JPH03144338A - 自動車自動運転用ロボットの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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−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、実車速と走行目標車速との偏差を
求め、この偏差を直接フィードパツクするようにして走
行制御していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、自動車の発進あるいは変速時においては、前
記偏差がどうしても大きくなる。すなわち、第６図は実
車速（実線で表す）と走行目標車速（点線で示すンの推
移の一例を表すもので、今、時刻Ｔｗ−＋’において変
速を開始し、時刻’ｒ＋ｔ−，において変速を終了した
場合、変速に際してクラッチ操作をするところから、エ
ンジン側と駆動輪側とが一時的に切り離されるため、実
車速は同図に示すように落ち込み、その結果、時刻’ｒ
ｓ−＋における実車速とその時刻Ｔ□１における走行目
標車速との間に少なからぬ偏差が生ずることになるので
ある。従って、実車速をできるだけ素早く走行目標車速
に近づける必要がある。

しかしながら、上記従来の方法によれば、アクセルペダ
ルやブレーキペダルを急激に踏み込んだり、戻したりす
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
な運転を行うことができ、各種モード運転においてその
全走行時間にわたって実車速と走行目標車速との偏差を
可及的に少なくする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
に各ギヤチェンジにおける変速時間とこの変速時間内に
おける速度落込量とを記憶させておくと共に、走行目標
車速データと次の変速タイミングデータとから次の変速
時点における加速度を演算すると共に、前記記憶された
変速時間と速度落込量の中から該当するデータを選び、
前記加速度および選択されたデータに基づいて次の変速
時点における速度誤差発生予測量を求め、さらに、過去
に行った発進または変速の操作終了時の速度誤差と前記
速度誤差発生予測量とに基づいて現在時刻の速度補正量
を求め、この速度補正量を現在走行目標車速に加えて、
これを制御目標車速とするようにしている。

〔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
クセルペダルやブレーキ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、ｌ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ｌ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７＾、　７８．７Ｃと、シフト
レバ−３の頭部を把持して切換え操作するためのシフト
レバ−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７＾、　７
８．７Ｃをそれぞれ個別に駆動するＤＣサーボモータ、
シフトレバ−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である。また、各ペダル用アクチエ
エータ７Ａ、　７Ｂ、　？Ｃ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エエータ７Ｂには圧力センサが設け
である。

８は前記シャシダイナモメータ３．ロボット本体５を制
Ｈ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ＣＰＬＩとからなるＣＰＵ部９と、サーボ
ドライバ回路１０と、電源部■ｌとからなる。１２はＣ
ＲＴ＆人カキ−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−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。

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７＾、　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。

そして、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。また、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。さらに、クラッチペダルＣについて
は、クラッチペダル復帰位置、クラッチ接続開始位置、
クラッチペダル最大踏込み位置をそれぞれ記憶させる。

一方、シフトレバ−３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
−３の各切換え位置、各ペダルＡ、　　ＢＣの各ペダル
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！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。

先ず、ギヤチェンジを行い、そのときに要する時間（変
速時間）とこの変速時間内における自動車１の速度の落
込量とを測定し、これらの関係を各ギヤチェンジ毎にロ
ボットに記憶させる。例えば、ＬＯＷギヤから２ｎｄギ
ヤに変速する場合の変速時間ΔＴ、と速度落込量Δｖ１
とを測定し、これらを互いに関連付けて記憶する。以下
、同様に、他のギヤチェンジ（例えば２ｎｄギヤ→３ｒ
ｄギヤ、３ｒｄギヤ→４ｔｈギヤ、４ｔｈギヤ→５ｔｈ
ギヤ）における変速時間ΔＴ２．ΔＴ３．ΔＴ４と速度
落込量Δ■７、Δ■１．Δ■４とについても互いに関連
付けて記憶する。第３図はギヤチェンジにおける変速時
間ΔＴ、とそのときの速度落込量ΔＶ、とを示すグラフ
である。

次に、し０−ギヤで定速運転を行い、車速■とそのとき
のエンジン回転数Ｎを読み取り、絶対変速比（Ｇ、’　
＝Ｖ／Ｎ）を求める。そして、２ｎｄギヤで定速運転を
行って同様に絶対変速比Ｇ、′を求め、この２ｎｄギヤ
における絶対変速比Ｇす′の前記ＬＯ−ギヤにおける絶
対変速比ＣＩ’に対するギア比（Ｇ、＝Ｇｉ′／Ｇ、’
）を求めてこれをロボットに記憶させる。以下、同様に
して、３ｒｄギヤ。

４ｔｈギヤ、ｓｔｈギヤについても、シロ−ギヤに対す
るギア比Ｇｔ　、Ｇｓ　、Ｇ−を求め、これをロボット
に記憶させる。

そして、走行目標車速データおよび次の変速タイミング
データとから、次の変速時点における加速度ｄＶ、’／
ｄｔを求め、このｄＶ、’／ｄＬと変速時間ΔＴ、と速
度落込量ΔＶ、（ｒｎ−１〜４）とから、次の変速時点
〈実施予定時刻Ｔ８′）における速度誤差発生予測量Δ
■ｏ′を求める。

すなわち、第４図から理解されるように、前記速度誤差
発生予測量Δ■８′は、 ＡＶＮ′＝ｄＶＮ’／ｄｔＸＡＴ、＋４Ｖ、と表される
。

但し、前記加速度ｄＶ、′／ｄｔは、 ｄＶＭＶＮ−Ｉ　　　Ｖｌｌ ｄｔ　　　　　Ｔ）Ｉ−Ｉ　　　ＴＮ で求めることができる。

ここで、ｖ、’、ｖに４１′は次回１次々回の変速実施
予定時刻Ｔ％　′、ＴＮ、１′における走行目標車速で
ある。

そして、過去のある時刻Ｔ、−８において行った発進ま
たは変速操作終了時の実車速■、。と走行目標車速ＶＮ
−１′との速度誤差をΔＶＮ−１とし、所定の走行パタ
ーンに対する現在時刻Ｔにおける目標車速補正量ΔＶ　
（ｊｌ　を、 Ｔ、　　−Ｔ ２　　　　　　　Ｔ、　　−Ｔ、。

とじ、現在の走行目標車速を■３７．とするとき、制御
目標速度■、は、 Ｖ？＝Ｖｌｌ　　＋ΔＶ　１７１　　となるようにすれ
ばよい、すなわち、現在の走行目標車速Ｖ　１Ｈに上記
現在時刻Ｔにおける目標車速補正量ΔＶ　（？＋を加え
て制御目標車速Ｖ、とすれば、第５図に示すように、実
車速Ｖ−ｔ　（図中、実線Ｉで示す）の走行目標車速Ｖ
Ｌ、、ａ　（図中、点線■で示す）に対する偏差を全走
行時間にわたって可及的に小さくすることができる。

なお、変速操作中、すなわち、クラッチを切っている状
態においては、制御目標車速■。ａｍｉａａｌ（第５図
において実線■で示す）は走行目標車速ｖＬ　ａ　ｋ　
ｌ　ｅ　とする。

また、上述のギヤ比データは、発進または変速の際、ク
ラッチの接続を行う場合、変速機構にシタツクを与えぬ
ように、エンジンの回転をそのギヤでの車速相当に制御
するために使用する。そして、ギヤ位置が正しくなかっ
たり、ギヤ抜けが発生した場合の検知にも用いることが
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明においては、各ギヤチェン
ジにおける変速時間とこの変速時間における速度落込量
とをロボットに学習させ、そのデータに基づいて目標車
速補正量を求め、これを現在の走行目標車速に加えるよ
うにしているので、発進や変速時においてアクセルペダ
ルやブレーキペダルを急激に操作する必要がなく、しか
も、実車速の本来の走行目標車速に対する偏差が可及的
に小さくなるので、所定の走行パターンに沿ったスムー
ズな運転が行え、従って、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同様の結
果が得られるようになった。

【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図は変速時における速度落込量を示す図、第４図は
速度誤差発生予測量を説明するための図、第５図は本発
明に係るロボットの制御方法によって運転したときの車
速の変化を、走行目標車速と共に示す図である。 第６図は従来技術における車速の変化を、走行目標車速
と共に示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 自動車自動運転用ロボットに各ギヤチェンジにおける変
   速時間とこの変速時間内における速度落込量とを記憶さ
   せておくと共に、走行目標車速データと次の変速タイミ
   ングデータとから次の変速時点における加速度を演算す
   ると共に、前記記憶された変速時間と速度落込量の中か
   ら該当するデータを選び、前記加速度および選択された
   データに基づいて次の変速時点における速度誤差発生予
   測量を求め、さらに、過去に行った発進または変速の操
   作終了時の速度誤差と前記速度誤差発生予測量とに基づ
   いて現在時刻の速度補正量を求め、この速度補正量を現
   在走行目標車速に加えて、これを制御目標車速とするよ
   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。