JP2003121309A - エンジン自動運転装置およびその制御方法並びに車両自動運転装置およびその制御方法 - Google Patents
エンジン自動運転装置およびその制御方法並びに車両自動運転装置およびその制御方法Info
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- JP2003121309A JP2003121309A JP2001314822A JP2001314822A JP2003121309A JP 2003121309 A JP2003121309 A JP 2003121309A JP 2001314822 A JP2001314822 A JP 2001314822A JP 2001314822 A JP2001314822 A JP 2001314822A JP 2003121309 A JP2003121309 A JP 2003121309A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発進時や変速時においてスムーズな運転を行
うことができ、各種モード運転においてその全走行時間
にわたって実車速とテーブル車速との偏差を可及的に少
なくすることができるエンジン自動運転装置の制御方法
および車両自動運転装置の制御方法を提供すること。 【解決手段】 エンジン１を走行パターンにしたがって
自動運転するエンジン自動運転装置において、変速予定
時点Ｃの前に行われる事前加速中のテーブル速度に基づ
いて得られる目標加速度への加速度増加分を、事前加速
開始時点Ａおよび事前加速終了時点Ｂをゼロとなるよう
に、加速度を時間との関係でｓｉｎ関数または二次以上
の偶数次関数に基づいて変化させる一方、変速終了後に
行われる事後加速中のテーブル速度に基づいて得られる
目標加速度への加速度増加分を、事後加速開始時点Ｃお
よび事後加速終了時点Ｄをゼロとなるように、加速度を
時間との関係でｓｉｎ関数または二次以上の偶数次関数
に基づいて変化させるようにした。
うことができ、各種モード運転においてその全走行時間
にわたって実車速とテーブル車速との偏差を可及的に少
なくすることができるエンジン自動運転装置の制御方法
および車両自動運転装置の制御方法を提供すること。 【解決手段】 エンジン１を走行パターンにしたがって
自動運転するエンジン自動運転装置において、変速予定
時点Ｃの前に行われる事前加速中のテーブル速度に基づ
いて得られる目標加速度への加速度増加分を、事前加速
開始時点Ａおよび事前加速終了時点Ｂをゼロとなるよう
に、加速度を時間との関係でｓｉｎ関数または二次以上
の偶数次関数に基づいて変化させる一方、変速終了後に
行われる事後加速中のテーブル速度に基づいて得られる
目標加速度への加速度増加分を、事後加速開始時点Ｃお
よび事後加速終了時点Ｄをゼロとなるように、加速度を
時間との関係でｓｉｎ関数または二次以上の偶数次関数
に基づいて変化させるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンを走行
パターンにしたがって自動運転するエンジン自動運転装
置およびその制御方法並びに車両を走行パターンにした
がって自動運転する車両自動運転装置およびその制御方
法に関する。
パターンにしたがって自動運転するエンジン自動運転装
置およびその制御方法並びに車両を走行パターンにした
がって自動運転する車両自動運転装置およびその制御方
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を用いた車両自動運転装
置によって実車走行シミュレート運転が行われている
が、この車両自動運転装置による性能試験では、完成し
た自動車が必要になる。そこで、最近においては、新車
開発期間を短縮するため、エンジンダイナモメータによ
ってエンジンを走行パターンにしたがって自動運転する
エンジン自動運転装置を用い、これによって実車走行シ
ミュレート運転を行うようになってきている。
のため、シャシダイナモメータを用いた車両自動運転装
置によって実車走行シミュレート運転が行われている
が、この車両自動運転装置による性能試験では、完成し
た自動車が必要になる。そこで、最近においては、新車
開発期間を短縮するため、エンジンダイナモメータによ
ってエンジンを走行パターンにしたがって自動運転する
エンジン自動運転装置を用い、これによって実車走行シ
ミュレート運転を行う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
では、予め決められた走行パターンでエンジンを制御
（走行制御）する必要があるが、従来においては、実車
速とテーブル車速（走行目標車速ともいう）との偏差を
求め、この偏差を直接フィードバックするようにして走
行制御していた。
では、予め決められた走行パターンでエンジンを制御
（走行制御）する必要があるが、従来においては、実車
速とテーブル車速（走行目標車速ともいう）との偏差を
求め、この偏差を直接フィードバックするようにして走
行制御していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自動車
の発進時や変速時においては、前記偏差がどうしても大
きくなる。すなわち、図１０は、実車速８１とテーブル
車速８２の推移の一例を表すもので、今、時刻Ｔ1 にお
いて変速を開始し、時刻Ｔ2 において変速を終了した場
合、変速に際してクラッチ操作をするところから、エン
ジン側と駆動輪側とが一時的に切り離されるため、実車
速８１は、同図に示すように落ち込み、その結果、時刻
Ｔ2 における実車速８１と前記時刻Ｔ2 におけるテーブ
ル車速８２との間に少なからぬ偏差が生ずることになる
のである。したがって、実車速８１をできるだけ速やか
にテーブル車速８２に近づける必要がある。なお、図１
０において、横軸は時間ｔ、縦軸は車速Ｖを表してい
る。
の発進時や変速時においては、前記偏差がどうしても大
きくなる。すなわち、図１０は、実車速８１とテーブル
車速８２の推移の一例を表すもので、今、時刻Ｔ1 にお
いて変速を開始し、時刻Ｔ2 において変速を終了した場
合、変速に際してクラッチ操作をするところから、エン
ジン側と駆動輪側とが一時的に切り離されるため、実車
速８１は、同図に示すように落ち込み、その結果、時刻
Ｔ2 における実車速８１と前記時刻Ｔ2 におけるテーブ
ル車速８２との間に少なからぬ偏差が生ずることになる
のである。したがって、実車速８１をできるだけ速やか
にテーブル車速８２に近づける必要がある。なお、図１
０において、横軸は時間ｔ、縦軸は車速Ｖを表してい
る。
【０００５】しかしながら、上記従来の方法によれば、
アクセル操作を急激に行うことがあり、その結果、所定
の走行パターンに沿わない、速度が大きく変動してぎく
しゃくした運転となり、燃費や排気ガスの測定などの試
験に悪影響が及ぼされ、人間の運転による実車走行シミ
ュレート運転における走行性能試験の結果と異なること
があった。
アクセル操作を急激に行うことがあり、その結果、所定
の走行パターンに沿わない、速度が大きく変動してぎく
しゃくした運転となり、燃費や排気ガスの測定などの試
験に悪影響が及ぼされ、人間の運転による実車走行シミ
ュレート運転における走行性能試験の結果と異なること
があった。
【０００６】上記課題は、従来から車両の走行性能試験
を行っている車両自動運転装置においても、同様に生じ
ているところである。この場合は、アクセルペダルやブ
レーキペダルを急激に踏み込んだり、戻したりするとい
った不都合があった。
を行っている車両自動運転装置においても、同様に生じ
ているところである。この場合は、アクセルペダルやブ
レーキペダルを急激に踏み込んだり、戻したりするとい
った不都合があった。
【０００７】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、発進時や変速時においてスムー
ズな運転を行うことができ、各種モード運転においてそ
の全走行時間にわたって実車速とテーブル車速との偏差
を可及的に少なくすることができ、加速度の不連続に伴
う排気ガス測定への悪影響を防止することのできるエン
ジン自動運転装置およびその制御方法並びに車両自動運
転装置およびその制御方法を提供することにある。
たもので、その目的は、発進時や変速時においてスムー
ズな運転を行うことができ、各種モード運転においてそ
の全走行時間にわたって実車速とテーブル車速との偏差
を可及的に少なくすることができ、加速度の不連続に伴
う排気ガス測定への悪影響を防止することのできるエン
ジン自動運転装置およびその制御方法並びに車両自動運
転装置およびその制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、エンジンを走行パター
ンにしたがって自動運転するエンジン自動運転装置にお
いて、変速予定時点の前に行われる事前加速中のテーブ
ル速度に基づいて得られる目標加速度への加速度増加分
を、事前加速開始時点および事前加速終了時点をゼロと
なるように、加速度を時間との関係でｓｉｎ関数または
二次以上の偶数次関数に基づいて変化させる一方、変速
終了後に行われる事後加速中のテーブル速度に基づいて
得られる目標加速度への加速度増加分を、事後加速開始
時点および事後加速終了時点をゼロとなるように、加速
度を時間との関係でｓｉｎ関数または二次以上の偶数次
関数に基づいて変化させるようにしたことを特徴として
いる。
め、請求項１に記載の発明では、エンジンを走行パター
ンにしたがって自動運転するエンジン自動運転装置にお
いて、変速予定時点の前に行われる事前加速中のテーブ
ル速度に基づいて得られる目標加速度への加速度増加分
を、事前加速開始時点および事前加速終了時点をゼロと
なるように、加速度を時間との関係でｓｉｎ関数または
二次以上の偶数次関数に基づいて変化させる一方、変速
終了後に行われる事後加速中のテーブル速度に基づいて
得られる目標加速度への加速度増加分を、事後加速開始
時点および事後加速終了時点をゼロとなるように、加速
度を時間との関係でｓｉｎ関数または二次以上の偶数次
関数に基づいて変化させるようにしたことを特徴として
いる。
【０００９】そして、請求項２に記載の発明では、エン
ジンを走行パターンにしたがって自動運転するエンジン
自動運転装置の制御方法において、変速予定時点の前に
行われる事前加速中のテーブル速度に基づいて得られる
目標加速度への加速度増加分を、事前加速開始時点およ
び事前加速終了時点をゼロとなるように、加速度を時間
との関係でｓｉｎ関数または二次以上の偶数次関数に基
づいて変化させる一方、変速終了後に行われる事後加速
中のテーブル速度に基づいて得られる目標加速度への加
速度増加分を、事後加速開始時点および事後加速終了時
点をゼロとなるように、加速度を時間との関係でｓｉｎ
関数または二次以上の偶数次関数に基づいて変化させる
ようにしたことを特徴としている。
ジンを走行パターンにしたがって自動運転するエンジン
自動運転装置の制御方法において、変速予定時点の前に
行われる事前加速中のテーブル速度に基づいて得られる
目標加速度への加速度増加分を、事前加速開始時点およ
び事前加速終了時点をゼロとなるように、加速度を時間
との関係でｓｉｎ関数または二次以上の偶数次関数に基
づいて変化させる一方、変速終了後に行われる事後加速
中のテーブル速度に基づいて得られる目標加速度への加
速度増加分を、事後加速開始時点および事後加速終了時
点をゼロとなるように、加速度を時間との関係でｓｉｎ
関数または二次以上の偶数次関数に基づいて変化させる
ようにしたことを特徴としている。
【００１０】上記エンジン自動運転装置およびその制御
方法によれば、発進時または変速時においてアクセル操
作を急激に行うことなく運転が行なえるので、排気ガス
に悪影響を及ぼすことなく、走行パターンに沿ったスム
ーズな運転を行うことができる。
方法によれば、発進時または変速時においてアクセル操
作を急激に行うことなく運転が行なえるので、排気ガス
に悪影響を及ぼすことなく、走行パターンに沿ったスム
ーズな運転を行うことができる。
【００１１】また、請求項３に記載の発明では、車両を
走行パターンにしたがって自動運転する車両自動運転装
置において、変速予定時点の前に行われる事前加速中の
テーブル速度に基づいて得られる目標加速度への加速度
増加分を、事前加速開始時点および事前加速終了時点を
ゼロとなるように、加速度を時間との関係でｓｉｎ関数
または二次以上の偶数次関数に基づいて変化させる一
方、変速終了後に行われる事後加速中のテーブル速度に
基づいて得られる目標加速度への加速度増加分を、事後
加速開始時点および事後加速終了時点をゼロとなるよう
に、加速度を時間との関係でｓｉｎ関数または二次以上
の偶数次関数に基づいて変化させるようにしたことを特
徴としている。
走行パターンにしたがって自動運転する車両自動運転装
置において、変速予定時点の前に行われる事前加速中の
テーブル速度に基づいて得られる目標加速度への加速度
増加分を、事前加速開始時点および事前加速終了時点を
ゼロとなるように、加速度を時間との関係でｓｉｎ関数
または二次以上の偶数次関数に基づいて変化させる一
方、変速終了後に行われる事後加速中のテーブル速度に
基づいて得られる目標加速度への加速度増加分を、事後
加速開始時点および事後加速終了時点をゼロとなるよう
に、加速度を時間との関係でｓｉｎ関数または二次以上
の偶数次関数に基づいて変化させるようにしたことを特
徴としている。
【００１２】そして、請求項４に記載の発明では、車両
を走行パターンにしたがって自動運転する車両自動運転
装置の制御方法において、変速予定時点の前に行われる
事前加速中のテーブル速度に基づいて得られる目標加速
度への加速度増加分を、事前加速開始時点および事前加
速終了時点をゼロとなるように、加速度を時間との関係
でｓｉｎ関数または二次以上の偶数次関数に基づいて変
化させる一方、変速終了後に行われる事後加速中のテー
ブル速度に基づいて得られる目標加速度への加速度増加
分を、事後加速開始時点および事後加速終了時点をゼロ
となるように、加速度を時間との関係でｓｉｎ関数また
は二次以上の偶数次関数に基づいて変化させるようにし
たことを特徴としている。
を走行パターンにしたがって自動運転する車両自動運転
装置の制御方法において、変速予定時点の前に行われる
事前加速中のテーブル速度に基づいて得られる目標加速
度への加速度増加分を、事前加速開始時点および事前加
速終了時点をゼロとなるように、加速度を時間との関係
でｓｉｎ関数または二次以上の偶数次関数に基づいて変
化させる一方、変速終了後に行われる事後加速中のテー
ブル速度に基づいて得られる目標加速度への加速度増加
分を、事後加速開始時点および事後加速終了時点をゼロ
となるように、加速度を時間との関係でｓｉｎ関数また
は二次以上の偶数次関数に基づいて変化させるようにし
たことを特徴としている。
【００１３】上記車両自動運転装置およびその制御方法
によれば、発進時または変速時においてアクセル操作を
急激に行うことなく運転が行なえるので、排気ガスに悪
影響を及ぼすことなく、走行パターンに沿ったスムーズ
な運転を行うことができる。
によれば、発進時または変速時においてアクセル操作を
急激に行うことなく運転が行なえるので、排気ガスに悪
影響を及ぼすことなく、走行パターンに沿ったスムーズ
な運転を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を、図を参
照しながら説明する。まず、図１は、この発明のエンジ
ン自動運転装置の全体構成を概略的に示すもので、この
図において、１は試験対象のエンジン、２はダイナモメ
ータで、両者１，２は、その出力軸１ａと駆動軸２ａと
がクラッチ３を介して接続・分離自在に結合されてい
る。４はクラッチ３を駆動するクラッチアクチュエータ
である。そして、５は供試エンジン１のスロットルで、
スロットルアクチュエータ６によって駆動され、その開
度が制御される。また、７はダイナモメータ２の駆動軸
２ａに設けられたトルクセンサで、８はトルクセンサ７
の出力アンプである。
照しながら説明する。まず、図１は、この発明のエンジ
ン自動運転装置の全体構成を概略的に示すもので、この
図において、１は試験対象のエンジン、２はダイナモメ
ータで、両者１，２は、その出力軸１ａと駆動軸２ａと
がクラッチ３を介して接続・分離自在に結合されてい
る。４はクラッチ３を駆動するクラッチアクチュエータ
である。そして、５は供試エンジン１のスロットルで、
スロットルアクチュエータ６によって駆動され、その開
度が制御される。また、７はダイナモメータ２の駆動軸
２ａに設けられたトルクセンサで、８はトルクセンサ７
の出力アンプである。
【００１５】９は前記ダイナモメータ２、クラッチアク
チュエータ４およびスロットルアクチュエータ６を制御
する制御部で、コントロールユニット１０、ドライバユ
ニット１１および電源部１２からなる。この実施の形態
においては、制御部９からの指令によってクラッチアク
チュエータ４およびスロットルアクチュエータ６を動作
させ、後述する事前加速および事後加速を行う。１３は
パソコンで、種々の入力を行うことができるとともに、
その表示部に、車速、エンジン回転数、車両データ、速
度テーブル、シフトパターンなどを表示する。
チュエータ４およびスロットルアクチュエータ６を制御
する制御部で、コントロールユニット１０、ドライバユ
ニット１１および電源部１２からなる。この実施の形態
においては、制御部９からの指令によってクラッチアク
チュエータ４およびスロットルアクチュエータ６を動作
させ、後述する事前加速および事後加速を行う。１３は
パソコンで、種々の入力を行うことができるとともに、
その表示部に、車速、エンジン回転数、車両データ、速
度テーブル、シフトパターンなどを表示する。
【００１６】次に、上記構成のエンジン自動運転装置に
よって、エンジン１を走行パターンにしたがって走行さ
せつつシフトさせる制御方法について説明する。まず、
ギヤチェンジを行うときの速度の落込量と変速時間とを
予測し、これらの関係を各ギヤチェンジ毎にエンジン自
動運転装置に記憶させる。例えば、Ｌｏｗギヤから２ｎ
ｄギヤに変速する場合の変速時間ΔＴ1 と速度落込量Δ
Ｖ1 とを予測し、これらを互いに関連付けて記憶する。
以下、同様に、他のギヤチェンジ（例えば２ｎｄギヤ→
３ｒｄギヤ、３ｒｄギヤ→４ｔｈギヤ、４ｔｈギヤ→５
ｔｈギヤ）における変速時間ΔＴ2 ，ΔＴ3 ，ΔＴ4 と
速度落込量ΔＶ2 ，ΔＶ3 ，ΔＶ4 とについても互いに
関連付けて記憶する。図２は、ギヤチェンジにおける変
速時間ΔＴm とそのときの速度落込量ΔＶm とを示すグ
ラフで、横軸は時間ｔ、縦軸は車速Ｖを表している。
よって、エンジン１を走行パターンにしたがって走行さ
せつつシフトさせる制御方法について説明する。まず、
ギヤチェンジを行うときの速度の落込量と変速時間とを
予測し、これらの関係を各ギヤチェンジ毎にエンジン自
動運転装置に記憶させる。例えば、Ｌｏｗギヤから２ｎ
ｄギヤに変速する場合の変速時間ΔＴ1 と速度落込量Δ
Ｖ1 とを予測し、これらを互いに関連付けて記憶する。
以下、同様に、他のギヤチェンジ（例えば２ｎｄギヤ→
３ｒｄギヤ、３ｒｄギヤ→４ｔｈギヤ、４ｔｈギヤ→５
ｔｈギヤ）における変速時間ΔＴ2 ，ΔＴ3 ，ΔＴ4 と
速度落込量ΔＶ2 ，ΔＶ3 ，ΔＶ4 とについても互いに
関連付けて記憶する。図２は、ギヤチェンジにおける変
速時間ΔＴm とそのときの速度落込量ΔＶm とを示すグ
ラフで、横軸は時間ｔ、縦軸は車速Ｖを表している。
【００１７】なお、ギア比については、予め、パラメー
タとして記憶しておく。
タとして記憶しておく。
【００１８】そして、前記図２から理解されるように、
変速を行うと実車速が落ち込む。そこで、この発明の制
御方法では、次のようにして、実車速をテーブル車速に
可及的に追従できるようにしている。
変速を行うと実車速が落ち込む。そこで、この発明の制
御方法では、次のようにして、実車速をテーブル車速に
可及的に追従できるようにしている。
【００１９】この発明のエンジン自動運転装置およびそ
の制御方法においては、図３に示すように、変速操作の
前後に事前加速および事後加速を行うようにしている。
そして、実車速をテーブル車速に可及的に追従させるた
め、変速予定時点の前に行われる事前加速中のテーブル
速度に基づいて得られる目標加速度への加速度増加分
（事前加速補正速度）を、事前加速開始時点および事前
加速終了時点をゼロとなるように、加速度をｓｉｎ関数
に基づいて変化させる一方、変速終了後に行われる事後
加速中のテーブル速度に基づいて得られる目標加速度へ
の加速度増加分（事後加速補正速度）を、事後加速開始
時点および事後加速終了時点をゼロとなるように、加速
度をｓｉｎ関数に基づいて変化させるようにしている。
以下、これの詳細について、図４および図５を参照しな
がら説明する。
の制御方法においては、図３に示すように、変速操作の
前後に事前加速および事後加速を行うようにしている。
そして、実車速をテーブル車速に可及的に追従させるた
め、変速予定時点の前に行われる事前加速中のテーブル
速度に基づいて得られる目標加速度への加速度増加分
（事前加速補正速度）を、事前加速開始時点および事前
加速終了時点をゼロとなるように、加速度をｓｉｎ関数
に基づいて変化させる一方、変速終了後に行われる事後
加速中のテーブル速度に基づいて得られる目標加速度へ
の加速度増加分（事後加速補正速度）を、事後加速開始
時点および事後加速終了時点をゼロとなるように、加速
度をｓｉｎ関数に基づいて変化させるようにしている。
以下、これの詳細について、図４および図５を参照しな
がら説明する。
【００２０】図４は、前記事前加速および事後加速にお
けるテーブル車速に対する制御目標車速の変化を示すも
のであり、図５は、事前加速および事後加速における加
速度の変化を示すものである。そして、これらの図中の
符号ＡからＢが事前加速領域、符号ＣからＤが事後加速
領域を示している。また、符号ＢからＣが変速が行われ
る時間を表している。なお、図４および図５において、
仮想線は、それぞれ従来の制御方法による制御目標車速
の変化および加速度の変化を示している。
けるテーブル車速に対する制御目標車速の変化を示すも
のであり、図５は、事前加速および事後加速における加
速度の変化を示すものである。そして、これらの図中の
符号ＡからＢが事前加速領域、符号ＣからＤが事後加速
領域を示している。また、符号ＢからＣが変速が行われ
る時間を表している。なお、図４および図５において、
仮想線は、それぞれ従来の制御方法による制御目標車速
の変化および加速度の変化を示している。
【００２１】まず、事前加速においては、変速中の実車
速の落ち込みを軽減するため、変速中に増加するべき速
度の半分を、変速開始時点のテーブル車速に加えたもの
が変速開始時の制御目標車速になるように、制御目標車
速を作成し、これに沿ってエンジン１の速度制御を行う
のである。すなわち、 制御目標車速＝テーブル車速＋ １／２ ×ｄＳ×〔１−ｃｏｓ｛Ｔ−（Ｇ−Ｌ1 ）／Ｌ1 ｝π〕……（１） 上記式（１）において、ｄＳは変速中の速度落込量、Ｔ
は時刻、Ｇは次回変速開始時点、Ｌ1 は事前加速の時間
（長さ）である。
速の落ち込みを軽減するため、変速中に増加するべき速
度の半分を、変速開始時点のテーブル車速に加えたもの
が変速開始時の制御目標車速になるように、制御目標車
速を作成し、これに沿ってエンジン１の速度制御を行う
のである。すなわち、 制御目標車速＝テーブル車速＋ １／２ ×ｄＳ×〔１−ｃｏｓ｛Ｔ−（Ｇ−Ｌ1 ）／Ｌ1 ｝π〕……（１） 上記式（１）において、ｄＳは変速中の速度落込量、Ｔ
は時刻、Ｇは次回変速開始時点、Ｌ1 は事前加速の時間
（長さ）である。
【００２２】より具体的には、事前加速開始時Ａに加速
度の急激な変化を避けるため、事前加速中のテーブル車
速に基づいて得られる目標加速度への加速度増加分は、
図５において符号１４で示すように、事前加速開始時点
Ａおよび事前加速終了時点Ｂをゼロとなるように、加速
度をｓｉｎ関数に基づいて変化させるのである。
度の急激な変化を避けるため、事前加速中のテーブル車
速に基づいて得られる目標加速度への加速度増加分は、
図５において符号１４で示すように、事前加速開始時点
Ａおよび事前加速終了時点Ｂをゼロとなるように、加速
度をｓｉｎ関数に基づいて変化させるのである。
【００２３】これにより、事前加速中は、図５におい
て、符号１４で示すように、加速度がｓｉｎ関数的に変
化し、事前加速開始時点Ａおよび事前加速終了時点Ｂの
いずれにおいてもゼロとなる。
て、符号１４で示すように、加速度がｓｉｎ関数的に変
化し、事前加速開始時点Ａおよび事前加速終了時点Ｂの
いずれにおいてもゼロとなる。
【００２４】そして、変速終了時には、実車速がテーブ
ル車速より低くなり、その速度偏差を無くそうとしてス
ロットル開度を急激に大きくすると、排ガス量に悪影響
が及ぼされる。そこで、この対策として、事後加速にお
いては、制御目標速度を、変速中の実車速の落ち込みを
軽減するため、変速開始時点のテーブル車速に加えたも
のが変速終了時の制御目標車速になるように、制御目標
車速を作成し、これに沿ってエンジン１の速度制御を行
うのである。すなわち、制御目標車速＝テーブル車速＋ １／２ ×ｄｚ×〔１＋ｃｏｓ｛Ｔ−（Ｇ＋ｄＧ）／Ｌ｝π〕……（２） 上記式（１）において、ｄｚは変速終了時の実車速と制
御目標車速の実測としての差または変速中の速度の落ち
込みを予測した予測された車速と制御目標車速との差、
ｄＧは変速に要した時間である。
ル車速より低くなり、その速度偏差を無くそうとしてス
ロットル開度を急激に大きくすると、排ガス量に悪影響
が及ぼされる。そこで、この対策として、事後加速にお
いては、制御目標速度を、変速中の実車速の落ち込みを
軽減するため、変速開始時点のテーブル車速に加えたも
のが変速終了時の制御目標車速になるように、制御目標
車速を作成し、これに沿ってエンジン１の速度制御を行
うのである。すなわち、制御目標車速＝テーブル車速＋ １／２ ×ｄｚ×〔１＋ｃｏｓ｛Ｔ−（Ｇ＋ｄＧ）／Ｌ｝π〕……（２） 上記式（１）において、ｄｚは変速終了時の実車速と制
御目標車速の実測としての差または変速中の速度の落ち
込みを予測した予測された車速と制御目標車速との差、
ｄＧは変速に要した時間である。
【００２５】これにより、事後加速中は、図５におい
て、符号１５で示すように、加速度がｓｉｎ関数的に変
化し、事後加速開始時点Ｃおよび事後加速終了時点Ｄの
いずれにおいてもゼロとなる。
て、符号１５で示すように、加速度がｓｉｎ関数的に変
化し、事後加速開始時点Ｃおよび事後加速終了時点Ｄの
いずれにおいてもゼロとなる。
【００２６】より具体的には、変速終了時点Ｃにおいて
加速度の急激な変化を避けるため、事後加速中のテーブ
ル車速に基づいて得られる目標加速度への加速度増加分
は、図５において符号１５で示すように、事後加速開始
時点Ｃおよび事後加速終了時点Ｄをゼロとなるように、
加速度をｓｉｎ関数に基づいて変化させるのである。
加速度の急激な変化を避けるため、事後加速中のテーブ
ル車速に基づいて得られる目標加速度への加速度増加分
は、図５において符号１５で示すように、事後加速開始
時点Ｃおよび事後加速終了時点Ｄをゼロとなるように、
加速度をｓｉｎ関数に基づいて変化させるのである。
【００２７】なお、上記事前加速時間および事後加速時
間は、予め、速度制御ファイルで定義されており、可変
となっている。
間は、予め、速度制御ファイルで定義されており、可変
となっている。
【００２８】また、上述の実施の形態においては、事前
加速における加速度をｓｉｎ関数的に変化させることに
より、事前加速開始時点Ａおよび事前加速終了時点Ｂの
加速度をゼロとなるようにするとともに、事後加速にお
ける加速度をｓｉｎ関数的に変化させることにより、事
後加速開始時点Ｃおよび事後加速終了時点Ｄの加速度を
ゼロとなるようにしているが、これに代えて、前記加速
度を二次以上の偶数次関数に基づいて変化させるように
してもよく、この場合における事前加速時および事後加
速時の制御目標車速は、それぞれ下記（３），（４）式
で与えられる。
加速における加速度をｓｉｎ関数的に変化させることに
より、事前加速開始時点Ａおよび事前加速終了時点Ｂの
加速度をゼロとなるようにするとともに、事後加速にお
ける加速度をｓｉｎ関数的に変化させることにより、事
後加速開始時点Ｃおよび事後加速終了時点Ｄの加速度を
ゼロとなるようにしているが、これに代えて、前記加速
度を二次以上の偶数次関数に基づいて変化させるように
してもよく、この場合における事前加速時および事後加
速時の制御目標車速は、それぞれ下記（３），（４）式
で与えられる。
【００２９】すなわち、事前加速時の制御目標車速は、
制御目標車速＝テーブル車速−
ｄＳ／４ｍ×〔｛（Ｔ’−Ｌ’）／Ｌ’｝2m+1＋１−（２ｍ＋１）Ｔ’／Ｌ’〕
……（３）
ここで、Ｔ’＝Ｔ−（Ｇ−Ｌ）、Ｌ’＝Ｌ／２Ｌであ
り、ｍは１，２，３である。
り、ｍは１，２，３である。
【００３０】そして、事後加速時の制御目標車速は、
制御目標車速＝テーブル車速＋
ｄＺ／４ｍ×〔｛（Ｔ”−Ｌ’）／Ｌ’｝2m+1＋４ｍ＋１−（２ｍ＋１）Ｔ”／
Ｌ’〕 ……（４）
ここで、Ｔ”＝Ｔ−（Ｇ＋ｄＧ）である。
【００３１】図６（Ａ），（Ｂ）は、上記実施の形態の
ように、加速度をｓｉｎ関数的または二次以上の偶数次
関数的に変化させたときの加速度の変化、および、速度
の変化を示すもので、符号１６はｓｉｎ関数、１７は二
次関数、１８は４次関数をそれぞれ示している。
ように、加速度をｓｉｎ関数的または二次以上の偶数次
関数的に変化させたときの加速度の変化、および、速度
の変化を示すもので、符号１６はｓｉｎ関数、１７は二
次関数、１８は４次関数をそれぞれ示している。
【００３２】上述のように、この発明のエンジン自動運
転装置およびその制御方法においては、変速予定時点の
前に行われる事前加速中のテーブル速度に基づいて得ら
れる目標加速度への加速度増加分を、事前加速開始時点
および事前加速終了時点をゼロとなるように、加速度を
ｓｉｎ関数または二次以上の偶数次関数に基づいて変化
させる一方、変速終了後に行われる事後加速中のテーブ
ル速度に基づいて得られる目標加速度への加速度増加分
を、事後加速開始時点および事後加速終了時点をゼロと
なるように、加速度をｓｉｎ関数または二次以上の偶数
次関数に基づいて変化させるようにしているので、発進
や変速時においてスロットルを急激に操作する必要がな
く、排気ガスへの悪影響を防止することができ、しか
も、実車速の本来の走行目標車速に対する偏差が可及的
に小さくなるので、所定の走行パターンに沿ったスムー
ズな運転が行え、したがって、人間の運転による実車走
行シミュレート運転における走行性能試験の結果と同様
の結果が得られる。
転装置およびその制御方法においては、変速予定時点の
前に行われる事前加速中のテーブル速度に基づいて得ら
れる目標加速度への加速度増加分を、事前加速開始時点
および事前加速終了時点をゼロとなるように、加速度を
ｓｉｎ関数または二次以上の偶数次関数に基づいて変化
させる一方、変速終了後に行われる事後加速中のテーブ
ル速度に基づいて得られる目標加速度への加速度増加分
を、事後加速開始時点および事後加速終了時点をゼロと
なるように、加速度をｓｉｎ関数または二次以上の偶数
次関数に基づいて変化させるようにしているので、発進
や変速時においてスロットルを急激に操作する必要がな
く、排気ガスへの悪影響を防止することができ、しか
も、実車速の本来の走行目標車速に対する偏差が可及的
に小さくなるので、所定の走行パターンに沿ったスムー
ズな運転が行え、したがって、人間の運転による実車走
行シミュレート運転における走行性能試験の結果と同様
の結果が得られる。
【００３３】なお、上記制御方法において、変速直後の
車速として予測値を用いているが、実測値ヲ用いてもよ
い。
車速として予測値を用いているが、実測値ヲ用いてもよ
い。
【００３４】上記エンジン自動運転装置およびその制御
方法の考え方は、車両自動運転装置およびその制御方法
にも同様に適用することができる。以下、図７〜図９を
参照しながら、この発明の車両自動運転装置およびその
制御方法を説明する。
方法の考え方は、車両自動運転装置およびその制御方法
にも同様に適用することができる。以下、図７〜図９を
参照しながら、この発明の車両自動運転装置およびその
制御方法を説明する。
【００３５】図７〜図９は、この発明の車両自動運転装
置の構成の一例を概略的に示す図である。これらの図に
おいて、２１は走行性能試験に供される自動車で、その
駆動輪２２をシャシダイナモメータ２３のローラ２４上
に当接載置した状態で配置されている。
置の構成の一例を概略的に示す図である。これらの図に
おいて、２１は走行性能試験に供される自動車で、その
駆動輪２２をシャシダイナモメータ２３のローラ２４上
に当接載置した状態で配置されている。
【００３６】２５は前記自動車２１の運転席２６に人間
が座るときと同じようにして座席シートに適宜の手段で
固定されるメカユニット（運転ロボットともいう）で、
このメカユニット２５には、図８および図９に示すよう
に、アクセルペダル２７、ブレーキペダル２８、クラッ
チペダル２９をそれぞれ踏込み操作するためのペダル用
アクチュエータ３０〜３２、シフトレバー３３の頭部を
把持して切換え操作するためのシフトレバー用アクチュ
エータ３４とが設けられているとともに、図示してない
が、ペダル用アクチュエータ３０〜３２をそれぞれ個別
に駆動するＤＣサーボモータ、シフトレバー用アクチュ
エータ３４をＸ軸、Ｙ軸方向にそれぞれ個別に駆動する
ＤＣサーボモータ、これらのモータ（この場合、合計５
個）にそれぞれ付随する伝達機構などが設けてある。ま
た、各ペダル用アクチュエータ３０〜３２には、近接ス
イッチおよび位置検出のためのエンコーダが設けられて
いる。なお、図８において、３５はハンドルである。
が座るときと同じようにして座席シートに適宜の手段で
固定されるメカユニット（運転ロボットともいう）で、
このメカユニット２５には、図８および図９に示すよう
に、アクセルペダル２７、ブレーキペダル２８、クラッ
チペダル２９をそれぞれ踏込み操作するためのペダル用
アクチュエータ３０〜３２、シフトレバー３３の頭部を
把持して切換え操作するためのシフトレバー用アクチュ
エータ３４とが設けられているとともに、図示してない
が、ペダル用アクチュエータ３０〜３２をそれぞれ個別
に駆動するＤＣサーボモータ、シフトレバー用アクチュ
エータ３４をＸ軸、Ｙ軸方向にそれぞれ個別に駆動する
ＤＣサーボモータ、これらのモータ（この場合、合計５
個）にそれぞれ付随する伝達機構などが設けてある。ま
た、各ペダル用アクチュエータ３０〜３２には、近接ス
イッチおよび位置検出のためのエンコーダが設けられて
いる。なお、図８において、３５はハンドルである。
【００３７】３６は車両自動運転装置、スアシダイナモ
メータ２３およびメカユニット２５を制御する制御部
で、コントロールユニット３７、ドライバユニット３８
および電源部３９からなる。この実施の形態において
は、制御部３６からの指令によってメカユニット２５を
動作させ、後述する事前加速および事後加速を行う。４
０はパソコンで、種々の入力を行うことができるととも
に、その表示部に、車速、エンジン回転数、車両デー
タ、速度テーブル、シフトパターンなどを表示する。
メータ２３およびメカユニット２５を制御する制御部
で、コントロールユニット３７、ドライバユニット３８
および電源部３９からなる。この実施の形態において
は、制御部３６からの指令によってメカユニット２５を
動作させ、後述する事前加速および事後加速を行う。４
０はパソコンで、種々の入力を行うことができるととも
に、その表示部に、車速、エンジン回転数、車両デー
タ、速度テーブル、シフトパターンなどを表示する。
【００３８】上記構成の車両自動運転装置によって自動
車２１の走行性能試験を行うに先立って、位置学習と学
習運転を行い、車両自動運転装置に必要な事項を学習
（記憶）させる。
車２１の走行性能試験を行うに先立って、位置学習と学
習運転を行い、車両自動運転装置に必要な事項を学習
（記憶）させる。
【００３９】まず、位置学習によってペダル用アクチュ
エータ３０〜３２がそして、アクセルペダル２７、ブレ
ーキペダル２８、クラッチペダル２９に触れ始める踏み
込み開始位置と、アクセルペダル２７およびクラッチペ
ダル２９を最大に踏み込む最大踏み込み位置を学習す
る。そして、シフトレバー用アクチュエータ３４をＸ
軸、Ｙ軸方向に操作し、各変速位置を車両データに設定
したシフトパターンにしたがって自動学習する。
エータ３０〜３２がそして、アクセルペダル２７、ブレ
ーキペダル２８、クラッチペダル２９に触れ始める踏み
込み開始位置と、アクセルペダル２７およびクラッチペ
ダル２９を最大に踏み込む最大踏み込み位置を学習す
る。そして、シフトレバー用アクチュエータ３４をＸ
軸、Ｙ軸方向に操作し、各変速位置を車両データに設定
したシフトパターンにしたがって自動学習する。
【００４０】前記位置学習が終了すると、学習運転に移
行し、ブレーキペダル２８の最大踏み込み量およびクラ
ッチオフ状態におけるアクセルペダル２７の踏み込み量
とエンジン回転数との関係を学習する。そして、クラッ
チペダル２９においては、クラッチの接続関係位置を学
習した後、走行性能マップを求めるため、アクセルペダ
ル２７を一定量踏み込んだときに発生する速度と加速度
との関係を各変速位置ごとに数カ所のアクセル踏み込み
量にて求める。また、各変速位置に変速する際、変速に
要する時間（変速時間）とこの変速時間内における自動
車２１の速度の落ち込み量とを測定し、これらの関係を
各ギヤチェンジ毎に車両自動運転装置に記憶させる。さ
らに、変速後に、車速とそのときのエンジン回転数を読
み取り、各変速位置でのギア比を求める。
行し、ブレーキペダル２８の最大踏み込み量およびクラ
ッチオフ状態におけるアクセルペダル２７の踏み込み量
とエンジン回転数との関係を学習する。そして、クラッ
チペダル２９においては、クラッチの接続関係位置を学
習した後、走行性能マップを求めるため、アクセルペダ
ル２７を一定量踏み込んだときに発生する速度と加速度
との関係を各変速位置ごとに数カ所のアクセル踏み込み
量にて求める。また、各変速位置に変速する際、変速に
要する時間（変速時間）とこの変速時間内における自動
車２１の速度の落ち込み量とを測定し、これらの関係を
各ギヤチェンジ毎に車両自動運転装置に記憶させる。さ
らに、変速後に、車速とそのときのエンジン回転数を読
み取り、各変速位置でのギア比を求める。
【００４１】そして、前記図２から理解されるように、
変速を行うと実車速が落ち込む。そこで、上記車両自動
運転装置およびその制御方法においても、図３に示した
エンジン自動運転装置およびその制御方法による変速前
後における速度制御手順と同様にして、実車速をテーブ
ル車速に可及的に追従できるようにするのである。この
場合、変速直後の速度を実車速とする。
変速を行うと実車速が落ち込む。そこで、上記車両自動
運転装置およびその制御方法においても、図３に示した
エンジン自動運転装置およびその制御方法による変速前
後における速度制御手順と同様にして、実車速をテーブ
ル車速に可及的に追従できるようにするのである。この
場合、変速直後の速度を実車速とする。
【００４２】この車両自動運転装置およびその制御方法
においても、前記エンジン自動運転装置およびその制御
方法における場合と同様の効果を奏する。
においても、前記エンジン自動運転装置およびその制御
方法における場合と同様の効果を奏する。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、発進や変速時においてアクセルペダルやブレーキペ
ダルを急激に操作する必要がなく、排ガスに悪影響が及
ぼされることがないとともに、実車速の本来の走行目標
車速に対する偏差が可及的に小さくなるので、所定の走
行パターンに沿ったスムーズな運転が行え、したがっ
て、人間の運転による実車走行シミュレート運転におけ
る走行性能試験の結果と同様の結果が得られる。
ば、発進や変速時においてアクセルペダルやブレーキペ
ダルを急激に操作する必要がなく、排ガスに悪影響が及
ぼされることがないとともに、実車速の本来の走行目標
車速に対する偏差が可及的に小さくなるので、所定の走
行パターンに沿ったスムーズな運転が行え、したがっ
て、人間の運転による実車走行シミュレート運転におけ
る走行性能試験の結果と同様の結果が得られる。
【図１】この発明のエンジン自動運転装置の全体構成の
一例を概略的に示す図である。
一例を概略的に示す図である。
【図２】変速時における速度落込量を説明するための図
である。
である。
【図３】前記エンジン自動運転装置の制御方法による変
速前後における速度制御手順の一例を示す図である。
速前後における速度制御手順の一例を示す図である。
【図４】前記制御方法による事前加速および事後加速に
おけるテーブル車速に対する制御目標車速の変化を説明
するための図である。
おけるテーブル車速に対する制御目標車速の変化を説明
するための図である。
【図５】前記制御方法による事前加速および事後加速に
おける加速度の変化を説明するための図である。
おける加速度の変化を説明するための図である。
【図６】（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ、本来の走行目標
速度に対してギアチェンジ時の速度補正を行ったときの
加速度の変化および速度の変化を表す図である。
速度に対してギアチェンジ時の速度補正を行ったときの
加速度の変化および速度の変化を表す図である。
【図７】この発明の車両自動運転装置の構成の一例を概
略的に示す図である。
略的に示す図である。
【図８】前記車両自動運転装置のメカユニットの構成を
概略的に示す側面図である。
概略的に示す側面図である。
【図９】前記メカユニットの構成を概略的に示す平面図
である。
である。
【図１０】従来技術を説明するための図である。
１…エンジン、２１…自動車、Ａ…事前加速開始時点、
Ｂ…変速開始時点（事前加速終了時点）、Ｃ…変速終了
時点（事後加速開始時点）、Ｄ…事後加速終了時点。
Ｂ…変速開始時点（事前加速終了時点）、Ｃ…変速終了
時点（事後加速開始時点）、Ｄ…事後加速終了時点。
Claims (4)
- 【請求項１】 エンジンを走行パターンにしたがって自
動運転するエンジン自動運転装置において、変速予定時
点の前に行われる事前加速中のテーブル速度に基づいて
得られる目標加速度への加速度増加分を、事前加速開始
時点および事前加速終了時点をゼロとなるように、加速
度を時間との関係でｓｉｎ関数または二次以上の偶数次
関数に基づいて変化させる一方、変速終了後に行われる
事後加速中のテーブル速度に基づいて得られる目標加速
度への加速度増加分を、事後加速開始時点および事後加
速終了時点をゼロとなるように、加速度を時間との関係
でｓｉｎ関数または二次以上の偶数次関数に基づいて変
化させるようにしたことを特徴とするエンジン自動運転
装置。 - 【請求項２】 エンジンを走行パターンにしたがって自
動運転するエンジン自動運転装置の制御方法において、
変速予定時点の前に行われる事前加速中のテーブル速度
に基づいて得られる目標加速度への加速度増加分を、事
前加速開始時点および事前加速終了時点をゼロとなるよ
うに、加速度を時間との関係でｓｉｎ関数または二次以
上の偶数次関数に基づいて変化させる一方、変速終了後
に行われる事後加速中のテーブル速度に基づいて得られ
る目標加速度への加速度増加分を、事後加速開始時点お
よび事後加速終了時点をゼロとなるように、加速度を時
間との関係でｓｉｎ関数または二次以上の偶数次関数に
基づいて変化させるようにしたことを特徴とするエンジ
ン自動運転装置の制御方法。 - 【請求項３】 車両を走行パターンにしたがって自動運
転する車両自動運転装置において、変速予定時点の前に
行われる事前加速中のテーブル速度に基づいて得られる
目標加速度への加速度増加分を、事前加速開始時点およ
び事前加速終了時点をゼロとなるように、加速度を時間
との関係でｓｉｎ関数または二次以上の偶数次関数に基
づいて変化させる一方、変速終了後に行われる事後加速
中のテーブル速度に基づいて得られる目標加速度への加
速度増加分を、事後加速開始時点および事後加速終了時
点をゼロとなるように、加速度を時間との関係でｓｉｎ
関数または二次以上の偶数次関数に基づいて変化させる
ようにしたことを特徴とする車両自動運転装置。 - 【請求項４】 車両を走行パターンにしたがって自動運
転する車両自動運転装置の制御方法において、変速予定
時点の前に行われる事前加速中のテーブル速度に基づい
て得られる目標加速度への加速度増加分を、事前加速開
始時点および事前加速終了時点をゼロとなるように、加
速度を時間との関係でｓｉｎ関数または二次以上の偶数
次関数に基づいて変化させる一方、変速終了後に行われ
る事後加速中のテーブル速度に基づいて得られる目標加
速度への加速度増加分を、事後加速開始時点および事後
加速終了時点をゼロとなるように、加速度を時間との関
係でｓｉｎ関数または二次以上の偶数次関数に基づいて
変化させるようにしたことを特徴とする車両自動運転装
置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001314822A JP3742577B2 (ja) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | エンジン自動運転装置およびその制御方法並びに車両自動運転装置およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001314822A JP3742577B2 (ja) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | エンジン自動運転装置およびその制御方法並びに車両自動運転装置およびその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003121309A true JP2003121309A (ja) | 2003-04-23 |
| JP3742577B2 JP3742577B2 (ja) | 2006-02-08 |
Family
ID=19133076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001314822A Expired - Fee Related JP3742577B2 (ja) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | エンジン自動運転装置およびその制御方法並びに車両自動運転装置およびその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3742577B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007120387A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | A & D Co Ltd | 車両走行制御システム |
| US9223748B2 (en) | 2011-12-26 | 2015-12-29 | Horiba, Ltd. | Speed control apparatus and program for speed control apparatus; and automatic vehicle driving apparatus, engine dynamo control apparatus, and control programs used for respective apparatuses |
| JP2017053768A (ja) * | 2015-09-10 | 2017-03-16 | 株式会社明電舎 | 車両速度制御装置 |
-
2001
- 2001-10-12 JP JP2001314822A patent/JP3742577B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007120387A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | A & D Co Ltd | 車両走行制御システム |
| JP4606994B2 (ja) * | 2005-10-27 | 2011-01-05 | 株式会社エー・アンド・デイ | 車両走行制御システム |
| US9223748B2 (en) | 2011-12-26 | 2015-12-29 | Horiba, Ltd. | Speed control apparatus and program for speed control apparatus; and automatic vehicle driving apparatus, engine dynamo control apparatus, and control programs used for respective apparatuses |
| JP2017053768A (ja) * | 2015-09-10 | 2017-03-16 | 株式会社明電舎 | 車両速度制御装置 |
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| JP3742577B2 (ja) | 2006-02-08 |
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