3. 2 モデルの構造
3. 2. 1 マン ・ マシン ・ システム ・ モデルの
群追従車への拡張
追従車の発進挙動モデルは， 単独車モデルに先行事の速度， 位置に関する'情報をうえ，
それらに対する人の応答関数を単独事モデルに拡張することによりモデル化を行う.
通常の追従走行においては追従I�[の日襟速度が先行lドの[1標速度よりも低くなる場合が 存任するものの， 本モデルでは， 法定速度のもとで先行市..iù従9Iともr'I rJlど行が可能な 状態、で， なおかつ.iù従lドが先行IIJ:にill従して￡行するケースを忽lとする. このため， 先行 車・追従車の目標速度は同一と惣定する.
追従車は， 先行車が発進すると続いて発進しようとする. その後の加速プロセスは単独 車と同様であるが， 先行車に追従することから，
-車間距離を維持する，
・最終走行速度を先行車に一致させる，
という要求が課せられる. そこで入力は， 目標速度Vpに加えて， 先行車XLの位置に関す る入力を持つ必要がある. 追従車の位置をXFとすると， 先行車と追従車の車間距離(XL - XF)から目標車間距離Xp (発進して定常走行に移行したとき追従車が先行車との聞に 保とうとする車間距離)を引いた相対車間距離を入力として加える. これに対して運転者 が車間距離を縮める場合には燃料流量を増やし， 車間距離を確保する場合にはアクセル踏 み込み量を減らすように人の応答要素Hxを設定する. なお， 目標車間距離Xpとは， 本来 運転者の個人差を含む分布関数であると考えられ， 追従挙動の理論計算を行う際には確率 分布に対応する乱数を発生させることにより対応可能であるが， 本モデルではパラメータ 同定の際には観測値の最大値を， また平均的追従挙動の理論計算の際には観測された最 値の平均を用いる.
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VI'
VL
アクセルペダルの操作 i動市ド同Eに関する系
刈3- 1 追従車発進挙動の入力系
図3 -
1に追従車挙動の入力系を示す.
これは次のような構造を持つ. 先行車に追従す る自動車を操作する運転者は， 現時点での先行車との車間距離と速度差に基づいて将来(T秒後)の車間距離を予測する.
その車間距離を目標値に保つようにHxでコントロールす る. T秒後の車間距離X t+TはXt+T
=(X L + TVL ) - (X F + TVF )
と表される. 目標車間距離Xpとの差は
Xt+T -Xp
={(XL +TVL)-(XF +TVF)}-Xp
=
{(X L -X F)-X p}+ T(VL一昨)
(3・1)
(3-2)
である. したがって， 式(3-2)右辺の2項を入力としてヒューマンファクタ�Hxが燃料流里を決定する.
この入力制御系を単独車モデルに組み合わせた追従事のマン ・ マシン ・ システム ・ モデ ルが図3-2である. このモデルは， 追従車が先行車に追従しながら加速し， 最終的に先 行車との目標車間距離Xpを保ちながら同じ速度VLに達するものである.
ピ/点線内部が先頭車モデル
図3-2 追従車発進挙動モデル
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3. 2. 2 伝達関数導出
ブロック線関の等価規則3-9)を用いて変換することにより伝達関数の導出を行う. 図3-3に a般的なフィードバック同路の変換方法を示す.
図3-2の点線で固まれた部分(単独市モデル)について， 前述の等イlffi変換規則を用い て変換する. 表記簡略化のため， 単独'11モデルの伝達関数をφとおく. (この算出につい ては第2章を参照されたい)
φ AtffαG.， (s)e一、L
M1s + A1G2 (s) ( HαS +H'/ ) (3・3)
C2(s)= 1
(Ps + ly (3-4)
。
ヌ13-3 フィードバック結合
VP
Y
+ 、』以一
X一b一一rr
aX
一f・、、
.
VL +
a c
民13- 4 伝達|対数の導11\ (その1 )
図3-2に示す追従車モデルのうち， 単独車部分をφにおきかえたものが図3-4であ る. 図3-4の信号a， b， C， d， e， X， Yに注目すると
d = b + T(α-c)
(3・5)，a 札A一九
(3・6) 式(3-6)に式(3-5)を代入すると式(3-7)となる.
e= わ + T(a - c)}
(3・7)
Hv . Hv _ Hv
= 一� b キ ー�T(α ー ーム Tc
Hv Hv Hv
したがって図3-4のYは次式で表される.
Hv. Hv Hv
Y =X+e=X+ - A -b+ � a - � c
Hv Hv Hv
(3-8)式(3-8)をブロック線図に考慮すると図3-5のように変換できる.
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