JPH04232829A - Steering reaction force generating device for driving simulator - Google Patents

Steering reaction force generating device for driving simulator

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JPH04232829A
JPH04232829A JP2415786A JP41578690A JPH04232829A JP H04232829 A JPH04232829 A JP H04232829A JP 2415786 A JP2415786 A JP 2415786A JP 41578690 A JP41578690 A JP 41578690A JP H04232829 A JPH04232829 A JP H04232829A
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JP
Japan
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steering
reaction force
steering wheel
steering angle
driving simulator
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JP2415786A
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Japanese (ja)
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Koji Inui
孝司 乾
Takumi Okane
大金 拓己
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Namco Ltd
Original Assignee
Namco Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明はドライビングシミュレー
タのステアリング反力発生装置、特に車両走行時にステ
アリングの操舵角に応じて発生する反力をシュミレート
し実走行に近いステアリングの操作感を得ることができ
るドライビングシミュレータのステアリング反力発生装
置に関する。
[Industrial Application Field] The present invention is a steering reaction force generating device for a driving simulator, in particular, it can simulate the reaction force generated according to the steering angle of the steering wheel when the vehicle is running, and can obtain a steering operation feeling close to that of the actual driving. The present invention relates to a steering reaction force generating device for a driving simulator.

【0002】0002

【従来の技術】従来より、実際の車両走行に近い感覚で
運転が可能なドライビングシミュレータの開発が望まれ
ており、このようなドライビングシミュレータは、例え
ば自動車教習場における教習用のドライビングシミュレ
ータとして、またドライビングゲーム機に用いられるシ
ミュレータとして、さらにはその他の用途に幅広く用い
ることが可能である。
[Prior Art] It has been desired to develop a driving simulator that allows driving with a feeling similar to that of actually driving a vehicle, and such a driving simulator can be used, for example, as a driving simulator for driving lessons at a driving school. It can be used not only as a simulator for driving game machines but also for a wide range of other purposes.

【0003】しかし、従来の技術では、実際の車両走行
時にステアリングに作用する反力を正確にシュミレート
することができないため、ステアリングの操作感が、実
際の車両運転時と異なり、リアリティに欠けるという問
題があった。
However, with the conventional technology, it is not possible to accurately simulate the reaction force that acts on the steering wheel when the vehicle is actually running, so there is a problem that the steering operation feeling is different from that when the vehicle is actually driving and lacks reality. was there.

【0004】特に、従来の技術では、スプリング等を用
いてステアリングシャフトに操舵角に比例した反力を発
生させているに過ぎず、このようにして与えられる反力
は、車両の走行速度やステアリング操舵角等によって微
妙に変化する反力とは全く異なるものであった。
In particular, in the conventional technology, only a spring or the like is used to generate a reaction force on the steering shaft that is proportional to the steering angle, and the reaction force thus applied is dependent on the running speed of the vehicle and the steering angle. This was completely different from the reaction force, which changes slightly depending on the steering angle, etc.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、実
際の車両に近い感覚でステアリング操作を行うことが可
能で、かつ簡単な構成で応答性の良いドライビングシミ
ュレータのステアリング反力発生装置を提供することに
ある。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to provide a system that allows steering operations to be performed with a feeling similar to that of an actual vehicle, and that is simple. An object of the present invention is to provide a steering reaction force generating device for a driving simulator that has a configuration with good responsiveness.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明は、車両走行時にステアリングに作用する反力
を演算し、ステアリングに負荷として与えるドライビン
グシミュレータのステアリング反力発生装置において、
ステアリングの操舵角を検出し、ステアリング操舵角検
出信号として出力する操舵角検出手段と、ステアリング
操舵角検出信号と、ドライビングシミュレータの走行速
度とに基づき、ステアリングに作用する反力を演算する
反力演算手段と、を含み、前記反力演算手段は、ステア
リング操舵角検出信号に基づき、操舵角を所定の関数で
変換した関数信号を出力する関数変換部と、ドライビン
グシミュレータの走行速度に基づき、前記関数信号の減
衰率を演算する減衰率演算部と、演算された減衰率に基
づき、前記関数信号を減衰し復元力を表す信号として出
力する減衰部と、を有する復元力演算手段を含むことを
特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a steering reaction force generating device for a driving simulator that calculates the reaction force acting on the steering wheel when the vehicle is running and applies the reaction force to the steering wheel as a load.
A steering angle detection means that detects the steering angle of the steering wheel and outputs it as a steering angle detection signal, and a reaction force calculation that calculates the reaction force acting on the steering based on the steering angle detection signal and the driving speed of the driving simulator. means, and the reaction force calculation means includes a function converter that outputs a function signal obtained by converting the steering angle by a predetermined function based on the steering angle detection signal, and a function converter that converts the steering angle by a predetermined function based on the driving speed of the driving simulator. It is characterized by comprising a restoring force calculation means having an attenuation rate calculation unit that calculates the attenuation rate of the signal, and an attenuation unit that attenuates the function signal and outputs it as a signal representing the restoring force based on the calculated attenuation rate. shall be.

【0007】また、請求項2にかかる反力演算手段は、
ドライビングシミュレータの走行速度およびエンジン回
転数の少なくともいずれか一方に基づき、ステアリング
に振動として作用する反力を演算する振動演算手段を含
むことを特徴とする。
[0007]Furthermore, the reaction force calculation means according to claim 2,
The present invention is characterized in that it includes vibration calculation means for calculating a reaction force acting as vibration on the steering wheel based on at least one of the traveling speed of the driving simulator and the engine rotation speed.

【0008】また、請求項3にかかる反力演算手段は、
ステアリング操舵角検出信号からステアリングの回転方
向および角速度を求め、この回転方向および角速度に基
づきステアリングに路面抵抗として作用する反力を演算
する路面抵抗演算手段を含むことを特徴とする。
[0008] Further, the reaction force calculation means according to claim 3:
The present invention is characterized in that it includes a road resistance calculation means for determining the rotational direction and angular velocity of the steering wheel from the steering angle detection signal and calculating a reaction force acting on the steering wheel as road resistance based on the rotational direction and angular velocity.

【0009】また、請求項4にかかる装置において、前
記操舵角検出手段は、ステアリングの操舵角を検出し、
ステアリング操舵角検出信号として操舵角に比例した電
圧信号を出力するよう形成され、前記反力演算手段は、
前記電圧信号を状況に応じ所定レベルシフトし、所定の
操舵方向にハンドルが取られる状況を演算設定するレベ
ルシフト手段を含むことを特徴とする。
Further, in the apparatus according to claim 4, the steering angle detecting means detects a steering angle of a steering wheel;
The reaction force calculation means is formed to output a voltage signal proportional to the steering angle as a steering angle detection signal, and the reaction force calculation means
The vehicle is characterized by including a level shift means for shifting the voltage signal to a predetermined level depending on the situation and calculating and setting a situation in which the steering wheel is turned in a predetermined steering direction.

【0010】0010

【作用】次に本発明の作用を説明する。[Operation] Next, the operation of the present invention will be explained.

【0011】実際に車両が走行する際、ステアリングに
反力として作用する力は、車両の走行状態により随時変
化する。
[0011] When the vehicle actually travels, the force that acts on the steering as a reaction force changes from time to time depending on the vehicle's traveling conditions.

【0012】本発明にかかる請求項1の装置は、運転時
にステアリングに復元力として作用する反力を、簡単な
構成で応答性が良く、より良好にシュミレートするもの
である。この復元力は、車両走行時にステアリングを常
に直進方向へ復元させるように作用する反力である。ス
テアリングの操舵角に対する反力は、バネのような直線
ではなく、関数によって変化させるほうが、所定の走行
状況のもとで定速走行する車両の復元力をより良好にシ
ュミレートできる。しかも、このようにして得られた基
準復元力を、車両の走行速度に応じて減衰させるように
すれば、車両走行時に、ステアリング操舵角、車両の速
度の両方に高速で追従して変化する復元力を正確にシュ
ミレートすることができる。
The device according to claim 1 of the present invention has a simple configuration, has good responsiveness, and can better simulate the reaction force that acts as a restoring force on the steering wheel during driving. This restoring force is a reaction force that acts to always restore the steering to the straight direction when the vehicle is running. If the reaction force to the steering angle of the steering wheel is changed by a function rather than a straight line like a spring, the restoring force of a vehicle traveling at a constant speed under a predetermined driving condition can be better simulated. Moreover, if the reference restoring force obtained in this way is attenuated according to the running speed of the vehicle, the restoring force changes at high speed to follow both the steering angle and the speed of the vehicle when the vehicle is running. force can be accurately simulated.

【0013】また、請求項2にかかる装置は、運転時に
ステアリングに振動として作用する反力をシュミレート
するものである。例えば、車両走行時において、エンジ
ンの振動やノッキング等はステアリングに振動として伝
わる。この装置は、このような場合に、ステアリングに
振動として作用する反力を演算することにより正確にシ
ュミレートすることができる。
[0013] Furthermore, the device according to claim 2 simulates the reaction force that acts as vibration on the steering wheel during driving. For example, when a vehicle is running, engine vibrations, knocking, etc. are transmitted to the steering wheel as vibrations. This device can accurately simulate such a case by calculating the reaction force that acts on the steering as vibration.

【0014】また、請求項3の装置は、ステアリング操
作を行う際、ステアリングに路面抵抗として作用する反
力をシュミレートするものである。即ち、ステアリング
を操作すると、このステアリングの操作を妨げるように
路面抵抗が反力として作用する。本発明の路面抵抗演算
手段は、この路面抵抗を、ステアリング操作の角速度と
、車両走行速度とに基づき演算し、実際の路面抵抗を正
確にシュミレートしている。
[0014] Furthermore, the apparatus according to claim 3 simulates the reaction force acting on the steering as road surface resistance when performing a steering operation. That is, when the steering wheel is operated, road surface resistance acts as a reaction force to hinder the steering operation. The road resistance calculation means of the present invention calculates the road resistance based on the angular velocity of the steering operation and the vehicle running speed, thereby accurately simulating the actual road resistance.

【0015】さらに、請求項4にかかる装置は、所定の
操舵方向にハンドルが取られる状態をシュミレートする
ものである。例えば、直進方向と交叉する方向に傾いて
いる路面を車両が通過すると、ステアリングにはその傾
き方向にハンドルが取られるように反力が作用する。請
求項4にかかる装置は、ステアリングの操舵角を表すス
テアリング操舵角検出信号を、所定の操舵方向にシフト
させることにより、ハンドルが取られる状況をシュミレ
ートすることができる。
Furthermore, the apparatus according to claim 4 simulates a state in which the steering wheel is turned in a predetermined steering direction. For example, when a vehicle passes a road surface that is inclined in a direction that intersects with the direction of straight travel, a reaction force acts on the steering wheel so that the steering wheel is steered in the direction of the inclination. The device according to claim 4 can simulate a situation where the steering wheel is turned by shifting the steering angle detection signal representing the steering angle of the steering wheel in a predetermined steering direction.

【0016】このように、請求項1の発明では、ステア
リングに復元力として作用する反力を正確にシュミレー
トすることができ、請求項2にかかる装置では、ステア
リングに振動として作用する反力を正確にシュミレート
することができる。さらに、請求項3にかかる装置では
、ステアリング操作時に路面抵抗としてステアリングに
作用する反力を正確にシュミレートでき、さらに請求項
4の装置では、ハンドルが所定の操舵方向に取られる状
態をシュミレートすることができる。
[0016] As described above, the invention according to claim 1 can accurately simulate the reaction force that acts on the steering as a restoring force, and the device according to claim 2 can accurately simulate the reaction force that acts on the steering as vibration. can be simulated. Furthermore, the device according to claim 3 can accurately simulate the reaction force that acts on the steering wheel as road resistance during steering operation, and the device according to claim 4 can simulate the state in which the steering wheel is steered in a predetermined steering direction. I can do it.

【0017】従って、これら請求項1ないし4の装置を
、単独で、あるいは必要に応じて組み合わせることによ
り、各種走行状況の下でステアリングに作用する反力を
正確にシュミレートし、実際の運転時に近いハンドルの
操作感を得ることができる。
Therefore, by using the devices of claims 1 to 4 alone or in combination as necessary, it is possible to accurately simulate the reaction force acting on the steering wheel under various driving conditions, and to simulate the reaction force that is close to that of actual driving. You can feel the operation of the handle.

【0018】[0018]

【実施例】次に本発明の好適な実施例を図面に基づき詳
細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0019】図2には、本発明が適用された運転教習用
のドライビングシミュレータの好適な一例が示され、実
施例のドライビングシミュレータは、ドライバーがシー
ト10に座った状態で、ハンドル12、ブレーキ14、
アクセル、クラッチ、サイドブレーキ等の各部を操作す
るよう構成されている。
FIG. 2 shows a preferred example of a driving simulator for driving training to which the present invention is applied. ,
It is configured to operate various parts such as the accelerator, clutch, and handbrake.

【0020】また、このドライビングシミュレータは、
車両のフロントウィンドウに対応する位置にディスプレ
イ16が設けられている。そして、図示しないCPUは
、車両の各種走行環境を演算し、演算された走行環境内
を車両が走行する際に、運転席からフロントウィンドウ
を介して眺められる車両前方の景色をディスプレイ16
上に表示する。そして、ドライバーが、ディスプレイ1
6上に表示される景色を見ながら、ハンドル12、ブレ
ーキ14等を操作し、実際の車両と同様に運転を行うよ
う構成されている。
[0020] Also, this driving simulator:
A display 16 is provided at a position corresponding to the front window of the vehicle. The CPU (not shown) calculates various driving environments of the vehicle, and when the vehicle travels within the calculated driving environment, a display 16 displays the scenery in front of the vehicle that can be seen from the driver's seat through the front window.
Display above. The driver then displays display 1.
The driver operates the steering wheel 12, brakes 14, etc. while looking at the scenery displayed on the screen 6, and drives the vehicle in the same way as in an actual vehicle.

【0021】また、本実施例のステアリング18は、前
述したハンドル12と、このハンドル12に一端が固定
されたステアリングシャフト20と、このステアリング
シャフト20の先端に自在継手22を配し連結されたシ
ャフト24とを含み、ハンドル12を回転操作すると、
これと連結されたシャフト20、24も回転するよう構
成されている。そして、ステアリング18の操舵角θは
、操舵角検出部28により検出され、ステアリング操舵
角検出信号V2として出力される。
The steering wheel 18 of this embodiment also includes the aforementioned handle 12, a steering shaft 20 whose one end is fixed to the handle 12, and a shaft connected to the steering shaft 20 by a universal joint 22 at its tip. 24, and when the handle 12 is rotated,
Shafts 20, 24 connected thereto are also configured to rotate. The steering angle θ of the steering wheel 18 is detected by the steering angle detection section 28 and output as a steering angle detection signal V2.

【0022】本発明の特徴は、車両運転時にステアリン
グに作用する反力をシュミレートし、ステアリングに負
荷として作用させることにある。これにより、実際の車
両とほとんど変わらないステアリング操作感を得ること
ができ、ドライバーはあたかも実際の車両に乗ったよう
な感覚で運転を行うことが可能となる。
A feature of the present invention is that the reaction force acting on the steering wheel during vehicle operation is simulated, and the reaction force is applied to the steering wheel as a load. This provides a steering feel that is almost the same as in an actual vehicle, allowing the driver to drive as if they were riding in an actual vehicle.

【0023】このため、本発明の装置には負荷発生部3
0と、この負荷発生部30を制御する反力演算回路48
とが設けられ、シャフト24に所定の負荷を反力として
作用させるよう構成されている。
For this reason, the device of the present invention has a load generating section 3.
0, and a reaction force calculation circuit 48 that controls this load generation section 30.
and is configured to apply a predetermined load to the shaft 24 as a reaction force.

【0024】本実施例において、前記負荷発生部30は
、直流サーボモータ32と、このサーボモータ32の回
転出力を減速する減速機構34とを含み、減速機構34
の出力軸に設けられたプーリ36と、シャフト24に設
けられたプーリ26との間にベルト38を掛け渡すこと
により、サーボモータ32で発生した負荷をシャフト2
4へ伝達するよう構成されている。
In this embodiment, the load generating section 30 includes a DC servo motor 32 and a deceleration mechanism 34 that decelerates the rotational output of the servo motor 32.
By passing the belt 38 between the pulley 36 provided on the output shaft of the servo motor 32 and the pulley 26 provided on the shaft 24, the load generated by the servo motor 32 is transferred to the shaft 2.
4.

【0025】図1には、本実施例にかかる操舵角検出部
28および反力演算回路48の好適な一例が示され、実
施例の反力演算回路48は、操舵角検出部28の検出出
力V2に基づき運転時にステアリング18に作用する反
力を演算し、サーボコントローラ60を用いて直流サー
ボモータ32を制御し、ステアリング18に実際の車両
と同様な反力を作用させるよう構成されている。
FIG. 1 shows a preferred example of the steering angle detection section 28 and the reaction force calculation circuit 48 according to the present embodiment. The system is configured to calculate the reaction force acting on the steering wheel 18 during driving based on V2, control the DC servo motor 32 using the servo controller 60, and apply the same reaction force to the steering wheel 18 as in the actual vehicle.

【0026】ここにおいて、実施例の操舵角検出部28
は、可変抵抗40,レベルシフタ42,センタ調整回路
44を含む。前記可変抵抗40は、その一端がアースさ
れ、他端が+5ボルトの直流電源に接続され、シャフト
24の回転にともない、その抵抗値を変化させV1の電
圧信号を出力する分圧回路として構成される。
Here, the steering angle detection section 28 of the embodiment
includes a variable resistor 40, a level shifter 42, and a center adjustment circuit 44. The variable resistor 40 has one end grounded and the other end connected to a +5 volt DC power supply, and is configured as a voltage divider circuit that changes its resistance value and outputs a voltage signal of V1 as the shaft 24 rotates. Ru.

【0027】図3(a)には、可変抵抗40から出力さ
れる電圧信号V1が示され、同図に示すよう操舵角θに
比例し、かつ操舵角がθ=0のとき2.5Vの電圧が出
力される。
FIG. 3(a) shows a voltage signal V1 output from the variable resistor 40. As shown in the figure, the voltage signal V1 is proportional to the steering angle θ and is 2.5V when the steering angle is θ=0. Voltage is output.

【0028】前記レベルシフタ42は、図3(b)に示
すよう操舵角がθ=0のときその出力電圧が0点を通る
よう、可変抵抗40から出力される電圧信号V1を−2
.5Vシフトさせ、これをステアリング操舵角検出信号
V2として反力演算回路48に向け出力する。なお、操
舵角θ=0のとき、出力V2が0点から外れる場合には
、センタ調整回路44を用いて出力電圧V2が0点を通
るようシフト調整が行われる。
The level shifter 42 changes the voltage signal V1 outputted from the variable resistor 40 by -2 so that the output voltage passes through the 0 point when the steering angle is θ=0 as shown in FIG. 3(b).
.. The signal is shifted by 5V and outputted to the reaction force calculation circuit 48 as the steering angle detection signal V2. Note that when the steering angle θ=0, if the output V2 deviates from the 0 point, a shift adjustment is performed using the center adjustment circuit 44 so that the output voltage V2 passes through the 0 point.

【0029】反力演算回路48は、運転時にステアリン
グに作用する反力を演算出力するものであり、本実施例
においては、復元力演算回路50と、振動演算回路54
と、路面抵抗演算回路52と、ハンドルがとられる状況
を演算するレベルシフト回路94とを含む。
The reaction force calculation circuit 48 calculates and outputs the reaction force acting on the steering wheel during driving, and in this embodiment, a restoring force calculation circuit 50 and a vibration calculation circuit 54 are used.
, a road surface resistance calculation circuit 52, and a level shift circuit 94 that calculates the situation in which the steering wheel is turned.

【0030】前記復元力演算回路50は、ステアリング
18が直進方向(操舵角θ=0)へ復帰するように作用
する反力を演算出力するものである。この復元力は、ス
テアリングの操舵角のみらず、車両の走行速度、路面状
態によっても随時変化する。このような復元力を演算す
るため、実施例の復元力演算回路52は、関数変換部6
2と、リミッタ64と、プログラマブルアッテネータ6
6と、第1の減衰率演算部68と、DAコンバータ70
とを含む。
The restoring force calculation circuit 50 calculates and outputs a reaction force that acts so that the steering wheel 18 returns to the straight direction (steering angle θ=0). This restoring force changes at any time depending on not only the steering angle of the steering wheel, but also the traveling speed of the vehicle and the road surface condition. In order to calculate such a restoring force, the restoring force calculation circuit 52 of the embodiment includes a function conversion section 6
2, limiter 64, and programmable attenuator 6
6, a first attenuation rate calculation section 68, and a DA converter 70
including.

【0031】前記関数変換部62は、車両の定速走行を
近似できる関数を用いてステアリング操舵角検出信号を
関数変換するものであり、実施例では、レベルシフタ4
2から図3(b)に示すよう出力されるステアリング操
舵角検出信号V2を、図3(c)に示すよう操舵角θに
対応した対数を表す電圧信号に変換し、これをリミッタ
64を介してプログラマブルアッテネータ66へ向け出
力する。すなわち、本発明者は、車両が定速で走行する
場合には、ステアリングの操舵角θの増加に対し、復元
力は対数的に増加することを見出した。従って、関数変
換部62からリミッタ64を介して出力される対数変換
された信号は、所定の条件のもとで定速で走行する車両
のステアリングに作用する復元力をシュミレートするこ
とになる。なお、関数変換部62の後段にリミッタ64
を設けたのは次の理由による。すなわち、関数変換部6
2の回路構成によっては、操舵角θが大きくなると対数
変換が確実に行われなくなる場合がある。このことを考
慮し、操舵角θが一定角以上になった場合に、復元力も
一定値に飽和するものとし、関数変換部62の出力を図
3(d)に示すように変換して出力するためである。従
って、関数変換部62の特性が良好な場合には、このリ
ミッタ64を設ける必要はない。
The function converter 62 converts the steering angle detection signal using a function that can approximate constant speed running of the vehicle, and in the embodiment, the level shifter 4
The steering angle detection signal V2 outputted from 2 as shown in FIG. 3(b) is converted into a voltage signal representing a logarithm corresponding to the steering angle θ as shown in FIG. output to the programmable attenuator 66. That is, the present inventor found that when the vehicle runs at a constant speed, the restoring force increases logarithmically with respect to an increase in the steering angle θ of the steering wheel. Therefore, the logarithmically converted signal output from the function converter 62 via the limiter 64 simulates the restoring force acting on the steering of a vehicle traveling at a constant speed under predetermined conditions. Note that a limiter 64 is provided after the function converter 62.
was established for the following reasons. That is, the function conversion section 6
Depending on the circuit configuration of No. 2, logarithmic conversion may not be performed reliably when the steering angle θ becomes large. Taking this into consideration, it is assumed that when the steering angle θ becomes a certain angle or more, the restoring force also saturates to a certain value, and the output of the function converter 62 is converted and output as shown in FIG. 3(d). It's for a reason. Therefore, if the characteristics of the function conversion section 62 are good, it is not necessary to provide this limiter 64.

【0032】このように、復元力はステアリング操舵角
θに対し対数的にシュミレートされるが、前述したよう
に、この復元力は、車両の走行速度、加速度あるいは車
両の種類や、パワーステアリングか否かなどによっても
、また車両が走行する路面状態(例えば、ジャリ道、雪
道等の路面状態)などによっても異なる。このため、前
記減衰率演算部68は、予めシュミレートする車両の種
類等に合わせて減衰率を設定し、さらに入力される車両
の走行速度v,加速度α、路面状態を表す係数μに基づ
き減衰率を演算し、この減衰率をDAコンバータ70を
介しプログラマブルアッテネータ66へ向け出力する。 これにより、プログラマブルアッテネータ66は、入力
される復元力logV2をこの減衰率に基づき減衰制御
し、加算器56へ向け出力する。例えば、減衰率演算部
68に入力される速度v,加速度αが大きい場合には、
その減衰率を小さく設定し、プログラムアッテネータ6
6から出力される復元力を比較的大きな値に制御する。 これとは逆に、速度v,加速度αが小さい場合には、減
衰率演算部68から出力される減衰率を大きく設定し、
プログラムアッテネータ66から出力される復元力が比
較的小さなものとなるように制御する。
In this way, the restoring force is simulated logarithmically with respect to the steering angle θ, but as mentioned above, this restoring force depends on the running speed and acceleration of the vehicle, the type of vehicle, and whether it is power steering or not. It also varies depending on the condition of the road surface on which the vehicle is traveling (for example, the condition of the road surface such as a gravel road or a snowy road). For this reason, the damping rate calculation unit 68 sets the damping rate in advance according to the type of vehicle to be simulated, and further sets the damping rate based on the input traveling speed v of the vehicle, acceleration α, and coefficient μ representing the road surface condition. is calculated, and this attenuation rate is outputted to the programmable attenuator 66 via the DA converter 70. Thereby, the programmable attenuator 66 performs attenuation control on the input restoring force logV2 based on this attenuation rate, and outputs it to the adder 56. For example, when the velocity v and acceleration α input to the damping rate calculation unit 68 are large,
Set the attenuation rate small and use the program attenuator 6.
The restoring force output from 6 is controlled to a relatively large value. On the contrary, when the velocity v and the acceleration α are small, the damping rate output from the damping rate calculating section 68 is set to a large value,
The restoring force output from the program attenuator 66 is controlled to be relatively small.

【0033】このようにして、実施例の復元力演算回路
50からは、ステアリング操舵角θ,速度v,加速度α
の変動や、路面状態を表す係数μの変動に応じて変化す
る復元力を正確にシュミレートして演算出力することが
可能となる。
In this way, the restoring force calculation circuit 50 of the embodiment calculates the steering angle θ, the speed v, and the acceleration α.
It becomes possible to accurately simulate and calculate and output the restoring force that changes in accordance with the fluctuations in the road surface condition and the fluctuations in the coefficient μ representing the road surface condition.

【0034】また、前記路面抵抗演算回路52は、ステ
アリング操作をした際、ステアリング18に路面抵抗と
して作用する反力を演算出力するものである。この路面
抵抗は、ハンドル12を回す角速度が小さい場合にはそ
れほど顕著ではなく、角速度が大きくなるに従って顕著
に現れる。さらに、この路面抵抗は、車両の走行速度、
加速度によっても変化し、低速、低加速度で走行してい
る場合に顕著に現れ、高速、高加速度で走行している場
合には比較的小さな値となる。
The road resistance calculation circuit 52 calculates and outputs the reaction force acting on the steering wheel 18 as road resistance when the steering wheel is operated. This road resistance is not so noticeable when the angular velocity of turning the handle 12 is small, but becomes more noticeable as the angular velocity increases. Furthermore, this road resistance is determined by the vehicle running speed,
It also changes depending on the acceleration, and is noticeable when driving at low speeds and low accelerations, and becomes a relatively small value when driving at high speeds and high accelerations.

【0035】このため、実施例の路面抵抗演算回路52
は、回転方向及び角速度検出部72と、リミッター74
と、プログラマブルアッテネータ76と、第2の減衰率
演算部78と、DAコンバータ80とを含む。
Therefore, the road resistance calculation circuit 52 of the embodiment
The rotation direction and angular velocity detection section 72 and the limiter 74
, a programmable attenuator 76 , a second attenuation rate calculation section 78 , and a DA converter 80 .

【0036】前記回転方向及び角速度検出部72は、入
力されるステアリング操舵角検出信号V2を微分し、ス
テアリングの回転方向及びその角速度ωを検出し、これ
を図3(e)に示すような電圧信号として出力する。
The rotational direction and angular velocity detection section 72 differentiates the input steering angle detection signal V2, detects the rotational direction of the steering wheel and its angular velocity ω, and converts this into a voltage as shown in FIG. 3(e). Output as a signal.

【0037】ここで、角速度ωがプラスの領域は、ステ
アリングが右方向へ回転操作されていることを意味し、
角速度ωがマイナスの領域は、ステアリングが左方向へ
回転操作されていることを意味している。
Here, the region where the angular velocity ω is positive means that the steering wheel is rotated to the right,
A region where the angular velocity ω is negative means that the steering wheel is rotated to the left.

【0038】リミッター74は、このようにして出力さ
れる図3(e)に示す電圧信号の振幅に上限VS ,−
VS を設定し、図3(f)に示すよう角速度ωが|ω
|≧ωS の領域に於てその出力電圧が一定の値VS 
となるようにして出力する。これにより、ステアリング
18の回転角速度が小さいとき(絶対値|ω|≦ωs)
は、角速度に応じた抵抗が発生し、ステアリング18の
回転角速度が大きくなると(|ω|≧ωS )、一定の
抵抗が発生することになる。
The limiter 74 sets an upper limit VS, - to the amplitude of the voltage signal shown in FIG. 3(e) output in this way.
VS is set, and the angular velocity ω is |ω as shown in Fig. 3(f).
The output voltage is a constant value VS in the region of |≧ωS
Output as follows. As a result, when the rotational angular velocity of the steering wheel 18 is small (absolute value |ω|≦ωs)
, a resistance is generated according to the angular velocity, and as the rotational angular velocity of the steering wheel 18 increases (|ω|≧ωS), a certain resistance is generated.

【0039】また、前述したよう路面抵抗は、車両の速
度、加速度、路面状態に応じて変化する。このため、前
記第2の減衰率演算部78は、走行速度v、加速度α、
路面状態を表す係数μに基づき減衰率を演算し、DAコ
ンバータ80を介しプログラマブルアッテネータ76に
向け出力する。これにより、プログラマブルアッテネー
タ76は、リミッター74から図3(f)に示すように
出力される路面抵抗を表す電圧を、入力される減衰率に
基づき減衰制御し、これを所定の速度をv、加速度α、
路面状態を表す係数μ及びステアリング角速度ωの条件
のもとで発生する路面抵抗として加算器56に向け出力
する。
Furthermore, as described above, road resistance changes depending on the speed, acceleration, and road surface condition of the vehicle. Therefore, the second damping rate calculation unit 78 calculates the traveling speed v, acceleration α,
The attenuation rate is calculated based on the coefficient μ representing the road surface condition, and is outputted to the programmable attenuator 76 via the DA converter 80. Thereby, the programmable attenuator 76 attenuates the voltage representing the road surface resistance outputted from the limiter 74 as shown in FIG. α,
It is outputted to the adder 56 as the road resistance generated under the conditions of the coefficient μ representing the road surface condition and the steering angular velocity ω.

【0040】このようにして、実施例の路面抵抗演算回
路52は、ステアリングの回転角速度や、車両の走行速
度、加速度、路面状態に応じて随時変化する路面抵抗を
良好にシュミレートし、演算出力することができる。
In this manner, the road resistance calculation circuit 52 of the embodiment satisfactorily simulates the road resistance that changes from time to time in accordance with the rotational angular velocity of the steering wheel, the running speed of the vehicle, the acceleration, and the road surface condition, and calculates and outputs the result. be able to.

【0041】また、前記振動演算回路54は、車両の走
行状態によって、ステアリングに振動として作用する反
力を演算出力するものである。このような振動は、例え
ば車両が高速走行した際に発生し、またエンジンがノッ
キングを起したり、さらには車両が何かにぶつかった時
にも発生する。このため、実施例の振動演算回路54は
、20Hzの矩形波を発生する高速運転用発振器90と
、この発振出力の振幅を高、中、底の振幅を持つ3種類
の発振信号に変換出力するアッテネータ92と、10H
zの矩形波を発生するノッキング及び衝撃用発振器84
と、この発振出力の振幅を高、やや高、やや低、低いの
振幅を持つ4種類の発振信号に変換出力するアッテネー
タ86と、前記各アッテネータ92,86の出力を選択
出力するセレクタ82と、このセレクタ82の選択動作
を制御するセレクタ制御部88とを含む。
The vibration calculation circuit 54 calculates and outputs a reaction force that acts as vibration on the steering wheel depending on the running state of the vehicle. Such vibrations occur, for example, when a vehicle drives at high speed, when the engine knocks, or when the vehicle hits something. For this reason, the vibration calculation circuit 54 of the embodiment includes a high-speed operation oscillator 90 that generates a 20 Hz rectangular wave, and converts and outputs the amplitude of this oscillation output into three types of oscillation signals having high, medium, and bottom amplitudes. Attenuator 92 and 10H
Knocking and impact oscillator 84 that generates a square wave of z
an attenuator 86 that converts and outputs the amplitude of this oscillation output into four types of oscillation signals having amplitudes of high, slightly high, slightly low, and low; and a selector 82 that selectively outputs the output of each of the attenuators 92 and 86. A selector control section 88 that controls the selection operation of the selector 82 is included.

【0042】そして、セレクタ制御部88は、車両の走
行速度v、エンジン回転数Rに基づき、車両が高速走行
していると判断した場合には、アッテネータ96から出
力される3種類の発振出力を適宜セレクタ82に選択さ
せ、加算器56に向け出力する。さらに、エンジンのノ
ッキング状態をシュミレートする場合や、車両が何かに
ぶつかった状態をシュミレートする場合には、アッテネ
ータ86から出力される4種類の振幅の発振出力から適
宜所定の信号をセレクタ82に選択させ加算器56に向
け出力させる。
When the selector control section 88 determines that the vehicle is traveling at high speed based on the vehicle speed v and engine rotation speed R, the selector control section 88 selects three types of oscillation outputs output from the attenuator 96. The selector 82 selects the appropriate one and outputs it to the adder 56. Further, when simulating an engine knocking state or when simulating a state where the vehicle collides with something, the selector 82 selects an appropriate predetermined signal from the oscillation outputs of four different amplitudes output from the attenuator 86. and output to the adder 56.

【0043】このようにして、実施例の振動演算回路5
4は、高速走行時に発生する振動や、エンジンのノッキ
ング、車両が何かに衝突した際に発生する振動等を正確
にシュミレートし、加算器56へ向け出力することが出
来る。
In this way, the vibration calculation circuit 5 of the embodiment
4 can accurately simulate the vibrations that occur during high-speed driving, engine knocking, vibrations that occur when the vehicle collides with something, etc., and can output them to the adder 56.

【0044】加算器56は、このようにして各演算回路
50,52,54から演算出力される反力を加算し、バ
ッファ58を介しサーボコントローラ60へ向け出力す
る。
The adder 56 adds up the reaction forces calculated and outputted from each calculation circuit 50, 52, and 54 in this way, and outputs the result to the servo controller 60 via the buffer 58.

【0045】これにより、サーボコントローラ60は、
ステアリングに作用する復元力や、ステアリングを回転
操作した際作用する路面抵抗、さらには、各種状況の下
でステアリングに反力として作用する振動などを正確に
シュビレートするようサーボモータ32を回転制御する
ことになるため、ドライバーは車両運転時にハンドル1
2を介し実際に路面等からステアリング18に作用する
反力を体感することができ、実際の車両に近いステアリ
ング操作感覚を得ることができる。
[0045] As a result, the servo controller 60
To control the rotation of the servo motor 32 so as to accurately simulate the restoring force that acts on the steering wheel, the road resistance that acts when the steering wheel is rotated, and the vibration that acts as a reaction force on the steering wheel under various conditions. Therefore, the driver must hold the steering wheel 1 when driving the vehicle.
2, it is possible to experience the reaction force actually acting on the steering wheel 18 from the road surface, etc., and it is possible to obtain a steering operation feeling close to that of an actual vehicle.

【0046】これに加えて、本実施例の反力演算回路4
8には、前記したようにレベルシフト回路94が設けら
れ、このレベルシフト回路94により、所定の操作方向
にハンドルが取られる状況をシュミレートしている。例
えば、実施例のようなドライビングシミュレータにおい
て、車両が傾いた路面を走行する場合や、車両がスピン
した状態をシュミレートするためには、このような場合
にハンドルが所定の操舵方向へ取られる状況を正確にシ
ュミレートする必要がある。このため、前記レベルシフ
ト回路94は、ドライビングシミュレータの走行情報に
基づき、レベルシフター42から出力される電圧V2 
を所定レベル分だけ随時プラスまたはマイナス方向へシ
フトするよう制御し、これによりステアリングが所定の
操舵方向へ取られる状況をシュミレートしている。
In addition to this, the reaction force calculation circuit 4 of this embodiment
8 is provided with a level shift circuit 94 as described above, and this level shift circuit 94 simulates a situation in which the handle is moved in a predetermined operating direction. For example, in a driving simulator such as the embodiment, in order to simulate a situation where the vehicle is traveling on an inclined road surface or a state where the vehicle is spinning, it is necessary to simulate the situation in which the steering wheel is turned in a predetermined steering direction. It needs to be simulated accurately. Therefore, the level shift circuit 94 controls the voltage V2 output from the level shifter 42 based on the driving information of the driving simulator.
The steering wheel is controlled to shift in the plus or minus direction by a predetermined level at any time, thereby simulating a situation in which the steering wheel is steered in a predetermined direction.

【0047】本実施例は以上の構成からなり、次にその
作用を説明する。
The present embodiment has the above configuration, and its operation will be explained next.

【0048】まず、ドライバーがシート10に座り、ド
ライビングシミュレータの運転を開始すると、ドライビ
ングシミュレータの図示しないCPUは、ブレーキ14
やアクセル等の操作に応じて車両の走行速度、加速度を
演算すると共に、シミュレートする路面状態μを演算し
、さらにはディスプレイ16上に車両のフロントウィン
ドから見た前方の景色を映し出していく。
First, when the driver sits on the seat 10 and starts driving the driving simulator, the CPU (not shown) of the driving simulator controls the brake 14.
In addition to calculating the running speed and acceleration of the vehicle in accordance with the operation of the accelerator and the like, the road surface condition μ to be simulated is also calculated, and furthermore, the scenery in front as seen from the front window of the vehicle is displayed on the display 16.

【0049】このとき、ハンドル12、即ちステアリン
グ18の操舵角θは操舵角検出部28により検出され、
操舵角θに比例した電圧V2 が操舵角検出信号として
復元力演算回路50,路面抵抗演算回路52へ入力され
る。
At this time, the steering angle θ of the handle 12, that is, the steering wheel 18 is detected by the steering angle detection section 28,
A voltage V2 proportional to the steering angle θ is input as a steering angle detection signal to the restoring force calculation circuit 50 and the road surface resistance calculation circuit 52.

【0050】そして、復元力演算回路50は、この操舵
角検出信号V2 と、図示しないCPUで演算されたド
ライビングシミュレータの走行速度v,加速度α、路面
状態μに基づき、車両直進方向(θ=0)へ操舵角θを
復元しようとする復元力を演算し加算器56へ向け出力
する。特に、本発明の装置では、ステアリング操舵角に
対し復元力が対数的に変化するように制御し、しかもこ
の復元力を車両の速度、加速度、路面状態μに応じて減
衰制御するため、操舵角θ、速度v,加速度α、路面状
態μに基づき随時変化する復元力を正確にシュミレート
し、ステアリング18に反力として与えることが出来る
Then, the restoring force calculation circuit 50 determines the straight direction of the vehicle (θ=0 ) is calculated and outputted to the adder 56 to restore the steering angle θ. In particular, in the device of the present invention, the restoring force is controlled to vary logarithmically with respect to the steering angle, and this restoring force is attenuated according to the vehicle speed, acceleration, and road surface condition μ, so the steering angle The restoring force that changes from time to time based on θ, speed v, acceleration α, and road surface condition μ can be accurately simulated and applied to the steering wheel 18 as a reaction force.

【0051】したがって、実施例の装置によれば、例え
ばドライバーがカーブなどでハンドル12を所定の操舵
方向へ回している状態ではシャフト24に復元力が実際
の車両と同様に反力して作用することになるため、あた
かも実際の車両を運転していると同様なステアリング操
作感を得ることが出来る。
Therefore, according to the device of the embodiment, when the driver turns the steering wheel 12 in a predetermined steering direction at a curve, for example, a restoring force acts on the shaft 24 as a reaction force in the same way as in an actual vehicle. Therefore, it is possible to obtain a steering operation feeling similar to that of driving an actual vehicle.

【0052】さらに、路面状態μに基づき減衰率を演算
することにより、CPUがシミュレートする路面状態、
例えば実際の雪道、ジャリ道等を走行している際と同様
なステアリング操作感を得ることが出来る。
Furthermore, by calculating the damping rate based on the road surface condition μ, the CPU simulates the road surface condition,
For example, it is possible to obtain a steering operation feeling similar to that experienced when driving on an actual snowy road, gravel road, etc.

【0053】また、路面抵抗演算回路52は、操舵角検
出信号V2 に基づきステアリング18の回転方向及び
回転角速度を検出する。そして、この検出回転方向、回
転角速度と、図示しないCPUが演算する車両の速度v
、加速度α、路面状態μとに基づき、ステアリング18
に反力として作用する路面抵抗を演算出力する。
Furthermore, the road surface resistance calculation circuit 52 detects the rotational direction and rotational angular velocity of the steering wheel 18 based on the steering angle detection signal V2. The detected rotational direction, rotational angular velocity, and vehicle speed v calculated by a CPU (not shown)
, acceleration α, and road surface condition μ.
The road resistance that acts as a reaction force is calculated and output.

【0054】これにより、本実施例のドライビングシミ
ュレータによれば、例えば車両の車庫入れ、縦列駐車や
、車両走行時にステアリングを急激に回転操作した際等
にステアリング18に作用する路面抵抗を正確にシュミ
レートして再現することができ、あたかも実際の車両で
このような車庫入れなどを行った時と同様なステアリン
グ感覚を体感することが出来る。
As a result, the driving simulator of this embodiment can accurately simulate the road resistance that acts on the steering wheel 18 when, for example, the vehicle is parked in a garage, parallel parked, or when the steering wheel is suddenly rotated while the vehicle is running. This allows you to experience the same steering sensation as if you were parking your vehicle in a real vehicle.

【0055】さらに、実施例のドライビングシミュレー
タでは、車両が高速走行している場合や、ドライバーの
操作の不手際でエンジンがノッキングしたような状態、
さらには車両が何らかの障害物にぶつかった時の状態を
シュミレートするよう形成されている。
Furthermore, in the driving simulator of the embodiment, situations such as when the vehicle is traveling at high speed, when the engine knocks due to poor operation by the driver, etc.
Furthermore, it is designed to simulate the situation when the vehicle collides with some kind of obstacle.

【0056】実施例の振動演算回路54は、CPUの演
算出力するこのような各種シュミレート情報をセレクタ
制御部88に入力し、このセレクタ制御部88を用いて
、セレクタ82を介して選択出力される振動信号を制御
している。すなわち、振動演算回路54は、車両が高速
走行する際に発生する振動を、走行速度v、エンジン回
転数Rとに基づき演算し、該当する信号をアッテネータ
92の出力から選択し、加算器56に向け選択出力させ
る。さらに、エンジンがノッキングを起した時の状態を
シュミレートする場合には、アッテネータ86の出力か
ら該当する信号を選択し、加算器56へ向け出力させる
。さらには、車両が何かの障害物にぶつかった場合には
、アッテネータ86の出力から該当する信号を選択し加
算器56に向け出力させる。
The vibration calculation circuit 54 of the embodiment inputs such various simulated information calculated and outputted by the CPU to the selector control unit 88, and uses the selector control unit 88 to select and output the information via the selector 82. Controls vibration signals. That is, the vibration calculation circuit 54 calculates vibrations generated when the vehicle travels at high speed based on the traveling speed v and the engine rotation speed R, selects a corresponding signal from the output of the attenuator 92, and sends it to the adder 56. Output the selected direction. Furthermore, when simulating the state when the engine knocks, a corresponding signal is selected from the output of the attenuator 86 and output to the adder 56. Furthermore, when the vehicle collides with some obstacle, the corresponding signal is selected from the output of the attenuator 86 and output to the adder 56.

【0057】このようにして、実施例の振動演算回路5
4は、車両の高速走行時に発生する振動,ノッキング,
衝突時などに発生する振動を正確にシュミレートし、ス
テアリング18に反力として与えることが出来るため、
ドライバーはこのような状況に於て、実際の車両と同様
な感覚でステアリング操作を行うことが可能となる。
In this way, the vibration calculation circuit 5 of the embodiment
4 is the vibration, knocking, and knocking that occur when a vehicle runs at high speed.
It is possible to accurately simulate vibrations that occur during a collision, etc., and apply it as a reaction force to the steering wheel 18.
In such situations, the driver will be able to perform steering operations in a manner similar to that of an actual vehicle.

【0058】さらには、実施例のドライビングシミュレ
ータは、傾いた路面を走行している際にハンドルが取ら
れる状況や、車両がスピンした状態でハンドルが取られ
る状況をシュミレートするよう形成されている。実施例
のレベルシフト回路94は、このような場合に図示しな
いドライビングシミュレータのCPUから出力される制
御情報に基づき、レベルシフター42から出力される信
号V2 の電圧を状況に応じてレベルシフトする。これ
により、このような状況のもとに於てステアリング18
が所定の操舵方向へとられる状況を正確に再現すること
が出来る。
Furthermore, the driving simulator of the embodiment is configured to simulate a situation where the steering wheel is taken off while driving on an inclined road surface or a situation where the steering wheel is taken off when the vehicle is spinning. In such a case, the level shift circuit 94 of the embodiment levels-shifts the voltage of the signal V2 output from the level shifter 42 according to the situation, based on control information output from the CPU of the driving simulator (not shown). As a result, under such circumstances, the steering wheel 18
It is possible to accurately reproduce the situation in which the steering wheel is steered in a predetermined steering direction.

【0059】このように、本実施例のドライビングシミ
ュレータによれば、CPUが演算する各種のドライビン
グ環境に於て、ステアリング18に作用する各種の反力
を正確にシュミレートし、実際の車両に近い感覚でステ
アリング18を操作できるように制御している。したが
って、ドライバーは実際の車両運転と同様の感覚でステ
アリング18を操作することができ、自動車教習所に於
ける練習コースや、実際の路上を運転している状態をこ
のドライビングシミュレータ上で忠実に再現することが
可能となる。
As described above, the driving simulator of this embodiment accurately simulates various reaction forces acting on the steering wheel 18 in various driving environments calculated by the CPU, and provides a feeling close to that of the actual vehicle. The steering wheel 18 is controlled so that the steering wheel 18 can be operated. Therefore, the driver can operate the steering wheel 18 with the same feeling as when driving an actual vehicle, and the driving simulator faithfully reproduces the conditions of driving on a practice course at a driving school or on an actual road. becomes possible.

【0060】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨の範囲内で各種の変形実施
が可能である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.

【0061】例えば、前記実施例では反力演算回路48
として、復元力演算回路50、路面抵抗演算回路52、
振動演算回路54及びレベルシフト回路94を全て含む
ものを例に取り説明したが、本発明はこれに限らず、必
要に応じてこれら各演算回路50,52,54,94の
いずれか1つまたは複数を任意に組合わせて反力演算回
路48を構成することもできる。
For example, in the embodiment described above, the reaction force calculation circuit 48
As, a restoring force calculation circuit 50, a road resistance calculation circuit 52,
Although the explanation has been given using an example that includes both the vibration arithmetic circuit 54 and the level shift circuit 94, the present invention is not limited to this, and the present invention may include any one of these arithmetic circuits 50, 52, 54, 94 or the like as necessary. The reaction force calculation circuit 48 can also be constructed by arbitrarily combining a plurality of them.

【0062】例えば、ハンドルがとられる状況をシュミ
レートする必要のないドライビングシミュレータでは、
レベルシフト回路94を省略することができるまた、前
記実施例では、関数変換部62として対数変換を行なう
ものを例にとり説明したが、本発明はこれに限らず、対
数を折れ線で近似する関数など、車両の定速走行を近似
できる関数ならば、必要に応じこれ以外の各種関数を用
いてもよい。
For example, in a driving simulator that does not require simulating a situation where the steering wheel is taken,
The level shift circuit 94 can be omitted.Furthermore, in the embodiment described above, the function conversion section 62 performs logarithmic conversion. , various other functions may be used as necessary, as long as they can approximate constant speed running of the vehicle.

【0063】また、前記実施例では、本発明を自動車教
習所用のドライビングシミュレータに適用した場合を例
に取り説明したが、本発明はこれに限らずこれ以外にド
ライビングゲーム用のドライビングシミュレータとして
も、またこれ以外の各種用途にも幅広く適用することが
可能である。
[0063]Also, in the above-mentioned embodiments, the present invention has been explained by taking as an example a case where the present invention is applied to a driving simulator for a driving school, but the present invention is not limited to this. It can also be widely applied to various other uses.

【0064】また、前記実施例において、前記各減衰率
演算部64,78は、速度v,加速度α,路面状態μの
各ファクタに基づき減衰率の演算を行う場合を例にとり
説明したが、この減衰率を決定する大きなファクタは速
度vであるため、必要に応じα,μ等のファクタを考慮
することなく、減衰率の演算を行うよう形成してもよい
Furthermore, in the embodiment described above, the damping rate calculation units 64 and 78 calculate the damping rate based on the factors of velocity v, acceleration α, and road surface condition μ. Since the velocity v is a major factor that determines the attenuation rate, the attenuation rate may be calculated without considering factors such as α and μ, if necessary.

【0065】また、前記実施例では、回路各部をハード
ウエア的に構成した場合を例に取り説明したが、本発明
はこれに限らず、これらハードウエア各部を、それと同
様な機能を持つ様にソフトウエア的に構成することも可
能である。
Furthermore, in the above embodiments, each part of the circuit is configured as hardware, but the present invention is not limited to this. It is also possible to configure it in software.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ドライビングシミュレータ運転時に、ステアリングに復
元力として作用する反力を正確にシュミレートすること
が可能となる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention,
When driving with a driving simulator, it is possible to accurately simulate the reaction force that acts on the steering as a restoring force.

【0067】また、請求項2の発明によれば、運転時に
ステアリングに各種振動として作用する反力を正確にシ
ュミレートすることができる。
Further, according to the second aspect of the invention, it is possible to accurately simulate the reaction forces that act as various vibrations on the steering wheel during driving.

【0068】さらに、請求項3の発明によれば、ステア
リング操作した際、このステアリングに路面から路面抵
抗として作用する反力を正確にシュミレートすることが
可能となる。
Furthermore, according to the third aspect of the invention, it is possible to accurately simulate the reaction force that acts on the steering wheel as road resistance from the road surface when the steering wheel is operated.

【0069】これに加えて請求項4の発明によれば、車
両走行時にハンドルが所定の操舵方向にとられるような
状態を正確にシュミレートすることができ、例えば傾い
た路面を走行しているときや、車両がスピンしたときな
どに於てハンドルが所定操舵方向にとられるようなステ
アリング感覚を正確にシュミレートすることが可能とな
る。
In addition, according to the invention of claim 4, it is possible to accurately simulate a situation in which the steering wheel is steered in a predetermined steering direction when the vehicle is running; for example, when the vehicle is running on an inclined road surface. It is possible to accurately simulate the steering feeling as if the steering wheel were turned in a predetermined steering direction when the vehicle is spinning or when the vehicle spins.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の装置に用いられるステアリング反力演
算回路図。
FIG. 1 is a steering reaction force calculation circuit diagram used in the device of the present invention.

【図2】本発明が適用されたドライビングシミュレータ
の概略説明図。
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of a driving simulator to which the present invention is applied.

【図3】(a)〜(f)は、図1に示す回路各部の出力
波形説明図。
3A to 3F are explanatory diagrams of output waveforms of various parts of the circuit shown in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

18  ステアリング 28  操舵角検出部 30  負荷発生部 48  反力演算回路 50  復元力演算回路 52  路面抵抗演算回路 54  振動演算回路 94  レベルシフト回路 18 Steering 28 Steering angle detection section 30 Load generation part 48 Reaction force calculation circuit 50 Restoration force calculation circuit 52 Road resistance calculation circuit 54 Vibration calculation circuit 94 Level shift circuit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  車両走行時にステアリングに作用する
反力を演算し、ステアリングに負荷として与えるドライ
ビングシミュレータのステアリング反力発生装置におい
て、ステアリングの操舵角を検出し、ステアリング操舵
角検出信号として出力する操舵角検出手段と、ステアリ
ング操舵角検出信号と、ドライビングシミュレータの走
行速度とに基づき、ステアリングに作用する反力を演算
する反力演算手段と、を含み、前記反力演算手段は、ス
テアリング操舵角検出信号に基づき、操舵角を所定の関
数で変換した関数信号を出力する関数変換部と、ドライ
ビングシミュレータの走行速度に基づき、前記関数信号
の減衰率を演算する減衰率演算部と、演算された減衰率
に基づき、前記関数信号を減衰し復元力を表す信号とし
て出力する減衰手段と、を有する復元力演算手段を含む
ことを特徴とするドライビングシミュレータのステアリ
ング反力発生装置。
1. A steering reaction force generating device for a driving simulator that calculates the reaction force acting on the steering wheel when the vehicle is running and applies it as a load to the steering wheel, which detects the steering angle of the steering wheel and outputs it as a steering angle detection signal. angle detection means; reaction force calculation means for calculating a reaction force acting on the steering based on the steering angle detection signal and the traveling speed of the driving simulator; the reaction force calculation means detects the steering angle. a function conversion unit that outputs a function signal obtained by converting the steering angle by a predetermined function based on the signal; a damping rate calculation unit that calculates the attenuation rate of the function signal based on the traveling speed of the driving simulator; and a calculated attenuation. 1. A steering reaction force generating device for a driving simulator, comprising: a restoring force calculating means having attenuating means for attenuating the function signal and outputting it as a signal representing a restoring force based on the ratio.
【請求項2】  車両走行時にステアリングに作用する
反力を演算し、ステアリングに負荷として与えるドライ
ビングシミュレータのステアリング反力発生装置におい
て、ステアリングの操舵角を検出し、ステアリング操舵
角検出信号として出力する操舵角検出手段と、ステアリ
ング操舵角検出信号と、ドライビングシミュレータの走
行速度とに基づき、ステアリングに作用する反力を演算
する反力演算手段と、を含み、前記反力演算手段は、ド
ライビングシミュレータの走行速度およびエンジン回転
数の少なくともいずれか一方に基づき、ステアリングに
振動として作用する反力を演算する振動演算手段を含む
ことを特徴とするドライビングシミュレータのステアリ
ング反力発生装置。
2. A steering reaction force generating device for a driving simulator that calculates the reaction force acting on the steering wheel when the vehicle is running and applies it as a load to the steering wheel, which detects the steering angle of the steering wheel and outputs it as a steering angle detection signal. angle detection means; reaction force calculation means for calculating a reaction force acting on the steering based on the steering angle detection signal and the driving speed of the driving simulator; A steering reaction force generating device for a driving simulator, comprising vibration calculation means for calculating a reaction force acting as vibration on the steering wheel based on at least one of speed and engine rotational speed.
【請求項3】  請求項1、2のいずれかにおいて、前
記反力演算手段は、ステアリング操舵角検出信号からス
テアリングの回転方向および角速度を求め、この回転方
向および角速度に基づきステアリングに路面抵抗として
作用する反力を演算する路面抵抗演算手段を含むことを
特徴とするドライビングシミュレータのステアリング反
力発生装置。
3. In either of claims 1 and 2, the reaction force calculation means determines the rotational direction and angular velocity of the steering wheel from the steering angle detection signal, and acts on the steering wheel as road surface resistance based on the rotational direction and angular velocity. 1. A steering reaction force generating device for a driving simulator, comprising a road surface resistance calculation means for calculating a reaction force generated by a driving simulator.
【請求項4】  請求項1〜3のいずれかにおいて、前
記操舵角検出手段は、ステアリングの操舵角を検出し、
ステアリング操舵角検出信号として操舵角に比例した電
圧信号を出力するよう形成され、前記反力演算手段は、
前記電圧信号を状況に応じ所定レベルシフトし、所定の
操舵方向にハンドルが取られる状況を演算設定するレベ
ルシフト手段を含むことを特徴とするドライビングシミ
ュレータのステアリング反力発生装置。
4. In any one of claims 1 to 3, the steering angle detection means detects a steering angle of a steering wheel,
The reaction force calculation means is formed to output a voltage signal proportional to the steering angle as a steering angle detection signal, and the reaction force calculation means
A steering reaction force generating device for a driving simulator, comprising a level shift means for shifting the voltage signal to a predetermined level depending on the situation and calculating and setting a situation in which the steering wheel is turned in a predetermined steering direction.
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