（様式６号）「課程博士用」
学 位 論 文 の 要 旨
専 攻 名 システム工学 専 攻 氏 名
ふ り が な
水谷
みずたに直人
な お と○
印学位論文題目
ドライブロボットを用いた自動運転制御システムに関する研究
（Automatic driving vehicle control system using a robotic driver）
現在，自動車の開発段階において耐久性能や燃費性能などの自動車の性能を評価する性能評価試 験が行われている．性能評価試験は，屋内で実路面での走行を模擬したシャシダイナモメータ上を 国土交通省から指定された目標車速波形に沿って走行することによって行われる．目標車速波形に は，正確に追従することは困難であるため，許容誤差が設定されている．車両の性能を公平に評価 するためには，車両の性能を引き出す運転が必要となり，目標車速波形に対する高い追従性能も要 求される．そのため，人の運転では達成できない精度を実現することが期待できるロボットによる 運転が行われている．性能評価試験において使用されるロボットは，ドライブロボットと呼ばれ，
アクチュエータによってアクセルペダルやブレーキペダルを操作することによって自動車を運転す る．
ドライブロボットの制御系には，PID 制御などのフィードバック制御が適用されているが，自動 車はペダルを操作してから車速が変化するまでに時間の遅れが存在するため，むだ時間を含む制御 対象となる．むだ時間を含む制御対象に対して
PID制御などのフィードバック制御のみの制御系で は，制御性能を向上させるには限界がある．そこで，駆動力マップを基にしたフィードフォワード 制御系と車速偏差に対する
PID制御によるフィードバック制御系の
2自由度制御系も適用されてい る．駆動力マップは，事前に一定のアクセル開度を入力とした時に出力される車速と駆動力を記録 することによって作成される．駆動力マップの精度が，自動運転の制御性能を決定する．しかしな がら，駆動力マップには車両の動特性が考慮されておらず，精度のよいマップを作成するためには，
駆動力特性の収録にも時間がかかる．
本研究では，数式モデルに基づくモデルベース制御系を設計し，ドライブロボットに適用した．
自動車はペダルの操作量に合わせてエンジン回転数が変化し，エンジンからギアを通して車速に変 換する構造であり，エンジン回転数や車速に合わせてギアも変速する．そのため，ペダルの操作量 に対する車両特性は一定ではなく非線形に変動する．また，自動車の物理モデルの構築は，未知パ ラメータが多いため難しく，正確なモデルを構築することは困難であった．そこで，正確な物理モ デルを構築するのではなく，制御に必要な車両の特性のみを近似モデルとして数式化し，数式モデ ルに基づく制御系の設計を行った．
まず，車両の動特性を考慮した目標車速波形を導出し，フィードフォワード制御系を設計するこ とで車両の性能を引き出し，目標車速波形に対する高い追従性能を実現した．車両の特性を考慮し た評価関数を設定し，最急降下法によって評価関数を最小とする加速度を求め，目標車速波形を導 出した．
続紙 有☑ 無□
（様式６号－続紙） 「課程博士用」
氏 名
ふ り が な
