JPH09113418A - 自動車自動運転ロボットの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車自動運転ロボットに任意の車速偏差内
で滑らかに運転を行わせることにより、人間ドライバー
に近い滑らかな運転を実現す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。 【解決手段】 車速の原目標値Ｖ₀ 、車速の制御誤差の
上限値Ｖ_max および下限値Ｖ_min から修正曲線Ｖ₁ を自
動的に計算し、前記原目標値Ｖ₀ 、修正曲線Ｖ₁ および
修正係数ｋから車速の修正目標値Ｖ_ref を求め、この修
正目標値Ｖ_refによって車速を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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、自動車の各種モード運転にお
ける排ガスの測定や燃費の試験などの目的のために、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が用いられる
ようになってきている。

【０００３】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、その基本となるの
は、車速の原目標値である。この原目標値は、図２にお
いて符号Ａで示すように、１秒ごとの車速を表す点を直
線的に結んでいったものである。

【０００４】また、前記図２において、原目標値Ａの上
下をこれに対して所定の間隔で沿うように描かれた曲線
Ｂ，Ｃは、それぞれ車速制御誤差の上限、下限の許容範
囲を表す曲線であり、例えば、次のようにして作成され
る。すなわち、ある時点ｔ_nにおける原目標値（時速）
をＡ_n ｋｍ／ｈとするとき、前記時点ｔ_n より１秒前の
時点ｔ_n-1 における誤差上限値Ｂ_n-1 を、（Ａ_n ＋１）
ｋｍ／ｈとし、前記時点ｔ_n より１秒後の時点ｔ_n+1 に
おける誤差下限値Ｃ_n+1 を、（Ａ_n −１）ｋｍ／ｈとし
たもので、前記曲線Ｂ，Ｃは、これらの点をそれぞれ順
次結んでなるものである。

【０００５】そして、従来の実車走行シミュレート運転
においては、原目標値をそのままか、あるいは、フィル
タを入れることにより少し滑らかにしたものを車速目標
値として使用していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記実車走
行シミュレート運転を人間ドライバーが行う場合は、許
容誤差の範囲、つまり、前記曲線ＢとＣとの間の範囲を
意図的に利用し、急激に加速したり減速するといった運
転操作を行わないで、良好な排ガスデータを得るように
している。

【０００７】一方、前記実車走行シミュレート運転を自
動車自動運転ロボットが行う場合は、目標値に余りにも
忠実に運転を行ってしまうので、人間が運転した場合と
は大幅に異なった排ガスデータが得られてしまう。

【０００８】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、自動車自動運転ロボットに任意
の車速偏差内で滑らかに運転を行わせることにより、人
間ドライバーに近い滑らかな運転を実現するようにした
自動車自動運転ロボットの制御方法を提供することであ
る。

【０００９】

【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、
車速の原目標値、車速の制御誤差の上限値および下限値
から修正曲線を自動的に計算し、前記原目標値、修正曲
線および修正係数から車速の修正目標値を求め、この修
正目標値によって車速を制御することを特徴としてい
る。

【００１０】より具体的には、車速の原目標値を表す曲
線をＶ₀ 、車速制御誤差の上限の許容範囲を表す曲線を
Ｖ_max 、下限の許容範囲を表す曲線をＶ_min とし、前記
曲線Ｖ_max の極小点をｐ₂ 、前記曲線Ｖ_min の極大点を
ｐ₁ およびｐ₃ 、前記曲線Ｖ₀ の始点をｐ₀ 、終点をｐ
₄ とするとき、前記点ｐ₀ ，ｐ₁ ，ｐ₂ ，ｐ₃ およびｐ
₄ を通る曲線を求めてこれを修正曲線Ｖ₁ とし、最終的
に制御に用いる車速目標値Ｖ_ref を、 Ｖ_ref ＝ｋＶ₁ ＋（１−ｋ）Ｖ₀ ……（１） 但し、ｋは修正係数（０≦ｋ＜１）なる式によって求
め、この修正車速目標値Ｖ_ref に基づいて車速を制御す
るようにしている。

【００１１】上記（１）式では、曲線Ｖ₀ の始点ｐ₀ 、
終点ｐ₄ および曲線Ｖ_max の極小点ｐ₂ 、曲線Ｖ_min の
極大点ｐ₁ およびｐ₃ を通る修正曲線Ｖ₁ を用いるよう
にしているが、これに代えて、曲線Ｖ₀ と前記点ｐ₁ ，
ｐ_{2 ,} ｐ₃ との間の点を適宜求めてｐ₁ ’，ｐ₂ ’，ｐ
₃ ’とし、点ｐ₀ ，ｐ₁ ’，ｐ₂ ’，ｐ₃ ’およびｐ₄
を通る修正曲線Ｖ₂ を用いるようにしてもよい。このと
きの車速目標値Ｖ_refは、下記のように表される。 Ｖ_ref ＝ｋＶ₂ ＋（１−ｋ）Ｖ₀ ……（２） 但し、ｋは修正係数（０≦ｋ＜１）

【００１２】上記自動車自動運転ロボットの制御方法に
よれば、修正係数ｋを適宜設定することにより、人間ド
ライバーがアクセルペダル操作を少なくして、排ガスデ
ータを良くするような運転を自動車自動運転ロボットに
行わせることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を、図を参
照しながら説明する。

【００１４】図１は、この発明の一つの実施の形態を説
明するための図であり、この図において、Ｖ₀ は車速の
原目標値を表す曲線である。Ｖ_max 、Ｖ_min はそれぞれ
車速制御誤差の上限、下限の許容範囲を表す曲線で、例
えば上記図２に示した手法で作成される。

【００１５】まず、前記上限曲線Ｖ_max における極小点
をｐ₂ とし、下限曲線Ｖ_min における極大点をｐ₁ およ
びｐ₃ とし、原目標値曲線Ｖ₀ の始点をｐ₀ 、終点をｐ
₄ とする。

【００１６】次に、上記各点ｐ₀ 〜ｐ₄ を通る曲線を求
め、これを修正曲線Ｖ₁ とする。この曲線は、例えばス
プライン曲線でよいが、これに限られるものではない。
この修正曲線Ｖ₁ は、その速度変化が少なく、人間ドラ
イバーが運転するときの車速は、この曲線Ｖ₁ にほぼ近
い。

【００１７】そして、最終的に制御に用いる修正目標値
をＶ_ref とすると、この修正目標値Ｖ_ref を、次式
（１）によって求める。 Ｖ_ref ＝ｋＶ₁ ＋（１−ｋ）Ｖ₀ ……（１）

【００１８】そして、上記（１）式において、ｋは修正
係数であり、０〜１の値を任意にとることができる。例
えば、ｋ＝０とすると、Ｖ_ref ＝Ｖ₀ となり、このとき
の修正目標値を表す曲線Ｖ_ref は、原目標値曲線Ｖ₀ と
等しくなる。また、ｋ＝１とすると、Ｖ_ref ＝Ｖ₁ とな
り、このときの修正目標値曲線Ｖ_ref は、修正曲線Ｖ₁
と等しくなる。

【００１９】しかしながら、前記修正曲線Ｖ₁ は、図１
に示すように、上限曲線Ｖ_max の極小点ｐ₂ や下限曲線
Ｖ_min の極大点をｐ₁ ，ｐ₃ を含むものであるので、少
しの誤差でもあると、所望の車速を維持できなくなるお
それがあるため、実用的には、修正係数ｋは、０≦ｋ＜
１の範囲に設定するのが好ましい。

【００２０】そして、前記修正係数ｋの値を、前記範囲
において適当に選ぶことにより、人間ドライバーがアク
セルペダル操作を少なくして、排ガスデータを良くする
ような運転を自動車自動運転ロボットに行わせることが
できる。

【００２１】上述の実施の形態においては、曲線Ｖ₀ の
始点ｐ₀ 、終点ｐ₄ および曲線Ｖ_max の極小点ｐ₂ 、曲
線Ｖ_min の極大点ｐ₁ およびｐ₃ を通る修正曲線Ｖ₁ を
用いるようにしているが、これに代えて、次のようにし
てもよい。

【００２２】すなわち、曲線Ｖ₀ と前記点ｐ₁ ，ｐ_{2 ,}
ｐ₃ との間の点を適宜求めてｐ₁ ’，ｐ₂ ’，ｐ₃ ’と
し、点ｐ₀ 、ｐ₁ ’，ｐ₂ ’，ｐ₃ ’ｐ₄ を通る修正曲
線Ｖ₂ を求めるのである。この場合、点ｐ₁ ’，ｐ₃ ’
は、極大値ｐ₁ ，ｐ₂ の例えば１．２倍、また、点
ｐ₂ ’は、極小値ｐ₂ の０．８倍というように設定すれ
ばよい。そして、前記極大値あるいは極小値に乗ぜられ
る数値（１．２、または０．８といった数値）は、曲線
Ｖ_max と曲線Ｖ_min とによって形成される幅内を逸脱し
ない範囲であれば任意に設定できることはいうまでもな
い。このときの、車速目標値Ｖ_ref は、下記のように表
される。 Ｖ_ref ＝ｋＶ₂ ＋（１−ｋ）Ｖ₀ ……（２） 但し、ｋは修正係数（０≦ｋ＜１）

【００２３】この発明は、上述の実施の形態に限られる
ものではなく、例えば、車速制御の許容範囲を示す上限
曲線Ｖ_max および下限曲線Ｖ_min は、上記スプライン曲
線に限られるものではなく、他の手法によって任意に設
定してもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、自動車自動運転ロボットに任意の車速偏差内で滑ら
かに運転を行わせることにより、人間ドライバーに近い
滑らかな運転を実現することができ、したがって、排ガ
スの認証試験においても有利な結果を得ることができ
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】従来技術を説明するための図である。

【符号の説明】

Ｖ₀ …車速の原目標値を表す曲線、Ｖ_max …車速制御誤
差の上限の許容範囲を表す曲線、Ｖ_min …車速制御誤差
の下限の許容範囲を表す曲線、Ｖ₁ …修正曲線、ｐ₀ …
曲線Ｖ₀ の始点、ｐ₁ ，ｐ₃ …曲線Ｖ_min の極大点、ｐ
₁ ’，ｐ₃ ’…曲線Ｖ_min の極大点と曲線Ｖ₀ との間の
点、ｐ₂ …曲線Ｖ_max の極小点、ｐ₂ ’…曲線Ｖ_max の
極小点と曲線Ｖ₀ との間の点、ｐ₄ …曲線Ｖ₀ の終点。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車速の原目標値、車速の制御誤差の上限
   値および下限値から修正曲線を自動的に計算し、前記原
   目標値、修正曲線および修正係数から車速の修正目標値
   を求め、この修正目標値によって車速を制御することを
   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】 車速の原目標値を表す曲線をＶ₀ 、車速
   制御誤差の上限の許容範囲を表す曲線をＶ_max 、下限の
   許容範囲を表す曲線をＶ_min とし、前記曲線Ｖ_max の極
   小点をｐ₂ 、前記曲線Ｖ_min の極大点をｐ₁ および
   ｐ₃ 、前記曲線Ｖ₀ の始点をｐ₀ 、終点をｐ₄ とすると
   き、前記点ｐ₀ ，ｐ₁ ，ｐ₂ ，ｐ₃ およびｐ₄ を通る曲
   線を求めてこれを修正曲線Ｖ₁ とし、最終的に制御に用
   いる車速目標値Ｖ_ref を、 Ｖ_ref ＝ｋＶ₁ ＋（１−ｋ）Ｖ₀ 但し、ｋは修正係数（０≦ｋ＜１）なる式によって求
   め、この修正車速目標値Ｖ_ref に基づいて車速を制御す
   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】 車速の原目標値を表す曲線をＶ₀ 、車速
   制御誤差の上限の許容範囲を表す曲線をＶ_max 、下限の
   許容範囲を表す曲線をＶ_min とし、前記曲線Ｖ_max の極
   小点をｐ₂ 、前記曲線Ｖ_min の極大点をｐ₁ および
   ｐ₃ 、前記曲線Ｖ₀ の始点をｐ₀ 、終点をｐ₄ とすると
   き、前記曲線Ｖ₀ と前記極大点ｐ₁ およびｐ₃ との間に
   それぞれ点ｐ₁ ’およびｐ₃ ’を定め、前記曲線Ｖ₀ と
   極小点ｐ₂との間に点ｐ₂ ’を定め、前記点ｐ₀ ，
   ｐ₁ ’，ｐ₂ ’，ｐ₃ ’およびｐ₄ を通る曲線を求めて
   これを修正曲線Ｖ₂ とし、最終的に制御に用いる車速目
   標値Ｖ_ref を、 Ｖ_ref ＝ｋＶ₂ ＋（１−ｋ）Ｖ₀ 但し、ｋは修正係数（０≦ｋ＜１）なる式によって求
   め、この修正車速目標値Ｖ_ref に基づいて車速を制御す
   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。