JP2962086B2 - 走行シミュレータ機構 - Google Patents
走行シミュレータ機構Info
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- JP2962086B2 JP2962086B2 JP5039791A JP3979193A JP2962086B2 JP 2962086 B2 JP2962086 B2 JP 2962086B2 JP 5039791 A JP5039791 A JP 5039791A JP 3979193 A JP3979193 A JP 3979193A JP 2962086 B2 JP2962086 B2 JP 2962086B2
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- Japan
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- angle
- wheel
- steering
- front wheel
- rear wheel
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- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は走行シミュレータ機構に
関し、走行シミュレーションの適用範囲が広がるように
したものである。
関し、走行シミュレーションの適用範囲が広がるように
したものである。
【０００２】
【従来の技術】フラットベルト試験装置にて走行シミュ
レーションを行う従来技術を、図５及び図６を基に説明
する。図５に示すように通常の自動車１の４つのタイヤ
２は、それぞれシャシダイナモメータのフラットベルト
ユニット３上に乗っている。フラットベルトユニット３
では、一対のローラ４にループ状のスチールベルト５を
張り渡し、このスチールベルト５の平面でタイヤ２を支
える。
レーションを行う従来技術を、図５及び図６を基に説明
する。図５に示すように通常の自動車１の４つのタイヤ
２は、それぞれシャシダイナモメータのフラットベルト
ユニット３上に乗っている。フラットベルトユニット３
では、一対のローラ４にループ状のスチールベルト５を
張り渡し、このスチールベルト５の平面でタイヤ２を支
える。
【０００３】この場合、自動車１は、図６に示すように
６本のワイヤＷによりポールＰに拘束され、拘束力はロ
ードセルＬにより計測される。なお拘束されているとは
いえ、ワイヤＷによる拘束であるため自動車１の車体ロ
ールの自由度は確保されている。またハンドル角センサ
（図示省略）によりハンドル角Ｈが計測され、シャシダ
イナモメータにより車速（ベルト速）Ｖが求められる。
６本のワイヤＷによりポールＰに拘束され、拘束力はロ
ードセルＬにより計測される。なお拘束されているとは
いえ、ワイヤＷによる拘束であるため自動車１の車体ロ
ールの自由度は確保されている。またハンドル角センサ
（図示省略）によりハンドル角Ｈが計測され、シャシダ
イナモメータにより車速（ベルト速）Ｖが求められる。
【０００４】図５に戻り説明を続ける。ハンドル角Ｈ及
び車速ＶはＡ／Ｄ変換器６によりデジタル信号に変換さ
れてコンピュータ７に送られる。コンピュータ７は、ハ
ンドル角Ｈ及び車速Ｖを基に車体運動モデル式を計算
し、計算した車体のスピード及び方向に応じてプロジェ
クタ８を作動し、スクリーン９上に映像が映し出され
る。したがって自動車１に乗ったドライバーは、実際に
走行しているときに見られる前方の景色と同じようなシ
ミュレート映像を見て運転動作（ハンドル操作、アクセ
ル・ブレーキ操作等）をすることができる。かくしてド
ライビングシミュレータが実現でき、各運転状況におけ
るドライバーの動きや反応を調べることができる。
び車速ＶはＡ／Ｄ変換器６によりデジタル信号に変換さ
れてコンピュータ７に送られる。コンピュータ７は、ハ
ンドル角Ｈ及び車速Ｖを基に車体運動モデル式を計算
し、計算した車体のスピード及び方向に応じてプロジェ
クタ８を作動し、スクリーン９上に映像が映し出され
る。したがって自動車１に乗ったドライバーは、実際に
走行しているときに見られる前方の景色と同じようなシ
ミュレート映像を見て運転動作（ハンドル操作、アクセ
ル・ブレーキ操作等）をすることができる。かくしてド
ライビングシミュレータが実現でき、各運転状況におけ
るドライバーの動きや反応を調べることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では自動
車１の車体が拘束されているため、ハンドル操作により
発生した前輪の実際の実舵角はタイヤのスリップ角（横
すべり角）と等しくなってしまう。ところが道路上を自
動車が実走行して旋回するときには車体自体も横すべり
してしまうので、実舵角とスリップ角は等しくない。
車１の車体が拘束されているため、ハンドル操作により
発生した前輪の実際の実舵角はタイヤのスリップ角（横
すべり角）と等しくなってしまう。ところが道路上を自
動車が実走行して旋回するときには車体自体も横すべり
してしまうので、実舵角とスリップ角は等しくない。
【０００６】したがって道路上を実走行するときには、
ハンドルを大きく切って実舵角を大きくしてもなかなか
スリップ角の限界角に達しないが、図５に示す従来機構
ではハンドルを切っていくと比較的すぐに（ハンドル操
作角が小さくても）スリップ角の限界値に近づいてしま
う。この結果、図５に示す従来機構では、直進近傍の小
さな舵角範囲でしか使用できなかった。よって、大きく
ハンドルを切る情況の走行シミュレーションはできなか
った。
ハンドルを大きく切って実舵角を大きくしてもなかなか
スリップ角の限界角に達しないが、図５に示す従来機構
ではハンドルを切っていくと比較的すぐに（ハンドル操
作角が小さくても）スリップ角の限界値に近づいてしま
う。この結果、図５に示す従来機構では、直進近傍の小
さな舵角範囲でしか使用できなかった。よって、大きく
ハンドルを切る情況の走行シミュレーションはできなか
った。
【０００７】ここでスリップ角について図７と図８を参
照して説明しておく。図７は実走行の場合、図８はシャ
シダイナモ上で走行した場合の説明図である。図７及び
図８において、２ｆは前輪、２ｒは後輪、Ｖx は前後速
度、Ｖy は横速度、βｆは前輪スリップ角、βｒは後輪
スリップ角、δｆは前輪操舵角、δｒは後輪操舵角であ
る。これらの図からわかるように前後輪のスリップ角β
ｆ，βｒは、各輪位置での速度ベクトルとホイール面の
なす角として決まる。換言すると、自動車が高速旋回す
るとき、遠心力をささえるためタイヤ接地部分の変形，
ひずみが起こり、ホイール面と車輪進行方向とが一致せ
ず偏向する角を、スリップ角という。図８においては各
輪の速度ベクトルとスチールベルトの走行方向が一致す
るため実舵角とスリップ角は等しくなる。
照して説明しておく。図７は実走行の場合、図８はシャ
シダイナモ上で走行した場合の説明図である。図７及び
図８において、２ｆは前輪、２ｒは後輪、Ｖx は前後速
度、Ｖy は横速度、βｆは前輪スリップ角、βｒは後輪
スリップ角、δｆは前輪操舵角、δｒは後輪操舵角であ
る。これらの図からわかるように前後輪のスリップ角β
ｆ，βｒは、各輪位置での速度ベクトルとホイール面の
なす角として決まる。換言すると、自動車が高速旋回す
るとき、遠心力をささえるためタイヤ接地部分の変形，
ひずみが起こり、ホイール面と車輪進行方向とが一致せ
ず偏向する角を、スリップ角という。図８においては各
輪の速度ベクトルとスチールベルトの走行方向が一致す
るため実舵角とスリップ角は等しくなる。
【０００８】本発明は、上記従来技術に鑑み、大きくハ
ンドルを切った情況での走行シミュレーションもできる
走行シミュレーション機構を提供することを目的とす
る。
ンドルを切った情況での走行シミュレーションもできる
走行シミュレーション機構を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、シャシダイナモメータと、前輪及び後輪が
前記シャシダイナモメータの走行面に乗ると共に、前輪
の舵角を変える前輪アクチュエータと後輪の舵角を前輪
とは独立して変える後輪アクチュエータを有し、更にハ
ンドルの操作回転角であるハンドル角を検出するハンド
ル角センサを備えたシミュレータ用車両と、前記シャシ
ダイナモメータにより得られる車速と前記ハンドル角セ
ンサで検出されるハンドル角を基に車体運動方程式を計
算して、運転状態に応じた前輪スリップ角及び後輪スリ
ップ角を求めるコンピュータと、前輪の舵角が計算によ
り求められた前輪スリップ角となるように前輪アクチュ
エータを作動し、後輪の舵角が計算により求められた後
輪スリップ角となるように後輪アクチュエータを作動す
るコントローラと、を有することを特徴とする。
明の構成は、シャシダイナモメータと、前輪及び後輪が
前記シャシダイナモメータの走行面に乗ると共に、前輪
の舵角を変える前輪アクチュエータと後輪の舵角を前輪
とは独立して変える後輪アクチュエータを有し、更にハ
ンドルの操作回転角であるハンドル角を検出するハンド
ル角センサを備えたシミュレータ用車両と、前記シャシ
ダイナモメータにより得られる車速と前記ハンドル角セ
ンサで検出されるハンドル角を基に車体運動方程式を計
算して、運転状態に応じた前輪スリップ角及び後輪スリ
ップ角を求めるコンピュータと、前輪の舵角が計算によ
り求められた前輪スリップ角となるように前輪アクチュ
エータを作動し、後輪の舵角が計算により求められた後
輪スリップ角となるように後輪アクチュエータを作動す
るコントローラと、を有することを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明では、車速及びハンドル角に応じた前後
輪のスリップ角が計算により求められ、前輪の舵角が前
輪スリップ角となり、後輪の舵角が後輪スリップ角とな
るよう前後輪の舵角制御が行なわれて、シミュレーショ
ン動作をする。
輪のスリップ角が計算により求められ、前輪の舵角が前
輪スリップ角となり、後輪の舵角が後輪スリップ角とな
るよう前後輪の舵角制御が行なわれて、シミュレーショ
ン動作をする。
【００１１】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。なお従来技術と同一機能をはたす部分には同
一符合を付して説明する。
説明する。なお従来技術と同一機能をはたす部分には同
一符合を付して説明する。
【００１２】図１は本発明の実施例を示す。同図に示す
ように、シミュレータ用車両１０の前輪１１及び後輪１
２は、ローラ４に張り渡されたスチールベルト５に乗っ
ている。このシミュレータ用車両１０では、前輪ステア
リング機構に前輪アクチュエータ（電動モータ）１３が
備えられ、後輪ステアリング機構に後輪アクチュエータ
（電動モータ）１４が備えられている（図２参照）。そ
して前輪アクチュエータ１３の作動により前輪１１の舵
角が変わり、後輪アクチュエータ１４の作動により前輪
１１とは独立して後輪１２の舵角が変わる。またハンド
ル角センサ１５によりハンドル１６を切った回転角度
（ハンドル角Ｈ）が検出される。シミュレータ用車両１
０の他の部分は通常の自動車と同様であり、このシミュ
レータ用車両１０はワイヤ（図示省略）により、図６に
示すのと同様にして拘束されている。
ように、シミュレータ用車両１０の前輪１１及び後輪１
２は、ローラ４に張り渡されたスチールベルト５に乗っ
ている。このシミュレータ用車両１０では、前輪ステア
リング機構に前輪アクチュエータ（電動モータ）１３が
備えられ、後輪ステアリング機構に後輪アクチュエータ
（電動モータ）１４が備えられている（図２参照）。そ
して前輪アクチュエータ１３の作動により前輪１１の舵
角が変わり、後輪アクチュエータ１４の作動により前輪
１１とは独立して後輪１２の舵角が変わる。またハンド
ル角センサ１５によりハンドル１６を切った回転角度
（ハンドル角Ｈ）が検出される。シミュレータ用車両１
０の他の部分は通常の自動車と同様であり、このシミュ
レータ用車両１０はワイヤ（図示省略）により、図６に
示すのと同様にして拘束されている。
【００１３】コンピュータ２０には、ハンドル角Ｈ及び
車速ＶをＡ／Ｄ変換器６によりデジタル信号に変換した
信号が入力される。そこでコンピュータ２０は、ハンド
ル角Ｈ及び車速Ｖを基に車体運動モデル方程式を計算
し、計算した車体スピード及び方向に応じてプロジェク
タ８を作動し、スクリーン９上にシミュレート映像が映
し出される。
車速ＶをＡ／Ｄ変換器６によりデジタル信号に変換した
信号が入力される。そこでコンピュータ２０は、ハンド
ル角Ｈ及び車速Ｖを基に車体運動モデル方程式を計算
し、計算した車体スピード及び方向に応じてプロジェク
タ８を作動し、スクリーン９上にシミュレート映像が映
し出される。
【００１４】コンピュータ２０は更に、ハンドル角Ｈ及
び車速Ｖを基に車体運動モデル方程式を計算して、時々
刻々の運転状態に応じた前輪スリップ角βｆ及び後輪ス
リップ角βｒを求めて出力する。スリップ角βｆ，βｒ
の計算手順の詳細は運動モデルの自由度により若干異な
るが、いずれの場合も周知の運動方程式を数値解法によ
り解くことでスリップ角βｆ，βｒが得られる。表１は
タイヤスリップ角の計算の一例である。表１に示すよう
に、例えば車速Ｖが５０［km／ｈ］、ハンドル角Ｈが４
０［deg ］のとき前輪のスリップ角βｆが１．０［deg
］、前輪の実舵角が２．４２［deg ］、後輪のスリッ
プ角βｒが０．５６［deg ］、後輪の実舵角が０［deg
］となる。
び車速Ｖを基に車体運動モデル方程式を計算して、時々
刻々の運転状態に応じた前輪スリップ角βｆ及び後輪ス
リップ角βｒを求めて出力する。スリップ角βｆ，βｒ
の計算手順の詳細は運動モデルの自由度により若干異な
るが、いずれの場合も周知の運動方程式を数値解法によ
り解くことでスリップ角βｆ，βｒが得られる。表１は
タイヤスリップ角の計算の一例である。表１に示すよう
に、例えば車速Ｖが５０［km／ｈ］、ハンドル角Ｈが４
０［deg ］のとき前輪のスリップ角βｆが１．０［deg
］、前輪の実舵角が２．４２［deg ］、後輪のスリッ
プ角βｒが０．５６［deg ］、後輪の実舵角が０［deg
］となる。
【００１５】
【表１】
【００１６】前輪コントローラ２１は、前輪１１の舵角
が前輪スリップ角βｆとなるように前輪アクチュエータ
１３を作動し、後輪コントローラ２２は、後輪１２の舵
角が後輪スリップ角βｒとなるように後輪アクチュエー
タ１４を作動する。
が前輪スリップ角βｆとなるように前輪アクチュエータ
１３を作動し、後輪コントローラ２２は、後輪１２の舵
角が後輪スリップ角βｒとなるように後輪アクチュエー
タ１４を作動する。
【００１７】図３は制御フローを示す。ステップ１にて
コンピュータ２０の初期化を行い、ステップ２でハンド
ル角Ｈ及び車速Ｖをコンピュータ２０に読み込んで、ス
テップ３で前後輪のスリップ角βｆ，βｒを計算する。
ステップ４では前後輪アクチュエータストロークの補完
計算を、図４に示すような変換特性を有する変換テーブ
ルを用いて行う。このようにするのは、前輪・後輪の駆
動に用いるアクチュエータの種類・構成により異なる
が、いずれの場合もアクチュエータストロークあるいは
アクチュエータ回転角とタイヤ実舵角との関係は非線形
関係にあるのが一般的だからである。なお、線形関係と
なるときは不要である。
コンピュータ２０の初期化を行い、ステップ２でハンド
ル角Ｈ及び車速Ｖをコンピュータ２０に読み込んで、ス
テップ３で前後輪のスリップ角βｆ，βｒを計算する。
ステップ４では前後輪アクチュエータストロークの補完
計算を、図４に示すような変換特性を有する変換テーブ
ルを用いて行う。このようにするのは、前輪・後輪の駆
動に用いるアクチュエータの種類・構成により異なる
が、いずれの場合もアクチュエータストロークあるいは
アクチュエータ回転角とタイヤ実舵角との関係は非線形
関係にあるのが一般的だからである。なお、線形関係と
なるときは不要である。
【００１８】ステップ５ではコントローラ２１，２２か
らアクチュエータ指令出力を出し、ステップ６にて試験
終了判定をする。
らアクチュエータ指令出力を出し、ステップ６にて試験
終了判定をする。
【００１９】上述したように本実施例では、シミュレー
タ用車両１０の前輪１１及び後輪１２の実舵角は、実際
の自動車がハンドル角Ｈ及び車速Ｖで道路を旋回走行す
るときに生ずるスリップ角と同じ角となるよう操作され
る。したがってハンドル１６を大きく切ってもタイヤの
舵角はスリップ角の分だけしか操作されず、大きくハン
ドルを切ったときの走行シミュレーションもできる。
タ用車両１０の前輪１１及び後輪１２の実舵角は、実際
の自動車がハンドル角Ｈ及び車速Ｖで道路を旋回走行す
るときに生ずるスリップ角と同じ角となるよう操作され
る。したがってハンドル１６を大きく切ってもタイヤの
舵角はスリップ角の分だけしか操作されず、大きくハン
ドルを切ったときの走行シミュレーションもできる。
【００２０】また、タイヤ舵角がスリップ角となってい
るので、タイヤ発生力がシミュレートされ実走行と同じ
横力が発生して車体には実走行と同じロールモーメント
が負荷されることになり、コーナリングフォースもシミ
ュレートできる。よって車体のロール挙動もより現実に
近いものとなり、シミュレーション精度が向上する。
るので、タイヤ発生力がシミュレートされ実走行と同じ
横力が発生して車体には実走行と同じロールモーメント
が負荷されることになり、コーナリングフォースもシミ
ュレートできる。よって車体のロール挙動もより現実に
近いものとなり、シミュレーション精度が向上する。
【００２１】
【発明の効果】以上実施例と共に具体形に説明したよう
に本発明によれば、ハンドルを大きく切ったときの情況
の走行シミュレーションも可能となり、シミュレータと
しての適用範囲が広がる。
に本発明によれば、ハンドルを大きく切ったときの情況
の走行シミュレーションも可能となり、シミュレータと
しての適用範囲が広がる。
【図１】本発明の実施例を示す構成図。
【図２】実施例のステアリング機構を示す構成図。
【図３】実施例の制御フローを示すフロー図。
【図４】変換テーブルの一例を示す特性図。
【図５】従来技術を示す構成図。
【図６】自動車を拘束した状態で示す平面図。
【図７】スリップ角を示す説明図。
【図８】スリップ角を示す説明図。
【符号の説明】 １ 自動車 ２ タイヤ ２ｆ 前輪 ２ｒ 後輪 ３ フラットベルトユニット ４ ローラ ５ スチールベルト ６ Ａ／Ｄ変換器 ７ コンピュータ ８ プロジェクタ ９ スクリーン １０ シミュレータ用車両 １１ 前輪 １２ 後輪 １３ 前輪アクチュエータ １４ 後輪アクチュエータ １５ ハンドル角センサ １６ ハンドル ２０ コンピュータ ２１ 前輪コントローラ ２２ 後輪コントローラ Ｗ ワイヤ Ｐ ポール Ｌ ロードセル
Claims (1)
- 【請求項１】 シャシダイナモメータと、 前輪及び後輪が前記シャシダイナモメータの走行面に乗
ると共に、前輪の舵角を変える前輪アクチュエータと後
輪の舵角を前輪とは独立して変える後輪アクチュエータ
を有し、更にハンドルの操作回転角であるハンドル角を
検出するハンドル角センサを備えたシミュレータ用車両
と、 前記シャシダイナモメータにより得られる車速と前記ハ
ンドル角センサで検出されるハンドル角を基に車体運動
方程式を計算して、運転状態に応じた前輪スリップ角及
び後輪スリップ角を求めるコンピュータと、 前輪の舵角が計算により求められた前輪スリップ角とな
るように前輪アクチュエータを作動し、後輪の舵角が計
算により求められた後輪スリップ角となるように後輪ア
クチュエータを作動するコントローラと、を有すること
を特徴とする走行シミュレータ機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5039791A JP2962086B2 (ja) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | 走行シミュレータ機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5039791A JP2962086B2 (ja) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | 走行シミュレータ機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06249755A JPH06249755A (ja) | 1994-09-09 |
| JP2962086B2 true JP2962086B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=12562780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5039791A Expired - Fee Related JP2962086B2 (ja) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | 走行シミュレータ機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2962086B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003095966A2 (en) * | 2002-05-14 | 2003-11-20 | Bia | 6-axis road simulator test system |
| WO2021075089A1 (ja) * | 2019-10-15 | 2021-04-22 | 本田技研工業株式会社 | 車両検査システムおよび位置合わせ方法 |
-
1993
- 1993-03-01 JP JP5039791A patent/JP2962086B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06249755A (ja) | 1994-09-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990706 |
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