JP4354136B2

JP4354136B2 - VEHICLE AUTOMATIC DRIVE DEVICE AND ITS CONTROL METHOD, ENGINE AUTOMATIC DRIVE DEVICE AND ITS CONTROL METHOD

Info

Publication number: JP4354136B2
Application number: JP2001271606A
Authority: JP
Inventors: 恭広小川; 隆夫小西
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2021-09-07
Also published as: JP2003075299A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両を走行パターンにしたがって自動運転する車両自動運転装置およびその制御方法並びにエンジンを走行パターンにしたがって自動運転するエンジン自動運転装置およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車の動的な走行性能試験のため、シャシダイナモメータによって実車走行シミュレート運転が行われており、近時、この実車走行シミュレート運転に、ＤＣモータまたはＡＣモータなどによって複数のアクチュエータを個々に駆動し、このアクチュエータによってアクセルペダル、ブレーキペダル、クラッチペダルなどの踏込み操作や、シフトレバーの切換えを行うようにした車両自動運転装置が用いられるようになってきている。
【０００３】
ところで、上記実車走行シミュレート運転では、予め決められた走行パターンで自動車を走行させる必要があるが、実車速とテーブル車速（走行目標車速ともいう）との偏差がどうしても大きくなり、その偏差を直接フィードバックすると、アクセルペダルを急激に踏み込んだり、戻したりするため、速度が大きく変動してぎくしゃくした運転となり、燃費や排気ガスの測定などの試験に悪影響が及ぼされ、人間の運転による実車走行シミュレート運転における走行性能試験の結果と異なることがあった。
【０００４】
上述のような課題を解決する手法として、例えば特公平６−２５７１０号公報に記載されるものがある。この手法においては、変速時に発生する実車速の落ち込み量を事前に求め、図５（Ａ）において仮想線５１，５２で示すように、実際走行時には、例えば変速開始直前のテーブル車速に速度落ち込み量の１／２を加えた目標車速を設定し、変速開始時点Ｂの一定時間前Ａから一次関数的に上昇させるようにして、変速直後の実車速の変動を抑えるようにしていた。図中の符号ｂは、変速開始時の目標車速を示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の手法においては、実車速の変動を抑えることができるものの、加速度の変化が、図５（Ｂ）において仮想線５１，５２で示すように一定であるため、変速前の速度の持ち上げを開始する時点（図中の符号Ａで示す時点）と、変速後の速度持ち上げを終了する時点（図中の符号Ｄで示す時点）で、それぞれ加速度が不連続に変化するため、これらの時点Ａ，Ｄにおいてアクセルペダルがステップ的に踏み込まれるため、このアクセル操作が燃費や排ガスに悪影響を及ぼすことがあった。
【０００６】
ところで、近年、前記走行性能試験をエンジンのみを用いて行うようにしたエンジン自動運転装置が用いられるようになってきている。このエンジン自動運転装置は、エンジンダイナモ上でエンジンを走行パターンにしたがって自動運転させるもので、このようなエンジン自動運転装置においても、前記課題は同様に生じているところである。
【０００７】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、変速操作に伴う変速前後において良好に車速を追従させることができるとともにアクセル操作をスムーズに行うことができ、各種モード運転においてその全走行時間にわたって実車速とテーブル車速との偏差を可及的に少なくし、さらに、加速度の不連続に伴う排ガス測定への悪影響を防止することのできる車両自動運転装置およびその制御方法並びにエンジン自動運転装置およびその制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、予め決められた走行パターンを示すテーブル車速にしたがって車両を自動運転するとともに、所定の速度増加を示す事前加速制御目標車速にしたがって変速開始一定時間前から事前加速を行う一方、所定の速度増加を示す事後加速制御目標車速にしたがって変速終了後の一定時間事後加速を行う車両自動運転装置において、前記事前加速が、前記事前加速制御目標車速を時間との関数で二次関数的に増加させることにより、その事前加速時の加速度を時間との関数で一次関数的に増加させる一方、前記事後加速が、前記事後加速制御目標車速を時間との関数で二次関数的に増加させることにより、その事後加速時の加速度を時間との関数で一次関数的に減少させるようにしている。
【０００９】
そして、請求項２に記載の発明では、予め決められた走行パターンを示すテーブル車速にしたがって車両を自動運転するとともに、所定の速度増加を示す事前加速制御目標車速にしたがって変速開始一定時間前から事前加速を行う一方、所定の速度増加を示す事後加速制御目標車速にしたがって変速終了後の一定時間事後加速を行う車両自動運転装置の制御方法において、前記事前加速が、前記事前加速制御目標車速を時間との関数で二次関数的に増加させることにより、その事前加速時の加速度を時間との関数で一次関数的に増加させる一方、前記事後加速が、前記事後加速制御目標車速を時間との関数で二次関数的に増加させることにより、その事後加速時の加速度を時間との関数で一次関数的に減少させるようにしている。
【００１０】
上記車両自動運転装置およびその制御方法によれば、変速時においてアクセル操作を急激に行うことなく運転することができるので、燃費や排ガスに悪影響を及ぼすことなく、走行パターンに沿ったスムーズな運転を行うことができる。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明では、予め決められた走行パターンを示すテーブル車速にしたがってエンジンを自動運転するとともに、所定の速度増加を示す事前加速制御目標車速にしたがって変速開始一定時間前から事前加速を行う一方、所定の速度増加を示す事後加速制御目標車速にしたがって変速終了後の一定時間事後加速を行うエンジン自動運転装置において、前記事前加速が、前記事前加速制御目標車速を時間との関数で二次関数的に増加させることにより、その事前加速時の加速度を時間との関数で一次関数的に増加させる一方、前記事後加速が、前記事後加速制御目標車速を時間との関数で二次関数的に増加させることにより、その事後加速時の加速度を時間との関数で一次関数的に減少させるようにしている。
【００１２】
さらに、請求項４に記載の発明では、予め決められた走行パターンを示すテーブル車速にしたがってエンジンを自動運転するとともに、所定の速度増加を示す事前加速制御目標車速にしたがって変速開始一定時間前から事前加速を行う一方、所定の速度増加を示す事後加速制御目標車速にしたがって変速終了後の一定時間事後加速を行うエンジン自動運転装置の制御方法において、前記事前加速が、前記事前加速制御目標車速を時間との関数で二次関数的に増加させることにより、その事前加速時の加速度を時間との関数で一次関数的に増加させる一方、前記事後加速が、前記事後加速制御目標車速を時間との関数で二次関数的に増加させることにより、その事後加速時の加速度を時間との関数で一次関数的に減少させるようにしている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の詳細を、図を参照しながら説明する。まず、図１〜図３は、この発明の車両自動運転装置の構成の一例を概略的に示す図である。これらの図において、１は走行性能試験に供される自動車で、その駆動輪２をシャシダイナモメータ３のローラ４上に当接載置した状態で配置されている。
【００１４】
５は前記自動車１の運転席６に人間が座るときと同じようにして座席シートに適宜の手段で固定されるメカユニット（運転ロボットともいう）で、このメカユニット５には、図２および図３に示すように、アクセルペダル７、ブレーキペダル８、クラッチペダル９をそれぞれ踏込み操作するためのペダル用アクチュエータ１０〜１２、シフトレバー１３の頭部を把持して切換え操作するためのシフトレバー用アクチュエータ１４とが設けられているとともに、図示してないが、ペダル用アクチュエータ１０〜１２をそれぞれ個別に駆動するＤＣサーボモータ、シフトレバー用アクチュエータ１４をＸ軸、Ｙ軸方向にそれぞれ個別に駆動するＤＣサーボモータ、これらのモータ（この場合、合計５個）にそれぞれ付随する伝達機構などが設けてある。また、各ペダル用アクチュエータ１０〜１２には、近接スイッチおよび位置検出のためのエンコーダが設けられている。なお、図２において、１５はハンドルである。
【００１５】
１６は車両自動運転装置、シャシダイナモメータ３およびメカユニット５を制御する制御部で、コントロールユニット１７、ドライバユニット１８および電源部１９からなる。この実施の形態においては、制御部１６からの指令によってメカユニット５を動作させ、後述する事前加速および事後加速を行う。２０はパソコンで、種々の入力を行うことができるとともに、その表示部に、車速、エンジン回転数、車両データ、速度テーブル、シフトパターンなどを表示する。
【００１６】
上記構成の車両自動運転装置によって自動車１の走行性能試験を行うに先立って、位置学習と学習運転を行い、車両自動運転装置に必要な事項を学習（記憶）させる。
【００１７】
まず、位置学習によってペダル用アクチュエータ１０〜１２がそれぞれアクセルペダル７、ブレーキペダル８、クラッチペダル９に触れ始める踏み込み開始位置と、アクセルペダル７およびクラッチペダル９を最大に踏み込む最大踏み込み位置を自動学習する。そして、シフトレバー用アクチュエータ１４をＸ軸、Ｙ軸方向に操作し、各変速位置を車両データに設定したシフトパターンにしたがって自動学習する。
【００１８】
前記位置学習が終了すると、学習運転に移行し、ブレーキペダル８の最大踏み込み量およびクラッチオフ状態におけるアクセルペダル７の踏み込み量とエンジン回転数との関係を学習する。そして、クラッチペダル９においては、クラッチの接続関係位置を学習した後、走行性能マップを求めるため、アクセルペダル７を一定量踏み込んだときに発生する速度と加速度との関係を各変速位置ごとに数カ所のアクセル踏み込み量にて求める。また、各変速位置に変速する際、変速に要する時間（変速時間）とこの変速時間内における自動車１の速度の落ち込み量とを測定し、これらの関係を各ギヤチェンジ毎に車両自動運転装置に記憶させる。さらに、変速後に、車速とそのときのエンジン回転数を読み取り、各変速位置でのギア比を求める。
【００１９】
次に、上記車両自動運転装置の制御方法について、図４および図５を参照しながら説明する。図４に示すように、変速操作の前後に事前加速および事後加速を行うようにしている。そして、加速度の不連続に伴う急激なアクセル操作による排ガス等への悪影響を防止しつつ、実車速をテーブル車速に可及的に追従させるため、所定の速度増加を示す事前加速制御目標車速にしたがって変速開始一定時間前から行われる事前加速において、前記事前加速制御目標車速を時間との関数で二次関数的に増加させることにより、その事前加速時の加速度を時間との関数で一次関数的に増加させる一方、所定の速度増加を示す事後加速制御目標車速にしたがって変速終了後の一定時間行われる事後加速において、前記事後加速が、前記事後加速制御目標車速を時間との関数で二次関数的に増加させることにより、その事後加速時の加速度を時間との関数で一次関数的に減少させるようにしている。
【００２０】
図５（Ａ）は、前記事前加速および事後加速におけるテーブル車速２１に対する事前加速制御目標車速２２および事後加速制御目標車速２３の変化を示すものであり、同図（Ｂ）は、事前加速および事後加速における加速度の変化２４，２５を示すものである。そして、これらの図中の符号ＡからＢが事前加速領域、符号ＣからＤが事後加速領域を示している。また、符号ＢからＣが変速が行われる時間を表している。
【００２１】
まず、事前加速においては、変速中の実車速の落ち込みを軽減するため、変速開始時点Ｂの速度増加量を設定する。ここで、速度増加量は、例えば前記学習運転中に得られた変速中の速度落ち込み量（変速直後の実車速から変速直前のテーブル車速を引いたもの）やテーブル車速に基づいて求められる。この速度増加量の算出は、変速中の実車速の落ち込み加減を考慮し、ある程度任意に設定することができる。この実施の形態では、テーブル車速に基づいて下記（１）式により設定される。
変速開始時点Ｂの速度増加量
＝（変速終了時点のテーブル車速−変速開始時点のテーブル車速）／２ ……（１）
そして、前記速度増加量を変速開始時点のテーブル車速に加えたものを変速開始時の目標車速とする。
【００２２】
次に、実車速を、変速開始時Ｂにおいて前記目標車速と一致させるため、事前加速領域内の制御目標車速（事前加速制御目標車速）を設定する。この場合、事前加速開始時Ａに加速度の急激な変化を避けるため、事前加速制御目標車速は、事前加速開始時Ａのテーブル車速から変速開始時Ｃの目標車速まで、図５（Ａ）において符号２２で示す曲線のように、
速度＝（係数）×（時間）² ……（２）
の二次式で変化させるものとする。すなわち、速度を時間の二次式で定義する。
【００２３】
したがって、加速度は、前記速度を時間で微分することにより、
加速度＝２×（係数）×（時間） ……（３）
となり、実際には、加速度α（ｔ）は、事前加速時間をｔとすると、
α（ｔ）＝｛２／（事前加速時間）｝×（変速開始時の速度増加量）×ｔ ……（４）
で求められる。
【００２４】
これにより、事前加速中は、図５（Ｂ）において、符号２４で示す直線のように、加速度が一次関数的に増加する。
【００２５】
そして、変速終了時には、実車速がテーブル車速より低くなり、その速度偏差を無くそうとしてアクセル操作を急激に行うと、排ガス量に悪影響が及ぼされる。そこで、この対策として、事後加速においては、事後加速制御目標車速２３を、変速終了時の実車速を初期値として、変速終了事後加速一定期間、すなわち、事後加速時間経過後にテーブル車速となるように設定するのである。
【００２６】
つまり、事後加速終了時に、加速度の急激な変化を避けるため、事後加速制御目標車速は、変速終了時の実車速から事後加速終了時点Ｄのテーブル車速まで、図５（Ａ）において符号２３で示す曲線のように、
速度＝（係数）×（時間）² ……（５）
の二次式で変化させるものとする。すなわち、速度を時間の二次式で定義する。
【００２７】
したがって、加速度は、前記速度を時間で微分することにより、
加速度＝２×（係数）×（時間） ……（６）
となり、実際には、加速度α（ｔ）は、事前加速時間をｔとすると、
α（ｔ）＝２×（変速終了時の速度偏差）×
〔（１／（事後加速時間）−｛１／（事後加速時間）²｝×ｔ〕……（７）
となる。
【００２８】
これにより、事後加速中は、図５（Ｂ）において、符号２５で示す直線のように、加速度が時間との関係で一次関数的に減少する。
【００２９】
なお、上記事前加速時間および事後加速時間は、予め、速度制御ファイルで定義されており、可変となっている。
【００３０】
上述のように、この発明では、予め決められた走行パターンを示すテーブル車速にしたがって車両を自動運転するとともに、所定の速度増加を示す事前加速制御目標車速にしたがって変速開始一定時間前から事前加速を行う一方、所定の速度増加を示す事後加速制御目標車速にしたがって変速終了後の一定時間事後加速を行う車両自動運転装置（または、車両自動運転装置の制御方法）において、前記事前加速が、前記事前加速制御目標車速を時間との関数で二次関数的に増加させることにより、その事前加速時の加速度を時間との関数で一次関数的に増加させる一方、前記事後加速が、前記事後加速制御目標車速を時間との関数で二次関数的に増加させることにより、その事後加速時の加速度を時間との関数で一次関数的に減少させるようにしているので、従来の車両自動運転装置（または、車両自動運転装置の制御方法）においては、図５（Ｂ）に示す仮想線５１，５２で示すように、加速度が事前加速開始時点Ａと事後加速終了時点Ｄにおいてが不連続に変化していたが、この発明の制御方法においては、加速度が図５（Ｂ）において符号２４，２５で示すように一次関数的に変化するので、前記時点Ａ，Ｄにおいて加速度が連続的に変化する。したがって、変速時においてアクセル操作を急激に行う必要がなく、排ガス等への悪影響を防止することができるとともに、実車速の本来の走行目標車速に対する偏差も可及的に小さくなるので、所定の走行パターンに沿ったスムーズな運転が行え、したがって、人間の運転による実車走行シミュレート運転における走行性能試験の結果と同様の結果が得られる。
【００３１】
上記車両自動運転装置（または、車両自動運転装置の制御方法）の考え方は、エンジン自動運転装置およびその制御方法にも同様に適用することができる。以下、図６および図７を参照しながら、この発明のエンジン自動運転装置の制御方法を説明する。
【００３２】
まず、図６は、この発明の制御方法が適用されるエンジン自動運転装置の全体構成を概略的に示すもので、この図において、３１は試験対象のエンジン、３２はダイナモメータで、両者３１，３２は、その出力軸３１ａと駆動軸３２ａとがクラッチ３３を介して接続・分離自在に結合されている。３４はクラッチ３３を駆動するクラッチアクチュエータである。そして、３５は供試エンジン３１のスロットルで、スロットルアクチュエータ３６によって駆動され、その開度が制御される。また、３７はダイナモメータ３２の駆動軸３２ａに設けられたトルクセンサで、３８はトルクセンサ３７の出力アンプである。
【００３３】
３９は前記ダイナモメータ３２、クラッチアクチュエータ３４およびスロットルアクチュエータ３６を制御する制御部で、コントロールユニット４０、ドライバユニット４１および電源部４２からなる。この実施の形態においては、制御部３９からの指令によってスロットルアクチュエータ３６を動作させ、前記事前加速および事後加速を行う。４３はパソコンで、種々の入力を行うことができるとともに、表示部を備えている。
【００３４】
次に、上記構成のエンジン自動運転装置によって、エンジン３１を走行パターンにしたがって走行させつつシフトさせる制御方法について説明する。まず、前記車両自動運転装置における場合と同様にして、ギヤチェンジを行うとき要する時間（変速時間）とこの変速時間内におけるエンジン２の速度の落ち込み量とを測定し、これらの関係を各ギヤチェンジ毎にエンジン自動運転装置に記憶させる。
【００３５】
その後、上記車両自動運転装置における場合と同様にして、変速を行う前および変速を行った後においてそれぞれ事前加速および事後加速を行うようにするのである。図７は、エンジン自動運転装置の制御方法における変速を行う前および変速を行った後においてそれぞれ事前加速および事後加速を行う場合の制御手順の一例を示すものである。この図７に示す手順は、変速直後の速度を推定している部分を除いて、前記図４に示した車両自動運転装置の制御方法における場合と変わるところがない。なお、このエンジン自動運転装置の制御方法においても、変速直後の推定車速ではなく、実車速を初期値として事後加速制御目標車速を設定することも可能である。
【００３６】
このエンジン自動運転装置およびその制御方法においても、前記車両自動運転装置およびその制御方法における場合と同様の効果を奏する。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、変速時においてアクセル操作を急激に行う必要がなく、燃費や排ガスに悪影響が及ぼされることがないとともに、実車速の本来の走行目標車速に対する偏差が可及的に小さくなるので、所定の走行パターンに沿ったスムーズな運転が行え、したがって、人間の運転による実車走行シミュレート運転における走行性能試験の結果と同様の結果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の制御方法が適用される車両自動運転装置の全体構成の一例を概略的に示す図である。
【図２】前記車両自動運転装置のメカユニットの構成を概略的に示す側面図である。
【図３】前記メカユニットの構成を概略的に示す平面図である。
【図４】前記制御方法の変速前後における速度制御手順の一例を示す図である。
【図５】（Ａ）はこの発明の制御方法による事前加速および事後加速におけるテーブル車速に対する制御目標車速の変化を説明するための図であり、（Ｂ）はこの発明の制御方法による事前加速および事後加速における加速度の変化を説明するための図である。
【図６】この発明の制御方法が適用されるエンジン自動運転装置の全体構成の一例を概略的に示す図である。
【図７】前記制御方法の変速前後における速度制御手順の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…車両、２１…テーブル車速、２２…事前加速制御目標車速、２３…事後加速制御目標車速、２４…事前加速時の加速度、２５…事後加速時の加速度、３１…エンジン、Ａ…事前加速開始時点、Ｂ…変速開始時点（事前加速終了時点）、Ｃ…変速終了時点（事後加速開始時点）、Ｄ…事後加速終了時点。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic vehicle driving apparatus for automatically driving a vehicle according to a running pattern, a control method thereof, an automatic engine driving apparatus for automatically driving an engine according to a running pattern, and a control method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an actual vehicle running simulation operation has been performed by a chassis dynamometer for a dynamic running performance test of an automobile. Recently, a plurality of actuators such as a DC motor or an AC motor are used for this actual vehicle running simulation operation. Are driven individually, and automatic actuators for driving accelerator pedals, brake pedals, clutch pedals, etc., and switching of shift levers have been used.
[0003]
By the way, in the actual vehicle running simulation operation, it is necessary to drive the vehicle in a predetermined driving pattern. However, the deviation between the actual vehicle speed and the table vehicle speed (also called the running target vehicle speed) inevitably increases, and the deviation is directly When feedback is applied, the accelerator pedal is suddenly depressed and returned, resulting in a jerky operation with large fluctuations in speed. The result of running performance test in driving may be different.
[0004]
For example, Japanese Patent Publication No. 6-25710 discloses a technique for solving the above-described problems. In this method, the amount of decrease in actual vehicle speed that occurs at the time of shifting is obtained in advance, and as indicated by virtual lines 51 and 52 in FIG. 5A, during actual traveling, for example, the amount of decrease in speed at the table vehicle speed immediately before the start of shifting. The target vehicle speed to which 1/2 of the above is added is set to increase in a linear function from A before a certain time before the shift start point B, so that fluctuations in the actual vehicle speed immediately after the shift are suppressed. The symbol b in the figure indicates the target vehicle speed at the start of shifting.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional method, although fluctuations in the actual vehicle speed can be suppressed, the change in acceleration is constant as indicated by virtual lines 51 and 52 in FIG. Since the acceleration changes discontinuously at the time of starting lifting (time indicated by symbol A in the figure) and when finishing lifting speed after shifting (time indicated by symbol D in the figure), Since the accelerator pedal is stepped on at time points A and D, this accelerator operation may adversely affect fuel consumption and exhaust gas.
[0006]
By the way, in recent years, an automatic engine driving apparatus in which the running performance test is performed using only an engine has been used. This automatic engine driving device automatically drives an engine according to a running pattern on an engine dynamo. In such an automatic engine driving device as well, the above-mentioned problem is similarly occurring.
[0007]
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters, and the object thereof is to enable the vehicle speed to be satisfactorily followed before and after the shift accompanying the shift operation, and to perform the accelerator operation smoothly. The automatic vehicle driving apparatus and its control method capable of reducing the deviation between the actual vehicle speed and the table vehicle speed as much as possible over the entire travel time and further preventing the adverse effects on the exhaust gas measurement due to the discontinuity of acceleration, and An object of the present invention is to provide an automatic engine driving apparatus and a control method thereof.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the vehicle is automatically driven according to the table vehicle speed indicating a predetermined traveling pattern, and the shift is started according to the pre-acceleration control target vehicle speed indicating a predetermined speed increase. In the automatic vehicle driving apparatus that performs the post-acceleration for a predetermined time after the end of the shift according to the post-acceleration control target vehicle speed indicating the predetermined speed increase while performing the pre-acceleration for a predetermined time, the pre-acceleration is the pre-acceleration control By increasing the target vehicle speed as a quadratic function as a function of time, the acceleration during the pre-acceleration increases as a function of time as a linear function, while the post-acceleration increases the post-acceleration control target. By increasing the vehicle speed as a quadratic function as a function of time, the acceleration at the time of subsequent acceleration is decreased as a linear function as a function of time.
[0009]
In the second aspect of the invention, the vehicle is automatically driven in accordance with the table vehicle speed indicating a predetermined traveling pattern, and in advance from a predetermined time before the start of shift according to the pre-acceleration control target vehicle speed indicating a predetermined speed increase. In the control method of the automatic vehicle driving apparatus that performs the post-acceleration for a certain time after the end of the shift according to the post-acceleration control target vehicle speed that exhibits a predetermined speed increase while performing the acceleration, the pre-acceleration includes the pre-acceleration control target vehicle speed. Is increased as a function of time by a quadratic function to increase the acceleration at the time of pre-acceleration as a function of time by a linear function, while the post-acceleration increases the post-acceleration control target vehicle speed. By increasing it in a quadratic function with a function of time, the acceleration at the time of post-acceleration is decreased in a linear function with a function of time.
[0010]
According to the vehicle automatic driving apparatus and the control method thereof, since it is possible to drive without suddenly operating the accelerator at the time of shifting, smooth driving in accordance with the traveling pattern is performed without adversely affecting fuel consumption and exhaust gas. It can be carried out.
[0011]
In the invention according to claim 3, the engine is automatically operated in accordance with a table vehicle speed indicating a predetermined traveling pattern, and in advance according to a pre-acceleration control target vehicle speed indicating a predetermined speed increase in advance from a predetermined time before a shift start. In the engine automatic driving device that performs acceleration for a certain period of time after the end of a shift according to a post-acceleration control target vehicle speed indicating a predetermined speed increase while performing acceleration, the pre-acceleration has the pre-acceleration control target vehicle speed as time The acceleration at the time of pre-acceleration is increased linearly by a function of time, while the post-acceleration increases the post-acceleration control target vehicle speed with respect to time. By increasing the function as a quadratic function, the acceleration at the time of post-acceleration is decreased in a linear function as a function of time.
[0012]
In the invention according to claim 4, the engine is automatically operated in accordance with a table vehicle speed indicating a predetermined traveling pattern, and in advance according to a pre-acceleration control target vehicle speed indicating a predetermined speed increase. In the control method of the automatic engine driving apparatus, in which acceleration is performed while performing post-acceleration for a certain period of time after the end of the shift according to the post-acceleration control target vehicle speed indicating a predetermined speed increase, the pre-acceleration is the pre-acceleration control target vehicle speed. Is increased as a function of time by a quadratic function to increase the acceleration at the time of pre-acceleration as a function of time by a linear function, while the post-acceleration increases the post-acceleration control target vehicle speed. By increasing it in a quadratic function with a function of time, the acceleration at the time of post-acceleration is decreased in a linear function with a function of time.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the details of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIGS. 1-3 is a figure which shows roughly an example of a structure of the vehicle automatic driving apparatus of this invention. In these drawings, reference numeral 1 denotes an automobile to be used for a running performance test, which is arranged in a state where its drive wheels 2 are placed on and in contact with rollers 4 of a chassis dynamometer 3.
[0014]
Reference numeral 5 denotes a mechanical unit (also referred to as a driving robot) that is fixed to the seat seat by an appropriate means in the same manner as when a person sits on the driver's seat 6 of the automobile 1. 3, pedal actuators 10 to 12 for depressing the accelerator pedal 7, the brake pedal 8, and the clutch pedal 9, and a shift lever actuator for gripping and switching the head of the shift lever 13, respectively. 14 and a DC servo motor that individually drives the pedal actuators 10 to 12 and a DC servo that individually drives the shift lever actuator 14 in the X-axis and Y-axis directions. Servo motors, transmission mechanisms associated with each of these motors (in this case, a total of 5) are provided. That. Each pedal actuator 10-12 is provided with a proximity switch and an encoder for position detection. In FIG. 2, 15 is a handle.
[0015]
Reference numeral 16 denotes a control unit that controls the automatic vehicle driving apparatus, the chassis dynamometer 3 and the mechanical unit 5, and includes a control unit 17, a driver unit 18, and a power supply unit 19. In this embodiment, the mechanical unit 5 is operated by a command from the control unit 16 to perform pre-acceleration and post-acceleration described later. A personal computer 20 can perform various inputs and displays vehicle speed, engine speed, vehicle data, speed table, shift pattern, and the like on its display unit.
[0016]
Prior to performing the running performance test of the automobile 1 with the vehicle automatic driving device having the above-described configuration, position learning and learning driving are performed, and necessary items are learned (stored) in the vehicle automatic driving device.
[0017]
First, the position of learning automatically learns the depression start position at which the pedal actuators 10 to 12 start to touch the accelerator pedal 7, the brake pedal 8, and the clutch pedal 9, and the maximum depression position at which the accelerator pedal 7 and the clutch pedal 9 are depressed to the maximum. . Then, the shift lever actuator 14 is operated in the X-axis and Y-axis directions, and each shift position is automatically learned according to the shift pattern set in the vehicle data.
[0018]
When the position learning is completed, the learning operation is started, and the relationship between the maximum depression amount of the brake pedal 8 and the depression amount of the accelerator pedal 7 in the clutch-off state and the engine speed is learned. In the clutch pedal 9, the relationship between the speed and the acceleration generated when the accelerator pedal 7 is depressed by a certain amount is obtained for each shift position in order to obtain a travel performance map after learning the clutch connection-related positions. The amount of accelerator depression is calculated. Further, when shifting to each shift position, the time required for shifting (shifting time) and the amount of speed drop of the automobile 1 within this shifting time are measured, and these relationships are transferred to the automatic vehicle driving device for each gear change. Remember. Further, after the shift, the vehicle speed and the engine speed at that time are read, and the gear ratio at each shift position is obtained.
[0019]
Next, a control method of the vehicle automatic driving device will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 4, pre-acceleration and post-acceleration are performed before and after the speed change operation. And in order to make the actual vehicle speed follow the table vehicle speed as much as possible while preventing the adverse effect on the exhaust gas etc. due to the sudden accelerator operation due to the discontinuity of acceleration, according to the prior acceleration control target vehicle speed indicating a predetermined speed increase In the pre-acceleration performed from a certain time before the start of the shift, the pre-acceleration control target vehicle speed is increased by a quadratic function as a function of time, so that the acceleration at the time of the pre-acceleration is expressed by a linear function as a function of time. In the post-acceleration that is performed for a certain time after the end of the shift according to the post-acceleration control target vehicle speed indicating a predetermined speed increase, the post-acceleration is a function of the post-acceleration control target vehicle speed as a function of time. By increasing in a quadratic function, the acceleration at the time of post-acceleration is decreased in a linear function as a function of time.
[0020]
FIG. 5A shows changes in the pre-acceleration control target vehicle speed 22 and the post-acceleration control target vehicle speed 23 with respect to the table vehicle speed 21 in the pre-acceleration and the post-acceleration, and FIG. The acceleration changes 24 and 25 in the post-acceleration are shown. In these drawings, reference symbols A to B indicate a pre-acceleration region, and reference symbols C to D indicate a post-acceleration region. Symbols B to C represent the time for shifting.
[0021]
First, in the pre-acceleration, the speed increase amount at the shift start time point B is set in order to reduce the drop in the actual vehicle speed during the shift. Here, the speed increase amount is obtained based on, for example, the speed drop amount during the shift obtained during the learning operation (the actual vehicle speed immediately after the shift minus the table vehicle speed immediately before the shift) or the table vehicle speed. The calculation of the speed increase amount can be arbitrarily set to some extent in consideration of the decrease or increase of the actual vehicle speed during the shift. In this embodiment, the following equation (1) is set based on the table vehicle speed.
Speed increase amount at shift start time B = (table vehicle speed at shift end time−table vehicle speed at shift start time) / 2 (1)
Then, a value obtained by adding the speed increase amount to the table vehicle speed at the start of the shift is set as a target vehicle speed at the start of the shift.
[0022]
Next, in order to make the actual vehicle speed coincide with the target vehicle speed at the start of shifting B, a control target vehicle speed (pre-acceleration control target vehicle speed) in the pre-acceleration region is set. In this case, in order to avoid an abrupt change in acceleration at the start of pre-acceleration A, the pre-acceleration control target vehicle speed is indicated in FIG. 5A from the table vehicle speed at the start of pre-acceleration A to the target vehicle speed at the start of shift C. Like the curve shown at 22
Speed = (coefficient) x (time) ² (2)
It shall be changed by the quadratic equation of That is, the speed is defined by a quadratic expression of time.
[0023]
Therefore, the acceleration is obtained by differentiating the speed with respect to time.
Acceleration = 2 × (coefficient) × (time) (3)
Actually, the acceleration α (t) is expressed as follows when the pre-acceleration time is t.
α (t) = {2 / (pre-acceleration time)} × (speed increase amount at start of shifting) × t (4)
Is required.
[0024]
As a result, during the pre-acceleration, the acceleration increases in a linear function like a straight line indicated by reference numeral 24 in FIG.
[0025]
At the end of the shift, the actual vehicle speed becomes lower than the table vehicle speed, and if the accelerator operation is suddenly performed in order to eliminate the speed deviation, the exhaust gas amount is adversely affected. Therefore, as a countermeasure, in the post-acceleration, the post-acceleration control target vehicle speed 23 is set to the table vehicle speed after a certain period of post-shift acceleration, that is, after the post-acceleration time has elapsed, with the actual vehicle speed at the end of the shift as an initial value. Set it.
[0026]
That is, at the end of post-acceleration, in order to avoid a sudden change in acceleration, the post-acceleration control target vehicle speed is indicated by reference numeral 23 in FIG. 5A from the actual vehicle speed at the end of shift to the table vehicle speed at the end of post-acceleration D. Like a curve
Speed = (coefficient) x (time) ² (5)
It shall be changed by the quadratic equation of That is, the speed is defined by a quadratic expression of time.
[0027]
Therefore, the acceleration is obtained by differentiating the speed with respect to time.
Acceleration = 2 × (coefficient) × (time) (6)
Actually, the acceleration α (t) is expressed as follows:
α (t) = 2 × (speed deviation at the end of shifting) ×
[(1 / (post acceleration time) − {1 / (post acceleration time) ² } × t] (7)
It becomes.
[0028]
As a result, during post-acceleration, the acceleration decreases in a linear function in relation to time as shown by a straight line 25 in FIG. 5B.
[0029]
The pre-acceleration time and post-acceleration time are defined in advance in the speed control file and are variable.
[0030]
As described above, according to the present invention, the vehicle is automatically driven in accordance with the table vehicle speed indicating a predetermined traveling pattern, and prior acceleration is performed from a predetermined time before the start of shift according to the prior acceleration control target vehicle speed indicating a predetermined speed increase. On the other hand, in the automatic vehicle driving apparatus (or the control method of the automatic vehicle driving apparatus) that performs post-acceleration for a certain period of time after the end of shifting according to the post-acceleration control target vehicle speed indicating a predetermined speed increase, By increasing the pre-acceleration control target vehicle speed in a quadratic function as a function of time, the acceleration during the pre-acceleration is increased in a linear function as a function of time, whereas the post-acceleration By increasing the post-acceleration control target vehicle speed in a quadratic function as a function of time, the acceleration during the post-acceleration is decreased in a linear function as a function of time. Therefore, in the conventional vehicle automatic driving device (or the method for controlling the vehicle automatic driving device), as indicated by virtual lines 51 and 52 shown in FIG. The post-acceleration end point D changes discontinuously. However, in the control method of the present invention, the acceleration changes linearly as indicated by reference numerals 24 and 25 in FIG. In A and D, the acceleration changes continuously. Therefore, it is not necessary to perform the accelerator operation suddenly at the time of shifting, and it is possible to prevent an adverse effect on exhaust gas and the like, and the deviation of the actual vehicle speed from the original traveling target vehicle speed is as small as possible. Smooth driving along the pattern can be performed, and therefore a result similar to the result of the driving performance test in the actual vehicle driving simulation driving by human driving can be obtained.
[0031]
The concept of the automatic vehicle driving device (or the control method of the automatic vehicle driving device) can be similarly applied to the automatic engine driving device and the control method thereof. Hereinafter, the control method of the engine automatic driving apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0032]
First, FIG. 6 schematically shows the overall configuration of an automatic engine driving apparatus to which the control method of the present invention is applied. In this figure, 31 is an engine to be tested, 32 is a dynamometer, The output shaft 31 a and the drive shaft 32 a are coupled via a clutch 33 so that they can be connected and disconnected. A clutch actuator 34 drives the clutch 33. Reference numeral 35 denotes a throttle of the test engine 31, which is driven by a throttle actuator 36 and its opening degree is controlled. Reference numeral 37 denotes a torque sensor provided on the drive shaft 32 a of the dynamometer 32, and reference numeral 38 denotes an output amplifier of the torque sensor 37.
[0033]
A control unit 39 controls the dynamometer 32, the clutch actuator 34, and the throttle actuator 36, and includes a control unit 40, a driver unit 41, and a power supply unit 42. In this embodiment, the throttle actuator 36 is operated by a command from the control unit 39 to perform the pre-acceleration and post-acceleration. Reference numeral 43 denotes a personal computer that can perform various inputs and includes a display unit.
[0034]
Next, a control method for shifting the engine 31 while traveling according to the traveling pattern by the engine automatic driving apparatus having the above configuration will be described. First, as in the case of the automatic vehicle driving apparatus, the time required for gear change (shift time) and the amount of decrease in the speed of the engine 2 within this shift time are measured. Every time, it is memorized in the engine automatic driving device.
[0035]
Thereafter, as in the case of the automatic vehicle driving apparatus, pre-acceleration and post-acceleration are performed before and after shifting, respectively. FIG. 7 shows an example of a control procedure in the case where pre-acceleration and post-acceleration are performed before and after performing a shift in the control method of the engine automatic driving device, respectively. The procedure shown in FIG. 7 is the same as that in the control method of the automatic vehicle driving apparatus shown in FIG. 4 except for the part in which the speed immediately after the shift is estimated. In this engine automatic driving apparatus control method, it is also possible to set the post-acceleration control target vehicle speed using the actual vehicle speed as an initial value instead of the estimated vehicle speed immediately after the shift.
[0036]
This automatic engine driving device and its control method also have the same effects as the automatic vehicle driving device and its control method.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is not necessary to perform the accelerator operation suddenly at the time of shifting, the fuel efficiency and exhaust gas are not adversely affected, and the actual vehicle speed can be deviated from the original travel target vehicle speed. Since it becomes as small as possible, smooth driving along a predetermined driving pattern can be performed, and therefore, a result similar to the result of the driving performance test in the actual vehicle driving simulation driving by human driving can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of the overall configuration of an automatic vehicle driving device to which a control method of the present invention is applied.
FIG. 2 is a side view schematically showing a configuration of a mechanical unit of the automatic vehicle driving apparatus.
FIG. 3 is a plan view schematically showing a configuration of the mechanical unit.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a speed control procedure before and after a shift in the control method.
FIG. 5A is a diagram for explaining a change in the control target vehicle speed with respect to the table vehicle speed in the pre-acceleration and post-acceleration according to the control method of the present invention, and FIG. It is a figure for demonstrating the change of the acceleration in post-acceleration.
FIG. 6 is a diagram schematically showing an example of the overall configuration of an automatic engine driving device to which the control method of the present invention is applied.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a speed control procedure before and after a shift in the control method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 21 ... Table vehicle speed, 22 ... Pre-acceleration control target vehicle speed, 23 ... Post-acceleration control target vehicle speed, 24 ... Acceleration at pre-acceleration, 25 ... Acceleration at post-acceleration, 31 ... Engine, A ... Pre-acceleration start Time point: B: Shift start time (pre-acceleration end time), C: Shift end time (post-acceleration start time), D: Post-acceleration end time.

Claims

The vehicle is automatically driven according to a table vehicle speed indicating a predetermined traveling pattern, and a pre-acceleration is performed from a predetermined time before starting a shift according to a pre-acceleration control target vehicle speed indicating a predetermined speed increase, while a predetermined speed increase is indicated. In the automatic vehicle driving apparatus that performs post-acceleration for a certain period of time after the end of shifting according to the post-acceleration control target vehicle speed, the pre-acceleration increases the pre-acceleration control target vehicle speed as a quadratic function as a function of time. By increasing the acceleration at the time of the pre-acceleration in a linear function as a function of time, the post-acceleration increases the post-acceleration control target vehicle speed in a quadratic function as a function of time. An automatic vehicle driving device characterized in that the acceleration at the time of post-acceleration is reduced linearly by a function of time.

The vehicle is automatically driven according to a table vehicle speed indicating a predetermined traveling pattern, and a pre-acceleration is performed from a predetermined time before starting a shift according to a pre-acceleration control target vehicle speed indicating a predetermined speed increase, while a predetermined speed increase is indicated. Post-acceleration control In a control method for an automatic vehicle driving apparatus that performs post-acceleration for a predetermined time after the end of a shift according to a target vehicle speed, the pre-acceleration is a quadratic function of the pre-acceleration control target vehicle speed as a function of time. By increasing, the acceleration at the time of pre-acceleration increases linearly as a function of time, while the post-acceleration increases the post-acceleration control target vehicle speed as a function of time by a quadratic function. To reduce the acceleration at the time of post-acceleration in a linear function as a function of time.

The engine is automatically operated in accordance with a table vehicle speed indicating a predetermined traveling pattern, and a pre-acceleration is performed from a predetermined time before the start of shift according to a pre-acceleration control target vehicle speed indicating a predetermined speed increase, while a predetermined speed increase is indicated. In the automatic engine driving apparatus that performs post-acceleration for a certain period of time after the end of shifting according to the post-acceleration control target vehicle speed, the pre-acceleration increases the pre-acceleration control target vehicle speed as a quadratic function as a function of time. By increasing the acceleration at the time of the pre-acceleration in a linear function as a function of time, the post-acceleration increases the post-acceleration control target vehicle speed in a quadratic function as a function of time. An automatic engine driving device characterized in that the acceleration at the time of post-acceleration decreases linearly as a function of time.

The engine is automatically operated in accordance with a table vehicle speed indicating a predetermined traveling pattern, and a pre-acceleration is performed from a predetermined time before the start of shift according to a pre-acceleration control target vehicle speed indicating a predetermined speed increase, while a predetermined speed increase is indicated. Post-acceleration control In a control method for an automatic engine driving apparatus that performs post-acceleration for a predetermined time after the end of a shift according to a target vehicle speed, the pre-acceleration is a quadratic function of the pre-acceleration control target vehicle speed as a function of time. By increasing, the acceleration at the time of pre-acceleration increases linearly as a function of time, while the post-acceleration increases the post-acceleration control target vehicle speed as a function of time by a quadratic function. To reduce the acceleration during the post-acceleration in a linear function as a function of time.