JPH05312686A - 自動車自動運転ロボットの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 試験走行中において自動車自動運転ロボット
のアクチュエータが位置ずれを起こした場合、そのずれ
量を検出し、これを補正してアクチュエータによるペダ
ルなどの操作を確実に行わせることができる自動車自動
運転ロボットの制御方法を提供すること。 【構成】 自動車13のアクセル、ブレーキ、クラッチの
各ペダル８，９，10をそれぞれ操作するアクチュエータ
４，５，６のそれぞれに接触センサ4d, 5d, 6dを設け、
運転ロボット１に前記各アクチュエータ４，５，６の動
作範囲および動作特性を学習させたときにおける各ペダ
ル８，９，10に接触するまでの各アクチュエータ４，
５，６の操作量と、自動車13を運転したときにおいて各
ペダル８，９，10に接触している各アクチュエータ４，
５，６を各ペダル８，９，10から離す際における各アク
チュエータ４，５，６の操作量とを比較し、両操作量の
変化分を求め、この変化分を前記各アクチュエータ４，
５，６の制御目標値に加算して各アクチュエータ４，
５，６の制御系を制御するようにしている。

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
のローラ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などにおいて行う実車走
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操作し、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
換えを行えるようにした自動車自動運転ロボットが用い
られるようになってきている。

【０００３】このような自動車自動運転ロボットによっ
て、試験対象である自動車を予め定められている走行パ
ターンで走行させるには、前記ペダルやシフトレバーを
それぞれ操作するアクチュエータを車体にしっかりと取
付けた後、各ペダルやシフトレバーの動作状態を手動に
よって作り出し、自動車自動運転ロボットに、各ペダル
やシフトレバーを操作するための操作量や座標を記憶さ
せ、試験運転中は前記座標を用いて各アクチュエータの
制御を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記ロボッ
トは、自動車の各ペダルやシフトレバーに対応するよう
に各アクチュエータを臨ませて、自動車の運転者席に適
宜の支持部材によって設けられるものであるが、試験走
行中に車体の振動や、シフトレバーの操作時におけるひ
っかりや、ペダルの踏込み過ぎなどに起因して位置ずれ
や姿勢の乱れを起こし、各アクチュエータが本来の位置
からずれることがある。

【０００５】このように、アクチュエータが位置ずれを
起こすと、前記記憶している座標と実際の座標とに差が
生じ、アクチュエータを操作させるべき操作量が不適当
となり、適正な加速や減速、クラッチの入り切り操作が
うまく行えなくなったり、シフトレバーの移動量が不足
することによってギアが咬み合わなくなるなど、制御が
適性に行われなくなり、その結果、試験走行に大きな支
障を来すことになる。

【０００６】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、試験走行中において
自動車自動運転ロボットのアクチュエータが位置ずれを
起こした場合、そのずれ量を検出し、これを補正してア
クチュエータによるペダルなどの操作を確実に行わせる
ことができる自動車自動運転ロボットの制御方法を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る自動車自動運転ロボットの制御方法
は、自動車のアクセル、ブレーキ、クラッチの各ペダル
をそれぞれ操作するアクチュエータのそれぞれに接触セ
ンサを設け、自動車自動運転ロボットに前記各アクチュ
エータの動作範囲および動作特性を学習させたときにお
ける各ペダルに接触するまでの各アクチュエータの操作
量と、自動車を運転したときにおいて各ペダルに接触し
ている各アクチュエータを各ペダルから離す際における
各アクチュエータの操作量とを比較し、両操作量の変化
分を求め、この変化分を前記各アクチュエータの制御目
標値に加算して各アクチュエータの制御系を制御するよ
うにしている。

【０００８】

【作用】例えばアクセルペダル用アクチュエータについ
て説明すると、自動車自動運転ロボットに、アクセルペ
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
させたときにおけるアクセルペダルに接触するまでのア
クセルペダル用アクチュエータの操作量を測定し、これ
を初期データとして記憶する。次に、走行試験時におい
て、アクセルペダルに接触している状態のアクセルペダ
ル用アクチュエータをアクセルペダルから離すときにお
けるアクセルペダル用アクチュエータの操作量を測定
し、これを毎回データとして記憶する。そして、この毎
回データと初期データとを比較し、そのとき変化分が生
じていれば、この変化分をアクセルペダル用アクチュエ
ータの制御目標値に加算してアクセルペダル用アクチュ
エータの制御系を制御するのである。

【０００９】そして、ブレーキペダル用アクチュエータ
やクラッチペダル用アクチュエータについても、上記の
操作量をアクセルペダル用アクチュエータの場合と同様
に行う。また、シフトレバー用アクチュエータについて
は、アクセル、ブレーキ、クラッチの各アクチュエータ
のそれぞれの制御系におけるずれ量に基づいてシフトレ
バーのずれ量を算出し、このずれ量をシフトレバー用ア
クチュエータの制御目標値に加算してシフトレバー用ア
クチュエータの制御系を制御するのである。

【００１０】

【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。

【００１１】先ず、図３および図４は、本発明に係る方
法によって制御される自動車自動運転ロボット（以下、
単にロボットと云う）の一例を示し、これらの図におい
て、１はロボットで、基台２に取り付けられた本体３
に、アクセルペダル用アクチュエータ４、ブレーキペダ
ル用アクチュエータ５、クラッチペダル用アクチュエー
タ６およびシフトレバー用アクチュエータ７を備えてい
る。

【００１２】前記アクセルペダル用アクチュエータ４、
ブレーキペダル用アクチュエータ５、クラッチペダル用
アクチュエータ６のそれぞれは、サーボモータ（図外）
などによって往復動させるスライドアーム4a, 5a, 6aを
支持部材4b, 5b, 6bに設けて構成されている。そして、
ペダル用アクチュエータ４，５，６のそれぞれに、スラ
イドアーム4a, 5a, 6aのストークを検出するエンコーダ
などのストロークセンサ4c, 5c, 6cが取り付けられてい
る。

【００１３】また、スライドアーム4a, 5a, 6aのそれぞ
れの先端に、それらがアクセルペダル８、ブレーキペダ
ル９、クラッチペダル10のそれぞれに接触したことを検
出する近接スイッチなどの接触センサ4d, 5d, 6dが取り
付けられている。さらに、ブレーキペダル用アクチュエ
ータ５のスライドアーム5aの先端には、それでブレーキ
ペダル９を踏み込んだときの力を検出する踏力センサ5e
が取り付けられている。

【００１４】前記シフトレバー用アクチュエータ７は、
シフトレバー11を移動操作するためにＸ軸方向、Ｙ軸方
向、Ｚ軸方向に移動させるように構成された支持アーム
12の先端に、シフトレバー11の上端部を把持する断面逆
凹形状の把持体13が取り付けられたものである。

【００１５】図５は、シャシダイナモメータの一例を概
略的に示すもので、この図において、13は走行シュミレ
ート運転に使用される自動車で、その駆動車輪14をロー
ラ15に載置当接させた状態でシャシダイナモメータ16に
搭載されており、その運転者用シート17に前記ロボット
１が載置固定される。18はローラ15の回転速度を検出す
る検出器である。そして、19は制御装置で、これに前記
ストロークセンサ4c,5c, 6c、接触センサ4d, 5d, 6d、
踏力センサ5e、回転検出器18の各出力信号やその他必要
なデータが入力されて記憶される。

【００１６】そして、図１は、上記構成のロボット１に
おけるアクセル系の制御系統の一例を示し、この図にお
いて、20は図外の目標速度パターン発生器からの出力に
基づいてアクセルペダル用アクチュエータ４を制御する
ための制御目標値を発生するアクセルペダル制御目標発
生器、21はサーボモータなどよりなるアクセルペダル用
アクチュエータ制御系、22は初期データメモリ、23は毎
回データメモリ、24は位置ずれ補正量演算器である。こ
れらの部材20〜24は、前記制御装置19内に設けられてい
る。

【００１７】なお、ブレーキ系、クラッチ系の制御系統
については、図示を省略しているが、これらは図１に示
したアクセル系の制御系統と同様の構成である。すなわ
ち、アクセルペダル制御目標発生器20に代えて、ブレー
キペダル制御目標発生器、クラッチペダル制御目標発生
器を用い、また、アクセル制御系21に代えて、ブレーキ
制御系、クラッチ制御系を用いるのである。

【００１８】次に、上記構成のロボット１の制御方法に
ついて、図６をも参照しながら説明する。ロボット１に
よって自動車13の走行性能試験を行うに先立って、ロボ
ット１に必要な事項を学習させる。

【００１９】すなわち、先ず、シフトレバー用アクチュ
エータ７の把持体13でシフトレバー11の上端部を把持さ
せて、ティーチング画面（図外）に従って、手動リモコ
ン（図外）でシフトレバー用アクチュエータ７を操作し
て、ニュートラルその他の各変速位置を学習させる。

【００２０】次に、図６（Ａ）に示したように、支持部
材4bにスライドアーム4aが収納されたアクセルペダル用
アクチュエータ４を作動させると、接触センサ4dが同図
（Ｂ）に示したように、アクセルペダル８に接触して信
号を出力するから、その信号をアクセルペダル８に対す
るアクセルペダル用アクチュエータ４の踏込み開始位置
として制御装置19内の初期データメモリ22に記憶する。
そして、同図（Ｃ）に示したように、アクセルペダル用
アクチュエータ４がアクセルペダル８を最大に踏み込ん
で、そのスライドアーム4aのスライドが不能になると、
ストロークセンサ4cが前記踏込み開始位置を基点として
アクセルペダル用アクチュエータ４によるアクセルペダ
ル８のストローク量を検出し、これを初期データメモリ
22に記憶する。

【００２１】そして、ブレーキペダル用アクチュエータ
５、クラッチペダル用アクチュエータ６についても、そ
れらの接触センサ5d, 6dとストロークセンサ5c, 6cの各
出力信号によって、各アクチュエータ５，６の各ストロ
ーク量が初期データメモリ22に記憶される。また、ブレ
ーキペダル用アクチュエータ５でブレーキペダル９を踏
込み開始位置から最大踏込み位置まで徐々に踏み込ん
で、その間のストロークセンサ5cと踏力センサ5eの各出
力信号によって、ブレーキペダル用アクチュエータ５の
踏込みストローク量と踏力センサ5eの出力（踏力）との
関係を制御装置19のメモリ（図外）に記憶する。

【００２２】さらに、エンジンをかけ、クラッチペダル
用アクチュエータ６でクラッチペダル10を最大踏込み位
置まで踏み込んで、シフトレバー用アクチュエータ７で
シフトレバー11をニュートラルから１stの位置に移動さ
せてから、シフトレバー用アクチュエータ７のスライド
アーム7aを徐々に後退させて、クラッチペダル10を復帰
させる。そして、クラッチが接続されると、シャシダイ
ナモメータ16のローラ15が回転を開始し、それを回転検
出器１８が検出して信号を出力するから、その信号によ
って、クラッチペダル用アクチュエータ６のクラッチ接
続開始位置をストロークセンサ6cで検出し、それを初期
データメモリ22に記憶する。

【００２３】そして、シフトレバー用アクチュエータ７
でシフトレバー11をニュートラルにしてから、アクセル
ペダル用アクチュエータ４でアクセルペダル８を踏込み
開始位置から最大踏込み位置まで徐々に踏み込んで、そ
の間のストロークセンサ4cとエンジン回転数検出手段
（図外）の各出力信号によって、アクセルペダル用アク
チュエータ４の踏込みストローク量とエンジン回転数と
の関係を制御装置19のメモリ（図外）に記憶する。

【００２４】このように、アクセルペダル用アクチュエ
ータ４、ブレーキペダル用アクチュエータ５、クラッチ
ペダル用アクチュエータ６のそれぞれを順次動作させ
て、ストロークセンサ4c, 5c, 6c、接触センサ4d, 5d,
6d、踏力センサ5eおよび回転検出器18、エンジン回転数
検出手段の各出力信号によって、アクセルペダル８、ブ
レーキペダル９、クラッチペダル10を操作するために必
要とする学習を行わせる。

【００２５】上述のようにして、ロボット１に必要な事
項を学習させた後、ロボット１によって自動車13の走行
性能試験を行うのであるが、アクセルペダル用アクチュ
エータ４の制御を代表的に説明する。目標速度パターン
発生器（図外）からの出力に基づいて、アクセルペダル
制御目標発生器20からアクセルペダル用アクチュエータ
制御系21に対して、アクセルペダル用アクチュエータ４
とアクセルペダル８との接触点を基準とした位置データ
が、アクセルペダル用アクチュエータ４を制御するため
の制御目標値として、アクセルペダル用アクチュエータ
制御系21に対して出力される。アクセルペダル用アクチ
ュエータ制御系21は、この制御目標値に基づいてスライ
ドアーム4aを所定長さだけ伸長させるための指令を出力
する。これによって、アクセルペダル用アクチュエータ
４がアクセルペダル８方向に伸長し、これを踏み込み、
自動車13は所定の走行を行う。

【００２６】この自動車13の運転中に、アクセルペダル
用アクチュエータ４を縮めて、アクセルペダル８からア
クセルペダル用アクチュエータ４を外す際における、ア
クセルペダル用アクチュエータ４とアクセルペダル８と
の接触点のアクチュエータ操作量を計測し、これを毎回
データとして、制御装置19の毎回データメモリ23に記憶
する。そして、この毎回データと、制御装置19の初期デ
ータメモリ22に記憶されている初期データとを比較し、
突き合わせて点25で比較し、位置ずれ補正演算器24にお
いて変化分を計算する。

【００２７】ここで、前記変化分がゼロであれば、つま
り、アクセルペダル用アクチュエータ４に位置ずれが生
じていないときは、当初の座標系でアクセルペダル用ア
クチュエータ４の制御が行われる。

【００２８】そして、ある大きさの変化分ΔＡが生じて
いるときは、アクセルペダル用アクチュエータ４の制御
目標値を変化分ΔＡだけ補正する。すなわち、前記変化
分ΔＡは、目標値を補正するための突き合わせ点26に送
られて、アクセルペダル制御目標発生器20からの制御目
標値の補正に用いられる。前記突き合わせ点26において
補正された制御目標値は、アクセルペダル用アクチュエ
ータ４を位置制御するための加算点27においてストロー
クセンサ4cによって検出されたストローク量を加味して
アクセル制御系21に送られるのである。

【００２９】ブレーキペダル用アクチュエータ５、クラ
ッチペダル用アクチュエータ６の制御についても、上記
アクセルペダル用アクチュエータ４の場合と同様に行な
えることは云うまでもない。そして、シフトレバー用ア
クチュエータ７の制御は、図２に示すようなシフト系制
御系統によって行われる。

【００３０】すなわち、図２において、28は図外の目標
速度パターン発生器からの出力に基づいてアクセルペダ
ル用アクチュエータ４を制御するための制御目標値を発
生するシフトパターン目標発生器、29は前記位置ずれ補
正演算器において求められた各アクチュエータ４，５，
６の制御系における変化分ΔＡ，ΔＢ，ΔＣを入力とす
るシフトずれ補正器、30はサーボモータなどよりなるシ
フトレバー用アクチュエータ制御系、31は目標値を補正
するための突き合わせ点、32はシフトレバー用アクチュ
エータ７を位置制御するための加算点27である。

【００３１】そして、各アクチュエータ４，５，６の制
御系における変化分ΔＡ，ΔＢ，ΔＣに基づいて変化分
ΔＳを求め、シフトレバー用アクチュエータ制御系30に
対する制御目標値を変化分ΔＳだけずらせるのである。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アクセルペダル、ブレーキペダル、クラッチペダル、シ
フトレバーに対する各アクチュエータの位置ずれ量を常
時計測し、これを加味して各アクチュエータを制御して
いるので、制御系の操作可能範囲内のずれに対して制御
を継続することができる。従って、試験走行中におい
て、ロボットのアクチュエータが位置ずれを起こして
も、自動車の走行試験を適性に行うことができる。そし
て、前記操作可能範囲を超える前に位置ずれが発生した
ことを警告し、再設定を行わせることにより、制御不能
となることを未然に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アクセル系の制御系統の一例を示すブロック図
である。

【図２】シフト系の制御系統の一例を示すブロック図で
ある。

【図３】本発明方法で制御されるロボットの一例を示す
正面図である。

【図４】前記ロボットの拡大平面図である。

【図５】シャシダイナモメータの一例を概略的に示す図
である。

【図６】アクチュエータによるペダルの踏込み状態を説
明するための図である。

【符号の説明】

１…ロボット、４，５，６…ペダル用アクチュエータ、
4d, 5d, 6d…接触センサ、８…アクセルペダル、９…ブ
レーキペダル、10…クラッチペダル、13…自動車。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車のアクセル、ブレーキ、クラッチ
   の各ペダルをそれぞれ操作するアクチュエータのそれぞ
   れに接触センサを設け、自動車自動運転ロボットに前記
   各アクチュエータの動作範囲および動作特性を学習させ
   たときにおける各ペダルに接触するまでの各アクチュエ
   ータの操作量と、自動車を運転したときにおいて各ペダ
   ルに接触している各アクチュエータを各ペダルから離す
   際における各アクチュエータの操作量とを比較し、両操
   作量の変化分を求め、この変化分を前記各アクチュエー
   タの制御目標値に加算して各アクチュエータの制御系を
   制御す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。