JP4549738B2 - 車両の制御システム及び制御システム並びに制御方法 - Google Patents
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Description
に関する。
エンジン制御ノード2では、エンジン制御アクチュエータ20を介してエンジン200の出力を制御する。エンジン制御アクチュエータ20は、例えば、燃料噴射弁で構成される場合、エンジン制御ノード2は、ROMに予め格納されたソフトウェアにより燃料噴射量を演算し、開弁期間を制御する。
スロットル制御ノード3は、ROMに予め格納されたソフトウェアにより、サーボモータなど構成されたスロットル制御アクチュエータ21を駆動して、ポリシーノード1が指令したスロットル開度となるように、電子制御スロットル201の開度を制御する。
変速機制御ノード4は、ROMに予め格納されたソフトウェアにより、ステップモータやデューティソレノイド弁などで構成されたトランスミッション制御アクチュエータ21を駆動して、ポリシーノード1が指令した変速比(または目標入力軸回転数)となるように変速機300を制御する。
ABS制御ノード5は、ROMに予め格納されたソフトウェアにより、油圧制御弁などで構成されるブレーキ制御アクチュエータ50〜53を駆動して、ポリシーノード1から指令された各車輪のスリップ率または制動力となるように制御する。
サスペンション制御ノード6は、ROMに予め格納されたソフトウェアにより、流体圧制御弁などで構成されるサスペンション制御アクチュエータ60〜63を駆動して、ポリシーノード1から指令されたダンパの減衰力、バネ定数、車高となるように制御を行う。
操舵制御ノード9は、ROMに予め格納されたソフトウェアにより、モータ等で構成される舵角アクチュエータ90、91を駆動して、ポリシーノード1から指令された操舵角となるように制御を行う。
安全管理ノード10は、ROMに予め格納されたソフトウェアにより、ポリシーノード1から作動指令があったときには、流体圧制御弁等を含むエアバッグシステム14を駆動してエアバッグを進展し、乗員の保護を行う。
次に、運転者毎の運転指標であるポリシーを格納可能なイグニッションキー13の構成について、図3を参照しながら説明する。
次に、ポリシーノード1で行われる制御の概要について、以下に説明する。
F2 = F2(UCP,XCP,ICP)
上記で定義したユーザのポリシーと、UCP、XCPを入力として、「組合せ最適化問題」として、上記のパラメータのチューニングを実施する。即ち、UCP、XCPの値を与えた、F1:F2=4:3という重み付けを行った上で最適となるICPを求める。
次に、目的関数の設定例を以下に示し、一例として、6つの目的関数F1,F2,F3,F4,F5,F6を設ける場合を示す。なお、これら目的関数F1〜F6は、目的関数群を構成する。
、エアバッグの作動流体の圧力などである。サスペンションは荷重の位置を変えるため、車体全体の剛性に影響を与えるからである。
次に、ユーザパラメータであるUCP、外部パラメータであるXCP、内部パラメータであるICPの設定について以下に説明する。
・UCP−1 アクセル操作量=アクセル操作量センサS1の検出値。
・UCP−2 ブレーキ操作量=ブレーキ操作量センサS2の検出値。
・UCP−3 シフト位置=シフト位置センサS4の検出値。
・UCP−4 ハンドルの操舵角=操舵角センサS3の検出値。
・XCP−1 前方車両距離=ミリ波レーダーS5の検出値。
・XCP−2 車輪速度=車輪速センサS10、S11の検出値。
・XCP−3 外部気温=外気温センサS8の検出値。あるいは、ナビゲーションノード8が道路情報システムから受信した値でもよい。
・XCP−4 外部風速=風速センサS9の検出値。あるいは、ナビゲーションノード8が道路情報システムから受信した値でもよい。
・XCP−5 路面抵抗=路面センサS6の検出値。あるいは、ナビゲーションノード8が道路情報システムから受信した値でもよい。
・XCP−6 路面上下角度(勾配)=車載カメラS7の検出値。あるいは、ナビゲーションノード8が演算した地図情報に基づく値でもよい。
・XCP−7 道路蛇行度(屈曲度)R=車載カメラS7の検出値。あるいは、ナビゲーションノード8が演算した地図情報に基づく値でもよい。
・XCP−8 交通量あるいは渋滞度=ナビゲーションノード8が道路情報システムから受信した値。あるいは、車載カメラS7からの画像を認識した値であってもよい。
・XCP−9 制限速度=ナビゲーションノード8が道路情報システムから受信した値。あるいは、ナビゲーションノード8が地図情報に基づいて取得した値であってもよい。
・XCP−10 制限排気量=ナビゲーションノード8が道路情報システムから受信した値。あるいは、ナビゲーションノード8が地図情報に基づいて取得した値であってもよい。
・XCP−11 制限騒音=ナビゲーションノード8が道路情報システムから受信した値。あるいは、ナビゲーションノード8が地図情報に基づいて取得した値であってもよい。
・ICP−1 エンジン回転速度=エンジン制御ノード2からの値(クランク角センサの検出値)。
・ICP−2 エンジン吸気量=電子スロットル制御ノード3からの値(エアフローメータの検出値)。
・ICP−3 エンジン燃料噴射量=エンジン制御ノード2からの値。
・ICP−4 変速比=(操舵装置可変ギア比)トランスミッション制御システム。
・ICP−5 前輪蛇角(ICP5−right/ICP5−left)=操舵制御ノード9からの値。
・ICP−6 後輪蛇角(ICP6−right/ICP6−left)=操舵制御ノード9からの値。
・ICP−7 前輪蛇角アクチュエータ90のパワーステアリング油圧またはアシスト量=操舵制御ノード9からの値。
・ICP−8 後輪蛇角アクチュエータ91のパワーステアリング油圧=操舵制御ノード9からの値。
・ICP−9 駆動力配分比率=駆動力配分制御ノードからの値。
・ICP−10 ブレーキポンプ油圧=ABS制御ノードからの値。
・ICP−11 サスペンション長=サスペンション制御ノード6からの値。
・ICP−12 サスペンション・バネ定数=サスペンション制御ノード6からの値。
・ICP−13 サスペンション・減衰定数=サスペンション制御ノード6からの値。
・ICP−14 エアバッグ噴射空気量=安全管理ノード10からの値。
以上のように、UCP、XCP、ICPを定義する。
次に、上記(A)で定義した目的関数と、上記(B)で定義した各パラメータの関係を決定し、目的関数F1〜F6を定義する。
イグニッションキー13に格納されたポリシーデータや、表示装置11などから入力されたポリシーデータに基づいて、ポリシーノード1は上記目的関数F1〜F6の重み付けを行うことで、ポリシーを適用する。
・安全性と同乗者の乗り心地を優先する走行ポリシー
[F1, F2, F3, F4, F5, F6]=[2:4:1:2:3:4]
後安全性と乗り心地を優先して大きく設定し、燃費を犠牲にして安全性を取る場合である。
・走行性を重視する走行ポリシー
[F1, F2, F3, F4, F5, F6]=[5:1:2:2:1:1]
可制御性を最優先として他を犠牲にし、応答性を高める場合である。
・VIPを同上させる場合の走行ポリシー
[F1, F2, F3, F4, F5, F6]=[1:5:1:1:5:5]
後安全性と静粛性及び乗り心地を優先する場合である。
ここで、組み合わせ最適化問題の解法と、複数の目的関数とポリシーの適用について、図6を参照しながら説明する。
GX−1=FX−1(ICP)/f−1 ………(1)
同じくポリシーf−2を適用した新たな関数をGX−2とし、
GX−2=FX−2(ICP)/f−2 ………(2)
とする。ただし、f−1>1、f−2>1である。
[F1, F2, F3, F4, F5, F6]=[5:1:2:2:1:1]
とポリシーを設定した場合、燃料噴射量ICP−3について考えると、上記図4より、目的関数F2を除く、F1、F3〜F6よりICP−3が演算される。ここで、5つの目的関数に与えられたポリシーの和と、各ポリシーの比を按分比として加重平均を、出力するICP−3とすることができる。
次に、ポリシーノード1における制御の詳細について、フローチャートを参照しながら詳述する。
S74では、上記図6(B)で示したように、関数FX−1に値f−1で重み付けを行ったものを関数GX−1として設定する。
上記実施形態においては、車両に本発明を適用した場合を例示したが、これに限定されるものではなく、複数のECUを備えた機器、航空機、装置等に適用することができる。
2 エンジン制御ノード
3 電子スロットル制御ノード
4 変速機制御ノード
5 ABS制御ノード
6 サスペンション制御ノード
8 ナビゲーションノード
9 操舵制御ノード
10 安全管理ノード
11 表示装置
13 イグニションキー13
130 メモリ130
Claims (7)
- ネットワークに接続された複数の制御ノードと、
各制御ノードに制御される制御対象と、を備え、車両の運転状態に応じて前記複数の制御ノードが連動して前記制御対象の制御を行う車両の制御システムにおいて、
運転者の運転操作に応じたユーザパラメータを入力するユーザパラメータ入力部と、
車両の外部環境に起因する外部パラメータを入力する外部パラメータ入力部と、
制御特性毎にそれぞれ設定されて、複数の前記ユーザパラメータと、複数の前記外部パラメータとから各制御対象の複数の内部パラメータを演算する複数の目的関数と、
前記複数の目的関数に対して、運転者の運転指標を示すポリシーをそれぞれ設定するポリシー設定部と、
前記ポリシーに基づいて、前記複数の目的関数の重み付けを行い、前記重み付けの上位の目的関数を複数選択して、当該ポリシーに合致するように前記内部パラメータを前記選択された複数の目的関数間で最適となるように調整するパラメータ調整部と、
前記パラメータ調整部で得られた内部パラメータを、当該内部パラメータに対応する制御ノードに指令する出力部と、
を備えたことを特徴とする車両の制御システム。 - 前記ポリシー設定部は、前記選択した目的関数及び当該目的関数の入力及び出力を車両の走行中に記録することを特徴とする請求項1に記載の車両の制御システム。
- 前記ポリシー設定部は、車両に設置した入力装置から前記ポリシーを入力することを特徴とする請求項1に記載の車両の制御システム。
- 前記ポリシー設定部は、車両のキーに設けた記憶装置から前記ポリシーを入力することを特徴とする請求項1に記載の車両の制御システム。
- 前記ポリシー設定部は、運転終了時には、車両のキーに設けた記憶装置へ前記ポリシーを格納することを特徴とする請求項4に記載の車両の制御システム。
- ネットワークに接続された複数の制御ノードと、
各制御ノードに制御される制御対象と、を備え、前記複数の制御ノードが連動して前記制御対象の制御を行う制御システムにおいて、
ユーザの操作に応じたユーザパラメータを入力するユーザパラメータ入力部と、
外部環境に起因する外部パラメータを入力する外部パラメータ入力部と、
制御特性毎にそれぞれ設定されて、複数の前記ユーザパラメータと、複数の前記外部パラメータとから各制御対象の複数の内部パラメータを演算する複数の目的関数と、
前記複数の目的関数に対して、制御の指標を示すポリシーをそれぞれ設定するポリシー設定部と、
前記ポリシーに基づいて、前記複数の目的関数の重み付けを行い、前記重み付けの上位の目的関数を複数選択して、当該ポリシーに合致するように前記内部パラメータを前記選択された複数の目的関数間で最適となるように調整するパラメータ調整部と、
前記パラメータ調整部で得られた内部パラメータを、当該内部パラメータに対応する制御ノードに指令する出力部と、
を備えたことを特徴とする制御システム。 - ネットワークに接続された複数の制御ノードと、
各制御ノードに制御される制御対象と、を備え、前記複数の制御ノードが連動して前記制御対象の制御を行う制御方法において、
ユーザの操作に応じたユーザパラメータを入力する手順と、
外部環境に起因する外部パラメータを入力する手順と、
制御特性毎にそれぞれ設定されて、複数の前記ユーザパラメータと、複数の前記外部パラメータとから各制御対象の複数の内部パラメータを演算する複数の目的関数に対して、制御の指標を示すポリシーをそれぞれ設定する手順と、
前記ポリシーに基づいて、前記複数の目的関数の重み付けを行う手順と、
前記重み付けの上位の目的関数を複数選択する手順と、
前記ポリシーに合致するように前記内部パラメータを前記選択された複数の目的関数間で最適となるように調整する手順と、
前記調整された内部パラメータを、当該内部パラメータに対応する制御ノードに指令する手順と、
を含むことを特徴とする制御方法。
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