KR102673202B1 - 차속 제어 장치 및 드라이버 모델 처리 장치 - Google Patents

차속 제어 장치 및 드라이버 모델 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102673202B1
KR102673202B1 KR1020247005065A KR20247005065A KR102673202B1 KR 102673202 B1 KR102673202 B1 KR 102673202B1 KR 1020247005065 A KR1020247005065 A KR 1020247005065A KR 20247005065 A KR20247005065 A KR 20247005065A KR 102673202 B1 KR102673202 B1 KR 102673202B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
driving force
command
vehicle speed
accelerator
control unit
Prior art date
Application number
KR1020247005065A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20240033040A (ko
Inventor
타카시 야마구치
Original Assignee
메이덴샤 코포레이션
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 메이덴샤 코포레이션 filed Critical 메이덴샤 코포레이션
Publication of KR20240033040A publication Critical patent/KR20240033040A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102673202B1 publication Critical patent/KR102673202B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K26/00—Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles
    • B60K26/02—Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles of initiating means or elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/18—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

차속 제어 장치(2)는 차량(6)의 액셀 페달 및 브레이크 페달을 조작하는 드라이브 로봇(3)을 구동함으로써 차속을 제어하는 것으로, 차량(6)의 실제 차속(V) 및 차속 지령(Vcmd)을 바탕으로 구동력 지령(Fcmd)을 생성하는 구동력 지령 생성부(20)와, 구동력 지령(Fcmd)을 바탕으로 액셀 페달에 대한 개도 지령(θAC)을 생성하는 액셀 제어부(22)와, 구동력 지령(Fcmd)을 바탕으로 브레이크 페달에 대한 개도 지령(θBK)을 생성하는 브레이크 제어부(24)와, 개도 지령(θAC)을 드라이브 로봇(3)에 입력하는 액셀 제어 모드 및 개도 지령(θBK)을 드라이브 로봇(3)에 입력하는 브레이크 제어 모드 중 어느 하나를 구동력 지령(Fcmd)을 바탕으로 선택하는 밟기 전환 제어부(26)를 구비한다.

Description

차속 제어 장치 및 드라이버 모델 처리 장치
본 발명은 차속 제어 장치 및 드라이버 모델 처리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 차량의 액셀 페달 및 브레이크 페달을 조작하는 드라이브 로봇을 구동함으로써 차속을 제어하는 차속 제어 장치, 및 드라이버에 의한 액셀 페달 및 브레이크 페달의 조작을 모의하는 드라이버 모델 처리 장치에 관한 것이다.
내구(耐久) 시험, 배기 정화 성능 평가 시험 및 연비 계측 시험 등의 차량 시험은 예를 들어, 섀시 다이나모미터(Chassis dynamometer)의 롤러 상에 실제 차량을 실제로 주행시킴으로써 수행된다. 차량의 개발 단계에서는, 실제 차량의 운전은 사람을 대신해서 드라이브 로봇이 수행하는 경우가 있다. 차속 제어 장치는 차량에서 실현할 차속의 시계열 데이터인 차속 지령을 바탕으로 액셀 페달이나 브레이크 페달 등의 조작량 지령을 생성하고, 드라이브 로봇은 이들 조작량 지령에 따라 액추에이터를 구동함으로써, 차량의 액셀 페달이나 브레이크 페달을 조작한다.
특허문헌 1에 나타난 차속 제어 장치는 차속 지령 및 실제 차속을 바탕으로 가속 상태에서의 액셀 페달 조작량을 산출하는 가속 제어부와, 차속 지령 및 실제 차속을 바탕으로 정속 주행 상태에서의 액셀 페달 조작량을 산출하는 정속 제어부와, 차속 지령 및 실제 차속을 바탕으로 감속 상태에서의 브레이크 페달 조작량을 산출하는 감속 제어부와, 차속 지령을 바탕으로 각 시각에서의 제어 방식으로서 가속 제어부에 의한 가속 제어 방식, 정속 제어부에 의한 정속 제어 방식, 및 감속 제어부에 의한 감속 제어 방식 중 어느 하나를 선택하는 선택부를 구비한다.
특허문헌 1에 있어서의 선택부는 차속 지령의 각 시각에서의 기울기인 가속도가 양의 역치보다 큰 경우에는, 제어 방식으로서 가속 제어 방식을 선택하고, 가속도가 음의 역치보다 작은 경우에는, 제어 방식으로서 감속 제어 방식을 선택하고, 가속도가 음의 역치와 양의 역치의 사이인 경우에는, 제어 방식으로서 정속 제어 방식을 선택한다.
특허문헌 1: 일본 특허 제6090153호
이상과 같이, 특허문헌 1에 나타난 기술에서는, 차속 지령(즉, 주행 패턴)에 따라 제어 방식을 선택하고 있다. 이것은, 즉, 특허문헌 1에 나타난 차속 제어 장치에서는, 액셀 페달과 브레이크 페달을 밟기 전환하는 시각인 페달 밟기 전환 포인트를, 차량의 특성이나 실제 차량의 상태에 상관없이, 미리 정해진 타(他)주행 패턴에 따라 일의적으로 정하는 것에 상당한다. 이 때문에, 특허문헌 1에 나타난 기술에 의하면, 액셀 페달과 브레이크 페달의 밟기 전환이 부자연스러워질 우려가 있다.
본 발명은 액셀 페달과 브레이크 페달의 자연스러운 밟기 전환을 실현할 수 있는 차속 제어 장치 및 드라이버 모델 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(1) 본 발명에 따른 차속 제어 장치(예를 들어, 후술하는 차속 제어 장치(2))는 차량의 액셀 페달 및 브레이크 페달을 조작하는 드라이브 로봇(예를 들어, 후술하는 드라이브 로봇(3))을 구동함으로써 차속을 제어하는 것으로, 상기 차량의 실제 차속(예를 들어, 후술하는 실제 차속(V)) 및 당해 실제 차속에 대한 차속 지령(예를 들어, 후술하는 차속 지령(Vcmd))을 바탕으로 상기 차량에 대한 구동력 지령(예를 들어, 후술하는 구동력 지령(Fcmd))을 생성하는 구동력 지령 생성부(예를 들어, 후술하는 구동력 지령 생성부(20))와, 상기 구동력 지령을 바탕으로 액셀 페달 조작량에 대한 액셀 조작량 지령(예를 들어, 후술하는 개도(開度) 지령(θAC))을 생성하는 액셀 제어부(예를 들어, 후술하는 액셀 제어부(22))와, 상기 구동력 지령을 바탕으로 브레이크 페달 조작량에 대한 브레이크 조작량 지령(예를 들어, 후술하는 개도 지령(θBK))을 생성하는 브레이크 제어부(예를 들어, 후술하는 브레이크 제어부(24))와, 상기 액셀 조작량 지령을 상기 드라이브 로봇에 입력하는 액셀 제어 모드 및 상기 브레이크 조작량 지령을 상기 드라이브 로봇에 입력하는 브레이크 제어 모드 중 어느 하나를 상기 구동력 지령을 바탕으로 선택하는 밟기 전환 제어부(예를 들어, 후술하는 밟기 전환 제어부(26))를 구비하는 것을 특징으로 한다.
(2) 이 경우, 상기 구동력 지령 생성부는 상기 차속 지령 및 차량 중량을 바탕으로 기본 구동력(예를 들어, 후술하는 기본 구동력(Fbs))을 산출하는 기본 구동력 산출부(예를 들어, 후술하는 기본 구동력 산출부(201))와, 상기 차속 지령과 상기 실제 차속의 편차(예를 들어, 후술하는 차속 편차(e))를 바탕으로 보정 구동력(예를 들어, 후술하는 보정 구동력(Ffb))을 산출하는 피드백 제어부(예를 들어, 후술하는 피드백 제어부(202))와, 상기 기본 구동력과 상기 보정 구동력의 합을 상기 구동력 지령으로서 출력하는 가산부(예를 들어, 후술하는 가산부(203))를 구비하는 것이 바람직하다.
(3) 이 경우, 상기 액셀 제어부는 각 차속에서의 상기 액셀 페달 조작량과 상기 차량에서의 발생 구동력을 관련짓는 액셀 제어 맵(예를 들어, 후술하는 액셀 제어 맵(Mac))에 대하여, 상기 실제 차속 및 상기 구동력 지령을 입력함으로써 상기 액셀 조작량 지령을 생성하는 것이 바람직하다.
(4) 이 경우, 상기 브레이크 제어부는 각 차속에서의 상기 브레이크 페달 조작량과 상기 차량에서의 발생 구동력을 관련짓는 브레이크 제어 맵(예를 들어, 후술하는 브레이크 제어 맵(Mbk))에 대하여, 상기 실제 차속 및 상기 구동력 지령을 입력함으로써 상기 브레이크 조작량 지령을 생성하는 것이 바람직하다.
(5) 이 경우, 상기 액셀 제어부는 각 차속에서의 상기 액셀 페달 조작량과 상기 차량에서의 발생 구동력을 관련짓는 액셀 제어 맵(예를 들어, 후술하는 액셀 제어 맵(Mac))에 대하여, 상기 실제 차속 및 상기 구동력 지령을 입력함으로써 상기 액셀 조작량 지령을 생성하고, 상기 브레이크 제어부는 각 차속에서의 상기 브레이크 페달 조작량과 상기 발생 구동력을 관련짓는 브레이크 제어 맵(예를 들어, 후술하는 브레이크 제어 맵(Mbk))에 대하여, 상기 실제 차속 및 상기 구동력 지령을 입력함으로써 상기 브레이크 조작량 지령을 생성하는 것이 바람직하다.
(6) 이 경우, 상기 밟기 전환 제어부는 상기 구동력 지령이 가감속 판정값(예를 들어, 후술하는 가감속 판정값(Fac))보다 큰 경우에는, 상기 액셀 제어 모드를 선택하고, 상기 구동력 지령이 상기 가감속 판정값보다 작은 경우에는, 상기 브레이크 제어 모드를 선택하는 것이 바람직하다.
(7) 이 경우, 상기 밟기 전환 제어부는 제어 모드로서 상기 액셀 제어 모드를 선택하고 있는 동안에 상기 구동력 지령이 상기 가감속 판정값보다 작은 값으로 설정된 제 1 밟기 전환 역치(예를 들어, 후술하는 제 1 밟기 전환 역치(Fth1))를 하회한 경우에는, 상기 제어 모드를 상기 브레이크 제어 모드로 전환하고, 상기 제어 모드로서 상기 브레이크 제어 모드를 선택하고 있는 동안에 상기 구동력 지령이 상기 가감속 판정값보다 큰 값으로 설정된 제 2 밟기 전환 역치(예를 들어, 후술하는 제 2 밟기 전환 역치(Fth2))를 상회한 경우에는, 상기 제어 모드를 상기 액셀 제어 모드로 전환하는 것이 바람직하다.
(8) 이 경우, 상기 밟기 전환 제어부는 상기 실제 차속에 따라 상기 가감속 판정값, 상기 제 1 밟기 전환 역치, 및 상기 제 2 밟기 전환 역치를 변화시키는 것이 바람직하다.
(9) 이 경우, 상기 밟기 전환 제어부는 상기 피드백 제어부에 포함되는 제어 파라미터(예를 들어, 후술하는 적분 게인(Ki))의 값에 따라 상기 제 2 밟기 전환 역치와 상기 제 1 밟기 전환 역치의 차를 변화시키는 것이 바람직하다.
(10) 본 발명에 따른 드라이버 모델 처리 장치(예를 들어, 후술하는 드라이버 모델 처리 장치(70))는 드라이버에 의한 차량의 액셀 페달 및 브레이크 페달의 조작을 모의하는 것으로, 상기 차량의 실제 차속(예를 들어, 후술하는 실제 차속(V)) 및 당해 실제 차속에 대한 차속 지령(예를 들어, 후술하는 차속 지령(Vcmd))을 바탕으로 상기 차량에 대한 구동력 지령을 생성하는 구동력 지령 생성부(예를 들어, 후술하는 구동력 지령 생성부(71))와, 상기 구동력 지령을 바탕으로 액셀 페달 조작량에 대한 액셀 조작량 지령(예를 들어, 후술하는 개도 지령(θAC))을 생성하는 액셀 제어부(예를 들어, 후술하는 액셀 제어부(72))와, 상기 구동력 지령을 바탕으로 브레이크 페달 조작량에 대한 브레이크 조작량 지령(예를 들어, 후술하는 개도 지령(θBK))을 생성하는 브레이크 제어부(예를 들어, 후술하는 브레이크 제어부(74))와, 상기 액셀 제어부를 온(on)으로 하는 액셀 제어 모드 및 상기 브레이크 제어부를 온으로 하는 브레이크 제어 모드 중 어느 하나를 상기 구동력 지령을 바탕으로 선택하는 밟기 전환 제어부(예를 들어, 후술하는 밟기 전환 제어부(76))를 구비하는 것을 특징으로 한다.
(1) 본 발명에 따른 차속 제어 장치에 있어서, 구동력 지령 생성부는 실제 차속 및 차속 지령을 바탕으로 차량에 대한 구동력 지령을 생성하고, 액셀 제어부는 구동력 지령을 바탕으로 액셀 조작량 지령을 생성하고, 브레이크 제어부는 구동력 지령을 바탕으로 브레이크 조작량 지령을 생성하고, 밟기 전환 제어부는 액셀 조작량 지령을 드라이브 로봇에 입력하는 액셀 제어 모드 및 브레이크 조작량 지령을 드라이브 로봇에 입력하는 브레이크 제어 모드 중 어느 하나를 구동력 지령을 바탕으로 선택한다. 즉, 본 발명에서는, 구동력 지령 생성부에서 차속 지령 및 실제 차속을 바탕으로 생성되는 구동력 지령을 바탕으로 제어 모드를 선택함으로써, 차량의 상태에 따른 자연스러운 타이밍에 액셀 페달과 브레이크 페달을 밟기 전환할 수 있다.
(2) 본 발명에 따른 차속 제어 장치에 있어서, 구동력 지령 생성부는 차속 지령 및 차량 중량을 바탕으로 산출되는 기본 구동력과, 차속 지령과 실제 차속의 편차를 바탕으로 산출되는 보정 구동력의 합을 구동력 지령으로서 출력한다. 본 발명에 의하면, 피드백 제어부에 의해 산출되는 보정 구동력을 포함하는 구동력 지령을 바탕으로 제어 모드를 선택함으로써, 차속 지령의 변화와 차량의 상태에 따른 자연스러운 타이밍에 액셀 페달과 브레이크 페달을 밟기 전환할 수 있다.
(3) 본 발명에 따른 차속 제어 장치에 있어서, 액셀 제어부는 각 차속에서의 액셀 페달 조작량과 발생 구동력을 관련짓는 액셀 제어 맵에 대하여, 실제 차속 및 구동력 지령을 입력함으로써 액셀 조작량 지령을 생성한다. 본 발명에 의하면, 피드백 제어부를 사용하여 생성한 구동력 지령을 액셀 제어 맵에 입력함으로써 액셀 조작량 지령을 생성함으로써, 액셀 페달의 지령 응답을 신속하게 할 수 있다.
(4) 본 발명에 따른 차속 제어 장치에 있어서, 브레이크 제어부는 각 차속에서의 브레이크 페달 조작량과 발생 구동력을 관련짓는 브레이크 제어 맵에 대하여, 실제 차속 및 구동력 지령을 입력함으로써 브레이크 조작량 지령을 생성한다. 본 발명에 의하면, 피드백 제어부를 사용하여 생성한 구동력 지령을 액셀 제어 맵에 입력함으로써 브레이크 조작량 지령을 생성함으로써, 브레이크 페달의 지령 응답을 신속하게 할 수 있다.
(5) 본 발명에 따른 차속 제어 장치에 있어서, 액셀 제어부 및 브레이크 제어부는 각각의 제어 맵에 대하여 실제 차속 및 구동력 지령을 입력함으로써 액셀 조작량 지령 및 브레이크 조작량 지령을 생성한다. 본 발명에 의하면, 액셀 조작량 지령 및 브레이크 조작량 지령을 제어 맵을 바탕으로 함께 생성함으로써, 액셀 페달 및 브레이크 페달의 쌍방의 지령 응답을 신속하게 할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 실제 차속과 차속 지령의 편차를 바탕으로 하는 피드백 제어부를, 액셀 제어부와 브레이크 제어부로 공통화할 수 있으므로, 액셀 제어부 및 브레이크 제어부 각각에 피드백 제어부를 병설한 경우보다 제어 파라미터의 조정을 용이하게 할 수 있다.
(6) 본 발명에 따른 차속 제어 장치에 있어서, 밟기 전환 제어부는 구동력 지령이 가감속 판정값보다 큰 경우에는, 액셀 제어 모드를 선택하고, 구동력 지령이 가감속 판정값보다 작은 경우에는, 브레이크 제어 모드를 선택한다. 본 발명에 의하면, 밟기 전환 제어부에서의 간이한 연산에 의해 각 시각에서의 최적인 제어 모드를 선택할 수 있다.
(7) 본 발명에 따른 차속 제어 장치에 있어서, 밟기 전환 제어부는 액셀 제어 모드를 선택하고 있는 동안에, 구동력 지령이 가감속 판정값보다 작은 제 1 밟기 전환 역치를 하회한 경우에는, 제어 모드를 브레이크 제어 모드로 전환하고, 브레이크 제어 모드를 선택하고 있는 동안에, 구동력 지령이 가감속 판정값보다 큰 제 2 밟기 전환 역치를 상회한 경우에는, 제어 모드를 액셀 제어 모드로 전환한다. 본 발명에 의하면, 제어 모드를 액셀 제어 모드로부터 브레이크 제어 모드로 전환할 때의 제 1 밟기 전환 역치와, 제어 모드를 브레이크 제어 모드로부터 액셀 제어 모드로 전환할 때의 제 2 밟기 전환 역치의 사이로 히스테리시스(hysteresis) 폭을 설정함으로써, 제어 모드의 전환이 과민해지는 것을 방지할 수 있다.
(8) 본 발명에 따른 차속 제어 장치에 있어서, 밟기 전환 제어부는 실제 차속에 따라 가감속 판정값, 제 1 밟기 전환 역치, 및 제 2 밟기 전환 역치를 변화시킨다. 이에 따라, 차량의 특성을 고려한 적절한 타이밍에 액셀 페달과 브레이크 페달을 밟기 전환할 수 있다.
(9) 본 발명에 따른 차속 제어 장치에 있어서, 밟기 전환 제어부는 피드백 제어부에 포함되는 게인의 값에 따라, 제 2 밟기 전환 역치와 제 1 밟기 전환 역치의 차(즉, 상기 히스테리시스 폭)를 변화시킨다. 이에 따라, 피드백 제어부의 제어 파라미터의 값을 변경할 때마다 히스테리시스 폭을 조정할 필요가 없어지므로, 유저에 의한 튜닝을 용이하게 할 수 있다.
(10) 본 발명에 따른 드라이버 모델 처리 장치에 있어서, 구동력 지령 생성부는 실제 차속 및 차속 지령을 바탕으로 차량에 대한 구동력 지령을 생성하고, 액셀 제어부는 구동력 지령을 바탕으로 액셀 조작량 지령을 생성하고, 브레이크 제어부는 구동력 지령을 바탕으로 브레이크 조작량 지령을 생성하고, 밟기 전환 제어부는 액셀 제어부를 온으로 하는 액셀 제어 모드 및 브레이크 제어부를 온으로 하는 브레이크 제어 모드 중 어느 하나를 구동력 지령을 바탕으로 선택한다. 즉, 본 발명에서는, 구동력 지령 생성부에서 차속 지령 및 실제 차속을 바탕으로 생성되는 구동력 지령을 바탕으로 제어 모드를 선택함으로써, 차량의 상태에 따른 자연스러운 타이밍에 드라이버에 의한 액셀 페달과 브레이크 페달의 밟기 전환 조작을 모의할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 드라이브 로봇 및 그 제어 장치를 구비하는 차량 시험 시스템의 제어계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 차속 제어 장치의 구체적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 가감속 판정값, 제 1 밟기 전환 역치, 및 제 2 밟기 전환 역치의 설정예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 드라이버 모델 처리 장치가 도입된 차량 시험 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
<제 1 실시 형태>
이하, 본 발명의 제 1 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 드라이브 로봇(3) 및 그 제어 장치인 차속 제어 장치(2)를 구비하는 차량 시험 시스템(S)의 제어계의 구성을 나타내는 도면이다. 차량 시험 시스템(S)은 시험 대상인 차량(6)과, 이 차량(6)에서 실현할 차속 지령을 생성하는 차속 지령 생성 장치(1)와, 차량(6)의 운전석에 탑재된 드라이브 로봇(3)과, 이 드라이브 로봇(3)을 구동함으로써 차속을 제어하는 차속 제어 장치(2)와, 차량(6)이 탑재된 섀시 다이나모미터(4)와, 이 섀시 다이나모미터(4)를 제어하는 주행 저항력 제어 장치(5)를 구비한다.
드라이브 로봇(3)은 차량(6)의 액셀 페달, 브레이크 페달, 시프트 레버, 및 이그니션 스위치 등, 차량(6)을 주행시키기 위해 필요한 장치를 조작하는 복수의 액추에이터를 구비한다. 도 1에는, 드라이브 로봇(3)이 구비하는 복수의 액추에이터 중, 액셀 페달을 조작하는 액셀 액추에이터(31), 및 브레이크 페달을 조작하는 브레이크 액추에이터(32)만을 도시한다.
액셀 액추에이터(31)는 액셀 페달 개도(액셀 페달 조작량)에 대한 지령에 상당하는 개도 지령(θAC)[%]이 차속 제어 장치(2)로부터 입력되면, 액셀 페달의 개도를 개도 지령(θAC)에 따른 크기로 조정한다.
브레이크 액추에이터(32)는 브레이크 페달 개도(브레이크 페달 조작량)에 대한 지령에 상당하는 개도 지령(θBK)[%]이 차속 제어 장치(2)로부터 입력되면, 브레이크 페달의 개도를 개도 지령(θBK)에 따른 크기로 조정한다. 아울러, 본 실시 형태에서는, 액셀 페달이나 브레이크 페달의 개도 단위를 백분율로 나타낸 경우에 대해서 설명하지만, 개도의 단위는 페달의 각도로 해도 된다.
차량(6)은 상술한 바와 같은 액추에이터(31, 32)를 구비하는 드라이브 로봇(3)에 의해 액셀 페달이나 브레이크 페달 등이 조작되면, 이들 페달의 조작량에 따른 구동력을 발생한다. 섀시 다이나모미터(4)는 차량(6)의 실제 차속(V) [km/h] 등에 따라 주행 저항력 제어 장치(5)에 의해 연산된 주행 저항에 의한 제어를 수행한다. 아울러, 섀시 다이나모미터(4)에는, 차량(6)의 타이어가 접하는 롤러의 회전수를 검출하는 인코더(미도시)가 마련되어 있고, 실제 차속(V)은 이 인코더의 출력이나 롤러의 반경 등을 사용함으로써 산출된다.
주행 저항력 제어 장치(5)는 차량(6)의 실제 차속(V)에 따른 주행 저항을 연산한다. 이 주행 저항력은 공기 저항력, 구름 저항력, 구배 저항력, 및 차 무게에 상당하는 관성 등 실제 주행 중인 차량(6)에 작용할 수 있는 외력을 모방한 것이다. 이 주행 저항력은 예를 들어, 도 1에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 차량(6)의 실제 차속(V)이 커질수록 커지도록 설정된다.
차속 지령 생성 장치(1)는 각 시각에 있어서 차량(6)에서 실현할 차속, 즉 실제 차속(V)에 대한 목표에 상당하는 차속 지령(Vcmd)[km/h]을 생성하고, 차속 제어 장치(2)에 입력한다.
차속 제어 장치(2)는 실제 차속(V) 및 이 실제 차속(V)에 대한 차속 지령(Vcmd)을 바탕으로 액셀 액추에이터(31)에 대한 개도 지령(θAC) 및 브레이크 액추에이터(32)에 대한 개도 지령(θBK)을 산출하고, 이들 개도 지령(θAC, θBK)을 드라이브 로봇(3)에 입력함으로써, 실제 차속(V)이 차속 지령(Vcmd)이 되도록 드라이브 로봇(3)을 구동한다. 여기에서, 대다수의 사람은 액셀 페달 및 브레이크 페달을 동시에 밟는 경우가 없고, 공통된 발로 밟기 전환하여 조작하는 경우가 많다. 이 때문에, 차속 제어 장치(2)는 사람에 의한 액셀 페달과 브레이크 페달의 밟기 전환 조작을 모의하기 위해, 이하에서 설명하는 바와 같이, 개도 지령(θAC, θBK)을 선택적으로 드라이브 로봇(3)에 입력한다.
도 2는 차속 제어 장치(2)의 구체적인 구성을 나타내는 도면이다. 차속 제어 장치(2)는 구동력 지령 생성부(20)와, 액셀 제어부(22)와, 브레이크 제어부(24)와, 밟기 전환 제어부(26)를 구비한다.
구동력 지령 생성부(20)는 차량(6)의 실제 차속(V) 및 이 실제 차속(V)에 대한 차속 지령(Vcmd)을 바탕으로, 차량(6)에서의 발생 구동력에 대한 목표에 상당하는 구동력 지령(Fcmd)[N]을 생성하고, 액셀 제어부(22), 브레이크 제어부(24), 및 밟기 전환 제어부(26)에 입력한다. 보다 구체적으로는, 구동력 지령 생성부(20)는 차속 편차 산출부(200)와, 기본 구동력 산출부(201)와, 피드백 제어부(202)와, 가산부(203)를 구비하고, 기본 구동력 산출부(201)에 의해 산출한 기본 구동력(Fbs)[N]을 피드백 제어부(202)에 의해 산출되는 보정 구동력(Ffb)[N]에 의해 보정함으로써 구동력 지령(Fcmd)을 생성한다.
기본 구동력 산출부(201)는 차속 지령(Vcmd) 및 미리 정해진 차량(6)의 중량인 차량 중량(M)[kg]을 바탕으로, 하기 식 (1)에 따라 기본 구동력(Fbs)을 산출한다. 보다 구체적으로는, 기본 구동력 산출부(201)는 차속 지령(Vcmd)을 시간으로 미분한 것에 차량 중량(M)을 곱하고, 차원을 맞추기 위한 계수 “3.6”으로 다시 나눔으로써 기본 구동력(Fbs)을 산출한다. 아울러, 이와 같이 식 (1)에 따라 산출되는 기본 구동력(Fbs)은 중량(M)의 차량을 가속도 dVcmd/dt로 가속시키기 위해, 차량에 가할 필요가 있는 힘에 상당하다.
[수학식 1]
Figure 112024016885008-pct00001
(1)
차속 편차 산출부(200)는 차속 지령(Vcmd)으로부터 실제 차속(V)을 감산함으로써 차속 편차(e)를 산출하고, 이 차속 편차(e)를 피드백 제어부(202)에 입력한다.
피드백 제어부(202)는 차속 편차(e)을 바탕으로 보정 구동력(Ffb)을 산출한다. 보다 구체적으로는, 피드백 제어부(202)는 차속 편차(e)가 0이 되도록, 적어도 1개의 제어 파라미터에 의해 특징지어지는 피드백 제어칙(則)에 따라 보정 구동력(Ffb)을 산출한다. 아울러, 본 실시 형태에서는, 피드백 제어부(202)는 비례 게인(Kp) 및 적분 게인(Ki)을 제어 파라미터로 하는 PI 제어칙에 따라 보정 구동력(Ffb)을 산출하는 경우에 대해서 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
가산부(203)는 기본 구동력(Fbs)과 보정 구동력(Ffb)의 합을 구동력 지령(Fcmd)으로서 액셀 제어부(22), 브레이크 제어부(24), 및 밟기 전환 제어부(26)에 출력한다.
액셀 제어부(22)는 밟기 전환 제어부(26)로부터 입력되는 액셀 온 신호(ACon)와, 구동력 지령(Fcmd)과, 실제 차속(V)을 바탕으로 액셀 페달에 대한 개도 지령(θAC)을 생성하고, 드라이브 로봇(3)에 입력한다.
보다 구체적으로는, 액셀 제어부(22)는 각 차속에서의 액셀 페달의 개도와 차량(6)의 발생 구동력을 관련짓는 3차원의 액셀 제어 맵(Mac)을 구비하고 있고, 실제 차속(V) 및 구동력 지령(Fcmd)을 이 액셀 제어 맵(Mac)에 입력함으로써 개도 지령(θAC)을 생성하고, 드라이브 로봇(3)에 입력한다. 아울러, 이 액셀 제어 맵(Mac)은 차량(6)을 사용한 시험을 수행함으로써 구축된 것이 사용된다. 액셀 제어부(22)는 액셀 온 신호(ACon)가 온인 경우에만 액셀 제어 맵(Mac)을 바탕으로 개도 지령(θAC)을 생성하고, 드라이브 로봇(3)에 입력한다.
브레이크 제어부(24)는 밟기 전환 제어부(26)로부터 입력되는 브레이크 온 신호(BKon)와, 구동력 지령(Fcmd)과, 실제 차속(V)을 바탕으로 브레이크 페달에 대한 개도 지령(θBK)을 생성하고, 드라이브 로봇(3)에 입력한다.
보다 구체적으로는, 브레이크 제어부(24)는 각 차속에서의 브레이크 페달의 개도와 차량(6)의 발생 구동력을 관련짓는 3차원의 브레이크 제어 맵(Mbk)을 구비하고 있고, 실제 차속(V) 및 구동력 지령(Fcmd)을 이 브레이크 제어 맵(Mbk)에 입력함으로써 개도 지령(θBK)을 생성하고, 드라이브 로봇(3)에 입력한다. 아울러, 이 브레이크 제어 맵(Mbk)은 차량(6)을 사용한 시험을 수행함으로써 구축된 것이 사용된다. 브레이크 제어부(24)는 브레이크 온 신호(BKon)가 온인 경우에만 브레이크 제어 맵(Mbk)을 바탕으로 개도 지령(θBK)을 생성하고, 드라이브 로봇(3)에 입력한다.
이상과 같이, 차속 제어 장치(2)는 액셀 제어부(22)에 의해 개도 지령(θAC)을 생성하여 드라이브 로봇(3)에 입력하는 액셀 제어 모드와, 브레이크 제어부(24)에 의해 개도 지령(θBK)을 생성하여 드라이브 로봇(3)에 입력하는 브레이크 제어 모드 중 적어도 2개의 제어 모드 하에서 드라이브 로봇(3)을 제어하는 것이 가능하게 되어 있다.
밟기 전환 제어부(26)는 구동력 지령(Fcmd) 및 실제 차속(V)을 바탕으로 액셀 온 신호(ACon) 및 브레이크 온 신호(BKon)를 온 또는 오프함으로써, 상술한 액셀 제어 모드 및 브레이크 제어 모드 중 어느 하나를 선택한다. 액셀 온 신호(ACon) 및 브레이크 온 신호(BKon)는 2치(値) 신호이고, 밟기 전환 제어부(26)는 이들 신호(ACon, BKon)를 상보적으로 전환한다. 즉, 액셀 온 신호(ACon)가 온인 경우, 브레이크 온 신호(BKon)는 오프이고, 액셀 온 신호(ACon)가 오프인 경우, 브레이크 온 신호(BKon)는 온이다. 따라서, 밟기 전환 제어부(26)는 제어 모드로서 액셀 제어 모드를 선택하는 경우, 액셀 온 신호(ACon)를 온으로 하는 동시에 브레이크 온 신호(BKon)를 오프로 하고, 제어 모드로서 브레이크 제어 모드를 선택하는 경우, 액셀 온 신호(ACon)를 오프로 하는 동시에 브레이크 온 신호(BKon)를 온으로 한다.
밟기 전환 제어부(26)는 구동력 지령(Fcmd)이 가감속 판정값(Fac)[N]보다 큰 경우에는, 액셀 제어 모드를 선택하고, 구동력 지령(Fcmd)이 가감속 판정값(Fac) 이하인 경우에는, 브레이크 제어 모드를 선택한다. 또한, 밟기 전환 제어부(26)는 제어 모드로서 액셀 제어 모드를 선택하고 있는 동안에, 구동력 지령(Fcmd)이 가감속 판정값(Fac)보다 작은 값으로 설정된 제 1 밟기 전환 역치(Fth1)를 하회한 경우에는, 제어 모드를 액셀 제어 모드로부터 브레이크 제어 모드로 전환하고, 제어 모드로서 브레이크 제어 모드를 선택하고 있는 동안에, 구동력 지령(Fcmd)이 가감속 판정값(Fac)보다 큰 값으로 설정된 제 2 밟기 전환 역치(Fth2)를 상회한 경우에는, 제어 모드를 브레이크 제어 모드로부터 액셀 제어 모드로 전환한다.
도 3은 밟기 전환 제어부(26)에서 참조되는 가감속 판정값(Fac), 제 1 밟기 전환 역치(Fth1), 및 제 2 밟기 전환 역치(Fth2)의 설정예를 나타내는 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 제어 모드를 액셀 제어 모드로부터 브레이크 제어 모드로 전환할 때에 참조되는 제 1 밟기 전환 역치(Fth1)를 가감속 판정값(Fac)보다 작은 값으로 설정하고, 제어 모드를 브레이크 제어 모드로부터 액셀 제어 모드로 전환할 때에 참조되는 제 2 밟기 전환 역치(Fth2)를 가감속 판정값(Fac)보다 큰 값으로 설정함으로써, 구동력 지령(Fcmd)의 변화에 대하여 제어 모드의 전환이 과민해지는 것을 방지할 수 있다. 이하에서는, 제 2 밟기 전환 역치(Fth2)와 제 1 밟기 전환 역치(Fth1)의 차(Fth2―Fth1)를 히스테리시스 폭이라고도 한다.
그런데, 대다수의 차량은 액셀 페달을 오프로 하면 제동력(예를 들어, 엔진 브레이크)이 발생하고, 또한 이 액셀 오프 시의 제동력의 크기는 차속에 따라 변화된다. 이 때문에, 밟기 전환 제어부(26)는 도 3에 예시하는 바와 같이, 가감속 판정값(Fac), 제 1 밟기 전환 역치(Fth1), 및 제 2 밟기 전환 역치(Fth2)를 실제 차속(V)의 함수로서 정의함으로써, 이들 판정값(Fac) 및 역치(Fth1, Fth2)를 실제 차속(V)에 따라 변화시키는 것이 바람직하다.
여기에서, 이들 판정값(Fac) 및 역치(Fth1, Fth2)의 실제 차속(V)에 대한 함수형은 차량(6)에 대하여 미리 시험을 수행함으로써 정해진다. 보다 구체적으로는, 예를 들어, 차량(6)을 최고속까지 가속한 후, 액셀 페달을 오프로 하고, 크리프 차속 정도까지 차량(6)을 타행(惰行)시킨 때의 차속 및 구동력을 계측하고, 이 구동력의 계측값을 가감속 판정값(Fac)으로 설정한다. 또한, 이 가감속 판정값(Fac)을 음(負)측으로 소정 폭만큼 오프셋한 것을 제 1 밟기 전환 역치(Fth1)로 정의하고, 양(正)측으로 소정 폭만큼 오프셋한 것을 제 2 밟기 전환 역치(Fth2)로 정의한다. 이에 따라, 차량(6)의 특성을 고려한 적절한 타이밍에 액셀 페달과 브레이크 페달을 밟기 전환할 수 있다.
다음으로, 히스테리시스 폭의 설정 방법에 대해서 설명한다. 상술한 바와 같이, 히스테리시스 폭은 가감속 판정값(Fac) 근방에서의 액셀 페달과 브레이크 페달의 빈번한 밟기 전환을 방지하기 위해서 설정된다. 또한, 밟기 전환 제어부(26)에 입력되는 구동력 지령(Fcmd)은 차속 지령(Vcmd)을 바탕으로 산출되는 기본 구동력(Fbs)과 피드백 제어칙에 따라 산출되는 보정 구동력(Fbs)의 합으로 정의된다. 이 때문에, 히스테리시스 폭은 피드백 제어부(202)에 의한 보정 구동력(Fbs)의 변화 속도을 바탕으로 설정된다.
여기에서, 단위 차속 편차 1[km/h]당 미소 시간(dT)[s] 동안의 피드백 제어부(202)의 출력의 변화 속도(dF)[N]는 하기 식 (2)에 나타낸 바와 같이, 피드백 제어부(202)의 적분 게인(Ki)과 미소 시간(dT)의 곱으로 나타내진다.
dF[N]=Ki×dT[s]×1[km/h] (2)
그런데, 본 실시 형태에서는, 상기 식 (2)에서 변화 속도(dF)를 히스테리시스 폭으로 하고, 미소 시간(dT)을 드라이버에 의한 페달의 밟기 전환 판단 시간으로 함으로써 얻어지는 하기 식 (3)을 바탕으로 히스테리시스 폭을 설정한다. 즉, 밟기 전환 제어부(26)는 밟기 전환 판단 시간을 조정 요소로 하고, 피드백 제어부(202)에 포함되는 적분 게인(Ki)의 값에 따라 히스테리시스 폭을 변화시킨다. 이에 따라, 피드백 제어부(202)의 제어 파라미터(Ki, Kp)를 변화시킨 경우에도 밟기 전환의 시간에 대한 감도를 일정하게 할 수 있다.
히스테리시스 폭=Ki×밟기 전환 판단 시간 (3)
본 실시 형태에 따른 차속 제어 장치(2)에 의하면, 이하의 효과를 나타낸다.
(1) 차속 제어 장치(2)에 있어서, 구동력 지령 생성부(20)는 실제 차속(V) 및 차속 지령(Vcmd)을 바탕으로 차량(6)에 대한 구동력 지령(Fcmd)을 생성하고, 액셀 제어부(22)는 구동력 지령(Fcmd)을 바탕으로 액셀 페달의 개도 지령(θAC)을 생성하고, 브레이크 제어부(24)는 구동력 지령(Fcmd)을 바탕으로 브레이크 페달의 개도 지령(θBK)을 생성하고, 밟기 전환 제어부(26)는 개도 지령(θAC)을 드라이브 로봇(3)에 입력하는 액셀 제어 모드 및 개도 지령(θBK)을 드라이브 로봇(3)에 입력하는 브레이크 제어 모드 중 어느 하나를 구동력 지령(Fcmd)을 바탕으로 선택한다. 즉, 차속 제어 장치(2)에서는, 구동력 지령 생성부(20)에서 차속 지령(Vcmd) 및 실제 차속(V)을 바탕으로 생성되는 구동력 지령(Fcmd)을 바탕으로 제어 모드를 선택함으로써, 차량(6)의 상태에 따른 자연스러운 타이밍에 액셀 페달과 브레이크 페달을 밟기 전환할 수 있다.
(2) 차속 제어 장치(2)에 있어서, 구동력 지령 생성부(20)는 차속 지령(V) 및 차량 중량(M)을 바탕으로 산출되는 기본 구동력(Fbs)과, 차속 지령(Vcmd)과 실제 차속(V)의 차속 편차(e)을 바탕으로 산출되는 보정 구동력(Ffb)의 합을 구동력 지령(Fcmd)으로서 출력한다. 차속 제어 장치(2)에 의하면, 피드백 제어부(202)에 의해 산출되는 보정 구동력(Ffb)을 포함하는 구동력 지령(Fcmd)을 바탕으로 제어 모드를 선택함으로써, 차속 지령(Vcmd)의 변화와 차량(6)의 상태에 따른 자연스러운 타이밍에 액셀 페달과 브레이크 페달을 밟기 전환할 수 있다.
(3) 차속 제어 장치(2)에 있어서, 액셀 제어부(22)는 각 차속에서의 액셀 페달 조작량과 발생 구동력을 관련짓는 액셀 제어 맵(Mac)에 대하여, 실제 차속(V) 및 구동력 지령(Fcmd)을 입력함으로써 액셀 페달에 대한 개도 지령(θAC)을 생성한다. 차속 제어 장치(2)에 의하면, 피드백 제어부(202)를 사용하여 생성한 구동력 지령(Fcmd)을 액셀 제어 맵(Mac)에 입력함으로써 개도 지령(θAC)을 생성함으로써, 액셀 페달의 지령 응답을 신속하게 할 수 있다.
(4) 차속 제어 장치(2)에 있어서, 브레이크 제어부(24)는 각 차속에서의 브레이크 페달 조작량과 발생 구동력을 관련짓는 브레이크 제어 맵(Mbk)에 대하여, 실제 차속(V) 및 구동력 지령(Fcmd)을 입력함으로써 브레이크 페달의 개도 지령(θBK)을 생성한다. 차속 제어 장치(2)에 의하면, 피드백 제어부(202)를 사용하여 생성한 구동력 지령(Fcmd)을 액셀 제어 맵(Mac)에 입력함으로써 개도 지령(θBK)을 생성함으로써, 브레이크 페달의 지령 응답을 신속하게 할 수 있다.
(5) 차속 제어 장치(2)에 있어서, 액셀 제어부(22) 및 브레이크 제어부(24)는 각각의 제어 맵(Mac, Mbk)에 대하여 실제 차속(V) 및 구동력 지령(Fcmd)을 입력함으로써 개도 지령(θAC, θBK)을 생성한다. 차속 제어 장치(2)에 의하면, 개도 지령(θAC, θBK)을 제어 맵(Mac, Mbk)을 바탕으로 함께 생성함으로써, 액셀 페달 및 브레이크 페달의 쌍방의 지령 응답을 신속하게 할 수 있다. 또한, 차속 제어 장치(2)에 의하면, 실제 차속(V)과 차속 지령(Vcmd)의 차속 편차(e)를 바탕으로 하는 피드백 제어부(202)를 액셀 제어부(22)와 브레이크 제어부(24)에서 공통화할 수 있으므로, 액셀 제어부(22) 및 브레이크 제어부(24) 각각에 피드백 제어부(202)를 병설한 경우보다 제어 파라미터의 조정을 용이하게 할 수 있다.
(6) 차속 제어 장치(2)에 있어서, 밟기 전환 제어부(26)는 구동력 지령(Fcmd)이 가감속 판정값(Fac)보다 큰 경우에는, 액셀 제어 모드를 선택하고, 구동력 지령(Fcmd)이 가감속 판정값(Fac)보다 작은 경우에는, 브레이크 제어 모드를 선택한다. 차속 제어 장치(2)에 의하면, 밟기 전환 제어부(26)에서의 간이한 연산에 의해 각 시각에서의 최적인 제어 모드를 선택할 수 있다.
(7) 차속 제어 장치(2)에 있어서, 밟기 전환 제어부(26)는 액셀 제어 모드를 선택하고 있는 동안에, 구동력 지령(Fcmd)이 가감속 판정값(Fac)보다 작은 제 1 밟기 전환 역치(Fth1)를 하회한 경우에는, 제어 모드를 브레이크 제어 모드로 전환하고, 브레이크 제어 모드를 선택하고 있는 동안에, 구동력 지령(Fcmd)이 가감속 판정값(Fac)보다 큰 제 2 밟기 전환 역치(Fth2)를 상회한 경우에는, 제어 모드를 액셀 제어 모드로 전환한다. 차속 제어 장치(2)에 의하면, 제어 모드를 액셀 제어 모드로부터 브레이크 제어 모드로 전환할 때의 제 1 밟기 전환 역치(Fth1)와, 제어 모드를 브레이크 제어 모드로부터 액셀 제어 모드로 전환할 때의 제 2 밟기 전환 역치(Fth2)의 사이로 히스테리시스 폭을 설정함으로써, 제어 모드의 전환이 과민해지는 것을 방지할 수 있다.
(8) 차속 제어 장치(2)에 있어서, 밟기 전환 제어부(26)는 실제 차속(V)에 따라 가감속 판정값(Fac), 제 1 밟기 전환 역치(Fth1), 및 제 2 밟기 전환 역치(Fth2)를 변화시킨다. 이에 따라, 차량(6)의 특성을 고려한 적절한 타이밍에 액셀 페달과 브레이크 페달을 밟기 전환할 수 있다.
(9) 차속 제어 장치(2)에 있어서, 밟기 전환 제어부(26)는 피드백 제어부(202)에 포함되는 적분 게인(Ki)의 값에 따라 히스테리시스 폭을 변화시킨다. 이에 따라, 피드백 제어부(202)의 적분 게인(Ki)의 값을 변경할 때마다 히스테리시스 폭을 조정할 필요가 없어지므로, 유저에 의한 튜닝을 용이하게 할 수 있다.
이상, 본 발명의 제 1 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 취지의 범위 내에서, 세부 구성을 적절하게 변경해도 된다.
<제 2 실시 형태>
다음으로, 본 발명의 제 2 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 4는 본 실시 형태에 따른 드라이버 모델 처리 장치(70)가 도입된 차량 시험 시스템(SA)의 구성을 나타내는 도면이다. 차량 시험 시스템(SA)은 차량의 구성 부품을 시험 대상으로 하고, 이 구성 부품을 구비하는 가상 차량의 실제 주행을 모의하는 시뮬레이션을 수행함으로써 구성 부품의 성능을 평가하는 것이다. 아울러, 본 실시 형태에서는, 차량의 구성 부품인 엔진(E)을 시험 대상으로 하는 경우에 대해서 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
차량 시험 시스템(SA)은 엔진 벤치 시스템(8)과, 이 엔진 벤치 시스템(8)을 제어하는 제어 장치(7)를 구비한다.
엔진 벤치 시스템(8)은 시험 대상인 엔진(E)과, 다이나모미터(80)와, 결합 축(81)과, 인버터(82)와, 축 토크 검출기(83)와, 인코더(84)와, 스로틀 액추에이터(85)를 구비한다.
결합 축(81)은 엔진(E)의 출력 축과 다이나모미터(80)의 출력 축을 접속한다. 축 토크 검출기(83)는 결합 축(81)에서의 축 토크에 따른 축 토크 검출 신호를 생성하고, 제어 장치(7)로 송신한다. 인코더(84)는 다이나모미터(80)의 회전속도에 따른 회전 속도 검출 신호를 생성하고, 제어 장치(7)로 송신한다. 인버터(82)는 제어 장치(7)로부터 입력되는 토크 전류 지령 신호에 따른 전력을 다이나모미터(80)에 공급하고, 이에 따라, 토크 전류 지령 신호에 따른 토크를 다이나모미터(80)에서 발생시킨다. 스로틀 액추에이터(85)는 엔진(E)을 탑재하는 가상 차량의 액셀 페달에 대한 개도 지령(θAC)이 제어 장치(7)로부터 입력되면, 이 개도 지령(θAC)에 따른 엔진 토크가 발생하도록 엔진(E)의 스로틀 개도를 제어한다.
제어 장치(7)는 드라이버에 의한 가상 차량의 액셀 페달 및 브레이크 페달의 조작을 모의하는 연산을 수행함으로써, 액셀 페달에 대한 개도 지령(θAC) 및 브레이크 페달에 대한 개도 지령(θBK)을 생성하는 드라이버 모델 처리 장치(70)와, 드라이버 모델 처리 장치(70)에 의해 모의되는 차량 조작 하에서 주행하는 가상 차량의 실제 주행을 모의하는 연산을 수행하는 차량 모델 처리 장치(78)를 구비한다.
차량 모델 처리 장치(78)는 축 토크 검출 신호, 회전 속도 검출 신호, 및 브레이크 페달에 대한 개도 지령(θBK)을 바탕으로 가상 차량의 실제 주행을 모의하는 시뮬레이션을 수행함으로써, 토크 전류 지령 신호를 생성하고, 인버터(82)에 입력한다.
드라이버 모델 처리 장치(70)는 차량 모델 처리 장치(78)에서의 시뮬레이션에 의해 산출되는 가상 차량의 실제 차속(V)과, 도시하지 않은 상위 제어 장치로부터 입력되는 이 실제 차속(V)에 대한 차속 지령(Vcmd)을 바탕으로, 드라이버에 의한 액셀 페달 및 브레이크 페달의 조작을 모의하는 연산을 수행함으로써, 액셀 페달에 대한 개도 지령(θAC) 및 브레이크 페달에 대한 개도 지령(θBK)을 산출하고, 개도 지령(θAC)을 스로틀 액추에이터(85)에 입력하고, 개도 지령(θBK)을 차량 모델 처리 장치(78)에 입력한다.
보다 구체적으로는, 드라이버 모델 처리 장치(70)는 구동력 지령 생성부(71)와, 액셀 제어부(72)와, 브레이크 제어부(74)와, 밟기 전환 제어부(76)를 구비하고, 이것들을 사용하여 개도 지령(θAC, θBK)을 산출한다.
구동력 지령 생성부(71)는 가상 차량의 실제 차속(V) 및 이 실제 차속(V)에 대한 차속 지령(Vcmd)을 바탕으로, 가상 차량에서의 발생 구동력에 대한 목표에 상당하는 구동력 지령을 생성한다. 액셀 제어부(72)는 이 구동력 지령 생성부(71)에 의해 생성된 구동력 지령과 실제 차속(V)을 바탕으로 액셀 페달에 대한 개도 지령(θAC)을 생성하고, 스로틀 액추에이터(85)에 입력한다. 브레이크 제어부(74)는 구동력 지령 생성부(71)에 의해 생성된 구동력 지령과 실제 차속(V)을 바탕으로 브레이크 페달에 대한 개도 지령(θBK)을 생성하고, 차량 모델 처리 장치(78)에 입력한다. 밟기 전환 제어부(76)는 액셀 제어부(72)를 온으로 하고, 개도 지령(θAC)을 스로틀 액추에이터(85)에 입력하는 액셀 제어 모드 및 브레이크 제어부(74)를 온으로 하고, 개도 지령(θBK)을 차량 모델 처리 장치(78)에 입력하는 브레이크 제어 모드 중 어느 하나를 구동력 지령 및 실제 차속(V)을 바탕으로 선택한다. 아울러, 이들 구동력 지령 생성부(71), 액셀 제어부(72), 브레이크 제어부(74), 및 밟기 전환 제어부(76)의 상세한 구성은 각각 제 1 실시 형태에 따른 차속 제어 장치(2)의 구동력 지령 생성부(20), 액셀 제어부(22), 브레이크 제어부(24), 및 밟기 전환 제어부(26)와 동일하므로, 상세한 설명을 생략한다.
본 실시 형태에 따른 드라이버 모델 처리 장치(70)에 의하면, 이하의 효과를 나타낸다.
(10) 드라이버 모델 처리 장치(70)에 있어서, 구동력 지령 생성부(71)는 실제 차속(V) 및 차속 지령(Vcmd)을 바탕으로 가상 차량에 대한 구동력 지령을 생성하고, 액셀 제어부(72)는 구동력 지령을 바탕으로 액셀 페달에 대한 개도 지령(θAC)을 생성하고, 브레이크 제어부(74)는 구동력 지령을 바탕으로 브레이크 페달에 대한 개도 지령(θBK)을 생성하고, 밟기 전환 제어부(76)는 액셀 제어부(72)를 온으로 하는 액셀 제어 모드 및 브레이크 제어부(74)를 온으로 하는 브레이크 제어 모드 중 어느 하나를 구동력 지령을 바탕으로 선택한다. 즉, 드라이버 모델 처리 장치(70)에서는, 구동력 지령 생성부(71)에서 차속 지령(Vcmd) 및 실제 차속(V)을 바탕으로 생성되는 구동력 지령을 바탕으로 제어 모드를 선택함으로써, 가상 차량의 상태에 따른 자연스러운 타이밍에 드라이버에 의한 액셀 페달과 브레이크 페달의 밟기 전환 조작을 모의할 수 있다.
이상, 본 발명의 제 2 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 취지의 범위 내에서, 세부 구성을 적절하게 변경해도 된다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 드라이버 모델 처리 장치(7)를, 엔진(E)을 시험 대상으로 하는 차량 시험 시스템(SA)에 도입한 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 드라이버 모델 처리 장치는 엔진 이외의 차량의 구성 부품, 예를 들어, 트랜스미션이나 타이어 등을 시험 대상으로 하는 차량 시험 시스템에 도입해도 된다.
S, SA: 차량 시험 시스템
1: 차속 지령 생성 장치
2: 차속 제어 장치
20: 구동력 지령 생성부
201: 기본 구동력 산출부
202: 피드백 제어부
203: 가산부
22: 액셀 제어부
Mac: 액셀 제어 맵
24: 브레이크 제어부
Mbk: 브레이크 제어 맵
26: 밟기 전환 제어부
3: 드라이브 로봇
31: 액셀 액추에이터
32: 브레이크 액추에이터
6: 차량
7: 제어 장치
70: 드라이버 모델 처리 장치
71: 구동력 지령 생성부
72: 액셀 제어부
74: 브레이크 제어부
76: 밟기 전환 제어부
78: 차량 모델 처리 장치
8: 엔진 벤치 시스템

Claims (12)

  1. 차량의 액셀 페달 및 브레이크 페달을 조작하는 드라이브 로봇을 구동함으로써 차속(車速)을 제어하는 차속 제어 장치로서,
    상기 차량의 실제 차속 및 당해 실제 차속에 대한 차속 지령을 바탕으로 상기 차량에 대한 구동력 지령을 생성하는 구동력 지령 생성부와,
    상기 구동력 지령을 바탕으로 액셀 페달 조작량에 대한 액셀 조작량 지령을 생성하는 액셀 제어부와,
    상기 구동력 지령을 바탕으로 브레이크 페달 조작량에 대한 브레이크 조작량 지령을 생성하는 브레이크 제어부와,
    상기 액셀 조작량 지령을 상기 드라이브 로봇에 입력하는 액셀 제어 모드 및 상기 브레이크 조작량 지령을 상기 드라이브 로봇에 입력하는 브레이크 제어 모드 중 어느 하나를 상기 구동력 지령을 바탕으로 선택하는 밟기 전환 제어부를 구비하고,
    상기 구동력 지령 생성부는
    상기 차속 지령 및 차량 중량을 바탕으로 기본 구동력을 산출하는 기본 구동력 산출부와,
    상기 차속 지령과 상기 실제 차속의 편차가 0이 되도록 보정 구동력을 산출하는 피드백 제어부와,
    상기 기본 구동력과 상기 보정 구동력의 합을 상기 구동력 지령으로서 출력하는 가산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차속 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 액셀 제어부는 각 차속에서의 상기 액셀 페달 조작량과 상기 차량에서의 발생 구동력을 관련짓는 액셀 제어 맵에 대하여, 상기 실제 차속 및 상기 구동력 지령을 입력함으로써 상기 액셀 조작량 지령을 생성하는 것을 특징으로 하는 차속 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 브레이크 제어부는 각 차속에서의 상기 브레이크 페달 조작량과 상기 차량에서의 발생 구동력을 관련짓는 브레이크 제어 맵에 대하여, 상기 실제 차속 및 상기 구동력 지령을 입력함으로써 상기 브레이크 조작량 지령을 생성하는 것을 특징으로 하는 차속 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 액셀 제어부는 각 차속에서의 상기 액셀 페달 조작량과 상기 차량에서의 발생 구동력을 관련짓는 액셀 제어 맵에 대하여, 상기 실제 차속 및 상기 구동력 지령을 입력함으로써 상기 액셀 조작량 지령을 생성하고,
    상기 브레이크 제어부는 각 차속에서의 상기 브레이크 페달 조작량과 상기 발생 구동력을 관련짓는 브레이크 제어 맵에 대하여, 상기 실제 차속 및 상기 구동력 지령을 입력함으로써 상기 브레이크 조작량 지령을 생성하는 것을 특징으로 하는 차속 제어 장치.
  6. 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밟기 전환 제어부는 상기 구동력 지령이 가감속 판정값보다 큰 경우에는, 상기 액셀 제어 모드를 선택하고, 상기 구동력 지령이 상기 가감속 판정값보다 작은 경우에는, 상기 브레이크 제어 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 차속 제어 장치.
  7. 차량의 액셀 페달 및 브레이크 페달을 조작하는 드라이브 로봇을 구동함으로써 차속(車速)을 제어하는 차속 제어 장치로서,
    상기 차량의 실제 차속 및 당해 실제 차속에 대한 차속 지령을 바탕으로 상기 차량에 대한 구동력 지령을 생성하는 구동력 지령 생성부와,
    상기 구동력 지령을 바탕으로 액셀 페달 조작량에 대한 액셀 조작량 지령을 생성하는 액셀 제어부와,
    상기 구동력 지령을 바탕으로 브레이크 페달 조작량에 대한 브레이크 조작량 지령을 생성하는 브레이크 제어부와,
    상기 구동력 지령이 가감속 판정값보다 큰 경우에는, 상기 액셀 조작량 지령을 상기 드라이브 로봇에 입력하는 액셀 제어 모드를 선택하고, 상기 구동력 지령이 상기 가감속 판정값보다 작은 경우에는, 상기 브레이크 조작량 지령을 상기 드라이브 로봇에 입력하는 브레이크 제어 모드를 선택하는 밟기 전환 제어부를 구비하고,
    상기 밟기 전환 제어부는 제어 모드로서 상기 액셀 제어 모드를 선택하고 있는 동안에 상기 구동력 지령이 상기 가감속 판정값보다 작은 값으로 설정된 제 1 밟기 전환 역치를 하회한 경우에는, 상기 제어 모드를 상기 브레이크 제어 모드로 전환하고, 상기 제어 모드로서 상기 브레이크 제어 모드를 선택하고 있는 동안에 상기 구동력 지령이 상기 가감속 판정값보다 큰 값으로 설정된 제 2 밟기 전환 역치를 상회한 경우에는, 상기 제어 모드를 상기 액셀 제어 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 차속 제어 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 밟기 전환 제어부는 상기 실제 차속에 따라 상기 가감속 판정값, 상기 제 1 밟기 전환 역치, 및 상기 제 2 밟기 전환 역치를 변화시키는 것을 특징으로 하는 차속 제어 장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 구동력 지령 생성부는
    상기 차속 지령 및 차량 중량을 바탕으로 기본 구동력을 산출하는 기본 구동력 산출부와,
    상기 차속 지령과 상기 실제 차속의 편차를 바탕으로 보정 구동력을 산출하는 피드백 제어부와,
    상기 기본 구동력과 상기 보정 구동력의 합을 상기 구동력 지령으로서 출력하는 가산부를 구비하고,
    상기 밟기 전환 제어부는 상기 피드백 제어부에 포함되는 제어 파라미터의 값에 따라 상기 제 2 밟기 전환 역치와 상기 제 1 밟기 전환 역치의 차를 변화시키는 것을 특징으로 하는 차속 제어 장치.
  10. 드라이버에 의한 차량의 액셀 페달 및 브레이크 페달의 조작을 모의하는 드라이버 모델 처리 장치로서,
    상기 차량의 실제 차속 및 당해 실제 차속에 대한 차속 지령을 바탕으로 상기 차량에 대한 구동력 지령을 생성하는 구동력 지령 생성부와,
    상기 구동력 지령을 바탕으로 액셀 페달 조작량에 대한 액셀 조작량 지령을 생성하는 액셀 제어부와,
    상기 구동력 지령을 바탕으로 브레이크 페달 조작량에 대한 브레이크 조작량 지령을 생성하는 브레이크 제어부와,
    상기 액셀 제어부를 온으로 하는 액셀 제어 모드 및 상기 브레이크 제어부를 온으로 하는 브레이크 제어 모드 중 어느 하나를 상기 구동력 지령을 바탕으로 선택하는 밟기 전환 제어부를 구비하고,
    상기 구동력 지령 생성부는
    상기 차속 지령 및 차량 중량을 바탕으로 기본 구동력을 산출하는 기본 구동력 산출부와,
    상기 차속 지령과 상기 실제 차속의 편차가 0이 되도록 보정 구동력을 산출하는 피드백 제어부와,
    상기 기본 구동력과 상기 보정 구동력의 합을 상기 구동력 지령으로서 출력하는 가산부를 구비하는 것을 특징으로 하는 드라이버 모델 처리 장치.
  11. 삭제
  12. 드라이버에 의한 차량의 액셀 페달 및 브레이크 페달의 조작을 모의하는 드라이버 모델 처리 장치로서,
    상기 차량의 실제 차속 및 당해 실제 차속에 대한 차속 지령을 바탕으로 상기 차량에 대한 구동력 지령을 생성하는 구동력 지령 생성부와,
    상기 구동력 지령을 바탕으로 액셀 페달 조작량에 대한 액셀 조작량 지령을 생성하는 액셀 제어부와,
    상기 구동력 지령을 바탕으로 브레이크 페달 조작량에 대한 브레이크 조작량 지령을 생성하는 브레이크 제어부와,
    상기 구동력 지령이 가감속 판정값보다 큰 경우에는, 상기 액셀 제어부를 온으로 하는 액셀 제어 모드를 선택하고, 상기 구동력 지령이 상기 가감속 판정값보다 작은 경우에는, 상기 브레이크 제어부를 온으로 하는 브레이크 제어 모드를 선택하는 밟기 전환 제어부를 구비하고,
    상기 밟기 전환 제어부는 제어 모드로서 상기 액셀 제어 모드를 선택하고 있는 동안에 상기 구동력 지령이 상기 가감속 판정값보다 작은 값으로 설정된 제 1 밟기 전환 역치를 하회한 경우에는, 상기 제어 모드를 상기 브레이크 제어 모드로 전환하고, 상기 제어 모드로서 상기 브레이크 제어 모드를 선택하고 있는 동안에 상기 구동력 지령이 상기 가감속 판정값보다 큰 값으로 설정된 제 2 밟기 전환 역치를 상회한 경우에는, 상기 제어 모드를 상기 액셀 제어 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 드라이버 모델 처리 장치.
KR1020247005065A 2021-07-19 2022-07-15 차속 제어 장치 및 드라이버 모델 처리 장치 KR102673202B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2021-118742 2021-07-19
JP2021118742A JP7294376B2 (ja) 2021-07-19 2021-07-19 車速制御装置及びドライバモデル処理装置
PCT/JP2022/027880 WO2023002950A1 (ja) 2021-07-19 2022-07-15 車速制御装置及びドライバモデル処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20240033040A KR20240033040A (ko) 2024-03-12
KR102673202B1 true KR102673202B1 (ko) 2024-06-10

Family

ID=84979308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020247005065A KR102673202B1 (ko) 2021-07-19 2022-07-15 차속 제어 장치 및 드라이버 모델 처리 장치

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7294376B2 (ko)
KR (1) KR102673202B1 (ko)
CN (1) CN117716223A (ko)
WO (1) WO2023002950A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101141847B1 (ko) 2007-03-16 2012-05-07 후지쯔 가부시끼가이샤 정보 처리 장치, 정보 처리 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 매체, 정보 처리 방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6090153U (ja) 1983-11-24 1985-06-20 株式会社吉野工業所 スクイズ容器
JP3752971B2 (ja) 2000-06-29 2006-03-08 日産自動車株式会社 車両用自動運転装置
JP2010155522A (ja) * 2008-12-26 2010-07-15 Hitachi Automotive Systems Ltd 車両走行制御装置
JP6090153B2 (ja) 2013-12-25 2017-03-08 トヨタ自動車株式会社 車速制御装置及び車速制御方法
JP6075479B1 (ja) 2016-01-28 2017-02-08 株式会社明電舎 車両の自動運転システムおよび自動運転方法
JP6962278B2 (ja) 2018-06-14 2021-11-05 株式会社明電舎 ドライブロボットの車速制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101141847B1 (ko) 2007-03-16 2012-05-07 후지쯔 가부시끼가이샤 정보 처리 장치, 정보 처리 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 매체, 정보 처리 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN117716223A (zh) 2024-03-15
JP7294376B2 (ja) 2023-06-20
KR20240033040A (ko) 2024-03-12
WO2023002950A1 (ja) 2023-01-26
JP2023014667A (ja) 2023-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1586885B1 (en) Vehicle speed control system for a vehicle on a chassis dynamometer
CN101160230B (zh) 车辆的驱动力控制设备
JP6504542B2 (ja) 車両速度制御装置
US8862303B2 (en) Industrial vehicle
KR20200116412A (ko) 차량의 구동력 제어 장치
KR102673202B1 (ko) 차속 제어 장치 및 드라이버 모델 처리 장치
KR102325642B1 (ko) 액셀 여유 측정 장치, 액셀 여유 측정 방법, 및 매체
JP6962278B2 (ja) ドライブロボットの車速制御装置
JP4909016B2 (ja) 車両の加速制御装置
JP4626554B2 (ja) 車両制御装置
JPH10197409A (ja) 車両自動運転装置の車速制御方法
WO2023042697A1 (ja) マップ構築方法
JPH05118963A (ja) 車両の自動運転装置
JP3982129B2 (ja) 車両用加速度制御装置
JP2729745B2 (ja) 自動車用乾式クラッチの締結制御方法及び装置
JP7251298B2 (ja) 制動力制御装置
JP2021162418A (ja) 車速制御装置
JP2004204832A (ja) 車両の駆動力制御装置
JP2000013921A (ja) 走行制御装置
JP2022036823A (ja) 電動車両
JPS60189635A (ja) 車両の加減速時における変速機制御装置
JPH0568308A (ja) 電気自動車の速度制御装置
JPS6121464A (ja) 車両の加減速時における変速機制御装置
JPH0559281U (ja) ドライブシミュレータ
JPH0322332B2 (ko)

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant