JPS6140994B2

JPS6140994B2 -

Info

Publication number: JPS6140994B2
Application number: JP5389376A
Authority: JP
Inventors: Fuoaasuto Rainaa
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-05-13
Filing date: 1976-05-13
Publication date: 1986-09-12
Also published as: DE2521110A1; JPS51141041A; DE2521110C3; JPS58171073A; US4077138A; DE2521110B2

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、運転手が遠近的に観察する道路の
画像モニタ、道路の画像を発生するプログラム、
アクセルペタルやブレーキペタルやクラツチペタ
ルやハンドルのような道路の画像に影響を与える
制御装置、および音発生装置を用いて囲いで側方
を限定された平面曲線道路において自動車の運転
を模擬する運転シミユレータに関するものであ
る。

まず最初に実際に自動車を運転している際に起
きる種々の過程を説明する。

運転手が自動車の風防ガラスを通して見る風景
は自動車の前方における道路、他の道路利用者、
地平線、空、周囲の物等である。道路が真直ぐで
ある場合には、道路の境界線は地平線上の一点で
交る直線である。従つて道路の平面において、二
本の境界線の水平距離は上方から下方へ向つて直
線的に大きくなる。カーブの部分では、この直線
性は近似的なものである。道路の方向に対して自
動車の向きが変わると、水平距離も変化する。

道路の水平移動は道路の方向に対して自動車を
旋回させることに相応し、また道路の水平線上の
交点のまわりの画像の旋回は道路の中央に対して
自動車を平行移動させることに相応する。

道路の中央に自動車を保つため、ハンドルの回
転角度で与えられる自動車の軌道の曲率は道路の
曲率に等しく保つ必要がある。正しいハンドル角
度にもかかわらず、自動車は、所与道路曲率にお
いて許容遠心力加速度を越えて自動車がドリフト
するような高速になると、軌道のずれをともな
う。このドリフトはカーブにおける自動車の加速
で補償される。

自動車の速度は、組込まれた制御装置、および
空気抵抗や慣性やエンジンの出力や摩擦等のよう
な自動車の特性に関係する。制動時の減速は明確
な限界値までブレーキペタルの押圧にほぼ比例す
る。この限界値を越えると、車輪は止まり、その
結果減速は回転している車輪での最大減速より小
さく、そしてブレーキペタルの押圧を一層増加さ
せても関係がなくなつてしまう。押圧が臨界最小
圧力以下に下がつた場合のみ、車輪の止まりは解
かれる。

運転中運転手の耳に入る最も関連した雑音は回
転に伴なうエンジンの雑音およびカーブでドリフ
トする際のタイヤのすべり雑音並びに自動車を急
停止した際の雑音である。

運転シミユレータを設計する場合に、これらの
要素の一部または全部を表示する問題が生じる。
さらに、シミユレータは実際には未知の、例えば
運転手の間違つた操作（実際には事故につなが
る）によつてシミユレータの人為的な応動をもた
らす現象を伴ない得る。

上記種類の運転シミユレータはすでに提案され
ており、ハンドルの動きに関連して道路の境界線
の動きをデジタル的に階段的に計算してこれをス
クリーンに表示する計算機プログラムを利用して
いる。

しかしながら、そのようなシミユレーシヨンに
必要なハードウエアおよび記憶装置を備えた多目
的デジタル計算機は非常に高価であり、運転シミ
ユレータの広範囲の利用には問題外である。

また、簡単化した周囲の風景（画像）の関係式
に従つてアナログ装置によつて電圧を発生し、そ
してこれらの電圧をモニタの画像および線パルス
と同期したのこぎり波電圧と比較する概念に向け
られた運転シミユレータの設計に一般的な提案が
なされている。

しかしながら、この提案は大部分は実用化する
ための概念に欠けており、基本的な考案がなく、
そしてもし指示通りの方法を実施すると、シミユ
レータは非常に高価なアナログ計算機となろう。

従つて、この発明の目的は、 (イ) 技術的に容易に実現でき、経済的でしかも実
用的であり、そして周知の原理の欠点のない運
転シミユレーシヨン用の新しい原理を提供する
こと、 (ロ) 従来模擬されてないまたはこの発明の主題に
関して模擬されてなかつた実際の自動車の運転
における物理的現象を模擬すること、 (ハ) この発明の全目的を容易にかつ経済的に実施
できる周知の部品または操作ユニツトを結合し
た回路を提供すること、ある。

完全を期するため、座席を機械的に動かして運
転手に加速の感じを与える運転シミユレータは周
知であることを記載しておく。そのような効果は
以下に述べるシミユレータ装置において発生した
信号を処理することによつて得ることができる。

この発明によるシミユレータ装置の構成は次の
通りである。

Ａ：道路の画像を発生する装置、Ｂ：カーブを発生する装置、Ｃ：模擬自動車の軌道をずらして道路の画像を変
える装置、Ｄ：速度を変える装置、Ｅ：雑音を発生する装置、Ｆ：運転手が間違つた操作をした時シミユレータ
を応動させる装置、Ｇ：運転距離を限りかつ運転時間を測定する装
置。

この発明の別の概念によれば、道路の中央の
どこかに置かれた障害物（運転手はその手前で
ブレーキをかけなければならない）を模擬する
付加的な装置が設けられる。これらの装置は次
の装置に見い出されることになる。

Ｈ：運転を妨害する装置。

上記の目的を達成するため以下電子回路を、図
面で用いた操作ユニツトおよび信号を参照して信
号流れ回路として説明する。従つて以下の記載で
はこの発明の概念についてだけではなく、画像に
表わした信号とユニツトとの操作関係についても
説明する。

装置Ａについて、道路の画像を発生するため、
この発明では、囲いはモニタ１のスクリーンに描
かれた水平に並んで置かれた対の矩形光点３で表
示された一連の等間隔の矩形境界標注（左側の標
柱は右側の標柱に正確に相対して並んでいる）と
して表わされる。

一対の２個の光点間の距離はカーブおよび自動
車の起り得る進路変更に関係なく水平線４からの
距離の増大と共に直線的に増大し、実際のものを
簡単化している。さらに、表示は遠近法に従つて
上から下へ向つて非線形的に光点対の垂直距離を
増し、そして水平線からの距離に応じて光点の大
きさを縦横共に比例して増すように選択される。
自動車の前部はスクリーンの下方中央部分に水平
な矩形光点５で表わされる。自動車の前部の写真
はこの光点５におおわれている。空はスクリーン
の上方部分２を明かるくして表わされる。

装置Ｂについて、カーブを発生するため、この
発明では、幾つかの形状の両旋回方向のカーブが
発生され、各々カーブ関数発生装置６で形成され
る。従つて、カーブ関数はカーブの形および道路
の中央における運転の遠近から導出される。この
発明によれば、光点は自動車の速度に比例した速
度で水平方向に移動でき、それによつて、一対の
二光点間の距離は付加的に影響を受けない。光点
対の移動は特殊な関数に従つて通常の変位に加え
て水平方向に各光点対を制御電圧Ｕ_KLによつて
個々に移動させることによつて行なわれる。異な
つた形状でしかも両方向の幾つかの標準カーブが
設けられ、各カーブはカーブ関数発生装置６によ
つて形成される。この発明によれば、これらのカ
ーブ関数発生装置６は右曲りカーブ、左曲りカー
ブおよび一様でない長い直線部分を不規則な順序
で形成するようにしてカーブプログラム発生装
置７によつてカーブトリガ装置Ｓ_KTにより作動さ
れる。

装置Ｃについて、軌道のずれで道路画像を変え
るため、二段階が設けられる。道路の方向に対す
る自動車の旋回を表示するため、全ての光点は水
平方向に移動できる。道路の中央に対する軌道の
平行移動を表示するため、光点線は地平線上の交
点のまわりで旋回できる。ハンドルの回転角度に
よつて与えられた自動車の軌道の曲率は道路の曲
率に等しく保たなければならない。従つてこの発
明においては、それぞれの道路の曲率に比例する信号電圧Ｕ_K
がカーブ関数発生装置６によつて水平移動装置９
に供給され、また、シユミレータのハンドル８の操作によつ
て自動車の軌道の角度信号Ｗ_Lが水平移動装置９
に供給され、これら二つの信号Ｕ_KおよびＷ_Lが水平移動装置
９において比較され、二つの信号が等しくないとき、水平移動装置９
は光点の水平移動用の電圧Ｕ_Hおよび光点線のこ
う配を変えるため、すなわち、画像を旋回させる
ための電圧Ｕ_Sを画像発生装置Ａに供給する。

ドリフトのシミユレーシヨンのため、この発明
においては、 Γ遠心加速度ｂ_Fは速度Ｖとハンドルの回転角度
Ｗ_Lとの積として測定され、そして調整可能な
限界値と比較され、 Γ自動車の軌道は、限界値を越えるとハンドルで
ねらつた線からはずれる。この発明によれば、
このずれは制御電圧Ｕ_Hの作用でまたはハンド
ルによつて供給される電圧の制限で達成され
る。

ドリフト時の加速の影響を表示するため、この
発明においては遠心加速度の限界値は測定した加
速度の大きさｂに関係するようにされる。

装置Ｄについて、周知の提案を拡張しかつ改良
するため、この発明においては速度信号だけでな
くクラツチの係合または解放時のエンジン回転信
号も供給するシミユレーシヨン回路が設けられ
る。

装置Ｅについて、実際の自動車の運転の感じを
強めそして運転手に高速運転中の模擬自動車の力
学的状態についての付加的情報を供給するため、
この発明においては最も関連した雑音すなわちエ
ンジンの回転雑音およびダイヤのすべり雑音が発
振器によつて発生され模擬される。

装置Ｆについて、自動車の前部に対する光点が
道路の境界線に対する光点の一つに触れるような
非常な高速でカーブにへたに入ることによつて運
転手がシミユレータを適切に操作し操なつた場合
にこの発明においては誤り測定信号Ｓ_FeMが発生
される。この信号は種々の動作をもたらし、例え
ば減速させるように誤り雑音が発生され、また光
点線はスクリーンの中央に置かれる。この目的
で、この発明では単安定マルチバイブレータ２１
が設けられ、この単安定マルチバイブレータ２１
によつて誤り測定信号Ｓ_FeMは上記で述べた動作
の生じる明確な持続時間の誤りトリガ信号Ｓ_Feに
処理される。さらに一組の全誤りが生じた後プロ
グラムを終了させる停止信号Ｓ_AFを供給する誤り
カウンタが設けられる。

装置Ｇについて、運転手の技術を分析できるよ
うにするため、距離プログラム発生装置２３が設
けられ、この装置２３は始動信号Ｓ_Eによつて押
しボタンまたは硬貨受入器２４を介して始動する
ようにされ、まず第１にカーブプログラムを最
初の状態にリセツトし、そしてある数の光点順次
間隔で決められるある距離が得られた後停止信号
Ｓ_ASを供給し、また運転時間を測定するクロツク
２５が設けられ、このクロツク２５は始動信号Ｓ
_Eで始動され、そして停止信号Ｓ_ASで停止され
る。さらに、この発明においては、カーブトリガ
阻止信号Ｓ_KTSは距離プログラム発生装置によつ
て供給される。これによつて全てのカーブは例え
ば最後の直線コースの表示のための距離の端でカ
ツトされる。この発明では、低速運転では距離は
総体的に伸びないが、しかし決められた時間間隔
の後クロツクによつて停止信号Ｓ_AUが供給され、
事実運転を終了させる。運転の終了後、速度は停
止信号Ｓ_ASによつてゼロまたは最小値まで減速さ
れ、そして光点線はスクリーンの中央にリセツト
される。クロツクは始動信号Ｓ_Eまたは停止信号
Ｓ_AFによつてゼロにリセツトされる（第１図）。

装置Ａについて、上記で述べた道路の画像発生
装置Ａには、第２図に示すように、空２の表示の
ためビデオ信号Ｓ_Hiを発生するビデオ信号発生装
置３０が設けられ、自動車の前部を表示するため
ビデオ信号Ｓ_Waを発生するビデオ信号発生装置２
９が設けられ、二つの道路境界標柱３を表示する
ためビデオ信号Ｓ_Lを各々発生する複数個のビデ
オ信号発生装置２８が設けられ、全てのビデオ信
号がORゲート２７において周知の仕方で加算さ
れ、そしてモニタ１へ供給され、ビデオ信号発生
装置２８が光点の共通の水平移動のための制御電
圧Ｕ_Hを受け、個々のビデオ信号発生装置２８が
光点の縦横寸法の変化および垂直偏移のため周期
的電圧Ｕ_Aを、左側光点の水平偏移のため電圧Ｕ_A
_ｌを、右側光点の水平偏移のため電圧Ｕ_Arを、戻
り運動の光点対を暗くするためデジタル信号Ｓ_R
を、またカーブにおける光点対の水平移動のため
多数の電圧Ｕ_KLをそれぞれ受け、光点線のこう配
を変えるため速度信号Ｖと制御電圧Ｕ_Sを供給さ
れる偏移電圧発生装置３１が設けられている。

また、誤りを検出するため、ANDゲート３２
が設けられ、これらのANDゲート３２の各々に
はビデオ信号Ｓ_Lおよびビデオ信号Ｓ_Waが供給さ
れ、また各ANDゲートの出力はORゲート２７に
供給され、ORゲート２７は、ビデオ信号Ｓ_Lの一
つがビデオ信号Ｓ_Waと同時に生じた場合に誤り検
出信号Ｓ_FeMを供給する（第２図）。

ビデオ信号を発生し変更する装置は周知であ
る。この装置は第３図に示すように水平同期パル
ス発生装置３５と垂直同期パルス発生装置３７と
を有し、これら装置の出力信号Ｓ_HS，Ｓ_VSは遅延
回路３４で遅延され、そして伸長回路３６で伸長
され、そしてANDゲート３２でビデオ信号Ｓ_Lに
結合される。ビデオ信号発生装置２８は対スポツ
ト発生装置としての特殊な性能と特殊な制御電圧
供給との点において周知のビデオ信号発生装置と
は異なつている。この装置は、左側および右側光
点に対する水平パルス電圧Ｓ_Hl，Ｓ_Hrが一つのパ
ルス発生装置３５で発生され、そしてORゲート
２７で水平対パルス電圧Ｓ_Hに結合され、戻り運
動を暗くするためインバータ３３で反転した信号
Ｓ_RがANDゲート３２に付加的に供給され、二つ
の水平パルスの伸長および垂直パルスの伸長と遅
延が共通偏移電圧Ｕ_Aで制御され、右側水平パル
スの遅延が信号電圧Ｕ_H，Ｕ_KL，Ｕ_Arの和で制御
され、左側水平パルスの遅延が信号電圧Ｕ_H，Ｕ_K
_Ｌと極性インバータ３８で反転した電圧Ｕ_AIとの
和で制御されるよう構成されている（第３図）。

上述したビデオ信号発生装置に対する偏移電圧
発生装置３１（第２図）は、観察者が正しく画像
に向つて動く三次元の感じを受けるようにスクリ
ーンを横切つて光点を動かす目的を達成する。こ
の発明によれば、偏移は一つの道路区間内すなわ
ち二つの光点対を通過する時間の間直線的であ
る。水平線４近くの境界標柱の表示は除去され
る。その結果視界距離は制限され、そして画像に
同時に現われる光点対の数も制限される。

従つて偏移電圧発生装置には、第４図に示すよ
うに、のこぎり波発生装置３９が設けられ、それ
の周波数が速度信号Ｖによつて制御され、トリガ
装置４０が設けられ、それによつてのこぎり波電
圧Ｕ_Saが光点対の距離を決めるデジタル周期信号
Ｓ_PAに変換され、全ての光点対が画像を通過した
後周期信号Ｓ_PFを供給する光点順次カウンタ４１
が設けられ、カウンタ４１の中間出力が別々の道
路区間を決める電流スイツチング信号Ｓ_Sを供給
する道路区間発生装置４２に供給され、各区間に
対する電子スイツチ４３が設けられ、それによつ
て速度信号Ｖが関連した区間中に極性インバータ
３８に供給され、反転および反転しない切換えら
れた速度信号が評価マトリツクス４４に供給さ
れ、この評価マトリツクス４４を介して各光点対
に対して積分器が非線形でしかも直線区間から成
る運転シミユレーシヨンに従つて周期的偏移電圧
を発生するように充放電され、上記評価マトリツ
クス４４と同等の別のマトリツクスが設けられ、
これによつて同様にして偏移電圧Ｕ_Arが発生さ
れ、その大きさが速度信号と制御電圧Ｕ_Sとによ
つて影響を受け、上記評価マトリツクス４４と同
等の別のマトリツクスが設けられ、それによつて
同様に偏移電圧Ｕ_AIが発生されその大きさが速度
信号と制御電圧Ｕ_Sとによつて減算的に影響を受
け、周期的順序の最後の区間を暗くするようにし
て個々の区間のスイツチング信号Ｓ_Sがビデオ信
号発生装置２８に供給されるよう構成されている
（第４図）。

装置Ｂについて、上述したカーブ関数発生装置
６は、自動車が道路の中央を走行しているカーブ
の感じを観察者に与えるように、個々の光点対を
偏移させる目的を達成する。この発明によれば、
この偏移はカーブの一区間中すなわち道路の一区
間中に直線的に生じる。全体のカーブ動作の長さ
はカーブの始点への自動車の真直ぐな接近を模擬
する第１区間とカーブの走行を模擬する第２区間
とから成つている。従つてカーブ動作の全体長さ
は視界距離より長く、それの倍数の長さであり得
る。従つてこの全体の長さは各々ゼロで始まり、
暗くなつた区間内である値に上昇し、そして適当
な関数に従つて再びゼロとなる少なくとも二つの
部分関数から成る。三つの区間から成る特殊のカ
ーブは模擬される。従つて曲率はまず最初に直線
的に大きくなり、その後一定に留まりそして直線
的にゼロまで減少する。この発明によれば、これ
らの三つの区間は道路区間の整数倍である。

この発明によれば、従つてカーブ関数発生装置
６は、第５図に示すように周期的光点距離信号Ｓ
_PAを受けそしてカーブトリガ阻止信号Ｓ_KTSの供
給されない場合にカーブトリガ信号Ｓ_KTによつて
作動されるカーブ区間カウンタ４６が設けられ、
その中間出力がカーブ区間発生装置４７に供給さ
れ、このカーブ区間発生装置４７がカーブ区間を
決める一連のスイツチング信号Ｓ_Sを各作動後供
給し、各区間に対して電子スイツチ４３が設けら
れ、それにより関連した区間中速度信号Ｖが極性
インバータ３８に供給され、反転したおよび反転
してない切換えられた速度信号が分析マトリツク
ス４８に供給され、この分析マトリツクス４８を
介して各光点対に対して積分器４５が非線形でし
かも光点対の水平移動に対して直線区間から成る
カーブの形状に従う制御電圧Ｕ_KLを発生するよう
に充放電され、また付加的積分器４５が道路の曲
率に比例する信号電圧Ｕ_Kを発生するように充放
電されるよう構成される（第５図）。

従つて、上述したカーブ順序プログラム発生装
置７は、第６図に示すように、周期的光点順序信
号Ｓ_PFを受ける各形状のカーブに対する一つまた
は複数個のカーブ順序カウンタ４９が設けられ、
これによつてカーブの距離を決める異なつた整数
が周期的に計数され、反転した停止信号Ｓ_ASによ
つて動作状態に設定された時のみ計数し、またカ
ウンタの中間出力信号が一つの光点順序の期間を
持続するカーブ順序区間信号Ｓ_KFを供給するカー
ブ順序区間発生装置５０に供給され、一つの形状
のカーブの全てのカーブ順序区間信号がORゲー
ト２７において加算され、偏移電圧発生装置３１
によつて供給されるカーブ同期信号Ｓ_KSと結合し
たORゲートの出力がANDゲート３２に供給さ
れ、、このANDゲートからカーブトリガ信号Ｓ_KT
が出力されるよう構成されている（第６図）。

道路の画像を変える装置Ｃは、自動車の旋回お
よび平行移動の場合に道路の画像を変える目的を
達成する。ハンドルで調節すべき自動車の軌道の
曲率がカーブ関数発生装置によつて供給される道
路の曲率と一致しない場合に、積分時間関数に従
う偏移に依存しかつ道路の軸線に対する自動車の
旋回の変換である画像移動がまず行なわれる。自
動車の長さと道路の幅との比に関連して、画像の
旋回も同時に行なわれる。この発明によれば、画
像の旋回と移動との比は調整できる。自動車の平
行移動の変換である画像の付加的な調整可能な旋
回は第２積分時間関数に従う画像の移動に関係す
る。自動車のドリフトを表示するため、自動車の
軌道の曲率は高い遠心加速度では制限される。ま
たドリフトを光学的に表示するため、この発明に
おいてはさらに適当な振幅で低周波数の交流電圧
が遠心加速度を制限する直流電圧に重ねられる。

従つて光点を水平移動する装置は、第７図に示
すように、二つの第１乗算装置５１を具え、これ
らにより道路の曲率に比例したハンドルの回転角
度Ｗ_Lおよび電圧Ｕ_Kが速度信号Ｖと掛け算され、
両極性に対して積Ｗ_L・Ｖを制限する制限装置５
３が設けられ、制限装置の出力および積Ｕ_K・Ｖ
が減算装置２０で減算され、その差が積分器６１
に供給され、積分器の出力がまず第１に共通の光
点移動に対する制御電圧Ｕ_Hを導出し、そして第
２に積分器６２へ供給され、この積分器６２の出
力信号を加算し平衡にする評価装置５２および加
算装置２０が設けられて光点線のこう配の変化に
対する制御信号Ｕ_Sを導出するよう構成されてい
る。

積分器６１および６２は停止信号Ｓ_ASおよび誤
り信号Ｓ_Feを入力としているORゲート２７の出
力であるデジタル信号によつて放電され、制限装
置５３は調整可能な信号ｂ_FGreozによつて制御さ
れ、この信号にさらに加速の評価信号ｂが加算さ
れ、ハンドルの回転角度Ｗ_Lと速度信号Ｖとの積
ｂ_Fが整流器５５を介して限界装置５４に供給さ
れ、この限界装置の限界値が遠心加速制限信号ｂ
_FGreozと評価加速信号ｂとの和によつて供給さ
れ、限界装置５４は過大な遠心加速信号ｂ_Fexzを
出力するよう構成されている（第７図）。

上記の水平移動装置は唯一の可能なものではな
いが、その利点は、ハンドルの回転角度と速度信
号との掛け算がハンドルで制御される調整可能な
抵抗に速度信号を供給することによつて簡単に達
成できることにある。この方法を用いることによ
つて電子的または電気的乗算装置は必要でなくな
る。

速度信号Ｖと道路の曲率に対する信号Ｕ_Kとを
掛け算する乗算装置５１を積分器に速度信号Ｖで
はなくその二乗信号V²を供給することで除去す
ることによつて別の簡単化がもたらされる。この
方法を用いることによつて、カーブにおいて生じ
る速度の変化は考慮されなければならない。

この目的を達成する装置には、第１１図に示す
ように速度信号Ｖを二乗する二乗装置６８が設け
られ、また、各形状のカーブに対して、曲率が変
化する場合、カーブの二部分を供給するカーブ区
間発生装置４７が設けられ、各カーブ部分に対し
て電子スイツチ４３が設けられ、これにより二乗
速度信号V²が関連した期間中加算装置２０に供
給され、信号V²が第１期間中には直接加算装置
２０に供給され、また第２期間中には極性インバ
ータ３８を介して供給され、さらに、微分装置６
９によつて速度信号の時間こう配が加算装置に供
給され、加算装置の出力が積分器４５に供給さ
れ、積分器の出力が加算されて信号Ｖ・Ｕ_Kを供
給するよう構成されている（第１１図）。

この発明によれば画像の旋回を総体的に無くす
ることによつて回路を特別に簡単にすることがで
きる。この場合は、制御電圧Ｕ_Sおよび偏移電圧
Ｕ_Ar，Ｕ_AIを発生し処理する装置を除去し、代り
に、光点の水平移動のため偏移電圧Ｕ_Aを用い
る。

速度を変える装置Ｄにおける模擬自動車の速度
を計算する装置１０は部分的には周知である。こ
の装置は第８図に示すように、第１こう配遅延回
路６３を具え、この回路は、その定常状態増幅定
数が自動車の空気抵抗で決められ、その時定数が
自動車の慣性で決められ、またその出力が速度信
号Ｖを導出するよう構成され、また、分析回路６
５が設けられておりこれに変速装置によつて決ま
る変速比信号Ｓ_Gが入力され、その出力Ｕ_Aoが遅
延回路６３の入力に供給され、また、アクセルペ
タルから電圧Ｕ_Gasがクラツチ信号Ｓ_Kuによつて
開放されるスイツチ５６を介して分析回路６５に
入力され、さらに、ブレーキペタルによつて供給
される電圧Ｕ_Brおよび摩擦力を表わす一定電圧Ｕ
_Reiが遅延回路６３の入力に負極性で供給される
よう構成されている。

従つて、この発明によれば、付加的装置とし
て、第８図に示すように、プログラムの終了時お
よび誤り時の減速用の一定電圧Ｕ_ASがさらにスイ
ツチ４３を介して負極性で遅延回路６３の入力に
供給され、スイツチ４３が信号Ｓ_AS，Ｓ_Feを入力
とするORゲート２７の出力によつて閉じられ、
速度表示装置５７が設けられ、第１こう配の別の
遅延回路６４が設けられ、その定常状態増幅定数
がピストン行程運動の減衰によつて決められ、そ
の時定数がエンジンの回転慣性によつて決めら
れ、回転信号ｎを出力するよう構成され、この遅
延回路の入力がクラツチ信号Ｓ_Kuによつて切換で
き、制御増幅器６７が設けられ、その入力側で実
際の値としての回転信号ｎと基準値として第２分
析回路６５で減算した速度信号とを引き算し、制
御増幅器６７の出力がクラツチを閉じて遅延回路
６４の入力に接続され、またトルクｍがクラツチ
を開いて遅延回路６４の入力に接続され、複数個
の限界装置５４が設けられ、その入力に回転信号
ｎが供給され、またその限界値が一定電圧Ｕ_Koで
調整され、限界装置５４の出力から分析装置５２
を通つて供給される回転信号をアクセルペタルに
よつて供給される電圧Ｕ_GASから引き算し、この
引き算によつて回転数の増加と共にエンジントル
クを減少するように構成されている。

また、クラツチペタルによつて信号Ｓ_Kuが与え
られた時のみ、ギアシフト１４によつて供給され
る信号Ｓ_SChを伝送する連動回路６６が設けら
れ、この回路６６の出力が有効ギアを決める信号
をＳ_Gを供給し、速度信号を加速信号ｂに変換す
る微分回路５８が設けられ、この加速信号ｂが極
性インバータ３８に供給され、この極性インバー
タが減速信号Ｖを供給し、ヒステリシスをもつシ
ユミツトトリガ回路５９が設けられ、この回路に
減速信号Ｖが入力され、また限界値として一定電
圧Ｖ_Ao，Ｖ_Abが入力され、限界装置５４が設けら
れ、この装置にも減速信号Ｖが送給され、入力さ
れるとともに限界値として一定電圧Ｖ_Ruが入力さ
れ、限界装置５４の出力がシユミツトトリガ回路
５９の出力信号Ｓ_Ruによつて作動される電子スイ
ツチ４３に供給され、切換えた過大減速信号が制
御増幅器６０に供給され、その出力Ｕ_Ruが遅延回
路６３の入力に加算されるよう構成されている
（第８図）。

速度計算回路の特別の簡単化はクラツチペタル
およびクラツチペタルのスイツチング信号によつ
て影響を受ける全ての装置を除去することによつ
て得られる。

雑音発生装置Ｅは、第９図に示すように速度計
算装置が回転信号ｎを発振器１５に供給し、発振
器の周波数が回転信号によつて比例的に影響を受
け、発生された発振信号Ｕ_Mが一方では直接また
一方ではアクセルペタルの位置で調整される分析
装置１６を介して音声増幅器１７を経て拡声器１
８に供給され、第２の発振器１９が設けられ、そ
の出力信号Ｕ_Dが部分発振から成りそして音声増
幅器１７の入力に加えられ、また過大の遠心加速
に対する信号ｂ_FeXZと高減速に対する信号Ｓ_Ruと
によつてボリユームを調整でき、第３の発振器２
６が設けられ、その出力信号ｕ_Feも音声増幅器１
７に加えられ、そして誤り信号Ｓ_Feによつてボリ
ユームを調整できるよう構成されている（第９
図）。

装置Ｇの距離プログラム発生装置は、第１０図
に示すように、周期的な光点順序信号Ｓ_PFが供給
され常オン信号Ｓ_EDによつて作動状態に設定され
るカウンタ７０を具え、このカウンタ７０が整数
を計数した後距離終了信号Ｓ_strEを供給し、また
その中間出力が距離発生装置７１に供給され、こ
れからカーブトリガ阻止信号Ｓ_KTSが出力され、
常オン信号Ｓ_EDがフイードバツク回路７２によつ
て供給され、このフイードバツク回路７２が始動
信号Ｓ_Eによつて閉成されまた停止信号Ｓ_ASによ
つて開放され、停止信号Ｓ_ASを供給し、またクロ
ツクからの停止信号Ｓ_AU、誤りカウンタからの停
止信号Ｓ_AF、および常オン信号Ｓ_EDと反転距離終
了信号Ｓ_strEとを結合するANDゲートの反転出力
が供給されるよう構成されている（第１０図）。

障害物発生装置Ｈには、この発明によれば、障
害物の光点を一つの光点対の中央に発生しまたこ
の光点対の偏移電圧によつて制御される付加的な
ビデオ信号発生装置が設けられ、偏移が光点順序
のただ一つの周期持続し、障害物光点がカーブ順
序プログラム発生装置のように働く別個の障害物
順序プログラム発生装置によつて不規則な距離で
トリガされ、障害物光点が自動車の前部を表わす
光点に触れた時、速度が調整可能な最小値を越え
る場合に障害物誤り信号が供給されるよう構成さ
れている。

この付加的装置の全ての機能ユニツトはすでに
図面に関して説明してきた通りである。従つて付
加的な図面は省略する。

図面には入力信号と出力信号とをもつブロツク
としての信号処理機能ユニツト、信号とブロツク
との間の位置関係、および信号の方向を示す。回
路の働きは運転シミユレータの記載において説明
される。装置の番号の意味は各装置についての後
記の表で示され、信号の符号の意味は信号につい
ての表で示される。

第１図の実施例において二つの形状のカーブす
なわち右曲りカーブと左曲りカーブが設けられ
る。従つて、二つのカーブ関数発生装置６、二つ
のカーブトリガ信号Ｓ_KT、カーブの曲率に比例し
た二つの信号電圧Ｕ_K、および二つの群の制御電
圧Ｕ_KLが示されている。

第２図の実施例では、五つの光点対が設けられ
る。従つて、五つのビデオ信号発生装置２８、付
属の入出力、およびANDゲートが空と自動車と
に対するビデオ信号発生装置の他に示されてい
る。

第５図の実施例では、七つのカーブ区間および
五つの光点対が設けられる。従つて、極性インバ
ータ３８を備えた七つの電子スイツチ４３および
五つの積分器４５が示されている。

第６図の実施例においては、二つのカーブすな
わち右カーブと左カーブおよび各カーブに対する
二つの計数順序が設けられる。従つて二つのカー
ブトリガ信号Ｓ_KTrおよび四つのカーブ順序カウ
ンタ４９がカーブ順序区間発生装置５０およびそ
れらの出力信号と共に示されている。

以上説明してきたように、この発明によれば、
従来のように高価でかさばる計算機を用いること
なしに、実際の自動車の運転において起り得るあ
らゆる状態を比較的忠実に再現できる経済的でし
かも実用的な装置が提供される。

信号ｂ：模擬自動車の加速に対する信号電圧ｂ_F：遠心加速に対する信号電圧ｂ_rexz：過大な遠心加速に対する信号電圧ｂ_FGreoz：遠心加速に対する制限信号ｌ：左に対する添字ｍ：模擬エンジンのトルクに対する信号電圧ｎ：模擬エンジンの回転数に対する信号電圧ｒ：右に対する添字Ｓ：デジタル信号電圧Ｓ_AF：誤りカウンタからの停止信号Ｓ_AS：停止信号Ｓ_AU：クロツクからの停止信号Ｓ_E：始動信号Ｓ_ED：常オン信号Ｓ_F：全ての光点発生に対するビデオ信号Ｓ_Fe：誤りトリガ信号Ｓ_FeM：誤り測定信号Ｓ_G：作動時の変速装置に対する信号Ｓ_H：水平パルス電圧Ｓ_Hi：空の光点発生に対するビデオ信号Ｓ_HS：水平同期パルス電圧Ｓ_KF：カーブ順序区間信号Ｓ_KS：カーブ同期信号Ｓ_KT：カーブトリガ信号Ｓ_KTS：カーブトリガ阻止信号Ｓ_KU：クラツチペタルから供給されるスイツチン
グ信号Ｓ_L：光点対発生に対するビデオ信号Ｓ_F：プログラム信号Ｓ_PA：周期的光点対距離信号Ｓ_PF：周期的光点順序信号Ｓ_R：戻り運動に対する暗化信号Ｓ_Ru：減速時のすべりに対する信号Ｓ_S：電子スイツチに対するスイツチング信号Ｓ_sch：変速によつて供給される信号Ｓ_strE：距離終了信号Ｓ_V：垂直パルス電圧Ｓ_VS：垂直同期パルス電圧Ｓ_Wa：自動車の前部の光点発生に対するビデオ信
号Ｕ：アナログ信号電圧ｕ：交流電圧Ｕ_A：非線形周期的偏移電圧Ｕ_Ao：ハンドルのトルクに対する制御電圧Ｕ_AS：プログラムの終了および誤り時の減速に対
する一定電圧Ｕ_Br：ブレーキペタルによつて供給される電圧ｕ_D：ドリフト雑音に対する音周波数信号Ｕ_Dr：回転に関連したトルク減少表示に対する制
御電圧ｕ_Fe：誤り雑音に対する音周波数信号Ｕ_Gas：アクセルペタルで供給される制御電圧Ｕ_H：共通水平光点移動に対する制御電圧Ｕ_K：道路の曲率に比例した信号電圧Ｕ_KL：カーブにおける個々の光点対の水平移動に
対する制御電圧Ｕ_Ko：回転トルク特性の変曲電圧ｕ_M：エンジン雑音に対する音周波数信号Ｕ_Rei：摩擦力表示に対する一定電圧Ｕ_Ru：全制動時のすべり減速の制御に対する制御
電圧Ｕ_S：光点線のこう配の変化に対ける制御電圧Ｕ_Sa：のこぎり波電圧Ｖ：速度信号ｖ：減速に比例した電圧ｖ_Ao：シユミツトトリガの電圧の増加に対する限
界値ｖ_Ab：シユミツトトリガの電圧の減少に対する限
界値ｖ_Ru：すべり時の減速Ｗ_L：ハンドルの回転角度Ｘ_G：アクセルペタルの位置装置Ａ：道路の画像発生装置Ｂ：カーブ発生装置Ｃ：模擬自動車の軌道はずれの際の道路の画像変
更装置Ｄ：速度に影響を与える装置Ｅ：雑音発生装置Ｆ：運転手の間違つた操作の際のシミユレータの
応動装置Ｇ：距離発生および運転時間測定装置Ｈ：運転を妨げる装置１：モニタ２：空の表示用のスクリーンの上方部分３：境界標柱を表示する光点４：地平線５：自動車の前部を表示する静止光点６：カーブ関数発生装置７：カーブ順序プログラム発生装置８：ハンドル９：水平移動制御装置１０：速度計算装置１１：アクセルペタル１２：ブレーキペタル１３：クラツチペタル１４：変速装置１５：エンジン雑音を発生する発振器１６：分析装置１７：音周波数増幅器１８：拡声器またはイヤホーン１９：ドリフト雑音を発生する発振器２０：加算または減算装置２１：単安定マルチバイブレータ２２：誤りカウンタ２３：距離プログラム発生装置２４：押しボタンまたは硬貨受入装置２５：クロツク２６：誤り雑音を発生する発振器２７：ORゲート２８：光点対に対するビデオ信号発生装置２９：自動車の前部に対するビデオ信号発生装置３０：空に対するビデオ信号発生装置３１：偏移電圧発生装置３２：ANDゲート３３：デジタル信号に対するインバータ３４：パルス遅延回路３５：水平同期パルス発生装置３６：パルス伸長回路３７：垂直同期パルス発生装置３８：極性インバータ３９：のこぎり波発生装置４０：トリガ装置４１：光点順序カウンタ４２：道路区間発生装置４３：電子スイツチ４４：運転のシミユレーシヨンに対する分析マト
リツクス４５：積分器４６：カーブ区間カウンタ４７：カーブ区間発生装置４８：カーブ模擬に対する分析マトリツクス４９：カーブ順序カウンタ５０：カーブ順序区間発生装置５１：乗算装置５２：分析装置５３：制限装置５４：限界装置５５：整流器５６：スイツチ５７：測定計器５８：微分装置５９：シユミツトトリガ回路６０：全制動時のすべり減速を制御する制御増幅
器６１：速度に比例するハンドル操作のずれに関連
した軌道角度を決める積分器６２：速度に比例する軌道角度に関連した平行軌
道移動を決める積分器６３：自動車の慣性に従う第１こう配遅延回路６４：エンジンの遠心慣性に従う第１こう配遅延
回路６５：三つまたは四つの変速比に従う分析回路６６：連動回路６７：分析速度、クラツチの閉成から導出した回
転を制御する制御増幅器６８：二乗回路６９：微分回路７０：距離プログラムカウンタ７１：距離区間発生装置７２：保持回路

【図面の簡単な説明】

第１図は運転を妨害するものを除いて全て周知
の装置と新規の装置とから成る運転シミユレータ
の概略を示し、第２図は第１図にブロツクＡで示
す道路の画像発生装置を示し、第３図は第２図に
ブロツク２８で示す一つの光点対に対するビデオ
信号を発生し変更する装置（ビデオ信号発生装
置）を示し、第４図は第２図にブロツク３１で示
す偏移電圧を発生する装置（偏移電圧発生装置）
を示し、第５図は第１図にブロツク６で示すカー
ブ関数を発生する装置（カーブ関数発生装置）を
示し、第６図は第１図にブロツク７で示すカーブ
順序プログラムを発生する装置（カーブ順序プロ
グラム発生装置）を示し、第７図は第１図にブロ
ツク９で示す自動車の軌道のはずれの際の光点の
水平移動装置を示し、第８図は第１図にブロツク
１０で示す速度計算装置を示し、第９図は第１図
にブロツクＥで示す雑音発生装置を示し、第１０
図は第１図にブロツク２３で示す距離プログラム
を発生する装置（距離プログラム発生装置）を示
し、第１１図は第５，７図に示す回路の変更とし
て道路の曲率で速度を乗算する装置を示す。図中、Ａは道路の画像発生装置、Ｂはカーブ発
生装置、Ｃは模擬自動車の軌道はずれの際の道路
の画像変更装置、Ｄは速度に影響を与える装置、
Ｅは雑音発生装置、Ｆは運転手の間違つた操作の
際のシミユレータの応動装置、Ｇは距離発生およ
び運転時間測定装置、Ｈは運転を妨げる装置であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

１道路の画像２，３，４，５を発生するために
設けられ運転者が遠近的に観察する道路の画像モ
ニタ１を有する道路画像発生装置Ａと、カーブ発
生装置Ｂと、道路の画像を変える装置Ｃと、自動
車の速度を変える装置Ｄと、雑音を発生する装置
Ｅとを備えて囲いで側方を限定した平坦でカーブ
した道路において自動車の運転を模擬する運転シ
ミユレータにおいて、１つの光点対の輝きに対す
る各々１つの位相とパルス幅の制御された垂直パ
ルスSVおよび２つの位相とパルス幅の制御され
た水平パルスSHから成るビデオ信号SLを発生す
る複数個のビデオ信号発生装置２８が前記道路画
像発生装置Ａに設けられ、クラツチの係合または
解放時にエンジンの回転信号ｎを雑音発生装置Ｅ
に供給し、かつ速度信号Ｖを道路画像発生装置
Ａ、カーブ発生装置Ｂおよび道路の画像を変える
装置Ｃに供給する計算装置１０が前記速度を変え
る装置Ｄに設けられ、カーブ順序プログラム発生
装置７によるトリガ時に一連のカーブを発生して
前記光点対を水平移動するための出力電圧UKL
を前記ビデオ信号発生装置２８に供給するととも
に道路の曲率に比例した電圧UKを発生する複数
個のカーブ関数発生装置６が前記カーブ発生装置
Ｂに設けられ、前記道路の曲率に比例した電圧
UKをハンドル８の回転角度に比例した電圧WL
から差し引く減算装置を備え、両信号電圧の差に
従つて画像を変えるため水平移動用電圧UHおよ
び旋回用電圧USを道路画像発生装置Ａに供給す
る水平移動制御装置９が前記道路の画像を変える
装置Ｃに設けられていることを特徴とする運転シ
ミユレータ。