JP3341879B2 - 車両自動運転ロボットのギヤチェンジレバー操作方法および操作装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シャシダイナモメ
ータ上等において車両を自動的に運転操作して実車走行
のシミュレーションを行うのに利用される車両自動運転
ロボットに係わり、とくに、トランスミッションの耐久
試験等においてギヤチェンジレバーの操作を正確にそし
て余分な力を伴うことなく行うのに適した車両自動運転
ロボットのギヤチェンジレバー操作方法および操作装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シャシダイナモメータ上等において車両
を自動的に運転操作して実車走行のシミュレーションを
行う車両自動運転ロボットには種々の構造をなすものが
開発されており、なかには、モータにより駆動されるア
クチュエータによってＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞ
れ移動可能としたギヤチェンジレバーをそなえ、モータ
への電流を制御しながらギヤチェンジレバーをＸ軸方向
およびＹ軸方向にそれぞれ移動させてその可動範囲を確
認し、ギヤチェンジレバーの操作位置を記憶させること
によって、ギヤチェンジレバーのシフト位置を自動的に
学習させるようにした車両自動運転ロボットも開発され
ている（特開平４−２４２１４０号公報）。

【０００３】このような車両自動運転ロボットにおい
て、とくに、ギヤチェンジレバー操作用アクチュエータ
の先端にそなえたギヤチェンジノブ保持部の構造につい
ては、例えば、平面円形をなすギヤチェンジノブをその
約半円弧の範囲で単純に取り囲むようにしたもの（特開
平４−２４２１４０号公報）や、半円弧形状をなす一対
のギヤチェンジノブ保持爪をギヤチェンジノブに対して
各々旋回方向にワイヤによる引張力とばねによる反発力
とで接近離間可能としたもの（実開平１−１３７４５０
号公報）や、相対向する一対のギヤチェンジノブ保持片
を各々平行方向にねじ軸とめねじ栓体とのねじ対偶によ
り接近離間可能としたもの（実開平５−２３０９９号公
報）などがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車両自動運転ロボットのとくにギヤチェンジ
ノブ保持部の構造にあっては、ギヤチェンジノブへの挟
み幅が一定のものであったり（特開平４−２４２１４０
号公報）、ギヤチェンジノブへの挟み幅のみを単純に調
整することができるようにしたものであったり（実開平
１−１３７４５０号公報，実開平５−２３０９９号公
報）していることから、車両のトランスミッションの耐
久試験等に際してギヤチェンジを行うときに、ギヤチェ
ンジノブに無理な力が働いたり、ギヤチェンジノブを再
現性よく繰り返し保持することができなかったり、ギヤ
チェンジノブの変速ギヤ位置および自由位置での揺動を
確認することができなかったりすることがあるという問
題点があった。

【０００５】また、ギヤチェンジレバーはニュートラル
側へばねで引張られているため、変速ギヤ位置とチェン
ジノブ自由位置とは異なるものとなるので、各ギヤ位置
につき１点の学習ではギヤチェンジノブの保持を解放し
たあとで再度ギヤチェンジノブの保持を行うことができ
なかったり、変速ミスを起こしたりするなどの問題点も
あった。

【０００６】さらに、ハンドリングやペンダントによっ
てギヤ位置を学習させる場合に、ギヤチェンジノブやギ
ヤチェンジノブ保持部を前後左右に移動してギヤ位置を
記憶させることとなるが、チェンジノブ自由位置の学習
に際してはギヤチェンジノブ保持部をギヤチェンジノブ
から外してチェンジノブ自由位置を目視で確認しながら
行う必要があることから、操作が煩雑で熟練を要したり
時間がかかったりするという問題点があると共に、オペ
レータ毎にデータにばらつきを生じて、ギヤチェンジの
際にギヤチェンジレバーに過大な力が働いたり変速ミス
を起こしたりすることがあるという問題点があった。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、このような従来の問題点にか
んがみてなされたものであって、シャシダイナモメータ
上などにおける車両の自動運転操作により例えばトラン
スミッションの耐久試験等を行うに際して、ギヤチェン
ジレバーの操作を正確に行うことが可能であり、車両の
加減速時にギヤチェンジノブに無理な力が働くことがな
いようにすることが可能である車両自動運転ロボットの
ギヤチェンジレバー操作方法および操作装置を提供する
ことを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる車両自動
運転ロボットのギヤチェンジレバー操作方法は、請求項
１に記載しているように、車両の運転席に設置した車両
自動運転ロボットにより車両のペダルおよびギヤチェン
ジレバー等の操作を自動的に行うにあたり、ギヤチェン
ジノブ操作力検出機構によりギヤチェンジの際のギヤチ
ェンジノブの操作力を検出しながらギヤチェンジノブ自
由位置を自動的に学習させ、ギヤチェンジレバー操作部
材の先端にそなえたギヤチェンジノブ保持部によるギヤ
チェンジレバーの操作を終了したのちに、ギヤチェンジ
ノブ操作力検出機構によりギヤチェンジノブの微小操作
力を確認しながらギヤチェンジレバー操作用アクチュエ
ータを揺動することによりギヤチェンジノブの自由位置
を再度学習させ、再度学習させたギヤチェンジノブ自由
位置と先に学習させたギヤチェンジノブ自由位置との差
異を求めることにより車両の運転席に設置した車両自動
運転ロボットのずれ量を計測して、このずれ量に基づい
て次のギヤチェンジレバーの操作位置を補正して正確な
ギヤチェンジレバーの操作を行うことを特徴としてい
る。

【０００９】そして、本発明に係わる車両自動運転ロボ
ットのギヤチェンジレバー操作方法の実施態様において
は、請求項２に記載しているように、ギヤチェンジノブ
操作力検出機構は、ギヤチェンジレバー操作用アクチュ
エータの定トルク制御によるギヤチェンジノブの操作に
際して駆動トルクの変化を検出する駆動トルク検出手段
であるものとしたり、請求項３に記載しているように、
ギヤチェンジノブ操作力検出機構は、ギヤチェンジレバ
ー操作用アクチュエータの定速度制御によるギヤチェン
ジノブの操作に際して駆動電流の変化を検出する駆動電
流検出手段であるものとしたりすることができる。

【００１０】同じく、本発明に係わる車両自動運転ロボ
ットのギヤチェンジレバー操作方法の実施態様において
は、請求項４に記載しているように、ギヤチェンジノブ
操作力検出機構は、ギヤチェンジレバー操作部材の先端
にそなえたギヤチェンジノブ保持部に設けられて、ギヤ
チェンジレバー操作用アクチュエータによるギヤチェン
ジノブの操作に際してオン・オフするスイッチであるも
のとしたり、請求項５に記載しているように、ギヤチェ
ンジノブ操作力検出機構は、ギヤチェンジレバー操作部
材の先端にそなえたギヤチェンジノブ保持部に設けられ
て、ギヤチェンジレバー操作用アクチュエータによるギ
ヤチェンジノブの操作に際して出力値が変化するロード
セルであるものとしたりすることができる。

【００１１】

【００１２】本発明に係わる車両自動運転ロボットのギ
ヤチェンジレバー操作装置は、請求項６に記載している
ように、車両の運転席に設置されて車両のペダルおよび
ギヤチェンジレバー等の操作を自動的に行う車両自動運
転ロボットのギヤチェンジレバー操作装置であって、ギ
ヤチェンジレバー操作部材の先端にそなえたギヤチェン
ジノブ保持部を介してギヤチェンジレバーをシフトさせ
るギヤチェンジレバー操作用アクチュエータと、ギヤチ
ェンジの際のギヤチェンジノブの操作力を検出するギヤ
チェンジノブ操作力検出機構を備え、このギヤチェンジ
ノブ操作力検出機構によりギヤチェンジの際のギヤチェ
ンジノブの操作力を検出しながらギヤチェンジノブ自由
位置を自動的に学習し、ギヤチェンジレバーの操作終了
後には、ギヤチェンジノブ操作力検出機構でギヤチェン
ジノブの微小操作力を確認しながら前記ギヤチェンジレ
バー操作用アクチュエータを揺動することによってギヤ
チェンジノブの自由位置を再度学習し、再度学習したギ
ヤチェンジノブ自由位置と先に学習したギヤチェンジノ
ブ自由位置との差異を求めることにより、車両の運転席
に設置した車両自動運転ロボットのずれ量を計測して、
このずれ量に基づいて次のギヤチェンジレバーの操作位
置を補正する制御部を設けた構成としたことを特徴とし
ている。

【００１３】そして、本発明に係わる車両自動運転ロボ
ットのギヤチェンジレバー操作装置の実施態様において
は、請求項７に記載しているように、ギヤチェンジノブ
操作力検出機構は、ギヤチェンジレバー操作用アクチュ
エータの定トルク制御によるギヤチェンジノブの操作に
際して駆動トルクの変化を検出する駆動トルク検出手段
をそなえているものとすることができ、また、請求項８
に記載しているように、ギヤチェンジノブ操作力検出機
構は、ギヤチェンジレバー操作用アクチュエータの定速
度制御によるギヤチェンジノブの操作に際して駆動電流
の変化を検出する駆動電流検出手段をそなえているもの
とすることができる。

【００１４】同じく、本発明に係わる車両自動運転ロボ
ットのギヤチェンジレバー操作装置の実施態様において
は、請求項９に記載しているように、ギヤチェンジノブ
操作力検出機構は、ギヤチェンジノブ保持部に設けられ
て、ギヤチェンジレバー操作用アクチュエータによるギ
ヤチェンジノブの操作に際してオン・オフするスイッチ
をそなえているものとすることができ、請求項１０に記
載しているように、ギヤチェンジノブ操作力検出機構
は、ギヤチェンジノブ保持部に設けられて、ギヤチェン
ジレバー操作用アクチュエータによるギヤチェンジノブ
の操作に際して出力値が変化するロードセルをそなえて
いるものとすることができる。

【００１５】同じく、本発明に係わる車両自動運転ロボ
ットのギヤチェンジレバー操作装置の実施態様において
は、請求項１１に記載しているように、ギヤ位置として
変速ギヤ位置とチェンジノブ自由位置のそれぞれについ
て自動的に学習する制御部を備えたものとすることがで
き、より具体的には、ギヤ位置を変速ギヤ位置とチェン
ジノブ自由位置のそれぞれにおいて学習するに際し、モ
ータに内蔵したエンコーダや、アクチュエータに備えた
位置センサ（ポテンショメータ等）や、ギヤチェンジノ
ブ保持部に備えたギヤチェンジノブ操作力検出機構（ス
イッチ，ロードセル）などを使って、自動的にギヤ位置
を学習するようになすことができる。

【００１６】さらにまた、本発明に係わる車両自動運転
ロボットのギヤチェンジレバー操作装置の実施態様にお
いては、請求項１２に記載しているように、ギヤチェン
ジノブ保持部は、ギヤチェンジノブ保持部を左右方向に
移動するセレクト用アクチュエータと、ギヤチェンジノ
ブ保持部を上下方向に移動するリフト用アクチュエータ
と、ギヤチェンジノブ保持部を前後方向に移動するシフ
ト用アクチュエータとで三軸方向に移動可能となってい
るものとすることができ、場合によってはこれらのアク
チュエータを共用化（例えば、セレクト・リフト用アク
チュエータに共用化したり、シフト・リフト用アクチュ
エータに共用化したり）することもできる。

【００１７】さらにまた、本発明に係わる車両自動運転
ロボットのギヤチェンジレバー操作装置の実施態様にお
いては、請求項１３に記載しているように、ギヤチェン
ジノブの操作前にギヤチェンジノブ保持部をギヤチェン
ジノブに装着し且つギヤチェンジノブの操作後にギヤチ
ェンジノブ保持部をギヤチェンジノブから外すギヤチェ
ンジノブ保持部着脱機構を備えたものとすることがで
き、この場合、ギヤチェンジノブ保持部着脱機構は、セ
レクト用アクチュエータ，リフト用アクチュエータ，シ
フト用アクチュエータ等で兼用させたものとすることが
でき、さらにまた、請求項１４に記載しているように、
ギヤチェンジノブ保持部は、ギヤチェンジノブの寸法・
形状に応じて取付け幅および挟み方向が調整可能となっ
ているものとすることも可能であり、また、オートマチ
ック変速機の自動運転にも適用することができるよう
に、ギヤチェンジノブ保持部は適宜その形状等を自由に
変更できるようにしたものとすることも可能である。

【００１８】

【発明の効果】本発明に係わる車両自動運転ロボットの
ギヤチェンジレバー操作方法では、上記した構成とした
から、ギヤ位置の学習を短時間のうちに再現性よく自動
的に行うことが可能となり、オペレータによる学習のば
らつきを排除することが可能になって、車両の自動運転
操作により例えばトランスミッションの耐久試験等を行
うに際してギヤチェンジレバーの操作を正確に行うこと
ができ、加えて、車両の運転中にロボットの位置がずれ
を生じたとしても自動的に補正を行うことが可能とな
り、ギヤチェンジの操作ミスを起こさないようにするこ
とが可能であるという著しく優れた効果がもたらされ、
このようにロボットの位置ずれを自動的に補正するよう
になすことによって、自動運転ロボットの全体を再セッ
ティングしたときでも基準のニュートラル位置のみを設
定することにより同一車両であれば再学習を行う必要を
なくすことが可能であるという著しく優れた効果がもた
らされる。

【００１９】そして、請求項２に記載しているように、
ギヤチェンジノブ操作力検出機構は、ギヤチェンジレバ
ー操作用アクチュエータの定トルク制御によるギヤチェ
ンジノブの操作に際して駆動トルクの変化を検出する駆
動トルク検出手段であるようになすことによって、例え
ば、ギヤチェンジレバーがギヤチェンジレバーガイドの
壁に接触して停止した位置を検知しそしてその位置を記
憶することで変速ギヤ位置を学習することが可能である
という著しく優れた効果がもたらされる。

【００２０】また、請求項３に記載しているように、ギ
ヤチェンジノブ操作力検出機構は、ギヤチェンジレバー
操作用アクチュエータの定速度制御によるギヤチェンジ
ノブの操作に際して駆動電流の変化を検出する駆動電流
検出手段であるようになすことによって、例えばギヤチ
ェンジレバーがギヤチェンジレバーガイドの壁に接触し
て停止した位置を検知しそしてその位置を記憶すること
で変速ギヤ位置を学習することが可能であるという著し
く優れた効果がもたらされる。

【００２１】さらに、請求項４に記載しているように、
ギヤチェンジノブ操作力検出機構は、ギヤチェンジレバ
ー操作部材の先端にそなえたギヤチェンジノブ保持部に
設けられて、ギヤチェンジレバー操作用アクチュエータ
によるギヤチェンジノブの操作に際してオン・オフする
スイッチであるようになすことによって、ギヤチェンジ
ノブ自由位置においてギヤチェンジノブが各スイッチか
ら最も離れた位置で停止するようになすことが可能とな
って、ギヤチェンジノブ保持部をギヤチェンジノブの中
心に位置させることが可能となることにより、ギヤチェ
ンジノブに余分な力が加わらないようにすることが可能
であると共にギヤチェンジミスを生じないようにするこ
とが可能であるという著しく優れた効果がもたらされ
る。

【００２２】また、請求項５に記載しているように、ギ
ヤチェンジノブ操作力検出機構は、ギヤチェンジレバー
操作部材の先端にそなえたギヤチェンジノブ保持部に設
けられて、ギヤチェンジレバー操作用アクチュエータに
よるギヤチェンジノブの操作に際して出力値が変化する
ロードセルであるようになすことによっても、ギヤチェ
ンジノブ保持部をギヤチェンジノブの中心に位置させる
ことが可能となることにより、ギヤチェンジノブに余分
な力が加わらないようにすることが可能であると共にギ
ヤチェンジミスを生じないようにすることが可能である
という著しく優れた効果がもたらされる。

【００２３】

【００２４】また、本発明に係わる車両自動運転ロボッ
トのギヤチェンジレバー操作装置では、請求項６に記載
しているように、上記した構成としたから、請求項１に
記載の車両自動運転ロボットのギヤチェンジ操作方法を
実施することが可能となり、ギヤ位置の学習を短時間の
うちに再現性よく自動的に行うことが可能であり、オペ
レータによる学習のばらつきをなくすことが可能であっ
て、車両の自動運転操作により例えばトランスミッショ
ンの耐久試験等を行うに際してギヤチェンジレバーの操
作を正確に行うことができるうえ、車両の運転中にロボ
ットの位置がずれを生じたとしても自動的に補正を行う
ことが可能となり、ギヤチェンジの操作ミスを起こさな
いようにすることが可能であり、このようにロボットの
位置ずれを自動的に補正するようになすことによって、
自動運転ロボットの全体を再セッティングしたときでも
基準のニュートラル位置のみを設定することにより同一
車両であれば再学習を行う必要をなくすことができると
いう著しく優れた効果がもたらされる。

【００２５】そして、請求項７に記載しているように、
ギヤチェンジノブ操作力検出機構は、ギヤチェンジレバ
ー操作用アクチュエータの定トルク制御によるギヤチェ
ンジノブの操作に際して駆動トルクの変化を検出する駆
動トルク検出手段をそなえているものとすることによっ
て、例えばギヤチェンジレバーがギヤチェンジレバーガ
イドの壁に接触して停止した位置を検知しそしてその位
置を記憶することで変速ギヤ位置を学習することが可能
であるという著しく優れた効果がもたらされる。

【００２６】また、請求項８に記載しているように、ギ
ヤチェンジノブ操作力検出機構は、ギヤチェンジレバー
操作用アクチュエータの定速度制御によるギヤチェンジ
ノブの操作に際して駆動電流の変化を検出する駆動電流
検出手段をそなえているものとすることによっても、例
えばギヤチェンジレバーがギヤチェンジレバーガイドの
壁に接触して停止した位置を検知しそしてその位置を記
憶することで変速ギヤ位置を学習することが可能である
という著しく優れた効果がもたらされる。

【００２７】さらに、請求項９に記載しているように、
ギヤチェンジノブ操作力検出機構は、ギヤチェンジノブ
保持部に設けられて、ギヤチェンジレバー操作用アクチ
ュエータによるギヤチェンジノブの操作に際してオン・
オフするスイッチをそなえているものとすることによっ
て、ギヤチェンジノブ自由位置においてギヤチェンジノ
ブが各スイッチから最も離れた位置で停止するようにな
すことが可能となって、ギヤチェンジノブ保持部をギヤ
チェンジノブの中心に位置させることが可能となること
により、ギヤチェンジノブに余分な力が加わらないよう
にすることが可能であると共にギヤチェンジミスを生じ
ないようにすることが可能であるという著しく優れた効
果がもたらされる。

【００２８】また、請求項１０に記載しているように、
ギヤチェンジノブ操作力検出機構は、ギヤチェンジノブ
保持部に設けられて、ギヤチェンジレバー操作用アクチ
ュエータによるギヤチェンジノブの操作に際して出力値
が変化するロードセルをそなえているものとすることに
よっても、ギヤチェンジノブ保持部をギヤチェンジノブ
の中心に位置させることが可能となることにより、ギヤ
チェンジノブに余分な力が加わらないようにすることが
可能であると共にギヤチェンジミスを生じないようにす
ることが可能であるという著しく優れた効果がもたらさ
れる。

【００２９】さらに、請求項１１に記載しているよう
に、ギヤ位置として変速ギヤ位置とチェンジノブ自由位
置のそれぞれについて自動的に学習する制御部を備えた
ものとすることによって、変速ギヤ位置およびチェンジ
ノブ自由位置の両方において短時間のうちに再現性よく
自動的にギヤ位置を学習することが可能であるという著
しく優れた効果がもたらされる。

【００３０】さらにまた、請求項１２に記載しているよ
うに、ギヤチェンジノブ保持部は、ギヤチェンジノブ保
持部を左右方向に移動するセレクト用アクチュエータ
と、ギヤチェンジノブ保持部を上下方向に移動するリフ
ト用アクチュエータと、ギヤチェンジノブ保持部を前後
方向に移動するシフト用アクチュエータとで三軸方向に
移動可能となっているものとすることによって、ギヤチ
ェンジノブ保持部の動きおよび位置決めを自在なものと
することが可能であり、各ギヤ位置につき正確な学習を
行うことが可能となって、再現性を良好なものとするこ
とが可能であると共に、ギヤチェンジミスを生じがたい
ものとすることが可能になり、車両自動運転ロボットの
全体のセッティング時間を短いものにすることが可能で
あるという著しく優れた効果がもたらされる。

【００３１】さらにまた、請求項１３に記載しているよ
うに、ギヤチェンジノブの操作前にギヤチェンジノブ保
持部をギヤチェンジノブに装着し且つギヤチェンジノブ
の操作後にギヤチェンジノブ保持部をギヤチェンジノブ
から外すギヤチェンジノブ保持部着脱機構を備えたもの
とすることによって、ギヤチェンジをしないときにはギ
ヤチェンジレバーへの負担をなくすことが可能であると
共に、ギヤチェンジしないときにおけるギヤチェンジノ
ブの揺動挙動を観察することが可能となり、より実走行
に近いシミュレーションテストを実施することが可能で
あるという著しく優れた効果がもたらされる。

【００３２】さらにまた、請求項１４に記載しているよ
うに、ギヤチェンジノブ保持部は、ギヤチェンジノブの
寸法・形状に応じて取付け幅および挟み方向が調整可能
となっているものとすることによって、ギヤチェンジノ
ブの寸法・形状が異なる車両において実走行に近いシミ
ュレーションテストを実施することが可能であり、マニ
ュアルトランスミッション車とオートマチックトランス
ミッション車の両方に適用しうるものとすることも可能
であるという著しく優れた効果がもたらされる。

【００３３】

【実施例】次に、本発明に係わる車両自動運転ロボット
のギヤチェンジレバー操作方法の実施に使用される車両
自動運転ロボットのギヤチェンジレバー操作装置の実施
例について説明する。

【００３４】図１は本発明の一実施例による車両自動運
転ロボットの全体構成を示すものであって、この図１に
示す車両自動運転ロボット１は、車両の運転席２の上に
載置され、ベルト３によって固定して使用されるもので
ある。

【００３５】この車両自動運転ロボット１は、車両のペ
ダル（アクセルペダル）操作用アクチュエータ４と、車
両のペダル（ブレーキペダル）操作用アクチュエータ５
と、車両のペダル（クラッチペダル）操作用アクチュエ
ータ６をそなえていると共に、キースイッチ操作用アク
チュエータ８と、セレクト（車両の左右方向）用アクチ
ュエータおよびリフト（車両の上下方向）用アクチュエ
ータで構成されるセレクト・リフト用アクチュエータ１
１と、シフト（車両の前後方向）用アクチュエータ１２
をそなえている。

【００３６】そして、シフト用アクチュエータ１２には
ギヤチェンジレバー操作部材１３をそなえ、このギヤチ
ェンジレバー操作部材１３の先端にはギヤチェンジノブ
保持部１４が取り付けてあり、このギヤチェンジノブ保
持部１４にはギヤチェンジノブ操作力検出機構として作
動するスイッチＳＷが設けてある。

【００３７】図２は、セレクト・リフト用アクチュエー
タ１１を拡大して示すものであって、図１に示すセレク
ト用駆動モータ１６の回転運動をギヤ１７を介してアク
チュエータ軸１８の矢印Ａ方向の直線運動に変換すると
共に、図１に示すリフト用駆動モータ２１の回転運動を
ギヤ２２を介してアクチュエータ軸１８の矢印Ｂ方向の
回転運動に変換する。ここで、アクチュエータ軸１８の
溝部には多数の鋼球２３が設けてある。

【００３８】図３は、シフト用アクチュエータ１２を拡
大して示すものであって、図１に示すシフト用駆動モー
タ２５の回転運動をギヤ２６，ボールねじ２７およびボ
ールナット２８を介してギヤチェンジレバー操作部材１
３の矢印Ｃ方向の直線運動に変換する。

【００３９】図４ないし図７は、ギヤチェンジノブ保持
部１４の詳細を示すものであって、ギヤチェンジレバー
操作部材１３の先端には、ギヤチェンジノブ保持部１４
の本体１４ａがねじ３１により固定してあると共に、ギ
ヤチェンジノブ保持部１４の本体１４ａにはねじ３２，
３３を介してギヤチェンジノブ操作力検出機構としては
たらくスイッチＳＷ（ＳＷ１，ＳＷ３）が取り付けてあ
る。

【００４０】また、ギヤチェンジノブ保持部１４の本体
１４ａには図５に示すようにガイド棒３５の一端側が固
定してあり、このガイド棒３５に挿通した２つのコイル
ばね３６，３７および両コイルばね３６，３７の間に設
けたチェンジノブ受け部材３８を介して、挟み幅調整ブ
ロック４１，４２がガイド棒３５を間にして設けてあ
り、図７にも示すように、おねじ部４３ａをそなえた固
定レバー４３を回動することによって挟み幅調整ブロッ
ク４１，４２をガイド棒３５の所定位置で固定すること
ができるようにしてあり、一方の挟み幅調整ブロック４
２に取り付けたギヤチェンジノブ操作力検出機構として
はたらくスイッチＳＷ（ＳＷ２，ＳＷ４）とこれに対向
するスイッチＳＷ（ＳＷ１，ＳＷ３）との間隔を調整す
ることができるようにしてある。

【００４１】このとき、図６に示すように、スイッチ基
板４５には、ねじ３２が挿通する丸孔４５ａと、ねじ３
３が挿通する円弧状長孔４５ｂとが形成してあり、ねじ
３２，３３をゆるめた際にスイッチ基板４５の向きを変
えることができるようにし、スイッチＳＷ（ＳＷ１，Ｓ
Ｗ２，ＳＷ３，ＳＷ４）の向きを変えることができるよ
うにしてあって、ギヤチェンジレバー５０のギヤチェン
ジノブ５１の寸法・形状に対応させて調整することがで
きるようにしてある。

【００４２】また、このようにスイッチＳＷ（ＳＷ１，
ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４）の向きを変えることができる
ようにすることによって、オートマチック変速機構のギ
ヤチェンジレバー５０を切換えるギヤチェンジノブ５１
の自動操作にも対応させることができるようにしてあ
る。

【００４３】この場合、図５に示すように、ガイド棒３
５の中間部分に設けたチェンジノブ受け部材３８は、両
側よりコイルばね３６，３７で押し付けられているもの
とすることによって、チェンジノブ受け部材３８は常に
挟み幅の中央に位置するようになすことができるので、
ギヤチェンジノブ５１を確実に受け止めることができる
ようになり、ギヤチェンジノブ５１の上端面を疵つけな
いようにすることが可能となる。

【００４４】この車両自動運転ロボット１は、さらに、
前記スイッチＳＷ（ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４）
などのギヤチェンジ操作力検出機構により検出したギヤ
チェンジノブの操作力によりギヤ位置を自動的に学習す
る制御部５６をそなえており、この制御部５６はシャシ
ダイナモメータ等５７に連係させるようにしてある。

【００４５】次に、このような構成になる車両自動運転
ロボット１において、ギヤ位置の自動学習方法を説明す
るが、ここでは、図８に示すような５速のマニュアル変
速機をそなえた車両のギヤ位置学習方法について説明す
る。

【００４６】［１］オペレータが図１に示すペンダント
５５等を操作することによって、ギヤチェンジレバー５
０が図８のＰ３Ｎの位置に来るようにギヤチェンジノブ
保持部１４を移動させた状態にして、ギヤ位置の自動学
習を開始する。

【００４７】［２］セレクト・リフト用アクチュエータ
１１においてリフト用アクチュエータとして作動させる
リフト用駆動モータ２１を定トルク制御しまたは定速度
制御して作動させ、所定トルクまたは所定電流を超えた
ところで戻す操作を行うことによってわずかな力で下方
向に押し付け、チェンジノブ受け部材３８の下面にギヤ
チェンジノブ５１の上端面が常時当たるように制御す
る。

【００４８】［３］各スイッチＳＷ（ＳＷ１，ＳＷ２，
ＳＷ３，ＳＷ４）、すなわち図９において示すように等
間隔に配置した４つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ
３，ＳＷ４のすべてがオフとなり、また、各スイッチＳ
Ｗ１〜ＳＷ４の中央にギヤチェンジノブ５１が位置する
ように、セレクト用アクチュエータ１１およびシフト用
アクチュエータ１２の位置を制御する。具体的には、 Ａ．スイッチＳＷ１の方向へ移動させ、スイッチＳＷ１
がオンとなる位置（ここでは、シフトおよびセレクトの
それぞれの位置としてＰＳＷ１ＳＦおよびＰＳＷ１ＳＬ
と呼ぶ）を記憶する。

【００４９】Ｂ．スイッチＳＷ２の方向へ移動させ、ス
イッチＳＷ２がオンとなる位置（ここでは、シフトおよ
びセレクトのそれぞれの位置としてＰＳＷ２ＳＦおよび
ＰＳＷ２ＳＬと呼ぶ）を記憶する。

【００５０】Ｃ．位置ＰＳＷ１ＳＦと位置ＰＳＷ２Ｓ
Ｆ、位置ＰＳＷ１ＳＬと位置ＰＳＷ２ＳＬのそれぞれの
平均位置を求めて、その位置へギヤチェンジノブ保持部
１４を移動させる。

【００５１】Ｄ．スイッチＳＷ３の方向へ移動させ、ス
イッチＳＷ３がオンとなる位置（ここでは、シフトおよ
びセレクトのそれぞれの位置としてＰＳＷ３ＳＦおよび
ＰＳＷ３ＳＬと呼ぶ）を記憶する。

【００５２】Ｅ．スイッチＳＷ４の方向へ移動させ、ス
イッチＳＷ４がオンとなる位置（ここでは、シフトおよ
びセレクトのそれぞれの位置としてＰＳＷ４ＳＦおよび
ＰＳＷ４ＳＬと呼ぶ）を記憶する。

【００５３】Ｆ．位置ＰＳＷ３ＳＦと位置ＰＳＷ４Ｓ
Ｆ、位置ＰＳＷ３ＳＬと位置ＰＳＷ４ＳＬのそれぞれの
平均位置を求めて、その位置へギヤチェンジノブ保持部
１４を移動させる。

【００５４】Ｇ．上記Ａ〜Ｆを必要に応じて数回繰り返
す。この結果、チェンジノブ自動位置でギヤチェンジノ
ブ５１から各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４が最も離れた位置
で停止することとなる。

【００５５】［４］図８に示すＰ３Ｎ位置をセレクト用
アクチュエータおよびリフト用アクチュエータ１１，シ
フト用アクチュエータ１２による３軸で記憶する。

【００５６】［５］図８に示すＰ１Ｎの方向へ定トルク
制御し、セレクト用アクチュエータ１１が停止して所定
トルクを超えた位置、あるいはＰ１Ｎの方向へ定速度制
御し、セレクト用アクチュエータ１１が停止して所定電
流を超えた位置をＰ１Ｎ位置として同じく３軸で記憶す
る。

【００５７】［６］図８に示すＰ１の方向へ定トルク制
御し、シフト用アクチュエータ１２が停止して所定トル
クを超えた位置、あるいはＰ１の方向へ定速度制御し、
シフト用アクチュエータ１２が停止して所定電流を超え
た位置をＰ１位置として同じく３軸で記憶する。

【００５８】［７］各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４がすべて
オフとなる方向へ位置制御し、アクチュエータ１１，１
２が停止するまで待つ。

【００５９】［８］前記［３］のＡ．〜Ｇ．に記載した
手順により、チェンジノブ自由位置Ｐ１´に停止させ
て、この位置を同じく３軸で記憶する。

【００６０】［９］図８に示すＰ１Ｎへ位置制御で移動
させる。

【００６１】［１０］図８に示すＰ２の方向へ定トルク
制御し、シフト用アクチュエータ１２が停止して所定ト
ルクを超えた位置、あるいはＰ２の方向へ定速度制御
し、シフト用アクチュエータ１２が停止して所定電流を
超えた位置をＰ２位置として同じく３軸で記憶する。

【００６２】［１１］各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４がすべ
てオフとなる方向へ位置制御し、アクチュエータ１１，
１２が停止するまで待つ。

【００６３】［１２］前記［３］のＡ．〜Ｇ．に記載し
た手順により、チェンジノブ自由位置Ｐ２´に停止させ
て、この位置を同じく３軸で記憶する。

【００６４】［１３］図８に示すＰ１Ｎへ位置制御で移
動させる。

【００６５】［１４］図８に示すＰ３Ｎへ位置制御で移
動させる。

【００６６】［１５］図８に示すＰ３の方向へ定トルク
制御し、シフト用アクチュエータ１２が停止して所定ト
ルクを超えた位置、あるいはＰ３の方向へ定速度制御
し、シフト用アクチュエータ１２が停止して所定電流を
超えた位置をＰ３位置として同じく３軸で記憶する。

【００６７】［１６］各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４がすべ
てオフとなる方向へ位置制御し、アクチュエータ１１，
１２が停止するまで待つ。

【００６８】［１７］前記［３］のＡ．〜Ｇ．に記載し
た手順により、チェンジノブ自由位置Ｐ３´に停止させ
て、この位置を同じく３軸で記憶する。

【００６９】［１８］図８に示すＰ３Ｎへ位置制御で移
動させる。

【００７０】［１９］図８に示すＰ４の方向へ定トルク
制御し、シフト用アクチュエータ１２が停止して所定ト
ルクを超えた位置、あるいはＰ４の方向へ定速度制御
し、シフト用アクチュエータ１２が停止して所定電流を
超えた位置をＰ４位置として同じく３軸で記憶する。

【００７１】［２０］各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４がすべ
てオフとなる方向へ位置制御し、アクチュエータ１１，
１２が停止するまで待つ。

【００７２】［２１］前記［３］のＡ．〜Ｇ．に記載し
た手順により、チェンジノブ自由位置Ｐ４´に停止させ
て、この位置を同じく３軸で記憶する。

【００７３】［２２］図８に示すＰ３Ｎへ位置制御で移
動させる。

【００７４】［２３］図８に示すＰ５Ｎの方向へ定トル
ク制御し、セレクト用アクチュエータ１１が停止して所
定トルクを超えた位置、あるいはＰ５Ｎの方向へ定速度
制御し、セレクト用アクチュエータ１１が停止して所定
電流を超えた位置をＰ５Ｎ位置として同じく３軸で記憶
する。

【００７５】［２４］図８に示すＰ５の方向へ定トルク
制御し、シフト用アクチュエータ１２が停止して所定ト
ルクを超えた位置、あるいはＰ５の方向へ定速度制御
し、シフト用アクチュエータ１２が停止して所定電流を
超えた位置をＰ５位置として同じく３軸で記憶する。

【００７６】［２５］各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４がすべ
てオフとなる方向へ位置制御し、アクチュエータ１１，
１２が停止するまで待つ。

【００７７】［２６］前記［３］のＡ．〜Ｇ．に記載し
た手順により、チェンジノブ自由位置Ｐ５´に停止させ
て、この位置を同じく３軸で記憶する。

【００７８】［２７］図８に示すＰ５Ｎへ位置制御で移
動させる。

【００７９】［２８］図８に示すＰ３Ｎへ位置制御で移
動させる。

【００８０】［２９］リフト用アクチュエータ１１を位
置制御へ戻す。

【００８１】以上のように［１］〜［２９］の動作によ
って、図８に点線の丸印で示す変速ギヤ位置（Ｇ）およ
び実線の丸印で示すチェンジノブ自由位置（Ｆ）を制御
部５６において自動学習させることが可能となる。

【００８２】次に、実際のギヤチェンジ操作およびギヤ
チェンジ操作後のチェンジノブ自由位置の再学習の方法
について説明する。

【００８３】ここで、前後方向におけるシフト補正量
（ＳＦＨ），左右方向におけるセレクト補正量（ＳＬ
Ｈ），上下方向におけるリフト補正量（ＬＦＨ）は、ギ
ヤ位置学習の最後でクリアされている。また、それぞれ
の補正量はフィルタを通した結果を使うこととする。そ
して、連続運転に供しているとき、車両自動運転ロボッ
ト１が運転席よりずれた分を徐々に補正する。

【００８４】そこで、ギヤチェンジノブ保持部１４が図
８に示すＰ３Ｎ位置の上方にあり、１速へ変速するとき
について説明する。

【００８５】［Ｉ］リフト用駆動モータ２１を作動させ
てギヤチェンジレバー操作部材１３の先端を下げ、Ｐ３
Ｎ位置でギヤチェンジノブ５１にギヤチェンジノブ保持
部１４をかぶせる。

【００８６】［ＩＩ］図８に示すＰ１Ｎのそれぞれ（シ
フト，セレクト，リフト）の位置に、それぞれの補正量
（ＳＦＨ，ＳＬＨ，ＬＦＨ）を加算した値の位置へ移動
させる。

【００８７】［ＩＩＩ］図８に示すＰ１のそれぞれ（シ
フト，セレクト，リフト）の位置に、それぞれの補正量
（ＳＦＨ，ＳＬＨ，ＬＦＨ）を加算した値の位置へ移動
させる。

【００８８】［ＩＶ］図８に示すＰ１´のそれぞれ（シ
フト，セレクト，リフト）の位置に、それぞれの補正量
（ＳＦＨ，ＳＬＨ，ＬＦＨ）を加算した値の位置へ移動
させる。

【００８９】［Ｖ］前記ギヤ位置の自動学習方法の説明
［３］項Ａ．〜Ｇ．で示した手順によって新たなＰ１´
位置を学習し、その位置へ移動して、それぞれ（シフ
ト，セレクト，リフト）の位置データと初回の学習デー
タのそれぞれ（シフト，セレクト，リフト）の位置の差
を求め、シフト補正量（ＳＦＨ），セレクト補正量（Ｓ
ＬＨ），リフト補正量（ＬＦＨ）のフィルタの入力とす
る。

【００９０】［ＶＩ］リフト用駆動モータ２１を作動さ
せ、ギヤチェンジレバー操作部材１３の先端を所定位置
上げて、ギヤチェンジノブ５１からギヤチェンジノブ保
持部１４を外し、ギヤチェンジ操作が終了する。

【００９１】図１０は本発明の他の実施例を示すもので
あって、ギヤチェンジノブ操作力検出機構としてスイッ
チＳＷ１〜ＳＷ４に代えて、ギヤチェンジ操作の際に操
作力が集中するギヤチェンジノブ保持部１４の保持軸１
４ｂにロードセルＬＣ１，ＬＣ２，ＬＣ３，ＬＣ４（図
に表われず）を取り付けた場合を示すものであって、こ
のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４からの出力よりストレイン
アンプ５８，５９を介してシフト方向荷重（前後方向荷
重）とセレクト方向荷重（左右方向荷重）を計測しなが
らギヤ位置の自由学習を行うことができるようにした場
合を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による車両自動運転ロボット
の全体構成を示す斜面説明図である。

【図２】図１におけるセレクト・リフト用アクチュエー
タを拡大して示す断面説明図である。

【図３】図１におけるシフト用アクチュエータを拡大し
て示す断面説明図（図３の（Ａ））および図３の（Ａ）
のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面説明図（図３の（Ｂ））であ
る。

【図４】図１におけるギヤチェンジノブ保持部を拡大し
て示す正面説明図である。

【図５】図１におけるギヤチェンジノブ保持部を拡大し
て示す側面説明図である。

【図６】図４および図５におけるギヤチェンジノブ保持
部を部分的に示す平面説明図である。

【図７】図５における挟み幅調整ブロックの断面説明図
である。

【図８】本発明の一実施例において採用した５速のマニ
ュアル変速機のシフトパターンを示す説明図である。

【図９】ギヤチェンジノブ保持部に設けた４つのスイッ
チの配置状況を示す説明図である。

【図１０】本発明の他の実施例において採用したギヤチ
ェンジノブ保持部を拡大して示す正面説明図である。

【符号の説明】

１ 車両自動運転ロボット ２ 車両の運転席 ４ 車両のペダル（アクセルペダル）操作用アクチュエ
ータ ５ 車両のペダル（ブレーキペダル）操作用アクチュエ
ータ ６ 車両のペダル（クラッチペダル）操作用アクチュエ
ータ １１ セレクト・リフト用アクチュエータ（ギヤチェン
ジレバー操作用アクチュエータ兼ギヤチェンジノブ保持
部着脱機構） １２ シフト用アクチュエータ（ギヤチェンジレバー操
作用アクチュエータ兼ギヤチェンジノブ保持部着脱機
構） １３ ギヤチェンジレバー操作部材 １４ ギヤチェンジノブ保持部 ５０ ギヤチェンジレバー ５１ ギヤチェンジノブ ５６ 制御部 ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４ スイッチ（ギヤチェ
ンジノブ操作力検出機構） ＬＣ１，ＬＣ２，ＬＣ３，ＬＣ４ ロードセル（ギヤチ
ェンジノブ操作力検出機構） Ｇ 変速ギヤ位置 Ｆ チェンジノブ自由位置

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の運転席に設置した車両自動運転ロ
   ボットにより車両のペダルおよびギヤチェンジレバー等
   の操作を自動的に行うにあたり、ギヤチェンジノブ操作
   力検出機構によりギヤチェンジの際のギヤチェンジノブ
   の操作力を検出しながらギヤチェンジノブ自由位置を自
   動的に学習させ、ギヤチェンジレバー操作部材の先端に
   そなえたギヤチェンジノブ保持部によるギヤチェンジレ
   バーの操作を終了したのちに、ギヤチェンジノブ操作力
   検出機構によりギヤチェンジノブの微小操作力を確認し
   ながらギヤチェンジレバー操作用アクチュエータを揺動
   することによりギヤチェンジノブの自由位置を再度学習
   させ、再度学習させたギヤチェンジノブ自由位置と先に
   学習させたギヤチェンジノブ自由位置との差異を求める
   ことにより車両の運転席に設置した車両自動運転ロボッ
   トのずれ量を計測して、このずれ量に基づいて次のギヤ
   チェンジレバーの操作位置を補正して正確なギヤチェン
   ジレバーの操作を行うことを特徴とする車両自動運転ロ
   ボットのギヤチェンジレバー操作方法。
2. 【請求項２】 ギヤチェンジノブ操作力検出機構は、ギ
   ヤチェンジレバー操作用アクチュエータの定トルク制御
   によるギヤチェンジノブの操作に際して駆動トルクの変
   化を検出する駆動トルク検出手段である請求項１に記載
   の車両自動運転ロボットのギヤチェンジレバー操作方
   法。
3. 【請求項３】 ギヤチェンジノブ操作力検出機構は、ギ
   ヤチェンジレバー操作用アクチュエータの定速度制御に
   よるギヤチェンジノブの操作に際して駆動電流の変化を
   検出する駆動電流検出手段である請求項１に記載の車両
   自動運転ロボットのギヤチェンジレバー操作方法。
4. 【請求項４】 ギヤチェンジノブ操作力検出機構は、ギ
   ヤチェンジノブ保持部に設けられて、ギヤチェンジレバ
   ー操作用アクチュエータによるギヤチェンジノブの操作
   に際してオン・オフするスイッチである請求項１ないし
   ３のいずれかに記載の車両自動運転ロボットのギヤチェ
   ンジレバー操作方法。
5. 【請求項５】 ギヤチェンジノブ操作力検出機構は、ギ
   ヤチェンジノブ保持部に設けられて、ギヤチェンジレバ
   ー操作用アクチュエータによるギヤチェンジノブの操作
   に際して出力値が変化するロードセルである請求項１な
   いし３のいずれかに記載の車両自動運転ロボットのギヤ
   チェンジレバー操作方法。
6. 【請求項６】 車両の運転席に設置されて車両のペダル
   およびギヤチェンジレバー等の操作を自動的に行う車両
   自動運転ロボットのギヤチェンジレバー操作装置であっ
   て、ギヤチェンジレバー操作部材の先端にそなえたギヤ
   チェンジノブ保持部を介してギヤチェンジレバーをシフ
   トさせるギヤチェンジレバー操作用アクチュエータと、
   ギヤチェンジの際のギヤチェンジノブの操作力を検出す
   るギヤチェンジノブ操作力検出機構を備え、このギヤチ
   ェンジノブ操作力検出機構によりギヤチェンジの際のギ
   ヤチェンジノブの操作力を検出しながらギヤチェンジノ
   ブ自由位置を自動的に学習し、ギヤチェンジレバーの操
   作終了後には、ギヤチェンジノブ操作力検出機構でギヤ
   チェンジノブの微小操作力を確認しながら前記ギヤチェ
   ンジレバー操作用アクチュエータを揺動することによっ
   てギヤチェンジノブの自由位置を再度学習し、再度学習
   したギヤチェンジノブ自由位置と先に学習したギヤチェ
   ンジノブ自由位置との差異を求めることにより、車両の
   運転席に設置した車両自動運転ロボットのずれ量を計測
   して、このずれ量に基づいて次のギヤチェンジレバーの
   操作位置を補正する制御部を設けたことを特徴とする車
   両自動運転ロボットのギヤチェンジレバー操作装置。
7. 【請求項７】 ギヤチェンジノブ操作力検出機構は、ギ
   ヤチェンジレバー操作用アクチュエータの定トルク制御
   によるギヤチェンジノブの操作に際して駆動トルクの変
   化を検出する駆動トルク検出手段をそなえている請求項
   ６に記載の車両自動運転ロボットのギヤチェンジレバー
   操作装置。
8. 【請求項８】 ギヤチェンジノブ操作力検出機構は、ギ
   ヤチェンジレバー操作用アクチュエータの定速度制御に
   よるギヤチェンジノブの操作に際して駆動電流の変化を
   検出する駆動電流検出手段をそなえている請求項６に記
   載の車両自動運転ロボットのギヤチェンジレバー操作装
   置。
9. 【請求項９】 ギヤチェンジノブ操作力検出機構は、ギ
   ヤチェンジノブ保持部に設けられて、ギヤチェンジレバ
   ー操作用アクチュエータによるギヤチェンジノブの操作
   に際してオン・オフするスイッチをそなえている請求項
   ６ないし８のいずれかに記載の車両自動運転ロボットの
   ギヤチェンジレバー操作装置。
10. 【請求項１０】 ギヤチェンジノブ操作力検出機構は、
    ギヤチェンジノブ保持部に設けられて、ギヤチェンジレ
    バー操作用アクチュエータによるギヤチェンジノブの操
    作に際して出力値が変化するロードセルをそなえている
    請求項６ないし８のいずれかに記載の車両自動運転ロボ
    ットのギヤチェンジレバー操作装置。
11. 【請求項１１】 ギヤ位置として変速ギヤ位置とチェン
    ジノブ自由位置のそれぞれについて自動的に学習する制
    御部を備えた請求項６ないし１０のいずれかに記載の車
    両自動運転ロボットのギヤチェンジレバー操作装置。
12. 【請求項１２】 ギヤチェンジノブ保持部は、ギヤチェ
    ンジノブ保持部を左右方向に移動するセレクト用アクチ
    ュエータと、ギヤチェンジノブ保持部を上下方向に移動
    するリフト用アクチュエータと、ギヤチェンジノブ保持
    部を前後方向に移動するシフト用アクチュエータとで三
    軸方向に移動可能となっている請求項６ないし１１のい
    ずれかに記載の車両自動運転ロボットのギヤチェンジレ
    バー操作装置。
13. 【請求項１３】 ギヤチェンジノブの操作前にギヤチェ
    ンジノブ保持部をギヤチェンジノブに装着し且つギヤチ
    ェンジノブの操作後にギヤチェンジノブ保持部をギヤチ
    ェンジノブから外すギヤチェンジノブ保持部着脱機構を
    備えた請求項６ないし１２のいずれかに記載の車両自動
    運転ロボットのギヤチェンジレバー操作装置。
14. 【請求項１４】 ギヤチェンジノブ保持部は、ギヤチ
    ェンジノブの寸法・形状に応じて取付け幅および挟み方
    向が調整可能となっている請求項６ないし１３のいずれ
    かに記載の車両自動運転ロボットのギヤチェンジレバー
    操作装置。