Vw−Vb|/Vb ・・・・・(3)
(3)式の右辺は、スリップ率を表していることから、係数Kの値を、摩擦力が最大となるときのスリップ率λm以下の値もしくはλmに近い値にしておけば、スリップ率が図2に示すAの領域にあり、Bの領域に入らないようにできる。これによって、駆動輪2のスリップ状態を安定させることが可能になる。
Here, the value of the coefficient K will be described.
Since the driving wheel speed Vw is limited by the speed
Vb−K | Vb | ≦ Vw ≦ Vb + K | Vb | (2)
Therefore, the range of the coefficient K greater than zero is as follows.
K ≧ | Vw−Vb | / Vb (3)
Since the right side of the equation (3) represents the slip ratio, if the value of the coefficient K is set to a value equal to or less than the slip ratio λm when the frictional force is maximized or a value close to λm, the slip ratio is reduced. In the area A shown in FIG. 2, it can be prevented from entering the area B. As a result, the slip state of the
λmの値は、一般的にスリップ率が10〜20%程度の範囲に存在するため、この範囲内の任意の値としてよい。また、実際の制御対象である自動走行車の車輪と走行面において、スリップ率と摩擦力の関係を事前に測定して求めた値を用いてもよい。 Since the value of λm generally exists in a range where the slip ratio is about 10 to 20%, it may be an arbitrary value within this range. In addition, a value obtained by measuring in advance the relationship between the slip ratio and the frictional force may be used for the wheels and the traveling surface of the automatic traveling vehicle that is an actual control target.
この実施の形態に示す自動走行車駆動用モータ制御装置によれば、速度指令制限手段13により、速度指令の指令速度の範囲を車体速度に基づいて算出し、上位の制御装置からの入力した任意の速度指令の指令速度を、算出した速度範囲内に制限しているので、過度なスリップ状態が生じることない。よって、自動走行車の車輪と走行面とのスリップ状態を検知する手段を設けてスリップ状態を常に監視しなくても、過度なスリップ状態となることを防ぐことができ、常時安定して自動走行車を走行させることが可能となる。 According to the automatic vehicle driving motor control apparatus shown in this embodiment, the speed command limit means 13 calculates the range of the command speed of the speed command based on the vehicle body speed, and is inputted arbitrarily from the host controller. Since the command speed of the speed command is limited within the calculated speed range, an excessive slip state does not occur. Therefore, it is possible to prevent an excessive slip state without always monitoring the slip state by providing a means for detecting the slip state between the wheel of the autonomous vehicle and the traveling surface, and always running automatically and stably. It is possible to drive the car.
実施の形態2.
図4は、この発明の実施の形態2に係る自動走行車駆動用モータ制御装置おける速度指令制限手段の詳細を示したブロック図である。実施の形態2に係る自動走行車駆動用モータ制御装置において、速度指令制限手段以外の構成は、実施の形態1における図1に示す構成と同じである。
FIG. 4 is a block diagram showing details of speed command limiting means in the motor controller for an automatic traveling vehicle drive according to
実施の形態2に係る速度指令制限手段13aについて説明する。
図4において、ΔVは、速度指令制限手段13aに予め設定されたゼロより大きい定数であり、許容することができる車体速度とモータ速度との速度差を示す許容差速度である。また、31は加算手段で、車体速度VbにΔVを加算して、Vb+ΔVを速度指令の指令速度の上限値として出力する。32は減算手段で、車体速度VbからΔVを減算して、Vb−ΔVを速度指令の指令速度の下限値として出力する。33はリミッタ手段であり、速度指令の指令速度を上限値と下限値の間に制限して、制限された速度指令を制限速度指令として出力する。具体的には、速度指令の指令速度が速度範囲内に有る場合は、入力した速度指令をそのまま出力し、速度指令の指令速度が速度範囲内に無い場合は、指令速度を速度範囲内の速度に補正し、補正した速度指令を制限速度指令として出力する。たとえば、指令速度が上限値を超える速度指令がリミッタ手段33に入力された場合、指令速度が上限値と等しい速度指令を制限速度指令として出力したり、指令速度が下限値を下回る速度指令がリミッタ手段33に入力された場合、指令速度が下限値と等しい速度指令を制限速度指令として出力したりする。
The speed command limiting means 13a according to the second embodiment will be described.
In FIG. 4, ΔV is a constant larger than zero set in advance in the speed command limiting means 13a, and is an allowable speed that indicates a speed difference between the allowable vehicle body speed and the motor speed.
ここで、実施の形態1における図2では、車輪と走行面との摩擦力をスリップ率の関数として表したが、走行面である床面や車輪の材質によっては、摩擦力がスリップ率の関数ではなく、図5のように、車体と車輪の速度差の関数になる場合もある。 Here, in FIG. 2 in the first embodiment, the frictional force between the wheel and the running surface is expressed as a function of the slip ratio. However, depending on the floor surface and the wheel material as the running surface, the frictional force is a function of the slip rate. Instead, it may be a function of the speed difference between the vehicle body and the wheel as shown in FIG.
図5に示す、車体と車輪の速度差と、車輪と走行面との摩擦力の関係においては、車体と車輪の速度差が、最大摩擦力が生じるときの車体と車輪の速度差より小さい値の範囲(A´の領域)では、車体と車輪の速度差の増加とともに摩擦力は増加する。車体と車輪の速度差が、最大摩擦力が生じる車体と車輪の速度差より大きい値の範囲(B´の領域)では、車体と車輪の速度差の増加とともに摩擦力は減少する。
従って、A´の領域では、自動走行車の車両速度が上がって一時的に車体と車輪の速度差が増加しても、車輪と走行面の摩擦力が大きくなるため、その後車体と車輪の速度差が減少する方向に移行し、適切な車体と車輪の速度差に落ち着くため、自動走行車は安定して走行できる。
一方、B´の領域では、自動走行車の車両速度が上がって一時的に車体と車輪の速度差が増加すると、車輪と走行面の摩擦力が小さくなり車輪が滑りやすくなるため、さらに車体と車輪の速度差が増加する方向に移行し、自動走行車の走行は不安定になってしまう。
In the relationship between the speed difference between the vehicle body and the wheel and the friction force between the wheel and the running surface shown in FIG. 5, the speed difference between the vehicle body and the wheel is smaller than the speed difference between the vehicle body and the wheel when the maximum friction force is generated. In the range (A ′ region), the frictional force increases as the speed difference between the vehicle body and the wheel increases. In the range where the speed difference between the vehicle body and the wheel is larger than the speed difference between the vehicle body and the wheel where the maximum frictional force is generated (B ′ region), the friction force decreases as the speed difference between the vehicle body and the wheel increases.
Therefore, in the region A ′, even if the vehicle speed of the automatic traveling vehicle increases and the speed difference between the vehicle body and the wheel temporarily increases, the frictional force between the wheel and the traveling surface increases. Since the difference shifts in the direction of decreasing and settles to an appropriate speed difference between the vehicle body and the wheels, the autonomous vehicle can travel stably.
On the other hand, in the region B ′, if the vehicle speed of the automatic traveling vehicle increases and the speed difference between the vehicle body and the wheel temporarily increases, the frictional force between the wheel and the traveling surface decreases and the wheel becomes slippery. It shifts in the direction in which the speed difference of the wheels increases, and the traveling of the autonomous vehicle becomes unstable.
以上より、自動走行車を安定して走行させるには、車体と車輪の速度差が図5に示すA´の領域に有る状態で車輪を駆動させるべく、駆動輪2の速度、すなわち、モータ4の速度を制御すればよいことが分かる。
From the above, in order to drive the automatic traveling vehicle stably, the speed of the
速度指令制限手段13aは、上述したように上位の制御装置から入力する任意の速度指令をVb−ΔVとVb+ΔVの範囲に制限して、制限速度指令として出力する。速度制御手段10はこの制限速度指令を受け、モータ速度検出手段11が求めたモータ速度が制限速度指令に追従するようにモータ4を制御するので、モータ速度もこの範囲内に入るように制御される。 As described above, the speed command limiting means 13a limits an arbitrary speed command input from the host controller to a range between Vb−ΔV and Vb + ΔV, and outputs it as a speed limit command. The speed control means 10 receives this speed limit command and controls the motor 4 so that the motor speed obtained by the motor speed detection means 11 follows the speed limit command. Therefore, the motor speed is also controlled to fall within this range. The
ここで、許容差速度△Vについて説明する。
駆動輪速度Vwは、速度指令制限手段13により制限されるので、以下の範囲となる。
Vb−ΔV≦Vw≦Vb+ΔV ・・・・・(4)
従って、ゼロより大きい値とするΔVの範囲は、以下の範囲となる。
ΔV≧|Vw−Vb| ・・・・・(5)
(5)式の右辺は、車体と車輪の速度差を表していることから、ΔVの値を摩擦力が最大となる速度差△Vm以下の値もしくはその値に近い値にしておけば、車体と車輪の速度差が図5に示すA´の領域にあり、B´の領域に入らないようにできる。これによって、駆動輪2のスリップ状態を安定させることが可能になる。
Here, the allowable speed difference ΔV will be described.
Since the driving wheel speed Vw is limited by the speed
Vb−ΔV ≦ Vw ≦ Vb + ΔV (4)
Therefore, the range of ΔV that is greater than zero is as follows.
ΔV ≧ | Vw−Vb | (5)
Since the right side of equation (5) represents the speed difference between the vehicle body and the wheel, if the value of ΔV is set to a value equal to or less than the speed difference ΔVm at which the frictional force is maximum, And the speed difference between the wheels is in the area A ′ shown in FIG. 5 and can be prevented from entering the area B ′. As a result, the slip state of the
ΔVmの値は、実際の制御対象である自動走行車の車輪と走行面において、車体と車輪の速度差と摩擦力の関係を事前に測定して求めた値を用いる。 As the value of ΔVm, a value obtained by measuring in advance the relationship between the speed difference between the vehicle body and the wheel and the frictional force on the wheel and the running surface of the automatic traveling vehicle that is the actual control target is used.
この実施の形態に示す自動走行車駆動用モータ制御装置によれば、車輪と走行面との摩擦力がスリップ率の関数ではなく車体と車輪の速度差の関数になる場合であっても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。すなわち、速度指令制限手段13aにより、速度指令の指令速度の範囲を車体速度に基づいて算出し、上位の制御装置からの入力した任意の速度指令の指令速度を、算出した速度範囲内に制限しているので、過度なスリップ状態が生じることない。よって、自動走行車の車輪と走行面とのスリップ状態を検知する手段を設けてスリップ状態を常に監視しなくても、過度なスリップ状態となることを防ぐことができ、常時安定して自動走行車を走行させることが可能となる。
According to the automatic vehicle driving motor control device shown in this embodiment, even if the frictional force between the wheel and the running surface is not a function of the slip ratio but a function of the speed difference between the vehicle body and the wheel, The effect similar to the
実施の形態3.
図6は、この発明の実施の形態3に係る自動走行車駆動用モータ制御装置おける速度指令制限手段の詳細を示したブロック図である。実施の形態3に係る自動走行車駆動用モータ制御装置において、速度指令制限手段以外の構成は、実施の形態1における図1に示す構成と同じである。
FIG. 6 is a block diagram showing details of speed command limiting means in the motor controller for driving an automatic traveling vehicle according to
実施の形態3に係る速度指令制限手段13bについて説明する。
図6において、40は絶対値演算手段で、車体速度検出手段12で求めた車体速度Vbの絶対値|Vb|を求めて出力する。41は乗算手段で、車体速度の絶対値|Vb|に予め設定されたゼロより大きい係数Kを乗じて、K|Vb|を出力する。45は乗算手段41の出力であるK|Vb|と予め設定されたゼロより大きい許容差速度ΔVとを比較し、両者の大きい方をΔVnとして出力する最大値演算手段である。また、42は加算手段で、車体速度VbにΔVnを加算して、Vb+ΔVnを速度指令の指令速度の上限値として出力する。43は減算手段で、車体速度VbからΔVnを減算して、Vb−ΔVmを速度指令の指令速度の下限値として出力する。44はリミッタ手段であり、速度指令の指令速度を上限値と下限値の間に制限して、制限された速度指令を制限速度指令として出力する。具体的には、速度指令の指令速度が速度範囲内に有る場合は、入力した速度指令をそのまま出力し、速度指令の指令速度が速度範囲内に無い場合は、指令速度を速度範囲内の速度に補正し、補正した速度指令を制限速度指令として出力する。
The speed command limiting means 13b according to
In FIG. 6,
図6に示す速度指令制限手段13bは、図3に示す速度指令制限手段13の機能と図4に示す速度指令制限手段13aの機能を併せ持ったものである。つまり、速度指令制限手段13において、乗算手段21と加算手段22及び減算手段23との間に最大値演算手段を設けたものである。最大値演算手段で、乗算手段の出力であるK|Vb|と予め設定されたゼロより大きい許容差速度ΔVとを比較し、両者の大きい方をΔVnとして出力し、△Vnを用いて車体速度Vbに基づき速度指令の指令速度の上限値、下限値を算出する。
The speed command limiting means 13b shown in FIG. 6 has both the function of the speed
係数Kの値を、摩擦力が最大となるときのスリップ率λm以下の値もしくはλmに近い値にしておけば、スリップ率が図2に示すAの領域にあり、Bの領域に入らないようにできる。これによって、駆動輪2のスリップ状態を安定させることが可能になる。
また、ΔVの値を摩擦力が最大となる速度差△Vm以下の値もしくはその値に近い値にしておけば、車体と車輪の速度差が図5に示すA´の領域にあり、B´の領域に入らないようにできる。これによって、駆動輪2のスリップ状態を安定させることが可能になる。
If the value of the coefficient K is set to a value equal to or less than the slip rate λm when the frictional force is maximum or a value close to λm, the slip rate is in the region A shown in FIG. Can be. As a result, the slip state of the
Further, if the value of ΔV is set to a value less than or equal to the speed difference ΔVm at which the frictional force is maximum, the speed difference between the vehicle body and the wheel is in the region A ′ shown in FIG. You can avoid entering the area. As a result, the slip state of the
速度指令制限手段13bを図6のように構成することにより、車輪と走行面の摩擦力が、図2のようにスリップ率の関数として表せる場合でも、図5のように車体と車輪の速度差の関数として表せる場合でも、どちらの場合にも対応することが可能となる。また、係数Kをゼロまたはゼロに近い値とすれば、実施の形態1と同等の制御が実現できる。ΔVをゼロまたはゼロに近い値とすれば、実施の形態2と同等の制御が実現できる。これによって、様々な床面の状況や車輪の材質に対応して、駆動輪2のスリップ状態を安定させることが可能になる。
By configuring the speed command limiting means 13b as shown in FIG. 6, even when the frictional force between the wheel and the running surface can be expressed as a function of the slip ratio as shown in FIG. 2, the speed difference between the vehicle body and the wheel as shown in FIG. Even if it can be expressed as a function of, both cases can be handled. Further, if the coefficient K is set to zero or a value close to zero, control equivalent to that in the first embodiment can be realized. If ΔV is set to zero or a value close to zero, control equivalent to that in the second embodiment can be realized. This makes it possible to stabilize the slip state of the
この実施の形態に示す自動走行車駆動用モータ制御装置によれば、車輪と走行面との摩擦力がスリップ率の関数となる場合であっても、車体と車輪の速度差の関数となる場合であっても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。すなわち、速度指令制限手段13bにより、速度指令の指令速度の範囲を車体速度に基づいて算出し、上位の制御装置からの入力した任意の速度指令の指令速度を、算出した速度範囲内に制限しているので、過度なスリップ状態が生じることない。よって、自動走行車の車輪と走行面とのスリップ状態を検知する手段を設けてスリップ状態を常に監視しなくても、過度なスリップ状態となることを防ぐことができ、常時安定して自動走行車を走行させることが可能となる。 According to the motor controller for driving an autonomous vehicle shown in this embodiment, even when the frictional force between the wheel and the running surface is a function of the slip ratio, it is a function of the speed difference between the vehicle body and the wheel. Even so, the same effect as in the first embodiment can be obtained. That is, the speed command limit means 13b calculates the speed command speed range based on the vehicle body speed, and limits the speed command speed input from the host controller to the calculated speed range. Therefore, an excessive slip state does not occur. Therefore, it is possible to prevent an excessive slip state without always monitoring the slip state by providing a means for detecting the slip state between the wheel of the autonomous vehicle and the traveling surface, and always running automatically and stably. It is possible to drive the car.
この発明に係わる自動走行車駆動用モータ制御装置は、自動走行車を安定して走行させるのに適している。 The motor controller for driving an autonomous vehicle according to the present invention is suitable for stably running an autonomous vehicle.
Claims (6)
前記自動走行車の車体速度を求めて出力する車体速度検出手段と、
前記モータ速度を制御するための速度指令に応じた指令を入力し、前記モータ速度が前記指令に追従するように前記モータを制御する速度制御手段と、
前記速度指令を上位から入力し、前記速度指令で指令する速度が所定の速度範囲内にある場合は、前記速度指令を前記速度制御手段にそのまま出力し、前記速度指令で指令する速度が前記速度範囲内にない場合は、前記指令速度を前記速度範囲内の速度に補正し、補正した速度指令を制限速度指令として前記速度制御手段に出力する速度指令制限手段と、
を備えた自動走行車駆動用モータ制御装置であって、
前記速度指令制限手段は、前記速度範囲の上限値及び下限値を、前記車体速度検出手段から入力した前記車体速度に基づき算出することを特徴とする自動走行車駆動用モータ制御装置。 Motor speed detecting means for obtaining and outputting a motor speed of a motor for driving the automatic traveling vehicle;
Vehicle body speed detecting means for obtaining and outputting a vehicle body speed of the autonomous vehicle;
A speed control means for inputting a command according to a speed command for controlling the motor speed, and controlling the motor so that the motor speed follows the command;
When the speed command is input from the host and the speed commanded by the speed command is within a predetermined speed range, the speed command is output as it is to the speed control means, and the speed commanded by the speed command is If not within the range, the command speed is corrected to a speed within the speed range, and the corrected speed command is output to the speed control means as a speed limit command;
A motor control device for driving an automatic vehicle equipped with
The motor control device for driving an automatic vehicle, wherein the speed command limiting means calculates an upper limit value and a lower limit value of the speed range based on the vehicle body speed input from the vehicle body speed detection means.
前記速度指令制限手段は、前記速度範囲の下限値をVb−ΔV、前記速度範囲の上限値をVb+ΔVとして算出することを特徴とする請求項1記載の自動走行車駆動用モータ制御装置。 When the vehicle body speed is Vb, a value larger than a preset zero, and a permissible differential speed which is a speed difference between the allowable vehicle body speed and the motor speed is ΔV,
2. The motor controller for driving an automatic vehicle according to claim 1, wherein the speed command limiting means calculates the lower limit value of the speed range as Vb- [Delta] V and the upper limit value of the speed range as Vb + [Delta] V.
前記速度指令制限手段は、前記速度範囲の下限値をVb−ΔVn、前記速度範囲の上限値をVb+ΔVnとして算出することを特徴とする請求項1記載の自動走行車駆動用モータ制御装置。 The vehicle body speed is Vb, the absolute value of the vehicle body speed is | Vb |, a coefficient larger than a preset zero is K, and a value larger than a preset zero, and the allowable vehicle body speed and the motor are allowed. When the tolerance speed, which is the speed difference from the speed, is ΔV, and the larger value of ΔV and K | Vb | is ΔVn,
2. The motor controller for driving an automatic vehicle according to claim 1, wherein the speed command limiting means calculates the lower limit value of the speed range as Vb- [Delta] Vn and the upper limit value of the speed range as Vb + [Delta] Vn.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013237323A (en) * | 2012-05-14 | 2013-11-28 | Honda Motor Co Ltd | Inverted pendulum type vehicle |
WO2014002275A1 (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-03 | 株式会社安川電機 | Moving body and moving body system |
CN107215244A (en) * | 2017-06-29 | 2017-09-29 | 合肥巨动力系统有限公司 | The electric drive system for electric vehicles torque control system and method on a kind of low attached road surface |
WO2018216796A1 (en) * | 2017-05-25 | 2018-11-29 | カルソニックカンセイ株式会社 | Vehicle driving force control device and driving force control method |
JP2019037857A (en) * | 2016-02-05 | 2019-03-14 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Autonomous travel type vacuum cleaner |
CN110682799A (en) * | 2019-10-30 | 2020-01-14 | 江西江铃集团新能源汽车有限公司 | Electric automobile speed limiting method and system |
-
2009
- 2009-12-25 JP JP2009294214A patent/JP2011134184A/en active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013237323A (en) * | 2012-05-14 | 2013-11-28 | Honda Motor Co Ltd | Inverted pendulum type vehicle |
WO2014002275A1 (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-03 | 株式会社安川電機 | Moving body and moving body system |
CN104412191A (en) * | 2012-06-29 | 2015-03-11 | 株式会社安川电机 | Moving body and moving body system |
JPWO2014002275A1 (en) * | 2012-06-29 | 2016-05-30 | 株式会社安川電機 | Mobile body and mobile system |
JP2019037857A (en) * | 2016-02-05 | 2019-03-14 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Autonomous travel type vacuum cleaner |
WO2018216796A1 (en) * | 2017-05-25 | 2018-11-29 | カルソニックカンセイ株式会社 | Vehicle driving force control device and driving force control method |
CN110612230A (en) * | 2017-05-25 | 2019-12-24 | 马瑞利株式会社 | Vehicle driving force control device and driving force control method |
JPWO2018216796A1 (en) * | 2017-05-25 | 2020-03-19 | マレリ株式会社 | Vehicle driving force control device and driving force control method |
CN110612230B (en) * | 2017-05-25 | 2022-09-06 | 马瑞利株式会社 | Vehicle driving force control device and driving force control method |
CN107215244A (en) * | 2017-06-29 | 2017-09-29 | 合肥巨动力系统有限公司 | The electric drive system for electric vehicles torque control system and method on a kind of low attached road surface |
CN110682799A (en) * | 2019-10-30 | 2020-01-14 | 江西江铃集团新能源汽车有限公司 | Electric automobile speed limiting method and system |
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