JP7212538B2 - steering control system, steering system, vehicle, steering control method and program - Google Patents

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Description

本発明は、操舵制御システム、操舵システム、車両、操舵制御方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a steering control system, a steering system, a vehicle, a steering control method, and a program.

新交通システムにおける操舵方法として、AGT(Automated Guideway Transit、自動案内軌条式旅客輸送システム)のように、軌道に沿って案内レールを設置しておき、車両が案内輪を案内レールに押し当てて走行する方法がある。案内輪が案内レールに押されることで、車両は案内レールに沿う方向、すなわち、軌道に沿う方向に走行する。
このように、車両が案内輪を案内レールに押し当てて走行する方法では、案内レールの表面の凹凸等によって車両に横揺れが生じ、乗り心地が低下する場合がある。
As a steering method in the new transportation system, guide rails are installed along the track like AGT (Automated Guideway Transit), and the vehicle runs by pressing the guide wheels against the guide rails. There is a way. By pushing the guide wheels against the guide rails, the vehicle travels along the guide rails, that is, along the track.
In this way, in the method in which the vehicle travels by pressing the guide wheels against the guide rails, the unevenness of the surface of the guide rails may cause the vehicle to roll, resulting in a decrease in ride comfort.

これに対し、特許文献1に記載の交通システムでは、パッシブ操舵区間とアクティブ操舵とが設けられており、アクティブ操舵区間では、車両が自らの操舵によって軌道上を走行する。アクティブ操舵区間では、車両は、変位センサによって車両の左右変位を計測し、常に左右の隙間が一定になるように操舵リンク機構を操作する。アクティブ操舵区間では、案内輪を案内レールに押し当てる必要がなく、案内レールの表面の凹凸等によって車両に横揺れが生じることを回避できる。 On the other hand, in the traffic system described in Patent Document 1, a passive steering section and an active steering section are provided, and in the active steering section, the vehicle travels on the track by steering itself. In the active steering section, the vehicle measures the lateral displacement of the vehicle with a displacement sensor, and operates the steering link mechanism so that the left and right gaps are always constant. In the active steering section, there is no need to press the guide wheels against the guide rails, so that the vehicle can be prevented from rolling due to irregularities on the surface of the guide rails.

また、特許文献2に記載の軌道非接触車両の操舵装置は、ニューラルネットワークまたは遺伝子アルゴリズム等による機械学習を行い、機械学習の結果を用いて目標操舵角を算出する。 Further, the steering device for a track non-contact vehicle described in Patent Document 2 performs machine learning using a neural network, a genetic algorithm, or the like, and calculates a target steering angle using the results of the machine learning.

国際公開第2013/094336号WO2013/094336 国際公開第2004/040391号WO2004/040391

車両が案内輪を案内レールに押し当てずに自動操舵する場合、操舵のオーバーシュートにより走行方向の変更を繰り返すと、かかる走行方向の変更の繰り返しによって車両に横揺れが生じ、乗り心地が低下してしまう。これに対し、フィードバック制御ゲインを小さくすれば、走行方向の変更の繰り返しを低減させることができるが、予定される走行経路からのずれが大きくなり、軌道の幅を大きくとる必要がある点で、設備コストの増加につながる。
車両が自動操舵する場合に、車両の横揺れの低減と、予定される走行経路からのずれの低減とを両立させられることが好ましい。
When the vehicle is automatically steered without pushing the guide wheels against the guide rails, if the direction of travel is repeatedly changed due to overshooting of the steering, the vehicle will sway due to repeated changes of direction of travel, resulting in poor ride comfort. end up On the other hand, if the feedback control gain is made smaller, it is possible to reduce the number of repetitions of changing the traveling direction, but the deviation from the planned traveling route increases and the width of the track needs to be increased. It leads to an increase in equipment costs.
When the vehicle is automatically steered, it is desirable to be able to both reduce the rolling of the vehicle and reduce the deviation from the planned travel route.

本発明は、車両が自動操舵する場合に、車両の横揺れの低減と、予定される走行経路からのずれの低減とを両立させることができる操舵制御システム、操舵システム、車両、操舵制御方法およびプログラムを提供する。 The present invention provides a steering control system, a steering system, a vehicle, a steering control method, and a steering control system that can reduce both the rolling of the vehicle and the reduction of deviation from a planned travel route when the vehicle automatically steers. Offer a program.

本発明の第1の態様によれば、操舵制御システムは、軌道を走行する車両の、前記軌道の幅方向における前記車両の基準走行経路からのずれ量を検出するずれ量検出部と、前記車両の横揺れ量を検出する横揺れ量検出部と、フィードバック制御における操舵指令値に、前記車両の固有振動数の振動を除去、または、低減させる周波数フィルタを適用して、前記ずれ量および前記横揺れ量を最小化するように前記車両の操舵をフィードバック制御するフィードバック制御部と、を備える。 According to a first aspect of the present invention, a steering control system includes: a deviation amount detection unit that detects a deviation amount of a vehicle traveling on a track from a reference running route of the vehicle in the width direction of the track; and a frequency filter that removes or reduces the vibration of the natural frequency of the vehicle is applied to the steering command value in the feedback control to detect the deviation amount and the lateral vibration amount. a feedback control unit that feedback-controls the steering of the vehicle so as to minimize the amount of shaking.

前記車両のキロ程毎の操舵指令値を示す操舵パターン情報を記憶する記憶部と、前記車両のキロ程を検出するキロ程検出部と、前記キロ程検出部が検出したキロ程に前記操舵パターン情報で対応付けられている操舵指令値を出力するフィードフォワード制御部と、を備えるようにしてもよい。 a storage unit for storing steering pattern information indicating a steering command value for each kilometerage of the vehicle; a kilometerage detection unit for detecting the kilometerage of the vehicle; and the steering pattern for each kilometerage detected by the kilometerage detection unit. and a feedforward control unit that outputs a steering command value associated with the information.

車両の荷重を検出する荷重検出部を備え、前記記憶部は、前記車両の荷重毎に操舵パターン情報を記憶し、前記フィードフォワード制御部は、前記車両のキロ程に、前記車両の荷重に応じた前記操舵パターン情報で対応付けられている操舵指令値を出力するようにしてもよい。 The storage unit stores steering pattern information for each load of the vehicle. Alternatively, the steering command value associated with the steering pattern information may be output.

前記フィードバック制御部は、乗り心地に影響しやすい周波数として定められた所定の周波数の振動を除去し、または、低減させる、前記周波数フィルタを用いるようにしてもよい。 The feedback control unit may use the frequency filter that removes or reduces vibration of a predetermined frequency determined as a frequency likely to affect ride comfort.

本発明の第2の態様によれば、操舵システムは、車両と車両制御装置とを備え、前記車両は、軌道を走行する車両の、前記軌道の幅方向における前記車両の基準走行経路からのずれ量を検出するずれ量検出部と、前記車両の横揺れ量を検出する横揺れ量検出部と、を備え、前記車両制御装置は、フィードバック制御における操舵指令値に、前記車両の固有振動数の振動を除去、または、低減させる周波数フィルタを適用して、前記ずれ量および前記横揺れ量を最小化するように前記車両の操舵をフィードバック制御するフィードバック制御部を備える。 According to a second aspect of the present invention, a steering system includes a vehicle and a vehicle control device, wherein the vehicle detects deviation of a vehicle traveling on a track from a reference travel route of the vehicle in the width direction of the track. and a rolling amount detecting section for detecting the amount of rolling of the vehicle. A feedback control unit is provided for feedback-controlling the steering of the vehicle so as to minimize the amount of deviation and the amount of rolling by applying a frequency filter that removes or reduces vibration .

本発明の第3の態様によれば、車両は、軌道を走行する車両の、前記軌道の幅方向における前記車両の基準走行経路からのずれ量を検出するずれ量検出部と、前記車両の横揺れ量を検出する横揺れ量検出部と、フィードバック制御における操舵指令値に、前記車両の固有振動数の振動を除去、または、低減させる周波数フィルタを適用して、前記ずれ量および前記横揺れ量を最小化するように前記車両の操舵をフィードバック制御するフィードバック制御部と、を備える。 According to the third aspect of the present invention, a vehicle includes: a deviation amount detection unit that detects a deviation amount of a vehicle traveling on a track from a reference running route of the vehicle in the width direction of the track; A rolling amount detection unit that detects the amount of rolling , and a frequency filter that removes or reduces the vibration of the natural frequency of the vehicle is applied to the steering command value in feedback control to detect the amount of deviation and the amount of rolling. a feedback control unit that feedback-controls the steering of the vehicle so as to minimize .

前記フィードバック制御部のフィードバック制御に従って動作するアクチュエータであって、操舵指令値に対する一次遅れ要素が設けられているアクチュエータを備えるようにしてもよい。 An actuator that operates according to the feedback control of the feedback control section and that is provided with a first-order lag element with respect to the steering command value may be provided.

本発明の第4の態様によれば、操舵制御方法は、軌道を走行する車両の、前記軌道の幅方向における前記車両の基準走行経路からのずれ量を検出することと、前記車両の横揺れ量を検出することと、フィードバック制御における操舵指令値に、前記車両の固有振動数の振動を除去、または、低減させる周波数フィルタを適用して、前記ずれ量および前記横揺れ量を最小化するように前記車両の走行方向をフィードバック制御することと、を含む。 According to a fourth aspect of the present invention, a steering control method includes detecting a deviation amount of a vehicle traveling on a track from a reference travel route of the vehicle in the width direction of the track; and applying a frequency filter that removes or reduces the vibration of the natural frequency of the vehicle to the steering command value in feedback control to minimize the amount of deviation and the amount of rolling. and feedback-controlling the running direction of the vehicle.

本発明の第5の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、軌道を走行する車両の、前記軌道の幅方向における前記車両の基準走行経路からのずれ量の情報を取得することと、前記車両の横揺れ量の情報を取得することと、フィードバック制御における操舵指令値に、前記車両の固有振動数の振動を除去、または、低減させる周波数フィルタを適用して、前記ずれ量および前記横揺れ量を最小化するように前記車両の走行方向をフィードバック制御することと、を実行させるためのプログラムである。
According to a fifth aspect of the present invention, the program acquires information on a deviation amount of a vehicle traveling on a track from a reference travel route of the vehicle in the width direction of the track; and applying a frequency filter that removes or reduces the vibration of the natural frequency of the vehicle to the steering command value in feedback control to obtain the amount of deviation and the amount of rolling. and feedback-controlling the running direction of the vehicle so as to minimize .

上記した操舵制御システム、操舵システム、車両、操舵制御方法およびプログラムによれば、車両が自動操舵する場合に、車両の横揺れの低減と、予定される走行経路からのずれの低減とを両立させることができる。 According to the steering control system, steering system, vehicle, steering control method, and program described above, when the vehicle is automatically steered, it is possible to reduce both the rolling of the vehicle and the deviation from the planned travel route. be able to.

第一実施形態に係る車両の機能構成を示す概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram showing the functional configuration of a vehicle according to a first embodiment; FIG. 第一実施形態に係る車両における距離センサの設置位置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the installation position of the distance sensor in the vehicle which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る制御部が行う車両の操舵の制御の例を示すブロック線図である。FIG. 4 is a block diagram showing an example of vehicle steering control performed by a control unit according to the first embodiment; 第二実施形態に係る操舵システムの装置構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram showing the device configuration of a steering system according to a second embodiment. 第二実施形態に係る車両制御サーバ装置の機能構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the functional structure of the vehicle control server apparatus which concerns on 2nd embodiment. 第二実施形態に係る車両の機能構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the functional structure of the vehicle which concerns on 2nd embodiment. 第三実施形態に係る制御部が行う車両の操舵の制御の例を示すブロック線図である。FIG. 11 is a block diagram showing an example of vehicle steering control performed by a control unit according to the third embodiment. 第三実施形態に係るシミュレーションに用いる車両の構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a structure of the vehicle used for the simulation which concerns on 3rd embodiment. 第三実施形態に係るシミュレーションでの車両の軌道の例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a vehicle trajectory in a simulation according to the third embodiment; 第三実施形態に係るシミュレーションで得られた操舵角の例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of steering angles obtained by simulation according to the third embodiment; 第三実施形態に係るシミュレーションで得られた横方向のずれの例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of lateral displacement obtained by simulation according to the third embodiment; 第三実施形態に係るシミュレーションで得られた横揺れ量の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of the amount of lateral vibration obtained by simulation according to the third embodiment; 第4実施形態に係る車両におけるアクチュエータの配置例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of arrangement of actuators in a vehicle according to a fourth embodiment; FIG.

以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Embodiments of the present invention will be described below, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential for the solution of the invention.

<第一実施形態>
図1は、第一実施形態に係る車両100の機能構成を示す概略ブロック図である。図1に示すように、車両100は、ずれ量検出部110と、横揺れ量検出部120と、キロ程検出部130と、荷重検出部140と、操舵部150と、記憶部180と、制御部190とを備える。制御部190は、フィードフォワード制御部191と、フィードバック制御部192とを備える。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic block diagram showing the functional configuration of a vehicle 100 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the vehicle 100 includes a deviation amount detection unit 110, a rolling amount detection unit 120, a kilometer range detection unit 130, a load detection unit 140, a steering unit 150, a storage unit 180, and a control unit. and a section 190 . The controller 190 includes a feedforward controller 191 and a feedback controller 192 .

車両100は、走行タイヤ、案内輪および分岐輪を有し、AGT(Automated Guideway Transit、自動案内軌条式旅客輸送システム)の車両として走行可能である。但し、車両100は、案内レールおよび分岐レールを用いずに自律的に操舵して走行可能である点で、一般的なAGTの車両と異なる。ここでいう操舵は、車両の走行方向など移動体の進行方向を制御することである。 The vehicle 100 has running tires, guide wheels and branch wheels, and can run as a vehicle of AGT (Automated Guideway Transit). However, the vehicle 100 differs from a general AGT vehicle in that it can autonomously steer and travel without using guide rails and branch rails. The steering referred to here is to control the traveling direction of a moving object such as the traveling direction of a vehicle.

ずれ量検出部110は、軌道における車両100の横方向(軌道の幅方向)の位置の、基準走行経路からのずれ量を検出する。ここでいう軌道は、車両100が走行可能な領域である。例えば、路面上に左右の案内レールが設置されて車両100がこれら左右の案内レールの間を走行可能な場合、左右の案内レールの間の領域が軌道の例に該当する。
ここでいう基準走行経路は、車両100の走行経路として軌道の範囲内で予め設定されている経路である。
以下では、軌道における車両100の横方向の位置の、基準走行経路からのずれ量を、車両100の横方向のずれ量と称する。
The deviation amount detection unit 110 detects the deviation amount of the position of the vehicle 100 on the track in the lateral direction (the width direction of the track) from the reference travel route. The track referred to here is an area in which the vehicle 100 can travel. For example, when left and right guide rails are installed on the road surface and the vehicle 100 can travel between the left and right guide rails, the area between the left and right guide rails corresponds to an example of the track.
The reference travel route referred to here is a route set in advance as the travel route of the vehicle 100 within the range of the track.
Hereinafter, the deviation amount of the lateral position of the vehicle 100 on the track from the reference travel route is referred to as the lateral deviation amount of the vehicle 100 .

例えば、基準走行経路が軌道の中央を通る経路に設定されている場合、ずれ量検出部110が、車両の左右に設置された距離センサを含んで構成されていてもよい。そして、ずれ量検出部110が、車両100から軌道の左端までの距離と、車両100から軌道の右端までの距離との差をずれ量として検出するようにしてもよい。この場合のずれ量検出部110の距離センサの設置位置の例について図2を参照して説明する。 For example, when the reference travel route is set to a route passing through the center of the track, the deviation amount detection unit 110 may include distance sensors installed on the left and right sides of the vehicle. Then, the deviation amount detection unit 110 may detect the difference between the distance from the vehicle 100 to the left end of the track and the distance from the vehicle 100 to the right end of the track as the deviation amount. An example of the installation position of the distance sensor of the shift amount detection unit 110 in this case will be described with reference to FIG.

図2は、車両100における距離センサの設置位置の例を示す図である。
図2に示すように、車両100は図1を参照して説明した各部に加えて、車両本体210と、前側走行タイヤ221と、後側走行タイヤ222と、支持体231と、案内輪232と、分岐輪233と、ずれ量検出部110(図1)の一部として構成される距離センサ111と、横揺れ量検出部120(図1)の一部として構成される前側加速度センサ241および後側加速度センサ242とを備える。
FIG. 2 is a diagram showing an example of installation positions of distance sensors in vehicle 100. As shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the vehicle 100 includes a vehicle body 210, a front running tire 221, a rear running tire 222, a support 231, and a guide wheel 232 in addition to the components described with reference to FIG. , a branch wheel 233, a distance sensor 111 configured as part of the shift amount detection unit 110 (FIG. 1), a front side acceleration sensor 241 configured as part of the roll amount detection unit 120 (FIG. 1), and a rear and a side acceleration sensor 242 .

また、図2には、軌道900が示され、軌道900の一部として路面910と側壁920とが示されている。図2では、車両100自らが走行する自律走行区間の場合の例が示されており、軌道900は、案内レールおよび分岐レールを備えていない。車両100と、軌道900など車両100が走行するための設備とを総称して、交通システムと表記する。
また、図2の例における車両100の走行方向を矢印A11で示している。なお、ここでいう前後左右は、車両100の走行方向から見ての前後左右である。すなわち、ここでいう右、左は、それぞれ、車両100の走行方向に向かって右、左である。前または前側は、車両100の走行方向側である。後または後側は、車両100の走行方向と反対側である。
Also shown in FIG. 2 is track 900 , and road surface 910 and sidewalls 920 are shown as part of track 900 . FIG. 2 shows an example of an autonomous travel section in which the vehicle 100 itself travels, and the track 900 does not include guide rails and branch rails. The vehicle 100 and facilities for the vehicle 100 to travel, such as the track 900, are collectively referred to as a transportation system.
Further, the running direction of the vehicle 100 in the example of FIG. 2 is indicated by an arrow A11. The front, rear, left, and right referred to here are the front, rear, left, and right as seen from the running direction of the vehicle 100 . That is, the right and left referred to here are the right and left in the running direction of the vehicle 100, respectively. The front or front side is the traveling direction side of the vehicle 100 . The rear or rear side is the side opposite to the direction of travel of the vehicle 100 .

前側加速度センサ241が車両100の前側に設置され、後側加速度センサ242が車両100の後側に設置されている。
前側加速度センサ241および後側加速度センサ242は、例えば何れも右側を正とし、左側を負として横方向の加速度の測定値を出力する。あるいは、前側加速度センサ241および後側加速度センサ242が、何れも左側を正とし、右側を負として横方向の加速度の測定値を出力するようにしてもよい。
前側加速度センサ241と後側加速度センサ242とを総称して加速度センサ240と表記する。
A front acceleration sensor 241 is installed on the front side of the vehicle 100 and a rear acceleration sensor 242 is installed on the rear side of the vehicle 100 .
The front acceleration sensor 241 and the rear acceleration sensor 242 output measured values of lateral acceleration, for example, with the right side being positive and the left side being negative. Alternatively, both the front side acceleration sensor 241 and the rear side acceleration sensor 242 may output measured values of lateral acceleration with the left side being positive and the right side being negative.
The front side acceleration sensor 241 and the rear side acceleration sensor 242 are collectively referred to as an acceleration sensor 240 .

前側走行タイヤ221が車両100の前側に設置され、後側走行タイヤ222が車両100の後側に設置されている。
前側走行タイヤ221および後側走行タイヤ222は、いずれも向きを変更可能に設けられており、車両100の駆動および操舵に用いられる。特に、前側走行タイヤ221および後側走行タイヤ222のうちいずれか一方または両方の向きを変化させることで、車両100の走行方向が変化する。前側走行タイヤ221と後側走行タイヤ222とを総称して走行タイヤ220と表記する。
距離センサ111は、図2に示すように車両本体210の左右それぞれの側面に設置され、例えば側壁920など距離検出対象までの距離を測定する。これにより、軌道900の幅方向(車両100の横方向)における車両100の位置を検出することができる。
A front running tire 221 is installed on the front side of the vehicle 100 , and a rear running tire 222 is installed on the rear side of the vehicle 100 .
Both the front running tire 221 and the rear running tire 222 are provided so as to change their orientation, and are used for driving and steering the vehicle 100 . In particular, the running direction of the vehicle 100 changes by changing the direction of one or both of the front running tires 221 and the rear running tires 222 . The front running tires 221 and the rear running tires 222 are collectively referred to as running tires 220 .
The distance sensors 111 are installed on the left and right side surfaces of the vehicle body 210 as shown in FIG. Thereby, the position of the vehicle 100 in the width direction of the track 900 (lateral direction of the vehicle 100) can be detected.

案内輪232および分岐輪233は、案内レールおよび分岐レールを用いて車両100の操舵を行う誘導区間において、一般的なAGTの場合と同様に用いられる。案内輪232が案内レールに押し当てられ、車両100は案内レールに沿って走行する。分岐点では、左右いずれかのうち曲がる方向の分岐輪がU字型の分岐レールにはめ込まれ、車両100は分岐レールに沿って走行する。 Guide wheels 232 and branch wheels 233 are used in a guidance section in which vehicle 100 is steered using guide rails and branch rails, in the same manner as in a general AGT. The guide wheels 232 are pressed against the guide rails, and the vehicle 100 travels along the guide rails. At the branch point, the branch wheel on either the left or the right to turn is fitted into the U-shaped branch rail, and the vehicle 100 travels along the branch rail.

横揺れ量検出部120は、車両100の横揺れ量を検出する。例えば、横揺れ量検出部120は加速度センサを含んで構成され、車両100の横方向の加速度、あるいは、加速度の積算量を横揺れ量として検出する。例えば、図2の例で、横揺れ量検出部120は、前側加速度センサ241の加速度測定値と、後側加速度センサ242の加速度測定値との合計を、車両100の横揺れ量を示す値として算出する。具体的には、前側加速度センサ241の加速度測定値と、後側加速度センサ242の加速度測定値との合計の大きさ(絶対値)が、車両100の横揺れ量を示す。
但し、横揺れ量検出部120が車両100の横揺れ量を検出する方法は、これに限定されない。例えば、車両100に1つの加速度センサが設けられ、横揺れ量検出部120が、その加速度センサが測定する車両100の横方向の加速度の大きさを、車両100の横揺れ量として検出するようにしてもよい。
The rolling amount detection unit 120 detects the rolling amount of the vehicle 100 . For example, the rolling amount detection unit 120 includes an acceleration sensor, and detects lateral acceleration of the vehicle 100 or an integrated amount of acceleration as the rolling amount. For example, in the example of FIG. 2, the rolling amount detection unit 120 uses the sum of the acceleration measurement value of the front side acceleration sensor 241 and the acceleration measurement value of the rear side acceleration sensor 242 as a value indicating the rolling amount of the vehicle 100. calculate. Specifically, the total magnitude (absolute value) of the acceleration measurement value of the front acceleration sensor 241 and the acceleration measurement value of the rear acceleration sensor 242 indicates the amount of rolling of the vehicle 100 .
However, the method for detecting the amount of rolling of vehicle 100 by rolling amount detection unit 120 is not limited to this. For example, the vehicle 100 is provided with one acceleration sensor, and the rolling amount detection unit 120 detects the lateral acceleration of the vehicle 100 measured by the acceleration sensor as the rolling amount of the vehicle 100. may

横揺れ量検出部120が、車両100の横揺れ量に加えて、車両100のヨー角の変化量を算出するようにしてもよい。ここでいうヨー角は、例えば東向きなど基準の方向に対して車両100の走行方向がなす角度である。例えば、横揺れ量検出部120が、前側加速度センサ241の加速度測定値か、後側加速度センサ242の加速度測定値を減算した差の、単位時間当たりの変化の大きさを、ヨー角の変化量として算出するようにしてもよい。
但し、横揺れ量検出部120が車両100のヨー角の変化量を取得する方法は、これに限定されない。例えば、横揺れ量検出部120がジャイロスコープを備えて車両100のヨー角を検出し、単位時間当たりのヨー角の変化の大きさを算出する世にしてもよい。
また、車両100の制御にヨー角の変化量を用いることは必須ではない。従って、横揺れ量検出部120がヨー角の変化量を取得することは必須ではない。
The rolling amount detection unit 120 may calculate the amount of change in the yaw angle of the vehicle 100 in addition to the rolling amount of the vehicle 100 . The yaw angle referred to here is an angle formed by the running direction of the vehicle 100 with respect to a reference direction such as the east direction. For example, the roll amount detection unit 120 detects the amount of change per unit time of the difference obtained by subtracting the acceleration measurement value of the front side acceleration sensor 241 or the acceleration measurement value of the rear side acceleration sensor 242 from the change amount of the yaw angle. You may make it calculate as.
However, the method by which the rolling amount detection unit 120 acquires the amount of change in the yaw angle of the vehicle 100 is not limited to this. For example, the rolling amount detection unit 120 may include a gyroscope to detect the yaw angle of the vehicle 100 and calculate the magnitude of change in the yaw angle per unit time.
Also, it is not essential to use the amount of change in the yaw angle for controlling the vehicle 100 . Therefore, it is not essential for the rolling amount detection unit 120 to acquire the amount of change in the yaw angle.

キロ程検出部130は、車両100のキロ程を検出する。例えば、キロ程検出部130は、走行タイヤ220の回転数を走行距離に換算する走行距離計を含んで構成され、始発駅からの走行距離をキロ程として検出する。また、軌道上にはマーカが設けられており、マーカの位置におけるキロ程が予め測定されている。キロ程検出部130は、マーカの位置におけるキロ程について既知であり、マーカを検出すると、測定中のキロ程をマーカの位置におけるキロ程に更新することで、走行距離計によるキロ程の測定誤差を修正する。 The kilometer detection unit 130 detects the kilometer of the vehicle 100 . For example, the kilometer detector 130 includes an odometer that converts the number of revolutions of the running tires 220 into a traveled distance, and detects the traveled distance from the starting station as a kilometer. A marker is provided on the orbit, and the kilometerage at the position of the marker is measured in advance. The kilometerage detection unit 130 knows the kilometerage at the position of the marker, and when the marker is detected, updates the kilometerage being measured to the kilometerage at the marker position, thereby reducing the measurement error of the kilometerage by the odometer. to fix.

なお、キロ程検出部130が軌道900側に設けられていてもよい。例えば、軌道900における位置(キロ程)毎に、当該位置を通過する車両100を検出する物体検出センサが設けられていてもよい。この場合、物体検出センサは、当該センサの位置を通過する車両100を検出した場合、当該センサのキロ程を当該車両100に通知(送信)するようにしてもよい。 Note that the kilometerage detection unit 130 may be provided on the track 900 side. For example, an object detection sensor may be provided for each position (kilometer) on the track 900 to detect the vehicle 100 passing through that position. In this case, the object detection sensor may notify (transmit) the vehicle 100 of the mileage of the sensor when detecting the vehicle 100 passing the position of the sensor.

荷重検出部140は、車両100の荷重(積載重量)を検出する。車両100の荷重は、車両100に乗車する乗客およびその荷物の荷重など、車両100が収容する人および物等の総重量である。荷重検出部140が検出する車両100の荷重は、車両100の操舵の制御に用いられる。走行タイヤ220の向きが同じでも荷重によって車両100の曲がり具合が異なるためである。荷重が重いほど車両100は曲がりにくい。
荷重検出部140が検出する車両100の荷重は、車両100がどの程度曲がり易いかを示すものであればよく、車両100の荷重だけに限定されない。例えば、荷重検出部140が、車両100の荷重と車両100自らの重量との合計である車両100の総重量を測定するようにしてもよい。
The load detection unit 140 detects the load (loaded weight) of the vehicle 100 . The load of the vehicle 100 is the total weight of the people and objects accommodated by the vehicle 100, such as the load of the passengers and their luggage on the vehicle 100. FIG. The load of vehicle 100 detected by load detection unit 140 is used for steering control of vehicle 100 . This is because even if the direction of the running tires 220 is the same, the degree of bending of the vehicle 100 differs depending on the load. The heavier the load, the more difficult it is for the vehicle 100 to bend.
The load of vehicle 100 detected by load detection unit 140 is not limited to the load of vehicle 100 as long as it indicates how easily vehicle 100 turns. For example, load detection unit 140 may measure the total weight of vehicle 100, which is the sum of the load of vehicle 100 and the weight of vehicle 100 itself.

操舵部150は、制御部190の制御に従って走行タイヤ220の向きを変える。これにより、操舵部150は、車両100の自動操舵を実行する。
記憶部180は、各種データを記憶する。特に、記憶部180は操舵パターン情報を記憶する。ここでいう操舵パターン情報は、車両100のキロ程毎の操舵指令値を示す情報である。操舵指令値として、例えば操舵角を用いることができる。
The steering section 150 changes the orientation of the running tires 220 under the control of the control section 190 . Thereby, the steering unit 150 performs automatic steering of the vehicle 100 .
The storage unit 180 stores various data. In particular, the storage unit 180 stores steering pattern information. The steering pattern information here is information indicating a steering command value for each kilometer of the vehicle 100 . A steering angle, for example, can be used as the steering command value.

車両100が軌道900を走行し、軌道900に基準走行経路を設定可能であること、および、車両100の速度について運行ダイヤ(速度のパターン)が定められていることから、予め操舵パターン情報を生成しておくことが可能である。
上記のように、走行タイヤ220の向きが同じでも荷重によって車両100の曲がり具合が異なるため、記憶部180は、車両100の荷重毎に操舵パターン情報を記憶する。
Steering pattern information is generated in advance because the vehicle 100 runs on the track 900 and a reference running route can be set on the track 900, and the operation schedule (speed pattern) for the speed of the vehicle 100 is determined. It is possible to keep
As described above, even if the orientation of the running tires 220 is the same, the degree of bending of the vehicle 100 differs depending on the load.

制御部190は、車両100内の各部を制御して各種処理を行う。特に、制御部190は、操舵部150に操舵指令値を出力する。これにより、制御部190は、操舵部150を制御して走行タイヤ220の向きを変えさせる。これにより、制御部190は、車両100の自動操舵を行う。
フィードフォワード制御部191は、フィードフォワード制御にて操舵指令値を出力する。具体的には、フィードフォワード制御部191は、記憶部180が車両100の荷重毎に記憶する操舵パターン情報のうち、荷重検出部140が検出した荷重に対応付けられている操舵パターン情報を選択する。そして、フィードフォワード制御部191は、キロ程検出部130が検出したキロ程に操舵パターン情報で対応付けられている操舵指令値を出力する。
Control unit 190 controls each unit in vehicle 100 to perform various processes. In particular, control unit 190 outputs a steering command value to steering unit 150 . Thereby, the control unit 190 controls the steering unit 150 to change the orientation of the running tire 220 . Thereby, the control unit 190 automatically steers the vehicle 100 .
A feedforward control unit 191 outputs a steering command value through feedforward control. Specifically, the feedforward control unit 191 selects the steering pattern information associated with the load detected by the load detection unit 140 from among the steering pattern information stored by the storage unit 180 for each load of the vehicle 100. . Then, the feedforward control unit 191 outputs a steering command value associated with the kilometer detected by the kilometer detector 130 in the steering pattern information.

フィードバック制御部192は、車両100の横方向のずれ量、および、車両100の横揺れ量を制御対象値として、これらずれ量および横揺れ量を最小化するように、車両100の走行方向をフィードバック制御する。
フィードバック制御部192が、車両100の横方向のずれ量だけでなく、車両100の横揺れ量も最小化するようにフィードバック制御を行うことで、車両100が自動操舵する場合に、車両100の横揺れの低減と、車両100の横方向のずれの低減とを両立させることができる。
Feedback control unit 192 uses the amount of lateral deviation of vehicle 100 and the amount of rolling of vehicle 100 as control target values, and feeds back the traveling direction of vehicle 100 so as to minimize the amount of deviation and the amount of rolling. Control.
The feedback control unit 192 performs feedback control so as to minimize not only the amount of lateral deviation of the vehicle 100 but also the amount of lateral vibration of the vehicle 100 . It is possible to achieve both a reduction in shaking and a reduction in lateral deviation of the vehicle 100 .

ずれ量検出部110と、横揺れ量検出部120と、キロ程検出部130と、記憶部180と、制御部190(フィードフォワード制御部191およびフィードバック制御部192を含む)とを総称して、操舵制御システム2と表記する。操舵制御システム2は、操舵部150を制御することで、車両100を操舵する。
また、車両100は、操舵制御システム2と、操舵制御システム2による制御対象である操舵部150および走行タイヤ220とを含んでおり、車両100を操舵システム1とも称する。
The shift amount detection unit 110, the rolling amount detection unit 120, the kilometer range detection unit 130, the storage unit 180, and the control unit 190 (including the feedforward control unit 191 and the feedback control unit 192) are collectively referred to as It is written as steering control system 2 . The steering control system 2 steers the vehicle 100 by controlling the steering unit 150 .
The vehicle 100 also includes a steering control system 2 and a steering unit 150 and running tires 220 that are controlled by the steering control system 2 .

記憶部180および制御部190は、例えば操舵制御システム2の車載コンピュータを用いて構成されていてもよい。この場合、記憶部180は、車載コンピュータが備える記憶デバイスを用いて構成される。制御部190は、車載コンピュータが備えるCPU(Central Processing Unit、中央処理装置)が記憶部180からプログラムを読み出して実行することで構成される。 The storage unit 180 and the control unit 190 may be configured using an in-vehicle computer of the steering control system 2, for example. In this case, the storage unit 180 is configured using a storage device included in the vehicle-mounted computer. The control unit 190 is configured by reading a program from the storage unit 180 and executing it by a CPU (Central Processing Unit) provided in the vehicle-mounted computer.

次に、図3を参照して制御部190による車両100の操舵の制御について説明する。
図3は、制御部190が行う車両100の操舵の制御の例を示すブロック線図である。
図3に示す制御で、フィードフォワード制御部191は、キロ程検出部130が検出する車両のキロ程を取得し、検出したキロ程に操舵パターン情報で対応付けられている操舵指令値を読み出して出力する(要素E11)。
Next, control of steering of vehicle 100 by control unit 190 will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing an example of steering control of the vehicle 100 performed by the control unit 190. As shown in FIG.
In the control shown in FIG. 3, the feedforward control unit 191 acquires the vehicle kilometerage detected by the kilometerage detection unit 130, and reads out the steering command value associated with the detected kilometerage in the steering pattern information. output (element E11).

そのために、フィードフォワード制御部191は、車両100が駅を出発する毎に、記憶部180が記憶している複数の操舵パターン情報のうち、荷重検出部140が検出した車両100の荷重に対応付けられる操舵パターン情報を読み出す。
例えば、記憶部180は、車両100が空車の場合、車両100が空車と満員との中間の場合、車両100が満員の場合のそれぞれについて操舵パターン情報を記憶しておく。フィードフォワード制御部191は、車両100の荷重について予め設定されている2つの閾値を用いて、荷重検出部140が検出した車両100の荷重を「軽」、「中」、「重」の3段階の何れかに分類する。荷重を「軽」に分類した場合、フィードフォワード制御部191は、車両100が空の場合の操舵パターン情報を選択する。荷重を「中」に分類した場合、フィードフォワード制御部191は、車両100が空と満員との中間の場合の操舵パターン情報を選択する。荷重を「重」に分類した場合、フィードフォワード制御部191は、車両100が満員の場合の操舵パターン情報を選択する。
車両100が駅を出発してから次の駅に到着するまでは、車両100の荷重は変化しない。そこで、フィードフォワード制御部191は、選択した操舵パターン情報を車両100が次の駅に到着するまで使い続ける。
Therefore, the feedforward control unit 191 associates the load of the vehicle 100 detected by the load detection unit 140 with the load of the vehicle 100 detected by the load detection unit 140 among the plurality of steering pattern information stored in the storage unit 180 each time the vehicle 100 departs from the station. read the steering pattern information.
For example, the storage unit 180 stores the steering pattern information when the vehicle 100 is empty, when the vehicle 100 is between empty and full, and when the vehicle 100 is full. The feedforward control unit 191 uses two preset thresholds for the load of the vehicle 100 to classify the load of the vehicle 100 detected by the load detection unit 140 into three stages of "light", "medium", and "heavy". classified into any of When the load is classified as "light", the feedforward control unit 191 selects the steering pattern information when the vehicle 100 is empty. When the load is classified as "medium", the feedforward control unit 191 selects the steering pattern information when the vehicle 100 is between empty and full. When the load is classified as "heavy", the feedforward control unit 191 selects the steering pattern information when the vehicle 100 is full.
The load of the vehicle 100 does not change until the vehicle 100 departs from the station and arrives at the next station. Therefore, the feedforward control unit 191 continues to use the selected steering pattern information until the vehicle 100 arrives at the next station.

図3の例では、記憶部180は、キロ程と、前側走行タイヤ221に対する操舵指令値と、後側走行タイヤ222に対する操舵指令値とが対応付けられた操舵パターン情報を記憶している。そして、フィードフォワード制御部191は、キロ程検出部130が検出したキロ程に対応付けられている、前側走行タイヤ221に対する操舵指令値、および、後側走行タイヤ222に対する操舵指令値を読み出して出力する。
フィードフォワード制御部191が、キロ程の入力に対して操舵指令値を出力する処理は、フィードフォワード制御の例に該当する。
In the example of FIG. 3, the storage unit 180 stores steering pattern information in which the mileage, the steering command value for the front tire 221, and the steering command value for the rear tire 222 are associated. Then, the feedforward control unit 191 reads and outputs the steering command value for the front running tire 221 and the steering command value for the rear running tire 222, which are associated with the kilometerage detected by the kilometerage detection unit 130. do.
The processing in which the feedforward control unit 191 outputs a steering command value in response to an input of kilometerage corresponds to an example of feedforward control.

また、ずれ量検出部110は、軌道の幅方向における車両100の位置から目標位置を減算して、軌道の幅方向における車両100の位置のずれ量を検出する(要素E21)。ここでの目標位置は、基準走行経路上における、キロ程検出部130が検出するキロ程の位置である。
フィードバック制御部192は、車両100の横方向のずれ量と、車両100の横揺れ量と、車両100のヨー角の変化量とに基づいて、車両100の操舵をフィードバック制御する(要素E31)。但し、フィードバック制御部192がヨー角の変化量を制御に用いることは必須ではない。フィードバック制御部192が、ヨー角の変化量を用いずに、車両100の横方向のずれ量と、車両100の横揺れ量とに基づいて、車両100の操舵をフィードバック制御するようにしてもよい。
Further, the deviation amount detection unit 110 subtracts the target position from the position of the vehicle 100 in the width direction of the track to detect the amount of deviation of the position of the vehicle 100 in the width direction of the track (element E21). The target position here is a position of about a kilometer detected by the kilometer detection unit 130 on the reference travel route.
Feedback control unit 192 feedback-controls the steering of vehicle 100 based on the amount of lateral deviation of vehicle 100, the amount of rolling of vehicle 100, and the amount of change in the yaw angle of vehicle 100 (element E31). However, it is not essential for the feedback control section 192 to use the amount of change in the yaw angle for control. The feedback control unit 192 may feedback-control the steering of the vehicle 100 based on the amount of lateral deviation of the vehicle 100 and the amount of rolling of the vehicle 100 without using the amount of change in the yaw angle. .

具体的には、フィードバック制御部192は、車両100の横方向のずれ量と、車両100の横揺れ量とを含む目的関数を用いて、目的関数の値を最小化する最適制御(Optimal Control)を行う。フィードバック制御部192は、最適制御にて前側走行タイヤ221に対する操舵指令値、および、後側走行タイヤ222に対する操舵指令値を取得し出力する。
フィードバック制御部192が最適制御に用いる目的関数として、例えば式(1)を用いることができる。
Specifically, the feedback control unit 192 uses an objective function including the amount of lateral deviation of the vehicle 100 and the amount of rolling of the vehicle 100, and performs optimal control to minimize the value of the objective function. I do. The feedback control unit 192 acquires and outputs a steering command value for the front running tire 221 and a steering command value for the rear running tire 222 through optimum control.
Equation (1), for example, can be used as the objective function that the feedback control unit 192 uses for optimum control.

Figure 0007212538000001
Figure 0007212538000001

ここで、fは目的関数を示す。aは、車両100の横方向のずれ量を示す。bは、車両100の横揺れ量を示す。ただし、フィードバック制御部192の最適制御の目的関数は、式(1)に示すものに限らない。車両100の横方向のずれ量が大きくなるほど目的関数の値が大きくなり、車両100の横揺れ量が大きくなるほど目的関数の値が大きくなるいろいろな目的関数を用いることができる。
フィードバック制御部192が行うフィードバック制御は、フィードフォワード制御部191が行うフィードフォワード制御による操舵指令値を補正する形で用いられる。このため、フィードバック制御部192が行うフィードバック制御を補正制御とも称する。
Here, f denotes an objective function. a indicates the amount of deviation of the vehicle 100 in the lateral direction. b indicates the amount of rolling of the vehicle 100; However, the objective function of the optimum control of feedback control section 192 is not limited to that shown in Equation (1). Various objective functions can be used in which the value of the objective function increases as the amount of lateral displacement of the vehicle 100 increases, and the value of the objective function increases as the amount of lateral vibration of the vehicle 100 increases.
The feedback control performed by the feedback control section 192 is used in the form of correcting the steering command value by the feedforward control performed by the feedforward control section 191 . Therefore, the feedback control performed by the feedback control section 192 is also called correction control.

制御部190は、フィードバック制御部192が出力した前側走行タイヤ221に対する操舵指令値を、フィードフォワード制御部191が出力した前側走行タイヤ221に対する操舵指令値に加算する(要素E41)。
制御部190は、前側走行タイヤ221に対する操舵指令値を操舵部150へ出力し、操舵部150は、得られた操舵指令値に従って前側走行タイヤ221の向きを制御する(要素E43)。
The control unit 190 adds the steering command value for the front tire 221 output by the feedback control unit 192 to the steering command value for the front tire 221 output by the feedforward control unit 191 (element E41).
The control unit 190 outputs a steering command value for the front running tire 221 to the steering unit 150, and the steering unit 150 controls the orientation of the front running tire 221 according to the obtained steering command value (element E43).

また、制御部190は、フィードバック制御部192が出力した後側走行タイヤ222に対する操舵指令値を、フィードフォワード制御部191が出力した後側走行タイヤ222に対する操舵指令値に加算する(要素E51)。
制御部190は、後側走行タイヤ222に対する操舵指令値を操舵部150へ出力し、操舵部150は、得られた操舵指令値に従って後側走行タイヤ222の向きを制御する(要素E53)。
The control unit 190 also adds the steering command value for the rear tire 222 output by the feedback control unit 192 to the steering command value for the rear tire 222 output by the feedforward control unit 191 (element E51).
The control unit 190 outputs a steering command value for the rear running tire 222 to the steering unit 150, and the steering unit 150 controls the direction of the rear running tire 222 according to the obtained steering command value (element E53).

車両100は、前側走行タイヤ221の向きおよび後側走行タイヤ222の向きに応じた走行方向に走行し、さらに、車両100の走行方向には路面910、車両100の荷重、風などいろいろな要因による外乱が加わる(要素E61)。 The vehicle 100 runs in a running direction according to the direction of the front running tires 221 and the direction of the rear running tires 222. Further, the running direction of the vehicle 100 depends on various factors such as the road surface 910, the load of the vehicle 100, and the wind. A disturbance is added (element E61).

なお、操舵パターン情報をシミュレーションで取得し、記憶部180に記憶させておくようにしてもよい。
例えば、シミュレーション用のコンピュータに、車両100および軌道900のモデルを構築する。また、基準走行経路を、例えば軌道900の中央を走行する経路など軌道900の範囲内で設定しておく。そして、車両100が空車の場合、空車と満員との中間の場合、満員の場合など、車両100の荷重の複数の場合の各々について、車両100の走行のシミュレーションを行う。
シミュレーションでは、車両100が予定されている運行ダイヤに従って基準走行経路を走行するように制御部190に制御を行わせ、制御部190から操舵部150への操舵指令値をキロ程に対応付けて記録しておく。これにより、車両100の荷重毎の操舵パターン情報を得られる。
例えば、横揺れ量および横方向のずれ量の両方を評価値として、あるいは、横揺れ量および横方向のずれ量を含む評価値を用いて、シミュレーションを繰り返し、横揺れ量および横方向のずれ量を最小化するような操舵パターン情報を取得するようにしてもよい。
Note that the steering pattern information may be acquired through simulation and stored in the storage unit 180 .
For example, a model of the vehicle 100 and the track 900 is constructed in a simulation computer. Also, a reference travel route is set within the range of the track 900, such as a route running in the center of the track 900, for example. Then, a simulation of the running of the vehicle 100 is performed for each of a plurality of cases of the load of the vehicle 100, such as when the vehicle 100 is empty, between empty and full, and when full.
In the simulation, the control unit 190 controls the vehicle 100 so that it travels along the reference route according to the scheduled operation schedule, and the steering command value from the control unit 190 to the steering unit 150 is recorded in association with the kilometer. Keep Thus, steering pattern information for each load of the vehicle 100 can be obtained.
For example, using both the amount of rolling and the amount of lateral deviation as evaluation values, or using an evaluation value that includes the amount of rolling and the amount of deviation in the lateral direction, the simulation is repeated, and the amount of rolling and the amount of deviation in the lateral direction are You may make it acquire the steering pattern information which minimizes.

以上のように、ずれ量検出部110は、軌道900を走行する車両100の、軌道900の幅方向における車両100の基準走行経路からのずれ量を検出する。横揺れ量検出部120は、車両100の横揺れ量を検出する。フィードバック制御部192は、車両100のずれ量および車両100の横揺れ量を最小化するように車両100の操舵をフィードバック制御する。
フィードバック制御部192が、車両100の横方向のずれ量だけでなく、車両100の横揺れ量も最小化するようにフィードバック制御を行うことで、車両100が自動操舵する場合に、車両100の横揺れの低減と、車両100の横方向のずれの低減とを両立させることができる。
As described above, the deviation amount detection unit 110 detects the deviation amount of the vehicle 100 traveling on the track 900 from the reference running route of the vehicle 100 in the width direction of the track 900 . The rolling amount detection unit 120 detects the rolling amount of the vehicle 100 . Feedback control unit 192 feedback-controls the steering of vehicle 100 so as to minimize the amount of deviation of vehicle 100 and the amount of rolling of vehicle 100 .
The feedback control unit 192 performs feedback control so as to minimize not only the amount of lateral deviation of the vehicle 100 but also the amount of lateral vibration of the vehicle 100 . It is possible to achieve both a reduction in shaking and a reduction in lateral deviation of the vehicle 100 .

また、記憶部180は、車両100のキロ程毎の操舵指令値を示す操舵パターン情報を記憶する。キロ程検出部130は、車両100のキロ程を検出する。フィードフォワード制御部191は、キロ程検出部130が検出したキロ程に操舵パターン情報で対応付けられている操舵指令値を出力する。
車両100が軌道900を走行し、軌道900に基準走行経路を設定可能であること、および、車両100の速度について運行ダイヤ(速度のパターン)が定められていることから、予め操舵パターン情報を生成しておくことが可能である。操舵パターン情報を記憶部180が予め記憶しておくことで、フィードフォワード制御部191が車両100の操舵をフィードフォワード制御することができる。フィードフォワード制御部191が、基準走行経路に基づいて生成された操舵パターン情報に従って車両100の操舵をフィードフォワード制御することで、車両100が基準走行経路に基づいて走行するように制御することができる。この点で、フィードフォワード制御部191によれば、車両100の操舵を高精度に制御することができる。
The storage unit 180 also stores steering pattern information indicating a steering command value for each kilometer of the vehicle 100 . The kilometer detection unit 130 detects the kilometer of the vehicle 100 . The feedforward control unit 191 outputs a steering command value associated with the kilometerage detected by the kilometerage detection unit 130 in the steering pattern information.
Steering pattern information is generated in advance because the vehicle 100 runs on the track 900 and a reference running route can be set on the track 900, and the operation schedule (speed pattern) for the speed of the vehicle 100 is determined. It is possible to keep By pre-storing the steering pattern information in the storage unit 180 , the feedforward control unit 191 can feedforward control the steering of the vehicle 100 . The feedforward control unit 191 feedforward-controls the steering of the vehicle 100 according to the steering pattern information generated based on the reference travel route, thereby controlling the vehicle 100 to travel based on the reference travel route. . In this regard, the feedforward control unit 191 can control the steering of the vehicle 100 with high accuracy.

また、荷重検出部140は、車両100の荷重を検出する。記憶部180は、車両100の荷重毎に操舵パターン情報を記憶する。フィードフォワード制御部191は、車両100のキロ程に、車両100の荷重に応じた操舵パターン情報で対応付けられている操舵指令値を出力する。
これにより、フィードフォワード制御部191は、車両100の荷重を反映して車両100の操舵をフィードフォワード制御することできる。この点で、フィードフォワード制御部191は、車両100の操舵を高精度にフィードフォワード制御することができる。
Moreover, the load detection unit 140 detects the load of the vehicle 100 . Storage unit 180 stores steering pattern information for each load of vehicle 100 . The feedforward control unit 191 outputs a steering command value associated with the kilometer of the vehicle 100 by steering pattern information corresponding to the load of the vehicle 100 .
Accordingly, the feedforward control unit 191 can feedforward control the steering of the vehicle 100 by reflecting the load of the vehicle 100 . In this regard, the feedforward control unit 191 can feedforward control the steering of the vehicle 100 with high accuracy.

また、操舵の制御ための処理が車両100内で閉じているので、操舵の制御のために通信を行う必要がない。この点で、車両100による通信量が少なくてすむ。また、通信時間の影響を受けない点で、制御のための処理時間の遅延を避けることができる。 Further, since the processing for steering control is closed within the vehicle 100, there is no need for communication for steering control. In this respect, the amount of communication by the vehicle 100 can be reduced. In addition, delay in processing time for control can be avoided in that it is not affected by communication time.

制御部190が、案内レールのない区間である自律走行区間で図3の制御を行うことで、車両100が、自律走行区間を走行できる。かつ、制御部190が、フィードバック制御のみを行う場合よりも、オーバーシュート等による振動が低減され、この点で、車両100の乗り心地がよい。
また、制御部190が、案内レールのある区間で図3の制御を行うことで、車両100が、案内輪232を案内レールに当てずに走行できると期待される。これにより、案内輪232が案内レールに接していない状態から案内レールに当たり、車両100に振動が伝わって車両100の乗り心地が低下することを防止する、または、乗り心地の低下を低減させることができる。また、案内輪232が案内レールに接して案内レールの表面の凹凸を拾い、その凹凸による振動が車両100に伝わって車両100の乗り心地が低下することを防止する、または、乗り心地の低下を低減させることができる。
The control unit 190 performs the control shown in FIG. 3 in the autonomous driving section, which is a section without guide rails, so that the vehicle 100 can travel in the autonomous driving section. In addition, vibration due to overshoot and the like is reduced as compared with the case where the control unit 190 only performs feedback control, and in this respect, the ride comfort of the vehicle 100 is good.
In addition, it is expected that the vehicle 100 can travel without the guide wheels 232 contacting the guide rail by the control unit 190 performing the control of FIG. 3 in a section of the guide rail. As a result, it is possible to prevent or reduce the deterioration of the ride comfort of the vehicle 100 due to the transmission of vibration to the vehicle 100 caused by the guide wheels 232 contacting the guide rail from a state where they are not in contact with the guide rail. can. In addition, the guide wheels 232 are in contact with the guide rails to pick up unevenness on the surface of the guide rails, and vibration due to the unevenness is transmitted to the vehicle 100 to prevent the deterioration of the ride comfort of the vehicle 100, or prevent the deterioration of the ride comfort. can be reduced.

<第二実施形態>
図4は、第二実施形態に係る操舵システムの装置構成を示す概略ブロック図である。図4に示すように、操舵システム3は、車両制御サーバ装置300と、車両400とを備える。操舵システム3が備える車両400の数は1つ以上であればよい。
操舵システム3は、車両400が自律走行するためのシステムである。
<Second embodiment>
FIG. 4 is a schematic block diagram showing the configuration of the steering system according to the second embodiment. As shown in FIG. 4 , the steering system 3 includes a vehicle control server device 300 and a vehicle 400 . The number of vehicles 400 provided in the steering system 3 may be one or more.
The steering system 3 is a system for allowing the vehicle 400 to travel autonomously.

車両制御サーバ装置300は、車両400に対して操舵指令値を送信する。車両制御サーバ装置300と車両400とはサーバクライアントの構成になっており、車両制御サーバ装置300は、車両400の各々から当該車両400における横方向のずれ量、横揺れ量、キロ程、荷重の各情報を取得し、車両400毎に操舵指令値を送信する。
車両制御サーバ装置300は、例えばワークステーション(Workstation)などのコンピュータを用いて構成される。車両制御サーバ装置300は、車両制御装置の例に該当する。
車両400は、車両制御サーバ装置300からの操舵指令値に従って自動操舵を行って走行する。
Vehicle control server device 300 transmits a steering command value to vehicle 400 . The vehicle control server device 300 and the vehicle 400 constitute a server client. Each information is acquired and a steering command value is transmitted for each vehicle 400 .
Vehicle control server device 300 is configured using a computer such as a workstation, for example. The vehicle control server device 300 corresponds to an example of a vehicle control device.
Vehicle 400 travels by performing automatic steering according to the steering command value from vehicle control server device 300 .

図5は、車両制御サーバ装置300の機能構成を示す概略ブロック図である。図5に示すように、車両制御サーバ装置300は、サーバ側通信装置310と、記憶部380と、サーバ側制御部390とを備える。サーバ側制御部390は、フィードフォワード制御部191と、フィードバック制御部192とを備える。
図5の各部のうち図1の各部に対応して同様の機能を有する部分には同一の符号(191、192)を付して説明を省略する。また、自律走行区間における軌道は、図2を参照して説明したのと同様であり、第二実施形態でも図2に示す符号を用いる。
FIG. 5 is a schematic block diagram showing the functional configuration of vehicle control server device 300. As shown in FIG. As shown in FIG. 5 , vehicle control server device 300 includes server-side communication device 310 , storage unit 380 , and server-side control unit 390 . The server-side controller 390 includes a feedforward controller 191 and a feedback controller 192 .
5, the same reference numerals (191, 192) are given to the parts having the same functions as those in FIG. 1, and the description thereof is omitted. Also, the track in the autonomous driving section is the same as described with reference to FIG. 2, and the reference numerals shown in FIG. 2 are used in the second embodiment as well.

サーバ側通信装置310は、他の機器と通信を行う。特に、サーバ側通信装置310は、車両400と通信を行い、当該車両400における横方向のずれ量、横揺れ量、キロ程、荷重の各情報を受信し、車両400毎に操舵指令値を送信する。
記憶部380は、各種情報を記憶する。特に、記憶部380は、記憶部180(図1)の場合と同様、車両400の荷重毎に操舵パターン情報を記憶する。記憶部180の場合と同様、操舵指令値として例えば操舵角を用いることができる。
記憶部380は、車両制御サーバ装置300が備える記憶デバイスを用いて構成される。
The server-side communication device 310 communicates with other devices. In particular, the server-side communication device 310 communicates with the vehicle 400, receives information on the amount of lateral deviation, the amount of rolling, the kilometer, and the load of the vehicle 400, and transmits the steering command value for each vehicle 400. do.
The storage unit 380 stores various information. In particular, storage unit 380 stores steering pattern information for each load of vehicle 400, as in storage unit 180 (FIG. 1). As in the storage unit 180, a steering angle, for example, can be used as the steering command value.
Storage unit 380 is configured using a storage device included in vehicle control server device 300 .

サーバ側制御部390は、車両制御サーバ装置300の各部を制御して各種処理を行う。特にサーバ側制御部390は、制御部190(図1)の場合と同様、操舵部150に操舵指令値を出力する。サーバ側制御部390が行う車両400の操舵の制御は、図3を参照して説明したサーバ側制御部390の場合と同様である。 The server-side control section 390 controls each section of the vehicle control server device 300 to perform various processes. In particular, the server-side control unit 390 outputs a steering command value to the steering unit 150, like the control unit 190 (FIG. 1). The steering control of the vehicle 400 performed by the server-side control unit 390 is the same as the server-side control unit 390 described with reference to FIG.

図6は、車両400の機能構成を示す概略ブロック図である。図6に示すように、車両400は、ずれ量検出部110と、横揺れ量検出部120と、キロ程検出部130と、荷重検出部140と、操舵部150と、車両側通信部410と、車両側制御部490とを備える。
図6の各部のうち、図1の各部に対応して同様の機能を有する部分には同一の符号(110、120、130、140、150)を付して説明を省略する。
FIG. 6 is a schematic block diagram showing the functional configuration of vehicle 400. As shown in FIG. As shown in FIG. 6, the vehicle 400 includes a displacement amount detection unit 110, a rolling amount detection unit 120, a kilometer range detection unit 130, a load detection unit 140, a steering unit 150, and a vehicle side communication unit 410. , and a vehicle-side control unit 490 .
6, the same reference numerals (110, 120, 130, 140, 150) are given to the parts having the same functions as those in FIG. 1, and the description thereof is omitted.

車両側通信部410は、他の装置と通信を行う。特に、車両側通信部410は、サーバ側制御部390のサーバ側通信装置310と通信を行う。車両側通信部410は、車両側通信部410自らを備える車両400の横方向のずれ量、横揺れ量、キロ程、荷重の各情報をサーバ側制御部390へ送信し、車両400毎の操舵指令値を受信する。
車両側制御部490は、車両400内の各部を制御する。特に、車両側制御部490は、ずれ量検出部110、横揺れ量検出部120、キロ程検出部130および荷重検出部140が検出する各種情報を、車両側通信部410を介してサーバ側制御部390へ送信する。また、車両側制御部490は、車両側通信部410が受信する車両制御サーバ装置300からの操舵指令値に従って操舵部150を制御する。
Vehicle-side communication unit 410 communicates with other devices. In particular, vehicle-side communication unit 410 communicates with server-side communication device 310 of server-side control unit 390 . The vehicle-side communication unit 410 transmits to the server-side control unit 390 information on the amount of deviation in the lateral direction, the amount of rolling, the kilometer, and the load of the vehicle 400 including the vehicle-side communication unit 410 itself. Receive the command value.
Vehicle-side control section 490 controls each section in vehicle 400 . In particular, the vehicle-side control unit 490 transmits various information detected by the deviation amount detection unit 110, the rolling amount detection unit 120, the kilometer range detection unit 130, and the load detection unit 140 via the vehicle-side communication unit 410 to server-side control. Send to unit 390 . Vehicle-side control unit 490 also controls steering unit 150 according to a steering command value from vehicle control server device 300 that vehicle-side communication unit 410 receives.

車両制御サーバ装置300のサーバ側通信装置310と、記憶部380と、サーバ側制御部390(フィードフォワード制御部191と、フィードバック制御部192とを含む)と、および、車両400のずれ量検出部110と、横揺れ量検出部120と、キロ程検出部130と、荷重検出部140と、車両側通信部410と、車両側制御部490との組み合わせは、操舵制御システムの例に該当する。 Server-side communication device 310 of vehicle control server device 300, storage unit 380, server-side control unit 390 (including feedforward control unit 191 and feedback control unit 192), and deviation amount detection unit of vehicle 400 A combination of 110, rolling amount detection unit 120, kilometer range detection unit 130, load detection unit 140, vehicle-side communication unit 410, and vehicle-side control unit 490 corresponds to an example of a steering control system.

第一実施形態では、操舵制御システム2の全体が車両100内に設けられていた。これに対し、第二実施形態では、操舵指令値を算出する部分であるサーバ側制御部390が、車両制御サーバ装置300側に設けられている。これに伴い、車両制御サーバ装置300にサーバ側通信装置310が設けられ、車両400に車両側通信部410が設けられている。それ以外の点では、第二実施形態は、第一実施形態の場合と同様である。
このように、操舵指令値を算出する部分を車両制御サーバ装置300に設けることで、複数の車両400が1つの車両制御サーバ装置300を共用することができる。この点で、操舵システム3では、設備の構成を簡単にすることができ、装置構成を簡単にすることができる。
In the first embodiment, the entire steering control system 2 was provided within the vehicle 100 . On the other hand, in the second embodiment, a server-side control section 390 that calculates the steering command value is provided on the vehicle control server device 300 side. Along with this, the vehicle control server device 300 is provided with the server-side communication device 310 , and the vehicle 400 is provided with the vehicle-side communication section 410 . Otherwise, the second embodiment is the same as the first embodiment.
Thus, by providing the vehicle control server device 300 with a portion for calculating the steering command value, a plurality of vehicles 400 can share one vehicle control server device 300 . In this regard, the steering system 3 can simplify the configuration of the facility and the device configuration.

<第三実施形態>
第一実施形態で説明したように、車両100をAGTで自律走行可能な車両として用いる場合、車両100の走行のために確保する路面の面積をなるべく小さくする観点からすると、車両100の横方向のずれ量がなるべく小さいことが好ましい。例えば、車両の自動走行におけるずれの許容値が200ミリメートル(mm)程度と言われているのに対し、車両100の横ずれ量の許容値を50ミリメートルに設定することが考えられる。但し、許容値50ミリメートルは一例であり、これに限定されるものではない。
<Third embodiment>
As described in the first embodiment, when the vehicle 100 is used as a vehicle that can autonomously travel with AGT, from the viewpoint of minimizing the area of the road surface secured for the vehicle 100 to travel, the lateral direction of the vehicle 100 It is preferable that the deviation amount is as small as possible. For example, while it is said that the allowable amount of deviation in automatic driving of a vehicle is about 200 millimeters (mm), it is conceivable to set the allowable amount of lateral deviation of the vehicle 100 to 50 millimeters. However, the allowable value of 50 millimeters is an example and is not limited to this.

このように、車両100の横ずれ量の許容値を比較的小さい値に設定することが考えられる。一方、制御部190が、比較的小さい許容値を満たすように比較的敏感な制御を行うと、制御のオーバーシュートによる車両100の振動が生じやすくなるなど、車両100の乗り心地が比較的悪くなる可能性がある。
第三実施形態では、車両100の横ずれ量の許容値が比較的小さい場合に、乗り心地を確保する方法として、操舵指令値に周波数フィルタを適用する方法を用いることについて説明する。ここでいう乗り心地を確保することは、乗り心地を比較的よくすることである。
第三実施形態では、車両100の制御方法以外は第一実施形態の場合と同様であり、ここでは説明を省略して、第一実施形態の場合と同じ符号を用いる。
In this way, it is conceivable to set the permissible value of the amount of lateral deviation of vehicle 100 to a relatively small value. On the other hand, if the control unit 190 performs relatively sensitive control so as to satisfy a relatively small allowable value, the ride comfort of the vehicle 100 becomes relatively poor, such as vibration of the vehicle 100 due to control overshoot. there is a possibility.
In the third embodiment, a method of applying a frequency filter to the steering command value will be described as a method of ensuring ride comfort when the allowable value of the amount of lateral deviation of the vehicle 100 is relatively small. Ensuring ride comfort here means making ride comfort relatively good.
The third embodiment is the same as the first embodiment except for the control method of the vehicle 100, so the description is omitted here and the same reference numerals as in the first embodiment are used.

図7は、第三実施形態に係る制御部190が行う車両100の操舵の制御の例を示すブロック線図である。
図7に示す制御では、フィードバック制御部192が、要素E31で算出した前側走行タイヤ221に対する操舵指令値、および、後側走行タイヤ222に対する操舵指令値の各々をフィルタに通してから(要素E32)フィードバックする点で、図3の場合と異なる。それ以外の点では、図7に示す制御は図3の場合と同様であり、ここでは説明を省略して図3の場合と同じ符号を用いる。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of steering control of the vehicle 100 performed by the control unit 190 according to the third embodiment.
In the control shown in FIG. 7, the feedback control unit 192 filters the steering command value for the front tire 221 and the steering command value for the rear tire 222 calculated in element E31 (element E32). This is different from the case of FIG. 3 in that feedback is provided. Otherwise, the control shown in FIG. 7 is the same as in FIG. 3, and the same reference numerals as in FIG. 3 are used here to omit the description.

フィードバック制御部192が要素E32で操舵指令値に適用するフィルタとして、乗り心地に影響しやすい周波数の振動を低減させる周波数フィルタを用いるようにしてもよい。ここでいう低減させることは、0にすることを含む。すなわち、ここでいう低減させることは、除去することを含む。ここでいう低減させることを、除去し、または、低減させることとも記載する。
例えば、米国自動車協会の規格を参考にして、4ヘルツ(Hz)から15ヘルツの振動を低減させる周波数フィルタを用いることが考えられる。
具体的には、フィードバック制御部192が、4ヘルツから15ヘルツの振動を低減させるバンドストップフィルタ(Band-Stop Filter)またはノッチフィルタ(Notch Filter)を操舵指令値に適用するようにしてもよい。バンドストップフィルタは、特定の周波数を低減させるフィルタである。ノッチフィルタは、バンドストップフィルタの一種であり、特に、低減させる周波数の範囲が狭いフィルタである。
As the filter that the feedback control unit 192 applies to the steering command value in the element E32, a frequency filter that reduces frequency vibration that tends to affect ride comfort may be used. Reducing here includes setting to zero. That is, reducing here includes removing. Reducing here is also described as removing or reducing.
For example, referring to the standards of the American Automobile Association, it is conceivable to use a frequency filter that reduces vibrations from 4 hertz (Hz) to 15 hertz.
Specifically, the feedback control unit 192 may apply a band-stop filter or a notch filter that reduces vibrations from 4 Hz to 15 Hz to the steering command value. A bandstop filter is a filter that reduces certain frequencies. A notch filter is a type of band-stop filter, and in particular is a filter that has a narrow range of frequencies to be reduced.

あるいは、フィードバック制御部192が、15ヘルツ以下の振動を低減させるハイパスフィルタ(high-Pass Filter)を操舵指令値に適用するようにしてもよい。
特に、フィードバック制御部192が、乗り心地に影響しやすい周波数の振動を低減させることで、車両100の乗り心地の向上が期待される。かつ、フィードバック制御部192が、比較的高周波の振動については低減を行わないことで、突風などの外乱に対して素早く対応するフィードバック制御を行うことができる。これによって、案内輪232が案内レールに当たって振動が発生し、車両100の乗り心地が低下することを防止する、または、乗り心地の低下を低減させることが。
Alternatively, the feedback control unit 192 may apply a high-pass filter that reduces vibrations of 15 Hz or less to the steering command value.
In particular, the feedback control unit 192 is expected to improve the ride comfort of the vehicle 100 by reducing the vibration of the frequency that tends to affect the ride comfort. In addition, since the feedback control unit 192 does not reduce relatively high-frequency vibrations, it is possible to perform feedback control that quickly responds to disturbances such as gusts of wind. As a result, it is possible to prevent the guide wheels 232 from colliding with the guide rails and to generate vibrations, thereby preventing the deterioration of the ride comfort of the vehicle 100, or reducing the deterioration of the ride comfort.

あるいは、フィードバック制御部192が、4ヘルツ以上の振動を低減させるローパスフィルタ(Low-Pass Filter)を操舵指令値に適用するようにしてもよい。ローパスフィルタは一次遅れ要素で表される。
あるいは、ISO2631を参考にして、フィードバック制御部192が、2ヘルツ以上の振動を低減させるローパスフィルタ(Low-Pass Filter)を操舵指令値に適用するようにしてもよい。
Alternatively, the feedback control unit 192 may apply a low-pass filter that reduces vibrations of 4 Hz or more to the steering command value. A low-pass filter is represented by a first-order lag element.
Alternatively, referring to ISO2631, the feedback control unit 192 may apply a low-pass filter that reduces vibrations of 2 Hz or more to the steering command value.

フィードバック制御部192が周波数フィルタを操舵指令値に適用した場合の車両100の動作のシミュレーション結果について、図8から図12を参照して説明する。
図8は、シミュレーションに用いる車両100の構成の例を示す図である。図8の例では、車両100は、台車250と、空気バネ260と、車体270とを備える。
台車250には、走行タイヤ220が設けられている。台車250が、制御部190の制御に従って走行タイヤ220の向きを変えながら走行タイヤ220を回転させることで、車両100が走行する。ここでは、台車250が、前側走行タイヤ221を含む前側の台車250と、後側走行タイヤ222を含む後側の台車250とに分かれた構成を用いる。
Simulation results of the operation of vehicle 100 when feedback control unit 192 applies the frequency filter to the steering command value will be described with reference to FIGS. 8 to 12 .
FIG. 8 is a diagram showing an example of the configuration of vehicle 100 used for simulation. In the example of FIG. 8 , vehicle 100 includes truck 250 , air springs 260 and vehicle body 270 .
The truck 250 is provided with running tires 220 . Car 250 rotates running tires 220 while changing the direction of running tires 220 under the control of control unit 190, so that vehicle 100 runs. Here, a configuration is used in which the carriage 250 is divided into a front carriage 250 including front running tires 221 and a rear carriage 250 including rear running tires 222 .

また、台車250に車体270が積載され、台車250と車体270との間に空気バネ260が設けられている。車体270は、乗客を収容する。すなわち、乗客は車体270に乗車する。空気バネ260は、乗客が車体270に乗車することによる重量の変化に応じて空気量を変化させることで、空気バネ260自らの硬さを調整する。
台車250のうち走行タイヤ220を除く部分と、空気バネ260と、車体270とは、車両本体の例に該当する。
図8の構成を第一実施形態および第二実施形態のうち何れか一方、またはこれら両方に適用するようにしてもよい。
A vehicle body 270 is loaded on a truck 250 , and an air spring 260 is provided between the truck 250 and the vehicle body 270 . The vehicle body 270 accommodates passengers. That is, the passenger gets on the vehicle body 270 . The air spring 260 adjusts the hardness of the air spring 260 itself by changing the amount of air according to the change in the weight caused by the passenger getting on the vehicle body 270 .
The portion of the truck 250 excluding the running tires 220, the air spring 260, and the vehicle body 270 correspond to an example of the vehicle body.
The configuration of FIG. 8 may be applied to either or both of the first embodiment and the second embodiment.

図9は、車両100の軌道の例を示す図である。線L11は、シミュレーションに用いた車両100の目標軌道を示す。シミュレーション結果の車両100の走行軌道も、線L11とほぼ同じ軌道になった。矢印A21は、車両100の走行方向を示す。
図9は、車両100の軌道が直線区間から曲線区間に入って車両100が左へ曲がり、その後、車両100の軌道が直線区間に入る場合の例を示している。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the trajectory of the vehicle 100. As shown in FIG. Line L11 indicates the target trajectory of vehicle 100 used in the simulation. The running trajectory of the vehicle 100 in the simulation results is also substantially the same trajectory as the line L11. Arrow A21 indicates the traveling direction of vehicle 100 .
FIG. 9 shows an example in which the track of the vehicle 100 enters a curved section from a straight section, the vehicle 100 turns to the left, and then the track of the vehicle 100 enters a straight section.

図10は、シミュレーションで得られた操舵角の例を示す図である。図10の横軸は時間を示す。横軸の単位は秒である。縦軸は、操舵角を示す。図10の縦軸には詳細な数値を示していないが、操舵角の単位として度(Degree)を用いることができる。図10は、前側走行タイヤ221の操舵角の例を示す。
線L21は、フィードバック制御部192が、操舵指令値に周波数フィルタを適用しない場合の操舵額の例を示す。線L22は、フィードバック制御部192が、操舵指令値に周波数フィルタを適用する場合の操舵角の例を示す。
FIG. 10 is a diagram showing an example of steering angles obtained by simulation. The horizontal axis of FIG. 10 indicates time. The unit of the horizontal axis is seconds. The vertical axis indicates the steering angle. Although detailed numerical values are not shown on the vertical axis of FIG. 10, degrees can be used as the unit of the steering angle. FIG. 10 shows an example of the steering angle of the front running tire 221 .
A line L21 indicates an example of the steering amount when the feedback control unit 192 does not apply a frequency filter to the steering command value. A line L22 indicates an example of the steering angle when the feedback control unit 192 applies a frequency filter to the steering command value.

線L21と線L22とを比較すると、線L21では、車両100が直線区間から曲線区間に入った後、時間T21の区間で、操舵角が急激に変化している。時間T22の区間では、制御のオーバーシュートによる振動が生じている。
一方、線L22では、時間T21の区間での操舵角の変化が比較的緩やかになっている。また、時間T22の区間での制御のオーバーシュートが抑制されている。
Comparing the line L21 and the line L22, in the line L21, the steering angle abruptly changes in the section of time T21 after the vehicle 100 enters the curved section from the straight section. In the section of time T22, vibration due to control overshoot occurs.
On the other hand, in the line L22, the change in steering angle in the section of time T21 is relatively gentle. In addition, the overshoot of the control in the section of time T22 is suppressed.

図11は、シミュレーションで得られた横方向のずれの例を示す図である。図11の横軸は時間を示す。横軸の単位は秒である。縦軸は、車両100の横方向のずれを示す。具体的には、縦軸は、前側の台車250の位置の基準位置からのずれを示す。図11の縦軸には詳細な数値を示していないが、ずれの単位としてメートル(m)を用いることができる。このずれの絶対値がずれ量を示す。
線L31は、フィードバック制御部192が、操舵指令値に周波数フィルタを適用しない場合の横方向のずれ量の例を示す。線L32は、フィードバック制御部192が、操舵指令値に周波数フィルタを適用する場合の横方向のずれ量の例を示す。
FIG. 11 is a diagram showing an example of lateral displacement obtained by simulation. The horizontal axis of FIG. 11 indicates time. The unit of the horizontal axis is seconds. The vertical axis indicates lateral deviation of the vehicle 100 . Specifically, the vertical axis indicates the deviation of the position of the front carriage 250 from the reference position. Although detailed numerical values are not shown on the vertical axis of FIG. 11, meters (m) can be used as the unit of deviation. The absolute value of this deviation indicates the amount of deviation.
A line L31 represents an example of the amount of deviation in the lateral direction when the feedback control unit 192 does not apply a frequency filter to the steering command value. A line L32 represents an example of the amount of deviation in the lateral direction when feedback control section 192 applies a frequency filter to the steering command value.

線L31と線L32とを比較すると、線L31のほうがずれ量が小さく制御できている。一方、線L32のほうが、ずれ量の変化が比較的緩やかになっている。具体的には、線L32では、時間T21の区間で、ずれ量が比較的緩やかに大きくなっている。そして、時間T22の区間で、ずれ量が比較的ゆっくりと減少している。
シミュレーションでは、横方向のずれ量の許容値を5ミリメートルに設定しており、線L31の場合、線L32の場合の何れも、この許容値を満たしている。
Comparing the line L31 and the line L32, the line L31 can be controlled to have a smaller shift amount. On the other hand, line L32 shows a relatively gradual change in the deviation amount. Specifically, in the line L32, the amount of deviation increases relatively gently in the section of time T21. Then, in the section of time T22, the amount of deviation decreases relatively slowly.
In the simulation, the permissible value for the amount of deviation in the lateral direction is set to 5 millimeters, and both the line L31 and the line L32 satisfy this permissible value.

図12は、シミュレーションで得られた横揺れ量の例を示す図である。図12の横軸は時間を示す。横軸の単位は秒である。縦軸は、横揺れを示す。具体的には、縦軸は、車体の左右方向の加速度を示す。図12の縦軸には詳細な数値を示していないが、加速度の単位としてジー(G)を用いることができる。この加速度の絶対値が横揺れ量を示す。
線L41は、フィードバック制御部192が、操舵指令値に周波数フィルタを適用しない場合の横揺れ量の例を示す。線L42は、フィードバック制御部192が、操舵指令値に周波数フィルタを適用する場合の横揺れ量の例を示す。
FIG. 12 is a diagram showing an example of the amount of lateral vibration obtained by simulation. The horizontal axis of FIG. 12 indicates time. The unit of the horizontal axis is seconds. The vertical axis indicates the horizontal sway. Specifically, the vertical axis indicates acceleration in the lateral direction of the vehicle body. Although detailed numerical values are not shown on the vertical axis of FIG. 12, Gee (G) can be used as the unit of acceleration. The absolute value of this acceleration indicates the amount of rolling.
A line L41 represents an example of the amount of lateral vibration when the feedback control unit 192 does not apply a frequency filter to the steering command value. A line L42 represents an example of the amount of lateral vibration when the feedback control unit 192 applies a frequency filter to the steering command value.

線L41と線L42とを比較すると、線L42のほうが横揺れ量が小さくなっている。特に時間T31の区間で、線L42のほうが横揺れ量が小さく、また、横揺れの変化が緩やかになっている。従って、フィードバック制御部192が、操舵指令値に周波数フィルタを適用することで、車両100の乗り心地が向上している。 Comparing the line L41 and the line L42, the amount of rolling is smaller in the line L42. Especially in the section of time T31, line L42 has a smaller amount of rolling, and the change in rolling is gentler. Therefore, the ride comfort of the vehicle 100 is improved by the feedback control unit 192 applying a frequency filter to the steering command value.

フィードバック制御部192が、要素E32におけるフィルタリングで、乗り心地に影響しやすい周波数の振動の低減に加えて、あるいは代えて、車両100の横揺れにおける固有振動数の振動を低減させるようにしてもよい。
例えば図8に示される、台車250と車体270とが空気バネ260を挟んで結合されている構成で、車両100の横揺れにおける固有振動数として、車体270の横揺れにおける固有振動数を用いる。この構成では、車体270の横揺れにおける固有振動数は、車体270の荷重と、空気バネ260の剛性とを入力パラメータとする関数となる。車体270の荷重は、上述した車両100の荷重と同じである。
例えば、車体270の荷重と車体270自体の重量とを合計した車体270の総重量をmとし、空気バネ260の剛性をkとすると、車体270の横揺れにおける固有振動数nfは、式(2)のように示される。
In addition to or instead of reducing vibrations at frequencies that are likely to affect ride comfort, feedback control 192 may reduce natural frequency vibrations in rolling of vehicle 100 by filtering in element E32. .
For example, in the configuration shown in FIG. 8 in which the bogie 250 and the vehicle body 270 are coupled with the air spring 260 interposed therebetween, the natural frequency of the rolling of the vehicle body 270 is used as the natural frequency of the rolling of the vehicle 100 . In this configuration, the natural frequency in rolling of the vehicle body 270 is a function of the load of the vehicle body 270 and the stiffness of the air spring 260 as input parameters. The load of vehicle body 270 is the same as the load of vehicle 100 described above.
For example, if the total weight of the vehicle body 270, which is the sum of the load of the vehicle body 270 and the weight of the vehicle body 270 itself, is m, and the stiffness of the air spring 260 is k, the natural frequency nf of the rolling of the vehicle body 270 is expressed by the formula (2 ).

Figure 0007212538000002
Figure 0007212538000002

車体270自体の荷重は定数で表されるので、式(2)は、車体270の荷重と、空気バネ260の剛性とを入力パラメータとする関数となっている。
車両100では、固有振動数の振動が大きくなり易い。フィードバック制御部192が、車両100の横揺れにおける固有振動数の振動を低減させることで、車両100の横揺れが小さくなると期待される。
Since the load of the vehicle body 270 itself is represented by a constant, Equation (2) is a function with the load of the vehicle body 270 and the stiffness of the air spring 260 as input parameters.
In vehicle 100, the vibration of the natural frequency tends to increase. Feedback control unit 192 is expected to reduce the vibration of the natural frequency in the rolling of vehicle 100 , thereby reducing the rolling of vehicle 100 .

例えば、制御部190は、荷重検出部140が検出する車両100の荷重を取得する。また、制御部190が、車両100の荷重に応じて空気バネ260の空気量を制御することで、空気バネ260の剛性について既知である。そこで、制御部190は、車両100の荷重と空気バネ260の剛性とに基づいて車両100の横揺れにおける固有振動数を算出する。フィードバック制御部192は、得られた固有振動数を含む帯域の振動を低減させるバンドストップフィルタまたはノッチフィルタを、要素E32におけるフィルタとして設定する。 For example, the control unit 190 acquires the load of the vehicle 100 detected by the load detection unit 140 . Further, the rigidity of air spring 260 is known by control unit 190 controlling the amount of air in air spring 260 according to the load of vehicle 100 . Therefore, control unit 190 calculates the natural frequency of rolling of vehicle 100 based on the load of vehicle 100 and the rigidity of air spring 260 . The feedback control unit 192 sets a band stop filter or a notch filter that reduces vibration in the band containing the obtained natural frequency as the filter for the element E32.

乗客の乗降は駅で行われ、駅間では車両100の荷重は一定である。そこで、制御部190は、駅で乗客の乗降が完了して車両100のドアが閉まった後、車両100の荷重を取得して空気バネ260の空気量を決定して制御する。さらに、制御部190は、車両100の横揺れにおける固有振動数を算出する。フィードバック制御部192は、制御部190が固有振動数を算出する毎に、要素E32におけるフィルタを設定する。フィードバック制御部192は、駅間では、フィルタの設定を維持する。
なお、車両100が連結車両として構成されている場合、乗客がある車両100から他の車両100に移動することで移動元の車両100の荷重及び移動先の車両100の荷重が変化するが、車両100自体の重量との関係で無視し得る。
Passengers get on and off at stations, and the load of the vehicle 100 is constant between stations. Therefore, after the passenger has finished boarding and alighting at the station and the door of the vehicle 100 is closed, the control unit 190 obtains the load of the vehicle 100 and determines and controls the air amount of the air spring 260 . Furthermore, the control unit 190 calculates the natural frequency of the rolling of the vehicle 100 . The feedback control section 192 sets the filter for the element E32 each time the control section 190 calculates the natural frequency. The feedback control unit 192 maintains the filter settings between stations.
Note that when the vehicle 100 is configured as a connected vehicle, the load of the vehicle 100 at the source of movement and the load of the vehicle 100 at the destination change as the passenger moves from one vehicle 100 to another vehicle 100. It is negligible in relation to the weight of 100 itself.

あるいは、フィードバック制御部192が固定の荷重想定値から算出される固有振動数に基づいて周波数フィルタを設定するようにしてもよい。例えば、制御部190が、車両100に頻出する荷重に基づいて車両100の横揺れにおける固有振動数を算出するようにしてもよい。そして、フィードバック制御部192が、算出された固有振動数を中心に、比較的広めの周波数帯域をカットするバンドカットフィルタを設定するようにしてもよい。 Alternatively, the feedback control section 192 may set the frequency filter based on the natural frequency calculated from the fixed assumed load value. For example, the control unit 190 may calculate the natural frequency of the rolling of the vehicle 100 based on the load that frequently appears on the vehicle 100 . Then, the feedback control section 192 may set a band cut filter that cuts a relatively wide frequency band around the calculated natural frequency.

車両100の横方向のずれ量が許容値の限度に近づいた場合に、フィードバック制御部192が、操舵指令値に対するフィルタの適用を中止するようにしてもよい。例えば、車両100の横方向のずれ量の最大許容値が50ミリメートルである場合、車両100の横方向のずれ量が40ミリメートル以上になると、フィードバック制御部192が、操舵指令値に対するフィルタの適用を中止するようにしてもよい。 The feedback control unit 192 may stop applying the filter to the steering command value when the amount of lateral deviation of the vehicle 100 approaches the limit of the allowable value. For example, if the maximum allowable amount of lateral deviation of the vehicle 100 is 50 mm, the feedback control unit 192 stops applying the filter to the steering command value when the lateral deviation of the vehicle 100 becomes 40 mm or more. You may make it stop.

例えば、フィルタをオフにすることによる車両100の乗り心地の低下よりも、案内輪232が案内レールに当たることによる車両100の乗り心地の低下のほうが大きい場合が考えられる。この場合、フィードバック制御部192が一時的にフィルタをオフにすることで、案内輪232が案内レールに当たることを回避でき、車両100の乗り心地の低下が小さくて済むことが期待される。
また、案内レールのない自律走行区間で、車両100の横方向のずれ量が許容値よりも大きくなると、車両100が軌道から逸脱してしまう、あるいは、車両100が他の物に接触してしまうなど、好ましくない状況になる場合が考えられる。この場合、フィードバック制御部192が一時的にフィルタをオフにすることで、車両100の横方向のずれ量が許容値より大きくなることを回避でき、これによって好ましくない状況を回避できることが期待される。
For example, it is conceivable that the deterioration of the ride comfort of the vehicle 100 due to the contact of the guide wheels 232 against the guide rails is greater than the deterioration of the ride comfort of the vehicle 100 due to turning off the filter. In this case, the feedback control unit 192 temporarily turns off the filter so that the guide wheels 232 can be prevented from coming into contact with the guide rails, and it is expected that the deterioration of the ride comfort of the vehicle 100 can be minimized.
In addition, in an autonomous driving section without guide rails, if the amount of lateral deviation of the vehicle 100 exceeds the allowable value, the vehicle 100 deviates from the track or contacts another object. Such situations may lead to unfavorable situations. In this case, it is expected that the feedback control unit 192 temporarily turns off the filter so that the amount of lateral deviation of the vehicle 100 can be prevented from becoming larger than the allowable value, thereby avoiding an undesirable situation. .

フィードバック制御部192が、車両100の乗り心地に影響しやすい周波数の振動のフィルタリングと、車両100の横揺れにおける固有振動数の振動のフィルタリングとの両方を行っている場合、何れか一方のみを中止するようにしてもよいし、両方を中止するようにしてもよい。 If feedback control unit 192 is performing both filtering of frequency vibrations that are likely to affect the ride comfort of vehicle 100 and filtering of vibrations of natural frequency due to rolling of vehicle 100, only one of them is suspended. You may make it carry out, and you may make it stop both.

荷重検出部140が、空気バネ260の空気圧から車両100の荷重を算出するようにしてもよい。車両における空気バネの圧力を常時測定することが一般的に行われており、これによれば、荷重検出部140が車両100の荷重を検出するための専用のセンサを設ける必要がない。あるいは、荷重検出部140が、ロードセルなど車両100の荷重を検出するためのセンサを備えるようにしてもよい。
ここで説明した荷重検出部140の荷重検出方法を、第一実施形態および第二実施形態のうち何れか一方、またはこれら両方に適用するようにしてもよい。
Load detection unit 140 may calculate the load of vehicle 100 from the air pressure of air spring 260 . It is common practice to constantly measure the pressure of air springs in a vehicle, and this eliminates the need for load detection unit 140 to provide a dedicated sensor for detecting the load of vehicle 100 . Alternatively, load detection unit 140 may include a sensor such as a load cell for detecting the load of vehicle 100 .
You may make it apply the load detection method of the load detection part 140 demonstrated here to either one or these both among 1st embodiment and 2nd embodiment.

以上のように、フィードバック制御部192は、フィードバック制御における操舵指令値に周波数フィルタを適用する。
この周波数フィルタの適用によって、操舵指令値から所定の周波数成分を低減させることができ、車両100の振動におけるその周波数成分の振動を低減させることができる。車両100の振動における所定の周波数成分の振動を低減させることで、車両100の乗り心地が比較的よくなると期待される。
また、フィードバック制御部192が、操舵指令値から特定の周波数成分を選択的に低減させることで、車両100の乗り心地を比較的よくすることと、車両100の走行を比較的高精度に制御することとの両立を図ることができる。
As described above, the feedback control section 192 applies a frequency filter to the steering command value in feedback control.
By applying this frequency filter, a predetermined frequency component can be reduced from the steering command value, and the vibration of the frequency component in the vibration of the vehicle 100 can be reduced. By reducing the vibration of the predetermined frequency component in the vibration of the vehicle 100, it is expected that the ride comfort of the vehicle 100 will be relatively improved.
Further, the feedback control unit 192 selectively reduces a specific frequency component from the steering command value, thereby improving the ride comfort of the vehicle 100 and controlling the travel of the vehicle 100 with relatively high accuracy. It is possible to achieve compatibility with

また、フィードバック制御部192は、乗り心地に影響しやすい周波数として定められた所定の周波数の振動を除去し、または、低減させる、周波数フィルタを用いる。
これにより、車両100の振動のうち、乗り心地に影響し易い周波数成分の振動が除去または低減され、この点で、車両100の乗り心地が良くなることが期待される。
Further, the feedback control unit 192 uses a frequency filter that removes or reduces vibration of a predetermined frequency that is determined as a frequency that tends to affect ride comfort.
As a result, of the vibrations of the vehicle 100, vibrations of frequency components that are likely to affect ride comfort are removed or reduced, and in this respect, it is expected that the ride comfort of the vehicle 100 will be improved.

また、フィードバック制御部192は、車両100の固有振動数の振動を除去し、または、低減させる周波数フィルタを用いる。これにより、車両100の振動の低減効果が比較的大きくなり、この点で、車両100の乗り心地が良くなることが期待される。 Feedback control unit 192 also uses a frequency filter that removes or reduces the vibration of the natural frequency of vehicle 100 . As a result, the effect of reducing the vibration of the vehicle 100 is relatively large, and in this respect, it is expected that the ride comfort of the vehicle 100 will be improved.

なお、複数の車両100が連結されて運用される場合、個々の車両100に第三実施形態を適用するようにしてもよい。特に車両100毎の荷重の差が比較的小さい場合、各車両100が同様の動作を行い、1つの車両100の単独運用の場合と同様の動きとなることが期待される。
以上では、第一実施形態を用いて第三実施形態を実施する場合を例に説明したが、第二実施形態を用いて第三実施形態を実施するようにしてもよい。
Note that when a plurality of vehicles 100 are connected and operated, the third embodiment may be applied to each vehicle 100 . In particular, when the load difference between the vehicles 100 is relatively small, it is expected that each vehicle 100 performs the same operation and moves in the same manner as when one vehicle 100 operates alone.
In the above, the case where the third embodiment is implemented using the first embodiment has been described as an example, but the third embodiment may be implemented using the second embodiment.

<第四実施形態>
フィードバック制御部192が操舵指令値に周波数フィルタを適用することに加えて、あるいは代えて、車両100が備えるアクチュエータに、操舵指令値に対する一次遅れ要素が設けられていてもよい。第四実施形態では、この点について説明する。
第四実施形態では、アクチュエータに、操舵指令値に対する一次遅れ要素が設けられている点以外は第一実施形態の場合と同様であり、第一実施形態の場合と同じ符号を用いる。
<Fourth embodiment>
In addition to or instead of the feedback control unit 192 applying a frequency filter to the steering command value, the actuator provided in the vehicle 100 may be provided with a first-order lag element with respect to the steering command value. This point will be described in the fourth embodiment.
The fourth embodiment is the same as the first embodiment except that the actuator is provided with a first-order lag element with respect to the steering command value, and the same reference numerals as in the first embodiment are used.

図13は、車両100におけるアクチュエータの配置例を示す図である。図13は、車両100を下側から(軌道900の側から)見た例を示している。図13の例で、車両100が、前側台車251および後側台車252の2つの台車250と、車体270とを備える構成が示されている。前側台車251は、前側走行タイヤ221と、支持体231と、案内輪232と、分岐輪233と、前側アクチュエータ281とを備えている。後側台車252は、後側走行タイヤ222と、支持体231と、案内輪232と、分岐輪233と、後側アクチュエータ282とを備えている。前側アクチュエータ281と後側アクチュエータ282とを総称して、アクチュエータ280と表記する。
また、図13の例では、車体270は、距離センサ111を備えており、車体270の四隅の側面側それぞれに距離センサ111が設置される配置が示されている。
FIG. 13 is a diagram showing an arrangement example of actuators in vehicle 100. As shown in FIG. FIG. 13 shows an example of the vehicle 100 viewed from below (from the track 900 side). The example of FIG. 13 shows a configuration in which vehicle 100 includes two carriages 250 , front carriage 251 and rear carriage 252 , and vehicle body 270 . The front carriage 251 includes front running tires 221 , supports 231 , guide wheels 232 , branch wheels 233 and front actuators 281 . The rear carriage 252 includes rear running tires 222 , supports 231 , guide wheels 232 , branch wheels 233 and rear actuators 282 . The front side actuator 281 and the rear side actuator 282 are collectively referred to as an actuator 280 .
In addition, in the example of FIG. 13 , the vehicle body 270 is provided with the distance sensors 111 , and an arrangement is shown in which the distance sensors 111 are installed on the side surfaces of the four corners of the vehicle body 270 .

矢印A31は、車両100の走行方向を示している。また、図13では、案内レール930が示されている。但し、車両100の自律走行区間についても第四実施形態を適用可能である。
第一実施形態から第三実施形態までの何れか1つ以上にも、図13の配置を適用するようにしてもよい。
Arrow A31 indicates the traveling direction of vehicle 100 . Also shown in FIG. 13 is a guide rail 930 . However, the fourth embodiment can also be applied to autonomous driving sections of the vehicle 100 .
The arrangement of FIG. 13 may be applied to any one or more of the first to third embodiments.

アクチュエータ280は、制御部190からの操舵指令値に従って、走行タイヤ220の向きを操舵指令値で指示される向きにする。但し、アクチュエータ280には操舵指令値に対する一次遅れ要素が設けられており、操舵指令値に対するローパスフィルタとして機能する。これにより、車両100が操舵指令値に従って動作する際に、車両100の横方向の動作のうち所定周波数以上の周波数成分の振動が低減される。車両100の横方向の動作から振動が低減される点で、車両100の乗り心地が比較的高くなることが期待される。 Actuator 280 changes the direction of running tire 220 to the direction indicated by the steering command value according to the steering command value from control unit 190 . However, the actuator 280 is provided with a first-order lag element for the steering command value, and functions as a low-pass filter for the steering command value. As a result, when the vehicle 100 operates according to the steering command value, the vibration of frequency components equal to or higher than the predetermined frequency in the lateral movement of the vehicle 100 is reduced. The ride comfort of the vehicle 100 is expected to be relatively high in that vibrations are reduced from lateral motion of the vehicle 100 .

アクチュエータ280の一次遅れ要素は、例えばアクチュエータ280に油圧シリンダが設けられるなど、油圧式の一次遅れ要素として構成されていてもよい。あるいは、アクチュエータ280が電気モータを用いて構成されている場合、例えばフライホイールなど、電気モータの慣性を大きくする一次遅れ要素が設けられていてもよい。あるいは、アクチュエータ280がボールねじを含んで構成される場合、ボールねじの潤滑油として比較的粘性の高い油が用いられるなど、ボールねじの抵抗を大きくする一次遅れ要素が設けられていてもよい。 The first-order lag element of the actuator 280 may be configured as a hydraulic first-order lag element, for example, the actuator 280 may be provided with a hydraulic cylinder. Alternatively, if the actuator 280 is configured using an electric motor, a first-order lag element, such as a flywheel, that increases the inertia of the electric motor may be provided. Alternatively, if the actuator 280 includes a ball screw, a first-order lag element that increases the resistance of the ball screw may be provided, such as using relatively high-viscosity oil as lubricating oil for the ball screw.

以上のように、フィードバック制御部192のフィードバック制御に従って動作するアクチュエータ280に、制御指令値に対する一次遅れ要素が設けられている。
これにより、車両100の振動が抑制され、この点で車両100の乗り心地が良いことが期待される。
以上では、第一実施形態を用いて第四実施形態を実施する場合を例に説明したが、第二実施形態、および、第三実施形態のうち何れか一方を用いて第四実施形態を実施するようにしてもよい。あるいは、第二実施形態、および、第三実施形態の両方を用いて第四実施形態を実施するようにしてもよい。
As described above, the actuator 280 that operates according to the feedback control of the feedback control section 192 is provided with the first-order lag element with respect to the control command value.
As a result, the vibration of the vehicle 100 is suppressed, and in this respect, it is expected that the ride comfort of the vehicle 100 is good.
In the above, the case of implementing the fourth embodiment using the first embodiment has been described as an example, but the fourth embodiment is implemented using either the second embodiment or the third embodiment. You may make it Alternatively, both the second embodiment and the third embodiment may be used to implement the fourth embodiment.

本願発明と特許文献2に記載の発明との相違点についてさらに説明する。
引用文献2には、操舵角の目標値として用いられる最適目標操舵角を決定する際に、車輛の操舵に起因する振動を最小化するように決定することが記載されている。このように決定された最適目標操舵角に基づいて操舵角を制御することで、車輛の操舵に起因する振動を最小化できることが見込まれる。
一方、本願発明の一態様では、フィードバック制御部192が、車両100の横方向のずれ量、および、車両100の横揺れ量を制御対象値として、これらずれ量および横揺れ量を最小化するように、車両100の走行方向をフィードバック制御する。これにより、本願発明の態様一態様では、車輛の操舵に起因する振動に限らず、車両の横方向のずれおよび横揺れといった振動を低減させることができる。
また、本願発明の一態様では、フィードバック制御部192が、車両100の横揺れにおける固有振動数として、車体270の横揺れにおける固有振動数を用いて、固有振動数の振動を低減させる。これにより、本願発明の態様一態様では、乗客が乗車する車体の振動を低減させることができ、この点で、乗り心地への影響が大きい。
The difference between the present invention and the invention described in Patent Document 2 will be further described.
Document 2 describes that when determining the optimum target steering angle used as the target value of the steering angle, it is determined so as to minimize the vibration caused by the steering of the vehicle. By controlling the steering angle based on the optimal target steering angle determined in this way, it is expected that the vibration caused by the steering of the vehicle can be minimized.
On the other hand, in one aspect of the present invention, the feedback control unit 192 uses the amount of lateral deviation of the vehicle 100 and the amount of rolling of the vehicle 100 as control target values to minimize the amount of deviation and the amount of rolling. In addition, the running direction of the vehicle 100 is feedback-controlled. Accordingly, in one aspect of the present invention, it is possible to reduce not only the vibration caused by the steering of the vehicle, but also the vibration such as lateral displacement and rolling of the vehicle.
Further, in one aspect of the present invention, the feedback control unit 192 uses the natural frequency of the rolling of the vehicle body 270 as the natural frequency of the rolling of the vehicle 100 to reduce the vibration of the natural frequency. Accordingly, in one aspect of the present invention, the vibration of the vehicle body on which passengers ride can be reduced, and in this respect, the ride comfort is greatly affected.

また、特許文献2には、ニューラルネットワークまたは遺伝子アルゴリズム等による機械学習を行い、機械学習の結果を用いて目標操舵角を算出することが記載されている。この機械学習により、目標操舵角を自動的に算出できるようになる。
一方、本願発明の一態様では、フィードバック制御部192が、目的関数の値を最小化する最適制御を行うなど、機械学習以外の方法による制御を行う。これにより、本願発明の態様一態様では、同じ路線を繰り返し走行する等により学習データを収集する必要なしに、制御を行うことができる。
Further, Patent Document 2 describes that machine learning is performed using a neural network, a genetic algorithm, or the like, and a target steering angle is calculated using the results of the machine learning. This machine learning makes it possible to automatically calculate the target steering angle.
On the other hand, in one aspect of the present invention, the feedback control unit 192 performs control by a method other than machine learning, such as performing optimal control for minimizing the value of the objective function. Accordingly, in one aspect of the present invention, control can be performed without the need to collect learning data by repeatedly traveling on the same route or the like.

また、特許文献2には、車輛の上方部位の先頭部位に位置検出センサを配置して、走行軌条面の横幅方向の距離偏差を検出することが記載されている。この距離偏差を検出することで、軌道に対する車両の横ずれ量と、振動による車両の横揺れ幅とが合成された偏差を検出することができ、操舵の制御に反映させることができる。
一方、本願発明の一態様では、ずれ量検出部110は、軌道における車両100の横方向(軌道の幅方向)の位置の、基準走行経路からのずれ量を検出する。また、横揺れ量検出部120は、例えば、加速度センサを含んで構成され、車両100の横方向の加速度、あるいは、加速度の積算量を横揺れ量として検出する。このように、車両100の横方向のずれ量と、車両100の横揺れ量とをそれぞれ検出することで、それぞれに対応して正制御を行うことができる。例えば、フィードバック制御部192が、車両100の横方向のずれ量だけでなく、車両100の横揺れ量も最小化するようにフィードバック制御を行うことで、車両100が自動操舵する場合に、車両100の横揺れの低減と、車両100の横方向のずれの低減とを両立させることができる。
Further, Patent Document 2 describes that a position detection sensor is arranged at the leading portion of the upper portion of the vehicle to detect the distance deviation in the width direction of the running rail surface. By detecting this distance deviation, it is possible to detect a deviation obtained by synthesizing the amount of lateral deviation of the vehicle with respect to the track and the amount of lateral vibration of the vehicle due to vibration, and to reflect the deviation in steering control.
On the other hand, in one aspect of the present invention, the deviation amount detection unit 110 detects the amount of deviation of the position of the vehicle 100 on the track in the lateral direction (the width direction of the track) from the reference travel route. The rolling amount detection unit 120 includes, for example, an acceleration sensor, and detects lateral acceleration of the vehicle 100 or an integrated amount of acceleration as the rolling amount. In this way, by detecting the amount of lateral deviation of the vehicle 100 and the amount of rolling of the vehicle 100, it is possible to perform correct control corresponding to each. For example, when the vehicle 100 automatically steers, the feedback control unit 192 performs feedback control so as to minimize not only the amount of lateral deviation of the vehicle 100 but also the amount of rolling of the vehicle 100. It is possible to achieve both the reduction of the lateral vibration of the vehicle 100 and the reduction of the lateral displacement of the vehicle 100 .

なお、制御部190およびサーバ側制御部390の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することで各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
A program for realizing all or part of the functions of the control unit 190 and the server-side control unit 390 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium is read by the computer system. , the processing of each section may be performed by executing. It should be noted that the "computer system" referred to here includes hardware such as an OS and peripheral devices.
The "computer system" also includes the home page providing environment (or display environment) if the WWW system is used.
The term "computer-readable recording medium" refers to portable media such as flexible discs, magneto-optical discs, ROMs and CD-ROMs, and storage devices such as hard discs incorporated in computer systems. Further, the program may be for realizing part of the functions described above, or may be capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system.

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like are included within the scope of the present invention.

1、3 操舵システム
2 操舵制御システム
100、400 車両
110 ずれ量検出部
120 横揺れ量検出部
130 キロ程検出部
140 荷重検出部
150 操舵部
180、380 記憶部
190 制御部
191 フィードフォワード制御部
192 フィードバック制御部
300 車両制御サーバ装置
310 サーバ側通信装置
390 サーバ側制御部
410 車両側通信部
490 車両側制御部
Reference Signs List 1, 3 steering system 2 steering control system 100, 400 vehicle 110 deviation amount detection unit 120 rolling amount detection unit 130 kilometer range detection unit 140 load detection unit 150 steering unit 180, 380 storage unit 190 control unit 191 feedforward control unit 192 Feedback control unit 300 vehicle control server device 310 server side communication device 390 server side control unit 410 vehicle side communication unit 490 vehicle side control unit

Claims (9)

軌道を走行する車両の、前記軌道の幅方向における前記車両の基準走行経路からのずれ量を検出するずれ量検出部と、
前記車両の横揺れ量を検出する横揺れ量検出部と、
フィードバック制御における操舵指令値に、前記車両の固有振動数の振動を除去、または、低減させる周波数フィルタを適用して、前記ずれ量および前記横揺れ量を最小化するように前記車両の操舵をフィードバック制御するフィードバック制御部と、
を備える操舵制御システム。
a deviation amount detection unit that detects a deviation amount of a vehicle traveling on a track from a reference travel route of the vehicle in the width direction of the track;
a rolling amount detection unit that detects the rolling amount of the vehicle;
A frequency filter that removes or reduces the vibration of the natural frequency of the vehicle is applied to the steering command value in feedback control, and the steering of the vehicle is fed back so as to minimize the amount of deviation and the amount of rolling. a feedback controller for controlling;
steering control system.
前記車両のキロ程毎の操舵指令値を示す操舵パターン情報を記憶する記憶部と、
前記車両のキロ程を検出するキロ程検出部と、
前記キロ程検出部が検出したキロ程に前記操舵パターン情報で対応付けられている操舵指令値を出力するフィードフォワード制御部と、
を備える請求項1に記載の操舵制御システム。
a storage unit that stores steering pattern information indicating a steering command value for each kilometer of the vehicle;
a kilometer detection unit that detects the kilometer of the vehicle;
a feedforward control unit that outputs a steering command value associated with the kilometer detected by the kilometer detector in the steering pattern information;
The steering control system of claim 1, comprising:
車両の荷重を検出する荷重検出部を備え、
前記記憶部は、前記車両の荷重毎に操舵パターン情報を記憶し、
前記フィードフォワード制御部は、前記車両のキロ程に、前記車両の荷重に応じた前記操舵パターン情報で対応付けられている操舵指令値を出力する
請求項2に記載の操舵制御システム。
Equipped with a load detection unit that detects the load of the vehicle,
The storage unit stores steering pattern information for each load of the vehicle,
3. The steering control system according to claim 2, wherein said feedforward control unit outputs a steering command value associated with said steering pattern information corresponding to the load of said vehicle according to the kilometer of said vehicle.
前記フィードバック制御部は、乗り心地に影響しやすい周波数として定められた所定の周波数の振動を除去、または、低減させる、前記周波数フィルタを用いる、請求項に記載の操舵制御システム。 4. The steering control system according to claim 3 , wherein said feedback control section uses said frequency filter to remove or reduce vibrations of a predetermined frequency defined as frequencies that are likely to affect ride comfort. 車両と車両制御装置とを備え、
前記車両は、
軌道を走行する車両の、前記軌道の幅方向における前記車両の基準走行経路からのずれ量を検出するずれ量検出部と、
前記車両の横揺れ量を検出する横揺れ量検出部と、
を備え、
前記車両制御装置は、
フィードバック制御における操舵指令値に、前記車両の固有振動数の振動を除去、または、低減させる周波数フィルタを適用して、前記ずれ量および前記横揺れ量を最小化するように前記車両の操舵をフィードバック制御するフィードバック制御部を備える、
操舵システム。
comprising a vehicle and a vehicle control device,
The vehicle is
a deviation amount detection unit that detects a deviation amount of a vehicle traveling on a track from a reference travel route of the vehicle in the width direction of the track;
a rolling amount detection unit that detects the rolling amount of the vehicle;
with
The vehicle control device includes:
A frequency filter that removes or reduces the vibration of the natural frequency of the vehicle is applied to the steering command value in feedback control, and the steering of the vehicle is fed back so as to minimize the amount of deviation and the amount of rolling. comprising a feedback controller that controls
steering system.
軌道を走行する車両の、前記軌道の幅方向における前記車両の基準走行経路からのずれ量を検出するずれ量検出部と、
前記車両の横揺れ量を検出する横揺れ量検出部と、
フィードバック制御における操舵指令値に、前記車両の固有振動数の振動を除去、または、低減させる周波数フィルタを適用して、前記ずれ量および前記横揺れ量を最小化するように前記車両の操舵をフィードバック制御するフィードバック制御部と、
を備える車両。
a deviation amount detection unit that detects a deviation amount of a vehicle traveling on a track from a reference travel route of the vehicle in the width direction of the track;
a rolling amount detection unit that detects the rolling amount of the vehicle;
A frequency filter that removes or reduces the vibration of the natural frequency of the vehicle is applied to the steering command value in feedback control, and the steering of the vehicle is fed back so as to minimize the amount of deviation and the amount of rolling. a feedback controller for controlling;
vehicle equipped with
前記フィードバック制御部のフィードバック制御に従って動作するアクチュエータであって、操舵指令値に対する一次遅れ要素が設けられているアクチュエータ
を備える、請求項に記載の車両。
7. The vehicle according to claim 6 , further comprising an actuator that operates according to the feedback control of the feedback control unit and that is provided with a first-order lag element with respect to the steering command value.
軌道を走行する車両の、前記軌道の幅方向における前記車両の基準走行経路からのずれ量を検出することと、
前記車両の横揺れ量を検出することと、
フィードバック制御における操舵指令値に、前記車両の固有振動数の振動を除去、または、低減させる周波数フィルタを適用して、前記ずれ量および前記横揺れ量を最小化するように前記車両の走行方向をフィードバック制御することと、
を含む操舵制御方法。
Detecting a deviation amount of a vehicle traveling on a track from a reference travel route of the vehicle in the width direction of the track;
detecting an amount of rolling of the vehicle;
A frequency filter that removes or reduces the vibration of the natural frequency of the vehicle is applied to the steering command value in feedback control, and the traveling direction of the vehicle is adjusted so as to minimize the amount of deviation and the amount of rolling. feedback control;
steering control method including
コンピュータに、
軌道を走行する車両の、前記軌道の幅方向における前記車両の基準走行経路からのずれ量の情報を取得することと、
前記車両の横揺れ量の情報を取得することと、
フィードバック制御における操舵指令値に、前記車両の固有振動数の振動を除去、または、低減させる周波数フィルタを適用して、前記ずれ量および前記横揺れ量を最小化するように前記車両の走行方向をフィードバック制御することと、
を実行させるためのプログラム。
to the computer,
Acquiring information about a deviation amount of a vehicle traveling on a track from a reference travel route of the vehicle in the width direction of the track;
obtaining information on the amount of rolling of the vehicle;
A frequency filter that removes or reduces the vibration of the natural frequency of the vehicle is applied to the steering command value in feedback control, and the traveling direction of the vehicle is adjusted so as to minimize the amount of deviation and the amount of rolling. feedback control;
program to run the
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