JPH03288203A - 速度追従制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、現在の速度をあらかじめ設定された目標速度
に追従させるような、速度追従制御装置に関する。

（従来の技術） 近年、列車の運転（操作）を自動化する事が盛んに行わ
れている。

このように列車の運転を自動化する一つの方法として、
例えばＰＩＤ制御やファジィ制御を用いた列車自動運転
装置が知られている。

特に、ファジィ制御を用いた列車自動運転装置は運転士
の経験的判断を自動化して制御装置に取込んだものであ
り、熟練運転士が操作する場合と同様に、乗り心地良く
、高精度な自動運転制御を実現できるものとして注目さ
れている。

ここで、ファジィ制御について簡単に述べる。

ファジィ制御は、あいまいさを含んだ人間の感覚量を表
現する手法であるファジィ理論を用いて制御を行うもの
である。

制御規則は制御対象の操作方法をモデル化したものであ
り、ＩＦ−ＴＨＥＮ〜形の表現が用いられる。条件部Ｉ
Ｆ〜には制御対象の状態が記述され、結論部ＴＨＥＮに
はその状態に応じた操作の内容が記述される。そして、
これら条件部、結論部の記述内容は大まかな表現が用い
られる。

また、制御規則は複数個用いられ、それぞれの制御規則
は制御対象の状態を大まかに区分し、その区分ごとにど
うすればよいかを定めている。

最終的な結論である操作量は、一つの制御規則が単独に
適用されて得られるのではなく、すべての制御規則が条
件部に対する適合度によって重み付けられた総合的なも
のとして得られる。

上述したような運転の速度制御を行う速度追従装置にお
いては、列車の現在位置における現在速度と目標速度と
の偏差、及びその変化率等を入力とし、基準加減速ノツ
チに対するノツチ増減分を出力として得るものがある。

この場合、目標速度の設定方法としては、メモリーの節
約のため、あらがしめ目標点を途中経路に何点か定めて
おいて、各目標点の間は一定の基準加減速度で運転する
ものと仮定し、計算により目標速度を求めている。

しかしこのように設定された目標速度に追従する場合、
途中経路における各目標点の間は一定の基準加減速度で
運転されるため、目標点を過ぎる時点で急激なノツチの
切り変わりが生じ、乗り心地が悪くなる上、出力に遅れ
がある場合、速度振動の原因となる。

基準ノツチが徐々に変化するよう目標点を設定しようと
すると、目標点の数が非常に多くなる上、目標点前後に
受けた外乱に対処しにくい。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来からの速度追従装置においては、目標
速度の基準となる加減速ノツチの変化時において、切替
がスムーズに行なわれないという問題を有している。

二のため、走行中の速度に乱れが生じ、乗り心地が不安
定になるという問題かあった。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもの
で、ノツチの変化をよりスムーズに行い、速度変化か滑
らかで乗り心地のよい運転を可能とする速度追従装置を
提供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明の速度追従装置は、目標パラメータを用いて演算
により求めた現在位置における目標速度を基準出力とし
て出力し、この基準出力に対する出力増減分を、前記目
標速度と現在速度との偏差に基づいて決定する速度追従
制御装置において、前記目標パラメータとして２つ以上
の値を用い、用いた値のそれぞれについて前記基準出力
の値を求め、これら　２つ以上の基準出力値の重み付け
平均値を重心演算部において求め、この重心演算部で得
られた値を最終出力値とすることを特徴としている。

（作　用） 本発明の速度追従制御装置では、最も近い目標地点と、
さらにその次の目標地点に対する基準加減速度を考慮し
、２つの異なる目標パラメータを用いてそれぞれの基準
出力値を求め、これら　２つの基準出力値に対して重み
付け平均をとり、全体の出力値としている。

このため、目標点付近における速度切替の変動が最小限
に抑えられ、列車等のスムーズな走行が実現される。

（実施例） 次に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例による速度追従制御装置の構
成を示すブロック図である。

同図において、１は制御対象となっている現在走行中の
車両、２は現在位置Ｘ及び、路線状況等から現在の目標
パラメータＲ１（基準加減速ノツチＮ　Ｒ１、’目標位
置ＸＲＩ、ＸＲＩにおける目標速度ＶＲＩ）および次の
地点に対する目標パラメータＲ２を設定する目標パラメ
ータ設定手段、３は車両１より与えられた現在位置Ｘ、
現在速度Ｖ、および目標パラメータ設定手段２より与え
られたＲ１、Ｒ２に基づいて列車１の加減速ノツチを決
定するコントローラ部である。

第２図は、第１図におけるコントローラ部３の内部構成
を詳細に示すブロック図である。

同図において、１１は目標パラメータＲ１、Ｒ２および
現在位置Ｘより、列車の現在位置における目標速度ｖｖ
ｌおよびＶＶ２を生成する演算部、１２は現在速度Ｖと
目標速度ｖｖｌ、ＶＶ２との差であるｅｖｌ、ｅｖ２を
もとにそれぞれの加減速ノツチの基準加減速ノツチに対
する増減部分を決定する増減ノツチ生成部、そして、１
３は現在位置Ｘと目標地点との差であるｅｘｌ、ｅｘ２
および上述したｅｖｌ、ｅｖ２、それぞれの目標地点に
対する加減速ノツチＮ１、Ｎ２に基づいて車両１に与え
る最終的な加減速ノツチＮを生成する出力ノツチ生成部
である。

次に、上述した出力ノツチ生成部１３における加減速ノ
ツチＮの生成方法について第３図を用いて説明する。

すなわち、出力ノツチ生成部１３は、ファジィ推論部１
４とノツチ重心演算部１５とを備えて構成されている。

ファジィ推論部１４においては、ｅｘｌ、ｅｘ２、ｅｖ
ｌ、ｅｖ２よりファジィ推論を用いて、現在位置から最
も近い目標地点に対する加減速ノツチＮ１を出力する度
合Ｗ１、および現在位置から２番目の目標地点に対する
加減速ノツチＮ２を出力する度合ｗ２を決定する。

このファジィ推論部１４で行うファジィ推論に使用され
るファジィルールの例を以下に示す。

ｉｆ　　　（ｅｘｌ−はぼゼｏ）　　　ａｎｄ（ｅｖ２
−はぼゼロ） ｔｈｅｎ　　（ｗｌ＝１） これらの度合ｗ１とｗ２とによって、出力される加減速
ノツチＮ１およびＮ２の値が、状況に対応して重み付け
られる。

そして、Ｒ１から求めた目標パターン１から次の地点に
対する目標パターン２に不可逆的に制御を移行させるた
め、重み付けの度合Ｗ１は単調減少、Ｗ２は単調増加と
する。

また、ルールの設定によっては、Ｗ２が１に達しない場
合があり、このときはファジィルールを用いずにｗ２−
１−ｗｌの演算により強制的にＷ２を決定することがで
きる。

こうしてファジィ推論部１４で出された出力度合ｗ　１
　、ｗ　２に基づいて加減速ノツチＮ１およびＮ２が出
力され、Ｎ１、Ｎ２の結果はノツチ重心演算部１５に入
力される。

ノツチ重心演算部１５では、これらＮ１とＮ２の重み付
き平均値を取る。

たとえば、重み付け平均を取るための重みを、それぞれ
の目標速度に対する偏差、それぞれの出力値と現在出力
値の偏差、およびそれぞれの目標位置と現在位置の偏差
を条件として、ファジィ推論により、 Ｎ−（ｗｌ＊Ｎ１＋ｗ２＊Ｎ２）／　（ｗｌ＋ｗ２）の
ように決定する。

このように、この実施例の速度追従制御装置によれば、
目標パラメータＲ１以前においても走行時点での速度と
目標速度との差等をファジィ推論部で評価することによ
り、場合に応じてＲ２のパラメータに基づいて求めた目
標速度軌道に移行させることが可能となる。

したがって、ノツチの変化が滑かでスムーズに行われ、
急激な速度変化のない安定した心地良い走行を維持する
ことができる。

なお、この実施例では目標パラメータを２つ用いた例に
ついて説明したが、目標パラメータの数はいくつでもよ
い。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の速度追従制御装置によれ
ば、目標パラメータ切り換え点付近において、前後の基
準加減速度の値にかかわらず、そのときの出力値変動を
最小にするタイミングで徐々に出力値を変化させること
ができ、滑かで安定した速度制御が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の速度追従制御装置の構成を
示す図、第２図は第１図におけるコントローラ部を説明
するための図、第３図は第２図における出力ノツチ生成
部を説明するための図である。 １・・・車両、２・・・目標パラメータ設定手段、３・
・・コントローラ部、１１・・・演算部、１２・・・増
減ノツチ生成部、１３・・・出力ノツチ生成部、１４・
・・ファジィ推論部、１５・・・ノツチ重心演算部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）目標パラメータを用いて演算により求めた現在位
   置における目標速度を基準出力として出力し、この基準
   出力に対する出力増減分を、前記目標速度と現在速度と
   の偏差に基づいて決定する速度追従制御装置において、 前記目標パラメータとして２つ以上の値を用い、用いた
   値のそれぞれについて前記基準出力の値を求め、これら
   ２つ以上の基準出力値の重み付け平均値を重心演算部に
   おいて求め、この重心演算部で得られた値を最終出力値
   とすることを特徴とする速度追従制御装置。
2. （２）前記重み付け平均値を取るための重みを、現在位
   置における現在速度と目標速度との偏差に基づいて、フ
   ァジィ推論により決定することを特徴とする請求項１記
   載の速度追従制御装置。
3. （３）前記重みが単調に増加または減少することを特徴
   とする請求項１および２記載の速度追従制御装置。