JP2007219098A - ドライブシミュレーションシステム及びこれに備えるインターフェイス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】実車の運転操作手段及び車載機器を利用したドライブシミュレーションシステム及びこれに用いられるインターフェイス装置を提供すること。
【解決手段】Ｉ／Ｆマイコン１４０は、運転操作検出手段１２０から出力された検出信号Ｓｄに基づいて当該操作情報Ｉｏをシミュレーション制御装置１５０に送信する。シミュレーション装置１６０は、Ｉ／Ｆマイコン１４０からの操作情報Ｉｏに基づいてシミュレーションプログラムを実行し、その結果として発生する車両状態を決定し、決定した車両状態から車両状態情報Ｉｓを作成してＩ／Ｆマイコン１４０に送信する。Ｉ／Ｆマイコン１４０は車両状態情報Ｉｓに含まれる車速、エンジン回転数、ハンドル角度、車両の振動状態、及び動作音の情報に基づいて車載機器１３０を制御する
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載された運転操作手段の操作状態に応じて擬似的に車両状態を発生させるドライブシミュレーションシステム及びこれに備えられるインターフェイス装置に関する。

従来のドライブシミュレーションシステムとしては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。これは、車内に擬似ハンドルや擬似ペダル等の擬似運転操作手段を設け、利用者による擬似運転操作手段の操作を、表示装置上に表示された車両の動作に反映するとともに、オーディオ装置にて車両の動作に伴う動作音を出力する構成である。このように、車内に乗り込んだ状態で実車の運転操作と略同様の操作をすることができるため、高い臨場感を得ることができる。
特開２００５−３８１５号公報

ところで、この種のドライブシミュレーションシステムでは、一層豊かな臨場感を求められている。特に、カーディーラーやその他の車両展示場においては、見物者や試乗者の興味を魅くために、展示車両を実際に運転しているかのような操作感覚や乗車感を提供するためのドライブシミュレーションシステムが要望されている。また、車載エンターテインメント機能の一環として提供されるドライブシミュレーションゲームにおいても、実車の運転感覚や乗車感が求められている。

これらの要望に応えるための手段としては、操作入力に実車のハンドルやアクセルペダル等の運転操作手段を用いる方法と、この操作入力に連動して車両に搭載された計器やハンドル等の車載機器を駆動制御する方法とが考えられるが、従来のシステムでは、擬似運転操作手段を用いる構成であるため、これらの方法を実現することは不可能であった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、実車の運転操作手段及び車載機器を利用したドライブシミュレーションシステム及びこれに用いられるインターフェイス装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明では、車両に搭載され、運転時の操作入力を行う運転操作手段と、運転操作手段の操作を検出する運転操作検出手段と、運転操作検出手段の検出結果に基づいて操作情報を出力する操作情報出力手段と、操作情報に基づいて発生する車両状態を決定し、この車両状態を示す車両状態情報を出力するシミュレーション制御装置と、車両状態情報に基づいて車載機器を制御する車載機器制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項１の発明では、車両に搭載されている運転操作手段により操作入力を行うと、操作情報出力手段は、運転操作検出手段の検出状態に応じて操作情報を出力する。操作情報を受信したシミュレーション制御装置は、この操作情報に基づいて決定した車両状態に対応する車両状態情報を出力する。そして、車両状態情報を受信した車載機器制御手段は、この車両状態情報に基づいて車載機器を制御して、車両状態を模擬的に発生させる。このように、車両に搭載された運転操作手段を用いて操作入力を行うとともに、その操作入力に応じた車両状態となるように車載機器を制御することで、一層豊かな臨場感を提供することができる。

請求項２の発明では、車載機器は、計器装置であって、車載機器制御手段は、車両状態情報に基づいて計器装置を駆動することを特徴としている。このように、シミュレーション制御装置で決定した車両状態に応じて計器装置を駆動することにより、実車の運転感覚に近い臨場感を提供することができる。

請求項３の発明では、車載機器はオーディオ装置であって、車載機器制御手段は、車両状態情報に基づいてオーディオ装置を制御することを特徴としている。このように、シミュレーション制御装置で決定した車両状態に応じてオーディオ装置を制御することにより、実車の運転感覚に近い臨場感を提供することができる。

請求項４の発明では、車載機器は、振動発生装置であって、車載機器制御手段は、車両状態情報に基づいて振動発生装置を制御することを特徴としている。このように、シミュレーション制御装置で決定した車両状態に応じて振動発生装置を制御することにより、実車の運転感覚に近い臨場感を提供することができる。特に、振動を伴う車両状態であるときには、これを忠実に再現することができる。

請求項５の発明では、車載機器は、運転操作手段を駆動する駆動装置であって、車載機器制御手段は、車両状態情報に基づいて駆動装置を駆動することを特徴としている。このように、シミュレーション制御装置で決定した車両状態に応じて駆動装置を制御することにより、実車の運転感覚に近い臨場感を提供することができる。車両状態に伴って運転操作手段の操作感覚が相違することがあるが、このような操作感覚をも忠実に再現することができる。

尚、請求項６の発明は、請求項１から５に記載のドライブシミュレーションシステムに用いるインターフェイス装置に関するものであり、その作用効果は請求項１から請求項５の発明と同一であるため、説明を省略する。

＜第１の実施形態＞
本発明に係るドライブシミュレーションシステムの一実施形態について図１または図２を参照して説明する。本実施形態のドライブシミュレーションシステムは、車両に搭載されている運転操作手段１１０を操作入力として用いつつ、この操作入力に応じて発生する車両状態に基づいて車載機器１３０の動作を制御するものである。

図１に示すように、車両に搭載された運転操作手段１１０は、運転時の操作入力として用いられる操作機器であり、本実施形態では、例えばハンドル、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバーで構成されている。尚、運転操作手段１１０は、Ｘ−ｂｙ−ｗｉｒｅにより、その操作入力によって駆動される駆動装置とは機械的に分離されている。

これらの運転操作手段１１０の操作状態を検出する運転操作検出手段１２０は、運転操作手段１１０の操作状態を検出するものであり、ハンドル操舵角度を検出する操舵角センサ、アクセル開度を検出するアクセルセンサ、ブレーキ踏み込み量を検出するブレーキセンサ、及びシフトポジションを検出するシフトセンサとから構成されており、各センサからは、運転操作手段１１０の操作状態に応じた検出信号Ｓｆを出力する。

車載機器１３０は、例えば計器装置１３１、表示装置１３２、オーディオ装置１３３、車高調整機能を有するサスペンション装置１３４（振動発生装置）、空調装置１３５、及び駆動装置１３６により構成されている。これらのうち、計器装置１３１、表示装置１３２、オーディオ装置１３３、サスペンション装置１３４、及び空調装置１３５は、それぞれに備えられた制御装置によってその動作が制御されるとともに、Ｉ／Ｆマイコン１４０からの制御指令によっても動作する。

また、駆動装置１３６は、Ｉ／Ｆマイコン１４０からの駆動信号Ｓｄに基づいて運転操作手段１１０を駆動するものであり、本実施形態では、所定のトルクを発生してハンドルを回転させるアクチュエータにより構成されている。

Ｉ／Ｆマイコン１４０（操作情報出力手段、車載機器制御手段、インターフェイス装置に相当）は、後述するシミュレーション制御装置１５０と相互通信を行うための通信インターフェイスが備えられており、運転操作検出手段１２０を構成する各センサ１２１〜１２４から入力した検出信号Ｓｆに基づいて、運転操作手段１１０の操作状態に関する操作情報Ｉｏを作成し、シミュレーション制御装置１５０に送信するとともに、シミュレーション制御装置１５０から送信される車両状態情報Ｉｓ（これについては、後述する。）を受信する。ここで、操作情報Ｉｏとしては、上述したハンドルの操舵角、アクセル開度、ブレーキ踏み込み量、シフトポジションが含まれている。また、シミュレーション制御装置１５０から受信した車両状態情報Ｉｓに基づいて車載機器１３０を制御するとともに、車両状態情報Ｉｓ及び検出信号Ｓｆに基づいて駆動装置１３６を制御する。

シミュレーション制御装置１５０は、例えば家庭用のゲーム機器であり、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び記憶媒体に記憶されたシミュレーションプログラムを読み出すための読出し装置を備えている。ここで、読出し装置としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、あるいは半導体メモリドライブ等が好適に利用される。また、映像信号Ｓｖ及び音声信号Ｓｏを外部に出力するための出力インターフェイスが備えられており、外部のスクリーン装置２００やオーディオ装置２１０等が接続されるようになっている。

このシミュレーション制御装置１５０は、Ｉ／Ｆマイコン１４０と相互通信を行うための通信インターフェイスが備えられており、Ｉ／Ｆマイコン１４０から送信された操作情報Ｉｏを受信するとともに、車両状態情報ＩｓをＩ／Ｆマイコン１４０に送信する。また、この通信インターフェイスを介して上述した映像信号Ｓｖ及び音声信号Ｓｏが送信可能とされている。

ここで、車両状態情報Ｉｓは、Ｉ／Ｆマイコン１４０から受信した操作情報Ｉｏに基づいてシミュレーションプログラムを実行した結果発生する車両状態に関する情報のことであり、この情報には、車速、エンジン回転数、ハンドル角度、車両の振動状態、動作音の情報が含まれる。

スイッチ部１６０は、本実施形態のドライブシミュレーションシステムの起動・停止を選択するためのスイッチであり、利用者の設定操作によって選択されるようになっている。

本実施形態の構成は以上であり、続いてその動作について図２を参照して説明する。運転席に乗り込んだ利用者がスイッチ部１６０を操作して、当該シミュレーションシステムを起動すると、Ｉ／Ｆマイコン１４０及びシミュレーション制御装置１５０は以下のようにして動作する。

Ｉ／Ｆマイコン１４０は、利用者による運転操作手段１１０の操作に伴って運転操作検出手段１２０から出力された検出信号Ｓｆを入力すると（ステップＳ１１０）、この検出信号Ｓｆに基づいて、ハンドルの操舵角、アクセル開度、ブレーキ踏み込み量、シフトポジションの情報を含んだ操作情報Ｉｏを作成し（ステップＳ１２０）、当該操作情報Ｉｏをシミュレーション制御装置１５０に送信する（ステップＳ１３０）。

シミュレーション装置１５０は、Ｉ／Ｆマイコン１４０から操作情報Ｉｏを受信すると（ステップＳ２１０でＹｅｓ）、この操作情報Ｉｏに基づいてシミュレーションプログラムを実行し、その結果として発生する車両状態を決定する（ステップＳ２２０）。決定する車両状態は、車速、エンジン回転数、ハンドル角度、車両の振動状態、及び動作音である。そして、決定した車両状態から車両状態情報Ｉｓを作成して（ステップＳ２３０）、この車両状態情報ＩｓをＩ／Ｆマイコン１４０に送信する（ステップＳ２４０）。

Ｉ／Ｆマイコン１４０は車両状態情報Ｉｓを受信すると（ステップＳ１４０でＹｅｓ）、この情報Ｉｓに含まれる車速、エンジン回転数、ハンドル角度、車両の振動状態、及び動作音の情報に基づいて車載機器１３０を制御する（ステップＳ１５０）。

具体的には、表示装置１３２に映像を表示しつつ、オーディオ装置１３３にて動作音を出力し、さらに、計器装置１３１にて車速、エンジン回転数を指示する。また、車両の振動状態に応じてサスペンション装置１３４を制御することで、車両を振動させたり、あるいは、車体を傾斜させる。また、車速の情報により加速状態であると判断した場合には、空調空気を利用者側に強制的に吹き出すように空調装置１３５を制御する。

また、検出信号Ｓｆ及び車両状態情報Ｉｓに基づいて、ハンドルが中立位置以外の操舵位置を示しており、かつ、加速状態であると判断したときには、セルフアライニングトルクを再現するために、ハンドルを中立位置に復帰させるための駆動信号Ｓｄを駆動装置１３６に送信する。

ところで、カーディーラーやその他の展示場に展示されている車両に、本実施形態のドライブシミュレーションシステムを適用したいという場合には、車両の前方にスクリーン装置２００を配置し、このスクリーン装置２００に車両前方を示した映像を表示し、車外のオーディオ装置２１０から動作音を出力するようにすれば良い。このとき、利用者がスクリーン装置２００の映像を見ながら運転操作手段１１０を操作すると、その操作入力に応じた車両状態が車載機器１３０にて再現されることにより、実車の運転感覚あるいは乗車感に近い臨場感を得ることができる。あるいは、所有する車両でこのドライブシミュレーションシステムを用いる場合には、車載機器１３０である表示装置１３２に表示される映像を見ながら運転操作手段１１０を操作することで、上記と同様に車両状態が車載機器１３０によって再現されるから、実車の運転感覚あるいは乗車感に近い臨場感を得ることができる。

本実施形態によれば、車両に搭載された運転操作手段１１０を用いて操作入力を行うとともに、その操作入力に応じた車両状態となるように車載機器１３０を制御することで、一層豊かな臨場感を提供することができる。特に、計器装置１３１、サスペンション装置１３４、空調装置１３５、駆動装置１３６を車両状態に応じて制御することにより、実車の運転感覚に近い臨場感を提供することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

上記実施形態では、表示装置１３２に映像を表示するようにしていたが、例えば、ナビゲーション装置の表示画面に映像を表示するようにしても良い。あるいは、ヘッドアップディスプレイや計器装置１３２に設けられた表示画面上に映像を表示するようにしても良い。

本実施形態のドライブシミュレーションシステムの全体構成を示したブロック図である。 Ｉ／Ｆマイコン及びシミュレーション制御装置の動作を示したフローチャートである。

符号の説明

１１０…運転操作手段
１１１…ハンドル
１１２…アクセルペダル
１１３…ブレーキペダル
１１４…シフトレバー
１２０…運転操作検出手段
１２１…操舵角センサ
１２２…アクセルセンサ
１２３…ブレーキセンサ
１２４…シフトセンサ
１３０…車載機器
１３１…計器装置
１３２…表示装置
１３３…オーディオ装置
１３４…サスペンション装置
１３５…空調装置
１３６…駆動装置
１４０…Ｉ／Ｆマイコン（操作情報出力手段、車載機器制御手段、インターフェイス装置）
１５０…シミュレーション制御装置
Ｓｄ…駆動信号
Ｓｆ…検出信号
Ｉｏ…操作情報
Ｉｓ…車両状態情報

Claims (6)

1. 車両に搭載され、運転時の操作入力を行う運転操作手段と、
   前記運転操作手段の操作を検出する運転操作検出手段と、
   前記運転操作検出手段の検出結果に基づいて操作情報を出力する操作情報出力手段と、
   前記操作情報に基づいて発生する車両状態を決定し、この車両状態を示す車両状態情報を出力するシミュレーション制御装置と、
   前記車両状態情報に基づいて車載機器を制御する車載機器制御手段とを備えることを特徴とするドライブシミュレーションシステム。
2. 前記車載機器は、計器装置であって、
   前記車載機器制御手段は、前記車両状態情報に基づいて前記計器装置を駆動することを特徴とする請求項１に記載のドライブシミュレーションシステム。
3. 前記車載機器はオーディオ装置であって、
   前記車載機器制御手段は、前記車両状態情報に基づいて前記オーディオ装置を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のドライブシミュレーションシステム。
4. 前記車載機器は、振動発生装置であって、
   前記車載機器制御手段は、前記車両状態情報に基づいて前記振動発生装置を制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のドライブシミュレーションシステム。
5. 前記車載機器は、前記運転操作手段を駆動する駆動装置であって、
   前記車載機器制御手段は、前記車両状態情報に基づいて前記駆動装置を駆動することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のドライブシミュレーションシステム。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載のドライブシミュレーションシステムに備えられるインターフェイス装置であって、
   前記運転操作検出手段の検出結果に基づいて操作情報を出力する操作情報出力手段と、
   前記車両状態情報に基づいて車載機器を制御する車載機器制御手段とを備えることを特徴とするインターフェイス装置。

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