JP3023981B2 - 車両速度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両速度制御装置に関し、より具体的には自
動車の台上試験等の自動運転を行う装置であって、ファ
ジィ推論を用いて制御の収束性を向上させる様にしたも
のに関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題） ファジィ制御を用いた自動車の定速走行制御は、例え
ば特開昭63−41252号公報記載のものが知られている。
ところで自動車の台上試験或いは自律運転等は以前エキ
スパート・ドライバが行っていたが、ドライバにより操
作テクニックが異なり、また同一人でも疲労度に応じて
操作テクニックが相違すると共に、斯く人手を介すると
きはいずれにしても労働時間に制約があることから、近
時は自動運転ロボットからなる装置が提案されている。
斯る自動運転装置としては例えば、「自動車工学」、19
90年４月号記載のものを挙げることができる。

而して台上試験等においては予め設定され経時的に変
化する目標車速に従って自動車を運転することになる
が、自動運転装置にあってはPID制御等を用いて実現し
ている。しかしながら、その操作パターンは人、特にエ
キスパート・ドライバのそれと異なり、オーバシュート
しがちであって、目標値に精度良く追従させることが困
難であった。

従って、本発明の第１の目的は目標値に精度良く追従
することができ、制御の収束性を向上させる様にした車
両速度制御装置を提供することにある。

更には、初心者からエキスパート・ドライバまでに至
るドライバを適宜選択してその運転テクニックを正確に
シミュレートすると共に、軽自動車から大型自動車まで
的確に対応することができ、常にバラツキのない試験デ
ータを得ることができる車両速度制御装置を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記した目的を達成するために本発明は以下の如く構
成した。後述する実施例の記載を参照しつつ説明する
と、請求項１項にあっては、経時的に変化する目標速度
（目標時刻の設定車速ＶΔt,現時刻の設定車速V0）を出
力する目標速度出力手段（運転制御ユニット18,S10,S10
2,S200,S12）と、車両（100）の実速度（実速度v0）を
検出する速度センサ（車速センサ28,運転制御ユニット1
8,S10,S110,S12）と、前記目標速度及び実速度に基づい
て制御量（操作物理量（スロットル操作量Δth、ブレー
キ操作量Δブレーキ圧））をファジィ推論を用いて決定
する制御部（運転制御ユニット18,S14からS24,S400から
S404,S500からS524）と、及び該制御部で決定された制
御量に基づいて前記車両の原動機（内燃機関106）出力
及び制動装置（ブレーキディスク116など）を制御する
速度制御手段（スロットルアクチュエータ16、ブレーキ
アクチュエータ22）とを備えた車両速度制御装置におい
て、前記速度制御手段が制動装置を使用しているか否か
を判定する判定手段（運転制御ユニット18,S14）と、該
判定手段により前記制動装置が使用されていないと判定
されたときは、現時点より先の時点に設定された目標時
刻までの設定加速度（操作目標時刻までの設定加速度
（＝目標時刻の設定車速ＶΔｔ−現時刻の設定車速v0/
Δｔ））又は目標時刻での車速偏差（操作目標時刻での
予測車速偏差（＝現時刻の実加速度α０×Δｔ＋v0−Ｖ
Δｔ））の少なくともいずれかをファジィ推論の入力物
理量とすると共に、前記制動装置が使用されていると判
定されたときは、現時刻の速度偏差（現時刻の車速偏差
（＝実車速v0−設定車速V0））又は加速度偏差（現時刻
の加速度偏差（＝現時刻の設定加速度ALF0−現時刻の実
加速度α０））をファジィ推論の入力物理量とする入力
物理量選択手段（運転制御ユニット18,S14からS18）と
を備える如く構成した。

（作用） 請求項１項にあっては、将来の時点の目標時刻におけ
る予見的な値を用いてファジィ推論を行うことから、目
標車速が変化するときも目標車速に良く収束する制御を
実現することができると共に、例えば、目標速度の変化
が見られないときはエキスパートドライバの操作を解析
して３秒先などの固定時点に操作目標時刻を設定するこ
と可能となり、目標車速が多様に変化するときも、目標
車速に一層良く収束する制御を実現することができる。
さらに、制動装置（ブレーキ）の使用、未使用を判定
し、制動装置が使用されていないと判定されたときのみ
将来の時点の操作目標時刻における予見的な値を用いる
ことでスロットル操作の遅れを補償することができ、制
動の有無によって変化する駆動力変化の応答遅れを補償
することができ、目標車速に一層良く収束する制御を実
現することができる。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。第１図は本発明に係る車両速度制御装置10を全体的
に示す概略図であり、車両の台上試験用の自動運転装置
として実現される。

図において符号100で総称される車両の車輪102は、車
両運転装置10のローラ12上に空転自在に載置される（図
では１つの車輪についてのみ示す）。車両速度制御装置
10はハンド14を備えており、そのハンド14は先端側で車
両運転席床面に配置されたアクセルペダル104に当接す
る。ハンド14の基端は流体圧シリンダ等よりなるスロッ
トルアクチュエータ16に連結されており、該アクチュエ
ータの駆動に応じて軸方向に進退する。

而してスロットルアクチュエータ16は運転制御ユニッ
ト18に接続されてその指令を受けており、ハンド14を指
令された速度で指令された量（距離）だけ駆動する様に
構成されており、車両の内燃機関106の吸気路108に配置
されたスロットル弁110をそれに比例する速度と開度で
開弁する。同様に戻し方向についてもアクセルペダルの
リターンスプリング（図示せず）の復帰力の範囲内にお
いて指令された速度で指令された開度だけ閉弁する。

車両速度制御装置10は更に第２のハンド20を備えてお
り、第２のハンド20も同様に流体圧シリンダからなるブ
レーキアクチュエータ22に連結され、ブレーキベダル11
2を運転制御ユニット18の指令する速度で指令された量
だけ駆動する。該ブレーキペダル112には周知の如くブ
レーキ圧（油圧）調整装置114が具備されており、ブレ
ーキペダル踏み込み力に略比例するブレーキ圧を供給し
て車輪102に固定されたブレーキディスク116に制動パッ
ド118を押圧して制動する。該油圧系の適宜位置にはブ
レーキ圧センサ24が設けられ、ブレーキ圧（油圧）を検
出して運転制御ユニット18に送出する。また車両100の
適宜位置には前記したスロットル弁110の開度を検出す
るスロットル位置センサ26が設けられ、その出力も運転
制御ユニット18に送出されると共に、車両の走行速度も
適宜位置に設けられた車速センサ28によって検出されて
その出力も運転制御ユニット18に送出される。

尚、車両100の内燃機関制御に関して簡単に説明して
おくと、ディストリビュータ122内に収納されたクラン
ク角センサ124と吸気圧センサ126とから機関回転速度と
機関負荷とが検出されて機関制御ユニット130に送出さ
れ、そこで燃料噴射乃至は点火時期等の基本制御値が決
定される。決定値は水温センサ132出力等から適宜補正
され、適宜なタイミングで噴射弁（図示せず）を介して
機関燃焼室134に燃料が供給された後、適宜なタイミン
グで点火装置136,ディストリビュータ122,点火プラグ13
8を介して点火が指令され、機関燃焼室134内の混合気を
着火して燃焼させ、ピストン140を下方に駆動し、その
駆動力をトランスミッション（図示せず）を介して駆動
輪に伝達する。

第２図は運転制御ユニット18の詳細を示すブロック図
である。スロットル位置センサ26等のアナログ出力は制
御ユニット内においてレベル変換回路30を介して所定レ
ベルに調節された後、マイクロ・コンピュータ32に入力
される。また車速センサ28の出力は波形整形回路34で波
形整形された後、マイクロ・コンピュータ32に入力され
る。マイクロ・コンピュータ32はA/D変換回路32a,I/O32
b及び32f,CPU32c,ROM32d,RAM32eを備えており、CPU32c
はROM32dに格納されている時系列の目標車速データに従
い、それに追従すべくファジィ推論を用いて制御値を算
出した後、第１、第２出力回路36,38を介してスロット
ルアクチュエータ16とブレーキアクチュエータ22に送出
する。尚、ここで目標車速データは10モード走行テスト
・スケジュール等の時間軸に対して経時的に可変に設定
された目標車速データを意味し、実施例においては米国
環境保護局の定めるLA−４スケジュールを使用する。

次いで、第３図フロー・チャート以下を参照して本装
置の動作を説明する。

第３図はその動作を示すメイン・フロー・チャートで
あり、概括的に説明すると、先ずS10でブレーキを使用
していない場合の入力物理量（パラメータ）を求め、次
いでS12でブレーキを使用している場合の入力物理量
（パラメータ）を求めた後、S14でブレーキが使用され
ているか否か判定し、S16又はS18でその判定結果に応じ
て算出された物理量のいずれかを選択し、S20で選択さ
れた物理量を入力ユニバース値に変換し、S22でファジ
ィ推論を行って出力ユニバースを求め、S24で操作量、
即ち、スロットル開度とブレーキ圧に変換し、S26で出
力して終わる。

第４図はS10のブレーキ未使用時の入力物理量を算出
する作業を示すサブルーチン・フロー・チャートであ
る。尚、ここでブレーキの使用の有無により使用する物
理量を相違させるのは遅れ時間が異なるためであり、即
ちスロットル操作はブレーキ操作に比して車両出力変化
が遅れることからブレーキ操作時に比して目標点をより
先に設定するのが望ましいからである。

先ずS100で現時刻から１〜６秒先に設定されている目
標車速を取り込む。第５図はLA−４スケジュールの一部
を示すが、同図において現時刻を“0"とすると、＋１〜
＋６秒までの車速データを取り込む。尚、目標速度が設
定されている時間間隔は通常整数秒毎であり、実際の制
御はそれよりもかなり細かい時間間隔（例えば0.1秒）
で行われるために、その時点からそれぞれの整数秒先の
時点は設定されている目標速度の中間時点となることが
多いが、この場合は目標速度をその時点の前後の目標速
度に基づく補間値とせず、最も近い先の（即ち、次の）
目標速度を用いる様にしている。次いでS102に進み、そ
こで取り込んだデータから車速、加速度の変化を算出し
て目標車速の変化が特徴的な部分を捜索する。

第６図はその作業を示すサブルーチン・フロー・チャ
ートであるが、先ずS200において前記＋１〜＋６秒まで
の時系列データから１秒間毎の加速度を求める。これは
第５図において現時刻の設定（目標）車速をV0、１秒先
の設定車速をV1とすると、加速度α１は、 α１＝（V1−V0）/1［m/s］ で求められる。第５図でアルファベット小文字を付され
た実線矢印の傾きが、それを示す。

次いでS202において該データから同様に２秒間におけ
る加速度を算出する。第５図でアルファベット大文字を
付された破線矢印が、それを示す。

次いでS204で該データから変曲点での加速度変化量
（Δ加速度と称する）をS202で算出した２秒おきの加速
度から求める。第７図の“Ｃ−A"が、それを示す。

次いでS206においてS200で求めた１秒毎の加速度を使
用し、変曲点があるか否か、また変曲点があるときは極
値点か否かを判定する。ここで極値点は加速度の変化方
向が反転する変曲点を意味しており、従ってこれは、１
秒毎の加速度の正負の符号を参照することで判定するこ
とができる。

S206の判断で肯定されるときはS208に進み、そこで適
宜設定する定数を乗じてΔ加速度を補正する。これはΔ
加速度に重み付けをして、それを強調するためである。
最後にS210でそのΔ加速度の中での最大値を求めて終わ
る。尚、走行データにおいて車速変化がないときは加速
度及びその変化量（Δ加速度）は零となる。

再び第４図フロー・チャートに戻ると、次いでS104に
進んで＋１〜＋６秒の間に特徴的な部分があるか否か判
断する。この作業は具体的には第６図サブルーチン・フ
ロー・チャートで求めたΔ加速度を適宜設定する所定値
と比較して行う。比較した結果、所定値以上と判断され
るときはS106に進んでその特徴的な部分に対応する時刻
を操作目標時刻とすると共に、所定値未満と判断される
ときはS108に進んで３秒先（＋３秒）を操作目標時刻と
する。従って、走行データに車速変化が見られないとき
は、３秒先が操作目標時刻となる。この“３秒先”につ
いて説明すると、発明者達はエキスパート・ドライバの
台上試験でのスロットル操作を大型コンピュータで解析
し、スロットル開度とこれに相関する車速等の物理量に
ついて基準化相互共分散関数を用いて分析した結果、追
従すべき目標速度が特徴的な変化を有しない、即ち増減
変化しない区間では３秒先の車速変化がスロットル変化
に最も高い相関性を有することを発見して斯く構成し
た。斯く特徴的な部分の有無を検索したのは目標時刻を
決定するためのものであり、即ちエキスパート・ドライ
バが試験するときは直前の車速データよりも先の時刻の
車速データを認識しながら運転操作することから、上記
の様に目標地点を決定する様にした。

最後にS110でブレーキ未使用時の入力物理量を以下の
如く求めて終わる。

操作目標時刻までの設定加速度 ＝（ＶΔｔ−V0）／Δt/3.6〔km/h/s〕 操作目標時刻での予測車速偏差 ＝α０×Δｔ×3.6＋v0−ＶΔｔ〔km/h〕 ∵ＶΔt:目標時刻の設定車速 V0 :現時刻の設定車速 Δｔ :目標時刻−現時刻 3.6 :m/s²をkm/h/sに変換するための定数。加速度
をm/s²で算出しているため。

v0 :現時刻の実車速 α０ :現時刻の実加速度 第８図はこの算出を示す説明図である。上記の中の予
測車速偏差について説明すると、いま現時刻での実加速
度が図示の通りとすると、その加速度が破線で示す如く
目標時刻まで維持されたとすると、目標時刻では車速に
おいて図示の如き偏差が生じると推定される。このパラ
メータは目標（設定）値との乖離を意味するところか
ら、後述する様に例えば“設定加速度が零付近で予測車
速偏差がかなり大きいときはスロットルを大きく閉じ
る”様に制御する。尚、設定加速度は、設定車速間で予
定される加速度の意味で使用する。

再び第３図メイン・フロー・チャートに戻り、S12の
ブレーキ使用時の入力物理量算出について第９図サブル
ーチン・フロー・チャートに従って説明すると、S300で
現時刻とその±0.5秒の設定車速を取り込み、S302で現
時刻の設定加速度を求めて現時刻の加速偏差を求め、続
いてS304で現時刻の車速偏差を求める。即ち、ブレーキ
使用時は使用パラメータを以下の如く算出する。

現時刻の加速度偏差 ＝ALF0−α０〔km/h/s〕 現時刻の車速偏差 ＝v0−V0〔km/h〕 ∵ALF0:現時刻の設定加速度＝（Ｖ（＋0.5）−Ｖ（−
0.5））/3.6〔km/h/s〕 尚、上記では現在の時刻の値からパラメータを求めた
が、それに限られるものではなく、要は先に述べた様に
遅れ時間の差を考慮してブレーキ未使用辞より近い時刻
の値を用いれば良い。

第３図メイン・フロー・チャートにおいて次いでS14
でブレーキ使用の有無を判定し、その結果に応じてS16
又はS18で入力物理量として又はのいずれかを
選択する。斯く区別するのは先に述べた様に遅れ時間の
多寡によるためである。而して、この場合ブレーキ使用
の有無をブレーキスイッチを設けてそのオン・オフ信号
のみから判定すると、緩減速域で検出値が頻繁に反転す
るところから、切り換えタイミングに以下の如くヒステ
リシスを設ける。

イ．ブレーキ使用時と判定する条件 ０〜＋３秒間の設定加速度≦−0.1〔m/s²〕 及び ブレーキ圧＞0.01〔kgf/cm²〕 設定車速の０〜＋１秒間の車速＝０ ロ．ブレーキ未使用と判定する条件 ０〜＋３秒間の加速度＞０ 即ち、上記の中、又はのいずれかを満たすときは
「使用」と判定し、上記のを満たすときは「未使用」
と判定する。

次いでS20に進んで選択された物理量を入力ユニバー
ス上の値に変換した後、S22においてファジィ推論値を
求める。第10図はそれを示すサブルーチン・フロー・チ
ャートであり、S400において入力ユニバースとメンバー
シップ関数とから各入力のラベルとグレード値を求め、
S402でファジィプロダクションルール群の中から合致す
るものを選択し、ファジィ推論によってその出力ラベル
のグレード値を求めた後、S404で出力ラベルとそのグレ
ード値とから合成波形の重心を求めて出力ユニバースを
算出する。

斯るファジィ推論は公知なものであるが、第11図を参
照して簡単に説明すると、同図上部において２つの入力
の入力ユニバース上の値が図示の如くとすると、関係す
るファジィラベルはそれぞれZO,PS,NS,NBとなり、グレ
ードも図示の如く0.25,0.75,..となる。次いで同図中央
に示す如く関係するルールを検索して出力をファジィ和
算すると出力ユニバースにおいてファジィラベルPB,PS
が選択され、波形合成して重心計算することにより、出
力値を決定することができる。尚、実際には演算時間を
短縮するために、斯るファジィ推論結果を予めマッピン
グしておき、それを検索して行うが、その点は公知であ
って本発明の要旨とするところではないので、その説明
は省略する。

ここで本実施例で使用されるルールについて説明す
る。第12図は先に第11図に示したルール・テーブルをよ
り詳細に示すものである。理解の便宜のためにルールの
後件（結論）部にはファジィラベルに代えてそのルール
の番号を記載した。以下、ルール１から説明する。尚、
同図において括弧に示す（設定加速度−車両加速度）お
よび（車両の速度−設定速度）は、前記したブレーキ使
用時の入力物理量１（現時刻の加速度偏差）および２
（現時刻の車速偏差）を示す。従って、後述するブレー
キ使用時のルールにあって実際には、設定加速度は現時
刻の加速度偏差を、設定車速は現時刻の車速偏差を意味
する。

ブレーキ未使用時 ルール1...設定加速度がかなり大きく、かつ予測車速偏
差がかなり大きいときは、スロットルはそのままとす
る。

ルール2...設定加速度がかなり大きく、かつ予測車速偏
差が少し大きいときは、スロットルを少し開ける。

ルール3...設定加速度がかなり大きく、かつ予測車速偏
差がない（丁度良い）ときは、スロットルを大きく開
く。

ルール4...設定加速度がかなり大きく、かつ予測車速偏
差が少し小さいときは、スロットルを大きく開く。

ルール5...設定加速度がかなり大きく、かつ予測車速偏
差がかなり小さいときは、スロットルを大きく開く。

ルール6...設定加速度が少し大きく、かつ予測車速偏差
がかなり大きいときは、スロットルを少し閉じる。

ルール7...設定加速度が少し大きく、かつ予測車速偏差
が少し大きいときは、スロットルはそのままとする。

ルール8...設定加速度が少し大きく、かつ予測車速偏差
がない（丁度良い）ときは、スロットルはそのままとす
る。

ルール9...設定加速度が少し大きく、かつ予測車速偏差
が少し小さいときは、スロットルを大きく開く。

ルール10..設定加速度が少し大きく、かつ予測車速偏差
がかなり小さいときは、スロットルを大きく開く。

ルール11..設定加速度が零付近で、かつ予測車速偏差が
かなり大きいときは、スロットルを大きく閉じる。

ルール12..設定加速度が零付近で、かつ予測車速偏差が
少し大きいときは、スロットルを少し閉じる。

ルール13..設定加速度が零付近で、かつ予測車速偏差が
ない（丁度良い）ときは、スロットルはそのままとす
る。

ルール14..設定加速度が零付近で、かつ予測車速偏差が
少し小さいときは、スロットルを少し開く。

ルール15..設定加速度が零付近で、かつ予測車速偏差が
かなり小さいときはスロットルを大きく開く。

ルール16..設定加速度が少し減速で、かつ予測車速偏差
がかなり大きいときは、スロットルを大きく閉じる。

ルール17..設定加速度が少し減速で、かつ予測車速偏差
が少し大きいときは、スロットルを大きく閉じる。

ルール18..設定加速度が少し減速で、かつ予測車速偏差
がない（丁度良い）ときは、スロットルを少し閉じる。

ルール19..設定加速度が少し減速で、かつ予測車速偏差
が少し小さいときは、スロットルはそのままとする。

ルール20..設定加速度が少し減速で、かつ予測車速偏差
がかなり小さいときは、スロットルを少し開ける。

ルール21..設定加速度がかなり減速で、かつ予測車速偏
差がかなり大きいときは、スロットルを大きく閉じる。

ルール22..設定加速度がかなり減速で、かつ予測車速偏
差が少し大きいときは、スロットルを大きく閉じる。

ルール23..設定加速度がかなり減速で、かつ予測車速偏
差がない（丁度良い）ときは、スロットルを大きく閉じ
る。

ルール24..設定加速度がかなり減速で、かつ予測車速偏
差が少し小さいときは、スロットルを少し閉じる。

ルール25..設定加速度がかなり減速で、かつ予測車速偏
差がかなり小さいときは、スロットルはそのままとす
る。

い。

ブレーキ使用時 ルール1...設定加速度が実加速度よりかなり大きく、か
つ実車速が設定車速よりかなり大きいときは、ブレーキ
をそのままとする。

ルール2...設定加速度が実加速度よりかなり大きく、か
つ実車速が設定車速より少し大きいときは、ブレーキを
少し戻す。

ルール3...設定加速度が実加速度よりかなり大きく、か
つ実車速と設定車速が同じときは、ブレーキを大きく戻
す。

ルール4...設定加速度が実加速度よりかなり大きく、か
く実車速が設定車速より少し小さいときは、ブレーキを
大きく戻す。

ルール5...設定加速度が実加速度よりもかなり大きく、
かつ実車速が設定車速よりかなり小さいときは、ブレー
キを大きく戻す。

ルール6...設定加速度が実加速度より少し大きく、かつ
実車速が設定車速よりかなり大きいときは、ブレーキを
少し踏み込む。

ルール7...設定加速度が実加速度より少し大きく、かつ
実車速が設定車速より少し大きいときは、ブレーキはそ
のままとする。

ルール8...設定加速度が実加速度より少し大きく、かつ
実車速が設定車速と同じときは、ブレーキはそのままと
する。

ルール9...設定加速度が実加速度より少し大きく、かつ
実車速が設定車速より少し小さいときは、ブレーキを大
きく戻す。

ルール10..設定加速度が実加速度より少し大きく、かつ
実車速が設定車速よりかなり小さいときは、ブレーキを
大きく戻す。

ルール11..設定加速度が実加速度と同じで、かつ実車速
が設定車速よりかなり大きいときは、ブレーキを大きく
踏み込む。

ルール12..設定加速度が実加速度と同じで、かつ実車速
が設定車速より少し大きいときは、ブレーキは少し踏み
込む。

ルール13..設定車速度が実加速度と同じで、かつ実車速
が設定車速と同じときは、ブレーキはそのままとする。

ルール14..設定加速度が実加速度と同じで、かつ実車速
が設定車速より少し小さいときは、ブレーキを少し戻
す。

ルール15..設定加速度が実加速度と同じで、かつ実車速
が設定車速よりかなり小さいときは、ブレーキを少し戻
す。

ルール16..設定加速度が実加速度より少し小さく、かつ
実車速が設定車速よりもかなり大きいときは、ブレーキ
を大きく踏み込む。

ルール17..設定加速度が実加速度より少し小さく、かつ
実車速が設定車速より少し大きいときは、ブレーキを大
きく踏み込む。

ルール18..設定加速度が実加速度より少し小さく、かつ
実車速が設定車速と同じときは、ブレーキを少し踏み込
む。

ルール19..設定加速度が実加速度より少し小さく、かつ
実車速が設定車速より少し小さいときは、ブレーキをそ
のままとする。

ルール20..設定加速度が実加速度より少し小さく、かつ
実車速が設定車速よりかなり小さいときは、ブレーキを
少し戻す。

ルール21..設定加速度が実加速度よりかなり小さく、か
つ実車速が設定車速よりかなり大きいときは、ブレーキ
を大きく踏み込む。

ルール22..設定加速度が実加速度よりかなり小さく、か
つ実車速が設定車速より少し大きいときは、ブレーキを
大きく踏み込む。

ルール23..設定加速度が実加速度よりかなり小さく、か
つ実車速が設定車速と同じときは、ブレーキを大きく踏
み込む。

ルール24..設定加速度が実加速度よりかなり小さく、か
つ実車速が設定車速より少し小さいときは、ブレーキを
少し踏み込む。

ルール25..設定加速度が実加速度よりかなり小さく、か
つ実車速が設定車速よりかなり小さいときは、ブレーキ
をそのままとする。

再び第３図のメイン・フロー・チャートに戻ると、続
いてS24でファジィ出力値をスロットル又はブレーキ操
作量に変換する。

第13図サブルーチン・フロー・チャートに従って説明
すると、先ずS500でブレーキペダルが踏み込まれている
か否か判断し、肯定されるときはS502に進んで所定の関
数を用いてファジィ出力値からΔブレーキ圧を求める。
この関数は踏み込み方向と戻し方向とで適宜差を設ける
様に設定する。即ち、人のブレーキ操作では踏み込み方
向が比較的早く、戻し方向は比較的遅く行うのが常であ
ることから、それに併せて適宜設定する。

次いでS500でそれまでに印加されているブレーキ圧に
S502で算出したΔブレーキ圧を加算してブレーキ圧１
〔kg/s²〕を算出する。従って、このブレーキ圧１は、
従前まで踏み込み方向にあったブレーキ操作について今
回戻し方向の値が算出されたときは、その差分となる。

次いでS506で算出されたブレーキ圧が零以上、即ち踏
み込み方向にあるか否か判断し、肯定されるときは直ち
にプログラムを終了すると共に、否定されるときはS508
に進んでブレーキ圧を零にする。即ち、ブレーキ圧１が
負にあると言うことは制動の逆、即ち加速が要求されて
いることと判別される。ところが本ループに至った時点
では既に制動の制御量として求めているので、これを加
速させるためのスロットル弁開度に変換し直す必要がで
てくる。ここでスロットル弁開度の制御量はθth変換関
数を既に備えているので、S510で算出したブレーキ圧１
を適宜設定する変換関数を用いて出力ユニバースに逆変
換し、S512で適宜設定するスロットル変換関数を用いて
スロットル操作量Δθth〔deg.〕に変換する。即ち、従
前まで踏み込んでいたブレーキ操作量よりも今回算出さ
れた戻し量が大きいときはブレーキ操作を介してではな
く、スロットル操作量に変換して出力する様にした。従
って、先に述べた如くS506で算出値ブレーキ圧１が踏み
込み方向にあると判断されるときは斯る変換が不要とな
るので、算出されたブレーキ圧をもって直ちにプログラ
ム終了する。

これは他方の制御値たるスロットル操作量についても
同様である。即ち、S500でブレーキ踏み込みなしと判断
されるときはS514に進み、そこで同様に閉弁方向に重み
を付ける適宜な関数を用いてファジィ出力値からスロッ
トル操作量Δθthを求め、S516でそれまでのスロットル
操作量θth0に加算してθth1を求める。次いでS518で開
弁方向か否か判断し、否定される場合はブレーキ圧が負
となったとき同様の理由からスロットル操作量をブレー
キ圧に変換するためにS520でスロットル操作量を零にし
た後、S522で適宜な変換関数を介して出力ユニバースに
逆変換し、S524においてΔブレーキ圧に変換する。

再び第３図メイン・フロー・チャートに戻り、最終ス
テップS26で斯く求められた操作量を前記したスロット
ルアクチュエータ16またはブレーキアクチュエータ22に
出力して終わる。

本実施例は上記の如くブレーキの使用の有無に応じて
目標時刻を変えると共に、その目標時刻を所定時間先に
設定してその時刻の目標値を追従する様にしたことか
ら、制御の収束性を向上させることができる。また制御
値の決定にファジィ推論を用いる様にしたことから、エ
キスパート・ドライバの操作テクニックを良く模倣する
操作テクニックが可能となると共に、常にバラツキのな
い試験データを得ることができ、またルールを変更する
ことによって車種、運転者の運転熟練度に即応させるこ
とができる。

第14図（ａ）（ｂ）（ｃ）は本実施例をシミュレーシ
ョンで検証した結果を示す測定データであるが、同図か
ら本実施例に係る装置においてエキスパート・ドライバ
のスロットル操作と略同様の操作が行われているのを確
認することができた。また車速追従の点についてはエキ
スパート・ドライバが行うときよりも良く追随してい
て、車速偏差もエキスパートドライバのそれと同一の傾
向を示している。

上記実施例において車両の自動運転装置を例にとって
本発明を説明したが、本発明はそれに限られるものでは
なく、実路面上の自律走行制御にも適用できるものであ
る。その場合、ブレーキ圧制御用アクチュエータは例え
ば特願昭63−59991号のアクチュエータを用いても良
く、またスロットル弁はパルスモータにより直接開度制
御を行う様にしても良い。

尚、本実施例をオットー式内燃機関を例にとって説明
したが、それに限られるものでなく、ディーゼル式内燃
機関でも良く、更にはシェットエンジン、電動機等のあ
らゆる原動機について応用することが可能である。

（発明の効果） 請求項１項にあっては、将来の時点の操作目標時刻に
おける予見的な値を用いてファジィ推論を行うことか
ら、目標車速が変化するときも目標車速に良く収束する
制御を実現することができると共に、例えば、目標車速
の変化が見られないときはエキスパートドライバの操作
を解析して３秒先などの固定時点に操作目標時刻を設定
することも可能となり、目標車速が多様に変化するとき
も、目標車速に一層良く収束する制御を実現することが
できる。さらに、制動装置（ブレーキ）の使用、未使用
を判定し、制動装置が使用されていないと判定されたと
きのみ将来の時点の目標時刻における予見的な値を用い
ることでスロットル操作の遅れを補償することができ、
制動の有無によって変化する駆動力変化の応答遅れを補
償することができ、目標車速に一層良く収束する制御を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両速度制御装置を全体的に示す
説明図、第２図はその中の運転制御ユニットの詳細を示
す説明ブロック図、第３図はその動作を示すメイン・フ
ロー・チャート、第４図はブレーキ未使用時のパラメー
タ算出を示すサブルーチン・フロー・チャート、第５図
はその中で使用するLA−４スケジュールの一部を示す説
明図、第６図は第４図の特徴部捜索を示すサブルーチン
・フロー・チャート、第７図は第５図のＡ部拡大図、第
８図は第４図で算出されるパラメータを説明する説明
図、第９図は第３図のブレーキ使用時のパラメータ算出
を示すサブルーチン・フロー・チャート、第10図は第３
図のファジィ推論手順を示すサブルーチン・フロー・チ
ャート、第11図はそのファジィ推論を説明する説明図、
第12図はそこで使用されるファジィプロダクションルー
ルを示すルール・テーブル図、第13図は第３図の出力変
換手順を示すサブルーチン・フロー・チャート及び第14
図（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明のシミュレーションによ
る検証結果を示す測定データである。 10……車両速度制御装置、12……ローラ、14,20……ハ
ンド、16……スロットルアクチュエータ、18……運転制
御ユニット、22……ブレーキアクチュエータ、24……ブ
レーキ圧センサ、26……スロットル位置センサ、28……
車速センサ、30……レベル変換回路、32……マイクロ・
コンピュータ、34……波形整形回路、36,38……出力回
路、100……車両、102……車輪、104……アクセルペダ
ル、106……内燃機関、108……吸気路、110……スロッ
トル弁、112……ブレーキペダル、114……ブレーキ圧調
整装置、116……ブレーキディスク、118……制動パッ
ド、122……ディストリビュータ、124……クランク角セ
ンサ、126……吸気圧センサ、130……機関制御ユニッ
ト、132……水温センサ、134……機関燃焼室、136……
点火装置、138……点火プラグ、140……ピストン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−292035（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−192407（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−138602（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01M 17/00 - 17/007 B60K 31/00 - 31/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】経時的に変化する目標速度を出力する目標
   速度出力手段と、車両の実速度を検出する速度センサ
   と、前記目標速度及び実速度に基づいて制御量をファジ
   ィ推論を用いて決定する制御部と、及び該制御部で決定
   された制御量に基づいて前記車両の原動機出力及び制動
   装置を制御する速度制御手段とを備えた車両速度制御装
   置において、前記速度制御手段が制動装置を使用してい
   るか否かを判定する判定手段と、該判定手段により前記
   制動装置が使用されていないと判定されたときは、現時
   点より先の時点に設定された目標時刻までの設定加速度
   又は目標時刻での車速偏差の少なくともいずれかをファ
   ジィ推論の入力物理量とすると共に、前記制動装置が使
   用されていると判定されたときは、現時刻の速度偏差又
   は加速度偏差をファジィ推論の入力物理量とする入力物
   理量選択手段とを備えたことを特徴とする車両速度制御
   装置。