JP2002032010A - 二輪車用ライディングシミュレーション装置 - Google Patents
二輪車用ライディングシミュレーション装置Info
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- JP2002032010A JP2002032010A JP2000214269A JP2000214269A JP2002032010A JP 2002032010 A JP2002032010 A JP 2002032010A JP 2000214269 A JP2000214269 A JP 2000214269A JP 2000214269 A JP2000214269 A JP 2000214269A JP 2002032010 A JP2002032010 A JP 2002032010A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 二輪車の模擬車体２に、ハンドル３に減速機
８を介して連結されるサーボモータ９を搭載し、ハンド
ルの舵角が保舵角に一致するようにサーボモータの位置
制御を行うものにおいて、ハンドルに実車走行時と同様
の操舵反力を特別の部材を設けずに付与できるうように
する。 【解決手段】 サーボモータ９に付設したエンコーダ９
ａからの信号に基づいてハンドル３の舵角が保舵角に一
致したと判別されたところで、サーボモータの制御方式
を位置制御からトルク制御に切換える。そして、トルク
制御によりハンドル３の舵角と保舵角との偏差に応じた
操舵反力をハンドル３に付与する。
８を介して連結されるサーボモータ９を搭載し、ハンド
ルの舵角が保舵角に一致するようにサーボモータの位置
制御を行うものにおいて、ハンドルに実車走行時と同様
の操舵反力を特別の部材を設けずに付与できるうように
する。 【解決手段】 サーボモータ９に付設したエンコーダ９
ａからの信号に基づいてハンドル３の舵角が保舵角に一
致したと判別されたところで、サーボモータの制御方式
を位置制御からトルク制御に切換える。そして、トルク
制御によりハンドル３の舵角と保舵角との偏差に応じた
操舵反力をハンドル３に付与する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二輪車用ライディ
ングシミュレーション装置に関し、特に、ハンドルに実
車走行時と同様の操舵反力を付与し得るようにした装置
に関する。
ングシミュレーション装置に関し、特に、ハンドルに実
車走行時と同様の操舵反力を付与し得るようにした装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の装置として、二輪車の模
擬車体に設けたハンドルに減速機を介して連結されるサ
ーボモータを備えると共に、減速機とハンドルとの間
に、ハンドルの操舵力によって弾性的に撓むばね部材を
介設し、模擬車体に人が乗って模擬走行を行う際に、ハ
ンドルの舵角が保舵角（操舵力を加えない状態でハンド
ルが安定する舵角）に一致するようにサーボモータの位
置制御を行い、ハンドルを操舵したとき、ばね部材の撓
みでハンドルが減速機に対し相対回転し、ハンドルにば
ね部材の撓み反力による操舵反力が付与されるようにし
たものが知られている。そして、このものでは、ばね部
材の撓み量を検出するセンサを設け、このセンサの信号
に基づいてハンドルの舵角を算出し、舵角に応じた模擬
車体の挙動制御を行うようにしている。
擬車体に設けたハンドルに減速機を介して連結されるサ
ーボモータを備えると共に、減速機とハンドルとの間
に、ハンドルの操舵力によって弾性的に撓むばね部材を
介設し、模擬車体に人が乗って模擬走行を行う際に、ハ
ンドルの舵角が保舵角（操舵力を加えない状態でハンド
ルが安定する舵角）に一致するようにサーボモータの位
置制御を行い、ハンドルを操舵したとき、ばね部材の撓
みでハンドルが減速機に対し相対回転し、ハンドルにば
ね部材の撓み反力による操舵反力が付与されるようにし
たものが知られている。そして、このものでは、ばね部
材の撓み量を検出するセンサを設け、このセンサの信号
に基づいてハンドルの舵角を算出し、舵角に応じた模擬
車体の挙動制御を行うようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例のもので
は、ばね部材とばね部材の撓み量を検出するセンサとが
必要になり、コストが高くなる不具合がある。本発明
は、以上の点に鑑み、ハンドルに実車走行時と同様の操
舵反力を付与し得るようにした低コストの二輪車用ライ
ディングシミュレーション装置を提供することを課題と
している。
は、ばね部材とばね部材の撓み量を検出するセンサとが
必要になり、コストが高くなる不具合がある。本発明
は、以上の点に鑑み、ハンドルに実車走行時と同様の操
舵反力を付与し得るようにした低コストの二輪車用ライ
ディングシミュレーション装置を提供することを課題と
している。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明は、二輪車の模擬車体に設けたハンドルに減速機
を介して連結されるサーボモータを備え、ハンドルの舵
角が保舵角に一致するようにサーボモータの位置制御を
行うものにおいて、ハンドルを減速機に相対回転不能に
連結すると共に、サーボモータに付設したエンコーダか
らの信号に基づいてハンドルの舵角が保舵角に一致した
と判別されたところで、サーボモータの制御方式を位置
制御からトルク制御に切換え、このトルク制御によりエ
ンコーダで検出されるハンドルの舵角と保舵角との偏差
に応じた操舵反力をハンドルに付与する制御手段を備え
ている。
本発明は、二輪車の模擬車体に設けたハンドルに減速機
を介して連結されるサーボモータを備え、ハンドルの舵
角が保舵角に一致するようにサーボモータの位置制御を
行うものにおいて、ハンドルを減速機に相対回転不能に
連結すると共に、サーボモータに付設したエンコーダか
らの信号に基づいてハンドルの舵角が保舵角に一致した
と判別されたところで、サーボモータの制御方式を位置
制御からトルク制御に切換え、このトルク制御によりエ
ンコーダで検出されるハンドルの舵角と保舵角との偏差
に応じた操舵反力をハンドルに付与する制御手段を備え
ている。
【０００５】ハンドルを減速機に相対回転不能に連結す
ると、サーボモータの位置制御を継続した場合、ハンド
ルは保舵角の舵角位置にロックされてしまい、操舵不能
となるが、サーボモータの制御方式を位置制御からトル
ク制御に切換えることにより、サーボモータのトルクに
見合った操舵力でハンドルを操舵できるようになる。即
ち、ハンドルにサーボモータのトルクに応じた操舵反力
が付与される。かくて、サーボモータのトルクをハンド
ルの舵角と保舵角との偏差に応じて可変することによ
り、ハンドルに実車走行時と同様の操舵反力を付与する
ことができる。
ると、サーボモータの位置制御を継続した場合、ハンド
ルは保舵角の舵角位置にロックされてしまい、操舵不能
となるが、サーボモータの制御方式を位置制御からトル
ク制御に切換えることにより、サーボモータのトルクに
見合った操舵力でハンドルを操舵できるようになる。即
ち、ハンドルにサーボモータのトルクに応じた操舵反力
が付与される。かくて、サーボモータのトルクをハンド
ルの舵角と保舵角との偏差に応じて可変することによ
り、ハンドルに実車走行時と同様の操舵反力を付与する
ことができる。
【０００６】そして、本発明では、ハンドルを減速機に
相対回転不能に連結するため、ばね部材やばね部材の撓
み量を検出するセンサが不要となり、コストダウンを図
れる。
相対回転不能に連結するため、ばね部材やばね部材の撓
み量を検出するセンサが不要となり、コストダウンを図
れる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１及び図２は、二輪車用のライ
ディングシミュレーション装置を示している。この装置
は、基台１と、基台１上に後記する２軸の回転自由度を
持って支持させた二輪車の模擬車体２とを備えている。
ディングシミュレーション装置を示している。この装置
は、基台１と、基台１上に後記する２軸の回転自由度を
持って支持させた二輪車の模擬車体２とを備えている。
【０００８】模擬車体２は、上端にハンドル３を操向自
在に設けたフロントコラム２ａと、フロントコラム２ａ
の下端から後方にのびるメインフレーム２ｂと、メイン
フレーム２ｂの後部上方に設けたリヤフレーム２ｃとを
備えており、リヤフレーム２ｃ上に載架する図示省略し
たシートに人が着座し得るように構成されている。
在に設けたフロントコラム２ａと、フロントコラム２ａ
の下端から後方にのびるメインフレーム２ｂと、メイン
フレーム２ｂの後部上方に設けたリヤフレーム２ｃとを
備えており、リヤフレーム２ｃ上に載架する図示省略し
たシートに人が着座し得るように構成されている。
【０００９】基台１には、車体用の支持台１ａが固定さ
れており、この支持台１ａ上に、前後方向に長手のロー
ル軸４を軸支すると共に、ロール軸４の上面に横方向に
長手のピッチ軸５を固定し、模擬車体２をメインフレー
ム２ｂに固定した支持板２ｄにおいてピッチ軸５に軸支
している。かくて、模擬車体２には、ロール軸４回りと
ピッチ軸５回りとの２軸の回転自由度が与えらえる。
れており、この支持台１ａ上に、前後方向に長手のロー
ル軸４を軸支すると共に、ロール軸４の上面に横方向に
長手のピッチ軸５を固定し、模擬車体２をメインフレー
ム２ｂに固定した支持板２ｄにおいてピッチ軸５に軸支
している。かくて、模擬車体２には、ロール軸４回りと
ピッチ軸５回りとの２軸の回転自由度が与えらえる。
【００１０】ライディングシミュレーション装置には、
更に、ピッチ軸５よりも前方に位置させて、左右１対の
直動アクチュエータ６，６が設けられている。各直動ア
クチュエータ６は、電動モータを内蔵するケーシング６
ａと、ケーシング６ａに挿通した螺杆６ｂとを備えてお
り、ケーシング６ａ内に螺杆６ｂに螺合するナットを軸
支し、電動モータによりナットを回転させることで螺杆
６ｂとケーシング６ａとが軸方向に相対移動するように
構成されている。そして、各直動アクチュエータ６の螺
杆６ｂの下端を自在継手６ｃを介して基台１に連結する
と共に、各直動アクチュエータ６のケーシング６ａを自
在継手６ｄを介して模擬車体２に連結し、両直動アクチ
ュエータ６，６のケーシング６ａ，６ａを共に同量上動
または下動させたとき、模擬車体２にピッチ軸５を支点
にした前上りまたは前下りの回動、即ち、ピッチ動作が
与えられ、両直動アクチュエータ６，６のケーシング６
ａ，６ａを互に異なる移動量で移動させたとき、模擬車
体２にロール軸４を支点にした横方向の回動、即ち、ロ
ール動作が与えられるようにしている。
更に、ピッチ軸５よりも前方に位置させて、左右１対の
直動アクチュエータ６，６が設けられている。各直動ア
クチュエータ６は、電動モータを内蔵するケーシング６
ａと、ケーシング６ａに挿通した螺杆６ｂとを備えてお
り、ケーシング６ａ内に螺杆６ｂに螺合するナットを軸
支し、電動モータによりナットを回転させることで螺杆
６ｂとケーシング６ａとが軸方向に相対移動するように
構成されている。そして、各直動アクチュエータ６の螺
杆６ｂの下端を自在継手６ｃを介して基台１に連結する
と共に、各直動アクチュエータ６のケーシング６ａを自
在継手６ｄを介して模擬車体２に連結し、両直動アクチ
ュエータ６，６のケーシング６ａ，６ａを共に同量上動
または下動させたとき、模擬車体２にピッチ軸５を支点
にした前上りまたは前下りの回動、即ち、ピッチ動作が
与えられ、両直動アクチュエータ６，６のケーシング６
ａ，６ａを互に異なる移動量で移動させたとき、模擬車
体２にロール軸４を支点にした横方向の回動、即ち、ロ
ール動作が与えられるようにしている。
【００１１】両直動アクチュエータ６，６の電動モータ
は、アクセル操作やブレーキ操作や体重移動といった搭
乗者による運転操作を検出する各種センサからの信号を
入力するコントローラ７で制御されるようになってお
り、模擬車体２に運転操作に応じてピッチ動作やロール
動作を与え、搭乗者に実車走行時と同様の車体挙動を体
感させることができるようにしている。また、模擬車体
２の前方には図示省略したモニタ画面が配置されてお
り、このモニタ画面上の仮想空間映像も運転操作に応じ
て制御できるようにしている。
は、アクセル操作やブレーキ操作や体重移動といった搭
乗者による運転操作を検出する各種センサからの信号を
入力するコントローラ７で制御されるようになってお
り、模擬車体２に運転操作に応じてピッチ動作やロール
動作を与え、搭乗者に実車走行時と同様の車体挙動を体
感させることができるようにしている。また、模擬車体
２の前方には図示省略したモニタ画面が配置されてお
り、このモニタ画面上の仮想空間映像も運転操作に応じ
て制御できるようにしている。
【００１２】模擬車体２のフロントコラム２ａには、出
力側に遊星歯車式の減速機８を組付けたサーボモータ９
が搭載されており、減速機８の出力軸８ａにハンドル３
用の取付けブロック３ａを直結し、このブロック３ａに
ハンドル３を固定して、ハンドル３が減速機８に相対回
転不能に連結されるようにしている。サーボモータ９に
は、該モータ９の回転角を検出するエンコーダ９ａが付
設されており、エンコーダ９ａからの信号を制御手段た
るコントローラ７に入力して、コントローラ７によりサ
ーボモータ９を制御すると共に、エンコーダ９ａからの
信号で割り出されるハンドル３の舵角に応じてモニタ画
面上の仮想空間映像を変化させるようにしている。
力側に遊星歯車式の減速機８を組付けたサーボモータ９
が搭載されており、減速機８の出力軸８ａにハンドル３
用の取付けブロック３ａを直結し、このブロック３ａに
ハンドル３を固定して、ハンドル３が減速機８に相対回
転不能に連結されるようにしている。サーボモータ９に
は、該モータ９の回転角を検出するエンコーダ９ａが付
設されており、エンコーダ９ａからの信号を制御手段た
るコントローラ７に入力して、コントローラ７によりサ
ーボモータ９を制御すると共に、エンコーダ９ａからの
信号で割り出されるハンドル３の舵角に応じてモニタ画
面上の仮想空間映像を変化させるようにしている。
【００１３】サーボモータ９の制御の詳細は図３に示す
通りであり、先ず、Ｓ１のステップにおいて、現時点で
の運転状態に対応する保舵角θＨ（操舵力を加えない状
態でハンドル３が安定する舵角）を算出し、次に、Ｓ２
のステップで保舵角θＨが変化したか否かを判別する。
そして、保舵角θＨが変化したときは、Ｓ３のステップ
において、エンコーダ９ａからの信号で割り出されるハ
ンドル３の舵角θが保舵角θＨに一致しているか否かを
判別し、θ≠θＨであれば、Ｓ４のステップでθ＝θＨ
になるようにサーボモータ９の位置制御を行い、θ＝θ
ＨになったところでＳ６のステップに進み、位置制御完
了フラグＦを「１」にセットする。尚、フラグＦは位置
制御中Ｓ５のステップで「０」にリセットされる。
通りであり、先ず、Ｓ１のステップにおいて、現時点で
の運転状態に対応する保舵角θＨ（操舵力を加えない状
態でハンドル３が安定する舵角）を算出し、次に、Ｓ２
のステップで保舵角θＨが変化したか否かを判別する。
そして、保舵角θＨが変化したときは、Ｓ３のステップ
において、エンコーダ９ａからの信号で割り出されるハ
ンドル３の舵角θが保舵角θＨに一致しているか否かを
判別し、θ≠θＨであれば、Ｓ４のステップでθ＝θＨ
になるようにサーボモータ９の位置制御を行い、θ＝θ
ＨになったところでＳ６のステップに進み、位置制御完
了フラグＦを「１」にセットする。尚、フラグＦは位置
制御中Ｓ５のステップで「０」にリセットされる。
【００１４】保舵角θＨが変化していなければ、Ｓ７の
ステップでフラグＦが「１」にセットされているか否か
を判別し、Ｆ＝１になるまでＳ３以下のステップに進ん
で位置制御を継続する。そして、Ｆ＝１になったとき、
Ｓ８のステップでハンドル３の舵角θと保舵角θＨとの
偏差△θを算出した後、Ｓ９のステップで△θに応じた
モータトルクを検索し、次に、Ｓ１０のステップで前記
トルクが出力されるようにサーボモータ９のトルク制御
を行う。
ステップでフラグＦが「１」にセットされているか否か
を判別し、Ｆ＝１になるまでＳ３以下のステップに進ん
で位置制御を継続する。そして、Ｆ＝１になったとき、
Ｓ８のステップでハンドル３の舵角θと保舵角θＨとの
偏差△θを算出した後、Ｓ９のステップで△θに応じた
モータトルクを検索し、次に、Ｓ１０のステップで前記
トルクが出力されるようにサーボモータ９のトルク制御
を行う。
【００１５】ここで、モータトルクの方向は、モータト
ルクによってハンドル３に操舵反力が付与されるよう
に、ハンドル３の操舵方向と逆方向に設定されており、
また、モータトルクの大きさは、△θに応じて例えば図
４に示す如く変化するように設定されている。尚、図４
はハンドル３を保舵角θＨの舵角位置から左右一方に操
舵したときをプラス、他方に操舵したときをマイナスと
して△θを表示しており、△θの絶対値が比較的小さな
第１の所定値△θ１以下の範囲に存する場合は、モータ
トルクが△θに比例して比較的小さな比例定数で増加
し、△θの絶対値が第１の所定値△θ１と比較的大きな
第２の所定値△θ２との間の範囲に存する場合は、モー
タトルクが△θに比例して比較的大きな比例定数で増加
し、△θの絶対値が第２の所定値△θ２以上の範囲に存
する場合は、モータトルクが所定のリミット値に保持さ
れる。そして、このようなモータトルクと△θとの関係
を表わすデータテーブルをコントローラ７に格納してお
き、Ｓ９のステップで△θに対応するモータトルクをテ
ーブル検索して、Ｓ１０のステップでこのモータトルク
を出力する。これによれば、ハンドル３に△θに応じた
操舵反力が付与され、実車走行時と同様の操舵フィーリ
ングが得られる。
ルクによってハンドル３に操舵反力が付与されるよう
に、ハンドル３の操舵方向と逆方向に設定されており、
また、モータトルクの大きさは、△θに応じて例えば図
４に示す如く変化するように設定されている。尚、図４
はハンドル３を保舵角θＨの舵角位置から左右一方に操
舵したときをプラス、他方に操舵したときをマイナスと
して△θを表示しており、△θの絶対値が比較的小さな
第１の所定値△θ１以下の範囲に存する場合は、モータ
トルクが△θに比例して比較的小さな比例定数で増加
し、△θの絶対値が第１の所定値△θ１と比較的大きな
第２の所定値△θ２との間の範囲に存する場合は、モー
タトルクが△θに比例して比較的大きな比例定数で増加
し、△θの絶対値が第２の所定値△θ２以上の範囲に存
する場合は、モータトルクが所定のリミット値に保持さ
れる。そして、このようなモータトルクと△θとの関係
を表わすデータテーブルをコントローラ７に格納してお
き、Ｓ９のステップで△θに対応するモータトルクをテ
ーブル検索して、Ｓ１０のステップでこのモータトルク
を出力する。これによれば、ハンドル３に△θに応じた
操舵反力が付与され、実車走行時と同様の操舵フィーリ
ングが得られる。
【００１６】尚、△θと操舵反力との関係は二輪車の機
種によって変化するが、モータトルクのデータテーブル
を機種に応じて切換えることにより、各機種に応じた操
舵反力を付与することができる。
種によって変化するが、モータトルクのデータテーブル
を機種に応じて切換えることにより、各機種に応じた操
舵反力を付与することができる。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ハンドルに実車走行時と同様の操舵反力を付
与できると共に、従来例のようなばね部材やばね部材の
撓み量を検出するセンサが不要となり、コストダウンを
図れる。
によれば、ハンドルに実車走行時と同様の操舵反力を付
与できると共に、従来例のようなばね部材やばね部材の
撓み量を検出するセンサが不要となり、コストダウンを
図れる。
【図１】 本発明装置の一例の側面図
【図２】 図１の装置の平面図
【図３】 ハンドル制御用サーボモータの制御プログラ
ムを示すフロー図
ムを示すフロー図
【図４】 舵角と保舵角との偏差△θとモータトルクと
の関係を示すグラフ
の関係を示すグラフ
２ 模擬車体 ３ ハンドル ７ コントローラ（制御手段） ８ 減速機 ９ サーボモータ ９ａ エンコーダ
フロントページの続き (72)発明者 岡村 隆一 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 市橋 慧 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 二輪車の模擬車体に設けたハンドルに減
速機を介して連結されるサーボモータを備え、ハンドル
の舵角が保舵角に一致するようにサーボモータの位置制
御を行うものにおいて、 ハンドルを減速機に相対回転不能に連結すると共に、 サーボモータに付設したエンコーダからの信号に基づい
てハンドルの舵角が保舵角に一致したと判別されたとこ
ろで、サーボモータの制御方式を位置制御からトルク制
御に切換え、このトルク制御によりエンコーダで検出さ
れるハンドルの舵角と保舵角との偏差に応じた操舵反力
をハンドルに付与する制御手段を備える、 ことを特徴とする二輪車用ライディングシミュレーショ
ン装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000214269A JP3940881B2 (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | 二輪車用ライディングシミュレーション装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000214269A JP3940881B2 (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | 二輪車用ライディングシミュレーション装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002032010A true JP2002032010A (ja) | 2002-01-31 |
| JP3940881B2 JP3940881B2 (ja) | 2007-07-04 |
Family
ID=18709877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000214269A Expired - Fee Related JP3940881B2 (ja) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | 二輪車用ライディングシミュレーション装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3940881B2 (ja) |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2012177762A (ja) * | 2011-02-25 | 2012-09-13 | Honda Motor Co Ltd | ライディングシミュレータ |
| KR20160052968A (ko) * | 2014-10-29 | 2016-05-13 | 대한민국(농촌진흥청장) | 경운기 모의 운전 장치 |
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-
2000
- 2000-07-14 JP JP2000214269A patent/JP3940881B2/ja not_active Expired - Fee Related
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