JP6488707B2

JP6488707B2 - 車速制御方法

Info

Publication number: JP6488707B2
Application number: JP2015002593A
Authority: JP
Inventors: 直孝井出; 不破　稔夫; 稔夫不破
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-01-08
Filing date: 2015-01-08
Publication date: 2019-03-27
Anticipated expiration: 2035-01-08
Also published as: JP2016125990A

Description

本発明は車速制御方法に関し、特に走行試験における車速制御方法に関する。

特許文献１には、シャーシダイナモメータ上で車両を運転する際に用いられる車両速度制御装置が開示されている。

特開２００５−２９７８７２号公報

運転技能の低い人の運転による車両の燃費向上効果等を確認したい場合、意図的に目標制御から外れた走行を実施する必要があるが、特許文献１に開示された車両速度制御装置の制御方法では、運転技能の低い人による車両の運転を再現するのは困難であった。

本発明は、上記を鑑みてなされたものであって、運転技能の低い人による車両の運転を容易に再現することが可能な車速制御方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る車速制御方法は、第１運転モードでは、入力された車速指令を指定時刻よりも所定時間早い時刻に出力する先読み制御と、前記車速指令の目標車速に応じた駆動力で車両を駆動するフィードフォワード制御と、前記車両の実車速及び前記目標車速の差分を小さくするように前記車両を駆動するフィードバック制御と、を実行し、第２運転モードでは、前記先読み制御、及び、前記フィードフォワード制御の実行を停止させるとともに、前記差分を前記第１運転モードの場合よりも大きなゲインで増大させたうえで前記フィードバック制御を実行するものである。それにより、運転技能の低い人の運転を容易に再現することができる。

本発明により、運転技能の低い人の運転を容易に再現することが可能な車速制御方法を提供することができる。

本発明にかかる車速制御装置を示すブロック図である。図１に示す車速制御装置に設けられたスイッチＳＷ１〜ＳＷ５の各運転モードにおけるオンオフ状態を示す図である。運転技能の高い人の運転を再現した上級者運転モードでの目標車速に対する実車速を示す図である。運転技能の低い人の運転を再現した初心者運転モードでの目標車速に対する実車速を示す図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

図１は、本発明にかかる車速制御装置１を示すブロック図である。なお、図１には、車速制御装置１によって車速が制御される車両２も示されている。

図１に示すように、車速制御装置１は、例えばシャーシダイナモモータを用いた走行試験に用いられ、先読み部１１と、フィードフォワード制御部（以下、単にＦＦ制御部と称す）１２と、フィードバック制御部（以下、単にＦＢ制御部と称す）１３と、アクセルマップ１４と、ブレーキマップ１５と、減算部１６と、加算部１７と、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３と、を備える。シャーシダイナモモータを用いた走行試験には、例えば、燃費計測試験、ＨＶ車両のインバータ及びモータ等の熱評価等がある。なお、車速制御装置１は、シャーシダイナモモータを用いた走行試験に限られず、ＶＲＳ（Virtual and Real Simulator）やエンジンベンチ等の試験に適用されることも可能である。

先読み部１１は、車両２の反応の遅れ等を考慮して、入力された車速指令を指定された時刻よりも所定時間早く出力する。

ＦＦ制御部１２は、目標車速に応じた駆動力を演算して、駆動力指令として出力する。

アクセルマップ１４には、車両２への駆動力及び車両２の実車速に対応するアクセル開度情報が格納されている。ブレーキマップ１５には、車両２への駆動力に対応するブレーキ開度情報が格納されている。

アクセルマップ１４から、駆動力及び実車速に対応するアクセル開度情報（アクセル信号）が読み出され、ブレーキマップ１５から、駆動力に対応するブレーキ開度情報（ブレーキ信号）が読み出される。

車両２では、アクセルマップ１４から読み出されたアクセル信号に基づいて、アクセル開度がフィードバック制御され、ブレーキマップ１５から読み出されたブレーキ信号に基づいて、ブレーキ開度がフィードバック制御される。

また、減算部１６は、目標車速と、フィードバックされた車両２の実車速と、の差分（偏差）を出力する。この差分が小さいほど目標車速に対する実車速の追従性が高くなる。

ＦＢ制御部１３は、目標車速と、フィードバックされた車両２の実車速と、の差分を運転モードに応じたゲインで増大して出力する。例えば、ＦＢ制御部１３は、運転技能の高い人の運転を再現した運転モード（上級者運転モード；第１運転モード）の場合、当該差分を小さなゲインで増大して出力し、運転技能の低い人の運転を再現した運転モード（初心者運転モード；第２運転モード）の場合、当該差分を大きなゲインで増大して出力する。

具体的には、ＦＢ制御部１３は、利得部１３１，１３２と、スイッチＳＷ４，ＳＷ５と、を有する。例えば、スイッチＳＷ４がオフし、スイッチＳＷ５がオンした場合、利得部１３２が有効になる。そのため、ＦＢ制御部１３は、利得部１３２を用いて、目標車速と、フィードバックされた車両２の実車速と、の差分を小さなゲインで増大する。他方、スイッチＳＷ４がオンし、スイッチＳＷ５がオフした場合、利得部１３１が有効になる。そのため、ＦＢ制御部１３は、利得部１３１を用いて、目標車速と、フィードバックされた車両２の実車速と、の差分を、利得部１３２よりも大きなゲインで大きくする。なお、当該差分を大きなゲインで大きくすると、その大きくなった差分を小さくするようにフィードバック制御されるため、オーバーシュートが発生しやすくなる。

加算部１７は、ＦＦ制御部１２から出力された駆動力指令に、ＦＢ制御部１３から出力された差分情報を、加算して出力する。

それにより、アクセルマップ１４及びブレーキマップ１５からは、ＦＦ制御部１２からの駆動力指令を考慮するだけでなく、ＦＢ制御部１３からの差分情報も考慮した、アクセル開度情報及びブレーキ開度情報が読み出される。

例えば、ＦＢ制御部１２により拡大された目標車速及び実車速の差分が小さいほど、目標車速に対する実車速の追従性が高いため、アクセル開度及びブレーキ開度の変化は小さくなり、当該差分が大きいほど、その差分を小さくするようにフィードバック制御されるため、アクセル開度及びブレーキ開度の変化は大きくなる。

スイッチＳＷ１〜ＳＷ５は、運転技能の高い人の運転を再現した上級者運転モードと、運転技能の低い人の運転を再現した初心者運転モードと、を切り替える。

図２に示すように、例えば、スイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５がオンし、スイッチＳＷ２，ＳＷ４がオフした場合、上級者運転モードになり、スイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５がオフし、スイッチＳＷ２，ＳＷ４がオンした場合、初心者運転モードになる。

続いて、各運転モードでの車速制御装置１の動作について説明する。

まず、上級者運転モードでの車速制御装置１の動作について説明する。
上級者運転モードでは、スイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５がオンし、スイッチＳＷ２，ＳＷ４がオフする。そのため、先読み部１１及びＦＦ制御部１２が有効になるとともに、ＦＢ制御部１３では、小さなゲインの利得部１３２が有効になる。

先読み部１１は、車両２の反応の遅れ等を考慮して、入力された車速指令を指定された時刻よりも所定時間早く出力する。ＦＦ制御部１２は、先読み部１１からの車速指令の目標車速に応じた駆動力指令を出力する。この駆動力及び実車速に応じて車両２のアクセル開度及びブレーキ開度がフィードフォワード制御される。さらに、車両２の実車速及び目標車速の差分を小さくするように車両２の駆動がフィードバック制御される。それにより、図３に示すように、上級者運転モードでは、目標車速に対する実車速の追従性が高くなる。

次に、初心者運転モードでの車速制御装置１の動作について説明する。
初心者運転モードでは、スイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５がオフし、スイッチＳＷ２，ＳＷ４がオンする。そのため、先読み部１１及びＦＦ制御部１２が無効になるとともに、ＦＢ制御部１３では、大きなゲインの利得部１３１が有効になる。

図４に示すように、先読み部１１及びＦＦ制御部１２が無効になるため、目標車速に対する実車速の追従性が低下している（実車速に遅れが生じている）。また、ＦＢ制御部１３では大きなゲインの利得部１３１が有効になるため、目標車速と実車速との差分が上級者運転モードの場合よりも大きく増大する。この大きくなった差分を小さくするようにフィードバック制御されるため、加速時にはオーバーシュートが発生している。

このように、本発明に係る車速制御装置１の制御方法は、目標車速に対する実車速の追従性を高めるだけでなく、意図的に目標車速に対する実車速の追従性を低下させることができる。つまり、運転技能の高い人の運転だけでなく、運転技能の低い人の運転を容易に再現することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１車速制御装置
２車両
１１先読み部
１２ＦＦ制御部
１３ＦＢ制御部
１４アクセルマップ
１５ブレーキマップ
１６減算部
１７加算部
１３１利得部
１３２利得部

Claims

先読み部、フィードフォワード制御部、及び、フィードバック制御部を有する車速制御装置を用いて、第１運転モード及び第２運転モードの何れかにモードを切り替えて、試験中の車両の速度を制御する車速制御方法であって、
前記第１運転モードでは、前記先読み部による入力された車速指令を指定時刻よりも所定時間早い時刻に出力する先読み制御と、フィードフォワード制御部による前記車速指令の目標車速に応じた駆動力で車両を駆動するフィードフォワード制御と、フィードバック制御部による前記車両の実車速及び前記目標車速の差分を小さくするように前記車両を駆動するフィードバック制御と、を実行し、
前記第２運転モードでは、前記先読み部及び前記フィードフォワード制御部のそれぞれの実行を停止させるとともに、前記差分を前記第１運転モードの場合よりも大きなゲインで増大させたうえで前記フィードバック制御を実行する、車速制御方法。