JP3498470B2 - 自動車用制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、様々な情報を総合
的に判断して制御特性を決定する際に、その判断のため
のロジックを簡単に作成し得るようにした自動車用制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複数の情報を総合的に判断して制御特性
を決定する自動車用制御装置の従来例としては、例えば
特開平３−１１７７７２号公報に記載されたものがあ
る。この従来例は、エンジン負荷またはその変化率を考
慮して変速比を決定するような変速制御を行っており、
具体的には、スロットル開度と車速に基づいて決定され
る変速比のマップ中の変速線を例えばエンジン負荷に応
じて移動し、エンジン負荷を考慮した変速比となるよう
な変速特性（例えばエコノミーパターン、パワーパター
ン、ノーマルパターン）を設定するようにしている。

【０００３】この従来例のような変速線の移動によりエ
ンジン負荷の影響を考慮する変速制御では、具体的にシ
ステムを構築する場合に以下の問題が生じる。すなわ
ち、エンジン負荷を算出し、その負荷の大きさに応じて
変速線を移動する手続きを例えばコンピュータによって
実現し得るようにフローチャートに記述する必要がある
ため、変速制御のためのプログラムが煩雑になってしま
う。上記フローチャートの設計においては、どのような
場合にどれ位の量で変速線を移動しなければならないか
を決定して、例えば図１７に示すような形式で各種手続
きを記述する。この場合、条件判断による分岐命令やフ
ラグのセットおよびリセット等が含まれるため、煩雑な
プログラムとならざるを得ない。

【０００４】また、変速制御に限らず、自動車の制御に
おいては車両の外部環境を考慮して制御特性を決定する
必要がある。この要求に応えるものとしては、ナビゲー
ションシステム、カメラ、レーザーレーダ等により認識
した車両の外部環境情報に基づいて制御特性を決定する
システムが考えられ、その一例としては、例えば、「カ
メラで自車の前方の道路が下り坂であることを認識した
場合にはその下り坂の手前で自動的にダウンシフトを行
う」というような変速制御が考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したような車両の
制御を行う制御システムを構築する場合、ナビゲーショ
ンシステム、カメラ等からの外部環境情報や、車両自体
のエンジン負荷等の車両状態情報や、加速期待や減速期
待等のドライバの運転期待情報等の多数の情報に基づい
た総合的な判断により、実現すべき変速比や制御特性を
決定する過程を記述するプログラムを作成すると、情報
同士の相互干渉を防止したり多数の切換マップ等を用意
したりするため、極めて複雑でかつ多数のコンピュータ
処理の集合した煩雑な手続き型記述となることが予想さ
れる。このような煩雑な手続き型記述に基づく制御は、
設計すること自体が煩雑である上に、プログラムの管理
が容易でない。

【０００６】また、手続き型記述に基づいて制御特性を
決定するために考慮すべき情報を付加したり削除する場
合、プログラム全体の内容を把握しながら修正しなけれ
ばならず、プログラムの修正が容易でない。また、手続
き型記述に基づいて制御特性の変更を行った場合、その
プログラムが正確に動作するか等に関するプログラムの
信頼性を評価する必要があり、この信頼性の評価の作業
が容易でないことが多い。したがって、多数の情報に基
づいて制御特性を決定しようとする場合、信頼性の評価
を行い易くするために情報毎に判断の手続きをフローチ
ャートの形でプログラムに記述することになり、情報の
追加や削除等の変更を行う際のプログラムの修正が容易
でない。

【０００７】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、プログラムの設計、管理、修正および動作検証
を容易に行うことができる自動車用制御装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的のため、本発明
の請求項１の構成は、複数の制御特性を予め具備し、該
複数の制御特性の何れかを複数の評価関数に基づいて選
択し、選択された制御特性を実現するようにした自動車
用制御装置において、車両状態情報、外部環境情報、運
転者の運転期待に関する情報の内の何れか１つ以上の情
報に基づき、３つ以上の評価関数について一対ずつ全て
の組み合わせについての相対的な重要度を決定する第１
重要度決定手段と、該第１重要度決定手段により決定さ
れた前記評価関数の重要度に基づいて、３つ以上の駆動
力制御特性について一対ずつ全ての組み合わせについて
の相対的な重要度を決定する第２重要度決定手段とを備
え、前記第２重要度決定手段により決定された重要度が
最も高い駆動力制御特性により駆動力制御を行うことを
特徴とするものである。

【０００９】 本発明の請求項１においては、車両状態
情報、外部環境情報、運転者の運転期待に関する情報の
内の何れか１つ以上の情報に基づき、３つ以上の評価関
数について一対ずつ全ての組み合わせについての相対的
な重要度が第１重要度決定手段によって決定され、決定
された前記評価関数の重要度に基づいて、３つ以上の駆
動力制御特性について一対ずつ全ての組み合わせについ
ての相対的な重要度が第２重要度決定手段によって決定
され、前記第２重要度決定手段により決定された重要度
が最も高い駆動力制御特性により駆動力制御が行われ
る。

【００１０】 また、本発明の請求項２の構成は、上記
請求項１において、前記３つ以上の評価関数は、少なく
とも燃費の評価関数、運転性能の評価関数および車両挙
動の滑らかさの評価関数を含むことを特徴とするもので
ある。

【００１１】 本発明の請求項２においては、前記３つ
以上の評価関数は、少なくとも燃費の評価関数、運転性
能の評価関数および車両挙動の滑らかさの評価関数を含
んでいる。

【００１２】 また、本発明の請求項３の構成は、上記
請求項２において、前記外部環境認識手段として、前方
の走行車との間の車間距離を検出する車間距離検出手段
と、前方の道路の勾配を検出する勾配検出手段と、前方
の道路の屈曲状態を検出する屈曲状態検出手段と、前方
の障害物を検出する障害物検出手段との中の１つ以上を
具えるとともに、運転者の運転期待に関する情報として
のアクセル操作速度を検出する運転期待情報検出手段
と、前記外部環境認識手段および運転期待情報検出手段
からの情報に基づき前記第１重要度決定手段および第２
重要度決定手段が決定した重要度の少なくとも一方の重
要度の相対比較に係わる定数を算出する定数算出手段と
を具えることを特徴とするものである。

【００１３】 本発明の請求項３においては、前方の走
行車との間の車間距離情報、前方の道路の勾配情報、前
方の道路の屈曲状態情報、前方の障害物情報の中の１つ
以上の外部環境情報と、運転者の運転期待に関する情報
としてのアクセル操作速度とに基づき、前記第１重要度
決定手段および第２重要度決定手段が決定した重要度の
少なくとも一方の重要度の相対比較に係わる定数が算出
される。

【００１４】 また、本発明の請求項４の構成は、上記
請求項１または請求項２において、前記駆動力制御特性
として決定された駆動力制御特性の時間的な変化頻度を
観測する変化頻度観測手段と、該変化頻度に基づき前記
相対比較に係わる定数を調整する定数調整手段を具える
ことを特徴とするものである。

【００１５】 本発明の請求項４においては、前記駆動
力制御特性として決定された駆動力制御特性の時間的な
変化頻度に基づき、前記相対比較に係わる定数が調整さ
れる。

【００１６】 また、本発明の請求項５の構成は、上記
請求項１または請求項２において、道路地図に関する情
報を記憶する道路地図情報記憶手段と、自車の位置を前
記道路地図上に特定する自車位置特定手段と、特定され
た自車位置に対応するデータを記憶するデータ記憶手段
と、前記相対比較に係わる定数を前記データ記憶手段に
格納する定数格納手段と、前記特定された自車位置に対
応する前記相対比較に係わる定数を前記データ記憶手段
から抽出する定数抽出手段とを具え、抽出された前記相
対比較に係わる定数に基づき前記駆動力制御特性を決定
するようにしたことを特徴とするものである。

【００１７】 本発明の請求項５においては、道路地図
上に特定された自車位置に対応するデータはデータ記憶
手段に記憶され、前記相対比較に係わる定数は定数格納
手段により前記データ記憶手段に格納されているため、
定数抽出手段により前記データ記憶手段から抽出された
前記相対比較に係わる定数に基づき、前記駆動力制御特
性が決定される。

【００１８】 また、本発明の請求項６の構成は、上記
請求項１または請求項２において、前記第１重要度決定
手段および第２重要度決定手段が決定した重要度の少な
くとも一方の重要度の妥当性を判断する妥当性判断手段
と、当該重要度が妥当でないと判断された場合には前記
駆動力制御特性を予め設定した制御特性に固定する制御
特性固定手段とを具えることを特徴とするものである。

【００１９】 本発明の請求項６においては、前記第１
重要度決定手段および第２重要度決定手段が決定した重
要度の少なくとも一方の重要度が妥当性判断手段により
妥当でないと判断された場合には、前記駆動力制御特性
が、予め設定した制御特性に固定される。

【００２０】

【発明の効果】本発明の請求項１によれば、車両状態情
報、外部環境情報、運転者の運転期待に関する情報の内
の何れか１つ以上の情報に基づき、３つ以上の評価関数
について一対ずつ全ての組み合わせについての相対的な
重要度を決定し、決定された前記評価関数の重要度に基
づいて、３つ以上の駆動力制御特性について一対ずつ全
ての組み合わせについての相対的な重要度を第２重要度
決定手段により決定し、決定された重要度が最も高い駆
動力制御特性を選択するだけで、駆動力制御特性を自動
的に決定することができる。したがって、従来の手続き
型記述を意識せずにプログラムを作成することができ、
プログラムの設計、管理、修正および動作検証が容易に
なる。

【００２１】 本発明の請求項２によれば、前記３つ以
上の評価関数は、少なくとも燃費の評価関数、運転性能
の評価関数および車両挙動の滑らかさの評価関数を含ん
でいるので、「燃費を重視した駆動力制御特性」、「運
転性能を重視した駆動力制御特性」、「車両挙動の滑ら
かさを重視した駆動力制御特性」により、駆動力制御を
行い得るようになる。

【００２２】 本発明の請求項３によれば、外部環境情
報および運転期待に関する情報としてのアクセル操作速
度に基づく総合的な判断によって、駆動力制御特性を決
定することができる。

【００２３】 本発明の請求項４によれば、駆動力制御
の目標値の切り換わり回数を減少させ、前記重要度の相
対比較に係わる定数を自動的に最適値に収束させること
ができる。

【００２４】 本発明の請求項５によれば、道路地図上
に特定された自車位置に応じてデータ記憶手段から抽出
される前記相対比較に係わる定数に基づいて駆動力制御
特性を決定することにより、運転状況等の変化に拘わら
ず良好な駆動力制御を実現することができる。本発明の
請求項６によれば、前記第１重要度決定手段および第２
重要度決定手段が決定した重要度の少なくとも一方の重
要度が妥当でない場合には駆動力制御特性を予め設定し
た制御特性に固定することにより、フェールセーフを実
現することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図１は本発明の自動車用制御
装置の第１実施形態の構成を示す図である。この第１実
施形態の自動車用制御装置は、本発明をスロットルアク
チュエータおよび無段変速機を具える駆動力制御システ
ムに適用したものである。

【００２６】図１において、１は本発明の要旨部分であ
る目標値生成コントローラであり、目標値生成コントロ
ーラ１は、例えばカメラより成る前方車両認識装置２か
らの前方車両に対する車間距離情報、ナビゲーション装
置３からの自車位置情報および道路勾配情報、ならびに
アクセル開度センサ４からのアクセル開度情報（ドライ
バのアクセル操作情報；ドライバの運転期待情報）を入
力されて、後述する図９の制御プログラムを実行するこ
とにより目標値を生成し、その目標値を目標値達成コン
トローラ５に出力する。

【００２７】目標値達成コントローラ５は、上記アクセ
ル開度センサ４からのアクセル開度情報を入力される
他、車両の状態を表わす各種情報、例えば車速センサ６
からの車速情報、エンジン水温センサ７からのエンジン
水温情報、エンジン回転数センサ８からのエンジン回転
数情報、変速比センサ９からの変速比情報、変速機油温
センサ１０からの油温情報およびエアフローセンサ１１
からの空気流量情報を入力されて、所定の制御プログラ
ムを実行することによりスロットルアクチュエータ１２
および無段変速機１３に対する目標値指令を生成して、
スロットルアクチュエータ１２および無段変速機１３に
出力する。

【００２８】本実施形態の駆動力制御システムは、図２
に示すように、目標値を生成する部分と、目標値通りに
アクチュエータを動作させる部分の２つの部分より成
る。目標値を生成する部分では、車両状態情報、外部環
境情報およびアクセル操作情報等の多数の情報に基づく
総合的な判断を行うための評価関数（その一例を図３
（ａ）に示す）を用いて、システムが予め備えている複
数の制御特性（その一例を図３（ｂ）、（ｃ）に示す）
の中から１つの制御特性を決定することにより、自動車
の駆動力制御に対する基本的な制御特性の指針を決定す
る。

【００２９】この制御特性の指針は、具体的には、スロ
ットルアクチュエータ１２の制御に関しては、ドライバ
のアクセル操作に対してエンジンに接続されているスロ
ットルアクチュエータ１２をどのように動作させるかに
関するパターンを表わすこととなる。例えば、図４に示
すように、アクセル操作量（アクセル開度）に対するス
ロットル操作量（スロットル開度）のゲインパターン
を、ゲイン大、ゲイン中、ゲイン小に対応させて３通り
生成したり、アクセル指令値に対して車両をどのように
動作させるかを表わす、車速デマンド（アクセル開度が
車速の指令値に対応する）や加速度デマンド等のパター
ンを生成したりする。また、無段変速機においては、い
わゆるパワーパターンやエコノミーパターン等を生成す
る。このようにして目標値生成コントローラ１で生成さ
れた各種のパターンは、目標値達成コントローラ５に入
力され、実際にスロットルアクチュエータ１２や無段変
速機１３を駆動するための制御特性が切り換わることに
なる。

【００３０】次に、上記目標値を生成する部分の中心的
な役割を果たす目標値生成コントローラ１について説明
する。なお、以下に説明する手法の基本的な考え方は、
１９７１年にピッツバーク大学のThomas L. Saaty によ
って提案されたＡＨＰ（Analytic Hierarchy Process）
に基づいており、ＡＨＰの詳細については、例えば、日
科技連発行のＡＨＰ事例集（刀根薫、真鍋龍太郎編）を
参照のこと。

【００３１】まず、目標値を生成するパターンとして、
以下の４つの制御特性のパターンを考える。 （１）アクセル操作量対スロットル操作量のゲインが大
で、無段変速機がパワー パターン （２）アクセル操作量対スロットル操作量のゲインが大
で、無段変速機がエコノミーパターン （３）アクセル操作量対スロットル操作量のゲインが小
で、無段変速機がパワーパターン （４）アクセル操作量対スロットル操作量のゲインが小
で、無段変速機はエコノミーパターン

【００３２】ここで、駆動力の制御特性を決定するため
の評価基準として、例えば、 （Ａ）燃費のよさ （Ｂ）運転性能のよさ（加速性） （Ｃ）車両挙動の滑らかさ（スムーズさ） を設定し、一般的なＡＨＰの手法により図５に示すよう
な階層構造を想定する。この階層構造を用いて、ＡＨＰ
では、まず上記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の中から任意の
２つの評価基準を選択し、それら評価基準間の相対的な
重みを決定する。この重みの決定は、例えば燃費よりも
運転性能の重み付けを上げる（重みを大きくする）場合
には、図６（ａ）に示すように燃費に対する運転性能の
重みを小さくするとともに運転性能に対する燃費の重み
を大きくするようにして行う。このようにして生成され
た評価関数の重み行列の重みの値は、燃費、運転性能、
滑らかさの３つの評価関数の中の任意の２つの評価関数
間の相対的な重要度を定義することになる。

【００３３】一方、実際に選択される制御特性のパター
ンに対しては、各評価基準に着目した場合の選択の優先
度を上記評価基準の場合と同様に決定することにより、
図３（ａ）、（ｂ）に例示するような制御特性の重み行
列を予め生成しておく。この制御特性の重み行列の重み
の値は、上記複数の評価関数の中の任意の１つの評価関
数に関して複数の制御特性の中の任意の２つの制御特性
間の相対的な重要度を定義することになる。この評価関
数の重み行列の生成に際しては、例えば燃費を重視する
場合にはどのような制御特性が選択されるべきかを定性
的に判断して重み付けを行う。この重み付けの過程で
は、上記従来技術のように手続き型記述によって選択さ
れるべき制御特性を定義するのではなく、「燃費を考慮
した制御を行う場合は前述した行列のようにしろ」とい
うように制御特性を宣言型記述によって定義することに
なる。このようにして、制御特性を関連する要素の重み
行列によって宣言し、その重み行列により実現すべき制
御特性が最終的に決定される。

【００３４】なお、上記評価関数の重み行列を使用して
最終的な制御特性を決定する過程については、本発明の
要旨ではないため詳細な説明を省略するが、原理的に
は、各重み行列の最大固有値に対する固有ベクトルを求
め、この固有ベクトルによって最も大きい重みが得られ
る制御特性に対応するパターンを最終的な制御特性とし
て決定する手法を用いればよい。

【００３５】本実施形態は、従来のＡＨＰの手法におい
て行われていた重み行列の設定方法に外部環境情報（前
方車両に対する車間距離情報や道路勾配情報等）を反映
させるようにした点に特徴がある。すなわち、本実施形
態では、前方車両認識装置（カメラ、レーザーレーダ
等）２によって時刻ｔにおける前方車両に対する車間距
離をＤ（ｔ）として測定し得るようになっている。ま
た、ナビゲーション装置３内に記憶された道路地図情報
に基づいて現在の自車位置を地図上に特定し得るように
なっており、自車がこれから走行する道路において現在
の自車位置から例えば１００ｍ先の道路の勾配情報は上
記道路地図情報から読み出すことができ、時刻ｔからδ
ｔ時間後に走行する道路の勾配をＧ（ｔ）としている。

【００３６】次に、上述した車間距離Ｄ（ｔ）および道
路勾配Ｇ（ｔ）に基づく総合的な判断について説明す
る。定性的な特性としては、Ｄ（ｔ）が小さい値を呈す
る場合には加速性よりも車両挙動の滑らかさを重要視
し、道路勾配Ｇ（ｔ）が大きくなった場合には急な登り
坂であることから燃費よりも加速性を重要視し、道路勾
配Ｇ（ｔ）が負で大きくなった場合には下り坂であるこ
とから加速性よりも燃費を重要視するように制御特性を
選択するものとする。

【００３７】ここで、図６（ｂ）に示すようなＡＨＰの
重み行列における行列要素（重要度の相対比較に係わる
定数）ａの決定のために関数Ｆ１（Ｄ（ｔ））を用い、
行列要素（重要度の相対比較に係わる定数）ｂの決定の
ために関数Ｆ２（Ｇ（ｔ））および後述する関数Ｆ３
（ΔＴＶＯ（ｔ））を用い、関数Ｆ２およびＦ３を例え
ば幾何平均することにより行列要素ｂ＝（Ｆ２・Ｆ３）
^1/2 を求める。これら関数Ｆ２、Ｆ３により、上述した
定性的特性が直接行列要素に対応することにより実現さ
れる。なおここで、幾何平均を取るのは、重み行列の対
角要素となる要素が逆数関係になっていることを満足さ
せるためである。

【００３８】上記関数Ｆ１（Ｄ（ｔ））、Ｆ２（Ｇ
（ｔ））としては、例えば図７（ａ）、（ｂ）に示すよ
うな簡単な関数を用いるものとし、図示例では、関数Ｆ
１（Ｄ（ｔ））は、車間距離Ｄ（ｔ）の値が小さい領域
では１未満の値を取り、車間距離Ｄ（ｔ）の値が大きく
なるにつれて増加するように設定されており、関数Ｆ２
（Ｇ（ｔ））は、道路勾配Ｇ（ｔ）の値が０の近傍の場
合に値１を取り、道路勾配Ｇ（ｔ）の値が正の値の領域
で１よりも大きい値を取り、道路勾配Ｇ（ｔ）の値が負
の値の領域で１よりも小さい値を取るように設定されて
いる。これらの関数Ｆ１（Ｄ（ｔ））、Ｆ２（Ｇ
（ｔ））の値は加速性に関する重要度に対応しており、
これらの関数Ｆ１（Ｄ（ｔ））、Ｆ２（Ｇ（ｔ））の傾
きは、人間の感覚的な特性や実車実験等に基づいて調整
するものとする。

【００３９】上記関数Ｆ３（ΔＴＶＯ（ｔ））は、アク
セル開度センサ４により検出したアクセル開度に基づい
て求まる単位時間当たりのアクセル開度の変化速度ΔＴ
ＶＯ（ｔ）がドライバの運転期待（加速期待や減速期
待）の大きさを反映するものであると見なし得ることか
ら、例えば図８に示すように設定することにより、加速
性に関する重要度を関数Ｆ３（ΔＴＶＯ（ｔ））を介し
て直接行列要素に対応させることができる。これによ
り、アクセル操作速度に応じた駆動力特性、すなわち、
アクセルを素早く踏み込んだ場合には加速性が重視され
る駆動力特性となり、アクセルを緩やかに踏み込んだ場
合には燃費や滑らかさが重視される駆動力特性となる。

【００４０】なお、本実施形態では、外部環境認識手段
として前方車両認識装置（カメラ、レーザーレーダ等）
２およびナビゲーション装置３を用いて、車間距離Ｄ
（ｔ）および道路勾配Ｇ（ｔ）を検出しているが、代わ
りに、前方車両認識装置２やナビゲーション装置３を用
いて、前方の道路の屈曲状態や前方の障害物を検出する
ようにしてもよい。その場合、上記関数Ｆ１（Ｄ
（ｔ））、Ｆ２（Ｇ（ｔ））の代わりに、道路の屈曲率
Ｒが０のときの重みが１で、Ｒの増大に応じて重みが１
から増大する関数、もしくは障害物との距離に応じて図
７（ａ）の関数Ｆ１（Ｄ（ｔ））の重みの値を全体的に
調整した関数を用いるものとする。

【００４１】次に、本実施形態の駆動力制御を図９に基
づいて説明する。図９は第１実施形態の駆動力制御の制
御プログラムを示すフローチャートである。まず、ステ
ップ１０１で、前方車両認識装置２により前方車両に対
する車間距離を測定し、ステップ１０２で、ナビゲーシ
ョン装置３により道路地図上に特定した現在の自車位置
の先のこれから走行する道路の勾配情報を読み出す。次
のステップ１０３では、上述したように車間距離Ｄ
（ｔ）、道路勾配Ｇ（ｔ）、アクセル開度変化速度ΔＴ
ＶＯ（ｔ）に基づいて関数Ｆ１（Ｄ（ｔ））、Ｆ２（Ｇ
（ｔ））、Ｆ３（ΔＴＶＯ（ｔ））を算出し、ステップ
１０４ではそれら関数に基づいて重み行列（例えば図６
（ｂ）に示すような評価関数の重み行列）を生成する。

【００４２】次のステップ１０５では、上記重み行列に
基づき例えば図３（ａ）、（ｂ）に示すような複数の制
御特性（制御特性１，２，３，４）に対しＡＨＰ演算を
行う。このＡＨＰ演算においては、例えば固有値方程式
を解くことにより各制御特性の固有値ベクトルを求める
ものとする。そして、次のステップ１０６では、この固
有値ベクトルが最大値となる制御特性を本実施例の駆動
力制御において実現すべき制御特性として選択して出力
する。このステップ１０６で出力された制御特性に基づ
いてスロットルアクチュエータ１２および無段変速機１
３に対する目標値指令が生成され、これら目標指令値が
夫々、スロットルアクチュエータ１２および無段変速機
１３に出力される。このようにして、車間距離情報、道
路勾配情報等の外部環境情報およびドライバの運転期待
情報に基づく総合的な判断により、駆動力制御において
実現すべき制御特性が決定される。

【００４３】 本実施形態によれば、車両状態情報、外
部環境情報、運転者の運転期待に関する情報の内の何れ
か１つ以上の情報に基づき、３つ以上の評価関数につい
て一対ずつ全ての組み合わせについての相対的な重要度
を決定し、決定された前記評価関数の重要度に基づい
て、３つ以上の駆動力制御特性について一対ずつ全ての
組み合わせについての相対的な重要度を決定し、決定さ
れた重要度が最も高い駆動力制御特性を選択するだけ
で、自動的に駆動力制御特性が決定され、さらに、２つ
の評価関数の比較も自動的に行うので、従来のような複
雑な手続き記述型プログラムを作成する場合に比べてプ
ログラム作成が容易になる。したがって、プログラムの
管理、修正および修正後のプログラムの信頼性の評価も
容易になる。

【００４４】図１０は本発明の自動車用制御装置の第２
実施形態の構成を示す図である。本実施形態は図１に示
す第１実施形態の自動車用制御装置に目標値生成コント
ローラ１における目標値の切り換わりを監視する目標値
切り換わり観測装置１４を追加したものであり、それ以
外の部分は第１実施形態と同様に構成する。

【００４５】上記目標値切り換わり観測装置１４は、例
えば上述した第１実施形態の駆動力制御を行っている間
の目標値生成コントローラ１における目標値の切り換わ
りを監視し続けて、予め設定された所定時間内に目標値
が切り換わった回数を測定する。ここで、所定時間内に
目標値が切り換わった回数が所定回数未満の場合には当
該目標値がドライバにとって良好な運転性を提供してい
るものと見なすことができる。ところが、所定時間内に
目標値が切り換わった回数が所定回数を上回るほど多い
場合には、当該目標値を生成した制御特性がドライバに
とって好ましくないものであると推定される。この場
合、本実施形態では、所定時間内の目標値の切り換わり
回数に応じて制御特性の行列の重みを変化させている。

【００４６】例えば、図１１に示すように、所定時間の
切り換わり観察窓において４つの制御特性（制御特性
１，２，３，４）の内の２つ（例えば制御特性３および
４）が頻繁に切り換わる場合には、制御特性３および４
に着目して、制御特性３、４に関する選択の重みに対応
する２つの行列要素（図１２に丸印で示す）を調整対象
とし、頻繁に切り換わりが生じないように調整する。具
体的には、制御特性４に対する制御特性３の選択の重み
に１回毎に微小量Δを加え、現在値２から（２＋Δ）、
（２＋２Δ）、・・のように増加させる（これに伴い、
制御特性３に対する制御特性４の選択の重みは、現在値
１／２から１／（２＋Δ）、１／（２＋２Δ）、・・の
ように減少することになる）。この調整により、制御特
性３、４間の切り換わりに差が現れることになる。一
方、目標値が長時間切り換わらない場合には、その目標
値に対応する制御特性の行列要素に対し、上記頻繁に切
り換わる場合とは逆方向の調整（上記重みを微小量Δだ
けランダムに減少させる調整）を行って切り換わりが生
じるようにする。

【００４７】次に、本実施形態の駆動力制御を図１３に
基づいて説明する。図１３は第２実施形態の駆動力制御
の制御プログラムを示すフローチャートである。まず、
ステップ１１１，１１２において、所定時間内に各制御
特性間で何回切り換わったかをカウントし、次のステッ
プ１１３で、カウント値が所定値を上回ったか否かを判
別する。ここで、カウント値が所定値を上回った場合、
つまり頻繁に制御特性が切り換わった場合には、ステッ
プ１１４でカウント値の大きい２つの制御特性を選択
し、ステップ１１５では、選択された２つの制御特性に
関係する行列要素の重みを上述のようにして微小量Δず
つ増加させる調整を行う。

【００４８】一方、上記ステップ１１３の判別において
カウント値が所定値未満の場合には、ステップ１１６で
カウント値が０が否かを判別し、０の場合に限り制御を
ステップ１１７に進める。ステップ１１７では、現在の
制御特性に関係する行列要素の重みを上記のようにして
微小量Δだけ減少させる。なお、ステップ１１６の判別
がＮＯとなるカウント値が１から所定値の間の値である
場合には、制御特性の切り換わり回数が適正な回数であ
るため、重みの調整は行わない。また、上記ステップ１
１５およびステップ１１７の重みの調整は、複数の評価
関数（本実施形態では燃費、運転性能、滑らかさの３
つ）の各々について行うものとする。

【００４９】本実施形態によれば、当該制御特性の行列
要素の重みが不適切なために目標値生成コントローラ１
において目標値の頻繁な切り換わりが生じるような状況
において、切り換わり回数を減少させることができる。
また、本実施形態の駆動力制御により、行列要素の重み
を自動的に最適値に収束させることができる。

【００５０】図１４は本発明の自動車用制御装置の第３
実施形態の構成を示す図である。本実施形態は図１０に
示す第２実施形態の自動車用制御装置のナビゲーション
装置３に行列格納用マップ３ａを内蔵させる変更を加え
たものであり、それ以外の部分は第２実施形態と同様に
構成する。

【００５１】本実施形態は、第２実施形態と同様の制御
により図１４の目標値生成コントローラ１において自動
的に最適値に収束させたときの重み行列を、自車の走行
位置や速度等の運転状況を属性として行列格納用マップ
３ａに複数記憶するように構成する。すなわち、行列格
納用マップ３ａは多数の記憶領域を有しているため、ナ
ビゲーション装置３が記憶している道路地図上に特定さ
れた自車の走行位置と関連付けた記憶領域や速度等の運
転状況と関連付けた記憶領域に、上記重み行列を記憶す
ることができる。そのため、車両走行中にその走行位置
に到達したりその運転状況になったりした場合には、記
憶してある重み行列に基づく駆動力制御がなされること
になる。

【００５２】次に、本実施形態の駆動力制御を図１５に
基づいて説明する。図１５は第３実施形態の駆動力制御
の制御プログラムを示すフローチャートである。まず、
ステップ１２１では、ナビゲーション装置３が記憶して
いる道路地図上に特定された自車の走行位置に基づい
て、これからの走行位置と関連付けた行列格納用マップ
３ａの記憶領域から重み行列（例えば評価関数の重み行
列）を抽出し、抽出した重み行列により駆動力制御を行
う。なお、この駆動力制御では、現在の自車位置からあ
る程度の距離（例えば１００ｍ）の区間を走行する間は
上記抽出した重み行列を用いるものとする。

【００５３】次のステップ１２２〜ステップ１２８で
は、上記第２実施形態の図１３のステップ１１１〜ステ
ップ１１７と同一内容の行列要素の重みの調整を行うた
め、第２実施形態との相違点のみを説明する。制御がス
テップ１２３のＮＯを経てステップ１２９のＹＥＳから
ステップ１３０へ進む状況としては、例えば、各制御特
性間で制御特性が何回切り換わったかをカウントする切
り換わり観測窓（図１１参照）に対応する所定時間が完
了する前に、ステップ１２１で抽出した重み行列を記憶
した記憶領域によりカバーされる区間から自車の走行位
置が外れて記憶領域が切り換わった場合がある。この状
況は、例えば前回走行し続けた道路を今回は途中で右折
した場合に生じる。この場合、上記切り換わり観測窓に
対応する所定時間が完了せず、重み付けの調整のための
データが不足するので、ステップ１３０では、行列格納
用マップ３ａの切り換わる前の記憶領域にステップ１２
１で抽出した重み行列を記憶（書き戻し）する。また、
ステップ１２６およびステップ１２８の次のステップ１
３１では、行列要素の重みの調整を行った時点に、ナビ
ゲーション装置３が記憶している道路地図上に特定され
た自車の走行位置と関連付けた行列格納用マップ３ａの
記憶領域に、調整した重み行列を記憶する。

【００５４】本実施形態によれば、道路地図上に特定さ
れた自車位置に応じて行列格納用マップ３ａから抽出さ
れる、最適値に収束させた重み付け行列に基づいて制御
特性を決定するため、運転状況等の変化に拘わらず良好
な駆動力制御を実現することができる。

【００５５】図１６は本発明の自動車用制御装置の第４
実施形態における駆動力制御の制御プログラムを示すフ
ローチャートである。この第４実施形態は、上記第１実
施形態ではセンサ等からの入力情報に基づいて行列要素
の重みを決定する過程においてセンサ等の故障が発生し
た場合、正常なセンサ情報が入力されないことにより行
列要素の重みが適切に決定されず、当該運転状況に適さ
ない制御特性が選択されるおそれがあることを考慮し
て、行列要素の妥当性を評価するための指標を求めるよ
うにしている。

【００５６】この指標としては、ＡＨＰにおける整合性
の指標であるC. I. （Consistencyindex ）を用いる。
具体的には、C. I. は、Saaty の定義から導かれ、次式

【数１】 C. I. ＝（ＥＶ_max −ｎ）／（ｎ−１） −（１） で表わされる。ここで、行列の最大の固有値であるＥＶ
_max は、一対比較行列Ａの最大固有値で、ｎは評価関数
の数である。

【００５７】上述した（１）式においてC. I. の値が大
きいことは行列の首尾一貫性が満足されないことを意味
し、結果的にセンサ情報が適切でないことを表わしてい
る。C. I. の値は、一般的に０．０≦C. I. ≦０．１の
範囲の値を取り、経験的に、おおむね０．１以下であれ
ば妥当なシステムであると判断される。

【００５８】次に、本実施例の駆動力制御を図１６の制
御プログラムにより説明する。まず、ステップ１４１〜
１４４で、第１実施形態の図９の制御プログラムのステ
ップ１０１〜１０４と同一の処理を行って重み行列を生
成した後、ステップ１４５で、生成された重み行列に対
してC. I. 値を算出する。次のステップ１４６では、C.
I. 値が０．１を上回るか否かを判別し、C. I.値が
０．１以下であれば、ステップ１４７、１４８で図９の
制御プログラムのステップ１０５、１０６と同一の処理
を行って、上記重み行列に基づき複数の制御特性に対し
ＡＨＰ演算を行い、得られた固有値ベクトルが最大値と
なる制御特性を本実施例の駆動力制御において実現すべ
き制御特性として選択して出力する。一方、ステップ１
４６においてC. I. 値が０．１を上回った場合には、ス
テップ１４９で、実現すべき制御特性を予め設定した制
御特性に固定した後、ステップ１５０でセンサ異常表示
を行う。

【００５９】本実施形態によれば、常にセンサの状態を
検出し、センサ情報の異常を監視することができ、シス
テムの信頼性を高めることができる。なお、本実施形態
における整合性の指標であるC. I. 値は、センサ異常を
１００％検出することはできないが、C. I. 値が異常な
値を示した場合にはセンサ異常であることは確実であ
り、その意味でセンサの故障診断に役立つと言える。

【００６０】なお、本発明は上述した例のみに限定され
ず、種々の変更または変形を加えることができる。例え
ば、上記第２実施形態では、評価関数の重み行列の行列
要素の重みを変化させるようにしているが、制御特性の
重み行列の行列要素の重みを変化させるようにしてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動車用制御装置の第１実施形態の構
成を示す図である。

【図２】本発明の駆動力制御システムにおける目標値生
成および達成の原理を説明するための概念図である。

【図３】（ａ）は第１実施形態で用いる複数の評価関数
の重み行列を例示する図であり、（ｂ），（ｃ）は夫
々、本発明で用いる評価関数の中の１つの評価関数に対
する複数の制御特性の重み行列を例示する図である。

【図４】第１実施形態におけるアクセル操作量に対する
スロットル操作量のゲインパターンを例示する図であ
る。

【図５】第１実施形態のＡＨＰの階層構造を例示する図
である。

【図６】（ａ），（ｂ）は夫々、第１実施形態における
評価基準の重み行列の行列要素の重みの決定方法を説明
するための図である。

【図７】（ａ），（ｂ）は夫々、第１実施形態において
重要度の相対比較に係わる係数の決定のために用いる関
数を例示する図である。

【図８】第１実施形態において重要度の相対比較に係わ
る係数の決定のために用いる関数を例示する図である。

【図９】第１実施形態の駆動力制御の制御プログラムを
示すフローチャートである。

【図１０】本発明の自動車用制御装置の第２実施形態の
構成を示す図である。

【図１１】第２実施形態における切り換わり観察窓によ
る制御特性の切り換わりの観察例を示す図である。

【図１２】第２実施形態における行列要素の重みの調整
を説明するための図である。

【図１３】第２実施形態の駆動力制御の制御プログラム
を示すフローチャートである。

【図１４】本発明の自動車用制御装置の第３実施形態の
構成を示す図である。

【図１５】第３実施形態の駆動力制御の制御プログラム
を示すフローチャートである。

【図１６】本発明の自動車用制御装置の第３実施形態の
駆動力制御の制御プログラムを示すフローチャートであ
る。

【図１７】従来技術を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 目標値達成コントローラ ２ 前方車両認識装置 ３ ナビゲーション装置 ４ アクセル開度センサ ５ 目標値達成コントローラ ６ 車速センサ ７ エンジン水温センサ ８ エンジン回転数センサ ９ 変速比センサ １０ 変速機油温センサ １１ エアフローセンサ １２ スロットルアクチュエータ １３ 無段変速機 １４ 目標値切り換わり観測装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 59/00 - 63/48

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の制御特性を予め具備し、該複数の
   制御特性の何れかを複数の評価関数に基づいて選択し、
   選択された制御特性を実現するようにした自動車用制御
   装置において、車両状態情報、外部環境情報、運転者の運転期待に関す
   る情報の内の何れか１つ以上の情報に基づき、３つ以上
   の評価関数について一対ずつ全ての組み合わせについて
   の相対的な重要度を決定する第１重要度決定手段と、該
   第１重要度決定手段により決定された前記評価関数の重
   要度に基づいて、３つ以上の駆動力制御特性について一
   対ずつ全ての組み合わせについての相対的な重要度を決
   定する第２重要度決定手段とを備え、 前記第２重要度決定手段により決定された重要度が最も
   高い駆動力制御特性により駆動力制御を行う ことを特徴
   とする自動車用制御装置。
2. 【請求項２】 前記３つ以上の評価関数は、少なくとも
   燃費の評価関数、運転性能の評価関数および車両挙動の
   滑らかさの評価関数を含むことを特徴とする請求項１記
   載の自動車用制御装置。
3. 【請求項３】 前記外部環境認識手段として、前方の走
   行車との間の車間距離を検出する車間距離検出手段と、
   前方の道路の勾配を検出する勾配検出手段と、前方の道
   路の屈曲状態を検出する屈曲状態検出手段と、前方の障
   害物を検出する障害物検出手段との中の１つ以上を具え
   るとともに、運転者の運転期待に関する情報としてのア
   クセル操作速度を検出する運転期待情報検出手段と、前
   記外部環境認識手段および運転期待情報検出手段からの
   情報に基づき前記第１重要度決定手段および第２重要度
   決定手段が決定した重要度の少なくとも一方の重要度の
   相対比較に係わる定数を算出する定数算出手段とを具え
   ることを特徴とする請求項２記載の自動車用制御装置。
4. 【請求項４】 前記駆動力制御特性として決定された駆
   動力制御特性の時間的な変化頻度を観測する変化頻度観
   測手段と、該変化頻度に基づき前記相対比較に係わる定
   数を調整する定数調整手段を具えることを特徴とする請
   求項１または２記載の自動車用制御装置。
5. 【請求項５】 道路地図に関する情報を記憶する道路地
   図情報記憶手段と、自車の位置を前記道路地図上に特定
   する自車位置特定手段と、特定された自車位置に対応す
   るデータを記憶するデータ記憶手段と、前記相対比較に
   係わる定数を前記データ記憶手段に格納する定数格納手
   段と、前記特定された自車位置に対応する前記相対比較
   に係わる定数を前記データ記憶手段から抽出する定数抽
   出手段とを具え、抽出された前記相対比較に係わる定数
   に基づき前記駆動力制御特性を決定するようにしたこと
   を特徴とする請求項１または２記載の自動車用制御装
   置。
6. 【請求項６】 前記第１重要度決定手段および第２重要
   度決定手段が決定した重要度の少なくとも一方の重要度
   の妥当性を判断する妥当性判断手段と、当該重要度が妥
   当でないと判断された場合には前記駆動力制御特性を予
   め設定した制御特性に固定する制御特性固定手段とを具
   えることを特徴とする請求項１または２記載の自動車用
   制御装置。