JPH05312685A - 自動車自動運転ロボットの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボット運転におけるアクセルゲインを自動
的かつ精度よく決めることができ、これによって、試験
自動車のシミュレート運転を確実に行なえるようにした
ロボットの制御方法を提供すること。 【構成】 同一変速位置において相異なる走行状態で自
動車を走行させたときのスロットル開度と加速度とに基
づいてＰゲインＧ_thを求め、これに変速比に基づいた係
数を乗じたものをアクセルゲインとして用いている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シャシダイナモメータ
のローラ上に駆動輪を載せて自動車を走行させて、自動
車の動的な走行性能試験を室内で行う実車走行シミュレ
ート運転において、自動車を自動運転する自動車自動運
転ロボット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、油圧や空気圧あるいはＤＣ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
換えを行えるようにした自動車自動運転ロボット（以
下、ロボットと云う）が用いられるようになってきてい
る。

【０００３】ところで、上記ロボットによって、予め決
められた走行パターンで自動車をシミュレート運転させ
るためには、アクセル制御系のゲイン（以下、アクセル
ゲインと云う）を適性に決める必要がある。このアクセ
ルゲインを高く設定すると、制御系における信号に発振
が生じ、安定な運転が行われず、また、アクセルゲイン
が低いと、走行パターンによって定められた目標に達し
ないといった不都合がある。

【０００４】そして、従来においては、加速運転、減速
運転を繰り返し行い、アクセルゲインを変えた場合にお
ける応答特性の安定性を観察し、試行錯誤によって、各
変速位置（例えば１st、２ndなど）毎に最適なアクセル
ゲインを決定していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の制御方法によれば、アクセルゲインを決定するのに
熟練を要するところから、最適なアクセルゲインを得る
までにかなりに時間がかかると共に、得られるアクセル
ゲインに個人差が生ずると云った不都合があった。

【０００６】本発明は、上述の事柄に留意してなされた
もので、その目的とするところは、ロボット運転におけ
るアクセルゲインを自動的かつ精度よく決めることがで
き、これによって、試験自動車のシミュレート運転を確
実に行なえるようにしたロボットの制御方法を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るロボットの制御方法は、同一変速位置
において相異なる走行状態で自動車を走行させたときの
スロットル開度と加速度とに基づいてＰゲインを求め、
これに変速比に基づいた係数を乗じたものをアクセルゲ
インとして用いている。

【０００８】この場合、Ｐゲインを、同一変速位置にお
いて定常走行に必要なアクセルの操作量と一定の加速度
を発生するのに必要なアクセルの操作量との差に基づい
てＰゲインを求めるようにしたり、また、同一変速位置
において相異なるスロットル開度で自動車を走行したと
きの加速度をそれぞれ求め、スロットルの開度差と加速
度差とに基づいて求めるようにしてもよい。

【０００９】

【作用】上記制御方法によれば、アクセルゲインを熟練
を要することなく自動的かつ短時間に求めることができ
る。そして、アクセルゲインが変速比と関連性をもたせ
て決められるので、試験自動車のシミュレート運転を確
実に行うことができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。

【００１１】図１は、本発明の一実施例に係るアクセル
制御系の構成を概略的に示すブロック図で、この図にお
いて、１は目標速度パターン発生器で、試験対象である
自動車（図外）をシミュレート運転させるための走行パ
ターン（速度および加速度の変化）を発する。２はスロ
ットル制御系で、目標速度パターン発生器１からの目標
速度と、車速計９によって測定された自動車の実速度と
の差に、ある大きさのゲイン（アクセルゲイン）を乗じ
た制御信号を出力する。すなわち、このスロットル制御
系２は所謂Ｐ（比例）制御を行う。

【００１２】３はスロットル制御系２からの制御信号に
基づいてスロットル（図外）の開度を調節するスロット
ルアクチュエータ、４はスロットル開度計、５はエンジ
ン、６はエンジン回転計、７は変速機パワーレイン、８
はシャシダイナモメータのローラ、９は車速計、10は車
速計９の出力である速度を微分して加速度を算出する微
分器である。11は演算回路で、目標速度パターン発生器
１からの目標速度、目標加速度、スロットル開度計４か
らのスロットル開度、エンジン回転計６からのエンジン
回転数、車速計９からの実速度、微分器10からの加速度
をそれぞれ表す信号が入力される。

【００１３】12は自動車を所定の定速度で走行させた
（クルーズ走行）ときのスロットル開度θ_C を記憶する
クルーズ走行開度メモリ、13は自動車を加速走行したと
きのスロットル開度θ_A を記憶する加速走行開度メモ
リ、14は自動車をクルーズ走行させたときの加速度Ａ_C
（この場合、ゼロ）を記憶するクルーズ走行加速度メモ
リ、15は自動車を加速走行したときの加速度Ａ_A を記憶
する加速走行加速度メモリである。

【００１４】そして、16は変速比メモリで、各変速位置
における変速比を記憶すると共に、基準となるギヤの変
速比と他のギヤの変速比との比である比変速比ｋ_G をメ
モリしている。例えば各ギヤ毎の変速比を、１stから順
次、ｒ₁ ，ｒ₂ ，ｒ₃ ，ｒ₄，ｒ₅ とし、基準となるギ
ヤを２ndとすると、ｋ₁ ＝ｒ₁ ／ｒ₂ 、ｋ₂ ＝１、ｋ₃
＝ｒ₃ ／ｒ₂ 、ｋ₄ ＝ｒ₄ ／ｒ₂ 、ｋ₅ ＝ｒ₅ ／ｒ₂ と
なる。

【００１５】17はＰ（比例）ゲイン発生器で、加速走行
開度メモリ13から出力されるスロットル開度θ_A とクル
ーズ走行開度メモリ12から出力されるスロットル開度θ
_C との差（クルーズ走行時のスロットル開度と加速走行
時のスロットル開度との差）θ_ACと、加速走行加速度メ
モリ15から出力される加速度Ａ_A とクルーズ走行加速度
メモリ14から出力される加速度Ａ_C との差Ａ_AC〔クルー
ズ走行時の加速度（この場合、ゼロ）と加速走行時の加
速度との差〕とが入力され、θ_ACおよびＡ_ACを用いて所
定の演算を行ってＰゲインＧ_thを得るものである。

【００１６】18は変速位置別ゲイン発生器で、変速比メ
モリ16から出力される比変速比ｋ_Gと、Ｐゲイン発生器1
7から出力されるＰゲインＧ_thとに基づいて、ｋ_G ・Ｇ
_thなる信号（これがアクセルゲイン）を出力するように
構成されている。このアクセルゲインｋ_G ・Ｇ_thは、ス
ロットル制御系２に入力される。なお、19, 20, 21は突
き合わせ点を示す。

【００１７】次に、上述のように構成されたアクセル制
御系の動作について説明する。目標速度パターン発生器
１によって、一定速度および一定加速度の目標速度を発
生し、スロットル制御系２において目標速度を実現する
ように制御する。そして、同一変速位置において、一定
の速度を維持しながら自動車をクルーズ走行させたとき
のスロットル開度θ_C と加速度Ａ_C （＝０）とを、クル
ーズ走行開度メモリ12とクルーズ走行加速度メモリ14に
それぞれ記憶する。また、前記クルーズ走行させたとき
と同じ変速位置において、一定の加速度で自動車を走行
させたときのスロットル開度θ_A と加速度Ａ_A とを、加
速走行開度メモリ13と加速走行加速度メモリ15にそれぞ
れ記憶する。

【００１８】そして、クルーズ走行時のスロットル開度
と加速走行時のスロットル開度との差θ_ACが得られ、一
方、加速度Ａ_A とＡ_C とに基づいて、クルーズ走行時の
加速度と加速走行時の加速度との差Ａ_ACが得られる。こ
れらの差θ_AC，Ａ_ACはＰゲイン発生器17に入力される。
このＰゲイン発生器17においては、所定の演算が行わ
れ、Ｋ₁ ×θ_AC／Ａ_AC＋Ｋ₂ （但し、Ｋ_{1 ,} Ｋ₂ は定
数）なる量で表されるＰゲインＧ_thが出力される。そし
て、このＰゲインＧ_thは、変速位置別ゲイン発生器18に
入力される。

【００１９】一方、一定速度で走行しているときのエン
ジン回転数とローラ８の回転速度とから各変速位置にお
ける各ギヤ毎の変速比を求めることができるから、これ
が変速比メモリ16に記憶されており、この変速比メモリ
16から比変速比ｋ_G が出力され、これが変速位置別ゲイ
ン発生器18に入力される。従って、変速位置別ゲイン発
生器18において、前記ＰゲインＧ_thと比変速比ｋ_G とが
乗算されて、ある変速位置におけるアクセルゲインｋ_G
・Ｇ_thが得られる。このアクセルゲインｋ_G ・Ｇ_thは、
スロットル制御系２に入力され、目標速度パターン発生
器１からの目標速度と、車速計９によって測定された自
動車の実速度との差に乗ぜられ、所定の制御に供せられ
る。

【００２０】上記実施例においては、同一変速位置にお
いて、クルーズ走行および加速走行したときのスロット
ル開度θ_C と加速走行時のスロットル開度θ_A との差θ
_ACと、クルーズ走行時の加速度Ａ_C （＝０）と加速走行
時の加速度Ａ_A との差Ａ_ACとに基づいて、ＰゲインＧ_th
を求めるようにしていたが、同一変速位置において、２
つの異なる加速度で加速走行したときにおけるスロット
ル開度の差と加速度の差とに基づいて求めるようにして
もよい。

【００２１】すなわち、図２において、22は目標開度パ
ターン発生器、23は第１加速走行におけるスロットル開
度θ₁ を記憶する第１加速走行開度メモリ、24は第２加
速走行におけるスロットル開度θ₂ を記憶する第１加速
走行開度メモリ、25は第１加速走行における加速度Ａ₁
を記憶する第１加速走行加速度メモリ、26は第２加速走
行における加速度Ａ₂ を記憶する第２加速走行加速度メ
モリである。他の構成部材は、前記図１に示したものと
同様である。

【００２２】この実施例におけるＰゲインＧ_thは、Ｋ₃
×θ₂₁／Ａ₂₁＋Ｋ₄ （但し、Ｋ_{3 ,}Ｋ₄ は定数）とな
る。このＰゲインＧ_thに比変速比ｋ_G を乗算したものが
ある変速位置におけるアクセルゲインｋ_G ・Ｇ_thとなる
ことは、前記実施例と同じである。そして、この実施例
によれば、より現実の運転に則した制御を行うことがで
きる。

【００２３】上記図１および図２に示した実施例におい
ては、何れもＰゲインＧ_thに比変速比ｋ_G を乗算するよ
うにしたものであったが、本発明は、これに限られるも
のではなく、各ギア毎にアクセルゲインを個別に求める
ようにしてもよい。

【００２４】すなわち、図３はこのような場合における
構成例を示し、この図は、前記図１に示した構成の一部
を変形したもので、図１における変速比メモリ１に示し
た符号と同一のものは同一部材であるので、その説明は
省略する。図３に示した実施例においては、Ｐゲイン発
生器17の出力側にＰゲイン設定器27を設けると共に、こ
のＰゲイン設定器27に対して変速位置信号を入力するよ
うにしている。このようにした場合、前記実施例と同様
に、変速位置毎のアクセルゲインを求めることができ
る。

【００２５】なお、図２に示した実施例のものにも、上
述のように、Ｐゲイン発生器17の出力側にＰゲイン設定
器27を設けると共に、このＰゲイン設定器27を対して変
速位置信号を入力するように構成してもよいことは云う
までもない。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロボット運転におけるアクセルゲインを個人差なく、誰
にでも簡単に、自動的かつ精度よく決めることができ
る。従って、制御系を適切に調整できるので、試験自動
車のシミュレート運転を確実に行なうことができる。そ
して、ロボットに対して、クルーズ走行時のスロットル
開度や加速走行時のスロットル開度を自動的に学習させ
ることができる。また、前記各スロットル開度をを用い
ることにより、ＰＩ制御のみならず、フィードフォーワ
ード制御をも用いることができ、自動車自動運転ロボッ
トの制御方法を種々の手法によって行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動車自動運転ロボットの制御方
法を説明するためのアクセル制御系の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】本発明の他の実施例に係るアクセル制御系の構
成を示すブロック図である。

【図３】本発明のさらに他の実施例に係るアクセル制御
系の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

Ｇ_th…Ｐゲイン、ｋ_G ・Ｇ_th…アクセル制御系のゲイ
ン。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一変速位置において相異なる走行状態
   で自動車を走行させたときのスロットル開度と加速度と
   に基づいてＰゲインを求め、これに変速比に基づいた係
   数を乗じたものをアクセル制御系のゲインとして用いる
   ことを特徴とする自動車自動運転ロボットの制御方法。
2. 【請求項２】 同一変速位置において定常走行に必要な
   アクセルの操作量と一定の加速度を発生するのに必要な
   アクセルの操作量との差に基づいてＰゲインを求め、こ
   れに変速比に基づいた係数を乗じたものをアクセル制御
   系のゲインとして用いることを特徴とする自動車自動運
   転ロボットの制御方法。
3. 【請求項３】 同一変速位置において相異なるスロット
   ル開度で自動車を走行したときの加速度をそれぞれ求
   め、スロットルの開度差と加速度差とに基づいてＰゲイ
   ンを求め、これに変速比に基づいた係数を乗じたものを
   アクセル制御系のゲインとして用いることを特徴とする
   自動車自動運転ロボットの制御方法。