JP5664073B2

JP5664073B2 - 操縦感覚評価システムおよび操縦感覚評価方法

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Publication number: JP5664073B2
Application number: JP2010214328A
Authority: JP
Inventors: 倉森　章; 倉森　　章
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2015-02-04
Anticipated expiration: 2030-09-24
Also published as: JP2012068165A

Description

この発明は、操縦感覚評価システムおよび操縦感覚評価方法に関し、さらに詳しくは、操縦感覚の評価を客観的に行い得る操縦感覚評価システムおよび操縦感覚評価方法に関する。

新型車両や空気入りタイヤの性能評価では、運転者がステアリングホイールを操作して車両を操舵したときに感じる操縦感覚の評価が重要となる。かかる操縦感覚の評価は、一般に、運転者の官能評価（主観的評価）により行われている。しかしながら、近年では、かかる操縦感覚の評価を運転者の主観によらずに客観的に行うべき要請がある。

この点において、非特許文献１には、ステアリング操作時における左右の手の操作力を解析（手先力解析）することで、ステアリングの操作性を客観的に評価できることが示唆されている。また、特許文献１、２には、ステアリング操作時における操作力を検出する装置が記載されている。

特開２００８−２６５５２８号公報特開２００８−２９８４３０号公報

社団法人自動車技術会学術講演会前刷集Ｎｏ．５５−０３，Ｐ１３−１６

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、操縦感覚の評価を客観的に行い得る操縦感覚評価システムおよび操縦感覚評価方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる操縦感覚評価システムは、運転者がステアリングホイールを操作して車両を操舵したときの操縦感覚を評価する操縦感覚評価システムであって、前記ステアリングホイールの回転径方向に所定の基準軸Ｚｏをとるときに、運転者による前記ステアリングホイールの操作によって前記ステアリングホイールに作用する基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚを取得するモーメント取得手段と、前記操縦感覚の評価対象となる評価区間Ｓについて、モーメントＭｚにかかる所定の操舵意図特徴量を算出する操舵意図特徴量算出手段と、運転者による前記ステアリングホイールの操作時における車両状態量を検出する車両状態量検出手段と、前記車両状態量にかかる所定の車両状態特徴量を算出する車両状態特徴量算出手段と、相互に異なる仕様を有する複数の車両にかかる前記操舵意図特徴量および前記車両状態特徴量を各車両間で比較して比較結果を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。

この操縦感覚評価システムでは、ステアリングホイールの基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚに基づいて操舵意図特徴量を算出するので、この操舵意図特徴量に基づいて運転者の操縦感覚を評価できる。これにより、運転者の無意識のうちの操舵意図に基づいて運転者の操縦感覚を評価できるので、運転者の操縦感覚を客観的に評価できる利点がある。
また、この操縦感覚評価システムは、車両状態特徴量に基づいて運転者の操縦感覚を評価できるので、ステアリング操作時における車両状態（車両の挙動や走行状態など）を評価に反映できる。これにより、運転者の操縦感覚をより適切に評価できる利点がある。

また、この発明にかかる操縦感覚評価システムは、相互に異なる仕様を有する複数の車両が所定の走行路を走行するときに、前記操舵意図特徴量算出手段が評価区間Ｓにおける前記操舵意図特徴量を各車両についてそれぞれ算出する。

この操縦感覚評価システムでは、各車両の操舵意図特徴量を比較することにより、相互に異なる仕様を有する複数の車両について、運転者の操縦感覚を容易に評価できる。これにより、各車両の仕様を客観的に評価できる利点がある。

この操縦感覚評価システムは、車両状態特徴量Ｖ〜βに基づいて運転者の操縦感覚を評価できるので、ステアリング操作時における車両状態（車両の挙動や走行状態など）を評価に反映できる。これにより、運転者の操縦感覚をより適切に評価できる利点がある。

また、この発明にかかる操縦感覚評価システムは、モーメント取得手段が、運転者による前記ステアリングホイールの操作力を検出する操作力検出手段と、前記操作力に基づいて基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚを算出するモーメント算出手段とを有する。

この操縦感覚評価システムは、ステアリングホイールの操作力を検出して基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚを算出できるので、安価な構成にてモーメントＭｚを取得できる利点がある。

また、この発明にかかる操縦感覚評価システムは、モーメントＭｚの基準軸Ｚｏが、前記ステアリングホイールの操舵角θに対応する回転座標系に属する。

この操縦感覚評価システムは、例えば、モーメント取得手段が６分力センサから成ると共にステアリングホイールの回転部に設置される構成において、運転者による操作力を後処理することなくそのまま検出して、モーメントＭｚを算出できる。これにより、簡易かつ安価な構成にてモーメントＭｚを取得できる利点がある。

また、この発明にかかる操縦感覚評価システムは、モーメントＭｚの基準軸Ｚｏが、前記ステアリングホイールの中立時の位置を基準とした固定座標系に属する。

この操縦感覚評価システムは、モーメント取得手段が歪みゲージから成ると共にステアリングホイールの非回転部に設置される構成において、運転者による操作力を後処理することなくそのまま検出して、モーメントＭｚを算出できる。これにより、簡易かつ安価な構成にてモーメントＭｚを取得できる利点がある。

また、この発明にかかる操縦感覚評価方法は、運転者がステアリングホイールを操作して車両を操舵したときの操縦感覚を評価する操縦感覚評価方法であって、前記ステアリングホイールの回転径方向に所定の基準軸Ｚｏをとるときに、運転者による前記ステアリングホイールの操作によって前記ステアリングホイールに作用する基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚを取得するモーメント取得ステップと、前記操縦感覚の評価対象となる評価区間Ｓについて、モーメントＭｚにかかる所定の操舵意図特徴量を算出する操舵意図特徴量算出ステップと、運転者による前記ステアリングホイールの操作時における車両状態量を検出する車両状態量検出ステップと、前記車両状態量にかかる所定の車両状態特徴量を算出する車両状態特徴量算出ステップと、相互に異なる仕様を有する複数の車両にかかる前記操舵意図特徴量および前記車両状態特徴量を各車両間で比較して比較結果を表示する表示ステップとを備えることを特徴とする。

この発明にかかる操縦感覚評価システムおよび操縦感覚評価方法によれば、操縦感覚の評価を客観的に行い得る利点がある。

図１は、この発明の実施の形態にかかる操縦感覚評価システムを示す構成図である。図２は、図１に記載した操縦感覚評価システムの作用を示すフローチャートである。図３は、車両のステアリングホイールを示す平面図である。図４は、図１に記載した操縦感覚評価システムの作用を示す説明図である。図５は、図１に記載した操縦感覚評価システムの作用を示す説明図である。図６は、図１に記載した操縦感覚評価システムの変形例を示す説明図である。図７は、この発明の実施の形態にかかる操縦感覚評価システムの評価試験における試験結果を示す表である。図８は、この発明の実施の形態にかかる操縦感覚評価システムの評価試験の方法を示す説明図である。図９は、この発明の実施の形態にかかる操縦感覚評価システムの評価試験の方法を示す説明図である。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

［操縦感覚評価システム］
図１は、この発明の実施の形態にかかる操縦感覚評価システムを示す構成図である。図２は、図１に記載した操縦感覚評価システムの作用を示すフローチャートである。図３は、車両のステアリングホイールを示す平面図である。図４および図５は、図１に記載した操縦感覚評価システムの作用を示す説明図である。

この操縦感覚評価システム１は、運転者がステアリングホイール１０を操作して車両を操舵したときに感じる操縦感覚を評価する装置である。

ここで、操縦感覚とは、運転者がステアリングホイール１０を操作して車両を操舵したときに感じる車両の運転し易さ（意のまま感）をいい、例えば、旋回走行時やレーンチェンジ時におけるステアリング操作性や操縦安定性が含まれる。かかる操縦感覚は、ステアリング操作時における左右の手の操作力の解析（手先力解析）により、客観的に評価できる。

操縦感覚評価システム１は、操作力検出装置２と、車両状態量検出装置３と、制御装置４と、表示装置５とを備える（図１参照）。

操作力検出装置２は、運転者によるステアリングホイール１０の操作力（操舵操作力）を検出する装置である。例えば、この実施の形態では、操作力検出装置２が、ステアリングホイール１０のハブ部１２に設置された６分力センサにより構成されている。この６分力センサは、運転者によるステアリングホイール１０の操作力を、ステアリングホイール１０の回転周方向、回転径方向および回転軸方向にかかる接触圧として、運転者の左右の手についてそれぞれ検出できる。このような６分力センサとして、例えば、日章電機株式会社製の６分力測定装置ＬＭＣ−６７８６が知られている。

なお、これに限らず、操作力検出装置２は、例えば、ステアリングコラムあるいはコラムサポートに設置される荷重センサ（歪みゲージ）、ステアリングホイール１０のハブ部１２に設置される荷重センサ、左右分割構造を有するステアリングホイール１０の左右のホイール部に設置される荷重センサ（例えば、特開２００８−２６５５２８号公報に記載の操舵操作力検出装置）などにより構成されても良い（図示省略）。

車両状態量検出装置３は、所定の車両状態量を検出する装置である。例えば、この実施の形態では、車両状態量検出装置３が、車両の車速Ｖを検出する車速センサ３１、ステアリングホイール１０の操舵角θを検出する操舵角センサ３２、ステアリングホイール１０に作用する操舵トルクＴを検出する操舵トルクセンサ３３、車両のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ３４、車両の横加速度Ｇｙを検出する横加速度センサ３５、および、車両の横滑り角βを検出する横滑り角センサ３６を有している。そして、これらのセンサ３１〜３６が、ステアリング操作によって影響を受ける複数の車両状態量Ｖ、θ、Ｔ、γ、Ｇｙ、βを検出している。

制御装置４は、所定の制御処理を行う装置であり、例えば、ＰＣ（personal computer）から構成される。この制御装置４は、モーメント算出部４１と、操舵意図特徴量算出部４２と、車両状態特徴量算出部４３と、操縦感覚評価部４４と、記憶部４５とを有する。モーメント算出部４１は、基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚを算出する。操舵意図特徴量算出部４２は、モーメントＭｚに基づいて操舵意図特徴量を算出する。車両状態特徴量算出部４３は、車両状態量に基づいて車両状態特徴量を算出する。操縦感覚評価部４４は、操舵意図特徴量および車両状態特徴量に基づいて操縦感覚の評価を行う。記憶部４５は、制御処理に必要な所定の情報を格納する。

表示装置５は、所定の情報を表示する装置であり、例えば、ＰＣのモニタから構成される。

なお、車両のステアリングホイール１０は、リム部１１と、ハブ部１２と、これらを連結するアーム部１３とを有し（図３参照）、ハブ部１２を介してステアリングコラム（図示省略）に連結される。また、ステアリングホイール１０は、リム部１１の左右にある所定領域に把持位置ＯＲ、ＯＬを有する。

また、ステアリングホイール１０において、リム部１１の回転軸方向をｘ軸、回転周方向をｙ軸、回転径方向をｚ軸とする座標系をとる。また、リム部１１の正面視における時計回りを正として、操舵角θを定義する。また、ステアリングホイール１０（リム部１１）の回転径方向に所定の基準軸Ｚｏをとる。

なお、この実施の形態では、モーメントＭｚの基準軸Ｚｏがステアリングホイール１０の操舵角θに対応する回転座標系に属している（図４参照）。かかる構成は、操作力検出装置２が６分力センサから成り、ステアリングホイール１０の回転部（ハブ部１２）に設置される構成において、好ましい。

しかし、これに限らず、モーメントＭｚの基準軸Ｚｏが、ステアリングホイール１０の中立時の位置を基準とした固定座標系に属してもよい（図６参照）。かかる構成は、操作力検出装置２が歪みゲージから成り、ステアリングホイール１０の非回転部（ステアリングコラムあるいはコラムサポート）に設置される構成において、好ましい。

［操縦感覚評価方法］
ステアリング操作時には、運転者がステアリングホイール１０に操作力を付与することにより、操舵トルクＴが発生する（図４および図５参照）。

このとき、同時に、運転者からの操作力によって、基準軸Ｚｏ廻りにモーメントＭｚが発生する。すなわち、運転者からの操作力には、ステアリングホイール１０の操舵トルクＴに寄与しない分力が含まれる。例えば、運転者がリム部１１の左右の把持位置ＯＲ、ＯＬをそれぞれ把持してステアリングホイール１０を操作すると、ステアリングホイール１０を押し込む方向の分力ＦｘＲ、ＦｘＬが運転者の無意識のうちに把持位置ＯＲ、ＯＬに作用する。そして、これらの分力ＦｘＲ、ＦｘＬにより、基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚがステアリングホイール１０に作用する。

発明者らの研究によれば、この基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚは、車両を操舵しようとする運転者の意図（操舵意図）と密接な関係を有する。これは、運転者の操縦感覚が悪い（運転し難い）車両では、運転者が無意識のうちに余計な力を入れてステアリング操作することによる。例えば、操舵に対する車両の応答性が悪い車両では、運転者の手に力が入り、モーメントＭｚが大きくなる。逆に、操舵に対する車両の応答性が良い（運転し易い）車両では、ドライビングがスムーズなため、基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚが小さくなる。したがって、この基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚを用いることにより、運転者の操縦感覚を的確に把握できる。

そこで、この操縦感覚評価システム１では、ステアリング操作時における基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚを用いて、運転者の操縦感覚を評価している（図２参照）。以下、この操縦感覚の評価方法について説明する。

ステップＳＴ１では、運転者によるステアリングホイール１０の操作力が検出される（操作力検出ステップＳＴ１）。この操作力は、操作力検出装置２により検出される。例えば、この実施の形態では、操作力検出装置２が６分力センサから構成され（図１参照）、この６分力センサが、リム部１１の左右の把持位置ＯＲ、ＯＬに作用する運転者からの操作力ＦＲ、ＦＬを、回転軸方向（ｘ軸）、回転周方向（ｙ軸）および回転径方向（ｚ軸）の分力ＦｘＲ、ＦｙＲ、ＦｚＲ；ＦｘＬ、ＦｙＬ、ＦｚＬとして、それぞれ検出している（図４および図５参照）。

ステップＳＴ２では、ステアリングホイール１０の操作時における車両状態量が検出される（車両状態量検出ステップＳＴ２）。例えば、この実施の形態では、車両状態量検出装置３が各種のセンサ３１〜３６により複数の車両状態量Ｖ、θ、Ｔ、γ、Ｇｙ、βをそれぞれ検出している。

ステップＳＴ３では、基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚが算出される（モーメント算出ステップＳＴ３）。例えば、この実施の形態では、制御装置４のモーメント算出部４１が、運転者からの操作力ＦＲ、ＦＬのうち回転軸方向（ｚ軸方向）にかかる分力ＦｚＲ、ＦｚＬに基づいて、モーメントＭｚを算出している。

ステップＳＴ４では、操舵意図特徴量が所定の評価区間Ｓについて算出される（操舵意図特徴量算出ステップＳＴ４）。操舵意図特徴量とは、モーメントＭｚにかかる所定の特徴量であり、例えば、評価区間ＳにおけるモーメントＭｚの平均値、積分値、最大値、中央値などをいう。この操舵意図特徴量は、車両を操舵しようとする運転者の意図（操舵意図）を定量的に示すパラメータとなる。この実施の形態では、制御装置４の操舵意図特徴量算出部４２が、ステップＳＴ３にて算出されたモーメントＭｚに基づいて操舵意図特徴量を算出している。

なお、評価区間Ｓとは、操縦感覚の評価対象となる区間あるいは期間であり、距離的あるいは時間的な区間として任意に選択される。例えば、評価区間Ｓは、車両の走行経路上にある任意の走行区間（例えば、旋回路の走行時にて曲率半径が一定となる走行区間、レーンチェンジ時にてレーンチェンジ完了後の所定の走行区間など）であっても良いし、所定時刻を基準とした所定期間（例えば、旋回路の走行時にて操舵角θが所定角度となってからの所定期間、レーンチェンジ時にてレーンチェンジ完了後の所定期間など）であっても良い。

ステップＳＴ５では、評価区間Ｓにおける車両状態特徴量が算出される（車両状態特徴量算出ステップＳＴ５）。車両状態特徴量とは、車両状態量にかかる所定の特徴量であり、例えば、評価区間Ｓにおける車両状態量Ｖ、θ、Ｔ、γ、Ｇｙ、βの平均値、積分値、最大値、中央値などをいう。また、車両状態特徴量として、ＯＳ／ＵＳ判定（オーバーステア／アンダーステア判定）の結果が採用されても良い。なお、この実施の形態では、制御装置４の車両状態特徴量算出部４３が、ステップＳＴ２にて取得された車両状態量Ｖ〜βに基づいて車両状態特徴量を算出している。

ステップＳＴ６では、操舵意図特徴量に基づいて操縦感覚の評価が行われる（操縦感覚評価ステップＳＴ６）。例えば、相互に異なる仕様Ａ、Ｂを有する複数の車両が所定の評価区間Ｓ（例えば、所定の曲率半径を有する旋回路）を走行する場合には、各車両の操舵意図特徴量が比較されて、操縦感覚の評価が行われる。このとき、操舵意図特徴量が小さいほど車両が運転者の操舵に順応していることを意味し、好ましい（操縦感覚評価が高い）。なお、上記の場合（相互に異なる仕様Ａ、Ｂを有する複数の車両の操縦感覚の評価）には、車両の走行速度および走行路を各車両間で同一にして、操作力ＦＲ、ＦＬおよび車両状態量Ｖ〜βの検出ステップＳＴ１、ＳＴ２を行うことが好ましい。

また、車両の仕様には、例えば、タイヤ特性、車両のシャシー特性（電子制御特性を含む。）、ステアリング特性（電子制御特性を含む。）、コックピットレイアウト、ドライビングポジション、ステアリング形状、シート形状などが挙げられる。空気入りタイヤの設計あるいは車両の設計では、これらの仕様を変更して操縦感覚の評価を行うことにより、仕様の最適化を実現できる。なお、操縦感覚の評価は、制御装置４の操縦感覚評価部４４により行われる。

また、操縦感覚の評価にあたり、ステップＳＴ５にて算出された車両状態特徴量が参酌され得る。例えば、車両状態特徴量に基づいて評価区間Ｓを選択しても良いし、車両状態特徴量に基づいて操縦感覚の試験結果に傾斜を設けても良い。

なお、操舵意図特徴量および車両状態特徴量にかかる評価区間Ｓは、所定の走行区間あるいは所定の走行時刻として予め設定されても良いし、車両状態特徴量に基づいて設定されても良い。特に、後者の構成では、操舵意図特徴量との関連性が強い車両状態特徴量が適正選択されることが好ましい。

［効果］
以上説明したように、この操縦感覚評価システム１は、ステアリングホイール１０の回転径方向に所定の基準軸Ｚｏをとるときに、運転者によるステアリングホイール１０の操作によってステアリングホイール１０に作用する基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚを取得するモーメント取得手段（操作力検出装置２および制御装置４のモーメント算出部４１）と、操縦感覚の評価対象となる評価区間Ｓについて、モーメントＭｚにかかる所定の特徴量（操舵意図特徴量）を算出する操舵意図特徴量算出手段（制御装置４の操舵意図特徴量算出部４２）とを備える（図１参照）。

かかる構成では、ステアリングホイール１０の基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚに基づいて操舵意図特徴量を算出するので（ステップＳＴ４）、この操舵意図特徴量に基づいて運転者の操縦感覚を評価できる（ステップＳＴ６）（図２参照）。これにより、運転者の無意識のうちの操舵意図に基づいて運転者の操縦感覚を評価できるので、運転者の操縦感覚を客観的に評価できる利点がある。また、操舵角θおよび操舵トルクＴと車両の応答との関係で評価を行う構成と比較して、運転者の操縦感覚をより適切に評価できる利点がある。

また、この操縦感覚評価システム１では、相互に異なる仕様を有する複数の車両が所定の走行路を走行するときに、操舵意図特徴量算出手段４２が所定の評価区間Ｓにおける操舵意図特徴量を各車両についてそれぞれ算出する（ステップＳＴ４）（図２参照）。かかる構成では、各車両の操舵意図特徴量を比較することにより、相互に異なる仕様を有する複数の車両について、運転者の操縦感覚を容易に評価できる（ステップＳＴ６）。これにより、各車両の仕様を客観的に評価できる利点がある。

また、この操縦感覚評価システム１は、運転者によるステアリングホイール１０の操作時における車両状態量Ｖ〜βを検出する車両状態量検出手段（車両状態量検出装置３の各種センサ３１〜３６）と、車両状態量Ｖ〜βにかかる所定の特徴量（車両状態特徴量）を算出する車両状態特徴量算出手段（制御装置４の車両状態特徴量算出部４３）とを備える（図１参照）。かかる構成では、車両状態特徴量Ｖ〜βに基づいて運転者の操縦感覚を評価できるので（ステップＳＴ６）、ステアリング操作時における車両状態（車両の挙動や走行状態など）を評価に反映できる。これにより、運転者の操縦感覚をより適切に評価できる利点がある。

また、この操縦感覚評価システム１は、モーメント取得手段が、運転者によるステアリングホイール１０の操作力を検出する操作力検出手段（操作力検出装置２）と、操作力に基づいて基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚを算出するモーメント算出手段（制御装置４のモーメント算出部４１）とを有する（図１参照）。かかる構成では、ステアリングホイール１０の操作力を検出して基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚを算出できるので、安価な構成にてモーメントＭｚを取得できる利点がある。

また、この操縦感覚評価システム１は、モーメントＭｚの基準軸Ｚｏがステアリングホイール１０の操舵角θに対応する回転座標系に属することが好ましい（図４参照）。かかる構成では、例えば、モーメント取得手段（操作力検出装置２）が６分力センサから成ると共にステアリングホイール１０の回転部（ハブ部１２）に設置される構成において、運転者による操作力ＦＲ、ＦＬを後処理することなくそのまま検出（ステップＳＴ１）して、モーメントＭｚを算出できる（ステップＳＴ３）。これにより、簡易かつ安価な構成にてモーメントＭｚを取得できる利点がある。また、かかる構成では、ステアリングホイール１０の操舵角θが大きい旋回走行時にも、モーメントＭｚを精度良く算出できる利点がある。

また、この操縦感覚評価システム１は、モーメントＭｚの基準軸Ｚｏが、ステアリングホイール１０の中立時の位置を基準とした固定座標系に属することが好ましい（図６参照）。かかる構成では、モーメント取得手段（操作力検出装置２）が歪みゲージから成ると共にステアリングホイール１０の非回転部（ステアリングコラムあるいはコラムサポート）に設置される構成において、運転者による操作力ＦＲ、ＦＬを後処理することなくそのまま検出（ステップＳＴ１）して、モーメントＭｚを算出できる（ステップＳＴ３）。これにより、簡易かつ安価な構成にてモーメントＭｚを取得できる利点がある。

［評価試験］
図７は、この発明の実施の形態にかかる操縦感覚評価システムの評価試験における試験結果を示す表である。図８および図９は、この発明の実施の形態にかかる操縦感覚評価システムの評価試験の方法を示す説明図である。図７において、数値は、試験結果の平均値およびその標準偏差を示している。また、図８は、試験車両がパイロンに沿って左旋回路を走行する様子を示している。また、図９は、ステアリング操作時における車両の操舵角θ、横加速度Ｇｙおよび基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚの計測結果の一例を示している。

この実施の形態では、操縦感覚の評価試験が以下のように行われる（図８および図９参照）。評価試験では、異なる仕様Ａ、Ｂを有する試験車両（排気量２．５［Ｌ］、オートマチックトランスミッション、右ハンドルかつ後輪駆動車）がタイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６９１Ｖの空気入りタイヤを装着して、１５０Ｒの左旋回路を速度１００［ｋｍ／ｈ］で走行する（図８参照）。仕様Ａの試験車両は、前輪および後輪のタイヤ空気圧がいずれも２２０［ｋＰａ］であり、仕様Ｂの試験車両は、前輪および後輪のタイヤ空気圧がいずれも２８０［ｋＰａ］である。また、５名の男性テストドライバー（右利き）が異なる仕様Ａ、Ｂを有する試験車両をそれぞれ運転する。

また、ステアリング操作時における車両の操舵角θ、横加速度Ｇｙおよび基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚがそれぞれ計測される（操作力検出ステップＳＴ１および車両状態量検出ステップＳＴ２）（図２参照）。なお、操作力検出装置２は、歪みゲージから成り、ステアリングホイール１０の非回転部（ステアリングコラム）に設置される。

また、この操作力検出装置２の検出結果に基づいて基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚ（図６参照）が算出される（モーメント算出ステップＳＴ３）。そして、このモーメントＭｚに基づいて所定の評価区間Ｓにおける操舵意図特徴量が算出される（操舵意図特徴量算出ステップＳＴ４）。この実施例では、評価区間Ｓとして、車両状態量がほぼ一定（操舵角θの変動が所定の閾値以下）となる走行区間が選択されている（図９参照）。また、操舵意図特徴量として、評価区間ＳにおけるモーメントＭｚの平均値が算出されている。

また、操舵角θおよび横加速度Ｇｙについて車両状態特徴量が算出される（車両状態特徴量算出ステップＳＴ５）。この実施例では、車両状態特徴量として、評価区間Ｓにおける車両状態量（横加速度Ｇｙ）の平均値が算出されている。

また、ステアリング操作時における操縦感覚（運転し易さあるいは旋回時のコントロール性）について、各テストドライバーによる官能評価が行われる。この評価は、数値が大きいほど好ましい。

試験結果に示すように、各仕様Ａ、Ｂを比較すると、車両状態特徴量に差がない場合であっても、操舵意図特徴量には、明らかな差が生じていることが分かる（図７参照）。また、この操舵意図特徴量の差は、官能評価の差にほぼ一致していることが分かる。したがって、操舵意図特徴量（ステアリングホイール１０の基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚ）を比較することにより、運転者の操縦感覚を適切に評価できることが分かる。

なお、仕様Ｂの評価が仕様Ａの評価よりも悪いのは、タイヤ空気圧が高いために操舵反力が軽く、また、コーナリングパワーも低いためにステアリングに伝わる反力（手応え）が低下して、車両旋回時の応答性が劣っているためと考えられる。

以上のように、この発明にかかる操縦感覚評価システムおよび操縦感覚評価方法は、操縦感覚の評価を客観的に行い得る点で有用である。

１操縦感覚評価システム、２操作力検出装置、３車両状態量検出装置、４制御装置、５表示装置、１０ステアリングホイール、１１リム部、１２ハブ部、１３アーム部、３１車速センサ、３２操舵角センサ、３３操舵トルクセンサ、３４ヨーレートセンサ、３５横加速度センサ、３６横滑り角センサ、４１モーメント算出部、４２操舵意図特徴量算出部、４３車両状態特徴量算出部、４４操縦感覚評価部、４５記憶部

Claims

運転者がステアリングホイールを操作して車両を操舵したときの操縦感覚を評価する操縦感覚評価システムであって、
前記ステアリングホイールの回転径方向に所定の基準軸Ｚｏをとるときに、運転者による前記ステアリングホイールの操作によって前記ステアリングホイールに作用する基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚを取得するモーメント取得手段と、
前記操縦感覚の評価対象となる評価区間Ｓについて、モーメントＭｚにかかる所定の操舵意図特徴量を算出する操舵意図特徴量算出手段と、
運転者による前記ステアリングホイールの操作時における車両状態量を検出する車両状態量検出手段と、
前記車両状態量にかかる所定の車両状態特徴量を算出する車両状態特徴量算出手段と、
相互に異なる仕様を有する複数の車両にかかる前記操舵意図特徴量および前記車両状態特徴量を各車両間で比較して比較結果を表示する表示手段とを備えることを特徴とする操縦感覚評価システム。
相互に異なる仕様を有する複数の車両が所定の走行路を走行するときに、前記操舵意図特徴量算出手段が評価区間Ｓにおける前記操舵意図特徴量を各車両についてそれぞれ算出する請求項１に記載の操縦感覚評価システム。
モーメント取得手段が、運転者による前記ステアリングホイールの操作力を検出する操作力検出手段と、前記操作力に基づいて基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚを算出するモーメント算出手段とを有する請求項１または２に記載の操縦感覚評価システム。
モーメントＭｚの基準軸Ｚｏが、前記ステアリングホイールの操舵角θに対応する回転座標系に属する請求項１〜３のいずれか一つに記載の操縦感覚評価システム。
モーメントＭｚの基準軸Ｚｏが、前記ステアリングホイールの中立時の位置を基準とした固定座標系に属する請求項１〜３のいずれか一つに記載の操縦感覚評価システム。
運転者がステアリングホイールを操作して車両を操舵したときの操縦感覚を評価する操縦感覚評価方法であって、
前記ステアリングホイールの回転径方向に所定の基準軸Ｚｏをとるときに、運転者による前記ステアリングホイールの操作によって前記ステアリングホイールに作用する基準軸Ｚｏ廻りのモーメントＭｚを取得するモーメント取得ステップと、
前記操縦感覚の評価対象となる評価区間Ｓについて、モーメントＭｚにかかる所定の操舵意図特徴量を算出する操舵意図特徴量算出ステップと、
運転者による前記ステアリングホイールの操作時における車両状態量を検出する車両状態量検出ステップと、
前記車両状態量にかかる所定の車両状態特徴量を算出する車両状態特徴量算出ステップと、
相互に異なる仕様を有する複数の車両にかかる前記操舵意図特徴量および前記車両状態特徴量を各車両間で比較して比較結果を表示する表示ステップとを備えることを特徴とする操縦感覚評価方法。