JP2003098048A - 自動車自動運転装置におけるペダル遊び量の学習方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクセルペダルやブレーキペダルの遊び量
を、短時間にしかもコールドテストの走行前においても
求めることができる自動車自動運転装置におけるペダル
遊び量の学習方法を提供すること。 【解決手段】 自動車１のアクセルペダル６およびブレ
ーキペダルをそれぞれ操作するアクチュエータ７を駆動
するモータ８のトルク値を測定し、このトルク値の二次
微分の変化に基づいて前記各ペダルの遊び量を求めるよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばシャシダ
イナモメータのローラ上に駆動輪を載せて自動車をモー
ド運転して、自動車の動的な走行性能試験を室内などに
おいて行うための自動車自動運転装置におけるペダル遊
び量の学習方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車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操作し、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自動車自動運転装置が用い
られるようになってきている。

【０００３】このような自動車自動運転装置によって、
試験対象である自動車を予め定められている走行パター
ンに基づくモード運転を行うには、前記ペダルやシフト
レバーをそれぞれ操作するアクチュエータを車体にしっ
かりと取り付けた後、自動車自動運転装置に、ペダル位
置学習およびシフト位置学習などの位置学習シーケンス
を実行して、各ペダルやシフトレバーを操作するための
操作量（ストローク量）や座標を記憶させる必要があ
る。

【０００４】ところで、自動車のアクセルペダルやブレ
ーキペダルなどには、それらの機械的な構造上、遊びが
生ずることが不可避であり、従来の自動車自動運転装置
においては、試験に供される自動車の各ペダルの遊び量
を補正するのに、前記位置学習シーケンスとは別に学習
を行い、遊び量を学習していた。

【０００５】すなわち、例えばアクセルペダルの遊び量
を学習するには、自動車のエンジンを始動した後、エン
ジンの回転数をアイドリング状態にし、その状態でアク
セルペダルを徐々に踏み込んでゆき、エンジン回転数の
変化を検出して、遊び量を検出していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、 エンジンを始動させる必要があるため、コールドテ
スト前に実施することができない。そのため、アクチュ
エータをセットして位置学習直後に試験を開始する場
合、正しいアクセルペダルの遊び量ではないデータで運
転することがある。そのため、モード運転前にアクセル
ペダルの遊び量を学習した場合と、アクセルペダルの遊
び量を学習しなかった場合とで、アクセルペダルの操作
の挙動が異なる場合があり、エミッション・燃費データ
の再現性や信頼性に影響が及ぼされるおそれがある。 遊び量のデータを求めるためには、位置学習とは別
の学習で行う必要があるところから、本データを求める
ための操作手順が一つ増えてしまう。など、装置を容易
に操作する上においても影響が及ぼされるおそれがあっ
た。

【０００７】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、アクセルペダルやブレーキペダ
ルの遊び量を、短時間にしかもコールドテストの走行前
においても求めることができる自動車自動運転装置にお
けるペダル遊び量の学習方法（以下、単にペダル遊び量
の学習方法という）を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のペダル遊び量の学習方法は、自動車のア
クセルペダルおよびブレーキペダルをそれぞれ操作する
アクチュエータを駆動するモータのトルク値を測定し、
このトルク値の二次微分の変化に基づいて前記各ペダル
の遊び量を求めるようにしている（請求項１）。

【０００９】上記ペダル遊び量の学習方法においては、
自動車のアクセルペダルやブレーキペダルのストローク
値の学習を行う際に、これらのペダルの遊び量を求める
ことができるので、学習時間を短縮することができる。
そして、エンジンを始動させなくても学習を行うことが
できるので、コールドテスト前に前記遊び量を求めるこ
とができる。

【００１０】そして、モータにおけるトルクと電流との
間には、 トルク＝定数×電流 なる関係が成立するので、モータのトルク値を用いる代
わりに、モータの電流値を用い、この電流値の二次微分
の変化に基づいてペダルの遊び量を求めるようにしても
よい（請求項２）。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を、図を参
照しながら説明する。図１〜図４は、この発明の一つの
実施の形態を示している。まず、図１は、この発明のペ
ダル遊び量の学習方法で用いる自動車自動運転装置の一
例を示し、この図において、１は試験対象の自動車で、
その駆動車輪２をローラ３に載置させた状態でシャシダ
イナモメータに搭載されているとともに、その運転席４
にはアクチュエータ部（メカユニット）５が設置されて
いる。

【００１２】前記アクチュエータ部５には、自動車１の
アクセルペダル６、ブレーキペダル、クラッチペダルお
よびシフトレバー（これらは詳細には図示されてない）
をそれぞれ操作するアクチュエータが設けられている。
なお、この図１ではアクセルペダル６を操作するアクチ
ュエータ７のみが図示されている。

【００１３】前記アクチュエータ７は、エンコーダを内
蔵したモータ８の出力軸９に設けられたプーリー１０
と、前記出力軸９と平行に設けられるボールねじ１１に
設けられたプーリー１２とを、タイミングベルト１３に
よって接続するとともに、ボールねじ１１と螺合するナ
ット部材１４に駆動ロッド１５をボールねじ１１と平行
に取り付け、この駆動ロッド１５の先端にアクセルペダ
ル６を押圧する押圧部１６を取り付けてなるものであ
る。なお、図示してないが、押圧部１６の先端には、ア
クセルペダル６に接触したことを検出する近接センサが
取り付けられている。

【００１４】なお、ブレーキペダルを操作するアクチュ
エータも、前記アクチュエータ７と同様の構成である。
また、クラッチペダルやシフトレバーおよびこれらを操
作するアクチュエータの構造については、この発明の本
旨とは関係がないので、その説明は省略する。

【００１５】前記アクチュエータ部５は、運転席４に着
脱自在にセットされ、適宜の固定手段によって固定され
る。また、アクチュエータ部５の各アクチュエータは、
図示してない制御装置によって制御される。そして、近
接センサなど各センサの出力はこの制御装置に入力され
るように構成されている。

【００１６】上記構成における学習方法の手順について
説明する。 （１）試験対象の自動車１の運転席４に固定されたアク
チュエータ部５のアクセルアクチュエータ７の先端の押
圧部１６をアクセルペダル６方向に移動（前進）させ
て、押圧部１６がアクセルペダル６に接触する位置を学
習する。この接触するときの位置を原点とするため、モ
ータ８に内蔵されているエンコーダのカウンタをリセッ
トしてゼロとする。

【００１７】（２）前記押圧部１６をアクセルペダル６
に接触した位置から後退させ、１０ｍｍ手前に戻す。

【００１８】（３）前記アクセルペダル６を戻した位置
から、押圧部１６を前進するとともに、モータ８のトル
ク値を測定する。図２は、ストローク量を変化させたと
きのトルク値の変化を示し、曲線Ａはトルク値の変化を
示している。

【００１９】（４）前記測定されたトルク値は、アクセ
ルアクチュエータ７のボールねじ１１の偏心やガタツキ
などの影響を受けるため、図２に示すように、ギザギザ
した状態の曲線Ａとなっている。そこで、この曲線Ａに
移動平均処理またはフィルタ処理など平滑処理を施して
し、図３に示すような滑らかな曲線Ｂを得る。

【００２０】（５）前記平滑処理したトルク値に対し
て、一次微分を行い、さらに、これを微分して、図４に
示すような二次微分を表す曲線Ｃを求める。この場合、
微分演算を簡単にするため、差分で求める。

【００２１】（６）前記曲線Ｃにおいて、ストローク量
がゼロ以上の位置で、二次微分の変化量がプラスからマ
イナスに変化した点（ゼロ点を横切る点）Ｐ点を求め、
そのストローク量をアクセルアクチュエータ７の遊び量
とするのである。図示例では、遊び量は約５．４ｍｍで
ある。

【００２２】なお、アクセルペダル６によっては、スト
ローク量がゼロ以上の位置で、二次微分の変化量が、図
５に示すように、マイナスからプラスに変化する場合が
あるが、この場合は、二次微分の変化量がプラスからマ
イナスに変化した点（ゼロ点を横切る点）Ｑにおけるス
トローク量をアクセルアクチュエータ７の遊び量とする
のである。

【００２３】上述のようにして求められたアクセルペダ
ル６の遊び量を、従来のペダル位置学習シーケンスに組
み込むことにより、所定の位置学習を行うようにすれば
よい。

【００２４】上述の実施の形態においては、アクセルア
クチュエータ７の遊び量を求める方法を説明したが、ブ
レーキペダル用のアクチュエータの遊び量についても、
上述と同様に行えばよいことは言うまでもない。

【００２５】ところで、モータＭにおけるトルクと電流
とにおいては、トルク＝定数×電流なる関係が成立する
ため、電流値を用いる代わりに、モータＭのトルクを用
い、このトルクの二次微分を求めるようにしてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明において
は、自動車のアクセルペダルおよびブレーキペダルをそ
れぞれ操作するアクチュエータを駆動するモータのトル
ク値または電流値を測定し、このトルク値または電流値
の二次微分の変化に基づいて前記各ペダルの遊び量を求
めるようにしているので、これらのペダルを操作するア
クチュエータの先端部がアクセルペダルまたはブレーキ
ペダルに接触した位置（ゼロ点位置）と、アクセルペダ
ルまたはブレーキペダルを一杯に踏み込んだ位置（フル
スケール位置）とを求める位置学習の中でアクセルペダ
ルまたはブレーキペダルの遊び量を同時に求めることが
できる。

【００２７】そして、コールドテスト前に自動車自動運
転装置を自動車の所定の位置にセットした後、位置学習
を行うことにより、ペダル・シフト位置の関係と同時に
アクセルペダルまたはブレーキペダルの遊び量を求める
ことができる。

【００２８】また、前記遊び量に関するデータを求める
ために、位置学習の他に実施する学習を行う必要がな
く、操作性の向上が図れるとともにモード運転を開始す
るまでの時間を短縮することができ、モード運転試験に
要するトータル時間を短縮できるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のペダル遊び量の学習方法において用
いる自動車自動運転装置の一例を概略的に示す図であ
る。

【図２】ストローク量を変化させたときのトルク値の変
化を示す図である。

【図３】前記トルク値の変化を平滑処理して表した図で
ある。

【図４】前記トルク値の変化を二次微分して得られる曲
線を示す図である。

【図５】トルク値の変化を二次微分して得られる他の曲
線を示す図である。

【符号の説明】

１…自動車、６…アクセルペダル、７…アクチュエー
タ、８…モータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 信久 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3D037 EA05 EB16 3G065 CA00 DA04 FA13 KA36 3J070 AA32 BA51 BA90 CE10 DA02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車のアクセルペダルおよびブレーキ
   ペダルをそれぞれ操作するアクチュエータを駆動するモ
   ータのトルク値を測定し、このトルク値の二次微分の変
   化に基づいて前記各ペダルの遊び量を求めることを特徴
   とする自動車自動運転装置におけるペダル遊び量の学習
   方法。
2. 【請求項２】 自動車のアクセルペダルおよびブレーキ
   ペダルをそれぞれ操作するアクチュエータを駆動するモ
   ータの電流値を測定し、この電流値の二次微分の変化に
   基づいて前記各ペダルの遊び量を求めることを特徴とす
   る自動車自動運転装置におけるペダル遊び量の学習方
   法。