JP2000338008A - 車両自動運転装置の制御システムおよび制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 理想的な無駄の少ないアクセル操作量を自動
的に求めることができるとともに、実際の試験車両の特
性に近い走行性能マップを得ることができ、常に所望の
制御を行うことができる車両自動運転装置の制御システ
ム。 【解決手段】 学習運転において採取したデータに基づ
いて走行性能マップを作成し、この走行性能マップを用
いて車両を自動運転するようにした車両自動運転装置の
制御システムにおいて、自動運転システム制御系に、車
速とアクセル操作量の変化を観測する波形観測部１１
と、アクセル操作量の補正を自動的に行うための修正ル
ールを有する修正ルール部１２と、調整結果を判定する
評価指標を有する結果判定部１３とからなるアクセル操
作量調整部１４を設け、アクセル操作量を自動的に調整
するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、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などの車
両を走行させて、車両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、車両を自動運転
する装置の制御システムおよび制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両の動的な走行性能試験の
ため、シャシダイナモメータ（ダイナモ）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
ータまたはＡＣ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（以下、単にアクセルという）、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車両自動運転装置が用いら
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、走行性能マップを用いて走行パターンに追
従するように車両を走行させる必要があるが、未登録の
車両の試験運転を行うときは、最初に当該試験車両に対
応した走行性能マップを作成する必要がある。ここで、
走行性能マップとは、速度と加速度からアクセル操作量
を得ることができるデータのことで、これは次のように
して得られる。すなわち、試験車両の学習運転を行っ
て、種々の異なるアクセル開度における速度と加速度と
を求め、アクセル開度、速度および加速度を関連付けた
データを得る。その後、学習運転によって得られたデー
タに基づいて、速度と加速度からアクセル操作量を得る
ことができるデータに展開するのである。

【０００４】図１６は、従来の車両自動運転装置の制御
システムの構成を概略的に示すもので、この図におい
て、１は試験に供せられる車両で、図示していないダイ
ナモに搭載されている。２は図示していないコンピュー
タなどの制御装置から与えられる目標速度Ｖ_tab に基づ
いて制御目標速度Ｖ_nom を出力する制御目標値発生器で
ある。３は制御目標速度Ｖ_nom と車両１の実際の速度
（実車速）Ｖ_act とが入力され、それらの差（車速偏
差）Ｖ_err を出力する突き合わせ点である。４，５は車
速偏差Ｖ_err をそれぞれＰ制御、Ｉ制御する比例項
（Ｐ；ゲイン）、積分項（Ｔ；時定数）で、比例項補正
加速度α_p 、積分項補正加速度α_i をそれぞれ出力す
る。６は制御目標速度Ｖ_nom を微分する微分器で、その
後段にはフィードフォワード予測加速度α_ffを出力する
フィードフォワード比率器７が設けられている。

【０００５】そして、８は前記比例項補正加速度α_p 、
積分項補正加速度α_i （これらは、速度偏差Ｖ_err をフ
ィードバック制御して得られる制御出力である）および
フィードフォワード予測加速度α_ff（これは制御目標速
度Ｖ_nom の変化率であり、目標加速度ともいう）を加算
する突き合わせ点で、制御加速度α_ctl を出力する。９
はアクセル開度予測値発生器で、制御目標車速Ｖ
_nom （または実車速Ｖ_act ）および突き合わせて点８か
らの制御加速度α_ctl とが入力されるとともに、横軸に
速度、縦軸に加速度をそれぞれ取り、アクセル開度θを
パラメータとする速度と加速度との関係を示す走行性能
マップ１０が格納されている。そして、これらの入力お
よび走行性能マップ１０に基づいて、種々の速度におけ
る制御加速度α _ctl に対する制御アクセル操作量Ａ_act
を得、これからの指令に基づいて、車両１におけるアク
セル用のアクチュエータ（図示していない）が制御され
る。

【０００６】すなわち、従来の車両自動運転装置の制御
システムにおいては、制御目標車速Ｖ_nom を微分して得
られるフィードフォワード予測加速度α_ffと、車速偏差
Ｖ_{er r} をそれぞれＰ制御およびＩ制御して得られる補正
加速度α_p ，α_i とを加算して制御加速度α_ctl を求
め、この制御加速度α_ctl と制御目標車速Ｖ_nom （また
は実車速Ｖ_act ）とを走行性能マップ１０に入力してア
クセル操作量Ａ_act を求め、これに基づいて車両１を制
御するようにしていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の車両自動運転装置の制御システムにおいては、アク
セル操作量Ａ_act の調整は、目標加速度α_ffの比率、比
例ゲインＰ、時定数Ｔなどの制御パラメータをオペレー
タ自身で微調整を行わなければならないことがある。こ
の場合、前記微調整を効率よく行うためには、オペレー
タに制御の知識が要求され、誰でも簡単にアクセル操作
量を得ることができない。また、この調整作業にはオペ
レータに多大の負担がかかる。その結果、オペレータの
能力によって制御性能や調整作業時間に差（バラツキ）
が生ずるなどの問題があった。

【０００８】また、従来の車両自動運転装置の制御シス
テムにおいては、次のような不都合があった。すなわ
ち、学習運転によって得られた走行性能マップ１０をそ
のまま使用し、アクセル操作量など走行性の改善につい
ては、上述したように、アクセル操作量Ａ_act の調整
は、前記制御パラメータを調整するに止まっており、走
行性能マップ１０が実際の試験車両１の特性を正確に反
映していない場合、走行性能マップ１０自体を修正する
ことができず、試験車両の特性に応じた制御を行うこと
ができなかった。

【０００９】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、無駄の少ない理想的なアクセル
操作量を自動的に求めることができるとともに、実際の
試験車両の特性に近い走行性能マップを得ることがで
き、常に所望の制御を行うことができる車両自動運転装
置の制御システムおよび車両自動運転装置の制御方法を
提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明（第１発明）では、車両自動運転装置の制
御システムにおいては、学習運転において採取したデー
タに基づいて走行性能マップを作成し、この走行性能マ
ップを用いて車両を自動運転するようにした車両自動運
転装置の制御システムにおいて、自動運転システム制御
系に、車速とアクセル操作量の変化を観測する波形観測
部と、アクセル操作量の補正を自動的に行うための修正
ルールを有する修正ルール部と、調整結果を判定する評
価指標を有する結果判定部とからなるアクセル操作量調
整部を設け、アクセル操作量を自動的に調整するように
している（請求項１）。

【００１１】上記車両自動運転装置の制御システムによ
れば、無駄の少ないアクセル操作量を求める調整を自動
的に行うことができる。したがって、オペレータの能力
に関係なく常に一定の性能で所望の制御を行うことがで
きる。そして、アクセル調整操作を自動的に行うことが
できるので、操作の簡略化が図れる。また、制御パラメ
ータの調整が不要または大幅に低減されるので、作業が
大幅に簡略化される。

【００１２】そして、この発明（第２発明）では、学習
運転において採取したデータに基づいて走行性能マップ
を作成し、この走行性能マップを用いて車両を自動運転
するようにした車両自動運転装置の制御方法において、
自動運転システム制御系に、車速とアクセル操作量の変
化を観測する波形観測部と、走行性能マップを自動的に
修正する修正ルールを備えた修正ルール部と、走行性能
マップの正確さを判断する指標を有する結果判定部とか
らなる走行性能マップ修正部を設け、走行性能マップを
自動的に補正するようにしている（請求項２）。

【００１３】上記車両自動運転装置の制御システムによ
れば、走行性能マップを自動的に修正することができ、
試験に実際に供される車両の特性に可及的に近い走行性
能マップを得ることができる。したがって、オペレータ
の能力に関係なく常に一定の性能で所望の制御を行うこ
とができる。そして、操作が自動であるので、操作が簡
単であり、使い勝手が向上する。また、制御パラメータ
の調整が不要または大幅に低減されるので、作業が大幅
に簡略化される。

【００１４】そして、学習運転において採取したデータ
に基づいて走行性能マップを作成し、この走行性能マッ
プを用いて車両を自動運転するようにした車両自動運転
装置の制御システムにおいて、アクセル操作量の自動調
節および／または走行性能マップの自動補正を行うよう
にしてもよい（請求項３）。

【００１５】すなわち、アクセル操作量の自動調節と走
行性能マップの自動補正とを併用してもよい。この場
合、先にアクセル操作量の自動調節を行い、その後、走
行性能マップの自動補正を行う手法と、先に走行性能マ
ップの自動補正を行い、その後、アクセル操作量の自動
調節を行う手法があるが、いずれの手法によっても、ア
クセル操作量の制御を良好に行うことができるととも
に、試験車両の特性に応じた走行性能マップを得ること
ができ、車両自動運転装置を極めて良好に制御すること
ができる。

【００１６】また、前記アクセル操作量の自動調節およ
び走行性能マップの自動補正のいずれか一方のみを行う
ようにしてもよいことは言うまでもない。

【００１７】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、図面を
参照しながら説明する。以下の図において、図１６に示
した部材と同一の部材には、同一符号を付している。

【００１８】まず、図１は、第１発明の車両自動運転装
置の制御システムの構成を概略的に示すものである。こ
の図１における構成が、図１６に示した従来の車両自動
運転装置の制御システムと大きく異なる点は、自動運転
システム制御系に、車速とアクセル操作量の変化を観測
する波形観測部１１と、アクセル操作量の補正を自動的
に行うための修正ルールを有する修正ルール部１２と、
調整結果を判定する評価指標を有する結果判定部１３と
からなるアクセル操作量調整部１４を設け、アクセル操
作量を自動的に調整するようにしたことである。なお、
図１において、１５はアクセル開度予測値発生器９の出
力Ａ_act とアクセル操作量調整部１４の出力との突き合
わせ点である。

【００１９】前記波形観測部１１には、アクセル操作量
と実車速Ｖ_act が入力される。そして、修正ルール部１
２には、波形観測部１１からの信号が入力される。ま
た、結果判定部１３は、修正ルール部１２と信号の授受
を行うとともに、前記突き合わせ点１５に対して信号を
出力する。これら各部１１〜１３の機能は、以下におい
て詳述する。

【００２０】前記図１に示した車両自動運転装置の制御
システムにおいて、アクセル操作量を調整する手順は、
下記の通りである。すなわち、 学習運転を行い、走行性能マップを作成する。 アクセル操作量調整モードをオンにする。 代表的な走行モード（例えば１０・１５モード）の
一部を走行する。 前記の走行時において、波形観測部１１で実車速
Ｖ_act とアクセ ル操作量Ａ_act の挙動を観測する。 測定した挙動を修正ルール部１２における修正ルー
ルにしたがってアクセル操作量の調整を実施する。 調整結果を車両データに反映し、データを修正した
車両データに更新する。 修正したデータで前記の走行パターンを走行す
る。このとき、結果判定部１３に持っている評価指標の
結果がＯＫなら、アクセル操作量調整モードを終了し、
ＮＧなら前記に戻り調整を繰り返す。

【００２１】ところで、前記車両自動運転装置の制御シ
ステムにおける制御式は、下記（１）式で表される。

【００２２】

【数１】

【００２３】また、車両１におけるアクセル操作量Ａ
_act は、下記（２）式のように表される。 Ａ_act ＝Ｍ_ap（α_ctl （ｋ），Ｖ_act （ｋ））＋Ａ_a ……（２） Ｍ_ap：走行性能マップで得られる操作量 Ａ_a ：スロッルの遊び量（アクセル効き始め位置）

【００２４】すなわち、車両１において必要なアクセル
操作量Ａ_act は、走行性能マップ１０によって得られる
操作量にスロッルの遊び量Ａ_a を加味したものである。

【００２５】そこで、前記遊び量Ａ_a を求める手法につ
いて、図２を参照しながら説明する。この図２（Ａ）は
エンジン回転数の時間的変化を示すものであり、同図
（Ｂ）はアクセル踏み込み量の時間的変化を示すもので
ある。

【００２６】（１）アクセル操作アクチュエータをアク
セルに接触する位置まで移動させる。このとき、エンコ
ーダの信号をリセットし、この位置を原点とする。

【００２７】（２）図２（Ｂ）に示すように、一定踏み
込み量（ΔＡ）だけアクセルを踏み込み、その位置で一
定時間（Δｔ）保持し、エンジン回転数を計測する。

【００２８】（３）前記（２）の手順を、エンジン回転
数がアイドル回転から一定量（ΔＮ、図２（Ａ）参照）
上昇するまで繰り返す。

【００２９】（４）エンジン回転数がΔＮ上昇したとき
のアクセル踏み込み量をＡ_a とし、ここまでの踏み込み
量をスロットルの遊び量として、アクセル効き始め位置
とする（前記（２）式の第２項）。

【００３０】（５）学習運転を実施し、走行性能マップ
１０を求める。このときのアクセル踏み込み量は、前記
遊び量Ａ_a を基準（原点）として求める（前記（２）式
の第１項）。

【００３１】以下、第１発明の第１実施例を、図３およ
び図４をも参照しながら説明する。図３（Ａ），（Ｂ）
はそれぞれアクセル操作量補正前におけるアクセル操作
量補正前における実車速、アクセル操作量を示す図であ
る。図４（Ａ），（Ｂ）はそれぞれアクセル操作量補正
後における実車速、アクセル操作量を示す図である。ま
た、図３（Ａ），図４（Ａ）において、仮想線は目標速
度パターン、実線は実際に走行したたきの速度変化を示
す曲線である。

【００３２】１１．波形観測 ここでいう波形とは、アクセル操作量や速度、エンジン
回転数など、経時的に変化する量のことをいう。これら
の量の変化の観測は、図１に示した波形観測部１１にお
いて行われる。すなわち、代表的なモードの一部を運転
した際の速度０ｋｍ／ｈから設定値Ｖ_c までの速度範囲
（設定速度範囲）において、アクセル操作量のバタツキ
を計測する（図３（Ａ），（Ｂ）参照）。そして、図３
（Ｂ）に示すように、該当する速度範囲の最も大きな変
化部分であるＡ₁ ，Ａ₂ のアクセル操作量を計測し、そ
の差を求める。 Ａ₁ −Ａ₂ ＝Ａ₁₂

【００３３】（１）そして、アクセルの変化が＋（プラ
ス）方向から−（マイナス）方向に変化する位置Ａ₁ を
求め、続いて、アクセルの変化が−方向から＋方向に変
化する位置Ａ₂ を求める。 Ａ₁ −Ａ₂ ＝Ａ₁₂

【００３４】（２）前記速度設定値Ｖ_c まで、前記
（１）の計測を行う。図３（Ｂ）においては、アクセル
の変化が＋方向から−方向に変化する位置Ａ₃ と前記変
化が−方向から＋方向に変化する位置Ａ₄ も求められ
る。 Ａ₃ −Ａ₄ ＝Ａ₃₄

【００３５】（３）前記Ａ₁₂とＡ₃₄の大きさを比較し、
大きい方（この例ではＡ₁₂）を選択する。

【００３６】１２．アクセル操作量の修正 （１）このアクセル操作量の修正は、図１に示したルー
ル修正部１２において行われる。この場合、最も簡単
で、アクセル操作の改善効果の大きいアクセル効き始め
位置の修正を行う。 Ａ_a ’＝Ａ_a −Ｗ×Ａ₁₂ ……（３） Ｗは重み係数で、任意の値であるが、通常は０．５が選
ばれる。

【００３７】（２）前記（３）式で求められた修正され
たアクセル効き始め位置を、前記（２）式に適用する。
すなわち、 Ａ_act ＝Ｍａｐ（α_ctl （ｋ），Ｖ_act （ｋ））＋Ａ_a ’ ……（４）

【００３８】（３）前記重み係数Ｗは一定値ではなく、
例えば、 １回目→ Ｗ₁ ＝０．５ ２回目→ Ｗ₂ ＝０．７５ ３回目→ Ｗ₃ ＝０．９ というように、修正回数に応じて変化させてもよい。

【００３９】１３．車速Ｖ_act の挙動を計測する。 （１）前記（１），（４）式を用いて、再度運転を実施
し、実車速Ｖ_act を計測する。

【００４０】（２）そして、設定速度範囲（０≦Ｖ_act
＜Ｖ_c ）における速度偏差Ｖ_err （＝Ｖ_tab −Ｖ_act ）
における＋側の最大偏差（実車速Ｖ_act が目標車速Ｖ
_tab に対して最も小さくなる箇所）−ΔＶ₁ と、−側の
最大偏差（実車速Ｖ_act が目標車速Ｖ_tab に対して最も
大きくなる箇所）＋ΔＶ₂ を求める（図３（Ａ）参
照）。

【００４１】１４．アクセルの挙動を計測する。 （１）前記３．（１）において、アクセルの挙動も計測
する。

【００４２】（２）前記１１．（１）および１１．
（２）と同じ方法によって、ＡＡ₁ ’とＡＡ₃ ’（図４
（Ｂ）参照）。

【００４３】１５．結果判定 この結果判定は、図１に示した結果判定部１３において
行われる。 （１）Ａ₁₂’とＡ₃₄’が予め設定されている一定値
ε₁ ，ε₂ の範囲内に入っているか否かを判定する。す
なわち、 Ａ₁₂’＜ε₁ ，Ａ₃₄’＜ε₂ であるかるか否か。この場合、必要に応じて、Ａ₁ ’＜
Ａ₃ ’，Ａ₂ ’＜Ａ₄ ’であるか否かを判定に加えるの
が好ましい。

【００４４】（２）上記の条件が全て満足された場合、
アクセル操作量は量に補正されたと判定される。

【００４５】（３）そして、図４（Ａ）に示す｜−ΔＶ
₁ ’｜，｜＋ΔＶ₁ ’｜がそれぞれ、予め設定されてい
る一定値γ₁ ，γ₂ の範囲内に入っているか否かを判定
する。すなわち、 ｜−ΔＶ₁ ｜＜γ₁ ，｜＋ΔＶ₁ ｜＜γ₂ であるか否か。

【００４６】（４）前記（３）の条件が全て満足された
場合、車速追従性も良好になったと判定される。

【００４７】（５）そして、前記（１），（２）の条件
を満たさない場合、前記２．の修正ルールにしたがっ
て、前記（３）式の補正を行い、その後、前記１３．，
１４．および１５．の手順を行う。

【００４８】上記第１実施例では、車速Ｖ_act の挙動を
計測するのに、設定速度範囲（０≦Ｖ_act ＜Ｖ_c ）にお
ける速度偏差Ｖ_err （＝Ｖ_tab −Ｖ_act ）における＋側
の最大偏差−ΔＶ₁ と、−側の最大偏差＋ΔＶ₂ を求め
ていたが、これに代えて、図５に示すようにしてもよ
い。以下、これを第２実施例として説明する。

【００４９】この第２実施例においては、実線で示す実
車速曲線と仮想線で示す目標車速との差における面積Ｓ
を、下記の（６）式で求める。

【００５０】

【数２】

【００５１】そして、前記面積Ｓが所定の設定値σ₁ よ
り小さくなるか否かを判定し、すなわち、 Ｓ＜σ₁ であるか否かを判定し、これを満足するとき、修正を終
了するようにしてもよい。

【００５２】なお、前記面積Ｓを求めるのに際して、前
記（６）式に代えて、サンプル時点のデータをそのまま
使用し、下記（７）式または（８）式を用いてもよい。

【００５３】

【数３】

【００５４】さらに、実車速と目標車速との偏差を、 実車速＞目標車速 となる領域の面積Ｓ₁ （図５参照）と、 実車速≦目標車速 となる領域の面積Ｓ₂ （図５参照）とに区分して、それ
ぞれの領域において判定を行うようにしてもよい。すな
わち、 Ｓ₁ ≦σ₁ ，Ｓ₂ ≦σ₂ であるか否かを判定し、これを満足するとき、修正を終
了するようにしてもよい。

【００５５】上記第１発明の車両自動運転装置の制御シ
ステムによれば、無駄の少ないアクセル操作量を求める
調整を自動的に行うことができる。したがって、オペレ
ータの能力に関係なく常に一定の性能で所望の制御を行
うことができる。そして、アクセル調整操作を自動的に
行うことができるので、操作の簡略化が図れる。また、
制御パラメータの調整が不要または大幅に低減されるの
で、作業が大幅に簡略化される。

【００５６】次に、第２発明について説明する。図６
は、第２発明の第１実施例に係る車両自動運転装置の制
御システムの構成を概略的に示すものである。この図６
における構成が、図１６に示した従来の車両自動運転装
置の制御システムと大きく異なる点は、自動運転システ
ム制御系に、車速とアクセル操作量の変化を観測する波
形観測部２１と、走行性能マップを自動的に修正する修
正ルールを備えた修正ルール部２２と、走行性能マップ
１０の正確さを判断する指標を有する結果判定部２３と
からなる走行性能マップ修正部２４を設け、走行性能マ
ップ１０を自動的に補正するようにしたことである。

【００５７】前記波形観測部２１には、走行性能マップ
１０の出力Ａ_act および実車速Ｖ_{ac t} が入力されるとと
もに、目標速度Ｖ_nom 、目標加速度α_ff、比例項補正加
速度α_p および積分項補正加速度α_i が入力される。そ
して、修正ルール部２２には、波形観測部２１の出力が
入力される。また、結果判定部２３は、修正ルール部２
２と信号を授受するとともに、走行性能マップ１０に信
号を出力する。これら各部１１〜１３の機能は、以下に
おいて詳述する。

【００５８】前記図６に示した車両自動運転装置の制御
システムにおいて、アクセル操作量を調整する手順は、
下記の通りである。すなわち、 学習運転を行い、走行性能マップを作成する。 アクセル操作量調整モードをオンにする。 代表的な走行モード（例えば１０・１５モード）の
一部を走行する。 前記の走行時において、波形観測部２１で実車速
Ｖ_act 、アクセル操作量Ａ_act 、フィードフォワード予
測加速度α_ff、比例項補正加速度α_p および積分項補正
加速度α_i の挙動を観測する。 測定した挙動を修正ルール部２２における修正ルー
ルにしたがってアクセル操作量の調整を実施する。 調整結果を車両データに反映し、データを修正した
車両データに更新する。 修正したデータで前記の走行パターンを走行す
る。このとき、結果判定部２３に持っている評価指標の
結果がＯＫなら、アクセル操作量調整モードを終了し、
ＮＧなら前記に戻り調整を繰り返す。

【００５９】第２発明の第１実施例を、図７〜図１２を
参照しながら説明する。

【００６０】２１．波形観測 この波形観測は、上記第１発明における波形観測と同様
の意味であり、図６に示した波形観測部２１においてな
される。まず、代表的なモード（例えば１０・１５モー
ド）を運転した際の速度０ｋｍ／ｈから設定値Ｖ_set ま
での速度範囲（時間範囲では、ｔ₀ ≦ｔ≦ｔ_s ）におい
て、波形観測部２１において波形観測を行う。

【００６１】（１）比例項補正加速度α_p の変化（図７
（Ａ）参照）を計測し、その最大値α_p-max とそのとき
の速度Ｖ_ap-maxと目標速度Ｖ_tab-apを求める（図７
（Ｂ）参照）。なお、図７（Ａ）は比例項補正加速度α
_p の変化を示す図であり、同図（Ｂ）において、２５，
２６はそれぞれ目標速度、実車速を示す曲線である。

【００６２】（２）次いで、加速走行から定速走行に移
行する部分（図８（Ａ），（Ｂ）参照）の積分項補正加
速度α_i の値α_i-c を計測する。

【００６３】（３）一般に、加速走行から定速走行に移
行する部分の時間をｔ_c とすると、 ０≦ｔ_s ≦ｔ_c である。

【００６４】（４）前記図７および図８に示すように、
実走行時、値α_p-max ，α_i-c がマイナス側に変化して
いる場合、比例項補正加速度α_p と積分項補正加速度α
_i がフィードフォワード予測加速度α_ffを抑制するよう
に制御が行われ、その逆の場合、すなわち、値
α_p-max ，α_i-c がプラス側に変化している場合、フィ
ードフォワード予測加速度α_ffを増加させるように制御
が行われる。そして、前記値α _p-max ，α_i-c の変化が
小さい（ゼロに近づく）ほど、走行性能マップ１０が試
験車両１０の特性をより正確に反映していることにな
る。

【００６５】（５）前記比例項補正加速度α_p と積分項
補正加速度α_i の変化の計測と同時に、アクセル操作量
と実車速Ｖ_act の変化も計測する。すなわち、実車速Ｖ
_actが０＜Ｖ_act ＜Ｖ_C の区間でアクセルの変化を求め
る。以下、これについて、図９を参照しながら説明す
る。 アクセルの変化が＋方向から−方向に変化する位置
Ａ₁ を求め、続いて、アクセルの変化が−方向から＋方
向に変化する位置Ａ₂ を求め（図９（Ｂ）参照）、その
差をとる。 Ａ₁ −Ａ₂ ＝Ａ₁₂

【００６６】 そして、該当する速度範囲では、もう
一箇所アクセル変化が＋方向から−方向に変化する位置
Ａ₃ を求め、続いて、アクセルの変化が−方向から＋方
向に変化する位置Ａ₄ を求め（図９（Ｂ）参照）、その
差をとる。 Ａ₃ −Ａ₄ ＝Ａ₃₄

【００６７】速度偏差Ｖ_err （＝Ｖ_tab −Ｖ_act ）にお
ける＋側の最大偏差（実車速Ｖ_actが目標車速Ｖ_tab に
対して最も小さくなる箇所）−ΔＶ₁ と、−側の最大偏
差（実車速Ｖ_act が目標車速Ｖ_tab に対して最も大きく
なる箇所）＋ΔＶ₂ を求める（図９（Ａ）参照）。

【００６８】２２．修正ルール （１）前記波形観測部２１からのデータを用いて、学習
運転で得られた走行性能マップの近似式が実際の車両１
０が持つ特性とどの程度ずれているかの度合いが、図６
における修正ルール部２２において求められる。そのた
めの評価式として、下記（１１）式を用いる。 α_corr＝Ｗ_pk×α_p-max ＋Ｗ_ik×α_i-c ……（１１） α_corr：修正加速度 Ｗ_pk：比例項の重み係数 Ｗ_ik：積分項の重み係数 （２）前記Ｗ_pk，Ｗ_ikは、一定値でもよく、また、ずれ
の度合いに応じて適宜変化させてもよい。Ｗ_pk（ｋ＝１
〜７）の比例項補正加速度α_p の変化は、例えば以下の
通りである。

【００６９】

【数４】

【００７０】（３）同様に、Ｗ_pk（ｋ＝１〜７）の積分
項補正加速度α_i の変化は、例えば以下の通りである。

【００７１】

【数５】

【００７２】（４）次に、前記修正加速度α_corrによる
走行性能マップの修正方法を、図１０を参照しながら説
明する。この図は、走行性能マップの一例を示し、低速
度領域および高速度領域において、速度と加速度の関係
を、それぞれ異なる一次式で近似したもので、添え字に
ｌがあるものは低速度領域のものを、また、添え字にｈ
があるものは高速度領域のものをそれぞれ示している。

【００７３】今、説明の便宜上、修正加速度α_corrを求
める前の速度Ｖ_ap-maxが近似式α₁＝Ａ_1l＋Ｂ_1l×Ｖの
線上にあるものと仮定すると、修正によって得られた近
似式α₁ ＝Ａ_1l＋Ｂ_1l×Ｖは、走行性能マップ上の速度
Ｖ_ap-max、加速度α_ff＋α_{co rr}の点（図１０における点
Ｐ₃ ）を通ることになる。

【００７４】そこで、この点Ｐ₃ を通るように近似式を
修正するため、修正比率βは、下記のようにして求めら
れる。 α_ap-max：α_ff＋α_corr＝Ａ_1l：Ａ_1l’ Ａ_1l’＝（α_ff＋α_corr）×Ａ_1l’／α_ff ……（１４） ∴ β＝（α_ff＋α_corr）／α_ff ……（１５） となる。

【００７５】この場合の近似式は、走行性能マップの座
標（Ａ_1l’，０）と、Ｐ₂ （Ｖ₁ ，α₁ ）の２点を通る
一次式であるので、近似式の傾きＢ_1l’は、 Ｂ_1l’＝（α₁ −Ａ_1l’）／Ｖ₁ ……（１６） となり、修正する近似式α’は、 α₁ ＝Ａ_1l’＋Ｂ_1l’×Ｖ として求められる。

【００７６】（５）今回修正に用いた近似式α₁ 以外の
式、例えば、これより１つ上の近似式α₂ についても、
前記式（１５）に示した修正比率βを用いて、修正近似
式の切片Ａ_2l’、傾きＢ_2l’についても求めることがで
きる。

【００７７】（６）上記（１）〜（５）の実施例につい
ては、修正加速度を求める前の速度Ｖ_ap-maxが近似式α
₁ ＝Ａ_1l＋Ｂ_1l×Ｖの線上にあるものと仮定していた
が、図１１（Ａ）に示すように、修正前の点Ｐ4 （Ｖ
_ap-max，α_ff）が近似式上にない場合には、この点Ｐ4
に最も近い近似式、例えば、α₁ ＝Ａ_1l＋Ｂ_1l×Ｖを用
いることにより、同図（Ｂ）に示すように求めることが
できる。

【００７８】２３．結果判定 この結果判定は、図６に示した結果判定部２３で行われ
る。以下、図１２を参照しながら、この結果判定部２３
における動作を説明する。

【００７９】（１）前記修正ルール部２２において修正
された走行性能マップを用いて、再度、代表的なモード
（例えば、１０・１５モード）の一部を走行する。

【００８０】（２）前記走行における比例項補正加速度
α_p 、積分項補正加速度α_i および速度偏差Ｖ_err のそ
れぞれの変化を、前記波形観測における（５）に述べた
手順で求める。今、求められたアクセル変化をＡ₁₂’
（＝Ａ₁ ’−Ａ₂ ’），Ａ₃₄’（＝Ａ₃ ’−Ａ₄ ’）と
し、速度変化を＋ΔＶ₁ ’，−ΔＶ₁ ’とする。

【００８１】（３）今、Ａ₁₂＞Ａ₁₂’、Ａ₃₄＞Ａ₃₄’、
｜＋ΔＶ₁ ｜＞｜＋ΔＶ₁ ’｜および｜−ΔＶ₁ ｜＞｜
−ΔＶ₁ ’｜の条件が満たされており、Ａ₁₂’およびＡ
₃₄’がそれぞれ一定値ε₁ ，ε₂ の範囲内に入ってお
り、すなわち、 Ａ₁₂’＜ε₁ ，Ａ₃₄’＜ε₂ および、速度変化＋ΔＶ₁ ’，−ΔＶ₂ ’が一定値
γ₁ ，γ₂ の範囲内に入っているか否かを判定する。す
なわち、 ｜−ΔＶ₁ ｜＜γ₁ ，｜＋ΔＶ₁ ’｜＜γ₂ であるか否かを判断する。

【００８２】（４）そして、前記（３）の条件が全て満
たされた場合、アクセル操作量および速度変化がともに
良好になったと判断される。

【００８３】（５）また、前記（３）の条件が満たされ
ない場合には、修正ルール部２２によって、走行性能マ
ップの修正を再度行う。

【００８４】上記第１実施例では、修正ルール部２２に
おいて用いる評価式（１１）に、比例項補正加速度α_p
および積分項補正加速度α_i を用いていたが、これに代
えて、制御加速度α_ctl を用いてもよい。以下、これを
第２実施例として説明する。

【００８５】図１３は、第２発明の第２実施例の車両自
動運転装置の制御システムを概略的に示す図で、図６に
示した第１実施例の構成とは、突き合わせ点８における
信号、すなわち、制御加速度α_ctl を波形観測部２１に
入力するようにした点が異なるだけである。

【００８６】前記制御加速度α_ctl は、下記（１７）式
で表される。 α_ctl ＝α_ff＋α_p ＋α_i ……（１７） そして、α_ff＝ｄＶ_nom ／ｄｔである。したがって、こ
の場合の評価式α_corrは、下記（１８）式で表される。 α_corr＝Ｗ_ck×α_c-max ……（１８）

【００８７】そして、制御加速度α_ctl は、図１４に示
すように変化するから、このときの重み係数Ｗ_ckとして
は、前記式（１２），（１３）に示したものと同様のも
の、例えば、下記（１９）式に示すものを用いることが
できる。

【００８８】

【数６】

【００８９】上記第１実施例および第２実施例において
は、修正ルール部２２において修正加速度を求めるの
に、（１１）式〜（１３）式、（１８）式、（１９）式
によって重み係数を決定しているが、これに代えて、フ
ァジィ推論を用いるようにしてもよい。

【００９０】上記第２発明の車両自動運転装置の制御シ
ステムによれば、走行性能マップを自動的に修正するこ
とができ、試験に実際に供される車両の特性に可及的に
近い走行性能マップを得ることができる。したがって、
オペレータの能力に関係なく常に一定の性能で所望の制
御を行うことができる。そして、操作が自動であるの
で、操作が簡単であり、使い勝手が向上する。また、制
御パラメータの調整が不要または大幅に低減されるの
で、作業が大幅に簡略化される。

【００９１】上述した第１発明および第２発明において
は、それぞれ、アクセルの遊び量を加味した制御および
走行性能マップの自動補正に基づく制御を行うものであ
ったが、これら両者を併用してもよい。以下、これを第
３発明として説明する。

【００９２】図１５は、第３発明の車両自動運転装置の
制御システムの構成の一例を概略的に示すもので、この
図において、３０はアクセル操作量調整および走行性能
マップ修正部で、波形観測部３１、第１修正ルール部３
２、第２修正ルール部３３および結果判定部３４とから
なる。

【００９３】前記波形観測部３１は、第１発明における
波形観測部１１や第２発明における波形観測部２１と同
様の機能を有し、アクセル操作量および実車速Ｖ_act が
入力されるとともに、目標速度Ｖ_nom 、目標加速度
α_ff、比例項補正加速度α_p および積分項補正加速度α
_i が入力される。そして、第１修正ルール部３２と第２
修正ルール部３３は、互いに並列的に設けられ、第１修
正ルール部３２は、第１発明における修正ルール部１１
と同じ機能を有し、第２修正ルール部３３は、第２発明
における修正ルール部２１と同じ機能を有しており、こ
れらいずれかの修正ルール部３２，３３に対して波形観
測部２１の出力が入力されるようにしてある。また、結
果判定部３４は、第１修正ルール部３２と第２修正ルー
ル部３３のいずれかからの信号が入力されるようにして
あり、第１修正ルール部３２から信号を受けた場合に
は、突き合わせ点１５に信号を出力し、第２修正ルール
部３３から信号を受けた場合には、走行性能マップ１０
に信号を出力する。

【００９４】すなわち、この第３発明の車両自動運転装
置の制御システムにおいては、前記第１発明における制
御システムの機能と第２発明の制御システムの機能を併
せ持つものである。したがって、アクセル操作量の自動
調節と走行性能マップ１０の自動補正と行うことがで
き、例えば、先にアクセル操作量の自動調節を行い、そ
の後、走行性能マップ１０の自動補正を行うことや、逆
に、先に走行性能マップの自動補正を行い、その後、ア
クセル操作量の自動調節を行うことができる。

【００９５】したがって、この第３発明によれば、アク
セル操作量の制御を良好に行うことができるとともに、
試験車両１の特性に応じた走行性能マップ１０を得るこ
とができ、車両自動運転装置を極めて良好に制御するこ
とができる。なお、この第３発明において、先にアクセ
ル操作量の自動調節を行い、その後、走行性能マップの
自動補正を行うようにする方が調整効果が大きい。

【００９６】

【発明の効果】以上詳述したように、第１発明によれ
ば、無駄の少ないアクセル操作量を求める調整を自動的
に行うことができ、オペレータの能力に関係なく常に一
定の性能で所望の制御を行うことができる。そして、ア
クセル調整操作を自動的に行うことができるので、操作
の簡略化が図れる。また、制御パラメータの調整が不要
または大幅に低減されるので、作業が大幅に簡略化され
る。

【００９７】そして、第２発明によれば、走行性能マッ
プを自動的に修正することができ、試験に実際に供され
る車両の特性に可及的に近い走行性能マップを得ること
ができる。したがって、オペレータの能力に関係なく常
に一定の性能で所望の制御を行うことができる。そし
て、操作が自動であるので、操作が簡単であり、使い勝
手が向上する。また、制御パラメータの調整が不要また
は大幅に低減されるので、作業が大幅に簡略化される。

【００９８】また、第３発明のように、アクセル操作量
の自動調節と走行性能マップの自動補正とを併用した場
合、アクセル操作量の制御を良好に行うことができると
ともに、試験車両の特性に応じた走行性能マップを得る
ことができ、車両自動運転装置を極めて良好に制御する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１発明の車両自動運転装置の制御システムの
構成を概略的に示す図である。

【図２】スロットルの遊び量の求め方を説明するための
図である。

【図３】（Ａ）はアクセル操作量補正前における実車速
を示す図、（Ｂ）はアクセル操作量補正前におけるアク
セル操作量を示す図である。

【図４】（Ａ）はアクセル操作量補正後における実車速
を示す図、（Ｂ）はアクセル操作量補正後におけるアク
セル操作量を示す図である。

【図５】第１発明の他の実施例を説明するための図であ
る。

【図６】第２発明の第１実施例に係る車両自動運転装置
の制御システムの構成を概略的に示す図である。

【図７】波形観測部の動作を説明するための図である。

【図８】波形観測部の動作を説明するための図である。

【図９】（Ａ）はアクセル操作量補正後における実車速
を示す図、（Ｂ）はアクセル操作量補正後におけるアク
セル操作量を示す図である。

【図１０】走行性能マップの修正方法の一例を説明する
ための図である。

【図１１】走行性能マップの修正方法の他の例を説明す
るための図である。

【図１２】（Ａ）はアクセル操作量補正後における実車
速を示す図、（Ｂ）はアクセル操作量補正後におけるア
クセル操作量を示す図である。

【図１３】第２発明の第２実施例に係る車両自動運転装
置の制御システムの構成を概略的に示す図である。

【図１４】制御加速度の変化を説明するための図であ
る。

【図１５】第２発明の第３実施例に係る車両自動運転装
置の制御システムの構成を概略的に示す図である。

【図１６】従来技術を説明するための図である。

【符号の説明】

１…車両、１０…走行性能マップ、１１…波形観測部、
１２…修正ルール部、１３…結果判定部、１４…アクセ
ル操作量調整部、２１…波形観測部、２２…修正ルール
部、２３…結果判定部、２４…走行性能マップ修正部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 学習運転において採取したデータに基づ
   いて走行性能マップを作成し、この走行性能マップを用
   いて車両を自動運転するようにした車両自動運転装置の
   制御システムにおいて、自動運転システム制御系に、車
   速とアクセル操作量の変化を観測する波形観測部と、ア
   クセル操作量の補正を自動的に行うための修正ルールを
   有する修正ルール部と、調整結果を判定する評価指標を
   有する結果判定部とからなるアクセル操作量調整部を設
   け、アクセル操作量を自動的に調整するようにしたこと
   を特徴とする車両自動運転装置の制御システム。
2. 【請求項２】 学習運転において採取したデータに基づ
   いて走行性能マップを作成し、この走行性能マップを用
   いて車両を自動運転するようにした車両自動運転装置の
   制御方法において、自動運転システム制御系に、車速と
   アクセル操作量の変化を観測する波形観測部と、走行性
   能マップを自動的に修正する修正ルールを備えた修正ル
   ール部と、走行性能マップの正確さを判断する指標を有
   する結果判定部とからなる走行性能マップ修正部を設
   け、走行性能マップを自動的に補正するようにしたこと
   を特徴とする車両自動運転装置の制御システム。
3. 【請求項３】 学習運転において採取したデータに基づ
   いて走行性能マップを作成し、この走行性能マップを用
   いて車両を自動運転するようにした車両自動運転装置の
   制御システムにおいて、アクセル操作量の自動調節およ
   び／または走行性能マップの自動補正を行うようにした
   ことを特徴とする車両自動運転装置の制御方法。