JPH04242140A - 自動車自動運転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】 【０００１】 【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
動運転ロボットの制御方法に関する。 【０００２】 【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、変速レバーの切換
えを行えるようにした自動車自動運転ロボット（以下、
運転ロボットと云う）が用いられるようになってきてい
る。 【０００３】ところで、自動車を運転する場合、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踏込
み操作の他、変速時には変速レバーを切換え操作する必
要があるが、前記運転ロボットに変速レバーのシフト位
置を学習させるのに、従来は、変速レバーを駆動するた
めのアクチュエータをオペレータが手動で動かし、変速
レバーが入っている位置を目視によって確認して、運転
ロボットにその座標を記憶させることによって、シフト
位置を学習させるようにしていた。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によれば、前記シフト位置の教え込みに熟練を要
し、手間がかかる他、教え方が拙いと変速が上手く行わ
れないことがあった。 【０００５】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、運転ロボットに対し
て変速レバーのシフト位置を、誰でも簡単に、しかも、
確実に教え込むことができるロボットの制御方法を提供
することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明においては、モータにより駆動されるアクチュ
エータによりＸ軸およびＹ軸方向にそれぞれ移動可能な
変速レバーを備えた自動運転ロボットにおいて、前記モ
ータへの電流を制御しながら前記変速レバーをＸ軸方向
およびＹ軸方向にそれぞれ移動してその可動範囲を確認
してその操作位置を記憶させることにより、変速レバー
のシフト位置を自動的に学習させるようにしている。 【０００７】 【作用】上記制御方法においては、運転ロボットに一定
の手順で変速レバーの操作位置を確認させて学習させる
ため、誰でも簡単に、しかも、確実に教え込むことがで
き、教え込みの失敗がない。 【０００８】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。 【０００９】先ず、図３は本発明に係る運転ロボットの
制御方法が適用される運転ロボットの構成を示すブロッ
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。 【００１０】５は自動車１の運転席６（図４参照）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
で固定される運転ロボット本体で、この運転ロボット本
体５には、図４（Ａ），（Ｂ）にも示すように、アクセ
ルペダル７Ａ，ブレーキペダル７Ｂ，クラッチペダル７
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
ータ部８Ａ，　８Ｂ，　８Ｃと、変速レバー９のシフト
グリップ９ａを把持してそのシフト位置を切換え操作す
るための変速レバー用アクチュエータ部１０が設けられ
ている。 【００１１】すなわち、前記ペダル用アクチュエータ８
Ａ，　８Ｂ，　８Ｃは例えばＤＣサーボモータ１１Ａ，
　１１Ｂ，　１１Ｃによってそれぞれ個別に駆動される
ように構成してあり、また、図示してないが、各ペダル
用アクチュエータ８Ａ，　８Ｂ，　８Ｃにはそれぞれ近
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
ある。 【００１２】前記変速レバー用アクチュエータ部１０は
、図２に示すように、シフトグリップ９Ａを把持して変
速レバー９をＸ軸方向（両矢印Ｘで示す方向）に移動さ
せるためのＸ軸アクチュエータ部　１０Ｘと、このＸ軸
アクチュエータ部　１０Ｘ全体をＸ軸方向と直交するＹ
軸方向（両矢印Ｙで示す方向）に移動させるためのＹ軸
アクチュエータ部　１０Ｙとからなる。そして、Ｘ軸ア
クチュエータ部　１０Ｘは、エンコーダ　１２Ｘを備え
たＤＣサーボモータ　１３Ｘと、ボールねじ　１４Ｘと
かみ合うと共にシフトグリップ９ａを把持するＸ軸アク
チュエータ　１５Ｘと、ＤＣサーボモータ　１３Ｘとボ
ールねじ　１４Ｘとを機械的に接続するカップリング　
１６Ｘとからなり、Ｙ軸アクチュエータ部　１０Ｙは、
エンコーダ　１２Ｙを備えたＤＣサーボモータ　１３Ｙ
と、ボールねじ　１４Ｙとかみ合うと共にＸ軸アクチュ
エータ部　１０Ｘを載置したベース部１７と機械的に連
結されたＹ軸アクチュエータ　１５Ｙと、ＤＣサーボモ
ータ　１３Ｙとボールねじ　１４Ｙとを機械的に接続す
るカップリング１６Ｙとからなる。なお、１８はガイド
部材であり、また、図４（Ａ）において、１９はハンド
ルである。 【００１３】再び、図３において、２０は前記シャシダ
イナモメータ３，運転ロボット本体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イス用操作
ＣＰＵとからなるＣＰＵ部２１と、サーボドライバ回路
２２と、電源部２３とからなる。そして、２４はＣＲＴ
＆入力キーボード、２５はリモコン、２６はティーチン
グ用ペンダントである。 【００１４】ところで、この種の運転ロボットにおける
変速レバー９のシフト位置変更は、Ｘ軸アクチュエータ
部　１０ＸにおけるＤＣサーボモータ　１３ＸおよびＹ
軸アクチュエータ部　１０ＹにおけるＤＣサーボモータ
　１３Ｙに対して所定の電流を流すことにより、アクチ
ュエータ１３Ｘ，　１３Ｙの位置を各エンコーダ１２Ｘ
，　１２Ｙによって検出し、この検出出力信号を位置指
令信号と突き合わせ、検出出力と位置指令との偏差をＰ
制御（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ）す
るようにしている。 【００１５】そこで、本発明に係る運転ロボットの制御
方法においては、ＤＣサーボモータ１３Ｘ，　１３Ｙへ
の電流を制御しながら変速レバー９をＸ軸方向およびＹ
軸方向にそれぞれ移動してその可動範囲を確認してその
操作位置を記憶させることにより、変速レバー９のシフ
ト位置を自動的に学習させるようにしており、そのため
、変速レバー用アクチュエータ部１０の制御系は例えば
図１に示すように構成される。この図において、２７は
Ｐ制御系、２８は切換えスイッチ、２９はサーボアンプ
、３０は制限電流指令信号ａに基づいてＤＣサーボモー
タ１３Ｘ，　１３Ｙへの電流を制限する電流制限器、３
１はエンコーダ１２Ｘ，　１２Ｙの出力に基づいて検出
位置信号ｂを出力する位置信号変換器、３２はＤＣサー
ボモータ１３Ｘ，　１３Ｙに設けられた速度センサから
の出力に基づいて検出速度信号ｃを出力する速度信号変
換器、３３は近接センサの出力ｄやシフトパターン（後
述する）ｅに基づいて速度指令信号ｆを発する移動・速
度指令発生器、３４は位置指令信号ｇと検出位置信号ｂ
との突き合わせ点、３５は速度指令信号ｆと検出速度信
号ｃとの突き合わせ点である。 【００１６】図５はマニュアルトランスミッション車に
おけるシフトパターンを示し、変速レバー９はこれらの
シフトパターンの溝にガイドされるようにして移動する
のである。そして、この図において、（Ａ）は３速、（
Ｂ）〜（Ｄ）は４速、（Ｅ）および（Ｆ）は５速、（Ｇ
）〜（Ｉ）は６速のそれぞれシフトパターンを示してい
る。 【００１７】さて、変速レバー９の位置を自動学習する
方法について、図６を参照しながら説明する。 【００１８】〔１〕シフトパターン（Ａ），（Ｆ），（
Ｈ），（Ｉ）の場合 【００１９】（０）図６（Ａ）において、変速レバー９
がＮ（ニュートラル）位置にあるとき、クラッチペダル
７Ｃを踏むと共に、シフトグリップ９ａの位置（Ｘ００
，　Ｙ００）を読み込む。 【００２０】（１）変速レバー用アクチュエータ部１０
のＸ軸アクチュエータ　１５Ｘによってシフトグリップ
９ａを把持し、トルクを低減してＸ軸アクチュエータ　
１５ＸをＮ位置から左方へ移動する。 【００２１】（１ａ）変速レバー９の移動が不可能とな
った点のＸ座標Ｘ０Ｉを記憶する。 【００２２】（２）Ｘ０Ｉ−Δ１　となる位置に変速レ
バー９を移動する。つまり、変速レバー９を右方に若干
移動する。 【００２３】（３）トルクを低減して変速レバー９を前
記（２）における位置から後方（Ｙ軸を下方）へ移動す
る。 【００２４】（３ａ）変速レバー９のＹ軸方向の移動が
不可能となった点のＹ座標Ｙ０Ｉを記憶する。 【００２５】（４）Ｙ０Ｉ＋Δ２　となる位置に変速レ
バー９を移動する。 【００２６】（４ａ）トルクを低減して変速レバー９を
左方に移動し、停止した位置のＸ座標をＸＲ　として記
憶し、次いで、トルクを低減して変速レバー９を右方に
移動し、停止した位置のＸ座標をＸＬ　として記憶する
。 【００２７】（４ｂ）Ｘ１１＝（ＸＬ　＋ＸＲ　）／２
，　Ｄ１　＝（ＸＬ　−ＸＲ　）でそれぞれ求められる
Ｘ１１，　Ｄ１　を記憶すると共に、変速レバー９をＸ
１１の位置に移動する。 【００２８】（４ｃ）トルクを低減して変速レバー９を
Ｙ軸後方に移動し、変速レバー９のＹ軸方向の移動が不
可能となった点のＹ座標Ｙ１Ｉを記憶する。 【００２９】（５）トルクを低減して変速レバー９をＸ
軸を右方に動かしながらＹ軸を前方に移動する。 【００３０】（５ａ）Ｘ軸アクチュエータ　１５Ｘが停
止後、急に移動を開始できる点の座標を（Ｘ１２，Ｙ１
２）および（Ｘ１０，Ｙ１０）として記憶する。 【００３１】（６）Ｙ軸アクチュエータ　１５Ｙが停止
してもＸ軸アクチュエータ部１０Ｘ　およびＹ軸アクチ
ュエータ部　１０Ｙに対する指令を続行する。 【００３２】（６ａ）Ｙ軸アクチュエータ　１５Ｙが前
方に移動を開始したらＸ軸アクチュエータ部　１０Ｘに
対する速度指令を　１／４にする。 【００３３】（６ｂ）Ｙ軸アクチュエータ　１５Ｙが急
に加速を開始したら、そのときの座標を（Ｘ２１，Ｙ２
１）として記憶し、Ｘ軸アクチュエータ部　１０Ｘに対
する速度指令をもとに戻す。 【００３４】（７）変速レバー９のＸ座標がＸ２１−Δ
１　となったら、Ｘ軸アクチュエータ部１０Ｘに対する
速度指令をゼロにする。 【００３５】（７ａ）Ｙ軸アクチュエータ　１５Ｙが停
止したら、そのＹ座標をＹ０２として記憶する。 【００３６】（８）Ｙ０２−Δ２　となる位置に変速レ
バー９を移動する。 【００３７】（８ａ）トルクを低減して変速レバー９を
Ｘ軸を左方に移動し、停止した位置をＸＬ　として記憶
し、次いで、トルクを低減して変速レバー９をＸ軸を右
方に移動し、停止した位置をＸＲ　として記憶する。 【００３８】（８ｂ）Ｘ２２＝（ＸＬ　＋ＸＲ　）／２
，　Ｄ２　＝（ＸＬ　−ＸＲ　）でそれぞれ求められる
Ｘ２２，　Ｄ２　を記憶すると共に、変速レバー９をＸ
１１の位置に移動する。 【００３９】（８ｃ）変速レバー９をＹ軸前方に移動し
、変速レバー９のＹ軸方向の移動が不可能となった点の
Ｙ座標Ｙ２２を記憶する。 【００４０】ここで、シフトパターン（Ａ）の場合には
、（９）変速レバー９をＹ軸後方へ動かす。 【００４１】（９ａ）変速レバー９のＹ座標がＹ０２以
下となったら、Ｘ座標がＸ２１＋Δとなるように変速レ
バー９を移動する。 【００４２】また、シフトパターン（Ｆ），（Ｈ），（
Ｉ）の場合には、（９）トルクを低減して変速レバー９
を右方に動かしながらＹ軸を後方に移動させる。 【００４３】（９ａ）Ｘ軸アクチュエータ　１５Ｘが停
止後、急に移動を開始できる点の座標を（Ｘ２４，Ｙ２
４）として記憶し、Ｘ軸アクチュエータ　１５ＸをＸ２
１＋Δに移動する。 【００４４】さらに、（１０）Ｙ軸アクチュエータ　１
５Ｙが停止したらＸ軸アクチュエータ　１５Ｘを右方に
移動する。 【００４５】（　１０ａ）Ｙ軸アクチュエータ　１５Ｙ
が後方に移動を開始したら、そのときの座標を（Ｘ３１
，Ｙ３１）として記憶し、Ｘ軸アクチュエータ　１５Ｘ
に対する速度指令をもとに戻す。 【００４６】（１１）Ｘ軸アクチュエータ　１５Ｘの座
標がＸ２２になったら、Ｘ軸アクチュエータ１５Ｘに対
する速度指令をゼロとする。 【００４７】（　１１ａ）Ｙ軸アクチュエータ　１５Ｙ
が停止したら、そのＹ座標をＹ０３として記憶する。 【００４８】（１２）Ｙ軸アクチュエータ　１５ＹをＹ
０３＋Δ３　となるように移動する。 【００４９】（　１２ａ）トルクを低減してＸ軸アクチ
ュエータ　１５Ｘを左方に移動し、停止する座標をＸＬ
　として記憶し、次いで、右方に移動し、停止する座標
をＸＲ　として記憶する。 【００５０】（　１２ｂ）Ｘ３３＝（ＸＬ　＋ＸＲ　）
／２，　Ｄ３　＝（ＸＬ　−ＸＲ　）でそれぞれ求めら
れるＸ３３，　Ｄ３　を記憶すると共に、変速レバー９
をＸ３３の位置に移動する。 　　 【００５１】（　１２ｃ）変速レバー９をＹ軸前方に移
動し、変速レバー９のＹ軸方向の移動が不可能となった
点のＹ座標Ｙ３３を記憶する。Ｘ２３＝Ｘ３２＝（Ｘ２
２＋Ｘ３３）／２，Ｙ２３＝Ｙ３２＝（Ｙ２２＋Ｙ３３
）／２でそれぞれ求められるＸ２３，Ｘ３２，Ｙ２３，
Ｙ３２を記憶する。 【００５２】（１３）前記（５）〜（５ａ）と同様の手
順で、（Ｘ３４，Ｙ３４），　（Ｘ３５，Ｙ３５）を得
る。 【００５３】（１４）前記（６）〜（６ｂ）と同様の手
順で、（Ｘ４３，Ｙ４３），　（Ｘ４２，Ｙ４２）のデ
ータを得る。 【００５４】（１５）前記（７）〜（７ｂ）と同様の手
順で、Ｙ０４を決める。 【００５５】（１６）前記（８）〜（８ｃ）と同様の手
順で、Ｘ４４，Ｙ４４，Ｄ４　を決める。 【００５６】（１７）前記（９）〜（９ａ）と同様の手
順で、（Ｘ４６，Ｙ４６）のデータを決める。 【００５７】（１８）前記（１０）〜（　１０ａ）と同
様の手順で、（Ｘ５３，Ｙ５３）のデータを決める。 【００５８】（１９）前記（１１）〜（　１１ａ）と同
様の手順で、Ｙ０５を決める。 【００５９】（２０）前記（１２）〜（　１２ｃ）と同
様の手順で、（Ｘ５５，　Ｙ５５），　Ｄ５　を決め、
（Ｘ４５，Ｙ４５），　（Ｘ５４，Ｙ５４）も決める。 【００６０】（２１）前記（１３）〜（２０）と同様の
手順で、（Ｘ５６，　Ｙ５６），　（Ｘ６５，　Ｙ６５
），　（Ｘ６６，　Ｙ６６），　Ｄ６　，　（Ｘ５７，
　Ｙ５７），　（Ｘ７５，　Ｙ７５），　（Ｘ７７，　
Ｙ７７），　Ｄ７　，　（Ｘ６７，　Ｙ６７），　（Ｘ
７６，　Ｙ７６）を決める。 【００６１】（２２）トップの座標が決まったら、Ｘ，
Ｙ座標をトップとその前のシフト位置の中間点に移動す
る。 【００６２】（　２２ａ）次いで、Ｘ座標をトップと２
段下の値との間の１／２の位置ＸＴＮ｛＝（ＸＴＴ＋Ｘ
Ｔ−２，Ｔ−２　）／２｝に移動し、Ｙ座標を前後に移
動し、前側停止座標ＹＦＴ、後側停止座標ＹＲＴを求め
る。 【００６３】（　２２ｂ）さらに、Ｘ座標を１ｓｔと３
ｒｄの値との間の　１／２の位置Ｘ１Ｎ｛＝（Ｘ１１＋
Ｘ３３）／２｝に移動し、前側停止座標ＹＦ１、後側停
止座標ＹＲ１を求める。 【００６４】（　２２ｃ）Ｙ００＝（ＹＦＴ＋ＹＲＴ＋
ＹＦ１＋ＹＲ１）／４，Ｄ０　＝｛（ＹＦＴ−ＹＲＴ）
＋（ＹＦ１−ＹＲ１）｝／２，Ｘ００＝（Ｙ１Ｎ＋ＹＴ
Ｎ）／２でＮ位置を決定し、変速レバー９を（Ｘ００，
Ｙ００）に移動する。 【００６５】（２３）上記（１）〜（２２）で得たデー
タを（Ｘ００，Ｙ００）を原点とした座標系に変換し、
シフト位置の座標の読み取りも（０，０）に変換する。 【００６６】〔２〕シフトパターン（Ｂ），（Ｅ）の場
合 【００６７】（２４）変速レバー９を左方に移動し、前
記（１），（１ａ），　（２）の手順で移動し、Ｘ０１
を決める。 【００６８】（２５）変速レバー９を前方に移動し、前
記（３ａ）の手順でＹ０１を決める。 【００６９】（２６）Ｙ０１−Δ２　となる位置に変速
レバー９を移動し、前記（４ａ），　（４ｂ）の手順で
Ｘ１１，Ｄ１　を決める｛（８）〜（８ｂ）参照｝。 【００７０】（２７）変速レバー９を前方に移動し、Ｙ
１１を決める｛（８ｃ）参照｝。 【００７１】（２８）その後、前記（９），（９ａ）以
後の手順で各座標を決める。 【００７２】〔３〕シフトパターン（Ｃ），（Ｄ），（
Ｇ）の場合 【００７３】（２９）変速レバー９を左方に移動し、前
記（１），（１ａ），　（２）の手順で移動し、Ｘ０１
を決める。 【００７４】ここで、シフトパターン（Ｃ）の場合には
、（３０）変速レバー９を前方に移動して、２０ｃｍ以
上移動できることを確認し、移動できないときは、Ｙ軸
アクチュエータ　１５Ｙを前方に移動する指令を続ける
と共に、Ｘ軸アクチュエータ　１５Ｘを右方に移動し、
前記（６），（６ａ），　（６ｂ）の手順で（Ｘ０１，
　Ｙ０１）を決める。 【００７５】また、シフトパターン（Ｄ），（Ｇ）の場
合は、（３０）変速レバー９を後方に移動して、２０ｃ
ｍ以上移動できることを確認し、移動できないときは、
Ｙ軸アクチュエータ　１５Ｙを後方に移動する指令を続
けると共に、Ｘ軸アクチュエータ　１５Ｘを右方に移動
し、前記（９），（９ａ）の手順で（Ｘ０１，　Ｙ０１
）を決める。 【００７６】（３１）Ｘ０１−Δとなる位置に変速レバ
ー９を移動し、前記（　２５ａ）以後の手順で各座標を
決める。 【００７７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
、運転ロボットに対して一定の手順で変速レバーのシフ
ト位置を確認させながら学習させるため、熟練者でなく
ても誰にでも確実に教え込ませることができる。そして
、誰が操作しても同一の結果が得られるため、教え込み
の失敗がなく、従って、変速を確実に行うことができ、
所望の走行性能試験を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る運転ロボットの制御方法において
用いる変速レバー用アクチュエータ部の制御系の構成を
示すブロック図である。

【図２】前記変速レバー用アクチュエータ部の機械的構
成を示す平面図である。

【図３】前記制御方法が適用される運転ロボットの構成
を示すブロック図である。

【図４】運転ロボット本体の概略的な構成を示し、図４
（Ａ）は側面図、図４（Ｂ）は平面図である。

【図５】マニュアルトランスミッション車におけるシフ
トパターンを示す図である。

【図６】動作説明図である。

【符号の説明】

９…変速レバー、１３Ｘ，　１３Ｙ…モータ、１５Ｘ，
　１５Ｙ…アクチュエータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　モータにより駆動されるアクチュエー
   タによりＸ軸およびＹ軸方向にそれぞれ移動可能な変速
   レバーを備えた自動車自動運転ロボットにおいて、前記
   モータへの電流を制御しながら前記変速レバーをＸ軸方
   向およびＹ軸方向にそれぞれ移動してその可動範囲を確
   認してその操作位置を記憶させることにより、変速レバ
   ーのシフト位置を自動的に学習させるようにしたことを
   特徴とする自動車自動運転ロボットの制御方法。