(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
指令車速とシャシダイナモメータにおける車両の実際の速度との偏差を車速制御系に入力し、スロットルサーボ系の開度をフィードバック制御する車両自動運転装置において、前記指令車速が一定又はほぼ一定になったときで、かつ、前記車両の実際の速度が前記指令車速に近づいて前記偏差が所定の値以下になったとき、車速制御系におけるＰ項およびＩ項のそれぞれの制御定数を小さくするようにし、このときさらに、車両の実加速度と指令加速度とを比較して、前者が後者より大きいときはＩ項の出力を小さくし、また、前者が後者より小さいときはＩ項の出力を大きくするようにしたことを特徴とする車両自動運転装置の制御方法。
【請求項２】
指令エンジン回転数とシャシダイナモメータにおけるエンジンの実際の回転数との偏差をエンジン回転数制御系に入力し、スロットルサーボ系の開度をフィードバック制御する車両自動運転装置において、前記指令エンジン回転数が一定又はほぼ一定になったときで、かつ、前記エンジンの実際の回転数が前記指令エンジン回転数に近づいて前記偏差が所定の値以下になったとき、エンジン回転数制御系におけるＰおよびＩ項のそれぞれの制御定数を小さくするようにし、このときさらに、実エンジン回転数変化率と指令エンジン回転数変化率とを比較して、前者が後者より大きいときはＩ項の出力を小さくし、また、前者が後者より小さいときはＩ項の出力を大きくするようにしたことを特徴とする車両自動運転装置の制御方法。
【請求項３】
指令ダイナモ回転数とエンジンダイナモメータにおける実際のダイナモ回転数との偏差をダイナモ回転数制御系に入力し、スロットルサーボ系の開度をフィードバック制御するエンジン自動運転装置において、前記指令ダイナモ回転数が一定又はほぼ一定になったときで、かつ、前記実際のダイナモ回転数が前記指令ダイナモ回転数に近づいて前記偏差が所定の値以下になったとき、ダイナモ回転数制御系におけるＰ項およびＩ項のそれぞれの制御定数を小さくするようにし、このときさらに、実ダイナモ回転数変化率と指令ダイナモ回転数変化率とを比較して、前者が後者より大きいときはＩ項の出力を小さくし、また、前者が後者より小さいときはＩ項の出力を大きくするようにしたことを特徴とするエンジン自動運転装置の制御方法。
【請求項４】
指令エンジン回転数とエンジンダイナモメータにおける実際のエンジン回転数との偏差をエンジン回転数制御系に入力し、スロットルサーボ系の開度をフィードバック制御するエンジン自動運転装置において、前記指令エンジン回転数が一定又はほぼ一定になったときで、かつ、前記エンジンダイナモメータにおける実際のエンジン回転数が前記指令エンジン回転数に近づいて前記偏差が所定の値以下になったとき、エンジン回転数制御系におけるＰ項およびＩ項のそれぞれの制御定数を小さくするようにし、このときさらに、実エンジン回転数変化率と指令エンジン回転数変化率とを比較して、前者が後者より大きいときはＩ項の出力を小さくし、また、前者が後者より小さいときはＩ項の出力を大きくするようにしたことを特徴とするエンジン自動運転装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両自動運転装置の制御方法およびエンジン自動運転装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両の動的な走行性能試験のため、シャシダイナモメータ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み込み操作や、シフトレバーの切り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。
【０００３】
ところで、上記実車走行シミュレート運転においては、予め設定された走行パターンで車両を走行させる必要があり、例えばスロットルサーボ系（またはブレーキサーボ系）を制御するのに、従来においては、図７に示すように、指令車速Ｖtab とシャシダイナモメータ１における車両の実際の速度（以下、実車速という）Ｖact との差（車速偏差）Ｖerr を制御系２に入力し、スロットルサーボ系３の開度をフィードバック制御するようにしていた。なお、図７において、４はＰ項（掛算器）、５はＩ項（積分器）、６はエンジン、７は動力伝達系としてのパワートレイン、８，９は突き合わせ点である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来においては、Ｐ項４における比例定数ＰおよびＩ項５における積分定数Ｉを常に一定に保つようにしているが、追従性能を上げるためにこれらの定数Ｐ，Ｉを大きく設定すると、定速走行時においてアクセルペダルが振動し、この振動を抑制するために制御定数Ｐ，Ｉを小さく設定すると、加減速時に車速の追従性能が悪くなるといったことがあった。
【０００５】
このような問題は、シャシダイナモメータ１を用いてエンジンの回転性能を試験する場合にも同様に生じているとともに、エンジンダイナモメータを用いてエンジンの回転性能を試験するエンジン自動運転装置においても同様に生じているところである。
【０００６】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その第１目的は、安定した速度追従性やエンジン回転数追従性が得られるようにした車両自動運転装置の制御方法を提供することであり、第２目的は、安定したダイナモ回転数追従性やエンジン回転数追従性が得られるようにしたエンジン自動運転装置の制御方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記第１目的を達成するため、請求項１に記載した第１発明では、指令車速とシャシダイナモメータにおける車両の実際の速度との偏差を車速制御系に入力し、スロットルサーボ系の開度をフィードバック制御する車両自動運転装置において、前記指令車速が一定又はほぼ一定になったときで、かつ、前記車両の実際の速度が前記指令車速に近づいて前記偏差が所定の値以下になったとき、車速制御系におけるＰ項およびＩ項のそれぞれの制御定数を小さくするようにし、このときさらに、車両の実加速度と指令加速度とを比較して、前者が後者より大きいときはＩ項の出力を小さくし、また、前者が後者より小さいときはＩ項の出力を大きくするようにしたことを特徴としている。
【０００８】
この第１発明によれば、指令車速が一定又はほぼ一定になったときで、かつ、車両の実際の速度が前記指令車速に近づいて両者の偏差が所定の値以下になった定速走行時において、Ｐ，Ｉ制御系における定数Ｐ，Ｉの値が小さく設定操作されるので、アクセルペダルの振動が小さくなり、操作の安定性が向上する。そして、このとき、車両の実加速度と指令加速度とを比較して、前者が後者より大きいときはＩ項の出力を小さくし、また、前者が後者より小さいときはＩ項の出力を大きくすることにより、それまでに積分されたＩの値を放出させてオーバーシュートまたはアンダーシュートを小さくすることができ、トータル的に速度追従性も良好となる。
【０００９】
【００１０】
そして、上記第１目的を達成するため、請求項２に記載した第２発明では、指令エンジン回転数とシャシダイナモメータにおけるエンジンの実際の回転数との偏差をエンジン回転数制御系に入力し、スロットルサーボ系の開度をフィードバック制御する車両自動運転装置において、前記指令エンジン回転数が一定又はほぼ一定になったときで、かつ、前記エンジンの実際の回転数が前記指令エンジン回転数に近づいて前記偏差が所定の値以下になったとき、エンジン回転数制御系におけるＰおよびＩ項のそれぞれの制御定数を小さくするようにし、このときさらに、実エンジン回転数変化率と指令エンジン回転数変化率とを比較して、前者が後者より大きいときはＩ項の出力を小さくし、また、前者が後者より小さいときはＩ項の出力を大きくするようにしたことを特徴としている。
【００１１】
【００１２】
一方、上記第２目的を達成するため、請求項３に記載した第３発明では、指令ダイナモ回転数とエンジンダイナモメータにおける実際のダイナモ回転数との偏差をダイナモ回転数制御系に入力し、スロットルサーボ系の開度をフィードバック制御するエンジン自動運転装置において、前記指令ダイナモ回転数が一定又はほぼ一定になったときで、かつ、前記実際のダイナモ回転数が前記指令ダイナモ回転数に近づいて前記偏差が所定の値以下になったとき、ダイナモ回転数制御系におけるＰ項およびＩ項のそれぞれの制御定数を小さくするようにし、このときさらに、実ダイナモ回転数変化率と指令ダイナモ回転数変化率とを比較して、前者が後者より大きいときはＩ項の出力を小さくし、また、前者が後者より小さいときはＩ項の出力を大きくするようにしたことを特徴としている。
【００１３】
【００１４】
そして、上記第２目的を達成するため、請求項４に記載した第４発明では、指令エンジン回転数とエンジンダイナモメータにおける実際のエンジン回転数との偏差をエンジン回転数制御系に入力し、スロットルサーボ系の開度をフィードバック制御するエンジン自動運転装置において、前記指令エンジン回転数が一定又はほぼ一定になったときで、かつ、前記エンジンダイナモメータにおける実際のエンジン回転数が前記指令エンジン回転数に近づいて前記偏差が所定の値以下になったとき、エンジン回転数制御系におけるＰ項およびＩ項のそれぞれの制御定数を小さくするようにし、このときさらに、実エンジン回転数変化率と指令エンジン回転数変化率とを比較して、前者が後者より大きいときはＩ項の出力を小さくし、また、前者が後者より小さいときはＩ項の出力を大きくするようにしたことを特徴としている。
【００１５】
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の詳細について図を参照しながら説明する。そして、以下の図において、図８における符号と同一の符号は同一物を示している。
【００１７】
まず、図１および図２は、第１実施例を示し、特に第１発明に係る車両自動運転装置の制御方法を説明するための図である。この発明の制御方法が上述した従来のそれと大きく異なる点は、従来の構成に、Ｐ項およびＩ項操作判断部１０及びＩ項出力操作部１２を付加し、前記Ｐ項およびＩ項操作判断部１０に指令車速Ｖtab と実車速Ｖact とを入力し、
（１）指令車速Ｖtab がほぼ一定、より具体的には、指令車速Ｖtab の加速度が零または零に近い値になったこと、および、
（２）実車速Ｖact が指令車速Ｖtab に十分に近づいてそれらの差（速度偏差）Ｖerr が所定の値以下になったこと、
の両方の条件が満たされたとき、車速制御系２におけるＰ項４およびＩ項５のそれぞれの制御定数Ｐ，Ｉを小さくするようにしたことである。これを、図２をも参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
今、指令車速Ｖtab が、図２において実線で示すように変化し、このときの実車速Ｖact が破線で示すようであったとする。指令車速Ｖtab が定速度（加速度±０．０〜９．９ｋｍ／ｈ／ｓ以下）になった後、実車速Ｖact が指令車速Ｖtab と交叉（同じを含む）したとき（符号ｔc で示す）、制御定数Ｐ，Ｉを次のように変更する。
【００１９】
すなわち、変更後の定数Ｐを、Ｐcruiseとすると、
Ｐcruise ＝Ｐoriginal ×Ｋ1                                 ……（１）とする。
ここで、Ｐoriginal は変更前の定数Ｐを、また、Ｋ1 はＰoriginal に乗ずる可変定数で、０〜１００％の範囲で任意に設定可能である。
そして、変更後の定数Ｉを、Ｉcruiseとすると、
Ｉcruise ＝Ｉoriginal ×Ｋ2                                 ……（２）とする。
ここで、Ｉoriginalは変更前の定数Ｉを、また、Ｋ2 はＩoriginal に乗ずる可変定数で、０〜１００％の範囲で任意に設定可能である。
【００２０】
そして、この車速制御方法においては、加減速時には、定数Ｐ，Ｉを大きく設定する。このようにすることにより、良好な車速追従性を確保することができる。また、定速走行時においては、前記（１），（２）式にしたがって定数Ｐ，Ｉを小さくなるように設定することにより、アクセルペダルの動きを小さくでき、その操作の安定性が向上する。
【００２１】
図３は、第２実施例で、上記第１発明の変形例を示すものである。この実施例においては、制御系２を、Ｐ項４、Ｉ項５、Ｄ項（微分器）１１によって構成している。このように構成した第２実施例においても、上記第１実施例と同様に定数Ｐ，Ｉ，Ｄを変更すれば、同様の効果が得られる。
【００２２】
ところで、上述のようにして定数Ｉを小さくすると、それまでに積分された値を放出するのに時間がかかり、オーバーシュートやアンダーシュートが大きくなることがある。そこで、このような不都合を解消するための構成として前記のＩ項出力操作部１２が付加されている。
【００２３】
このＩ項出力操作部１２は、上述したように、Ｐ項およびＩ項操作判断部１０によって上記操作を行うとき、つまり、定速走行時において定数Ｐ，Ｉを小さくなるように設定操作を行うとき、Ｉ項５の出力値Ｉout を、次のように変更するのである。
【００２４】
Ｉout ＝Ｉout −αerr ×Ｋ3                               ……（３）とする。
ここで、Ｋ3 は可変定数であり、０〜１０００％の範囲で任意に設定可能である。また、αerr は実車速Ｖact の加速度と指令車速Ｖtab の加速度との差、つまり、αact −αtab である。
【００２５】
そして、上記定数Ｉを小さくするとき、実加速度αact と指令加速度αtab とを比較し、αact ＞αtab ならば、Ｉ項５の出力を小さくし、αact ＜αtab ならば、Ｉ項５の出力を大きくすることにより、オーバーシュートやアンダーシュートを小さく抑制することができ、車速追従性がより向上する。
【００２６】
【００２７】
上述の第１，第２実施例は、指令車速Ｖtab とシャシダイナモメータ１における車両６の実車速Ｖact との偏差Ｖerr を車速制御系２に入力し、スロットルサーボ系の開度３をフィードバック制御する車両自動運転装置の制御方法であったが、シャシダイナモメータ１は、車両の実車走行シミュレート運転による走行試験のみならず、エンジンの性能試験にも用いることができる。したがって、この発明は、指令エンジン回転数とエンジンダイナモメータにおけるエンジンの実際の回転数との偏差をエンジン回転数制御系に入力し、スロットルサーボ系の開度をフィードバック制御する車両自動運転装置の制御方法にも適用することができる。以下、これを第２発明として説明する。
【００２８】
図４は、第３実施例（第２発明）を示し、この図４において、１３はエンジン回転数制御系で、Ｐ項４およびＩ項５よりなる。なお、他の構成は、上記図１に示したものと同様であるので、その説明は省略する。
【００２９】
そして、この実施例においては、指令エンジン回転数Ｎtab とエンジン６の実際の回転数（実エンジン回転数）Ｎact とをＰ項およびＩ項操作判断部１０に入力し、
（１）指令エンジン回転数Ｎtab がほぼ一定、より具体的には、指令エンジン回転数Ｎtabの変化率が零または零に近い値になったこと、および、
（２）実エンジン回転数Ｎact が指令エンジン回転数Ｎtab に十分に近づいてそれらの差（回転数偏差）Ｎerr が所定の値以下になったこと、
の両方の条件が満たされたとき、エンジン回転数制御系１３におけるＰ項４およびＩ項５のそれぞれの制御定数Ｐ，Ｉを小さくするようにしている。
【００３０】
この実施例の動作は、前記図１に示した実施例の動作と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
そして、この第２発明においても、前記図３に示すようなＤ項を設けてもよい。また、この第２発明も図４に示すように、Ｉ項出力操作部１２が設けられており、このＩ項出力操作部１２において、実エンジン回転数Ｎact の変化率と指令エンジン回転数Ｎtab の変化率とを比較し、前者が後者より大きいときはＩ項の出力を小さくし、また、前者が後者より小さいときはＩ項の出力を大きくするのである。
【００３２】
上述の第１〜第３実施例は、いずれも車両自動運転装置の制御方法であったが、この発明は、これに限られるものではなく、指令ダイナモ回転数（または指令エンジン回転数）とエンジンダイナモメータにおける実際のダイナモ回転数（実際のエンジン回転数）との偏差をダイナモ回転数制御系に入力し、スロットルサーボ系の開度をフィードバック制御するエンジン自動運転装置の制御方法にも適用することができる。以下、これを第３発明および第４発明として説明する。
【００３３】
図５は、第４実施例を示し、特に、第３発明に係るエンジン自動運転装置の制御方法を説明するための図で、この図５において、１４はエンジンダイナモメータ、１５はダイナモ回転数制御系で、Ｐ項４およびＩ項５よりなる。また、１６はＰ項およびＩ項操作判断部、１２はＩ項出力操作部である。
【００３４】
そして、この実施例においては、指令ダイナモ回転数Ｄtab とエンジンダイナモメータ１４の実際の回転数（実ダイナモ回転数）Ｄact とをＰ項およびＩ項操作判断部１６に入力し、
（１）指令ダイナモ回転数Ｄtab がほぼ一定、より具体的には、指令ダイナモ回転数Ｄtabの変化率が零または零に近い値になったこと、および、
（２）実ダイナモ回転数Ｄact が指令ダイナモ回転数Ｄtab に十分に近づいてそれらの差（回転数偏差）Ｄerr が所定の値以下になったこと、
の両方の条件が満たされたとき、ダイナモ回転数制御系１５におけるＰ項４およびＩ項５のそれぞれの制御定数Ｐ，Ｉを小さくするようにしている。他の構成については、前記図１における構成と変わるところはない。
【００３５】
この実施例の動作は、前記図１に示した実施例の動作と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
そして、この第３発明においても、前記図３に示すようなＤ項を設けてもよい。また、Ｉ項出力操作部１２が設けられ、このＩ項出力操作部１２において、実ダイナモ回転数Ｄact の変化率と指令ダイナモ回転数Ｄtab の変化率とを比較し、前者が後者より大きいときはＩ項の出力を小さくし、また、前者が後者より小さいときはＩ項の出力を大きくするのである。
【００３７】
そして、図６は、第５実施例を示し、特に、第４発明に係るエンジン自動運転装置の制御方法を説明するための図で、この図６に示される構成は、図５に示された構成とほぼ同じで、Ｐ項およびＩ項操作判断部１６に、指令エンジン回転数Ｎtab とエンジン６の実際の回転数（実エンジン回転数）Ｎact とを入力するようにした点が異なるだけである。
【００３８】
そして、この実施例においては、指令エンジン回転数Ｎtab とエンジン６の実際の回転数（実エンジン回転数）Ｎact とをＰ項およびＩ項操作判断部１６に入力し、
（１）指令エンジン回転数Ｎtab がほぼ一定、より具体的には、指令エンジン回転数Ｎtabの変化率が零または零に近い値になったこと、および、
（２）実エンジン回転数Ｎact が指令エンジン回転数Ｎtab に十分に近づいてそれらの差（回転数偏差）Ｎerr が所定の値以下になったこと、
の両方の条件が満たされたとき、エンジン回転数制御系１３におけるＰ項４およびＩ項５のそれぞれの制御定数Ｐ，Ｉを小さくするようにしている。
【００３９】
この実施例の動作は、前記図１に示した実施例の動作と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
そして、この第４発明においても、前記図３に示すようにＤ項を設けてもよく、また、Ｉ項出力操作部１２が設けられ、このＩ項出力操作部１２において、実エンジン回転数Ｎact の変化率と指令エンジン回転数Ｎtab の変化率とを比較し、前者が後者より大きいときはＩ項の出力を小さくし、また、前者が後者より小さいときはＩ項の出力を大きくするのである。
【００４１】
【発明の効果】
この発明は、以上のような形態で実施され、以下のような効果を奏する。
【００４２】
第１発明および第３発明によれば、指令車速が一定又はほぼ一定になったときで、かつ、車両の実際の速度が前記指令車速に近づいて両者の偏差が所定の値以下になった定速走行時において、Ｐ，Ｉ制御系における制御定数Ｐ，Ｉの値が小さく設定されるので、アクセルペダルの振動が小さくなり、その操作の安定性が向上する。
【００４３】
しかも、第１発明において、前記指令車速が一定又はほぼ一定になったときで、かつ、車両の実際の速度が前記指令車速に近づいて両者の偏差が所定の値以下になったとき、車両の実加速度と指令加速度とを比較し、前者が後者より大きいときはＩ項の出力を小さくし、前者が後者より小さいときはＩ項の出力を大きくするようにしているので、オーバーシュートまたはアンダーシュートを小さくすることができ、車速追従性が向上する。
【００４４】
また、第３発明においても、前記指令ダイナモ回転数が一定又はほぼ一定になったときで、かつ、前記実際のダイナモ回転数が前記指令ダイナモ回転数に近づいて前記偏差が所定の値以下になったとき、実ダイナモ回転数変化率と指令ダイナモ回転数変化率とを比較して、前者が後者より大きいときはＩ項の出力を小さくし、前者が後者より小さいときはＩ項の出力を大きくするようにしているので、オーバーシュートまたはアンダーシュートを小さくすることができ、車速追従性が向上する。
【００４５】
第２発明および第４発明によれば、エンジンまたはエンジンダイナモの一定回転時において、Ｐ，Ｉ制御系における制御定数Ｐ，Ｉの値が小さく設定されるので、アクセルペダルの動きが小さくなり、その操作の安定性が向上する。
【００４６】
しかも、第２発明において、前記指令エンジン回転数が一定又はほぼ一定になったときで、かつ、前記エンジンの実際の回転数が前記指令エンジン回転数に近づいて前記偏差が所定の値以下になったとき、実エンジン回転数の変化率と指令エンジン回転数の変化率とを比較して、前者が後者より大きいときはＩ項の出力を小さくし、また、前者が後者より小さいときはＩ項の出力を大きくするようにしているので、オーバーシュートまたはアンダーシュートを小さくすることができ、エンジン回転数の追従性が向上する。
【００４７】
また、第４発明においても、前記指令エンジン回転数が一定又はほぼ一定になったときで、かつ、前記エンジンダイナモメータにおける実際のエンジン回転数が前記指令エンジン回転数に近づいて前記偏差が所定の値以下になったとき、実ダイナモ回転数変化率と指令ダイナモ回転数変化率とを比較して、前者が後者より大きいときはＩ項の出力を小さくし、前者が後者より小さいときはＩ項の出力を大きくするようにしているので、オーバーシュートまたはアンダーシュートを小さくすることができ、ダイナモ回転数追従性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施例を示すブロック図である。
【図２】  上記実施例における制御方法を説明するための図である。
【図３】  第２実施例を示すブロック図である。
【図４】  第３実施例を示すブロック図である。
【図５】  第４実施例を示すブロック図である。
【図６】  第５実施例を示すブロック図である。
【図７】  従来技術を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１…シャシダイナモメータ、２…速度速制御系、３…スロットルサーボ系、４…Ｐ項、５…Ｉ項、１０…Ｐ項およびＩ項操作判断部、１２…Ｉ項出力操作部、１３…エンジン回転数制御系、１４…エンジンダイナモメータ、１５…ダイナモ回転数制御系、１６…Ｐ項およびＩ項操作判断部、Ｖtab …指令車速、Ｖact …実車速、Ｖerr …速度偏差、Ｄtab …指令ダイナモ回転数、Ｄact …実ダイナモ回転数、Ｄerr …回転数偏差、Ｎtab …指令エンジン回転数、Ｎact …実エンジン回転数、Ｎerr …回転数偏差。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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