実験方法

でコースに沿って操舵するよう教示した．生体信号の解析，物理的特性である操舵応答の 解析，主観的評価の3種から，操舵角に対する車両応答は変えずに，操舵角-操舵トルク特 性の影響を解析した．

5.2.1 実験装置

実験装置は図 5-1 に示す，定置型のドライビングシミュレータを用いた．システムの構 成は図5-2に示す．

図5-1 定置型ドライビングシミュレータ

図5-2 ドライビングシミュレータ システム構成

ドライビングシミュレータは4台のパーソナルコンピュータ（PC1，PC2，PC3，PC4）に より構成されている．PC1はロータリーエンコーダから取得した操舵角をもとに，車両運動 計算ソフトであるCarSimを用い車両運動の計算をおこなう．操舵角と車両のセルフアライ ニングトルクを操舵軸周りに変換した値を，Matlab/Simulink で構築した電動パワーステア リング（EPS）のモデルに入力して操舵トルク値を出力し，DC モータにて操舵トルクを生 成する．PC2，PC3，PC4 は描画用PC として使用し，プロジェクタを介して中央，右面，

左面のスクリーンにシミュレーション中の風景を映し出す．EPSのモデルを図5-3に示す．

図5-3 EPSのモデル化

入力としてポート1が操舵角，ポート2が操舵システム周りのSAT，出力としてポート1 が操舵トルク，ポート 2 が車両モデルへの操舵角である．なお，人間が操舵する時の力と して操舵力という言葉を用いるが，操舵系で考える場合は操舵トルクを用いる．

操舵トルクのヒステリシスの生成は，図 5-4 に示す，剛性と摩擦が直列につながる弾性 摩擦モデルを複数個並列に配したモデルを用いた．この構成により，摩擦感を感じない滑 らかな操舵が可能となる[11]．なお，ここでは5個の弾性摩擦で構成された摩擦モデルを用 いた．摩擦要素は式（5.1）～式（5.3）で表す．

図5-4 弾性摩擦のモデル化 s

fn：各弾性摩擦要素の摩擦力 kn：各弾性摩擦要素の剛性

fn.max：各弾性摩擦要素から計算される摩擦力の総和

) (

n

n

k x k x f

f = ≦

)

(

max

. n n

n

n

f k x f

f = ＞

∑

= ⁵

1 n

n

sum f

f (5.3)

5.2.2 操舵トルク特性

操舵トルク特性は，操舵角-操舵トルクのリサジュー波形で表される．検証実験に用いた 操舵トルク特性は，次の4種を用いた．

１）Case#1：操舵トルクのヒステリシスを持つ，線形操舵トルク特性 ２）Case#2：操舵トルクのヒステリシスを持つ，非線形操舵トルク特性

３）Case#3：操舵トルクのヒステリシスを持つ，緩やかな非線形性を有する操舵トルク特性

４）Case#4：ヒステリシスを持たない，緩やかな非線形性を有する操舵トルク特性 図5-5にその特性を示す．

図5-5 操舵角-操舵トルク特性

5.2.3 走行コースと条件 走行コースは2種類設定した．

１）コース#1：連続S字コースとし，図5-6に示すように，計測区間を限定した．

２）コース#2：L字コースとして，いずれも旋回区間の半径Rは70 mとし，操舵に集中さ せるため，アクセル操作はおこなわず，一定速度60 km/hでコースを走行した．

図5-6 走行コース

実験参加者には練習走行で 4種の操舵トルク特性全てを 1 度走行し，操舵トルク特性ご との違いを認識してもらった．その後，本番走行において1条件につき5走行し，4条件の 計20走行を実施した．

5.2.4 実験参加者

実験参加者はインフォームドコンセントを得た，通学で自動車を運転している男子学生 10名（平均22.8±1.66歳）である．また，実験参加者には事前に操舵トルク特性の違いを 把握しているかの確認を口頭でおこない，全員が違いを認識していることを確認した．

5.2.5 計測装置

筋電位の計測には （有）追坂電子機器製のP-EMG plusを使用した．サンプリング周期 は1msとし，フィルタのカットオフ周波数は，ローパスフィルタ100 Hz，ハイパスフィル タ20 Hzに設定し，バンドパスフィルタの特性とした．電極にはAmbuのBlue Sensor Mを 使用した．