(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
あらかじめ設定された第１の速度指令パターンを間に挟み、かつ互いの間に許容速度領域を空けて設定された速度上限パターンと速度下限パターンとに基づいて、該許容速度領域内を通り、車両の速度を前記第１の速度指令パターン通りに調整するときよりもスロットル開度の時間変化が小さくなる第２の速度指令パターンを算出する速度指令パターン算出装置と、
前記速度上限パターン、前記速度下限パターン、および前記第２の速度指令パターンを記憶する記憶部と、該記憶部に記憶された該速度上限パターン、該速度下限パターン、および該第２の速度指令パターンを表示する表示部とを備えた速度指令パターン表示装置とを備え、
前記速度指令パターン算出装置が、
前記許容速度領域内の開始ポイントから該許容速度領域を時間進行方向に眺めたときに該許容速度領域を外れることなく見通し可能な、前記速度下限パターン側の第１の下限側ポイントと前記速度上限パターン側の第１の上限側ポイントを算出する１次ポイント算出部と、
前記第１の下限側ポイントから前記許容速度領域を時間進行方向に眺めたときに該許容速度領域を外れることなく見通し可能な、前記速度上限パターン側の第２の上限側ポイントと、前記第１の上限側ポイントから前記許容速度領域を時間進行方向に眺めたときに該許容速度領域を外れることなく見通し可能な、前記速度下限パターン側の第２の下限側ポイントとを算出する２次ポイント算出部と、
前記開始ポイントと前記第１の下限側ポイントと前記第２の上限側ポイントとを結ぶ第１の折れ線の折れ曲がりの向きと、前記開始ポイントと前記第１の上限側ポイントと前記第２の下限側ポイントとを結ぶ第２の折れ線の折れ曲がりの向きとに基づいて、前記第１の下限側ポイントと前記第１の上限側ポイントとのいずれかのポイントを次の開始ポイントとして前記１次ポイント算出部に通知することで、順次更新された開始ポイントどうしを繋いだ速度指令パターンを生成する開始ポイント更新部とを備えたことを特徴とする速度指令システム。
【請求項２】
前記１次ポイント算出部が、前記開始ポイントから前記許容速度領域を時間進行方向に眺めたときに該許容速度領域を外れることなく見通し可能な最遠の、前記速度下限パターン上の頂点および前記速度上限パターン上の頂点を、それぞれ前記第１の下限側ポイントおよび前記第１の上限側ポイントとして算出するものであり、
前記２次ポイント算出部が、前記第１の下限側ポイントから前記許容速度領域を時間進行方向に眺めたときに該許容速度領域を外れることなく見通し可能な最遠の、前記速度上限パターン上の頂点を前記第２の上限側ポイントとして算出するとともに、前記第１の上限側ポイントから前記許容速度領域を時間進行方向に眺めたときに該許容速度領域を外れることなく見通し可能な最遠の、前記速度下限パターン上の頂点を前記第２の下限側ポイントとして算出するものであることを特徴とする請求項１記載の速度指令システム。
【請求項３】
前記開始ポイント更新部が、
前記第１の折れ線が速度上昇側に凸の折れ線であったときは、前記第２の折れ線の折れ曲がりの向きに拘らず前記第１の下限側ポイントを前記次の開始ポイントとし、
前記第１の折れ線が速度下降側に凸のときは、前記第２の折れ線が速度上昇側に凸であるか速度下降側に凸であるかに応じて、それぞれ、前記第１の下限側ポイントあるいは前記第１の上限側ポイントを前記次の開始ポイントとするものであることを特徴とする請求項１又は２記載の速度指令システム。
【請求項４】
車両が前記第２の速度指令パターン通りに走行するように該車両のエンジンのスロットル開度を制御するスロットル制御装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の速度指令システム。
【請求項５】
前記記憶部がさらに、前記第１の速度指令パターンを記憶するものであり、前記表示部がさらに、前記第１の速度指令パターンを表示するものであることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の速度指令システム。
【請求項６】
前記表示部が、前記第１の速度指令パターンの、開始時点から終了時点までの全域を表示する第１の表示部と、前記速度上限パターンおよび前記速度下限パターン、並びに前記第２の速度指令パターンの、現時点近傍領域を、前記第１の表示部における前記第１の速度指令パターンの表示態様よりも時間軸方向に拡大して表示する第２の表示部とを有することを特徴とする請求項５記載の速度指令システム。
【請求項７】
前記第２の表示部がさらに、前記第１の速度指令パターンの、現時点近傍の領域を、前記第１の表示部における表示態様よりも時間軸方向に拡大して表示するものであることを特徴とする請求項６記載の速度指令システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車やオートバイ等の車両の速度指令パターンを表示する速度指令パター
ン表示装置を含む速度指令システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
交通手段の発達した現代社会では、自動車は物資の運搬や人間の移動手段として大きな役割を果たしている。自動車は、推進力を発生させるエンジンを搭載しており、エンジンの開発の際にはその走行特性の試験が行なわれることが多い。その走行特性の試験は、開発段階で繰返し行なう必要があり、最終確認以外は自動車にエンジンは搭載せずにベンチ上でエンジンのみの試験を行なうシミュレート装置が用いられる（特許文献１，２参照）。この装置は、エンジンが連結されるダイナモを備え、そのダイナモに連結されたエンジンのスロットルの開度を調節しながら自動車の走行特性、例えば燃費やＮＯｘ排出量などを計測するシミュレート装置である。このシミュレート装置には、エンジンのスロットル開度の制御値を求めるスロットル制御装置が備えられている。このスロットル制御装置では、時間変化に対する自動車の速度指令値を表わす速度指令パターンと、エンジンの回転速度など自動車の速度に相当する速度相当値の計測値とが比較され、速度指令値どおりの速度相当値が計測されるようにスロットル開度の制御値が求められる。
【０００３】
ここで、例えば燃費等の試験を行なうにあたっては、標準の走行パターンが法令で定められていて、基本的にはその標準の走行パターン通りに運転（速度変化）させたときの燃費等を計測する必要がある。
【０００４】
ただし、法令上の標準の走行パターンには、その標準の走行パターンを挟んで、速度上限値の時間変化に対する速度上限パターンと速度下限値の時間変化に対する速度下限パターンが定められていて、それら速度上限パターンと速度下限パターンとの間には許容速度領域が存在する。ベテランの人間ドライバーの場合、走行パターンどおりに自動車を運転するとは言っても、その許容速度領域をうまく使って、急激な加減速をできるだけ避けるようにアクセルを調整する。ベンチ上の試験と人間ドライバーの運転による試験とではこのような相違があり、実際の運転で得られる走行特性と、ベンチ上で得られる走行特性を比較したときの差の大きな要因の１つとなっている。
【０００５】
このことから、アクセル踏込み量を滑らかにすることでベテランの人間ドライバーの運転により近づける試みがなされている（特許文献３参照）。この特許文献３では３次のスプライン関数を用いて目標速度を作り、この目標速度を時間微分して目標加速度を求め、それらの目標速度と目標加速度を用いてアクセル踏込み量を求めている。
【０００６】
また、後述する実施形態にて提案する速度指令パターンを採用すれば、ベテランの人間ドライバーの運転に近づけることができる。
【０００７】
しかしながら、シミュレーションが、ベテランの人間ドライバーの運転に近づけば近づくほど、今度は、まだ慣れていない人間ドライバーの運転を如何にしてベテランの人間ドライバーの運転に近づけるか、あるいは複数の人間ドライバーによる運転のばらつきを如何にして押え、均一な運転を行なわさせるかが問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２９４５８４号公報
【特許文献２】特開２００６−１３２９６１号公報
【特許文献３】特開平８−１３６４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、人間ドライバーによる運転を適切にアシストする速度指令パターン表示装置を含む速度指令システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する速度指令システムは、
あらかじめ設定された第１の速度指令パターンを間に挟み、かつ互いの間に許容速度領域を空けて設定された速度上限パターンと速度下限パターンとに基づいて、その許容速度領域内を通り、車両の速度を第１の速度指令パターン通りに調整するときよりもスロットル開度の時間変化が小さくなる第２の速度指令パターンを算出する速度指令パターン算出装置と、
速度上限パターン、速度下限パターン、および第２の速度指令パターンを記憶する記憶部と、その記憶部に記憶された速度上限パターン、速度下限パターン、および第２の速度指令パターンを表示する表示部とを備えた速度指令パターン表示装置とを備え、
上記速度指令パターン算出装置が、
許容速度領域内の開始ポイントからその許容速度領域を時間進行方向に眺めたときにその許容速度領域を外れることなく見通し可能な、速度下限パターン側の第１の下限側ポイントと速度上限パターン側の第１の上限側ポイントを算出する１次ポイント算出部と、
第１の下限側ポイントから許容速度領域を時間進行方向に眺めたときに許容速度領域を外れることなく見通し可能な、速度上限パターン側の第２の上限側ポイントと、第１の上限側ポイントから許容速度領域を時間進行方向に眺めたときに許容速度領域を外れることなく見通し可能な、速度下限パターン側の第２の下限側ポイントとを算出する２次ポイント算出部と、
開始ポイントと第１の下限側ポイントと第２の上限側ポイントとを結ぶ第１の折れ線の折れ曲がりの向きと、開始ポイントと第１の上限側ポイントと第２の下限側ポイントとを結ぶ第２の折れ線の折れ曲がりの向きとに基づいて、第１の下限側ポイントと第１の上限側ポイントとのいずれかのポイントを次の開始ポイントとして１次ポイント算出部に通知することで、順次更新された開始ポイントどうしを繋いだ速度指令パターンを生成する開始ポイント更新部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の速度指令システムを構成する速度指令パターン算出装置では、開始点から見通し可能な、第１の下限側ポイントと第１の上限側ポイントとを算出し、さらにそれら第１の下限側ポイントおよび第１の上限側ポイントのそれぞれから見通し可能な、第２の上限側ポイントおよび第２の下限側ポイントを算出して、次の開始ポイントを定めているため、ベテランの人間ドライバーの思考に近い第２の速度指令パターンが算出される。
また、本発明の速度指令システムを構成する速度指令パターン表示装置は、速度上限パターンと速度下限パターンと、さらに上記の第２の速度指令パターンを表示するものである。したがって、人間ドライバーは、その第２の速度指令パターン通りに運転することを心がけることにより、ベテランの人間ドライバーの運転に近づいた均一な運転を行なうことが可能となる。
ここで、１次ポイント算出部が、開始ポイントから許容速度領域を時間進行方向に眺めたときに許容速度領域を外れることなく見通し可能な最遠の、速度下限パターン上の頂点および速度上限パターン上の頂点を、それぞれ第１の下限側ポイントおよび第１の上限側ポイントとして算出するものであり、
２次ポイント算出部が、第１の下限側ポイントから許容速度領域を時間進行方向に眺めたときに許容速度領域を外れることなく見通し可能な最遠の、速度上限パターン上の頂点を第２の上限側ポイントとして算出するとともに、第１の上限側ポイントから許容速度領域を時間進行方向に眺めたときに許容速度領域を外れることなく見通し可能な最遠の、速度下限パターン上の頂点を第２の下限側ポイントとして算出するものであることが好ましい。
このようにして頂点をポイントとして選択することで、時間的な遠点まで見通した、時間に対する速度変化をできる限り小さくした速度指令パターンが算出される。
さらに、上記開始ポイント更新部が、
上記第１の折れ線が速度上昇側に凸の折れ線であったときは、上記第２の折れ線の折れ曲がりの向きに拘らず第１の下限側ポイントを次の開始ポイントとし、
上記第１の折れ線が速度下降側に凸のときは、上記第２の折れ線が速度上昇側に凸であるか速度下降側に凸であるかに応じて、それぞれ、第１の下限側ポイントあるいは第１の上限側ポイントを次の開始ポイントとするものであることが好ましい。
また、開始ポイント更新部におけるこのアルゴリズムにより次の開始ポイントを決定すると、許容速度範囲内のできる限り下限側が選択され、ベテランの人間ドライバーによる実際の運転に更に近づいた速度指令パターンが算出される。
さらに、本発明の速度指令システムにおいて、車両が第２の速度指令パターン通りに走行するようにその車両のエンジンスロットル開度を制御するスロットル制御装置をさらに備えたことを特徴とする。
【００１２】
ここで、本発明の速度指令システムにおいて、上記記憶部がさらに、上記第１の速度指令パターンを記憶するものであり、上記表示部がさらに、その第１の速度指令パターンを表示するものであることが好ましい。
【００１３】
この第１の速度指令パターンは、速度上限パターンと速度下限パターンとに挟まれた速度指令パターンであって、さらに、あらかじめ設定された速度指令パターンである。すなわち、この第１の速度指令パターンは、典型的には、法定で定められている標準の走行パターンである。本発明の速度指令パターン表示装置において、この第１の速度指令パターンを合わせて表示することにより、人間ドライバーは、この第１の速度指令パターン（法令の標準走行パターン）と比べ、どのように修正しながら運転すればよいかを知ることができ、人間ドライバーの運転技術向上にさらに役立てることができる。
【００１４】
また、本発明の速度指令システムにおいて、上記表示部が、第１の速度指令パターンの、開始時点から終了時点までの全域を表示する第１の表示部と、速度上限パターンおよび速度下限パターン、並びに第２の速度指令パターンの、現時点近傍領域を、第１の表示部における第１の速度指令パターンの表示態様よりも時間軸方向に拡大して表示する第２の表示部とを有することがさらに好ましい。
【００１５】
このように、表示部に、上記の第１の表示部と第２の表示部とを備えると、現時点が開始時点と終了時点との間のどの位置にあるかを知ることができ、かつ現時点でどのように運転すればよいかを詳細に知ることができる。
【００１６】
また、本発明の速度指令システムにおいて、上記第２の表示部がさらに、第１の速度指令パターンの、現時点近傍の領域を、第１の表示部における表示態様よりも時間軸方向に拡大して表示するものであることがさらに好ましい。
【００１７】
第２の表示部に、拡大された第１の速度指令パターンも合わせて表示することにより、上記の通り、この第１の速度指令パターン（法令の標準走行パターン）と比べ、どのように修正しながら運転すればよいかを知ることができ、人間ドライバーの運転技術向上にさらに役立てることができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上の本発明によれば、人間ドライバーによる運転が適切にアシストされる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態としての速度指令システムを示すブロック図である。
【図２】速度指令パターン表示装置を表わすブロック図である。
【図３】本実施形態の速度指令パターン表示装置の表示部の表示態様を示した図である。
【図４】比較例としての速度指令パターン表示部を示した図である。
【図５】速度指令パターンの構成図である。
【図６】図１に１つのブロックで示す速度指令パターン算出装置の機能ブロック図である。
【図７】図６にブロック図で示した速度指令パターン算出装置における処理の流れを示したフローチャートである。
【図８】速度指令パターン算出装置における処理の概念図である。
【図９】図７に１つのステップで示す開始ポイント更新ステップの詳細フローを示した図である。
【図１０】第１の折れ線および第２の折れ線の各種例を示した図である。
【図１１】図１に示す速度指令システムを構成するスロットル制御装置と、自動車の走行特性をシミュレートするシミュレート装置に接続した状態を示すブロック図である。
【図１２】図１１に１つのブロックで示すスロットル制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本実施形態における処理を施す前後それぞれの速度指令パターンと、スロットル開度の変動を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２９】
図１は、本発明の一実施形態としての速度指令システムを示すブロック図である。この速度指令システム１に含まれる速度指令パターン表示装置３０は、本発明の速度指令パターン表示装置の一実施形態に相当する。
【００３０】
この速度指令システム１は、自動車の走行テスト用に用いられるものであり、速度指令パターン算出装置１０と、スロットル制御装置２０と、速度指令パターン表示装置３０とで構成されている。
【００３１】
速度指令パターン算出装置１０は、あらかじめ設定された第１の速度指令パターンを間に挟み、かつ互いの間に許容速度領域を空けて設定された速度上限パターンと速度下限パターンとに基づいて、許容速度領域内を通り、車両の速度を第１の速度指令パターン通りに調整するときよりもスロットル開度の時間変化が小さくなる第２の速度指令パターンを算出する役割を担っている。
【００３２】
ここで、第１の速度指令パターンは、例えば燃費計測等の際にこのパターン通りに運転すること、という法定の速度パターンである。実際の運転では、厳密にその速度パターン通りに運転するのは困難なので、その速度パターンを挟んで速度上限値の時間変化からなる速度上限パターンと速度下限値の時間変化からなる速度下限パターンが定められている。実際の速度にあたっては、それらの速度上限パターンと速度下限パターンとに挟まれた許容速度領域内を辿ればよいとされている。
【００３３】
速度指令パターン算出装置１０では、この規定を利用し、法定の速度パターン（第１の速度指令パターン）通りに運転するよりも自動車のエンジンのスロットル開度の時間変化が小さくなる第２の速度指令パターンが算出される。この第２の速度指令パターンの具体的な算出方法については後述する。
【００３４】
スロットル制御装置２０は、自動車の運転をシミュレーションするシミュレーション装置に接続され、速度指令パターン算出装置１０で算出された第２の速度指令パターンに基づいてシミュレーション上でその第２の速度指令パターン通りに運転されるようにスロットル開度制御値とブレーキ制御値を出力する。これも詳細は後述する。
【００３５】
速度指令パターン表示装置３０は、速度指令パターン算出装置１０で算出された第２の速度指令パターンを表示し、人間ドライバーにその第２の速度指令パターン通りの運転を促すものである。
【００３６】
以下、先ずこの速度指令パターン表示装置３０について先に説明する。
【００３７】
図２は、速度指令パターン表示装置を表わすブロック図である。
【００３８】
この速度指令パターン表示装置３０は、記憶部３１と表示部３２とを有する。記憶部３１には、前述した法定の速度上限パターンおよび速度下限パターン、並びに速度指令パターン算出部１０で算出された第２の速度指令パターンが記憶される。本実施形態では、この記憶部３１にはさらに、前述した法定の標準の速度パターン（第１の速度指令パターン）も記憶される。
【００３９】
表示部３２では、記憶部３１に記憶された速度上限パターンおよび速度下限パターン、並びに第２の速度指令パターンが表示される。また、本実施形態では、この表示部３２には、法定の標準の速度パターンも表示される。ここで、表示部３２は、第１の表示部３２ａと第２の表示部３２ｂとを有する。第１の表示部３２ａには、法定の標準の速度パターン（第１の速度指令パターン）について、その速度パターンの開始時点から終了時点までの全域が表示される。
【００４０】
一方、第２の表示部３２ｂには、速度上限パターンおよび速度下限パターン、並びに、第２の速度指令パターンの、現時点近傍の領域が、第１の表示部３２ａにおける速度パターンの表示態様よりも時間軸方向に拡大されて表示される。また、本実施形態では、この第２の表示部３２ｂにはさらに、第１の表示部３２ａにも表示される法定の標準の速度パターン（第１の速度指令パターン）の、現時点近傍の領域も時間幅方向に拡大して表示される。
【００４１】
図３は、本実施形態の速度指令パターン表示装置の表示部の表示態様を示した図である。
【００４２】
この表示部３２は、第１の表示部３２ａと第２の表示部３２ｂとを有する。
【００４３】
第１の表示部３２ａの縦軸は時間軸ｔ１、横軸は速度Ｓ１である。また、縦軸ｔ１における点Ｐｓは開始時点、点Ｐｎは現時点、および点Ｐｅは終了時点を表わしている。この第１の表示部３２ａには、法定の標準速度パターンである第１の速度指令パターン３２０の、その開始時点Ｐｓから終了時点Ｐｅまでの全域が示されている。また、開始時点Ｐｓから現時点Ｐｎまでの区間は現時点Ｐｎから終了時点Ｐｅまでの区間とは別の色（ここではハッチングで示してある）に色分けされている。これにより、現時点Ｐｎが開始時点Ｐｓおよび終了時点Ｐｅに対しどの位置にあり、現在どこまで進行してきているかを直感的に知ることができる。
【００４４】
また、第２の表示部３２ｂの縦軸，横軸は、第１の表示部３２ａの縦軸，横軸と同様、それぞれ時間ｔ２および速度Ｓ２である。
【００４５】
この第２の表示部３２ｂには、速度上限パターン３２１、速度下限パターン３２２、および第２の速度指令パターン３２３が表示されている。また、この図３に示す態様では、第２の表示部３２ｂに、第１の表示部３２ａに示す第１の速度指令パターン３２０も表示されている。ただし、この第２の表示部３２ｂに表示されているこれらのパターン３２０〜３２３は、現時点Ｐｎの近傍領域のみであって、現時点Ｐｎの近傍領域が時間軸方向に拡大されて表示されている。また、本実施形態では、速度Ｓ２についても、第１の表示部３２ａの速度Ｓ１よりも拡大されて表示されている。
【００４６】
この第２の表示部３２ｂには、現時点を表わすマーク３２４が示されている。このマーク３２４は、横軸方向に移動して現在の速度を表示している。縦軸方向については、現時点を表わしているが、このマーク３２４は縦軸方向には移動ぜず、時間の経過に応じてマーク３２４の位置が常に現時点となるように、パターン３２０〜３２３がスクロール表示される。
【００４７】
また、この第２の表示部３２ｂにはさらに、押ボタンスイッチ３２５が表示されている。この表示部３２はタッチパネル式であり、この押ボタンスイッチ３２５を押すと、本実施形態では、一回押すごとに、第１の速度指令パターン３２０と第２の速度指令パターン３２３とのうちの第１の速度指令パターン３２０のみの表示（第１の表示態様）、第２の速度指令パターン３２３のみの表示（第２の表示態様）および第１の速度指令パターン３２０と第２の速度指令パターン３２３との双方の表示（第３の表示態様）が循環的に切り替えられる。速度指令パターン３２１および速度下限パターン３２２については常に表示されている。
【００４８】
尚、ここでは、上記の第１〜第３の表示態様が循環的に切り替えられる旨説明したが、例えば、押ボタンスイッチ３２５を押すごとに、上記の第１の表示態様と上記の第２の表示態様とが交互に切り替えられるように構成してもよく、あるいは、第１の表示態様と第３の表示態様が交互に切り替えらえるように構成してもよく、さらには、第２の表示態様と第３の表示態様が交互に切り替えられるように構成してもよい。すなわち、第２の速度指令パターン３２３が表示される表示態様が含まれていればよい。あるいは、押ボタンスイッチ３２５による切替えは行なわれずに、速度上限パターンと速度下限パターンと、さらに第２の速度指令パターンを含む表示態様で固定的に表示されてもよい。
【００４９】
図４は、比較例としての速度指令パターン表示部を示した図である。ここに示した比較例としての表示部３２’も第１の表示部３２ａ’と第２の表示部３２ｂ’とを有する。第１の表示部３２ａ’は、図３に示す実施形態における第１の表示部３２ａと同一であり説明は省略する。第２の表示部３２ｂ’には、速度上限パターン３２１および速度下限パターン３２２のほかは、法定の標準の速度パターンである第１の速度指令パターン３２０が表示されている。また、図３における第２の表示部３２ｂに表示されている押ボタンスイッチ３２５は、この図４では、表示されていない。尚、マーク３２４は、図３の場合と同様である。
【００５０】
すなわち、この図４に示す比較例においては、第２の速度指令パターンなる概念は一切存在しない。
【００５１】
ここで、図３に示されている第２の速度指令パターン３２３は、本実施形態においては、図１に示す速度指令パターン算出装置１０において、第１の速度指令パターン３２０通りに車両の速度を調整するときよりもスロットル開度の時間変化が小さくなるように算出されたパターンである。したがって、図３に示すマーク３２４が第２の速度指令パターン３２３上に位置するように運転すると、マーク３２４が第１の速度指令パターン３２０上に位置するように運転したときと比べ、燃費等が向上する。
【００５２】
ここで、図４の比較例に示すように、第２の速度指令パターン３２３（図３参照）の表示は存在せず、第１の速度指令パターン３２０が表示されている場合を考える。ベテランの人間ドライバーの場合は、マーク３２４が速度上限パターン３２１と速度下限パターン３２２とに挟まれた許容速度領域内に常に入るように、かつ、スロットル開度の時間変化が小さくなるように運転する。すなわちマーク３２４が図３に示す第２の速度指令パターン３２３上に位置するように運転することとほぼ同等の運転をする。しかしながら、初心者やそれほど慣れていない人間ドライバーの場合、図４の比較例のように、第１の速度指令パターン３２０が示されていると、スロットル開度の時間変化量を気にせず、マーク３２４が第１の速度指令パターン３２０上に位置するように執着した運転をしたり、ベテランの人間ドライバーとは異なった速度領域を走行しがちである。すなわち、図４に示す比較例の表示によると、人間ドライバーの技量によって、例えば燃費性能等に大きなばらつきが発生するおそれがある。
【００５３】
これに対し、図３に示すように、第２の速度指令パターン３２３が表示されていると、マーク３２４が常に第２の速度指令パターン３２３上に位置するように運転することで、不慣れな人間ドライバーであってもベテランの運転ドライバーに近い技量の運転が可能となる。また、これにより人間ドライバーによるばらつきも抑えられる。
【００５４】
また、図３に示すように、第２の速度指令パターン３２３の他に第１の速度指令パターン３２０も合わせて表示する態様の場合、不慣れな人間ドライバーにとって、法定の標準速度パターンである第１の速度指令パターン３２０に対しどのように修正しながら運転すればよいかを学習することができ、人間ドライバーの運転技術向上に更に役立てられる。
【００５５】
以上で、図１に示す速度指令システム１を構成する速度指令パターン表示装置３０の説明を終了し、次に、その同じ速度指令システム１を構成する速度指令パターン算出装置１０について説明する。
【００５６】
図５は、速度指令パターンの模式図である。
【００５７】
この図５には、法定の標準速度パターンである第１の速度指令パターン３２０、速度の上限を表わす速度上限パターン３２１、および速度の下限を表わす速度下限パターン３２２について、それらの開始時点から終了時点までの全域が示されている。ただし、これらのパターン３２０〜３２２は模式的に示したものであり、実際の法定の速度パターンとは無関係である。ここで、横軸は時間軸ｔ、縦軸は速度Ｓである。
【００５８】
以下では、この図５の第１の速度指令パターン３２０は無視して、速度上限パターン３２１と速度下限パターン３２２とに挟まれた許容速度領域から外れないように新たな速度パターンを算出することを考える。
【００５９】
具体例を挙げると、開始ポイントＳ１と終了ポイントＮＡとを結ぶ線分Ｓ１ＮＡは許容速度領域を外れるので不適合である。一方、開始ポイントＳ１とポイントＮＢとを結ぶ線分Ｓ１ＮＢは、開始ポイントＳ１から許容速度領域を時間進行方向に眺めたときに、許容速度領域を外れることなく見通し可能であって、かつ後述する意味において最長の線分である。このようなポイントＮＢを算出し、次にそのポイントＮＢを新たな開始ポイントとして次のポイントを算出し、これを繰り返すことにより順次更新された開始ポイントどうしを繋いだ速度指令パターンを生成する。
【００６０】
以下、この開始ポイントの更新アルゴリズムについて詳細に説明する。
【００６１】
図６は、図１に１つのブロックで示す速度指令パターン算出装置の機能ブロック図である。この速度指令パターン算出装置は、コンピュータとそのコンピュータ内で実行されるプログラムによって構成されるが、この図６は、そのプログラムの動作によってコンピュータ内に構築される機能をブロックで表わしたものである。
【００６２】
この図６に示す速度指令パターン算出装置１０は、次候補ポイント算出部１１、次々候補ポイント算出部１２、および開始ポイント更新部１３により構成されている。これら次候補ポイント算出部１１、次々候補ポイント算出部１２、および開始ポイント更新部１３は、本発明にいう、それぞれ１次ポイント算出部、２次ポイント算出部、および開始ポイント更新部の各一例に相当する。
【００６３】
次候補ポイント算出部１１には、例えば図５に示すような速度上限パターン３２１および速度下限パターン２３２が入力され、それらの上下限速度パターン３２１，３２２に基づいて、速度上限パターン３２１と下限パターン３２２とに挟まれた許容速度領域内の開始ポイントから許容速度領域を時間進行方向に眺めたときに許容速度領域を外れることなく見通し可能な、速度下限パターン３２２側の第１の下限側ポイントと速度上限パターン３２１側の第１の上限側ポイントが算出される。具体的には、この次候補ポイント算出部１１では、開始ポイントから許容速度領域を時間進行方向に眺めたときに許容速度領域を外れることなく見通し可能な最遠の、速度下限パターン上の頂点および速度上限パターン上の頂点が、それぞれ第１の下限側ポイントおよび第１の上限側ポイントとして算出される。
【００６４】
また、次々候補ポイント算出部１２では、次候補ポイント算出部１１で算出された第１の下限側ポイントから許容速度領域を時間進行方向に眺めたときに許容速度領域を外れることなく見通し可能な、速度上限パターン側の第２の上限側ポイントが算出されるとともに、次候補ポイント算出部１１で算出された第１の上限側ポイントから許容速度領域を時間進行方向に眺めたときに許容速度領域を外れることなく見通し可能な、速度下限パターン側の第２の下限側ポイントとが算出される。具体的には、この次々候補ポイント算出部１２では、第１の下限側ポイントから許容速度領域を時間進行方向に眺めたときに許容速度領域を外れることなく見通し可能な最遠の、速度上限パターン上の頂点が第２の上限側ポイントとして算出され、さらに、第１の上限側ポイントから許容速度領域を時間進行方向に眺めたときに許容速度領域を外れることなく見通し可能な最遠の、速度下限パターン上の頂点が第２の下限側ポイントとして算出される。
【００６５】
さらに、開始ポイント更新部１３では、開始ポイントと、次候補ポイント算出部１１で算出された第１の下限側ポイントと、次々候補ポイント算出部１２で算出された第２の上限側ポイントとを結ぶ第１の折れ線の折れ曲がりの向きと、開始ポイントと、次候補ポイント算出部１１で算出された第１の上限側ポイントと、次々候補算出部１２で算出された第２の下限側ポイントとを結ぶ第２の折れ線の折れ曲がりの向きとに基づいて、第１の下限側ポイントと第１の上限側ポイントとのいずれかのポイントを次の開始ポイントとして次候補ポイント算出部１１に通知することで、順次更新された開始ポイントどうしを繋いだ速度指令パターンが生成される。具体的には、この開始ポイント更新部１３では、第１の折れ線が速度上昇側に凸の折れ線であったときは、第２の折れ線の折れ曲がりの向きに拘らず第１の下限側ポイントが次の開始ポイントとされ、第１の折れ線が速度下降側に凸のときは、第２の折れ線が速度上昇側に凸であるか速度下降側に凸であるかに応じて、それぞれ、第１の下限側ポイントあるいは第１の上限側ポイントが次の開始ポイントとされる。
【００６６】
以下、これら次候補ポイント算出部１１、次々候補ポイント算出部１２、および開始ポイント更新部１３の作用について具体例を挙げながらさらに説明する。
【００６７】
図７は、図６にブロック図で示した速度指令パターン算出装置における処理の流れを示したフローチャートである。
【００６８】
また、図８は、速度指令パターン算出装置における処理の概念図である。
【００６９】
ここでは、先ず上下限速度パターン（例えば図５の速度上限パターン３２１および速度下限パターン３２２）が読み込まれる（ステップＳ０１）。図８には、速度上限パターンと速度下限パターンの一部が示されている。上限速度パターンと下限速度パターンとに挟まれた領域が許容速度領域である。
【００７０】
次に、初回の開始ポイントＳが設定される（ステップＳ０２）。
【００７１】
図８では、開始ポイントＳが許容速度領域内に概念的に示されているが、初回の開始ポイントは、図５に開始ポイントＳ１として示すようにパターンの開始点に設定される。
【００７２】
次に、次候補ポイントＬ，Ｕが算出される（ステップＳ０３）。
【００７３】
次候補ポイントＬ，Ｕを算出するにあたっては、開始ポイントＳから時間進行方向（図８に示す矢印ｔ方向）を眺める。そしてその開始ポイントＳから、許容速度領域から外れることなく見通し可能な最遠の、下限速度パターン上の頂点、上限速度パターン上の頂点が、それぞれ次候補ポイントＬ，Ｕとされる。
【００７４】
次候補ポイントＬ，Ｕが算出されると、次に次々候補ポイントが算出される。開始ポイントの更新にあたって必要となる次々候補ポイントは、２つの次々候補ポイントＬＮ１，ＵＮ２のみであるが、図８では分かり易さのため、４つの次々候補ポイントＬＮ１，ＬＮ２，ＵＮ１，ＵＮ２が示されている。
【００７５】
次々候補ポイントの算出アルゴリズムは、開始ポイントＳから見たときの次候補ポイントＬ，Ｕの算出アルゴリズムと同一である。すなわち、次候補ポイントＬから時間進行方向（矢印時間ｔ方向）を眺め、次候補ポイントＬから、許容速度領域から外れることなく見通し可能な最遠の、上限速度パターン上の頂点、下限速度パターン上の頂点が、それぞれ次々候補ポイントＬＮ１，ＬＮ２とされる。またこれと同様に、次候補ポイントＵから時間進行方向（矢印ｔ方向）を眺め、次候補ポイントＵから、許容速度領域から外れることなく見通し可能な最遠の、上限速度パターン上の頂点、下限速度パターン上の頂点が、それぞれ、次々候補ポイントＵＮ１，ＵＮ２とされる。
【００７６】
このようにして、次候補ポイントＬ，Ｕおよび次々候補ポイントＬＮ１，ＬＮ２，ＵＮ１，ＵＮ２が算出されると、次に、開始ポイントＳの更新が行なわれる（ステップＳ０５）。
【００７７】
図９は、図７に１つのステップで示す開始ポイント更新ステップの詳細フローを示した図である。
【００７８】
ここでは開始ポイントＳと、次候補ポイントＬと、次々候補ポイントＬＮ１とを結んだ第１の折れ線（Ｓ−Ｌ−ＬＮ１）および、開始ポイントＳと、次候補ポイントＵと、次々候補ポイントＵＮ２とを結んだ第２の折れ線（Ｓ−Ｕ−ＵＮ２）に着目する。そして、第１の折れ線（Ｓ−Ｌ−ＬＮ１）が上に凸または一直線、すなわち、次々候補ポイントＬＮ１が、開始ポイントＳと次候補ポイントＬとを結んだ線分の延長線よりも下またはその延長線上にあるときは、次候補ポイントＬが次の開始ポイントとして採用される（ステップＳ０５１）。
【００７９】
第１の折れ線が下に凸のときは、次に第２の折れ線（Ｓ−Ｕ−ＵＮ２）に着目する。図８に示す例では、第１の折れ線（Ｓ−Ｌ−ＬＮ１）は、次々候補ポイントＬＮ１が開始ポイントＳと次候補ポイントＬとを結ぶ線分の延長線よりも上にあるため、下に凸となっている。この場合、第２の折れ線（Ｓ−Ｕ−ＵＮ２）が下に凸、すなわち次々候補ポイントＵＮ２が開始ポイントＳと次候補ポイントＵとを結ぶ線分の延長線よりも上にあるときは、次候補ポイントＵが次の開始ポイントとして採用される。一方、第２の折れ線（Ｓ−Ｕ−ＵＮ２）が上に凸または一直線、すなわち次々候補ポイントＵＮ２が開始ポイントＳと次候補ポイントＵとを結ぶ線分の延長線よりも下またはその延長線上にあるときは、次候補ポイントＬが次の開始ポイントとして採用される。図８に示す例では、次々候補ポイントＵＮ２が、開始ポイントＳと次候補ポイントＵとを結ぶ線分の延長線上にあり、したがってこの場合、ステップＳ０５２における判定により、次候補ポイントＬが次の開始ポイントとして採用される。
【００８０】
このようにして開始ポイントが更新されると、その更新された開始ポイントが終了ポイントと一致するか否かが判定される（図７、ステップＳ０６）。ここで終了ポイントは、パターンの終了点であり、図５の終了ポイントＮＡに相当する。
【００８１】
更新後の開始ポイントが未だ終了ポイントに達していないときは、ステップＳ０３に戻り、更新後の開始ポイントＳから時間進行方向を眺めて次候補ポイントＬ，Ｕが算出される。ただし、次々候補ポイント算出のステップ（ステップＳ０４）で新たな次候補ポイントが算出済みのときは、新たな算出は省略してもよい。
【００８２】
ステップＳ０３〜Ｓ０６を繰り返し開始ポイントが終了ポイントに達すると、この処理は終了する。このとき順次更新された開始ポイントを繋いだパターンが第２の速度指令パターン３２３（図３参照）となる。尚、このままの速度指令パターンは折れ線のパターンであるが、その折れ線の角を丸めるようなスムージング処理を施し、そのスムージング処理を施した後のパターンを第２の速度指令パターン３２３としてもよい。
【００８３】
図１０は、第１の折れ線および第２の折れ線の各種例を示した図である。
【００８４】
図１０（Ａ）の場合、第１の折れ線（Ｓ−Ｌ−ＬＮ１）が上に凸である。この場合、第２の折れ線（Ｓ−Ｕ−ＵＮ２）を考慮することなく、次候補ポイントＬが採用される（図９のステップＳ０５１）。
【００８５】
図１０（Ｂ）の場合、第１の折れ線（Ｓ−Ｌ−ＬＮ１）は下に凸である。このためステップＳ０５１からステップＳ０５２に進む。また、第２の折れ線（Ｓ−Ｕ−ＵＮ２）は下に凸である。したがってステップＳ０５２において、次候補ポイントＵが採用される。
【００８６】
図１０（Ｃ）の場合、第１の折れ線（Ｓ−Ｌ−ＬＮ１）は、図１０（Ｂ）と同様、下に凸である。このためステップＳ０５１からステップＳ０５２に進む。一方、この図１０（Ｃ）の場合、第２の折れ線（Ｓ−Ｕ−ＵＮ２）は上に凸である。したがってステップＳ０５２において、次候補ポイントＬが採用される。
【００８７】
図１に示す速度指令パターン算出装置１０では、このようにして第２の速度指令パターン３２３が作成される。この作成された第２の速度指令パターン３２３が図１に示すスロットル制御装置２０と速度指令パターン表示装置３０に入力される。
【００８８】
次にスロットル制御装置２０について説明する。
【００８９】
図１１は、図１に示す速度指令システムを構成するスロットル制御装置を、自動車の走行特性をシミュレートするシミュレート装置に接続した状態を示すブロック図である。
【００９０】
この図１１に示すシミュレート装置１００には、動力伝達部１０４によってエンジン１０１に連結されたダイナモ１０２が備えられており、エンジン１０１が回転するとその回転に伴ってダイナモ１０２も回転する。このダイナモ１０２はエンジン１０１の動力に対する負荷としての役割を担っている。
【００９１】
このダイナモ１０２からは、速度計測値とトルク計測値が出力される。ダイナモ１０２からの速度計測値は、スロットル制御装置２０とダイナモ制御装置１０３に入力され、ダイナモ１０２からのトルク計測値はダイナモ制御装置１０３に入力される。
【００９２】
スロットル制御装置２０では、ダイナモ１０２からスロットル制御装置２０に入力された速度計測値に基づいてスロットル開度の制御値が算出され、その制御値に基づいてエンジン１０１のスロットルの開度が制御される。
【００９３】
また、スロットル制御装置２０で生成されたブレーキ指令値はダイナモ制御装置１０３に入力される。ダイナモ制御装置１０３では、スロットル制御装置２０からのブレーキ指令値と、ダイナモ１０２からの速度計測値とトルク計測値とに基づいて、ダイナモ電流の制御値が算出される。ダイナモ１０２にはその制御値に応じたダイナモ電流が流れ、これにより負荷の大きさが調整される。
【００９４】
図１２は、図１１に１つのブロックで示すスロットル制御装置の構成を示すブロック図である。
【００９５】
スロットル制御装置２０には、速度指令パターン記憶部２１、加速度指令値算出部２２、および制御値算出部２３が備えられている。速度指令パターン記憶部２１には、図１，図６に示す速度指令パターン算出装置１０で算出された第２の速度指令パターンが記憶される。この速度指令パターン記憶部２１からは、自動車のシミュレートの時間進行に従って、その第２の速度指令パターンを構成する現時点における速度指令値が読みだされる。加速度指令値算出部２２は、速度指令パターン記憶部２１から読みだされた速度指令値の微分演算により現時点における加速度指令値を算出する。ただし、この加速度指令値算出部２２を備えることに代えて、第２の速度指令パターンの全域について加速度指令値をあらかじめ作成して、速度指令パターン記憶部２１に第２の速度指令パターンとともに記憶しておき、その速度指令パターン記憶部２１から速度指令値とともに読み出すようにしてもよい。
【００９６】
また、制御値算出部２３には速度指令パターン記憶部２１から読み出された速度指令値、加速度算出部２２で算出された加速度指令値に加え、さらに、ダイナモ１０２（図１１参照）で得られた速度計測値が入力される。この制御値算出部２３では、入力された速度指令値、加速度指令値、および速度計測値に基づいて、スロットル開度制御値およびブレーキ制御値が算出される。図１１に示すエンジン１０１のスロットルは、このスロットル開度制御値に基づいてその開度が制御される。このスロットル開度制御値は、速度指令値通りの速度計測値が計測されるように算出された値である。また、ブレーキ制御値は、上述の通り、図１１のダイナモ制御装置１０３に入力される。
【００９７】
図１３は、本実施形態における処理を施す前後それぞれの速度指令パターンと、スロットル開度の変動を示した図である。
【００９８】
図１３（Ａ）のグラフａは、本実施形態における処理を施す前の第１の速度指令パターン（図４参照）を示している。これに対し、図１３（Ａ）のグラフｂは、本実施形態における処理を施した後の第２の速度指令パターン３２３（速度上限パターン３２１と速度下限パターン３２２を用いて上記の処理を施した後の第２の速度指令パターン）を示している。図１３（Ｂ）のグラフａ，ｂ，は、図１３（Ａ）のグラフａ，ｂにそれぞれ対応するスロットル開度（マイナスはブレーキ）の時間変動を示したグラフである。特に楕円Ｒで囲った部分を見ると、グラフａと比べグラフｂの方が、スロットル開度が安定していることが分かる。
【００９９】
このように、許容速度範囲をうまく使って第２の速度指令パターンを作成することで、ベテランの人間ドライバーによる運転パターンに高精度に近づけた走行特性シミュレーションを行なうことができる。
【０１００】
また、本実施形態では、速度指令パターン表示装置３０を備えたことにより、不慣れな人間ドライバーであっても、図１３（Ｂ）のグラフｂに近いスロットル開度の調整を行なうことができる。
【０１０１】
尚、ここでは一例として、図１に示す速度指令システム１について説明したが、表示に着目し、人間ドライバーに対し速度を指令する速度指令システムとして構成してもよい。このときは、スロットル制御装置２０を省き、速度指令パターン算出装置１０と速度指令パターン表示装置３０とからなる速度指令システムであっても十分である。
【０１０２】
また、ここでは、速度指令システムに組み込まれた速度指令パターン表示装置について説明したが、この速度指令パターン表示装置を、コンピュータ等を用いて算出された第２の速度指令パターンと、法定の速度上限パターンおよび速度下限パターンを内部に記憶しておいて表示する、速度指令パターン算出装置とは切り離された独立の装置として構成してもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１    速度指令システム
１０    速度指令パターン算出装置
１１    次候補ポイント算出部
１２    次々候補ポイント算出部
１３    開始ポイント更新部
２０    スロットル制御装置
２１    速度指令パターン記憶部
２２    加速度指令値算出部
２３    制御値算出部
３０    速度指令パターン表示装置
３１    記憶部
３２    表示部
３２ａ    第１の表示部
３２ｂ    第２の表示部
１００    シミュレート装置
１０１    エンジン
１０２    ダイナモ
１０３    ダイナモ制御装置
１０４    動力伝達部
３２０    第１の速度指令パターン
３２１    速度上限パターン
３２２    速度下限パターン
３２３    第２の速度指令パターン
３２４    マーク
３２５    押ボタンスイッチ
【図１】
0006329454.tif 000002
【図２】
0006329454.tif 000003
【図３】
0006329454.tif 000004
【図４】
0006329454.tif 000005
【図５】
0006329454.tif 000006
【図６】
0006329454.tif 000007
【図７】
0006329454.tif 000008
【図８】
0006329454.tif 000009
【図９】
0006329454.tif 000010
【図１０】
0006329454.tif 000011
【図１１】
0006329454.tif 000012
【図１２】
0006329454.tif 000013
【図１３】
0006329454.tif 000014