JPH09203694A - 自動車自動運転ロボットの制御方法 - Google Patents
自動車自動運転ロボットの制御方法Info
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Abstract
しなくても、また、ロボットに試験自動車の学習をさせ
たりしなくても、所望のエンジン回転制御を行うことが
できる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】 実際のエンジン回転数Nact と目標エン
ジン回転数Nnom との差Nerr をフィードバック制御し
て得られる制御出力αp ,αi と目標エンジン回転数の
変化率αffとの和にギア比γを乗じて得られる制御加速
度αctl と、目標エンジン回転数Nnom にギア比γを乗
じて得られる目標速度Vnom とを、スロットル開度予測
値発生器14に入力するようにした。
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。
のため、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自動車自動運転ロ
ボット(以下、ロボットという)が用いられるようにな
ってきている。
においては、予め決められた走行パターンで自動車を走
行させる必要があり、そのため、自動車のエンジンの速
度を制御する必要がある。また、自動車の性能試験の目
的でエンジン回転数を制御する場合がある。エンジン回
転制御を行うのに、従来は、図3(A)に示すように、
目標エンジン回転数Nnom と実エンジン回転数(エンジ
ン31の実際の回転数)Nact との差(偏差)Nerr を
P項32、I項33によって直接フィードバック制御し
たり、制御性能を向上させるため、同図(B)に示すよ
うに、P項32、I項33のほかに、F/F(フィード
フォワード)項34を設けて制御していた。
ずれの方法においても、 P,I定数を試験自動車ごとに的確に設定する必要
があり、 前記定数の設定に際して、知識や経験が必要である
ため、熟練を要するとともに、制御性能に個人差が表れ
たり、 目標値追従性向上のために調整を行うゲインとダイ
ナモトルク変化に対するロバスト性向上のために調整を
行うゲインとが同一のゲインを用いて設定するため、両
方の性能向上を同時に満足させることができない、とい
った不都合がある。
成したものでは、 フィードフォワードデータを用いる必要があるが、
このデータの採取のために、速度制御の学習のほかに、
エンジン回転制御のための学習を、ロボットにさせる必
要がある。
たもので、その目的は、煩わしいP,I定数を試験自動
車ごとに設定しなくても、また、ロボットに、速度制御
の学習のほかに、エンジン回転制御のための学習をさせ
たりしなくても、所望のエンジン回転制御を行うことが
できる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。
め、この発明においては、自動車の各速度位置における
加速度とスロットル開度との関係を予め求めておき、目
標速度における速度変化率に応じて必要となるスロット
ルサーボ系のスロットル開度予測値を計算するスロット
ル開度予測値発生器における計算結果をスロットルサー
ボ系の操作目標値として制御対象に入力するようにした
自動車自動運転ロボットにおいて、実際のエンジン回転
数と目標エンジン回転数との差をフィードバック制御し
て得られる制御出力と目標エンジン回転数の変化率との
和にギア比を乗じて得られる制御加速度と、目標エンジ
ン回転数にギア比を乗じて得られる目標速度とを、前記
スロットル開度予測値発生器に入力するようにしてい
る。
マップをそのまま利用してエンジン回転の制御を行なえ
るので、煩わしいP,I定数を試験自動車ごとに設定し
たり、ロボットに、速度制御の学習のほかに、エンジン
回転制御のための学習をさせたりしなくても、所望のエ
ンジン回転制御を行うことができる。
タを設けて制御系の発振を抑制するようにしてもよい。
度予測値発生器に入力し、制御系のフィードバック特性
を向上させるようにしてもよい。
を、図を参照しながら説明する。
トの制御方法を説明するための図で、この図において、
1は試験に供せられる自動車で、図示してないダイナモ
に搭載されている。2は自動車1のエンジンである。
ンジン2の目標回転数Nnom とエンジン3の実際の回転
数(以下、実回転数という)Nact との差(回転数偏
差)Nerr をとる突き合わせ点である。4,5は偏差N
err をそれぞれP制御、I制御するP項(P;ゲイ
ン)、I項(T;時定数)で、P項4の後段にはその出
力変化を滑らかにするための例えば移動平均回路などフ
ィルタ機能部6が設けられている。7は目標回転数N
nom を微分(実際には差分で代行)する微分器で、その
後段にはF/F項(F2 ;F/F比率)8が設けられて
いる。
I項5の出力αi (両者αp ,αiは、偏差Nerr 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
F/F項8の出力(F/Fデータ)αff(この出力は目
標回転数Nnom の変化率である)を加算する突き合わせ
て点で、この後段には加算後の出力αN-nom にギア比γ
を乗算する乗算器10が設けられており、この乗算器1
0の出力αV-nom は後述する突き合わせ点13に出力さ
れる。
する乗算器で、その出力である目標車速Vnom は、後述
する加速度補正演算器12およびスロットル開度予測値
発生器14にそれぞれ入力されるように構成されてい
る。
nom およびダイナモ指令トルクFtabが入力され、下記
の加速度補正演算式により補正加速度αdis を演算し、
この補正加速度αdis を突き合わせ点13に出力する。 αdis ={Ftab −RL(Vnom )}/I ここに、RL(Vnom )は走行抵抗値であって、RL
(Vnom )=a+bVnom +cVnom 2 なる式で表さ
れる(a,b,cは定数)。また、Iは自動車の重量で
ある。
αV-nom および加速度補正演算器12からの補正加速度
αdis が入力され、これらの加算出力が制御加速度α
ctl としてスロットル開度予測値発生器14に入力され
る。
標車速Vnom および突き合わせて点からの制御加速度α
ctl とが入力されるとともに、速度制御用の加速度・ス
ロットル開度特性(以下、走行性能マップという)15
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15に基づいて、種々の速度における目標加速
度に対するスロットル開度(予測スロットル開度)A
act を得、これからの指令に基づいてアクセルペダル用
のアクチュエータ(図示してない)が制御される。
得られる。例えば、ロボットが走行性能マップ学習時に
おいて、ある一定スロットル開度を保持しているときの
速度と加速度との関係を複数点求め、これを速度および
加速度入力によるスロットル開度出力の関係に展開し、
これを記憶するのである。そして、走行性能マップ15
は、マニュアルトランスミッション(M/T)方式にお
いては、1st、2ndなど各シフト位置ごとに採取さ
れ、また、オートマティックトランスミッション(A/
T)方式においては、速度区間を例えば3区間(例えば
0〜40km/h、40〜80km/h、80km/h
以上)に分け、例えば3〜4段階の加速度(例えば0m
/s2 、0.8m/s2 、1.6m/s2 、3.2m/
s2 )においてデータベースを作成するのである。
車1の実際の車速(実車速)である。
を行う手法について説明する。
nom が与えられると、この目標回転数Nnom と実回転数
Nact との偏差Nerr が求められ、この偏差Nerr がP
項4、I項5にそれぞれ入力され、P項出力αp および
I項出力αi が出力される。P項出力αp はフィルタ機
能部6に入力され、その変化が滑らかにされる。
力され、微分演算が行われる。この実施例では、差分演
算が行われる。この演算出力はF/F項8を経て、F/
Fデータαffとなる。
よびF/Fデータαffが加算され、この加算結果α
N-nom に試験車速のギア比γが乗ぜられ、エンジン回転
数変化から速度単位の目標加速度αV-nom に変換され
る。
標車速Vnom およびダイナモ指令トルクFtab を用いて
補正加速度αdis が求められる。これを求める理由は、
走行性能マップはダイナモが抵抗状態(ALRモード)
で学習された速度、加速度およびアクセル開度の相互の
関係を表しているからである。そして、この補正加速度
αdis は、ダイナモが定トルク制御されているとき(A
TRモード)において、トルク変化によるフィードバッ
ク特性の向上に有効である。
速度αdis を加算し、この加算結果を制御加速度αctl
としてスロットル開度予測値発生器14に入力する。こ
のスロットル開度予測値発生器14には、目標速度V
nom が入力されており、これらの入力と走行性能マップ
15とに基づいてアクセル操作量Aact が求められ、こ
れに基づいてアクセルペダル用のアクチュエータが操作
される。
5が試験自動車のエンジン特性を含むため、エンジン特
性が制御ループ内に明確に取り込まれているので、良好
な制御を行うことができる。そして、走行性能マップ1
5が試験自動車のエンジン2の応答性など特性の違いを
含んだものであるので、P,I定数の設定の違いが制御
性能に及ぼす影響が大幅に低減され、車両ごとにP,I
定数を試験自動車ごとに設定したり、ロボットにエンジ
ン回転制御のための学習をさせたりしなくても、所望の
エンジン回転制御を行うことができる。
ク制御部分にフィルタ機能部6を設けているので、エン
ジン2の回転のふらつきによる実回転数Nact が変動
し、これに起因して制御系が発振するのをある程度抑制
することができる。
ルクFtab を用いているので、ロボットがダイナモトル
クの変化を予め検知することができ、精度の高い制御を
行うことができる。なお、ダイナモ指令トルクFtab が
得られない場合は、ダイナモの実際のトルク(実トル
ク)を利用してもよい。
い場合は、図2に示すように構成し、ダイナモトルク変
化による走行性能マップ状の補正は、フィードバック制
御部分でカバーするようにしてもよい。
のではなく、例えば、図1および図2におけるフィルタ
6を突き合わせ点9と乗算器10との間に設けてもよ
い。また、上述の各実施例では、フィードバック制御部
分にPI制御を用いているが、他の制御方式を用いるこ
ともできる。
れ、以下のような効果を奏する。
ま用いることができるので、エンジン回転制御のために
試験自動車の学習を新たに行う必要がない。そして、煩
わしいP,I定数を試験自動車ごとに設定する必要がな
い。したがって、ロボットを容易にしかも良好に制御す
ることができる。
る。
…スロットル開度予測値発生器、Nnom …目標エンジン
回転数、Nact …実際のエンジン回転数、Nerr …偏
差、Vnom …目標速度、αp ,αi …フィードバック制
御出力、αff…目標エンジン回転数の変化率、αctl …
制御加速度、γ…ギア比、Ftab …ダイナモトルク信
号。
Claims (3)
- 【請求項1】 自動車の各速度位置における加速度とス
ロットル開度との関係を予め求めておき、目標速度にお
ける速度変化率に応じて必要となるスロットルサーボ系
のスロットル開度予測値を計算するスロットル開度予測
値発生器における計算結果をスロットルサーボ系の操作
目標値として制御対象に入力するようにした自動車自動
運転ロボットにおいて、実際のエンジン回転数と目標エ
ンジン回転数との偏差をフィードバック制御して得られ
る制御出力と目標エンジン回転数の変化率との和にギア
比を乗じて得られる制御加速度と、目標エンジン回転数
にギア比を乗じて得られる目標速度とを、前記スロット
ル開度予測値発生器に入力す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。 - 【請求項2】 フィードバック制御部分にフィルタ機能
部を設けて制御系の発振を抑制するようにした請求項1
に記載の自動車自動運転ロボットの制御方法。 - 【請求項3】 ダイナモトルク信号をスロットル開度予
測値発生器に入力し、制御系のフィードバック特性を向
上させるようにした請求項1または2のいずれかに記載
の自動車自動運転ロボットの制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02995496A JP3310527B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 自動車自動運転ロボットの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02995496A JP3310527B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 自動車自動運転ロボットの制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09203694A true JPH09203694A (ja) | 1997-08-05 |
JP3310527B2 JP3310527B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=12290386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02995496A Expired - Fee Related JP3310527B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 自動車自動運転ロボットの制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3310527B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009068929A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Meidensha Corp | 車速制御の駆動力特性収録方法 |
-
1996
- 1996-01-24 JP JP02995496A patent/JP3310527B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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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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