JPH0747970A - 車輌操舵装置の制御装置及び運転技量推定装置 - Google Patents
車輌操舵装置の制御装置及び運転技量推定装置Info
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- JPH0747970A JPH0747970A JP6144027A JP14402794A JPH0747970A JP H0747970 A JPH0747970 A JP H0747970A JP 6144027 A JP6144027 A JP 6144027A JP 14402794 A JP14402794 A JP 14402794A JP H0747970 A JPH0747970 A JP H0747970A
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- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 運転者の運転技量の影響が大きい車輌の操舵
装置をその運転技量に応じて常に最適制御可能な車輌操
舵装置の制御装置及び運転技量を車輌の走行状態によら
ず常に最適に推定することが可能な運転技量推定装置を
提供する。 【構成】 車輌の走行状態を検出する手段の検出結果に
応じて操舵装置を制御するべく各時点の走行状態に於け
る運転者の運転技量を推定し、その時点の運転技量に応
じて操舵装置に対する制御特性を変化させることによ
り、運転技量の影響が大きい車輌の操舵装置を常に最適
制御可能となる。また、車輌の旋回挙動から該車輌の実
軌跡を求めると共に運転者の操作または車輌の地図上の
走行経路から目標軌跡を求め、実軌跡と目標軌跡との偏
差の積分値を所定時間単位で所定値と比較して運転者の
技量を推定することにより、運転者の運転技量を車輌の
走行状態によらず常に最適に推定することが可能とな
る。
装置をその運転技量に応じて常に最適制御可能な車輌操
舵装置の制御装置及び運転技量を車輌の走行状態によら
ず常に最適に推定することが可能な運転技量推定装置を
提供する。 【構成】 車輌の走行状態を検出する手段の検出結果に
応じて操舵装置を制御するべく各時点の走行状態に於け
る運転者の運転技量を推定し、その時点の運転技量に応
じて操舵装置に対する制御特性を変化させることによ
り、運転技量の影響が大きい車輌の操舵装置を常に最適
制御可能となる。また、車輌の旋回挙動から該車輌の実
軌跡を求めると共に運転者の操作または車輌の地図上の
走行経路から目標軌跡を求め、実軌跡と目標軌跡との偏
差の積分値を所定時間単位で所定値と比較して運転者の
技量を推定することにより、運転者の運転技量を車輌の
走行状態によらず常に最適に推定することが可能とな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車輌の走行状態を検出
する手段の検出結果に応じて操舵装置を制御するための
装置及び車輌の運転中に運転者の技量を推定するための
装置に関するものである。
する手段の検出結果に応じて操舵装置を制御するための
装置及び車輌の運転中に運転者の技量を推定するための
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、車輌の走行安定性やドライバ
ビリティを向上するべく、トラクションコントロールや
４ＷＳなど様々な車輌制御装置の提案がなされている。
このような車輌制御装置は、車輌の運動特性、走行状態
及び運転者の操作に応じてスロットル、ブレーキ、転舵
装置等を最適制御するものであるが、特に実際には習熟
した運転者は車輌の運動特性を把握して運転することが
多く、上記各制御装置により車輌を制御すると、その程
度によっては車輌が運転者の意志に反した挙動をしたよ
うに感じる場合があった。
ビリティを向上するべく、トラクションコントロールや
４ＷＳなど様々な車輌制御装置の提案がなされている。
このような車輌制御装置は、車輌の運動特性、走行状態
及び運転者の操作に応じてスロットル、ブレーキ、転舵
装置等を最適制御するものであるが、特に実際には習熟
した運転者は車輌の運動特性を把握して運転することが
多く、上記各制御装置により車輌を制御すると、その程
度によっては車輌が運転者の意志に反した挙動をしたよ
うに感じる場合があった。
【０００３】そこで、例えば特開平３−２１７３６２号
公報には、左右力差ステアが発生した場合の操舵がどの
程度速やかに行われたかにより運転者の技量を判断し、
左右力差ステアの発生を、運転者の技量が高いと或る程
度許容し、低いと抑制する２段階の制御を行う装置が開
示されている。また、特開平４−３０３００７号公報に
は、横加速度及び車速などから市街地路であるか高速道
路またはカントリー路であるか等の走行路条件を推定
し、上記横加速度、走行路条件及び操舵角などから運転
者の技量を推定し、更にスロットル開度から運転者が急
いでいるか否かを推定し、これらの推定結果に応じて４
ＷＳ等の走行モード（スポーツ、ノーマル）などを選択
し、後の走行のドライバビリティを向上する装置が開示
されている。
公報には、左右力差ステアが発生した場合の操舵がどの
程度速やかに行われたかにより運転者の技量を判断し、
左右力差ステアの発生を、運転者の技量が高いと或る程
度許容し、低いと抑制する２段階の制御を行う装置が開
示されている。また、特開平４−３０３００７号公報に
は、横加速度及び車速などから市街地路であるか高速道
路またはカントリー路であるか等の走行路条件を推定
し、上記横加速度、走行路条件及び操舵角などから運転
者の技量を推定し、更にスロットル開度から運転者が急
いでいるか否かを推定し、これらの推定結果に応じて４
ＷＳ等の走行モード（スポーツ、ノーマル）などを選択
し、後の走行のドライバビリティを向上する装置が開示
されている。
【０００４】しかしながら、上記特開平３−２１７３６
２号公報にあっては、左右力差ステアが発生していない
場合には運転者の運転技量を推定することができないこ
とから、また、同じ運転者であっても車輌の様々な走行
状態により対応する運転技量は異なるにも関わらず、左
右力差発生から修正操舵を行うまでの絶対時間のみから
推定した運転技量を制御に反映させることから、走行中
の各時点での制御が必ずしも最適化されず、車輌の操舵
装置の制御など別の車輌制御装置にこのまま応用するこ
とはできない。
２号公報にあっては、左右力差ステアが発生していない
場合には運転者の運転技量を推定することができないこ
とから、また、同じ運転者であっても車輌の様々な走行
状態により対応する運転技量は異なるにも関わらず、左
右力差発生から修正操舵を行うまでの絶対時間のみから
推定した運転技量を制御に反映させることから、走行中
の各時点での制御が必ずしも最適化されず、車輌の操舵
装置の制御など別の車輌制御装置にこのまま応用するこ
とはできない。
【０００５】上記特開平４−３０３００７号公報にあっ
ても、横加速度、走行路条件及び操舵角などから推定し
た運転技量をフィードフォワードとして制御に反映させ
ることから、走行中の各時点での制御が必ずしも最適化
されず、特に車輌の走行状態が刻々変化し、不測の外乱
が発生し得る操舵装置の制御には適していなかった。
ても、横加速度、走行路条件及び操舵角などから推定し
た運転技量をフィードフォワードとして制御に反映させ
ることから、走行中の各時点での制御が必ずしも最適化
されず、特に車輌の走行状態が刻々変化し、不測の外乱
が発生し得る操舵装置の制御には適していなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記したよう
な従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その主
な目的は、運転者の運転技量の影響が大きい車輌の操舵
装置をその運転技量に応じて常に最適制御可能な車輌操
舵装置の制御装置及び運転者の運転技量を車輌の走行状
態によらず常に最適に推定することが可能な運転技量推
定装置を提供することにある。
な従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その主
な目的は、運転者の運転技量の影響が大きい車輌の操舵
装置をその運転技量に応じて常に最適制御可能な車輌操
舵装置の制御装置及び運転者の運転技量を車輌の走行状
態によらず常に最適に推定することが可能な運転技量推
定装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した目的は本発明に
よれば、車輌の走行状態を検出する手段の検出結果に応
じて前記車輌の操舵装置をフィードバック制御するため
の車輌操舵装置の制御装置であって、各時点の車輌の走
行状態に於ける運転者の運転技量を推定する運転技量推
定装置を有し、前記運転技量推定手段により走行中の各
時点で推定された運転者の運転技量に応じて操舵装置に
対する制御特性を変化させることを特徴とする車輌操舵
装置の制御装置及び車輌の運転中に運転者の技量を推定
する運転技量推定装置であって、前記車輌の旋回挙動か
ら該車輌の実軌跡を求める手段と、運転者の操作、また
は該車輌の地図上の位置を検出する手段により求められ
た該車輌の地図上の走行経路から目標軌跡を求める手段
と、前記実軌跡と基準軌跡との偏差の積分値を所定時間
単位で所定値と比較することにより運転者の技量を推定
する手段とを有することを特徴とする運転技量推定装置
を提供することにより達成される。
よれば、車輌の走行状態を検出する手段の検出結果に応
じて前記車輌の操舵装置をフィードバック制御するため
の車輌操舵装置の制御装置であって、各時点の車輌の走
行状態に於ける運転者の運転技量を推定する運転技量推
定装置を有し、前記運転技量推定手段により走行中の各
時点で推定された運転者の運転技量に応じて操舵装置に
対する制御特性を変化させることを特徴とする車輌操舵
装置の制御装置及び車輌の運転中に運転者の技量を推定
する運転技量推定装置であって、前記車輌の旋回挙動か
ら該車輌の実軌跡を求める手段と、運転者の操作、また
は該車輌の地図上の位置を検出する手段により求められ
た該車輌の地図上の走行経路から目標軌跡を求める手段
と、前記実軌跡と基準軌跡との偏差の積分値を所定時間
単位で所定値と比較することにより運転者の技量を推定
する手段とを有することを特徴とする運転技量推定装置
を提供することにより達成される。
【０００８】
【作用】このようにすれば、車輌の様々な走行状態に於
ける運転者の運転技量を常に最適に推定し、車輌操舵装
置をその運転技量に応じて常に最適制御することができ
る。
ける運転者の運転技量を常に最適に推定し、車輌操舵装
置をその運転技量に応じて常に最適制御することができ
る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。
いて詳しく説明する。
【００１０】図１は、本発明が適用された第１の実施例
を示す電動パワーステアリング装置のアクティブ反力発
生装置の構成図である。図に於ける想像線に囲まれる部
分がアクティブ反力発生装置として機能する。
を示す電動パワーステアリング装置のアクティブ反力発
生装置の構成図である。図に於ける想像線に囲まれる部
分がアクティブ反力発生装置として機能する。
【００１１】ハンドル１はステアリングシャフト２を介
してラックピニオン式操舵装置３に接続されている。操
舵装置３には操舵力を補助するべく電動機を用いたパワ
ーアシスト装置４が設けられている。このパワーアシス
ト装置４はＥＣＵ５により制御されるようになってい
る。また、ＥＣＵ５には車速センサ７と、車輌のヨーレ
ートを検出するためのヨートレートセンサ８と、車輌の
横加速度を検出するための横加速度センサ９と、操舵
角、操舵角速度及び操舵角加速度を検出するためのロー
タリーエンコーダからなるステアリングセンサ１０と、
ステアリングシャフト２に生じるトルクを検出するため
のトルクセンサ１１とが接続されると共に運転者の運転
技量を推定して５段階評価し、出力する運転技量推定装
置１３が接続されている。
してラックピニオン式操舵装置３に接続されている。操
舵装置３には操舵力を補助するべく電動機を用いたパワ
ーアシスト装置４が設けられている。このパワーアシス
ト装置４はＥＣＵ５により制御されるようになってい
る。また、ＥＣＵ５には車速センサ７と、車輌のヨーレ
ートを検出するためのヨートレートセンサ８と、車輌の
横加速度を検出するための横加速度センサ９と、操舵
角、操舵角速度及び操舵角加速度を検出するためのロー
タリーエンコーダからなるステアリングセンサ１０と、
ステアリングシャフト２に生じるトルクを検出するため
のトルクセンサ１１とが接続されると共に運転者の運転
技量を推定して５段階評価し、出力する運転技量推定装
置１３が接続されている。
【００１２】図２に示すように、運転技量推定装置１３
の内部には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入力部及び出力部が付設
されたＣＰＵが設けられている。また、この入力部に
は、上記車速センサ７と、ステアリングセンサ１０と、
ブレーキペダルの踏量、踏込速度及び踏力を検出するた
めのブレーキペダル踏量センサ１５と、スロットルペダ
ルの踏量及び踏込速度を検出するためのスロットルペダ
ル踏量センサ１６と、上記ヨーレートセンサ８と、後記
する路面状態としてのμを推定するための路面μ推定装
置１８とが接続され、各センサの検出値及びμの推定結
果が運転技量推定装置１３のＣＰＵに入力されるように
なっている。
の内部には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入力部及び出力部が付設
されたＣＰＵが設けられている。また、この入力部に
は、上記車速センサ７と、ステアリングセンサ１０と、
ブレーキペダルの踏量、踏込速度及び踏力を検出するた
めのブレーキペダル踏量センサ１５と、スロットルペダ
ルの踏量及び踏込速度を検出するためのスロットルペダ
ル踏量センサ１６と、上記ヨーレートセンサ８と、後記
する路面状態としてのμを推定するための路面μ推定装
置１８とが接続され、各センサの検出値及びμの推定結
果が運転技量推定装置１３のＣＰＵに入力されるように
なっている。
【００１３】実際に運転者の運転技量を推定するには図
３に示すようなニューラルネットワークを用い、各セン
サの検出値及びμの推定結果から運転技量を５段階評価
するようになる。このとき、ニューラルネットワークを
学習させることにより、様々な場合に於ける運転技量の
最適な判断が可能となる。
３に示すようなニューラルネットワークを用い、各セン
サの検出値及びμの推定結果から運転技量を５段階評価
するようになる。このとき、ニューラルネットワークを
学習させることにより、様々な場合に於ける運転技量の
最適な判断が可能となる。
【００１４】運転技量を推定する手順を、図４のフロー
チャートに沿って具体的に説明する。まず、ステップ
１、ステップ２にて各時点の実ヨーレートから、下式に
基づく各点を求め、それらからスプライン曲線を描いて
そのＲを求め、その値から図５のグラフに破線に示す実
軌跡を求める。
チャートに沿って具体的に説明する。まず、ステップ
１、ステップ２にて各時点の実ヨーレートから、下式に
基づく各点を求め、それらからスプライン曲線を描いて
そのＲを求め、その値から図５のグラフに破線に示す実
軌跡を求める。
【００１５】
【数１】Ｘi+1＝Ｖ・δｔ・ｃｏｓθn＋Ｘi Ｙi+1＝Ｖ・δｔ・ｓｉｎθn＋Ｙi
【００１６】ここで、Ｘi及びＹiはｉ点に於ける車輌の
位置、δｔは経過時間、Ｖは車速を示す。
位置、δｔは経過時間、Ｖは車速を示す。
【００１７】同時にステップ３、ステップ４にて各時点
の操舵角、操舵角速度及び操舵角加速度、車速、ブレー
キペダルの踏量、踏込速度及び踏力、スロットルペダル
の踏量及び踏込速度、μの推定結果から、下式に基づき
図５に実線に示す目標軌跡を求める。
の操舵角、操舵角速度及び操舵角加速度、車速、ブレー
キペダルの踏量、踏込速度及び踏力、スロットルペダル
の踏量及び踏込速度、μの推定結果から、下式に基づき
図５に実線に示す目標軌跡を求める。
【００１８】
【数２】γ＝θf・Ｖ／（（１＋Ａ・Ｖ2）・Ｌ） Ａ＝（−Ｍ／２Ｌ2）・（Ｌｆ・Ｋｆ−Ｌｒ・Ｋｒ）／
Ｋｆ・Ｋｒ
Ｋｆ・Ｋｒ
【００１９】ここで、γはヨーレート、θfは前輪の舵
角、Ｌはホイールベース長、Ｌｆは車輌の重心から前輪
までの距離、Ｌｒは車輌の重心から後輪までの距離、Ｋ
ｆは前輪のコーナリングパワー、Ｋｒは後輪のコーナリ
ングパワー、Ｍは車輌の慣性モーメントであり、Ｋｆ、
Ｋｒはμの推定結果により可変とする。
角、Ｌはホイールベース長、Ｌｆは車輌の重心から前輪
までの距離、Ｌｒは車輌の重心から後輪までの距離、Ｋ
ｆは前輪のコーナリングパワー、Ｋｒは後輪のコーナリ
ングパワー、Ｍは車輌の慣性モーメントであり、Ｋｆ、
Ｋｒはμの推定結果により可変とする。
【００２０】次に、運転技量の高い運転者は実軌跡と目
標軌跡の差が小さいことから、ステップ２及びステップ
４からステップ５に進み、求められた実軌跡と目標軌跡
との差を縦軸、時間ｔを横軸として所定時間の積分値δ
を求める。そして、ステップ６〜ステップ９にて運転技
量を「上手」、「やや上手」、「普通」、「やや下
手」、「下手」の５段階に評価して出力する。
標軌跡の差が小さいことから、ステップ２及びステップ
４からステップ５に進み、求められた実軌跡と目標軌跡
との差を縦軸、時間ｔを横軸として所定時間の積分値δ
を求める。そして、ステップ６〜ステップ９にて運転技
量を「上手」、「やや上手」、「普通」、「やや下
手」、「下手」の５段階に評価して出力する。
【００２１】尚、本実施例では操舵角、操舵角速度及び
操舵角加速度、車速、ブレーキペダルの踏量、踏込速度
及び踏力、スロットルペダルの踏量及び踏込速度、μの
推定結果から目標軌跡を求めたが、図２に符号１９で示
すように、車輌の地図上の位置を検出する所謂ナビゲー
ションシステムにより求められた車輌の地図上の走行経
路から目標軌跡を求めても良い。
操舵角加速度、車速、ブレーキペダルの踏量、踏込速度
及び踏力、スロットルペダルの踏量及び踏込速度、μの
推定結果から目標軌跡を求めたが、図２に符号１９で示
すように、車輌の地図上の位置を検出する所謂ナビゲー
ションシステムにより求められた車輌の地図上の走行経
路から目標軌跡を求めても良い。
【００２２】一方、図６に示すように、路面μ推定装置
１８の内部には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入力部及び出力部が
付設されたＣＰＵが設けられている。また、この入力部
には、上記車速センサ７と、ロードノイズセンサ２０と
が接続され、各センサの検出値が路面μ推定装置１８の
ＣＰＵに入力されるようになっている。
１８の内部には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入力部及び出力部が
付設されたＣＰＵが設けられている。また、この入力部
には、上記車速センサ７と、ロードノイズセンサ２０と
が接続され、各センサの検出値が路面μ推定装置１８の
ＣＰＵに入力されるようになっている。
【００２３】実際に路面μを推定するにはニューラルネ
ットワークを用い、各センサの検出値及びμの推定結果
から運転技量を５段階評価するようになる。このμを推
定する手順を、図７のフローチャートに沿って具体的に
説明すると、まず、ステップ１１、ステップ１２にて車
速及び音圧信号を入力し、ステップ１３、ステップ１４
にてニューラルネットワークにより路面状態を「ドラ
イ」、「ウェット」、「スノー」、「パウダースノ
ー」、「アイス」の５段階に評価して出力する。
ットワークを用い、各センサの検出値及びμの推定結果
から運転技量を５段階評価するようになる。このμを推
定する手順を、図７のフローチャートに沿って具体的に
説明すると、まず、ステップ１１、ステップ１２にて車
速及び音圧信号を入力し、ステップ１３、ステップ１４
にてニューラルネットワークにより路面状態を「ドラ
イ」、「ウェット」、「スノー」、「パウダースノ
ー」、「アイス」の５段階に評価して出力する。
【００２４】ＥＣＵ５では、図示されないパワーアシス
ト制御に加えて図８のフローチャートに従い運転者に対
する反力を発生させる。パワーアシスト制御により低速
時に於ける過剰な操作力を抑えて軽快な取廻し性を確保
しつつ、ヨーレートフィードバック制御で車輌の旋回挙
動を抑制する反力を発生させて車輌の安定性を高めるこ
とができる。即ち、まずステップ２１にて車速、転舵負
荷（ラック負荷を返したハンドルトルク）、ヨーレート
等を入力し、ステップ２２にて上記した運転技量の推定
を行い、ステップ２３にてヨーレート及び運転技量に応
じてパワーアシスト装置２４を制御してハンドルトルク
値を設定する。
ト制御に加えて図８のフローチャートに従い運転者に対
する反力を発生させる。パワーアシスト制御により低速
時に於ける過剰な操作力を抑えて軽快な取廻し性を確保
しつつ、ヨーレートフィードバック制御で車輌の旋回挙
動を抑制する反力を発生させて車輌の安定性を高めるこ
とができる。即ち、まずステップ２１にて車速、転舵負
荷（ラック負荷を返したハンドルトルク）、ヨーレート
等を入力し、ステップ２２にて上記した運転技量の推定
を行い、ステップ２３にてヨーレート及び運転技量に応
じてパワーアシスト装置２４を制御してハンドルトルク
値を設定する。
【００２５】このとき、図８のステップ２３の横に描い
たグラフに示すように運転技量の高い運転者にはヨーレ
ートに応じたハンドルトルクを抑える方向に、即ちゲイ
ンを低く、運転技量の低い運転者にはヨーレートに応じ
たハンドルトルクを高める方向に即ちゲインを高く設定
する。こうすることにより、運転技量の高い運転者には
路面からの情報がよりダイレクトに伝えられ、運転者が
積極的に車輌旋回挙動を制御できることになり操作性が
向上し、運転技量の低い運転者には常に充分に車輌旋回
挙動を安定化できるだけの運転者に操舵を促す反力を発
生させることができる。
たグラフに示すように運転技量の高い運転者にはヨーレ
ートに応じたハンドルトルクを抑える方向に、即ちゲイ
ンを低く、運転技量の低い運転者にはヨーレートに応じ
たハンドルトルクを高める方向に即ちゲインを高く設定
する。こうすることにより、運転技量の高い運転者には
路面からの情報がよりダイレクトに伝えられ、運転者が
積極的に車輌旋回挙動を制御できることになり操作性が
向上し、運転技量の低い運転者には常に充分に車輌旋回
挙動を安定化できるだけの運転者に操舵を促す反力を発
生させることができる。
【００２６】次に、図８のステップ２４にてその横に描
いたグラフに示すように予めプログラムされた転舵負荷
特性値Ｔｋｖを操舵角θh及び車速から設定する。そし
て、ステップ２５にて、ステップ２３で設定したハンド
ルトルク値とＴｋｖとを比較してハンドルトルク値がＴ
ｋｖよりも大きければステップ２６に進みハンドルトル
クを低減（パワーアシスト）し、ハンドルトルク値がＴ
ｋｖ以下であればそのままステップ２１に戻り上記各ス
テップを繰り返す。
いたグラフに示すように予めプログラムされた転舵負荷
特性値Ｔｋｖを操舵角θh及び車速から設定する。そし
て、ステップ２５にて、ステップ２３で設定したハンド
ルトルク値とＴｋｖとを比較してハンドルトルク値がＴ
ｋｖよりも大きければステップ２６に進みハンドルトル
クを低減（パワーアシスト）し、ハンドルトルク値がＴ
ｋｖ以下であればそのままステップ２１に戻り上記各ス
テップを繰り返す。
【００２７】図９は、本発明が適用された第２の実施例
を示すアクティブ４ＷＳ装置の構成ブロック図である。
を示すアクティブ４ＷＳ装置の構成ブロック図である。
【００２８】ハンドル２１が一端に固着されたステアリ
ングシャフト２２は、前輪転舵装置２３の転舵ロッド２
４と機械的に連結されている。この転舵ロッド２４の両
端は左右前輪２５を支持する各ナックルアームにタイロ
ッドを介してそれぞれ連結されている。
ングシャフト２２は、前輪転舵装置２３の転舵ロッド２
４と機械的に連結されている。この転舵ロッド２４の両
端は左右前輪２５を支持する各ナックルアームにタイロ
ッドを介してそれぞれ連結されている。
【００２９】一方、車輌の後部に配置された後輪転舵装
置２６は、車幅方向に延在する転舵ロッド２７を、電動
モータ２８で駆動するようになっている。この転舵ロッ
ド２７の両端は、前輪側と同様に、左右後輪２９を支持
するナックルアームにタイロッドを介してそれぞれ連結
されている。
置２６は、車幅方向に延在する転舵ロッド２７を、電動
モータ２８で駆動するようになっている。この転舵ロッ
ド２７の両端は、前輪側と同様に、左右後輪２９を支持
するナックルアームにタイロッドを介してそれぞれ連結
されている。
【００３０】両転舵装置２３、２６には、各転舵ロッド
２４、２７の位置を検知して各車輪２５・２９の転舵量
を測定するために転舵角センサ３０、３１が装着されて
いる。また、ステアリングシャフト２２には、ハンドル
２１の操舵量を検知するための操舵角センサ３２が取り
付けられている。これに加えて、各車輪２５・２９に
は、それぞれ車速センサ３３が設けられ、車体の適所に
は、横加速度センサ３４並びにヨーレイトセンサ３５が
設けられている。これらの各センサ３０〜３５は、電動
モータ２６を駆動制御するＥＣＵ３６に電気的に接続さ
れている。また、ＥＣＵ３６には第１の実施例と同様な
運転技量推定装置３８も接続されている。
２４、２７の位置を検知して各車輪２５・２９の転舵量
を測定するために転舵角センサ３０、３１が装着されて
いる。また、ステアリングシャフト２２には、ハンドル
２１の操舵量を検知するための操舵角センサ３２が取り
付けられている。これに加えて、各車輪２５・２９に
は、それぞれ車速センサ３３が設けられ、車体の適所に
は、横加速度センサ３４並びにヨーレイトセンサ３５が
設けられている。これらの各センサ３０〜３５は、電動
モータ２６を駆動制御するＥＣＵ３６に電気的に接続さ
れている。また、ＥＣＵ３６には第１の実施例と同様な
運転技量推定装置３８も接続されている。
【００３１】本装置に於ては、ハンドル２１を運転者が
操舵すると、前輪転舵装置２３の転舵ロッド２４が機械
的に駆動されて前輪２５が転舵される。これと同時に、
ハンドル２１の操舵量及び転舵ロッド２４の移動量が、
各センサ３０、３２を介してＥＣＵ３６にそれぞれ入力
される。そしてこれら前輪転舵角、別途入力された車
速、ヨーレイト及び運転者の運転技量推定値に基づいて
ＥＣＵ３６が後輪２９の最適転舵量を決定し、電動モー
タ２６を駆動するようになっている。
操舵すると、前輪転舵装置２３の転舵ロッド２４が機械
的に駆動されて前輪２５が転舵される。これと同時に、
ハンドル２１の操舵量及び転舵ロッド２４の移動量が、
各センサ３０、３２を介してＥＣＵ３６にそれぞれ入力
される。そしてこれら前輪転舵角、別途入力された車
速、ヨーレイト及び運転者の運転技量推定値に基づいて
ＥＣＵ３６が後輪２９の最適転舵量を決定し、電動モー
タ２６を駆動するようになっている。
【００３２】図１０は、このアクティブ４ＷＳ装置の制
御ブロック図であり、図１１はその制御手順を示すフロ
ーチャートである。
御ブロック図であり、図１１はその制御手順を示すフロ
ーチャートである。
【００３３】まず、ステップ３１にてＥＣＵ３６に車
速、操舵角等を入力し、ステップ３２にて第１の実施例
と同様な運転技量の推定を行い、ステップ３３にて運転
者の運転技量推定値入力値に応じたヨーレートの規範モ
デルを図１１のステップ３３の横に描いたグラフから求
め、ステップ３４に進み、実際のヨーレートと規範モデ
ルとの偏差を求め、これがあった場合（若しくはこの偏
差が所定の閾値を超えていた場合）、ステップ３５から
ステップ３６に進み、この偏差を運転者の運転技量推定
値に応じて打ち消す側に後輪２９の最適転舵量を決定
し、電動モータ２６を駆動する。
速、操舵角等を入力し、ステップ３２にて第１の実施例
と同様な運転技量の推定を行い、ステップ３３にて運転
者の運転技量推定値入力値に応じたヨーレートの規範モ
デルを図１１のステップ３３の横に描いたグラフから求
め、ステップ３４に進み、実際のヨーレートと規範モデ
ルとの偏差を求め、これがあった場合（若しくはこの偏
差が所定の閾値を超えていた場合）、ステップ３５から
ステップ３６に進み、この偏差を運転者の運転技量推定
値に応じて打ち消す側に後輪２９の最適転舵量を決定
し、電動モータ２６を駆動する。
【００３４】このとき、運転技量の高い運転者には上記
偏差に応じた後輪２９の転舵量を抑える方向に、運転技
量の低い運転者には上記偏差に応じた後輪２９の転舵量
を高める方向に設定する。こうすることにより、運転技
量の高い運転者の場合、車輌の旋回挙動を運転者が認識
しているので、ヨーレートによる後輪の転舵角の修正を
抑えることで、車輌の旋回挙動が変化するのを抑え、車
輌の旋回挙動の把握を容易にして操作性を向上し、運転
者の意志と車輌の運動特性とが一致して操作性が向上
し、運転技量の低い運転者には常にヨーレートによる後
輪の転舵が行われて充分に車輌の旋回挙動を安定化する
ことが可能となる。
偏差に応じた後輪２９の転舵量を抑える方向に、運転技
量の低い運転者には上記偏差に応じた後輪２９の転舵量
を高める方向に設定する。こうすることにより、運転技
量の高い運転者の場合、車輌の旋回挙動を運転者が認識
しているので、ヨーレートによる後輪の転舵角の修正を
抑えることで、車輌の旋回挙動が変化するのを抑え、車
輌の旋回挙動の把握を容易にして操作性を向上し、運転
者の意志と車輌の運動特性とが一致して操作性が向上
し、運転技量の低い運転者には常にヨーレートによる後
輪の転舵が行われて充分に車輌の旋回挙動を安定化する
ことが可能となる。
【００３５】図１２は、本発明が適用された第３の実施
例を示すセミアクティブ操舵装置の制御ブロック図であ
り、図１３はその制御手順を示すフローチャートであ
る。この操舵装置の機械的な構成は図示しないが、ハン
ドルと操舵輪とが通常は機械的に連結されておらず、ハ
ンドル操舵角、車速、ヨーレート等に応じてＥＣＵによ
り制御され、操舵輪をアクチュエータをもって駆動する
ものである。また、本実施例では前後輪とも転舵させる
構成のものについて説明する。
例を示すセミアクティブ操舵装置の制御ブロック図であ
り、図１３はその制御手順を示すフローチャートであ
る。この操舵装置の機械的な構成は図示しないが、ハン
ドルと操舵輪とが通常は機械的に連結されておらず、ハ
ンドル操舵角、車速、ヨーレート等に応じてＥＣＵによ
り制御され、操舵輪をアクチュエータをもって駆動する
ものである。また、本実施例では前後輪とも転舵させる
構成のものについて説明する。
【００３６】本装置に於ては、ハンドルを運転者が操舵
すると、ハンドルの操舵量、現在の各車輪の転舵量、別
途入力された車速、ヨーレイト及び運転者の運転技量推
定値に基づいてＥＣＵが前輪の最適転舵量を決定し、図
示されない電動モータを駆動するようになっている。こ
れと同時にハンドルの操舵量、車速に基づいて後輪の最
適転舵量を決定し、図示されない電動モータを駆動する
ようになっている。
すると、ハンドルの操舵量、現在の各車輪の転舵量、別
途入力された車速、ヨーレイト及び運転者の運転技量推
定値に基づいてＥＣＵが前輪の最適転舵量を決定し、図
示されない電動モータを駆動するようになっている。こ
れと同時にハンドルの操舵量、車速に基づいて後輪の最
適転舵量を決定し、図示されない電動モータを駆動する
ようになっている。
【００３７】実際には、まず、ステップ４１にてＥＣＵ
に車速、操舵角等を入力し、ステップ４２にて第１及び
第２の実施例と同様な運転技量の推定を行い、ステップ
４３にて運転者の運転技量推定値入力値に応じたヨーレ
ートの規範モデルを第２の実施例と同様に求め、ステッ
プ４４に進み、実際のヨーレートと規範モデルとの偏差
を求め、これがあった場合（若しくはこの偏差が所定の
閾値を超えていた場合）、ステップ４５からステップ４
６に進み、この偏差を運転者の運転技量推定値に応じて
打ち消す側に前輪の最適転舵量を決定し、実際に転舵さ
せる。
に車速、操舵角等を入力し、ステップ４２にて第１及び
第２の実施例と同様な運転技量の推定を行い、ステップ
４３にて運転者の運転技量推定値入力値に応じたヨーレ
ートの規範モデルを第２の実施例と同様に求め、ステッ
プ４４に進み、実際のヨーレートと規範モデルとの偏差
を求め、これがあった場合（若しくはこの偏差が所定の
閾値を超えていた場合）、ステップ４５からステップ４
６に進み、この偏差を運転者の運転技量推定値に応じて
打ち消す側に前輪の最適転舵量を決定し、実際に転舵さ
せる。
【００３８】また、ステップ４１にて入力された車速、
操舵角等から後輪の転舵パターンをプログラムし（ステ
ップ４７）、実際に転舵させる（ステップ４８）。
操舵角等から後輪の転舵パターンをプログラムし（ステ
ップ４７）、実際に転舵させる（ステップ４８）。
【００３９】このとき、運転技量の高い運転者には上記
偏差に応じた前輪の転舵（アクチュエータへの制御）の
ゲインを高め、即ち応答性を高め、運転技量の低い運転
者には上記偏差に応じた前輪の転舵のゲインを低くす
る。こうすることにより、運転技量の高い運転者の場
合、運転者の意志と車輌の旋回挙動とが一致した例えば
スポーツ走行的な操舵が容易に可能となり、運転技量の
低い運転者にはあまり過敏でない車輌の運動特性となり
疲労が軽減化される。
偏差に応じた前輪の転舵（アクチュエータへの制御）の
ゲインを高め、即ち応答性を高め、運転技量の低い運転
者には上記偏差に応じた前輪の転舵のゲインを低くす
る。こうすることにより、運転技量の高い運転者の場
合、運転者の意志と車輌の旋回挙動とが一致した例えば
スポーツ走行的な操舵が容易に可能となり、運転技量の
低い運転者にはあまり過敏でない車輌の運動特性となり
疲労が軽減化される。
【００４０】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明による車輌操舵装置の制御装置及び運転技量推定装置
によれば、車輌の走行状態を検出する手段の検出結果に
応じて操舵装置をフィードバック制御するべく各時点の
車輌の走行状態に於ける運転者の運転技量を推定する運
転技量推定装置により推定された各時点の運転者の運転
技量に応じて操舵装置に対する制御特性を変化させるこ
とにより、運転者の運転技量の影響が大きい車輌の操舵
装置をその運転技量に応じて常に最適制御することが可
能となって、例えば長時間走行時に於ける疲労による運
転技量の変化や、路面状況に対する運転技量の変化を確
実に捕らえて、運転者の意志を優先した操舵特性から運
転者を補助する操舵特性の運転技量に見合った制御が可
能となる。また、車輌の旋回挙動から該車輌の実軌跡を
求めると共に、運転者の操作または車輌の地図上の走行
経路から目標軌跡を求め、実軌跡と目標軌跡との偏差の
積分値を所定時間単位で所定値と比較することにより運
転者の技量を推定することにより、運転者の運転技量を
車輌の走行状態によらず常に最適に推定することが可能
となる。
明による車輌操舵装置の制御装置及び運転技量推定装置
によれば、車輌の走行状態を検出する手段の検出結果に
応じて操舵装置をフィードバック制御するべく各時点の
車輌の走行状態に於ける運転者の運転技量を推定する運
転技量推定装置により推定された各時点の運転者の運転
技量に応じて操舵装置に対する制御特性を変化させるこ
とにより、運転者の運転技量の影響が大きい車輌の操舵
装置をその運転技量に応じて常に最適制御することが可
能となって、例えば長時間走行時に於ける疲労による運
転技量の変化や、路面状況に対する運転技量の変化を確
実に捕らえて、運転者の意志を優先した操舵特性から運
転者を補助する操舵特性の運転技量に見合った制御が可
能となる。また、車輌の旋回挙動から該車輌の実軌跡を
求めると共に、運転者の操作または車輌の地図上の走行
経路から目標軌跡を求め、実軌跡と目標軌跡との偏差の
積分値を所定時間単位で所定値と比較することにより運
転者の技量を推定することにより、運転者の運転技量を
車輌の走行状態によらず常に最適に推定することが可能
となる。
【図１】本発明が適用された第１の実施例を示す電動パ
ワーステアリング装置のアクティブ反力発生装置の構成
図である。
ワーステアリング装置のアクティブ反力発生装置の構成
図である。
【図２】運転技量推定装置の構成ブロック図である。
【図３】運転技量を推定するアルゴリズムを説明する図
である。
である。
【図４】運転技量を実際に推定する手順を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図５】車輌の実軌跡と目標軌跡との差を示すグラフで
ある。
ある。
【図６】路面μ推定装置の構成ブロック図である。
【図７】路面μを実際に推定する手順を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図８】運転者に対する反力を発生させる手順を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図９】本発明が適用された第２の実施例を示すアクテ
ィブ４ＷＳ装置の構成図である。
ィブ４ＷＳ装置の構成図である。
【図１０】図９のアクティブ４ＷＳ装置の制御ブロック
図である。
図である。
【図１１】図９のアクティブ４ＷＳ装置の制御手順を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図１２】本発明が適用された第３の実施例を示すセミ
アクティブ操舵装置の制御ブロック図である。
アクティブ操舵装置の制御ブロック図である。
【図１３】セミアクティブ操舵装置の制御手順を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
１ ハンドル ２ ステアリングシャフト ３ 操舵装置 ４ パワーアシスト装置 ５ ＥＣＵ ７ 車速センサ ８ ヨートレートセンサ ９ 横加速度センサ １０ ステアリングセンサ １１ トルクセンサ １３ 運転技量推定装置 １５ ブレーキペダル踏量センサ １６ スロットルペダル踏量センサ １８ 路面μ推定装置 １９ ナビゲーションデータ供給装置 ２０ ロードノイズセンサ ２１ ハンドル ２２ ステアリングシャフト ２３ 前輪転舵装置 ２４ 転舵ロッド ２５ 左右前輪 ２６ 後輪転舵装置 ２７ 転舵ロッド ２８ 電動モータ ２９ 左右後輪 ３０、３１ 転舵角センサ ３２ 操舵角センサ ３３ 車速センサ ３４ 横加速度センサ ３５ ヨーレイトセンサ ３６ ＥＣＵ ３８ 運転技量推定装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 119:00 137:00
Claims (7)
- 【請求項１】 車輌の走行状態を検出する手段の検出
結果に応じて前記車輌の操舵装置をフィードバック制御
するための車輌操舵装置の制御装置であって、 各時点の車輌の走行状態に於ける運転者の運転技量を推
定する運転技量推定装置を有し、 前記運転技量推定手段により走行中の各時点で推定され
た運転者の運転技量に応じて操舵装置に対する制御特性
を変化させることを特徴とする車輌操舵装置の制御装
置。 - 【請求項２】 前記車輌の走行状態検出手段が前記車
輌の旋回挙動を検出する手段を有し、 前記車輌の旋回挙動に基づく前記操舵装置に対する寄与
を運転者の運転技量が高いほど少なく、かつ技量が低い
ほど多くすることを特徴とする請求項１に記載の車輌操
舵装置の制御装置。 - 【請求項３】 前記操舵装置が、運転者の操舵情報を
検出して該情報及び前記車輌の走行状態に応じてアクチ
ュエータにより車輪の転舵角を制御する機構を有し、 前記アクチュエータの動作応答性を、運転者の技量が高
いほど高く、かつ技量が低いほど低くすることを特徴と
する請求項１若しくは請求項２に記載の車輌操舵装置の
制御装置。 - 【請求項４】 車輌の運転中に運転者の技量を推定す
る運転技量推定装置であって、 前記車輌の旋回挙動から該車輌の実軌跡を求める手段
と、運転者の操作から目標軌跡を求める手段と、 前記実軌跡と基準軌跡との偏差の積分値を所定時間単位
で所定値と比較することにより運転者の技量を推定する
手段とを有することを特徴とする運転技量推定装置。 - 【請求項５】 車輌の運転中に運転者の技量を推定す
る運転技量推定装置であって、 前記車輌の旋回挙動から該車輌の実軌跡を求める手段
と、該車輌の地図上の位置を検出する手段により求めら
れた該車輌の地図上の走行経路から目標軌跡を求める手
段と、 前記実軌跡と基準軌跡との偏差の積分値を所定時間単位
で所定値と比較することにより運転者の技量を推定する
手段とを有することを特徴とする運転技量推定装置。 - 【請求項６】 前記推定手段がニューラルネットワー
クから構成され、運転者の技量を、多段階に分割された
最高段階から最低段階までの間のいずれかの段階として
推定することを特徴とする請求項４若しくは請求項５に
記載の運転技量推定装置 - 【請求項７】 前記車輌の走行路面の状況を推定する
手段を更に有し、 前記実軌跡と基準軌跡とを所定時間単位で比較する際に
路面状況推定手段により推定された路面状況による補正
を行うことを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれ
かに記載の運転技量推定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14402794A JP3516986B2 (ja) | 1993-06-02 | 1994-06-01 | 運転技量推定装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15452393 | 1993-06-02 | ||
| JP5-154523 | 1993-06-02 | ||
| JP14402794A JP3516986B2 (ja) | 1993-06-02 | 1994-06-01 | 運転技量推定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0747970A true JPH0747970A (ja) | 1995-02-21 |
| JP3516986B2 JP3516986B2 (ja) | 2004-04-05 |
Family
ID=26475576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14402794A Expired - Fee Related JP3516986B2 (ja) | 1993-06-02 | 1994-06-01 | 運転技量推定装置 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3516986B2 (ja) |
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| JP2008273465A (ja) * | 2007-05-07 | 2008-11-13 | Nissan Motor Co Ltd | 運転技量判定装置、可変操舵装置、自動車及び運転技量判定方法 |
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-
1994
- 1994-06-01 JP JP14402794A patent/JP3516986B2/ja not_active Expired - Fee Related
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