JP4436014B2 - 車両自動運転装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両自動運転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両をシャシダイナモ上にセットし、その車両を決まった手順で走行させて行われる性能試験や排ガス試験などの車両試験に用いられる従来の車両自動運転装置として、車両のシフトレバーを操作するためのアクチュエータと、このアクチュエータに電力および制御信号を送るための本体とを備え、前記アクチュエータが、前記シフトレバーを把持するハンド部と、車両の前後方向に動く移動体およびこの移動体を駆動するための駆動手段を有し、かつ前記移動体に前記ハンド部が固定される前後アーム部と、車両の左右方向に動き、かつ前記前後アーム部の後端部がその一端側に固定される左右アーム部とを有し、前記ハンド部を二つのアーム部を介して前後左右に動かすことにより、シフトレバーを操作するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の車両自動運転装置では、前記左右アーム部の移動体を動かすための駆動手段が、前記本体の内部に設けられていたことから、その駆動手段には、二つのアーム部を動かすための大きな負荷がかかり、また、本体の内部に同じく設けられた基板などの部品の近くに前記駆動手段が配置されることになるため、駆動手段自体やその周辺に配置される部品に故障が生じる可能性が高くなり、さらに、前記駆動手段と基板などの部品が同一のユニット（前記本体）内に組み込まれていたことから、組み立てが難しく，メンテナンス性が低くなり、また部品代，組み立て費などのコストが高くなることとなっていた。
【０００４】
本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、組み立てが容易で、メンテナンス性を向上させることができるとともに、故障の発生率の低下および部品代，組み立て費などのコストの低下を図ることができる車両自動運転装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の車両自動運転装置は、車両のシフトレバーを操作するためのアクチュエータと、このアクチュエータに電力および制御信号を送るための本体とを備えた車両自動運転装置であって、前記アクチュエータが、前記シフトレバーを把持するハンド部と、車両の前後方向に動く移動体を有する前後アーム部および車両の左右方向に動く移動体を有する左右アーム部からなるアーム機構とを有し、前記ハンド部は前記前後アーム部または左右アーム部のいずれか一方のアーム部の移動体に保持され、さらに、前記一方のアーム部は他方のアーム部の移動体に接続部材を用いて保持され、
しかも、前記接続部材は、前記一方のアーム部の移動体の移動方向に沿う方向に移動可能に構成されており、
さらに、前記本体と前記他方のアーム部とは、前記本体の上面に設けた柱体を用いて接続されており、また、前記本体の上面側には、前記柱体が接続される接続部を有しており、
前記接続部は、前記本体の上面において、前記他方のアーム部の移動体の移動方向に沿う方向に移動可能に構成されており、
前記各移動体を動かすためのモータが、それぞれ前記各アーム部に設けられている（請求項１）。
【０００６】
上記の構成により、組み立てが容易で、メンテナンス性を向上させることができるとともに、故障の発生率の低下および部品代，組み立て費などのコストの低下を図ることができる車両自動運転装置を提供することが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１および図２は、本発明の一実施例に係る車両自動運転装置Ｄの構成を概略的に示す説明図および分解斜視図である。
車両自動運転装置Ｄは、車両１をシャシダイナモ２上にセットして行う性能試験，排ガス試験や耐久試験などの車両試験において、その車両１を決まった手順で走行させるためのものである。
【０００８】
前記車両自動運転装置Ｄは、車両１の各ペダル１ａ（すなわち、アクセルペダル，ブレーキペダルおよびクラッチペダルの３つのペダル）を操作するためのアクセル用アクチュエータ３ａ，ブレーキ用アクチュエータ３ｂおよびクラッチ用アクチュエータ３ｃと、エンジンキー（イグニッションキーともいう、図示せず）を操作するためのアクチュエータであるスタータ３ｄと、シフトレバー（図示せず）を操作するためのアクチュエータ４と、前記５つのアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，４のそれぞれにケーブル（図示せず）を介して電力および制御信号を送るための本体５と、前記アクチュエータ４が上端部に接続され、かつ車両１の左右方向に移動可能となるように下端部が前記本体５に接続された柱体６とを備えている。
【０００９】
前記車両１は、上述したような３つのペダルを有するミッション車でもよいし、アクセルペダルおよびブレーキペダルのみを有し、クラッチペダルを有さないオートマティック車でもよい。なお、前記車両１がクラッチペダルを有していない場合には、クラッチペダルを操作するための前記クラッチ用アクチュエータ３ｃは不要となる。
【００１０】
前記アクセル用アクチュエータ３ａは、その先端部に前記車両１のペダル１ａ（アクセルペダル）に当接する当接部７を有し、この当接部７を駆動手段８（例えば、モータ）の駆動によって前記ペダル１ａを踏み込む方向へ進退させるように構成されている。
【００１１】
なお、前記ブレーキ用アクチュエータ３ｂおよびクラッチ用アクチュエータ３ｃも上記アクセル用アクチュエータ３ａと同様に構成されていることから、その説明を省略する。
【００１２】
前記スタータ３ｄは、その先端部に前記車両１のエンジンキーを把持するクランプ部９を有し、このクランプ部９をその軸心回りに回動させてエンジンキーを回動操作するように構成されている。
【００１３】
前記アクチュエータ４は、前記シフトレバーを把持するハンド部１０と、車両１の前後方向に動く移動体１１（図３参照）を有する前後アーム部１２および車両１の左右方向に動く移動体１３を有する左右アーム部１４からなるアーム機構１５とを有し、前記ハンド部１０は前記前後アーム部１２または左右アーム部１４のいずれか一方のアーム部の移動体１１（１３）に保持され、さらに、前記一方のアーム部１２（１４）は他方のアーム部１４（１２）の移動体１３（１１）に保持されており、前記各移動体１１，１３を動かすための駆動手段（例えば、モータ）１６，１７が、それぞれ前記アーム部１２，１４に設けられている。
【００１４】
なお、本実施例では、前記アクチュエータ４は、前記シフトレバーを把持するハンド部１０と、車両１の前後方向に動く移動体１１を有する前後アーム部１２および車両１の左右方向に動く移動体１３を有する左右アーム部１４からなるアーム機構１５とを有し、前記ハンド部１０は前記前後アーム部１２の移動体１１に保持され、さらに、前記前後アーム部１２は前記左右アーム部１４の移動体１３に保持されている。
【００１５】
図３（Ａ）および（Ｂ）は、その底面を下に向けた状態および上に向けた状態の前記前後アーム部１２の構成を概略的に示す斜視図である。
前記ハンド部１０は、移動体１１の先端部に固定される固定部１０ａと、この固定部１０ａに対してその後方から進退する方向に移動させることができる進退部１０ｂとを有しており、前記進退部１０ｂと連動するように設けられた調整レバー１０ｃを一方に回動操作すると、前記進退部１０ｂが移動可能な状態となり、前記調整レバー１０ｃを他方に回動操作すると、前記進退部１０ｂが固定された状態となる。
【００１６】
前記移動体１１は、前記駆動手段１６による駆動によって、前記前後アーム部１２の底面側において、前後アーム部１２の本体１２ａの長さ方向に移動するように構成されている。より詳しくは、例えば、前記本体１２ａ内に、その軸心回りに回動自在で、かつ外周面にネジ溝を有する回動体と、この回動体と平行となるように配置されるガイド体とが設けられており、前記回動体は前記駆動手段１６による駆動によってその軸心回りに回動するように構成されている。一方、前記移動体１１は、前記回動体が挿通され、かつ前記ネジ溝と螺合するように形成された雌ねじ部と、前記ガイド体が挿通される挿通穴とを有している。そして、前記駆動手段１６による駆動によって、前記回動体がその軸心回りに回動すると、この回動に伴って、回動体のネジ溝と螺合する雌ねじ部を有する移動体１１が回動体の長さ方向に移動するのであり、このとき、同時に、前記ガイド体によってガイドされることから、前記移動体１１の移動が安定して行われることになる。
【００１７】
前記前後アーム部１２は、その上面に、前記左右アーム部１４の移動体１３に設けられた突出部１３ａに接続される接続部材１８を有している。この接続部材１８は、前記突出部１３ａを挿通できる挿通部１８ａを有しており、前記前後アーム部１２の上面側において、前記本体１２ａの長さ方向に移動するように構成されている。また、接続部材１８は、固定用レバー１８ｂを有しており、この固定用レバー１８ｂを一方に回動操作すると、接続部材１８が前記本体１２ａの長さ方向に移動可能となるとともに、前記挿通部１８ａ内に前記突出部１３ａを差し込むことができる状態となり、前記固定用レバー１８ｂを他方に回動操作すると、接続部材１８の前記移動が不能となってその位置が固定されるとともに、前記挿通部１８ａ内に差し込んだ前記突出部１３ａが挿通部１８ａ内から抜き出すことができない状態となる。
【００１８】
前記移動体１３は、前記駆動手段１７による駆動によって、前記左右アーム部１４の底面側において、左右アーム部１４の本体１４ａの長さ方向に移動するように構成されている。より詳しくは、例えば、前記本体１４ａ内に、その軸心回りに回動自在で、かつ外周面にネジ溝を有する回動体と、この回動体と平行となるように配置されるガイド体とが設けられており、前記回動体は前記駆動手段１７による駆動によってその軸心回りに回動するように構成されている。一方、前記移動体１３は、前記回動体が挿通され、かつ前記ネジ溝と螺合するように形成された雌ねじ部と、前記ガイド体が挿通される挿通穴とを有している。そして、前記駆動手段１７による駆動によって、前記回動体がその軸心回りに回動すると、この回動に伴って、回動体のネジ溝と螺合する雌ねじ部を有する移動体１３が回動体の長さ方向に移動するのであり、このとき、同時に、前記ガイド体によってガイドされることから、前記移動体１３の移動が安定して行われることになる。
【００１９】
前記左右アーム部１４は、その一端側に、下方に向けて突設された柱部１９を有しており、この柱部１９と後述するピン部材２０とが、左右アーム部１４を柱体６に対して接続するための接続構造を形成している。すなわち、前記柱部１９は、内部が中空である柱体６に対して、その上側から内部へと挿入できるように構成されており、その一側面には、高さ方向に適宜の間隔で貫通孔１９ａ，１９ａ…が形成されている。一方、前記柱体６の一側面にも、貫通孔（図示せず）が設けられており、柱体６の貫通孔と前記柱部１９のいずれか一つの貫通孔１９ａとを位置合わせした状態にし、これら二つの貫通孔にピン部材２０を挿通することで、柱体６に対する左右アーム部１４の連結を行うことができる。なお、左右アーム部１４の高さを変えたい場合には、前記ピン部材２０を引き抜き、前記左右アーム部１４を所望の高さにセットした状態で、そのときに柱体６の貫通孔と連通する位置にある、あるいはその位置から最も近くにある貫通孔１９ａと柱体６の貫通孔とに前記ピン部材２０を挿通すればよい。
【００２０】
また、上述した左右アーム部１４と柱体６との接続構造において、前記柱体６の上部にロックレバー（図示せず）を設け、このロックレバーの回動操作により、柱体６の内壁に対する柱部１９の摺動が可能な状態と不能な状態とを切り換えることができるように構成してもよい。
【００２１】
前記本体５は、運搬用の把手５ａ，５ａが上面側の左右両端に設けられているとともに、前記ケーブルを接続するための複数の接続部５ｂ，５ｂ…が適宜の位置に設けられている。また、前記本体５の上面側には、前記柱体６が接続される接続部２１を有しており、この接続部２１は、固定用レバー２１ａを有しているとともに、前記本体５の上面において、本体５の左右方向に移動可能となっている。そして、前記固定用レバー２１ａを一方に回動操作すると、前記接続部２１の本体５の左右方向への移動が可能な状態となり、他方に回動操作すると、前記移動が不能な状態となる。
【００２２】
上記の構成からなる車両自動運転装置Ｄは、固定台２２によって車両１の座席（運転席または助手席）１ｂに取り付けられるのであり、本実施例では、車両自動運転装置Ｄが車両１の運転席に取り付けられる例を示す。前記固定台２２は、車両１の座席１ｂの水平部１ｃ上に載置される台座部２２ａと、この台座部２２ａの後端部から立設して設けられ、前記座席１ｂの背もたれ部１ｄに沿うように設けられた立設部２２ｂと、前記台座部２２ａの前端部に設けられ、車両１の左右方向に延びる溝部２３を有する凹入部材２２ｃと、この凹入部材２２ｃの溝部２３に沿って車両１の左右方向にスライド自在であり、かつ車両１の各ペダル１ａを操作するためのアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃを保持する３つの保持体２２ｄ，２２ｄ…と、前記スタータ３ｄが着脱自在に連結される連結部２２ｅとを備えている。なお、前記連結部２２ｅは、例えば、台座部２２ａ上に設けられていてもよいし、前記凹入部材２２ｃと一体的に設けられていてもよい。
【００２３】
前記固定台２２は、例えば、紐状体や帯状体などの緊縛部材（図示せず）による直接的または間接的な緊縛や係止部材（図示せず）による係止によって座席１ｂに固定される。
【００２４】
そして、前記固定台２２に対する車両自動運転装置Ｄの取り付けは、前記本体５を台座部２２ａ上に載置し、本体５の左右側部に設けられた係止部材５ｃ，５ｃ…を台座部２２ａの側部に設けられた凹入部２２ｆ，２２ｆ…に係止させて固定する一方、前記アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃの後端部に設けられ、車両１の左右方向に突出した突出部２４を、前記保持体２２ｄの保持孔２５内へと挿入し、保持体２２ｄのレバー２６を回動操作して固定し、また、前記スタータ３ｄを連結部２２ｅに連結することで行うことができる。
【００２５】
なお、前記保持体２２ｄは、前記レバー２６を一方に回動させた状態では、凹入部材２２ｃの溝部２３に沿ってスライド可能となり、かつ前記保持孔２５が拡がって前記突出部２４を挿入可能となるのであり、前記レバー２６を他方に回動させた状態では、凹入部材２２ｃの溝部２３に沿ってのスライドができなくなり、かつ前記保持孔２５が狭まってその内部に挿入された前記突出部２４の軸心回りの回転ができなくなる。そして、前記アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃを各保持体２２ｄに取り付けるときには、前記レバー２６を一方に回動操作し、突出部２４を保持孔２５に挿入した状態で、各アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃを車両１の左右方向に移動させてその位置調整を行うとともに、前記突出部２４の軸心回りに回動させて、車両１の左右方向にのびる軸回りの角度を調整するのである。
【００２６】
前記アクチュエータ４の本体５への取り付けは、本体５を台座部２２ａに固定する前に行ってもよいし、固定した後に行ってもよい。
【００２７】
上記のように搭載される車両自動運転装置Ｄは、前記本体５から送られる電力および制御信号によって各アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，４が動作するのであり、詳しくは、前記アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃの動作は、それぞれの先端部に設けられた当接部７がペダル１ａを踏み込む方向に進退するものであり、前記スタータ３ｄの動作は、その先端部に設けられたクランプ部９が、エンジンキーを回動操作するものである。また、前記シフト用アクチュエータ４の動作は、その先端部に設けられたハンド部１０が、シフトレバーを前後および左右方向に動かすものである。そして、上記のような動作により、車両自動運転装置Ｄによる車両１の運転が行われるのである。
【００２８】
図４は、前記アクチュエータ４の構成を概略的に示す斜視図である。
以下、前記アクチュエータ４の初期設定およびその動作について説明を行う。
前記アクチュエータ４の初期設定としては、前記ハンド部１０がシフトレバーを把持する状態とするのであり、そのために、アクチュエータ４の位置調整を行うのであるが、この位置調整は、車両１の左右方向，高さ方向および前後方向の３つの方向について行われる。
【００２９】
前記車両１の左右方向におけるアクチュエータ４の位置調整は、前記固定用レバー２１ａを一方に回動操作し、前記接続部２１を車両１の左右方向における所望の位置に移動させたあと、前記固定用レバー２１ａを他方に回動操作することで行うことができる。また、前記車両１の高さ方向におけるアクチュエータ４の位置調整は、前記ロックレバーを一方に回動操作して、柱体６に対する柱部１９の摺動が可能な状態とした後、前記柱体６の貫通孔からピン部材２０を引き抜き、前記左右アーム部１４を車両１の高さ方向における所望の位置に移動させ、続いて、前記ピン部材２０を柱体６の貫通孔と左右アーム部１４の柱部１９の貫通孔１９ａとに挿通し、最後に、前記ロックレバーを他方に回動操作して、柱体６に対する柱部１９の摺動が不能な状態とすることで行うことができる。さらに、前記車両１の前後方向におけるアクチュエータ４の位置調整は、前記固定用レバー１８ｂを一方に回動操作し、前記接続部材１８を車両１の前後方向における所望の位置に移動させたあと、固定用レバー１８ｂを他方に回動操作することで行うことができる。
【００３０】
そして、上記のように、アクチュエータ４の位置調整を行った後、前記調整レバー１０ｃを一方に回動操作し、前記固定部１０ａとでシフトレバーを把持できるように前記進退部１０ｂを移動させ、調整レバー１０ｃを他方に回動操作すれば、前記ハンド部１０がシフトレバーを把持する状態となり、これによってアクチュエータ４の初期設定が終了する。
【００３１】
前記アクチュエータ４では、ケーブルを介して本体５から送られてくる電力および制御信号により、前記ハンド部１０が固定される移動体１１が車両１の前後方向に移動するとともに、前記移動体１１を有する前後アーム部１２が固定される移動体１３が車両１の左右方向に移動し、前記移動体１１の前後方向の移動および移動体１３の左右方向の移動が、前記ハンド部１０の移動ともなり、このハンド部１０の移動に伴ってシフトレバーが前後方向および左右方向に操作されることになる。
【００３２】
上記の構成からなる車両自動運転装置Ｄでは、前記移動体１１，１３を動かすための駆動手段１６，１７が、それぞれ前後アーム部１２および左右アーム部１４に設けられていることから、前記駆動手段１６，１７のいずれか一方または両方が前記本体５の内部に設けられている場合に比して、駆動手段１６，１７にかかる負担が小さくなり、また、駆動手段１６，１７が本体５内部の他の部品に影響を与えることが防止できるため、駆動手段１６，１７自体やその周辺に配置される部品に故障が生じる可能性が低くなる。
【００３３】
また、前記駆動手段１６，１７と基板などの部品が同一のユニット（前記本体５）内に組み込まれているのではなく、別々に構成されていることから、組み立てが容易になるとともに、メンテナンス性が高くなり、さらに、部品代，組み立て費などのコストを低く抑えることが可能となる。
【００３４】
さらに、前記本体５は、運転席ではなく助手席に取り付けても用いることができるのであり、この場合には、例えば、図５に示すように、前記柱体６の内部に挿入される左右アーム部１４の柱部１９を軸にして１８０°回転させて用いることができるように車両自動運転装置Ｄを構成してもよいし、車両自動運転装置Ｄを車両１の運転席に取り付けるときと助手席に取り付けるときとで、用いるアクチュエータ４の構成を異なるものとし、異なる構成のアクチュエータ４を自在に取り換えられるようにしてもよい。
【００３５】
なお、前記車両自動運転装置Ｄを、前後方向のみに操作すればよいシフトレバーを有する車両（オートマティック車）に用いる場合、前記左右アーム部１４の移動体１３を移動させるための駆動手段１７は不要となる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、組み立てが容易で、メンテナンス性を向上させることができるとともに、故障の発生率の低下および部品代，組み立て費などのコストの低下を図ることができる車両自動運転装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る車両自動運転装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図２】上記実施例の構成を概略的に示す分解斜視図である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、上記実施例において、その底面を下に向けた状態および上に向けた状態の前後アーム部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図４】上記実施例における本体およびアクチュエータの構成を概略的に示す斜視図である。
【図５】本体を助手席に取り付けた場合を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１…車両、４…アクチュエータ、５…本体、６…柱体、１０…ハンド部、１１…移動体、１２…前後アーム部、１３…移動体、１４…左右アーム部、１５…アーム機構、１６，１７…モータ、１８…接続部材、２１…接続部、Ｄ…車両自動運転装置。

Claims (1)

1. 車両のシフトレバーを操作するためのアクチュエータと、このアクチュエータに電力および制御信号を送るための本体とを備えた車両自動運転装置であって、前記アクチュエータが、前記シフトレバーを把持するハンド部と、車両の前後方向に動く移動体を有する前後アーム部および車両の左右方向に動く移動体を有する左右アーム部からなるアーム機構とを有し、前記ハンド部は前記前後アーム部または左右アーム部のいずれか一方のアーム部の移動体に保持され、さらに、前記一方のアーム部は他方のアーム部の移動体に接続部材を用いて保持され、
   しかも、前記接続部材は、前記一方のアーム部の移動体の移動方向に沿う方向に移動可能に構成されており、
   さらに、前記本体と前記他方のアーム部とは、前記本体の上面に設けた柱体を用いて接続されており、また、前記本体の上面側には、前記柱体が接続される接続部を有しており、
   前記接続部は、前記本体の上面において、前記他方のアーム部の移動体の移動方向に沿う方向に移動可能に構成されており、
   前記各移動体を動かすためのモータが、それぞれ前記各アーム部に設けられていることを特徴とする車両自動運転装置。

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