JPH0698904B2

JPH0698904B2 - 定速走行制御装置

Info

Publication number: JPH0698904B2
Application number: JP62123062A
Authority: JP
Inventors: 武文保坂; 康久新井; 弘樹松井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-05-19
Filing date: 1987-05-19
Publication date: 1994-12-07
Anticipated expiration: 2009-12-07
Also published as: JPS63287635A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は定速走行制御装置に関し、より具体的には車
両、特に自動車の運転の制御装置であって人間の判断乃
至感覚等の非物理量を制御要素として採り入れる道を拓
くことを可能とした定速走行制御装置に関する。

（従来の技術）近時、自動車においては以前は運転者が手動操作してい
たものが漸次自動制御化されつつあり、例えば定速走行
技術について云えば特公昭59−9740号公報記載の技術を
一例として挙げることが出来る。

（発明が解決しようとする問題点）ところでかかる自動制御技術においては従来より比例制
御、比例積分制御、比例積分微分制御等の手法が用いら
れているが、これらの制御手法は全て入力値として物理
量のみを前提とするものであった。即ち、これらの手法
は運転状態を示すパラメータを物理量として把えて入力
し、適宜の制御則から制御値を演算して制御するもので
あった。従って、物理量で明確に捉え難い人間の感覚乃
至判断等の要素は制御要素中に加えることが不可能であ
り、そのために熟練運転者にみられる安全で経済的で快
適な手動操作動作を自動制御手法中に採り入れることは
不可能なものであった。更に、熟練運転者にあっては運
転中現実に発生している四囲の状況を認識しつつ必要な
判断を下して装置を動作させるのみならず、かく行為す
ればかくなるであろうと云う未来の事象をも予見しつつ
動作するものであるが、その様な予見判断を制御中に採
り入れることは望むべくもないものであった。

更に、従来制御手法の場合、同一の理由から運転者一人
一人の感覚の相違性乃至はその多様性を制御中に反映さ
せることが出来ず、よって運転者一人一人と車両との一
体感が必ずしも十分得られないうらみがあった。又、従
来制御手法の場合、制御則が精緻化し細分化した結果、
該制御手法で実現する制御装置をマイクロ・コンピュー
タで構成する場合、かなりの容量のメモリを必要とする
不都合があった。

従って、本発明の目的は従来技術のかかる欠点を解消す
る定速走行制御装置を提供することにあり、単に物理量
のみならず、人間の感覚乃至判断等の物理量とはなじみ
難い要素をも制御中に採り入れることを可能とすると共
に、熟練運転者の予見判断をも制御中に採り入れてより
精度を向上させた制御技術を提供する道を拓くことを可
能とした定速走行制御装置を提供することにある。

更には、制御則を変更することなく運転者一人一人の感
覚の相違性乃至は多様性を制御中に反映させることも可
能とする道を拓くことによって、人車一体感を一層向上
させることを可能とすると共に、きめの細かい制御を簡
潔な制御則で表現することを可能とすることによって本
制御手法をマイクロ・コンピュータからなる制御装置で
実現する場合でもメモリ容量が僅少で済む定速走行制御
装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）上記の目的を達成するために、本発明に係る定速走行制
御装置は第１図に示す如く、少なくとも車速を含む車両
の運転状態を検出する車両運転状態検出手段10、検出さ
れた車速から、目標車速との車速偏差と車速変化量とを
求める手段12、該車速偏差と車速変化量とをメンバーシ
ップ関数で定量化してなる車両運転の評価指標を予め設
定する評価指標設定手段14、前記車速偏差と車速変化量
とを入力としスロットル弁開度を出力とすると共に、そ
れらをメンバーシップ関数で定量化し、入力を変化させ
たとき出力に生ずるであろう変化を予見する入出力特性
を予め設定する入出力特性設定手段16、前記評価指標設
定手段の設定する評価指標と前記入出力特性設定手段の
設定するメンバーシップ関数とを用いて該評価指標が満
足されることを条件に出力を規定する第１のあいまいプ
ロダクションシールを予め設定すると共に、前記車速偏
差と車速変化量の少なくとも一部を用いて出力を規定す
る第２のあいまいプロダクションルームを予め設定する
ルール設定手段18、前記第１のあいまいプロダクション
ルールを用いて第１のあいまい推論を行って出力を決定
する出力決定手段20、決定された出力に基づいて前記第
２のあいまいプロダクションルールを用いて第２のあい
まい推論を行ってスロットル弁開度を決定するスロット
ル弁開度を決定するスロットル弁開度決定手段22、およ
び、決定されたスロットル弁開度に基づいて車両の走行
速度を増減するアクチュエータの制御値を決定する制御
値決定手段24、とを備える如く構成した。

（発明の構成及び作用）先ず本発明の前提について説明すると、或る状態を捉え
る場合一般的には物理量をもって特定することが通常行
われているが、他方第２図に示す如く集合論的に把握す
ることも可能である。即ち、全状態を概略的に“小さ
い”、“中位”、“大きい”と云う条件で区分してお
き、該条件に完全に合致する場合を“1"、全く合致しな
い場合を“0"と考えてその間を0.5、0.7等と段階的に数
値表現することにより、例えば同図において或る特定の
状態“a"は、中位と云える程度は0.5であるが、小さい
と言える程度は0.1に過ぎないと把握することも出来
る。これは所謂あいまい集合論的な考え方であるが、か
かるあいまい集合論を採用することによって、運転状態
を示す因子として物理量のみならず“ドライバビリテ
ィ”、“ハンドルの切れが良い”等のイメージ、感覚等
の非物理量をも心理学的分析によって統計的に導いて定
量化することにより、制御中に採り入れることが可能と
なる。本発明は、かかるあいまい集合論を用いたあいま
い制御手法を利用する定速走行制御装置に関するもので
ある。

ここで、前記「問題点を解決するための手段」で述べた
本発明の構成を更に敷衍すると、第３図（ａ）（ｂ）で
示すフロー・チャートの如くになる。同図（ａ）は個々
の制御値を決定する以前の前処理部の作業手順を、同図
（ｂ）はそれに基づいて個々の制御値を決定するメイン
・ルーチン部の作業手順を示す。前処理部フロー・チャ
ートより説明すると、先ずステップ20において制御目的
に応じて車両運転状態を把握するためのパラメータを選
定し、該パラメータを運転状態に応じて複数の区分に区
分けする。この運転状態パラメータとしては通例物理量
を用いるが、それ以外にも感覚乃至判断等の非物理量を
適宜手法をもって定量化して用いても良い。物理量を用
いる場合には、実測値、そのｎ階微分値等の演算値を用
いる。

続いて、ステップ22において評価指標を選定し定義す
る。該評価指標は前記パラメータを根拠として決定され
るものであり、後述の如く制御則を評価する指標となる
ものである。

続いて、ステップ24において制御則を作成する。本発明
において特徴的なことは、該制御則が言語表現されたも
のであると共に、その中に規定された出力指令を実行し
たと仮定した場合の前記評価指標の満足度を問う予見的
なものである点である。

続いて、ステップ26において予見値を定義する。これは
前述の出力指令を実行したと仮定した場合の運転状態の
変化を前記パラメータの量的変動として表したものであ
り、かかる予見値データを実験を通じて予め定義してお
く。前処理段階においては以上の作業を完了しておくも
のとする。

次いで、同図（ｂ）のメイン・ルーチン部に関して説明
すると、先ずステップ28において現在の運転状態を把握
する。これは前記パラメータを求めて行う。

続いて、ステップ30において、算出したパラメータにつ
いてステップ20で定義しておいた区分を参照し、該当区
分を検索する。

続いて、ステップ32において前述の制御則中に規定され
ている出力指令を実行したと仮定した場合の運転状態の
予見値を検索する。これは前述のステップ26で作成して
おいた予見値を検索して行う。

続いて、ステップ34において制御則の評価を行う。これ
は前述の予見値が評価指標の要求する満足度をどの程度
達成するか判断して行う。尚、この場合１つの制御則中
に評価指標が複数個関係する場合は評価値の最小値をも
って評価する。尚、制御則が複数個ある場合はその中の
一つを選択し、その場合例えば満足度が最も高いものと
して評価値が最大となる制御則を選択する等して行う。

続いて、ステップ36において前ステップで選択された制
御則の出力指令に対し所定の演算処理を行って制御値を
決定し、ステップ38において被制御手段に出力する。

（実施例）以下、本発明の実施例を説明する。第４図は定速走行制
御装置の全体構成を示しており、同図を参照して説明す
ると、符号40はエンジンを示し、エアクリーナ42から延
出する吸気路44のスロットル弁46の下流に位置する燃料
噴射装置48より燃料の供給を受ける。該スロットル弁46
は、車両運転席床面に設けられたアクセル・ペダル50と
アクセル・センサ52を介して電気的に接続されると共に
パルス・モータ54とも機械的に接続され、その駆動力を
受けて開閉する如く構成される。エンジンの回転部近傍
にはクランク角センサ（図示せず）が配置されると共
に、吸気路44の適宜位置には吸気路の絶対圧力を検出す
る絶対圧力センサ（同様に図示せず）が配置され、機関
回転数信号及び絶対圧力信号を検出して制御ユニット56
に送出する。制御ユニット56は主として入出力インタフ
ェース、CPU及びROM並びにRAM等よりなるマイクロ・コ
ンピュータで構成される。

更に、エンジン40の次段には、トランスミッション等よ
りなる動力伝達装置58が接続され、該動力伝達装置より
適宜位置に設けられた車速センサ（図示せず）を介して
車速信号が検出されて制御ユニット56に送出される。
又、操舵輪（図示せず）の適宜位置には、定速走行制御
をオン・オフするメイン・スイッチ、走行セット及び減
速用のセット・スイッチ並びに定速走行再開若しくは加
速用のリジューム・スイッチが設けられ、そのオン・オ
フ信号も同様に制御ユニット56に入力される。更に、前
記スロットル弁46の近傍には、スロットル・センサ60が
設けられて弁開度を検出して制御ユニット56に送出す
る。又、アクセル・ペダル50と並列に配設されたブレー
キ・ペダル62の動作もブレーキ・スイッチ64を介して制
御ユニット56に入力される。制御ユニット56は、これら
の入力信号に基づいて制御値を演算し、パルスモータ制
御回路66を介してパルス・モータ54に出力してスロット
ル弁46の開閉を制御すると共に、燃料噴射装置48にも出
力してその燃料噴射を制御する。

続いて、第５図以下を参照して定速走行制御装置の動作
を説明する。第５図（ａ）（ｂ）はその動作を示すフロ
ー・チャートであり、同図（ａ）の前処理部フロー・チ
ャートから説明すると、前出第３図フロー・チャートで
述べた如く、先ずステップ70において運転状態を示すパ
ラメータを選定する。本実施例においてはパラメータと
して、設定車速V_SETと実車速Ｖとの偏差V_DIF（km/h・・
・時速）、車速Ｖを１階微分した車両の加速度α（km/h
/s...1秒当たりの時速変化量）及び車速Ｖを２階微分し
た加速度の変化量Δα（km/h/s/s・・・１秒当たりの加
速度変化量（加加速度ジャーク））を用いる。

続いて、ステップ72において該パラメータを運転状態に
応じて複数の区分に区分けする。第６図（ａ）は該区分
を示しており、図示の如く、パラメータV_DIF,α，Δα
は０を中心として＋７から−７までの15の欄（以下「定
義域ｕ」と称する）に区分される（尚、定義或ｕにおい
て欄と欄との間は連続的なものであり、補間計算により
その間の数値も求めることが出来る）。図示の如く、偏
差V_DIFは−7km/h（以下含む）〜＋7km/h（以上含む）の
範囲に亘って、加速度αは−1.4km/h/s（以下含む）〜
＋1.4km/h/s（以上含む）の範囲に亘って、又加速度変
化量Δαは−2.8km/h/s/s（以下含む）〜＋2.8km/h/s/s
（以上含む）の範囲に亘って定義或ｕ上に割り振られ
る。尚、偏差V_DIFの負値は実車速が設定車速を下廻るこ
とを、加速度α及びその変化量Δαの負値は減速状態を
示す。又、同図（ａ）の縦欄は、あいまい集合論で云う
あいまいラベルF_L、即ちNB,NM,NS,ZO,PS,PM,PBによって
７個の欄に区分されており、定義域欄と交差する105の
欄には“0"から“1"までの数値_（以下「メンバーシップ
値μ」と称する）が定義される。同図（ａ）の表（以下
「メンバーシップマップ」と称する）は、前記制御ユニ
ット56のマイクロ・コンピュータのROM内に格納され
る。尚、上記あいまいラベルは夫々、NB＝NEGATIVE BI
Gマイナス方向に大きい、NM＝NEGATIVE MEDIUMマイナ
ス方向に中位、NS＝NEGATIVE SMALLマイナス方向に小
さい、ZO＝ZERO零、PS＝POSITIVE SMALLプラス方向に
小さい、PM＝POSITIVE MEDIUMプラス方向に中位、PB＝
POSITIVE BIGプラス方向に大きい、ことを意味する。
第６図（ｂ）は、これをグラフ化したものを示す。

続いて、ステップ74において評価指標Ｅを選定し、同様
に区分してメンバーシップマップを作成し、ROM内に格
納する。第７図（ａ）は該評価指標のメンバーシップマ
ップを示しており、本実施例の場合評価指標は、追従性
E_VA、爽快性E_FR、快適性E_CF、燃費E_FE及び安全性E_SFの
５個が選択される。図示の如く、同図（ａ）のメンバー
シップマップは第６図（ａ）のメンバーシップマップと
同様、15個の区分からなる定義域ｕ上に区分されてお
り、各指標と交差する欄には“1.0"以下のメンバーシッ
プ値μ_VA,μ_FA,μ_CF,μ_FE,μ_SFが定義される。この評価
指標Ｅは、前述のパラメータを根拠としてその変動状態
の優劣性を示したものからなる。即ち、追従性E_VAは偏
差V_DIFを、爽快性E_FR及び快適性E_CFは加速度変化量Δα
を、燃費E_FEは加速度αを、安全性E_SFは偏差V_DIFを根拠
とし、それらの量的変動の優劣性を1.0以下の関数値を
もって示したものからなる。同図（ｂ）はそれをグラフ
化したものであり、簡単な説明すると、追従性E_VAは偏
差V_DIFが零の場合目標車速と実車速との差がないことに
なるので、メンバーシップ値μ_VAは定義域ｕ＝０付近に
おいて最大値1.0となる如く定義される。爽快性E_FRは加
速度変化量が微小量正方向に連続した場合乗員に爽快感
を与えることが経験的に認められているため、メンバー
シップ値μ_FRは定義域ｕに対して右上がりの曲線とな
る。快適性E_CFは等加速状態が続くと快適であることが
同様に経験的に確かめられているため、メンバーシップ
値μ_CFは加速変動のないｕ＝０付近において最大とな
る。又、燃費E_FEはマイナス方向の加速、即ち減速状態
にある程大きくなるため左上がりの曲線となり、安全性
E_SFは偏差が少ない方が車速変化を生じることなく従っ
て安全であることが経験的に確かめられるため、ｕ＝０
付近で同様に最大になる。かかるメンバーシップ値μ_Ｅ
は実験的乃至経験的に定義されたものであるが、これに
限られるものではなく任意に設定出来ることは云うまで
もない。尚、パラメータとして加速度がマイナス方向に
変化する変曲点までの経過時間を求め、それに基づいて
快適性E_CFのメンバーシップ値を定義しても良い。

続いて、ステップ76において制御則Riを作成し、ROM内
に格納する。第８図はこの制御則Riを示しており、５個
の制御則Ri1〜Ri5が設定される。本発明においては該制
御則が言語表現されたものであると共に、その中に予見
則を含む点が特徴的である。例えば、制御則Ri1は「ス
ロットルを少しゆるめたとした場合追従性と快適性が満
足されるならばスロットルを少しゆるめよ」と規定され
ており、他の制御則の内容も同様である。この制御則は
その中に出力指令Ciを規定しており、本実施例の場合出
力指令CiはあいまいラベルF_LCiをもって示される。又、
各制御則は評価指標の１つ又はそれ以上を含んでいる
が、どの評価指標を含ませるかは制御内容との因果関係
を判断して任意に決定することが出来る。選択基準とし
ては、その運転状態では或る評価指標について考えては
いけないときは当該制御則に含めないこと等が考えられ
る。即ち、かかる場合他の重要な評価指標についての評
価を妨げその制御則自体が採択されない恐れがあるから
である。

続いて、ステップ78で予見値を作成する。これは前述の
制御則を逐一適用してそれらの出力指令Ciを実行したと
仮定した場合の運転状態の変動を、前述のパラメータV
_DIF,α，Δαの量的変動値（以下予見値Ｐ（V_DIFp,αp,
Δαｐ）と称する）として定義してあいまいラベルF_Lp
で示したものである。第９図（ａ）（ｂ）（ｃ）は、こ
の様なパラメータ毎に定義された予見値の表（以下「予
見テーブル」と称する）を示す。予めかかる予見テーブ
ルを実験を通じて作成して前述のROM内に格納しておく
ものである。同図（ｄ）は、これら予見値あいまいラベ
ルF_Lpをグラフ化したものを示す。更に、本ステップに
おいては、選択された制御値の出力指令Ciを更に精査し
て最終的な制御値を決定するために、後述の第２のパラ
メータ・メンバーシップマップ、ルール・テーブル及び
出力変換テーブルも定義しておいてROM内に格納してお
くものとする。

続いて、第５図（ｂ）のメイン・ルーチン部の説明に移
ると、先ずステップ80において、前述のメイン・スイッ
チがオンしているか否か判断し、オンしていない場合定
速走行制御（AC）は行わない（ステップ82）。

メイン・スイッチがオンしている場合、続いてステップ
84においてスロットル・センサ60の出力値からスロット
ル弁開度θ_THを読み込むと共に、車速センサの出力値か
ら車速Ｖ及び加速度α並びに加速度変化量Δαを算出す
る。この場合車速Ｖは所定時間内の平均値から算出する
と共に、加速度αは車速値を秒で除して又加速度変化量
Δαは該商を更に秒で除して算出する。

次いで、ステップ86において、前ステップで算出した車
速Ｖが所定車速Vref、例えば20km/hを超えているか否か
判断し、超えている場合次いでステップ88においてブレ
ーキ・スイッチ64がオンしているか否か判断する。これ
らのステップにおいて所定車速Vrefを下廻る場合及びブ
レーキ・スイッチ64がオンしている場合には定速走行制
御は行わない（ステップ82）。

続いて、ステップ90において定速走行制御中か否か判断
し、定速走行制御中にない場合ステップ92においてセッ
ト・フラグがオンしているか否か判断し、オンしている
場合続いてステップ94においてその時点の車速Ｖをセン
サ出力から読み込んで設定車速V_SETとし、次のステップ
96において該設定車速V_SETと前ステップ84で検出した車
速Ｖとから偏差V_DIFを算出する。続いて、ステップ98に
おいてスロットル開弁度θ_THの初期設定を行う。これ
は、運転者がセット・スイッチを押した後直ちにアクセ
ス・ペダルから足を離した場合走行箇所によってはスロ
ットル弁の閉弁速度が早いことがあるため、前ステップ
84で検出した開弁度θ_THが当該設定車速V_SETに対応する
所定開弁度に至らない場合その開度まで開弁する作業で
あり、定速走行制御の前段階たるイニシャライズ動作で
ある。この後ステップ100において定速走行制御に移行
するが、これについては第10図の定速走行制御のサブ・
ルーチンを示すフロー・チャートを参照して後述する。

尚、ステップ90において定速走行制御中と判断された場
合ステップ102においてセット・スイッチがオンしてい
るか否か判断し、オンしている場合減速走行制御する
（ステップ104）。ステップ102においてセット・スイッ
チがオンしていない場合、ステップ106においてリジュ
ーム・スイッチがオンしているか否か判断し、オンして
いる場合加速走行制御すると共に（ステップ108）、ス
テップ106においてリジューム・スイッチがオンしてな
い場合定速走行制御に移行する。又、ステップ92におい
てセット・フラグがオンしていないと判断された場合
は、定速走行制御を行わない（ステップ82）。いづれに
しても本発明の趣旨は主としてステップ100における定
速走行制御にあるので、本フロー・チャートの説明は以
上に止める。

第10図は、定速走行制御のACサブ・ルーチンを示すフロ
ー・チャートである。同図を参照して説明すると、先ず
ステップ200においてステップ84,96で算出した現在の運
転状態を示すパラメータ、即ち偏差V_DIF、加速度α及び
加速度変化量Δαについて第６図を参照して定義域ｕ上
の位置を検索し、続いてステップ202,204,206において
パラメータ毎の該当するあいまいラベルF_LVDIF,F_Lα,F_L
Δαを検索する。実例を挙げて説明すると、現在の運転
状態が偏差V_DIF＝0km/h、加速度α＝0km/h/s、加速度変
化量Δα＝0km/h/s/sとした場合、定義域ｕの値は各パ
ラメータ共ｕ＝０となる。ｕ＝０欄のあいまいラベルを
検索すると、0,0,0,1.0,0,0,0となり、そのメンバーシ
ップ値はZO＝1.0で他は０であるので、あいまいラベル
としてはZOのみが関係することになる。従って、検索結
果は以下の如くになる。

パラメータあいまいラベル偏差V_DIF ZO 加速度α ZO 加速度変化量Δα ZO 続いて、ステップ208において、第９図予見テーブルを
参照し、前ステップで検索した上記あいまいラベルF
_LVDIF,F_Lα,F_LΔαと制御則Ri1乃至Ri5の出力指令Ciの
あいまいラベルF_LCiとから、次ぎの（ｎ＋１後の）運転
状態におけるパラメータの予見値Ｐ（V_DIFP,αp,Δα
ｐ）を示すあいまいラベルF_Lpを求める。尚、ここで云
う「次の「ｎ＋１後の）」は、現時点より時間的に後の
時点を意味し、第５図・フロー・チャートが所定時間乃
至所定クランク角毎に起動されるものとすれば、例えば
次のフロー・チャート起動時を意味する。又、この場合
次の次の起動時又はそれ以降の起動時であっても良いこ
とは云うまでもない。

予見値は前述の実例で示すと、以下の如くになる。

続いて、ステップ210において、評価指標のメンバーシ
ップ値μ_Ｅ（μ_VA,μ_FR,μ_CF,μ_FE,μ_SF）と予見値あい
まいラベルF_Lpのメンバーシップ値μｐより各制御則毎
の評価値μ_Ｅを決定する。前述の例で云えば、制御則１
の評価指標は追従性E_VA（パラメータはV_DIF）と快適性E
_CF（パラメータはΔα）であり、制御則１の出力指令あ
いまいラベルF_CLiはNSであるから、追従性E_VAの評価値
μ_Ｅは第11図（ａ）に示す如く、追従性E_VAのグラフと
偏差V_DIFのあいまいラベルNSを重ね合わせて重複部分の
最大値、0.8をとることで求められる。同様に加速度α
のあいまいラベルもNSであるから快適性E_CFの評価値μ
_Ｅは0.7となる。又、制御則２の評価指標は追従性E
_VA（パラメータはV_DIF）のみであり、V_DIFのあいまいラ
ベルはZOであるから、評価値μ_Ｅは第11図（ｃ）に示す
如く1.0となる。制御則３の評価資料は追従性E_VA、快適
性E_CF、燃費E_FE及び安全性E_SFであるから、その評価値
μ_Ｅは夫々第11図（ｄ）乃至（ｇ）に示す如く、0.82,
0.75,0.15及び1.0となる。同様に制御則４の場合追従性
E_VAの評価値は0.25、快適性E_CFの評価値は0.2、安全性E
_SFの評価値は0.35となり、制御則５の場合追従性E_VAの
評価値は0.25、爽快性E_FRの評価値は1.0、安全性E_SFの
評価値は0.4となる。以上をまとめると第12図に示す如
くになる。かかる演算作業は、図示の如きテーブルを前
記制御ユニット56のマイクロ・コンピュータのRAM内に
演算スペースとして確保して行うことになる。尚、この
演算は終了する都度適宜ステップ（図示せず）において
リセットされるが、ゼロ・リセットとすると最小値を演
算する際に真の０か未使用の０か区別出来ないので、リ
セットはFF（オーバフロー）とし、オーバフローしてい
る値は最小値の対象から除外する。

続いて、制御則の最終評価値μ_Riを求めることになる。
この場合評価値（メンバーシップ値μ_Ｅ）は評価指標の
満足度を表すものであるから、「少なくともその範囲に
おいては全ての評価指標が満足している」ものとして夫
々の評価指標の中の最小値をとることで求める。その結
果、制御則毎の最終評価値μ_Riは以下の如くになる。

制御則最終評価値１ 0.7 ２ 1.0 ３ 0.15 ４ 0.2 ５ 0.25 続いて、ステップ212において５個の制御則の中のいづ
れかを選択する。この場合、前ステップで求めた制御則
の最終評価値μ_Riが大きければ大きい程満足性が高いこ
とを意味するので、最大値を示す制御則即ち、実例の場
合には1.0を示す制御則２を適用制御用Routとして選択
する。この制御則２は「スロットルを変えないとした場
合追従性が満足されるならばスロットルを変えないよう
にせよ」と云うものであり、従ってこの出力指令が選択
されることになる。

この出力指令はあいまいラベル（ZO）で表されているた
め、ステップ214以下において該選択出力指令値に焦点
をあてて更にあいまい集合演算を行って精査し、最適な
制御値を求める。即ち、先ずステップ214において、ス
テップ84,96で算出した現在の運転状態を示すパラメー
タから再び定義域上の位置を検索する。第13図（ａ）
は、この変換に使用する前述した第２のメンバーシップ
マップを示す。尚、この場合パラメータは２種あれば足
るので、偏差V_DIF及び加速αのみ用いる。第13図（ａ）
に示すメンバーシップマップは第６図（ａ）に示したマ
ップに大略類似するが、パラメータが制御則出力指令
（あいまいラベルF_LCi）毎に区分されている点で相違す
る。尚、同図（ｂ）はそれをグラフ化したものを示す。
従って、本ステップにおける定義域変換に際しては、前
ステップで選択された出力指令あいまいラベル、即ちZO
の欄において該当する定義域欄ｕを選択することにな
り、例えば実例の場合V_DIF＝0km/h、α＝0km/h/sなので
定義域はｕ＝０の欄を選択することになる。

続いて、ステップ216において選択結果に基づいて状態
あいまい推論を展開することになるが、これに付いては
第14図フロー・チャートを参照しつつ説明する。尚、こ
こに云う「状態あいまい推論」は、前ステップまでに述
べたあいまい集合論を用いた推論手法の類似するもので
あるが、予見則を含まない点で相違するものである。

最初に、理解の便宜のため前記実例を使用して此の推論
手法を説明すると、実例の場合両者共定義域のｕ＝０欄
に該当するので、第13図（ｂ）に示す如く、この０の位
置より上方に垂線を延ばすと、あいまいラベルZOとのみ
交差することが判る。次いで、第15図ルール・テーブル
を参照すると、偏差V_DIFのあいまいラベルZOと、加速度
αのあいまいラベルZOが関係する制御則は、以下の組合
わせであることが判る。尚、15図ルールテーブルの場
合、第８図に示したものと異なって予見則を含まず、検
出パラメータ値（IF部）と制御値部（THEN部）からな
り、言語表現に翻訳した場合一般的にはIFパラメータａ
＝x andパラメータｂ＝y,THEN 制御値＝ｚとなる。こ
の制御値をパラメータ値V_DIF,αから検索するものであ
る。

IF THEN V_DIF and α θ_TH ZO ZO ZO これは、「偏差V_DIFがゼロで且つ加速度αがゼロならば
スロットル弁開度θ_THは変えないようにせよ」を意味す
る。そこで、第16図に示す如く、IF部及びTHEN部で関係
した全てのあいまいラベル、この場合はV_DIF＝ZO、α＝
ZO、θ_TH＝ZOの３個のあいまいラベルを取り出し、IF部
の２個のあいまいラベル三角形を夫々比較して最小値を
選択し、THEN部の三角形をその最小値で切断する。実例
の場合第13図（ｂ）においてV_DIFのあいまいラベルZOが
定義域ｕ上の位置０からの垂線と交錯するときのメンバ
ーシップ値μは1.0でαの場合も1.0であるので、両者を
比較して小さい方の値、即ち共に1.0なので1.0を最小値
とし、THEN部のあいまいラベルZOを示す三角形を1.0の
高さで横方向に切断する（実例の場合は1.0の位置で切
断するのでTEHN部三角形に切断個所は生じない）。次い
でTHEN部の三角形ZOの残部（斜線部）を定義域ｕ上に写
像する（通例４個程度の三角形が関係するが実例の場合
THEN部の三角形は１個なので合成写像は元の三角形と異
ならない）。目標制御値はこの合成斜線部のいづれかの
位置にあるので、続いて数値化するためにその重心位置
Ｇを求め、次いでそれより下方に垂線を下ろして定義域
ｕと交差する位置を求め、交差値を求める。この場合、
交差する値は０となる。

かかる如き状態あいまい推論演算に付いて第14図フロー
・チャートに従って説明すると、先ずステップ300にお
いて演算用テーブルの初期設定を行う。このテーブル自
体は制御ユニット56のマイクロ・コンピュータのRAM内
に格納されており、第17図にそれを示す。その中央部に
後段のステップにおいて前記実例で示した様な演算値μ
_OUTijが順次書き込まれることになるが、このステップ
においては単に該テーブルをRAM内に演算スペースとし
て確保することを意味する。尚、演算値μ_OUTijの初期
値は、“0"とする。

続いて、ステップ302において、偏差V_DIFの全てのあい
まいラベルに対してメンバーシップ値μ_NB（V_DIF）＝k1
からμ_PB（V_DIF）＝k7までを検索し、続いてステップ30
4において同様に加速度αの全てのあいまいラベルに対
してメンバーシップ値μ、μ_NB（α）＝11からμ
_PB（α）＝17を検索する。これは、前記実例で言うと、
V_DIF,αが該当した定義域０欄の縦方向の数値、即ち0,
0,0,1.0,0,0,0を読み込んで前記演算用テーブルに書き
込むことを意味する。尚、該当欄がない場合は最も近い
２つの欄の数値から補間演算すること前記した通りであ
る。

続いてステップ306において夫々の検索値、knm＝MIN（k
n,1m）（あいまいラベル番号n,m＝1,2,..7）を比較して
最小値を比較する。これは前記実例でIF部の２つのZOの
値、1.0と1.0を比較した作業に該当する。

続いてステップ308において比較結果が“0"であるか否
か判断し、０ではない場合続いてステップ310におい
て、あいまいラベル番号n,mを用いて第15図レールテー
ブルを検索してTHEN部あいまいラベルpnmを検索する。
前記実例の場合V_DIFとαから交錯するTEHN部欄のあいま
いラベルZOを選択した作業を意味する。第15図ルールテ
ーブルに示された他の制御則を例示すると以下の如くに
なる。尚、空欄は制御則が存在しないことを意味し、現
実には“0"を入れておく。

IF THEN VDIF and α θ_TH 1.NB ZO PB （もし実車速が設定車速を大きく下廻っており且つ加速
度がゼロなら、スロットル弁を大きく開弁せよ） 2.NB PS PM （もし実車速が設定車速が大きく下廻っており且つ少し
加速中であれば、スロットル弁を中位開弁せよ） 3.NM ZO PM （もし実車速が設定車速を中位下廻っており且つ加速度
がゼロならば、スロットル弁を中位開弁せよ）・・・続いてステップ312においてTHEN部に当たるあいまいラ
ベルpnmが“0"、即ちTHEN部があるか否か判断する。０
ではない場合続いてステップ314において該pnmを演算す
る。これは第16図においてIF部三角形の最小値に基づい
てTHEN部三角形を切断する作業に該当する。かかる作業
を関係する全ての制御則について繰り返し行う（ステッ
プ316）。実例の場合定義域でｕ＝０の欄に該当したた
めIF部で関係した制御則は１個であったが、通例は４個
程度の三角形が関係するのでそれらについて上記手順を
全て行う。尚、前記ステップ308において最小値knmが０
の場合制御則のIF部が存在しないことになるので、それ
以上の演算を中止して直ちに本ステップにジャンプする
と共に、前記ステップ312でpnmが０の場合制御則のTHEN
部が存在しないことになるので、同様に本ステップにジ
ャンプする。

次いで、ステップ318において演算値の合計値μ
_Ｈ（ｕ）の算出、即ち第16図の切断三角形を合成して定
義域上へ写像する作業を行う。

続いて、ステップ320において合成値が“0"であるか否
か判断し、０でない場合ステップ322で加重平均等によ
り重心位置Ｇを求め、それと交差する定義域上の値を求
める。尚、ステップ320で０の場合同様にTHEN部がない
ことになるので重心位置計算は行わない。

再び、第10図フロー・チャートに戻ると、ステップ216
のあいまい推論演算の後、ステップ218において定義域
上の値を実数値に変換する。これは第18図に示す変換テ
ーブルを用いて行う。同図において上欄には定義域ｕが
示されると共に、下欄にはスロットル開度θ_TH（度）が
あいまいラベル毎に区画されて定義されている。従っ
て、変換に際してはステップ212で選択された制御則の
Ｒの出力指令たるあいまいラベルを再度用いて検索する
ことになる。実例の場合、出力指令のあいまいラベルは
ZOであったので、ZO欄においてｕ＝０の値、即ち０度が
選択されることになる。尚、この変換テーブルは、制御
則毎に別々に定めるものとする。

再び第５図フロー・チャートに戻ると、ステップ110に
おいて前記制御値をパルス・モータ制御回路66に出力
し、パルス・モータ54を駆動してスロットル弁46を所定
度開閉する。但し、前記実例の場合にはスロットル弁46
の開度は現在の開度を保持する如く制御値を出力するこ
とになる。尚、それと共に必要に応じて前記機関回転数
信号及び絶対圧力信号も勘案して燃料噴射装置48に制御
値を出力して燃料噴射を制御する。

以上の如く、本実施例においては、あいまい集合論を用
いることにより人間の感覚を制御中に採り入れることを
可能とした道を拓くと共に熟練運転者の予見判断を予見
テーブルで定義して制御中に採り入れることが可能とな
る道を拓くことが出来、それによって一層きめの細かい
制御を簡潔な制御則で精度良く実現することが出来て人
車一体感が向上すると共に、熟練運転者の安全で経済的
で快適な運転手法を自動制御中にシミュレートする制御
を実現する道を拓くことが出来る。

尚、上記において、第５図（ａ）のステップ70および第
５図（ｂ）のステップ84が特許請求の範囲のａ項とｂ項
に、第５図（ａ）のステップ72および74が特許請求の範
囲のｃ項に、第５図（ａ）のステップ78が特許請求の範
囲のｄ項に、第５図（ａ）のステップ76が特許請求の範
囲のｅ項に、第10図のステップ200からステップ212まで
が特許請求の範囲のｆ項に、第10図のステップ214から
ステップ218および第14図のステップ300からステップ32
2が特許請求の範囲のｇ項に、第５図（ｂ）のステップ1
10が特許請求の範囲のｈ項に相当する。

また、上記実施例においてステップ212の後出力指令に
付いて状態あいまい推論を展開して精査したが、精査の
際に状態あいまい推論に代えて従前の比例積分微分制御
手法を用いても良いものである。

（発明の効果）本発明は上記の如く構成したので、物理量で把え難い人
間の感覚乃至判断を定量化して制御中に採り入れること
が可能となる道を拓くと共に、熟練運転者の予見判断を
も採り入れて安全で経済的で快適な運転手法をシュミレ
ートする制御手法を実現することが出来、よりきめの細
かい制御を簡潔な制御則で精度良く実現することが出来
る利点を備える。更、感覚乃至判断等の個人差をも制御
中に採り入れる道も拓くことによって人車一体感をより
向上させる制御を実現することが可能となると共に、本
制御装置をマイクロ・コンピュータからなる制御装置で
実現する場合も比較的僅少なメモリ容量で足る利点を備
える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明に係
る制御の前提理論の説明図、第３図（ａ）（ｂ）は本発
明の構成を概略的に示す説明フロー・チャート、第４図
は本発明に係る定速走行制御装置の構成を示す説明図、
第５図（ａ）（ｂ）はその動作を示す説明フロー・チャ
ート、第６図（ａ）（ｂ）は該実施例における運転状態
パラメータのメンバーシップ値の定義例を示す説明図、
第７図（ａ）（ｂ）は該実施例における評価指標のメン
バーシップ値の定義例を示す説明図、第８図は該実施例
で用いられる制御則を示す説明図、第９図（ａ）乃至
（ｄ）は各パラメータ毎の予見メンバーシップ値の定義
例を示す説明図、第10図は第５図フロー・チャートのAC
サブ・ルーチンを示す説明フロー・チャート、第11図
（ａ）乃至（ｇ）は制御則の評価値決定の具体例を示す
説明図、第12図は評価値決定の際使用されるRAM内に格
納された演算テーブルを示す説明図、第13図（ａ）
（ｂ）は状態あいまい推論で用いられる運転状態パラメ
ータのメンバーシップ値の定義例を示す説明図、第14図
は第10図フロー・チャートのサブ・ルーチンたる状態あ
いまい推論演算を示すフロー・チャート、第15図は該演
算で用いられるルールテーブルを示す説明図、第16図は
該演算の具体例を示す説明図、第17図は該演算で用いら
れる演算テーブルを示す説明図及び第18図は演算値を最
終的な実数制御値に変換するために用いられる変換テー
ブルを示す説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】a.少なくとも車速を含む車両の運転状態を
検出する車両運転状態検出手段、 b.検出された車速から、目標車速との車速偏差と車速変
化量とを求める手段、 c.該車速偏差と車速変化量とをメンバーシップ関数で定
量化してなる車両運転の評価指標を予め設定する評価指
標設定手段、 d.前記車速偏差と車速変化量とを入力としスロットル弁
開度を出力とすると共に、それらをメンバーシップ関数
で定量化し、入力を変化させたとき出力に生ずるであろ
う変化を予見する入出力特性を予め設定する入出力特性
設定手段、 e.前記評価指標設定手段の設定する評価指標と前記入出
力特性設定手段の設定するメンバーシップ関数とを用い
て該評価指標が満足されることを条件に出力を規定する
第１のあいまいプロダクションルールを予め設定すると
共に、前記車速変化量の少なくとも一部を用いて出力を
規定する第２のあいまいプロダクションルールを予め設
定するルール設定手段、 f.前記第１のあいまいプロダクションルールを用いて第
１のあいまい推論を行って出力を決定する出力決定手
段、 g.決定された出力に基づいて前記第２のあいまいプロダ
クションルールを用いて第２のあいまい推論を行ってス
ロットル弁開度を決定するスロットル弁開度決定手段、および h.決定されたスロットル弁開度に基づいて車両の走行速
度を増減するアクチュエータの制御値を決定する制御値
決定手段、とを備えたことを特徴とする定速走行制御装置。