JPH0740763A - 制御システム及び定速走行装置 - Google Patents

制御システム及び定速走行装置

Info

Publication number
JPH0740763A
JPH0740763A JP18580793A JP18580793A JPH0740763A JP H0740763 A JPH0740763 A JP H0740763A JP 18580793 A JP18580793 A JP 18580793A JP 18580793 A JP18580793 A JP 18580793A JP H0740763 A JPH0740763 A JP H0740763A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
output
pattern recognition
input
learning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18580793A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoyuki Ozaki
直幸 尾崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP18580793A priority Critical patent/JPH0740763A/ja
Publication of JPH0740763A publication Critical patent/JPH0740763A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Controls For Constant Speed Travelling (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】熟練運転者のノウハウを取り入れた制御性能の
良い定速走行装置を提供することにある。 【構成】自動車の状態から特徴的なパターンを抽出する
機構と、制御量の積和演算とその結果を非線形回路を通
すことによって特徴的なパターンの確信度を求め、各特
徴的なパターンの確信度に基づくアクチュエータの操作
量をファジィ推論により決定する機構と、パターンを抽
出する機構の各ノードの重みを変更するための学習機構
を備えた定速走行装置。 【効果】熟練運転者と同等の制御性能を得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジン出力を制御す
る定速走行装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の定速走行装置は、制御対象の動作
状態を表わす複数の出力信号を用い、制御を行っている
が、個別の出力を見て制御する方式では、制御が局所的
になってしまい、システム全体の最適性を考慮できない
という欠点があった。
【0003】そこで、最近は、複数の信号を用い、全体
の最適性を求める傾向がある。定速走行装置では、自動
車の走行環境が多岐にわたるため、単に速度のフィード
バックによる制御では、目標とする車速を維持する事が
困難である、という問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は熟練運
転者のノウハウを生かす点に配慮がされておらず、ま
た、制御によって動作点が変更され、制御余裕が無くな
っているなど制御性能に問題があった。
【0005】本発明の目的は、熟練運転者のノウハウを
取り入れた拡張性に富む定速走行装置を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は、熟練運転者
の勘と経験を定量化し、アクチュエータの操作量を決定
することにより達成される。
【0007】
【作用】自動車の状態から特徴的なパターンを抽出し、
あいまいな操作(ファジィ制御)を行う。同様に、制御
量の積和演算とその結果を非線形回路を通すことによっ
て特徴的なパターンの確信度を求め、各特徴的なパター
ンの確信度に基づくアクチュエータの操作量をファジィ
推論により決定することで、熟練運転者と同等の制御性
能を得ることができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1により説明す
る。
【0009】制御対象の定速走行装置は、車速を運転者
が設定した目標車速に自動的に追従させる装置である。
車速の調節にはスロットルアクチュエータ1を用いる。
これは電動機あるいは、エンジンの負圧を利用したアク
チュエータなどが用いられる。このアクチュエータを動
作させるために動作指令を発生させる指令発生機構3、
前記指令発生機構3に対し、自動車の走行状態が予め記
憶された複数のパターンのうちどの種類のパターンに属
するかを判断し、該パターンの確信度を出力するパター
ン認識機構4、該パターン認識機構4に対し、走行状態
を検出し、出力する走行状態検出機構5、前記走行状態
検出機構5と、指令発生機構3の出力を記憶する記憶機
構7、及び、記憶機構7の情報を用い、パターン認識機
構4のパラメータを学習により変化させる学習機構8か
ら構成される。
【0010】センサ6は車速や車両に加わる加速度,ス
ロットル開度等の検出器から構成される。
【0011】図2に上記パターン認識機構4の詳細図を
示す。パターン認識機構4は、入力セル37,38を含
む入力層51と、該入力層51に接続されセル40,4
1を含む中間層39と、該中間層39に順次直列に接続
された中間層47,49及び出力層50とを含んでい
る。セル40は重み関数43,46,加算器44及び関
数器45を含んでおり、セル41は重み関数48,加算
器49、及び関数器50を含んでなっている。形状検出
機構34及び記憶機構35の出力は、前記パターン認識
機構33の入力セル37,38に入力され、該入力セル
37,38では入力された信号が関数値で変換され中間
層39へ出力され、中間層39へ入力された該入力セル
37,38の出力は中間層39のセル40,41へ入力
される。入力セル37の出力でセル40に入力された信
号は重み関数43で、ω11倍され加算器44に入力さ
れるとともに、入力セル38の出力は重み関数46を介
し、加算器44に入力される。加算器44は上記重み関
数43,46の出力を加算し、関数器45へ出力する。
関数器45は、入力された信号に対して線形又は非線形
の関数演算を行い、次段の中間層47に出力する。
【0012】同様に、セル41は入力セル37,38の
出力が入力され、入力層37の出力は重み関数48でω
12倍化され加算器49,関数器50を介し次段の中間層
47へ出力される。
【0013】中間層47は、中間層39と同一の構造で
あり、入力層37,38の出力の代りに中間層39の出
力が用いられるものである。
【0014】ここで、重み関数43,46,48の重み
をωijで表わすと、ωはk番目の中間層のi番目のセル
に於て、k−1番目の中間層(但し、k=1の時だけは
入力セル)のj番目の出力に掛ける重みを示す。
【0015】以上のようにパターン認識機構4に入力さ
れた信号は、入力セル37,38,複数段の中間層3
9,47,49を介し、中間層セルから重み関数と加算
器を取り除いた形式の出力層50を介し、出力される。
なお、入力層51は入力セル37,38を全て纏めたも
のを表わす。
【0016】このパターン認識機構33の特徴は、単純
な積和演算ですみ、フィードバック等の繰り返し演算が
無いこと、及び、中間層の各積和項はハードウエアで実
現する場合、並列に処理ができるため、高速演算が可能
であることである。
【0017】このパターン認識機構の出力層50の次に
予め各出力パターンに応じてアクチュエータに対する指
令値を記憶させておき、最も出力パターンに近い指令値
を直接アクチュエータに指示することも可能である。こ
の方式では応答性は良いが後述の方式に比べて制御の精
度は若干悪くなる。
【0018】次にパターン認識機構4の処理結果は図3
に示す指令発生機構3を経てスロットルアクチュエータ
に印加される。すなわち、パターン認識機構33の出力
は指令発生機構3に設けられている操作量決定手段52
に入力される。操作量決定手段52では、内部に準備さ
れたファジィ推論を実行し操作量を出力する。前記操作
量決定手段の結果を用い、指令値計算手段は具体的なア
クチュエータの指令値であるスロットル操作量を発生す
る。なお、この指令発生機構3には、パターン認識機構
4を介さずに、走行状態検出機構5の出力を直接入力し
て、前記内部に準備されたファジィ推論機構で処理する
ことも可能である。しかしこの場合、専門のオペレータ
の操作方法を十分反映するには、大量の知識ベースを充
実する必要がある。
【0019】図4に学習機構8の構成を示す。学習機構
8は、入力パターン発生機構65,出力パターン発生機
構67,出力突合せ機構66、及び、学習制御機構68
から構成される。前記出力突合せ機構66は、出力層5
0の出力を指令発生機構32と前記突合せ機構66へ出
力するための分配器139の出力oi,oj,on と、出
力パターン発生機構67の出力oTi,oTj,oTnとの差を
加算器161,162,163により、偏差ei,ej
n として求め、学習制御機構68に出力する。なお分
配器139の出力oi,oj,on は入力パターン発生機
構65の出力がパターン認識機構4(ルメルハート(Rum
elhart)型ニューロコンピュータ)の入力層51に入力
されることにより発生する。このとき、該入力パターン
発生機構65と該出力パターン発生機構67は前記学習
制御機構68に制御される。
【0020】図5に前記学習過程における荷重関数ω11
43と学習制御機構68の関係を示す。前記加算器16
1の出力である偏差ei を受けて、学習制御機構68は
パターン認識機構4を構成するセル40の荷重関数ω11
43の値を、前記偏差が減少する方向に変化させる。
【0021】図6に前記学習制御機構68の処理概要1
70を示す。学習機構36が起動されると、学習制御機
構68の処理170が起動される。該処理170は、前
記入力パターン発生機構65,出力パターン発生機構6
7を起動し、教師信号である入力と、希望出力を発生す
る前処理171,前記偏差ei の値、又は、前記偏差自
乗和が許容範囲以内になるまで以下のステップ173,
174,175を繰り返すステップ172,出力層50
に近い中間層から入力層51に向けて注目する中間層を
順次抽出するステップ173、該中間層において順次注
目するセルを抽出するステップ174、及び偏差ei
小さくなる方向へ抽出したセルの荷重関数ω1143を変
化させるステップ175、および、学習過程を終了させ
るためのステップ176から構成される。
【0022】このような学習機構を設ける事により、そ
れ迄考慮されなかった新しい現象が発生し、それに対す
る対応策が決定したならば、その知見を反映できる特徴
が有る。
【0023】図7は、図1の記憶機構7の構成を示す。
記憶機構7は、指令発生機構3,走行状態検出機構5の
出力が入力されるメモリ要素69,メモリ要素69の内
容が一定時間経過後に転送されるメモリ要素70、及び
順次メモリ要素にデータが転送され特定時間経過後に到
達するメモリ要素71から構成され、各メモリ要素6
9,70,71の内容はパターンの微分や積分を行うた
めの演算機構510を介し、パターン認識機構4,学習
機構8へ入力される。
【0024】この記憶機構7により、走行状態検出機構
5や、指令発生機構3の時間的変化を考慮できる。例え
ば微分,積分等の動作が行えるようになる。
【0025】以上説明した構成の制御方法の動作を具体
例を用いて以下に述べる。
【0026】パターン認識機構4を構成するニューロコ
ンピュータの中間層39,47,49の荷重関数ωij
8の値の初期値は当初、乱数又は適当な値、例えば荷重
関数が取り得る値(0〜1.0とすると)の半分(0.
5)に設定する。この時に、例えば、図8に示す入力パ
ターン発生機構65が生成した登坂路状態パターンを入
力しても、出力層50の出力において登坂路であるとい
う出力信号線90の出力は1にならず、又、出力層50
の出力線91の出力である登坂路である確率は零になら
ない。
【0027】そこで出力層50の出力線90に対応する
学習機構8の出力パターン発生機構67の出力線92は
1を、出力線91に対応する出力パターン発生機構67
の出力線93の出力を零に出力する。これらの出力を受
けて、出力突合せ機構66は理想的な出力(出力パター
ン発生機構67の出力)と、パターン認識機構4の出力
の偏差を受け学習制御機構68は、パターン認識機構4
の荷重関数ωの大きさを該偏差が減少する方向に、該偏
差の大きさに比例して変更させる。このアルゴリズムの
代表例として早急傾斜法がある。
【0028】図6の処理に従って、順次荷重関数の重み
を変更し、図5のek の自乗和が許容範囲内に収まる
と、学習機構36の動作が終了する。
【0029】学習終了後、図8の入力パターン発生機構
65の出力パターンと同じ波形が図1の走行状態検出機
構5から入力されると、パターン認識機構4は、出力層
50の出力線90から1を出力し、出力層50の出力線
91から零を出力する。
【0030】次に、登坂路の波形が入力され、しかも、
学習が終了していない場合、パターン認識機構4の登坂
路を表現する出力線91の出力が1で、その他の出力9
0が零になるパターンにならない。そこで前述のよう
に、典型的な登坂路のパターンを入力信号として、出力
パターン発生機構67の出力は、前記出力線91,90
の出力に対応する値を夫々1,0なるようにする学習機
構4は、該荷重関数ωを変化させ、学習が完了した時
に、前記パターン認識機構4に、登坂路のパターンが入
力されると、図8の前記出力層50の出力線91は1
に、出力線90は零になる。
【0031】その結果、登坂路の波形がパターン認識機
構4に入力され、その出力は、出力層50から前述のよ
うに予め入力された登坂路型の波形であることを示す出
力線91によりその波形に類似している度合を確信度4
0%として出力されると同時に、降坂路型の波形である
ことを示す出力線90から確信度50%として出力され
る。
【0032】図9にファジィルールの一例を示す。
【0033】前記パターン認識機構4で登坂路型50%
の確信度として出力を得ると、ルールの前提部と照合
し、登坂路型ルール180と一致する。その結果、スロ
ットルを開く(程度はSmall)ルール181が得られる。
一方降坂路型の確信度40%で、前提部182と一致
し、その結果、スロットルを閉じる(程度大)が得られ
る。その結果、図10に示すように指令発生機構3は、
前記ルールとの照合の結果、スロットルの操作量は登坂
路型の確信度50%なのでBの斜線部の面積で表され
る。一方、降坂路型の確信度が40%でSである確信度
40%なので、図10のSの斜線部の面積となる。次に
上記指令発生機構3は斜線部の重心AとBを合成した重
心Cの値である55%がスロットル操作量になる。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、定性的な知識が定量化
され、この定量化された情報によってアクチュエータが
操作され、また、制御によって移動した動作点が求めら
れ、該動作点に基づいて制御が行われるので、従来、自
動制御システムに導入するのが困難だった定性的な知識
が自動制御に導入され、多様な制御対象を充分な制御余
裕をもって制御することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成図である。
【図2】パターン検出機構の詳細図である。
【図3】指令発生機構の詳細図である。
【図4】学習機構の構成図である。
【図5】学習方法を示す図である。
【図6】学習制御機構の処理概要を示す図である。
【図7】記憶機構の構成図である。
【図8】学習制御方法を示す図である。
【図9】ファジィルールを示す図である。
【図10】操作量の算出方法を示す図である。
【符号の説明】
1…アクチュエータ、3…指令発生機構、4…パターン
認識機構、5…走行状態検出装置、6…センサ、7…記
憶機構、8…学習機構。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05B 13/02 L 9131−3H N 9131−3H

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の検出器の検出信号と、前記検出器の
    出力信号に応じて制御を実行するエンジン出力調節機構
    を備えた自動車において、前記複数の検出信号の組合せ
    をパターンとして認識し、前記信号の組合せパターンを
    予め記憶する機能と、予め記憶されたパターンと新規入
    力パターンを比較する機能,比較結果をパターンの類似
    度として出力するパターン認識機構と、前記パターンの
    類似度をファジィ推論により各アクチュエータの操作量
    に変換し、前記操作量を前記各アクチュエータの指令値
    に変換する指令発生機構とを備えたことを特徴とする制
    御システム。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記パターン認識機構
    にニューロコンピュータを用いたことを特徴とする定速
    走行装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、前記パターン認識機構
    に入力パターンを印加し、前記パターン認識機構が理想
    出力となるように予め前記パターン認識機構の各ノード
    の重みを変更するための学習機構を備えたことを特徴と
    する定速走行装置。
  4. 【請求項4】請求項1において、前記学習機構はパター
    ン認識機構の入力層に入力する入力パターン発生機構,
    前記パターン認識機構の理想出力を発生する出力パター
    ン発生機構,前記パターン認識機構の出力パターンと、
    前記出力パターン発生機構の偏差を求める比較機構,前
    記比較結果に基づき、パターン発生機構内のノードの重
    みを変更する指令、及び前記入力パターン発生機構,出
    力パターン発生機構の動作指令を発生する学習制御機構
    で構成されることを特徴とする定速走行装置。
  5. 【請求項5】請求項1において、前記複数の検出器の検
    出信号を時系列的に記憶する記憶機構を備え前記検出器
    の検出信号と並列に前記記憶機構の出力を前記パターン
    認識機構に入力する構成としたことを特徴とする定速走
    行装置。
JP18580793A 1993-07-28 1993-07-28 制御システム及び定速走行装置 Pending JPH0740763A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18580793A JPH0740763A (ja) 1993-07-28 1993-07-28 制御システム及び定速走行装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18580793A JPH0740763A (ja) 1993-07-28 1993-07-28 制御システム及び定速走行装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0740763A true JPH0740763A (ja) 1995-02-10

Family

ID=16177237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18580793A Pending JPH0740763A (ja) 1993-07-28 1993-07-28 制御システム及び定速走行装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0740763A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9242652B2 (en) 2013-06-12 2016-01-26 Kia Motors Corporation Apparatus and method for determining short-term driving tendency of driver

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9242652B2 (en) 2013-06-12 2016-01-26 Kia Motors Corporation Apparatus and method for determining short-term driving tendency of driver

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pasquier et al. Fuzzylot: a novel self-organising fuzzy-neural rule-based pilot system for automated vehicles
KR100420442B1 (ko) 자동변속기의변속비변화결정시스템
CN111731274B (zh) 泊车扭矩的确定方法、装置、设备和介质
JPH0221058A (ja) 車両の変速制御装置
JPH0698903B2 (ja) 車両走行制御装置
Tsai et al. Robust fuzzy model-following control of robot manipulators
US5491775A (en) Microcontroller fuzzy logic processing module using selectable membership function shapes
US5131074A (en) Knowledge compilation/pattern reasoning system
Ribeiro A tutorial on reinforcement learning techniques
Zhu et al. Vision-based control in the open racing car simulator with deep and reinforcement learning
JPH0471933A (ja) 車両用走行制御装置
JPH0740763A (ja) 制御システム及び定速走行装置
CN116503029A (zh) 用于自动驾驶的模块数据协同处理方法及系统
Kruse et al. Learning methods for fuzzy systems
JPH0635706A (ja) ファジィ推論システムおよび方法,ならびにパターン入力型メンバーシップ値生成装置および方法
US5625754A (en) Method of evaluating a set of linguistic rules
Isik et al. Decision making at a level of a hierarchical control for unmanned robot
JP2958978B2 (ja) 学習制御方法
CN111930117B (zh) 一种基于转向的横向控制方法、装置、设备和存储介质
JPH1078803A (ja) ファジィコントローラまたは結合されたファジィコントローラの系を設計または適応させる方法
Ohlsson-Öhman Identifying operator usage of wheel loaders utilizing pattern recognition techniques
Schierwagen Vision as computation, or: Does a computer vision system really assign meaning to images?
Halgamuge et al. Application of fuzzy, neural and hybrid methods to an autonomously driven vehicle
US20220327354A1 (en) Rapid, energy-saving, iterative operation of artificial neural networks
Godjevac et al. Fuzzy systems and neural networks