JP2001027584A - 車両自動運転装置で用いる走行性能マップの作成方法 - Google Patents
車両自動運転装置で用いる走行性能マップの作成方法Info
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Abstract
域とを区別したり、CVT車においてギア比が変化する
領域とこれが変化しない領域とに区別したりする必要が
なく、簡単に近似することができる車両自動運転装置で
用いる走行性能マップを得ることができる車両自動運転
装置で用いる走行性能マップの作成方法を提供するこ
と。 【解決手段】 学習運転によって得られた各スロットル
開度における速度、加速度の実測値に基づいて走行性能
マップ10を作成する際、スロットル開度をパラメータ
とする速度と加速度の関係を4次式の近似式によって表
すようにした。
Description
メータの回転ドラム上に駆動輪を載せて自動車などの車
両を走行させて、車両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用いる走行性能マ
ップの作成方法に関する。
ため、シャシダイナモメータ(ダイナモ)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
ータまたはAC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車
両自動運転装置が用いられるようになってきている。
においては、走行性能マップを用いて走行パターンに追
従するように車両を走行させる必要があるが、未登録の
車両の試験運転を行うときは、最初に当該試験車両に対
応した走行性能マップを作成する必要がある。ここで、
走行性能マップとは、速度と加速度からアクセル操作量
(スロットル開度)を得ることができるデータのこと
で、これは次のようにして得られる。すなわち、試験車
両の学習運転(ラーニング)を行って、種々の異なるス
ロットル開度における速度と加速度とを求め、スロット
ル開度、速度および加速度を関連付けたデータを得る。
その後、この学習運転によって得られたデータに基づい
て、速度と加速度からスロットル開度を得ることができ
るデータに展開するのである。
nsmission)車に対する走行性能マップを作成
する場合、その学習運転において、図6(A)に示すよ
うに、スロットル開度を一定にしたときに発生する実速
度と実加速度とを計測し、これら両者の関係を求める。
そのとき、例えば1速から2速へのシフトアップをエン
ジン回転数の落ち込み点(図6(A)における点P1 )
を検出することにより、低速領域と高速領域とに分け、
各領域における速度と加速度の実測データから、速度V
と加速度αとの関係をそれぞれ1次式による近似式とし
て求めている。すなわち、図6(B)に示すように、前
記近似式を、低速領域においては、α=Al +Bl Vと
し、高速領域においては、α=Ah +Bh Vとしてい
る。
ariable Transmisson、無断変速)
車においては、トルコン付きではない車両については、
図7(A)に示すように、ギア比をも計測し、ギア比が
変化する領域ZGVとギア比が一定の領域ZGCとに区分
し、速度Vと加速度αとの関係を、ギア比が変化する領
域ZGVにおいては二次式とし、ギア比が一定の領域ZGC
においては一次式として求めている。すなわち、図7
(B)に示すように、前記近似式を、ギア比が変化する
領域ZGVにおいては、α=Al +Bl V+Cl V2 と
し、ギア比が一定の領域ZGCにおいては、)に示すよう
に、α=Ah +Bh Vとしている。
来の走行性能マップの作成方法においては、次のような
不都合があった。すなわち、上記AT車における場合、
速度領域を低速領域と高速領域とに区分し、それぞれに
おいて互いに異なる一次式を使用する必要があり、ま
た、CVT車における場合、ギア比が変化する領域とし
ない領域においてそれぞれ二次式、一次式によって近似
しており、いずれの場合においても、領域が変わる部分
において不連続となり、別途、その処理を行うための演
算が必要ななるなど、走行性能マップの作成において、
複雑な処理が必要にならざるを得なかった。
たもので、その目的は、AT車においてトルコン領域と
それ以外の領域とを区別したり、CVT車においてギア
比が変化する領域とこれが変化しない領域とに区別した
りする必要がなく、簡単に近似することができる車両自
動運転装置で用いる走行性能マップの作成方法(以下、
走行性能マップの作成方法という)を提供することであ
る。
め、この発明の走行性能マップの作成方法においては、
学習運転によって得られた各スロットル開度における速
度、加速度の実測値に基づいて走行性能マップを作成す
る際、スロットル開度をパラメータとする速度と加速度
の関係を4次式の近似式によって表すようにしている
(請求項1)。
AT車においてトルコン領域とそれ以外の領域の区別す
る必要がなく、また、段階的にシフトアップしないCV
T車においてギア比が変化する領域とこれが変化しない
領域とに区別する必要がなくなるので、近似式を容易に
得ることができ、しかも、実測データにより近い近似式
を得ることができる。
方法において、学習運転によって得られた各スロットル
開度における速度、加速度の実測値に基づいて走行性能
マップを作成する際、スロットル開度をパラメータとす
る速度と加速度の関係を4次式の近似式によって表し、
さらに、これらの近似式を用いて速度区間ごとの速度と
加速度の近似値を求め、折れ線による近似式を作成する
ようにしてもよく(請求項2)、さらに、この場合、速
度区間ごとの加速度と速度とを比較し、スロットル開度
の大きい方の加速度がスロットル開度の小さい方の加速
度より小さい場合、スロットル開度の大きい方またはス
ロットル開度の小さい方の傾きを修正するようにしても
よい(請求項3)。このようにした場合、走行性能マッ
プにおいて、隣り合う折れ線の交差を避けることがで
き、モード運転のアクセル操作を滑らかに変化させるこ
とができ、走行パターンに対する追従性とエミションの
両方を同時に改善することができる。この場合、スロッ
トル開度の大きい方の傾きを修正する方がより確実に修
正を行うことができる。
参照しながら説明する。図1は、この発明の走行性能マ
ップの作成方法が適用されるシステムの構成を概略的に
示すもので、この図において、1は試験に供せられる車
両で、図示していないダイナモに搭載されている。
御装置から与えられる目標速度Vta b に基づいて制御目
標速度Vnom を出力する制御目標値発生器である。
速度(実車速)Vact とが入力され、それらの差(速度
偏差)Verr を出力する突き合わせ点である。4,5は
速度偏差Verr をそれぞれP制御、I制御する比例項
(P;ゲイン)、積分項(T;時定数)で、比例項補正
加速度αp 、積分項補正加速度αi をそれぞれ出力す
る。6は制御目標速度Vnom を微分する微分器で、その
後段にはフィードフォワード加速度量αffを出力するフ
ィードフォワード比率器7が設けられている。
正加速度αi (これらは、速度偏差Verr をフィードバ
ック制御して得られる制御出力である)およびフィード
フォワード加速度量αff(これは制御目標速度Vnom の
変化率である)を加算する突き合わせ点で、制御加速度
αctl を出力する。
目標車速Vnom (または実車速Vac t )および突き合わ
せて点8からの制御加速度αctl とが入力されるととも
に、横軸に速度、縦軸に加速度をそれぞれ取り、スロッ
トル開度θをパラメータとする速度と加速度との関係を
示す走行性能マップ10が格納されている。そして、こ
れらの入力および走行性能マップ10に基づいて、種々
の速度における制御加速度αctl に対する制御アクセル
量Aact を得、これからの指令に基づいて、車両1にお
けるアクセルペダル用のアクチュエータ(図示していな
い)が制御される。
て行う走行性能マップの作成方法の一例について、図2
〜図5を参照しながら説明する。
大略、以下の手順で行われる。 (1)アクセルを一定量踏み込み(スロットル開度が一
定になる)、そのとき発生する速度および加速度を計測
する。
踏込量で数箇所求める。
から最小二乗法によって、走行性能マップの式となる4
次式で表される近似式を求める。
込量の全てにおいて、上記近似式を求める。図2は4次
式で表される近似式を示している。
近似式が交差したり接近しすぎることがあるが、近似式
から一定速度区間ごとの近似値を求め、折れ線による近
似式を作成する。図3は、前記図2に示す各近似式に基
づいてそれぞれ得られた折れ線の例を示している。
の加速度とスロットル開度とを比較し、スロットル開度
の大きい方の加速度がスロットル開度の小さい方の加速
度より小さい場合、スロットル開度の大きい方またはス
ロットル開度の小さい方の区間の傾きを修正する。 (7)前記(6)の手順を繰り返すことによって、近似
した折れ線の交差を回避することができる。
性能マップの作成方法について説明する。 ここで用い
る近似式としては、下記(1)式で表される4次式であ
る。 αi =βi0+βi1×V+βi2×V2 +βi3V3 +βi4V4 ……(1) ここに、i:0〜n−1(nは学習開度数)、αi :加
速度、V:速度、βi0〜βi4:係数 である。前記(1)式は最小二乗法によって求める。
し車両およびトルコン付き車両についての走行性能マッ
プの一例を示すものである。
われる。以下、図4を参照しながら説明する。
開度、すなわち、アクセルを踏んでいないときの開度
(θ0)(図4において符号11で示す曲線)の一つ上
の学習開度θ1(図4において符号12で示す曲線)を
基準開度とし、求められた近似式を標準近似式とする。
すなわち、この近似式から求まるデータは修正されない
こととなる。
km/hごとの速度と加速度を演算する。すなわち、 θ1(V(1,k) ,α(1,k) )=θ1(140,α(1,140) ),……,θ1(1 0,α(1,10)),θ1(0,α(1,0) ) ……(2) ここに、k:速度ポイント(0,10,20,……,1
30,140km/h)である。
度θ2(図4において符号13で示す曲線)の近似式を
用いて、前記(12)と同様に、学習開度θ2における
10km/hごとの速度と加速度を演算する。 θ2(V(2,k) ,α(2,k) )=θ2(140,α(2,140) ),……,θ2(1 0,α(2,10)),θ2(0,α(2,0) ) ……(3)
確認を行う。この確認は、速度の大きい方(140km
/h)から速度の小さい方(0km/h)に向かって前
記(2)式、(3)式に示したデータ比較を行うことに
よって可能である。すなわち、 Δα=α(2,140) −α(1,140) によってΔαを求め、このΔαが、 Δα≧0.3km/h/s(40km/h以上の速度領
域において) または、 Δα≧0.5km/h/s(40km/h未満の速度領域において) ……(4) を満たすとき、データが交差または接近しすぎていない
と判断する。
たさない場合は、以下の手順によって走行性能マップの
修正を行う。そして、この修正の基本方針は、例えば図
4において符号15で示す箇所のように、データ同士
(曲線12と13)で交差する区間がある場合、上側の
学習データ(スロットル開度が大きい側)13が下側の
学習データ(スロットル開度が小さい側)12の傾きと
平行になるように修正を行う。これは、スロットル開度
が大きい方13に比べて、スロットル開度の小さい方1
2が計測ポイントを正確に取ることができ、そのため、
得られるカーブがスムーズで自然な形状になるからであ
る。
り、学習開度θ1の学習データ12において、20km
/h時の加速度α(1,20)と、10km/h時の加速度α
(1,10)とから、この区間の直線の傾きAを、下記(5)
式によって計算する。すなわち、 A={α(1,20)−α(1,10)}/10 ……(5)
習データ12における20km/h時の加速度α(2,20)
と、10km/h時の加速度α(2,10)との間の区間の修
正式の傾きとする。なお、傾きAがプラス値の場合、傾
きは0とする。
と、学習開度θ2の学習データにおいて20km/h時
の加速度α(2,20)とから、この区間の修正しようとする
式の切片Bを、下記(6)式により計算する。 B=α(2,20)−A×20 ……(6)
度θ2の学習データで、10km/h時の修正加速度
α’(2,10)は、下記(7)式のようになる。 α’(2,10)=B+A×20km/h ……(7) そして、この値α’(2,10)を、α(2,10)の値と置き換え
る。
度θ3の近似式を用いて、前記(13)と同様に、学習
開度θ3における10km/hごとの速度と加速度を演
算する。 θ3(V(3,k) ,α(3,k) )=θ3(140,α
(3,140) ),……,θ3(10,α(3,10)),θ2
(0,α(3,0) )
手順を繰り返して、データが交差または接近しすぎてい
ないかの確認を行う。
タから、車両データへの展開を行う。この展開方式は、
従来と同様に補間法によって行う。
によって得られた各スロットル開度における速度、加速
度の実測値に基づいて、スロットル開度をパラメータと
する速度と加速度の4次式の近似式を求め、さらに、こ
れらの近似式を用いて速度区間ごとの速度と加速度の近
似値を求め、折れ線による近似式を作成し、さらに、速
度区間ごとの加速度と速度とを比較し、スロットル開度
の大きい方の加速度がスロットル開度の小さい方の加速
度より小さい場合、スロットル開度の大きい方の傾きを
修正するようにしているので、走行性能マップにおい
て、隣り合う折れ線の交差を避けることができ、モード
運転のアクセル操作を滑らかに変化させることができ、
走行パターンに対する追従性とエミションの両方を同時
に改善することができる。
km/hごとの速度区間でマップ展開を行っていたが、
これに限られるものではなく、例えば、低速領域におい
ては加速度の変化率が大きいため、速度区間を10km
/hより小さくとるようにするのが好ましい。
能マップの作成方法によれば、従来の作成方法と異な
り、AT車においてトルコン領域とそれ以外の領域の区
別する必要がなく、また、段階的にシフトアップしない
CVT車においてギア比が変化する領域とこれが変化し
ない領域とに区別する必要がなくなるので、近似式を容
易に得ることができ、しかも、実測データにより近い近
似式を得ることができる。
作成方法によれば、走行性能マップにおいて、隣り合う
折れ線の交差を避けることができ、モード運転のアクセ
ル操作を滑らかに変化させることができ、走行パターン
に対する追従性とエミションの両方を同時に改善するこ
とができる。
れるシステムの構成を概略的に示す図である。
られた折れ線の例を示す図である。
るための図で、トルコン無し車両の走行性能マップの一
例を示すものである。
るための図で、トルコン付き車両についての走行性能マ
ップの一例を示すものである。
を作成する方法を説明するための図であり、(B)は走
行性能マップを示す図である。
成する方法を説明するための図であり、(B)は走行性
能マップを示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 学習運転によって得られた各スロットル
開度における速度、加速度の実測値に基づいて走行性能
マップを作成する際、スロットル開度をパラメータとす
る速度と加速度の関係を4次式の近似式によって表すよ
うにしたことを特徴とする車両自動運転装置で用いる走
行性能マップの作成方法。 - 【請求項2】 学習運転によって得られた各スロットル
開度における速度、加速度の実測値に基づいて走行性能
マップを作成する際、スロットル開度をパラメータとす
る速度と加速度の関係を4次式の近似式によって表し、
さらに、これらの近似式を用いて速度区間ごとの速度と
加速度の近似値を求め、折れ線による近似式を作成する
ようにしたことを特徴とする車両自動運転装置で用いる
走行性能マップの作成方法。 - 【請求項3】 速度区間ごとの加速度と速度とを比較
し、スロットル開度の大きい方の加速度がスロットル開
度の小さい方の加速度より小さい場合、スロットル開度
の大きい方またはスロットル開度の小さい方の傾きを修
正するようにした請求項2に記載の車両自動運転装置で
用いる走行性能マップの作成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20066899A JP4253078B2 (ja) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | 車両自動運転装置で用いる走行性能マップの作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP20066899A JP4253078B2 (ja) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | 車両自動運転装置で用いる走行性能マップの作成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001027584A true JP2001027584A (ja) | 2001-01-30 |
JP4253078B2 JP4253078B2 (ja) | 2009-04-08 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20066899A Expired - Lifetime JP4253078B2 (ja) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | 車両自動運転装置で用いる走行性能マップの作成方法 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP4253078B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003098047A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-03 | Horiba Ltd | 自動車自動運転システム |
JP2009068929A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Meidensha Corp | 車速制御の駆動力特性収録方法 |
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CN114152447A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-08 | 东风汽车有限公司东风日产乘用车公司 | 车辆驾驶性能评价方法、装置、设备及存储介质 |
-
1999
- 1999-07-14 JP JP20066899A patent/JP4253078B2/ja not_active Expired - Lifetime
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CN114152447B (zh) * | 2021-11-29 | 2024-03-29 | 东风汽车有限公司东风日产乘用车公司 | 车辆驾驶性能评价方法、装置、设备及存储介质 |
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