DE10046944B4

DE10046944B4 - Gerät zum Simulieren einer Fahrt auf einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE10046944B4
Application number: DE10046944A
Authority: DE
Inventors: Satoru Ichihashi; Masayoshi Kai; Ryuichi Okamura; Kunikazu Negishi; Takeshi Masaki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2013-02-21
Anticipated expiration: 2020-09-22
Also published as: JP3553432B2; CN1289995A; DE10046944A1; JP2001092344A; GB2354497A; BR0004337A; CN1154964C; ITMI20002063A0; IT1318911B1; FR2799035A1; ITMI20002063A1; BR0004337B1; GB2354497B; FR2799035B1; GB0020920D0; US6764310B1

Abstract

Gerät zum Simulieren einer Fahrt auf einem Fahrzeug, wobei das Gerät aufweist: eine Basis (1); und einen simulierten Fahrzeugkörper (2), auf welchem ein Fahrer fahren kann und der auf der Basis (1) mit einer Freiheit einer Zwei-Achsen-Drehbewegung um eine Drehachse (3), die in einer Längsrichtung des simulierten Fahrzeugkörpers (2) langgestreckt ist, bzw. eine Querachse (5), welche in einer seitlichen Richtung des simulierten Fahrzeugkörpers (2) langgestreckt ist, gelagert ist, die die Drehachse in einem rechten Winkel kreuzt, wobei der simulierte Fahrzeugkörper weiterhin ein erste Säule (2b) aufweist, die am oberen Ende eine Lenkstange (2a) besitzt, um den simulierten Fahrzeugkörper (2) zu lenken, wobei das Gerät umfasst: zwei paarweise angeordnete Linear-Betätigungsglieder (7, 7), welche in einer aufgerichteten Lage in einer Position angeordnet sind, die in Richtung der ersten Säule, die auf einer Vorderseite in einer Axialrichtung der Drehachse liegt, in Bezug auf die Querachseversetzt sind, wobei die Betätigungsglieder...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Simulieren einer Fahrt auf einem Fahrzeug, wobei das Gerät einen simulierten Fahrzeugkörper besitzt, auf welchem ein Fahrer oder eine Bedienungsperson fahren kann.
Als Gerät zum Simulieren einer Fahrt auf einem Fahrzeug ist bisher das folgende in der veröffentlichten nicht-geprüften JP 11-030950 A gezeigte Gerät bekannt. Ein simulierter Fahrzeugkörper ist dort auf einer Basis mit einer Freiheit einer Zwei-Achsen-Drehbewegung gelagert, so daß er um eine erste Achse und eine zweite Achse, die die erste Achse in einem rechten Winkel kreuzt, drehbar ist. Mittels zwei Linear-Betätigungsglieder (linear-betätigende Betätigungsglieder) wird dem simulierten Fahrzeugkörper eine Drehbewegung um die erste Achse und eine Drehbewegung um die zweite Achse verliehen. Bei diesem Gerät sind die Linear-Betätigungsglieder in einer Lage ungefähr parallel zu einer von der ersten Achse und der zweiten Achse angeordnet. Ein Befestigungsteil der Linear-Betätigungsglieder ist mit der Basis über eine Lagerwelle gekoppelt, die parallel zur anderen Achse von der ersten Achse und der zweiten Achse ist. Ein winkelhebelartiges Verbindungsglied, welches drehbar auf der Basis über eine Lagerwelle gelagert ist, die parallel zur anderen von der ersten Achse und der zweiten Achse ist, ist mit dem bewegbaren Teil jeder der Linear-Betätigungsglieder gekoppelt. Dieses Verbindungsglied und der simulierte Fahrzeugkörper sind miteinander über eine Stange gekoppelt, welche Kugelgelenke besitzt, die an beiden Enden der Stange befestigt sind.
Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Gerät ist ein Verbindungsgliedmechanismus, der aus dem Verbindungsglied und der Stange besteht, zwischen jedem der Linear-Betätigungsglieder und dem simulierten Fahrzeugkörper zwischengeschaltet. Daher steigt die Anzahl von Teilen an und die Herstellungskosten werden höher.
Dokument JP 07-092 897 A zeigt ein Gerät zur Simulation eine Fahrt auf einem Fahrzeug, bei dem Betätigungsglieder 3 im Bezug auf die Querachse versetzt sind, jedoch im Bezug auf die Längsachse im Wesentlich auf selber Höhe wie die Hauptbefestigungseinrichtung 20 auf die Basis 2 montiert sind. Weiterhin sind die Betätigungsglieder 3 schräg nach hinten ausgerichtet, so dass diese mit dem Fahrzeugkörper auf der Hinterseite mittels eines Gelenks 31 mit einem Befestigungsarm 13 verbunden sind.
Im Hinblick auf die obigen Punkte hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein preiswertes Gerät zum Simulieren einer Fahrt auf einem Fahrzeug bereitzustellen, bei dem ein simulierter Fahrzeugkörper um eine erste Achse und eine zweite Achse über zwei Linear-Betätigungsglieder drehbar ist, und dabei gegenüber der Lehre aus Dokument JP07-092897A eine höhere Stabilität aufweist.
Um die obige Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Gerät zum Simulieren einer Fahrt auf einem Fahrzeug nach Anspruch 1 bereit.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn die beiden Linear-Betätigungsglieder in der gleichen Richtung angetrieben werden, der simulierte Fahrzeugkörper um die andere der ersten oder zweiten Achse gedreht. Dagegen wird, wenn die beiden Betätigungsglieder in den Richtungen gedreht werden, die entgegengesetzt zueinander sind, der simulierte Fahrzeugkörper um die eine von der ersten Welle und der zweiten Welle gedreht.
Bei dieser Ausführungsform ist es notwendig, einem Koppelteil zwischen dem Befestigungsteil der linearen Betätigungsglieder und der Basis bzw. einem Koppelteil zwischen dem bewegbaren Teil von jedem der Linear-Betätigungsglieder und dem simulierten Fahrzeugkörper eine Freiheit einer Zwei-Achsen-Drehbewegung zu verleihen, wobei die Drehung um eine Achse verläuft, die parallel zu einer der Achsen ist, und um eine Achse, die parallel zur anderen der Achsen ist. Diese Bewegungsfreiheit kann durch Universalgelenke gewährt werden. Auf diese Weise kann mittels der beiden Linear-Betätigungsglieder der simulierte Fahrzeugkörper um die erste Achse und die zweite Achse gedreht werden, ohne einen Verbindungsmechanismus dazwischen anzuordnen.
Bei einem Gerät zum Simulieren einer Fahrt auf einem Fahrzeug, bei dem der simulierte Fahrzeugkörper für ein Motorrad ist, bestehen die erste Achse und die zweite Achse jeweils aus einer Drehachse, die in einer Längsrichtung des simulierten Fahrzeugkörpers langgestreckt ist, und einer Querachse, die in einer seitlichen Richtung des simulierten Fahrzeugkörpers langgestreckt ist. In diesem Fall sind vorzugsweise die beiden Betätigungsglieder in einer Position angeordnet, die zu einer vorderen Seite in einer Axialrichtung der Drehachse in bezug auf die Querachse in einer Weise symmetrisch zu einer Ebene versetzt sind, welche die Querachse in einem rechten Winkel kreuzt und welche eine Axiallinie der Drehachse umfaßt. Das bewegbare Teil eines jeden der Betätigungsglieder ist mit einem vorderen unteren Teil des simulierten Fahrzeugkörpers gekoppelt. Dann können die Linear-Betätigungsglieder durch eine Vorderhaube abgedeckt werden, die an einem vorderen Endteil des simulierten Fahrzeugkörpers befestigt wird. Damit kann das ästhetische Erscheinungsbild des Geräts verbessert werden. Außerdem kann ein breiterer Raum unterhalb beiden seitlichen Seiten in einem Zentralbereich des simulierten Fahrzeugkörpers sichergestellt werden, wodurch ein passender Aufbau für ein Gerät zur Verwendung zur Simulierung einer Fahrt auf einem Motorrad erreicht wird.
Daraus ergibt sich, dass bei dem Gegenstand der JP 07-092 897 A eine wesentlich geringere Stabilität in eine Längsrichtung des Fahrzeugkörpers erreicht wird. Außerdem ist dort die von den Betätigungsgliedern 3 aufzubringende Kraft zwangsläufig leistungsstärker zu dimensionieren, da sich ein ungünstiger Hebel aufgrund der nicht aufrechten Position der Betätigungsglieder ergibt. Dies wird darüber hinaus noch dadurch verstärkt, dass nicht in einem Bereich, in dem durch das Gewicht des Nutzers wenig Kraft ausgeübt wird, nämlich dem Bereich des Lenkers durch die dort angeordneten Betätigungsglieder eine Positionsveränderung des Fahrzeugkörpers ausgeführt wird, sondern im Bereich der höchsten (Gewichts)-Kraftausübung des Nutzers nämlich im Bereich seines Körperschwerpunkts.
Die obige Aufgabe und die damit verbundenen Vorteile der vorliegenden Erfindung werden schnell mit Hilfe der folgenden ausführlichen Beschreibung deutlich, wenn diese in Verbindung mit den Zeichnungen betrachtet wird, wobei:
1 eine Seitenansicht eines Beispiels eines Geräts zum Simulieren einer Fahrt auf einem Fahrzeug nach der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Draufsicht des in 1 gezeigten Geräts ist; und
3 eine Querschnittsansicht längs der Linie III-III in 1 ist.
1 und 2 zeigen ein Gerät zum Simulieren einer Fahrt auf einem Motorrad. Dieses Gerät besitzt eine Basis 1 und einen simulierten Fahrzeugkörper 2, der auf der Basis 1 mit einem Freiheitsgrad einer Zwei-Achsen-Drehbewegung, was anschließend ausführlicher beschrieben wird, gelagert ist.
Der simulierte Fahrzeugkörper 2 ist mit einer ersten Säule 2b versehen, die am oberen Ende eine Lenkstange 2a besitzt, um den simulierten Fahrzeugkörper 2 zu lenken, einem Hauptrahmen 2c, der von einem unteren Ende der vorderen Säule 2b nach hinten langgestreckt ist, und einem hinteren Rahmen 2d, der auf einem hinteren oberen Bereich des Hauptrahmens 2c vorgesehen ist. Er ist so ausgebildet, daß ein Fahrer oder eine Bedienungsperson des Geräts auf einem Sitz (nicht gezeigt), der auf dem hinteren Rahmen 2d montiert wird, sitzen oder fahren kann. Die vordere Säule 2b ist außerdem an ihrem unteren Ende mit einem Lagerrahmen 2e, der nach vorne ragt, versehen. Ein Elektromotor 2f ist auf dem Lagerrahmen 2e befestigt. Der Elektromotor 2f ist über einen Reduziermechanismus 2h (Drehzahlreduzierung) mit einer Lenkwelle 2g gekoppelt, die sich von der Lenkstange 2a erstreckt. Diese ist so ausgebildet, daß eine Lenklast entsprechend einem Betriebszustand der Lenkstange 2a auferlegt wird.
An der Basis 1 ist eine Lagerbasis 1a befestigt, um darauf den simulierten Fahrzeugkörper 2 zu lagern. Auf dieser Lagerbasis 1a ist eine Drehachse 3 (Drehwelle) über zwei Lager 4, 4 drehbar gelagert. Die Drehachse 3 ist nach hinten und vorne langgestreckt (d. h., in einer Längsrichtung des simulierten Fahrzeugkörpers 2), wobei die Drehachse als erste Achse definiert wird. Wie in 3 gezeigt ist, ist eine Querachse (Querwelle) 5, die als zweite Achse definiert wird, die die Drehachse 3 in einem rechten Winkel kreuzt und die in der seitlichen Richtung langgestreckt ist (d. h., einer Breitenrichtung des simulierten Fahrzeugkörpers 2), an einer oberen Fläche der Drehachse 3 befestigt. Eine Lagerplatte 2i ist an einer unteren Fläche des Hauptrahmens 2c des simulierten Fahrzeugkörpers 2 befestigt. Der simulierte Fahrzeugkörper 2 ist durch die beiden Lager 6, 6 drehbar gelagert, die auf der unteren Fläche der Lagerplatte 2i befestigt sind. Dem simulierten Fahrzeugkörper 2 wird somit ein Freiheitsgrad einer Zwei-Achsen-Drehbewegung um die Drehachse 3 und die Querachse 5 verliehen.
Bei dem Gerät zum Simulieren einer Fahrt auf einem Motorrad sind ein linkes und rechtes Linear-Betätigungsglied 7, 7 in einer Position angeordnet, die in bezug auf die Querachse 5 auf eine Seite (nach vorne in dieser Ausführungsform) in der Axialrichtung der Drehachse 3 versetzt ist, wobei die Betätigungsglieder 7, 7 symmetrisch in bezug auf eine Ebene ”a” angeordnet sind, welche die Querachse 5 im rechten Winkel kreuzt und die die Axiallinie der Drehachse 3 einschließt.
Die linearen Betätigungsglieder 7, 7 sind jeweils mit einem Gehäuse 7a versehen, um darin einen Elektromotor (nicht gezeigt) aufzunehmen, und einer Gewindestange 7b, die durch das Gehäuse 7a aufgenommen wird. Eine Mutter zum drehbaren Erfassen der Gewindestange 7b ist drehbar innerhalb des Gehäuses 7a gelagert. Durch Drehen der Mutter durch den Elektromotor verschieben sich die Gewindestange 7b und das Gehäuse 7a in der Axialrichtung der Gewindestange 7b relativ zueinander. Dieses Linear-Betätigungsglied 7 ist als Betätigungsglied bekannt, welches für einen elektrisch-betriebenen Antriebslenkmechanismus verwendet wird.
Das untere Endteil der Gewindestange 7b jeder der Linear-Betätigungsglieder 7, 7 ist mit der Basis 1 über eine erste Universalgelenk verbunden. Das Gehäuse 7a eines jeden der Linear-Betätigungsglieder 7, 7 ist mit dem simulierten Fahrzeugkörper 2 über ein zweites Universalgelenk 9 verbunden.
Das erste Universalgelenk 8 ist als Hooks-Universalwellenkupplung (Kreuzgelenk) ausgebildet, welches durch Koppeln eines unteren Gabelgelenks, welches an der Basis 1 befestigt ist, mit einem oberen Gabelgelenk 8b, welches an der Gewindestange 7b befestigt ist, über ein kreuzförmiges Teil 8c ausgeführt ist. Das zweite Universalgelenk 9 ist mit einem gabelförmigen Teil 9c versehen, welches über eine in Längsrichtung sich erstreckende Welle 9b durch Lager 9a auf den Lagerblöcken 2j, 2j drehbar gelagert ist, die so angeordnet sind, daß sie seitlich nach außen auf beiden unteren Seiten der vorderen Säule 2b des simulierten Fahrzeugkörpers 2 ragen. In einem Zustand, bei dem das Gehäuse 7a in das gabelförmige Teil des gabelförmigen Teils 9c eingeführt wird, ist das gabelförmige Teil 9c drehbar am Gehäuse 7a über Wellen 9d befestigt, welche die Wellen 9b in einem rechten Winkel kreuzen. Auf diese Weise wird die Freiheit einer Zwei-Achsen-Drehbewegung dem Koppelteil zwischen der Gewindestange 7b und der Basis 1 verliehen bzw. dem Koppelteil zwischen dem Gehäuse 7a und dem simulierten Fahrzeugkörper 2. Die Gewindestange 7b und das Gehäuse 7a sind somit in einer beliebigen Richtung in bezug auf den simulierten Fahrzeugkörper 2 neigbar.
Gemäß der oben beschriebenen Anordnung wird, wenn die beiden Linear-Betätigungsglieder 7, 7 nach oben oder unten bewegt werden, der simulierte Fahrzeugkörper 2 einer Drehbewegung nach unten (mit dem Kopf nach unten) oder nach oben (mit dem Kopf nach oben) unterworfen, wobei die Querachse 5 als Drehpunkt (Scheitel) dient, d. h., er wird einer Querbewegung unterworfen. Wenn die Gehäuse 7a, 7a der beiden Linear-Betätigungsglieder 7, 7 in vertikale Richtungen bewegt werden, die entgegengesetzt zueinander sind, wird der simulierte Fahrzeugkörper 2 einer seitlichen oder horizontalen Drehbewegung unterworfen, wobei die Drehachse 3 als Drehpunkt dient, d. h., einer Drehbewegung unterworfen. Auf diese Weise wird durch Gewähren einer Querbewegung gegenüber dem simulierten Fahrzeugkörper 2 in Abhängigkeit von der Betätigung des Gashebels und der Betätigung der Bremse durch den Fahrer wie auch durch Gewähren einer Drehbewegung in Abhängigkeit von der Bewegung (oder Übertragung) des Gewichts des Fahrers selbst gegenüber dem simulierten Fahrzeugkörper 2 für den Fahrer möglich, die Fahrzeugkörperbewegung zu erfahren oder zu fühlen, als ob er tatsächlich auf einem Motorrad fährt.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind die beiden Linear-Betätigungsglieder 7,7 in einer aufgerichteten Lage in der Nähe der vorderen Säule 2b des simulierten Fahrzeugkörpers 2 angeordnet. Daher können die linearen Betätigungsglieder 7, 7 durch eine vordere Haube (nicht gezeigt) überdeckt werden, welche an der vorderen Säule 2b des simulierten Fahrzeugkörpers 2 zu befestigen ist. Dies bewirkt eine ästhetische verbesserte Erscheinungsform des Geräts zum Simulieren einer Fahrt. Außerdem kann ein breiterer offener Raum unterhalb des Zentralteils auf jeder seitlichen Seite des simulierten Fahrzeugkörpers sichergestellt werden, wodurch ein passender Aufbau für ein Gerät zum Simulieren einer Fahrt auf einem Motorrad erhalten wird.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Gewindestange 7b des Linear-Betätigungsglieds 7 als stationäres Teil an der Basis 1 befestigt, und das Gehäuse 7a ist als bewegbares Teil an dem simulierten Fahrzeugkörper 2 gekoppelt. Alternativ dazu kann das Gehäuse 7a als stationäres Teil ausgebildet werden, welches mit der Basis 1 gekoppelt wird, und die Gewindestange 7b kann als bewegbares Teil mit dem simulierten Fahrzeugkörper 2 gekoppelt sein. Außerdem sind die Linear-Betätigungsglieder 7, 7 nicht auf elektrisch-betriebene beschränkt, wie oben beschrieben wurde, sondern sie können als Fluid-Druck-Betätigungsglieder, bei denen Zylinder verwendet werden, ausgebildet sein.
Wenn außerdem das Gerät zum Simulieren einer Fahrt für ein Motorfahrzeug bestimmt ist, bei dem der simulierte Fahrzeugkörper auf einer Basis mit einer Freiheit einer Zwei-Achsen-Drehbewegung um eine vertikale Gierachse und eine seitliche Querachse gelagert ist, kann die folgende Anordnung verwendet werden. In einer Position, die in einer Axialrichtung der Gierachse oder der Querachse versetzt ist, beispielsweise in einer Position nach unten längs der Gierachse, welche als eine Seite in der Axialrichtung der Gierwelle in bezug auf die Querachse definiert ist, sind zwei lineare Betätigungsglieder symmetrisch in bezug auf eine Ebene, welche die Querachse in einem rechten Winkel kreuzt und welche die Axiallinie der Gierachse einschließt, angeordnet. Das Befestigungsteil und der bewegbare Teil der Linear-Betätigungsglieder sind mit der Basis bzw. dem simulierten Fahrzeugkörper über Universalgelenke gekoppelt. Gemäß dieser Anordnung wird, wenn die beiden Linear-Betätigungsglieder in der gleichen Richtung angetrieben werden, der simulierte Fahrzeugkörper einer Querbewegung um die Querachse unterworfen. Wenn beide linearen Betätigungsglieder in Richtungen angetrieben werden, die einander entgegengesetzt sind, wird der simulierte Fahrzeugkörper einer Gierbewegung unterworfen.
Wie man aus der obigen Erklärung sehen kann, kann gemäß der vorliegenden Erfindung der simulierte Fahrzeugkörper durch beiden Linear-Betätigungsglieder um die erste Achse und die zweite Achse gedreht werden, ohne einen Verbindungsmechanismus zu verwenden. Damit kann die Anzahl der Teile reduziert werden, was zu einer Kostenreduzierung führt.

Claims

Gerät zum Simulieren einer Fahrt auf einem Fahrzeug, wobei das Gerät aufweist: eine Basis (1); und einen simulierten Fahrzeugkörper (2), auf welchem ein Fahrer fahren kann und der auf der Basis (1) mit einer Freiheit einer Zwei-Achsen-Drehbewegung um eine Drehachse (3), die in einer Längsrichtung des simulierten Fahrzeugkörpers (2) langgestreckt ist, bzw. eine Querachse (5), welche in einer seitlichen Richtung des simulierten Fahrzeugkörpers (2) langgestreckt ist, gelagert ist, die die Drehachse in einem rechten Winkel kreuzt, wobei der simulierte Fahrzeugkörper weiterhin ein erste Säule (2b) aufweist, die am oberen Ende eine Lenkstange (2a) besitzt, um den simulierten Fahrzeugkörper (2) zu lenken, wobei das Gerät umfasst: zwei paarweise angeordnete Linear-Betätigungsglieder (7, 7), welche in einer aufgerichteten Lage in einer Position angeordnet sind, die in Richtung der ersten Säule, die auf einer Vorderseite in einer Axialrichtung der Drehachse liegt, in Bezug auf die Querachseversetzt sind, wobei die Betätigungsglieder (7, 7) symmetrisch in Bezug auf eine Ebene (a) angeordnet sind, welche die Querachse (5) in einem rechten Winkel kreuzt und welche eine Axiallinie der Drehachse (3) einschließt, wobei ein Befestigungsteil (7b) eines jeden der Betätigungsglieder (7, 7) mit der Basis (1) gekoppelt ist und ein bewegbares Teil (7a) eines jeden der Betätigungsglieder (7, 7) mit einem unteren Bereich der ersten Säule (2b) jeweils über Universalgelenke gekoppelt ist.