JPWO2011077638A1 - ライダー特性判定装置およびそれを備えた鞍乗り型車両 - Google Patents

Abstract

鞍乗り型車両を操縦するライダーの特性を判定することができるライダー特定判定装置およびそれを備えた鞍乗り型車両を提供する。ライダーの特性を、ライダーが鞍乗り型車両を操縦した結果として現れる鞍乗り型車両の旋回運動から判定するので、ライダーの個別の操縦や操作に関わらず安定した特性判定を行うことができる。さらに、鞍乗り型車両の操向角に影響を及ぼすロール方向、ピッチ方向、キャスタ角の少なくともいずれか１つ以上の車両状態量を基に車両の旋回性得点を算出するので、鞍乗り型車両の旋回特性を適切に評価することができる。

Description

本発明は、ライダーが鞍乗り型車両を操縦する特性を判定するライダー特性判定装置およびそれを備えた鞍乗り型車両に関する。

従来、車両を操縦する操作者の特性判定装置は４輪車のドライバを対象としたものであった。４輪車のドライバを対象とした特性判定技術として、操舵角度の時間的変化を基に得点化した特性判定がある。４輪車の場合、操向角はドライバによるステアリング操作量に支配されるので、操舵角度のみを用いてドライバの特性判定が行われている。

（１）特許文献１の技術
特許文献１に記載の特性判定装置では、ドライバのステアリング操作量を検出して、カーブ中の操舵の予測操舵成分から３種類の操舵状態、すなわち右操舵、左操舵、操舵角維持のいずれの状態かを検出する。検出された操舵状態の数によって、ドライバのステアリングの操舵特性を判定し、その特性に応じて車両の制御を変更する車両用運転支援装置が開示されている。

（２）特許文献２の技術
特許文献２に記載の特性判定装置では、ステアリング操作ならびに車速、車両のヨーレートを検出し、前後輪速差とカウンタステアに相当する逆操舵角との相関関係から求める車両姿勢立直し特性と、ヨーレートと旋回中の最大操舵角との相関関係から求める曲路走破特性と、車速と最大操舵角との相関関係から求める高速走行対応特性を判定する。これら判定された特性に応じて、車両の制御を変更する運転特性検出装置及び車両運動制御装置が開示されている。

（３）特許文献３の技術
特許文献３に記載の特性判定装置では、操舵角、車速、ヨーレート、スロットル操作、ブレーキ操作を検出し、これらの検出値から車両の目標軌跡と実軌跡を求め、その差をもって運転技量を判定する運転技量推定装置が開示されている。

特開２００６−２３２１７２号公報 特許第３２６９２９６号 特許第３５１６９８６号

しかしながら、特許文献１、２および３に記載の技術の場合、車両の操向角がステアリング操作のみ影響を受けることを仮定としているので、操向角がステアリング操作の他に他の回転角方向の影響を大きく受ける鞍乗り型車両では、操縦特性の適切な評価をすることができない。

このように、特許文献１〜３に記載の技術は、車両の操向角が操舵角のみに影響を受けることを前提としている。これは、上述した特許文献は、主に４輪車両のドライバを対象としており、４輪車両においては車両の操向角はドライバのステアリング操作にほぼ支配されると考えることができるためである。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、鞍乗り型車両を操縦するライダーの操縦特性を精度よく判定することができるライダー特性判定装置およびそれを備えた鞍乗り型車両を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明に係るライダー特性判定装置は、鞍乗り型車両を操縦するライダーの操縦特性を判定するライダー特性判定装置であって、鞍乗り型車両のヨーレートおよびヨー角度のうち少なくとも１つを検出する第１車両状態検出器と、鞍乗り型車両が旋回運動した区間を判別する旋回運動判別部と、鞍乗り型車両のロールレート、ロール角度、ピッチレート、ピッチ角度、およびキャスタ角度のうち少なくとも１つを検出する第２車両状態検出器と、前記旋回運動判別部により判別された旋回運動区間において、前記第１車両状態検出器および前記第２車両状態検出器にて検出された検出値を予め定められた閾値周波数よりも高い高周波数帯域成分である修正成分と前記閾値周波数よりも低い低周波数帯域成分である予測成分とに分離する成分分離部と、鞍乗り型車両の車両安定特性を判定する車両安定特性判定部と、鞍乗り型車両の旋回特性を判定する旋回特性判定部とを備え、前記車両安定特性判定部は、前記第１車両状態検出器の検出値が前記成分分離部によって分離された修正成分と予測成分との比率を基に、鞍乗り型車両の車両安定性得点を算出する車両安定性得点算出部を有し、前記旋回特性判定部は、前記第２車両状態検出器の検出値が前記成分分離部によって分離された予測成分を基に、鞍乗り型車両の旋回性得点を算出する旋回性得点算出部とを備えるライダー特性判定装置である。

本発明に係るライダー特性判定装置によれば、鞍乗り型車両のヨーレートまたはヨー角度のうち少なくとも１つを検出する第１車両状態検出器を備えているので、鞍乗り型車両のヨー方向の角度または角速度のデータを検出することができる。また、旋回運動判別部は、鞍乗り型車両が旋回運動した旋回運動区間を判別する。ライダー特性判定装置は、鞍乗り型車両のロールレート、ロール角度、ピッチレート、ピッチ角度、およびキャスタ角度のうち少なくとも１つを検出する第２車両状態検出器を備えるので、鞍乗り型車両のロール方向、ピッチ方向、またはキャスタ角度の車両状態量を検出することができる。

成分分離部では、第１車両状態検出器、および第２車両状態検出器にて検出されたデータを予め定められた閾値周波数よりも高い高周波数帯域成分である修正成分と閾値周波数よりも低い低周波数帯域成分である予測成分とに分離する。車両安定特性判定部は、鞍乗り型車両の車両安定特性を判定する。さらに、車両安定特性判定部は、第１車両状態検出器の検出値が前記成分分離部によって分離された修正成分と予測成分との比率を基に、鞍乗り型車両の車両安定性得点を算出する車両安定性得点算出部を有する。また、旋回特性判定部は、鞍乗り型車両の旋回特性を判定する。さらに、旋回特性判定部は、第２車両状態検出器の検出値が前記成分分離部によって分離された予測成分を基に、鞍乗り型車両の旋回性得点を算出する旋回性得点算出部を有する。

このように、ライダーの操縦特性を、ライダーが鞍乗り型車両を操縦した結果として現れる鞍乗り型車両の旋回運動から判定するので、どのようなライダーに対しても安定した特性判定を行うことができる。また、鞍乗り型車両の操向角の変化を表すヨー方向の車両状態量を基に車両の安定性を算出するので、鞍乗り型車両の旋回運動における車両安定性を適切に評価することができる。

また、第１車両状態検出器にて検出された車両状態量が閾値周波数を境に修正成分と予測成分とに分離され、それらの比率から車両安定性得点を算出するので、車両の旋回の大きさに関わらない車両安定性の評価を行うことができる。

さらに、鞍乗り型車両の操向角に影響を及ぼすロール方向、ピッチ方向、キャスタ角の少なくともいずれか１つの車両状態量を基に車両の旋回性得点を算出するので、鞍乗り型車両の旋回特性を適切に評価することができる。また、第２車両状態検出器にて検出された車両状態量が閾値周波数を境に修正成分と予測成分とに分離され、予測成分を基に旋回車両の旋回性得点が算出されるので、適切に車両の旋回性の評価を行うことができる。

このように、車両安定性得点および旋回性得点を算出することで、ライダーの操縦特性を定量的に判定することができる。また、ライダーの操縦特性を車両安定性と旋回性の２つの基準で判定するので、特性の誤判定を防ぐことができ、精度よくライダーの特性を判定することができる。

上述した発明において、前記旋回運動判別部は、ヨーレート、ヨー角度、ロールレート、ロール角度、ステアリング角度およびＧＰＳ軌跡のうち少なくとも１つに基づいて鞍乗り型車両が旋回運動した区間を判別することが好ましい。これによれば、旋回運動した区間を正確に判別することができる。

上述した発明において、前記車両安定特性判定部は、前記車両安定性得点を前記車両安定特性の判定基準値と比較することで前記車両安定特性を判定する車両安定性得点比較部を有し、前記旋回特性判定部は、前記旋回性得点を前記旋回特性の判定基準値と比較することで前記旋回特性を判定する旋回性得点比較部を有することが好ましい。

これによれば、車両安定特性判定部は車両安定性得点比較部を有する。車両安定性得点比較部は、車両安定性得点を車両安定特性の判定基準値と比較することで鞍乗り型車両の安定特性を判定する。また、旋回特性判定部は旋回性得点比較部を有する。旋回性得点比較部は、旋回性得点を旋回特性の判定基準値と比較することで鞍乗り型車両の旋回特性を判定する。これより、車両安定性得点および旋回性得点をそれぞれの判定基準値と比較することで、車両安定性および旋回性におけるライダーの操縦特性をランクづけすることができる。

上述した発明において、前記車両安定性得点算出部は、前記第１車両状態検出器および前記第２車両状態検出器の検出値が前記成分分離部によって分離された修正成分と予測成分との比率を基に、前記車両安定性得点を算出することが好ましい。

これによれば、車両安定性得点算出部は、第１車両状態検出器および第２車両状態検出器の検出値が成分分離部によって分離された修正成分と予測成分との比率を基に、鞍乗り型車両の車両安定性得点を算出する。車両安定性得点が、操向角の変化を表すヨー方向の車両状態量に加え、ロール方向、ピッチ方向、キャスタ角の少なくともいずれか１つの車両状態量も修正成分と予測成分とに分離して、それらの比率を基に算出されるので、より精度が高くなる。

これより、安定特性の判定に、鞍乗り型車両の操向角に影響を及ぼすヨー方向の車両状態量に加え、ロール方向、ピッチ方向、キャスタ角の少なくともいずれか１つの車両状態量を修正成分と予測成分とに分離して、それらの比率を基に判定するので、鞍乗り型車両の車両安定性の特性をより精度高く判定することができる。

上述した発明において、ステアリング角度を検出するステアリング角度センサを備え、
前記成分分離部は、前記旋回運動判別部により判別された旋回運動区間において、前記ステアリング角度センサにて検出された検出値を修正成分と予測成分とに分離し、前記旋回性得点算出部は、前記第２車両状態検出器および前記ステアリング角度センサの検出値が前記成分分離部にて分離された予測成分を基に、前記旋回性得点を算出することが好ましい。

これによれば、ライダー特性判定装置は、ステアリング角度センサを備えるのでステアリング角度を検出することができる。検出されたステアリング角度は、成分分離部にて修正成分と予測成分に分離される。旋回性得点算出部は、第２車両状態検出器とステアリング角度センサとにより検出された検出値の予測成分を基に旋回車両の旋回性得点を算出するので、より精度高く旋回特性を判定することができる。

上述した発明において、鞍乗り型車両の車速を検出する車速センサを備え、前記旋回性得点算出部は、前記第２車両状態検出器の検出値が前記成分分離部にて分離された予測成分と前記車速センサにより検出された車速とを基に前記旋回性得点を算出することが好ましい。

これによれば、ライダー特性判定装置は、車速センサを備えるので鞍乗り型車両の車速を検出することができる。旋回性得点算出部は、第２車両状態検出器より検出された検出値の予測成分と車速センサにより検出された車速を基に旋回車両の旋回性得点を算出する。旋回特性を判定する要素として車速を採用することで、旋回特性の判定に車速を反映させることができ、より精度高く旋回特性を判定することができる。

上述した発明において、鞍乗り型車両が走行したカーブの曲率の大きさを推定するカーブサイズ推定部とを備え、前記車両安定特性判定部は、前記車両安定性得点を前記カーブの曲率の大きさに応じて補正する第１カーブサイズ補正部を有し、前記旋回特性判定部は、前記旋回性得点を前記カーブの曲率の大きさに応じて補正する第２カーブサイズ補正部を有することが好ましい。

これによれば、カーブサイズ推定部は、鞍乗り型車両が走行するカーブの曲率の大きさを推定する。車両安定特性判定部が有する第１カーブサイズ補正部は、車両安定性得点を推定されたカーブの曲率の大きさに応じて補正する。旋回特性判定部が有する第２カーブサイズ補正部は、旋回性得点を推定されたカーブの曲率の大きさに応じて補正する。推定されたカーブの曲率の大きさによって、車両安定性得点および旋回性得点が補正されることで、曲率の大きさによる影響を低減したライダーの特性判定をすることができる。曲率が異なるカーブで算出された車両安定性得点および旋回性得点であっても、それぞれのカーブで算出された得点の比較をすることができる。

上述した発明において、鞍乗り型車両が走行する路面状態を推定する路面状態推定部を備え、前記車両安定特性判定部は、推定された前記路面状態に応じて前記車両安定性得点を補正する第１路面状態補正部を有し、前記旋回特性判定部は、推定された前記路面状態に応じて前記旋回性得点を補正する第２路面状態補正部を有することが好ましい。

これによれば、路面状態推定部は、鞍乗り型車両が走行する路面状態を推定する。車両安定特性判定部が有する第１路面状態補正部は、推定された前記路面状態に応じて車両安定性得点を補正する。旋回特性判定部が有する第２路面状態補正部は、推定された路面状態に応じて旋回性得点を補正する。路面状態によって車両安定性得点および旋回性得点が補正されることで、路面状態による影響を低減したライダーの特性判定をすることができる。異なる路面状態で算出された車両安定性得点および旋回性得点であっても、それぞれの路面状態で算出された得点の比較をすることができる。

上述した発明において、前記車両安定性得点および前記車両旋回性得点を基に、ライダーの総合的な総合特性を判定する総合特性判定部を備えることが好ましい。

これによれば、総合特性判定部が車両安定性得点、車両旋回性得点の２種類の基準の異なる得点を基に、ライダーの総合的な総合特性を判定する。複数の基準で判定されるライダーの特性を１つの基準に統合して評価されるので、異なる個人間、または同一個人内での特性の比較を容易に行うことができる。

上述した発明において、過去および現在の前記車両安定性得点および前記旋回性得点を蓄積するデータベースと、前記データベースの情報を用いてライダーの操縦特性の推移を求める特性推移算出部を備えることが好ましい。

これによれば、データベースに過去および現在のライダーの車両安定性得点、旋回性得点が蓄積される。特性推移算出部は、データベースに蓄積された情報を用いてライダーの操縦特性の推移を求める。過去の情報を用いてライダーの特性の推移を求めることで、現在の特性情報だけではなく、過去から現在に至るまでのライダーの特性の変化を知ることができる。

上述した発明において、前記車両安定性得点および前記旋回性得点を基に、ライダーの操縦特性を予め定められた複数のカテゴリーのいずれかに分類する特性分類部を備えることが好ましい。

これによれば、特性分類部が、車両安定性得点および旋回性得点を基に、ライダーの操縦特性を予め定められた複数のカテゴリーに分類するので、ライダーは自分の操縦特性の傾向を知ることができる。

上述した発明において、ライダーの頭部または眼球のピッチレート、ピッチ角度、ヨーレートおよびヨー角度の少なくとも１つを検出するライダー運動検出部と、ライダーの頭部安定特性を判定する頭部安定特性判定部とを備え、前記成分分離部は、前記旋回運動判別部により判別された旋回運動区間において、前記ライダー運動検出部にて検出された検出値を修正成分と予測成分とに分離し、前記頭部安定特性判定部は、前記ライダー運動検出部の検出値が前記成分分離部により分離された修正成分と予測成分との比率を基に、ライダーの頭部安定性得点を算出する頭部安定得点算出部を有することが好ましい。

これによれば、ライダー特性判定装置は、ライダー運動検出部を備えるのでライダーの頭部または眼球のピッチレート、ピッチ角度、ヨーレートおよびヨー角度の少なくとも１つを検出することができる。成分分離部は、旋回運動判別部により判別された旋回運動区間において、ライダー運動検出部にて検出された検出値を修正成分と予測成分とに分離する。頭部安定特性判定部は、ライダーの頭部の安定特性を判定する。さらに、頭部安定特性判定部は、ライダー運動検出部の検出値が成分分離部により分離された修正成分と予測成分との比率を基に、ライダーの頭部安定得点を算出する頭部安定得点算出部を有する。

ライダーの頭部安定特性を判定することで、ライダーの頭部が安定して、周囲の状況が把握できているかどうかも特性判定の基準とすることができる。車両安定特性と旋回特性とに加え、さらに頭部安定特性も判定することで、誤判定を防ぎライダーの操縦特性を精度よく判定することができる。このように、車両安定性得点および旋回性得点に加えて頭部安定性得点を算出することで、ライダーの操縦特性を定量的により精度高く判定することができる。

上述した発明において、前記頭部安定特性判定部は、前記頭部安定性得点を前記頭部安定特性の判定基準値と比較することでライダ―の前記頭部安定特性を判定する頭部安定性得点比較部を有することが好ましい。

これによれば、頭部安定特性判定部は頭部安定性得点比較部を有する。頭部安定性得点比較部は、頭部安定性得点を頭部安定特性の判定基準値と比較することでライダ―の頭部安定特性を判定する。このように、頭部安定性得点を頭部安定性特性の判定基準値と比較することで、頭部安定性におけるライダーの操縦特性をランクづけすることができる。

上述した発明において、前記車両安定性得点、前記車両旋回性得点および前記頭部安定性得点のうち２つ以上を基に、ライダーの総合的な総合特性を判定する総合特性判定部を備えることが好ましい。

これによれば、総合特性判定部が車両安定性得点、車両旋回性得点および頭部安定性得点の３種類の基準の異なる得点のうち２つ以上を基に、ライダーの総合的な総合特性を判定する。複数の基準で判定されるライダーの特性を１つの基準に統合して評価されるので、異なる個人間、または同一個人内での特性の比較を容易に行うことができる。

上述した発明において、過去および現在の前記車両安定性得点、前記旋回性得点、および前記頭部安定性得点を蓄積するデータベースと、前記データベースの情報を用いてライダーの操縦特性の推移を求める特性推移算出部を備えることが好ましい。

これによれば、データベースに過去および現在のライダーの車両安定性得点、旋回性得点、および頭部安定性得点が蓄積される。特性推移算出部は、データベースに蓄積された情報を用いてライダーの操縦特性の推移を求める。過去の情報を用いてライダーの特性の推移を求めることで、現在の特性情報だけではなく、過去から現在に至るまでのライダーの特性の変化を知ることができる。

上述した発明において、前記車両安定性得点、前記旋回性得点および前記頭部安定性得点のうち２つ以上を基に、ライダーの操縦特性を予め定められた複数のカテゴリーのいずれかに分類する特性分類部を備えることが好ましい。

これによれば、特性分類部が、車両安定性得点、旋回性得点、および頭部安定性得点のうち２つ以上を基に、ライダーの操縦特性を予め定められた複数のカテゴリーに分類するので、ライダーは自分の操縦特性の傾向を知ることができる。

また、本発明は、請求項１から１６のいずれか１つに記載のライダー特性判定装置を備える鞍乗り型車両である。この発明に係る鞍乗り型車両によれば、ライダーの操縦特性を好適に判定することができる。

また、本発明は上記実施態様に限らず以下の構成要素をさらに加えて構成してもよい。

上述した発明において、前記特性推移算出部の算出結果を基に、ライダーの操縦特性の上達度を予め定められた複数のカテゴリーのいずれかに分類する上達度分類部を備えることが好ましい。

上述した発明において、前記車両安定特性判定部および前記旋回特性判定部の判定結果のうち少なくとも１つをライダーの視覚、聴覚、触覚のうち少なくとも１つの感覚器に対して提示する特性提示器を備えることが好ましい。

これによれば、特性提示器が、車両安定特性判定部および旋回特性判定部の判定結果のうち少なくとも１つをライダーの視覚、聴覚、触覚のうち少なくとも１つの感覚器に対して提示する。各判定結果をライダーに対して提示することができるので、ライダーの操縦特性が明確になり、ライダーに対して操縦技能の向上につながる情報を提供することができる。

上述した発明において、前記車両安定特性判定部、前記旋回特性判定部および前記頭部安定特性判定部の判定結果のうち少なくとも１つをライダーの視覚、聴覚、触覚のうち少なくとも１つの感覚器に対して提示する特性提示器を備えることが好ましい。

上述した発明において、前記車両安定特性判定部、前記旋回特性判定部および前記総合特性判定部の判定結果のうち少なくとも１つをライダーの視覚、聴覚、触覚のうち少なくとも１つの感覚器に対して提示する特性提示器を備えることが好ましい。また、前記車両安定特性判定部、前記旋回特性判定部、前記頭部安定特性判定部および前記総合特性判定部の判定結果のうち少なくとも１つをライダーの視覚、聴覚、触覚のうち少なくとも１つの感覚器に対して提示する特性提示器を備えることが好ましい。

上述した発明において、前記車両安定特性判定部、前記旋回特性判定部および前記特性分類部の判定結果または分類結果のうち少なくとも１つをライダーの視覚、聴覚、触覚のうち少なくとも１つの感覚器に対して提示する特性提示器を備えることが好ましい。また、前記車両安定特性判定部、前記旋回特性判定部、前記頭部安定特性判定部および前記特性分類部の判定結果または分類結果のうち少なくとも１つをライダーの視覚、聴覚、触覚のうち少なくとも１つの感覚器に対して提示する特性提示器を備えることが好ましい。

上述した発明において、前記車両安定特性判定部、前記旋回特性判定部および前記上達度分類部の判定結果または分類結果のうち少なくとも１つを、ライダーの視覚、聴覚、触覚のうち少なくとも１つの感覚器に対して提示する特性提示器を備えることが好ましい。また、前記車両安定特性判定部、前記旋回特性判定部、前記頭部安定特性判定部および前記上達度分類部の判定結果または分類結果のうち少なくとも１つを、ライダーの視覚、聴覚、触覚のうち少なくとも１つの感覚器に対して提示する特性提示器を備えることが好ましい。

上述した発明において、前記頭部安定特性判定部は、前記頭部安定性得点を前記カーブの曲率の大きさに応じて補正する第３カーブサイズ補正部を有することが好ましい。

上述した発明において、前記頭部安定特性判定部は、推定された前記路面状態に応じて前記旋回性得点を補正する第３路面状態補正部を有することが好ましい。

ここで、「鞍乗り型車両」とは、操作者が鞍状のものにまたがった状態で乗車可能な車両のほかに、足をそろえて乗車可能なスクータ型の車両も含む。

この発明に係るライダー特性判定装置によれば、ライダーの特性を、ライダーが鞍乗り型車両を操縦した結果として現れる鞍乗り型車両の旋回運動から判定するので、ライダーの個別の操縦や操作に関わらず安定した特性判定を行うことができる。また、鞍乗り型車両の操向角の変化を表すヨー方向の車両状態量を基に車両安定性得点を算出するので、鞍乗り型車両の旋回動作における車両安定性を適切に評価することができる。また、第１車両状態検出器にて検出された車両状態量を閾値周波数を境に修正成分と予測成分とに分離して、それらの比率を基に、車両安定性得点を算出するので、車両の旋回の大きさに関わらない安定性の評価を行うことができる。

さらに、鞍乗り型車両の操向角に影響を及ぼすロール方向、ピッチ方向、キャスタ角の少なくともいずれか１つの車両状態量を基に車両の旋回性得点を算出するので、鞍乗り型車両の旋回特性を適切に評価することができる。また、第２車両状態検出器にて検出された車両状態量を閾値周波数を境に修正成分と予測成分とに分離して、予測成分を基に旋回車両の旋回性得点が算出されるので、適切に車両の旋回性の評価を行うことができる。

実施例に係るライダー特性判定装置を備えた自動二輪車の概略構成を示す側面図である。 実施例に係るライダー特性判定装置の構成を示す機能ブロック図である。 実施例に係る旋回運動判定を説明するグラフ図である。 実施例に係る検出値の成分分離を説明するグラフ図である。 実施例に係る車両安定特性判定部およびその周辺の構成を示す機能ブロック図である。 実施例に係る低周波数帯域成分を示すグラフ図である。 実施例に係る高周波帯域成分を示すグラフ図である。 実施例に係る旋回特性判定部およびその周辺の構成を示す機能ブロック図である。 実施例に係る低周波数帯域成分を示すグラフ図である。 実施例に係るカーブサイズ補正前のカーブ曲率と旋回性得点の関係を示すグラフ図である。 実施例に係るカーブサイズ補正されたカーブ曲率と旋回性得点の関係を示すグラフ図である。 実施例に係る補正前の路面摩擦係数と旋回性得点の関係を示すグラフ図である。 実施例に係る補正後の路面摩擦係数と旋回性得点の関係を示すグラフ図である。 実施例に係る頭部安定特性判定部およびその周辺の構成を示す機能ブロック図である。 実施例に係る頭部ピッチレートの低周波数帯域成分を示すグラフ図である。 実施例に係る頭部ピッチレートの高周波数帯域成分を示すグラフ図である。 実施例に係るライダー別の総合特性得点を示す図である。 実施例に係る各種得点により分類される特性分類表を示す図である。 実施例に係る特性推移を算出するグラフ図である。 実施例に係るライダーの上達度を示す説明図である。 実施例に係る特性判定のフローチャート図である。 変形例に係る特性判定のフローチャート図である。 変形例に係る特性判定のフローチャート図である。 変形例に係る特性判定のフローチャート図である。 変形例に係る旋回運動判定を説明するグラフ図である。 変形例に係るＧＰＳ軌跡による旋回運動判定を説明する説明図である。 変形例に係るＧＰＳ軌跡による旋回運動判定を説明するグラフ図である。 変形例に係る特性推移を示す分布図である。 変形例に係る特性推移を示す分布図である。 変形例に係る特性推移を示す分布図である。

１ … 自動二輪車
３１ … ライダー特性判定装置
３２ … 判定制御部
３３ … ジャイロスコープ
３４ … ステアリング角度センサ
３５ … ストロークセンサ
３６ … 車輪速センサ
３８ … ジャイロスコープ
４１ … モニタ
４３ … カーブサイズ推定部
４７ … 路面状態推定部
５２ … 旋回運動判別部
５３ … 成分分離部
５４ … 車両安定性特性判定部
５５ … 旋回性特性判定部
５６ … 頭部安定特性判定部
５７ … 総合特性判定部
５８ … 特性分類部
５９ … データベース部
６０ … 特性推移算出部
７５ … 車両安定性得点算出部
７６、８２ … カーブサイズ補正部
７７、８３ … 路面状態補正部
７８ … 車両安定性得点比較部
８４ … 旋回性得点比較部
９０ … 頭部安定性得点比較部

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
ここでは、実施例に係るライダー特性判定装置を備える鞍乗り型車両として、自動二輪車を例に挙げて説明する。なお、以下の説明で、前後および左右とは自動二輪車の走行方向を基準としている。

１．自動二輪車の概略構成
図１は、本実施例に係るライダー特性判定装置を備えた自動二輪車の概略構成を示す側面図である。自動二輪車１はメインフレーム２を備えている。メインフレーム２の前端上部にはヘッドパイプ３が設けられている。ヘッドパイプ３にはステアリングシャフト４が挿通されている。ステアリングシャフト４の上端部にはハンドル５が連結されている。ハンドル５の右側には、ブレーキレバー（図示省略）が配置されている。

ステアリングシャフト４の下端部には一対の伸縮可能なフロントフォーク７が連結されている。これより、ハンドル５の回転操作によってフロントフォーク７が揺動する。フロントフォーク７の下端部には前輪８が回転可能に取り付けられている。フロントフォーク７の伸縮により前輪８の振動が吸収される。また、フロントフォーク７の下端部にはブレーキ１０が取り付けられ、ブレーキレバーの操作により前輪８の回転を制動する。前輪８の上部には、前輪カバー１１がフロントフォーク７に固定されている。

メインフレーム２の上部には、燃料タンク１５とシート１６とが前後に並んで保持されている。燃料タンク１５の下方にあたる位置には、エンジン１７と変速機１８とがメインフレーム２に保持されている。変速機１８は、エンジン１７で発生した動力を出力するドライブ軸１９を備えている。ドライブ軸１９にはドライブスプロケット２０が連結されている。

メインフレーム２の下部後側にはスイングアーム２１が揺動可能に支持されている。スイングアーム２１の後端部には、ドリブンスプロケット２２および後輪２３が回転可能に支持されている。ドライブスプロケット２０とドリブンスプロケット２２との間には、チェーン２４が懸架されている。エンジン１７で発生した動力は、変速機１８、ドライブ軸１９、ドライブスプロケット２０、チェーン２４およびドリブンスプロケット２２を介して後輪２３に伝達される。また、シート１６の下部には、自動二輪車１の各部の動作を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit；電子制御ユニット）２５が設けられている。

２．ライダー特性判定装置の構成
次に図１および図２を参照しながらライダー特性判定装置３１の構成を説明する。図２は、ライダー特性判定装置の構成を示す機能ブロック図である。ライダー特性判定装置３１は、判定制御部３２と、ジャイロスコープ３３と、ステアリング角度センサ３４と、ストロークセンサ３５と、前輪８に設けられた車輪速センサ３６と、ヘルメット３７に設けられたジャイロスコープ３８および無線発信機３９と、無線受信機４０と、モニタ４１と、カーブサイズ推定部４３と、路面状態推定部４７とを有する。

判定制御部３２は、ライダーの操縦特性を判定する。詳細については、後述する。ジャイロスコープ３３は、燃料タンク１５上に配置されている。ジャイロスコープ３３は自動二輪車１のヨー、ロール、およびピッチの３軸方向の角速度および角度を検出する。すなわち、自動二輪車１のヨーレート、ヨー角度、ロールレート、ロール角度、ピッチレート、およびピッチ角度を検出する。これら３軸の角速度および角度の検出値は、ジャイロスコープ３３から判定制御部３２へ送られる。ジャイロスコープ３３は本発明における第１車両状態検出器および第２車両状態検出器に相当する。

ステアリング角度センサ３４は、フロントフォーク７の上端に設けられ、ステアリングシャフト４の回転角であるステアリング角度を検出する。ステアリング角度の検出値はステアリング角度センサ３４より判定制御部３２へ送られる。

ストロークセンサ３５は、フロントフォーク７に設けられ、フロントフォーク７の伸縮量を検出する。さらにこの伸縮量を基にフロントフォーク７のキャスタ角を算出する。算出されたキャスタ角はストロークセンサ３５より判定制御部３２へ出力する。フロントフォーク７が油圧式のサスペンションで伸縮する場合は、ストロークセンサ７は、サスペンションの油圧を検出することでキャスタ角を算出してもよい。ストロークセンサ７は、本発明における第２車両状態検出器に相当する。

車輪速センサ３６は、前輪８の回転速度を検出する。さらに、この回転速度を基に自動二輪車１の車速を算出する。算出された車速は車輪速センサ３６より判定制御部３２へ出力される。

カーブを曲がる際に、ライダーが自動二輪車１のハンドル５を操舵すると、自動二輪車１のヨー角度、ヨーレートおよびステアリング角度が変化する。また、ライダーが自動二輪車１の車体をカーブの中心方向に傾けると、自動二輪車１のロール角度およびロールレートが変化する。また、カーブに入る前またはカーブ走行中にライダーがブレーキレバーを操作して自動二輪車１が減速すると、フロントフォーク７が縮む。このフロントフォーク７の縮みにより、自動二輪車１のピッチ角度、ピッチレート、およびキャスタ角度が変化する。

自動二輪車１のこれら、ヨー角度、ヨーレート、ロール角度、ロールレート、ピッチ角度、ピッチレート、キャスタ角度、ステアリング角度、および車速を車両状態量と呼ぶ。

ジャイロスコープ３８は、ヘルメット３７のピッチレートを検出する。つまり、ライダーの頭部のピッチレートを検出することで、ライダーの操縦中の頭部位置の変動を検出することができる。ライダーの頭部のピッチレートの検出値は、ジャイロスコープ３８から無線発信機３９に送られ、無線発信機３９により自動二輪車１に発信される。発信されたライダーの頭部のピッチレートの検出値は、自動二輪車１に設けられた無線受信器４０に受信され、無線受信器４０から判定制御部３２へ送られる。本実施例では、ライダーの頭部のピッチレートを検出するが、ピッチ角度、ヨーレート、ヨー角度でもよい。ライダーの頭部のこれら、ピッチレート、ピッチ角度、ヨーレートおよびヨー角度を頭部運動量と呼ぶ。

モニタ４１は、メインフレーム２の前端部に設けられ、判定制御部３２により判定されたライダーの操縦特性をライダーに表示するものである。モニタ４１は、操縦特性以外にも、道路情報やＥＣＵ２５からの自動二輪車１に関する様々な情報がライダーに提供される。モニタ４１は、本発明における特性提示器に相当する。

カーブサイズ推定部４４は、自動二輪車１が走行したカーブのカーブサイズを推定する。カーブサイズ推定部４４は、自動二輪車１の位置を測定するＧＰＳ（Global Positioning System；グローバル・ポジショニング・システム）４４と、自動二輪車１の走行位置の履歴を保管するメモリ４５と、メモリ４５に保管された走行履歴を基に自動二輪車１が走行した軌跡を算出してカーブサイズを推定する軌跡算出部４６とを有する。

ＧＰＳ４４は、燃料タンク１５の前方に配置されている。メモリ４５および軌跡算出部４６は判定制御部３２と別に設けてもよいし、判定制御部３２の内部に組み込んでもよい。軌跡算出部４６は、メモリ４５に保管された旋回走行中のＧＰＳの軌跡を基に、この軌跡が描く多角形の外接円の半径を算出する。これより、自動二輪車１が走行したカーブのカーブ曲率を算出することができ、カーブサイズを推定することができる。算出されたカーブ曲率は判定制御部３２へ送られる。このカーブ曲率の算出方法は一例であるので、他の方法によりカーブサイズを推定してもよい。

路面状態推定部４７は、自動二輪車両１の前方の路面を撮影するカメラ４８と、カメラ４８により撮影された路面画像から路面状態を画像認識し、路面の摩擦係数μを推定する画像処理部４９とを有する。カメラ４８は前輪カバー１１の前端部に配置されている。画像処理部４９は判定制御部３２と別に設けてもよいし、判定制御部３２の内部に組み込んでもよい。

画像処理部４９は、カメラ４８により撮影された路面画像が濡れているか、乾燥しているか、降雪しているか、オンロードであるか、オフロードであるかを画像認識する。画像認識したそれぞれの路面状態に対応して予め定められた摩擦係数μがそれぞれの路面状態に対して設定される。設定された摩擦係数μは判定制御部３２へ送られる。このようにして、路面の摩擦係数μが推定されるが他の方法により推定されてもよい。例えば、タイヤの振動を計測することで路面の摩擦係数μを推定してもよい。

３．判定制御部の構成
次に、判定制御部３２の構成について詳細に説明する。

図２に示すように、判定制御部３２の入力には、ジャイロスコープ３３、ステアリング角度センサ３４、ストロークセンサ３５、車輪速センサ３６、無線発信機３９および無線受信機４０を介してジャイロスコープ３８、カーブサイズ推定部４３、路面状態推定部４７が接続される。判定制御部３２の出力には、モニタ４１が接続される。

判定制御部３２は、メモリ５１、旋回運動判別部５２、成分分離部５３、車両安定特性判定部５４、旋回特性判定部５５、頭部安定特性判定部５６、総合特性判定部５７、特性分類部５８、データベース部５９、特性推移算出部６０、上達度分類部６１とを有する。

判定制御部３２に入力される車両状態量およびライダーの頭部のピッチレート検出値はメモリ５１に時系列にそれぞれ保管される。

３.１ 旋回運動判別
旋回運動判別部５２では、自動二輪車１がライダーの特性判定の対象となる旋回運動を実施したかどうかを判別する。ここで、旋回運動とは、自動二輪車１のヨーレートがある一定の値以上であり、かつ、ある一定の時間以上持続した場合をいう。上記の条件が満たされない場合、旋回運動判別部５２は、自動二輪車１が旋回運動を実施したとは判別しない。

図３を参照する。図３は、旋回運動判別部５２が旋回運動を判別する説明図である。旋回運動判別部５２は、ジャイロスコープ３３より入力されるヨーレートの検出値の絶対値から、旋回運動区間Ｙを判別する。すなわち、旋回運動判別部５２は、自動二輪車１のヨーレートの検出値の絶対値が閾値Ｘを超えた時点から再び閾値Ｘを下回る時点までの区間であり、かつ、その区間の持続時間が最低持続時間Ｙ_ｍｉｎ以上であれば、その区間を旋回運動区間Ｙと判別する。

自動二輪車１のヨーレートの検出値が閾値Ｘを超えた時点から再び閾値Ｘを下回る時点までの区間が最低持続時間Ｙ_ｍｉｎに満たない場合、旋回運動判別部５２は、この区間を旋回運動区間と判別しない。閾値Ｘの値は、自動二輪車１の車種により適宜設定すればよい。また、上述したのは、ヨーレートを用いて旋回運動区間Ｙを判別する方法であったが、ヨー角度を用いて旋回運動区間Ｙを判別してもよい。ヨー角度を用いて旋回運動区間Ｙを判別する場合は、角度データを時間微分等によりヨーレートデータに変換した後、上述のように旋回運動区間Ｙを判別することができる。

図５を参照する。図５は、車両安定特性判定部およびその周辺の構成を示す機能ブロック図である。旋回運動判別部５２が旋回運動区間Ｙを判別すると、旋回運動区間Ｙ中にメモリ５１に保管された各車両状態量の検出値が成分分離部５３へ送られる。成分分離部５３はローパスフィルタ６５とバンドパスフィルタ６６とで構成される。成分分離部５３へ入力された各検出値は、ローパスフィルタ６５およびバンドパスフィルタ６６でフィルタ処理が実施される。

図４を参照して各検出値の成分分離を説明する。図４は検出値の成分分離を説明するグラフ図である。成分分離部５３にて成分分離可能な車両状態量として、ヨーレート、ヨー角度、ロールレート、ロール角度、ピッチレート、ピッチ角度、ステアリング角度、キャスタ角度が挙げられる。また、成分分離部５３にて成分分離可能な頭部運動量として、頭部ピッチレート、頭部ピッチ角度、頭部ヨーレート、頭部ヨー角度が挙げられる。ここでは、ロールレートを例に挙げてフィルタ処理による成分分離の説明をする。

成分分離部５３に入力されるロールレートの全周波数帯域データ７１が、ローパスフィルタ６５およびバンドパスフィルタ６６にてフィルタ処理が実施される。ローパスフィルタ６５では予め定められた値である閾値周波数Ｆｃ１よりも高い高周波数成分を除去する。これより、低周波数帯域成分７２がローパスフィルタ６５より出力される。

バンドパスフィルタ６６では、閾値周波数Ｆｃ１以下の低周波数成分を除去するとともに、閾値周波数Ｆｃ２以上のノイズ成分を除去する。これより、高周波数帯域成分７３がバンドパスフィルタ６６より出力される。閾値周波数Ｆｃ２以上の周波数成分は、ノイズ成分であるのでライダーの特性判断に関係しない。

メモリ５１に保管された各検出値の時系列データがローパスフィルタ６５およびバンドパスフィルタ６６によってフィルタ処理を実施されることで、各検出値が低周波数帯域成分と高周波数帯域成分とに分離される。低周波数帯域成分と高周波数帯域成分とに分離する閾値周波数Ｆｃ１は０．２[Ｈｚ]〜５[Ｈｚ]の間の値であることが望ましい。閾値周波数Ｆｃ１は、判定したい特性に応じて設定してもよい。例えば、ライダーの特性を判定する場合には、初級者と上級者との差が最大となるように閾値周波数Ｆｃ１を設定すればよい。閾値周波数Ｆｃ２は、２[Ｈｚ]〜１０[Ｈｚ]以上の値であることが望ましい。ただし、閾値周波数Ｆｃ２は閾値周波数Ｆｃ１よりも必ず大きい値でなければならない。

３.２ 車両安定特性判定
車両安定特性判定部５４は、車両安定性得点算出部７５とカーブサイズ補正部７６と路面状態補正部７７と車両安定性得点比較部７８とを有する。

車両安定性得点算出部７５には、ローパスフィルタ６５およびバンドパスフィルタ６６によりフィルタ処理された自動二輪車１の旋回運動区間Ｙにおける各検出値が入力される。ここでは、ヨーレート、ロールレート、ピッチレートが入力される場合を例として挙げる。

図６を参照する。図６は、旋回区間Ｙにおけるヨーレートの低周波数帯域ｇ（ｔ）を一例として図示したグラフ図である。このように閾値周波数Ｆｃ１を境に分離された各レートの低周波数帯域ｇ（ｔ）は、ライダーがカーブを旋回する予測成分と解釈する。また、図７に示すように、高周波数帯域ｆ（ｔ）は、ライダーがカーブを旋回する際に修正した修正成分と解釈する。図７は、旋回区間Ｙにおけるヨーレートの高周波数帯域ｆ（ｔ）を一例として図示したグラフ図である。

ヨーレート、ロールレート、ピッチレートのそれぞれについて、下記の（１）式により、旋回区間Ｙにおける各レートの予測成分および修正成分の単位時間あたりの積分値の平均値を算出する。得られたそれぞれの予測成分に対応する値を修正成分に対応する値で除した値を１つの旋回区間Ｙにおけるヨーレート、ロールレート、ピッチレートの安定性指標（Ｓ_yaw，Ｓ_roll，Ｓ_pitch）とする。

カーブに対して、滑らかな操作をライダーがすると低周波数帯域ｇ（ｔ）の絶対値の積分量が大きく、高周波帯域ｆ（ｔ）の絶対値の積分量が小さい。カーブ走行中に、細かく、急激な修正操作を行うと、高周波帯域ｆ（ｔ）の絶対値の積分量が大きくなり、低周波数帯域ｇ（ｔ）の絶対値の積分量がその分小さくなる。このように、低周波数帯域ｇ（ｔ）の絶対値の積分量と高周波帯域ｆ（ｔ）の絶対値の積分量との比率を指標とすることで、カーブ走行中のライダーの特性を得点化することができる。

自動二輪車１の旋回運動中のヨーレート、ロールレート、ピッチレートの低周波数帯域ｇ（ｔ）および高周波帯域ｆ（ｔ）の絶対値の積分量の比率を求めることで、自動二輪車１の車両安定性指標を算出することができる。さらに、下記（２）式のように、上記３つの安定性指標（Ｓ_yaw，Ｓ_roll，Ｓ_pitch）の重みづけ線形和である車両安定性得点Ｓ_ｖを算出する。（２）式において、ｋ₁、ｋ₂、ｋ₃は重み係数である。また、車両安定性得点Ｓ_ｖは重み付け線形和の他に、積、積和または条件付き確率等により算出してもよい。

カーブサイズ補正部７６は、算出された車両安定性得点Ｓ_ｖを、カーブサイズ推定部４３により推定されたカーブサイズに応じて補正する。カーブサイズ推定部４３により推定されたカーブサイズはメモリ５１に保管される。旋回運動判別部５２により自動二輪車１が旋回運動したと判別されると、旋回運動区間Ｙにおけるカーブサイズがメモリ５１からカーブサイズ補正部７６へ送られる。

一般にカーブ曲率が大きい程、曲がり具合がきついカーブであるので、ライダーは操縦しにくくなる。そこで、旋回したカーブごとにカーブサイズをメモリ５１から読み出し、推定されたカーブサイズに応じて車両安定性得点Ｓ_ｖを補正する。これより、異なるカーブサイズを旋回した際に得られた車両安定性得点Ｓ_ｖ間でも、カーブサイズによる影響を低減しているので、比較することができる。

路面状態補正部７７はカーブ補正された車両安定性得点Ｓ_ｖを、路面状態推定部４７により推定された路面状態に対応して補正する。路面状態推定部４７により推定された路面状態はメモリ５１に保管される。旋回運動判別部５２により自動二輪車１が旋回運動したと判別されると、旋回運動区間における路面状態がメモリ５１から路面状態補正部７７へ送られる。

一般に路面摩擦係数μが大きい程、前輪８および後輪２３と路面との摩擦力が大きく作用するので、ライダーは自動二輪車１を操縦しやすくなる。路面摩擦係数μが小さいと、前輪８および後輪２３が旋回中にスリップしやすくなるので、操縦しにくくなる。このように、車両安定性得点Ｓ_ｖには路面摩擦係数μとある関係を有する。そこで、旋回運動区間Ｙの間に推定された路面状態に応じて車両安定性得点Ｓ_ｖを補正する。これより、路面状態の影響を低減した車両安定性得点Ｓ_ｖが算出される。

路面状態補正部７７によって補正された車両安定性得点Ｓ_ｖは、総合特性判定部５７、特性分類部５８、データベース部５９、モニタ４１および車両安定性得点比較部７８へ出力される。

車両安定性得点比較部７８は、カーブサイズおよび路面状態に応じて補正された車両安定性得点Ｓ_ｖを、予め定められた車両安定特性の基準値と比較する。これより、ライダーの車両安定特性をレベル別に判定することができる。判定された結果は、モニタ４１に出力され、ライダーに表示される。ライダーは、レベル別に判定された車両安定特性を知ることで、自分の旋回運動の車両安定特性を直感的に確認することができる。

３.３ 旋回特性判定
図８を参照する。図８は旋回特性判定部およびその周辺の構成を示す機能ブロック図である。旋回特性判定部５５は、旋回性得点算出部８１とカーブサイズ補正部８２と路面状態補正部８３と旋回性得点比較部８４とを有する。

旋回性得点算出部８１には、ローパスフィルタ６５によりフィルタ処理された自動二輪車１の旋回運動区間Ｙにおける各検出値が入力される。ここでは、ステアリング角度と、ロール角度と、ピッチ角度またはキャスタ角度とが入力される場合を例として挙げる。また、メモリ５１から旋回性得点算出部８１に自動二輪車１の旋回運動区間Ｙにおける車速が入力される。

図９を参照する。図９は、検出角度の低周波数帯域成分を示すグラフ図である。各角度の低周波数帯域ｇ（ｔ）は、ライダーがカーブを旋回する予測成分と解釈する。カーブに対して、滑らかなハンドル操作をライダーがすると低周波数帯域ｇ（ｔ）の絶対値量が大きい。なお、各レートの周波数分離に用いる閾値周波数ｆｃ１は、各種角度ごとに異なる値を用いてもよい。

上記（３）式により、旋回区間Ｙにおける予測成分の単位時間あたりの積分値の平均値をステアリング角度と、ロール角度と、ピッチまたはキャスタ角度とのそれぞれの角度について算出する。算出された値を、ステアリング角度、ロール角度、ピッチまたはキャスタ角度の旋回性指標Ｔ_steer、Ｔ_roll、Ｔ_{pitch(caster)}とする。

また、入力された旋回区間Ｙの車速から旋回区間Ｙにおける平均車速Ｔ_speedを算出する。これら、３つの旋回性指標と平均車速の重み付け線形和を旋回性得点Ｔ_vとして下記（４）式のように算出する。（４）式において、ｋ₄、ｋ₅、ｋ₆、ｋ₇は重み係数である。また、旋回性得点Ｔ_vは重み付け線形和の他に、積、積和または条件付き確率等により算出してもよい。

カーブサイズ補正部８２は、算出された旋回性得点Ｔ_vを、カーブサイズ推定部４３により推定されたカーブサイズに応じて補正する。旋回運動判別部５２により自動二輪車１が旋回運動したと判別されると、旋回運動区間Ｙにおけるカーブサイズがメモリ５１からカーブサイズ補正部８２へ送られる。また、旋回運動区間Ｙが判別される度にカーブサイズをメモリ５１から読み出し、推定されたカーブサイズに応じて旋回性得点Ｔ_vを補正する。これより、異なるカーブサイズを旋回した際に得られた旋回性得点Ｔ_v間でも、カーブサイズによる影響を低減しているので、比較することができる。

図１０を参照して、カーブサイズによる旋回性得点Ｔ_vの補正を説明する。図１０は、補正前のカーブ曲率と旋回性得点の関係を示すグラフ図である。予め、テストドライバーにより、曲率だけが異なる条件にて様々な曲率のカーブを旋回して、どのような旋回性得点Ｔ_vが算出されるかをサンプリングする。

次に、サンプリングされたカーブ曲率と旋回性得点Ｔ_vとの関係を算出する。図１０に示す直線Ｐの傾きがカーブ曲率と旋回性得点Ｔ_vとの関係を示す。この傾きをゼロにする変換補正を実施することで、図１１に示すように、カーブ曲率の影響を低減した旋回性得点Ｔ_vを得ることができる。図１１は、カーブサイズ補正されたカーブ曲率と旋回性得点Ｔ_vの関係を示すグラフ図である。サンプリングされたカーブ曲率と旋回性得点Ｔ_vとの関係は、カーブサイズ補正部８２に記憶されている。カーブサイズ補正部７６による車両安定性得点Ｓ_ｖの補正も同様になされる。

路面状態補正部８３はカーブ補正された旋回性得点Ｔ_vを、路面状態推定部４７により推定された路面状態に対応して補正する。路面状態推定部４７により推定された路面状態はメモリ５１に保管される。旋回運動判別部５２により自動二輪車１が旋回運動したと判別されると、旋回運動区間における路面状態がメモリ５１から路面状態補正部８３へ送られる。

一般に、旋回性得点Ｔ_vは路面摩擦係数μとある関係を有する。そこで、旋回したカーブごとに推定された路面状態に応じて旋回性得点Ｔ_vを補正する。図１２を参照して、路面状態による旋回性得点Ｔ_vの補正を説明する。図１２は、補正前の路面摩擦係数と旋回性得点の関係を示すグラフ図である。予め、テストドライバーにより、路面状態だけが異なる条件にてカーブを旋回して、どのような旋回性得点Ｔ_vが算出されるかをサンプリングする。

次に、サンプリングされた路面摩擦係数μと旋回性得点Ｔ_vとの関係を算出する。図１２に示す直線Ｑの傾きが路面摩擦係数μと旋回性得点Ｔ_vとの関係を示す。この傾きをゼロにする変換補正を実施することで、図１３に示すように、路面摩擦係数μの影響を低減した旋回性得点Ｔ_vを得ることができる。図１３は、路面状態補正された路面摩擦係数μと旋回性得点Ｔ_vとの関係を示すグラフ図である。サンプリングされた路面摩擦係数μと旋回性得点Ｔ_vとの関係は、路面状態補正部８３に記憶されている。路面状態補正部７７による車両安定性得点Ｓ_ｖの補正も同様になされる。

路面状態補正部８３によって補正された旋回性得点Ｔ_vは、総合特性判定部５７、特性分類部５８、データベース部５９、モニタ４１および旋回性得点比較部８４へ出力される。

旋回性得点比較部８４は、カーブサイズおよび路面状態に応じて補正された旋回性得点Ｔ_vを、予め定められた旋回特性の基準値と比較する。これより、ライダーの旋回特性をレベル別に判定することができる。判定された結果は、モニタ４１に出力され、ライダーに表示される。ライダーは、レベル別に判定された旋回特性を知ることで、自分の旋回運動の旋回特性を直感的に確認することができる。

３.４ 頭部安定性得点算出
図１４を参照する。図１４は頭部安定特性判定部およびその周辺の構成を示す機能ブロック図である。頭部安定特性判定部５６は、頭部安定性得点算出部８７とカーブサイズ補正部８８と路面状態補正部８９と頭部安定性得点比較部９０とを有する。

頭部安定性得点算出部８７には、ローパスフィルタ６５およびバンドパスフィルタ６６によりフィルタ処理された自動二輪車１の旋回運動区間Ｙにおける各検出値が入力される。ここでは、ライダーの頭部のピッチレートが入力される場合を例として挙げる。

２輪車がカーブを旋回する場合、２輪車自体がカーブ中心方向に傾斜するので、ライダーの頭部が動揺する。４輪車がカーブを旋回する場合は、ドライバがカーブ中心方向にほとんど傾斜しないので、ドライバの頭部の動揺は少ない。２輪車におけるライダーの頭部の動揺は、ライダー自身の操縦によって異なる。一般に、上級者になるにつれ、ライダーの頭部のピッチ方向の小刻みな動揺が少ない。

同じカーブを旋回しても、ライダーが上級者であれば、ライダー自身で姿勢の変動を吸収して、小刻みな頭部の動揺を抑えることができる。これに対して、ライダーが初級者であれば、自身の姿勢の変動を吸収することができず、小刻みに頭部が動揺してしまう。

このように、頭部のピッチレートの時系列データを周波数特性により分離する。図１５に示すように、低周波数帯域成分ｇ（ｔ）を予測成分、図１６に示すように高周波数帯域成分ｆ（ｔ）を修正成分と解釈する。図１５は、頭部のピッチレートの低周波数帯域成分を示すグラフ図であり、図１６は、頭部のピッチレートの高周波数帯域成分を示すグラフ図である。旋回区間Ｙにおけるそれぞれの成分の単位時間あたりの積分値の平均値を算出する。下記（５）式に示すように、得られた予測成分を修正成分で除した値を１つの旋回区間における頭部安定性得点Ｈとする。

カーブに対して、ライダーが滑らかにライダー自身の姿勢を変更すると頭部の動きも滑らかになり、低周波数帯域ｇ（ｔ）の絶対値の積分量が大きく、高周波帯域ｆ（ｔ）の絶対値の積分量が小さい。カーブ走行中に、ライダー自身の姿勢が細かく変わるとライダーの頭部の動きも細かくなるので、高周波帯域ｆ（ｔ）の絶対値の積分量が大きくなり、低周波数帯域ｇ（ｔ）の絶対値の積分量がその分小さくなる。このように、低周波数帯域ｇ（ｔ）の絶対値の積分量と高周波帯域ｆ（ｔ）の絶対値の積分量との比率を指標とすることで、カーブ走行中のライダーの頭部安定特性を得点化することができる。

次に、カーブサイズ補正部８８は、算出された頭部安定性得点Ｈを、カーブサイズ推定部４３により推定されたカーブサイズに応じて補正する。カーブサイズ推定部４３により推定されたカーブサイズはメモリ５１に保管される。旋回運動判別部５２により自動二輪車１が旋回運動したと判別されると、旋回運動区間Ｙにおけるカーブサイズがメモリ５１からカーブサイズ補正部８８へ送られる。

旋回運動と判別されたカーブごとにカーブサイズをメモリ５１から読み出し、推定されたカーブサイズに応じて頭部安定性得点Ｈを補正する。これより、異なるカーブサイズを旋回した際に得られた頭部安定性得点Ｈ間でも、カーブサイズによる影響を低減しているので、比較することができる。カーブサイズに応じた補正の方法は、旋回性得点Ｔ_vにおけるカーブサイズの補正と同様である。

路面状態補正部８９はカーブ補正された頭部安定性得点Ｈを、路面状態推定部４７により推定された路面状態に対応して補正する。路面状態推定部４７により推定された路面状態はメモリ５１に保管される。旋回運動判別部５２により自動二輪車１が旋回運動したと判別されると、旋回運動区間における路面状態がメモリ５１から路面状態補正部８９へ送られる。

頭部安定性得点Ｈと路面摩擦係数μとにはある関係を有する。そこで、旋回運動区間Ｙの間に推定された路面状態に応じて頭部安定性得点Ｈを補正する。これより、路面状態の影響を低減した頭部安定性得点Ｈが算出される。路面状態に応じた補正の方法は、旋回性得点Ｔ_vにおける路面状態の補正と同様である。

路面状態補正部８９によって補正された頭部安定性得点Ｈは、総合特性判定部５７、特性分類部５８、データベース部５９、モニタ４１および頭部安定性得点比較部９０へ出力される。

頭部安定性得点比較部９０は、カーブサイズおよび路面状態に応じて補正された頭部安定性得点Ｈを、予め定められた頭部安定特性の基準値と比較する。これより、ライダーの頭部安定特性をレベル別に判定することができる。判定された結果は、モニタ４１に出力され、ライダーに表示される。ライダーは、レベル別に判定された頭部安定特性を知ることで、自分の旋回運動の頭部安定特性を直感的に確認することができる。

３.５ 特性判定
カーブサイズ補正および路面状態補正された車両安定性得点Ｓ_v、旋回性得点Ｔ_v、および頭部安定性得点Ｈを基に種々の特性判定を実施する。

総合特性判定部５７は、カーブサイズ補正および路面状態補正された車両安定性得点Ｓ_v、旋回性得点Ｔ_v、および頭部安定性得点Ｈを用いて旋回区間Ｙにおけるライダーの総合特性得点Ｇを下記（６）式の演算処理により算出する。下記（６）式において、ｋ₈、ｋ₉、ｋ₁₀は重み係数である。また、総合特性得点Ｇは重み付け線形和の他に、積、積和または条件付き確率等により算出してもよい。

総合特性得点Ｇは連続値であるので、この総合特性得点Ｇを用いて無段階にライダーの総合特性を判定することができる。総合特性得点Ｇは、ライダーの車両安定特性、旋回特性、頭部安定特性の内少なくとも２つ以上を基にライダーの特性を総合的に判定するものである。また、図１７に示すように総合特性得点Ｇに閾値を設けて、有段階で総合特性を判定することもできる。図１７は、ライダー別に総合特性得点を有段階で判定した図である。

特性分類部５８は、車両安定特性判定部５４、旋回特性判定部５５および頭部安定特性判定部５６で判定された結果の内少なくとも２つ以上を基に、ライダーの特性を分類する。特性分類の一例として、図１８を参照する。図１８は、車両安定性得点Ｓ_v、旋回性得点Ｔ_v、および頭部安定性得点Ｈをそれぞれ３段階に分類した特性分類表である。分類された特性はモニタ４１に表示され、ライダーが自分の分類された特性を確認することができる。

データベース部５９は、旋回運動と判定されたカーブごとに、車両安定特性判定部５４、旋回特性判定部５５、頭部安定特性判定部５６、および総合特性判定部５７で判定された判定結果および車両安定性得点Ｓ_v、旋回性得点Ｔ_v、頭部安定性得点Ｈ、総合特性得点Ｇを順次保管する。すなわち、データベース部５９には、過去および現在のライダーのそれぞれの特性結果が蓄積されている。この蓄積されたそれぞれの特性結果は特性推移算出部６０へ送られる。

特性推移算出部６０は、車両安定性得点Ｓ_ｖ、旋回性得点Ｔ_v、および頭部安定性得点Ｈ、および総合特性得点Ｇのそれぞれの推移を算出する。ここでは、総合特性得点Ｇの推移を説明する。図１９に示すように、データベース部５９に保管された過去から現在の一定時間に含まれる総合特性得点Ｇを従属変数、単位時間ｔを独立変数として、下記（７）式に示す最小二乗法による線形回帰式を算出する。図１９は、特性推移を算出するグラフ図である。これより、単位時間ｔに対する回帰係数ｋが算出される。この回帰係数ｋの大きさがライダーの上達度を示す。ただし、回帰式について回帰の分散分析（ＡＮＯＶＡ）を実施して、回帰の有意性を有意水準５％で検証する。回帰が有意でない場合、ｋの値は０とする。

上達度分類部６１は、図２０に示すように、回帰係数ｋの値を予め定められた閾値により分類することで、ライダーの特性の上達度を判定する。つまり、回帰係数ｋの値と閾値との比較により、ライダーの操縦特性が向上したか、停滞しているか、低下したかを判定することができる。図２０は、ライダーの上達度を示す説明図である。ライダーごとに、上達度の判定をすることもできる。同様に、車両安定性得点Ｓ_ｖ、旋回性得点Ｔ_v、および頭部安定性得点Ｈに関してもそれぞれの得点におけるライダーの特性の上達度の判定をすることができる。判定された上達度は、それぞれ、モニタ４１に表示されるので、ライダーはカーブを旋回するごとに、自分の特性の推移を知ることができる。

４．特性判定制御動作
次に、図２１を参照して判定制御部３２の制御動作について説明する。図２１は、特性判定のフローチャート図である。

ライダーがキーオンすることで、旋回運動判別部５２は、ジャイロスコープ３３が検出した自動二輪車１のヨーレートを取得する（Ｓ０１）。次に、旋回運動判別部５２は、自動二輪車１が旋回運動したかどうかを判定する（Ｓ０２）。自動二輪車１が旋回運動したと判定されなかった場合、引き続きヨーレートの検出値を取り込む。自動二輪車１が旋回運動したと判定された場合、メモリ５１から、車両状態量が成分分離部５３へ取り込まれる（Ｓ０３）。また、頭部運動量についても、自動二輪車１が旋回運動したと判定された場合、成分分離部５３へ取り込まれる（Ｓ０４）。次に車両状態量および頭部運動量はそれぞれフィルタ処理が実施され周波数特性が分離される（Ｓ０５）。すなわち、成分分離部５３へ入力された車両状態量は、ローパスフィルタ６５およびバンドパスフィルタ６６により低周波数帯域成分と高周波数帯域成分とに周波数特性が分離される（Ｓ０５ａ）。また、成分分離部５３へ入力された頭部運動量もローパスフィルタ６５およびバンドパスフィルタ６６により低周波数帯域成分と高周波数帯域成分とに周波数特性が分離される（Ｓ０５ｂ）。

フィルタ処理された車両状態量を基にして、車両安定性得点算出部７５が車両安定性得点Ｓ_ｖを算出する（Ｓ０６）。また、フィルタ処理された車両状態量を基にして、旋回性得点算出部８１が旋回性得点Ｔ_vを算出する（Ｓ０７）。また、フィルタ処理された頭部運動量を基にして、頭部安定性得点算出部８７が、頭部安定性得点Ｈを算出する（Ｓ０８）。

また、ステップＳ０３〜Ｓ０８と並行して、旋回運動判別部５２により自動二輪車１が旋回運動したと判定された場合、カーブサイズ推定部４３により推定され、メモリ５１に保管されているカーブサイズをカーブサイズ補正部７６、８２、８８へ入力する（Ｓ０９）。
次に、各得点がそれぞれ推定されたカーブサイズに基づいて補正される（Ｓ１０）。すなわち、カーブサイズ補正部７６は、車両安定性得点Ｓ_ｖに対して推定されたカーブサイズに基づいて補正を実施する（Ｓ１０ａ）。カーブサイズ補正部８２は、旋回性得点Ｔ_vに対して推定されたカーブサイズに基づいて補正を実施する（Ｓ１０ｂ）。カーブサイズ補正部８８は、頭部安定性得点Ｈに対して推定されたカーブサイズに基づいて補正を実施する（Ｓ１０ｃ）。

また、ステップＳ０３〜Ｓ１０と並行して、旋回運動判別部５２により自動二輪車１が旋回運動したと判定された場合、路面状態推定部４７により推定され、メモリ５１に保管された旋回区間における路面状態を路面状態補正部７７、８３、８９へ入力する（Ｓ１１）。次に、各得点がそれぞれ推定された路面状態に基づいて補正される（Ｓ１２）。すなわち、路面状態補正部７７は、カーブサイズ補正がされた車両安定性得点Ｓ_ｖに対して推定された路面状態に基づいて補正を実施する（Ｓ１２ａ）。路面状態補正部８３は、カーブサイズ補正がされた旋回性得点Ｔ_vに対して推定された路面状態に基づいて補正を実施する（Ｓ１２ｂ）。路面状態補正部８９は、カーブサイズ補正がされた頭部安定性得点Ｈに対して推定された路面状態に基づいて補正を実施する（Ｓ１２ｃ）。

車両安定性得点比較部７８は、カーブサイズおよび路面状態に応じて補正された車両安定性得点Ｓ_ｖを基に車両安定特性を判定する（Ｓ１３）。旋回性得点比較部８４は、カーブサイズおよび路面状態に応じて補正された旋回性得点Ｔ_vを基に旋回特性を判定する（Ｓ１４）。頭部安定性得点比較部９０は、カーブサイズおよび路面状態に応じて補正された頭部安定性得点Ｈを基に頭部安定特性を判定する（Ｓ１５）。

総合特性判定部５７は、カーブサイズおよび路面状態に応じて補正された車両安定性得点Ｓ_ｖ、旋回性得点Ｔ_v、および頭部安定性得点Ｈの内少なくとも２つ以上を基にして得点Ｇを算出して総合特性を判定する（Ｓ１６）。また、ステップＳ１６と並行して、特性推移算出部６０は、総合得点Ｇまたはカーブサイズおよび路面状態に応じて補正された車両安定性得点Ｓ_ｖ、旋回性得点Ｔ_v、頭部安定性得点Ｈのそれぞれの得点推移を基に、各特性推移を算出する（Ｓ１７）。上達度分類部６７は、それぞれの特性推移を基にしてライダーの上達度を分類する（Ｓ１８）。また、ステップＳ１６〜ステップＳ１８と並行して、特性分類部５８は、カーブサイズおよび路面状態に応じて補正された車両安定性得点Ｓ_ｖ、旋回性得点Ｔ_v、および頭部安定性得点Ｈを基にしてライダーの特性分類をする（Ｓ１９）。車両安定特性、旋回特性、頭部安定特性、総合特性、上達度分類および特性分類はそれぞれモニタ４１にてライダーに提示される（Ｓ２０）。

以上、本発明の実施例によれば、自動二輪車１において、旋回運動判別部５２により旋回運動と判別された１つのカーブごとにライダーの操縦特性の判定を行うことができる。また、ライダーの操縦特性の判定を多面的にかつ精度よく行うことができる。さらに、その判定結果をライダー自らが参照できるので、ライダーは自分自身の特性を数値化して把握することができる。これより、ライダーは自分自身の操縦特性の不足点を明確に知ることができる。また、経験の浅いライダーに対して、自動二輪車の操縦特性向上に対するモチベーションを向上することができる。

また、自動二輪車１において、ライダーの操縦特性の判定を多面的にかつ精度よく行うことができるので、ライダーの技量向上のための教育に適用することができる。この際、教育の効果を定量的に把握することができる。これより、ライダーの教育を効率的に進めることができる。

本発明は、上記実施例のものに限らず、次のように変形実施することができる。

（１）ヘルメット３７に設けたジャイロスコープ３８の代わりに眼球運動センサを用いてもよい。眼球運動センサが、ライダーの眼球運動を検出することで、ライダーの頭部のピッチ方向の動きを検出することができる。眼球運動センサとして、ヘルメット３７に設けるタイプと、ゴーグルに設けるタイプとある。

（２）ジャイロスコープ２３は３軸のセンサでなくても、単軸のセンサを複数個設置してもよい。つまり、ヨー方向、ロール方向、ピッチ方向のレートおよび角度をそれぞれ単独のジャイロスコープで検出してもよい。

（３）上述した実施例では判定制御部３２をＥＣＵ２５とは別に設けたが、ＥＣＵ２５の内部に判定制御部３２を組み込んでもよい。

（４）上述した実施例では、車両安定性得点Ｓ_vを、ヨーレート、ロールレート、ピッチレートの各安定性指標の重みづけ線形和にて算出していたが、ヨーレートの安定性指標のみに重みづけして算出してもよい。車両安定性得点Ｓ_vをヨーレートだけではなく、ロールレート、またはピッチレートまたはその両方の安定性指標を基にして算出する方が鞍乗り型車両の走行特性をより反映することができる。

（５）上述した実施例では、特性結果をモニタ４１にて表示してライダーへ提示しているが、これに限らず、他の方法によりライダーに提示してもよい。例えば、ヘルメット３７の内部にスピーカを備えて、音声によりライダーへ特性結果を伝えてもよい。また、シート１６内にバイブレータを備えて、振動によってライダーへ特性結果を提示してもよい。このように、視覚に限らず聴覚や触覚のうち少なくとも１つ以上の感覚器に対して提示してもよい。

（６）上述した実施例では、自動二輪車１が走行するカーブサイズを推定して推定されたカーブサイズに応じて各種得点を補正していたが、予め決められたコースを走行する場合等カーブサイズが判明しているコースを走行する場合は、カーブサイズを予めメモリ５１に保管しておいてもよい。

（７）上述した実施例では、自動二輪車１が走行する路面状態を推定して、推定された路面状態に応じて各種得点を補正していたが、路面状態を反映する路面摩擦係数μを予めメモリ５１に保管しておいて、ライダーが路面状態を直接選択する構成でもよい。

（８）上述した実施例では、算出した車両安定性得点、旋回性得点および頭部安定性得点にカーブサイズ補正および路面状態補正を実施していたが、図２２に示すように、カーブサイズ補正および路面状態補正を省略してもよい。図２２の場合、車両安定性得点比較部７８は、車両安定性得点Ｓ_ｖを基に車両安定特性を判定する（Ｓ１３ｂ）。旋回性得点比較部８４は、旋回性得点Ｔ_vを基に旋回特性を判定する（Ｓ１４ｂ）。頭部安定性得点比較部９０は、頭部安定特性を判定する（Ｓ１５ｂ）。

総合特性判定部５７は、車両安定性得点Ｓ_ｖ、旋回性得点Ｔ_v、および頭部安定性得点Ｈの内少なくとも２つ以上を基にして総合得点Ｇを算出して総合特性を判定する（Ｓ１６ｂ）。また、特性推移算出部６０は、総合得点Ｇまたは車両安定性得点Ｓ_ｖ、旋回性得点Ｔ_v、頭部安定性得点Ｈのそれぞれの得点推移を基に、各特性推移を算出する（Ｓ１７ｂ）。また、特性分類部５８は、車両安定性得点Ｓ_ｖ、旋回性得点Ｔ_v、および頭部安定性得点Ｈを基にしてライダーの特性分類をする。

また、他の変形例として、図２３に示すように、算出した車両安定性得点Ｓ_ｖ、旋回性得点Ｔ_vおよび頭部安定性得点Ｈのそれぞれに、カーブサイズ補正だけを実施してもよいし、図２４に示すように路面状態補正だけを実施してもよい。

図２３によると、車両安定性得点比較部７８は、カーブサイズに応じて補正された車両安定性得点Ｓ_ｖを基に車両安定特性を判定する（Ｓ１３ｃ）。旋回性得点比較部８４は、カーブサイズに応じて補正された旋回性得点Ｔ_vを基に旋回特性を判定する（Ｓ１４ｃ）。頭部安定性得点比較部９０は、カーブサイズに応じて補正された頭部安定性得点Ｈを基に頭部安定特性を判定する（Ｓ１５ｄ）。

総合特性判定部５７は、カーブサイズに応じて補正された車両安定性得点Ｓ_ｖ、旋回性得点Ｔ_v、および頭部安定性得点Ｈの内少なくとも２つ以上を基にして総合特性を判定する（Ｓ１６ｃ）。また、特性推移算出部６０は、総合得点またはカーブ補正された車両安定性得点Ｓ_ｖ、旋回性得点Ｔ_v、頭部安定性得点Ｈのそれぞれの得点推移を基に、各特性推移を算出する（Ｓ１７ｃ）。また、特性分類部５８は、カーブサイズに応じて補正された車両安定性得点Ｓ_ｖ、旋回性得点Ｔ_v、および頭部安定性得点Ｈを基にしてライダーの特性分類をする（Ｓ１９ｃ）。

また、図２４によると、ステップＳ０３〜Ｓ０４と並行して、旋回運動判別部５２により自動二輪車１が旋回運動したと判定された場合、路面状態推定部４７により推定され、メモリ５１に保管された旋回区間における路面状態を路面状態補正部５９へ入力する（Ｓ１１）。次に、各得点がそれぞれ推定された路面状態に基づいて補正される（Ｓ１２´）。すなわち、路面状態補正部７７は、車両安定性得点Ｓ_ｖに対して推定された路面状態に基づいて補正を実施する（Ｓ１２ａ´）。路面状態補正部８３は、旋回性得点Ｔ_vに対して推定された路面状態に基づいて補正を実施する（Ｓ１２ｂ´）。路面状態補正部８９は、頭部安定性得点Ｈに対して推定された路面状態に基づいて補正を実施する（Ｓ１２ｃ´）。

車両安定性得点比較部７８は、路面状態に応じて補正された車両安定性得点Ｓ_ｖを基に車両安定特性を判定する（Ｓ１３ｄ）。旋回性得点比較部８４は、路面状態に応じて補正された旋回性得点Ｔ_vを基に旋回特性を判定する（Ｓ１４ｄ）。頭部安定性得点比較部９０は、路面状態に応じて補正された頭部安定性得点Ｈを基に頭部安定特性を判定する（Ｓ１５ｄ）。

総合特性判定部５７は、路面状態に応じて補正された車両安定性得点Ｓ_ｖ、旋回性得点Ｔ_v、および頭部安定性得点Ｈの内少なくとも２つ以上を基にして得点Ｇを算出して総合特性を判定する（Ｓ１６ｄ）。また、特性推移算出部６０は、総合得点Ｇまたは路面状態に応じて補正された車両安定性得点Ｓ_ｖ、旋回性得点Ｔ_v、頭部安定性得点Ｈのそれぞれの得点推移を基に、各特性推移を算出する（Ｓ１７ｄ）。上達度分類部６７は、それぞれの特性推移を基にしてライダーの上達度を分類する（Ｓ１８ｄ）。また、特性分類部５８は、路面状態に応じて補正された車両安定性得点Ｓ_ｖ、旋回性得点Ｔ_v、および頭部安定性得点Ｈを基にしてライダーの特性分類をする（Ｓ１９ｄ）。

（９）上述した実施例では、旋回区間Ｙを判別するのにヨーレートまたはヨー角度を用いて判別していたが、これに限らずロールレート、ロール角度、ステアリング角度、ＧＰＳ軌跡を用いてもよい。ロール角度を用いる場合、図２５に示すように、旋回運動判別部５２は、ロール角度の変化量から、旋回運動区間Ｙを判別する。すなわち、旋回運動判別部５２は、自動二輪車１のロール角度の絶対値が閾値Ｘ´を超えた時点から再び閾値Ｘ´を下回る時点までの区間であり、かつ、その区間の持続時間が最低持続時間Ｙ´_ｍｉｎ以上であれば、その区間を旋回運動区間Ｙと判別する。自動二輪車１のロール角度の絶対値が閾値Ｘ´を超えた時点から再び閾値Ｘ´を下回る時点までの区間が最低持続時間Ｙ´_ｍｉｎに満たない場合、旋回運動判別部５２は、この区間を旋回運動区間と判別しない。閾値Ｘ´の値は、自動二輪車１の車種により適宜設定すればよい。

ステアリング角度を用いる場合、ロール角度と同様に旋回運動区間を判別することができる。ロールレートを用いる場合は、レートデータを時間積分等によりロール角度データに変換した後、旋回運動区間Ｙを判別することができる。

ＧＰＳを用いての旋回運動区間Ｙの判別を図２、２６および２７を参照して説明する。図２６は自動二輪車１が旋回運動時におけるＧＰＳ軌跡を示す説明図であり、図２７は自動二輪車１の進行方向および進行方向変化量を示すグラフ図である。ＧＰＳによる自動二輪車１の走行軌跡を用いる場合、ある時点のＧＰＳデータとそれ以前に得られたＧＰＳデータを用いて自動二輪車１の進行方向を算出する。そして、その進行方向の変化量を用いてヨーレートを用いた場合と同様に旋回運動区間を判別することができる。

図２６に示すように、予め定められた時間間隔における自動二輪車１の走行間隔から各走行間隔における自動二輪車１の走行軌跡と緯線との角度により自動二輪車１の進行方向が定義づけられる。図２６では、図の上向きを北向きとする。図２６では予め定められた時間間隔は１秒である。この時間間隔は任意に設定できる。自動二輪車１の予め定められた時間間隔ごとの位置を示すＧＰＳデータＧ_１〜Ｇ_１３が示されている。各ＧＰＳデータＧ_ｎとＧ_ｎ＋１を結ぶ線と緯線に水平な線分とがなす角度Ｘ_ｎが自動二輪車１の進行方向として定義付けられる。ＧＰＳデータＧ_１〜Ｇ_１３は、たとえば、Ｘ_１〜 Ｘ_３＝９０°、Ｘ_４＝７５°、Ｘ_５＝５０°、Ｘ_６＝３０°、Ｘ_７＝２０°、Ｘ_８〜 Ｘ_１２＝０°、Ｘ_１３＝３０°である。

ＧＰＳを用いて旋回運動区間を判別する場合、ＧＰＳ４４より入力されるＧＰＳデータＧ_ｎに基づいて、進行変化算出部６２が自動二輪車１の進行方向変化量の絶対値Ｃｈ_ｎ＝｜Ｘ_ｎ−Ｘ_ｎ−１｜を算出する。旋回運動判別部５２は、進行方向変化量Ｃｈ_ｎから、旋回運動区間Ｙを判別する。すなわち、旋回運動判別部５２は、自動二輪車１の進行方向変化量が閾値Ｘ´´を超えた時点から再び閾値Ｘ´´を下回る時点までの区間であり、かつ、その区間の持続時間が最低持続時間Ｙ´´_ｍｉｎ以上であれば、その区間を旋回運動区間Ｙと判別する。自動二輪車１の進行方向変化量Ｃｈ_ｎが閾値Ｘ´´を超えた時点から再び閾値Ｘ´´を下回る時点までの区間が最低持続時間Ｙ´´_ｍｉｎに満たない場合、旋回運動判別部５２は、この区間を旋回運動区間と判別しない。閾値Ｘ´´の値は、自動二輪車１の車種により適宜設定すればよい。

（１０）上述した実施例では、特性推移算出部６０は、各得点の推移を最小二乗法による線形回帰式を用いて回帰係数ｋを算出してライダーの上達度を示していたが、これに限らず、車両安定性得点、旋回性得点および頭部安定性得点を３次元直交座標系のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に割り当てて各得点を視覚的に提示してもよい。たとえば、ｘ軸に車両安定性得点を、ｙ軸に旋回性得点を割り当て、その座標空間上にライダーの各得点を表示したものを図２８，２９を参照して説明する。図２８、２９はそれぞれ同じライダーが各旋回区間の車両安定性得点および旋回性得点を２次元座標系に表示した分布図である。

図２８、２９のように、たとえば８つの旋回区間Ｃｕ１〜Ｃｕ８における各旋回区間の各得点を表示すれば、各旋回の平均得点Ａｖｅが同じでも、座標空間上のプロットのばらつきを見ることで、そのライダーが毎回同じように旋回できているか、それとも、旋回毎に特性がばらついて安定していないのかを判断することができる。図２８と図２９とは車両安定性得点および旋回性得点の８つの旋回区間Ｃｕ１〜Ｃｕ８における平均点Ａｖｅはどちらも同じである。しかしながら、プロットされた点のばらつきは図２８の方が図２９よりも大きい。図２８、２９では平均点Ａｖｅを中心に最も離れた旋回区間のプロットを通る円Ｒｃ１、Ｒｃ２でプロットされたばらつきの目安として表示しているが、これに限らず、各旋回区間のプロット点と平均点Ａｖｅの標準偏差を用いて表示してもよい。

このように各得点の推移を提示することで、旋回毎の平均得点が同等でも、座標空間上のプロットのばらつき具合を見ることで、そのライダーが毎回同じ様に旋回できているか、それとも、旋回毎に特性がばらばらで安定していないのかを判断することができる。

また他にも、１台の自動二輪車１を用いて複数のライダーにおける特性を提示してもよい。図３０は複数のライダーの車両安定性得点および旋回性得点の各平均得点を２次元座標系に表示した分布図である。複数のライダーの各得点を座標空間上でいくつかのカテゴリに分類すれば、各ライダーの操縦技量の相対的な位置づけが明確になり、改善点や指導上のポイントを明確にすることができる。図３０では、１例として、座標空間を「積極的コントロール」、「消極的コントロール」、「技量を超えた操縦」、「技量不足」の４つのカテゴリに区分けし、８人のライダーＲ１〜Ｒ８の各得点をプロットしている。

ここで「技量を超えた操縦」カテゴリに含まれるライダーＲ１は相対的に車両安定性得点が低く、旋回性得点が高い。このようなライダーは車両の旋回性を引き出すために積極的な操縦行動を行っているが、反面、車両を安全にコントロールできていないと判断できる。これより、このようなライダ―には安定性を高めるための車両コントロール方法を教示すればよい。

また、「消極的コントロール」カテゴリに含まれるライダーＲ２は相対的に車両安定性得点が高く、旋回性得点が低い。このようなライダーは、車両挙動は安定しているが、それは車両のロール角度を抑える、旋回速度を落とす、などして、旋回性を犠牲にしていると判断できる。このようなライダーには旋回性を引き出すための車両コントロール方法を教示すればよい。

このように、車両安定性得点、旋回性得点および頭部安定性得点を２次元空間または３次元空間上にプロットし、それをライダーや走行指導員にモニタ４１で提示することで、直感的にライダーの操縦技量の位置づけや特性を把握しやすくなり、それにより操縦の改善点や指導上のポイントを明確にすることができる。

Claims (17)

1. 鞍乗り型車両を操縦するライダーの操縦特性を判定するライダー特性判定装置であって、
   鞍乗り型車両のヨーレートおよびヨー角度のうち少なくとも１つを検出する第１車両状態検出器と、
   鞍乗り型車両が旋回運動した区間を判別する旋回運動判別部と、
   鞍乗り型車両のロールレート、ロール角度、ピッチレート、ピッチ角度、およびキャスタ角度のうち少なくとも１つを検出する第２車両状態検出器と、
   前記旋回運動判別部により判別された旋回運動区間において、前記第１車両状態検出器および前記第２車両状態検出器にて検出された検出値を予め定められた閾値周波数よりも高い高周波数帯域成分である修正成分と前記閾値周波数よりも低い低周波数帯域成分である予測成分とに分離する成分分離部と、
   鞍乗り型車両の車両安定特性を判定する車両安定特性判定部と、
   鞍乗り型車両の旋回特性を判定する旋回特性判定部とを備え、
   前記車両安定特性判定部は、前記第１車両状態検出器の検出値が前記成分分離部によって分離された修正成分と予測成分との比率を基に、鞍乗り型車両の車両安定性得点を算出する車両安定性得点算出部を有し、
   前記旋回特性判定部は、前記第２車両状態検出器の検出値が前記成分分離部によって分離された予測成分を基に、鞍乗り型車両の旋回性得点を算出する旋回性得点算出部と
   を備えるライダー特性判定装置。
2. 請求項１に記載のライダー特性判定装置において、
   前記旋回運動判別部は、ヨーレート、ヨー角度、ロールレート、ロール角度、ステアリング角度およびＧＰＳ軌跡のうち少なくとも１つに基づいて鞍乗り型車両が旋回運動した区間を判別する
   ライダー特性判定装置。
3. 請求項１または２に記載のライダー特性判定装置において、
   前記車両安定特性判定部は、前記車両安定性得点を前記車両安定特性の判定基準値と比較することで前記車両安定特性を判定する車両安定性得点比較部を有し、
   前記旋回特性判定部は、前記旋回性得点を前記旋回特性の判定基準値と比較することで前記旋回特性を判定する旋回性得点比較部を有する
   ライダー特性判定装置。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のライダー特性判定装置において、
   前記車両安定性得点算出部は、前記第１車両状態検出器および前記第２車両状態検出器の検出値が前記成分分離部によって分離された修正成分と予測成分との比率を基に、前記車両安定性得点を算出するライダー特性判定装置。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載のライダー特性判定装置において、
   ステアリング角度を検出するステアリング角度センサを備え、
   前記成分分離部は、前記旋回運動判別部により判別された旋回運動区間において、前記ステアリング角度センサにて検出された検出値を修正成分と予測成分とに分離し、
   前記旋回性得点算出部は、前記第２車両状態検出器および前記ステアリング角度センサの検出値が前記成分分離部にて分離された予測成分を基に、前記旋回性得点を算出するライダー特性判定装置。
6. 請求項１から４のいずれか１つに記載のライダー特性判定装置において、
   鞍乗り型車両の車速を検出する車速センサを備え、
   前記旋回性得点算出部は、前記第２車両状態検出器の検出値が前記成分分離部にて分離された予測成分と前記車速センサにより検出された車速とを基に前記旋回性得点を算出するライダー特性判定装置。
7. 請求項１から６のいずれか１つに記載のライダー特性判定装置において、
   鞍乗り型車両が走行したカーブの曲率の大きさを推定するカーブサイズ推定部を備え、
   前記車両安定特性判定部は、前記車両安定性得点を前記カーブの曲率の大きさに応じて補正する第１カーブサイズ補正部を有し、
   前記旋回特性判定部は、前記旋回性得点を前記カーブの曲率の大きさに応じて補正する第２カーブサイズ補正部を有する
   ライダー特性判定装置。
8. 請求項１から７のいずれか１つに記載のライダー特性判定装置において、
   鞍乗り型車両が走行する路面状態を推定する路面状態推定部を備え、
   前記車両安定特性判定部は、推定された前記路面状態に応じて前記車両安定性得点を補正する第１路面状態補正部を有し、
   前記旋回特性判定部は、推定された前記路面状態に応じて前記旋回性得点を補正する第２路面状態補正部を有する
   ライダー特性判定装置。
9. 請求項１から８のいずれか１つに記載のライダー特性判定装置において、
   前記車両安定性得点および前記車両旋回性得点を基に、ライダーの総合的な総合特性を判定する総合特性判定部
   を備えるライダー特性判定装置。
10. 請求項１から９のいずれか１つに記載のライダー特性判定装置において、
    過去および現在の前記車両安定性得点および前記旋回性得点を蓄積するデータベースと、
    前記データベースの情報を用いてライダーの操縦特性の推移を求める特性推移算出部
    を備えるライダー特性判定装置。
11. 請求項１から１０のいずれか１つに記載のライダー特性判定装置において、
    前記車両安定性得点および前記旋回性得点を基に、ライダーの操縦特性を予め定められた複数のカテゴリーのいずれかに分類する特性分類部
    を備えるライダー特性判定装置。
12. 請求項１から８のいずれか１つに記載のライダー特性判定装置において、
    ライダーの頭部または眼球のピッチレート、ピッチ角度、ヨーレートおよびヨー角度の少なくとも１つを検出するライダー運動検出部と、
    ライダーの頭部安定特性を判定する頭部安定特性判定部とを備え、
    前記成分分離部は、前記旋回運動判別部により判別された旋回運動区間において、前記ライダー運動検出部にて検出された検出値を修正成分と予測成分とに分離し、
    前記頭部安定特性判定部は、前記ライダー運動検出部の検出値が前記成分分離部により分離された修正成分と予測成分との比率を基に、ライダーの頭部安定性得点を算出する頭部安定得点算出部を有するライダー特性判定装置。
13. 請求項１２に記載のライダー特性判定装置において、
    前記頭部安定特性判定部は、前記頭部安定性得点を前記頭部安定特性の判定基準値と比較することでライダ―の前記頭部安定特性を判定する頭部安定性得点比較部
    を有するライダー特性判定装置。
14. 請求項１２または１３に記載のライダー特性判定装置において、
    前記車両安定性得点、前記車両旋回性得点および前記頭部安定性得点のうち２つ以上を基に、ライダーの総合的な総合特性を判定する総合特性判定部
    を備えるライダー特性判定装置。
15. 請求項１２から１４いずれか１つに記載のライダー特性判定装置において、
    過去および現在の前記車両安定性得点、前記旋回性得点および前記頭部安定性得点を蓄積するデータベースと、
    前記データベースの情報を用いてライダーの操縦特性の推移を求める特性推移算出部
    を備えるライダー特性判定装置。
16. 請求項１２から１５いずれか１つに記載のライダー特性判定装置において、
    前記車両安定性得点、前記旋回性得点および前記頭部安定性得点のうち２つ以上を基に、ライダーの操縦特性を予め定められた複数のカテゴリーのいずれかに分類する特性分類部
    を備えるライダー特性判定装置。
17. 請求項１から１６のいずれか１つに記載のライダー特性判定装置を備える鞍乗り型車両。

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