JP2018508814A - ドライビングシミュレータの運転法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、以下のステップ、すなわち、特にブレーキ指令器の操作に基づいて、ドライビングシミュレータでのブレーキ指示を検知するステップと、検知されたブレーキ指示を、ブレーキ指示を特徴付けるのに適している少なくとも1つのブレーキ信号に変換するステップと、車両の、少なくとも1つの部分アクスル特にハーフアクスルを有する駆動トレインの少なくとも一部と、少なくとも1つの部分アクスルに配設されている少なくとも1つのブレーキと、が上に取り付けられているテストベンチに、少なくとも1つのブレーキ信号をドライビングシミュレータから伝達するステップと、車両の所与の速度に対応する車輪回転数で、少なくとも1つの部分アクスルを回転させるステップと、少なくとも1つのブレーキ信号に基づいて、車両の少なくとも1つのブレーキを操作するステップと、車両の少なくとも1つのコンポーネント特に駆動トレイン、車両および/または車両全体の特性に基づいて、少なくとも1つのダイナモメータによって少なくとも1つの部分アクスルでの所与のトルクまたは所与の車輪回転数を調節するステップであって、特性は少なくとも部分的にシミュレートされるステップと、所与のトルクの場合には実車輪回転数を、または所与の車輪回転数の場合には実トルクを検知するステップと、実車輪回転数または実トルクをドライビングシミュレータに出力するステップと、を有するドライビングシミュレータの運転法に関する。

Description

本発明は、テストベンチとドライビングシミュレータとを備えるブレーキ試験装置と、そのようなドライビングシミュレータの運転法とに関する。
本願発明の主旨におけるドライビングシミュレータとは、異なる車両の走行運転をできる限り現実的なやり方でシミュレートすることができる装置と理解され得る。典型的にはそのような装置は、道路運送車両特にレーシングカーの走行運転をシミュレートするのに使われる。しかし基本的には、本発明の主旨におけるドライビングシミュレータは、他の車両にも使用できる。
実車両でのトレーニング時間が一般的に厳しく規制されているカーレースの分野では、開発された新製品を、ドライビングシミュレータを用いてコストをかけずにテストでき、既知のレース区間のコースを、レースまたはシーズンに先立って、追加のトレーニング走行とは別に練習することができる。本発明に係るドライビングシミュレータおよび本発明に係るブレーキ試験装置のさらなる適用範囲は、運転者アシストシステムの車両開発と交通安全と可動性と不可欠な安全性と、自動車の基礎研究と、の分野にある。
一般的にドライビングシミュレータは、現実のまたはコンピュータ生成の車両環境の光景を表わすための画像再現装置を有する。この場合、ドライビングシミュレータ内の運転者に、できる限り現実的な環境の印象を与えるために、好適にはバーチャルリアリティの方法が使用される。その際運転者は一般的に、座席、インストルメントパネル、力フィードバック付きコントロール要素、バックミラーおよび/またはその他の操作要素を有するコックピットいわゆる模擬運転席(Sitzkiste)にいる。そのような模擬運転席は、包括的にまたは場合によってはタイプによって固有に実施されていてよく、人間工学的にかつ機能的に実際の乗用車のコックピットに対応してよい。これはたとえば、フロントガラスやサイドガラスからの視界、ルームミラーやドアミラーおよび乗用車の車体の対応する特徴(たとえばAピラーやBピラー、センタコンソール、車内、ドアの内側など)を含んでいる。
好適にはそのような模擬運転席は、堅固に特に不動にドライビングシミュレータの稼動装置に接合されており、当該ドライビングシミュレータは、ドライビングシミュレータの機械フレームに対して予め決められた自由度に、模擬運転席が、アクティブにコントロールされてまたは制御されて動くのを可能にする。好適にはドライビングシミュレータには、運転者にとってできる限り細部にわたって忠実なシミュレーションを可能にするために、車両全体または車両の車体の少なくとも一部が取り付けられてよい。
さらに好適には、ドライビングシミュレータは、車両の環境音を模擬する手段を備える。特に複数の拡声器によるこのような聴覚的な模擬によって、運転者に対して示されるバーチャルリアリティを、聴覚知覚についても充実させることが可能になる。
そのようなドライビングシミュレータは、従来技術の様々な形態において知られている。
特許文献1は、3つ好ましくは4つまたはそれ以上の車輪アセンブリを介して地面上を移動可能な機械フレームを有するドライビングシミュレータを記述しており、車輪アセンブリはそれぞれ、長手軸周りに回転可能に設けられている、地面上を移動可能な少なくとも1つの車輪を含み、機械フレームは、人のための座席とドライビングシミュレータをコントロールするための操作要素とを含むコントロール装置と連結されている。
特許文献2は、試験車両が載置可能なフロアプレートと、試験自動車の垂直加速度および/または縦加速度および/または横加速度および/またはピッチ角および/またはロール角をシミュレートするための、フロアプレートに設けられかつ試験車両と接合された複数のアクチュエータとを含む、自動車の稼動シミュレーションのためのドライビングシミュレータを記述しており、アクチュエータは、試験自動車のアンダフロアに固定可能な少なくとも1つのアダプタプレートを介して、試験自動車に作用接続されている。
特許文献3は、運転者のための座席と車両の操作要素とを有するコックピットと、シミュレーション運転の間運転者が視認可能な走行車両の環境を表わすための視界システムと、ドライビングシミュレータの外部からの視覚影響から運転者を遮断するハウジングと、ドライビングシミュレータの接地面に対してコックピットと視界システムとハウジングとを一緒に動かすための稼動システムとから成るドライビングシミュレータを記述している。
さらに従来技術において、ブレーキ機能を試験できる車両テストベンチが知られている。それで特許文献4は、車両がローラの上に設けられている車両テストベンチを開示している。テストベンチは、自動化されたブレーキテストを実行するために、ブレーキペダルの操作に利用できる自動化ペダル操作装置を備える。
墺国特許出願公開第514404号明細書 独国実用新案第202012006551号明細書 独国特許出願公開第102009000929号明細書 独国特許出願公開第102007012545号明細書
従来技術を背景として、本発明の課題は、できる限り現実的な条件下で1つまたはすべてのブレーキのブレーキ機能を実行でき、かつドライビングシミュレータの運転のために用いられ得るデータを生成する、ブレーキ機構試験装置を提供することである。本発明はさらに、これらのデータに基づくドライビングシミュレータの運転法に関する。
この課題は、請求項1に記載のドライビングシミュレータの運転法と、請求項13に記載のブレーキ試験装置とによって解決される。有利な形態は、従属請求項で請求される。請求項の文面は、記述の内容に明らかに関連したものである。
本発明に係るドライビングシミュレータの運転法は、以下のステップ、すなわち、特にブレーキ指令器(Bremsgeber)の操作に基づいて、ドライビングシミュレータでのブレーキ指示を検知するステップと、検知されたブレーキ指示を、ブレーキ指示を特徴付けるのに適している少なくとも1つのブレーキ信号に変換するステップと、車両の、少なくとも1つの部分アクスル特にハーフアクスルを有する駆動トレインの少なくとも一部と、少なくとも1つの部分アクスルに配設されている少なくとも1つのブレーキと、が上に取り付けられているテストベンチに、少なくとも1つのブレーキ信号をドライビングシミュレータから伝達するステップと、車両の所与の速度に対応する車輪回転数で、少なくとも1つの部分アクスルを回転させるステップと、少なくとも1つのブレーキ信号に基づいて、車両の少なくとも1つのブレーキを操作するステップと、車両の少なくとも1つのコンポーネント特に駆動トレイン、車台、および/または車両全体の特性に基づいて、少なくとも1つのダイナモメータによって少なくとも1つの部分アクスルでの所与のトルクまたは所与の車輪回転数を調節するステップであって、特性は少なくとも部分的にシミュレートされるステップと、所与のトルクの場合には実車輪回転数を、または所与の車輪回転数の場合には実トルクを検知するステップと、実車輪回転数または実トルクをドライビングシミュレータに出力するステップとを備える。
本発明に係る車両のブレーキ機構の試験装置は好適には、車両もしくは車両の重要な部分を受容するために設備されているテストベンチを備える。これは、少なくとも1つの部分アクスル特にハーフアクスルを有する駆動トレインの少なくとも一部と、少なくとも1つの部分アクスルに配設されている少なくとも1つのブレーキと、である。さらに装置は好適には、ドライビングシミュレータを備え、当該ドライビングシミュレータは、ブレーキ指令器を有する模擬運転席を備え、車両の動きの聴覚的および/または視覚的シミュレーションを作り出すために、かつ車両の動きに対応して模擬運転席を動かすために設備されている。模擬運転席は特に、少なくとも1つのコントロールスタンドおよび/または車両の少なくとも1つの部分を備える。テストベンチとドライビングシミュレータとの間には、少なくとも1つのブレーキ信号をドライビングシミュレータからテストベンチに伝達するために、好適には信号接続が設備されている。さらに装置は、少なくとも実車輪回転数および/または実車輪トルクに関するデータをテストベンチからドライビングシミュレータに伝達するために設備されているデータ接続を備える。好適には装置のダイナモメータが少なくとも1つ設けられていて、少なくとも1つの部分アクスル特に駆動トレインの一部のハーフアクスルと相対的回転不能に接合され、装置は、被試験ブレーキごとにそれぞれ1つのダイナモメータを備える。
本発明の主旨におけるブレーキ指示とは、特にブレーキ指令器たとえばブレーキピストンを有するブレーキペダルを操作することで、特に運転者または自動運転車によって出力される、ブレーキ作用の要求のことである。
本発明の主旨における部分アクスルとは、車両で特に2つの車輪を各端部に備えるアクスルの一部分のことである。特に、本発明の主旨における部分アクスルは、1つの車輪を担持するために設備されているハーフアクスルのことである。
本発明の主旨におけるダイナモメータとは、部分アクスルに正もしくは負の力またはトルクを加えることができる、つまりジェネレータとしてもモータとしても運転され得る、好適には電気式の機械、特にいわゆる能動ダイナモメータのことである。好適にはダイナモメータは、特にトルクを測定するための力測定器を含む。
本発明の主旨における車両のコンポーネントとは、車両の個々の部材またはアセンブリのことである。
本発明の主旨における車輪回転数とは、車輪が部分アクスルに取り付けられていれば、この車輪が回転するであろう回転数のことである。この回転数は、部分アクスルで測定され得る回転数に相当する。
本発明の主旨におけるコンポーネントの特性とは、車両の走行挙動に寄与するコンポーネントのあらゆる特徴、特に直線的に動く質量と回転する質量とが減速した場合に、ブレーキモーメントを生み出すコンポーネント質量のことである。本発明の主旨における特性は、極めて一般的には、本発明に係る方法の入力パラメータを意味する。
本発明の主旨における車両とは、航空機または陸上車両のことであるが、特に自動車のことである。
本発明の主旨における実車輪回転数と実トルクは、少なくとも1つの部分アクスルでの車輪回転数および/またはトルクの測定値についての情報を含んでいる。
本発明の主旨におけるブレーキは特に、1つの車輪もしくは1つの部分アクスル特にハーフアクスルの回転運動にブレーキをかけるのに必要とされるすべてのコンポーネント、すなわちディスクブレーキの場合には、少なくともブレーキディスクと、ブレーキパッドを有するブレーキキャリパと、場合によっては油圧式、空気圧式、および/またはバネ式の要素とを備える。
本発明の主旨におけるブレーキ機構は、少なくとも1つのブレーキと、場合によっては1つまたは複数のブレーキをブレーキ指令器と接合するためのさらなる要素とを備える。
本発明は、運転者のまたは車両の走行挙動もしくは走行性を評価するためのシステム(たとえばAVL Drive)のバーチャルな走行経験を、この走行経験が実車両での走行経験にできる限り近いものになるように、車両の駆動トレインの少なくとも一部での物理的な測定値を統合することによって支援するという試みに基づいている。その際本発明は特に、たとえばブレーキパッドやブレーキディスクの、制動に関与する表面の摩擦力は、特に入力パラメータの多さゆえに、正確な数値で模擬できないので、制動中の車両の走行挙動をシミュレートするのは困難であるという認識に依拠している。表面の性質に加えて、ブレーキでの実際の流れ条件、走行風、気象条件のような外的な影響、または走行速度、走行方向、風条件に応じた交通条件による影響も、シミュレート困難な影響要因として付け加わる。
本発明に従えば、被試験車両の制動挙動は、好適にはテストベンチで測定によって決定される。その際テストベンチには、駆動トレインの少なくとも一部、特に部分アクスルもしくはハーフアクスルが、特に被試験車両の車輪マウントを有して取り付けられている。車両のこれらの実コンポーネントによって実行される制動は、ブレーキの要素間の実際の相互作用だけでなく、場合によってはシミュレーションに格納される値に対する駆動トレインの偏差も考慮に入れている。その上、駆動トレイン全体に、または個々のブレーキの領域において、実際の環境条件を作り出すことができるので、これらの影響要因も測定時に考慮することができる。テストベンチの少なくとも1つのダイナモメータによって特に、たとえばオートマチック・トランスミッションの徐行運転時の駆動機械によるまたは急傾斜の区間による推進力の制動を模擬することができるが、好適には制動を、推進コンポーネントなしにテストベンチで、少なくとも1つのダイナモメータによってシミュレートすることもできる。
本発明に係る方法の有利な一形態において、本方法はさらに、実車輪回転数または実トルクに基づいて、ドライビングシミュレータでの視覚的および/または聴覚的シミュレーションを適合させるステップを備える。ドライビングシミュレータでの視覚的または聴覚的シミュレーションを適合させることによって、ドライビングシミュレータでの走行感覚を視覚的・聴覚的印象によって強めることができる。
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、本方法はさらに、少なくとも実車輪回転数または実トルクに基づいて、特に実車輪回転数または実トルクから導き出される加速度に基づいて、ドライビングシミュレータの模擬運転席、特に少なくとも1つのコントロールスタンドおよび/または車両の少なくとも1つの部分を動かすステップを備える。特に模擬運転席の動きは、ドライビングシミュレータでの実際の走行感覚を伝える。
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、本方法はさらに、車両の少なくとも1つのブレーキの実際のブレーキ圧の限界に達すると、少なくとも1つのブレーキの操作を少なくとも部分的にシミュレートするステップを備える。ブレーキ指令器でのフル制動もしくは非常に強い制動力を必要とするブレーキ指示の要求の場合には、ダイナモメータに過負荷がかかり、破損するかまたは少なくともシャットダウンしかねない。それゆえ、ブレーキ指令器とブレーキとの間のブレーキ・ラインが油圧式の場合には、たとえば弁によってブレーキ圧を制限し、限界を超える制動の一部をシミュレートすることが有利である。
それゆえ限界を超えるブレーキ圧は、制動挙動の値を決定する際に保留されず、むしろ車両シミュレーションの中で考慮されて、ブレーキ圧が制限されていても、実トルクもしくは出力される車輪回転数が現実的な値を備えるようにする。
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、少なくとも1つの部分アクスルでの所与のトルクまたは所与の第2の車輪回転数の調節は、さらに空気抵抗、勾配抵抗、または土壌抵抗を考慮し、これらの抵抗の少なくとも1つが好適にはシミュレートされる。理想的な場合には、車両もしくは車両のコンポーネントに作用するすべての走行抵抗が、実車輪回転数または実トルクの出力時に考慮されている。
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、少なくとも1つの部分アクスルの代わりに駆動トレインの別の一部、好適には実質的に上で述べられた車両が、テストベンチに取り付けられている。
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、駆動トレインの少なくとも一部は、車両のそれぞれ1つの車輪に配設されている複数の部分アクスルを備え、部分アクスルの所与のトルクまたは所与の第2の車輪回転数は、個々の各部分アクスルのために個別に調節される。それによって測定時に、個々のブレーキ間でのブレーキ圧の異なる分配または様々な環境条件たとえば個々の車輪もしくはブレーキの接地性を実現できる。個々の車輪への推進力の様々な分配も、このように実現できる。
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、車両の少なくとも1つのブレーキ周辺に、少なくとも1つの流体特に水および/または空気の実際の流れ条件が模擬される。
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、走行速度好適にはさらに走行方向および/または風条件に応じた車両の走行風が、模擬される。
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、車両周辺の気象条件および/または交通条件が、模擬される。
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、少なくとも1つのブレーキ周辺の流れ条件、走行風、車両周辺の気象条件、および/または交通条件が、少なくとも部分的にシミュレートされる。
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、方法のステップは、所与の試験時間にわたって繰り返される。
上で記述された本発明の態様と、ドライビングシミュレータの運転法を発展させるために開示された、上述の態様に付随する特徴および利点は、以下に記述される本発明の態様と、ブレーキ機構試験装置を発展させるために開示される、以下の態様に付随する特徴および利点にも、対応して当てはまり、かつ逆も当てはまる。
本発明に係る装置の有利な一形態において、テストベンチはさらに、少なくとも1つの流体特に水および/または空気の実際の流れ条件を、車両の少なくとも1つのブレーキで模擬するために設備されている。
本発明に係る装置の有利なさらなる一形態において、ドライビングシミュレータは、バーチャルリアリティを再現する手段特に視覚再現装置および/またはオーディオ再現装置を備え、および/または少なくとも6つの空間自由度で模擬運転席を動かすために設備されている。
本発明に係る装置の有利なさらなる一形態において、少なくとも1つのブレーキでの実際の流れ条件、走行風、気象条件、および/または、走行速度、走行方向、風条件、気象条件および/または交通条件に応じた交通条件を模擬するために、テストベンチはさらに、少なくとも1つの送風機、少なくとも1つの温度調節装置および/または少なくとも1つの噴霧装置を備える。
本発明に係る装置の有利なさらなる一形態において、少なくとも1つの送風機、温度調節装置および/または噴霧装置は、被試験ブレーキごとに備わっている。これによって、各ブレーキで様々な環境条件を作り出すことができ、特に現実に近いイメージがテストベンチで可能になる。
本発明に係る装置の有利なさらなる一形態において、テストベンチは、流路および/または冷却室を備える。これによって、テストベンチに取り付けられているすべてのコンポーネントに、現実的な運転シナリオを当てはめることができる。
本発明に係る装置の有利なさらなる一形態において、信号接続は、実際のブレーキ圧を制限する装置特に弁を備える。これによって、1つまたは複数のダイナモメータが、高すぎる圧力で強く制動されて、停止せざるを得なくなる、または破損すらするようなことを防ぐことができる。
有利なさらなる一形態において、信号接続は油圧式のラインであり、ブレーキ信号は油圧である。被試験車両にも油圧式ブレーキが備わっていれば、この信号接続は特に有利である。
本発明に係る装置の有利なさらなる一形態において、ドライビングシミュレータは、ブレーキ指令器としてブレーキペダルとブレーキ伝達シリンダ(Bremsgeberzylinder)とを備え、当該ブレーキ伝達シリンダは、ブレーキ信号の変化、特に信号接続によって引き起こされる減衰および/または遅滞を補償するために設備されている。特に、ドライビングシミュレータとテストベンチとの間が空間的に離れていることによって、信号接続特にブレーキ・ラインを実車両でよりも長くする必要があるかもしれない。油圧式のブレーキ機構では、ラインが長くなれば、システムの剛性が低下し、ブレーキペダルに対する運転者の知覚が変化する。これは、正規の運転時と同じ剛性を達成するためにブレーキ指令器のブレーキ・シリンダを変えることによって、またはブレーキ・ラインの圧力を適合させるかまたは、たとえば圧力リピータを介して付加的な長さのブレーキ・ラインに架橋することによって、防ぐことができる。
ドライビングシミュレータの運転法とブレーキ機構試験装置の例示的な実施形態およびさらなる利点は、図との関連で、以下の記述からもたらされる。詳細に図示されるのは以下である。
本発明に係るブレーキ機構試験装置の一実施形態のドライビングシミュレータの部分的に概略化された図である。 後輪駆動装置を有する車両の駆動トレインが取り付けられている、本発明に係るブレーキ機構試験装置の第1の実施形態の部分的に概略化された図である。 全輪駆動装置を有する車両の駆動トレインが取り付けられている、本発明に係るブレーキ機構試験装置の第2の実施形態の部分的に概略化された図である。 第1の実施形態の本発明に係る方法での情報フローの部分的に概略化されたダイアグラムである。 第2の実施形態の本発明に係る方法での情報フローの部分的に概略化されたダイアグラムである。 本発明に係る方法の第1と第2の実施形態の部分的に概略化されたフローチャートである。
図1は、好適には本発明に係るブレーキ機構試験装置の一実施形態で使用されるような、ドライビングシミュレータを示している。ドライビングシミュレータは、好適には運転者のための座席が固定されている模擬運転席8を備える。さらに模擬運転席8は好適には、バーチャルリアリティを再現する手段特に、バーチャルリアリティの視覚的印象を運転者に与える1つまたは複数の画像再現装置16、および/または環境の聴覚的印象を運転者に伝える聴覚的再現手段17特に拡声器が具備されている。好適には模擬運転席8は、ドライビングシミュレータの稼動装置(図示略)によって、X方向とY方向とZ方向での並進運動を実施でき、Y軸に対して平行な軸回りのピッチ運動と、X軸に対して平行な軸回りのロール運動と、Z軸に対して平行な軸回りのヨー運動と、を実施できる。好適には模擬運転席8は、別の自由角でも運動可能である。さらに好適にはドライビングシミュレータ1は、シミュレーション計算機18を備える(図1には図示略)。これは、ドライビングシミュレータ1に一体化されていてよく、またはドライビングシミュレータ1から空間的に分離されて設けられていてもよい。
図2aは、ブレーキ機構試験装置の第1の実施形態を示している。この装置は、好適にはドライビングシミュレータ1とテストベンチ2とを備える。テストベンチ2には、好適には車両の駆動トレイン4を取り付けることができ、当該駆動トレイン4のブレーキ機構は、リアアクスルの部分アクスル5b、5dが試験されことになる。このために、テストベンチ2は好適には、特にハーフアクスルに相当する被試験部分アクスル5b、5dごとにもしくは被試験ブレーキ6b、6dごとに、それぞれ1つのダイナモメータ7b、7dを備える。ダイナモメータ7b、7dによって、好適には所与のトルクMdefと所与の車輪回転数Ndefとが、それぞれの部分アクスル5b、5dに好適には車輪マウントを介して及ぼされ得る。さらにそれぞれのダイナモメータ7b、7dは、それぞれの部分アクスル5b、5dによって及ぼされたトルクMrealまたはその回転数Nrealを測定技術的に決定するために設備されている。駆動トレイン4をできる限り良好に模擬できるようにするために、好適にはさらにダイナモメータ7b、7dの慣性モーメントが駆動トレイン4を有する車両の車輪の慣性モーメントにできる限り相当するように、ダイナモメータ7b、7dを調節できるように意図されている。部分アクスル5b、5dに加えて、駆動トレイン4は、少なくとも被試験ブレーキ6b、6dを備え、当該ブレーキ6b、6dのブレーキディスクは、それぞれの部分アクスル5b、5dに相対的回転不能に固定されており、ブレーキシューを有するブレーキキャリパによって制動される。好適には、ドラムブレーキなどの他のタイプのブレーキも、駆動トレイン4に備わっていてよい。ブレーキ6b、6dは、信号接続10特にブレーキ機構の油圧ラインを介して、ブレーキ信号BSによって制御される。好適には他の油圧式の信号接続10および、ブレーキ力を生み出すための電気モータを有する有線接続のまたは無線のブレーキ機構も可能である。表わされた実施形態において、ブレーキキャリパはブレーキシューを介して、部分アクスル5a、5b、5c、5dに据え付けられたブレーキ6a、6b、6c、6dのブレーキディスクに対して、ブレーキ力を加える。好適にはテストベンチ2は、装置13a、13b、13c、13dが具備されており、当該装置13a、13b、13c、13dは、ブレーキ6a、6b、6c、6dの各々でそれぞれ実際の流れ条件、走行風および/または気象条件を作り出すことができ、そのために好適には、送風機、温度調節装置、および/または噴霧装置を備える。好適には装置13a、13b、13c、13dは、テストベンチ2全体のための1つの装置または駆動トレイン4の各サイドのためのそれぞれ1つの装置に統合されていてもよい。好適には駆動トレイン4の少なくとも一部だけでなく、駆動トレイン4全体および/または車台の一部または車両全体が、テストベンチ2に取り付け可能である。環境条件をできる限り現実に近く再現できるようにするために、テストベンチ2はさらに、好適には流路14および/または中に少なくとも駆動トレイン4の少なくとも一部が設けられている冷却室15を備える。
さらに、好適には、ブレーキ・ダストを吸い出すための、表わされていない装置が備わっていてよい。
ブレーキ機構試験装置の表わされた第1の実施形態のドライビングシミュレータ1は、好適にはテストベンチ2から空間的に分離されて設けられている。特にドライビングシミュレータ1は、テストベンチ2から来る、たとえばモータ火災時の炎や煙による起こり得る危険が、ドライビングシミュレータ1内の運転者にとっては危険ではないように設けられている。このやり方で、安全技術上本来は人間でテストすることが許されない車両も試すことができる。好適にはシミュレータ1は、図1に関連してすでに説明された機能に加えて、被試験ブレーキ機構を有する車両の操作スイッチとペダルも備える。特にシミュレータ1は、表わされたブレーキが油圧式の場合に、好適にはブレーキペダル9とブレーキ伝達シリンダ12とを備えるブレーキ指令器3を備える。ブレーキ伝達シリンダ12と油圧ライン10とブレーキ圧分配器20とを介して、ブレーキ圧BDはブレーキ6a、6b、6c、6dに伝達される。さらに好適には、ドライビングシミュレータ1は、シミュレーション計算機18を備え、当該シミュレーション計算機18は、ドライビングシミュレータ1に設けられているか、または図1に関連してすでに説明されたように、ドライビングシミュレータ1から空間的に分離されて設けられている。好適にはシミュレーション計算機18は、テストベンチ2の領域に設けられていてもよい。好適には部分アクスル5b、5dは、駆動装置19によって、初期車輪回転数Nに加速される。しかしこの代わりに、ダイナモメータ7b、7dが使用されてもよいであろう。ブレーキ圧分配器20は、好適にはさらに、実際のブレーキ圧を制限する装置として、特にブレーキ機構が油圧式の場合には弁として形成されている。さらに好適には、実際のブレーキ圧を制限するそのような1つの弁または複数の弁は、ブレーキ圧分配器20から分離されて信号接続10に設けられていてもよい。ブレーキ圧を制限するそのような装置20によって、モータ運転中の少なくとも1つのダイナモメータ7b、7dが、過負荷によってシャットダウンせざるを得ないか、または破損すらすることを防げる。
テストベンチ2に蓄積されたデータは、好適にはデータ接続11を介して、ドライビングシミュレータ1特にシミュレーション計算機18に伝達され得る。シミュレーション計算機18は好適には、さらなるシミュレーションの際にデータを考慮するために設備されている。
図2bにおける、本発明に係るブレーキ機構試験装置の第2の実施形態は、テストベンチ2が4つのダイナモメータ7a、7b、7c、7dを備えることで、図2aに表わされた構造と本質的に異なっている。そのような構造は、四輪駆動装置またはロード・カップルド(strassengekoppeltem)ハイブリッド駆動装置を有する駆動トレイン4もしくは車両がテストベンチ2に取り付けられている場合には、特に適している。この場合、部分アクスルもしくはハーフアクスル5a、5cを有するフロントアクスルも、特に内燃機関の駆動装置19によってまたは別の(電気)モータによって運転される。しかし、車両のアクスルの1つだけがモータ駆動される場合にも、存在するハーフアクスルもしくはブレーキ6a、6b、6c、6dごとにダイナモメータ7a、7b、7c、7dを有するテストベンチを使用できる。この場合、駆動されないハーフアクスルもしくは車輪は、初期車輪回転数Nを達成するために、ローラまたはそれぞれのダイナモメータ7a、7b、7c、7dを介して回転され得る。
図3aは、本発明に係る方法の第1の実施形態の機能原理を表わしている。好適にはドライビングシミュレータ1の一部であるシミュレーション計算機18は、少なくとも1つのダイナモメータ7a、7b、7c、7dに、部分アクスル5a、5b、5c、5dが回転する第1の車輪回転数Nを設定する。この場合少なくとも1つのダイナモメータ7a、7b、7c、7dは、モータ運転で作動する。代替的に、第1の車輪回転数Nは、被試験ブレーキ機構を有する車両の駆動トレイン4の駆動装置19を介して調節されてよい。車輪回転数Nに達すると、少なくとも1つのダイナモメータ7a、7b、7c、7dは、回転する部分アクスル5a、5b、5c、5dに対して、予め決められたトルクMdefを、回転方向とは逆に及ぼし、その結果回転運動が制動される。この場合トルクMdefは、被試験ブレーキ機構の車両の特性Pに基づいて、シミュレーション計算機18によって決定される。
このトルクMdefは、少なくとも1つのダイナモメータ7a、7b、7c、7dに設定され、このダイナモメータ7a、7b、7c、7dによって、それぞれの部分アクスル5a、5b、5c、5dで調節される。シミュレータ1内の運転者のブレーキ指示は、ブレーキ信号BSに変換され、当該ブレーキ信号BSはブレーキ6a、6b、6c、6dに転送される。ブレーキ6a、6b、6c、6dのブレーキキャリパは、ブレーキ圧BDを生み出し、当該ブレーキ圧BDは、部分アクスル5a、5b、5c、5dと相対的回転不能に接合されたブレーキディスクに及ぼされ、その結果部分アクスル5a、5b、5c、5dの回転が制動される。ここから生じる実車輪回転数Nrealは、少なくとも1つのダイナモメータ7a、7b、7c、7dまたは別の回転数計測器によって計測され、好適にはシミュレーション計算機18に出力され、当該シミュレーション計算機18は、シミュレーションをドライビングシミュレータ1内の運転者のために適切に適合させる。
図3bは、本発明に係るドライビングシミュレータの運転法の第2の実施形態の機能原理を表わしている。図3aに関連して説明された第1の実施形態とは異なって、シミュレーション計算機18は、所与のトルクMdefではなく、所与の第2の車輪回転数Ndefを算定し、この車輪回転数Ndefを少なくとも1つのダイナモメータ7a、7b、7c、7dに出力する。この場合所与の車輪回転数Ndefは、特性Pに基づいてかつドライビングシミュレータ1内の運転者のブレーキ指示で生成されるブレーキ信号に基づいて算出され、当該ブレーキ信号は、シミュレーション計算機18が同様に入力パラメータとして利用できる。ダイナモメータ7a、7b、7c、7dは、トルクを加えることによって、各時点でこの所与の車輪回転数Ndefを達成しようとする。これによって、ブレーキ6a、6b、6c、6dのブレーキキャリパからのブレーキ圧によって、ブレーキディスクを介して部分アクスル5a、5b、5c、5dに及ぼされる実トルクMrealを推定することができる。この実トルクMrealは好適にはシミュレーション計算機18に出力され、当該シミュレーション計算機18は、ドライビングシミュレータ1でのシミュレーションを適切に適合させる
図4は、本発明に係るドライビングシミュレータ1の運転法の第1と第2の実施形態のフローチャートを表わしている。この場合本方法のステップは、表わされた順序に限定されるものではなく、むしろ機能原理が図2aと図2bの両実施形態に関連して表わされている、それぞれ検知または決定された情報の間の機能的な関連性を表わしている。
まず好適には、ドライビングシミュレータ1内の運転者のブレーキ指示が、特に運転者によるブレーキ指令器3、好適にはブレーキ伝達シリンダ12に作用するブレーキペダル9の操作に基づいて検知される101。ブレーキ指令器3特にブレーキ伝達シリンダ12によって、ブレーキ指示は好適には、ブレーキ指示を特徴付けるのに適している少なくとも1つのブレーキ信号BSに変換される102。このブレーキ信号BSは好適には、ドライビングシミュレータ1から、図2aと図2bとに関連して前述されたようなテストベンチ2に伝達される103。
ブレーキ6a、6b、6c、6dもしくはブレーキ機構全体の機能を、ブレーキ指示もしくはブレーキ信号BSに基づいてテストするために、好適には少なくとも1つの部分アクスル5a、5b、5c、5dが、第1の初期の車輪回転数Nにされる104。この第1の初期の車輪回転数Nは好適には、ブレーキ6a、6b、6c、6dもしくはブレーキ機構がテストされることになっている車両の速度に対応する。この場合第1の初期の車輪回転数Nは、テストベンチ2の少なくとも1つのダイナモメータ7a、7b、7c、7dによって、または車両の駆動装置19つまりモータを介しても、調節され得る。好適には第1の初期の車輪回転数Nは、車両の通常の走行運転のシミュレーションによって、設定される。
生成されたブレーキ信号BSに基づいて、車両の少なくとも1つのブレーキ6a、6b、6c、6dが操作される105。この場合、少なくとも1つのブレーキ6a、6b、6c、6dの実際のブレーキ圧BDの限界に達すると、少なくとも1つのブレーキ6a、6b、6c、6dの操作は、好適には部分的にシミュレートされる105a。すでに説明されたように、そのような制限は、少なくとも1つのダイナモメータ7a、7b、7c、7dを保護するために必要となり得る。
少なくとも1つのダイナモメータ7a、7b、7c、7dまたは駆動装置19を有する少なくとも1つの部分アクスル5a、5b、5c、5dが、第1の初期の車輪回転数Nになると、少なくとも1つのダイナモメータ7a、7b、7c、7dは、部分アクスル5a、5b、5c、5dのモーメント方向と逆のモータ運転に入り、少なくとも1つの部分アクスル5a、5b、5c、5dでの所与のトルクMdefまたは所与の第2の車輪回転数Ndefを調節する106。好適には所与のトルクMdefまたは所与の第2の車輪回転数Ndefは、駆動トレイン4の回転するコンポーネントの慣性モーメントと、被試験ブレーキ機構を有する車両の直線状に動くコンポーネントの慣性モーメントと、に基づいて決定される。これらの慣性モーメントと場合によっては車両のさらなる特徴は好適には、特性Pとして統合されている。第1の初期の車輪回転数Nと所与のトルクMdefまたは所与の第2の車輪回転数Ndefとの相互作用からもたらされる実車輪回転数Nreal(所与のトルクMdefの場合)または実トルクMreal(所与の第2の車輪回転数Ndefの場合)が測定され107、好適にはドライビングシミュレータ1にそれぞれの値が出力される108。好適には車両のコンポーネントの慣性モーメントもしくは特性Pは、乗客の重量、タンクの満状態、および/または車両の積載も考慮に入れる。
好適にはドライビングシミュレータ1での視覚的および/または聴覚的シミュレーションは、実車輪回転数Nrealまたは実トルクMrealのデータに基づいて、適合される109。さらにドライビングシミュレータ1の模擬運転席8も、好適には少なくとも、実車輪回転数Nrealまたは実トルクMrealのデータに基づいて、特に実車輪回転数Nrealまたは実トルクMrealから導き出される加速度に基づいて、動かされる110。視覚的および/または聴覚的運動シミュレーションによって、ブレーキ機構もしくはブレーキ6a、6b、6c、6dによって生み出される走行挙動に車両をできる限り現実に近づけて模擬される。好適には少なくとも1つのブレーキ6a、6b、6c、6dの操作時に、ブレーキ周辺の空気の実際の流れ条件が模擬され、気象条件と交通条件とによる影響も、好適には走行速度と好適にはさらに走行方向および/または風条件に応じて模擬される。これによって、制動時のできる限り現実的な車両のブレーキ挙動もしくは走行挙動を達成できる。好適には車両の特性Pをシミュレートするまたはテストベンチ2の駆動トレイン4の少なくとも一部で実際的に調節されるさらなるパラメータは、ステアリング角、クラッチ位置、切替要求、モータ・コントロールの調節、スロットル・バルブ位置および好適にはさらなるパラメータである。一方でこれによって、ブレーキ機構だけでなく車両の別のコンポーネントもテストすることが可能であり、他方ではシミュレーションおよび/またはテストベンチ2での車両と環境の模擬が現実的であるほど、生成されるデータはますます現実の走行運転での値に近づく。
本発明に係るブレーキ機構試験装置とドライビングシミュレータ1の運転法とによって、運転者は、ブレーキディスクへのブレーキ力を完全にコントロールし、回転するまたは遮断されるブレーキディスクとその結果としてのブレーキ性能との直接的なフィードバックを得る。なぜなら、測定されたブレーキモーメントMrealもしくは第2の実車輪回転数Nrealが、ドライビングシミュレータ1の車両モデルに入力されるからである。これによって、このために実際のテスト区間で走行テストを行う必要なしに、ブレーキ機構全体、ブレーキディスクおよび/またはブレーキキャリパを、制御性に関して直接的な運転者のフィードバックで試験し、かつ開発することが可能になる。これによって一方では貴重なテスト時間を節約し、他方で車両のブレーキ特性の試験を、たとえばまだ車両全体が構成されていないか、または少なくともまだ試作モデルがないような早期の開発段階ですでに、ほとんど現実の条件下で行うことができる。
1 ドライビングシミュレータ
2 テストベンチ
3 ブレーキ指令器
4 駆動トレイン
5a 部分アクスル
5b 部分アクスル
5c 部分アクスル
5d 部分アクスル
6a ブレーキ
6b ブレーキ
6c ブレーキ
6d ブレーキ
7a ダイナモメータ
7b ダイナモメータ
7c ダイナモメータ
7d ダイナモメータ
8 模擬運転席
9 ブレーキペダル
10 信号接続
11 データ接続
12 ブレーキ伝達シリンダ
13a 送風機/温度調節装置/噴霧装置
13b 送風機/温度調節装置/噴霧装置
13c 送風機/温度調節装置/噴霧装置
13d 送風機/温度調節装置/噴霧装置
14 流路
15 冷却室
16 バーチャルリアリティを再現する手段
17 バーチャルリアリティを再現する手段
18 シミュレーション計算機
19 駆動装置
20 ブレーキ圧分配器、弁
P 特性
BS ブレーキ信号
BD ブレーキ圧
初期の第1の車輪回転数
def 所与の第2の車輪回転数
real 実車輪回転数
def 所与のトルク
real 実トルク

Claims (21)

  1. ドライビングシミュレータ(1)の運転法(100)であって、以下のステップ、すなわち、
    ‐特にブレーキ指令器(3)の操作に基づいて、前記ドライビングシミュレータ(1)でのブレーキ指示を検知するステップ(101)と、
    ‐検知されたブレーキ指示を、ブレーキ指示を特徴付けるのに適している少なくとも1つのブレーキ信号(BS)に変換するステップ(102)と、
    ‐車両の、少なくとも1つの部分アクスル(5a、5b、5c、5d)特にハーフアクスルを有する駆動トレイン(4)の少なくとも一部と、少なくとも1つの前記部分アクスル(5a、5b、5c、5d)に配設されている少なくとも1つのブレーキ(6a、6b、6c、6d)とが上に取り付けられているテストベンチ(2)に、少なくとも1つの前記ブレーキ信号(BS)を前記ドライビングシミュレータ(1)から伝達するステップ(103)と、
    ‐車両の所与の速度に対応する第1の車輪回転数(N)で、少なくとも1つの前記部分アクスル(5a、5b、5c、5d)を回転させるステップ(104)と、
    ‐少なくとも1つの前記ブレーキ信号(BS)に基づいて、車両の少なくとも1つの前記ブレーキ(6a、6b、6c、6d)を操作するステップ(105)と、
    ‐車両の少なくとも1つのコンポーネント特に前記駆動トレイン(4)、車台および/または車両全体の特性(P)に基づいて、少なくとも1つのダイナモメータ(7a、7b、7c、7d)によって少なくとも1つの前記部分アクスル(5a、5b、5c、5d)での所与のトルク(Mdef)または所与の第2の車輪回転数(Ndef)を調節するステップ(106)であって、前記特性(P)は少なくとも部分的にシミュレートされるステップ(106)と、
    ‐所与のトルク(Mdef)の場合には実車輪回転数(Nreal)を、または所与の第2の車輪回転数(Ndef)の場合には実トルク(Mreal)を検知するステップ(107)と、
    ‐実車輪回転数(Nreal)または実トルク(Mreal)のデータを前記ドライビングシミュレータ(1)に出力するステップ(108)と、
    を備える方法(100)。
  2. さらに以下のステップ、すなわち、
    ‐実車輪回転数(Nreal)または実トルク(Mreal)のデータに基づいて、前記ドライビングシミュレータ(1)での視覚的および/または聴覚的シミュレーションを適合させるステップ(109)、
    を備える請求項1に記載の方法(100)。
  3. さらに以下のステップ、すなわち、
    ‐少なくとも実車輪回転数(Nreal)または実トルク(Mreal)のデータに基づいて、特に実車輪回転数(Nreal)または実トルク(Mreal)から導き出される加速度に基づいて、前記ドライビングシミュレータ(1)の模擬運転席(8)、特に少なくとも1つのコントロールスタンドおよび/または車両の少なくとも1つの部分を動かすステップ(110)、
    を備える請求項1または2に記載の方法(100)。
  4. さらに以下のステップ、すなわち、
    ‐車両の少なくとも1つの前記ブレーキ(6a、6b、6c、6d)の実際のブレーキ圧(BD)の限界に達すると、少なくとも1つの前記ブレーキ(6a、6b、6c、6d)の操作を少なくとも部分的にシミュレートするステップ(105a)、
    を備える請求項1から3のいずれか1項に記載の方法(100)。
  5. 少なくとも1つの前記部分アクスル(5a、5b、5c、5d)での所与のトルク(Mdef)または所与の第2の車輪回転数(Ndef)の調節は、さらに空気抵抗、勾配抵抗および/または土壌抵抗を考慮し、これらの抵抗の少なくとも1つが好適にはシミュレートされる請求項1から4のいずれか1項に記載の方法(100)。
  6. 少なくとも1つの前記部分アクスル(5a、5b、5c、5d)の代わりに前記駆動トレイン(4)の別の一部、好適にはほぼ完全な車両が、前記テストベンチ(2)に取り付けられている請求項1から5のいずれか1項に記載の方法(100)。
  7. 前記駆動トレイン(4)の少なくとも一部は、車両のそれぞれ1つの車輪に配設されている複数の部分アクスル(5a、5b、5c、5d)を備え、該部分アクスルの所与のトルク(Mdef)または所与の第2の車輪回転数(Ndef)は、個々の各部分アクスルのために個別に調節される(106)請求項1から6のいずれか1項に記載の方法(100)。
  8. 車両の少なくとも1つの前記ブレーキ(6a、6b、6c、6d)周辺に、少なくとも1つの流体特に水および/または空気の実際の流れ条件が模擬される請求項1から7のいずれか1項に記載の方法(100)。
  9. 走行速度、走行方向および/または風条件に応じた車両の走行風が模擬される請求項1から8のいずれか1項に記載の方法(100)。
  10. 車両周辺の気象条件および/または交通条件が模擬される請求項1から9のいずれか1項に記載の方法(100)。
  11. 少なくとも1つの前記ブレーキ(6a、6b、6c、6d)周辺の流れ条件、走行風、車両周辺の気象条件、および/または交通条件が、少なくとも部分的にシミュレートされる請求項1から10のいずれか1項に記載の方法(100)。
  12. 方法のステップは、所与の試験時間にわたって繰り返される請求項1から11のいずれか1項に記載の方法(100)。
  13. 車両のブレーキ機構の試験装置であって、
    車両の、少なくとも1つの部分アクスル(5a、5b、5c、5d)特にハーフアクスルを有する駆動トレインの少なくとも一部と、少なくとも1つの前記部分アクスル(5a、5b、5c、5d)に配設されている少なくとも1つのブレーキ(6a、6b、6c、6d)と、を受容するために設備されているテストベンチ(2)と、
    ブレーキ指令器(3)を有する模擬運転席(8)を備え、車両の動きの聴覚的および/または視覚的シミュレーションを作り出すために、かつ車両の動きに対応して前記模擬運転席(8)特に、少なくとも1つのコントロールスタンドおよび/または車両の少なくとも1つの部分を動かすために設備されているドライビングシミュレータ(1)と、
    少なくとも1つのブレーキ信号を前記ドライビングシミュレータ(1)から前記テストベンチ(2)に伝達するために設備されている、前記テストベンチ(2)と前記ドライビングシミュレータ(1)との間の信号接続(10)と、
    少なくとも実車輪回転数(Nreal)および/または実トルク(Mreal)に関するデータを前記テストベンチ(2)から前記ドライビングシミュレータ(1)に伝達するために設けられているデータ接続(11)と、
    前記駆動トレイン(4)の一部の少なくとも1つの部分アクスル(5a、5b、5c、5d)特にハーフアクスルと相対的回転不能に接合されるために設備されている少なくとも1つのダイナモメータ(7a、7b、7c、7d)であって、装置は、被試験ブレーキ(6a、6b、6c、6d)ごとに1つのダイナモメータ(7a、7b、7c、7d)を備えるダイナモメータ(7a、7b、7c、7d)と、
    を備える装置。
  14. 前記テストベンチ(2)はさらに、少なくとも1つの流体特に水および/または空気の実際の流れ条件を、車両の少なくとも1つの前記ブレーキ(6a、6b、6c、6d)で模擬するために設けられている請求項13に記載の装置。
  15. 前記ドライビングシミュレータ(1)は、バーチャルリアリティを再現する手段(16、17)特に視覚再現装置および/またはオーディオ再現装置を備え、および/または少なくとも6つの空間自由度で前記模擬運転席(8)を動かすために設けられている請求項13または14に記載の装置。
  16. 少なくとも1つの前記ブレーキ(6a、6b、6c、6d)での実際の流れ条件、走行風、気象条件および/または、走行速度と走行方向と風条件、気象条件、および/または交通条件に応じた交通条件を模擬するために、前記テストベンチはさらに、少なくとも1つの送風機(13a、13b、13c、13d)、少なくとも1つの温度調節装置(14a、14b、14c、14d)、および/または少なくとも1つの噴霧装置(15a、15b、15c、15d)を備える請求項13から15のいずれか1項に記載の装置。
  17. 少なくとも1つの送風機(13a、13b、13c、13d)、温度調節装置(14a、14b、14c、14d)、および/または噴霧装置(15a、15b、15c、15d)は、被試験ブレーキ(6a、6b、6c、6d)ごとに備わっている請求項13から16のいずれか1項に記載の装置。
  18. 前記テストベンチは、流路(14)および/または冷却室(15)を備える請求項13から17のいずれか1項に記載の装置。
  19. 前記信号接続は、実際のブレーキ圧(BD)を制限する装置特に弁を備える請求項13から18のいずれか1項に記載の装置。
  20. 前記信号接続(10)は油圧式のラインであり、前記ブレーキ信号は油圧である請求項13から19のいずれか1項に記載の装置。
  21. 前記ドライビングシミュレータ(1)は、ブレーキ指令器(3)としてブレーキペダル(9)とブレーキ伝達シリンダ(12)とを備え、該ブレーキ伝達シリンダ(12)は、前記ブレーキ信号の変化、特に前記信号接続(10)によって引き起こされる減衰および/または遅滞を補償するために設備されている請求項20に記載の装置。
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