JPH0625711B2 - 自動車自動運転用ロボットの制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シャシダイナモメータの回転ドラム上に駆動
輪を載せて自動車を走行させて、自動車の動的な走行性
能試験を室内で行う実車走行シミュレート運転におい
て、自動車を自動運転する自動車自動運転用ロボットの
制御方法に関する。

〔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駆動し、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
などの踏込み操作や、シフトレバーの切換えを行うよう
にした自動車自動運転用ロボット（以下、ロボットと云
う）が用いられるようになってきている。

ところで、上記実車走行シミュレート運転では、予め決
められた走行パターンで自動車を走行させる必要がある
が、従来においては、突進あるいは変速時に、エンジン
回転数が目標回転数となるようにエンジン回転数をモニ
ターしながらアクセル用アクチュエータを操作してアク
セルペダルの踏込みを制御すると共に、クラッチ操作に
ついては、クラッチ用アクチュエータの操作によって
「入」または「切」の２状態しか実現できないものであ
った。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、アクセルペダルの踏込み操作に対するエ
ンジン回転数の応答に遅れがあるため、アクセルペダル
を踏込みすぎたり、逆に、踏込み不足であったりして、
エンジン回転数と自動車の速度（車速）とが一致しない
状態でクラッチを接続することがあり、その結果、所定
の走行パターンに沿わない、速度が大きく変動してぎく
しゃくした運転となり、燃費や排気ガスの測定などの試
験に悪影響が及ぼされ、人間の運転による実車走行シミ
ュレート運転における走行性能試験の結果と異なること
があった。

本発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その
目的とするところは、発進時や変速時においてスムーズ
な運転を行なうことができる自動車自動運転用ロボット
の制御方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明に係る自動車自動運
転用ロボットの制御方法は、自動車自動運転用ロボット
にアクセルペダルおよびクラッチペダルを操作するため
の各ペダル用アクチュエータの動作範囲および動作特性
を学習させると共に、無負荷状態におけるアクセルペダ
ルの踏込み量とエンジン回転数との関係を予め求めてお
き、発進時または変速時、目標エンジン回転数となるよ
うにアクセルペダルを踏込みを制御しながらクラッチ操
作を行うようにした点に特徴がある。

〔作用〕

上記制御方法によれば、発進時または変速時においてア
クセルペダルを急操作せずに運転が行なえるので、走行
パターンに沿ったスムーズな運転を行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。

先ず、第１図は本発明に係るロボットの制御方法が適用
されるロボットの一構成例を示すブロック図で、この図
において、１は走行性能試験に供される自動車で、その
駆動輪２をシャシダイナモメータ３のローラ４上に当接
載置した状態で配置されている。

５は前記自動車１の運転席６に人間が座るときと同じよ
うにして座席シートに適宜の手段で固定されるロボット
本体で、このロボット本体５には、第２図(A)，(B)にも
示すように、アクセルペダルＡ，ブレーキペダルＢ，ク
ラッチペダルＣをそれぞれ踏込み操作するためのペダル
用アクチュエータ7A，7B，7Cと、シフトレバーＳの頭部
を把持して切換え操作するためのシフトレバー用アクチ
ュエータ7Sとが設けられていると共に、図示してない
が、ペダル用アクチュエータ7A，7B，7Cをそれぞれ個別
に駆動するＤＣサーボモータ、シフトレバー用アクチュ
エータ7SをＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向にそれぞれ個別に駆動
するＤＣサーボモータ、これらのモータ（この場合、合
計６個）にそれぞれ付随する伝達機構などが設けてあ
る。また、各ペダル用アクチュエータ7A，7B，7Cには近
接スイッチおよび位置検出のためのエンコーダが設けて
あり、さらに、ブレーキペダル用アクチュエータ7Bには
圧力センサが設けてある。

８は前記シャシダイナモメータ３，ロボット本体５を制
御する制御部で、制御用ＣＰＵとマンマシンインターフ
ェース用操作ＣＰＵとからなるＣＰＵ部９と、サーボド
ライバ回路10と、電源部11とからなる。12はＣＲＴ＆入
力キーボード、13はリモコン、14はティーチング用ペン
ダントである。

而して、上記構成のロボットによって自動車１の走行性
能試験を行うのに先立って、ティーチングとラーニング
を行い、ロボットに必要な事項を学習させる。

先ず、ティーチング画面（図外）を見ながら、リモコン
13を使ってシフトレバー用アクチュエータ7S(Ｘ，Ｙ，
Ｚ軸)を操作し、ニュートラルを始めとする各変速位置
を全て学習させる(第３図参照)。

このティーチングが終了すると、次にラーニングモード
に移り、ペダル用アクチュエータ7A，7Bがそれぞれのペ
ダルＡ，Ｂに触れ始める踏込み開始位置と、ペダルＡ，
Ｂを最大に踏み込んだ最大踏込み位置とを自動的に学習
させる。

また、アクセルペダルＡの踏込量とニュートラル（無負
荷状態）におけるエンジン回転数との関係を学習させ
る。第５図において、実線で示す曲線Ｉはエンジン回転
数の時間的変化を示し、また、点線で示す曲線IIはアク
セルペダルＡの踏込み状態の時間的変化を示す。そし
て、第６図は特に、ニュートラルにおけるエンジン回転
数Ｎと踏込量θとの関係を示す。この第５図において、
Ｎ_０はアイドル回転数を示す。

そして、ブレーキペダルＢの踏込量とブレーキ力との関
係を学習させる。第５図において、一点鎖線で示す曲線
IIIはブレーキ力の時間的変化を示し、また、二点鎖線
で示す曲線IVはブレーキペダルＢの踏込み状態の時間的
変化を示す。

さらに、クラッチペダルＣについては、クラッチぺダル
復帰位置（第４図(Ａ)参照）、クラッチ接続開始位置
（半クラッチ位置、同図(Ｂ)参照）、クラッチペダル最
大踏込み位置（同図(C)参照）をそれぞれ確認してこれ
を記憶する。

そして、シフトレバーＳについては、ティーチングで学
習した位置を順次復習する。

以上によって、ロボットは対象車種に対するシフトレバ
ーＳの各切換え位置、アクセルペダルＡなどのペダル位
置について学習したことになる。

次に、上記ロボットによって自動車１を所定の走行パタ
ーンで走行させる制御方法について説明する。

(I)発進制御は、エンジン回転数制御を行う。すなわ
ち、発進指令に基づいて、クラッチペダル用アクチュエ
ータ7Cによって、クラッチペダルＣを最大踏込み位置ま
で踏込み、その状態を維持しながら、シフトレバー用ア
クチュエータ7SによってシフトレバーＳをニュートラル
から１stにシフトチェンジする。

次いで、車速が０km/hから立ち上がるところで、所定の
エンジン回転数となるように、アクセル用アクチュエー
タ7AによってアクセルＡを踏込み、クラッチペダル用ア
クチュエータ7Cによって、クラッチペダルＣを半クラッ
チ位置まで戻す。

さらに、所定のエンジン回転数が得られるように、クラ
ッチペダル用アクチュエータ7Cを操作して接続し、クラ
ッチペダル用アクチュエータ7Cがクラッチ接続開始点か
ら一定割合に戻した状態で所定の走行パターンに従った
車速追従に入る。

(II)車速制御は車速追従制御を行う。ここでは詳しく説
明しないが、実車速をフィードバックさせ、ＰＩ制御で
アクセル操作するのである。

(III)は変速制御は、アクセルペダル用，クラッチペダ
ル用，シフトレバー用の各アクチュエータ7A，7C，7Sの
位置のシーケンス制御を行う。

すなわち、変速指令に基づいてアクセルペダルＡを復帰
位置に戻しながら、クラッチペダル用アクチュエータ7C
によってクラッチペダルＣを最大踏込み位置にまで移動
する。

次いで、シフトレバー用アクチュエータ7Sによってシフ
トレバーＳを所定の変速位置にシフトチェンジする。

そして、その変速位置で生ずるべきエンジン回転数が得
られる位置までアクセル用アクチュエータ7Aを操作しつ
つクラッチペダル用アクチュエータ7Cによってクラッチ
接続する。

その後、クラッチペダル用アクチュエータ7Cがクラッチ
復帰位置に戻した状態で所定の走行パターンに従った車
速追従に入る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明においては、自動車自動運
転用ロボットにアクセルペダルおよびクラッチペダルを
操作するための各ペダル用アクチュエータの動作範囲お
よび動作特性を学習させると共に、無負荷状態における
アクセルペダルの踏込み量とエンジン回転数との関係を
予め求めておき、発進時または変速時、目標エンジン回
転数となるようにアクセルペダルの踏込みを制御しなが
らクラッチ操作を行うようにしているので、発進時また
は変速時においてアクセルペダルを急操作せずに運転が
行なえるので、走行パターンに沿ったスムーズな運転を
行うことができる。従って、燃費や排気ガスの測定など
の試験結果が、人間の運転による実車走行シミュレート
運転における走行性能試験の結果とほぼ同じになり、良
好な試験を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明に係るロボットの制御方法を説
明するための図で、第１図は前記ロボットの制御方法が
適用されるロボットの一構成例を示すブロック図、第２
図(Ａ)はロボット本体の構成を概略的に示す側面図、第
２図(Ｂ)はその平面図である。 第３図および第４図はロボットのティーチングとラーニ
ングを示す図、第５図は自動車におけるペダル踏込み量
とエンジン回転数、ブレーキ力の関係を示す特性図、第
６図は無負荷状態におけるアクセルペダルの踏込み量と
エンジン回転数との関係を示す特性図である。 7A……アクセル用アクチュエータ、7C……クラッチペダ
ル用アクチュエータ、Ａ……アクセルペダル、Ｃ……ク
ラッチペダル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車自動運転用ロボットにアクセルペダ
   ルおよびクラッチペダルを操作するための各ペダル用ア
   クチュエータの動作範囲および動作特性を学習させると
   共に、無負荷状態におけるアクセルペダルの踏込み量と
   エンジン回転数との関係を予め求めておき、発進時また
   は変速時、目標エンジン回転数となるようにアクセルペ
   ダルの踏込みを制御しながらクラッチ操作を行うように
   したことを特徴とする自動車自動運転用ロボットの制御
   方法。