JPH0619307B2 - 自動車自動運転ロボットの制御方法 - Google Patents

自動車自動運転ロボットの制御方法

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JPH0619307B2
JPH0619307B2 JP2416954A JP41695490A JPH0619307B2 JP H0619307 B2 JPH0619307 B2 JP H0619307B2 JP 2416954 A JP2416954 A JP 2416954A JP 41695490 A JP41695490 A JP 41695490A JP H0619307 B2 JPH0619307 B2 JP H0619307B2
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    • G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シャシダイナモメータ
の回転ドラム上に駆動輪を載せて自動車を走行させて、
自動車の動的な走行性能試験を室内で行う実車走行シミ
ュレート運転において、自動車を自動運転する自動車自
動運転ロボットの制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、自動車の動的な走行性能試験
のため、シャシダイナモメータによって実車走行シミュ
レート運転が行われており、近時、この実車走行シミュ
レート運転に、油圧や空気圧あるいはDCモータなどに
よって複数のアクチュエータを個々に駆動し、このアク
チュエータによってアクセルペダル,ブレーキペダル,
クラッチペダルなどの踏込み操作や、シフトレバーの切
換えを行えるようにした自動車自動運転ロボット(以
下、ロボットと云う)が用いられるようになってきてい
る。
【0003】ところで、上記実車走行シミュレート運転
においては、予め決められた走行パターンで自動車を走
行させる必要があり、例えばスロットルサーボ系(また
はブレーキサーボ系)を制御するのに、従来において
は、図3に示すように、目標速度VNOMとシャシダイ
ナモメータ1における自動車の実際の速度(以下、実車
速と云う)VACTとの差をPI制御(Proport
ional and Integral contro
l)系2に入力し、スロットルサーボ系(またはブレー
キサーボ系)3の開度をフィードバック制御するように
していた。なお、この図において、4は掛算器、5は積
分器、6はエンジン、7は動力伝達系としてのパワート
レイン、8,9は突き合わせ点である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記制
御方法によれば、加速運転から定常運転,定常運転から
減速運転,減速運転から加速運転するなど加速度が急変
する所謂変速時点においてスロットル(またはブレー
キ)の操作制御量に遅れが生じるため、予め設定された
走行パターンに対してオーバーシュートが生じ、速度追
従性がよくないといった欠点があった。
【0005】本発明は、上述の事柄に留意してなされた
もので、その目的とするところは、ロボット運転による
速度追従性を改善したロボットの制御方法を提供するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明においては、次の2つの技術手段を採用して
いる。
【0007】一つの技術手段は、自動車の各速度位置に
おける加速度とスロットル開度との関係を予め求めてお
き、目標速度における速度変化率を実現するために必要
となるスロットルサーボ系の予測スロットル開度を計算
し、その計算結果をスロットルサーボ系の操作目標値と
してフィードフォワード入力すると共に、実際の速度を
フィードバックしてこの実際の速度と目標速度との差を
PI制御し、その制御出力を前記操作目標値に加算する
ことによりスロットルサーボ系を制御するようにしてい
る。
【0008】他の技術手段は、自動車の各速度位置にお
ける加速度とブレーキ踏力との関係を予め求めておき、
目標速度における速度変化率を実現するために必要とな
るブレーキサーボ系の予測ブレーキ踏力を計算し、その
計算結果をブレーキサーボ系の操作目標値としてフィー
ドフォワード入力すると共に、実際の速度をフィードバ
ックしてこの実際の速度と目標速度との差をP制御(P
roportional control)し、その制
御出力を前記操作目標値に加算することによりブレーキ
サーボ系を制御するようにしている。
【0009】
【作用】上記制御方法によれば、加速度が変化したとき
には、フィードフォワード系でスロットルの開度を予測
するため、PI制御系の開度修正の負荷が軽減され、速
度追従性が改善される。また、減速時にエンジンブレー
キで追従できる領域か、あるいは、ブレーキ制御が必要
かを予測し、次の制御に移行できるため、速度追従性が
改善される。
【0010】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
以下において、前記図3に示した符合と同一のものは同
一物を示している。
【0011】図1は本発明の第1実施例に係るスロット
ル制御系の構成例を示すブロック図で、この図におい
て、10は微分器、11はスロットル開度予測値発生
器、12はリミッタ、13は突き合わせ点である。
【0012】前記スロットル開度予測値発生器11は、
加速度が与えられるとその加速度におけるスロットルサ
ーボ系3のスロットル開度予測値θ0を計算するもので
あり、加速度・スロットル開度特性が格納されている。
そして、前記スロットル開度予測値θ0はスロットル開
度目標値θNOMの設定に供せられる。
【0013】前記加速度・スロットル開度特性は次のよ
うにして得られる。すなわち、ロボットがパラメータ学
習時において、定速度走行(dV/dt=0),定加速
度走行(dV/dt=0.8m/s2),アクセル全閉
時減速度走行(dV/dt=−ΔV/ΔT)の3点にお
けるスロットル開度をデータとして採取し、これを記憶
するのである。そして、加速度・スロットル開度特性
は、マニュアルトランスミッション(M/T)方式にお
いては、lst,2ndなど各シフト位置毎に採取さ
れ、また、オートマティックトランスミッション(A/
T)方式においては、速度区間を例えば3区間(例えば
0〜40Km/h,40〜80Km/h,80Km/h
以上)に分け、例えば3〜4段階の加速度(例えば0m
/s2,0.8m/s2,1.6m/s2,3.2m/
s2)においてデータベースを作成するのである。
【0014】また、前記リミッタ12はスロットル開度
目標値θNOMの範囲を制限するもので、下限リミッタ
と上限リミッタとからなり、アクセルの効き始めには下
限リミッタが動作し、また、アクセル全開時には上限リ
ミッタが動作する。そして、上限リミッタが動作すると
積分器5の積算が禁止され、また、下限リミッタが動作
するとブレーキ制御による速度制御(後述する)に移行
する。
【0015】而して、上記構成において速度制御する場
合、先ず、図外の走行パターン発生器により目標速度V
NOMが与えられと、この目標速度VNOMが微分器1
0に入力され、この微分器10からそのときの加速度d
VNOM/dtが出力される。この加速度dVNOM/
dtはスロットル開度予測値発生器11に入力され、こ
のスロットル開度予測値発生器11に格納されている加
速度・スロットル開度特性に基づいてスロットル開度予
測値θ0が計算される。このスロットル開度予測値θ0
はスロットルサーボ系3の操作目標値として突き合わせ
点13に出力される。
【0016】そして、シャシダイナモメータ1における
自動車の実車速VACTをフィードバックして、この実
車速VACTと目標速度VNOMとの差がPI制御系2
においてPI制御され、この制御出力は前記操作目標値
に加算され、その加算結果がリミッタ12を経てスロッ
トル開度目標値θNOMが出力され、このスロットル開
度目標値θNOMがスロットルサーボ系3に送られるの
である。
【0017】上記制御方法によれば、加速度が変化した
ときには、フィードフォワード系でスロットルの開度を
予測するため、PI制御系2の開度修正の負荷が軽減さ
れ、速度追従性が改善される。
【0018】図2は本発明の第2実施例に係るブレーキ
制御系の構成例を示すブロック図で、この図において、
14はブレーキサーボ系、15はブレーキ、16はブレ
ーキ踏力予測値発生器、17はブレーキ踏力・開度変換
器、18はリミッタ、19は微分器、20は加速度判定
器、21は切換えスイッチ、22は突き合わせ点であ
る。
【0019】前記ブレーキ踏力予測値発生器16は、ブ
レーキサーボ系14のブレーキ踏力予測値F0を計算す
るものであり、加速度・ブレーキ踏力特性が格納されて
いる。そして、前記ブレーキ踏力予測値F0はブレーキ
開度目標値θNOM′の設定に供せられる。
【0020】前記加速度・ブレーキ踏力特性は次のよう
にして得られる。すなわち、ロボットがパラメータ学習
時において、アクセル全閉減速度走行時,ニュートラル
における定減速度走行時,ブレーキ開始時の3点におけ
るブレーキ踏力をデータとして採取し、これを記憶する
のである。また、ブレーキ踏力・開度変換器17は、所
定のブレーキ踏力を得るには、どの程度の開度が必要で
あるか求めるもので、ラーニングシーケンスでエンジン
をかけた状態で学習することにより採取されたブレーキ
踏力・開度の変換データが格納されている。
【0021】そして、前記リミッタ18はブレーキ開度
目標値θNOM′の範囲を制限するもので、下限リミッ
タと上限リミッタとからなり、ブレーキの効き始めには
下限リミッタが動作し、ブレーキ全開時には上限リミッ
タが動作する。また、前記切換えスイッチ21は、目標
速度の加速度が加速度判定器20において一定の値より
小さい場合にオンとなるものである。
【0022】而して、上記構成においてブレーキ制御す
る場合、先ず、図外の走行パターン発生器により目標速
度VNOMが与えられと、この目標速度VNOMが微分
器10に入力され、この微分器10からそのときの加速
度dVNOM/dtが出力される。この加速度dV
NOM/dtはブレーキ踏力予測値発生器16に入力さ
れ、このブレーキ踏力予測値発生器16に格納されてい
る加速度・ブレーキ踏力特性に基づいてブレーキ踏力予
測値F0が計算される。このブレーキ踏力予測値F0は
突き合わせ点22に出力される。
【0023】一方、シャシダイナモメータ1における自
動車の実車速VACTをフィードバックして、この実車
速VACTと目標速度VNOMとの差が掛算器4に入力
されて、P制御され、この制御出力は前記ブレーキ踏力
予測値F0に加算され、その加算結果がブレーキ踏力・
開度変換器17に入力されて、ブレーキ開度目標値θ
NOM′が得られる、そして、このブレーキ開度目標値
θNOM′がリミッタ18および切換えスイッチ21を
経てブレーキサーボ系14に送られるのである。
【0024】上記構成によれば、減速時にエンジンブレ
ーキで追従できる領域か、ブレーキ制御が必要かを予測
して次の制御に移行できるため、速度追従性が改善され
る。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、目標速度および加速度から次の目標開度を算出し
て、この算出結果をフィードバック制御系に対してフィ
ードフォワード的に加えるようにしたものであるから、
従来のこの種の制御方法に比べて、速度追従性が大幅に
向上した。
【図面の簡単な説明】
【図1】スロットル制御系を示すブロック図である。
【図2】ブレーキ制御系を示すブロック図である。
【図3】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
3…スロットルサーボ系、14…ブレーキサーボ系、V
NOM…目標速度、VACT…実際の速度、θ0…スロ
ットル開度予測値、F0…ブレーキ踏力予測値。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自動車の各速度位置における加速度とス
    ロットル開度との関係を予め求めておき、目標速度にお
    ける速度変化率に応じて変速位置で必要となるスロット
    ルサーボ系のスロットル開度予測値を計算し、その計算
    結果をスロットルサーボ系の操作目標値としてフィード
    フォワード入力すると共に、実際の速度をフィードバッ
    クしてこの実際の速度と目標速度との差をPI制御し、
    その制御出力を前記操作目標値に加算することによりス
    ロットルサーボ系を制御するようにしたことを特徴とす
    る自動車自動運転ロボットの制御方法。
  2. 【請求項2】 自動車の各速度位置における加速度とブ
    レーキ踏力との関係を予め求めておき、目標速度におけ
    る速度変化率に応じて変速位置で必要となるブレーキサ
    ーボ系のブレーキ踏力予測値を計算し、その計算結果を
    ブレーキサーボ系の操作目標値としてフィードフォワー
    ド入力すると共に、実際の速度をフィードバックして実
    際の速度と目標速度との差をP制御し、その制御出力を
    前記操作目標値に加算することによりブレーキサーボ系
    を制御するようにしたことを特徴とする自動車自動運転
    ロボットの制御方法。
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