JPH03117304A - あいまい推論制御指令決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の対象〕 本発明は制御指令決定方法に関し、特にノツチ等の離散
的制御入力により運転される車両の定位置停車制御に適
したあいまい推論制御指令決定方法に関する。

〔従来技術〕

第１図は列車を目標位置に自動的に停止させる従来の自
動列車制御装置の一例を示すブロック図、第２図はその
速度パターンを示す動作説明図である。第１図において
、１は速度発電機、２は速度演算回路、３は距離積算回
路、４は地上子、５は地点検出器、６はパターン発生器
、７は比較器、８はブレーキ制御装置そして９はブレー
キ装置を示している。

上記従来の定位置停止制御においては、車両は停止目標
地点Ｏ（０点）を基準として所定距離Ｑだけ手前の地転
Ｐ（Ｐ点）に設けられた地上子４を、車上の地点検出器
５により検出する。距離積算回路３は、前記地点検出器
５からの地点検出信号により、速度発電器１からのパル
スをカウントシ、地点Ｐから車両が進んだ距！ｉＳを出
力する。また、パターン発生器６は前記地点検出器５か
らの地点検出信号により、停止目標地点までの距離Ｑを
自己のメモリの中から選択し、予め定められた減速度β
、を用いて Ｖｐ”　　　　、　　　　ｐ　　Ｑ−・・・・・・・・
・（１）なる式による目標速度パターンＶｐを出力する
。

速度演算回路２は速度発電機１のパルスから車両の実速
度Ｖｔを算出する。該実速度Ｖｔと前記パターン発生器
６から出力される目標速度パターンＶ、とを比較器７で
比較する。該比較器７の出力信号（Ｖアーｖｐ）に基づ
きブレーキ制御装置８を介してブレーキ装置９を比例制
御し、車両の実速度ｖＴが前記目標速度パターンＶｐに
追従して、車両が停止目標地点○付近に停止するように
制御する。

しかしながら、上述の方法においては、ブレーキ装置９
のブレーキ力の変動、軌道の勾配による外力の変動によ
り前記目標速度パターン■、に対する追従定常偏差が発
生し、停止精度が悪化する場合がある。また、この追従
定常偏差の発生を防止するために、ブレーキ装Ｗ９の比
例制御に加えて積分制御を行うと、制御指令（ノツチ）
変更が多くなり、車両の乗り心地が悪化するという別の
問題が発生する。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、上述の如く車両を目標地点に停止させ
る場合でも制御指令（ノツチ）の変更回数を極力減らす
ことができ、乗り心地のよい運転を実現できるあいまい
推論を利用した制御指令決定方法を提供することにある
。

〔発明の詳細な説明〕

上記目的を達成するために本発明では１判定すべき事項
を示す条件部と実行すべき制御指令を示す結論部とから
なる複数の制御則に基いて制御対象の状態に応じた制御
指令を決定する。このような制御則を用いる制御指令決
定方法において、本発明では特に、上記各制御則の条件
部に上記判定すべき事項とその前提となる制御指令との
関係を定義しておき、上記判定すべき事項に対応させて
制御結果をあいまい量として表わすための関数を予め用
意しておき、制御指令の決定に先だって。

互いに異なる複数の制御指令について各制御指令を与え
た場合の上記制御対象の制御の結果を予測し、予測され
た制御結果をそれぞれ上記制御則の条件部の定義に従っ
ぞあいまい量に変換し、上記あいまい量に基いて選択し
た上記複数の制御則の中の１つの制御則の結論部が示す
制御指令を実行すべき制御指令として出力するようにし
たことを特徴とする。制御指令の変更回数を減らし、円
滑な制御を行なうためには、上記制御結果の予測を現在
の制御指令と、それを所定量変化させた制御指令とにつ
いて行ない、現在の制御指令で最も満足できる制御結果
が得られる限り同一制御指令がそのまま持続されるよう
にすればよい。

〔発明の実施例〕

第３図は本発明の一実施例を示す車両定位置停止制御装
置のブロック図であり、第１図に示したと同じ構成要素
は同じ符号で示しである。また、２′は速度発電器１の
過去１秒間のパルスにより車両の速度（実速度）ＶＴ、
加速度αアを演算する速度加速度演算装置、３′は車両
の現在位１ｆ（ｘｌ）と停止目標地点Ｏとの間の距離を
Ｌｌを演算する残距離演算装置、１０は現在の車両の速
度ｖＴと前記停止目標地点○までの距離Ｌ１および予め
選択したノツチに対応して予め定められた減速度βＰを
用いて り、＝Ｌ、−ＶＴ”／（７，２・βｐ）−・・・−（２
）なる式により現時点で予め選択した前記ノツチにより
ブレーキをかけた場合の停止誤差Ｌ２を演算する所定ノ
ツチ停正誤差演算装置、１１は前記停止誤差Ｌ２と現在
の速度Ｖｔから、現在の速度で走行する場合のブレーキ
制御開始余裕時間ΔＴをΔＴ＝　３．６　Ｌ、／ＶＴ　
　・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）なる式
により求め、該余裕時間ΔＴが一定時間（例えば１秒）
以下となった場合に、定位置停車のためのブレーキ制御
開始の信号を出力するブレーキ制御開始指令演算装置で
ある。

１２ｚ、１２Ｐ、１２Ｎは、それぞれ異なる制御指令下
で車両を動作させた場合、例えば現時点で予め選択した
ノツチを保持した場合、１ノツチ加えた場合および１ノ
ツチ滅じた場合に予測される停止精度のあいまい量を演
算する停止精度あいまい量演算装置、１３はノツチ変更
後の所定期間、例えば１秒間だけノツチ変更を抑止する
信号Ｍを発生するノツチ変更抑止装置、１４は前記停止
精度あいまい量演算装置の出力に基いてあいまい推論を
行い、ノツチ変更が抑止されていない場合に出力すべき
ノツチ指令Ｎ（ｔ）を演算する制御ノツチ演算装置、そ
して１５は前記ブレーキ制御開始指令演算装置１１の出
力に応じて制御ノツチ演算装置１４の出力を断続するブ
レーキ指令演算装置である。

以下、第４図、第５図を用いて本実施例装置の動作につ
いて説明する。

第４図は定位置停止制御のためのブレーキ制御開始時刻
を決定する動作を説明するための図であり、車両が停止
目標地点○から所定距離Ｑだけ手前に置かれた地点Ｐを
通過し、Ｘ□にある状況を示している。前述の所定ノツ
チ停正誤差演算装置１０により、停止誤差Ｌ２を求め、
これと現在の速度ＶＴとから、前記ブレーキ制御開始指
令演算装置１１によりブレーキ開始余裕時間ΔＴを求め
て、該ブレーキ開始余裕時間ΔＴが一定時間（例えば１
秒）以下となった場合にブレーキ制御開始指令を出力す
る。

第５図は定位置停止のためのブレーキ・ノツチを選択す
る動作を説明するための図である。前記停止精度あいま
い量演算装置１２ｚ、１２Ｐ。

１２Ｎでは、車両の状態量を示す前記残距離演算装置３
′で求めた停止目標地点までの距離Ｌ工と、速度加速度
演算装置２′で求めた現在の速度ＶＴい加速度αア、お
よび１ノツチ当りの所定の加速度Δα（例えば、０　、
５　Ｋ　ｍ　／　ｈ　／秒）から、次式（４）により、
制御目的である停止精度のスカラ量Ｌｚ＝　Ｌｐ−Ｌｘ
を算出する。

ここでは、停止精度のあいまい量は、 （１）許容誤差内に停止できる（μ、）（２）停止目標
位置に正確に停止できる（μ２）の２つのあいまい台集
合から成るとする。これらのあいまい台集合を表わすメ
ンバシップ関数は、例えば次のように定義される。Ｘを
停止誤差（ｍ）とし許容誤差を０．５ｍとすると、前記
許容誤差内に停止できるあいまい台集合のメンバシップ
関数μ、（Ｘ）は、 と定義され、また、前記停止目標位置に正確に停止でき
るあいまい台集合のメンバシップ関数μ２（Ｘ）は。

と定義される。

前記停止精度あいまい量演算装置１２Ｚ、１２Ｐ、１２
Ｎの各出方は、それぞれが予測した停止精度を上記２つ
のメンバシップ関数μ、（Ｘ）、μ２（Ｘ）の値のペア
からなるあいまい量で表わしている。すなわち、前記停
止精度のスカラ量り、、Ｌ、。

Ｌ、から、現在のノツチを保持した場合、および、ノツ
チを現在の値から±１ノツチ変化させた場合の停止精度
のあいまい量Ｃｚ、ＣＰ、ＣＮが次のように表される値
として求められる。

停止精度あいまい量演算装置１２ｚ、１２Ｐ。

１２Ｎからの上記出力Ｃ２，ＣＰ、ＣＮより、制御ノツ
チ演算装置１４は、例えば次に示すよう番こ条件部と結
論部とからなる制御則（１）〜（３）番こ従ったあいま
い推論に基づき、出力すべき制御指令すなわちノツチの
選択を行う。

（１）現在のノツチで許容範囲内に停止できるならば、
現在のノツチを保持する。

（２）＋１ノツチで停止目標位置に正確に停止できるな
らば、１ノツチ増す。

（３）−１ノツチで停止目標位置に正確に停止できるな
らば、１ノツチ減する。

上記あいまい推論による具体的なノツチの選択は、上記
制御則（１）〜（３）のうち、それぞれの条件部に定義
された判定事項と対応するメンバシップ関数の値（実施
例ではそれぞれ、Ｃ２□、ＣＰ、、Ｃ，□）が最大とな
るものを選択することにより行う。なお、この制御は、
ノツチ変更抑止装置１３からのノツチ変更抑制信号Ｍの
なし１ときに行う。

本実施例においては、停止目標地点に対して許容誤差内
に停止できることを第１に考え、これに±１ノツチの変
更で、より高精度に停止できる場合に限すノッチ変更を
行うようにしたので、安全でかつ、ノツチ変更が少なく
乗り心地の良い定位置停止制御を実現できる。

上記実施例においては各種演算装置１０〜１５をハード
ウェアで構成した例を示したが、演算番こはマイクロ・
コンピュータを用いても良し１゜この場合のプログラム
処理フローの一例を第６図に示した。このプログラムは
、車両の速度ｖＴ、加速度α□、停止目標地点までの距
離Ｌ１に基づいてノツチ指令Ｎ　（ｔ）を求める機能を
有するものである。

また、前記実施例においては、制御目的である停止精度
のあいまい量を定義するためのあし）まし１金集合のメ
ンバシップ関数を（５）式、（６）式のように定義した
が、本発明はこれに限られるものではない。例えば、第
７図に示す如く、車両速度が予め定めた速度■。（例え
ば１０Ｋｍ／ｈ）以上の時には回路停止目標地点○より
Ｑ’　　（例えば２ｍ）だけ手前のＱ点を目標とし、速
度がＶ。以下になったときに０点を目標とするように、
段階的に変化させても良い。

なお、前記実施例におけるあいまい推論においては、ノ
ツチの増減を±１ノツチとしたが、制御則の数を増やし
て、より多くのノツチ変化を選択範囲に加えても良いこ
ともいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明によれば、判定すべき事項を示
す条件部と実行すべき制御指令を示す結論部とからなる
複数の制御則の各条件部で、判定すべき事項とその前提
となる制御指令との関係を定義しておき、制御指令の決
定に先だって、互いに異なる複数の制御指令について各
制御指令を与えた場合の制御対象の制御の結果を予測し
、予測された制御結果をそれぞれ上記制御則の条件部の
定義に従ったあいまい量に変換し、上記あいまい量に基
いて選択した上記複数の制御則の中の１つの制御則の結
論部が示す制御指令を実行すべき制御指令として出力す
るようにしている。従って、現在の制御指令に関して予
測された制御結果の評価が他のものより良ければ、現在
の制御指令がそのまま継続されるため、制御指令の変更
が少なくなり、特に本発明装置を車両の自動運転に適用
した場合は車両を乗り心地よく停止制御することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の定位置停車制御装置の一例を示すブロッ
ク図、第２図はその速度パターンを示す動作説明図、第
３図は本発明の一実施例を示すブロック図、第４図、第
５図はその動作を説明するために図、第６図は本発明の
他の実施例を示す処理フローチャート、第７図は本発明
の更に他の実施例のおける速度パターンを示す図でＬる
。 １：速度発電機、２′　：速度加速演算装置、３′　：
残距離演算装置、４：地上子、５：地点検出器、９ニブ
レーキ装置、１０：停止誤差演算装置、１１ニブレーキ
開始指令装置、１２２゜１２Ｐ、１２Ｎ：あいまい量演
算装置、１３：ノツチ変更抑止装置、１４：制御ノツチ
演算装置、１５ニブレーキ指令演算装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、判定すべき事項を示す条件部と実行すべき制御指令
   を示す結論部とからなる複数の制御則に基いて制御対象
   の状態に応じた制御指令を決定する制御指令決定方法に
   おいて、上記各制御則の条件部に上記判定すべき事項と
   その前提となる制御指令との関係を定義しておき、上記
   判定すべき事項に対応させて制御結果をあいまい量とし
   て表わすための関数を予め用意しておき、制御指令の決
   定に先だって、互いに異なる複数の制御指令について各
   制御指令を与えた場合の上記制御対象の制御の結果を予
   測し、予測された制御結果をそれぞれ上記制御則の条件
   部の定義に従ったあいまい量に変換し、上記あいまい量
   に基いて選択した上記複数の制御則の中の１つの制御則
   の結論部が示す制御指令を実行すべき制御指令として出
   力するようにしたことを特徴とするあいまい推論制御指
   令決定方法。 ２、前記制御結果の予測が、現在のままの制御指令と、
   それを所定量変化させた制御指令とに対して行なわれる
   ようにしたことを特徴とする第１項記載のあいまい推論
   制御指令決定方法。