(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
手動変速機を持つ自動車のクラッチのストロークをストローク関数発生器からのストローク信号に従って制御し、発進時に前記ストローク関数発生器のストローク信号をホールドすると共に、クラッチ車速制御部からの車速制御信号を該ストローク信号に加算してクラッチストローク指令とすることにより半クラッチ状態を得るクラッチ操作用アクチェータの制御装置を備えたドライブシュミレータにおいて、
アクセル開度の増加に伴って上昇するエンジン回転数が所定値に到達したときの前記アクセル開度をアクセル発進開度として記憶するアクセル発進開度設定器を設けると共に、
該アクセル発進開度設定器によって設定されたアクセル発進開度にて、クラッチストロークの変化に伴って上昇する車両加速度が所定値に到達したときのクラッチストロークにクラッチ断方向のバイアス値を加算して、クラッチ接続開始点となるクラッチストロークを求め、該クラッチストロークを半クラッチストロークとして記憶する半クラッチストローク設定器を設け、
記憶されたアクセル発進開度及び記憶された半クラッチストロークを用いて、前記クラッチ操作用アクチュエータの制御装置を制御し、半クラッチ状態にして、発進時におけるクラッチストロークを制御することを特徴とするドライブシュミレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車の模擬走行試験のためのドライブシュミレータに係り、特に、車両発進時のアクセル開度制御及びクラッチストローク制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドライブシュミレータは、シャシーダイナモメータ等で自動車の自動運転を行うのにアクセル、クラッチ、シフトレバー等をアクチェータ制御により自動操作する。このうち、手動変速機を持つ自動車に必要なクラッチ操作には自動車の発進、変速時にクラッチの接と断の切換操作を行い、クラッチの断から接への操作には半クラッチ状態で伝達トルクを可変しながら発進する制御機能が要求される。このようなドライブシュミレータとしては、実開平５−５９２８１号公報に開示されたものがある。
【０００３】
図３は従来のドライブシュミレータにおけるクラッチ操作用アクチェータの制御装置の制御ブロック、図４に従来のドライブシュミレータによる車両発進時の波形、図５に従来のドライブシュミレータによる半クラッチ状態の波形を示す。
【０００４】
図３に示すように、電動式にされるクラッチアクチェータ１はクラッチペダル２に対するストローク操作量が電動機の回転数として制御され、ストローク指令に従ってストローク制御部３とストローク検出器４によるストロークの自動制御がなされる。このストローク指令はストローク関数発生器５からのストローク関数として与えられる。そして、ストローク関数はクラッチ断指令が与えられたときに、クラッチ接位置から断位置までの一定傾斜のストローク／時間信号を発生し、クラッチ接指令には逆の信号を発生する。
【０００５】
また、クラッチ接時のストローク指令は半クラッチ状態になる位置（図３におけるＰ１点）では、ストローク関数発生器５にはホールド回路６によってこの半クラッチ位置Ｐ１の検出によるホールド指令が加えられ、ストローク／時間信号が位置Ｐ１に固定される。同時に、ホールド回路６はスイッチ７を投入保持し、クラッチ車速制御部８の出力をストローク指令への加算入力にする。
【０００６】
車速制御部８は発進時の車速指令を目標値とし、車速検出器９と信号変換器１０による車速検出信号との偏差に応じた制御出力（ストローク加算分）を得る。このストローク加算になる半クラッチ状態の制御は、発進完了時の車速設定値を比較基準にするコンパレータ１１において車速検出信号との比較によってホールド回路６をリセットすることで解除される。この解除後はストローク関数発生器５のストローク関数に従ってクラッチの断から接になる。
【０００７】
従って、図４に示すように、車両の発進時、時刻ｔ1でクラッチ断指令が与えられ、ストローク関数発生器５の出力によってクラッチが接から断にストローク制御される。クラッチ断完了時刻ｔ2から一定時間後の時刻ｔ3で車速制御部８に一定傾斜で上昇する車速指令が与えられると共に、ストローク関数発生器５にはクラッチ接の指令が与えられる。また、これに並行してアクセルストローク制御系では予め設定された一定の発進関数θSによるアクセル開度制御が行われる。
【０００８】
そして、ストローク関数発生器５のストローク出力が位置Ｐ１に達した時刻ｔ4にホールド回路６によるストローク信号のホールドがなされると共に車速制御部８からの出力が加算される。この加算分は、車速指令と車速検出信号との偏差を比例・積分した制御信号になり、車速指令に対して車速が徐々に近づくようストローク指令を調節、即ち半クラッチ状態での加速を行う。
【０００９】
一方、車速は発進完了車速に達した時刻ｔ5では、コンパレータ１１によるホールド解除によってストローク関数発生器５からのストローク制御に戻り、アクセル開度も一定値から加減速の可変制御に入る。
【００１０】
また、図３に示すように、車速制御部８には補正ゲイン演算部１２が接続されており、この補正ゲイン演算部１２は発進時のアクセル開度θSとエンジン回転数ＮEを入力とするエンジン特性パターン発生器１３を有している。このパターン発生器１３はエンジンのアクセル開度θSと出力トルクＴの関係を回転数ＮEをパラメータとしたパターン、または、この特性を簡略化したパターンを有しており、アクセル開度θSとエンジン回転数ＮEの入力から決まるエンジントルク出力Ｔの信号を発生する。
【００１１】
パターン発生器１３の出力は割算器１４の除数信号にされ、この割算器１４の被除数信号にはクラッチ車速制御ゲインＫASRが設定され、割算器１４の出力がクラッチ車速制御部８のゲイン制御信号にされる。
【００１２】
従って、発進時のアクセル開度θSが設定変更されたとき、エンジン特性パターン発生器１３は該アクセル開度θSと現在回転数ＮEから求めるエンジン出力トルクＴの信号を発生する。この信号Ｔにより割算器１４の出力は車速制御ゲインＫASRを増減してクラッチ車速制御部８のゲインを制御する。
【００１３】
このようにアクセル開度θSの変更によって自動車のエンジン出力トルクＴが変化したときに、このトルクＴに応じてクラッチ車速制御部８のゲインが調整され、エンジン出力トルクの変化によるクラッチ車速制御系のループゲイン変化を補正し、ループゲイン一定の安定した制御を得ることができる。この補正は補正ゲイン演算部１２によって自動的になされ、アクセル開度調整に伴ってクラッチ車速制御部８のゲインを再調整することを不要とする。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、マニュアルトランスミッション車（Ｍ／Ｔ車）にてドライブロボットによる車両の発進動作を行う場合、アクセルとクラッチを同時に制御し、半クラッチ状態で発進しなければならない。
【００１５】
前述した従来のドライブシュミレータにおいて、半クラッチ状態になる位置、即ち、クラッチの接続開始点（Ｐ１点）の設定は、一般的に、初期設定として人間が遠隔操作にてクラッチアクチェータを動作させてつながり始め点を確認しており、図３に示すように、この位置でのクラッチストロークをダイヤル設定器１５で設定している。また、発進時のアクセル開度θSTの設定も、同様に、人間が遠隔操作にてアクセルを空ぶかしし、エンジン回転数が１５００〜２０００ｒｐｍ程度となるアクセル開度を図示しないダイヤル設定器等で設定している。
【００１６】
ところが、このように従来のドライブシュミレータにあっては、クラッチの接続開始点Ｐ１点及び発進時のアクセル開度θSTを人間が遠隔操作によって確認して設定しているため、下記に示すような問題がある。
【００１７】
即ち、クラッチの接続開始点Ｐ１点及び発進時のアクセル開度θSTの各設定を人間が行っていたため、数値に個人差が生じることとなり、発進時の波形が逐次同一とならずに、誤差が発生してしまう。そして、クラッチの接続開始点Ｐ１点の設定は、特に個人差が大きく現れ、急発進やエンストを起こしやすいという問題がある。また、人間による各数値の設定には時間がかかり、作業性がよくないという問題もある。
【００１８】
本発明はこのような問題を解決するものであり、アクセル発進開度並びに半クラッチストロークを簡単、且つ、短時間で、しかも精度良く設定することのできるドライブシュミレータを提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための本発明のドライブシュミレータは、手動変速機を持つ自動車のクラッチのストロークをストローク関数発生器からのストローク信号に従って制御し、発進時に前記ストローク関数発生器のストローク信号をホールドすると共に、クラッチ車速制御部からの車速制御信号を該ストローク信号に加算してクラッチストローク指令とすることにより半クラッチ状態を得るクラッチ操作用アクチェータの制御装置を備えたドライブシュミレータにおいて、アクセル開度の増加に伴って上昇するエンジン回転数が所定値に到達したときの前記アクセル開度をアクセル発進開度として記憶するアクセル発進開度設定器を設けると共に、前記アクセル発進開度設定器によって設定されたアクセル発進開度にて、クラッチストロークの変化に伴って上昇する車両加速度が所定値に到達したときのクラッチストロークにクラッチ断方向のバイアス値を加算して、クラッチ接続開始点となるクラッチストロークを求め、該クラッチストロークを半クラッチストロークとして記憶半クラッチストローク設定器を設け、記憶されたアクセル発進開度及び記憶された半クラッチストロークを用いて、前記クラッチ操作用アクチュエータの制御装置を制御し、半クラッチ状態にして、発進時におけるクラッチストロークを制御することを特徴とするものである。
【００２１】
【作用】
アクセルペダルの踏み込みによるアクセル開度の増加に伴ってエンジン回転数は上昇し、アクセル発進開度設定器は、このエンジン回転数が所定値に到達したときのアクセル開度をアクセル発進開度として自動的に設定することとなり、安定したアクセル発進開度を得る。そして、アクセル発進開度設定器によって設定されたアクセル発進開度に設定された状態で、クラッチストロークの変化に伴って車両加速度は上昇し、半クラッチストローク設定器は、この車両加速度が所定値に到達したときのクラッチストロークにバイアス値を加算して半クラッチストロークとして自動的に設定することとなり、安定したクラッチ制御を得る。
【００２３】
【実施例】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２４】
図１に本発明の一実施例に係るドライブシュミレータの制御ブロック、図２に本実施例のドライブシュミレータによる車両発進時の波形を示す。
【００２５】
図１に示すように、アクセル関数発生器２１は、図示しないアクセルペダルを駆動するアクセルアクチェータにアクセルストローク関数をアクセルストローク指令として出力する。このアクセル関数発生器２１には、スタート信号がフリップフロップ回路２２を介して入力されるようになっている。また、コンパレータ２３は入力されるエンジン回転数ＮEが１５００ｒｐｍに到達したかどうかを比較するものである。このコンパレータ２３に入力されるエンジン回転数ＮEが１５００ｒｐｍに到達したら、そのエンジン回転数ＮEがフリップフロップ回路２２を介してアクセル関数発生器２１に入力されると共に、アクセル開度θSTメモリ２４に指令を出力し、このときのアクセル開度をアクセル発進開度θSTとしてセットする。
【００２６】
また、クラッチ関数発生器２５は図示しないクラッチペダルを駆動するクラッチアクチェータにクラッチストローク関数をクラッチストローク指令として出力する。このクラッチ関数発生器２５には、エンジン回転数ＮEが信号変換器２６及びフリップフロップ回路２７を介して入力されるようになっている。また、コンパレータ２８は入力される車両の加速度ａが０．０１Ｇに到達したかどうかを比較するものである。このコンパレータ２７に入力される加速度ａが０．０１Ｇに到達したら、その加速度ａがフリップフロップ回路２７を介してクラッチ関数発生器２５に入力され、このときのクラッチストロークを読み込み、読み込んだクラッチストロークにバイアス（２〜３％）を加算し、半クラッチストロークＰ１としてクラッチストロークＰ１メモリ２９にセットする。
【００２７】
なお、上述の実施例にあっては、アクセル発進開度θSTを設定するエンジン回転数ＮEを１５００ｒｐｍとしたが、これに限るものではなく、且つ、変更することが可能となっている。また、半クラッチストロークＰ１を設定する車両の加速度ａを０．０１Ｇとしたが、これに限るものではなく、且つ、変更することが可能であると共に、車両の加速度ａに代えて車速Ｖでもよい。
【００２８】
ここで本実施例において、図１及び図２に示すように、車両の発進時のアクセル開度θST及びクラッチ接続開始点Ｐ１を自動設定するための制御について説明する。
【００２９】
（１）アクセル発進開度θSTの自動設定アクセル関数発生器２１にフリップフロップ回路２２を介してスタート信号が入力されると、このアクセル関数発生器２１によってアクセルアクチェータがゆっくり作動し、アクセルペダルを踏み込んでいく。このとき、速度＝１％／Ｓ程度となっている。そして、アクセル開度θが遊び領域を越え、エンジン回転数ＮEが上昇を始める。このとき、エンジン回転数ＮEが１５００ｒｐｍに達したら、アクセル関数発生器２１はこのときのアクセル開度θをアクセル開度θSTメモリ２４にメモリし、アクセル発進開度θSTとしてセットする。その後、メモリ完了でアクセル関数がリセットされ、アクセルがゼロに戻る。
【００３０】
（２）半クラッチストロークＰ１の自動設定上述したアクセル発進開度θSTのメモリが完了すると、クラッチ関数がスタートし、“クラッチ断”，“Ｍ／Ｔ１速”となる。そして、アクセル発進開度θSTとしてクラッチを徐々につなぎ始める。クラッチがつながり始め、車速Ｖが立ち上がって加速度ａが０．００１Ｇ以上となったら、クラッチ関数発生器２５はこのときのクラッチストロークを読み込み、読み込んだクラッチストロークにバイアス（２〜３％）を加算し、クラッチストロークＰ１メモリ２９に半クラッチストロークＰ１としてメモリーする。その後、メモリー完了で“アクセルゼロ”→“クラッチ断”→“Ｍ／ＴＮ（ニュートラル）”→“クラッチ接”と動作し、初期設定完了となる。
【００３１】
【発明の効果】
以上、実施例を挙げて詳細に説明したように本発明のドライブシュミレータによれば、アクセル開度の増加に伴って上昇するエンジン回転数が所定値に到達したときのアクセル開度をアクセル発進開度として記憶するアクセル発進開度設定器を設けると共に、前記アクセル発進開度設定器によって設定されたアクセル発進開度にて、クラッチストロークの変化に伴って上昇する車両加速度が所定値に到達したときのクラッチストロークにクラッチ断方向のバイアス値を加算して、クラッチ接続開始点となるクラッチストロークを求め、該クラッチストロークを半クラッチストロークとして記憶半クラッチストローク設定器を設け、記憶されたアクセル発進開度及び記憶された半クラッチストロークを用いて、前記クラッチ操作用アクチュエータの制御装置を制御し、半クラッチ状態にして、発進時におけるクラッチストロークを制御するので、アクセル開度の増加に伴って上昇するエンジン回転数に対応してアクセル発進開度を自動的に設定すると共に、クラッチストロークの変化に伴って上昇する車両加速度に対応して半クラッチストロークを自動的に設定することで、この半クラッチストロークを簡単、且つ、短時間で設定することができ、しかも、個人差がでずに、高精度かつ安定したクラッチ制御を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るドライブシュミレータの制御ブロック図である。
【図２】本実施例のドライブシュミレータによる車両発進時の波形図である。
【図３】従来のドライブシュミレータにおけるクラッチ操作用アクチェータの制御装置の制御ブロック図である。
【図４】従来のドライブシュミレータによる車両発進時の波形図である。
【図５】従来のドライブシュミレータによる半クラッチ状態の波形図である。
【符号の説明】
２１  アクセル関数発生器
２２，２７  フリップフロップ回路
２３，２８  コンパレータ
２４  アクセル開度θSTメモリ
２５  クラッチ関数発生器
２９  クラッチストロークＰ１メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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