JPH04301876A - ドライビングシミュレータ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、特に、現実感のあるクラッチ模擬操作を行うことの
できるドライビングシミュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】人間工学に基づく自動車設計を行う上で
、ドライビングシミュレータが盛んに利用されている。 このドライビングシミュレータを利用すれば、実際にロ
ードテストを行うことなしに、種々の環境下における走
行模擬試験を行うことができる。たとえば、特開昭６１
−１９４４６５号公報には、走行時の振動を再現する加
振装置を備えたドライビングシミュレータが開示されて
いる。このようなドライビングシミュレータは、通常、
運転者が乗り込むキャビン部と、運転者の操作に基づい
てこのキャビン部の運動を制御する運動制御手段とを備
えている。そして、運転者の操作内容は、コンピュータ
に取り込まれ、この操作内容に対応して運動制御手段が
駆動される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のドライビングシ
ミュレータにおいて、キャビン部に設けられた操作ペダ
ルは、ばねを利用した反力として運転者の踏力を発生さ
せる機構であり、運転者の踏み込み量を直動式のポテン
ショメータによって検出するようになっている。ポテン
ショメータによって検出された踏み込み量はコンピュー
タに取り込まれ、キャビン部に、この踏み込み量に応じ
た運動が生じるように、運動制御手段が制御される。し
かしながら、このようなポテンショメータを用いた機構
により、操作ペダルのシミュレーションを行うと、ペダ
ルの模擬操作の現実感が得られないという問題がある。 特に、クラッチペダルについては、実際のクラッチ操作
とはかなり食い違った感触を受けているのが現状である
。また、ポテンショメータを用いた機構では、コンピュ
ータに入力される情報が踏み込み量に対応した１つの数
値だけであるため、実際のクラッチ操作により近付けた
シミュレーションを行うためには、非常に複雑な演算を
行わなければならない。このため、計算時間に多大な負
荷がかかってしまうという問題が生じる。

【０００４】そこで本発明は、より現実感のあるクラッ
チ模擬操作を可能とするドライビングシミュレータを提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、運転者が乗り
込むキャビン部と、運転者の操作に基づいてこのキャビ
ン部の運動を制御する運動制御手段と、を備えたドライ
ビングシミュレータにおいて、運転者により操作される
クラッチ手段と、このクラッチ手段を構成するクラッチ
板の一方に接続され、運動制御手段による制御を受ける
回転手段と、クラッチ板の他方に接続され、このクラッ
チ板の回転に対して負荷を印加する負荷印加手段と、回
転手段の回転状態と負荷印加手段の回転状態とを検出し
、これを運動制御手段に与える回転状態検出手段と、を
設けたものである。

【０００６】

【作　　用】本発明によるドライビングシミュレータで
は、従来のポテンショメータを用いた模擬クラッチペダ
ルの代わりに、機械的なクラッチ手段を用いている。す
なわち、実際のクラッチ板を用意し、その一方にエンジ
ン駆動側として機能する回転手段（たとえば、モータ）
を接続し、他方に負荷がかかったタイヤとして機能する
負荷印加手段（たとえば、粘性を利用したトルク負荷装
置）を接続し、実際のクラッチペダルによってこのクラ
ッチ板を接続したり、離したりできるような構成をとっ
ている。そして、回転手段の回転状態と負荷印加手段の
回転状態とが検出され、これがコンピュータに入力され
る。このように、実際の機械的なクラッチ手段によって
、シミュレーションを行うことができるため、より現実
感のあるクラッチ模擬操作が可能となる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を図示する実施例に基づいて説
明する。図１は本発明の第１の実施例に係るドライビン
グシミュレータの構成を示すブロック図である。Ｉ／Ｏ
バス１０には、ホストコンピュータ２０およびドライビ
ングシミュレータの運動制御機構３３が接続されている
。ここに示すドライビングシミュレータは、従来の一般
的なドライビングシミュレータであり、ホストコンピュ
ータ２０による制御のもとに動作する。このドライビン
グシミュレータ３０の一般的な構成を図２に示す。キャ
ビン部３１は、運転者が乗り込む部分であり、ステアリ
ング、操作ペダル、計器、など、実際の運転席と同様の
装置類が配置されている。また、運転者の正面には、走
行路の画像などを表示するディスプレイ３２が設けられ
ている。このキャビン部３１は、運動制御機構３３の上
に載置され、運動制御機構３３は、レール３４の上を図
の矢印Ａの方向に摺動する。また、運動制御機構３３は
、キャビン部３１を、図の矢印Ｂ，Ｃ，Ｄの各方向に回
転運動させることができる。キャビン部３１に配置され
た各装置や計器類、ディスプレイ３２、および運動制御
機構３３は、Ｉ／Ｏバス１０を介してホストコンピュー
タ２０に接続されている。ホストコンピュータ２０は、
キャビン部３１における運転者の操作をデジタルデータ
として取り込む。たとえば、アクセル開度、ブレーキ踏
み込み量、ステアリング操作量、シフトギア位置などの
情報がデジタルデータとして取り込まれる。ホストコン
ピュータ２０は、これらのデジタルデータに基づいて自
動車の走行シミュレーションを行い、これに応じた表示
をキャビン部３１内の計器類やディスプレイ３２に行う
とともに、運動制御機構３３に運動指示を与える。 運動制御機構３３は、この指示に基づいて、レール３４
上を摺動したり、キャビン部３１を回転させたりする。 こうして、キャビン部３１内の運転者は、実際の自動車
による走行とほぼ同様の疑似体験をすることができる。

【０００８】このような従来のドライビングシミュレー
タにおいては、疑似クラッチ機構として、ポテンショメ
ータにより踏み込み量を検出する機構のものが用いられ
ていることは、前述のとおりである。本実施例の装置で
は、疑似クラッチ機構の部分が、次のような構成に置き
換えられている。すなわち、図１に示すように、クラッ
チ板１が用意され、その一方に電動モータ２が、他方に
負荷印加装置３が、それぞれ接続される。クラッチ板１
としては、実際の自動車に用いられているクラッチ板を
そのまま用いることもできるが、電動モータ２や負荷印
加装置３を小規模のものにするためには、より小型のも
のを用いるのが好ましい。電動モータ２は、この疑似ク
ラッチ機構におけるエンジン駆動側の役目をするもので
あり、疑似動作を行うのに十分な出力が得られるもので
あれば、どのようなモータを用いてもよい。一方、負荷
印加装置３は、この疑似クラッチ機構におけるタイヤ側
の役目をするものであり、クラッチ板１を介して伝達さ
れた電動モータ２の回転に対して負荷を与えることがで
きるものであれば、どのようなものでもよい。この実施
例では、トルクコンバータのような粘性流体を利用した
トルク負荷装置を用いている。

【０００９】クラッチ板１は、クラッチペダル４の操作
により動作する。このクラッチペダル４およびその周辺
機構は、実際の自動車に用いられているものと同じもの
を用意し、キャビン部３１内に取り付けるようにすれば
よい。電動モータ２の回転角速度とトルクはロータリエ
ンコーダ５により測定され、負荷印加装置３の回転角速
度とトルクはロータリエンコーダ６によって測定される
。ロータリエンコーダ５およびロータリエンコーダ６の
測定値は、Ｉ／Ｏバス１０を介してホストコンピュータ
２０に取り込まれる。また、ホストコンピュータ２０は
、シミュレーションの結果に基づき、エンジンの出力に
対応した制御信号を電動モータ２に与える。

【００１０】以上のような構成によって疑似クラッチ手
段を構成することにより、現実感のあるクラッチ模擬操
作が可能となる。キャビン部３１内の運転者が、クラッ
チペダル４を操作すると、このクラッチ操作は、機械的
なクラッチ板１を動作させる。たとえば、エンジン回転
中に、クラッチを繋ぐ操作を行えば、クラッチ板１が繋
がることにより、電動モータ２の回転が負荷印加装置３
へと伝達されることになる。その結果、電動モータ２は
負荷を受け、その回転角速度およびトルクの変化がロー
タリエンコーダ５によって検出される。一方、負荷印加
装置３は回転を開始し、その回転角速度およびトルクの
変化がロータリエンコーダ６によって検出される。こう
して、ホストコンピュータ２０には、エンジン駆動側の
回転角速度およびトルクと、タイヤ側の回転角速度およ
びトルクとがデジタルデータとして与えられることにな
る。結局、運転者の微妙なクラッチペダル４の操作につ
いての情報が得られるため、より現実感のあるシミュレ
ーションを行うことが可能になる。

【００１１】特に、この疑似クラッチ手段は、運転者に
よるクラッチ操作ミスのシミュレーションを行うのに適
している。たとえば、クラッチ接続時に、電動モータ２
の回転数が極端に低下した場合には、いわゆるエンスト
を起こし、クラッチの接続操作ミスが起こったものと判
断することができる。また、「クラッチ板１の接続」と
いう物理現象を、コンピュータによってシミュレーショ
ンする必要がなくなるため、複雑な演算を行う必要がな
くなる。もちろん、パラメータの変更により、あらゆる
エンジン特性、クラッチ操作特性をもった自動車のシミ
ュレーションも可能である。

【００１２】図３は本発明の第２の実施例に係るドライ
ビングシミュレータの構成を示すブロック図である。基
本的な構成は、前述した第１の実施例と同じであり、図
１と同一の構成要素については、同一符号を付して示す
。第１の実施例との相違点は、電動モータ２および負荷
印加装置３の代わりに、速度制御式サーボモータ７およ
び８を設け、ロータリエンコーダ６の代わりに、位相差
式トルクセンサ９を設けた点である。速度制御式サーボ
モータは、回転数およびトルクを制御することができる
利点があるため、ホストコンピュータ２０から、速度制
御式サーボモータ７および８のそれぞれに対して、所望
の回転数およびトルクで動作するよう指令を与えること
ができる。両サーボモータに異なった回転数指令値を与
えれば、速度制御式サーボモータ８は速度制御式サーボ
モータ７に対して負荷を与える作用を果たすことができ
る。たとえば、速度制御式サーボモータ７に対して１２
００ＲＰＭなる回転数指令値を与え、速度制御式サーボ
モータ８に対して６００ＲＰＭなる回転数指令値を与え
てクラッチを繋ぐ動作を行えば、速度制御式サーボモー
タ７に対して回転数を低下させる方向の負荷が加わった
状態のシミュレーションを行うことができ、逆に、速度
制御式サーボモータ７に対して６００ＲＰＭなる回転数
指令値を与え、速度制御式サーボモータ８に対して１２
００ＲＰＭなる回転数指令値を与えてクラッチを繋ぐ動
作を行えば、速度制御式サーボモータ７に対して回転数
を増加させる方向の負荷が加わった状態のシミュレーシ
ョンを行うことができる。また、伝達トルクおよびエン
ジン側のサーボモータ７の回転速度を検出するようにし
ておけば、クラッチ接続時に、これら検出値に急激な変
化が生じたことにより、クラッチの接続操作ミスを判断
することもできる。

【００１３】以上、本発明を図示する２つの実施例に基
づいて説明したが、本発明はこれらの実施例のみに限定
されるものではなく、この他にも種々の態様で実施可能
なものである。たとえば、エンジン側の回転手段はモー
タだけに限らず、回転動作を制御しうるものであれば、
どのようなものを用いてもよい。また、タイヤ側の負荷
印加手段にも、どのようなものを用いてもかまわない。 更に、クラッチ板両側の回転状態の検出は、回転角速度
、回転数、トルクなど、どのような物理量によって検出
を行ってもよい。

【００１４】

【発明の効果】以上のとおり本発明に係るドライビング
シミュレータによれば、実際の機械的なクラッチ手段に
よって、クラッチ操作のシミュレーションを行うように
したため、より現実感のあるクラッチ模擬操作が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るドライビングシミ
ュレータの構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示す運動制御機構３３およびその周辺部
分の基本構成を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施例に係るドライビングシミ
ュレータの構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…クラッチ板 ２…電動モータ ３…負荷印加装置 ４…クラッチペダル ５…ロータリエンコーダ ６…ロータリエンコーダ ７…速度制御式サーボモータ ８…速度制御式サーボモータ ９…位相差式トルクセンサ １０…Ｉ／Ｏバス ２０…ホストコンピュータ ３０…ドライビングシミュレータ ３１…キャビン部 ３２…ディスプレイ ３３…運動制御機構 ３４…レール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　運転者が乗り込むキャビン部と、運転
   者の操作に基づいてこのキャビン部の運動を制御する運
   動制御手段と、を備えたドライビングシミュレータであ
   って、運転者により操作されるクラッチ手段と、このク
   ラッチ手段を構成するクラッチ板の一方に接続され、前
   記運動制御手段による制御を受ける回転手段と、前記ク
   ラッチ板の他方に接続され、このクラッチ板の回転に対
   して負荷を印加する負荷印加手段と、前記回転手段の回
   転状態と前記負荷印加手段の回転状態とを検出し、これ
   を前記運動制御手段に与える回転状態検出手段と、を備
   えることを特徴とするドライビングシミュレータ。