JP5823853B2

JP5823853B2 - 車両自動運転装置、エンジンダイナモ制御装置及び各装置に用いられる運転プログラム

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Publication number: JP5823853B2
Application number: JP2011284574A
Authority: JP
Inventors: 小西　隆夫; 隆夫小西
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2031-12-26
Also published as: JP2013134151A

Description

本発明は、シャーシダイナモの回転ドラム上に駆動輪を載せて自動車等の車両を走行させ、車両の動的な走行性能試験を行う場合において、車両を自動運転するための自動運転装置及び自動運転プログラムに関するものである。

従来、車両の動的な走行性能試験のためにシャーシダイナモによって実車走行シミュレート運転が行われており、この走行性能試験において常に同じ走行条件で試験が行えるようにするために車両自動運転装置が用いられている。この車両自動運転装置は、例えばモータ等のアクチュエータによって、アクセルペダル、クラッチペダル、ブレーキペダルの踏み込み量の操作や、シフトレバーの切替等を自動で行えるように構成したものである（特許文献１参照）。

より具体的には、走行性能試験において定められている所定の走行パターンに追従するように走行性能マップを参照することで、逐次必要とされるアクセル開度を取得し、そのアクセル開度となるようにアクセルペダルの制御がアクセル開度制御機構により行われる。ここで、走行性能マップとは、学習運転において種々の異なるアクセル開度における車速と加速度を求め、多数点におけるアクセル開度、車速、加速度を関連付けたデータのことである。

ところで、走行性能試験においては法規により定められている車速に対して車両の車速を追従させるだけでなく、エンジン回転数についても適切な値を保てるようにする必要がある。例えば、ＭＴ車の発進時においてはクラッチの接続量の変化によりエンストを起こさないようなエンジン回転数を保ちつつ、必要以上に高いエンジン回転数が出力されないようにすることが求められている。これは、必要以上に高いエンジン回転数が出力されている場合、例えば走行パターンに対して車両が追従できていたとしても、適正量のエンジン回転数の場合と比べて例えば車両からの排ガス分析の試験結果に悪影響が出るからである。

近年、エンジンの特性が変化していることもあり、車両自動運転装置によるＭＴ車の発進時の車速制御において、前記走行性能マップを参照しながら車速制御を行っているとエンジン回転数が想定している値よりも高くなることが生じやすくなっている。このような問題を解決するために、図８に示すような発進時におけるアクセル制御系１０４が構成された車両自動運転装置が用いられることがある。

図８に示すアクセル制御系１０４について説明する。この図において車両ＶＨはアクセル及びクラッチについての操作を受け付けるＭＴ車であり、その直前のブロックに記載されているアクセル開度制御機構５Ａは、目標値となるアクセル開度を受け付けて、そのアクセル開度となるようにアクセルの踏み込み量を変化させる機構である。

まず、目標車速生成部１Ａにおいて、走行パターンが指定する車速パターンＶ_ｐａｔから、車両ＶＨが実現するべき目標車速Ｖ_ｒｅｆが生成される。その後段の加速度算出部２Ａは、目標車速Ｖ_ｒｅｆを微分して目標加速度α_ｒｅｆを出力する。

前記加速度算出部２Ａの後段にある走行性能マップ参照部４Ａには、目標車速Ｖ_ｒｅｆと後述する補正車速Ｖ_ａｍｄの偏差Ｖ_ｎｅｗと、目標加速度α_ｒｅｆとが入力され、それらの車速及び加速度により車両ＶＨの走行性能マップを参照して、各対応するアクセル開度θ_ｍａｐを出力する。そして、この走行性能マップを参照して出力されたアクセル開度θ_ｍａｐとなるように前記アクセル開度制御機構５Ａはアクセルの踏み込み量Ａ_ａｃｔを変化させる。

ここで、車両ＶＨから走行性能マップ参照部４Ａへと戻るループの途中に記載されている車速補正部Ａ１は、前述したエンジン回転数が所望の値よりも高くなってしまうことを防ぐために設けられた構成である。この車速補正部Ａ１は、車両ＶＨで測定されるエンジン回転数Ｒ_ａｃｔと目標エンジン回転数Ｒ_ｒｅｆの偏差Ｒ_ｅｒｒに対応する分だけ目標車速を小さくすればエンジン回転数も小さくなるだろうとの考えに基づいて設置してあるものであり、過剰なエンジン回転数Ｒ_ｅｒｒをギア比やクラッチ接続量、車両ＶＨのタイヤ径を考慮して車速に換算し、前述した補正車速Ｖ_ａｍｄを出力するものである。

図８のように発進時のアクセル制御系１０４が構成された車両自動運転装置であれば、図９のグラフに示すように車速補正部Ａ１が無ければ参照されていたはずのＰ１点から、過剰なエンジン回転数Ｒ_ｅｒｒに対応する車速分だけ入力される車速の値が低下した点であるＰ２点を参照して、アクセル開度θ_ｍａｐが出力されることになる。図９のグラフを見る限りにおいては例えばエンジン回転数が高くなりすぎた場合には、前記車速補正部Ａ１が存在することにより前記アクセル開度制御機構５Ａに入力される目標値のアクセル開度はθ_２からθ_３へと低減され、その結果としてアクセルの踏み込み量Ａ_ａｃｔが戻されることになり、エンジン回転数Ｒ_ａｃｔも低下しそうであると思われる。

しかしながら、実際に本願発明者が実験してみると図８に示すような発進時におけるアクセル制御系１０４を構成してもＭＴ車の発進時において上昇し過ぎたエンジン回転数を十分に低下させ、所望のエンジン回転数に近い値に戻すことはできなかった。

図８のようなアクセル制御系１０４を用いてもＭＴ車の発進時におけるエンジン回転数の上がりすぎを防止できなかった理由としては以下のようなものが考えられる。

１）走行性能マップは学習運転により、様々な車速、加速度の組み合わせにおけるアクセル開度のデータを採取することにより作成されるが、この測定の際、クラッチは完全にリジッドに接続された状態でしか測定することができない。つまり、発進時における半クラッチのようなクラッチが接続途上の状態、すなわち、トルク変動が生じやすい状態では、そもそも走行性能マップは不正確なものであり、図９のグラフのように前記走行性能マップ参照部が上がり過ぎているエンジン回転数分の車速を差し引いた目標車速でアクセル開度の参照を行っても、エンジン回転数を十分低下させるようなアクセル開度が返されるとは限らない。このように、クラッチが完全に接続されていない領域では走行性能マップ自体の信頼性が低いということがエンジン回転数の制御がうまくできない大きな原因の１つであると考えられる。

２）また、走行性能マップの精度以外の要因も考えられる。仮に発進時における車速領域、加速度領域の走行性能マップがある程度の精度を有していたとしても、図９のグラフに示すようにアクセル開度一定条件における車速に対する加速度の傾きの絶対値が大きくなく、図１０に示すように略水平になっている場合がある。このような走行性能マップを持つ車両の場合、図１０のグラフに示すように上昇し過ぎたエンジン回転数の分だけ車速を差し引いてアクセル開度の参照を行っても、前記走行性能マップ参照部から出力されるアクセル開度はほとんど変化しないことになる。従って、前記アクセル開度制御機構のアクセルの踏み込み量もほとんど変化せず、エンジン回転数が高い状態が維持されてしまうと考えられる。

また、ＭＴ車の発進時においてはエンジン回転数の上がり過ぎが発生するだけでなく、エンジンの特性によっては逆にエンジン回転数が下がり過ぎてしまい、エンストが発生する場合もある。このような場合も図８のようなアクセル制御系では所望のエンジン回転数に戻すことが難しい。

特開２０００−３３８００８号公報

本発明は上述したような課題を鑑みてなされたものであり、ＭＴ車の発進時において実際に出力されているエンジン回転数が所望のエンジン回転数から外れている場合に、好適に所望のエンジン回転数に戻るような補正がかかる車両自動運転装置及び車両自動運転装置用プログラムを提供することを目的とする。

また、本発明はＭＴ車用のエンジンダイナモに用いられるエンジンダイナモ制御装置において実際に出力されているエンジン回転数が所望のエンジン回転数から外れている場合に工程に所望のエンジン回転数に戻るような補正がかかるエンジンダイナモ制御装置及びエンジンダイナモ制御装置用プログラムを提供することを目的とする。

すなわち、本発明の車両自動運転装置は、目標値として入力されたアクセル開度となるようにアクセルペダルの踏み込み量を制御するアクセル開度制御機構を備えたMT車用の車両自動運転装置であって、クラッチが接続途上状態の時の所定車速帯域を１又は複数の車速閾値により分割して設定される各車速領域をさらに１又は複数のエンジン回転数閾値により分割して設定される各車速−エンジン回転数区分のそれぞれについて予め定められた補正パラメータを記憶する補正パラメータ記憶部と、現在の車速及びエンジン回転数が含まれる車速−エンジン回転数区分に対して設定された補正パラメータを前記補正パラメータ記憶部から取得し、前記アクセル開度制御機構に現在の目標値として入力されているアクセル開度を前記補正パラメータに基づいたアクセル開度分だけ変化させるアクセル開度補正部と、を備えたことを特徴とする。

このようなものであれば、ＭＴ車の発進時のようにクラッチが接続途上の状態にあり、トルク変動等が生じるため走行性能マップの信頼性が低い領域に関しては、車速−エンジン回転数区分ごとにエンジン回転数の目標値からずれた場合にどれくらいエンジン回転数を落とせばよいかを示す補正パラメータをそれぞれ別々に前記補正パラメータ記憶部に予め記憶させてあり、前記アクセル開度補正部が現在の車速及びエンジン回転数の含まれる車速−エンジン回転数区分に設定されている補正パラメータを取得して、その補正パラメータに基づいてアクセル開度を補正するように構成されているので、走行性能マップの信頼性に影響されることなく、常に決まった値の補正パラメータによりアクセル開度を補正することができる。従って、現在のエンジン回転数から所望のエンジン回転数へと自動的に近づけることができるようになる。

また、各車速−エンジン回転数区分にそれぞれ補正パラメータが別々に設定されているので、例えば、車速が低くエンジン回転数を下げすぎるとエンストが生じてしまう区分にはエンジン回転数が少量だけ変化するように補正パラメータを設定し、車速が高く、エンジン回転数を大きく落としてもエンストする心配のない区分にはエンジン回転数が大きく変化するように補正パラメータを設定するといったことができる。つまり、各車速−エンジン回転数区分に対して適切な補正パラメータを設定することができるので、エンジン回転数の上がりすぎを防ぎつつ、しかも、エンストも生じさせないといったことができるようになる。

発進時等において車速によって必要とされるエンジン回転数が大きく異なることに対応するとともに、発進時の車速帯域の全域に対して適切なエンジン回転数の補正が行えるようにするには、各車速領域に対して設定されるエンジン回転数閾値の少なくとも一部のエンジン回転数閾値を異ならせて前記各車速−エンジン回転数区分が設定されているものであればよい。

車種やトランスミッションの構成、ギア比等が異なっていても、逐次補正パラメータを変更することなくエンジン回転数の補正を適切に行えるようにするには、前記車速閾値が、クラッチが完全に接続されているとの仮定の下でエンジン回転数から換算された車速であればよい。

発進時におけるエンジン回転数の上がりすぎを好適に低減するための補正パラメータの具体例としては、前記補正パラメータが現在のアクセル開度に対して低減させるアクセル開度の低減量であるものが挙げられる。

エンジン回転数を常に所望の値の近傍にできるとともに、アクセル開度が補正されて大幅にエンジン回転数が低下してしまい、エンストが生じてしまうのを防ぐことができるようにするには、前記低減量がエンジン回転数の高い車速−エンジン回転数区分ほど大きな値が設定されていればよい。

走行性能マップを参照することなく、前記アクセル開度制御機構に入力されている目標値を直接変更することで、確実にエンジン回転数の補正が行われるようにするには、入力された加速度と車速に基づいて予め学習運転によって求めた車両の走行性能マップを参照して、対応するアクセル開度であるマップ参照アクセル開度を出力する走行性能マップ参照部を更に備え、前記アクセル開度補正部が、取得された補正パラメータに基づいて現在のエンジン回転数から変化させるべき分のエンジン回転数に対応するアクセル開度である補正アクセル開度を出力するように構成されており、前記アクセル開度制御機構が、前記マップ参照アクセル開度から前記補正アクセル開度を引いたアクセル開度が目標値として入力されるように構成されたものであればよい。

逆に走行性能マップを参照し、車両ごとの特性を加味してエンジン回転数を所望の値に近づけることができるとともに、走行性能マップにおける車速に対する加速度の傾きが小さい場合でも有効にアクセル開度が低減されるようにするには、入力された加速度と車速に基づいて予め学習運転によって求めた車両の走行性能マップを参照して、対応するアクセル開度であるマップ参照アクセル開度を出力する走行性能マップ参照部を更に備え、前記アクセル開度補正部が、取得された補正パラメータに基づいて現在のエンジン回転数から変化させるべき分のエンジン回転数に対応する加速度である補正加速度を出力する対応加速度出力部と、前記補正加速度に基づいて走行性能マップを参照して、対応する補正アクセル開度に変換する加速度−アクセル開度変換部と、から構成されており、前記アクセル開度制御機構が、前記マップ参照アクセル開度から前記補正アクセル開度を引いたアクセル開度が目標値として入力されるように構成されたものであればよい。

既存の車両自動運転装置に後付けで上述してきたエンジン回転数の補正機能を付加するためのプログラムとしては、目標値として入力されたアクセル開度となるようにアクセルペダルの踏み込み量を制御するアクセル開度制御機構を備えたＭＴ車用の車両自動運転装置に用いられる車両自動運転用プログラムであって、クラッチが接続途上状態の時の所定車速帯域を１又は複数の車速閾値により分割して設定される各車速領域をさらに１又は複数のエンジン回転数閾値により分割して設定される各車速−エンジン回転数区分のそれぞれについて予め定められた補正パラメータを記憶する補正パラメータ記憶部と、現在の車速及びエンジン回転数が含まれる車速−エンジン回転数区分に対して設定された補正パラメータを前記補正パラメータ記憶部から取得し、前記アクセル開度制御機構に現在の目標値として入力されているアクセル開度を前記補正パラメータに基づいたアクセル開度分だけ変化させるアクセル開度補正部と、を備えたことを特徴とする車両自動運転用プログラムが挙げられる。また、この車両自動運転用プログラムを記録した記録媒体により、各既存の車両自動運転装置のシステムアップデートを行ってもよい。

実際の車両を運転して試験を行う場合だけでなく、エンジン・トランスミッションからなるパワートレーン単体での試験や評価を行う場合でも前述したのと同様のエンジン発進時においてエンジン回転数が所望の値よりも高くなりすぎたり、低くなりすぎたりする課題を解決するには、目標値として入力されたスロットル開度となるようにエンジンを制御するスロットル開度制御機構を備えたMT車用エンジンダイナモに用いられるエンジンダイナモ制御装置であって、クラッチが接続途上状態の時の所定ダイナモ回転数帯域を１又は複数のダイナモ回転数閾値により分割して設定される各ダイナモ回転数領域をさらに１又は複数のエンジン回転数閾値により分割して設定される各ダイナモ回転数−エンジン回転数区分のそれぞれについて予め定められた補正パラメータを記憶する補正パラメータ記憶部と、現在のダイナモ回転数及びエンジン回転数が含まれるダイナモ回転数−エンジン回転数区分に対して設定された補正パラメータを前記補正パラメータ記憶部から取得し、前記スロットル開度制御機構に現在の目標値として入力されているスロットル開度を前記補正パラメータに基づいたスロットル開度分だけ変化させるスロットル開度補正部と、を備えたことを特徴とするエンジンダイナモ制御装置であればよい。

さらに、既存のエンジンダイナモ制御装置を改良できるようにするには、目標値として入力されたスロットル開度となるようにエンジンを制御するスロットル開度制御機構を備えたMT車用エンジンダイナモに用いられるエンジンダイナモ制御装置用プログラムであって、クラッチが接続途上状態の時の所定ダイナモ回転数帯域を１又は複数のダイナモ回転数閾値により分割して設定される各ダイナモ回転数領域をさらに１又は複数のエンジン回転数閾値により分割して設定される各ダイナモ回転数−エンジン回転数区分のそれぞれについて予め定められた補正パラメータを記憶する補正パラメータ記憶部と、現在のダイナモ回転数及びエンジン回転数が含まれるダイナモ回転数−エンジン回転数区分に対して設定された補正パラメータを前記補正パラメータ記憶部から取得し、前記スロットル開度制御機構に現在の目標値として入力されているスロットル開度を前記補正パラメータに基づいたスロットル開度分だけ変化させるスロットル開度補正部と、を備えたことを特徴とするエンジンダイナモ制御装置用プログラムを用いればよい。

このように本発明によれば、各車速−エンジン回転数区分に対して補正パラメータが設定されており、各補正パラメータを適宜用いることにより、ＭＴ車の発進時において例えばエンジン回転数が不必要に上がり過ぎることがあったとしても、確実にエンジン回転数を低減させることができる。また、その際、エンジン回転数が下がり過ぎてエンスト等が生じてしまうことも好適に防ぐことができる。また、本発明のエンジンダイナモ制御装置によれば、同様にエンジンダイナモ制御装置でも対応する課題を解決することができる。

本発明の第１実施形態に係る車両自動運転装置の外観を示す模式図。第１実施形態における車両自動運転装置の発進時におけるクラッチ制御系の構成を示す模式的ブロック線図。第１実施形態における車両自動運転装置の発進時におけるアクセル制御系の構成を示す模式的ブロック線図。第１実施形態における補正パラメータ記憶部に記憶されている各車速−エンジン回転数区分の補正パラメータの一例を示す模式図。本発明の第２実施形態に係る車両自動運転装置の発進時におけるアクセル制御系の構成を示す模式的ブロック線図。第２実施形態における走行性能マップ参照部の動作を示す模式図。本発明の第３実施形態に係るエンジンダイナモ制御装置の発進時におけるスロットル制御系の構成を示す模式的ブロック線図。従来のエンジン回転数を補正するための構成を備えた車両自動運転装置の制御系を示す模式的ブロック線図。従来例における走行性能マップ参照部における動作を示す模式図。従来例について実際に実験した場合の動作について示す模式図。

本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。

第１実施形態の車両自動運転装置１００は、ＭＴ車用の走行性能試験において法規により定められている走行パターンを実現するために用いられるものである。前記走行性能試験は、例えば図１に示すように車両ＶＨの駆動輪である前輪をシャーシダイナモＳＤ上に載置した状態で、アクセルペダルＶＨ２、クラッチペダルＶＨ１、ブレーキペダル、シフトレバーなどを前記車両自動運転装置１００により制御することで行われる。

前記車両自動運転装置１００は、運転席のシートに載置され、そこからクラッチペダルＶＨ１、アクセルペダルＶＨ２に向かって延びる伸縮ロッドと、各伸縮ロッドの伸縮量を電動モータ等により調節することで、クラッチペダルＶＨ１、アクセルペダルＶＨ２の踏み込み量が操作する制御機構（図示しない）とから構成してある。前記制御機構は、ＣＰＵ、メモリ、Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ等の入出力インターフェース、等を備えたいわゆるコンピュータであり、前記メモリに格納されているプログラムを前記ＣＰＵが実行することにより後述する発進時におけるクラッチ制御系１０１、アクセル制御系１０２としての動作を実現するものである。

言い換えると、前記車両自動運転装置１００はクラッチペダルＶＨ１の踏み込み量を制御するクラッチ制御機構５１と、アクセルペダルＶＨ２の踏み込み量を制御し、アクセル開度を所望の値に制御するアクセル開度制御機構５２と、を少なくとも備えている。なお、他のシフトレバーの制御機構等については図１では図示していない。

ここで、発進時においてクラッチ制御機構５１は、図２に示すように主に車速が目標車速に追従するようにクラッチの接続量を制御するものであり、アクセル開度制御機構５２は、主にエンジン回転数が所望の値となるように制御するものである。

以下の説明では、クラッチ制御機構５１、アクセル開度制御機構５２の動作及びそれに関連する図２及び図３に示すような制御系について説明する。

まず、図２に示すようにクラッチ制御系１０１は、第１目標車速生成部１１、ＰＩ制御部２、定量指令器３１、クラッチ制御機構５１、クラッチ補正部６から構成されるものであり、車両ＶＨ又はシャーシダイナモＳＤから取得される車速によりクラッチの接続量がフィードバック制御されるように構成してある。

より具体的には、第１目標車速生成部１１は、走行パターンが指定する車速パターンＶ_ｐａｔから、車両ＶＨが実現するべき目標車速Ｖ_ｒｅｆを生成するものである。

前記第１目標車速生成部１１の後段にある前記ＰＩ制御部２には、目標車速Ｖ_ｒｅｆと車両ＶＨから取得された実際の車速Ｖ_ａｃｔの偏差Ｖ_ｅｒｒが入力され、ＰＩ演算によりＰＩ補正クラッチ接続量γ_ＰＩを出力するものである。

前記ＰＩ制御部２と並列に設けられた前記定量指令器３１は、予め定められた値の定量クラッチ接続量γ_ｃｎｔを出力するものであり、前記ＰＩ補正クラッチ接続量γ_ＰＩと足し合わされたものが目標クラッチ接続量γ_ｒｅｆとなる。

前記クラッチ補正部は、車両からエンジン回転数Ｒ_ａｃｔを取得し、その値に基づいた補正クラッチ接続量γ_ａｍｄを出力する。前記目標クラッチ接続量γ_ｒｅｆから補正クラッチ接続量γ_ａｍｄが差し引かれた値が指令クラッチ接続量γ_ｎｅｗとして前記クラッチ制御機構５１に入力される。当該クラッチ制御機構５１は、指令クラッチ接続量γ_ｎｅｗとなるようにクラッチの踏み込み量Ｃ_ａｃｔを変化させる。

次にアクセル制御系１０２は、図３に示すように第２目標車速生成部１２、加速度算出部３２、走行性能マップ参照部４、アクセル開度制御機構５２、補正パラメータ記憶部７、アクセル開度補正部８、とから構成された制御系であり、車両ＶＨから取得されるエンジン回転数がフィードバックされてアクセル開度が制御されるものである。すなわち、車速についてはフィードバックされていない。

前記第２目標車速生成部１２は、走行パターンが指定する車速パターンＶ_ｐａｔから、車両ＶＨが実現するべき目標車速Ｖ_ｒｅｆを生成するものである。

前記第２目標車速生成部１２の後段にある前記加速度算出部３２は、目標車速Ｖ_ｒｅｆについて微分演算を行い、目標加速度α_ｒｅｆを出力するものである。

前記第２目標車速生成部１２及び前記加速度算出部３２の後段にある前記走行性能マップ参照部４には、目標車速Ｖ_ｒｅｆと、目標加速度α_ｒｅｆとが入力され、それらの車速及び加速度により車両ＶＨの走行性能マップを参照して、対応するアクセル開度θ_ｍａｐを出力する。

そして、前記アクセル開度制御機構５２には、目標値のアクセル開度として、前記走行性能マップを参照して出力されたアクセル開度θ_ｍａｐに対して、後述するアクセル開度補正部８からの出力である補正アクセル開度θ_ａｍｄが差し引かれた偏差である指令値アクセル開度θ_ｎｅｗが入力されるように構成してある。すなわち、前記アクセル開度制御機構５２は、前記指令値アクセル開度θ_ｎｅｗとなるようにアクセルペダルＶＨ２の踏み込み量Ａ_ａｃｔを変化させる。

前記補正パラメータ記憶部７は、クラッチが接続途上状態の時の所定車速帯域を１又は複数の車速閾値により分割して設定される各車速領域をさらに１又は複数のエンジン回転数閾値により分割して設定される各車速−エンジン回転数区分のそれぞれについて予め定められた補正パラメータＫを記憶するものである。

前記車速閾値は、アイドリング状態にあるエンジン回転数よりも低く、実際にはエンストが生じるため実現されない仮想的なエンジン回転数に基づいて設定してある。すなわち、前記エンジン回転数に対してクラッチが完全に接続されている状態において実現されるであろう車速を試験対象となる車両ＶＨのギア比やタイヤ径により換算して設定してある。例えば後述するように車速閾値を１００ｒｐｍ相当車速、３００ｒｐｍ相当車速、５００ｒｐｍ相当車速は、車両ＶＨによってそれぞれ１ｋｍ／ｈ、３ｋｍ／ｈ、５ｋｍ／ｈの場合もあれば、１．５ｋｍ／ｈ、４・５ｋｍ／ｈ、７．５ｋｍ／ｈ等様々に変形して設定され得る。

より具体的には、車速閾値は図４に示すように、１００ｒｐｍ相当車速、３００ｒｐｍ相当車速、５００ｒｐｍ相当車速に設定してあり、前記車速帯域を１００ｒｐｍ相当車速以上、３００ｒｐｍ相当車速未満を第１車速領域、３００ｒｐｍ相当車速以上５００ｒｐｍ相当車速未満を第２車速領域、５００ｒｐｍ相当車速以上を第３車速領域に設定してある。さらに、これらの第１乃至第３車速領域のそれぞれについて、エンジン回転数閾値をそれぞれ別々に設定してあり、第１車速領域については、エンジン回転数閾値を２０００ｒｐｍ、２３００ｒｐｍに設定してあるとともに、第２車速領域、第３車速領域については、エンジン回転数閾値を１７００ｒｐｍ、２０００ｒｐｍに設定することにより、合計９つの車速−エンジン回転数区分が設定してある。なお、車速閾値、エンジン回転数閾値の数は１つであってもよいし、複数であってもよく、また、この図４に記載した例に限られるものではない。このようにすることで、車両ＶＨの車種やギア構成が異なっていても後述する同じ補正パラメータＫを使ってアクセル開度の補正を行うことができる。

図４に示すように各車速−エンジン回転数区分には、それぞれ別々に補正パラメータＫが設定してある。本実施形態では補正パラメータＫは、車両ＶＨの車速及びエンジン回転数が、各車速−エンジン回転数区分になった場合において、低下させるべきアクセル開度の低減量である。

前記アクセル開度補正部８は、図３に示すように現在の車速Ｖ_ａｃｔ及びエンジン回転数Ｒ_ａｃｔが含まれる車速−エンジン回転数区分に対して設定された補正パラメータＫを前記補正パラメータ記憶部７から取得し、前記アクセル開度制御機構５２に現在の目標値として入力されているアクセル開度を前記補正パラメータＫに基づいたアクセル開度分だけ変化させるものである。

より具体的には、前記アクセル開度補正部８は、前記アクセル開度制御機構５２から取得される現在のアクセル開度に対して前記補正パラメータ記憶部７から取得された比率を乗じて算出される補正アクセル開度分だけ前記アクセル開度制御機構５２にアクセル開度を補正させるように構成してある。

このように、前記アクセル開度制御機構５２は、前記マップ参照アクセル開度から前記補正アクセル開度を引いたアクセル開度が目標値として入力されるように構成してある。すなわち、発進時のようなトルク変動が大きく、走行性能マップの信頼性が低い領域を利用してアクセル開度の補正値を作るのではなく、予め設定されているアクセル開度の補正値の中から測定されたエンジン回転数に基づいて適切な補正アクセル開度を選択するように構成してある。そして、走行性能マップ参照部４を介さずに前記走行性能マップ参照部４の出力であるマップ参照アクセル開度を直接修正するように構成してあるので、エンジン回転数が上昇し過ぎている場合において確実にアクセル開度を低減させることができる。その補正値も各車速−エンジン回転数区部に応じて適切な補正パラメータＫが設定してあるので、エンジン回転数が下がり過ぎてエンストが生じることも好適に防ぐことができる。

次に第２実施形態について説明する。なお、前記実施形態に対応する部材には同じ符号を付すこととする。

第２実施形態における車両自動運転装置１００は、アクセル制御系１０２が第１実施形態とは異なっている。図５に示すように車両ＶＨから取得されたエンジン回転数Ｒ_ａｃｔに基づいて、低減すべきエンジン回転数に相当する加速度を算出し、その加速度を補正加速度と、走行性能マップに基づいて、前記アクセル開度制御機構５に入力されるマップ参照アクセル開度θ_ｍａｐを補正するように構成してある。

以下では、第１実施形態と態様が異なる前記補正パラメータ記憶部７、前記アクセル開度補正部８と、その結果第１実施形態とは動作が異なる前記アクセル開度制御機構５について詳述する。

前記補正パラメータ記憶部７は、各車速−エンジン回転数区分について補正パラメータＫを記憶しているのは第１実施形態と同じであるが、この補正パラメータＫが目標加速度から変化させるべき量を示すものに変更してある。より具体的には、現状の加速度から低減させるべき加速度の低減量を記憶している。

前記アクセル開度補正部８は、前記アクセル開度補正部が、取得された補正パラメータに基づいて現在のエンジン回転数から変化させるべき分のエンジン回転数に対応する加速度である補正加速度を出力する対応加速度出力部８１と、前記補正加速度に基づいて走行性能マップを参照して、対応する補正アクセル開度θ_ａｍｄに変換する加速度−アクセル開度変換部８２と、から構成してある。

前記加速度−アクセル開度変換部８２は、より具体的には目標車速Ｖ_ｒｅｆと、目標加速度α_ｒｅｆから前記補正加速度α_ａｍｄが差し引かれた偏差に基づいて、前記走行性能マップを参照し、対応するアクセル開度θ_ａｍｄを出力するようにしてある。

このように加速度を変化させて走行性能マップを参照して、アクセル開度が補正されると図６のグラフのように、本来参照されるはずであったＰ１点からその下側にあるＰ２点が参照されることになる。つまり、前記アクセル開度制御機構５は、本来であればθ２のアクセル開度を目標値とするはずであったところを、より開度の小さいθ３のアクセル開度を目標値とすることになる。したがって、前記アクセル開度制御機構５２は、アクセル踏み込み量Ａ_ａｃｔを小さくし、アクセル開度を現状よりも小さくするので、それに伴ってエンジン回転数を低下させることができる。

第２実施形態について従来と比較すると、前記走行性能マップにおいて、従来は車速軸である横軸に沿って参照点をずらしているのに対して、第２実施形態は加速度軸である縦軸に沿って参照点をずらしているという違いがある。従来の方法では、図６及び図１０に示すような各直線の傾きの絶対値が所定値よりも小さく、略水平となっている場合には、参照点をずらしてもほとんどアクセル開度は変更されず、結果としてエンジン回転数も低下させることができなかった。一方、第２実施形態であれば、グラフを縦軸に参照点をずらしているので、各直線傾きの絶対値が所定値よりも小さく、略水平となっている状態でも確実に大きくアクセル開度の異なる箇所に到達することができる。従って、走行性能マップを参照していてもエンジン回転数が上がり過ぎるのを防止することができる。

次に本発明の第３実施形態について図７を参照しながら説明する。

前記第１実施形態及び前記第２実施形態では、シャーシダイナモＳＤにおいて走行試験を行うための車両自動運転装置１００について説明してきたが、本発明は第３実施形態に示すように、エンジン単体での評価を行うためのエンジンダイナモ制御装置として用いても構わない。より具体的には、前記アクセル制御系１０２と略同じスロットル制御系１０３を構成すれば、エンジン発進時におけるエンジン回転数が所望の値より上昇し過ぎる、あるいは、低下し過ぎるといった問題を解決することができる。

前記スロットル制御系１０３は、図３及び図７を比較すれば明らかなように、車速がダイナモ回転数に、加速度がトルクに、アクセル開度がスロットル開度に対応させて変更させてあるものであり、前記アクセル制御系１０２と制御的には、パラメータの違いはあるものの略同じものである。

より具体的には、前記スロットル制御系１０３は、ダイナモ駆動パターンＤ_ｐａｔから目標ダイナモ回転数Ｄ_ｒｅｆを生成する目標ダイナモ回転数生成部１２と、目標ダイナモ回転数Ｄ_ｒｅｆから目標トルクＴ_ｒｅｆを算出するトルク算出部３２と、ダイナモ回転数と、トルクと、スロットル開度との関係をマッピングしたエンジン性能マップを参照し、前記目標ダイナモ回転数Ｄ_ｒｅｆと、目標トルクＴ_ｒｅｆとからマップ参照スロットル開度β_ｍａｐを出力するエンジン性能マップ参照部４と、前記マップ参照スロットル開度β_ｍａｐを補正するための補正パラメータ記憶部７と、スロットル開度補正部８と、を備えたものである。

前記補正パラメータ記憶部７は、クラッチが接続途上の状態を含む所定のダイナモ回転数帯域を１又は複数のダイナモ回転数閾値により分割して設定される各ダイナモ回転数領域をさらに１又は複数のエンジン回転数閾値により分割して設定される各ダイナモ回転数−エンジン回転数区分のそれぞれについて予め定められた補正パラメータＫを記憶するものである。ここで、補正パラメータＫは各ダイナモ回転数−エンジン回転数区分において低減すべきスロットル開度の量である。

前記スロットル開度補正部８は、現在のダイナモ回転数及びエンジン回転数が含まれるダイナモ回転数−エンジン回転数区分に対して設定された補正パラメータＫを前記補正パラメータ記憶部７から取得し、前記スロットル開度制御機構５２に現在の目標値として入力されているスロットル開度を前記補正パラメータＪに基づいたスロットル開度分だけ変化させるものである。第３実施形態では、補正パラメータＫはスロットル開度の低減量そのものであるので、そのままマップ参照スロットル開度β_ｍａｐから開度を戻すために用いられる。

このようなものであれば、エンジン単体の評価時においても、エンジン回転数が上昇し過ぎる場合に適切にスロットル開度制御機構５２に対して入力される目標スロットル開度が低減されることになり、常にエンジン回転数を所望の値に近づけることができるようになる。

その他の実施形態について説明する。

前記補正パラメータは、低減すべきアクセル開度量や、加速度量そのものを記憶しており、前記アクセル開度補正部が、補正パラメータ記憶部から取得した値をそのまま使用するものであったが、現状のアクセル開度や加速度から変化させる割合であっても構わない。この場合、前記アクセル開度制御部に、補正パラメータとして記憶されている割合と、現状のアクセル開度等を乗じて、補正量を算出させる機能を持たせればよい。

また、前記各実施形態では、発進時においてエンジン回転数が上昇し過ぎることを防ぐことを主眼としていたが、逆に、エンジン回転数が低下し過ぎている場合に、アクセル踏み込み量を増加させるために用いても構わない。

さらに、本発明の例えば前記アクセル開度補正部及び前記補正パラメータ記憶部としての機能を備えたプログラムを、既存の車両自動運転装置又はエンジンダイナモにインストールすることによりエンジン回転数の補正機能を追加しても構わない。

その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な変形や実施形態の組み合わせを行っても構わない。

１００・・・自動運転装置
５２・・・アクセル開度制御機構、スロットル開度制御機構
７・・・補正パラメータ記憶部
８・・・アクセル開度補正部、スロットル開度補正部

Claims

目標値として入力されたアクセル開度となるようにアクセルペダルの踏み込み量を制御するアクセル開度制御機構を備えたMT車用の車両自動運転装置であって、
クラッチが接続途上状態の時の所定車速帯域を１又は複数の車速閾値により分割して設定される各車速領域をさらに１又は複数のエンジン回転数閾値により分割して設定される各車速−エンジン回転数区分のそれぞれについて予め定められた補正パラメータを記憶する補正パラメータ記憶部と、
現在の車速及びエンジン回転数が含まれる車速−エンジン回転数区分に対して設定された補正パラメータを前記補正パラメータ記憶部から取得し、前記アクセル開度制御機構に現在の目標値として入力されているアクセル開度を前記補正パラメータに基づいたアクセル開度分だけ変化させるアクセル開度補正部と、を備えたことを特徴とする車両自動運転装置。
各車速領域に対して設定されるエンジン回転数閾値の少なくとも一部のエンジン回転数閾値を異ならせて前記各車速−エンジン回転数区分が設定されている請求項１記載の車両自動運転装置。
前記車速閾値が、クラッチが完全に接続されているとの仮定の下でエンジン回転数から換算された車速である請求項１又は２記載の車両自動運転装置。
前記補正パラメータが、現在のアクセル開度に対して低減させるアクセル開度の低減量である請求項１乃至３いずれかに記載の車両自動運転装置。
前記低減量がエンジン回転数の高い車速−エンジン回転数区分ほど大きな値が設定されている請求項４記載の車両自動運転装置。
入力された加速度と車速に基づいて予め学習運転によって求めた車両の走行性能マップを参照して、対応するアクセル開度であるマップ参照アクセル開度を出力する走行性能マップ参照部を更に備え、
前記アクセル開度補正部が、取得された補正パラメータに基づいて現在のエンジン回転数から変化させるべき分のエンジン回転数に対応するアクセル開度である補正アクセル開度を出力するように構成されており、
前記アクセル開度制御機構が、前記マップ参照アクセル開度から前記補正アクセル開度を引いたアクセル開度が目標値として入力されるように構成された請求項１乃至５いずれかに記載の車両自動運転装置。
入力された加速度と車速に基づいて予め学習運転によって求めた車両の走行性能マップを参照して、対応するアクセル開度であるマップ参照アクセル開度を出力する走行性能マップ参照部を更に備え、
前記アクセル開度補正部が、取得された補正パラメータに基づいて現在のエンジン回転数から変化させるべき分のエンジン回転数に対応する加速度である補正加速度を出力する対応加速度出力部と、
前記補正加速度に基づいて走行性能マップを参照して、対応する補正アクセル開度に変換する加速度−アクセル開度変換部と、から構成されており、
前記アクセル開度制御機構が、前記マップ参照アクセル開度から前記補正アクセル開度を引いたアクセル開度が目標値として入力されるように構成された請求項１乃至５いずれかに記載の車両自動運転装置。
目標値として入力されたアクセル開度となるようにアクセルペダルの踏み込み量を制御するアクセル開度制御機構を備えたＭＴ車用の車両自動運転装置に用いられる車両自動運転用プログラムであって、コンピュータに
前記車両自動運転装置が、クラッチが接続途上状態の時の所定車速帯域を１又は複数の車速閾値により分割して設定される各車速領域をさらに１又は複数のエンジン回転数閾値により分割して設定される各車速−エンジン回転数区分のそれぞれについて予め定められた補正パラメータを記憶する補正パラメータ記憶部と、
現在の車速及びエンジン回転数が含まれる車速−エンジン回転数区分に対して設定された補正パラメータを前記補正パラメータ記憶部から取得し、前記アクセル開度制御機構に現在の目標値として入力されているアクセル開度を前記補正パラメータに基づいたアクセル開度分だけ変化させるアクセル開度補正部と、としての機能を発揮させる車両自動運転用プログラム。
目標値として入力されたスロットル開度となるようにエンジンを制御するスロットル開度制御機構を備えたMT車用エンジンダイナモに用いられるエンジンダイナモ制御装置であって、
クラッチが接続途上状態の時の所定ダイナモ回転数帯域を１又は複数のダイナモ回転数閾値により分割して設定される各ダイナモ回転数領域をさらに１又は複数のエンジン回転数閾値により分割して設定される各ダイナモ回転数−エンジン回転数区分のそれぞれについて予め定められた補正パラメータを記憶する補正パラメータ記憶部と、
現在のダイナモ回転数及びエンジン回転数が含まれるダイナモ回転数−エンジン回転数区分に対して設定された補正パラメータを前記補正パラメータ記憶部から取得し、前記スロットル開度制御機構に現在の目標値として入力されているスロットル開度を前記補正パラメータに基づいたスロットル開度分だけ変化させるスロットル開度補正部と、を備えたことを特徴とするエンジンダイナモ制御装置。
目標値として入力されたスロットル開度となるようにエンジンを制御するスロットル開度制御機構を備えたMT車用エンジンダイナモに用いられるエンジンダイナモ制御装置用プログラムであって、コンピュータに
クラッチが接続途上状態の時の所定ダイナモ回転数帯域を１又は複数のダイナモ回転数閾値により分割して設定される各ダイナモ回転数領域をさらに１又は複数のエンジン回転数閾値により分割して設定される各ダイナモ回転数−エンジン回転数区分のそれぞれについて予め定められた補正パラメータを記憶する補正パラメータ記憶部と、
現在のダイナモ回転数及びエンジン回転数が含まれるダイナモ回転数−エンジン回転数区分に対して設定された補正パラメータを前記補正パラメータ記憶部から取得し、前記スロットル開度制御機構に現在の目標値として入力されているスロットル開度を前記補正パラメータに基づいたスロットル開度分だけ変化させるスロットル開度補正部と、としての機能を発揮させることを特徴とするエンジンダイナモ制御装置用プログラム。