JP5347895B2

JP5347895B2 - 車両速度制御装置

Info

Publication number: JP5347895B2
Application number: JP2009237820A
Authority: JP
Inventors: 正康菅家; 善治城戸
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2009-10-15
Filing date: 2009-10-15
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2029-10-15
Also published as: JP2011085460A

Description

本発明は、車両速度制御装置に係り、特にシャシーダイナモメータ上で車両を運転する際に用いられる自動運転装置の制御に関するものである。

シャシーダイナモメータ上に車両の駆動輪を乗せて排気ガス、燃費計測試験を行う車両速度制御装置では、アクチュエータによってアクセルペダル、ブレーキペダルの踏み込み操作や、シフトレバーの切換操作を自動運転装置（ドライブロボット）によって行っている。このドライブロボットは、計測精度を上げ、且つ排ガスの少ないモード運転を実行するためには、人による運転操作に近い制御が要求される。そのため、基準となる車速指令に対し、この基準車速指令よりもＴ秒だけ先に出す先出し車速指令を出力してドライブロボットによる遅れのない車速制御を実現している。その方法は特許文献１などにより公知となっている
図７は特許文献１に示された車両速度制御装置である。この装置は、人が車両を運転するときのアクセルの操作方法をモデルにして制御を行うもので、１は基準となる車速指令を出力する車速指令部、２は車速指令を受けて先読みする車速指令先読み機能部で、車両のレスポンス遅れ、制御応答遅れを見越して基準車速指令よりも或る時間Ｔ秒だけ速く運転モードの先読みを行う。３は車両質量設定部、１４は車速に応じた走行抵抗を設定する走行抵抗設定部、４は駆動力演算部で、先読み車速指令と車両質量、及び走行抵抗を入力して駆動力を演算し、駆動力指令として駆動力特性部５と、駆動力制御部１７へ出力する。

駆動力特性部５は、予め収録した駆動力特性マップよりなり、入力された駆動力指令と車速に基づいてアクセルの開度指令を求め、出力する。開度指令は、駆動力制御指令と加算されてアクセルアクチュエータ６に入力されて車両７のアクセル開度を操作する。これに応じて車両７は運転モードに必要なエンジン駆動力を発生する。なお、車両７は、エンジンからの駆動力特性部８、車両質量部９として表現している。
また、走行抵抗設定部１４からの走行抵抗指令は、シャシーダイナモメータ１０に入力され、このシャシーダイナモメータ１０を介して走行抵抗を車両７へ出力し、車両７は運転モードに対応した車速で制御される。１５はシャシーダイナモメータのトルク検出部で、検出されたトルクと車両からの車速は駆動力検出演算部１６に入力されて実際の駆動力が算出され、その算出値は駆動力制御部１７にフィードバックされる。
なお、図７では、車速制御コントローラ２１から車両７への出力は、アクセルの開度信号と走行抵抗のみが示されているが、この他、ブレーキ操作信号も出力される。

特開２００５−２９７８７２号

図７で示す車両速度制御装置では、一定時間、基準車速パターンが先行することで車速制御量を指令車速パターンに追従させ、且つアクセル及びブレーキを滑らかに動作させることは可能となるが、しかし、指令車速パターン全ての範囲で滑らかな動作が確保されるとは限らない。例えば、計測値や距離との比較による条件成立等時間に依存しない指令速度パターンの進行が発生することがある。このような整合性のとれない場合には、先読み車速指令の利用ができなくなる問題を有している。

本発明が目的とするとこは、整合性が取れない場合でも、滑らかなストロークワークを可能とした車両速度制御装置を提供することにある。

本発明は、基準車速指令を基に、制御系の遅れ要素を見込んだ先読み車速指令を車速制御コントローラに出力してアクセルの開度指令を生成し、この開度指令でシャシーダイナモメータのローラ上に載置された車両速度を制御するものにおいて、
前記基準速度指令と先読み車速指令との整合性のないときに先読み車速指令の出力を無効とする先読み車速指令の無効指令部と、前記先読み車速指令の出力を滑らかにする機能を有する車速指令作成部と、前記無効指令部からの無効信号の有無を判断し、無効信号あり時に前記基準速度指令を車速制御コントローラに出力し、無効信号なし時に前記車速指令作成部からの信号を車速制御コントローラに出力するよう切換える切換部を設けたことを特徴としたものである。

また、本発明は、前記先読み車速指令の無効指令部に代えて整合性判定部を設け、この整合性判定部に基準速度指令と先読み車速指令を入力して両指令の整合性を判別し、整合性あり時に前記車速指令作成部からの信号を車速制御コントローラに出力し、整合性なし時に前記基準車速指令を車速制御コントローラに出力するよう構成したことを特徴としたものである。

更に、本発明の整合性判定部は、先読み車速指令を先読み時間だけ遅延して基準車速指令との偏差値を算出し、その絶対値が０であるか否かを判断する機能と、｜絶対値｜＞０時に先読み車速指令の無効フラグをオンにし、絶対値＝０時には先読み車速指令の無効フラグをオフにする機能を有し、前記切換部は、整合性判定部からの無効フラグのオン・オフを判定し、無効フラグオン時には前記基準車速指令を車速制御コントローラに出力し、無効フラグオフ時には前記車速指令作成部からの信号を車速制御コントローラに出力するよう構成したことを特徴
としたものである。

以上のとおり、本発明によれば、基準速度指令と先読み車速指令との整合性のないときには先読み車速指令から基準車速指令に代えて車速制御コントローラに出力することで、良好な車速指令の追従が可能となる。

本発明の実施形態を示す部分構成図。目標車速切換えフロー図。説明のための車速指令パターン図で、（ａ）は基準車速指令、（ｂ）は先読み車速指令。本発明の他の実施形態を示す部分構成図。目標車速切換えフロー図。説明のための車速指令パターン図で、（ａ）は基準車速指令、（ｂ）は基準車速指令、（ｃ）は基準車速指令と先読み車速指令の差信号。従来の車両速度制御装置の構成図。

図１は、本発明の第１の実施例を示す車両速度制御装置の部分構成図である。同図において、図７で示す車両速度制御装置と相違する点は、車速指令パターン実行部３０で、他は同様であるので省略している。車速指令パターン実行部３０は、車速指令部１、車速指令先読み機能部２と、本発明により追加された先読み車速指令の無効指令部３１、車速指令作成部３２、及び切換部３３を有している。車速指令の無効指令部３１は、車速指令部１と車速指令先読み機能部２の先読み車速指令とが、両信号の比較による条件成立や距離等との関係が時間に依存しない時点に、予め当該時刻での無効指令を発生するよう設定される。車速指令作成部３２は、先読み車速指令に基づいて滑らかなストロークワークを可能とするための車速指令を作成するもので、そのために、信号を滑らかに処理するための機能と基準車速指令との位相合わせを実行する機能を備えて滑らかな車速指令を生成する。

切換部３３は車速指令の無効指令部３１がオン状態となり、無効指令を発生しているときに端子ａ側に切換わって速度制御コントローラ２１の速度制御部２０に基準車速指令を出力する。また、無効指令部３１がオフ状態となり、無効指令を発生してないときには端子をｂ側に切換えて速度制御コントローラ２１の駆動力演算部４へ滑らかな車速指令を出力する。速度制御コントローラ２１は、入力された基準車速指令、或いは先読み車速指令に基づいて所定の演算を実行してアクセルの開度信号を生成し、車両７を設定速度パターンに基づいて速度制御する。
図２は、切換部３３における切換え判断フローであり、また、図３は切換えられる車速指令パターン例を示したもので、Ｔ１で示す時間が先読み無効指令のオン期間であり、この期間で速度制御コントローラ２１への目標車速指令は基準車速指令部１からの信号となる。

図４は本発明の第２の実施例で、第１の実施例との相違点は、先読み車速指令の無効指令部３１に代えて整合性判定部３４を設けたものである。整合性判定部３４は、車速指令部１と車速指令先読み機能部２からの信号を入力してその整合性を判断する。
図５は、車速指令パターン実行部３０ａにおける整合性判定部３４と切換部３３の車速指令パターン実行フローを示したものであり、また、図６は車速指令パターン実行フローに基づく車速指令パターンである。

ステップＳ１で、整合性判定部３４は車速指令先読み機能部２からの先読み車速指令を先読み時間分だけ遅らせる。すなわち、図６（ｂ）の一点破線で示すように、実線で示す先読み車速指令から先読み時間Ｔだけ遅らせる。ステップＳ２では、図６（ｂ）の破線波形で示す先読み時間分だけシフトした先読み車速指令と、図６（ａ）のパターン波形で示す基準車速指令との車速偏差（図６（ｃ）の波形）を算出し、Ｓ３では算出された偏差値の絶対値が０より大きいか否かを判断する。その結果、｜車速偏差｜＞０の場合にはＳ４で先読み車速指令の無効フラグをオンにする。
一方、ステップＳ３で車速偏差＝０の場合には、Ｓ５で先読み車速指令の無効フラグをオフにする。

切換部３３は、ステップＳ６で先読み車速指令の無効フラグオンか否かを判断し、無効フラグオンの場合には、ステップＳ７で端子をａ側に切換えて基準速度指令を速度制御コントローラ２１の速度制御部２０に出力する。また、Ｓ６で先読み車速指令の無効フラグオフの場合には、端子をｂ側に切換えて先読み車速指令を速度制御コントローラ２１の速度制御部２０に出力する。速度制御コントローラ２１は、入力された基準車速指令、或いは先読み車速指令に基づいて所定の演算を実行してアクセルの開度信号を生成し、車両７を設定速度パターンに基づいて速度制御する。

なお、図６（ｂ）では、｜車速偏差｜＞０の期間Ｔ２では車速指令作成部３２の出力を０で表示しているが、先読み車速指令は期間Ｔ２に至る最終値が保持される。

１… 車速指令部
２… 車速指令先読み機能部
４… 駆動力演算部
６… アクセルアクチュエータ
７… 車両
１０… シャシーダイナモメータ
２１… 車速制御コントローラ
３０（３０ａ）… 車速指令パターン実行部
３１… 無効指令部
３２… 車速指令作成部
３３… 切換部
３４… 整合性判定部

Claims

基準車速指令を基に、制御系の遅れ要素を見込んだ先読み車速指令を車速制御コントローラに出力してアクセルの開度指令を生成し、この開度指令でシャシーダイナモメータのローラ上に載置された車両速度を制御するものにおいて、
前記基準速度指令と先読み車速指令との整合性のないときに先読み車速指令の出力を無効とする先読み車速指令の無効指令部と、前記先読み車速指令の出力を滑らかにする機能を有する車速指令作成部と、前記無効指令部からの無効信号の有無を判断し、無効信号あり時に前記基準速度指令を車速制御コントローラに出力し、無効信号なし時に前記車速指令作成部からの信号を車速制御コントローラに出力するよう切換える切換部を設けたことを特徴とする車両速度制御装置。
前記先読み車速指令の無効指令部に代えて整合性判定部を設け、この整合性判定部に基準速度指令と先読み車速指令を入力して両指令の整合性を判別し、整合性あり時に前記車速指令作成部からの信号を車速制御コントローラに出力し、整合性なし時に前記基準車速指令を車速制御コントローラに出力するよう構成したことを特徴とする請求項１記載の車両速度制御装置。
前記整合性判定部は、先読み車速指令を先読み時間だけ遅延して基準車速指令との偏差値を算出し、その絶対値が０であるか否かを判断する機能と、｜絶対値｜＞０時に先読み車速指令の無効フラグをオンにし、絶対値＝０時には先読み車速指令の無効フラグをオフにする機能を有し、前記切換部は、整合性判定部からの無効フラグのオン・オフを判定し、無効フラグオン時には前記基準車速指令を車速制御コントローラに出力し、無効フラグオフ時には前記車速指令作成部からの信号を車速制御コントローラに出力するよう構成したことを特徴とする請求項２記載の車両速度制御装置。