JPH06199156A

JPH06199156A - 自動車用制御装置の制御ゲイン変更装置

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Publication number: JPH06199156A
Application number: JP4359965A
Authority: JP
Inventors: Shin Takehara; 伸竹原; Hiroshi Omura; 博志大村; Tetsuya Tatehata; 哲也立畑; Kiyoshi Sakamoto; 清坂本; Tomomi Izumi; 知示和泉
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-07-19

Abstract

(57)【要約】【目的】ドライバーの運転技量を簡単かつ正確に判定
し、自動車用制御装置に予め設定された制御ゲインを、
ドライバーの技量に応じて変更する。【構成】操舵角θｈとヨーレイトψｖとをパラメータ
とする技量判定用マップに、所定時間ずつの移動平均法
でサンプリングしたデータ（θｈ，ψｖ）を適用して、
通常の安定した運転状態である領域Ａ、荒い運転状態で
ある領域Ｂ、危険な運転状態である領域Ｃのうち、領域
Ａに入る確率（運転技量）を演算し、その運転技量から
制御ゲイン補正係数を求め、この制御ゲイン補正係数で
以て、自動車の駆動系、懸架系、操舵系、後輪操舵系の
各部制御装置に予め設定されたベース制御ゲインを変更
して各部制御装置に出力する。こうして、検出した操舵
角θｈとヨーレイトψｖにより、簡単かつ正確に技量を
判定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の駆動系、操舵
系、懸架系、制動系等を制御する制御装置の予め設定さ
れた制御ゲインを、ドライバーの運転技量に応じて変更
する自動車用制御装置の制御ゲイン変更装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動車においては、不特定多数の
ドライバーが、何処を、どのような使用環境・状態で走
行しても、一定の満足度を得るように、走行特性の制御
ゲインが設定されているのが一般的である。但し、各ド
ライバーの好みに応じて、パワーモードとノーマルモー
ドを選択したり、アクティブサスペンション装置におけ
る、コントロールモード、ハードモード、ソフトモード
の所望の１つを選択したり、また、４輪操舵装置におけ
るスポーツモードとノーマルモードを選択したりする
等、特定の少数の制御ゲインのみを２〜３通り選択でき
るようになっている。

【０００３】しかし、不特定多数のドライバー向けに走
行特性の制御ゲインが設定された自動車や、特定の制御
ゲインのみをマニュアルスイッチを介して設定し得る自
動車では、全てのドライバーに満足を与えることは到底
不可能である。そこで、ドライバーの運転上の特徴を学
習して走行特性の制御ゲインを変更可能にした学習自動
車が提案されている。例えば、特公平３─４４０２９号
公報には、操舵中における操舵角速度、操舵角、ヨーレ
イト、横加速度等をサンプリングし、所定時間内におけ
る平均値に基いてドライバーの操舵の特徴を抽出してス
テアリングホイールの操舵角に対する前輪及び／又は後
輪の転舵角の比率を変更するように学習制御する学習制
御自動車が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、通常のドライバ
ーの運転技量を的確に判定し得る技量判定技術が開発さ
れていなかったので、前記公報に記載の学習制御自動車
も含めて、従来の制御ゲイン変更可能な自動車において
は、ドライバーの運転技量に関係なく、運転上の傾向に
応じて制御ゲインを変更していた。そのため、ドライバ
ーの運転技量が低いにもかかわらず、運転上の傾向に応
じて制御ゲインを大きく変更すると、安定方向へ制御ゲ
インが変更されるとは限らず、運転技量の低いドライバ
ーにとっては走行性や操縦安定性が低下し、運転技量の
高いドライバーにとっては自己の操縦感覚通りの運転が
しにくくなるという問題がある。

【０００５】従来、ドライバーの技量を判定できなかっ
たのは、自動車が、走行中、複雑な走行挙動を示し、自
動車の運動の変化が、ドライバーの技量によるものか、
他の要素によるものか判断するのが難しいためである。
本発明の目的は、ドライバーの運転技量を簡単かつ正確
に判定でき、ドライバーの運転技量に応じた制御特性が
得られる自動車用制御装置の制御ゲイン変更装置を提供
することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る自動車用
制御装置の制御ゲイン変更装置は、自動車の制御装置に
予め設定された制御ゲインを変更可能なものであって、
自動車を操舵する操舵状態を検出する第１検出手段と、
操舵に伴う自動車の運動に関連する物理量を検出する第
２検出手段と、第１検出手段の出力と第２検出手段の出
力を受け、前記操舵状態と前記運動に関連する物理量と
をパラメータとして予め設定されたドライバー技量判定
用マップに基いて、ドライバーの技量を判定する技量判
定手段と、技量判定手段の出力を受け、ドライバーの技
量に応じて前記制御ゲインを変更する制御ゲイン変更手
段とを備えたものである。

【０００７】ここで、前記第１検出手段が、ハンドル操
舵角を検出する舵角センサで構成され、第２検出手段
が、自動車のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサで
構成されることもあり（請求項２）、また、前記第１検
出手段が、ハンドル操舵角を検出する舵角センサで構成
され、第２検出手段が、第１検出手段の出力を受けて舵
角速度を検出する舵角速度検出手段で構成されることも
ある（請求項３）。

【０００８】更に、前記ドライバー技量判定用マップ
は、舵角とヨーレイトとをパラメータとし、少なくと
も、安定した運転状態に対応する第１領域と、荒い運転
状態に対応する第２領域とを区分したマップからなる構
成（請求項２に従属の請求項４）、また、前記技量判定
手段は、舵角センサとヨーレイトセンサとで夫々検出さ
れた舵角とそれに対応するヨーレイトの多数組のデータ
に基いて、前記第１領域に入る確率を求め、その確率で
以て運転技量を判定するように構成した構成（請求項４
に従属の請求項５）、等の態様に構成してもよい。

【０００９】更に、前記ドライバー技量判定用マップ
は、舵角と舵角速度とをパラメータとし、操舵の応答が
速く対応操舵量が適当な第１領域と、操舵の応答が遅く
対応操舵量が不適当な第２領域とを区分したマップから
なる構成（請求項３に従属の請求項６）、また、前記技
量判定手段は、舵角センサと舵角速度検出手段とで夫々
検出された舵角とそれに対応する舵角速度の多数組のデ
ータに基いて、前記第１領域に入る確率を求め、その確
率で以て運転技量を判定するように構成された構成（請
求項６に従属の請求項７）、等の態様に構成してもよ
い。

【００１０】更に、前記制御ゲイン変更手段は、運転技
量をパラメータとする所定の制御ゲイン補正係数マップ
を有し、この制御ゲイン補正係数マップと、技量判定手
段で求められた運転技量とに基いて、制御ゲインを補正
する制御ゲイン補正係数を求めるように構成してもよい
（請求項５又は請求項７に従属の請求項８）。

【００１１】

【発明の作用及び効果】上記請求項１の自動車用制御装
置の制御ゲイン変更装置では、第１検出手段が自動車を
操舵する操舵状態を検出し、第２検出手段が前記の操舵
に伴う自動車の運動に関連する物理量を検出すると、技
量判定手段は、第１及び第２検出手段の出力を受け、前
記操舵状態と運動に関連する物理量とをパラメータとし
て予め設定されたドライバー技量判定用マップに基い
て、ドライバーの技量を判定し、制御ゲイン変更手段
は、技量判定手段が判定したドライバーの技量に応じて
制御ゲインを変更する。自動車の操舵時に、ドライバー
の技量の技量差が最も顕著に表れるが、この操舵状態
と、この操舵に伴う自動車の運動に関連する物理量とは
簡単に検出でき、これらをパラメータとして技量を判定
すれば、運転技量を簡単かつ正確に推定でき、この運転
技量に応じて、制御装置に予め設定された制御ゲインを
変更するので、自動車用制御装置の制御特性を、ドライ
バーの技量に応じた特性にすることができる。

【００１２】請求項２の制御ゲイン変更装置では、舵角
センサによりハンドル舵角が検出され、ヨーレイトセン
サによりヨーレイトが検出され、操舵状態を示す舵角
と、操舵に関連する物理量であるヨーレイトとをパラメ
ータとして、簡単にドライバーの運転技量を判定でき
る。

【００１３】請求項３の制御ゲイン変更装置では、舵角
センサによりハンドル舵角が検出され、舵角速度検知手
段により、検出舵角から舵角速度が検出され、操舵状態
を示す舵角と、操舵に関連する物理量である舵角速度と
をパラメータとして、簡単にドライバーの運転技量を判
定できる。

【００１４】請求項４の制御ゲイン変更装置では、請求
項２の装置において、ドライバー技量判定用マップが、
舵角とヨーレイトとをパラメータとし、安定した運転状
態に対応する第１領域と、荒い運転状態に対応する第２
領域とを区分したマップからなるため、ドライバー技量
判定用マップの構成が比較的簡単で、このマップを使用
する上でも有利である。

【００１５】請求項５の制御ゲイン変更装置では、請求
項４の装置において、技量判定手段は、検出舵角とそれ
に対応する検出ヨーレイトの多数組のデータに基いて、
前記第１領域に入る確率を求め、その確率で以て運転技
量を判定するため、運転技量を簡単かつ正確に判定でき
る。

【００１６】請求項６の制御ゲイン変更装置では、請求
項３の装置において、ドライバー技量判定用マップは、
舵角と舵角速度とをパラメータとし、操舵の応答が速く
対応操舵量が適当な第１領域と、操舵の応答が遅く対応
操舵量が不適当な第２領域とを区分したマップからなる
ため、請求項４と同様の作用・効果が得られる。

【００１７】請求項７の制御ゲイン変更装置では、請求
項６の装置において、技量判定手段は、検出舵角とそれ
に対応する検出舵角速度の多数組のデータに基いて、前
記第１領域に入る確率を求め、その確率で以て運転技量
を判定するため、運転技量を簡単かつ正確に判定でき
る。

【００１８】請求項８の制御ゲイン変更装置では、請求
項５又は７の装置において、制御ゲイン変更手段は、運
転技量をパラメータとする所定の制御ゲイン補正係数マ
ップを有し、このマップと運転技量とに基いて、制御ゲ
インを補正する制御ゲイン補正係数を求めるため、運転
技量に対応させて制御ゲインを補正できる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。最初に、本実施例に係る自動車用制御装
置の制御ゲイン変更装置の概要について説明すると、制
御ゲイン変更装置は、自動車に設けられた、エンジン制
御装置、アクティブサスペンション制御装置、４輪操舵
制御装置、パワーステアリング制御装置、トラクション
制御装置、アンチロックブレーキング制御装置等の制御
装置の予め設定された制御ゲインを、ドライバーの運転
技量に応じて変更し、ドライバーの運転技量が高いとき
には、前記制御ゲインの変更度合いを大きくするように
したものである。これにより、ドライバーの運転技量に
応じた最適な操縦特性が得られる。

【００２０】次に、自動車の全体構成、制御系、制御ゲ
インの変更制御について説明する。図１に示すように、
自動車１には、少なくとも、エンジン２の吸気量、点火
時期、燃料噴射量等を夫々制御するエンジン制御装置１
２（ＥＧＩ）と、前輪３と後輪４のアクティブサスペン
ション装置６を制御するアクティブサスペンション制御
装置１３（ＡＣＳ）と、後輪４を操舵する後輪操舵機構
７を制御する４輪操舵制御装置１４（４ＷＳ）と、操舵
ハンドル５をアシストするパワーステアリング装置８を
制御するパワーステアリング制御装置１５（Ｐ／Ｓ）
と、前輪３及び後輪４のブレーキ９を含むアンチロック
ブレーキング装置を制御するアンチロックブレーキング
制御装置１６（ＡＢＳ）と、エンジン２と前輪３及び後
輪４のブレーキ９とを含むトラクション装置を制御する
トラクション制御装置１７（ＴＣＳ）とが設けられてい
る。

【００２１】尚、前記制御装置１２〜１７により実行さ
れる制御は、夫々一般的なものなので、後述する場合を
除き、その説明を省略する。更に、これらの制御装置に
は、夫々の制御に必要な検出信号が図示外のセンサ類か
ら入力されるが、これらのセンサは、一般的なものなの
で、後述する場合を除き、その説明を省略する。

【００２２】次に、制御系について図２に基いて説明す
る。制御ゲイン変更用の制御装置２０には、ＥＧＩ１
２、ＡＣＳ１３、４ＷＳ１４、Ｐ／Ｓ１５、ＡＢＳ１
６、ＴＣＳ１７と、自動車の車速を検出する車速センサ
２１と、自動車の操舵ハンドル５の操舵角を検出する舵
角センサ２２と、自動車の車体に作用する横加速度を検
出する横加速度センサ２３と、路面の摩擦係数を検出す
るμセンサ２４と、車体のヨーレイトを検出するヨーレ
イトセンサ２５と、ブレーキ９の作動を検出するブレー
キスイッチ２６とが接続されている。

【００２３】前記制御ゲイン変更用制御装置２０は、Ｅ
ＧＩ１２、ＡＣＳ１３、４ＷＳ１４、Ｐ／Ｓ１５、ＡＢ
Ｓ１６及びＴＣＳ１７の制御ゲインを変更する為に設け
られたものであり、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとを含むマ
イクロコンピュータと、入出力インターフェースと、前
記センサ類からの検出信号をＡ／Ｄ変換したり波形整形
したりする変換回路や整形回路等で構成されている。

【００２４】前記制御装置２０のマイクロコンピュータ
のＲＯＭには、ドライバーの運転技量を判定し、その運
転技量に応じて、前記各制御装置１２〜１７に予め設定
されたベース制御ゲインを変更する技量判定・制御ゲイ
ン変更制御の制御プログラムと、これに付随するマップ
等が予め格納されている。更に、前記ＲＯＭには、ＥＧ
Ｉ１２、ＡＣＳ１３、４ＷＳ１４、Ｐ／Ｓ１５、ＡＢＳ
１６、ＴＣＳ１８に予め設定された制御ゲイン（ベース
制御ゲイン）と同一の制御ゲインが格納されている。
また、制御装置２０のマイクロコンピュータのＲＡＭに
は、前記の技量判定・制御ゲイン変更制御の為の各種の
メモリ類が設けられている。

【００２５】次に、技量判定・制御ゲイン変更制御の制
御ルーチンについて、図３と図４に基いて説明するが、
図中、Ｓｉ（ｉ＝１，２，・・・）は各ステップを示
す。図３において、イグニッションスイッチの投入とと
もに制御が開始され、車速Ｖ、ブレーキスイッチからの
制動信号、横加速度Ｇ、μ信号、操舵角θｈ、ヨーレイ
トψｖ等の各種信号が読み込まれ（Ｓ１）、次に図４に
示す技量判定時期決定処理のサブルーチンが実行される
（Ｓ２）。

【００２６】図４における技量判定時期決定処理は、ド
ライバーの運転技量を判定する際に最適な急旋回状態、
旋回制動状態、旋回加速状態の時、即ち、ドライバーの
技量によって、自動車の走行挙動が最も左右される時期
を決定する為に実行されるものであり、先ず、判定時期
決定フラグＦをリセットして（Ｓ１１）、車速Ｖが所定
車速Ｖ0 （例えば５０km/h）以上か否か判定され（Ｓ１
２）、車速が所定車速Ｖ0 以上の場合（Ｓ１２：Ｙｅ
ｓ）、次に急旋回状態か否か判定する為に横加速度Ｇが
所定値Ｇ０以上か否か判定され（Ｓ１３）、また、旋回
制動中か否か判断され（Ｓ１５）、次に旋回加速中か否
か判定される（Ｓ１５）。

【００２７】Ｓ１４の旋回制動状態は、操舵角θｈと、
ブレーキスイッチ２６からの制動信号とに基いて判定さ
れ、また、旋回加速状態は、操舵角θｈと車速Ｖとに基
いて判断される。これらの判定の結果、１つでも、該当
する場合があれば（Ｓ１３、Ｓ１４又はＳ１５：Ｙｅ
ｓ）、技量判定時期として最適であるため、判定時期決
定フラグＦをセットして（Ｓ１６）、この技量判定時期
決定処理のサブルーチンを終了してリターンする。

【００２８】急旋回状態、旋回制動中及び旋回加速中で
ない場合（Ｓ１３・Ｓ１４・Ｓ１５：Ｎｏ）は、判定時
期決定フラグＦをリセットして（Ｓ１７）、技量判定時
期決定処理のサブルーチンを終了してリターンする。ま
た、車速Ｖが所定車速Ｖ0 以上でない場合（Ｓ１２：Ｎ
ｏ）、技量判定時期として適切でないので、そのままリ
ターンする。

【００２９】次に、技量判定時期決定処理の終了後、図
３のＳ３に戻り、判定時期決定フラグＦがセットされて
いるか否か判定され（Ｓ３）、判定時期決定フラグＦが
セットされているときには、次に、技量判定の為の判定
基準しきい値を決定する為に、Ｓ４とＳ５において路面
μと車速Ｖについての判断がなされる。即ち、路面が低
μ路、即ち、路面摩擦係数μが所定値μ0 以下の場合
（Ｓ４：Ｙｅｓ）、又は車速Ｖが所定車速Ｖ1 以上の場
合（Ｓ５：Ｙｅｓ）には、判定基準しきい値がＳ1 に設
定される（Ｓ６）。また、路面摩擦係数μが所定値μ0
よりも大きく（Ｓ４：Ｎｏ）、かつ車速Ｖが所定車速Ｖ
1 よりも小さい場合（Ｓ５：Ｎｏ）には、判定基準しき
い値がＳ2に設定される（Ｓ７）。

【００３０】上記判定基準しきい値Ｓ1 ，Ｓ2 は、図５
に示す操舵角θｈとヨーレイトψｖとをパラメータとす
るドライバー技量判定用マップにおいて、通常の安定し
た運転状態に相当する領域Ａと、荒い運転状態に相当す
る領域Ｂとを区分するしきい値である。前記判定基準し
きい値Ｓ1 を判定基準しきい値Ｓ２よりも大きく設定し
たのは、低μ路の場合や車速Ｖが高いときには、操舵角
θｈに対するヨーレイトψｖの変化が著しくなるからで
ある。このように、しきい値Ｓ1 をしきい値Ｓ２よりも
大きく設定することで、路面状態と走行状態を加味した
適切な技量判定が可能となる。尚、図５における領域Ｃ
は、危険な運転状態に相当する領域である。

【００３１】前記Ｓ６又はＳ７で判定基準しきい値Ｓ1
，Ｓ2 が決定されると、次に、図５のＳ８において、
技量判定用マップに基づく技量判定処理が実行される。
この技量判定処理は、自動車を操舵する操舵状態を検出
する第１検出手段（本実施例では、舵角センサ２２）
と、操舵に伴う自動車の運動に関連する物理量（本実施
例では、ヨーレイトψｖ）を検出する第２検出手段（本
実施例では、ヨーレイトセンサ２５）との出力に基い
て、ドライバーの運転技量を判定する。

【００３２】即ち、図５に示すドライバー技量判定用マ
ップにおいて、操舵角θｈとヨーレイトψｖとで決まる
点（θｈ，ψｖ）が、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃのいずれ
に入るか判定し、この判定を一定時間の間多数回繰り返
し、領域Ａに入る確率を求めることにより、ドライバー
の技量を判定する。

【００３３】図６は、前記領域Ａに入る確率を求める為
に、操舵角θｈとヨーレイトψｖのデータをサンプリン
グするサンプリング方法を示すもので、車速Ｖが所定範
囲内（例えば、４０〜１００km/h）で、平均車速が所定
値Ｖ0 （例えば、５０km/h）以上の時に、１００ｍｓｅ
ｃのサンプリング周期で、一定時間( 例えば、１０分）
のサンプリングを行い、移動平均法により、５分毎に、
技量（領域Ａに入る確率）を判定する。このように、図
５の技量判定用マップに基いて、操舵角θｈとヨーレイ
トψｖとから比較的簡単にドライバーの運転技量を判定
できる。

【００３４】図７は、前記移動平均法により、領域Ａ，
Ｂ，Ｃに入る確率を算出した１例を示すもので、（Ａ）
は、技量が上でかつ精神安定状態の場合で、領域Ａに入
る確率が全体の９０％以上、領域Ｂに入る確率が１０％
以下、領域Ｃに入る確率が０％の場合を示し、（Ｂ）
は、技量が中・下であるか又は精神不安定状態の場合
で、領域Ａに入る確率が全体の８０％以下、領域Ｂに入
る確率が１０％以上、領域Ｃに入る確率が１０％以上の
場合を示す。

【００３５】前記のサンプリングで求めたデータ（θ
ｈ，ψｖ）を技量判定用マップに適用しつつ、所定時間
に亙って技量（領域Ａに入る確率）の判定を実行する技
量判定処理（Ｓ８）の終了後、Ｓ９において制御ゲイン
補正係数Ｋの演算を実行する。この制御ゲイン補正係数
Ｋは、前記のようにして求めた領域Ａに入る確率を、前
記ＲＯＭに予め格納されたマップ（図８参照）に適用す
ることで演算する。

【００３６】図８からも判るように、運転技量が高く、
領域Ａに入る確率が高くなるほど、補正係数Ｋが大きく
なる。例えば、領域Ａに入る確率が９０％以上の場合に
は、補正係数Ｋが1.2 となり、領域Ａに入る確率が６０
％以下の場合には、補正係数Ｋが0.8 となる。このよう
に、ドライバーの運転技量が平均的運転技量（領域Ａに
入る確率が約７５％）の場合には補正係数Ｋが1.0 とな
り、平均的運転技量よりも運転技量が高くなるのに応じ
て補正係数Ｋが1.0 以上に大きくなり、平均的運転技量
よりも運転技量が低くなるのに応じて補正係数Ｋが1.0
以下に小さくなるように設定されている。

【００３７】ここで、ＥＧＩ１２の制御ゲインに関し
て、制御ゲイン「小」は低燃費方向、制御ゲイン「大」
はパワー増大方向であり、ＡＣＳ１３の制御ゲインに関
して、制御ゲイン「小」は乗り心地アップ方向（ソフト
方向）、制御ゲイン「大」は操縦安定性アップ方向（ハ
ード方向）であり、４ＷＳ１４の制御ゲインに関して、
制御ゲイン「小」は小回り性アップ方向（逆相ゲイン増
大方向）、制御ゲイン「大」は操縦安定性アップ方向
（同相ゲイン増大方向）であり、Ｐ／Ｓ１５の制御ゲイ
ンに関して、制御ゲイン「小」は操舵力軽方向、制御ゲ
イン「大」は操舵力重方向である。

【００３８】Ｓ９における制御ゲイン補正係数Ｋの演算
後、Ｓ１０において、この補正係数ＫがＲＡＭのメモリ
に格納され、ＲＯＭに記憶している各部制御装置１２〜
１５のベース制御ゲインに補正係数Ｋを乗算して制御ゲ
インを変更し、その変更制御ゲインの信号を、ＥＧＩ１
２、ＡＣＳ１３、４ＷＳ１４、Ｐ／Ｓ１５、等の各部制
御装置に出力し、その後Ｓ１へリターンして、この技量
判定・制御ゲイン変更制御を繰り返えし実行する。この
ように、繰り返えし実行することで、長時間運転の場合
等におけるドライバーの肉体的・精神的疲労による運転
技量の低下に応じて制御ゲインを変更できる。

【００３９】但し、制御ゲインの変更は、基本的には、
１人のドライバーにつき１回実行すればよいので、Ｓ１
０の終了後には、技量判定・制御ゲイン変更制御を終了
してもよい。尚、制御ゲイン変更用制御装置２０から各
部制御装置１２〜１５に補正係数Ｋの信号のみを出力
し、制御ゲインの変更処理は、各部制御装置１２〜１５
内で行うようにしてもよい。以上のように、ドライバー
の運転技量が平均的レベルより高くなるのに応じて、制
御ゲイン補正係数Ｋが大きくなって制御ゲインの変更度
合いが大きくなり、その補正係数Ｋでベース制御ゲイン
を変更することで、ドライバーの運転技量に応じた制御
ゲインで各部制御装置１２〜１５の制御を行うことがで
き、自動車の各部制御装置１２〜１５をドライバーの運
転技量に応じた制御特性にすることができる。

【００４０】次に、ドライバーの運転技量判定に関する
別実施例について説明する。この運転技量判定は、前記
図５のマップの代わりに、操舵角θｈと操舵角速度ｄθ
ｈとをパラメータとする図９のマップに基いて行うもの
である。この運転技量判定では、舵角センサ２２で検出
される操舵角θｈから操舵角速度ｄθｈを演算し、操舵
角θｈと操舵角速度ｄθｈとをパラメータとして、ＲＯ
Ｍに格納された図９の技量判定用マップに基いてドライ
バーの技量を判定する。

【００４１】図９のマップには、操舵の応答が速く対応
操舵量が適当な領域Ａと、操舵の応答が遅く対応操舵量
が不適当で速い修正が必要な領域Ｂとが示され、前記実
施例と同様に、移動平均法により、θｈとｄθｈのデー
タをサンプリングし、その結果、前記と同様に、領域Ａ
に入る確率で以て技量を判定し、その技量（領域Ａに入
る確率）を図８のマップに適用して、前記同様に、制御
ゲイン補正係数Ｋを求め、その補正係数Ｋでベース制御
ゲインを変更する。尚、図５や図９のマップに代えて、
舵角速度とヨーレイトとをパラメータとするマップから
技量を判定することも可能である。

【００４２】次に、技量判定・制御ゲイン変更制御の別
実施例について説明する。この技量判定・制御ゲイン変
更制御は、アンチロックブレーキング装置の作動頻度を
技量判定のパラメータとし、作動頻度が小さい程運転技
量が高いと判定し、その技量に応じて制御ゲイン補正係
数Ｋを求めて前記実施例と同様にベース制御ゲインを変
更するものである。制御ゲイン変更用制御装置２０に
は、アンチロックブレーキング装置の作動頻度を検知
し、その検知した作動頻度に基いて技量判定を行い、技
量に応じて制御ゲイン補正係数Ｋを求めて各部制御装置
１２〜１５のベース制御ゲインを変更する技量判定・制
御ゲイン変更制御の制御プログラム（図１０参照）と、
作動頻度と技量との関係を示すマップ（図１１参照）と
が予め入力格納してある。

【００４３】次に、この制御について、図１０と図１１
のマップに基いて説明するが、図１０において、Ｓｉ
（ｉ＝２０，２１，・・・）は各ステップを示す。図１
０のフローチャートにおいて、イグニッションスイッチ
の投入とともに制御が開始されるが、初期設定によりカ
ウンタＩとカウンタＮは夫々「０」に設定され、次に、
車速Ｖ、ＡＢＳ開始信号、μ信号等の各種信号が読み込
まれ（Ｓ２０）、次に、低μ路か否か判定され（Ｓ２
１）、更に車速Ｖが中車速か否か判定される（Ｓ２
２）。この判定の結果、低μ路でないとき又は中車速で
ないときには、ＡＢＳの作動頻度を検知する走行状態及
び路面状態としては適当でないので、Ｓ３１へ移行す
る。これに対して、低μ路でかつ中車速域の場合のみ、
計時の為のカウンタＩがインクリメントされ（Ｓ２
３）、次に、ＡＢＳ開始信号が入力されたか否か判断さ
れ（Ｓ２４）、ＡＢＳ開始信号が入力されていないとき
には、Ｓ２０へリターンする。

【００４４】アンチロックブレーキング制御装置１６
（ＡＢＳ）は、自動車のスリップ量を検出し、そのスリ
ップ量が所定値以上になったときに、スリップ量を所定
の目標値になるようにブレーキ９のブレーキ油圧を制御
するが、ＡＢＳ開始信号は、ＡＢＳ１６から制御ゲイン
変更用制御装置２０に供給されている。ＡＢＳ開始信号
が入力されるまで、Ｓ２０〜Ｓ２４が繰り返され、ＡＢ
Ｓ開始信号が入力されると（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、ＡＢＳ
の作動をカウントするカウンタＮがインクリメントされ
（Ｓ２５）、次に、カウンタＩが所定値Ｉ０以上か否か
判定され（Ｓ２６）、ＮｏのときはＳ２０へ戻る。所定
時間（例えば、１００分）経過して、カウンタＩが所定
値Ｉ０になると、Ｓ２７へ移行して、カウンタＮのカウ
ント値Ｎと、所定値Ｉ０から判る経過時間とに基いて、
ＡＢＳ開始信号の入力頻度（ＡＢＳの作動頻度）が演算
され、そのＡＢＳ作動頻度を、図１１の技量判定用マッ
プに適用して技量判定を実行する（Ｓ２８）。

【００４５】図１１の技量判定用マップは、制御装置２
０のＲＯＭに予め格納されており、ＡＢＳ作動頻度が高
いほど技量が低くなるように設定され、その技量判定用
マップに基いて求めた技量（％）を、図８の制御ゲイン
補正係数マップに適用して制御ゲイン補正係数Ｋを演算
し（Ｓ２９）、その補正係数Ｋでベース制御ゲインを変
更した変更制御ゲインの信号又は補正係数Ｋの信号を各
部制御装置１２〜１５に出力し（Ｓ３０）、次に、カウ
ンタＩとカウンタＮをリセット（Ｓ３１）後、Ｓ２０に
戻り、同様に繰り返すか、又はこの制御を終了する。こ
うして、ＡＢＳの作動頻度から簡単に技量を判定し、そ
の技量に基いて制御ゲイン補正係数Ｋを求めてベース制
御ゲインを変更することができる。

【００４６】尚、ドライバーの技量判定のその他の技術
として、例えば、超音波やレーザー光線方式のレーダー
装置を自動車に設け、このレーダー装置により、旋回走
行時における自動車の道路に対するトレース度（追従度
合い）を検知し、そのトレース度が高いほど技量が高い
と判定することもできる。

【００４７】次に、技量判定・制御ゲイン変更制御の別
実施例について説明する。この実施例では、技量判定に
関しては前記実施例と同様であるが、制御ゲイン変更に
関して、トラクション制御の開始しきい値を技量が高く
なるのに応じて高く変更するようにしたものである。こ
れは、技量の高いドライバーに対して操縦感覚を損なわ
ないようにする為である。このＴＣＳ１７により実行さ
れるトラクション制御は、駆動輪のスリップ量に基い
て、スリップ量が目標値以下となるようにエンジン２の
出力と前後輪３，４の制動力を制御する制御であり、Ｔ
ＣＳ１７は、自動車の作動状態に関連する物理量として
の駆動輪のスリップ量が制御開始しきい値以上になった
ときにトラクション制御を開始する。

【００４８】前記ＴＣＳ１７は、舵角センサ２２からの
操舵角θｈ、エンジン回転数センサからのエンジン回転
数、前後輪３，４のブレーキ９のブレーキスイッチ２６
からの制動信号、前後輪３，４の車輪速を夫々検出する
４つの車輪速センサからの車輪速等を用いて、自動車の
旋回半径、車体速Ｖｂ、路面摩擦係数μ、横加速度Ｇを
求め、その横加速度Ｇに基いて、スリップ判定しきい値
（開始しきい値、継続用しきい値）と、制御目標値を補
正するトラクション補正係数ｋ（ＴＣＳ補正係数）を求
め、その後、スリップ量の演算、スリップ判定、制御目
標値の設定、エンジン出力を調整する為の制御レベルの
演算等を実行し、燃料制御と点火時期制御とブレーキ制
御の為のスリップ制御信号を出力する。前記トラクショ
ン補正係数ｋ、スリップ量の演算、スリップ判定、スリ
ップ制御は周知技術であるため、簡単に説明する。

【００４９】前記旋回半径は、検出された操舵角θｈか
ら演算され、車体速Ｖｂは、左右の従動輪の車輪速のう
ち高い方の値として求められ、路面摩擦係数μは、車体
速Ｖｂとその加速度から演算され、車体速Ｖｂが高いほ
ど高く、その加速度が大きい程高く設定される。更に、
横加速度Ｇは、旋回半径と車体速Ｖｂとから演算され、
その横加速度Ｇに応じたトラクション補正係数ｋが、表
１のように予め設定されたトラクション補正係数テーブ
ルから演算されるが、横加速度Ｇが大きくなるほどトラ
クション補正係数ｋが小さくなるように設定されてい
る。

【００５０】

【表１】

【００５１】スリップ制御を開始する開始しきい値Ｓｈ
は、次式により演算される。開始しきい値Ｓｈ＝制御ゲイン補正係数Ｋ×基本しきい
値×ＴＣＳ補正係数ｋ制御ゲイン補正係数Ｋは、ドライバーの運転技量と、表
２の制御ゲイン補正係数テーブルとから求められるが、
運転技量は、前記メイン実施例における技量と同様に演
算されたものである。こうして、技量に応じて応じて大
きくなる制御ゲイン補正係数Ｋが演算され、この制御ゲ
イン補正係数Ｋを用いて、開始しきい値Ｓｈが変更され
る。

【００５２】

【表２】

【表３】

【００５３】前記基本しきい値は、車体速Ｖｂと路面摩
擦係数μ（１〜５）とをパラメータとして、表３の基本
しきい値テーブル（開始用）から演算される。この他
に、スリップ制御を継続すべきか否かを判定する為のス
リップ制御継続用しきい値Ｓｃは、次式により演算され
る。継続用しきい値Ｓｃ＝制御ゲイン補正係数Ｋ×基本しき
い値×TCS 補正係数ｋ前式の基本しきい値は、図示外の基本しきい値テーブル
（継続用）から演算される。前記制御目標値は、駆動輪
（前輪３）のスリップ量の目標値で、車体速Ｖｂと路面
摩擦係数μとをパラメータとして所定の制御目標値演算
テーブルから３次元補完で求めた制御目標基本値とＴＣ
Ｓ補正係数ｋから次式により演算される。制御目標値＝制御目標基本値×ＴＣＳ補正係数ｋ

【００５４】スリップ制御のタイムチャートを示す図１
２に基いて、スリップ制御について補足説明する。スリ
ップ制御をしてない非制御状態からスリップ制御を開始
すべきか否かを判定するスリップ制御開始しきい値Ｓｈ
は、前記のようにして演算されるが、ドライバーの運転
技量が高いほど制御ゲイン補正係数Ｋが大きくなるた
め、技量に応じて開始しきい値Ｓｈも高く設定され、技
量が高い場合には、例えば開始しきい値Ｓｈ１のように
高く設定されるが、駆動輪のスリップ量が制御開始しき
い値Ｓｈを越えない限りはスリップ制御が開始されない
ことから、ドライバーの運転技量が高いとトラクション
制御が開始されにくくなる。

【００５５】尚、図中、スリップフラグＳＦＬがセット
状態のときには、燃料制御、点火時期制御及びブレーキ
制御が行われるが、これらの出力制限制御や制動制御に
ついては、周知技術であるので、その説明は省略する。

【００５６】次に、技量判定・制御ゲイン変更制御の別
実施例について説明する。この実施例では、技量判定に
関しては前記メイン実施例と同様であるが、前記トラク
ション制御の場合と同様に、ドライバーの技量に応じ
て、ＡＢＳ１６の制御開始しきい値を高く変更する。こ
れは、技量の高いドライバーに対して操縦感覚を損なわ
ないようにする為である。

【００５７】ＡＢＳ１６は、制動時における車体速と各
車輪の車輪速とに基いて、各車輪がロック状態となるの
を防ぐ為に、各車輪のスリップ量が、制御開始しきい値
以上か否か判定し、スリップ量が制御開始しきい値以上
のときに、４輪のスリップ量が目標スリップ率になるよ
うに、ブレーキ油圧の増圧・保持・減圧とからなる所定
パターンのスリップ制御を繰り返すように構成されてい
る。前記制御開始しきい値が、前記トラクション制御と
同様に、ドライバーの運転技量が高くなるのに応じて高
くなるように設定される。これにより、ドライバーの運
転技量が高くなるのに応じて、ＡＢＳによるスリップ制
御が作動しにくくなり、ドライバーの運転感覚が損なわ
れることがない。

【００５８】次に、技量判定・制御ゲイン変更制御の別
実施例について説明する。この実施例では、ドライバー
の技量に関しては、前記メイン実施例と同様であるが、
技量が高くのに応じて、後輪４の転舵角が小さくなるよ
うにベース制御ゲインを変更するように構成されてい
る。前記４ＷＳ１４は、前輪の操舵量に応じて後輪の転
舵角を制御するもので、４ＷＳ１４はマイクロコンピュ
ータを有し、そのＲＯＭには、図１３に示すように、車
速Ｖをパラメータとする後輪転舵比マップが格納されて
おり、この転舵比マップと車速Ｖとから、前輪３に対す
る後輪４の転舵比Ｆ（Ｖ）を演算し、次式により後輪の
目標転舵角θｒを求め、その目標転舵角θｒとなるよう
にフィードバック制御により後輪の転舵角を制御するよ
うに構成されている。 θｒ＝Ｆ（Ｖ）×θｈ×１／Ｋここで、θｈは検出された操舵角、Ｋは、前記制御ゲイ
ン変更用制御装置２０で演算された制御ゲイン補正係数
である。

【００５９】図示のように、転舵比Ｆ（Ｖ）は、低車速
領域では、前輪に対して後輪が逆相に転舵され、高車速
領域では、前輪に対して後輪が同相に転舵されるように
設定されていて、低車速時の回頭性を向上させ、かつ高
車速時の走行安定性を向上させるように設定されてい
る。ここで、ドライバーの運転技量が高くなるのに応じ
て、補正係数Ｋが大きくなるため、後輪の目標転舵角θ
ｒが小さくなる。それ故、技量の高いドライバーにとっ
て操縦感覚が損なわれることがない。尚、図１３には、
運転技量が高い場合のＦ（Ｖ）×１／Ｋの値の１例を破
線で示してある。尚、制御ゲイン変更用制御装置２０か
ら供給された制御ゲイン補正係数Ｋは、４ＷＳ１４のＲ
ＡＭに記憶されるものとする。

【００６０】尚、以上のように、本発明の数例の実施例
により、ドライバーの運転技量に応じて自動車用制御装
置に含まれる種々の制御装置１２〜１７に予め設定され
たベース制御ゲインや制御開始しきい値を変更する技術
について説明したが、本発明の主旨を逸脱しない範囲に
おいて、前記実施例に種々の変形を付加して実施するこ
とも可能である。例えば、トラクション制御とＡＢＳ制
御については、技量に応じて制御開始しきい値を変更す
るように構成したが、制御開始しきい値を変更する代わ
りに、ドライバーの運転技量に応じてベース制御ゲイン
自体を変更するように構成することもできる。

【００６１】更に、前記各実施例では、ドライバーの運
転技量に応じて予め設定されたベース制御ゲインを変更
しているが、この予め設定されたベース制御ゲインは、
学習制御により更新しつつ記憶される制御ゲインであっ
てもよく、また、技量に応じて変更された制御ゲイン
を、学習制御により、更に変更するように構成すること
もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る自動車の駆動系、操舵系、懸架
系、制動系の全体構成略図である。

【図２】図１の自動車用制御装置の制御ゲイン変更装置
のブロック図である。

【図３】図２の変更装置の技量判定・制御ゲイン変更制
御のフローチャートである。

【図４】図３のＳ２の技量判定時期決定処理のフローチ
ャートである。

【図５】図３の制御のための技量判定用マップの説明図
である。

【図６】図３の制御の為のデータのサンプリング方法の
説明図である。

【図７】図６の方法によるデータサンプリング結果の説
明図であり、(A) は技量上且つ精神安定状態の場合、(B
)は技量中下又は精神不安定状態の場合の説明図であ
る。

【図８】図５の運転技量と制御ゲイン補正係数の関係を
設定したマップの線図である。

【図９】別実施例に係る技量判定用マップの説明図であ
る。

【図１０】別実施例に係る技量判定・制御ゲイン変更制
御のフローチャートである。

【図１１】図１０の制御の為の技量判定用マップの線図
である。

【図１２】別実施例に係るトラクション制御のタイムチ
ャートである。

【図１３】別実施例に係る後輪転舵角制御用の転舵比マ
ップの線図である。

【符号の説明】

２エンジン６アクティブサスペンション装置７後輪操舵機構８パワーステアリング装置９ブレーキ１２エンジン制御装置（ＥＧＩ）１３アクティブサスペンション制御装置（ＡＣ
Ｓ）１４４輪操舵制御装置（４ＷＳ）１５パワーステアリング装置１６アンチロックブレーキング制御装置（ＡＢ
Ｓ）１７トラクション制御装置（ＴＣＳ）２０制御ゲイン変更用制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ６２Ｄ 109:00 111:00 113:00 137:00 (72)発明者坂本清広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者和泉知示広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動車の制御装置に予め設定された制御
ゲインを変更可能な制御ゲイン変更装置において、自動車を操舵する操舵状態を検出する第１検出手段と、前記操舵に伴う自動車の運動に関連する物理量を検出す
る第２検出手段と、前記第１検出手段の出力と第２検出手段の出力を受け、
前記操舵状態と前記運動に関連する物理量とをパラメー
タとして予め設定されたドライバー技量判定用マップに
基いて、ドライバーの技量を判定する技量判定手段と、前記技量判定手段の出力を受け、ドライバーの技量に応
じて前記制御ゲインを変更する制御ゲイン変更手段と、を備えたことを特徴とする自動車用制御装置の制御ゲイ
ン変更装置。
【請求項２】前記第１検出手段が、ハンドル操舵角を
検出する舵角センサで構成され、前記第２検出手段が、
自動車のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサで構成
されたことを特徴とする請求項１に記載の自動車用制御
装置の制御ゲイン変更装置。
【請求項３】前記第１検出手段が、ハンドル操舵角を
検出する舵角センサで構成され、前記第２検出手段が、
第１検出手段の出力を受けて舵角速度を検出する舵角速
度検出手段で構成されたことを特徴とする請求項１に記
載の自動車用制御装置の制御ゲイン変更装置。
【請求項４】前記ドライバー技量判定用マップは、舵
角とヨーレイトとをパラメータとし、少なくとも、安定
した運転状態に対応する第１領域と、荒い運転状態に対
応する第２領域とを区分したマップからなることを特徴
とする請求項２に記載の自動車用制御装置の制御ゲイン
変更装置。
【請求項５】前記技量判定手段は、舵角センサとヨー
レイトセンサとで夫々検出された舵角とそれに対応する
ヨーレイトの多数組のデータに基いて、前記第１領域に
入る確率を求め、その確率で以て運転技量を判定するよ
うに構成されたことを特徴とする請求項４に記載の自動
車用制御装置の制御ゲイン変更装置。
【請求項６】前記ドライバー技量判定用マップは、舵
角と舵角速度とをパラメータとし、操舵の応答が速く対
応操舵量が適当な第１領域と、操舵の応答が遅く対応操
舵量が不適当な第２領域とを区分したマップからなるこ
とを特徴とする請求項３に記載の自動車用制御装置の制
御ゲイン変更装置。
【請求項７】前記技量判定手段は、舵角センサと舵角
速度検出手段とで夫々検出された舵角とそれに対応する
舵角速度の多数組のデータに基いて、前記第１領域に入
る確率を求め、その確率で以て運転技量を判定するよう
に構成されたことを特徴とする請求項６に記載の自動車
用制御装置の制御ゲイン変更装置。
【請求項８】前記制御ゲイン変更手段は、運転技量を
パラメータとする所定の制御ゲイン補正係数マップを有
し、この制御ゲイン補正係数マップと、技量判定手段で
求められた運転技量とに基いて、制御ゲインを補正する
制御ゲイン補正係数を求めるように構成されたことを特
徴とする請求項５又は請求項７に記載の自動車用制御装
置の制御ゲイン変更装置。