JP3660260B2 - 無人運転車用重心移動機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型バギー車や２輪車等の開発段階で行われる各種運転試験を無人運転車で行うためにライダの代わりに車体に搭載する重心移動機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
小型バギー車や２輪車の開発段階では各種運転試験が行われるが、それを無人化して無人運転車で試験を行うことが望まれており、これにより、苦渋作業、危険作業等のいわゆる３Ｋ作業からテストライダを開放することができる。
一方、小型バギー車や２輪車の運動特性には、ライダ自身の体を使った重心移動が大きな比重を占めているが、従来の試験装置では、車両の運動特性をライダ乗車時のものに近づけることは考慮されていなかった。
【０００３】
従来の技術としては、例えば、特開昭５２−１５５７１４号公報に、軽自動車両の運転旋回時における遠心力による旋回半径内側の浮揚転覆を防止するため、重心が内側に移動するように車両の一部を内傾させるという車両の重心安定装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、小型車や２輪車の運動特性には、ライダ自身の体を使った重心移動が大きく影響するが、従来の試験装置ではそれは考慮されていなかった。
すなわち、従来の試験装置には本発明のような重心移動機構は付加されておらず、その車両運動特性はライダ乗車時とは異なるものであった。
また、特開昭５２−１５５７１４号公報に記載された従来技術は、重心の移動が横方向のみで、しかも、その動きは遠心力で動くパッシブなものであった。
【０００５】
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、各種運転試験を行う無人運転車に対して重心移動機構を付加し、車体上で重りを前後左右に動かしてライダの重心移動を模擬することにより、車両の運動特性をライダ乗車時のものに近づけることができる無人運転車用重心移動機構を提供することにある。このように、本発明は、アクティブに、しかも横方向だけでなく前後方向にも重りを動かすことによりライダの重心移動を模擬するものである。
また、本発明の目的は、地図情報やセンサからの入力をもとに、ライダの体重と同程度の重りを車上で前後・左右に振り、ライダの重心移動を模擬することにより、ライダ乗車時と同程度の車両運転特性を得ることができる無人運転車用重心移動機構を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の無人運転車用重心移動機構は、無人運転車に搭載する重心移動機構であって、その位置を前後左右に動かすことができる重りを備え、ライダ乗車時の車体の運動特性を模擬できるように構成されている（図２、図３、図４、図５参照）。
【０００７】
上記の本発明の無人運転車用重心移動機構においては、指令に基づき車体上の重りを自由に動かすことにより重心移動ができる構成とする（図３参照）。
また、上記の本発明において、重心移動機構を備えた無人運転システムは、地図情報を保持するとともに、自己位置及び速度を認識できるセンサを持ち、自己位置及び速度のセンサ入力と内部に持つ地図とを照らし合わせて車体上の重りを移動することにより重心移動ができるようにする（図３参照）。
【０００８】
また、上記の本発明において、重心移動機構を備えた無人運転システムは、自己姿勢を認識できるセンサを持ち、自己姿勢のセンサ入力に基づいて車体上の重りを移動することにより安定した走行ができるようにする（図３参照）。
また、上記の本発明において、重心移動機構を備えた無人運転システムは、自己の加速・減速の程度を認識できるセンサを持ち、加速又は減速のセンサ入力に対応して車体上の重りを前後に動かすことにより安定した加減速ができるようにする（図３参照）。
これらの本発明の無人運転車用重心移動機構において、重りを前後左右に動かす装置としては、一例として、回転型アクチュエータ又は直動型アクチュエータを用いた装置を使用することができる（図４、図５参照）。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することが可能なものである。
外界センサ（ＧＰＳ、ランドマークなど）及び内界センサ（ジャイロ、エンコーダなど）により自己の位置・速度・方位などを算出し、保持している地図情報と照らし合わせてアクセル開度、ハンドル操作量、ブレーキ操作量を決定することにより無人運転を行うシステムについて本発明を適用する。本実施の形態では、一例として、４輪バギー車（ＡＴＶ）に、ジャイロとＧＰＳを使用するシステムを挙げる。
【００１０】
図１は、本発明を適用する４輪バギー車（ＡＴＶ）の無人運転システムにおける機器構成の一例を示している。ＧＰＳ１０により得られる車両位置情報等とジャイロ１２により得られる自己姿勢等のデータにより、制御装置１４において、自己の位置・速度・方位などが算出され、保持している地図情報と照らし合わせて、ＡＴＶのハンドル操作量（ステアリング）、ブレーキ操作量（前ブレーキ、後ブレーキ）、アクセル開度が決定される。また、この無人運転システムは遠隔監視、遠隔操作できるようになっており、指令に基づき操作量を制御することが可能である。
図２は、４輪バギー車（ＡＴＶ）に本発明の重心移動機構を搭載した無人運転装置を示している。車両の運動特性を実際にライダが乗車したときの車両特性（車体全体の重心及び積載重量）に近づけるために、ライダの乗車位置となる場所付近に、重心移動を行わせる重り１６を備えた重心移動機構１８が搭載される。２０は制御装置である。
【００１１】
ところで、従来の無人運転試験装置には本発明のような重心移動機構は付いておらず、その車両運動特性はライダ乗車時とは異なるものであった。本発明は無人運転試験装置に重心移動機構を付加することにより、試験車両の運動特性を実際にライダが乗車したときの車両特性に近づけるものである。図３に本発明の重心移動機構の概要を示す。
図３に示すように、地図情報やセンサ入力を用いて制御装置２２によりアクチュエータ２４に動作指令がなされ、アクチュエータ２４によって重り２６が前後左右に動かされる。このことによりライダの身体の動きによる重心移動を模擬する。例えば、自動走行に用いる地図情報を使ってコーナの直前で重心を内側に移動すればコーナの限界走行が可能となる。また、急な上り勾配で重心を前に移動することにより前輪の浮き上がり及び後ろ側への転倒を防止し、急な下り勾配で重心を後ろに移動することにより後輪の浮き上がり及び前側への転倒を防止する。また、ジャイロからの信号を利用して、片側の車輪が浮いたことを検知した場合に重りを高速で動かすことで転倒防止も可能となる。
【００１２】
図４、図５に重心を前後左右に動かす装置の一例を示す。
図４は回転型アクチュエータによる装置であり、直角方向に取り付けられたサーボモータ２８、３０によって重り３２を前後・左右に動かすことができる。３４、３６は減速機である。
図５は直動型アクチュエータによる装置であり、ロッド３８に直角方向に取り付けられた電動、油圧等による駆動手段４０、４２を伸縮させることにより重り４４を前後・左右に動かすことができる。
なお、重心を前後左右に動かす装置は、回転型アクチュエータや直動型アクチュエータによるものに限定されず、他の構成、例えば、台車に載せた重りをレール上でスライドさせるような構成等でもよい。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
（１） 無人運転試験装置（無人運転車）に重心移動機構を付加することにより、試験車両の運動特性を実際にライダが乗車したときの車両特性に近づけることができる。具体的には、
ａ） 車体全体の重心及び積載重量をライダ乗車時に近づけることにより、試験によって得られるデータの信頼度を向上させることができる。
ｂ） 地図情報やセンサ入力を用いて、コーナ走行時にカーブ内側に重心移動を行うことにより、遠心力によって転倒することを防止できる。
ｃ） 地図情報やセンサ入力を用いて、カントのある走行路面を走行する場合に、重心バランスをとり転倒を防止することができる。
ｄ） 地図情報やセンサ入力を用いて、急な登り勾配や下り勾配走行時に重心を前後に移動することにより、前後の車輪に対する荷重抜けや転倒を防止できる。
ｅ） 急加速や急減速時に重心を前後に移動することにより、安定した加減速を行うことができる。
ｆ） わざと転倒させるように重心を動かすことにより、運転中にライダがしてはいけない身体の動きを知ることができる。
ｇ） センサ情報から車輪が浮いたことを検知した場合に、重りを動かすことで転倒を防止することができる。
（２） 小型バギー車や２輪車等の開発時に行われる各種運転試験を無人車で行うことにより、テストライダを苦渋作業、危険作業等のいわゆる３Ｋ作業から開放することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する無人運転システムの一例を示す機器構成図である。
【図２】本発明の重心移動機構を搭載した車両の一例を示す概略構成説明図である。
【図３】本発明の重心移動機構の概要を示すブロック図である。
【図４】本発明における重心移動装置の一例（回転型アクチュエータによる装置）を示す概略構成説明図である。
【図５】本発明における重心移動装置の他の例（直動型アクチュエータによる装置）を示す概略構成説明図である。
【符号の説明】
１０ ＧＰＳ
１２ ジャイロ
１４、２０、２２ 制御装置
１６、２６、３２、４４ 重り
１８ 重心移動機構
２４ アクチュエータ
２８、３０ サーボモータ
３４、３６ 減速機
３８ ロッド
４０、４２ 駆動手段

Claims (5)

1. 無人運転車に搭載する重心移動機構であって、その位置を前後左右に動かすことができる重りを備え、ライダ乗車時の車体の運動特性を模擬できるようにし、重心移動機構が、センサ情報の入力指令に基づいて車体上の重りを自由に動かすことにより重心移動ができる構成であることを特徴とする無人運転車用重心移動機構。
2. 重心移動機構を備えた無人運転システムが、地図情報を保持するとともに、自己位置及び速度を認識できるセンサを持ち、自己位置及び速度のセンサ入力と内部に持つ地図とを照らし合わせて車体上の重りを移動することにより重心移動ができるようにした請求項１記載の無人運転車用重心移動機構。
3. 重心移動機構を備えた無人運転システムが、自己姿勢を認識できるセンサを持ち、自己姿勢のセンサ入力に基づいて車体上の重りを移動することにより安定した走行ができるようにした請求項１記載の無人運転車用重心移動機構。
4. 重心移動機構を備えた無人運転システムが、自己の加速・減速の程度を認識できるセンサを持ち、加速又は減速のセンサ入力に対応して車体上の重りを前後に動かすことにより安定した加減速ができるようにした請求項１記載の無人運転車用重心移動機構。
5. 重りを前後左右に動かす装置が、回転型アクチュエータ及び直動型アクチュエータのいずれかを用いた装置である請求項１〜４のいずれかに記載の無人運転車用重心移動機構。

Images