DE2521110C3 - Fahrtsimulator - Google Patents
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Classifications
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- G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
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- G09B9/04—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of land vehicles
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Description
Ablaufs einer simulierten Fahrt ein Streckenprogrammgeber (23) vorgesehen ist, welcher durch
ein Einschaltsignal SE von einem Druckknopf oder
einem Miinzpriifer (24) zu starten ist und welcher nach Ablauf einer vorgegebenen Strecke ein Abschaltsignal
SAS abgibt, daß eine Stoppuhr (25)
vorgesehen ist, die durch das Einschaltsignal SF
auslösbar ist, die durch das Abschaltsignal SAS zu
stoppen ist, die nach Ablauf einer vorgegebenen Maximalzeit das Abschaltsignal sAU abgibt und die
durch das Einschaltsignal SF oder das Abschaltsil
S f Nll llb i dß i Zähl (70) keit
V
V
multiplizierten Straßenkrümmüngssigrial
ddib d
p
UK addierbar sind.
UK addierbar sind.
gnal SAF auf Null stellbar ist. daß ein Zähler (70)
vorgesehen ist, der von dem periodischen Leuchtfleckfolgesignal SPF ansteuerbar und vom Einschaltdauersignal
SED freigebbar ist, der nach Abzählen
einer bestimmten Zahl ein Streckenendsignal SSlrE abgibt und dessen Zwischenausgänge
einem Streckenabschnittgeber (71) zuführbar sind, der ein Kurventriggersperrsignal SKTS abgibt,
daß das Einschaltdauersignal einem Selbsthaltekreis (72) entnehmbar ist, der vom Einschaltsignal
SE geschlossen und vom Abschaltsignal SAS geöffnet
wird und daß ein Oderglied (27/) vorgesehen ist, welches das Abschaltsignal SAS abgibt und welchem
das Abschaltsignal SAU von der Zeituhr, das
Abschaltsignal SAF vom Fehlerzähler und der
Kehrwert des Ausgangs der Und-Verknüppfu. g vom Einschaltdauersignal SED und dem Kehrwert
des Streckenendsignals SSlrf zuführbar sind.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 5 und
7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Produktes Straßenkrümmung mal Geschwindigkeit
eine Quadrierstufe (68) vorgesehen ist, mittels derer das Geschwindigkeitssignal V quadrierbar
ist, daß für jede Kurve ein Kurvenabschnittgeber (47) vorgesehen ist, der die beiden Kurvenabschnitte
vorgibt, in denen sich die Krümmung ändert, daß für jeden Kurvenabschnitt ein elektronischer
Schalter (43 e) vorgesehen ist, durch den das quadrierte Geschwindigkeitssignal während
des betreffenden Abschnitts einem Additionsglied (201) zuführbar ist, daß das Signal V2
den Additionsgliedern im ersten Abschnitt direkt und im zweiten Abschnitt über eine Polaritätsumkehrstufe
(38 rf) zuführbar ist, daß den Additionsgliedern weiterhin das in Differenzierstufen (69)
differenzierte Geschwindigkeitssignal zuführbar ist, daß die Ausgänge der Additionsglieder Integratoren
(4Sd) zuführbar sind und daß die Ausgänge der Integratoren zum mit der Geschwindig-
11. Vorrichtung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet*
daß ein zusätzlicher Videösigiialgenerator
vorgesehen ist, der ebenso aufgebaut ist wie ein Videosigrialgenerätor für ein Leuchtfleckpaar,
wobei lediglich Statteines Paares nur ein einzelner Leuchtfleck zur Nachbildungeines Hindernisses
erzeugbar ist, und der durch die Steuerspanriungen eines Leuchtfleckpaäres änsteuerbar ist,
derart, daß sich der Hindernis-Leuchtfleck in der Mitte dieses Lcuchtfleckpaares befindet, daß die
vertikale Bewegung nicht periodisch, sondern nur von der Dauer eines Durchlaufs ist und daß sie
in unregelmäßigen Abständen von einem besonderen Hindernisprogrammgeber triggerbar ist, der
ebenso aufgebaut ist wie der Kurvenprogrammge-
(49) andere Zahlen abzahlbar sind, und daß ein Hindernisfehlcrsignal auslösbar ist, wenn bei Berührung
des Hindernis-Leuchtflecks mit dem Leuchtfleck für den vorderen Wagenteil die Geschwindigkeit
einen einstellbaren Minimalwert übersteigt.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Simulation einer Autofahrt auf einer ebenen, kurvenreichen,
seitlich durch eine Umzäunung begrenzten Straße unter Verwendung eines Fernsehmonitors
für das vom Fahrer erblickte perspektivische Straßenbild, eines elektronischen Videosignalgenerators zur
Darstellung von Pfostenpaaren, eines Leuchtfleck-
J5 Steuergerätes mit fahrzeuggeschwindigkeitsproportionalem
Signalgenerator, eines Kurvengenerators und Steuereinrichtungen, wie Gaspedal, Bremspedal,
Kupplungspedal, Schalthebel und Lenkrad zur Beeinflussung des Straßenbildes.
Ein Fahrtsimulator dieser Art ist aus der DE-OS 2235932 bekannt, bei dem von den in die Ordinate
und die Abszisse des Bildschirms umgerCchnenten Funktionen von Straßenrändern, Leitplanken und
Stützen ausgegangen wird. Diese Funktionen werden in analoge elektrische Spannungen umgesetzt, weiche
mit sägezahnförmigen bild- und zeilensynchronen Referenzspannungen zum Vergleich gebracht werden.
Kippstufen erzeugen daraus phasen- und breitengesteuerte Signale konstanter Amplitude, die nach ge-
eigneter logischer Verknüpfung als Videosignal 'ei die
Bildröhre verwendet werden. Dadurch wird erreicht, daß verschiedenfarbige Flächen mit stetig verlaufenden
Grenzlinien erzeugt werden. Bei breiten Flächen, wie z. B. dem Bild der Fahrbahn, werden die den
Grenzlinien entsprechenden Impulsflanken unabhängig voneinander erzeugt. Bei schmalen Flächen, wie
z. B. den Bildern von Leitplanken und Stützen wird nur eine Impulsflanke nach Maßgabe der vorgegebenen
Spannungsfunktionen erzeugt. Die. zweite Impulsflanke wird vom Ausgang eines monostabilen
Multivibrators abgegriffen, so daß die dadurch erzeugten Linien unabhängig von der Tiefe des Bildes
konstante Breite annehmen. Die zeitliche Veränderung des Straßenbildes mit der Vorwärtsbewegung des
Fahrzeugs wird durch Veränderung des Parameters für die Längsposition des Fahrzeugs erzielt. Diese
Längsposition wird durch Integration des Signals für die Fahrzeuggeschwindigkeit gebildet.
ίήϊ folgenden seien die Nachteile dieses bekannten
Fahrtsimuiatorkonzeptes aufgeführt:
Da die Grenzlinien durch getrennte und in absoluter Hohe Vorgegebene Anälögspäiinungen erzeugt
werden, entsteht durch unvermeidbare! Ungenauigkeiten eine erhebliche Fehjergföße im Bereich kleiner
Abstiiiide, die z. B. zum Verschwinden des Videosignals
führen kann.
Die Nachbildung der Leitplanken und Stützen durch Linien konstanter Breite ergibt ein* flächefihäft
wirkendes Straßenbild, welches die Tiefe vermissen läßt.
Da stetige Grenzlinien nachgebildet werden, ergibt sich ein sehr hoher Aufwand an Funktionsgeneratoren,
besonders für die Darstellung von Kurven.
Die benötigte Vielzahl von Multiplikation- und Divisionsvorrichtungen bedeutet einen sehr großen
Die Bestimmung der Fahrzeug-Längsposition durch Integration der Fahrzeuggeschwindigkeit ist insbesondere
bei längeren Kurven - mit erheblichen Ungenauigkeiten verbunden.
Die Darstellung der naturgetreu und ohne Vereinfachungen transformierten geometrischen Funktionen
bedeutet einen sehr hohen schaltungstechnischen Aufwand.
In dem Konzept nach der DE-OS 2235 932 ist die Sichtweite nicht begrenzt. Da bei ebener Straße der
Eingang in eine Kurve vom Fahrzeug her gesehen ebei 'alls unbegrenzt lang ist, ergeben sich lange Kurvenfunktionen
mit entsprechend hohem, im einzelnen nicht beschriebenen gerätetechnischen Aufwand.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben angeführten Nachteile zu vermeiden
und eine Vorrichtung zu entwickeln, mit der eine Autofahrt weitgehend vorbildgetreu mit geringem Aufwand
simuliert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Dabei wird der schaltungtechnische Aufwand durch folgende Vereinfachungen minimal gehalten:
Anstelle einer genauen Transformation der Straßenfunktion in die Bildebene wird für die Nachbildung
zugrunde gelegt, daß alle Vorwärtsbewegungen des Fahrzeugs nur durch vertikale Bewegungen auf dem
Bildschirm dargestellt werden. Dies bedeutet, daß horizontale Geschwindigkeitskomponenten von Biidpunkten
bei der Fahrzeugvorwärtsbewegung vernachlässigt werden und daß Punkte gleicher Entfernung
vom Fahrzeug in der Bildebene horizontal nebeneinander liegen.
Auf die Darstellung stetig verlaufender Straßenrandlinien und Leitplanken wird verzichtet. Vielmehr
werden nur vertikal und senkrecht zum Straßenrand stehende, flächige Leitpfosten nachgebildet.
Die Sichtweite des Fahrers wird begrenzt, derart, daß im oberen Bildteil keine Pfosten erzeugt werden.
Die Fahrtstrecke wird auf die Aneinanderreihung von geraden Teilstücken und einzelnen Standard-Kurven
beschränkt.
Nach der Erfindung kann deshalb eine verhältnismäßig einfache Vorrichtung zur weitgehend naturgetreuen
Fahrtsimulation aufgebaut werden.
Anhand der Figuren wird im folgenden die Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Übersichtsbild des Fahrtsimulators,
Fig. 2 Vorrichtungen zur Erzeugung des Straßenbildes, Block A aus Fig. 1,
Fig. 3 eine Vorrichtung zur Erzeugung und Verän^
derung eines Videosignals für ein Leuchtfleckpaar, Block 28 ilus Fig. 2,
Fig. 4 eine Vorrichtung zur Erzeugung der Steuerspannungen, Block 31 aus Fig. 2,
Fig. 5 eine Vorrichtung zur Erzeugung der Kur^
venfunktiohen, Block 6 aus Fig; I,
Fig. 6 eine Vorrichtung zur Abgabe eines Kurvenprogrammiis,
Block 7 aus Fig; I1
in Fig. 7 eine Vorrichtung zur Horizontalverschiebung
der Leuchtflecken bei Spurabweichungen, Block 9 aus Fig. 1,
Fig. 8 Rechengerät zur Bestimmung der Geschwindigkeit, Block 10 aus Fig. 1,
Fig. 9 eine Vorrichtung zur Abgabe eines Strekkenprograrnms, Block 23 aus Fig. 1,
Fig. 9 eine Vorrichtung zur Abgabe eines Strekkenprograrnms, Block 23 aus Fig. 1,
Fig. 10 eine Vorrichtung zum Bilden des Produktes von Geschwindigkeit und SträßeriRriimrnür!" n\° λι.
ternative zu den in den Fig. 5 und 7 dargestellten Schaltungen.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, sind die wesentlichen Funktionsgruppen, aus denen der Fahrtsimulator besteht,
wie foigt gegliedert:
A Vorrichtungen zur Erzeugung des Straßenbildes, B Vorrichtungen zur Erzeugung von Kurven,
C Vorrichtungen zur Veränderung des Straßenbildes bei Spurabweichungen des simulierten Fahrzeugs,
C Vorrichtungen zur Veränderung des Straßenbildes bei Spurabweichungen des simulierten Fahrzeugs,
D Vorrichtungen zur Beeinflussung der Geschwinjo
digkeit,
E Vorrichtungen zur Geräuscherzeugung,
F Vorrichtungen zur Reaktion des Simulators bei
Fehlverhalten des Bedienenden,
G Vorrichtungen zur Festlegung der Fahrtstrecke J5 und zur Messung der Fahrtzeit,
G Vorrichtungen zur Festlegung der Fahrtstrecke J5 und zur Messung der Fahrtzeit,
H Vorrichtungen zur Behinderung der Fahrt.
BiIdI zeigt auch die Signal verbindungen zwischen den Funktiionsgruppen und eine Unterteilung der Funktionsgruppen. Beides wird bei der Erläuterung der anderen Figuren beschrieben.
BiIdI zeigt auch die Signal verbindungen zwischen den Funktiionsgruppen und eine Unterteilung der Funktionsgruppen. Beides wird bei der Erläuterung der anderen Figuren beschrieben.
Zu A. V<ji richtungen zur Erzeugung
des Straßenbildes
Der Vorrichtung zur Erzeugung des Straßenbildes
Der Vorrichtung zur Erzeugung des Straßenbildes
Hegt folgendes Konzept zugrunde:
Die Straßenrandlinien werden als Reihenanordnungen äquidistanter vertikal und quer zur Straße stehender
rechteckförmiger Grenzleuchten, von denen die der linken Fahrbahnbegrenzung denen der rechten
Fahrbahnbegrenzung genau gegenüberstehen, durch Paare horizontal nebeneinander liegender rechteckförmiger
Leuchtflecken 3 auf dem Bildschirm eines Fernsehgerätes 1 dargestellt. Der Abstand zwischen
den beiden Leuchtflecken eines Paares nimmt hierbei in Vereinfachung des Vorbilds unabhängig vom Auftreten
von Kurven und von einer Fahrzeugdrehung linear mit ihrem Abstand vom Horizont 4 zu. Die
Darstellung wird weiterhin so gewählt, daß die vertikalen Abstäinde der Leuchtfleckpaare getreu der Perspektive
nichtlinear von oben nach unten zunehmen und daß die Größe der Leuchtflecken sowohl in der
Breite als auch in der Höhe linear mit ihrem Abstand vom Horizont zunimmt. Der vordere Wagenteil wird
als breiter, rechteckförmiger Leuchtfieck 5 am unteren
Bildrand und symmetrisch zur Bildmitte dargestellt. Ein Foto kann diesen Leuchtfieck überdecken.
Der Himmel wird durch Aufhellung des oberen Bildteiles 2 dargestellt. Er kann jedoch gemäß einer
Nächtfahrt auch entfallen. Das Rechengerät 10 zur
Bestimmung der Geschwindigkeit wird von einem Gaspedal 11, einem Bremspedal 12, einem Kupplungspedal
13 und einem Schalthebel 14 angesteuert.
Den Aufbau der Vorrichtung A zur Erzeugung des Straßenbildes zeigt Fig. 2. Er ist dadurch charakterisiert,
daß zur Nachbildung des Himmels 2 ein Videosignalgenerator 30 vorgesehen ist, durch den ein Videosignal
S111 erzeugbar ist, daß zur Nachbildung des
vorderen Wagenteils 5 ein Videosignalgenerator 29 vorgesehen ist, durch den ein VideosignalSWa erzeugbar
ist, daß zur Nachbildung von je zwei Leuchtflekken 3 ein Generator 28 vorgesehen ist, durch den ein
Videosignal SL erzeugbar ist, daß in an sich bekannter
Weise alle Videosignale in einemXDder-GIied 27 addierbar
und dem Fernsehgerät 1 als Signal SF zuführbar
sind, daß die Videosignalgeneratoren 28 von einer Steuerspannung U11 zur gemeinsamen horizontalen
Leuchtfleckverschiebung ansteuerbar sind, daß jeder einzelne Videosignalgenerator 28 von der periodischen
Spannung UA zur Vertikalablenkung und Hohen-
und Breitenveränderung der Leuchtflecken, von tier Spannung UAI zur Horizontalablenkung des linken
Leuchtflecks, von der Spannung UAr zur Horizontalablenkung
des rechten Leuchtflecks, von dem digitalen Signal SR zur Rücklaufverdunkelung des
Leuchtfleckpaares und von beliebig vielen Spannungen UKLr , zur horizontalen Verschiebung des
Leuchtfleckpaares bei Kurven ansteuerbar ist, und daß ein Steuerspannungsgenerator 31 vorgesehen ist,
dem das Geschwindigkeitssignal V und die Steuerspannung U5 zur Veränderung der Steilheit der
Leuchtflecklinien zuführbar sind. Zur Fehlererfassung sind Und-Glieder 32a vorgesehen, welchen je ein Videosignal
SL und das Videosignal SWa zuführbar sind,
und deren Ausgänge einem Oder-Glied 27a zuführbar sind, welches das Fehlermeßsignal SMI abgibt,
wenn eines der Videosignale S, mit dem Videosignal SWa gleichzeitig auftritt.
Fig. 3 zeigt den Leuchtfleckpaargenerator 28.
Videosignals sind an sich bekannt. Sie verwenden einen Horizontalsynchronimpulsgenerator 35 und eine η
Vertikalsynchronimpulsgenerator 37, deren Ausgangssignale SHS und Sy5 in Verzögerungsstufen 34
verzögerbar und in Verlängerungsstufen 36 verlängerbar und in einem Und-Glied 326 zum Videosignal
SL verknüpfbar sind. Der Leuchtfleckpaargenerator
28 unterscheidet sich von den bekannten Videosignalgeneratorcn durch die spezielle Ausführung als Doppelfleckgenerator
und die spezielle Ansteuerung. Er ist dadurch charakterisiert, daß die Horizontalimpulsspannungen
SHl und SHr für den linken und den rechten
Leuchtfleck von einem gemeinsamen Impulsgenerator 35 erzeugbar und in einem Oder-Glied 276 zur
Horizontaldoppelimpuls-Spannung SH miteinander verknüpfbar sind, daß dem Und-Glied 326 noch das
in einem Inverter 33α invertierte Signal SR für die
Rücklaufverdunklung zuführbar ist, daß mit einer gemeinsamen
Ablenkspannung UA die Länge beider Horizontalimpulse sowie die Länge und die Verzögerung
des Vertikalimpulses steuerbar ist, daß die Verzögerung des rechten Horizontalimpulses von der in
Summ.iergüedern 2Qa. 20 ö gebildeten Summe der Signalspannungen
UH, UKLr und UAt und die <£es linken
Horizontalimpulses von der Summe der Signalspannungen UH, UKU und der über eine Polaritätsumkehrstufe
38 umgekehrten und im Summierglied 20c addierten Spannung UAt steuerbar sind.
Die Vorrichtung 31 zur Erzeugung der Steuerspannungen (Steuerspannungsgenerator) für die Leuchtfleckpaargeneratoren28
hat die Aufgabe, die Leucht-
flecken in linearer Abhängigkeit vom Geschwindigkeitssignal K so über den Bildschirm zu bewegen, daß
für den Betrachter der Eindruck entsteht, als hätte das Bild eine Tiefe und als würde er sich in das Bild
hineinbewegen. Die Ablenkung geschieht linear während eines Straßenabschnitts bzw. während der Zeit,
die von einem zum anderen Leuchtfleckpaar verstreicht. Auf die Nachbildung von Straßengrenzleuchten
in Horizontnähe wird verzichtet. Dadurch ergibt sich eine begrenzte Sichtweite und eine begrenzte
is Zahl von Leuchtfleckpaaren, die gleichzeitig im Biid
erscheinen. Jedes Leuchtfleckpaar durchläuft das Bild nach einer aus geraden Teilstücken zusammengesetzten
Zeitfunktion von oben nach unten bis hinter den vorderen Bildrand und läuft während eines Abschnitts
verdunkelt wieder in die obere Ausgangsposition. Dieser Vorgang wiederholt sich periodisch. Von den
installierten Leuchtfleckpaaren ist also jeweils eines unsichtbar und im Rücklauf begriffen.
Der Steuerspannungsgenerator ist in Fig. 4 dargestellt. Er ist im einzelnen dadurch charakterisiert, daß
ein Sägezahngenerator 39 vorgesehen ist, dessen Frequenz vom Geschwindigkeitssignal V steuerbar ist,
daß eine Trigger-Vorrichtung 40 vorgesehen ist, durch die die Sägezahnspannung USä in ein digitales periodi-
JO sches Signal SPA umformbar ist, durch welches der
Abstand der Leuchtfleckpaare bestimmbar ist, daß ein Leuchtfleckfolgezähler 41 vorgesehen ist, der nach
Ansteuerung aller installierten Leuchtfleckpaare ein periodisches Signal SPF abgibt, und dessen Zwischen-
J5 ausgänge einem Straßenabschnittgeber 42 zuführbar
sind, welcher fortlaufende Schaltsignale S5 abgibt,
durch die diskrete Straßenabschnitte bestimmt sind, daß für jeden Abschnitt ein elektronischer Schalter
43a vorgesehen ist, durch den das Geschwindigkeitssignal V während des betreffenden Abschnitts einer
schalteten umgekehrten und die nicht umgekehrten Geschwindigkeitssignale eine« Bewertungsmatrix 44a
zuführbar sind, über welche für jedes Leuchtfleckpaar
ein Integrator 45a so aufladbar und entladbar ist, daß
er eine nach Maßgabe der Fahrtsimulation nichtlineare und aus geraden Abschnitten zusammengesetzte
periodische Steuerspannung UA abgibt, daß auf gleiche Weise mittels einer Bewertungsmatrix 44f>
eine Steuerspannung UAr erzeugbar ist, für deren
Größe jedoch die in einer Addierstufe 2Od gebildete Summe aus Geschwindigkeitssignal V und Steuerspannung
U3 maßgeblich ist, daß auf gleiche Weise mittels einer Bewertungsmatrix 44c eine Steuerspannung
UAI erzeugbar ist, für deren Größe die in einer
Substraktionsstufe 2Oe gebildete Differenz aus Geschwindigkeitssignal Kund Steuerspannung U5 maßgeblich
ist, und daß die Schaltsignale S5 der einzelnen Abschnitte den Leuchtf leckpaargeneratoren 28 so zuführbar
sind, daß der Rücklauf der Leuchtfleckpaare im jeweils letzten Abschnitt ihrer periodischen Folge
verdunkelt ist.
Zu B: Vorrichtungen zur Erzeugung
von Kurven
von Kurven
Zur Erzeugung von Kurven ist vorgsehen, daß die Leuchtfleckpaare nach Maßgabe der Straßengeometrie
und in linearer Abhängigkeit von der Geschwin-
ii
digkeit horizontal verschiebbar sind, wobei jedoch die
Abstände der beiden Leuchtflecken eines Paares nicht zusätzlich beeinflußt werden. Die Verschiebung der
Leuchtfleckpaare geschieht derart, daß jedes einzelne Leuchtfleckpaar zusätzlich zur normalen Auslenkung
beim Durchlaufen des Bildes nach einer besonderen Funktion durch eine Steuerspannung UKL horizontal
äüsgelenkt wird (Fig. 1). Dabei sind mehrere Standardkurven
verschiedener Geometrie und vor allem verschiedener Richtung vorgesehen, die durch je einen
Kurvenfunktionsgenerator 6 erzeugt werden. Diese Kurvenfunktionsgeneratoren werden von einem
Kuivenprogrammgeber 7 über Kurventriggersignale SK71, SKTr derart getriggert, daß auf dem Bildschirm
eine unregelmäßige Folge von Rechts- und Linkskurven und verschieden langen geraden Strekkenabschnitten
entsteht. Fig. 5 zeigt die oben nur übersichtsweise beschriebene Vorrichtung 6 zur Erzeugung
von Kurvenfunktionen. Sie hat die Aufgabe, die einzelnen Leuchtfleckpaare horizontal se auszuienken,
daß für den Betrachter der Eindruck entsteht, als würde eine Kurve mit dem Wagen in Straßenmitte
durchfahren. Diese Auslenkung geschieht während eines Kurvenabschnittes bzw. während eines Straßenabschnittes
linear. Die Länge der gesamten Kurvenfunktion setzt sich zusammen aus dem Teil, der die
gerade Annäherung des Wagens bis zum Eingang in die Kurve beschreibt, und dem Teil, der das Durchfahren
der Kurve beschreibt. Sit ist also um die Kurvenlänge länger als die Sichtweite und kann ein Vielfaches
der Sichtweite betragen, d. h. sie besteht aus mindestens zwei Teilfunktionen, von denen jede bei
Null beginnt, während des verdunkelten Abschnitts auf einen bestimmten Wert steigt und von dort nach
einer geeigneten Funktion wieder nach Null führt. Es werden Kurven nachgebildet, die sich aus drei Teilen,
nämlich einer sich verengenden Klotoide, eines Kreisbogens und einer sich weitenden Klotoide zusammensetzen.
Dies bedeutet, daß die Krümmung zunächst linear zunimmt, dann auf einem konstanten Wert
i~:U4 ..~A
lbltyi UlIU
nimmt. Diese drei Kurventeile sind ganze Vielfache der Straßenabschnitte. Die Vorrichtung des Kurvenfunktionsgenerators
6 ist dadurch charakterisiert, daß ein Kurvenabschnittszähler 46 vorgesehen ist, der von
dem periodischen Leuchtfleckpaarabstandssignal SPA
ansteuerbar und von einem Kurventnggersignal SKT
über ein Und-Glied 32c, welchem noch ein in einem Inverter 33b invertiertes Kurventrigger-Sperr-Signal
SXTS zuführ bar ist, triggerbar ist und dessen Zwischen- so
ausgänge einem Kurvenabschnittgeber 47 zuführbar sind, welcher nach jeder Triggening eine einmalige
Folge von Schaltsignalen S5 abgibt, durch die diskrete
Kurvenabschnitte bestimmt sind, daß für jeden Abschnitt
ein elektronischer Schalter 43b vorgesehen ist, durch den das Geschwindigkeitssignal V während des
betreffenden Abschnitts einer Polaritätsumkehrstufe 386 zuführbar ist, daß die geschalteten umgekehrten
und die nicht umgekehrten Geschwindigkeitssignale einer Bewertungsmatrix 48 zuführbar sind, über welche
für jedes Leuchtfleckpaar ein Integrator 456 so aufladbar und entladbar ist, daß er eine nach Maßgabe
der Kurvengeometrie nichtlineare und aus geraden Abschnitten zusammengesetzte Steuerspannung U^
zur horizontalen Verschiebung des Leuchtfleckpaares abgibt und über welche ein zusätzlicher Integrator 45c
so aufgeladen und entladen wird, daß er eine der Straßenkrümmung
proportionale Signalspannung UK abgibt,
Fig. 6 zeigt die oben nur übersichtsweise beschrieben
Vorrichtung? zur Abgabe eines Kurvenprogramms. Sie ist dadurch näher charakterisiert, daß pro
KüfVe ein odef mehrere Kurvenfölgezähler 49 vorgesehen
sind, die von dem periodischen Leuchtfleckfolgesignal SPF ansteuerbar sind, durch die periodisch
Verschiedene Zahlen abzahlbar sind, welche den Abstand der Kurven bestimmen und die nur dann zählen,
ίο wenn sie durch das in einem Inverter 33c invertierte
Abschaltsignal SAS freigegeben sind, deren Zwischenausgänge
Kurvenfolgeabschnittgebern 5© zuführbar sind, welche Kurvenfolgeabschnittsignale 5^ der
Dauer einer Leuchtpunktfolge abgeben, daß alle Kurvenfolgeabschnittsignale
einer Kurve in einem Oder-Glied 27c summierbar sind, und daß die Summe zusammen mit einem Kurvensynchronsignal S^, welches
dem Abienkspannungsgenerator 3i entnehmbar ist, in einem Und-Glied 32d verknüpfbar ist, dessen
Ausgang das Kurventriggersignal SKTI bzw. SKTr bildet.
Zu C: Vorrichtungen zur Veränderung
des Straßenbildes bei Spurabweichungen
des simulierten Fahrzeugs
des Straßenbildes bei Spurabweichungen
des simulierten Fahrzeugs
Zur Veränderung des Straßenbildes bei Spurabweichungen sind zweierlei Maßnahmen vorgesehen.
Zur Nachbildung einer Fahrzeugdrehung gegenüber der Straßenlängsachse sollen alle Leuchtflecken hori-
jo zontal verschiebbar sein. Zur Nachbildung einer parallelen
Spurverschiebung gegenüber der Fahrbahnmitte sollen die Leuchtflecklinien um ihren Horizontschnittpunkt
drehbar sein. Bei Kurven muß die Krümmung der Wagenspur, vorgegeben durch den
J5 Lenkradeinschlag, immer der Straßenkrümmung
nachgeführt werden. Es ist deshalb vorgesehen (Fig. 1), daß von den Kurvenfunktionsgeneratoren 6
eine Signalspannung IJK abgegeben wird, welche ein
direktes Maß für die jeweilige Straßenkrümmung ist, daß vom Lenkrad 8 des Simulators ein Winkelsignal
Horizontalverschiebungsgerät 9 miteinand/ r verglichen
werden und daß dieses Gerät bei Nichtübereinstimmung der beiden Krümmungen eine Spannung
UH zur horizontalen Leuchtfleckverschiebung und eine Spannung Us zur Veränderung der Steilheit der
Leuchtflecklinien, d. h. zur Bilddrehung abgibt. Zur Nachbildung des Driftens ist vorgesehen, daß die
Fliehbeschleunigung bF als Produkt von Geschwindigkeit
V und Lenkradwinkel WL gemessen und mit einem steuerbaren Grenzwert verglichen wird, und
daß die Fahrzeugspur von der vom Lenkrad vorgegebenen Linie abweicht, wenn der Grenzwert überschritten
ist. Diese Abweichung kann durch Beeinflussung der Steuerspannung UH oder durch eine
Begrenzung der vom Lenkradwinkel abgeleiteten Spannung erreicht werden. Zur Nachbildung des Beschleunigungseinflusses
beim Driften ist vorgesehen, daß die Fliehbeschleunigungsgrenze in A'ohängigkeit
vom Meßwert b der Beschleunigung gebracht wird. Die Vorrichtung zur Horizontal verschiebung der
Leuchtflecken hat die Aufgabe, das Straßenbild bei Drehung und Verschiebung der Wagenspur zu verändern.
Stimmt die vom Lenkradeinschlag vorgegebene Spurkrümmung nicht mit der vom Kurvenfunktionsgenerator
vorgegebenen Straßenkrümmung überein, so soll als Nachbildung der Fahrzeugdrehung gegenüber
der Straßenlängsachse zunächst in zeitlich inte-
1 Λ
ι \j
graler Abhängigkeit von der Abweichung eine BiId-Aferschiebung
eintreten. Nach Maßgabe des Verhältnisses der Wagenlänge zur Straßenbreite soll gleichzeitig
auch eine Bilddrehung eintreten. Das Verhältnis zwischen Bilddit.hung und Bildverschiebung soll einstellbar
sein. Als Nachbildung der Spurverschiebung nach einer Fahrzeugdrehung soll eine zusätzliche
Bilddrehung in einstellbarer Weise zeitlich integral von der Bildverschiebung abhängig sein. Zur Nachbildung
eines Driftens soll bei hoher Fliehbeschleunigung die Spurkrümmung des Wagens begrenzbar sein.
Um den Einsatz des Driftens optisch sichtbar zu machen, ist weiter vorgesehen, daß der Gleichspannung
zur Begrenzung der Fliehbeschleunigung noch ein Wechselspannungsanteil geeigneter Amplitude und
einer Frequenz von einigen Hz überlagert wird.
Fig. 7 zeigt die Vorrichtung zur Horizontalverschiebung der Leuchtflecken. Sie ist im einzelnen dadurch
charakterisiert, daß zwei Multipliziereinrichtungen 51a und Sifa vorgesehen sind, durch die der
LenkraJwinkel WL und die der Straßenkrümmung proportionale Spannung UK mit dem Gesch-vindigkeitssignal
V multiplizierbar sind, daß ein Begrenzer 53 vorgesehen ist, durch den das Produkt WL ■ V in
beiden Polaritäten begrenzbar ist, daß der Ausgang fachung dadurch, daß die Multiplizierstufe SIb im
Zuge des Signals UK für die Straßenkrümmung eingespart
wird, indem als Eingangssignal der Integration nicht das Geschwindigkeitssignal V sondern dessen
Quadrat V1 verwendet wird. Bei dieser Lösung müssen
lediglich Geschwindigkeitsveränderungen, die während des Durchfahrens der Kurven auftreten, zusätzlich
berücksichtigt werden. Eine entsprechende Vorrichtung ist dadurch charakterisiert, daß eine
Quadrierstufe 68 vorgesehen ist, mittels derer das Geschwindigkeitssignal
V quadrierbar ist, daß für jede Kurve ein Kurvenabschnittgeber 47 vorgesehen ist,
der die beiden Kurvenabschnitte vorgibt, in denen sich die Krümmung ändert, daß für jeden Kurvenabschnitt
ein elektronischer Schalter 43 e vorgesehen ist, durch den das quadrierte Geschwindigkeitssignal während
des betreffenden Abschnitts einem Additionsglied 201 zuführbar ist, daß das Signal V2 den Additionsgliedern im ersten Abschnitt direkt und im zweiten
Abschnitt über ein Polaritätsumkehrstufe 3Sd zuführbar ist, daß den Additionrgliedern weiterhin das
in Differenzierstufen 69 differenzierte Geschwindigkeitssignal zuführbar ist, daß die Ausgänge der Additionsglieder
Integratoren45d zuführbar sind, und daß
die Ausgänge V ■ Ua, V ·
des Begrenzers und das Produkt U1, V in einem Sub- mit der Geschwindigkeit
traktionsglied 20/ voneinander subtrahierbar sind, i?aß die Differenz einem Integrator 61 zuführbar ist,
daß der Ausgang des Integrators zum einen die Steu
der Integratoren zum multiplizierten Straßen-
erspannung U11 zur gemeinsamen horizontalen
Leuchtfleckverschiebung bildet und zum anderen einer dritten Multipliziereinrichtung 51c zuführbar ist,
daß der Ausgang dieser Multipliziereinrichtung einem zweiten Integrator 62 zuführbar ist, daß der Ausgang
dieses Integrators die Steuerspannung Us zur Veränderung
der Steilheit der Leuchtflecklinien bildet, daß Bewertungen 52a. b, c, d und Addierglieder 20g und
20/i vorgesehen sind, durch die die verschiedenen Signale
aufeinander abstimmbar und addierbar sind, daß die Integratoren durch ein digitales Signal entladbar
sind, welches über ein Oder-Glied TtId aus dem
Abschaltsignal SAS und dem Fehlersignal SFe gebildet
wird, daß der Grenzwert des Begrenzers 53 durch ein einstellbares Signal bHirrn! vorgebbar ist, dem über ein
Additionsglied 20/ noch das in einer Bewertungseinrichtung 52e bewertete Signal h der Beschleunigung
des simulierten Fahrzeugs und ein Wechselspannungsanteil hinzuaddierbar ist. daß das Produkt bf
von [,enkradwinkel W1 und Geschwindigkcitssignal
V einem Absolutwertbildner 55 und einem Schnellwertbildner 54a zuführbar ist, dessen Schwellwert
durch das Summensignal von Fliehbeschleunigungsgrenzwert bF(Jrm und bewertetem Beschleunigungssignal
b gebildet wird, und daß die exzessive Flichbeschleunigung bfru abgreifbar und nach Bewertung
in einer Bewertungseinrichtung 52/ vom obengenannten Summensignal in einer Subtraktionsstufe 2OK subtrahiert ist
Die oben beschriebene Losung für das Honzontalverschiebungni,teuergerät
ist nicht die einzig mögliche Sie hat lediglich den Vorteil, daß die Multiplikation
des Lenkradwinkels mit dem Geschwtndigkeitssignal
in einfacher Weise durch Anlegen der Geschwiridigkeitsspannung
an einem vom Lenrkad zu betätigenden Drehwiderstand ausgeführt werden kann, wodurch
eine besondere elektronische Multiplizierstufe entfallt
Wie Fig. 10 zeigt, ergibt sich eine weitere Vefeinkrümmungssignal
V ■ UK addierbar sind.
Andere Vorrichtungen, bei densn z. B. eine Multiplikationsstelle
im Zweige der Krümmungsabwei-
chung vorgesehen ist oder bei denen das Driften durch
Addition eines Signals zu,- Steuerspannung U11 oder
Us nachgebildet wird, bieten keine zusätzlichen Vorteile
und werden daher nicht weiter ausgeführt.
Eine spezielle Vereinfachung der Schaltung kann dadurch vorgenommen werden, daß auf die Bilddrehung ganz verzichtet wird. Kennzeichnend für diese Vereinfachung ist, daß die Vorrichtungen zur Erzeugung und Weiterverarbeitung der Steuerspannung Us und der Ablenkspannungen UAr und UAI entfallen und daß statt derer die Ablenkspannung UA für die Horizontalverschiebung der I-euchtflecken mitverwendbar ist. '
Eine spezielle Vereinfachung der Schaltung kann dadurch vorgenommen werden, daß auf die Bilddrehung ganz verzichtet wird. Kennzeichnend für diese Vereinfachung ist, daß die Vorrichtungen zur Erzeugung und Weiterverarbeitung der Steuerspannung Us und der Ablenkspannungen UAr und UAI entfallen und daß statt derer die Ablenkspannung UA für die Horizontalverschiebung der I-euchtflecken mitverwendbar ist. '
Zu D: Vorrichtungen zu Beeinflussung
der Geschwindigkeit
Fig. 8 zeigt die Vorrichtung 10 zur Berechnung der Geschwindigkeit des simulierten Fahrzeugs. Sie ist
zum Teil in bekannter Weise so aufgebaut, daß ein Verzögerungsglied 63 erster Ordnung vorgesehen ist.
-,o dessen Verstärkungsfaktor durch den Luftwiderstand
und dessen Zeitkonstante durch die Fahrzeugmasse und die Schwungmasse des Motors bestimmt ist und
an dessen Aasgang das Geschwindigkeitssignal V abgreifbar ist, daß eine Bewertungsschaltung 65 vorge-
',5 sehen ist, mit der ihre F-ingangsspannung nach Maßgabe
der Getriebeabstufung und des durch das Signal S(; festgelegten Cianges bewertbar ist und deren Ausgang
UAn dem Eingang der Vcr/ögerungsstufe 63 zuführbar
ist, daß die vom Ciaspedal über einen Weg-
jQ Spannungs-Wandler abgegebene Spannung C^35 über
einen Schalter 56flj der vom Kupplungssignal SKij zu
öffnen ist, dem Eingang der Bewcrtungsschaltung 65 züführbaf ist und daß dem Eingang der Verzögerungsstufe
63 weiterhin die vom Bremspedal abgege-
bene Spannung i/w und eine konstante Spannung ÜRei
zur Nachbildung der Reibungskräfte mit negativer
Polarität züführbaf sind.
Die Zusätzlichen Vöfficlilürigeri sifid dadurch cha«
rakterisiert, daß dem Eingang der Verzögerungsstufe
63 weiterhin eine konstante Spannung O15 zur Verringerung
der Geschwindigkeit bei Programmende und Fehlern über einen Schalter 43c mit negativer
Polarität zuführbar ist, daß der Schalter 43c vom Ausgang
einer Oderschaltung 27 e zu schließen ist, deren Eingänge durch die Abschalt- und Fehlersignale SAS
und SFe gebildet werden, daß ein Meßinstrument 57
zur Geschwindigkeitsanzeige vorgesehen ist, daß ein weiteres Verzögerungsglied 64 erster Ordnung vorgesehen
ist, dessen Verstärkungsfaktor durch die Dämpfung der Kolbenbewegung und dessen Zeitkonstante
durch die Schwungmasse des nachzubildenden Motors bestimmt ist, und an dessen Ausgang das
Drehzahlsignal η abgreifbar ist, daß der Eingang dieses
Verzögerungsgliedes durch das Kupplungssignal SKll umschaltbar ist, daß ein Regelverstärker 67 vorgesehen
ist, in dessen Eingang das Drehzahlsignal /ι als Ist-Wert und das durch eine zweite Bewertungsschahung
65 α untersetzte Geschwindigkeitssignai ais
Sollwert subtrahierbar sind, daß über einen Umschalter S6b bei greifender Kupplung der Ausgang des Regelverstärkers
am Eingang des Verzögerungsgliedes anliegt, und daß bei gelöster Kupplung das Drehmomentsignal
m am Eingang des Verzögerungsgliedes
64 anliegt, daß mehrere Schwellwertbildner 54/> und
54c vorgesehen sind, deren Eingängen das Drehzahlsignal η zuführbar ist und deren Schwellwerte durch
konstante Spannungen UKnl bzw. Ukn2 vorgebbar sind,
daß die exzessiven Drehzahlsignale an den Ausgängen der Schwellwertbildner zur Reduzierung des Molordrehmomentes
bei steigender Drehzahl über Bewertungen 52/und 52g von der vom Gaspedal abgegebenen
Spannung V(jm subtrahierbar sind, daß eine
Verriegelungsschaltung 66 vorgesehen ist. die nur bei Anliegen des vom Kupplungspedal abgegebenen Signals
SKu ein vom Schalthebel 14 abgegebenes Signal
^Sc* durchschaltet und an deren Ausgang das Signal
S(i zur Bestimmung des wirksamen Ganges abgreif bar
ist, daß eine Differenzierstufe 58 vorgesehen ist, die das Beschleunigungssignal b aus dem Geschwindigkeitssignal
V bildet, und der eine Polaritätsumkehrstufe 38c nachgeschaltet ist. welche das Verzögerungssignal
ν bildet, daß eine Kippstufe 59 mit Hysterese vorgesehen ist. der das Verzögerungssignal
ν /uführbar ist und deren Ansprechgrenzc und Abfallgrenze durch die konstanten Signale vAn und
vAb gebildet werden, daß ein Schwcllwertbildner 54c/
vorgesehen ist. dem ebenfalls das Verzögerungssignal ν /uführbar ist. dessen Schwellwert durch das
konstante Signal vRu gebildet wird und dessen Ausgangcinem
elektronischen Schalter 43c/ /uführbar ist. der vom Ausgangssignal SRu der Kippstufe 59 /u betätigen
ist. daß das geschaltete cx/essive Ver/ögerungssignal
einem Rcgclverstarker 60 /uführbar ist. dessen Ausgang IlKu dem Hingang des Ver/ogcrungsglicdes
63 hin/uaddierhar ist.
/.u l·. Vorrichtungen /ur (ieräuM-her/eiigung
Um die Illusion einer echten Autofahrt zu verstärker!,
und um dem Bedienenden zusätzliche Informationen übcfdcn dynamischen Zustand des simulierten
Wagens zuzuführen, ist vorgesehen, daß die wichtige
sten Geräusche, nämlich das iii seiner Frequenz von der Drehzahl abhängige und das in seiner Lautstärke
vom Drehmoment abhängige Motorengeräuseh und das Geräusch rutschender Reifen durch Schwingungsgciicratoren
erzeugt Werden.
Wie Fig. 1 zeigt, werden zu diesem Zweck das Signal für die exzessive Fliehbeschleunigung bFcr, das
Rutschsignal SRll, das Drehzahlsignal η und die'Stellung
Jt0. des Gaspedals dem Geräuschgenerator E zu-
*> geführt. Darüber hinaus ist vorgesehen, durch Zuführung
des Fehlersignals SFe ein Fehler- oder Unfallgeräusch
zu erzeugen.
Zu F: Vorrichtungen zur Reaktion des Simulators in bei Fehlverhalten des Bedienenden
Verhält sich der Bedienende falsch, indem er ungeschickt
lenkt oder Kurven mit zu hoher Geschwindigkeit durchfährt, so daß der Leuchtfleck für den vorderen
Wagenteil mit einem der Straßenrandleuchtflekken in Berührung kommt, so wird ein Fehlermeßsignal
SFeM ausgelöst (Fig. 1). Dieses Signal kam- nun verschiedene
Vorgänge auslösen, zum Beispiel die, daß ein Fehlergeräusch ertönt, daß die Geschwindigkeit
reduziert wird und die Leuchtflecklinien in Bildmitte
-" rückgesteih werden. Zu diesem Zweck ist eine monostabile
Kippstufe 21 vorgesehen, die das Fehlermeßsignal SFrM in ein Fehlerauslösesignal SFe bestimmter
Dauer umwandelt, während der die obengenannten Vorgänge ablaufen. Es kann auch ein Fehlerzähler 22
-' vorgesehen werden, der nach Erreichen einer bestimmten
Fehlerzahl ein Abschaltsignal SAf abgibt,
welches das Ende des Streckenprogramms auslöst.
Zu Ci: Vorrichtungen zur Festlegung der Fahrtstrecke jo und zur Messung der Fahrtzeit
Um dem Bedienenden die Möglichkeit zu geben, seine Fahrleistung zu messen ist, wie BiIdI zeigt, ein
Streckenprogrammgcbi ι 23 vorgesehen, welcher durch ein Einschaltsignal SK von einem Druckknopf
r> oder einem Munzprüfer 24 zu starten ist, welcher zunächst
das Kurvenprogramm in Ausgangsstellung zurücksetzt und welcher nach Ablauf einer vorgegebenen
Strecke, definiert durch die Anzahl der Leuchtfleckdurchläufe,ein Abschaltsignal SAi abgibt,
und eine Stoppuhr 25 zur Messung der Fahrtzeit, die durch das Einschaltsignal S1. ausgelöst und durch das
Abschaltsignal S45 gestoppt wird. Weiterhin ist vorgesehen,
daß der Streckenprogrammgeber ein Kurventriggersperrsignal SKTS abgibt. Hierdurch werden z. B.
+ > am Ende der Fahrtstrecke zur Nachbildung einer
Zielgeraden alle Kurven unterdrückt. Bei langsamer Fahrt ist vorgesehen, daß die Strecke nicht ganz
durchfahren wird, sondern daß nach Ablauf einer vorgegebenen
Maximalzeit von der Stoppuhr das Ab-
jo schaltsignal SAV abgegeben wird, wodurch die Fahrt
zu ihrem Ende kommt. Bei Beendigung der Fahrt ist vorgesehen, daß auf das Abschaltsignal .S^, hin die
Geschwindigkeit auf Null oder einen Kleinstwert reduziert wird, und die L-euchtflccklinien in Bildmitte
μ zurückgesetzt werden. Die Nullstellung der Stoppuhr
erfolgt durch das F.inschaltsignal .S, oder das Abschaltsignal
.S^,.
Fig. 9 zeigt die Vorrichtung 23 zur Abgabe eines Streckenprogramms. Sie ist dadurch charakterisiert.
daß ein Zähler 70 vorgesehen ist, der dem periodischen
Leüchtfleckfolgcsignal S^ ansteuerbar und
vom Einschaltdauersignal SFrj freigebbar ist, der nach
Abzahlen einer bestimmten Zahl ein Stfeckeiieridsigrial
TSuE abgibt und dessen Zwischenausgänge einem
β·; Streckcnabschnittgeber 71 zuführbar sind, der das
Kurvcntriggersperrsignal Skfs abgibt, daß das Einschaltdauersignal
einem Sclbs'lhaltc kreis 72 cntnchmbaP
ist, der vom Einschaltsignal .S',. geschlossen und
vom Abschaltsignal SAS geöffnet wird, daß ein Oder-Glied
27/vorgesehen ist, welches das Abschaltsignal S4S jibgibt und welchem das Abschaltsigna] SAU
von
der Zeituhr, das Abschaltsignai SAF vom Fehlerzähler
und der Kehrwert des Ausganges der Und-Verknüpfung
vom Einschaltdauersignal SED und dem Kehrwert
des Streckenendsignals SSlrE zuführbar sind.
Zu H: Vorrichtungen zur Behinderung der Fahrt
Die Vorrichtung zur Erzeugung eines Hindernisses ist dadurch charakterisiert, daß ein zusätzlicher Videosignalgenerator
vorgesehen ist, der ebenso aufgebaut ist wie ein Videosignalgenerator für ein Leuchtfleckpaar,
wobei lediglich statt eines Paares nur ein einzelner Leuchtfleck zur Nachbildung eines Hünder-
nisses erzeugbar ist, und der durch die Steuerspannungen eines Leuchtfleckpaares ansteuerbar ist, derart,
daß sich der Hindernis-Leuchtfleck in der Mitte dieses Leuchtfleckpaares befindet, daß die vertikale
Bewegung nicht periodisch, sondern nur von der Dauer eines Durchlaufs ist und daß sie in unregelmäßigen
Abständen von einem besonderen Hipdernisprogrammgeber triggerbar ist, der ebenso aufgebaut
ist wie der Kurvenprogrammgeber 7, wobei lediglich in den Kurvenfolgezählern 49 andere Zahlen abzahlbar
sind und ein Hindernisfehlsignal auslösbar ist, wenn bei Berührung de-i Hindernis-Leuchtfleckes mit
dem Leuchtfleck für den vorderen Wagenteil die Geschwindigkeit einen einstellbaren Mintmalwert übersteigt.
Hierzu 8 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Vorrichtung zur Simulation einer Autofahrt auf einer ebenen, kurvenreichen, seitlich durch >
eine Umzäunung begrenzten Straße unter Verwendung eines Fernsehmonitors für das vom Fahrer
erblickte perspektivische Straßenbild, eines elektronischen Videosignalgenerators zur Darstellung
von Pfostenpaaren, eines Leuchtfleck- |0 Steuergerätes mit fahrzeuggeschwindigkeitsproportionalem
Signalgenerator, eines Kurvengenerators und Steuereinrichtungen, wie Gaspedal, Bremspedal, Kupplungspedal, Schalthebel und
Lenkrad zur Beeinflussung des Straßenbildes, da- ι'
durch gekennzeichnet, daß der Videosignalgenerator aus mehreren Leuchtfleckpaargeneratoren
(28) besteht, durch die je ein Paar breiten- und höhengesteuerter rechteckiger Leuchtflecken
(3) durch Verarbeitung der Synehronirnpulse des ™
Fernsehmonitors erzeugbar sind, daß der geschwindigkeitsproportionale Signalgenerator aus
einem digitalen Impulsgenerator (39,40) zur Vorgabe eines Leuchtfleckpaarabstandssignals (SPA)
besteht, daß das Leuchtflerksteuergerät aus von r> dem Impulsgenerator (39-42, 43a) abschnittsweise
einschaltbaren Bewertungsmatrizeri (44a, 44b, 44c) und aus Integratoren (45a) besteht, in
denen Steuerspannungen zur horizontalen und vertikalen Verschiebung und zur Breiten- und
Höhenveränderung der besagten Leuchtflecken erzeugbar sind, daü der Kurvengenerator (B)
mehrere Standardkurvcüfunktionsgeber (6) enthält,
durch die eine Folge voii Kurven von einem digitalen Kurvenprogrammgeber (7), der an das r>
Leuchtflecksteuergerät phasengebunden ist, auslösbar ist und deren Ausgangsspannungen den
Leuchtfleckpaargeneratoren (28) zur horizontalen Verschiebung der Leuchtfleckpaare zuführbar
sind, daß ein Straßenkrümmungsgenerator (32,c, 33b, 46, 47, 43ft, 38b, 48, 45c) vorgesehen i'-t,
durch den eine zusätzliche, der Straßenkrümmung proportionale Spannung (UK) erzeugbar ist, daß
ein Subtraktionsglied (20/) vorgesehen ist, durch das die zusätzliche Spannung ( Uh ) von einer dem 4>
Drehwinkel des Lenkrades proportionalen Spannung! W1 ) subtrahierbar ist, und daß der Ausgang
dieses Subtraktionsgliedes (20/") einem Horizontalverschiebungssteuergerät
/ur horizontalen Bildbeeinflussung bei Fahrzeugdrehungen und >»
Fahrzeugverschiebungen /uführhar ist
2. Vorrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet,
daß nur Nachbildung des vorderen Wagenteils (5) ein hesondcicr Videosignalgenerator
(29) vorgesehen ist. durch den ein Videosi- r> gnal .S',jo cr/eugbar ist, daß mittels einer logischen
Schaltung (27«. 32o) ein Fehlermeßsignal SfrVI
er/eugbar ist. wenn eines der Videosignale I ur die .Straßenrandleitpfosten mit dem Videosignal Stta
gleichzeitig auftritt, und daß eine monostabile bo Kippstufe (21) vorgesehen ist, die bei Triggerung
durch das Fehlefmeßsignäl ein Fehlerauslösesignal SFt abgibt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 unter Verwendung eines Horizontalsynchronimpuls-Generatois eo
und eines Vertikalsynchroninipuls-Generators, deren Ausgangssignale Sfls und Sys in Verzögerungsstufen
verzögerbar und in Verbreiterungsstufen verbreiterbar und in einem Und-GIied zum
Videosignal SL verknüpfbar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Oder-Glied (27b) vorgesehen ist, in dem die Horizontalimpulsspannungen
S111 und SHr für den linken und den rechten
Leuchtfleck miteinander verknüpfbar sind, daß an dem Und-Glied (326) ein weiterer Eingang vorgesehen
ist, dem ein in einem Inverter (33α) invertiertes Signal Sn für die Rücklauf Verdunklung
zuführbar ist, und daß Additionsglieder (20a, 20ft,
20c) vorgesehen sind, mittels derer die Summe der Signalspannungen UH für die gemeinsame
Leuchtfleckverschiebung bei Fahrieugverdrehung, UKL für die Leuchtfleckpaarverschiebung
bei Kurven, UAr für die Verschiebung des rechten
Leuchtflecks und UAI für die Verschiebung des
linken Leuchtflecks bei Fahrt in Straßenlängsachse den horizontalen Verzögerungsstufen (34)
zuführbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzeugung der Steuerspannungen ein Sägezahngenerator (39), dessen Frequenz
vom Geschwindigkeitssignal V steuerbar ist, und eine Triggervorrichtung (40) vorgesehen
ist, durch die die Sägezahnspannung USd in das
digitale periodische Leuchtfleckpaarabstandssignal SPA umformbar ist, daß ein Leuchtfleckfolgezahler
(41) vorgesehen ist, der nach Ansteuerung aller installierten Leuchtfleckpaare ein periodisches
Signal Spf abgibt, und dessen Zwischenausgänge
einem Straßenabschnittgeber (42) zuführbar sind, welcher fortlaufende Schaltsignale Ss
abgibt, durch die diskrete Straßenabschnitte gemäß der Sichtweite bestimmt sind, daß für jeden
Abschnitt des Leuchtfieckpaarabstandssignals ein elektronischer Schalter (43a) vorgesehen ist,
durch den das Geschwindigkeitssignal V während des betreffenden Abschnittes, piner Polaritätsumkehrstufe
(38a) zuführbar ist, daß das geschaltete umgekehrte und das nicht umgekehrte Geschwindigkeitssignal
den Bewertungsmatrizen (44a, 44b, 44c) zuführbar ist, über weiche für jedes Leuchtfleckpaar
die nachgeschalteten Integratoren (45a) so aufladbai und entladbar sind, daß eine periodische,
nichtlineare und aus geraden Teilstücken nach Maßgabe der Fahrtsimulation zusammengesetzte
Steuerspannung U4, eine Steuerspannung UAr, deren Größe außer von dem Geschwindigkeitssignal
additiv von einer Steuerspannung i/s
beeinflußbar ist, und eine Ablenkspannung U^,,
deren Größe außer von dem Geschwindigkeitssignal subtraktiv von der Steuerspannung i/s beeinflußbar
ist. abgegeben wird
5. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch ge kennzeichnet, daß fur die I rzeugung von Kurvenfunktioncn
ein Kiirvenahscnnittszahler (46) vorgesehen
ist. der von dem periodischen I.cuehtfleckpaarabstandssignal
.S,M ansteuerbar und von einem Kiirventriggersignal \, im IaIIc. daß kein
Kurvensperrsignai SKTS aliegt, triggerbar ist, und
dessen Zwischenausgänge einem Kurvenabschnittgeber (47) zuführbar sind, welche nach jeder
Triggerung eine einmalige Folge von Schaltsignalen Ss abgibt, durch die diskrete Kurvenabschnitte
bestimmt sind, daß für jeden Abschnitt ein elektronischer Schalter (43b) vorgesehen ist,
durch den das Geschwindigkcitssignal V während
des betreffenden Abschnitts einer Polaritätsum-
kehrstufe (386) zuführbar ist, daß das geschaltete umgekehrte und das nicht umgekehrte Geschwindigkeitssignal
einer Bewertungsmatrix (48) zuführbar ist, über welche für jedes Leuchtfleckpaar
ein Integrator (45ö) so aufladbar und entladbar ■>
ist, daß er eine nichtiineare und aus geraden Abschnitten
nach Maßgabe der Kurvengeometrie zusammengesetzte Steuerspannung U1^ zur horizontalen
Verschiebung des Leuchtfleckpaares abgibt und über weiche ein zusätzlicher Integrator ι ο
(45 c) so aufgeladen und entladen wird, daß er eine der Straßenkrümmung proportionale Signalspannung
UK abgibt.
6. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,
daß pro Standardkurve ein oder mehrere Kurvenfolgezähler (49) vorgesehen sind, die von dem periodischen Leuchtfleckfolgesignal
SPF ansteuerbar sind, durch die periodisch verschiedene
Zahlen abzählbar sind, welche den Abstand der Kurven bestirninen und die nur dann -W
zählen, wenn sie durch das invertierte Abschaltsignal SAS freigegeben sind, daß Kurenfolgeabschnittgeber
(50) vorgesehen sind, denen die Zwischenausgänge der Kurvenfolgezähler (49) zuführbar
sind und welche Kurvenfolgeabschnittssi- i>
gnale SKF der Dauer einer Leuchtfleckfolge
abgeben, daß pro Kurventyp ein Oder-Glied (27c) vorgesehen ist, in dem alle Kurvenfolgsabschnittsignale
dieses Typs summierbar sind, und daß pro Kurventyp ein Und-Glied (32d) vorgesehen ist,
dessen Eingänge vom Ausgangssignal des besagten Oder-Gliedes (27c) und von einem Kurvensynchronsignal
S115 gebildet werden, welches dem
Steuerspannungsgenerator (31) entnehmbar ist und dessen Ausgang das Kurventriggersignal SKT J5
bildet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Multipliziereinrichtung, durch die der Lenkradwinkel
WL η.Λ dem Geschwindigkeitssignal V multiplizierbar
ist und unter Verwendung von zwei Integratoren zur analogen Berechnung der Signalspannungen
für die Bildverschiebung und die Bilddrehung, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Multipliziereinrichtung (51/>) vorgesehen
ist, durch die die der Straßenkrümmung propor- 4i tionale Spannung UK mit dem Geschwindigkeitssignal V multiplizierbar ist, daß ein Begrenzer (53)
vorgesehen ist, durch den das Produkt W1 ■ V in
beiden Polaritäten begrenzbar ist, daß der Ausgang des Begrenzers (53) und ds Produkt UK ■ V -,o
in dein Subtraktionsglied (20/) voneinander subtrahierbar
sind, daß die Differenz zwei Integratoren (61) und (62) zuführbar ist, deren Ausgänge
die Steuerspannung U11 zur gemeinsamen horizontalen
Leuchtfleckverschiebung und die Steu- v>
erspannung Us zur Veränderung der Steilheit der Leuchtflecklinien bilden, daß Bewertungen (52u)
b\s(52d) und Addierglieder (20g) und (20A) vorgesehen
sind, durch die die verschiedenen Signale aufeinander abstimmbar und addierbar sind, daß
die Integratoren (61) und (62) durch ein digitales Signal entladbar sind, welches über ein Oder-Glied
(27ä) aus dem Abschaltsignal SAS und dem
Fehlersignal SFe gebildet wird, daß der Grenzwert
des Begrenzers (53) durch ein einstellbares Signa! bFGrenz vorgebbar ki, dem über ein Additionsglied
(20/) noch das bewertete Signal b der Beschleunigung des simulierten Fahrzeugs und eine Wechselspannung
hinzuaddierbar ist, daß das Produkf bF
von Lenkradwinkel WL und Geschwindigkeitssignal Keinem Absolutwertbildner (55) und einem
Schwellwertbildner (54a) zuführbar ist, dessen Schwellwert durch die Summe von Fliehbeschleunigungsgrenzwert
bFGraa und bewertetem Beschleunigungssignal
b gebildet wird, und daß die exzessive Fliehbeschleunigung bFca abgreifbar
und nach Bewertung vom Grenzwertsignal mittels eines Subtraktionsgliedes (20k) subtrahierbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Verzögerungsglied erster Ordnung, dessen Zeitkonstante
durch die Fahrzeugmasse und die Schwungmasse des Motors bestimmt ist und an dessen Ausgang das Geschwindigkeitssignal V
abgreifbar ist, einer Bewertungsschaltung mit der seine Eingangsspannung nach Maßgabe der Getriebeabstufung
bewertbar ist, einem Weg-Spannungs-Wandler, der vom G .pedal angesteuert
wird, einem Schalter oder ein^rn Weg-Spannungs-Wandler,
der vom Kupplungspedal angesteuert wird, einem Weg-Spannungs-Wandler, der
vom Bremspedal angesteuert wird, und einer konstanten Spannung zur Nachbildung der Reibungskräfte,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Eingang des Verzögerungsgliedes (63) eine konstante
Spannung UAS zur Verringerung der Geschwindigkeit
bei Programmende und Fehlern über einen Schalter (13c) mit negativer Polarität zuführbar
ist, daß der Schalter (43 c) vom Ausgang einer Oder-Schaltung (27e) zu schließen ist, deren Eingänge
durch die Signale .S4,, und Sfr gebildet werden,
daß ein weiteres Verzögerungsglied (64) erster Ordnung vorgesehen ist, dessen Verstärkungsfaktor
durch die Dämpfung der Kolbenbewegung und dessen Zeitkonstante durch die Schwungmasse des nachzubildenden McVjrs bestimmt
ist und an dessen Ausgang das Drehzahlsignal η abgreifbar ist, daß der Eingang dieses Verzögerungsgliedes
(64) durch das Kupplungssignal SKu umschaltbar ist, daß ein Regelverstärker (67)
vorgesehen ist, in dessen Eingang da;, Drehzahlsignal
η als Istweit und das durch eine zweite Bewertungsschaltung
(65a; untersetzte Geschwindigkeitssignal als Sollwert subtrahierbar sind, daß
bei greifender Kupplung der Ausgang des Regelverstärkers (67) am Eingang des Verzögerungsgliedes anliegt und daß bei gelöster Kupplung das
Drehmomentsignal m am Eingang des Verzogerungsgliedes
anliegt, daß mehrere Schwellwertbildner (54/7) vorgesehen sind, deren Eingängen
das Drehzahlsignal η zuführbar ist und deren Schwellwerte durch konstante Spannungen lKn
vorgebbar s'rd, daß die ex/essive.i Drehzahlsignale
an den Ausgangen der Schwellwertbildrer
zur Reduzierung des Motordrehmomentes bei steigender Drehzahl über Bewertungen (52/ upJ
52g) von di / vom Ciaspedal abgegebenen Spannung
U(ias subtrahierbar sind, daß eine Verriegelungsschaltung
(66) vorgesehen ist, die nur bei Anliegen des vom Kupplungspedal abgegebenen
Signals SKu ein vom Schalthebel (14) abgegebenes
Signal SSc. durchschaltet und an deren Ausgang
das Signal SG zur Bestimmung des wirksamen Ganges abgreifbar ist, daß eine Differenzierstufe
(58) vorgesehen ist, die das Beschleunigungssignal b aus dem Geschwindigkeitssigrtal V bildet
und der eine Polaritätsumkehrstufe (38c) naclige-
schaltet ist, welche das Verzögerurigssignal ν bildet,
daß eine Kippstufe (59) mit Hysterese vorgesehen ist, der das Verzögerungssignal ν zuführbar
ist und deren Anspfechgienze und Abfallgfenze
durch die konstanten Signale v.,„ und vAb gebildet r>
werden, daß ein Schwellweftbildner (S4d) vorgesehen
ist, dem ebenfalls das Verzögerungssignal ν zuführbar ist, dessen Schwellwert durch das konstante
Signal vRu gebildet wird und dessen Ausgang einem elektronischen Schalter (43d) zufuhr- in
bar ist, der vom Ausgangssignal SRil der Kippstufe
(59) zu betätigen ist, und daß das geschaltete exzessive Verzögerungssignal einem Regelverstärker
(60) zuführbar ist, dessen Ausgang URu dem
Eingang des Verzögerungsgliedes (63) hinzuaddierbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge-
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