CN115315621A - 被测体自动驾驶装置、被测体自动驾驶方法及被测体测试系统 - Google Patents

被测体自动驾驶装置、被测体自动驾驶方法及被测体测试系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供被测体自动驾驶装置、被测体自动驾驶方法以及被测体测试系统，能够对被测体进行自动驾驶而无需针对每个车辆事前学习行驶性能图，被测体自动驾驶装置(100)根据指令车速对测试车辆(V)进行自动驾驶，具备：驾驶用致动器，用于对测试车辆(V)进行驾驶操作；以及驾驶控制部(3)，控制驾驶用致动器，驾驶控制部(3)具有表示车速关联值、加速度关联值以及加速器踩下量关联值的关系的第一加速器图(10A)以及第二加速器图(10B)，使用第一加速器图(10A)确定与指令车速对应的加速器踩下量，反馈测试车辆(V)的车速以及加速度并使用第二加速器图(10B)修正加速器踩下量。

Description

被测体自动驾驶装置、被测体自动驾驶方法及被测体测试 系统
技术领域
本发明涉及根据指令车速对作为测试车辆或其一部分的被测体进行自动驾驶的被测体自动驾驶装置及被测体自动驾驶方法、以及使用了被测体自动驾驶装置的被测体测试系统。
背景技术
以往，有如下的技术：当例如在底盘测功机上对车辆进行自动驾驶时，使用用于操作该车辆的加速器、制动器等的自动驾驶机器人，使车辆以规定的行驶方式行驶，进行该车辆的测试。
根据由法律法规、使用者确定的行驶方式向该自动驾驶机器人输入指令车速。另外，在各国的法律法规中，例如可以举出JC08(日本)、NEDC(欧洲)、WLTP(主要是日本、欧洲等)、FTP75(美国)、US06(美国)、HWFET(美国)、SC03(美国)等。
而且，自动驾驶机器人由于需要按照规定的行驶方式驾驶各种各样的车辆，所以使用对每个测试车辆求出的表示车速与加速度与油门开度的关系的行驶性能图，计算油门开度指令值，根据该指令值，操作加速器、制动器，使车辆的实际车速追随指令车速。
但是，需要对每个测试车辆求出上述的行驶性能图，所以在进行行驶测试前，进行用于求出行驶性能图的事前学习。对于该事前学习，由于每次需要20～40分钟左右的时间，所以阻碍了测试效率的提高。
现有技术文献
专利文献1：日本专利公开公报特开平8-35913号
发明内容
本发明是鉴于上述这样的问题而做出的发明，本发明的主要目的在于能够对被测体进行自动驾驶而无需针对每个车辆事前学习行驶性能图。
即，本发明的被测体自动驾驶装置，其特征在于，所述被测体自动驾驶装置根据指令车速对作为测试车辆或其一部分的被测体进行自动驾驶，所述被测体自动驾驶装置具备驾驶控制部，所述驾驶控制部根据所述指令车速控制所述被测体，所述驾驶控制部具有表示车速关联值、加速度关联值以及加速器踩下量关联值的关系的第一加速器图以及第二加速器图，使用所述第一加速器图确定与所述指令车速对应的加速器踩下量关联值，反馈所述被测体的车速关联值或加速度关联值并使用所述第二加速器图修正所述加速器踩下量关联值。
如果是这样的构成，则在表示车速关联值、加速度关联值以及加速器踩下量关联值的关系的第一加速器图以及第二加速器图中，使用第一加速器图确定与指令车速对应的加速器踩下量关联值，反馈被测体的车速关联值或加速度关联值并使用第二加速器图修正加速器踩下量，因此能够对被测体进行自动驾驶而无需针对每个车辆事前学习行驶性能图。其结果，能够高效地进行被测体的行驶测试。
另外，在此，车速关联值除了可以是车速本身以外，也可以是表示车速的值，加速度关联值除了可以是加速度本身以外，也可以是表示加速度的值，加速器踩下量关联值除了可以是加速器踩下量本身以外，也可以是表示加速器踩下量的值。
具体地说，优选的是，所述驾驶控制部通过使用了所述第一加速器图的前馈控制，确定与所述指令车速对应的加速器踩下量关联值，通过使用了所述第二加速器图的反馈控制，修正与所述指令车速对应的加速器踩下量关联值。
在此，优选的是，所述第一加速器图是对车种共通的标准图，所述第二加速器图是在初始状态下对车种共通的标准图。另外，标准图可以考虑是将多个车种的已有的加速器图数据平均化而得到的、或者是对多个车种的已有的加速器图数据进行主成分分析并进行恢复而得到的等。
为了修正被测体的响应特性并提高对指令车速的追随性，优选的是，所述驾驶控制部具有图更新部，所述图更新部根据所述指令车速、所述修正后的加速器踩下量关联值、以及所述被测体的车速关联值或加速度关联值，更新所述第二加速器图。
为了能够调整被测体的驾驶方式(驾驶的粗野度、流畅度)，优选的是，所述驾驶控制部具有前馈控制部，所述前馈控制部将规定的预测时间后的指令车速微分，将通过该微分得到的加速度关联值输入所述第一加速器图。
为了修正被测体的响应特性从而进行精度良好的行驶测试，优选的是，所述前馈控制部根据所述指令车速、所述修正后的加速器踩下量关联值、以及所述被测体的车速关联值或加速度关联值，变更所述预测时间。
此外，优选的是，所述驾驶控制部具有表示减速度关联值以及制动器踩下量关联值的关系的第一制动器图以及第二制动器图，使用所述第一制动器图确定与所述指令车速对应的制动器踩下量关联值，反馈所述被测体的车速关联值或加速度关联值并使用所述第二制动器图修正所述制动器踩下量关联值。另外，在此，减速度关联值除了可以是减速度本身以外，也可以是表示减速度的值，制动器踩下量关联值除了可以是制动器踩下量本身以外，也可以是表示制动器踩下量的值。
另外，优选的是，本发明的被测体测试系统还具备驾驶用致动器，所述驾驶用致动器用于对所述被测体进行驾驶操作，所述驾驶控制部通过控制所述驾驶用致动器，控制所述被测体。
另外，本发明的被测体测试系统，其特征在于，所述被测体测试系统具备：底盘测功机，用于对作为测试车辆或其一部分的被测体进行行驶测试；以及上述的被测体自动驾驶装置。
此外，本发明的被测体自动驾驶方法，其特征在于，所述被测体自动驾驶方法根据指令车速对作为测试车辆或其一部分的被测体进行自动驾驶，所述被测体自动驾驶方法使用表示车速关联值、加速度关联值以及加速器踩下量关联值的关系的第一加速器图以及第二加速器图，使用所述第一加速器图确定与所述指令车速对应的加速器踩下量关联值，反馈所述被测体的车速关联值以及加速度关联值并使用所述第二加速器图修正所述加速器踩下量关联值，根据该修正后的加速器踩下量关联值，控制用于对所述被测体进行驾驶操作的驾驶用致动器。
按照以上所述的本发明，能够对被测体进行自动驾驶而无需针对每个车辆事前学习行驶性能图。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的被测体自动驾驶装置的整体示意图。
图2是同实施方式的驾驶控制部的功能框图。
图3是表示加速器图的标准图的制作方法的示意图。
图4是表示制动器图的标准图的制作方法的示意图。
图5是表示加速器图的标准图的修正方法的示意图。
图6是表示加速器图的标准图的更新方法的示意图。
图7是变形实施方式的驾驶控制部的功能框图。
图8是变形实施方式的驾驶控制部的功能框图。
附图标记说明
100···自动驾驶装置
200···底盘测功机
V···测试车辆(被测体)
2···驾驶操作部
21···驾驶用致动器
10A···第一图
10B···第二图
3···驾驶控制部
31···前馈控制部
32···反馈控制部
33···加法器
34···图更新部
具体实施方式
在以下参照附图对本发明的一个实施方式的被测体自动驾驶装置进行说明。
如图1所示，本实施方式的被测体自动驾驶装置100具备：驾驶操作部2，用于对承载在底盘测功机200的转动辊201上的作为被测体的测试车辆V进行自动驾驶；以及驾驶控制部3，控制该驾驶操作部2。另外，被测体自动驾驶装置100与底盘测功机200一起构成被测体测试系统。
驾驶操作部2放置在测试车辆V的驾驶席V1的座位面上，具备分别操作测试车辆V的加速器踏板、制动器踏板、变速杆或点火开关等的驾驶用致动器21。
具体地说，驾驶操作部2具有对加速器踏板进行踩下操作的加速器用致动器、对制动器踏板进行踩下操作的制动器用致动器、对变速杆进行操作的变速杆用致动器、或对点火开关进行操作的开关用致动器等，作为驾驶用致动器21。另外，根据需要，驾驶操作部2也可以具有对离合器踏板进行踩下操作的离合器用致动器等。
驾驶控制部3将输入的指令车速作为目标值，控制驾驶操作部2的各致动器21，由此使测试车辆V的实际车速追随指令车速。另外，指令车速r(t)例如是由在JC08(日本)、NEDC(欧洲)、WLTP(主要是日本、欧洲等)、FTP75(美国)、US06(美国)、HWFET(美国)或SC03(美国)等法律法规中分别规定的行驶方式决定的车速，或者是由使用者确定的行驶方式决定的车速。
具体地说，如图2所示，驾驶控制部3使用两个行驶性能图10A、10B，控制驾驶操作部2的各致动器21(尤其是加速器用致动器以及制动器用致动器)。另外，驾驶控制部3是具有CPU、内部存储器、输入输出接口、AD转换器等的计算机，根据存储于内部存储器的驾驶控制程序控制各致动器21。
上述两个行驶性能图10A、10B分别包括加速器图10A-1、10B-1以及制动器图10A-2、10B-2。如图3所示，加速器图10A-1、10B-1是对车种共通的三维的标准图，是能够根据速度以及加速度得到加速器踩下量的数据。另外，如图4所示，制动器图10A-2、10B-2是对车种共通的二维的标准图，是能够根据减速度得到制动器踩下量的数据。
另外，当在以下将两个行驶性能图10A、10B区别的情况下，将其一方称为“第一图10A”等，将另一方称为“第二图10B”等。另外，两个行驶性能图10A、10B存储于设置在驾驶控制部3的图存储部30。
如图3以及图4所示，该行驶性能图10A、10B可以考虑是将多个车种的已有的行驶性能图平均化而得到的、或者是对多个车种的已有的行驶性能图进行主成分分析并进行恢复而得到的等。另外，在通过进行主成分分析并进行恢复来制作的情况下，在对多个车种的已有的图数据进行主成分分析后，例如对到第七主成分为止的得分(score)进行平均处理并进行恢复。另外，根据需要，如图5所示，也可以取得测试车辆V的全闭减速度数据，利用该全闭减速度数据修正标准图，使用该修正后的标准图。
在此，已有的行驶性能图例如是在过去制作的。
对于过去的加速器图，通过下面的(1)～(3)的步骤进行制作。(1)进行测试车辆的学习驾驶，取得各种各样的不同的加速器踩下量的速度以及加速度。(2)而且，取得将加速器踩下量、速度以及加速度关联的数据。(3)其后，根据将加速器踩下量、速度以及加速度关联的数据，展开为能够根据速度以及加速度得到加速器踩下量的数据(加速器图)。
另外，对于过去的制动器图，通过下面的(1)～(3)的步骤进行制作。(1)进行测试车辆的学习驾驶，取得各种各样的不同的制动器踩下量的减速度。(2)而且，取得将制动器踩下量以及减速度关联的数据。(3)其后，根据将制动器踩下量以及减速度关联的数据，展开为能够根据减速度得到制动器踩下量的数据(制动器图)。
而且，驾驶控制部3利用2自由度控制系统的控制算法，控制驾驶操作部2的加速器用致动器或制动器用致动器等驾驶用致动器21。在此，以当修正后的加速器图(标准图)的值变成零时使加速器控制成为OFF、使制动器控制成为ON的方式切换驾驶控制部3的加速器控制/制动器控制。
具体地说，驾驶控制部3具有：前馈控制部31，使用第一图10A，确定与指令车速r(t)对应的加速器踩下量AccFF(t)或制动器踩下量BrkFF(t)；以及反馈控制部32，反馈测试车辆V的实际车速以及实际加速度，使用第二图10B修正加速器踩下量AccFF(t)或制动器踩下量BrkFF(t)。
前馈控制部31对从当前时刻开始的一定时间(规定的预测时间)后的未来的指令车速r(t)进行微分，将通过该微分得到的微分值(加速度)输入第一图10A，求出前馈控制系统的加速器踩下量AccFF(t)或制动器踩下量BrkFF(t)。
另外，反馈控制部32将当前时刻的指令车速r(t)与实际车速v(t)的偏差输入控制器(例如PID控制)，将该控制器的输出值输入第二图10B，求出反馈控制系统的加速器踩下量AccFB(t)或制动器踩下量BrkFB(t)。
此外，驾驶控制部3用加法器33将前馈控制系统的加速器踩下量AccFF(t)与反馈控制系统的加速器踩下量AccFB(t)相加，使用反馈控制系统的加速器踩下量AccFB(t)修正(补全)前馈控制系统的加速器踩下量AccFF(t)。而且，驾驶控制部3根据表示修正后的加速器踩下量(Acc(t)＝AccFB(t)+AccFB(t))的加速器踩下量指令值，控制加速器用致动器。另外，驾驶控制部3用加法器33将前馈控制系统的制动器踩下量BrkFF(t)与反馈控制系统的制动器踩下量BrkFB(t)相加，使用反馈控制系统的制动器踩下量BrkFB(t)修正(补全)前馈控制系统的制动器踩下量BrkFF(t)。而且，驾驶控制部3根据表示修正后的制动器踩下量(Brk(t)＝BrkFB(t)+BrkFB(t))的制动器踩下量指令值，控制制动器用致动器。
在此，驾驶控制部3具有图更新部34，该图更新部34根据指令车速r(t)、修正后的加速器踩下量Acc(t)、以及测试车辆V的实际车速v(t)及实际加速度a(t)，更新第二图10B的第二加速器图10B-1。图更新部34使用预定的图更新规则，更新第二图10B的第二加速器图10B-1。另外，第二图10B的第二制动器图10B-2也同样地由图更新部34更新。
图6中表示了具体的图更新的一个例子。在当前时点的第二图10B中，在油门踩下量(在此为0.08)的测试车辆V的实际加速度(在此为1.8[km/h/s])与第二图10B上的指令加速度(在此为1.4[km/h/s])之间存在差距(gap)的情况下，首先，计算图修正点。例如，将实际加速度与指令加速度之间的点(在此为1/4位置(1.5[km/h/s]))设为图修正点。而且，根据该图修正点，例如使用最小二乘法等近似方法，更新第二图10B的第二加速器图10B-1。
另外，前馈控制部31根据指令车速r(t)、修正后的加速器踩下量Acc(t)、以及测试车辆V的实际车速v(t)及实际加速度a(t)，变更预测时间。具体地说，前馈控制部31根据测试车辆V的变速器的种类，变更预测时间。另外，当在测试中能够推定测试车辆V的响应时间的长短等的情况下，随时变更预测时间。
＜本实施方式的效果＞
按照这样构成的本实施方式的被测体自动驾驶装置100，在表示车速、加速度以及加速器踩下量的关系的第一图10A(第一加速器图10A-1)以及第二图10B(第二加速器图10B-1)中，使用第一加速器图10A-1确定与指令车速对应的加速器踩下量，反馈测试车辆V的车速以及加速度并使用第二加速器图10B-1修正加速器踩下量，因此成为能够对测试车辆V进行自动驾驶而无需针对每个测试车辆V事前学习行驶性能图。其结果，能够高效地进行测试车辆V的底盘测功机200上的行驶测试。
＜其它实施方式＞
例如，在所述实施方式中，根据指令车速r(t)、修正后的加速器踩下量Acc(t)、以及测试车辆V的实际车速v(t)及实际加速度a(t)，前馈控制部31变更预测时间，但是如图7所示，也可以是前馈控制部31不变更预测时间。
另外，在所述实施方式中，图更新部34更新第二图10B，但是也可以根据指令车速r(t)、修正后的加速器踩下量Acc(t)、以及测试车辆V的实际车速v(t)及实际加速度a(t)，更新第一图10A。
此外，在所述实施方式中，为具有图更新部34的构成，但是如图8所示，也可以是不具有图更新部34的构成，即，也可以作为不更新第一图10A以及第二图10B的构成。
而且，所述实施方式的第一图10A以及第二图10B在更新前(初始状态)是相同的，但是在更新前第一图10A以及第二图10B也可以彼此不同。
另外，在所述实施方式中，为作为行驶性能图具有加速器图以及制动器图双方的构成，但是也可以作为具有任意一方(例如仅加速器图或仅制动器图)的构成。
此外，前馈控制部31也可以将从当前时刻开始的一定时间(规定的预测时间)后的未来的指令车速r(t)微分，把将规定的增益值乘以通过该微分得到的微分值(加速度)得到的值输入第一图10A。
在所述实施方式中，对完成车辆进行测试，但是例如也可以使用发动机测功机测试发动机，也可以使用测功机测试传动系。另外，作为车辆，可以是混动车、电动汽车、燃料电池车辆。
所述实施方式的驾驶控制部控制驾驶用致动器，但是也可以不控制驾驶用致动器，通过向被测体输入控制信号来控制被测体。在该情况下，驾驶控制部例如不是将加速器踩下量本身的指令值输入被测体，而是输入与该加速器踩下量关联的加速器踩下量关联值。
另外，只要不违反本发明的主旨，可以进行各种各样的实施方式的变形、组合。
工业实用性
按照本发明，能够对被测体进行自动驾驶而无需针对每个车辆事前学习行驶性能图。

Claims (10)

1.一种被测体自动驾驶装置，其特征在于，
所述被测体自动驾驶装置根据指令车速对作为测试车辆或其一部分的被测体进行自动驾驶，
所述被测体自动驾驶装置具备驾驶控制部，所述驾驶控制部根据所述指令车速控制所述被测体，
所述驾驶控制部具有表示车速关联值、加速度关联值以及加速器踩下量关联值的关系的第一加速器图以及第二加速器图，使用所述第一加速器图确定与所述指令车速对应的加速器踩下量关联值，反馈所述被测体的车速关联值或加速度关联值并使用所述第二加速器图修正所述加速器踩下量关联值。
2.根据权利要求1所述的被测体自动驾驶装置，其特征在于，
所述驾驶控制部通过使用了所述第一加速器图的前馈控制，确定与所述指令车速对应的加速器踩下量关联值，通过使用了所述第二加速器图的反馈控制，修正与所述指令车速对应的加速器踩下量关联值。
3.根据权利要求1或2所述的被测体自动驾驶装置，其特征在于，
所述第一加速器图是对车种共通的标准图，
所述第二加速器图是在初始状态下对车种共通的标准图。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的被测体自动驾驶装置，其特征在于，
所述驾驶控制部具有图更新部，所述图更新部根据所述指令车速、所述修正后的加速器踩下量关联值、以及所述被测体的车速关联值或加速度关联值，更新所述第二加速器图。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的被测体自动驾驶装置，其特征在于，
所述驾驶控制部具有前馈控制部，所述前馈控制部将规定的预测时间后的指令车速微分，将通过该微分得到的加速度关联值输入所述第一加速器图。
6.根据权利要求5所述的被测体自动驾驶装置，其特征在于，
所述前馈控制部根据所述指令车速、所述修正后的加速器踩下量关联值、以及所述被测体的车速关联值或加速度关联值，变更所述预测时间。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的被测体自动驾驶装置，其特征在于，
所述驾驶控制部具有表示减速度关联值以及制动器踩下量关联值的关系的第一制动器图以及第二制动器图，使用所述第一制动器图确定与所述指令车速对应的制动器踩下量关联值，反馈所述被测体的车速关联值或加速度关联值并使用所述第二制动器图修正所述制动器踩下量关联值。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的被测体自动驾驶装置，其特征在于，
所述被测体自动驾驶装置还具备驾驶用致动器，所述驾驶用致动器用于对所述被测体进行驾驶操作，
所述驾驶控制部通过控制所述驾驶用致动器，控制所述被测体。
9.一种被测体测试系统，其特征在于，
所述被测体测试系统具备：
底盘测功机，用于对作为测试车辆或其一部分的被测体进行行驶测试；以及
如权利要求1至8中任意一项所述的被测体自动驾驶装置。
10.一种被测体自动驾驶方法，其特征在于，
所述被测体自动驾驶方法根据指令车速对作为测试车辆或其一部分的被测体进行自动驾驶，
所述被测体自动驾驶方法使用表示车速关联值、加速度关联值以及加速器踩下量关联值的关系的第一加速器图以及第二加速器图，使用所述第一加速器图确定与所述指令车速对应的加速器踩下量关联值，反馈所述被测体的车速关联值或加速度关联值并使用所述第二加速器图修正所述加速器踩下量关联值，根据该修正后的加速器踩下量关联值，控制所述被测体。
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