JP4488860B2 - 車両の自動運転装置 - Google Patents
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Description
しかし、このような自動二輪車等においては、一般的な四輪車と異なり、シンクロメッシュ機構を持たないノンシンクロの変速機が用いられている。
シンクロメッシュ機構は、変速操作時に、ギヤの回転速度差を同調させて変速操作を容易にするものであり、自動二輪車等のようにこれを用いない場合は、変速操作時にギヤ間の同調がとれず、チェンジ操作をしたにもかかわらず、変速が行なわれない場合(変速エラー)がある。また、ギヤ間の同調が取れていないときに、チェンジレバーを加圧し続けると、変速機構に過度の負荷がかかる場合がある。
シーケンシャル方式の変速機は、いわゆる加速チェンジ又は減速チェンジをするときは、変速レバーをその最大ストロークに至るまで移動させればよいが、ニュートラル状態にする場合は、変速操作よりも少ない所定のストロークだけ変速レバーを動かさなければならない。
従来、自動的にニュートラルへチェンジする操作を行なうために、使用者が予めニュートラル位置を自動運転装置に学習させる必要があり、装置の取り扱いが煩雑であった。
また、本発明の他の課題は、シーケンシャル方式の変速機を備え、自動二輪車及びATVを含む車両の変速操作部のニュートラル位置を、自動的に学習できる自動運転装置を提供することである。
請求項2の発明は、請求項1に記載の車両の自動運転装置において、前記変速エラー判定部(120)は、前記荷重センサの出力履歴に基づいて前記変速エラーを判断することを特徴とする車両の自動運転装置である。
請求項3の発明は、請求項2に記載の車両の自動運転装置において、前記変速エラー判定部(120)は、前記変速アクチュエータ(150)の駆動後、設定時間が経過した時に前記荷重センサが検出する荷重が、予め定めた設定値以上であった場合に前記変速エラーが生じたものと判断することを特徴とする車両の自動運転装置である。
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の車両の自動運転装置において、前記変速エラー判定部は、前記荷重センサの出力及び前記チェンジレバー位置センサの出力を用いて前記変速エラーを判断することを特徴とする車両の自動運転装置である。
請求項6の発明は、シーケンシャル変速機を備えた自動二輪車及びATVを含む車両の自動運転装置であって、前記車両のクラッチレバーを駆動するクラッチアクチュエータと、前記クラッチレバーに負荷している荷重を検出するクラッチ荷重センサと、前記クラッチレバーの位置を検出するクラッチレバー位置センサと、前記車両のトランスミッションのチェンジレバーを駆動する変速アクチュエータと、前記チェンジレバーの位置を検出するチェンジレバー位置センサと、前記車両に着脱可能に設けられ、前記車両に設けられたニュートラルランプの発光を検出する光学センサと、前記車両のトランスミッションのドリブンシャフトに接続された駆動輪に外周面が当接するように設けられ、回転可能に設けられたローラと、この自動運転装置を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記車両のエンジンが停止している状態において、前記クラッチアクチュエータを制御して、前記車両のクラッチを接続側から切断側に駆動して、前記クラッチ荷重センサ及び前記クラッチレバー位置センサの出力に基づいて、クラッチ荷重が設定値以上になった位置を切断位置として記憶する切断位置記憶処理をし、前記車両のエンジンが停止している状態において、前記ローラを回転させて前記車両の駆動輪を駆動して前記ドリブンシャフトを回転し、前記クラッチアクチュエータを制御して、前記車両のクラッチを、前記クラッチレバー位置センサの出力に基づいて、前記切断位置記憶処理で記憶した前記切断位置に駆動し、前記車両のエンジンが停止し前記ドリブンシャフトを回転し前記車両のクラッチを前記切断位置に駆動した状態で、前記変速アクチュエータを制御して、前記チェンジレバーがニュートラル位置にある状態から前記チェンジレバーをダウン駆動し、前記光学センサの出力に基づいて、ニュートラルではないと判定した場合に、前記チェンジレバー位置センサから出力された位置をダウン位置として記憶し、前記変速アクチュエータを制御して、前記ダウン位置にある前記チェンジレバーをアップ駆動して、前記光学センサの出力に基づいて、ニュートラルであると判定した場合に、前記チェンジレバー位置センサから出力された位置をハーフアップ位置として記憶し、前記車両のエンジンが停止し前記ドリブンシャフトを回転し前記車両のクラッチを前記切断位置に駆動した状態で、前記変速アクチュエータを制御して、前記チェンジレバーがニュートラル位置にある状態から前記チェンジレバーをアップ駆動し、前記光学センサの出力に基づいて、ニュートラルではないと判定した場合に、前記チェンジレバー位置センサから出力された位置をアップ位置として記憶し、前記変速アクチュエータを制御して、前記アップ位置にある前記チェンジレバーをダウン駆動して、前記光学センサの出力に基づいて、ニュートラルであると判定した場合に、前記チェンジレバー位置センサから出力された位置をハーフダウン位置として記憶すること、を特徴とする車両の自動運転装置である。
(1)変速エラー判定部は、変速アクチュエータが車両の変速操作部を操作する荷重に基づいて変速エラーを判断するから、変速エラーの判断を正確に行なうことができる。
(2)ニュートラル位置検出部は、車両からニュートラル信号を検出し、このニュートラル信号に基づいて変速操作部のニュートラル位置を検出するから、そのニュートラル位置を自動的に学習することができる。
(3)ニュートラル信号検出部は、車両のニュートラル状態表示部の表示を検出するセンサによってニュートラル信号を検出するから、ニュートラル信号検出部の車両への取付が容易である。
また、本発明は、シーケンシャル方式の変速機を備え、自動二輪車及びATVを含む車両の変速操作部のニュートラル位置を、自動的に学習できる自動運転装置を提供するという目的を、車両の変速機ニュートラル信号を検出し、これに基づいて変速操作部のニュートラル位置を検出することによって解決した。
<自動運転装置の構成について>
図1は、本発明を適用した自動二輪車の自動運転装置の一実施例の構成を示す図である。
自動運転装置100は、走行パターン発生器110と、車両制御部120と、スロットルアクチュエータ130、クラッチアクチュエータ140、チェンジアクチュエータ150、ブレーキアクチュエータ160と、ニュートラルセンサ170と、図示しないエンジン回転数センサとを有する。以下、詳しく説明する。
車両制御部120は、走行パターン発生器110からの命令に従って、各アクチュエータに駆動信号を出力し、車両を運転するものである。
スロットルアクチュエータ130は、その位置(スロットルグリップの角度)を検出する位置エンコーダと、スロットルアクチュエータ130がこのスロットルグリップに負荷している荷重を検出する荷重センサとを備えている。
クラッチアクチュエータ140は、その位置を検出する位置エンコーダと、クラッチアクチュエータ140がクラッチレバーに負荷している荷重を検出する荷重センサとを備えている。
ブレーキアクチュエータ160は、その位置を検出する位置エンコーダと、ブレーキアクチュエータ160がブレーキペダルに負荷している荷重を検出する荷重センサとを備えている。
ニュートラルセンサ170は、クランプ部171と、アーム部172と、センサ部173とを有する。
アーム部172は、一端をクランプ部171に取り付けられ、その支点回りに水平方向に回転する棒状の部分である。また、アーム部172のクランプ部171と反対側の端部は、フレキシブルに屈曲しかつその形状を保持するジョイント部である関節棒を複数段直列に連結した関節棒部172aが設けられている。
センサ部173は、アーム部172の関節棒部172aの先端部に接続され、これによって、その位置の三軸方向への微調整が可能となっている。センサ部173は、自動二輪車200の計器盤に備えられ、光センサ173aと、反射防止カバー173bとを有する。
光センサ173aは、略円柱状の外形を有し、その一方の端部に受光部が設けられている。反射防止カバー173bは、例えば黒色のゴム等の反射防止効果及び弾性(可撓性)を有する材料によって筒状に形成され、光センサ173aの受光センサの外周縁部からその長手方向側に突き出している。
自動二輪車200の計器盤201は、速度計202と、ランプパネル203とを有する。
速度計201は、アナログ指針式のものであり、略円筒容器状に形成されている。
ランプパネル203は、速度計201の運転者側からみて手前側に配置され、フロントサスペンションのトップステム204に固定されている。ランプパネル203は、変速機がニュートラル状態のときに発光するニュートラルランプ203aと、方向指示器の使用時に点滅するターンシグナルランプ203bとが配置されている。
図1に示すように、自動二輪車用の台上試験機であるシャーシダイナモ300は、ローラ310と、ダイナモメータ320と、車速検出部330と、走行抵抗発生器340と、トルク制御部350とを有する。以下、詳しく説明する。
ダイナモメータ320は、ローラ310が吸収した動力を測定するものである。
車速検出部330は、ローラ310の回転速度を検出するものである。
走行抵抗発生器340は、車速検出部330が検出したローラ310の回転速度に応じた走行抵抗を求めるものである。
トルク制御部350は、走行抵抗発生器340が求めた走行抵抗に応じ、ダイナモメータ320を介してローラ310の吸収トルクを設定するものである。
本実施例の自動運転装置100は、各アクチュエータの位置設定を自動的に行なうオートティーチング(自動学習)機能を備えている。以下、詳しく説明する。
図4は、自動運転装置のオートティーチング方法を示すフローチャートである。オートティーチングは、スロットルアクチュエータ130、クラッチアクチュエータ140、チェンジアクチュエータ150の位置学習及び記憶を自動的に行なうものである。
このオートティーチング方法は、オートティーチングを開始するステップS101と、イニシャル設定を行なうステップS102と、クラッチティーチングを行なうステップS103と、クラッチティーチングが正常に終了したか判断するステップS104と、チェンジティーチングを行なうステップS105と、チェンジティーチングが正常に終了したか判断するステップS106と、スロットルティーチングを行なうステップS107と、スロットルティーチングが正常に終了したか判断するステップS108と、正常終了するステップS109と、異常終了するステップS110とを有する。以下、ステップ毎に説明する。
まず、自動運転の対象となる自動二輪車200を、シャーシダイナモ300に装着する。そして、スロットルアクチュエータ130、クラッチアクチュエータ140、チェンジアクチュエータ150を、それぞれ自動二輪車200の対応する各操作部に装着する。
自動二輪車200に装着したスロットルアクチュエータ130、クラッチアクチュエータ140、チェンジアクチュエータ150の駆動部の位置を、それぞれ所定の初期値に設定する。
自動運転装置は、クラッチアクチュエータ140の位置記憶を自動的に行なうクラッチティーチングを行なう。このクラッチティーチングについては、後に詳しく説明する。
自動運転装置は、上述したクラッチティーチングが正常に終了したか判断する。正常に終了したと判断した場合は、ステップS105に進み、正常に終了しなかった場合は、ステップS110に進む。
自動運転装置は、スロットルアクチュエータ130の位置記憶を自動的に行なうスロットルティーチングを行なう。このスロットルティーチングについては、後に詳しく説明する。
自動運転装置は、上述したスロットルティーチングが正常に終了したか判断する。正常に終了したと判断した場合は、ステップS109に進み、正常に終了しなかった場合は、ステップS110に進む。
自動運転装置は、オートティーチング処置を正常に終了する。
自動運転装置は、オートティーチング処理を異常終了し、使用者に異常の発生を報知する。
図5は、自動運転装置のクラッチティーチング方法を示すフローチャートである。このクラッチティーチング方法は、開始ステップS201と、ゼロ値を記憶するステップS202と、荷重が設定値以上であるか判断するステップS203と、クラッチ開度指令が100%以上であるか判断するステップS204と、クラッチ指令を加算するステップS205と、スパン値を記憶するステップS206と、終了ステップS207とを有する。以下、ステップ毎に説明する。
クラッチアクチュエータ140をクラッチフリー(クラッチ接続)の状態とする。以下、クラッチアクチュエータ140への位置指令(以下、「クラッチ指令」と称する。)は、その全行程のうち、クラッチ接続側の端を0%、クラッチ切断側の端を100%とし、パーセンテージにより表す。
車両制御部120は、クラッチアクチュエータ140の位置エンコーダからの出力に基づいて、クラッチフリー(初期状態)のときのクラッチアクチュエータの位置情報をゼロ値として記憶し、ステップS203に進む。
車両制御部120は、クラッチアクチュエータ140の荷重センサの出力に基づいて、クラッチアクチュエータ140がクラッチレバーを押圧する荷重(以下、「クラッチ荷重」と称する。)を検出し、これが予め定められた設定値以上であるか否かを判断する。
クラッチ荷重が設定値以上であるときは、クラッチが切断状態にあるものと判断してステップS206に進む。
一方、クラッチ荷重が設定値未満であるときは、クラッチが未だ接続状態にあるものと判断してステップS204に進む。
車両制御部120は、クラッチアクチュエータ140に伝達しているクラッチ指令が100%以上であるか否かを判断する。
クラッチ指令が100%以上であるときは、ステップS206に進む。
一方、クラッチ指令が100%未満であるときは、ステップS205に進む。
車両制御部120は、クラッチアクチュエータ140に伝達するクラッチ指令を、所定の値だけ加算する。その後、上述したステップS203に戻る。
上述したステップS203からステップS205までの処理によって、車両制御部120は、クラッチ荷重が設定値以上となるか、又は、クラッチ指令が100%以上となるまで、一定の速度で徐々にクラッチ指令の値を増加させる。この間、クラッチアクチュエータ140は、一定の速度でクラッチレバーを接続側から切断側へ移動させる。
車両制御部120は、クラッチアクチュエータ140の位置エンコーダからの出力に基づいて、現在のクラッチアクチュエータ140の位置を示す情報であるスパン値を記憶する。
車両制御部120は、クラッチティーチングの処理を終了する。
図6は、自動運転装置のチェンジティーチング方法を示すフローチャートである。図7は、自動二輪車200のチェンジパターンを示す図である。図7に示すように、自動二輪車200の変速操作は、一端部を回転可能に軸支されたチェンジレバーの他端部を、上下方向に回転させることによって行なわれる。そして、その上方から順に、アップ位置U、ハーフアップ位置HU、ニュートラル位置N、ハーフダウン位置HD、ダウン位置Dが設けられている。
図6に示すように、このチェンジティーチング方法は、開始ステップS301と、クラッチを切断するステップS302と、ニュートラル信号を検出したか判断するステップS303と、チェンジレバーのニュートラル位置Nを記憶するステップS304と、設定車速指令を入力するステップS305と、ダウン方向のチェンジ指令を出力するステップS306と、フルダウン指令に到達したか判断するステップS307と、ニュートラル信号を検出したか判断するステップS308と、チェンジレバーをニュートラル位置Nに移動するステップS309と、ダウン位置Dを記憶するステップS310と、チェンジレバーをニュートラル位置に移動するステップS311と、アップ方向のチェンジ指令を出力するステップS312と、ニュートラル信号を検出したか判断するステップS313と、チェンジレバーのハーフアップ位置HUを検出するステップS314、チェンジレバーをニュートラル位置に移動するステップS315と、アップ方向のチェンジ指令を出力するステップS316と、フルアップ指令に到達したか判断するステップS317と、ニュートラル信号を検出したか判断するステップS318と、チェンジレバーをニュートラル位置に移動するステップS319と、チェンジレバーのアップ位置を記憶するステップS320と、チェンジレバーをニュートラル位置に移動するステップS321と、ダウン方向のチェンジ指令を出力するステップS322と、ニュートラル信号を検出したか判断するステップS323と、チェンジレバーのハーフアップ位置を記憶するステップS324と、チェンジレバーをニュートラル位置に移動するステップS325と、車速を停止するステップS326と、終了ステップS327と、失敗ステップS328と、終了ステップS329とを有する。以下、ステップ毎に説明する。
ユーザは、自動二輪車200の変速機を、図7に示すニュートラルNの状態とし、ステップS302に進む。
車両制御部120は、クラッチアクチュエータ130を駆動して自動二輪車200のクラッチを切断する。ステップS303に進む。
車両制御部120は、ニュートラルセンサ170が、ニュートラル信号を検出したか否かを判断する。ニュートラル信号は、自動二輪車200の変速機がニュートラル状態となったことを示すものである。
ニュートラル信号を検出した場合は、ステップS304に進む。
一方、ニュートラル信号を検出しなかった場合は、ステップS328に進む。
車両制御部120は、現在のチェンジアクチュエータ150の位置を、自動二輪車200のチェンジレバーのニュートラル位置Nとして記憶し、ステップS305に進む。
車両制御部120は、トルク制御部340及びダイナモメータ320を介して、ローラ310を、予め設定された所定の速度で回転させる。これによって、自動二輪車200の後輪が駆動され、その変速機のドリブンシャフトが回転させられることによって、変速操作が容易になる。ここで、所定の速度は、例えば、10km/hである。
車両制御部120は、チェンジアクチュエータ150に対し、チェンジレバーを徐々にダウン方向に移動するように命令し、ステップS307に進む。
車両制御部120は、チェンジアクチュエータ150に対して出力されている指令が、ダウン方向の最大値に達しているか否かを判断する。
指令がダウン方向の最大値に達している場合は、ステップS308に進む。
一方、指令がダウン方向の最大値に達していない場合は、ステップS306に戻る。
車両制御部120は、ニュートラルセンサ170がニュートラル信号を検出したか否かを判断する。
ニュートラル信号を検出した場合は、ステップS309に進む。
一方、ニュートラル信号を検出しない場合は、ステップS310に進む。
車両制御部120は、チェンジアクチュエータ150の位置を、ステップS304において記憶したニュートラル位置Nへ移動し、ステップS306に戻る。
車両制御部120は、現在のチェンジアクチュエータ150の位置が、図7に示すチェンジパターンにおけるダウン位置Dであると判断し、この位置を記憶後、ステップS311に進む。
車両制御部120は、チェンジアクチュエータ150の位置を、ステップS304において記憶したニュートラル位置Nへ移動し、ステップS312に進む。
車両制御部120は、チェンジアクチュエータ150に対し、チェンジレバーを徐々にアップ方向に移動するように命令し、ステップS313に進む。
車両制御部120は、ニュートラルセンサ170がニュートラル信号を検出したか否かを判断する。
ニュートラル信号を検出した場合は、ステップS314に進む。
一方、ニュートラル信号を検出した場合は、ステップS312に戻る。
車両制御部120は、現在のチェンジアクチュエータ150の位置が、図7に示すチェンジパターンにおけるハーフアップ位置HUであると判断し、この位置を記憶後、ステップS315に進む。
車両制御部120は、チェンジアクチュエータ150の位置を、ステップS304において記憶したニュートラル位置Nへ移動し、ステップS316に進む。
車両制御部120は、チェンジアクチュエータ150に対し、チェンジレバーを徐々にアップ方向に移動するように命令し、ステップS317に進む。
車両制御部120は、チェンジアクチュエータ150に対して出力されている指令が、アップ方向の最大値に達しているか否かを判断する。
指令がアップ方向の最大値に達している場合は、ステップS318に進む。
一方、指令がアップ方向の最大値に達していない場合は、ステップS316に戻る。
車両制御部120は、ニュートラルセンサ170がニュートラル信号を検出したか否かを判断する。
ニュートラル信号を検出した場合は、ステップS319に進む。
一方、ニュートラル信号を検出しない場合は、ステップS320に進む。
車両制御部120は、チェンジアクチュエータ150の位置を、ステップS304において記憶したニュートラル位置Nへ移動し、ステップS316に戻る。
車両制御部120は、現在のチェンジアクチュエータ150の位置が、図7に示すチェンジパターンにおけるアップ位置Uであると判断し、この位置を記憶後、ステップS321に進む。
車両制御部120は、チェンジアクチュエータ150の位置を、ステップS304において記憶したニュートラル位置Nへ移動し、ステップS322に進む。
車両制御部120は、チェンジアクチュエータ150に対し、チェンジレバーを徐々にダウン方向に移動するように命令し、ステップS323に進む。
車両制御部120は、ニュートラルセンサ170がニュートラル信号を検出したか否かを判断する。
ニュートラル信号を検出した場合は、ステップS324に進む。
一方、ニュートラル信号を検出しない場合は、ステップS322に戻る。
車両制御部120は、現在のチェンジアクチュエータ150の位置が、図7に示すチェンジパターンにおけるハーフダウン位置HDであると判断し、この位置を記憶後、ステップS325に進む。
車両制御部120は、チェンジアクチュエータ150の位置を、ステップS304において記憶したニュートラル位置Nへ移動し、ステップS326に進む。
車両制御部120は、トルク制御部340及びダイナモメータ320を介して、ローラ310の回転を停止させ、自動二輪車200の後輪の駆動を中止してステップS327に進む。
車両制御部120は、チェンジティーチングを正常に終了する。
車両制御部120は、チェンジティーチングの開始に失敗したものと判断し、ステップS329以降の異常終了処理に進む。
車両制御部120は、チェンジティーチングを異常終了する。
スロットルアクチュエータ130を最もスロットル全閉側の状態とする。以下、スロットルアクチュエータ130への位置指令(以下、「スロットル指令」と称する。)は、その全行程のうち、スロットル全閉側の端を0%、スロットル全開側の端を100%とし、パーセンテージにより表す。車両制御部120は、スロットルアクチュエータ140に対し、スロットル指令0%を出力し、ステップS402に進む。
車両制御部120は、スロットルアクチュエータ130の位置エンコーダからの出力に基づいて、現在の位置を、スロットル開度のゼロ値として仮に記憶し、ステップS403に進む。
車両制御部120は、スロットルアクチュエータ130の荷重センサの出力に基づいて、スロットルアクチュエータがスロットルグリップを操作する荷重(以下、「スロットル荷重」と称する。)を検出し、これが予め定められた設定値以上であるか否かを判断する。
スロットル荷重が設定値未満であるときは、スロットルアクチュエータ130によってスロットルが未だ全開状態でないと判断し、ステップS405に進む。
一方、スロットル荷重が設定値以上であるときは、スロットルアクチュエータ130によってスロットルが全開状態と判断し、ステップS406に進む。
車両制御部120は、スロットルアクチュエータ130に伝達しているスロットル指令が100%以上であるか否かを判断する。
スロットル指令が100%以上であるときは、ステップS406に進む。
一方、スロットル指令が100%未満であるときは、ステップS405に進む。
車両制御部120は、スロットルアクチュエータ130に伝達するスロットル指令を、所定の値だけ加算する。その後、上述したステップS403に戻る。
上述したステップS403からステップS405までの処理によって、車両制御部120は、スロットル荷重が設定値以上となるか、又は、スロットル指令が100%以上となるまで、一定の速度で徐々にスロットル指令の値を増加させる。この間、スロットルアクチュエータ130は、一定の速度でスロットルグリップをスロットル全閉側から全開側へと回転させる。
車両制御部120は、スロットルアクチュエータ130の位置エンコーダからの出力に基づいて、現在のスロットルアクチュエータ130の位置をスパン値として記憶し、ステップS407に進む。
車両制御部120は、スロットル指令として上述した仮ゼロ位置に相当する値をスロットルアクチュエータ130に伝達し、ステップS408に進む。
自動二輪車200のエンジンを始動する。このエンジン始動は、ユーザによる手動でもよく、また、車両制御部120にエンジン始動装置を接続し、自動的にエンジンを始動するようにしてもよい。次に、ステップS409に進む。
車両制御部120は、エンジン回転数センサの出力に基づいて、エンジンの回転偏差が予め定められた設定値以上であるか否かを判断する
回転偏差が設定値以上であるときは、ステップS412に進む。
一方、回転偏差が設定値未満であるときは、ステップS410に進む。
車両制御部120は、スロットルアクチュエータに伝達しているスロットル指令が50%以上であるか否かを判断する。
スロットル指令が50%未満であるときは、ステップS411に進む。
スロットル指令が50%以上であるときは、ステップS415に進む。
車両制御部120は、スロットルアクチュエータ130に伝達するスロットル指令を、所定の値だけ加算する。その後、上述したステップS409に戻る。
上述したステップS409からステップS411までの処理によって、車両制御部120は、回転偏差が設定値以上になるか、又は、スロットル指令が50%以上となるまで、一定の速度でスロットルグリップを一定の速度でスロットル全閉側から全開側に移動させる。
車両制御部120は、スロットルアクチュエータ130の位置エンコーダからの出力に基づいて、現在のスロットルアクチュエータ130の位置を、ゼロ値として記憶する。このゼロ値におけるスロットルアクチュエータ130の位置は、自動運転において、スロットル指令0%に対応する位置となる。
車両制御部120は、スロットル指令0%をスロットルアクチュエータ130に伝達し、スロットルを全閉する。そして、自動二輪車200のエンジンは、ユーザ又は車両制御部120によって停止され、ステップS414に進む。
車両制御部120は、スロットルティーチングの処理を終了する。
車両制御部120は、スロットル指令が50%に達したにもかかわらず、エンジン回転数が増加しないことから、何らかの異常があると判断し、スロットルティーチング処理を異常終了する。
本実施例の自動運転装置100は、上述したオートティーチングの終了後、走行パターン発生器110が出力する走行パターン命令に従って、自動二輪車200の自動運転を行ない、この自動運転中に、必要に応じてチェンジアクチュエータ150による変速操作を行う。
しかし、本実施例の自動運転装置100が用いられる自動二輪車200は、変速機が通常ノンシンクロのものであるから、チェンジレバーを操作しても変速操作が行なわれない場合がある。
そこで、本実施例の自動運転装置100では、以下述べる変速エラー判定を行なっている。
図11は、本実施例の変速エラー判定方法を示すグラフである。このグラフは、横軸が時間を示し、縦軸は、チェンジアクチュエータ150がチェンジレバーを加圧する荷重、及び、チェンジアクチュエータ150のストロークを示している。また、図中、実線は正常に変速が行なわれた場合を示し、破線は変速が行なわれなかった場合(変速エラー)を示している。
時間T1において、車両制御部は、チェンジアクチュエータ150に対して、例えば減速操作の場合は、フルダウンの指令を出力し、これを受けてチェンジアクチュエータ150が駆動を開始する。これによって、図11に示すように、荷重、ストロークともに増大する。ここで、正常に変速が行なわれた場合は、荷重は、一度増大してピークをとった後に減少するが、変速エラーの場合は、荷重が略最大値のまま一定で推移する。また、ストロークは、正常の場合、変速エラーの場合ともに、略最大値のまま一定で推移する台形の波形を示すが、その最大値は、変速エラーが生じた場合のほうが小さくなっている。
(1)車両制御部120は、変速機の変速エラーを、チェンジアクチュエータ150がチェンジレバーを駆動する荷重に基づいて判断しているから、変速エラーの判断を精度よく行なうことができる。
(2)車両制御部120は、上述した荷重と併せて、チェンジアクチュエータ150の位置エンコーダの出力も用いて変速エラーを判断しているから、変速エラー判断の信頼性を向上できる。
(3)車両制御部120は、自動二輪車200が発生するニュートラル信号を検出し、変速機をニュートラル状態にするチェンジレバーの位置であるハーフアップ及びハーフダウン位置を検出しているから、これらの位置の学習を自動的に行なうことができる。また、このように学習を自動化することによって、ユーザによる手動設定と比較し、記憶位置の再現性が向上する。また、耐久試験中等に車両のワイヤーの伸び等によってスムースな運転ができなくなった場合であっても、自動的にアクチュエータの位置を再学習させることができる。
(4)上述したニュートラル信号を検出するニュートラルセンサ170は、自動二輪車200のランプパネル203に設けられたニュートラルランプ203aの発光を、光センサ173aによって検出しているから、ニュートラルセンサ170の自動二輪車200への装着は、光センサ173aをニュートラルランプ203aに対向して配置するだけでよく、簡単である。
なお、本発明は、上述した実施例によって限定されるものではなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
(1)実施例は、自動二輪車の自動運転装置であるが、本発明は自動二輪車と同様の操作系を備えたATVの自動運転装置にも適用することができる。また、例えば4輪車等の車両であっても、その変速機がノンシンクロ又はシーケンシャル方式のものであれば適用することができる。
(2)実施例は、変速エラーの判断及びニュートラル位置の検出を、車両制御部において一括して行なう構成としたが、これに限らず、車両制御部とは別体の機器によって行なってもよい。また、変速エラーの判断とニュートラル位置の検出とを、それぞれ別個に設けた機器によって行なってもよい。
(3)実施例は、反射防止カバー173bは、略円柱状であるが、反射防止効果及び弾性を有するものであれば、粘着テープ等で固定を行なってもよい。
110 走行パターン発生器
120 車両制御部
130 スロットルアクチュエータ
140 クラッチアクチュエータ
150 チェンジアクチュエータ
160 ブレーキアクチュエータ
170 ニュートラルセンサ
171 クランプ部
171a ネジ部
172 アーム部
172a 関節棒部
173 センサ部
173a 光センサ
173b 反射防止カバー
200 自動二輪車
201 計器盤
202 速度計
203 ランプパネル
203a ニュートラルランプ
203b ターンシグナルランプ
204 トップステム
300 シャーシダイナモ
310 ローラ
320 ダイナモメータ
330 車速検出部
340 走行抵抗発生器
350 トルク制御部
Claims (6)
- ノンシンクロ変速機を備えた自動二輪車及びATVを含む車両の自動運転装置であって、
前記車両のトランスミッションのチェンジレバーを駆動する変速アクチュエータと、
前記チェンジレバーの位置を検出するチェンジレバー位置センサと、
前記車両に着脱可能に設けられ、前記車両に設けられたニュートラルランプの発光を検出する光学センサと、
前記車両のトランスミッションのドリブンシャフトに接続された駆動輪に外周面が当接するように設けられ、回転可能に設けられたローラと、
前記変速アクチュエータが前記チェンジレバーを操作する荷重を検出する荷重センサと、
この自動運転装置を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記車両のエンジンが停止している状態において、前記ローラを回転させて前記車両の駆動輪を駆動して前記ドリブンシャフトを回転し、
前記車両のエンジンが停止し前記ドリブンシャフトを回転している状態で、前記変速アクチュエータを制御して、前記チェンジレバーがニュートラル位置にある状態から前記チェンジレバーをダウン駆動し、前記光学センサの出力に基づいて、ニュートラルではないと判定した場合に、前記チェンジレバー位置センサから出力された位置をダウン位置として記憶するダウン位置記憶処理を行い、
前記車両のエンジンが停止し前記ドリブンシャフトを回転している状態で、前記変速アクチュエータを制御して、前記チェンジレバーがニュートラル位置にある状態から前記チェンジレバーをアップ駆動し、前記光学センサの出力に基づいて、ニュートラルではないと判定した場合に、前記チェンジレバー位置センサから出力された位置をアップ位置として記憶するアップ位置記憶処理を行い、
前記車両のエンジンが回転している状態において、前記変速アクチュエータを制御して、記憶したダウン位置及びアップ位置の間で前記チェンジレバーを駆動して前記車両の自動運転を行い、
前記自動運転時に、前記荷重センサの出力に基づいて変速エラーを判断する変速エラー判定部を備えること、
を特徴とする車両の自動運転装置。 - 請求項1に記載の車両の自動運転装置において、
前記変速エラー判定部は、前記荷重センサの出力履歴に基づいて前記変速エラーを判断すること
を特徴とする車両の自動運転装置。 - 請求項2に記載の車両の自動運転装置において、
前記変速エラー判定部は、前記変速アクチュエータの駆動後、設定時間が経過した時に前記荷重センサが検出する荷重が、予め定めた設定値以上であった場合に前記変速エラーが生じたものと判断すること
を特徴とする車両の自動運転装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の車両の自動運転装置において、
前記変速エラー判定部は、前記荷重センサの出力及び前記チェンジレバー位置センサの出力を用いて前記変速エラーを判断すること
を特徴とする車両の自動運転装置。 - シーケンシャル変速機を備えた自動二輪車及びATVを含む車両の自動運転装置であって、
前記車両のトランスミッションのチェンジレバーを駆動する変速アクチュエータと、
前記チェンジレバーの位置を検出するチェンジレバー位置センサと、
前記車両に着脱可能に設けられ、前記車両に設けられたニュートラルランプの発光を検出する光学センサと、
前記車両のトランスミッションのドリブンシャフトに接続された駆動輪に外周面が当接するように設けられ、回転可能に設けられたローラと、
この自動運転装置を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記車両のエンジンが停止している状態において、前記ローラを回転させて前記車両の駆動輪を駆動して前記ドリブンシャフトを回転し、
前記車両のエンジンが停止し前記ドリブンシャフトを回転している状態で、前記変速アクチュエータを制御して、前記チェンジレバーがニュートラル位置にある状態から前記チェンジレバーをダウン駆動し、前記光学センサの出力に基づいて、ニュートラルではないと判定した場合に、前記チェンジレバー位置センサから出力された位置をダウン位置として記憶し、前記変速アクチュエータを制御して、前記ダウン位置にある前記チェンジレバーをアップ駆動して、前記光学センサの出力に基づいて、ニュートラルであると判定した場合に、前記チェンジレバー位置センサから出力された位置をハーフアップ位置として記憶し、
前記車両のエンジンが停止し前記ドリブンシャフトを回転している状態で、前記変速アクチュエータを制御して、前記チェンジレバーがニュートラル位置にある状態から前記チェンジレバーをアップ駆動し、前記光学センサの出力に基づいて、ニュートラルではないと判定した場合に、前記チェンジレバー位置センサから出力された位置をアップ位置として記憶し、前記変速アクチュエータを制御して、前記アップ位置にある前記チェンジレバーをダウン駆動して、前記光学センサの出力に基づいて、ニュートラルであると判定した場合に、前記チェンジレバー位置センサから出力された位置をハーフダウン位置として記憶すること、
を特徴とする車両の自動運転装置。 - シーケンシャル変速機を備えた自動二輪車及びATVを含む車両の自動運転装置であって、
前記車両のクラッチレバーを駆動するクラッチアクチュエータと、
前記クラッチレバーに負荷している荷重を検出するクラッチ荷重センサと、
前記クラッチレバーの位置を検出するクラッチレバー位置センサと、
前記車両のトランスミッションのチェンジレバーを駆動する変速アクチュエータと、
前記チェンジレバーの位置を検出するチェンジレバー位置センサと、
前記車両に着脱可能に設けられ、前記車両に設けられたニュートラルランプの発光を検出する光学センサと、
前記車両のトランスミッションのドリブンシャフトに接続された駆動輪に外周面が当接するように設けられ、回転可能に設けられたローラと、
この自動運転装置を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記車両のエンジンが停止している状態において、前記クラッチアクチュエータを制御して、前記車両のクラッチを接続側から切断側に駆動して、前記クラッチ荷重センサ及び前記クラッチレバー位置センサの出力に基づいて、クラッチ荷重が設定値以上になった位置を切断位置として記憶する切断位置記憶処理をし、
前記車両のエンジンが停止している状態において、前記ローラを回転させて前記車両の駆動輪を駆動して前記ドリブンシャフトを回転し、前記クラッチアクチュエータを制御して、前記車両のクラッチを、前記クラッチレバー位置センサの出力に基づいて、前記切断位置記憶処理で記憶した前記切断位置に駆動し、
前記車両のエンジンが停止し前記ドリブンシャフトを回転し前記車両のクラッチを前記切断位置に駆動した状態で、前記変速アクチュエータを制御して、前記チェンジレバーがニュートラル位置にある状態から前記チェンジレバーをダウン駆動し、前記光学センサの出力に基づいて、ニュートラルではないと判定した場合に、前記チェンジレバー位置センサから出力された位置をダウン位置として記憶し、前記変速アクチュエータを制御して、前記ダウン位置にある前記チェンジレバーをアップ駆動して、前記光学センサの出力に基づいて、ニュートラルであると判定した場合に、前記チェンジレバー位置センサから出力された位置をハーフアップ位置として記憶し、
前記車両のエンジンが停止し前記ドリブンシャフトを回転し前記車両のクラッチを前記切断位置に駆動した状態で、前記変速アクチュエータを制御して、前記チェンジレバーがニュートラル位置にある状態から前記チェンジレバーをアップ駆動し、前記光学センサの出力に基づいて、ニュートラルではないと判定した場合に、前記チェンジレバー位置センサから出力された位置をアップ位置として記憶し、前記変速アクチュエータを制御して、前記アップ位置にある前記チェンジレバーをダウン駆動して、前記光学センサの出力に基づいて、ニュートラルであると判定した場合に、前記チェンジレバー位置センサから出力された位置をハーフダウン位置として記憶すること、
を特徴とする車両の自動運転装置。
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