JPH0911929A - 操作フィーリング推定方法およびその装置 - Google Patents

操作フィーリング推定方法およびその装置

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JPH0911929A
JPH0911929A JP18780795A JP18780795A JPH0911929A JP H0911929 A JPH0911929 A JP H0911929A JP 18780795 A JP18780795 A JP 18780795A JP 18780795 A JP18780795 A JP 18780795A JP H0911929 A JPH0911929 A JP H0911929A
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JP
Japan
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index
operation feeling
feeling
driver
sensory evaluation
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JP18780795A
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English (en)
Inventor
Masuji Oshima
満寿治 大嶋
Hiroyuki Yoshida
浩之 吉田
Kazutaka Takei
一剛 武井
Hiroyuki Sato
廣幸 佐藤
Taneichi Kawai
種市 河合
Akira Funabashi
晃 舩橋
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Toyota Central R&D Labs Inc
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Toyota Central R&D Labs Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のブレーキ操作フィーリングを精度良く
推定できるブレーキ操作フィーリング推定方法およびそ
の装置を提供する。 【構成】 車両1に取り付けた加速度センサ、ブレーキ
ペダル3に取り付けた踏力センサとストロークセンサの
信号を制動パターンに従って計測する計測部10と、前
処理を実行し、操作フィーリングと相関の大きい指標を
得る前処理部20と、ニューラルネットワーク(NN)
で構成し、指標を入力信号、ドライバの官能評価結果を
教師信号とし学習アルゴリズムを用いて学習し、計測デ
ータを前処理した指標とドライバの官能評価との関係を
表わすモデルとなし、指標を入力して操作フィーリング
を出力するフィーリング推定部30と、から成り、複数
のブレーキ操作フィーリングを精度良く推定できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のブレーキ操作フ
ィーリング、ステアリング操作フィーリング、アクセル
操作フィーリング等を精度良く推定できる操作フィーリ
ング推定方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば、ブレーキ操作フィーリン
グを推定する方法として、制動試験時の計測データにつ
いて、一般ユーザの主観的評価との相関から決定した重
み係数を用いたブレーキフィーリング指標(FBI)が知
られている(SAEペーパ940331)。このFBI
は、表1に示すように、7項目の計測データに重み係数
を付け、各計測項目について目標値をはずれたとき所定
の減点を行った加算値により算出する。
【0003】
【表1】
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、FBI は、単一
の指標であり、種々の操作フィーリング(効き、ペダル
剛性、コントロール性)を表現できない。また、各計測
項目を独立に扱うため、計測項目の相互作用を考慮でき
ない。さらに、目標値から外れたときの減点量を線形計
算するため、線形領域内でデータの相関は人間の感覚の
非線形性に合わない等により、必要な精度で定量的に操
作フィーリングを推定できない問題がある。
【0005】(目的)本発明の目的は、FBI の問題点を
解決し、複数のブレーキ操作フィーリングを精度良く推
定できるブレーキ操作フィーリング推定装置を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のブレーキ操作フ
ィーリング推定方法は、車両に取り付けた加速度セン
サ、ブレーキペダルに取り付けた踏力センサとストロー
クセンサの信号を計測部により制動パターンに従って計
測し、前処理部により前処理を実行し、操作フィーリン
グと相関の大きい指標を得ると共に、ニューラルネット
ワーク(NN)で構成したフィーリング推定部により指
標を入力信号、ドライバの官能評価結果を教師信号とし
学習アルゴリズムを用いて学習し、計測データを前処理
した指標とドライバの官能評価との関係を表わすモデル
となし、指標を入力して操作フィーリングを出力する構
成である。
【0007】また、本発明のブレーキ操作フィーリング
推定装置は、車両に取り付けた加速度センサ、ブレーキ
ペダルに取り付けた踏力センサとストロークセンサの信
号を制動パターンに従って計測する計測部と、前処理を
実行し、操作フィーリングと相関の大きい指標を得る前
処理部と、ニューラルネットワーク(NN)で構成し、
指標を入力信号、ドライバの官能評価結果を教師信号と
し学習アルゴリズムを用いて学習し、計測データを前処
理した指標とドライバの官能評価との関係を表わすモデ
ルとなし、指標を入力して操作フィーリングを出力する
フィーリング推定部とから成る。
【0008】なお、本発明の操作フィーリング推定方法
およびその装置は、ステアリング操作フィーリング推定
やアクセル操作フィーリング推定等の場合には、計測部
が車両に取り付けた横加速度センサ、舵角センサやアク
セルペダルに取り付けた踏力センサ、ストロークセンサ
を用いることにより、精度良く操作フィーリングを推定
できる。
【0009】
【作用】上記構成からなる本発明のブレーキ操作フィー
リング推定方法およびその装置は、制動試験時の計測デ
ータを前処理し、ドライバの操作フィーリング(効き、
ペダル剛性、コントロール性)の官能評価値と相関の大
きい指標を得る。そして、この指標と官能評価値との関
係をニューラルネットワーク(NN)を用いて学習する
ことにより、計測データから操作フィーリングを推定す
るモデルを作成する。
【0010】詳述すれば、本発明のブレーキ操作フィー
リング推定装置の全体構成を図1に示す。車両1のドラ
イバ2は、図2に示す定められた制動パターンに従って
制動試験を行う。このとき、計測部10は、車両1に取
り付けた加速度センサ、ブレーキペダル3に取り付けた
踏力センサとストロークセンサの信号を計測する。ま
た、ドライバは、種々のブレーキ操作フィーリングを官
能評価する。この制動試験を、多数の車両について行
う。
【0011】前処理部20は、前処理を実行し、操作フ
ィーリングと相関の大きい指標を得る。すなわち、前処
理部20は、CPU5のプログラムとして作成し、図2
(a)の計測データから、マスタシリンダ液圧立ち上がり
時の踏力F0 、ストロークS0 、ヒステリシスFh を指
標として検出する。次に、一定減速時の計測データ図2
(b) から一定減速度に達したときの踏力F11, F12, F
21, F22とストロークS11, S12, S21, S22を指標と
して検出する。最後に、追い込み制動の計測データ図2
(c) は、表2の縦軸の値を計算する。その後、横軸の数
点の指定した値における縦軸の値を求め操作フィーリン
グの指標を得る。
【0012】
【表2】
【0013】フィーリング推定部30は、CPU5のプ
ログラムとして作成したニューラルネットワーク(N
N)で構成し、前処理部で求めたn個の指標を入力信
号、ドライバの官能評価結果を教師信号とし、例えば、
一般に知られている、誤差逆伝搬学習アルゴリズムを用
いて学習する。ニューラルネットワーク(NN)の構成
を図3に示す。この学習によって、NNは、計測データ
を前処理した指標とドライバの官能評価との関係を表わ
すモデルになり、指標を入力すれば、操作フィーリング
を出力する。すなわち、本発明によって作成したフィー
リング推定部は、前処理部によって求めた指標を入力す
れば、操作フィーリングを出力する。すなわち、図4に
示すように、評価したい車両について、制動試験の計測
データから、操作フィーリングを推定(判定)できる。
【0014】
【発明の効果】本発明のブレーキ操作フィーリング推定
方法およびその装置は、複数の操作フィーリングを実現
できる。また、NNの特性から、指標間の相互作用と非
線形性を表現できる。したがって、FBI の問題点を解決
でき、ブレーキ操作フィーリングを精度良く推定でき
る。その結果、官能評価を専門とするドライバを代行す
ることができ、ドライバの疲労や体調に影響されず、操
作フィーリングを精度良く推定できる。また、作成した
NNについて、図5の方法で任意の指標を微小変化させ
たときの操作フィーリングの変化から、操作フィーリン
グに対する指標の寄与率を求めることにより、図6に示
すように、ブレーキ系の操作フィーリングの改善指針を
得ることができる。たとえば、図6の例では、低減速度
のとき踏力とストロークを大きく、中減速度のとき踏力
とストロークを小さくすれば操作フィーリングを改善で
きることがわかる。
【0015】
【実施例】以下、本発明を代表的な実施例に基づき詳細
に説明する。
【0016】[実施例1]本発明の実施例1における前
処理部20は、図1に示すようにCPU5のプログラム
により構成する。制動試験時の制動パターンは図2に示
す。そして、図2(a)に示す制動パターンは、停止時
におけるペダル踏力(踏力)、ペダルストローク(スト
ローク)、マスタシリンダ液圧(液圧)の関係である。
前処理部20は、このときの計測データから、液圧の立
ち上がり時の踏力F0 とストロークS0 、および定めら
れた踏力Fc における踏み込み時と踏み戻し時の踏力の
ヒステリシスFh を求め指標にする。次に、図2(b)
に示す制動パターンは、定められた車速(低速V1 およ
び高速V2)から、定められた一定の低減速度G1 およ
び中減速度G2 の制動である。前処理部20は、このと
きの計測データについて、車速V1 から減速度G1 に達
したときの踏力F11とストロークS11、車速V1 から減
速度G2 に達したときの踏力F12とストロークS12、車
速V2 から減速度G1 に達したときの踏力F21とストロ
ークS21、車速V2 から減速度G2 に達したときの踏力
F22とストロークS22 を求め指標にする。
【0017】図2(c)に示す制動パターンは、定めら
れた車速V3 から、定められた一定の傾きで減速度を増
加させる制動である。前処理部20は、このときの計測
データから表2の縦軸に示す式の値を求める。表2に示
した変数の記号は、G=減速度、F=踏力、S=ストロ
ーク、dG=減速度の微分、dF=踏力の微分、dS=ス
トロークの微分を表わす。次に、式の値を縦軸、対応す
る表2の横軸の変数を横軸にとり、横軸上の数点の定め
られた値における縦軸の値を求めて指標にする。これら
の前処理により、操作フィーリングと相関の大きいn個
の指標を得る。フィーリング推定部30は、CPU5の
プログラムによるニューラルネットワーク(NN)で構
成し、前処理部20によって求めたn個の指標をNNの
入力信号、ドライバの官能評価結果をNNの教師信号と
し、一般に知られている、誤差逆伝搬学習アルゴリズム
を用いて学習する。
【0018】誤差逆伝搬学習アルゴリズムを用いて学習
するNNの構成を図3に示す。NNは、入力層、中間
層、出力層の3層構造を用いる。入力要素数は、指標の
個数nと同一である。出力要素数は、3種類の操作フィ
ーリング(効き、剛性、コントロール性)に対応した3
個である。なお、中間要素数は、3個とした。複数の車
両について、計測データを前処理した指標とドライバの
官能評価との関係を学習することにより、NNは、指標
とドライバの官能評価との関係を表わすモデルになり、
指標を入力すれば、操作フィーリングを出力する。すな
わち、評価したい車両について、制動試験の計測データ
から前処理部によって求めた指標をNNに入力すること
により、操作フィーリングを推定(判定)できる。車両
の操作フィーリングの推定結果を図4に示す。本実施例
1では、3種類の操作フィーリングを表現できる。ま
た、NNの特性から、指標間の相互作用と非線形性を表
現できる。したがって、FBI の問題点を解決でき、ブレ
ーキ操作フィーリングを精度良く推定できる。その結
果、官能評価を専門とするドライバを代行でき、ドライ
バの疲労や体調に影響されず、操作フィーリングを精度
良く推定できる。また、指標を変更したときの操作フィ
ーリングを机上で推定できる。たとえば、低減速度にお
ける踏力をある値にしたとき、その値をNNに入力する
ことにより、操作フィーリングを推定でき、ブレーキ系
の改良の指針を得ることができる。
【0019】[実施例2]前記実施例1で作成したフィ
ーリング推定部30について、n個の指標のうち任意の
1個の指標を微小変化させたときの操作フィーリングの
変化から、操作フィーリングに対する指標の寄与率を求
めることにより、ブレーキ系の操作フィーリングの改善
指針を得る構成を図7に示す。寄与率推定部40は、C
PU5のプログラムとして作成し、図5に示す処理を行
う。すなわち、ステップ1により、学習時の入力データ
としたn個の指標について、それぞれの指標の平均値を
計算する。ステップ2により、n個の指標から寄与率を
求める指標1個を選択する。ステップ3により、寄与率
を求める指標は操作フィーリングを改善したい車両の
値、他の指標はステップ1で求めた平均値をフィーリン
グ推定部30のNNに入力し、操作フィーリングを推定
する。ステップ4により、寄与率を求める指標を微小変
化、たとえば平均値の5%を増加させたときの操作フィ
ーリングを推定する。ステップ5 により、選択した指
標の寄与率を、ステップ4の推定結果−ステップ3の推
定結果として求める。全指標について寄与率の計算を終
了していないときステップ2へ戻る。終了しているとき
寄与率の計算を終了する。
【0020】なお、ステップ3において、寄与率を求め
る指標は操作フィーリングを改善したい車両の値、他の
指標はステップ1で求めた平均値をフィーリング推定部
30のNNに入力したが、全ての指標を操作フィーリン
グを改善したい車両の値としてもよい。このときは、ス
テップ1の処理は必要ない。操作フィーリングを改善し
たい車両について、それぞれの指標の寄与率の計算結果
の例を図6に示す。図6において、寄与率が正のとき、
指標が増加するとフィーリングが良くなることを表わ
す。逆に、寄与率が負のとき、指標が増加するとフィー
リングが悪くなることを表わす。すなわち、正の寄与率
となる指標を増加、負の寄与率となる指標を減少させる
ことにより、フィーリングを改善することができる。た
とえば、図6の例では、低減速度のとき踏力とストロー
クを大きく、中減速度のとき踏力とストロークを小さく
すれば操作フィーリングを改善できることがわかる。
【0021】このように、操作フィーリングへの指標の
寄与率を調べることにより、定量的に評価車両のブレー
キ系を改良する方法を示すことができる。なお、前記実
施例1では、前処理部20で求めたn個の指標全てを用
いたが、本実施例2に示す方法で操作フィーリングへの
指標の寄与率を求め、寄与率の小さい指標を削除するこ
とにより、前処理部20とフィーリング推定部30を簡
略化でき、処理速度の向上とメモリ量の削減を計ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の全体構成を示す構成図
【図2】制動パターンを示す線図
【図3】ニューラルネットワーク(NN)の構成図
【図4】モデルの操作フィーリング推定結果を示す線図
【図5】寄与率の計算のフローを示す線図
【図6】操作フィーリングに対する指標の寄与率の例を
示す線図
【図7】寄与率推定の構成図
【符号の説明】
1 車両 2 ドライバ 3 ブレーキペダル 10 計測部 20 前処理部 30 フィーリング推定部 40 寄与率推定部
フロントページの続き (72)発明者 武井 一剛 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 佐藤 廣幸 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 河合 種市 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 舩橋 晃 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイシ ン精機株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両に取り付けた加速度センサ、ブレー
    キペダルに取り付けた踏力センサとストロークセンサの
    信号を計測部により制動パターンに従って計測し、 前処理部により前処理を実行し、操作フィーリングと相
    関の大きい指標を得ると共に、 ニューラルネットワーク(NN)で構成したフィーリン
    グ推定部により指標を入力信号、ドライバの官能評価結
    果を教師信号とし学習アルゴリズムを用いて学習し、計
    測データを前処理した指標とドライバの官能評価との関
    係を表わすモデルとなし、指標を入力して操作フィーリ
    ングを出力するようにしたことを特徴とするブレーキ操
    作フィーリング推定方法。
  2. 【請求項2】 車両に取り付けた加速度センサ、ブレー
    キペダルに取り付けた踏力センサとストロークセンサの
    信号を制動パターンに従って計測する計測部と、 前処理を実行し、操作フィーリングと相関の大きい指標
    を得る前処理部と、 ニューラルネットワーク(NN)で構成し、指標を入力
    信号、ドライバの官能評価結果を教師信号とし学習アル
    ゴリズムを用いて学習し、計測データを前処理した指標
    とドライバの官能評価との関係を表わすモデルとなし、
    指標を入力して操作フィーリングを出力するフィーリン
    グ推定部と、 から成ることを特徴とするブレーキ操作フィーリング推
    定装置。
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