JPH08136415A

JPH08136415A - 自動車自動運転ロボットの制御方法

Info

Publication number: JPH08136415A
Application number: JP6295820A
Authority: JP
Inventors: Takami Yamada; 高見山田; Shigenobu Nakano; 茂暢中野; Shunei Sakai; 俊英酒井
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 1994-11-05
Filing date: 1994-11-05
Publication date: 1996-05-31
Anticipated expiration: 2015-08-28
Also published as: JP3081763B2

Abstract

(57)【要約】【目的】自動車の目標加速度が速度規定点の前後で不
連続にならないようにし、アクセル踏込み量を滑らかに
し、より人間ドライバーが行う運転に近い運転ができる
ようにした自動車自動運転ロボットの制御方法を提供す
ること。【構成】２つの速度規定点間を３次のベーススプライ
ン関数を用いて目標速度を作り、この目標速度を時間微
分して目標加速度を求め、前記目標速度と目標加速度を
用いてアクセル踏込み量を求めるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シャシダイナモメー
タの回転ドラム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、これらの
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、自動運転ロボットという）が用いられるように
なってきている。

【０００３】そして、上記実車走行シミュレート運転に
おいては、予め決められた運転プログラム（走行パター
ン）で自動車を走行させる必要があるが、そのアクセル
ペダルの踏込み量（以下、アクセル踏込み量という）Ｆ
_Aは、自動車の目標速度に比例する項と目標加速度（目
標速度の時間微分値）に比例する項との和となる。すな
わち、目標速度をＶ_NOMとすると、目標加速度はｄＶ
_NOM／ｄｔと表され、前記Ｆ_Aは、Ｆ_A＝Ｋ₁Ｖ_NOM＋Ｋ₂ｄＶ_NOM／ｄｔと表され、Ｋ₁Ｖ_NOMとＫ₂ｄＶ_NOM／ｄｔとを比較す
ると、加速度項、Ｋ₂ｄＶ_NOM／ｄｔの方が大きい。

【０００４】ところで、従来においては、前記目標速度
Ｖ_NOMや目標加速度ｄＶ_NOM／ｄｔを設定するのに、図
７に示すように、１秒ごとの速度が規定された運転プロ
グラムで速度規定点間を直線で補間して目標速度Ｖ_NOM
（曲線１で示される）を作り、この目標速度Ｖ_NOMを時
間微分して目標加速度ｄＶ_NOM／ｄｔ（曲線２で示され
る）としていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように目標速度
Ｖ_NOMを設定し、これに基づいて目標加速度ｄＶ_NOM／
ｄｔを得るようにした場合、図７に示すように、１秒ご
との速度規定点の前後で目標加速度ｄＶ_NOM／ｄｔが階
段状に変化して不連続となり、その結果、アクセル踏込
み量が階段状に変化し、排気ガス中のＣＯやＨＣなどの
濃度が大きくなったり、燃費が悪くなるなどして、排気
ガスの認証試験において不利であった。なお、図７
（Ａ）は、運転プログラムの一部（時間１６３．０秒〜
２２０．０秒）を示すもので、同図（Ｂ）は、特に時間
１７５．０秒〜１９０．０秒を拡大して示したもので、
以下に述べる図２、図４、図６についても同様である。

【０００６】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、自動車の目標加速度が速度規定点の前後で不
連続にならないようにし、アクセル踏込み量を滑らかに
し、より人間ドライバーが行う運転に近い運転ができる
ようにした自動車自動運転ロボットの制御方法を提供す
ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の自動車自動運転ロボットの制御方法は、
２つの速度規定点間を３次のベーススプライン関数を用
いて目標速度を作り、この目標速度を時間微分して目標
加速度を求め、前記目標速度と目標加速度を用いてアク
セル踏込み量を求めるようにしたことを特徴としてい
る。

【０００８】

【作用】上記制御方法によれば、加速度が階段状に変化
するといったことがなくなり、アクセル踏込み量の変化
が滑らかになり、より人間ドライバーに近い運転を行え
る。

【０００９】

【実施例】

Ｉ．まず、２点を通り、２点での微分係数が一致する３
次式での近似図３に示すように、４つの速度規定点Ｐ₁（ｔ₁，
ｙ₁），Ｐ₂（ｔ₂，ｙ₂），Ｐ₃（ｔ₃，ｙ₃），Ｐ
₄（ｔ₄，ｙ₄）があり、中央の２つの速度規定点
Ｐ₂，Ｐ₃（ｔ₂≦ｔ≦ｔ₃）間を補間する３次式を決
める。その場合、下記の条件を満たす時間の３次関数
で、２つの速度規定点Ｐ₂，Ｐ₃間の目標速度Ｖ_NOMを
表すことを試みた。・２つの速度規定点Ｐ₂，Ｐ₃を通ること・左の速度規定点Ｐ₂における微分係数が、その点Ｐ₂
とさらに左の速度規定点Ｐ₁との間を通る３次関数の微
分係数と一致していること・右の速度規定点Ｐ₃における微分係数が、その点Ｐ₃
とさらに右の速度規定点Ｐ₄との間を通る３次関数の微
分係数と一致していることそして、速度規定点Ｐ₂，Ｐ₃における微分係数の値に
は、その点を挟む速度規定点間の平均の傾きを与えた。

【００１０】今、補間関数を、ｙ（ｔ）＝ａｔ³＋ｂｔ²＋ｃｔ＋ｄ ……（１）とする。

【００１１】２つの速度規定点Ｐ₂（ｔ₂，ｙ₂），Ｐ
₃（ｔ₃，ｙ₃）を通ることにより、ｙ（ｔ₂）＝ａｔ₂ ³＋ｂｔ₂ ²＋ｃｔ₂＋ｄ＝ｙ₂ ……（２）ｙ（ｔ₃）＝ａｔ₃ ³＋ｂｔ₃ ²＋ｃｔ₃＋ｄ＝ｙ₃ ……（３）と表される。

【００１２】そして、速度規定点Ｐ₂，Ｐ₃における傾
きをｙ₂’，ｙ₃’すると、ｙ₂’＝（ｙ₃−ｙ₁）／（ｔ₃−ｔ₁） ……（４）ｙ₃’＝（ｙ₄−ｙ₂）／（ｔ₄−ｔ₂） ……（５）が得られる。

【００１３】２つの速度規定点Ｐ₂，Ｐ₃における傾き
を決めたことにより、ｙ’（ｔ₂）＝３ａｔ₂ ²＋２ｂｔ₂＋ｃ＝ｙ₂ ^' ……（６）ｙ’（ｔ₃）＝３ａｔ₃ ²＋２ｂｔ₃＋ｃ＝ｙ₃ ^' ……（７）となる。

【００１４】上記４つの式（２），（３），（６），
（７）より、４つの未知数ａ，ｂ，ｃ，ｄを求める。こ
こで、ｔ＝ｔ−ｔ₂、Ｔ＝ｔ₃−ｔ₂と置き換えると、
上記式（２），（３），（６），（７）は、ｙ（０）＝ｄ＝ｙ₂ ……（２）’ ｙ（Ｔ）＝ａＴ³＋ｂＴ²＋ｃＴ＋ｄ＝ｙ₃ ……（３）’ ｙ’（０）＝ｃ＝ｙ₂’ ……（６）’ ｙ’（Ｔ）＝３ａＴ²＋２ｂＴ＋ｃ＝ｙ₃’ ……（７）’ と表される。

【００１５】上記式（２）’，（６）’より、ｃとｄは
決められた。また、式（３）’，（７）’より、ａＴ³＋ｂＴ²＝ｙ₃−ｃＴ−ｄ ……（８）３ａＴ²＋２ｂＴ＝ｙ₃’−ｃ ……（９）が得られる。

【００１６】（９）×Ｔ−（８）×２を行うと、ａＴ³＝ｙ₃’Ｔ−ｃＴ−２ｙ₃＋２ｃＴ＋２ｄ＝ｙ₃’Ｔ−２ｙ₃＋ｃＴ＋２ｄ ……（１０）が得られ、（８）を変形すると、ｂＴ²＝ｙ₃−ｃＴ−ｄ−ａＴ³ ……（１１）返られる。

【００１７】以上によって、４つの未知数ａ，ｂ，ｃ，
ｄが求められたことになるので、これらを用いて、ｔ₂
≦ｔ≦ｔ₃での任意のｔに対して、ｙ（ｔ）＝ａ（ｔ−ｔ₂）³＋ｂ（ｔ−ｔ₂）²＋ｃ（ｔ−ｔ₂）＋ｄ ……（１２）で補間する。

【００１８】前記式（１２）で示される３次関数によっ
て、目標速度Ｖ_NOMと目標加速度ｄＶ_NOM／ｄｔを求め
ると、図４に示すような運転プログラムを表す曲線１，
２が得られる。

【００１９】上記Ｉの方法によれば、速度規定点の前後
で目標速度Ｖ_NOMは連続であるが、次のような２つの問
題点がある。すなわち、一つは、目標加速度ｄＶ_NOM／ｄｔの変化率が連続で
はないことである。他の一つは、目標加速度ｄＶ_NOM／ｄｔ２において、
余分なツノができることである。このツノの最も顕著な
例は、図４（Ａ）において符号３で示すように、目標速
度Ｖ_NOMがゼロから増加し始める点の前に現れている。
目標速度Ｖ_NOMがゼロから増加し始める点の目標加速度
ｄＶ_NOM／ｄｔは、前記条件より、正の値である。とい
うことは、その直前の目標速度Ｖ_NOMは負の値となり、
目標加速度ｄＶ_NOM／ｄｔは一旦負になってから増加す
ることになり、現実の動作と合わない。

【００２０】II 次に、上記Ｉで説明した３次関数の一
つ目の欠点、すなわち、「目標加速度ｄＶ_NOM／ｄｔの
変化率が連続ではない」といった欠点を解決するため、
下記の条件を満たす時間の５次関数で、２つの速度規定
点間の目標速度Ｖ_NOMを表すことを試みた。すなわち、
図５に示すように、６つの速度規定点Ｐ₁（ｔ₁，
ｙ₁），Ｐ₂（ｔ₂，ｙ₂），Ｐ₃（ｔ₃，ｙ₃），Ｐ
₄（ｔ₄，ｙ₄），Ｐ₅（ｔ₅，ｙ₅），Ｐ₆（ｔ₆，
ｙ₆）があり、中央の２つの速度規定点Ｐ₃，Ｐ₄（ｔ
₃≦ｔ≦ｔ₄）間を補間する５次式を決める。条件は下
記の通りである。・２つの速度規定点Ｐ₃，Ｐ₄を通ること・左の速度規定点Ｐ₃における微分係数が、その点Ｐ₃
とさらに左の速度規定点Ｐ₂との間を通る５次関数の微
分係数と一致していること・左の速度規定点Ｐ₃における２階の微分係数が、その
点Ｐ₃とさらに左の速度規定点Ｐ₂との間を通る５次関
数の２階の微分係数と一致していること・右の速度規定点Ｐ₄における微分係数が、その点Ｐ₄
とさらに右の速度規定点Ｐ₅との間を通る５次関数の微
分係数と一致していること・右の速度規定点Ｐ₄における２階の微分係数が、その
点Ｐ₄とさらに右の速度規定点Ｐ₅との間を通る５次関
数の２階の微分係数と一致していることそして、速度規定点Ｐ₃，Ｐ₄における微分係数の値に
は、その点を挟む速度規定点間の平均の傾きを与えた。
また、速度規定点Ｐ₃，Ｐ₄における２階の微分係数の
値は、その点を挟む速度規定点における微分係数を同様
に求めて、その平均を傾きとした。

【００２１】今、補間関数を、ｙ（ｔ）＝ａｔ⁵＋ｂｔ⁴＋ｃｔ³＋ｄｔ²＋ｅｔ＋ｆ ……（２１）とする。

【００２２】２つの速度規定点Ｐ₃（ｔ₃，ｙ₃），Ｐ
₄（ｔ₄，ｙ₄）を通ることにより、ｙ（ｔ₃）＝ａｔ₃ ⁵＋ｂｔ₃ ⁴＋ｃｔ₃ ³＋ｄｔ₃ ²＋ｅｔ₃＋ｆ＝ｙ₃ ……（２２）ｙ（ｔ₄）＝ａｔ₄ ⁵＋ｂｔ₄ ⁴＋ｃｔ₄ ³＋ｄｔ₄ ²＋ｅｔ₄＋ｆ＝ｙ₄ ……（２３）と表される。

【００２３】そして、速度規定点Ｐ₃，Ｐ₄での傾きを
それぞれｙ₃’，ｙ₄’とすると、ｙ₃’＝（ｙ₄−ｙ₂）／（ｔ₄−ｔ₂） ……（２４）ｙ₄’＝（ｙ₅−ｙ₃）／（ｔ₅−ｔ₃） ……（２５）が得られる。

【００２４】２つの速度規定点Ｐ₃，Ｐ₄における傾き
を決めたことにより、ｙ’（ｔ₃）＝５ａｔ₃ ⁴＋４ｂｔ₃ ³＋３ｃｔ₃ ²＋２ｄｔ₃＋ｅ＝ｙ₃’ ……（２６）ｙ’（ｔ₃）＝５ａｔ₄ ⁴＋４ｂｔ₄ ³＋３ｃｔ₄ ²＋２ｄｔ₄＋ｅ＝ｙ₄’ ……（２７）となる。

【００２５】２つの速度規定点Ｐ₃，Ｐ₄における傾き
の傾きをそれぞれｙ₃”，ｙ₄ ^"とすると、ｙ₃”＝（ｙ₄ ^'−ｙ₂ ^'）／（ｔ₄−ｔ₂） ……（２８）ｙ₄”＝（ｙ₅ ^'−ｙ₃ ^'）／（ｔ₅−ｔ₃） ……（２９）となる。ここで、ｙ₂ ^'，ｙ₅ ^'は、式（２４）と同様
に求めた点Ｐ₂（ｔ₂，ｙ₂），Ｐ₅（ｔ₅，ｙ₅）で
の傾きである。

【００２６】２つの速度規定点Ｐ₃，Ｐ₄における傾き
の傾きを決めたことにより、ｙ”（ｔ₃）＝２０ａｔ₃ ³＋１２ｂｔ₃ ²＋６ｃｔ₃＋２ｄ＝ｙ₃” ……（３０）ｙ”（ｔ₄）＝２０ａｔ₄ ³＋１２ｂｔ₄ ²＋６ｃｔ₄＋２ｄ＝ｙ₄ ^" ……（３１）となる。

【００２７】上記６つの式（２２），（２３），（２
６），（２７），（３０），（３１）より、６つの未知
数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆを求める。ここで、ｔ＝ｔ−
ｔ₃、Ｔ＝ｔ₄−ｔ₃と置き換えると、上記式（２
２），（２３），（２６），（２７），（３０），（３
１）は、ｙ（０）＝ｆ＝ｙ₃ ……（２２）’ ｙ（Ｔ）＝ａＴ⁵＋ｂＴ⁴＋ｃＴ³＋ｄＴ²＋ｅＴ＋ｆ＝ｙ₄……（２３）^' ｙ’（０）＝ｅ＝ｙ₃’ ……（２６）’ ｙ’（Ｔ）＝５ａＴ⁴＋４ｂＴ³＋３ｃＴ²＋２ｄＴ＋ｅ＝ｙ₄’ ……（２７）’ ｙ”（０）＝２ｄ＝ｙ₃” ……（３０）’ ｙ”（Ｔ）＝２０ａＴ³＋１２ｂＴ²＋６ｃＴ＋２ｄ＝ｙ₄ ^"……（３１）’ となる。

【００２８】上記式（２２）’，（２６）’，（３
０）’より、ｄとｅとｆは決められた。また、式（２
３）’，（２７）’，（３１）’より、ａＴ⁵＋ｂＴ⁴＋ｃＴ³＝ｙ₄−ｄＴ²−ｅＴ−ｆ ……（３２）５ａＴ⁴＋４ｂＴ³＋３ｃＴ²＝ｙ₄’−２ｄＴ−ｅ ……（３３）２０ａＴ³＋１２ｂＴ₄ ²＋６ｃＴ₄＝ｙ₄ ^"−２ｄ ……（３４）が得られる。

【００２９】ここで、（３４）×Ｔ²−（３３）×２Ｔ
を行うと、１０ａＴ⁵＋４ｂＴ⁴＝ｙ₄ ^"Ｔ²−２ｙ₄’Ｔ＋２ｄＴ²＋２ｅＴ ……（３５）が得られ、（３３）×Ｔ−（３２）×３を行うと、２ａＴ⁵＋４ｂＴ⁴＝ｙ₄’Ｔ−３ｙ₄＋ｄＴ³＋２ｅＴ＋３ｆ……（３６）が得られ、そして、（３５）−（３６）×４を行うと、２ａＴ⁵＝ｙ₄ ^"Ｔ²−６ｙ₄’Ｔ＋１２ｙ₄−２ｄＴ²−６ｅＴ−１２ｆ ……（３７）が得られ、また、式（３６）を変形して、ｂＴ⁴＝ｙ₄’Ｔ−３ｙ₄＋ｄＴ³＋２ｅＴ＋３ｆ−２ａＴ⁵ ……（３８）が得られ、さらに、式（３２）を変形して、ｃＴ³＝ｙ₄−ｄＴ²−ｅＴ−ｆ−ａＴ⁵−ｂＴ⁴ ……（３９）がえられる。

【００３０】以上によって、６つの未知数ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅ，ｆが求められたことになるので、これらを用い
て、ｔ₃≦ｔ≦ｔ₄での任意のｔに対して、ｙ（ｔ）＝ａ（ｔ−ｔ₃）⁵＋ｂ（ｔ−ｔ₃）⁴＋ｃ（ｔ−ｔ₃）³＋ｄ（ｔ −ｔ₃）²＋ｅ（ｔ−ｔ₃）＋ｆ ……（４０）で補間する。

【００３１】前記式（４０）で示される５次関数によっ
て、目標速度Ｖ_NOMと目標加速度ｄＶ_NOM／ｄｔを求め
ると、図６に示すような運転プログラムを表す曲線１，
２が得られる。図６から理解されるように、上記IIの方
法によれば、速度規定点の前後で、目標加速度ｄＶ_NOM
／ｄｔおよびその変化率は連続になっており、前記Ｉの
方法における一つ目の欠点は解決された。

【００３２】しかしながら、上記IIの方法によれば、前
記Ｉの方法で問題となっていたツノは、図６（Ａ）にお
いて符号４で示すように、Ｉの方法によるよりもより一
層先鋭になっている。これは、補間に用いる関数の次数
が上がったため、曲線が波打ち、細かい加速度の増減が
増えたものと考えられる。

【００３３】III そこで、最後に、２点での１階、２
階の微分係数が一致する３次式での近似（３次のベース
スプライン関数で、２つの速度規定点間の目標速度Ｖ
_NOMを表すこと）すなわち、図１に示すように、４つの
速度規定点Ｐ₁（ｔ₁，ｙ₁），Ｐ₂（ｔ₂，ｙ₂），
Ｐ₃（ｔ₃，ｙ₃），Ｐ₄（ｔ₄，ｙ₄）があり、下記
の条件を満たす時間の３次関数を求めることである。・左の速度規定点Ｐ₂における微分係数が、その点Ｐ₂
とさらに左の速度規定点Ｐ₁との間を通る３次関数の微
分係数と一致していること・左の速度規定点Ｐ₂における２階の微分係数が、その
点Ｐ₂とさらに左の速度規定点Ｐ₁との間を通る３次関
数の２階の微分係数と一致していること・右の速度規定点Ｐ₃における微分係数が、その点Ｐ₃
とさらに右の速度規定点Ｐ₄との間を通る３次関数の微
分係数と一致していること・右の速度規定点Ｐ₃における２階の微分係数が、その
点Ｐ₃とさらに右の速度規定点Ｐ₄との間を通る３次関
数の２階の微分係数と一致していることそして、速度規定点Ｐ₂，Ｐ₃における微分係数の値に
は、その点とその左右の点の３点を通る２次関数のその
点における微分係数の値を与えた。また、速度規定点Ｐ
₂，Ｐ₃における２階の微分係数の値には、同じ２次関
数のその点における２階の微分係数の値を与えた。

【００３４】今、補間関数を、ｙ（ｔ）＝ａｔ³＋ｂｔ²＋ｃｔ＋ｄ ……（４１）とする。

【００３５】また、速度規定点Ｐ₂（ｔ₂，ｙ₂）での
傾きをｙ₂’、傾きの傾きをｙ₂”とする。ｙ₂’とｙ
₂”は、３点Ｐ₁（ｔ₁，ｙ₁），Ｐ₂（ｔ₂，
ｙ₂），Ｐ₃（ｔ₃，ｙ₃）を通る２次関数のｔ＝ｔ₂
における１階、２階の微分係数とする。

【００３６】そして、３点Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を通る２次
関数を、Ｙ（ｔ）＝Ａｔ²＋Ｂｔ＋Ｃ ……（４２）とする。

【００３７】前記２次関数が３点Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を通
ることにより、Ｙ（ｔ₁）＝Ａｔ₁ ²＋Ｂｔ₁＋Ｃ＝ｙ₁ ……（４３）Ｙ（ｔ₁）＝Ａｔ₂ ²＋Ｂｔ₂＋Ｃ＝ｙ₂ ……（４４）Ｙ（ｔ₁）＝Ａｔ₃ ²＋Ｂｔ₃＋Ｃ＝ｙ₃ ……（４５）となる。

【００３８】ここで、ｔ＝ｔ−ｔ₂、ｔ₁’＝ｔ₁−ｔ
₂、ｔ₃’＝ｔ₃−ｔ₂とすると、Ｙ（ｔ₁’）＝Ａｔ₁’²＋Ｂｔ₁’＋Ｃ＝ｙ₁ ……（４６）Ｙ（０）＝Ｃ＝ｙ₂ ……（４７）Ｙ（ｔ₃’）＝Ａｔ₃’²＋Ｂｔ₃’＋Ｃ＝ｙ₃ ……（４８）となる。

【００３９】式（４６），（４８）より、Ａｔ₁’²＋Ｂｔ₁’＝ｙ₁−ｙ₂ ……（４９）Ａｔ₃’²＋Ｂｔ₃’＝ｙ₃−ｙ₂ ……（５０）が得られ、これらの式（４９），（５０）から、Ａ＝｛（ｙ₁−ｙ₂）ｔ₃’−（ｙ₃−ｙ₂）ｔ₁’｝／（ｔ₁’²ｔ₃’−ｔ₁’ｔ₃’²） ……（５１）Ｂ＝｛ｔ₁’²（ｙ₃−ｙ₂）−ｔ₃’²（ｙ₁−ｙ₂）｝／（ｔ₁’²ｔ₃’−ｔ₁’ｔ₃’²） ……（５２）が得られる。

【００４０】前記式（４７），（５１），（５２）よ
り、未知の係数Ａ，Ｂ，Ｃが求められ、３点Ｐ₁，
Ｐ₂，Ｐ₃を通る２次関数が求められた。そして、
ｙ₂’，ｙ₂”はこの２次関数のｔ＝ｔ₂における１
階、２階の微分係数であるから、ｙ₂’＝Ｙ’（０）＝２Ａ×０＋Ｂ＝Ｂｙ₂”＝Ｙ”（０）＝２Ａとなる。

【００４１】これと同様にして、３点Ｐ₂（ｔ₂，
ｙ₂），Ｐ₃（ｔ₃，ｙ₃），Ｐ₄（ｔ₄，ｙ₄）を通
る２次関数を求め、そのｔ＝ｔ₃における１階、２階の
微分係数として、ｙ₃’，ｙ₃”を決める。

【００４２】前記式（４１）より、ｙ’（ｔ）＝３ａｔ²＋２ｂｔ＋ｃ ……（５３）ｙ”（ｔ）＝６ａｔ＋２ｂ ……（５４）が得られる。

【００４３】補間の条件より、ｙ’（ｔ₂）＝３ａｔ₂ ²＋２ｂｔ₂＋ｃ＝ｙ₂’ ……（５５）ｙ’（ｔ₃）＝３ａｔ₃ ²＋２ｂｔ₃＋ｃ＝ｙ₃’ ……（５６）ｙ”（ｔ₂）＝６ａｔ₂＋２ｂ＝ｙ₂” ……（５７）ｙ”（ｔ₃）＝６ａｔ₃＋２ｂ＝ｙ₃” ……（５８）となる。

【００４４】ここで、ｔ＝ｔ−ｔ₂、Ｔ＝ｔ₃−ｔ₂と
置き換えると、前記式（５５），（５６），（５７），
（５８）は、ｙ’（０）＝ｃ＝ｙ₂’ ……（５５）’ ｙ’（Ｔ）＝３ａＴ²＋２ｂＴ＋ｃ＝ｙ₃’ ……（５６）’ ｙ”（０）＝２ｂ＝ｙ₂” ……（５７）’ ｙ”（Ｔ）＝６ａＴ＋２ｂ＝ｙ₃” ……（５８）’ と表される。

【００４５】前記式（５５）’，（５７）’より、未知
の係数ｂとｃは決められた。また、式（５８）より、６ａＴ＝ｙ₃”−２ｂ ……（５９）となる。

【００４６】ここで、式（５５）’，（５７）’より求
められたｂとｃを式（５６）’に代入して未知数ａを求
めても、ｔ₁，ｔ₂，ｔ₃，ｔ₄が等間隔ならば同じ結
果となる。以上で未知数ａ，ｂ，ｃが求められたこと
になる。

【００４７】ところで、未知数ｄは不定であるが、ｔ＝
ｔ₂におけるｙの値、すなわち、ｙ（ｔ₂）を、ｔ₁≦
ｔ≦ｔ₂での補間関数のｔ＝ｔ₂における値とするとい
う条件を付け加えると求めることができる。

【００４８】このようにして求めたａ，ｂ，ｃ，ｄを用
いて、ｔ₂≦ｔ≦ｔ₃での任意のｔに対して、ｙ（ｔ）＝ａ（ｔ−ｔ₂）³＋ｂ（ｔ−ｔ₂）²＋ｃ（ｔ−ｔ₂）＋ｄ ……（６０）で補間する。

【００４９】上述したように、このIII の方法によって
３次式を決定するが、条件は全て微分係数についてのも
のであるため、定数項は決まらない。したがって、目標
速度Ｖ_NOMは決まらない。定数項以外の係数を求め、目
標加速度ｄＶ_NOM／ｄｔを求めると、図２に示すような
運転プログラムを表す曲線１，２が得られる。なお、こ
の図において、目標速度Ｖ_NOMを表す曲線１は便宜的に
左の速度規定点Ｐ₂を通るように描いてある。

【００５０】このIII の方法によれば、前記Ｉ，IIの方
法による欠点は全て解決されている。すなわち、速度規
定点の前後で目標加速度ｄＶ_NOM／ｄｔおよびその変化
率が連続であり、目標加速度ｄＶ_NOM／ｄｔを表す曲線
２に余分なツノはない。

【００５１】しかし、速度規定点の前後で速度は連続で
はなく、したがって、目標速度Ｖ_NO _Mは決まらず、例え
ば、左の速度規定点Ｐ₂を通るようにすると、右の速度
規定点Ｐ₃で不連続となってしまう。そこで、目標速度
Ｖ_NOMは、従来どおり、速度規定点間を、例えば、直線
で補間するなど適宜の方法によって作り、目標加速度ｄ
Ｖ_NOM／ｄｔだけ、ベーススプライン関数を用いて作る
のが好ましい。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の自動車
自動運転ロボットの制御方法は、２つの速度規定点間を
３次のベーススプライン関数を用いて目標速度を作り、
この目標速度を時間微分して目標加速度を求め、前記目
標速度と目標加速度を用いてアクセル踏込み量を求める
ようにしているので、加速度が階段状に変化するといっ
たことがなくなり、アクセル踏込み量の変化が滑らかに
なり、より人間ドライバーに近い運転を行える。したが
って、排気ガスの認証試験においても有利な結果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の自動車自動運転ロボットの制御方法
を説明するための図である。

【図２】前記方法によって得られた目標速度と目標加速
度を表す走行パターンの一例を示す図である。

【図３】この発明に至る過程において試行された方法を
説明するための図である。

【図４】前記試行方法によって得られた目標速度と目標
加速度を表す走行パターンの一例を示す図である。

【図５】この発明に至る過程において試行された他の方
法を説明するための図である。

【図６】前記他の試行方法によって得られた目標速度と
目標加速度を表す走行パターンの一例を示す図である。

【図７】従来技術を説明するための図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの速度規定点間を３次のベーススプ
ライン関数を用いて目標速度を作り、この目標速度を時
間微分して目標加速度を求め、前記目標速度と目標加速
度を用いてアクセル踏込み量を求めるようにしたことを
特徴とする自動車自動運転ロボットの制御方法。