JP2022056958A - Vehicle control device - Google Patents

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JP2022056958A JP2020164972A JP2020164972A JP2022056958A JP 2022056958 A JP2022056958 A JP 2022056958A JP 2020164972 A JP2020164972 A JP 2020164972A JP 2020164972 A JP2020164972 A JP 2020164972A JP 2022056958 A JP2022056958 A JP 2022056958A
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由多 伊藤
Yuta Ito
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Abstract

To control an own vehicle so that fuel consumption in the future can be optimized.SOLUTION: A vehicle control device 1 comprises: a memorizing part 11 that memorizes a prediction model which predicts a speed of an own vehicle B in the future, shaft torque and an inter-vehicle distance between the own vehicle and a precedent vehicle, by setting variations of the shaft torque of an engine 4; a control input calculation part 122 that sequentially calculates variations of shaft torque at time points in the future as control input for minimizing evaluation function that is obtained by integrating functions to be integrated which include a term of fuel consumption of the own vehicle in which a speed of the own vehicle and the shaft torque which are predicted by the prediction model are set as variables, a term of variations of the shaft torque and a term of a deviation between the inter-vehicle distance and a target inter-vehicle distance; a target setting part 123 that sets sum of variations of shaft torque at the next time-point and shaft torque at a current time-point as target shaft torque at the next time-point; and an actuator control part 124 that controls an actuator mounted on the won vehicle so that the shaft torque is equal to the target shaft torque.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、自車の速度を制御する車両制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device that controls the speed of the own vehicle.

特許文献1には、エンジンの出力に対し最適燃料消費率となるエンジン回転数と出力トルクとの関係を示す最適燃料消費率マップを用いて、所望のエンジンの出力トルクを発生するための燃料消費率が最適になるようにアクセル開度を制御する技術が開示されている。 Patent Document 1 describes fuel consumption for generating a desired engine output torque by using an optimum fuel consumption rate map showing the relationship between the engine speed and the output torque, which is the optimum fuel consumption rate for the engine output. A technique for controlling the accelerator opening so that the rate is optimized is disclosed.

特開2008-49738号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-49738

上記の技術は、現時点における燃料消費率が最適になるようにアクセル開度を制御するものであって、自車の将来の燃費について考慮されていない。そのため、自車の将来の燃費が最適になるように自車を制御することができなかった。 The above technique controls the accelerator opening so that the fuel consumption rate at the present time is optimized, and does not consider the future fuel consumption of the own vehicle. Therefore, it was not possible to control the own vehicle so that the future fuel consumption of the own vehicle would be optimized.

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、少なくとも自車の将来の燃費が、最適になるように自車を制御することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to control the own vehicle so that at least the future fuel consumption of the own vehicle is optimized.

本発明の第1の態様においては、自車のエンジンの出力軸が出力する軸トルクの変化量を定めることにより、少なくとも将来の前記自車の速度、前記軸トルク、及び前記自車と先行車との車間距離を予測する予測モデルを記憶する記憶部と、前記予測モデルにより予測される前記自車の速度と前記軸トルクとを変数とする前記自車の燃費の燃費項と、前記予測モデルにより予測される前記軸トルクの変化量のトルク項と、前記予測モデルにより予測される前記車間距離と目標車間距離との偏差の距離偏差項とを含む被積分関数を、現時点から所定時間先の時点まで積分して得られる評価関数を最小化する制御入力として、前記現時点から所定時間先の時点までの間の各時点の前記軸トルクの変化量を順次算出する制御入力算出部と、前記制御入力算出部が算出した前記各時点の前記軸トルクの変化量のうちの前記現時点の次の時点の前記軸トルクの変化量と前記現時点の前記軸トルクとの和を、前記次の時点の目標軸トルクとして設定する目標設定部と、前記軸トルクが前記目標軸トルクになるように、前記自車に搭載された前記自車の加減速の制御に関するアクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、を備える車両制御装置を提供する。 In the first aspect of the present invention, by determining the amount of change in the shaft torque output by the output shaft of the engine of the own vehicle, at least the future speed of the own vehicle, the shaft torque, and the own vehicle and the preceding vehicle A storage unit that stores a prediction model that predicts the distance between vehicles, a fuel consumption term of the fuel consumption of the own vehicle with the speed of the own vehicle predicted by the prediction model and the shaft torque as variables, and the prediction model. An integrand containing the torque term of the amount of change in the shaft torque predicted by the above prediction model and the distance deviation term of the deviation between the inter-vehicle distance and the target inter-vehicle distance predicted by the prediction model As a control input that minimizes the evaluation function obtained by integrating up to a time point, a control input calculation unit that sequentially calculates the amount of change in the shaft torque at each time point from the present time point to a time point ahead of a predetermined time, and the control The sum of the change amount of the shaft torque at the next time point of the present time and the shaft torque at the present time among the change amounts of the shaft torque at each time point calculated by the input calculation unit is the target at the next time point. It includes a target setting unit for setting as an axial torque, and an actuator control unit for controlling an actuator for controlling acceleration / deceleration of the own vehicle mounted on the own vehicle so that the shaft torque becomes the target shaft torque. A vehicle control device is provided.

例えば、前記制御入力算出部は、前記予測モデルにより予測される前記車間距離が、前記目標車間距離よりも小さい最低車間距離未満にならないように、前記評価関数を最小化する前記軸トルクの変化量を順次算出する。 For example, the control input calculation unit minimizes the evaluation function so that the inter-vehicle distance predicted by the prediction model does not become less than the minimum inter-vehicle distance smaller than the target inter-vehicle distance. Is calculated sequentially.

例えば、前記制御入力算出部は、前記燃費項の重みを、予め定められた値よりも大きくした前記被積分関数を前記現時点から所定時間先の時点まで積分して得られる前記評価関数を最小化する前記軸トルクの変化量を順次算出する。 For example, the control input calculation unit minimizes the evaluation function obtained by integrating the integrand with the weight of the fuel consumption term larger than a predetermined value from the present time to a time point ahead of a predetermined time. The amount of change in the shaft torque is sequentially calculated.

例えば、前記制御入力算出部は、前記燃費項と、前記トルク項と、前記距離偏差項と、に加え、前記自車の速度と目標速度との偏差の速度偏差項をさらに含む前記被積分関数を前記現時点から所定時間先の時点まで積分して得られる前記評価関数を最小化する前記軸トルクの変化量を順次算出する。 For example, the control input calculation unit further includes the speed deviation term of the deviation between the speed of the own vehicle and the target speed in addition to the fuel consumption term, the torque term, and the distance deviation term. Is sequentially calculated from the present time to the time point ahead of a predetermined time, and the amount of change in the shaft torque that minimizes the evaluation function obtained by integrating the above.

例えば、前記目標設定部は、算出された前記軸トルクの変化量により予測された前記次の時点の前記自車の加速度を目標加速度に設定し、前記アクチュエータ制御部は、前記軸トルクが前記目標軸トルクになるように第1アクチュエータを制御するとともに、前記自車の加速度が前記目標加速度になるように第2アクチュエータを制御する。 For example, the target setting unit sets the acceleration of the own vehicle at the next time point predicted by the calculated change amount of the shaft torque as the target acceleration, and the actuator control unit sets the shaft torque as the target. The first actuator is controlled so as to have an axial torque, and the second actuator is controlled so that the acceleration of the own vehicle becomes the target acceleration.

本発明によれば、少なくとも自車の将来の燃費が、最適になるように自車を制御できるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the own vehicle can be controlled so that at least the future fuel consumption of the own vehicle is optimized.

実施の形態に係る自車の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the own vehicle which concerns on embodiment. 燃料噴射量と軸トルクと回転数との関係を示す制御マップを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the control map which shows the relationship between the fuel injection amount, the shaft torque, and the rotation speed. 拘束条件を用いて自車を制御した場合の車間距離の時間変化をプロットしたグラフである。It is a graph which plotted the time change of the inter-vehicle distance when the own vehicle is controlled by using a constraint condition. 拘束条件を用いないで自車を制御した比較例に係る車間距離の時間変化をプロットしたグラフである。It is a graph which plotted the time change of the inter-vehicle distance which concerns on the comparative example which controlled the own vehicle without using a constraint condition. 車両制御装置が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the flow of the process executed by a vehicle control device.

[実施の形態に係る自車Bの構成]
図1を参照しながら実施の形態に係る自車Bの構成を説明する。図1は、実施の形態に係る自車Bの構成を示す図である。実施の形態に係る自車Bは、車両制御装置1と、センサ群2と、燃料噴射部31と、制動弁32と、エンジン4と、エアブレーキ5とを有する。
[Structure of own vehicle B according to the embodiment]
The configuration of the own vehicle B according to the embodiment will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the own vehicle B according to the embodiment. The own vehicle B according to the embodiment includes a vehicle control device 1, a sensor group 2, a fuel injection unit 31, a braking valve 32, an engine 4, and an air brake 5.

センサ群2は、自車Bの状態等を検出する。例えば、センサ群2は、自車Bの加速度を検出する加速度センサを含む。センサ群2は、自車Bの車輪の回転速度に応じた自車Bの速度を検出する速度センサを含んでもよい。また、センサ群2は、エンジン4の出力軸が出力する軸トルクを検出するトルクセンサを含む。センサ群2は、自車Bの先行車を検出する。例えば、センサ群2は、自車Bの進行方向前方を撮像するカメラ、又はLIDAR(Light Detection and Ranging)を含み、自車Bと先行車との車間距離を検出する。また、センサ群2は、車間距離の変化と、自車Bの速度及び加速度とを用いて先行車の速度及び加速度を検出できる。センサ群2は、検出結果を車両制御装置1に出力する。 The sensor group 2 detects the state of the own vehicle B and the like. For example, the sensor group 2 includes an acceleration sensor that detects the acceleration of the own vehicle B. The sensor group 2 may include a speed sensor that detects the speed of the own vehicle B according to the rotation speed of the wheels of the own vehicle B. Further, the sensor group 2 includes a torque sensor that detects the shaft torque output by the output shaft of the engine 4. The sensor group 2 detects the preceding vehicle of the own vehicle B. For example, the sensor group 2 includes a camera that captures an image of the front of the vehicle B in the traveling direction or LIDAR (Light Detection and Ranging), and detects the distance between the vehicle B and the preceding vehicle. Further, the sensor group 2 can detect the speed and acceleration of the preceding vehicle by using the change in the inter-vehicle distance and the speed and acceleration of the own vehicle B. The sensor group 2 outputs the detection result to the vehicle control device 1.

燃料噴射部31は、自車Bのエンジン4に燃料を噴射する第1アクチュエータである。例えば、燃料噴射部31は、後述する車両制御装置1のアクチュエータ制御部124により制御され、所定量の燃料をエンジン4のシリンダに噴射する。 The fuel injection unit 31 is a first actuator that injects fuel into the engine 4 of the own vehicle B. For example, the fuel injection unit 31 is controlled by the actuator control unit 124 of the vehicle control device 1 described later, and injects a predetermined amount of fuel into the cylinder of the engine 4.

制動弁32は、エアブレーキ5を作動させる第2アクチュエータである。制動弁32は、後述する車両制御装置1のアクチュエータ制御部124により制御され、弁を開閉することにより、エアブレーキ5を作動させる。 The braking valve 32 is a second actuator that operates the air brake 5. The braking valve 32 is controlled by the actuator control unit 124 of the vehicle control device 1, which will be described later, and opens and closes the valve to operate the air brake 5.

車両制御装置1は、センサ群2が検出した検出結果を用いて自車Bが先行車に追従して走行するように自車Bの速度を自動的に制御する。以下、車両制御装置1の構成を説明する。 The vehicle control device 1 automatically controls the speed of the own vehicle B so that the own vehicle B follows the preceding vehicle and travels by using the detection result detected by the sensor group 2. Hereinafter, the configuration of the vehicle control device 1 will be described.

[車両制御装置1の構成]
車両制御装置1は、記憶部11と、制御部12とを備える。記憶部11は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及びハードディスク等を含む記憶媒体である。記憶部11は、制御部12が実行するプログラムを記憶する。
[Configuration of vehicle control device 1]
The vehicle control device 1 includes a storage unit 11 and a control unit 12. The storage unit 11 is a storage medium including a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a hard disk, and the like. The storage unit 11 stores a program executed by the control unit 12.

記憶部11は、将来の自車Bの状態を予測する予測モデルを記憶する。予測モデルにより予測される自車Bの状態は、例えば、自車Bの速度、軸トルク、及び自車Bと先行車との車間距離である。また、予測モデルは、自車Bの周辺の状況として、例えば自車Bの移動距離、自車Bの加速度、先行車の速度、先行車の加速度を予測してもよい。車両制御装置1は、自車Bのエンジン4の出力軸が出力する軸トルクの変化量を定めることにより、予測モデルを用いて将来の自車Bの状態や自車Bの周辺の状況を予測できる。 The storage unit 11 stores a prediction model for predicting the future state of the own vehicle B. The state of the own vehicle B predicted by the prediction model is, for example, the speed of the own vehicle B, the shaft torque, and the inter-vehicle distance between the own vehicle B and the preceding vehicle. Further, the prediction model may predict, for example, the moving distance of the own vehicle B, the acceleration of the own vehicle B, the speed of the preceding vehicle, and the acceleration of the preceding vehicle as the situation around the own vehicle B. The vehicle control device 1 predicts the future state of the own vehicle B and the situation around the own vehicle B by using the prediction model by determining the amount of change in the shaft torque output by the output shaft of the engine 4 of the own vehicle B. can.

本実施の形態に係る予測モデルは、下記式(1)の状態方程式で表される。

Figure 2022056958000002
x(t)は、自車Bの移動距離、自車Bの速度、軸トルク、車間距離、先行車の速度及び先行車の加速度を含むベクトルである。また、x(t)は、自車Bの加速度を含んでもよい。u(t)は制御入力であり、本実施の形態では軸トルクの変化量である。 The prediction model according to this embodiment is represented by the equation of state of the following equation (1).
Figure 2022056958000002
x (t) is a vector including the moving distance of the own vehicle B, the speed of the own vehicle B, the shaft torque, the inter-vehicle distance, the speed of the preceding vehicle, and the acceleration of the preceding vehicle. Further, x (t) may include the acceleration of the own vehicle B. u (t) is a control input, and in this embodiment, it is a change amount of the shaft torque.

記憶部11は、自車Bの進行方向の加速度aを示す関数を記憶する。加速度aを示す関数は、下記式(2)で表される。

Figure 2022056958000003
vは、自車Bの速度である。iは、ギア比である。Torqueは、エンジン4の出力軸が出力する軸トルクである。本実施の形態に係るβ~βは、予め実験などにより定めた値である。また、β~βは、自車Bの走行中に取得した各種情報に基づいて適宜更新してもよい。なお、本実施の形態に係るθは、自車Bが走行する道路の勾配を示し、移動距離rの関数θ(r(t))である。 The storage unit 11 stores a function indicating the acceleration a in the traveling direction of the own vehicle B. The function indicating the acceleration a is expressed by the following equation (2).
Figure 2022056958000003
v is the speed of the own vehicle B. i is the gear ratio. Torque is the shaft torque output by the output shaft of the engine 4. Β 1 to β 5 according to the present embodiment are values determined in advance by experiments or the like. Further, β 1 to β 5 may be appropriately updated based on various information acquired while the own vehicle B is traveling. Note that θ according to the present embodiment indicates the slope of the road on which the own vehicle B travels, and is a function θ (r (t)) of the travel distance r.

式(1)の右辺は、加速度aを示す式(2)と時定数τとを用いて、下記式(3)で表される。

Figure 2022056958000004
式(3)のv(t)は、自車Bの速度である。v(t)は、先行車の速度である。a(t)は、先行車の加速度である。記憶部11は、式(1)の右辺を式(3)の右辺に置き換えた式を記憶してもよい。 The right side of the equation (1) is represented by the following equation (3) using the equation (2) showing the acceleration a and the time constant τ.
Figure 2022056958000004
The v (t) of the equation (3) is the speed of the own vehicle B. v l (t) is the speed of the preceding vehicle. a l (t) is the acceleration of the preceding vehicle. The storage unit 11 may store an equation in which the right side of the equation (1) is replaced with the right side of the equation (3).

記憶部11は、燃料噴射量と軸トルクとエンジン4の回転数(以下、回転数と言う)との関係を示す制御マップを記憶する。図2は、燃料噴射量と軸トルクと回転数との関係を示す制御マップを模式的に示す図である。図2に示すように、制御マップMは、燃料噴射量と軸トルクと回転数とを軸とする三次元空間上の曲面として表される。車両制御装置1は、制御マップMを用いて燃料噴射部31の噴射を制御する。具体的には、車両制御装置1は、制御マップMを用いることにより、走行中の自車Bのエンジン4が所望の軸トルクを出力するような所定量の燃料を燃料噴射部31に噴射させることができる。また、車両制御装置1は、制御マップMを用いることにより、所定量の燃料を燃料噴射部31に噴射させた場合に出力される軸トルクを推定できる。 The storage unit 11 stores a control map showing the relationship between the fuel injection amount, the shaft torque, and the rotation speed of the engine 4 (hereinafter referred to as the rotation speed). FIG. 2 is a diagram schematically showing a control map showing the relationship between the fuel injection amount, the shaft torque, and the rotation speed. As shown in FIG. 2, the control map M is represented as a curved surface on a three-dimensional space about the fuel injection amount, the shaft torque, and the rotation speed. The vehicle control device 1 controls the injection of the fuel injection unit 31 by using the control map M. Specifically, the vehicle control device 1 uses the control map M to inject a predetermined amount of fuel into the fuel injection unit 31 so that the engine 4 of the running own vehicle B outputs a desired shaft torque. be able to. Further, the vehicle control device 1 can estimate the shaft torque output when a predetermined amount of fuel is injected into the fuel injection unit 31 by using the control map M.

制御部12は、例えばCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサを含む計算リソースである。制御部12は、記憶部11に記憶されたプログラムを実行することにより、情報取得部121、制御入力算出部122、目標設定部123及びアクチュエータ制御部124としての機能を実現する。 The control unit 12 is a computing resource including a processor such as a CPU (Central Processing Unit). The control unit 12 realizes functions as an information acquisition unit 121, a control input calculation unit 122, a target setting unit 123, and an actuator control unit 124 by executing a program stored in the storage unit 11.

情報取得部121は、センサ群2が出力した検出結果を取得する。例えば、情報取得部121は、自車Bの軸トルク及び車間距離を取得する。また、情報取得部121は、自車Bの速度及び加速度と、先行車の加速度及び速度とをセンサ群2から取得する。 The information acquisition unit 121 acquires the detection result output by the sensor group 2. For example, the information acquisition unit 121 acquires the shaft torque and the inter-vehicle distance of the own vehicle B. Further, the information acquisition unit 121 acquires the speed and acceleration of the own vehicle B and the acceleration and speed of the preceding vehicle from the sensor group 2.

制御入力算出部122は、所定の評価関数を最小化する制御入力として、将来の軸トルクの変化量を順次算出する。評価関数は、予め定められた被積分関数を、現時点から所定時間先の時点まで積分して得られる。本実施の形態に係る評価関数Jは、被積分関数Lを用いて、下記式(4)で表される。

Figure 2022056958000005
時点t+Tは、現時点tから所定時間先の時点である。以下、現時点tから所定時間先の時点t+Tまでの間を評価区間という。所定時間は、制御部12の処理周期や最適化計算に係る時間に応じて適宜定めればよいが、具体的な値は例えば1分である。制御入力算出部122は、評価区間を所定間隔で離散化して、所定間隔ごとの各時点の軸トルクの変化量を算出する。所定間隔は、制御部12の処理周期であり、例えば1ミリ秒である。 The control input calculation unit 122 sequentially calculates the amount of change in the shaft torque in the future as a control input that minimizes a predetermined evaluation function. The evaluation function is obtained by integrating a predetermined integrand from the present time to a time point ahead of a predetermined time. The evaluation function J according to the present embodiment is expressed by the following equation (4) using the integrand L.
Figure 2022056958000005
The time point t + T is a time point predetermined time ahead of the current time t. Hereinafter, the period from the current time t to the time point t + T a predetermined time ahead is referred to as an evaluation section. The predetermined time may be appropriately determined according to the processing cycle of the control unit 12 and the time related to the optimization calculation, but the specific value is, for example, 1 minute. The control input calculation unit 122 discretizes the evaluation sections at predetermined intervals and calculates the amount of change in the shaft torque at each time point at each predetermined interval. The predetermined interval is the processing cycle of the control unit 12, for example, 1 millisecond.

被積分関数Lは、下記式(5)で表される。

Figure 2022056958000006
・Fuelcon(t)は、自車Bの燃費に関する燃費項である。燃費項は、予測モデルにより予測される自車Bの速度と、軸トルクとを変数とする関数である。具体的には、燃費項は、評価区間を離散化した所定間隔(1ミリ秒)の間に噴射する燃料の量(燃料消費量)を、所定間隔の間の自車Bの移動距離rで除算した値である。移動距離rは、自車Bの速度v(t)に所定間隔を乗算して算出される。燃料消費量は、下記式(6)で表される。
Figure 2022056958000007
は、エンジン回転数である。nstは、エンジン4の1回転当たりの燃料噴射回数である。Qは、燃料噴射量である。Nは、エンジン4のシリンダ数である。また、式(6)は、燃料消費量の単位を立方ミリメートルからリットルに変換するため、10-6を乗算している。 The integrand L is expressed by the following equation (5).
Figure 2022056958000006
W1 ・ Fuel con (t) is a fuel consumption term relating to the fuel consumption of the own vehicle B. The fuel consumption term is a function in which the speed of the own vehicle B predicted by the prediction model and the shaft torque are variables. Specifically, in the fuel consumption term, the amount of fuel (fuel consumption) injected during a predetermined interval (1 millisecond) in which the evaluation section is discretized is calculated by the moving distance r of the own vehicle B during the predetermined interval. It is the divided value. The moving distance r is calculated by multiplying the speed v (t) of the own vehicle B by a predetermined interval. The fuel consumption is expressed by the following formula (6).
Figure 2022056958000007
We is the engine speed. nst is the number of fuel injections per revolution of the engine 4. Q is the fuel injection amount. Ne is the number of cylinders of the engine 4. Also, equation (6) is multiplied by 10-6 to convert the unit of fuel consumption from cubic millimeters to liters.

・(u(t))/2は、軸トルクの変化量に関するトルク項である。W・(v(t)-vd)/2は、速度と目標速度との偏差に関する速度偏差項である。W・(Pdistance・v(t)+Cdistance-d)/2は、車間距離と目標車間距離との偏差に関する距離偏差項である。Pdistance・v(t)は、最低車間距離に相当する。Pdistance及びCdistanceは、自車Bの走行性能に応じて実験などにより適宜定めればよい。Dは、車間距離(の状態量)である。vdは目標速度である。 W 2 · (u (t)) 2/2 is a torque term relating to the amount of change in shaft torque. W 3 · (v (t) -vd) 2/2 is a velocity deviation term relating to the deviation between the velocity and the target velocity. W 4 · (P distance · v (t) + C distance −d) 2/2 is a distance deviation term relating to the deviation between the inter-vehicle distance and the target inter-vehicle distance. P distance · v (t) corresponds to the minimum inter-vehicle distance. The P distance and the C distance may be appropriately determined by experiments or the like according to the running performance of the own vehicle B. D is the inter-vehicle distance (state quantity). vd is the target speed.

被積分関数Lは、自車Bの燃費に関する燃費項と、予測モデルにより予測される軸トルクの変化量のトルク項と、予測モデルにより予測される車間距離と目標車間距離との偏差の距離偏差項とを含む。そして、制御入力算出部122は、燃費項と、トルク項と、距離偏差項とを含む被積分関数Lを現時点から所定時間先の時点まで積分して得られた評価関数Jを最小化する軸トルクの変化量を算出する。 The integrand L is the distance deviation between the fuel consumption term related to the fuel consumption of the own vehicle B, the torque term of the amount of change in the shaft torque predicted by the prediction model, and the deviation between the inter-vehicle distance predicted by the prediction model and the target inter-vehicle distance. Includes terms and. Then, the control input calculation unit 122 minimizes the evaluation function J obtained by integrating the integrand L including the fuel consumption term, the torque term, and the distance deviation term from the present time to a time point ahead of a predetermined time. Calculate the amount of change in torque.

制御入力算出部122は、燃費項、トルク項、及び距離偏差項を含む被積分関数Lを用いた評価関数Jの最適化問題を解くことにより、評価区間の各時点における最適化された自車Bの状態を決定できる。具体的には、制御入力算出部122は、現時点tから所定時間先の時点t+Tまでの間(評価区間)の各時点の最適化された燃費、軸トルクの変化量、及び車間距離を算出する。このようにすることで、制御入力算出部122は、評価区間において、トレードオフの関係にある燃費、軸トルクの変化量、及び車間距離のバランスをとりながら、各項を最適化できる。 The control input calculation unit 122 solves the optimization problem of the evaluation function J using the integrand L including the fuel consumption term, the torque term, and the distance deviation term, and thereby optimizes the own vehicle at each time point in the evaluation section. The state of B can be determined. Specifically, the control input calculation unit 122 calculates the optimized fuel consumption, the amount of change in shaft torque, and the inter-vehicle distance at each time point between the current time t and the time point t + T a predetermined time ahead (evaluation section). .. By doing so, the control input calculation unit 122 can optimize each term in the evaluation section while balancing the fuel consumption, the amount of change in the shaft torque, and the inter-vehicle distance, which are in a trade-off relationship.

また、制御入力算出部122は、制御入力として軸トルクの変化量が評価関数Jに含まれていることにより、軸トルクの変化量が大きく変化することを抑制できるようになる。そのため、制御入力算出部122は、例えば先行車が急激に減速した際に最適解が大きく変動することを抑制できる。その結果、制御入力算出部122は、評価関数Jの最適化計算ができなくなることを抑制できる。 Further, since the control input calculation unit 122 includes the change amount of the shaft torque as the control input in the evaluation function J, the control input calculation unit 122 can suppress a large change in the change amount of the shaft torque. Therefore, the control input calculation unit 122 can suppress a large change in the optimum solution when, for example, the preceding vehicle suddenly decelerates. As a result, the control input calculation unit 122 can prevent the evaluation function J from being unable to perform the optimization calculation.

被積分関数Lは、予測モデルにより予測される自車Bの速度と目標速度との偏差の速度偏差項をさらに含んでいる。制御入力算出部122は、加減速度に関する項ではなく、速度偏差項が評価関数に含まれていることで、先行車が大きく減速した際に評価関数が増大することを抑制できる。その結果、制御入力算出部122は、最適化計算ができなくなることを抑制できる。 The integrand L further includes a speed deviation term of the deviation between the speed of the own vehicle B and the target speed predicted by the prediction model. Since the control input calculation unit 122 includes a speed deviation term in the evaluation function instead of a term related to acceleration / deceleration, it is possible to suppress an increase in the evaluation function when the preceding vehicle decelerates significantly. As a result, the control input calculation unit 122 can prevent the optimization calculation from becoming impossible.

式(4)のW、W、W及びWの各々は、各項に対する重みである。W、W、W及びWの各々の具体的な値は、例えば10^-6、1、10、100である。制御入力算出部122は、燃費の燃費項の影響が、大きくなるように重み付けする。具体的には、制御入力算出部122は、燃費項の重みを、予め定められた値よりも大きくした被積分関数Lを現時点から所定時間先の時点まで積分して得られる評価関数Jを最小化する軸トルクの変化量を順次算出する。より具体的には、制御入力算出部122は、燃費項の重みの値を、10^-6から5×10^-6に変更した被積分関数Lを積分して得られる評価関数Jを最小化する軸トルクの変化量を順次算出する。このようにすることで、制御入力算出部122は、将来の燃費がより良くなる軸トルクの変化量を算出できる。 Each of W 1 , W 2 , W 3 and W 4 in equation (4) is a weight for each term. Specific values of W 1 , W 2 , W 3 and W 4 are, for example, 10 ^ -6, 1, 10, and 100. The control input calculation unit 122 weights the fuel consumption so that the influence of the fuel consumption term is large. Specifically, the control input calculation unit 122 minimizes the evaluation function J obtained by integrating the integrand L with the weight of the fuel consumption term larger than a predetermined value from the present time to a time point ahead of a predetermined time. The amount of change in the shaft torque to be changed is sequentially calculated. More specifically, the control input calculation unit 122 minimizes the evaluation function J obtained by integrating the integrand L obtained by changing the weight value of the fuel consumption term from 10 ^ -6 to 5 × 10 ^ -6. The amount of change in the shaft torque to be changed is sequentially calculated. By doing so, the control input calculation unit 122 can calculate the amount of change in the shaft torque that will improve future fuel efficiency.

なお、制御入力算出部122は、燃費項に限らず、トルク項、距離偏差項又は速度偏差項のうちのいずれか一項の重みを、大きく重み付けしてもよい。例えば、制御入力算出部122は、速度と目標速度との偏差の速度偏差項の重みを、予め定められた値よりも大きくする。具体的には、制御入力算出部122は、速度と目標速度との偏差の速度偏差項の重みの値を、10から15に変更した被積分関数Lを積分して得られる評価関数Jを最小化する軸トルクの変化量を順次算出する。このようにすることで、制御入力算出部122は、自車Bの速度変化を小さくする軸トルクの変化量を算出できる。 The control input calculation unit 122 is not limited to the fuel consumption term, and the weight of any one of the torque term, the distance deviation term, and the speed deviation term may be heavily weighted. For example, the control input calculation unit 122 sets the weight of the speed deviation term of the deviation between the speed and the target speed to be larger than a predetermined value. Specifically, the control input calculation unit 122 minimizes the evaluation function J obtained by integrating the integrand L in which the weight value of the speed deviation term of the deviation between the speed and the target speed is changed from 10 to 15. The amount of change in the shaft torque to be changed is sequentially calculated. By doing so, the control input calculation unit 122 can calculate the amount of change in the shaft torque that reduces the change in the speed of the own vehicle B.

制御入力算出部122は、車間距離が最低車間距離よりも小さくならないように、軸トルクの変化量を算出する。例えば、制御入力算出部122は、予測モデルにより予測される車間距離が、目標車間距離よりも小さい最低車間距離未満にならないように、評価関数Jを最小化する軸トルクの変化量を順次算出する。最低車間距離は、例えば自車Bの速度が大きいほど長くする。また、最低車間距離は、自車Bの総重量が大きいほど長くする。 The control input calculation unit 122 calculates the amount of change in the shaft torque so that the inter-vehicle distance does not become smaller than the minimum inter-vehicle distance. For example, the control input calculation unit 122 sequentially calculates the amount of change in the shaft torque that minimizes the evaluation function J so that the inter-vehicle distance predicted by the prediction model does not become less than the minimum inter-vehicle distance smaller than the target inter-vehicle distance. .. For example, the minimum inter-vehicle distance is increased as the speed of the own vehicle B increases. Further, the minimum inter-vehicle distance is increased as the total weight of the own vehicle B is larger.

具体的には、制御入力算出部122は、下記式(7)を拘束条件として評価関数Jを最小化する軸トルクの変化量を算出する。
distance・v(t)≦D・・・(7)
言い換えると、制御入力算出部122は、車間距離Dが、最低車間距離Pdistance・v(t)以上になるように評価関数Jを最小化する。このように、制御入力算出部122は、車間距離に関する拘束条件を用いることで、自車Bと先行車との車間距離が小さくなりすぎることを抑制できる。以下、Pdistance・v(t)をMinと言う。また、最低車間距離であるMinは、自車の速度により変化するが、以下の説明においては、Minが一定であるものとする。
Specifically, the control input calculation unit 122 calculates the amount of change in the shaft torque that minimizes the evaluation function J with the following equation (7) as a constraint condition.
P distance · v (t) ≤ D ... (7)
In other words, the control input calculation unit 122 minimizes the evaluation function J so that the inter-vehicle distance D is equal to or greater than the minimum inter-vehicle distance P distance · v (t). In this way, the control input calculation unit 122 can prevent the inter-vehicle distance between the own vehicle B and the preceding vehicle from becoming too small by using the constraint condition regarding the inter-vehicle distance. Hereinafter, P minute v (t) is referred to as Min. Further, Min, which is the minimum inter-vehicle distance, changes depending on the speed of the own vehicle, but in the following description, it is assumed that Min is constant.

図3は、拘束条件を用いて自車Bを制御した場合の車間距離Dの時間変化をプロットしたグラフである。図3の横軸は時刻tを示し、縦軸は車間距離Dを示す。破線は、最低車間距離Minを示す。図3に示すように、拘束条件を用いて自車Bを制御した場合、車間距離Dは、最低車間距離Min未満になることが無く、車両制御装置1は車間距離Dが小さくなりすぎることを抑制できる。 FIG. 3 is a graph plotting the time change of the inter-vehicle distance D when the own vehicle B is controlled by using the constraint condition. The horizontal axis of FIG. 3 indicates the time t, and the vertical axis indicates the inter-vehicle distance D. The broken line indicates the minimum inter-vehicle distance Min. As shown in FIG. 3, when the own vehicle B is controlled using the constraint condition, the inter-vehicle distance D does not become less than the minimum inter-vehicle distance Min, and the vehicle control device 1 makes the inter-vehicle distance D too small. Can be suppressed.

図4は、拘束条件を用いないで自車Bを制御した比較例に係る車間距離Dの時間変化をプロットしたグラフである。図4の横軸は時刻tを示し、縦軸は車間距離Dを示す。破線は、最低車間距離Minを示す。図4に示すように、拘束条件を用いないで自車Bを制御してしまうと、車間距離Dは、最低車間距離Min未満になってしまうことがある。 FIG. 4 is a graph plotting the time change of the inter-vehicle distance D according to the comparative example in which the own vehicle B is controlled without using the constraint condition. The horizontal axis of FIG. 4 indicates the time t, and the vertical axis indicates the inter-vehicle distance D. The broken line indicates the minimum inter-vehicle distance Min. As shown in FIG. 4, if the own vehicle B is controlled without using the constraint condition, the inter-vehicle distance D may be less than the minimum inter-vehicle distance Min.

目標設定部123は、自車Bを制御するための目標値を設定する。例えば、目標設定部123は、現時点の次の時点の目標軸トルクを設定する。具体的には、目標設定部123は、制御入力算出部122が算出した各時点の軸トルクの変化量のうちの現時点の次の時点の軸トルクの変化量と現時点の軸トルクとの和を、次の時点の目標軸トルクとして設定する。 The target setting unit 123 sets a target value for controlling the own vehicle B. For example, the target setting unit 123 sets the target shaft torque at the next point in time at the present time. Specifically, the target setting unit 123 calculates the sum of the change amount of the shaft torque at the next time point in the change amount of the shaft torque at each time point calculated by the control input calculation unit 122 and the current shaft torque. , Set as the target shaft torque at the next time.

目標設定部123は、自車Bを制御するための目標加速度を設定してもよい。例えば、目標設定部123は、算出された軸トルクの変化量により予測された次の時点の自車Bの加速度を、現時点の次の時点の目標加速度に設定する。 The target setting unit 123 may set a target acceleration for controlling the own vehicle B. For example, the target setting unit 123 sets the acceleration of the own vehicle B at the next time point predicted by the calculated change amount of the shaft torque to the target acceleration at the next time point at the present time.

アクチュエータ制御部124は、目標設定部123が設定した目標値になるように、自車Bに搭載された各種アクチュエータを制御する。例えば、アクチュエータ制御部124は、軸トルクが目標軸トルクになるように、自車Bに搭載された自車Bの加減速の制御に関するアクチュエータを制御する。具体的には、アクチュエータ制御部124は、燃料噴射部31に噴射させる燃料の量を変えることにより、自車Bの加減速を制御する。より具体的には、アクチュエータ制御部124は、噴射させる燃料の量を増やすことにより自車Bの進行方向の加速度aを大きくし、燃料の量を減らすことにより加速度aを小さくする。また、アクチュエータ制御部124は、記憶部11に記憶された制御マップM(図2を参照)を用いて、軸トルクが目標軸トルクになる量の燃料を燃料噴射部31に噴射させる。このようにすることで、アクチュエータ制御部124は、将来の燃費が最適になるような量の燃料を燃料噴射部31に噴射させることができる。 The actuator control unit 124 controls various actuators mounted on the own vehicle B so as to have a target value set by the target setting unit 123. For example, the actuator control unit 124 controls an actuator for controlling acceleration / deceleration of the own vehicle B mounted on the own vehicle B so that the shaft torque becomes the target shaft torque. Specifically, the actuator control unit 124 controls the acceleration / deceleration of the own vehicle B by changing the amount of fuel injected into the fuel injection unit 31. More specifically, the actuator control unit 124 increases the acceleration a in the traveling direction of the own vehicle B by increasing the amount of fuel to be injected, and decreases the acceleration a by reducing the amount of fuel. Further, the actuator control unit 124 injects the fuel injection unit 31 with an amount of fuel whose shaft torque becomes the target shaft torque by using the control map M (see FIG. 2) stored in the storage unit 11. By doing so, the actuator control unit 124 can inject the fuel injection unit 31 with an amount of fuel that optimizes future fuel efficiency.

また、アクチュエータ制御部124は、自車Bの加速度が目標加速度になるように制動弁32を制御する。例えば、アクチュエータ制御部124は、自車Bの現在の加速度と、目標設定部123が設定した目標加速度との差が小さくなるように、第2アクチュエータを制御して制動弁32を開閉する。具体的には、アクチュエータ制御部124は、現在の加速度が目標加速度よりも大きい場合、制動弁32を開いてエアブレーキ5を作動させて自車Bを減速させる。このように、アクチュエータ制御部124は、燃料噴射部31に加えて制動弁32も制御することにより、燃料噴射部31のみを制御する場合よりも高精度に自車Bを制御できるようになる。 Further, the actuator control unit 124 controls the braking valve 32 so that the acceleration of the own vehicle B becomes the target acceleration. For example, the actuator control unit 124 controls the second actuator to open and close the braking valve 32 so that the difference between the current acceleration of the own vehicle B and the target acceleration set by the target setting unit 123 becomes small. Specifically, when the current acceleration is larger than the target acceleration, the actuator control unit 124 opens the braking valve 32 to operate the air brake 5 to decelerate the own vehicle B. In this way, the actuator control unit 124 controls the braking valve 32 in addition to the fuel injection unit 31, so that the vehicle B can be controlled with higher accuracy than when only the fuel injection unit 31 is controlled.

[車両制御装置1が実行する処理]
以下、図5を参照しながら車両制御装置1が実行する処理の流れを説明する。図5は、車両制御装置1が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。図5のフローチャートは、車両制御装置1が搭載された自車Bが先行車に追従走行している間、順次実行される。
[Process executed by vehicle control device 1]
Hereinafter, the flow of processing executed by the vehicle control device 1 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the flow of processing executed by the vehicle control device 1. The flowchart of FIG. 5 is sequentially executed while the own vehicle B equipped with the vehicle control device 1 is traveling following the preceding vehicle.

まず、情報取得部121は、センサ群2が検出した検出結果を取得する(ステップS1)。具体的には、情報取得部121は、自車Bの軸トルク及び車間距離をセンサ群2から取得する。また、情報取得部121は、自車Bの速度及び加速度と、先行車の加速度及び速度とをセンサ群2から取得する。 First, the information acquisition unit 121 acquires the detection result detected by the sensor group 2 (step S1). Specifically, the information acquisition unit 121 acquires the axial torque and the inter-vehicle distance of the own vehicle B from the sensor group 2. Further, the information acquisition unit 121 acquires the speed and acceleration of the own vehicle B and the acceleration and speed of the preceding vehicle from the sensor group 2.

続いて、制御入力算出部122は、評価関数Jを最小化する軸トルクの変化量を算出する(ステップS2)。評価関数Jは、自車Bの燃費の燃費項、軸トルクの変化量のトルク項、及び車間距離と目標車間距離との偏差の距離偏差項を含む被積分関数Lを積分して得られる。具体的には、制御入力算出部122は、被積分関数Lを現時点から所定時間先の時点まで積分して得られた評価関数Jを最小化する、現時点から所定時間先の時点の各時点の軸トルクの変化量を算出する。 Subsequently, the control input calculation unit 122 calculates the amount of change in the shaft torque that minimizes the evaluation function J (step S2). The evaluation function J is obtained by integrating the integrand L including the fuel consumption term of the fuel consumption of the own vehicle B, the torque term of the change amount of the shaft torque, and the distance deviation term of the deviation between the inter-vehicle distance and the target inter-vehicle distance. Specifically, the control input calculation unit 122 minimizes the evaluation function J obtained by integrating the integrand L from the present time to a predetermined time ahead, at each time point from the present time to a predetermined time ahead. Calculate the amount of change in shaft torque.

目標設定部123は、算出された軸トルクの変化量に応じた目標軸トルクを設定する(ステップS3)。例えば、目標設定部123は、現時点の次の時点の軸トルクの変化量と、現時点の軸トルクとの和を、次の時点の目標軸トルクに設定する。 The target setting unit 123 sets the target shaft torque according to the calculated change amount of the shaft torque (step S3). For example, the target setting unit 123 sets the sum of the change amount of the shaft torque at the next time point and the shaft torque at the present time to the target shaft torque at the next time point.

次に、目標設定部123は、軸トルクの変化量が算出されたことにより予測された次の時点の加速度を、次の時点の目標加速度に設定する(ステップS4)。なお、ステップS4の処理は、ステップS3の処理の前に実行してもよく、ステップS3の処理とステップS4の処理を並列に実行してもよい。 Next, the target setting unit 123 sets the acceleration at the next time point predicted by the calculation of the amount of change in the shaft torque to the target acceleration at the next time point (step S4). The process of step S4 may be executed before the process of step S3, or the process of step S3 and the process of step S4 may be executed in parallel.

アクチュエータ制御部124は、目標軸トルクになるように燃料噴射部31を制御する(ステップS5)。具体的には、アクチュエータ制御部124は、現時点の次の時点になったら、目標設定部123が設定した目標軸トルクになるように燃料噴射部31を制御する。また、アクチュエータ制御部124は、目標加速度になるように制動弁32を制御する(ステップS6)。なお、車両制御装置1は、ステップS5の処理とステップS6の処理とを並列に実行してもよい。 The actuator control unit 124 controls the fuel injection unit 31 so that the target shaft torque is reached (step S5). Specifically, the actuator control unit 124 controls the fuel injection unit 31 so that the target shaft torque set by the target setting unit 123 is reached at the next time point after the current time. Further, the actuator control unit 124 controls the braking valve 32 so as to reach the target acceleration (step S6). The vehicle control device 1 may execute the process of step S5 and the process of step S6 in parallel.

[実施の形態に係る車両制御装置1の効果]
以上説明したとおり、車両制御装置1は、自車Bのエンジン4の出力軸が出力する軸トルクの変化量を定めることにより、将来の自車Bの速度、軸トルク、及び自車Bと先行車との車間距離を予測する予測モデルを記憶している。次に、車両制御装置1は、予測モデルにより予測される自車Bの速度と軸トルクとを変数とする自車Bの燃費の燃費項と、軸トルクの変化量のトルク項と、車間距離と目標車間距離との偏差の距離偏差項とを含む被積分関数Lを、現時点から所定時間先の時点まで積分して評価関数Jを得る。そして、車両制御装置1は、評価関数Jを最小化する制御入力として現時点から所定時間先の時点までの間の各時点の軸トルクの変化量を順次算出する。
[Effect of vehicle control device 1 according to the embodiment]
As described above, the vehicle control device 1 determines the amount of change in the shaft torque output by the output shaft of the engine 4 of the own vehicle B, thereby leading the future speed, shaft torque, and own vehicle B of the own vehicle B. It remembers a prediction model that predicts the distance to a car. Next, the vehicle control device 1 has a fuel consumption term of the fuel consumption of the own vehicle B whose variables are the speed and the shaft torque of the own vehicle B predicted by the prediction model, a torque term of the amount of change in the shaft torque, and an inter-vehicle distance. The evaluated function J is obtained by integrating the integrand L including the distance deviation term of the deviation from the target vehicle-to-vehicle distance from the present time to a time point in a predetermined time ahead. Then, the vehicle control device 1 sequentially calculates the amount of change in the shaft torque at each time point from the present time to the time point ahead of a predetermined time as a control input for minimizing the evaluation function J.

車両制御装置1は、燃費の項を含む被積分関数Lを積分して得られた評価関数Jを最小化する軸トルクの変化量に応じて自車Bの加減速の制御に関するアクチュエータを制御することで自車Bを制御する。このようにすることで、車両制御装置1は、将来の燃費が最適になるように自車Bを制御できる。また、車両制御装置1は、自車Bの燃費、軸トルクの変化、及び先行車との車間距離Dの各々が最適になるように自車Bの速度を制御できる。そのため、車両制御装置1は、トレードオフの関係にある自車Bの燃費、軸トルクの変化量、及び先行車との車間距離Dのバランスを取りながら自車Bを制御することができる。 The vehicle control device 1 controls an actuator for controlling acceleration / deceleration of the own vehicle B according to the amount of change in the shaft torque that minimizes the evaluation function J obtained by integrating the integrand L including the term of fuel consumption. This controls the own vehicle B. By doing so, the vehicle control device 1 can control the own vehicle B so that the future fuel consumption is optimized. Further, the vehicle control device 1 can control the speed of the own vehicle B so that the fuel consumption of the own vehicle B, the change in the shaft torque, and the inter-vehicle distance D from the preceding vehicle are all optimized. Therefore, the vehicle control device 1 can control the own vehicle B while balancing the fuel consumption of the own vehicle B, the amount of change in the shaft torque, and the inter-vehicle distance D with the preceding vehicle, which are in a trade-off relationship.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。具体的には、実施の形態において、アクチュエータ制御部124は、制動弁32を制御することによりエアブレーキ5を制御したが、これに限らず、圧縮開放ブレーキ又はリターダー等の補助ブレーキを制御してもよい。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist. be. For example, all or part of the device can be functionally or physically distributed / integrated in any unit. Specifically, in the embodiment, the actuator control unit 124 controls the air brake 5 by controlling the braking valve 32, but is not limited to this, and controls an auxiliary brake such as a compression release brake or a retarder. May be good. Also included in the embodiments of the present invention are new embodiments resulting from any combination of the plurality of embodiments. The effect of the new embodiment produced by the combination has the effect of the original embodiment together.

1 車両制御装置
11 記憶部
12 制御部
121 情報取得部
122 制御入力算出部
123 目標設定部
124 アクチュエータ制御部
2 センサ群
31 燃料噴射部
32 制動弁
4 エンジン
5 エアブレーキ
1 Vehicle control device 11 Storage unit 12 Control unit 121 Information acquisition unit 122 Control input calculation unit 123 Target setting unit 124 Actuator control unit 2 Sensor group 31 Fuel injection unit 32 Braking valve 4 Engine 5 Air brake

Claims (5)

自車のエンジンの出力軸が出力する軸トルクの変化量を定めることにより、少なくとも将来の前記自車の速度、前記軸トルク、及び前記自車と先行車との車間距離を予測する予測モデルを記憶する記憶部と、
前記予測モデルにより予測される前記自車の速度と前記軸トルクとを変数とする前記自車の燃費の燃費項と、前記予測モデルにより予測される前記軸トルクの変化量のトルク項と、前記予測モデルにより予測される前記車間距離と目標車間距離との偏差の距離偏差項とを含む被積分関数を、現時点から所定時間先の時点まで積分して得られる評価関数を最小化する制御入力として、前記現時点から所定時間先の時点までの間の各時点の前記軸トルクの変化量を順次算出する制御入力算出部と、
前記制御入力算出部が算出した前記各時点の前記軸トルクの変化量のうちの前記現時点の次の時点の前記軸トルクの変化量と前記現時点の前記軸トルクとの和を、前記次の時点の目標軸トルクとして設定する目標設定部と、
前記軸トルクが前記目標軸トルクになるように、前記自車に搭載された前記自車の加減速の制御に関するアクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、
を備える車両制御装置。
By determining the amount of change in the shaft torque output by the output shaft of the engine of the own vehicle, a prediction model that predicts at least the future speed of the own vehicle, the shaft torque, and the distance between the own vehicle and the preceding vehicle can be obtained. A storage unit to memorize and
The fuel consumption term of the fuel consumption of the own vehicle whose variables are the speed of the own vehicle and the shaft torque predicted by the prediction model, the torque term of the amount of change in the shaft torque predicted by the prediction model, and the said. As a control input that minimizes the evaluation function obtained by integrating the integrand including the distance deviation term of the deviation between the inter-vehicle distance and the target inter-vehicle distance predicted by the prediction model from the present time to the time point in a predetermined time ahead. , A control input calculation unit that sequentially calculates the amount of change in the shaft torque at each time point from the present time to a time point ahead of a predetermined time.
The sum of the change amount of the shaft torque at the next time point of the present time and the shaft torque at the present time among the change amounts of the shaft torque at each time point calculated by the control input calculation unit is the next time point. The target setting unit to be set as the target shaft torque of
An actuator control unit that controls an actuator for controlling acceleration / deceleration of the own vehicle mounted on the own vehicle so that the shaft torque becomes the target shaft torque.
A vehicle control device.
前記制御入力算出部は、前記予測モデルにより予測される前記車間距離が、前記目標車間距離よりも小さい最低車間距離未満にならないように、前記評価関数を最小化する前記軸トルクの変化量を順次算出する、
請求項1に記載の車両制御装置。
The control input calculation unit sequentially changes the amount of change in the shaft torque that minimizes the evaluation function so that the inter-vehicle distance predicted by the prediction model does not become less than the minimum inter-vehicle distance smaller than the target inter-vehicle distance. calculate,
The vehicle control device according to claim 1.
前記制御入力算出部は、前記燃費項の重みを、予め定められた値よりも大きくした前記被積分関数を前記現時点から所定時間先の時点まで積分して得られる前記評価関数を最小化する前記軸トルクの変化量を順次算出する、
請求項1又は2に記載の車両制御装置。
The control input calculation unit minimizes the evaluation function obtained by integrating the integrand with the weight of the fuel consumption term larger than a predetermined value from the present time to a time point ahead of a predetermined time. Sequentially calculate the amount of change in shaft torque,
The vehicle control device according to claim 1 or 2.
前記制御入力算出部は、前記燃費項と、前記トルク項と、前記距離偏差項と、に加え、前記自車の速度と目標速度との偏差の速度偏差項をさらに含む前記被積分関数を前記現時点から所定時間先の時点まで積分して得られる前記評価関数を最小化する前記軸トルクの変化量を順次算出する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の車両制御装置。
The control input calculation unit includes the integrand that further includes the fuel consumption term, the torque term, the distance deviation term, and the speed deviation term of the deviation between the speed of the own vehicle and the target speed. The amount of change in the shaft torque that minimizes the evaluation function obtained by integrating from the current time to a predetermined time ahead is sequentially calculated.
The vehicle control device according to any one of claims 1 to 3.
前記目標設定部は、算出された前記軸トルクの変化量により予測された前記次の時点の前記自車の加速度を目標加速度に設定し、
前記アクチュエータ制御部は、前記軸トルクが前記目標軸トルクになるように第1アクチュエータを制御するとともに、前記自車の加速度が前記目標加速度になるように第2アクチュエータを制御する、
請求項1から4のいずれか一項に記載の車両制御装置。
The target setting unit sets the acceleration of the own vehicle at the next time point predicted by the calculated change amount of the shaft torque as the target acceleration.
The actuator control unit controls the first actuator so that the shaft torque becomes the target shaft torque, and controls the second actuator so that the acceleration of the own vehicle becomes the target acceleration.
The vehicle control device according to any one of claims 1 to 4.
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