JP2007163306A - Automatic drive controller in vehicle tester - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両やエンジンの動的な運転性能試験を行う車両試験器(シャシダイナモメータやエンジンベンチ試験器等)において、運転状態を所定の試験パターンに一致させるための自動運転制御装置に係る。 The present invention relates to an automatic driving control device for matching a driving state with a predetermined test pattern in a vehicle tester (such as a chassis dynamometer or an engine bench tester) that performs a dynamic driving performance test of a vehicle or an engine. .
従来より、例えば下記の特許文献1及び特許文献2に開示されているように、車両の走行性能試験やエンジンの運転試験を実施するためにシャシダイナモメータやエンジンベンチ試験器等の車両試験器によるシミュレート運転が行われている。このシミュレート運転では、油圧や空気圧やモータ等によって複数のアクチュエータを個々に駆動し、アクセルペダルや変速機等の操作を行うことにより燃料消費率や排気エミッション性能等の試験が行われる。
Conventionally, as disclosed in, for example,
ところで、上記シミュレート運転においては、予め設定された運転パターン(試験パターン)に追従するように車両の走行またはエンジンの運転を行わせる必要がある。そのためのアクセルペダル開度の制御方式として以下に述べる制御ロジックが採用されている。 By the way, in the simulated operation, it is necessary to drive the vehicle or the engine so as to follow a preset driving pattern (test pattern). For this purpose, the control logic described below is adopted as a method for controlling the accelerator pedal opening.
図5は、車両の走行速度(以下、単に車速という)を所定の運転パターン(車速変化パターン)に追従させるためのアクセルペダル開度を決定する制御ブロックを示している。この図5に示すように、この制御ブロックには、フィードフォワード系Aと、このフィードフォワード系Aで得られたアクセルペダル開度(基本アクセルペダル開度θa)の誤差分を補償するためのフィードバック系Bとが備えられている。 FIG. 5 shows a control block for determining the accelerator pedal opening for causing the traveling speed of the vehicle (hereinafter simply referred to as the vehicle speed) to follow a predetermined driving pattern (vehicle speed change pattern). As shown in FIG. 5, the control block includes feedback for compensating for errors in the feedforward system A and the accelerator pedal opening (basic accelerator pedal opening θa) obtained in the feedforward system A. System B is provided.
先ず、フィードフォワード系Aでは、微分器a、車両慣性モーメント乗算部b、タイヤ半径乗算部h、ロード抵抗演算部c、ギア比乗算部d、NTマップeにより基本アクセルペダル開度θaが演算される。具体的に、上記微分器aには、運転パターンに応じて目標車速Vtrgの情報が入力され、この目標車速Vtrgが微分されることで目標加速度Atrgが算出される。それに対し、車両重量等の慣性モーメントに応じた伝達関数を車両慣性モーメント乗算部bにおいて乗算し、これによって目標駆動力Ftrgが算出される。また、この目標駆動力Ftrgに対してタイヤ半径乗算部hでタイヤ半径を乗算すると共に、車速が高くなることに伴って上昇する抵抗(R/L:ロード抵抗や空気抵抗等)とタイヤ半径(タイヤ有効径)とを乗算した値(ロード抵抗演算部cで算出された値)を乗算し、試験条件となっているギア比(変速機やデファレンシャルギア等におけるギア比)をギア比乗算部dにおいて更に乗算することで目標トルクTtrgが算出される。そして、上述の如く算出された目標トルクTtrg、現在の実エンジン回転数がNTマップeに入力され、このNTマップeから、上記目標トルクTtrgを得るためのアクセルペダル開度θaが求められる。このようにして基本アクセルペダル開度θaが演算される。 First, in the feedforward system A, the basic accelerator pedal opening θa is calculated by a differentiator a, a vehicle inertia moment multiplying unit b, a tire radius multiplying unit h, a road resistance calculating unit c, a gear ratio multiplying unit d, and an NT map e. The Specifically, information on the target vehicle speed Vtrg is input to the differentiator a in accordance with the driving pattern, and the target acceleration Atrg is calculated by differentiating the target vehicle speed Vtrg. On the other hand, the vehicle inertia moment multiplication unit b multiplies a transfer function according to the inertia moment such as the vehicle weight, thereby calculating the target driving force Ftrg. Further, the tire radius multiplication unit h multiplies the target driving force Ftrg by the tire radius, and the resistance (R / L: road resistance, air resistance, etc.) that increases as the vehicle speed increases and the tire radius ( The value obtained by multiplying the tire effective diameter) (the value calculated by the road resistance calculation unit c) is multiplied, and the gear ratio (gear ratio in a transmission, a differential gear, or the like) as a test condition is multiplied by the gear ratio multiplication unit d. The target torque Ttrg is calculated by further multiplying at. Then, the target torque Ttrg calculated as described above and the current actual engine speed are input to the NT map e, and the accelerator pedal opening θa for obtaining the target torque Ttrg is obtained from the NT map e. In this way, the basic accelerator pedal opening degree θa is calculated.
一方、フィードバック系Bは、PID制御部fを備えており、上記基本アクセルペダル開度θaに対する補正値θbが演算される。このフィードバック系Bでの演算としては、先ず、運転パターンに応じて入力された目標車速Vtrgとセンシングまたは演算(エンジン回転数やギア比等から算出)された実車速(フィードバック車速)Vrとの偏差ΔVが算出され、この偏差ΔVをPID制御部fにおいてPID(比例・積分・微分)制御することで、上記偏差ΔVに応じたアクセルペダル開度補正値θbが求められる。つまり、実車速Vrを目標車速Vtrgに近付けるためのアクセルペダル開度補正値θbが求められる。 On the other hand, the feedback system B includes a PID control unit f, and a correction value θb for the basic accelerator pedal opening θa is calculated. As the calculation in the feedback system B, first, the deviation between the target vehicle speed Vtrg input according to the driving pattern and the actual vehicle speed (feedback vehicle speed) Vr sensed or calculated (calculated from the engine speed, gear ratio, etc.). ΔV is calculated, and the deviation ΔV is subjected to PID (proportional / integral / derivative) control by the PID control unit f, whereby the accelerator pedal opening correction value θb corresponding to the deviation ΔV is obtained. That is, the accelerator pedal opening correction value θb for bringing the actual vehicle speed Vr close to the target vehicle speed Vtrg is obtained.
以上のようにしてそれぞれ求められた基本アクセルペダル開度θaとアクセルペダル開度補正値θbとを加算することによりアクセルペダル開度θが決定され、その信号がペダルアクチュエータgに入力されることにより、アクセルペダルが上記アクセルペダル開度θに操作されて実車速Vrを目標車速Vtrgに近付けることができるようになっている。
しかしながら、上述した従来のアクセルペダル開度の制御方式にあっては、フィードフォワード系Aにおいて所定時間(例えば1sec)毎に微分器aに入力される目標車速Vtrgがリアルタイムで近似微分処理が行われて目標加速度Atrgが算出されるようになっているため、以下に述べる不具合があった。 However, in the conventional control method of the accelerator pedal opening described above, the target vehicle speed Vtrg input to the differentiator a every predetermined time (for example, 1 sec) in the feedforward system A is subjected to approximate differentiation processing in real time. Since the target acceleration Atrg is calculated, there are the following problems.
つまり、所定時間間隔で算出された目標加速度Atrgに基づいて上記各種演算処理が行われてアクセルペダル開度θが算出され、この所定時間間隔でアクセルペダルが操作されるために、連続した円滑なアクセルペダル操作を行うことができない。つまり、実際の人間によるアクセルペダル操作とは異なった操作が行われてしまうことになる。 That is, the above-described various arithmetic processes are performed based on the target acceleration Atrg calculated at a predetermined time interval to calculate the accelerator pedal opening θ, and the accelerator pedal is operated at the predetermined time interval. The accelerator pedal cannot be operated. That is, an operation different from an actual accelerator pedal operation by a human is performed.
この不具合を解消するために、1次遅れ系微分器の伝達関数[Ts/(Ts+1)]による「なまし処理」が行われ、上記所定時間間隔で制御されるアクセルペダル操作量の平滑化が行われている。ところが、このように1次遅れ系微分器による「なまし処理」が行われる場合、目標車速Vtrgに対してフィードフォワード系Aで得られるアクセルペダル操作(演算されたアクセルペダル開度θを得るためのアクセルペダルの操作)に遅れが発生してしまう。 In order to solve this problem, the “smoothing process” is performed by the transfer function [Ts / (Ts + 1)] of the first-order delay system differentiator, and the accelerator pedal operation amount controlled at the predetermined time interval is smoothed. Has been done. However, when the “smoothing process” by the first-order lag differentiator is performed as described above, the accelerator pedal operation (in order to obtain the calculated accelerator pedal opening θ) obtained in the feedforward system A with respect to the target vehicle speed Vtrg. Accelerator pedal operation) will be delayed.
特に、目標車速Vtrgの信号がアナログデータである場合には、車速信号中に存在している小さなノイズ信号が微分後の加速度信号に大きな影響を与えることになってしまう。つまり、このノイズ信号の影響で瞬間的に加速度が低くなっている時点で加速度演算が行われてしまうと、実際に要求される加速度(要求される目標加速度Atrg)に対応したアクセルペダル開度を算出することができなくなる。このため、目標車速Vtrgの信号がアナログデータであるものでは、この信号の処理に際してはローパスフィルタによってノイズの影響を抑えた処理が行われているが、このフィルタ処理のために、更にアクセルペダル操作に遅れが発生してしまうことになる。 In particular, when the signal of the target vehicle speed Vtrg is analog data, a small noise signal present in the vehicle speed signal greatly affects the differentiated acceleration signal. In other words, if acceleration calculation is performed when the acceleration is momentarily reduced due to the noise signal, the accelerator pedal opening corresponding to the actually required acceleration (required target acceleration Atrg) is set. It becomes impossible to calculate. For this reason, when the signal of the target vehicle speed Vtrg is analog data, processing of this signal is performed with a low-pass filter to suppress the influence of noise. For this filter processing, further accelerator pedal operation is performed. Will be delayed.
以上のようにアクセルペダル操作に遅れが発生する状況では、この遅れに伴ってPID制御の積分項(I項)が著しく大きくなってしまい、演算されるアクセルペダル開度の操作量(フィードバック制御により補正されたアクセルペダル開度の操作量)としては必要操作量よりも大きくなってしまって無駄なフィードバック補正が行われ、その結果、アクセルペダルの踏み返し動作(現実の人間のアクセルペダル操作に比較して無駄な操作)が頻繁に生じてしまって実車速を目標車速に収束させることが困難になってしまう。 As described above, in the situation where a delay occurs in the accelerator pedal operation, the integral term (I term) of the PID control becomes remarkably large with this delay, and the calculated operation amount of the accelerator pedal opening (by feedback control) The corrected operation amount of the accelerator pedal opening) is larger than the required operation amount, and unnecessary feedback correction is performed. As a result, the accelerator pedal is turned back (compared to actual human accelerator pedal operation) Therefore, useless operations) frequently occur, and it becomes difficult to converge the actual vehicle speed to the target vehicle speed.
尚、上述した不具合は、アクセルペダルを操作して車速を所定の運転パターンに追従させる場合に限らず、スロットルバルブを操作して車速を所定の運転パターンに追従させる場合においても同様に生じる。また、アクセルペダルまたはスロットルバルブを操作してエンジン回転数を所定の運転パターンに追従させる場合においても同様に、エンジン回転数を回転数変化パターンに高精度で追従させることは困難である。 Note that the above-described problem occurs not only when the accelerator pedal is operated to cause the vehicle speed to follow a predetermined driving pattern, but also when the throttle valve is operated to cause the vehicle speed to follow the predetermined driving pattern. Similarly, when the engine speed is made to follow a predetermined operation pattern by operating the accelerator pedal or the throttle valve, it is difficult to make the engine speed follow the speed change pattern with high accuracy.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、実車速を車速変化パターンに高精度で追従させたり、または、実エンジン回転数をエンジン回転数変化パターンに高精度で追従させたりすることが可能であって、現実の人間のアクセルペダル操作に近似した操作でアクセルペダル開度(スロットルバルブの開度を直接的に操作する試験器にあっては、現実の人間のアクセルペダル操作に連動するスロットルバルブ開度)を変更することが可能な車両試験器における自動運転制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such points, and the object of the present invention is to make the actual vehicle speed follow the vehicle speed change pattern with high accuracy or to increase the actual engine speed to the engine speed change pattern. It is possible to follow with accuracy, and the accelerator pedal opening (in a tester that directly controls the opening of the throttle valve by an operation approximate to the actual human accelerator pedal operation) It is an object of the present invention to provide an automatic operation control device in a vehicle tester capable of changing a throttle valve opening degree (linked with a human accelerator pedal operation).
−発明の概要−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、スロットル開度を自動制御するための自動運転制御装置に対し、フィードフォワード系で扱う情報を、速度信号(車速やエンジン回転数)を微分処理することにより得られる加速度信号ではなく、予め記憶された加速度情報とし、これによって従来の微分処理に伴うスロットル操作の遅れを解消するようにしている。
-Summary of invention-
The solution of the present invention taken to achieve the above-mentioned object is that the information handled in the feedforward system is transmitted to the automatic operation control device for automatically controlling the throttle opening, the speed signal (vehicle speed and engine speed). ) Is not acceleration signals obtained by differential processing but acceleration information stored in advance, so that the delay in throttle operation associated with conventional differential processing is eliminated.
−解決手段−
先ず、車速が所定の運転パターンに追従するようにスロットル開度を制御するための解決手段として以下の構成が挙げられる。フィードフォワード制御により「フィードフォワード制御値」を求めるフィードフォワード系と、目標車速と実車速との偏差に基づき実車速を目標車速に近付けるための「フィードバック補正値」を求めるフィードバック系とを備え、車両またはエンジンのシミュレート運転を行うに際し、上記フィードフォワード系により求められた「フィードフォワード制御値」に対して上記フィードバック系により求められた「フィードバック補正値」を加算した値に基づいて「スロットル開度」を決定する車両試験器における自動運転制御装置を前提とする。この自動運転制御装置に対し、車両またはエンジンのシミュレート運転に対応した車両目標加速度の時間的な変化の情報が予め記憶された目標加速度記憶手段を備えさせる。そして、上記フィードフォワード系が、この目標加速度記憶手段からの車両目標加速度信号を受けて「フィードフォワード制御値」を求める構成としている。
-Solution-
First, the following configuration can be cited as a solution means for controlling the throttle opening so that the vehicle speed follows a predetermined driving pattern. A feedforward system for obtaining a “feedforward control value” by feedforward control, and a feedback system for obtaining a “feedback correction value” for bringing the actual vehicle speed closer to the target vehicle speed based on a deviation between the target vehicle speed and the actual vehicle speed. Alternatively, when performing a simulated engine operation, based on the value obtained by adding the “feedback correction value” obtained by the feedback system to the “feedforward control value” obtained by the feedforward system, Assuming an automatic driving control device in a vehicle tester to determine "." This automatic driving control device is provided with a target acceleration storage means in which information on temporal changes in vehicle target acceleration corresponding to the simulated driving of the vehicle or engine is stored in advance. The feedforward system receives the vehicle target acceleration signal from the target acceleration storage means and obtains a “feedforward control value”.
また、エンジン回転数が所定の運転パターンに追従するようにスロットル開度を制御するための解決手段として以下の構成が挙げられる。フィードフォワード制御により「フィードフォワード制御値」を求めるフィードフォワード系と、目標エンジン回転数と実エンジン回転数との偏差に基づき実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近付けるための「フィードバック補正値」を求めるフィードバック系とを備え、車両またはエンジンのシミュレート運転を行うに際し、上記フィードフォワード系により求められた「フィードフォワード制御値」に対して上記フィードバック系により求められた「フィードバック補正値」を加算した値に基づいて「スロットル開度」を決定する車両試験器における自動運転制御装置を前提とする。この自動運転制御装置に対し、車両またはエンジンのシミュレート運転に対応したエンジン回転数目標加速度の時間的な変化の情報が予め記憶された目標加速度記憶手段を備えさせる。そして、上記フィードフォワード系が、この目標加速度記憶手段からのエンジン回転数目標加速度信号を受けて「フィードフォワード制御値」を求める構成としている。 Moreover, the following structure is mentioned as a solution means for controlling the throttle opening so that the engine speed follows a predetermined operation pattern. A feedforward system for obtaining a “feedforward control value” by feedforward control and a “feedback correction value” for bringing the actual engine speed closer to the target engine speed based on the deviation between the target engine speed and the actual engine speed. When performing a simulated operation of the vehicle or engine, the “feedback correction value” obtained by the feedback system is added to the “feedforward control value” obtained by the feedforward system. An automatic driving control device in a vehicle tester that determines the “throttle opening” based on the value is assumed. This automatic operation control device is provided with a target acceleration storage means in which information on temporal changes in the engine speed target acceleration corresponding to the simulated operation of the vehicle or engine is stored in advance. The feedforward system receives the engine speed target acceleration signal from the target acceleration storage means and obtains a “feedforward control value”.
尚、これら解決手段における「スロットル開度」は、エンジン吸気系に備えられたスロットルバルブの開度をスロットルモータ等によって直接的に調整する場合ばかりでなく、スロットルバルブの開度調整のためにアクセルペダル開度(アクセルペダルの踏み込み量)を調整する場合も含むものとする。 The “throttle opening” in these solutions means not only the case where the throttle valve opening provided in the engine intake system is directly adjusted by a throttle motor, but also the accelerator opening for adjusting the throttle valve opening. This also includes adjusting the pedal opening (depressing amount of the accelerator pedal).
これら特定事項により、フィードフォワード系において所定時間毎に目標車速を微分処理して目標加速度を算出し、この算出した目標加速度に基づいてスロットル開度を決定するといった従来の手法に比べて、スロットル操作の時間遅れを無くすることができる。つまり、目標加速度記憶手段に、シミュレート運転に対応した目標加速度(車両の目標加速度またはエンジン回転数の目標加速度)の時間的な変化の情報を予め記憶させておき、この情報をフィードフォワード系で直接処理することによりスロットル操作の時間遅れを解消し、現実の人間のアクセルペダル操作(それに伴うスロットル開度の変化も含む)に略一致した動作を実行させることができシミュレート運転の信頼性を高めることができる。 With these specific items, the throttle operation is compared with the conventional method of calculating the target acceleration by differentiating the target vehicle speed every predetermined time in the feedforward system and determining the throttle opening based on the calculated target acceleration. The time delay can be eliminated. That is, information on temporal changes in target acceleration (target acceleration of the vehicle or target acceleration of the engine speed) corresponding to the simulated driving is stored in advance in the target acceleration storage means, and this information is stored in the feedforward system. By processing directly, the time delay of the throttle operation can be eliminated, and the operation almost identical to the actual human accelerator pedal operation (including the change in the throttle opening accompanying it) can be executed and the reliability of the simulated operation can be improved. Can be increased.
上述した解決手段のうち車速が所定の運転パターンに追従するようにスロットル開度を制御するものにおける具体的な構成としては以下のものが挙げられる。つまり、「フィードフォワード制御値」は、目標加速度記憶手段から受けた車両目標加速度信号に基づいて求められた基本スロットル開度(θa)であり、一方、「フィードバック補正値」は、目標車速(Vtrg)と実車速(Vr)との偏差(ΔV)に基づいて求められたスロットル開度補正値(θb)である。 Among the above-described solutions, the specific configuration in which the throttle opening is controlled so that the vehicle speed follows a predetermined driving pattern includes the following. That is, the “feedforward control value” is the basic throttle opening (θa) obtained based on the vehicle target acceleration signal received from the target acceleration storage means, while the “feedback correction value” is the target vehicle speed (Vtrg). ) And the actual vehicle speed (Vr) is a throttle opening correction value (θb) obtained based on a deviation (ΔV).
より具体的な構成としては、フィードフォワード系(2)とフィードバック系(3)と加算手段(6)とを備えさせ、上記フィードフォワード系(2)に、車両またはエンジンのシミュレート運転に対応した車両目標加速度(Atrg)の時間的な変化の情報が予め記憶された目標加速度記憶手段(14)からの車両目標加速度(Atrg)信号を受け、この車両目標加速度(Atrg)に車両慣性モーメントを乗算することによって目標駆動力(Ftrg)を算出する車両慣性モーメント乗算部(21)と、この車両慣性モーメント乗算部(21)で算出された目標駆動力(Ftrg)に基づいて算出された目標トルク(Ttrg)と現在のエンジン回転数とから基本スロットル開度(θa)を求めるNTマップ(24)とを備えさせる。また、フィードバック系(3)に、目標車速(Vtrg)と実車速(Vr)との偏差(ΔV)をPID制御することによりスロットル開度補正値(θb)を算出するPID制御部(34)を備えさせる。そして、加算手段(6)が上記フィードフォワード系(2)により求められた基本スロットル開度(θa)に対して上記フィードバック系(3)により求められたスロットル開度補正値(θb)を加算することによりスロットル開度(θ)を決定する構成としている。 As a more specific configuration, a feedforward system (2), a feedback system (3), and an adding means (6) are provided, and the feedforward system (2) corresponds to a simulated operation of a vehicle or an engine. A vehicle target acceleration (Atrg) signal is received from a target acceleration storage means (14) in which information on temporal changes in the vehicle target acceleration (Atrg) is stored in advance, and this vehicle target acceleration (Atrg) is multiplied by the vehicle inertia moment. The vehicle inertia moment multiplication unit (21) for calculating the target driving force (Ftrg) and the target torque (Ftrg) calculated based on the target driving force (Ftrg) calculated by the vehicle inertia moment multiplication unit (21). An NT map (24) for obtaining a basic throttle opening (θa) from Ttrg) and the current engine speed is provided. Further, the feedback system (3) is provided with a PID control unit (34) for calculating a throttle opening correction value (θb) by performing PID control of a deviation (ΔV) between the target vehicle speed (Vtrg) and the actual vehicle speed (Vr). Prepare. Then, the adding means (6) adds the throttle opening correction value (θb) obtained by the feedback system (3) to the basic throttle opening (θa) obtained by the feedforward system (2). Thus, the throttle opening (θ) is determined.
また、以下の構成も本発明の技術的思想の範疇である。つまり、フィードフォワード系(2)とフィードバック系(3)と開度演算系(4)とを備えさせ、上記フィードフォワード系(2)に、車両またはエンジンのシミュレート運転に対応した車両目標加速度(Atrg)の時間的な変化の情報が予め記憶された目標加速度記憶手段(14)を接続する。また、フィードバック系(3)に、目標車速(Vtrg)と実車速(Vr)との偏差(ΔV)をPID制御することにより補正車速値(V1)を算出するPID制御部(34)と、このPID制御部(34)で算出された補正車速値(V1)を、車速の補正に要する時間(Tconst)で除算することにより基本補正加速度(A1)を算出する加速度補正値算出器(35)と、この加速度補正値算出器(35)で算出された基本補正加速度(A1)を所定のゲイン(Gv)によって補正して補正加速度(A2)を求めるゲイン設定手段(36)とを備えさせる。更に、開度演算系(4)に、上記フィードフォワード系(2)からの車両目標加速度(Atrg)とフィードバック系(3)で求められた補正加速度(A2)とを加算して目標加速度(Atrg’)を求める加速度加算器(20)と、この加速度加算器(20)で求められた目標加速度(Atrg’)に車両慣性モーメントを乗算することによって目標駆動力(Ftrg)を算出する車両慣性モーメント乗算部(41)と、この車両慣性モーメント乗算部(41)で算出された目標駆動力(Ftrg)に基づいて算出された目標トルク(Ttrg)と現在のエンジン回転数とからスロットル開度を求めるNTマップ(44)とを備えさせる。そして、上記ゲイン設定手段(36)において基本補正加速度(A1)を補正するゲイン(Gv)を可変とし、ゲイン設定手段(36)が、上記目標車速(Vtrg)と実車速(Vr)との偏差の時間的な変化を認識し、この偏差が拡大していく状況では補正加速度(A2)が基本補正加速度(A1)よりも大きな値として得られるゲインに設定する一方、この偏差が縮小していく状況では補正加速度(A2)が基本補正加速度(A1)よりも小さな値として得られるゲインに設定する構成としている。 The following configurations are also within the scope of the technical idea of the present invention. That is, a feedforward system (2), a feedback system (3), and an opening calculation system (4) are provided, and the feedforward system (2) is provided with a vehicle target acceleration corresponding to a simulated operation of the vehicle or engine ( A target acceleration storage means (14) in which information on temporal change of (Atrg) is stored in advance is connected. In addition, a PID control unit (34) that calculates a corrected vehicle speed value (V1) by performing PID control on a deviation (ΔV) between the target vehicle speed (Vtrg) and the actual vehicle speed (Vr) in the feedback system (3); An acceleration correction value calculator (35) for calculating the basic correction acceleration (A1) by dividing the corrected vehicle speed value (V1) calculated by the PID control unit (34) by the time (Tconst) required for correcting the vehicle speed; And gain setting means (36) for correcting the basic corrected acceleration (A1) calculated by the acceleration correction value calculator (35) with a predetermined gain (Gv) to obtain the corrected acceleration (A2). Further, the target acceleration (Atrg) is added to the opening calculation system (4) by adding the vehicle target acceleration (Atrg) from the feedforward system (2) and the corrected acceleration (A2) obtained by the feedback system (3). '), And the vehicle inertia moment for calculating the target driving force (Ftrg) by multiplying the target acceleration (Atrg') obtained by the acceleration adder (20) by the vehicle inertia moment. The throttle opening is obtained from the target torque (Ttrg) calculated based on the target driving force (Ftrg) calculated by the multiplier (41), the vehicle inertia moment multiplier (41), and the current engine speed. NT map (44). The gain setting means (36) makes the gain (Gv) for correcting the basic correction acceleration (A1) variable, and the gain setting means (36) deviates between the target vehicle speed (Vtrg) and the actual vehicle speed (Vr). In the situation where this deviation increases, the correction acceleration (A2) is set to a gain obtained as a larger value than the basic correction acceleration (A1), while this deviation decreases. In the situation, the corrected acceleration (A2) is set to a gain obtained as a smaller value than the basic corrected acceleration (A1).
この特定事項によれば、上述した解決手段の場合と同様に、速度信号の微分処理によって加速度信号を求める必要が無くなるため、スロットル操作の時間遅れを解消し、現実の人間のアクセルペダル操作に略一致した動作を実行させることができる。そればかりでなく、単に目標車速と実車速との偏差の値のみに基づいてフィードバック補正値をゲイン調整する場合に比べてより収束性の高いスロットル開度の設定を行うことができ、且つNTマップ(44)によってスロットル開度を決定する前段階で、フィードフォワード系からの車両目標加速度(Atrg)に対してフィードバック系により求められた補正加速度(A2)を加算しておくことにより、NTマップ(44)にあっては補正加速度(A2)をも加味した値としてのスロットル開度が決定されることになる。このため、エンジン回転数やエンジン特性の差異の影響を受けることなしに、実車速を車速変化パターンに高精度で追従させることが可能になり、現実の人間のアクセルペダル操作に略一致した動作を実行させることができシミュレート運転の信頼性を高めることができる。 According to this specific matter, as in the case of the solution described above, it is not necessary to obtain the acceleration signal by differential processing of the speed signal, so that the time delay of the throttle operation is eliminated and the actual human accelerator pedal operation is simplified. Matching actions can be performed. In addition, it is possible to set the throttle opening with higher convergence compared to the case where the gain of the feedback correction value is adjusted based only on the deviation value between the target vehicle speed and the actual vehicle speed, and the NT map. Before the throttle opening is determined by (44), by adding the corrected acceleration (A2) obtained by the feedback system to the vehicle target acceleration (Atrg) from the feedforward system, the NT map ( 44), the throttle opening is determined as a value including the corrected acceleration (A2). For this reason, it becomes possible to make the actual vehicle speed follow the vehicle speed change pattern with high accuracy without being affected by the difference in engine speed and engine characteristics, and the operation substantially matches the actual human accelerator pedal operation. The reliability of the simulated operation can be improved.
本発明では、スロットル開度を自動制御するための自動運転制御装置に対し、フィードフォワード系で扱う情報を、速度信号(車速やエンジン回転数)を微分処理することにより得られる加速度信号ではなく、予め記憶された加速度情報とし、これによって従来の微分処理に伴うスロットル操作の遅れを解消するようにしている。このため、スロットル操作の時間遅れを殆ど無くすることができ、実際の値を変化パターン(車速変化パターンまたはエンジン回転数変化パターン)に高精度で追従させるスロットル開度(アクセルペダル開度)の自動制御が可能になり、現実の人間のアクセルペダル操作(それに伴うスロットル開度の変化も含む)に略一致した動作を実行させることができシミュレート運転の信頼性を高めることができる。 In the present invention, for the automatic operation control device for automatically controlling the throttle opening, information handled in the feedforward system is not an acceleration signal obtained by differentiating a speed signal (vehicle speed or engine speed), The acceleration information stored in advance is used to eliminate the throttle operation delay associated with the conventional differential processing. For this reason, the time delay of the throttle operation can be almost eliminated, and the throttle opening (accelerator pedal opening) is automatically made to follow the change pattern (vehicle speed change pattern or engine speed change pattern) with high accuracy. Control becomes possible, and it is possible to execute an operation substantially coinciding with an actual human accelerator pedal operation (including a change in the throttle opening associated therewith), and the reliability of the simulated operation can be improved.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、車両試験器としてエンジンベンチ試験器に本発明を適用した場合について説明する。また、本実施形態では車両速度(車速)を所定の試験条件(運転パターン)に沿って変更するためにアクセルペダル開度を制御(アクチュエータにより開度調整)しながらエンジンの性能試験等を実施する場合について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment demonstrates the case where this invention is applied to an engine bench tester as a vehicle tester. In this embodiment, in order to change the vehicle speed (vehicle speed) according to a predetermined test condition (driving pattern), an engine performance test or the like is performed while the accelerator pedal opening is controlled (opening is adjusted by an actuator). The case will be described.
<第1実施形態>
−エンジンベンチ試験器の概略構成−
図1は本実施形態に係るエンジンベンチ試験器の制御ブロックの概略構成を示している。この図1に示すように、本実施形態に係るエンジンベンチ試験器では、試験対象であるエンジンEが載置され、このエンジンEの出力軸E1(クランクシャフト)に対して、車両(仮想の車両)からエンジンEに掛かる負荷を擬似的に再現するためのモータMが取り付けられている。つまり、モータMにより車両負荷(車体重量や走行抵抗などの負荷)が再現され、この車両負荷が擬似的にエンジンEの出力軸E1に作用する構成となっている。このような状態で、エンジンEを駆動し、所定の運転パターン(検証パターン)に沿って、仮想の車速(エンジン回転数やギア比等により演算される車速)やモータMによる負荷を変更しながらエンジンEの燃料消費率や排気エミッション性能等の試験が行われるようになっている。
<First Embodiment>
-Outline configuration of engine bench tester-
FIG. 1 shows a schematic configuration of a control block of the engine bench tester according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, in the engine bench tester according to the present embodiment, an engine E to be tested is placed, and a vehicle (virtual vehicle) is placed against an output shaft E1 (crankshaft) of the engine E. ) To a motor M for reproducing the load applied to the engine E in a pseudo manner. That is, the motor M reproduces the vehicle load (load such as the vehicle body weight and running resistance), and this vehicle load acts on the output shaft E1 of the engine E in a pseudo manner. In this state, the engine E is driven, and the virtual vehicle speed (vehicle speed calculated based on the engine speed, gear ratio, etc.) and the load by the motor M are changed along a predetermined operation pattern (verification pattern). Tests such as the fuel consumption rate and exhaust emission performance of the engine E are conducted.
上記エンジンベンチ試験器は、上記運転パターンである目標車速等の各種運転条件を出力する運転パターン発生器1と、フィードフォワード系(フィードフォワード回路)2と、このフィードフォワード系2から出力される基本アクセルペダル開度θの誤差分を補償するためのフィードバック系(フィードバック回路)3とが備えられている。以下、それぞれについて説明する。
The engine bench tester includes an
(運転パターン発生器1)
上記運転パターン発生器1は、目標車速発生器11、走行抵抗発生器12、変速段発生器13を備えている。また、本実施形態の特徴として、この運転パターン発生器1は、目標加速度発生器(目標加速度記憶手段)14を備えている。
(Operation pattern generator 1)
The driving
目標車速発生器11は、運転パターンに応じた目標車速信号Vtrgを上記フィードバック系3に発信するようになっている。
The target
走行抵抗発生器12は、後述するフィードフォワード系2のロード抵抗演算部22に接続されており、走行車速に応じた設定走行抵抗(路面の摩擦抵抗や空気抵抗等に相当する走行抵抗)を数値化した信号をロード抵抗演算部22に送信するようになっている。
The
変速段発生器13は、後述するフィードフォワード系2のギア比乗算部23に接続されており、運転パターンに応じた設定変速段(トランスミッションのチェンジ位置)の情報をギア比乗算部23に送信するようになっている。
The
そして、目標加速度発生器14は、運転パターンに応じた目標車速Vtrgを得るための目標加速度Atrgの情報が格納(記憶)されており、この目標加速度Atrg情報を上記フィードフォワード系2に発信するようになっている。この目標加速度発生器14に記憶されている目標加速度Atrgの情報は、シミュレート運転の車速変化パターンに車速が一致するような加速度変化パターンを目標加速度Atrgの情報として予めデータ化したものであり、このデータが目標加速度発生器14に記憶されている。
The
また、この運転パターン発生器1から発信される各種信号は、上記エンジンEの出力軸E1に取り付けられている上記モータMを制御するためのモータコントローラ5にも送信されるようになっている。つまり、運転パターン発生器1から発信される運転パターン信号に応じた負荷がエンジンEに作用するように、モータコントローラ5によるモータMの制御(モータMからエンジンEに作用する負荷の調整)が行われるようになっている。また、このモータMは、後述するNTマップ24(目標トルク及びエンジン回転数からアクセルペダル開度を求めるためのマップ)を作成する場合にも、このNTマップ24の作成のための負荷をエンジンEに作用させるべくモータコントローラ5により制御される。このNTマップ24の作成動作については後述する。
Various signals transmitted from the
(フィードフォワード系2)
上記フィードフォワード系2は、上記目標加速度発生器14から発信された目標加速度Atrgに基づいて基本アクセルペダル開度θaを求めるものであって、車両慣性モーメント乗算部21、タイヤ半径乗算部25、ロード抵抗演算部22、ギア比乗算部23、NTマップ24を備えている。
(Feed forward system 2)
The
車両慣性モーメント乗算部21は、車両重量等の車両慣性モーメントに応じた伝達関数を備えており、上記目標加速度Atrgに車両慣性モーメントを乗算することによって目標駆動力Ftrgを算出するようになっている。
The vehicle inertia
タイヤ半径乗算部25は、上記目標駆動力Ftrgにタイヤ半径を乗算するものである。また、ロード抵抗演算部22は、車速が高くなることに伴って上昇する抵抗(R/L:ロード抵抗や空気抵抗等)とタイヤ半径(タイヤ有効径)とを乗算した値を求めるものであって、この値を上記目標駆動力Ftrgに乗算するものである。そして、これらタイヤ半径乗算部45及びロード抵抗演算部42において上記目標駆動力Ftrgに対する乗算演算を行うことによって基本目標トルクT1を算出するようになっている。
The tire
ギア比乗算部23は、試験対象であるギア比を上記基本目標トルクT1に乗算することで目標トルクTtrgを算出するようになっている。
The gear
そして、NTマップ24は、このようにして算出された目標トルクTtrg、現在のエンジン回転数(後述するエンジン回転数検出器31で検出されたエンジン回転数)が入力され、これら値から基本アクセルペダル開度θaを求めるようになっている。
The
(フィードバック系3)
上記フィードバック系3は、エンジン回転数検出器(エンジン回転数センサ)31、車速演算部32、車速比較器33、PID制御部34を備えている。
(Feedback system 3)
The
エンジン回転数検出器31は、エンジンEの出力軸E1に取り付けられたNeロータ31aに対向して配置されており、出力軸E1の回転によるNeロータ31aの外周囲突起の通過に伴ってパルス信号を発信し、このパルス信号に基づいて出力軸E1の回転数、つまりエンジン回転数を検出するようになっている。
The
車速演算部32は、上記エンジン回転数検出器31からのエンジン回転数信号を受け、このエンジン回転数の情報、上記変速段発生器13から発信されている変速段の情報及びタイヤ半径(仮想のタイヤ有効半径)から実車速Vr(仮想の実車速:演算車速)を算出するものである。
The vehicle
車速比較器33は、上記目標車速発生器11からの目標車速Vtrgと、上記車速演算部32で算出された実車速Vrとを比較し、その偏差ΔVを算出するようになっている。
The
PID制御部34では、上記車速比較器33で算出された偏差ΔVをPID(比例・積分・微分)制御することで、上記偏差ΔVに応じたアクセルペダル開度補正値θbが求められる。つまり、実車速Vrを目標車速Vtrgに近付けるためのアクセルペダル開度補正値θbが求められる。
The
以上のようにしてそれぞれ求められた基本アクセルペダル開度θaとアクセルペダル開度補正値θbとが加算器(加算手段)6によって加算されることによりアクセルペダル開度θが決定され、その信号がペダルアクチュエータ7に入力されることにより、アクセルペダルが上記アクセルペダル開度θに操作されて実車速Vrを目標車速Vtrgに近付けることができるようになっている。
The accelerator pedal opening θ is determined by adding the basic accelerator pedal opening θa and the accelerator pedal opening correction value θb obtained as described above by the adder (adding means) 6, and the signal is By inputting to the
−アクセルペダル開度制御動作−
次に、上述の如く構成されたエンジンベンチ試験器におけるアクセルペダル開度の制御動作について具体的に説明する。
-Accelerator pedal opening control operation-
Next, the control operation of the accelerator pedal opening degree in the engine bench tester configured as described above will be specifically described.
先ず、アクセルペダル開度制御動作に先立って上記NTマップ24の作成が行われる。このNTマップ作成動作では、アクセルペダル開度を0%から100%まで10%毎に大きくしていき、それぞれにおけるエンジンEの出力トルクとエンジン回転数との関係をモニタリングすることにより行われる。具体的には、アクセルペダル開度及びエンジン回転数を固定した状態で出力トルクを検出してその性能曲線を求めるといった動作を繰り返すことによりNTマップ24が作成される。
First, the
そして、エンジンの性能試験実施時におけるアクセルペダル開度制御動作は、エンジンEを運転した状態で、運転パターン発生器1からの指令により、フィードフォワード系2には目標加速度発生器14から目標加速度Atrgが入力され、また、フィードバック系3には目標車速発生器11から目標車速Vtrgが入力される。
The accelerator pedal opening control operation during the performance test of the engine is performed in a state in which the engine E is operated, in response to a command from the
そして、フィードフォワード系2では、上述した如く、目標加速度Atrgに対し、車両慣性モーメント乗算部21における車両慣性モーメントの乗算、タイヤ半径乗算部25におけるタイヤ半径の乗算、ロード抵抗演算部22における抵抗(R/L:ロード抵抗や空気抵抗等)とタイヤ半径との乗算、ギア比乗算部23におけるギア比の乗算の各演算処理が行われることで目標トルクTtrgが算出される。更に、この算出された目標トルクTtrg、現在のエンジン回転数(上記エンジン回転数検出器31で検出されたエンジン回転数)がNTマップ24入力され、これら値から基本アクセルペダル開度θaを求められる。
In the
一方、フィードバック系3では、車速比較器33において目標車速Vtrgと実車速(演算された実車速)Vrとの偏差ΔVが算出され、この偏差ΔVがPID制御部34においてPID制御されて上記偏差ΔVに応じたアクセルペダル開度補正値θbが求められる。つまり、実車速Vrを目標車速Vtrgに近付けるためのアクセルペダル開度補正値θbが求められる。
On the other hand, in the
以上のようにしてそれぞれ求められた基本アクセルペダル開度θaとアクセルペダル開度補正値θbとが加算器6によって加算されることによりアクセルペダル開度θが決定され、その信号がペダルアクチュエータ7に入力されることにより、ペダルアクチュエータ7は、アクセルペダル開度がこの開度値θとなるようにアクセルペダルを操作する。
The accelerator pedal opening θ is determined by adding the basic accelerator pedal opening θa and the accelerator pedal opening correction value θb obtained as described above by the
以上のようなアクセルペダル開度制御動作によれば、フィードフォワード系2において目標車速を微分処理して目標加速度を算出するといった処理が必要なくなる。このため、アクセルペダル操作の時間遅れを無くすることができる。つまり、上記目標加速度発生器14に、シミュレート運転に対応した目標加速度の時間的な変化の情報を予め記憶させておき、この情報をフィードフォワード系2で直接処理することによりアクセルペダル操作の時間遅れを解消し、現実の人間のアクセルペダル操作(それに伴うスロットル開度の変化も含む)に略一致した動作を実行させることができシミュレート運転の信頼性を高めることができる。
According to the accelerator pedal opening control operation as described above, it is not necessary to perform a process of differentiating the target vehicle speed and calculating the target acceleration in the
−実験例−
上記の効果を確認するために行った実験例について以下に説明する。この実験では、車速を所定の運転パターン(例えばLA♯4モード)に沿って変更するためのアクセルペダル開度制御について行ったものであり、その結果を図2に示している。この図2における矩形波(パルス波)は、従来の手法(フィードフォワード系において所定時間(1sec)間隔で目標車速を微分処理して目標加速度を算出する手法)における微分演算値であり、破線は、その微分演算値を「なまし処理」することによって平滑化されたアクセルペダル操作による車両加速度の時間的変化を示している。一方、図2の実線は上述した実施形態に係る制御ブロックによりアクセルペダル開度制御を行った場合の車両加速度の時間的変化を示している。
-Experimental example-
Examples of experiments conducted to confirm the above effects will be described below. In this experiment, the accelerator pedal opening degree control for changing the vehicle speed along a predetermined driving pattern (for example,
この図2から明らかなように、従来技術に係る制御ブロックによる制御では、アクセルペダル操作に遅れが発生していることに伴う車両加速度の遅れが生じている。これに対し、本発明の実施形態に係る制御ブロックによる制御では、車両加速度の遅れは解消されており、アクセルペダル操作に遅れが生じていないことが解る。以上の実験例により本発明の効果が確認された。 As can be seen from FIG. 2, in the control by the control block according to the prior art, there is a vehicle acceleration delay due to the delay in the accelerator pedal operation. On the other hand, in the control by the control block according to the embodiment of the present invention, it is understood that the delay of the vehicle acceleration is eliminated and the accelerator pedal operation is not delayed. The effects of the present invention were confirmed by the above experimental examples.
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について説明する。本実施形態のものは、上述した第1実施形態のものと同様の目標加速度発生器14を備えさせたものに対し、目標車速Vtrgと実車速Vrとの偏差ΔVにより求められるフィードバック値を、この偏差ΔVの増減傾向を認識してこの傾向に応じて設定されるゲインにより補正するようにしたものである。以下の説明では、上述した第1実施形態のものとの相違点について主に説明し、共通点についての説明は一部省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described. In the present embodiment, a feedback value obtained from a deviation ΔV between the target vehicle speed Vtrg and the actual vehicle speed Vr is obtained with respect to the one provided with the
−エンジンベンチ試験器の概略構成−
図3は本実施形態に係るエンジンベンチ試験器の制御ブロックの概略構成を示している。この図3に示すように、本実施形態に係るエンジンベンチ試験器は、上記運転パターンである目標車速等の各種運転条件を出力する運転パターン発生器1と、フィードフォワード系(フィードフォワード回路)2と、フィードバック系(フィードバック回路)3と、これらフィードフォワード系2及びフィードバック系3からの出力値(目標加速度Atrg、補正加速度A2)に基づいてアクセルペダル開度θを決定するアクセルペダル開度演算系(開度演算系)4とが備えられている。以下、それぞれについて説明する。尚、上記運転パターン発生器1の構成は、上述した第1実施形態のものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
-Outline configuration of engine bench tester-
FIG. 3 shows a schematic configuration of a control block of the engine bench tester according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the engine bench tester according to the present embodiment includes an
(フィードフォワード系2)
上記フィードフォワード系2は上記目標加速度発生器14から発信された目標加速度Atrg信号を受信し、この目標加速度Atrg信号を、このフィードフォワード系2からの出力信号及び上記フィードバック系3からの出力信号をそれぞれ受けて加算する加速度加算器20に出力するようになっている。
(Feed forward system 2)
The
(フィードバック系3)
上記フィードバック系3は、エンジン回転数検出器(エンジン回転数センサ)31、車速演算部32、車速比較器33、PID制御部34、加速度補正値算出器35、ゲイン変更器(ゲイン設定手段)36を備えている。
(Feedback system 3)
The
エンジン回転数検出器31、車速演算部32、車速比較器33の構成は上述した第1実施形態のものと同様である。
The configurations of the
PID制御部34では、上記車速比較器33で算出された偏差ΔVをPID(比例・積分・微分)制御することで、上記偏差ΔVに応じた補正車速値V1が求められる。
The
加速度補正値算出器35では、上記PID制御部34で求められた補正車速値V1を、車速の補正に要する所定時間(実車速Vrを目標車速Vtrgに一致させるための所要時間:Tconst)で除算することにより、基本補正加速度A1を算出する。
In the acceleration
ゲイン変更器36は、上記加速度補正値算出器35で算出された基本補正加速度A1に対して、現在の実車速の変化状況に応じたゲインGvを求め、このゲインGvを基本補正加速度A1に乗算することにより、補正加速度A2を決定するようになっている。以下、このゲイン変更器36におけるゲインGvの設定動作について説明する。
The
図4は、車速の時間的変化の一例を示しており、図中のαが目標車速、つまり上記目標車速発生器11から出力される目標車速Vtrgの変化状態を示している。この図4では目標車速Vtrgが一定の加速度で加速していく状態を示している。また、図中のβ及びγは実車速(上記車速演算部32で演算された車速Vr)であって、βでは時間の経過と共に目標車速Vtrgに対する実車速Vrの乖離幅(速度偏差:ΔV)が拡大していく状況にあり、γでは時間の経過と共に目標車速Vtrgに対する実車速Vrの乖離幅(速度偏差:ΔV)が縮小していく状況にあることを示している。つまり、βは、目標車速の変化値である加速度よりも実際の加速度が小さい状況を示しており、γは、目標車速の変化値である加速度よりも実際の加速度が大きい状況を示している。
FIG. 4 shows an example of the temporal change of the vehicle speed, where α in the figure shows the target vehicle speed, that is, the change state of the target vehicle speed Vtrg output from the target
ゲイン変更器36では、この両者を識別し、前者(速度偏差ΔVが拡大していく状況)である場合にはゲインGvを「1」以上の大きな値に設定し、後者(速度偏差ΔVが縮小していく状況)である場合にはゲインGvを「1」以下の小さな値に設定するようになっている。つまり、単位時間当たりの実車速の変化量を検出し、それにより求められる加速度(実加速度)が目標車速Vtrgの変化パターンにおける加速度よりも大きいかまたは小さいかを識別し、実加速度の方が小さい場合にはゲインGvを「1」以上の大きな値に設定し、実加速度の方が大きい場合にはゲインGvを「1」以下の小さな値に設定するようになっている。尚、この場合、ゲインGvの算出には以下の演算式が使用される。
The
速度偏差拡大時:Gv=(1+|a1−a|÷Aconst) …(1)
速度偏差縮小時:Gv=(1−|a2−a|÷Aconst) …(2)
(Gv:ゲイン、a:目標車速の変化である加速度(図4おけるαの傾きに相当)、a1:速度偏差拡大時における実加速度(図4おけるβの接線の傾きに相当)、a2:速度偏差縮小時における実加速度(図4おけるγの接線の傾きに相当)、Aconst:定数)
これら演算式により、速度偏差拡大時にあっては、上記aとa1との偏差(加速度偏差)の大きさに応じてゲイン(Gv)が1〜2の範囲の値に設定される(加速度偏差が大きい程、ゲインGvも大きな値に設定される)一方、速度偏差縮小時にあっては、上記aとa2との偏差(加速度偏差)の大きさに応じてゲイン(Gv)が0〜1の範囲の値に設定されることになる(加速度偏差が小さい程、ゲインGvも小さな値に設定される)。つまり、速度偏差拡大時には上記補正加速度A2が基本補正加速度A1よりも大きくなるようにゲインGvが設定される一方、速度偏差縮小時には上記補正加速度A2が基本補正加速度A1よりも小さくなるようにゲインGvが設定されることになる。上述した数値の範囲は上記Aconstの変更により任意に設定できる。
When speed deviation is enlarged: Gv = (1+ | a1-a | ÷ Aconst) (1)
When speed deviation is reduced: Gv = (1- | a2-a | ÷ Aconst) (2)
(Gv: gain, a: acceleration that is a change in the target vehicle speed (corresponding to the inclination of α in FIG. 4), a1: actual acceleration when the speed deviation is enlarged (corresponding to the inclination of the tangent of β in FIG. 4), a2: speed Actual acceleration at the time of deviation reduction (equivalent to the slope of the tangent of γ in FIG. 4), Aconst: constant)
According to these arithmetic expressions, when the speed deviation is enlarged, the gain (Gv) is set to a value in the range of 1 to 2 according to the magnitude of the deviation (acceleration deviation) between a and a1 (the acceleration deviation is On the other hand, when the speed deviation is reduced, the gain (Gv) is in the range of 0 to 1 depending on the magnitude of the deviation (acceleration deviation) between a and a2. (The gain Gv is also set to a smaller value as the acceleration deviation is smaller). That is, the gain Gv is set so that the corrected acceleration A2 is larger than the basic corrected acceleration A1 when the speed deviation is enlarged, while the gain Gv is set so that the corrected acceleration A2 is smaller than the basic corrected acceleration A1 when the speed deviation is reduced. Will be set. The numerical range described above can be arbitrarily set by changing the Aconst.
以上の動作により求められた補正加速度A2は、上記加速度加算器20に出力され、上記フィードフォワード系2から出力される目標加速度Atrgに加算されて目標加速度(加算値)Atrg’として得られるようになっている。
The corrected acceleration A2 obtained by the above operation is output to the
(アクセルペダル開度演算系4)
上記アクセルペダル開度演算系4は、上記算出された目標加速度Atrg’に基づいてアクセルペダル開度θを求めるものであって、車両慣性モーメント乗算部41、タイヤ半径乗算部45、ロード抵抗演算部42、ギア比乗算部43、NTマップ44を備えている。これら車両慣性モーメント乗算部41、タイヤ半径乗算部45、ロード抵抗演算部42、ギア比乗算部43、NTマップ44も構成も上述した第1実施形態のものと同様であり、NTマップ44によってアクセルペダル開度θが求められる。
(Accelerator pedal opening calculation system 4)
The accelerator pedal opening
このようにして求められたアクセルペダル開度θの信号はペダルアクチュエータ7に入力されることにより所定のアクセルペダル開度θに操作されて実車速Vrを目標車速Vtrgに近付けることができるようになっている。
The accelerator pedal opening θ signal thus obtained is input to the
以上のようなアクセルペダル開度制御動作が行われるため、本形態では、上述した第1実施形態における効果に加えて以下の効果を奏することができる。先ず、速度偏差ΔVが拡大する状況ではゲインが大きな値(1以上の値)として設定されて補正加速度A2が大きな値で得られる一方、速度偏差ΔVが縮小する状況ではゲインが小さな値(1以下の値)として設定されて補正加速度A2が小さな値で得られることになるので、実車速を変化パターン(車速変化パターン)に高精度で追従させることが可能になり、現実の人間のアクセルペダル操作に略一致した動作を実行させることができる。その結果、アクセルペダル操作量の頻繁な増減(アクセルペダル踏み返し操作)を解消することができ、また、全エンジン回転数領域において適正なアクセルペダル操作量を得ることが可能になって、シミュレート運転の信頼性を高めることができる。 Since the accelerator pedal opening control operation as described above is performed, in this embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects in the first embodiment described above. First, in a situation where the speed deviation ΔV is increased, the gain is set as a large value (a value of 1 or more) and the corrected acceleration A2 is obtained as a large value, whereas in a situation where the speed deviation ΔV is reduced, the gain is a small value (1 or less). Therefore, the corrected acceleration A2 can be obtained with a small value, so that the actual vehicle speed can be made to follow the change pattern (vehicle speed change pattern) with high accuracy. Can be executed. As a result, frequent increase / decrease of the accelerator pedal operation amount (accelerator pedal depressing operation) can be eliminated, and an appropriate accelerator pedal operation amount can be obtained in the entire engine speed range. Driving reliability can be increased.
また、アクセルペダル開度演算系4によってアクセルペダル開度θを決定する前段階で、フィードフォワード系2からの目標加速度Atrgに対してフィードバック系3により求められた補正加速度A2を加算しておくようにしているため、フィードバックゲイン(PIDの制御ゲイン)のチューニング工数を削減でき、試験対象となるエンジンEが交換されてもフィードバックゲインのチューニングを行うことなしにシミュレート運転を開始することが可能である。
In addition, the corrected acceleration A2 obtained by the
−その他の実施形態−
以上説明した実施形態は、車速を所定の運転パターンに沿って変更するためにアクセルペダル開度を制御しながらエンジンの性能試験等を実施する場合について説明した。本発明はこれに限らず、エンジン回転数を所定の運転パターンに沿って変更するためにアクセルペダル開度を制御するもの(例えば特許2727229号公報のもの)にも適用可能である。また、制御対象としては、アクセルペダル開度に代えてスロットルバルブの開度とすることも可能である。つまり、エンジン吸気系に備えられたスロットルバルブの開度をスロットルモータ等によって直接的に調整するものへの適用も可能である。
-Other embodiments-
In the embodiment described above, the case where an engine performance test or the like is performed while controlling the accelerator pedal opening degree in order to change the vehicle speed along a predetermined driving pattern has been described. The present invention is not limited to this, and can also be applied to an apparatus that controls the accelerator pedal opening in order to change the engine speed in accordance with a predetermined operation pattern (for example, Japanese Patent No. 2727229). Further, as a control target, it is also possible to set the throttle valve opening in place of the accelerator pedal opening. In other words, the present invention can be applied to a case in which the opening degree of the throttle valve provided in the engine intake system is directly adjusted by a throttle motor or the like.
更に、上述した実施形態では、車両試験器としてエンジンベンチ試験器に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、シャシダイナモメータへの適用も可能である。この場合、上述した実施形態の如くエンジン回転数やギア比等から実車速を算出するのに代えて、直接的にタイヤの回転速度をセンシングし、そのセンシング値を実車速とすることができる。 Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to an engine bench tester as a vehicle tester has been described. The present invention is not limited to this, and can be applied to a chassis dynamometer. In this case, instead of calculating the actual vehicle speed from the engine speed, gear ratio, or the like as in the above-described embodiment, the rotational speed of the tire can be directly sensed, and the sensed value can be used as the actual vehicle speed.
また、上記実施形態では変速機としてマニュアルトランスミッションを搭載した車両を想定したシミュレート運転について説明した。本発明はこれに限らず、オートマチックトランスミッションを搭載した車両を想定したシミュレート運転にも適用可能である。この場合、目標トルクTtrgの演算に関してはトルクコンバータに対応した伝達関数を有するブロックを制御ロジックに追加することになる。 Further, in the above embodiment, the simulation operation assuming a vehicle equipped with a manual transmission as a transmission has been described. The present invention is not limited to this, and can also be applied to a simulated operation assuming a vehicle equipped with an automatic transmission. In this case, regarding the calculation of the target torque Ttrg, a block having a transfer function corresponding to the torque converter is added to the control logic.
14 目標加速度発生器(目標加速度記憶手段)
2 フィードフォワード系
20 加速度加算器
21,41 車両慣性モーメント乗算部
24,44 NTマップ
3 フィードバック系
34 PID制御部
35 加速度補正値算出器
36 ゲイン変更器(ゲイン設定手段)
4 アクセルペダル開度演算系(開度演算系)
6 加算器(加算手段)
E エンジン
Vtrg 目標車速
Vr 演算車速(実車速)
ΔV 車速偏差
Atrg 目標加速度
A1 基本補正加速度
A2 補正加速度
Ftrg 目標駆動力
Ttrg 目標トルク
Gv ゲイン
θa 基本アクセルペダル開度(フィードフォワード制御値、基本スロットル開度)
θb アクセルペダル開度補正値(フィードバック補正値、スロットル開度補正値)
θ アクセルペダル開度(スロットル開度)
14 Target acceleration generator (target acceleration storage means)
2
4. Accelerator pedal opening calculation system (opening calculation system)
6 Adder (addition means)
E Engine Vtrg Target vehicle speed Vr Calculated vehicle speed (actual vehicle speed)
ΔV Vehicle speed deviation Atrg Target acceleration A1 Basic correction acceleration A2 Correction acceleration Ftrg Target driving force Ttrg Target torque Gv Gain θa Basic accelerator pedal opening (feed forward control value, basic throttle opening)
θb Accelerator pedal opening correction value (feedback correction value, throttle opening correction value)
θ Accelerator pedal opening (throttle opening)
Claims (5)
車両またはエンジンのシミュレート運転に対応した車両目標加速度の時間的な変化の情報が予め記憶された目標加速度記憶手段を備えており、
上記フィードフォワード系は、この目標加速度記憶手段からの車両目標加速度信号を受けて「フィードフォワード制御値」を求めるよう構成されていることを特徴とする車両試験器における自動運転制御装置。 A feedforward system for obtaining a “feedforward control value” by feedforward control, and a feedback system for obtaining a “feedback correction value” for bringing the actual vehicle speed closer to the target vehicle speed based on a deviation between the target vehicle speed and the actual vehicle speed. Alternatively, when performing a simulated engine operation, based on the value obtained by adding the “feedback correction value” obtained by the feedback system to the “feedforward control value” obtained by the feedforward system, In the automatic driving control device in the vehicle tester to determine "
A target acceleration storage means in which information on temporal changes in vehicle target acceleration corresponding to the simulated operation of the vehicle or engine is stored in advance;
The automatic driving control apparatus for a vehicle tester, wherein the feedforward system is configured to obtain a “feedforward control value” in response to a vehicle target acceleration signal from the target acceleration storage means.
車両またはエンジンのシミュレート運転に対応したエンジン回転数目標加速度の時間的な変化の情報が予め記憶された目標加速度記憶手段を備えており、
上記フィードフォワード系は、この目標加速度記憶手段からのエンジン回転数目標加速度信号を受けて「フィードフォワード制御値」を求めるよう構成されていることを特徴とする車両試験器における自動運転制御装置。 A feedforward system for obtaining a “feedforward control value” by feedforward control and a “feedback correction value” for bringing the actual engine speed closer to the target engine speed based on the deviation between the target engine speed and the actual engine speed. When performing a simulated operation of a vehicle or an engine, the “feedback correction value” obtained by the feedback system is added to the “feedforward control value” obtained by the feedforward system. In an automatic operation control apparatus in a vehicle tester that determines a “throttle opening” based on a value,
A target acceleration storage means in which information on temporal changes in engine speed target acceleration corresponding to the simulated operation of the vehicle or engine is stored;
2. The automatic operation control apparatus in a vehicle tester, wherein the feedforward system is configured to obtain a “feedforward control value” by receiving an engine speed target acceleration signal from the target acceleration storage means.
「フィードフォワード制御値」は、目標加速度記憶手段から受けた車両目標加速度信号に基づいて求められた基本スロットル開度(θa)である一方、
「フィードバック補正値」は、目標車速(Vtrg)と実車速(Vr)との偏差(ΔV)に基づいて求められたスロットル開度補正値(θb)であることを特徴とする車両試験器における自動運転制御装置。 In the automatic operation control apparatus in the vehicle tester according to claim 1,
The “feedforward control value” is the basic throttle opening (θa) obtained based on the vehicle target acceleration signal received from the target acceleration storage means,
The “feedback correction value” is a throttle opening correction value (θb) obtained based on a deviation (ΔV) between the target vehicle speed (Vtrg) and the actual vehicle speed (Vr). Operation control device.
目標車速(Vtrg)と実車速(Vr)との偏差(ΔV)をPID制御することによりスロットル開度補正値(θb)を算出するPID制御部(34)を有するフィードバック系(3)と、
上記フィードフォワード系(2)により求められた基本スロットル開度(θa)に対して上記フィードバック系(3)により求められたスロットル開度補正値(θb)を加算することによりスロットル開度(θ)を決定する加算手段(6)とを備えていることを特徴とする車両試験器における自動運転制御装置。 Information on the temporal change in the vehicle target acceleration (Atrg) corresponding to the simulated operation of the vehicle or engine receives a vehicle target acceleration (Atrg) signal stored in advance from the target acceleration storage means (14). A vehicle inertia moment multiplier (21) that calculates a target driving force (Ftrg) by multiplying the acceleration (Atrg) by the vehicle inertia moment, and a target driving force (Ftrg) calculated by the vehicle inertia moment multiplier (21). A feedforward system (2) having an NT map (24) for obtaining a basic throttle opening (θa) from a target torque (Ttrg) calculated based on
A feedback system (3) having a PID control unit (34) for calculating a throttle opening correction value (θb) by performing PID control on a deviation (ΔV) between the target vehicle speed (Vtrg) and the actual vehicle speed (Vr);
By adding the throttle opening correction value (θb) obtained by the feedback system (3) to the basic throttle opening (θa) obtained by the feedforward system (2), the throttle opening (θ) And an addition means (6) for determining the automatic driving control device in the vehicle tester.
目標車速(Vtrg)と実車速(Vr)との偏差(ΔV)をPID制御することにより補正車速値(V1)を算出するPID制御部(34)と、このPID制御部(34)で算出された補正車速値(V1)を、車速の補正に要する時間(Tconst)で除算することにより基本補正加速度(A1)を算出する加速度補正値算出器(35)と、この加速度補正値算出器(35)で算出された基本補正加速度(A1)を所定のゲイン(Gv)によって補正して補正加速度(A2)を求めるゲイン設定手段(36)とを有するフィードバック系(3)と、
上記フィードフォワード系(2)からの車両目標加速度(Atrg)とフィードバック系(3)で求められた補正加速度(A2)とを加算して目標加速度(Atrg’)を求める加速度加算器(20)と、この加速度加算器(20)で求められた目標加速度(Atrg’)に車両慣性モーメントを乗算することによって目標駆動力(Ftrg)を算出する車両慣性モーメント乗算部(41)と、この車両慣性モーメント乗算部(41)で算出された目標駆動力(Ftrg)に基づいて算出された目標トルク(Ttrg)と現在のエンジン回転数とからスロットル開度を求めるNTマップ(44)とを有する開度演算系(4)とを備えており、
上記ゲイン設定手段(36)において基本補正加速度(A1)を補正するゲイン(Gv)は可変であって、ゲイン設定手段(36)は、上記目標車速(Vtrg)と実車速(Vr)との偏差の時間的な変化を認識し、この偏差が拡大していく状況では補正加速度(A2)が基本補正加速度(A1)よりも大きな値として得られるゲインに設定する一方、この偏差が縮小していく状況では補正加速度(A2)が基本補正加速度(A1)よりも小さな値として得られるゲインに設定するよう構成されていることを特徴とする車両試験器における自動運転制御装置。 A feedforward system (2) to which target acceleration storage means (14) in which information on temporal changes in vehicle target acceleration (Atrg) corresponding to simulated operation of the vehicle or engine is stored in advance is connected;
A PID control unit (34) that calculates a corrected vehicle speed value (V1) by performing PID control on a deviation (ΔV) between the target vehicle speed (Vtrg) and the actual vehicle speed (Vr), and the PID control unit (34). The acceleration correction value calculator (35) for calculating the basic correction acceleration (A1) by dividing the corrected vehicle speed value (V1) by the time (Tconst) required for correction of the vehicle speed, and the acceleration correction value calculator (35 A feedback system (3) having a gain setting means (36) for correcting the basic corrected acceleration (A1) calculated in (1) with a predetermined gain (Gv) to obtain the corrected acceleration (A2);
An acceleration adder (20) for adding the vehicle target acceleration (Atrg) from the feedforward system (2) and the corrected acceleration (A2) obtained by the feedback system (3) to obtain the target acceleration (Atrg '); The vehicle inertia moment multiplier (41) for calculating the target driving force (Ftrg) by multiplying the target acceleration (Atrg ') obtained by the acceleration adder (20) by the vehicle inertia moment, and the vehicle inertia moment Opening calculation having an NT map (44) for determining the throttle opening from the target torque (Ttrg) calculated based on the target driving force (Ftrg) calculated by the multiplication unit (41) and the current engine speed. System (4), and
The gain (Gv) for correcting the basic correction acceleration (A1) in the gain setting means (36) is variable, and the gain setting means (36) is a deviation between the target vehicle speed (Vtrg) and the actual vehicle speed (Vr). In the situation where this deviation increases, the correction acceleration (A2) is set to a gain obtained as a larger value than the basic correction acceleration (A1), while this deviation decreases. An automatic driving control device in a vehicle tester, characterized in that the corrected acceleration (A2) is set to a gain obtained as a value smaller than the basic corrected acceleration (A1) in the situation.
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