JP5169011B2

JP5169011B2 - 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

Info

Publication number: JP5169011B2
Application number: JP2007122135A
Authority: JP
Inventors: 壮佐久間
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2007-05-07
Filing date: 2007-05-07
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2027-05-07
Also published as: EP1990259A1; US8068953B2; EP1990259B1; JP2008273465A; US20080281486A1; DE602008004688D1

Description

本発明は、運転技量を判定する運転技量判定装置、可変操舵装置、自動車及び運転技量判定方法に関する。

従来、この種の技術としては、例えば、道路線形に対する理想操舵角度を推定し、その理想操舵角度に対する実際の操舵角度のずれ量によって理想操舵角度に対する操舵誤差を検出し、その操舵誤差によって修正操舵を検出し、修正操舵の頻度や大小に基づいて運転技量を判定するものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２３２１７３号公報

しかしながら、上記従来の技術にあっては、道路線形を検出する必要があるため、装置の構成が複雑になってしまう可能性がある。
本発明は、上記従来の技術に鑑みてなされたものであって、比較的簡単な構成によって運転技量の判定が実現される運転技量判定装置、可変操舵装置、自動車及び運転技量判定方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の運転技量判定装置は、操舵角度を検出する操舵角度検出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度に基づいて当該操舵角度の遷移状態を近似する３次以上の高次関数を算出する高次関数算出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度の遷移状態と前記高次関数算出手段で算出された高次関数との比較結果に基づいて運転技量を判定する技量判定手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の可変操舵装置は、操舵角度を検出する操舵角度検出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度に基づいて当該操舵角度の遷移状態を近似する３次以上の高次関数を算出する高次関数算出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度の遷移状態と前記高次関数算出手段で算出された高次関数との比較結果に基づいて運転技量を判定する技量判定手段と、前記技量判定手段による運転技量の判定結果に基づいて操舵角度と実舵角との比を制御する可変舵角操舵装置と、を備えることを特徴とする。

さらに、本発明の可変操舵装置は、操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置と、操舵角度を検出する操舵角度検出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度に基づいて当該操舵角度の遷移状態を近似する３次以上の高次関数を算出する高次関数算出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度の遷移状態と前記高次関数算出手段で算出された高次関数との比較結果に基づいて運転技量を判定する技量判定手段と、を備え、前記電動パワーステアリング装置は、前記技量判定手段による運転技量の判定結果に基づいて前記操舵力のアシスト特性を設定することを特徴とする。

また、本発明の自動車は、ステアリングホイールと、前記ステアリングホイールの操舵角度を検出する操舵角度検出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度に基づいて当該操舵角度の遷移状態を近似する３次以上の高次関数を算出する高次関数算出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度の遷移状態と前記高次関数算出手段で算出された高次関数との比較結果に基づいて運転技量を判定する技量判定手段と、を備えることを特徴とする。
さらに、本発明の運転技量判定方法は、操舵角度に基づいて当該操舵角度の遷移状態を近似する３次以上の高次関数を算出し、その高次関数と操舵角度の遷移状態との比較結果に基づいて運転技量を判定することを特徴とする。

本発明の運転技量判定装置にあっては、例えば、道路線形を用いて運転技量を判定する方法と異なり、比較的簡単便な構成によって運転技量の判定が実現される。
また、本発明の可変操舵装置にあっては、比較的簡単便な構成によって運転技量の判定が実現され、操舵角度と実舵角との比がより適切に制御される。
さらに、本発明の可変操舵装置にあっては、比較的簡単便な構成によって運転技量の判定が実現され、操舵力のアシスト特性がより適切に制御される。
また、本発明の自動車にあっては、例えば、道路線形を用いて運転技量を判定する方法と異なり、比較的簡単便な構成によって運転技量の判定が実現される。
また、本発明の運転技量判定方法にあっては、例えば、道路線形を用いて運転技量を判定する方法と異なり、比較的簡単便な構成によって運転技量の判定が実現される。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜構成＞
図１は、本実施形態の自動車の概略構成を示す構成図である。
自動車は、操舵角度センサ１、出力角度センサ２、車速センサ３、運転技量判定演算装置４、可変舵角演算ユニット５、及び可変舵角機構６を含んで構成される。
操舵角度センサ１は、ステアリングホイール７の操舵角度を検出し、その検出結果を可変舵角演算ユニット５及び可変舵角機構６に出力する。
出力角度センサ２は、ステアリングシャフト８の出力角度を検出し、その検出結果を可変舵角演算ユニット５及び可変舵角機構６に出力する。
車速センサ３は、自動車の走行速度を検出し、その検出結果を可変舵角演算ユニット５及び可変舵角機構６に出力する。

運転技量判定演算装置４は、後述する操舵角速度演算処理を実行し、操舵角度センサ１で検出される操舵角度を取得し、操舵角速度を算出する。
また、運転技量判定演算装置４は、後述する運転技量判定処理を実行し、操舵角度算出処理で取得・算出された操舵角度及び操舵速度に基づいて、操舵が開始された時点を示す操舵開始点及び操舵を切り戻す時点を示す操舵目標点を検出し、操舵開始点から操舵目標点までの操舵角度の履歴に基づいて当該操舵角度の遷移状態を近似する３次関数及び５次関数を算出し、算出された３次関数及び５次関数それぞれと前記操舵角度の履歴との差を算出し、その差に基づいて運転技量を判定し、判定結果を可変舵角機構６に出力する。

すなわち、操舵開始点から操舵目標点までの操舵区間にあっては、図２に示すように、操舵角速度は、０から一旦増加した後再び減少して０になる。そのため、操舵角加速度も、正値から負値に変化し、時間変化するため、操舵角度は３階微分可能である必要があり、操舵角度の遷移状態を近似する関数としては、最低次元は３次となる。
また、躍度最小理論（Flash, T., Hogan, N. 1985. The coordination of arm movements: an experimentally confirmed mathematical model. J. Neurosci., 5, 1688-1703.）より、人間の最も自然な動作は、動作開始から動作終了までの位置の３階微分値の二乗和を最小化する軌道を描くことが知られている。そのため、下記（１）式を最小にする操舵行動を取っているときに、自然な動作を行っていると考えることができる。その際、操舵角度は５次関数で表すことができる。

可変舵角機構６は、操舵角度センサ１、出力角度センサ２及び車速センサ３から出力される検出結果に基づいて、ステアリングホイール７の操舵角度、つまり、ステアリングシャフト８の入力角度に対する出力角度（実舵角）の比を設定する。
また、可変舵角機構６は、運転技量判定演算装置４から出力される運転技量の判定結果に基づいて、ステアリングシャフト８の入力角度に対する出力角度の比の特性（操舵角度可変アルゴリズム）を運転技量に適したものに設定する。

＜運転技量判定演算装置の動作＞
次に、運転技量判定演算装置４で実行される操舵角速度演算処理を、図３（ａ）のフローチャートに基づいて説明する。
操舵角速度演算処理は、図３（ａ）に示すように、まず、そのステップＳ１０１で、操舵角度センサ１で検出される操舵角度θiの情報を取得する。
次にステップＳ１０２に移行して、前記ステップＳ１０１で取得された操舵角度θiに基づいて操舵角速度ｄθi/ｄｔを算出してから、前記ステップＳ１０１に移行する。

次に、運転技量判定演算装置４で実行される運転技量判定処理を、図３（ｂ）のフローチャートに基づいて説明する。
運転技量判定処理は、図３（ｂ）に示すように、まず、そのステップＳ２０１で、運転者が操舵を停止しているか否かを判定する。具体的には、操舵角度θiが第１設定値θaより小さく且つ操舵角速度ｄθi/ｄｔが第２設定値θbより小さいか否かを判定する（θi＜θa、ｄθi/ｄｔ＜θb）。Θi＜θaで且つｄθi/ｄｔ＜θbである場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２０２に移行し、θi≦θa又はｄθi/ｄｔ≦θbである場合には（Ｎｏ）この判定を再度実行する。

前記ステップＳ２０２では、図４（ａ）に示すように、操舵角速度演算処理で取得される操舵角度θiを操舵開始点候補に設定する。
次にステップＳ２０３に移行して、運転者が操舵しているか否かを判定する。具体的には、操舵角速度ｄθi/ｄｔが第３設定値ｄθc/ｄｔより大きいか否かを判定する。第３設定値ｄθc/ｄｔより大きい場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２０４に移行し、第３設定値ｄθc/ｄｔ以下である場合には（Ｎｏ）前記ステップＳ２０１に移行する。

前記ステップＳ２０４では、図４（ｂ）に示すように、前記ステップＳ２０２で操舵開始点候補に設定された操舵角度θiを操舵開始点θsに設定する。
前記ステップＳ２０５では、操舵角度が最大値に達したか否かを判定する。具体的には、操舵角度θiが第４設定値θd以上で且つ操舵角速度ｄθ/ｄｔが第２設定値ｄθb/ｄｔであるか否かを判定する（θi≧θd、ｄθi/ｄｔ＜ｄθb/ｄｔ）。θi≧θdで且つｄθi/ｄｔ＜ｄθb/ｄｔである場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２０６に移行し、θi＜θd又はｄθi/ｄｔ≧ｄθb/ｄｔである場合には（Ｎｏ）この判定を再度実行する。

前記ステップＳ２０６では、図４（ｃ）に示すように、操舵角速度演算処理で取得される操舵角度θiを操舵目標点候補に設定する（追加する）。
次にステップＳ２０７に移行して、操舵角度θiが第３設定値θcより小さいか否かを判定する。第３設定値θcより小さい場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２０８に移行し、第３設定値θc以上である場合には（Ｎｏ）前記ステップＳ２０６に移行する。

前記ステップＳ２０８では、図４（ｄ）に示すように、前記ステップＳ２０６で設定された操舵目標点候補のうち最大のものを操舵目標点θeに設定する。
次にステップＳ２０９に移行して、まず、図４（ｅ）に示すように、前記ステップＳ２０４で設定された操舵開始点θsから前記ステップＳ２０８で設定された操舵目標点θeまでの操舵区間における操舵角度の履歴θs〜θeに基づいて当該操舵角度の遷移状態を近似する３次関数及び５次関数を算出する。
例えば、３次関数を算出する場合には、図５に示すように、まず、係数が未知の３次関数ｆ3と操舵角度の履歴θs〜θeとの残差の二乗は下記（２）式で表される。

ｆ₃(t)＝ａ₃ｔ³＋ａ₂ｔ²＋ａ₁ｔ＋ｂ
ただし、ｋは操舵角度θiのサンプル数である。
また、前記（２）式を係数ｂ、ａ₁、ａ₂、ａ₃それぞれで偏微分し、その算出結果を０とした連立方程式は下記（３）式で表される。

さらに、前記（３）式を行列式の形態としたものは下記（４）式で表される。

また、前記（４）式の両辺に逆行列を乗じると、係数ｂ、ａ₁、ａ₂、ａ₃は下記（５）式で表され、操舵角度の履歴θs〜θeを近似する３次関数が算出される。

次に、算出された３次関数及び５次関数それぞれと前記操舵角度の履歴θs〜θeとの残差の二乗平均値Ｅnを下記（６）式に従って算出する。

ただし、ｍは操舵角度のサンプル数である。
次に、算出された残差の二乗平均値Ｅnに基づいて運転技量を判定し、その判定結果を可変舵角機構６に出力する。
例えば、３次関数ｆ₃と前記操舵角度の履歴θs〜θeとの残差の二乗平均値Ｅnが第５設定値、つまり、予め実験やシミュレーション等の結果から定めた上級者と中級者及び初級者とを判定するための設定値以下である場合には上級者であると判定し、第５設定値より大きい場合には、中級者又は初級者であると判定する。

また、５次関数ｆ₅と前記操舵角度の履歴θs〜θeとの残差の二乗平均値Ｅnが第６設定値、つまり、予め実験やシミュレーション等の結果から定めた上級者及び中級者と初級者とを判定するための設定値以下である場合には上級者及び中級者であると判定し、第６設定値より大きい場合には初級者であると判定する。
すなわち、まず、３次関数ｆ₃と前記操舵角度の履歴θs〜θeとの残差の二乗平均値Ｅnが第５設定値以下であるか否かを判定し、第５設定値以下である場合には、上級者であると判定する。

また、第５設定値より大きい場合には、５次関数ｆ₅と前記操舵角度の履歴θs〜θeとの残差の二乗平均値Ｅnが第６設定値以下であるか否かを判定し、第６設定値以下である場合には中級者であると判定し、第６設定値より大きい場合には初級者であると判定する。
つまり、ドライバが操舵を行うときには、周囲環境等の様々な情報から操舵角度を決定するが、操舵による自動車の挙動や周囲の状況変化等を予測できる熟練ドライバほど、目標とする角度が予め決まっており、操舵開始から操舵停止までの間に、目標の修正を行わず操舵するため、操舵角度の履歴はより低次の関数で近似できると考えられる。

一方、車両挙動や状況変化の予測が立てられず、その時々の状態によって操舵行動を修正している不慣れなドライバほど、操舵開始から操舵停止までの間に、周囲や車両挙動から得られる情報によって目標とする操舵角度を修正するため、操舵角度の履歴はより高次の関数でなければ適切に近似できないと考えられる。
図６〜図８は、運転歴３０年の上級者、運転歴が１０年の中級者、ペーパドライバの初級者それぞれに緩やかな連続カーブ路を運転させたときの操舵角度の履歴、及び当該操舵角の履歴と３次関数との残差の二乗値Ｅ₃を示すグラフである。
これらグラフによれば、上級者は全体的に残差が小さく（２０°以下、図６）、中級者は操舵開始点から操舵目標点までの残差が大きく（図７）、初級者は全体的に残差が大きいことが分かる（図８）。

図９〜図１１は、運転歴３０年の上級者、運転歴が１０年の中級者、ペーパドライバの初級者それぞれに緩やかな連続カーブ路を運転させたときの操舵角度の履歴、及び当該操舵角の履歴と５次関数との残差の二乗値Ｅ₅を示すグラフである。
このグラフによれば、上級者は全体的に残差が小さく（ほぼ０、図９）、中級者は残差が小さく（図１０）、初級者は全体的に残差が大きいことが分かる（図１１）。

以上、本実施形態では、図１の操舵角度センサ１が特許請求の範囲に記載の操舵角度検出手段を構成し、以下同様に、図１の運転技量判定演算装置４及び図３（ｂ）のステップＳ２０９が高次関数算出手段及び技量判定手段を構成し、図３（ｂ）のステップＳ２０９が近似関数算出手段、及び操舵終了点検出手段を構成し、図３（ｂ）のステップＳ２０１〜Ｓ２０４が操舵開始点検出手段を構成し、図３（ｂ）のステップＳ２０８が操舵目標点検出手段を構成し、図１の可変舵角機構６が可変舵角操舵装置を構成する。

＜作用・効果＞
（１）このように、本実施形態の運転技量判定装置にあっては、操舵角度に基づいて当該操舵角度の遷移状態を近似する３次以上の高次関数を算出し、その高次関数と前記操舵角度との比較結果に基づいて運転技量を判定するようにした。そのため、例えば、道路線形を用いて運転技量を判定する方法と異なり、比較的簡単便な構成によって運転技量の判定を実現できる。

すなわち、一般に、人間は何らかの動作をする際に、加加速度（躍度、ジャーク）が大きいと不安感や不快感を覚える。そのため、加加速度が小さくなるように動作すると考えられ、運転技量が高いほど動作軌跡の加加速度が小さいと考えられる。
ここで、操舵角度の加加速度は、操舵角度センサ１で検出される操舵角度に対し３階微分を行うか、操舵角速度センサで検出される操舵角速度に２階微分を行うか、操舵角加速度センサで検出される操舵角加速度に１階微分を行うことによって得られる。

しかしながら、通常、センサの出力は離散時間系であり、そのままでは微分を行うことができない。また、離散時間系にあっては、一般に、微分の代わりに、複数サンプル間の差分によって擬似的に微分値を求める手法がとられるが、２階以上の差分処理を行うと、精度が非常に低下してしまい、加加速度を算出することは困難である。
そこで、本実施形態にあっては、加加速度を直接算出する方法ではなく、操舵角度の遷移状態を近似する高次関数を算出し、その高次関数と前記操舵角度との差、つまり、加加速度の大きさを間接的に示す指標に基づいて運転技量を判定するようにした。

また、例えば、交差点右左折時や峡路走行時等、市街路走行時においても運転技量を判定することができ、運転開始後すぐに運転技量を判定することができる。
ちなみに、ステアリングエントロピーによって将来の操舵角度を推定し、その操舵角度に対する実際の操舵角度のずれ量によって理想操舵角度に対する操舵誤差を検出し、操舵誤差が大きい場合には修正操舵であると判定し、修正操舵の頻度や大小に基づいて運転技量を判定する方法にあっては、ステアリングエントロピーの算出に、長時間の操舵履歴及び多くの計算が必要とされ、運転技量の判定が完了するまでに、多くの時間がかかる。

（２）また、前記高次関数として、３次以上の第１高次関数（３次関数）及び当該第１高次関数よりも次数が大きい第２高次関数（５次関数）を算出し、検出された操舵角度と前記第１高次関数との差と、当該操舵角と前記第２高次関数との差とに基づいて運転技量を判定するようにした。そのため、例えば、道路線形を用いて運転技量を判定する方法と異なり、比較的簡単便な構成によって運転技量の判定を実現できる。

（３）さらに、操舵角度の履歴から操舵開始点を検出し、前記操舵角度の履歴から操舵目標点を検出し、前記操舵開始時点から前記操舵目標点までの操舵角度の遷移状態を近似する前記第１高次関数（３次関数）及び前記第２高次関数（５次関数）を算出するようにした。そのため、例えば、道路線形を用いて運転技量を判定する方法と異なり、比較的簡単便な構成によって運転技量の判定を実現できる。

（４）また、図１２に示すように、操舵角度の履歴から操舵目標点を検出し、前記操舵角度の履歴から操舵終了点を検出し、前記操舵角度に基づいて、前記操舵目標点から前記操舵終了点までの操舵角度の遷移状態を近似する前記第１高次関数及び前記第２高次関数を算出することで、例えば、道路線形を用いて運転技量を判定する方法と異なり、比較的簡単便な構成によって運転技量の判定を実現できる。

さらに、図１３に示すように、操舵角度の履歴から操舵開始点を検出し（ステップＳ２０１〜Ｓ２０４）、前記操舵角度の履歴から操舵終了点を検出し（ステップＳ３０１）、前記操舵角度に基づいて、前記操舵開始点から前記操舵終了点までの操舵角度の遷移状態を近似する前記第１高次関数及び前記第２高次関数を算出することで（ステップＳ２０９）、例えば、道路線形を用いて運転技量を判定する方法と異なり、比較的簡単便な構成によって運転技量の判定を実現できる。

（５）さらに、前記第１高次関数及び前記第２高次関数は、それぞれ３次関数及び５次関数とした。そのため、３次関数によって、加加速度の変動を評価でき、５次関数によって、加加速度の変動の抑制度合いを評価でき、判定アルゴリズムを簡便化できる。
（６）さらに、検出された操舵角度の絶対値が第１閾値（第１設定値）より小さく且つ当該操舵角度の変化速度の絶対値が第２閾値（第２設定値）より小さい状態から、前記操舵角度の変化速度の絶対値が増大して第３閾値（第３設定値）より大きくなった時点を操舵開始点として検出するようにした。そのため、直進路を走行している状態から交差点右左折時やカーブ路への進入時を検出することができ、操舵時における操舵角度のデータのみをより適切に取得できる。

（７）また、同様に、操舵角度の絶対値が第４閾値より小さく且つ当該操舵角度の変化速度の絶対値が第５閾値より大きい状態から、前記操舵角度の変化量の絶対値が減少して第６閾値より小さくなった時点を操舵終了点として検出することで、交差点右左折時やカーブ路等から直進路へ戻った時点を検出することができ、操舵時における操舵角度のデータのみをより適切に取得することができる。

（８）さらに、操舵角度が最大になる時点を操舵目標点として検出するようにした。そのため、目標に向かって操舵するときと、ステアリングホイール７を戻すときとの操舵戦略の変化によって運転技量の判定精度が悪化することを防止でき、運転技量の判定精度をより向上することができる。
（９）また、検出された操舵角度に基づき、最小二乗法によって前記高次関数を算出するようにした。そのため、前記高次関数算出のための演算量を低減することができ、運転技量の判定速度を向上することができる。

（１０）さらに、検出された操舵角度の遷移状態と前記高次関数との差の２乗平均値に基づいて運転技量を判定するようにした。そのため、高次関数の導出と同時に運転技量を判定することができ、また、操舵を行っている時間の長短の影響をなくし、車両の速度や道路線形の違いによる判定精度の悪化を防止でき、その結果、運転技量の判定速度と判定精度の双方を同時に向上することができる。

（１１）また、本実施形態の可変操舵装置は、運転技量の判定結果に基づいて操舵角度と実舵角との比を制御するようにした。そのため、例えば、可変舵角操舵装置が通常備えている操舵角度センサを用いて運転技量の判定を行うことができ、また、運転技量の判定結果に応じて操舵角度可変アルゴリズムを変更することができ、より運転者の感覚に近い操舵が行える操舵装置を実現することができる。

（１２）さらに、図１４に示すように、操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置９を備え、運転技量の判定結果に基づいて電動パワーステアリング装置９による前記操舵力のアシスト特性を設定することで、操舵時の車両挙動を安定化させやすい操舵装置を実現することもできる。
（１３）また、本実施形態の自動車にあっては、操舵角度に基づいて当該操舵角度の遷移状態を近似する３次以上の高次関数を算出し、その高次関数と前記操舵角度との比較結果に基づいて運転技量を判定するようにした。そのため、例えば、道路線形を用いて運転技量を判定する方法と異なり、比較的簡単便な構成によって運転技量の判定を実現できる。

（１４）さらに、本実施形態の運転技量判定方法にあっては、操舵角度に基づいて当該操舵角度の遷移状態を近似する３次以上の高次関数を算出し、その高次関数と前記操舵角度の遷移状態との比較結果に基づいて運転技量を判定するようにした。そのため、例えば、道路線形を用いて運転技量を判定する方法と異なり、比較的簡単便な構成によって運転技量の判定を実現できる。

自動車の概略構成を示す構成図である。操舵角度の動きを説明するための説明図である。操舵角速度演算処理及び運転技量判定処理を示すフローチャートである。運転技量判定演算装置の動作を説明するための説明図である。高次関数と操舵角度の履歴との残差を説明するための説明図である。上級者の操舵角度の履歴及び当該操舵角度の履歴と３次関数との残差の二乗平均値を示すグラフである。中級者の操舵角度の履歴及び当該操舵角度の履歴と３次関数との残差の二乗平均値を示すグラフである。初心者の操舵角度の履歴及び当該操舵角度の履歴と３次関数との残差の二乗平均値を示すグラフである。上級者の操舵角度の履歴及び当該操舵角度の履歴と５次関数との残差の二乗平均値を示すグラフである。中級者の操舵角度の履歴及び当該操舵角度の履歴と５次関数との残差の二乗平均値を示すグラフである。初心者の操舵角度の履歴及び当該操舵角度の履歴と５次関数との残差の二乗平均値を示すグラフである。運転技量判定処理の変形例を説明するための説明図である。操舵角速度演算処理及び運転技量判定処理の変形例を示すフローチャートである。自動車の変形例を説明するための説明図である。

符号の説明

１は操舵角度センサ、２は出力角度センサ、３は車速センサ、４は運転技量判定演算装置、５は可変舵角演算ユニット、６は可変舵角機構、７はステアリングホイール、８はステアリングシャフト、９は電動パワーステアリング装置

Claims

操舵角度を検出する操舵角度検出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度に基づいて当該操舵角度の遷移状態を近似する３次以上の高次関数を算出する高次関数算出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度の遷移状態と前記高次関数算出手段で算出された高次関数との比較結果に基づいて運転技量を判定する技量判定手段と、を備えることを特徴とする運転技量判定装置。
前記高次関数算出手段は、前記高次関数として、３次以上の第１高次関数及び当該第１高次関数よりも次数が大きい第２高次関数を算出し、
前記技量判定手段は、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度の遷移状態と前記高次関数算出手段で算出された前記第１高次関数との差と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度の遷移状態と前記高次関数算出手段で算出された前記第２高次関数との差とに基づいて運転技量を判定することを特徴とする請求項１に記載の運転技量判定装置。
前記高次関数算出手段は、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度の履歴に基づいて操舵が開始された時点を示す操舵開始点を検出する操舵開始点検出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度の履歴に基づいて操舵を切り戻す時点を示す操舵目標点を検出する操舵目標点検出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度の履歴に基づいて、前記操舵開始時点から前記操舵目標点までの操舵角度の遷移状態を近似する前記第１高次関数及び前記第２高次関数を算出する近似関数算出手段と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の運転技量判定装置。
前記高次関数算出手段は、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度の履歴に基づいて操舵を切り戻す時点を示す操舵目標点を検出する操舵目標点検出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度の履歴に基づいて操舵が終了された時点を示す操舵終了点を検出する操舵終了点検出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度の履歴に基づいて、前記操舵目標点から前記操舵終了点までの操舵角度の遷移状態を近似する前記第１高次関数及び前記第２高次関数を算出する近似関数算出手段と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の運転技量判定装置。
前記第１高次関数及び前記第２高次関数は、それぞれ３次関数及び５次関数であることを特徴とする請求項３又は４に記載の運転技量判定装置。
前記操舵開始点検出手段は、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度の絶対値が第１閾値より小さく且つ当該操舵角度の変化速度の絶対値が第２閾値より小さい状態から、前記操舵角度の変化速度の絶対値が増大して第３閾値より大きくなった時点を操舵開始点として検出することを特徴とする請求項３に記載の運転技量判定装置。
前記操舵終了点検出手段は、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度の絶対値が第４閾値より小さく且つ当該操舵角度の変化速度の絶対値が第５閾値より大きい状態から、前記操舵角度の変化量の絶対値が減少して第６閾値より小さくなった時点を操舵終了点として検出することを特徴とする請求項４に記載の運転技量判定装置。
前記操舵目標点検出手段は、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度が最大になる時点を操舵目標点として検出することを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載の運転技量判定装置。
前記高次関数算出手段は、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度に基づき、最小二乗法によって前記高次関数を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の運転技量判定装置。
前記技量判定手段は、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度の遷移状態と前記高次関数算出手段で算出された高次関数との差の２乗平均値に基づいて運転技量を判定する請求項１から９のいずれか１項に記載の運転技量判定装置。
操舵角度を検出する操舵角度検出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度に基づいて当該操舵角度の遷移状態を近似する３次以上の高次関数を算出する高次関数算出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度の遷移状態と前記高次関数算出手段で算出された高次関数との比較結果に基づいて運転技量を判定する技量判定手段と、前記技量判定手段による運転技量の判定結果に基づいて操舵角度と実舵角との比を制御する可変舵角操舵装置と、を備えることを特徴とする可変操舵装置。
操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置と、操舵角度を検出する操舵角度検出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度に基づいて当該操舵角度の遷移状態を近似する３次以上の高次関数を算出する高次関数算出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度の遷移状態と前記高次関数算出手段で算出された高次関数との比較結果に基づいて運転技量を判定する技量判定手段と、を備え、
前記電動パワーステアリング装置は、前記技量判定手段による運転技量の判定結果に基づいて前記操舵力のアシスト特性を設定することを特徴とする可変操舵装置。
ステアリングホイールと、前記ステアリングホイールの操舵角度を検出する操舵角度検出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度に基づいて当該操舵角度の遷移状態を近似する３次以上の高次関数を算出する高次関数算出手段と、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度の遷移状態と前記高次関数算出手段で算出された高次関数との比較結果に基づいて運転技量を判定する技量判定手段と、を備えることを特徴とする自動車。
操舵角度に基づいて当該操舵角度の遷移状態を近似する３次以上の高次関数を算出し、その高次関数と操舵角度の遷移状態との比較結果に基づいて運転技量を判定することを特徴とする運転技量判定方法。