JP3190359B2 - ドライビングシミュレータのステアリング反力発生装置及び演算方法 - Google Patents
ドライビングシミュレータのステアリング反力発生装置及び演算方法Info
- Publication number
- JP3190359B2 JP3190359B2 JP41578690A JP41578690A JP3190359B2 JP 3190359 B2 JP3190359 B2 JP 3190359B2 JP 41578690 A JP41578690 A JP 41578690A JP 41578690 A JP41578690 A JP 41578690A JP 3190359 B2 JP3190359 B2 JP 3190359B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steering
- reaction force
- calculating
- function
- steering angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はドライビングシミュレー
タのステアリング反力発生装置、特に車両走行時にステ
アリングの操舵角に応じて発生する反力をシミュレート
し実走行に近いステアリングの操作感を得ることができ
るドライビングシミュレータのステアリング反力発生装
置に関する。
タのステアリング反力発生装置、特に車両走行時にステ
アリングの操舵角に応じて発生する反力をシミュレート
し実走行に近いステアリングの操作感を得ることができ
るドライビングシミュレータのステアリング反力発生装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、実際の車両走行に近い感覚で
運転が可能なドライビングシミュレータの開発が望まれ
ており、このようなドライビングシミュレータは、例え
ば自動車教習場における教習用のドライビングシミュレ
ータとして、またドライビングゲーム機に用いられるシ
ミュレータとして、さらにはその他の用途に幅広く用い
ることが可能である。
運転が可能なドライビングシミュレータの開発が望まれ
ており、このようなドライビングシミュレータは、例え
ば自動車教習場における教習用のドライビングシミュレ
ータとして、またドライビングゲーム機に用いられるシ
ミュレータとして、さらにはその他の用途に幅広く用い
ることが可能である。
【０００３】しかし、従来の技術では、実際の車両走行
時にステアリングに作用する反力を正確にシミュレート
することができないため、ステアリングの操作感が、実
際の車両運転時と異なり、リアリティに欠けるという問
題があった。
時にステアリングに作用する反力を正確にシミュレート
することができないため、ステアリングの操作感が、実
際の車両運転時と異なり、リアリティに欠けるという問
題があった。
【０００４】特に、従来の技術では、スプリング等を用
いてステアリングシャフトに操舵角に比例した反力を発
生させているに過ぎず、このようにして与えられる反力
は、車両の走行速度やステアリング操舵角等によって微
妙に変化する反力とは全く異なるものであった。
いてステアリングシャフトに操舵角に比例した反力を発
生させているに過ぎず、このようにして与えられる反力
は、車両の走行速度やステアリング操舵角等によって微
妙に変化する反力とは全く異なるものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、実
際の車両に近い感覚でステアリング操作を行うことが可
能で、かつ簡単な構成で応答性の良いドライビングシミ
ュレータのステアリング反力発生装置を提供することに
ある。
従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、実
際の車両に近い感覚でステアリング操作を行うことが可
能で、かつ簡単な構成で応答性の良いドライビングシミ
ュレータのステアリング反力発生装置を提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、車両走行時にステアリングに作用する反
力を演算し、ステアリングに負荷として与えるドライビ
ングシミュレータ用のステアリング反力発生装置におい
て、ステアリングの操舵角を検出し、ステアリング操舵
角検出信号として出力する操舵角検出手段と、ステアリ
ングに作用する反力を演算する反力演算手段と、を含
み、前記反力演算手段は、ステアリング操舵角検出信号
と、ドライビングシミュレータの走行速度に基づき、ス
テアリングを直進方向に復元させるための復元力として
作用する反力を演算する復元力演算手段を含むことを特
徴とする。
め、本発明は、車両走行時にステアリングに作用する反
力を演算し、ステアリングに負荷として与えるドライビ
ングシミュレータ用のステアリング反力発生装置におい
て、ステアリングの操舵角を検出し、ステアリング操舵
角検出信号として出力する操舵角検出手段と、ステアリ
ングに作用する反力を演算する反力演算手段と、を含
み、前記反力演算手段は、ステアリング操舵角検出信号
と、ドライビングシミュレータの走行速度に基づき、ス
テアリングを直進方向に復元させるための復元力として
作用する反力を演算する復元力演算手段を含むことを特
徴とする。
【０００７】また、本発明の反力演算手段は、ドライビ
ングシミュレータの走行速度およびエンジン回転数の少
なくともいずれか一方に基づき、ステアリングに振動と
して作用する反力を演算する振動演算手段を含むことを
特徴とする。
ングシミュレータの走行速度およびエンジン回転数の少
なくともいずれか一方に基づき、ステアリングに振動と
して作用する反力を演算する振動演算手段を含むことを
特徴とする。
【０００８】また、本発明の反力演算手段は、ステアリ
ング操舵角検出信号からステアリングの回転方向および
角速度を求め、この回転方向および角速度に基づきステ
アリングに路面抵抗として作用する反力を演算する路面
抵抗演算手段を含むことを特徴とする。
ング操舵角検出信号からステアリングの回転方向および
角速度を求め、この回転方向および角速度に基づきステ
アリングに路面抵抗として作用する反力を演算する路面
抵抗演算手段を含むことを特徴とする。
【０００９】また、本発明の装置において、前記操舵角
検出手段は、ステアリングの操舵角を検出し、ステアリ
ング操舵角検出信号として操舵角に比例した電圧信号を
出力するよう形成され、前記反力演算手段は、前記電圧
信号を状況に応じ所定レベルシフトし、所定の操舵方向
にハンドルが取られる状況を演算設定するレベルシフト
手段を含むことを特徴とする。
検出手段は、ステアリングの操舵角を検出し、ステアリ
ング操舵角検出信号として操舵角に比例した電圧信号を
出力するよう形成され、前記反力演算手段は、前記電圧
信号を状況に応じ所定レベルシフトし、所定の操舵方向
にハンドルが取られる状況を演算設定するレベルシフト
手段を含むことを特徴とする。
【００１０】
【作用】次に本発明の作用を説明する。
【００１１】実際に車両が走行する際、ステアリングに
反力として作用する力は、車両の走行状態により随時変
化する。
反力として作用する力は、車両の走行状態により随時変
化する。
【００１２】本発明の装置は、運転時にステアリングに
復元力として作用する反力を、簡単な構成で応答性が良
く、より良好にシミュレートするものである。この復元
力は、車両走行時にステアリングを常に直進方向へ復元
させるように作用する反力である。ステアリングの操舵
角に対する反力は、バネのような直線ではなく、関数に
よって変化させるほうが、所定の走行状況のもとで定速
走行する車両の復元力をより良好にシミュレートでき
る。しかも、このようにして得られた基準復元力を、車
両の走行速度に応じて減衰させるようにすれば、車両走
行時に、ステアリング操舵角、車両の速度の両方に高速
で追従して変化する復元力を正確にシミュレートするこ
とができる。
復元力として作用する反力を、簡単な構成で応答性が良
く、より良好にシミュレートするものである。この復元
力は、車両走行時にステアリングを常に直進方向へ復元
させるように作用する反力である。ステアリングの操舵
角に対する反力は、バネのような直線ではなく、関数に
よって変化させるほうが、所定の走行状況のもとで定速
走行する車両の復元力をより良好にシミュレートでき
る。しかも、このようにして得られた基準復元力を、車
両の走行速度に応じて減衰させるようにすれば、車両走
行時に、ステアリング操舵角、車両の速度の両方に高速
で追従して変化する復元力を正確にシミュレートするこ
とができる。
【００１３】また、本発明の装置は、運転時にステアリ
ングに振動として作用する反力をシミュレートするもの
である。例えば、車両走行時において、エンジンの振動
やノッキング等はステアリングに振動として伝わる。こ
の装置は、このような場合に、ステアリングに振動とし
て作用する反力を演算することにより正確にシミュレー
トすることができる。
ングに振動として作用する反力をシミュレートするもの
である。例えば、車両走行時において、エンジンの振動
やノッキング等はステアリングに振動として伝わる。こ
の装置は、このような場合に、ステアリングに振動とし
て作用する反力を演算することにより正確にシミュレー
トすることができる。
【００１４】また、本発明の装置は、ステアリング操作
を行う際、ステアリングに路面抵抗として作用する反力
をシミュレートするものである。即ち、ステアリングを
操作すると、このステアリングの操作を妨げるように路
面抵抗が反力として作用する。本発明の路面抵抗演算手
段は、この路面抵抗を、ステアリング操作の角速度と、
車両走行速度とに基づき演算し、実際の路面抵抗を正確
にシミュレートしている。
を行う際、ステアリングに路面抵抗として作用する反力
をシミュレートするものである。即ち、ステアリングを
操作すると、このステアリングの操作を妨げるように路
面抵抗が反力として作用する。本発明の路面抵抗演算手
段は、この路面抵抗を、ステアリング操作の角速度と、
車両走行速度とに基づき演算し、実際の路面抵抗を正確
にシミュレートしている。
【００１５】さらに、本発明の装置は、所定の操舵方向
にハンドルが取られる状態をシミュレートするものであ
る。例えば、直進方向と交叉する方向に傾いている路面
を車両が通過すると、ステアリングにはその傾き方向に
ハンドルが取られるように反力が作用する。本発明にか
かる装置は、ステアリングの操舵角を表すステアリング
操舵角検出信号を、所定の操舵方向にシフトさせること
により、ハンドルが取られる状況をシミュレートするこ
とができる。
にハンドルが取られる状態をシミュレートするものであ
る。例えば、直進方向と交叉する方向に傾いている路面
を車両が通過すると、ステアリングにはその傾き方向に
ハンドルが取られるように反力が作用する。本発明にか
かる装置は、ステアリングの操舵角を表すステアリング
操舵角検出信号を、所定の操舵方向にシフトさせること
により、ハンドルが取られる状況をシミュレートするこ
とができる。
【００１６】このように、本発明の発明では、ステアリ
ングに復元力として作用する反力を正確にシミュレート
することができ、さらに本発明では、ステアリングに振
動として作用する反力を正確にシミュレートすることが
できる。さらに、本発明にかかる装置では、ステアリン
グ操作時に路面抵抗としてステアリングに作用する反力
を正確にシミュレートでき、さらに本発明の装置では、
ハンドルが所定の操舵方向に取られる状態をシミュレー
トすることができる。
ングに復元力として作用する反力を正確にシミュレート
することができ、さらに本発明では、ステアリングに振
動として作用する反力を正確にシミュレートすることが
できる。さらに、本発明にかかる装置では、ステアリン
グ操作時に路面抵抗としてステアリングに作用する反力
を正確にシミュレートでき、さらに本発明の装置では、
ハンドルが所定の操舵方向に取られる状態をシミュレー
トすることができる。
【００１７】従って、これら各発明の装置を、単独で、
あるいは必要に応じて組み合わせることにより、各種走
行状況の下でステアリングに作用する反力を正確にシミ
ュレートし、実際の運転時に近いハンドルの操作感を得
ることができる。
あるいは必要に応じて組み合わせることにより、各種走
行状況の下でステアリングに作用する反力を正確にシミ
ュレートし、実際の運転時に近いハンドルの操作感を得
ることができる。
【００１８】
【実施例】次に本発明の好適な実施例を図面に基づき詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１９】図２には、本発明が適用された運転教習用
のドライビングシミュレータの好適な一例が示され、実
施例のドライビングシミュレータは、ドライバーがシー
ト１０に座った状態で、ハンドル１２、ブレーキ１４、
アクセル、クラッチ、サイドブレーキ等の各部を操作す
るよう構成されている。
のドライビングシミュレータの好適な一例が示され、実
施例のドライビングシミュレータは、ドライバーがシー
ト１０に座った状態で、ハンドル１２、ブレーキ１４、
アクセル、クラッチ、サイドブレーキ等の各部を操作す
るよう構成されている。
【００２０】また、このドライビングシミュレータは、
車両のフロントウィンドウに対応する位置にディスプレ
イ１６が設けられている。そして、図示しないＣＰＵ
は、車両の各種走行環境を演算し、演算された走行環境
内を車両が走行する際に、運転席からフロントウィンド
ウを介して眺められる車両前方の景色をディスプレイ１
６上に表示する。そして、ドライバーが、ディスプレイ
１６上に表示される景色を見ながら、ハンドル１２、ブ
レーキ１４等を操作し、実際の車両と同様に運転を行う
よう構成されている。
車両のフロントウィンドウに対応する位置にディスプレ
イ１６が設けられている。そして、図示しないＣＰＵ
は、車両の各種走行環境を演算し、演算された走行環境
内を車両が走行する際に、運転席からフロントウィンド
ウを介して眺められる車両前方の景色をディスプレイ１
６上に表示する。そして、ドライバーが、ディスプレイ
１６上に表示される景色を見ながら、ハンドル１２、ブ
レーキ１４等を操作し、実際の車両と同様に運転を行う
よう構成されている。
【００２１】また、本実施例のステアリング１８は、前
述したハンドル１２と、このハンドル１２に一端が固定
されたステアリングシャフト２０と、このステアリング
シャフト２０の先端に自在継手２２を配し連結されたシ
ャフト２４とを含み、ハンドル１２を回転操作すると、
これと連結されたシャフト２０、２４も回転するよう構
成されている。そして、ステアリング１８の操舵角θ
は、操舵角検出部２８により検出され、ステアリング操
舵角検出信号Ｖ２として出力される。
述したハンドル１２と、このハンドル１２に一端が固定
されたステアリングシャフト２０と、このステアリング
シャフト２０の先端に自在継手２２を配し連結されたシ
ャフト２４とを含み、ハンドル１２を回転操作すると、
これと連結されたシャフト２０、２４も回転するよう構
成されている。そして、ステアリング１８の操舵角θ
は、操舵角検出部２８により検出され、ステアリング操
舵角検出信号Ｖ２として出力される。
【００２２】本発明の特徴は、車両運転時にステアリン
グに作用する反力をシミュレートし、ステアリングに負
荷として作用させることにある。これにより、実際の車
両とほとんど変わらないステアリング操作感を得ること
ができ、ドライバーはあたかも実際の車両に乗ったよう
な感覚で運転を行うことが可能となる。
グに作用する反力をシミュレートし、ステアリングに負
荷として作用させることにある。これにより、実際の車
両とほとんど変わらないステアリング操作感を得ること
ができ、ドライバーはあたかも実際の車両に乗ったよう
な感覚で運転を行うことが可能となる。
【００２３】このため、本発明の装置には負荷発生部３
０と、この負荷発生部３０を制御する反力演算回路４８
とが設けられ、シャフト２４に所定の負荷を反力として
作用させるよう構成されている。
０と、この負荷発生部３０を制御する反力演算回路４８
とが設けられ、シャフト２４に所定の負荷を反力として
作用させるよう構成されている。
【００２４】本実施例において、前記負荷発生部３０
は、直流サーボモータ３２と、このサーボモータ３２の
回転出力を減速する減速機構３４とを含み、減速機構３
４の出力軸に設けられたプーリ３６と、シャフト２４に
設けられたプーリ２６との間にベルト３８を掛け渡すこ
とにより、サーボモータ３２で発生した負荷をシャフト
２４へ伝達するよう構成されている。
は、直流サーボモータ３２と、このサーボモータ３２の
回転出力を減速する減速機構３４とを含み、減速機構３
４の出力軸に設けられたプーリ３６と、シャフト２４に
設けられたプーリ２６との間にベルト３８を掛け渡すこ
とにより、サーボモータ３２で発生した負荷をシャフト
２４へ伝達するよう構成されている。
【００２５】図１には、本実施例にかかる操舵角検出部
２８および反力演算回路４８の好適な一例が示され、実
施例の反力演算回路４８は、操舵角検出部２８の検出出
力Ｖ２に基づき運転時にステアリング１８に作用する反
力を演算し、サーボコントローラ６０を用いて直流サー
ボモータ３２を制御し、ステアリング１８に実際の車両
と同様な反力を作用させるよう構成されている。
２８および反力演算回路４８の好適な一例が示され、実
施例の反力演算回路４８は、操舵角検出部２８の検出出
力Ｖ２に基づき運転時にステアリング１８に作用する反
力を演算し、サーボコントローラ６０を用いて直流サー
ボモータ３２を制御し、ステアリング１８に実際の車両
と同様な反力を作用させるよう構成されている。
【００２６】ここにおいて、実施例の操舵角検出部２８
は、可変抵抗４０，レベルシフタ４２，センタ調整回路
４４を含む。前記可変抵抗４０は、その一端がアースさ
れ、他端が＋５ボルトの直流電源に接続され、シャフト
２４の回転にともない、その抵抗値を変化させＶ１の電
圧信号を出力する分圧回路として構成される。
は、可変抵抗４０，レベルシフタ４２，センタ調整回路
４４を含む。前記可変抵抗４０は、その一端がアースさ
れ、他端が＋５ボルトの直流電源に接続され、シャフト
２４の回転にともない、その抵抗値を変化させＶ１の電
圧信号を出力する分圧回路として構成される。
【００２７】図３（ａ）には、可変抵抗４０から出力さ
れる電圧信号Ｖ１が示され、同図に示すよう操舵角θに
比例し、かつ操舵角がθ＝０のとき２．５Ｖの電圧が出
力される。
れる電圧信号Ｖ１が示され、同図に示すよう操舵角θに
比例し、かつ操舵角がθ＝０のとき２．５Ｖの電圧が出
力される。
【００２８】前記レベルシフタ４２は、図３（ｂ）に示
すよう操舵角がθ＝０のときその出力電圧が０点を通る
よう、可変抵抗４０から出力される電圧信号Ｖ１を−
２．５Ｖシフトさせ、これをステアリング操舵角検出信
号Ｖ２として反力演算回路４８に向け出力する。なお、
操舵角θ＝０のとき、出力Ｖ２が０点から外れる場合に
は、センタ調整回路４４を用いて出力電圧Ｖ２が０点を
通るようシフト調整が行われる。
すよう操舵角がθ＝０のときその出力電圧が０点を通る
よう、可変抵抗４０から出力される電圧信号Ｖ１を−
２．５Ｖシフトさせ、これをステアリング操舵角検出信
号Ｖ２として反力演算回路４８に向け出力する。なお、
操舵角θ＝０のとき、出力Ｖ２が０点から外れる場合に
は、センタ調整回路４４を用いて出力電圧Ｖ２が０点を
通るようシフト調整が行われる。
【００２９】反力演算回路４８は、運転時にステアリン
グに作用する反力を演算出力するものであり、本実施例
においては、復元力演算回路５０と、振動演算回路５４
と、路面抵抗演算回路５２と、ハンドルがとられる状況
を演算するレベルシフト回路９４とを含む。
グに作用する反力を演算出力するものであり、本実施例
においては、復元力演算回路５０と、振動演算回路５４
と、路面抵抗演算回路５２と、ハンドルがとられる状況
を演算するレベルシフト回路９４とを含む。
【００３０】前記復元力演算回路５０は、ステアリング
１８が直進方向（操舵角θ＝０）へ復帰するように作用
する反力を演算出力するものである。この復元力は、ス
テアリングの操舵角のみらず、車両の走行速度、路面状
態によっても随時変化する。このような復元力を演算す
るため、実施例の復元力演算回路５２は、関数変換部６
２と、リミッタ６４と、プログラマブルアッテネータ６
６と、第１の減衰率演算部６８と、ＤＡコンバータ７０
とを含む。
１８が直進方向（操舵角θ＝０）へ復帰するように作用
する反力を演算出力するものである。この復元力は、ス
テアリングの操舵角のみらず、車両の走行速度、路面状
態によっても随時変化する。このような復元力を演算す
るため、実施例の復元力演算回路５２は、関数変換部６
２と、リミッタ６４と、プログラマブルアッテネータ６
６と、第１の減衰率演算部６８と、ＤＡコンバータ７０
とを含む。
【００３１】前記関数変換部６２は、車両の定速走行を
近似できる関数を用いてステアリング操舵角検出信号を
関数変換するものであり、実施例では、レベルシフタ４
２から図３（ｂ）に示すよう出力されるステアリング操
舵角検出信号Ｖ２を、図３（ｃ）に示すよう操舵角θに
対応した対数を表す電圧信号に変換し、これをリミッタ
６４を介してプログラマブルアッテネータ６６へ向け出
力する。すなわち、本発明者は、車両が定速で走行する
場合には、ステアリングの操舵角θの増加に対し、復元
力は対数的に増加することを見出した。従って、関数変
換部６２からリミッタ６４を介して出力される対数変換
された信号は、所定の条件のもとで定速で走行する車両
のステアリングに作用する復元力をシミュレートするこ
とになる。なお、関数変換部６２の後段にリミッタ６４
を設けたのは次の理由による。すなわち、関数変換部６
２の回路構成によっては、操舵角θが大きくなると対数
変換が確実に行われなくなる場合がある。このことを考
慮し、操舵角θが一定角以上になった場合に、復元力も
一定値に飽和するものとし、関数変換部６２の出力を図
３（ｄ）に示すように変換して出力するためである。従
って、関数変換部６２の特性が良好な場合には、このリ
ミッタ６４を設ける必要はない。
近似できる関数を用いてステアリング操舵角検出信号を
関数変換するものであり、実施例では、レベルシフタ４
２から図３（ｂ）に示すよう出力されるステアリング操
舵角検出信号Ｖ２を、図３（ｃ）に示すよう操舵角θに
対応した対数を表す電圧信号に変換し、これをリミッタ
６４を介してプログラマブルアッテネータ６６へ向け出
力する。すなわち、本発明者は、車両が定速で走行する
場合には、ステアリングの操舵角θの増加に対し、復元
力は対数的に増加することを見出した。従って、関数変
換部６２からリミッタ６４を介して出力される対数変換
された信号は、所定の条件のもとで定速で走行する車両
のステアリングに作用する復元力をシミュレートするこ
とになる。なお、関数変換部６２の後段にリミッタ６４
を設けたのは次の理由による。すなわち、関数変換部６
２の回路構成によっては、操舵角θが大きくなると対数
変換が確実に行われなくなる場合がある。このことを考
慮し、操舵角θが一定角以上になった場合に、復元力も
一定値に飽和するものとし、関数変換部６２の出力を図
３（ｄ）に示すように変換して出力するためである。従
って、関数変換部６２の特性が良好な場合には、このリ
ミッタ６４を設ける必要はない。
【００３２】このように、復元力はステアリング操舵角
θに対し対数的にシミュレートされるが、前述したよう
に、この復元力は、車両の走行速度、加速度あるいは車
両の種類や、パワーステアリングか否かなどによって
も、また車両が走行する路面状態（例えば、ジャリ道、
雪道等の路面状態）などによっても異なる。このため、
前記減衰率演算部６８は、予めシミュレートする車両の
種類等に合わせて減衰率を設定し、さらに入力される車
両の走行速度ｖ，加速度α、路面状態を表す係数μに基
づき減衰率を演算し、この減衰率をＤＡコンバータ７０
を介しプログラマブルアッテネータ６６へ向け出力す
る。これにより、プログラマブルアッテネータ６６は、
入力される復元力ｌｏｇＶ２をこの減衰率に基づき減衰
制御し、加算器５６へ向け出力する。例えば、減衰率演
算部６８に入力される速度ｖ，加速度αが大きい場合に
は、その減衰率を小さく設定し、プログラムアッテネー
タ６６から出力される復元力を比較的大きな値に制御す
る。これとは逆に、速度ｖ，加速度αが小さい場合に
は、減衰率演算部６８から出力される減衰率を大きく設
定し、プログラムアッテネータ６６から出力される復元
力が比較的小さなものとなるように制御する。
θに対し対数的にシミュレートされるが、前述したよう
に、この復元力は、車両の走行速度、加速度あるいは車
両の種類や、パワーステアリングか否かなどによって
も、また車両が走行する路面状態（例えば、ジャリ道、
雪道等の路面状態）などによっても異なる。このため、
前記減衰率演算部６８は、予めシミュレートする車両の
種類等に合わせて減衰率を設定し、さらに入力される車
両の走行速度ｖ，加速度α、路面状態を表す係数μに基
づき減衰率を演算し、この減衰率をＤＡコンバータ７０
を介しプログラマブルアッテネータ６６へ向け出力す
る。これにより、プログラマブルアッテネータ６６は、
入力される復元力ｌｏｇＶ２をこの減衰率に基づき減衰
制御し、加算器５６へ向け出力する。例えば、減衰率演
算部６８に入力される速度ｖ，加速度αが大きい場合に
は、その減衰率を小さく設定し、プログラムアッテネー
タ６６から出力される復元力を比較的大きな値に制御す
る。これとは逆に、速度ｖ，加速度αが小さい場合に
は、減衰率演算部６８から出力される減衰率を大きく設
定し、プログラムアッテネータ６６から出力される復元
力が比較的小さなものとなるように制御する。
【００３３】このようにして、実施例の復元力演算回路
５０からは、ステアリング操舵角θ，速度ｖ，加速度α
の変動や、路面状態を表す係数μの変動に応じて変化す
る復元力を正確にシミュレートして演算出力することが
可能となる。
５０からは、ステアリング操舵角θ，速度ｖ，加速度α
の変動や、路面状態を表す係数μの変動に応じて変化す
る復元力を正確にシミュレートして演算出力することが
可能となる。
【００３４】また、前記路面抵抗演算回路５２は、ステ
アリング操作をした際、ステアリング１８に路面抵抗と
して作用する反力を演算出力するものである。この路面
抵抗は、ハンドル１２を回す角速度が小さい場合にはそ
れほど顕著ではなく、角速度が大きくなるに従って顕著
に現れる。さらに、この路面抵抗は、車両の走行速度、
加速度によっても変化し、低速、低加速度で走行してい
る場合に顕著に現れ、高速、高加速度で走行している場
合には比較的小さな値となる。
アリング操作をした際、ステアリング１８に路面抵抗と
して作用する反力を演算出力するものである。この路面
抵抗は、ハンドル１２を回す角速度が小さい場合にはそ
れほど顕著ではなく、角速度が大きくなるに従って顕著
に現れる。さらに、この路面抵抗は、車両の走行速度、
加速度によっても変化し、低速、低加速度で走行してい
る場合に顕著に現れ、高速、高加速度で走行している場
合には比較的小さな値となる。
【００３５】このため、実施例の路面抵抗演算回路５２
は、回転方向及び角速度検出部７２と、リミッター７４
と、プログラマブルアッテネータ７６と、第２の減衰率
演算部７８と、ＤＡコンバータ８０とを含む。
は、回転方向及び角速度検出部７２と、リミッター７４
と、プログラマブルアッテネータ７６と、第２の減衰率
演算部７８と、ＤＡコンバータ８０とを含む。
【００３６】前記回転方向及び角速度検出部７２は、入
力されるステアリング操舵角検出信号Ｖ２を微分し、ス
テアリングの回転方向及びその角速度ωを検出し、これ
を図３（ｅ）に示すような電圧信号として出力する。
力されるステアリング操舵角検出信号Ｖ２を微分し、ス
テアリングの回転方向及びその角速度ωを検出し、これ
を図３（ｅ）に示すような電圧信号として出力する。
【００３７】ここで、角速度ωがプラスの領域は、ステ
アリングが右方向へ回転操作されていることを意味し、
角速度ωがマイナスの領域は、ステアリングが左方向へ
回転操作されていることを意味している。
アリングが右方向へ回転操作されていることを意味し、
角速度ωがマイナスの領域は、ステアリングが左方向へ
回転操作されていることを意味している。
【００３８】リミッター７４は、このようにして出力さ
れる図３（ｅ）に示す電圧信号の振幅に上限ＶS，−ＶS
を設定し、図３（ｆ）に示すよう角速度ωが｜ω｜≧ω
Sの領域に於てその出力電圧が一定の値ＶSとなるように
して出力する。これにより、ステアリング１８の回転角
速度が小さいとき（絶対値｜ω｜≦ωS）は、角速度に
応じた抵抗が発生し、ステアリング１８の回転角速度が
大きくなると（｜ω｜≧ωS）、一定の抵抗が発生する
ことになる。
れる図３（ｅ）に示す電圧信号の振幅に上限ＶS，−ＶS
を設定し、図３（ｆ）に示すよう角速度ωが｜ω｜≧ω
Sの領域に於てその出力電圧が一定の値ＶSとなるように
して出力する。これにより、ステアリング１８の回転角
速度が小さいとき（絶対値｜ω｜≦ωS）は、角速度に
応じた抵抗が発生し、ステアリング１８の回転角速度が
大きくなると（｜ω｜≧ωS）、一定の抵抗が発生する
ことになる。
【００３９】また、前述したよう路面抵抗は、車両の速
度、加速度、路面状態に応じて変化する。このため、前
記第２の減衰率演算部７８は、走行速度ｖ、加速度α、
路面状態を表す係数μに基づき減衰率を演算し、ＤＡコ
ンバータ８０を介しプログラマブルアッテネータ７６に
向け出力する。これにより、プログラマブルアッテネー
タ７６は、リミッター７４から図３（ｆ）に示すように
出力される路面抵抗を表す電圧を、入力される減衰率に
基づき減衰制御し、これを所定の速度をｖ、加速度α、
路面状態を表す係数μ及びステアリング角速度ωの条件
のもとで発生する路面抵抗として加算器５６に向け出力
する。
度、加速度、路面状態に応じて変化する。このため、前
記第２の減衰率演算部７８は、走行速度ｖ、加速度α、
路面状態を表す係数μに基づき減衰率を演算し、ＤＡコ
ンバータ８０を介しプログラマブルアッテネータ７６に
向け出力する。これにより、プログラマブルアッテネー
タ７６は、リミッター７４から図３（ｆ）に示すように
出力される路面抵抗を表す電圧を、入力される減衰率に
基づき減衰制御し、これを所定の速度をｖ、加速度α、
路面状態を表す係数μ及びステアリング角速度ωの条件
のもとで発生する路面抵抗として加算器５６に向け出力
する。
【００４０】このようにして、実施例の路面抵抗演算回
路５２は、ステアリングの回転角速度や、車両の走行速
度、加速度、路面状態に応じて随時変化する路面抵抗を
良好にシミュレートし、演算出力することができる。
路５２は、ステアリングの回転角速度や、車両の走行速
度、加速度、路面状態に応じて随時変化する路面抵抗を
良好にシミュレートし、演算出力することができる。
【００４１】また、前記振動演算回路５４は、車両の走
行状態によって、ステアリングに振動として作用する反
力を演算出力するものである。このような振動は、例え
ば車両が高速走行した際に発生し、またエンジンがノッ
キングを起したり、さらには車両が何かにぶつかった時
にも発生する。このため、実施例の振動演算回路５４
は、２０Ｈｚの矩形波を発生する高速運転用発振器９０
と、この発振出力の振幅を高、中、底の振幅を持つ３種
類の発振信号に変換出力するアッテネータ９２と、１０
Ｈｚの矩形波を発生するノッキング及び衝撃用発振器８
４と、この発振出力の振幅を高、やや高、やや低、低い
の振幅を持つ４種類の発振信号に変換出力するアッテネ
ータ８６と、前記各アッテネータ９２，８６の出力を選
択出力するセレクタ８２と、このセレクタ８２の選択動
作を制御するセレクタ制御部８８とを含む。
行状態によって、ステアリングに振動として作用する反
力を演算出力するものである。このような振動は、例え
ば車両が高速走行した際に発生し、またエンジンがノッ
キングを起したり、さらには車両が何かにぶつかった時
にも発生する。このため、実施例の振動演算回路５４
は、２０Ｈｚの矩形波を発生する高速運転用発振器９０
と、この発振出力の振幅を高、中、底の振幅を持つ３種
類の発振信号に変換出力するアッテネータ９２と、１０
Ｈｚの矩形波を発生するノッキング及び衝撃用発振器８
４と、この発振出力の振幅を高、やや高、やや低、低い
の振幅を持つ４種類の発振信号に変換出力するアッテネ
ータ８６と、前記各アッテネータ９２，８６の出力を選
択出力するセレクタ８２と、このセレクタ８２の選択動
作を制御するセレクタ制御部８８とを含む。
【００４２】そして、セレクタ制御部８８は、車両の走
行速度ｖ、エンジン回転数Ｒに基づき、車両が高速走行
していると判断した場合には、アッテネータ９６から出
力される３種類の発振出力を適宜セレクタ８２に選択さ
せ、加算器５６に向け出力する。さらに、エンジンのノ
ッキング状態をシミュレートする場合や、車両が何かに
ぶつかった状態をシミュレートする場合には、アッテネ
ータ８６から出力される４種類の振幅の発振出力から適
宜所定の信号をセレクタ８２に選択させ加算器５６に向
け出力させる。
行速度ｖ、エンジン回転数Ｒに基づき、車両が高速走行
していると判断した場合には、アッテネータ９６から出
力される３種類の発振出力を適宜セレクタ８２に選択さ
せ、加算器５６に向け出力する。さらに、エンジンのノ
ッキング状態をシミュレートする場合や、車両が何かに
ぶつかった状態をシミュレートする場合には、アッテネ
ータ８６から出力される４種類の振幅の発振出力から適
宜所定の信号をセレクタ８２に選択させ加算器５６に向
け出力させる。
【００４３】このようにして、実施例の振動演算回路５
４は、高速走行時に発生する振動や、エンジンのノッキ
ング、車両が何かに衝突した際に発生する振動等を正確
にシミュレートし、加算器５６へ向け出力することが出
来る。
４は、高速走行時に発生する振動や、エンジンのノッキ
ング、車両が何かに衝突した際に発生する振動等を正確
にシミュレートし、加算器５６へ向け出力することが出
来る。
【００４４】加算器５６は、このようにして各演算回路
５０，５２，５４から演算出力される反力を加算し、バ
ッファ５８を介しサーボコントローラ６０へ向け出力す
る。
５０，５２，５４から演算出力される反力を加算し、バ
ッファ５８を介しサーボコントローラ６０へ向け出力す
る。
【００４５】これにより、サーボコントローラ６０は、
ステアリングに作用する復元力や、ステアリングを回転
操作した際作用する路面抵抗、さらには、各種状況の下
でステアリングに反力として作用する振動などを正確に
シュビレートするようサーボモータ３２を回転制御する
ことになるため、ドライバーは車両運転時にハンドル１
２を介し実際に路面等からステアリング１８に作用する
反力を体感することができ、実際の車両に近いステアリ
ング操作感覚を得ることができる。
ステアリングに作用する復元力や、ステアリングを回転
操作した際作用する路面抵抗、さらには、各種状況の下
でステアリングに反力として作用する振動などを正確に
シュビレートするようサーボモータ３２を回転制御する
ことになるため、ドライバーは車両運転時にハンドル１
２を介し実際に路面等からステアリング１８に作用する
反力を体感することができ、実際の車両に近いステアリ
ング操作感覚を得ることができる。
【００４６】これに加えて、本実施例の反力演算回路４
８には、前記したようにレベルシフト回路９４が設けら
れ、このレベルシフト回路９４により、所定の操作方向
にハンドルが取られる状況をシミュレートしている。例
えば、実施例のようなドライビングシミュレータにおい
て、車両が傾いた路面を走行する場合や、車両がスピン
した状態をシミュレートするためには、このような場合
にハンドルが所定の操舵方向へ取られる状況を正確にシ
ミュレートする必要がある。このため、前記レベルシフ
ト回路９４は、ドライビングシミュレータの走行情報に
基づき、レベルシフター４２から出力される電圧Ｖ2 を
所定レベル分だけ随時プラスまたはマイナス方向へシフ
トするよう制御し、これによりステアリングが所定の操
舵方向へ取られる状況をシミュレートしている。
８には、前記したようにレベルシフト回路９４が設けら
れ、このレベルシフト回路９４により、所定の操作方向
にハンドルが取られる状況をシミュレートしている。例
えば、実施例のようなドライビングシミュレータにおい
て、車両が傾いた路面を走行する場合や、車両がスピン
した状態をシミュレートするためには、このような場合
にハンドルが所定の操舵方向へ取られる状況を正確にシ
ミュレートする必要がある。このため、前記レベルシフ
ト回路９４は、ドライビングシミュレータの走行情報に
基づき、レベルシフター４２から出力される電圧Ｖ2 を
所定レベル分だけ随時プラスまたはマイナス方向へシフ
トするよう制御し、これによりステアリングが所定の操
舵方向へ取られる状況をシミュレートしている。
【００４７】本実施例は以上の構成からなり、次にその
作用を説明する。
作用を説明する。
【００４８】まず、ドライバーがシート１０に座り、ド
ライビングシミュレータの運転を開始すると、ドライビ
ングシミュレータの図示しないＣＰＵは、ブレーキ１４
やアクセル等の操作に応じて車両の走行速度、加速度を
演算すると共に、シミュレートする路面状態μを演算
し、さらにはディスプレイ１６上に車両のフロントウィ
ンドから見た前方の景色を映し出していく。
ライビングシミュレータの運転を開始すると、ドライビ
ングシミュレータの図示しないＣＰＵは、ブレーキ１４
やアクセル等の操作に応じて車両の走行速度、加速度を
演算すると共に、シミュレートする路面状態μを演算
し、さらにはディスプレイ１６上に車両のフロントウィ
ンドから見た前方の景色を映し出していく。
【００４９】このとき、ハンドル１２、即ちステアリン
グ１８の操舵角θは操舵角検出部２８により検出され、
操舵角θに比例した電圧Ｖ2 が操舵角検出信号として復
元力演算回路５０，路面抵抗演算回路５２へ入力され
る。
グ１８の操舵角θは操舵角検出部２８により検出され、
操舵角θに比例した電圧Ｖ2 が操舵角検出信号として復
元力演算回路５０，路面抵抗演算回路５２へ入力され
る。
【００５０】そして、復元力演算回路５０は、この操舵
角検出信号Ｖ2 と、図示しないＣＰＵで演算されたドラ
イビングシミュレータの走行速度ｖ，加速度α、路面状
態μに基づき、車両直進方向（θ＝０）へ操舵角θを復
元しようとする復元力を演算し加算器５６へ向け出力す
る。特に、本発明の装置では、ステアリング操舵角に対
し復元力が対数的に変化するように制御し、しかもこの
復元力を車両の速度、加速度、路面状態μに応じて減衰
制御するため、操舵角θ、速度ｖ，加速度α、路面状態
μに基づき随時変化する復元力を正確にシミュレート
し、ステアリング１８に反力として与えることが出来
る。
角検出信号Ｖ2 と、図示しないＣＰＵで演算されたドラ
イビングシミュレータの走行速度ｖ，加速度α、路面状
態μに基づき、車両直進方向（θ＝０）へ操舵角θを復
元しようとする復元力を演算し加算器５６へ向け出力す
る。特に、本発明の装置では、ステアリング操舵角に対
し復元力が対数的に変化するように制御し、しかもこの
復元力を車両の速度、加速度、路面状態μに応じて減衰
制御するため、操舵角θ、速度ｖ，加速度α、路面状態
μに基づき随時変化する復元力を正確にシミュレート
し、ステアリング１８に反力として与えることが出来
る。
【００５１】したがって、実施例の装置によれば、例え
ばドライバーがカーブなどでハンドル１２を所定の操舵
方向へ回している状態ではシャフト２４に復元力が実際
の車両と同様に反力して作用することになるため、あた
かも実際の車両を運転していると同様なステアリング操
作感を得ることが出来る。
ばドライバーがカーブなどでハンドル１２を所定の操舵
方向へ回している状態ではシャフト２４に復元力が実際
の車両と同様に反力して作用することになるため、あた
かも実際の車両を運転していると同様なステアリング操
作感を得ることが出来る。
【００５２】さらに、路面状態μに基づき減衰率を演算
することにより、ＣＰＵがシミュレートする路面状態、
例えば実際の雪道、ジャリ道等を走行している際と同様
なステアリング操作感を得ることが出来る。
することにより、ＣＰＵがシミュレートする路面状態、
例えば実際の雪道、ジャリ道等を走行している際と同様
なステアリング操作感を得ることが出来る。
【００５３】また、路面抵抗演算回路５２は、操舵角検
出信号Ｖ2 に基づきステアリング１８の回転方向及び回
転角速度を検出する。そして、この検出回転方向、回転
角速度と、図示しないＣＰＵが演算する車両の速度ｖ、
加速度α、路面状態μとに基づき、ステアリング１８に
反力として作用する路面抵抗を演算出力する。
出信号Ｖ2 に基づきステアリング１８の回転方向及び回
転角速度を検出する。そして、この検出回転方向、回転
角速度と、図示しないＣＰＵが演算する車両の速度ｖ、
加速度α、路面状態μとに基づき、ステアリング１８に
反力として作用する路面抵抗を演算出力する。
【００５４】これにより、本実施例のドライビングシミ
ュレータによれば、例えば車両の車庫入れ、縦列駐車
や、車両走行時にステアリングを急激に回転操作した際
等にステアリング１８に作用する路面抵抗を正確にシミ
ュレートして再現することができ、あたかも実際の車両
でこのような車庫入れなどを行った時と同様なステアリ
ング感覚を体感することが出来る。
ュレータによれば、例えば車両の車庫入れ、縦列駐車
や、車両走行時にステアリングを急激に回転操作した際
等にステアリング１８に作用する路面抵抗を正確にシミ
ュレートして再現することができ、あたかも実際の車両
でこのような車庫入れなどを行った時と同様なステアリ
ング感覚を体感することが出来る。
【００５５】さらに、実施例のドライビングシミュレー
タでは、車両が高速走行している場合や、ドライバーの
操作の不手際でエンジンがノッキングしたような状態、
さらには車両が何らかの障害物にぶつかった時の状態を
シミュレートするよう形成されている。
タでは、車両が高速走行している場合や、ドライバーの
操作の不手際でエンジンがノッキングしたような状態、
さらには車両が何らかの障害物にぶつかった時の状態を
シミュレートするよう形成されている。
【００５６】実施例の振動演算回路５４は、ＣＰＵの演
算出力するこのような各種シミュレート情報をセレクタ
制御部８８に入力し、このセレクタ制御部８８を用い
て、セレクタ８２を介して選択出力される振動信号を制
御している。すなわち、振動演算回路５４は、車両が高
速走行する際に発生する振動を、走行速度ｖ、エンジン
回転数Ｒとに基づき演算し、該当する信号をアッテネー
タ９２の出力から選択し、加算器５６に向け選択出力さ
せる。さらに、エンジンがノッキングを起した時の状態
をシミュレートする場合には、アッテネータ８６の出力
から該当する信号を選択し、加算器５６へ向け出力させ
る。さらには、車両が何かの障害物にぶつかった場合に
は、アッテネータ８６の出力から該当する信号を選択し
加算器５６に向け出力させる。
算出力するこのような各種シミュレート情報をセレクタ
制御部８８に入力し、このセレクタ制御部８８を用い
て、セレクタ８２を介して選択出力される振動信号を制
御している。すなわち、振動演算回路５４は、車両が高
速走行する際に発生する振動を、走行速度ｖ、エンジン
回転数Ｒとに基づき演算し、該当する信号をアッテネー
タ９２の出力から選択し、加算器５６に向け選択出力さ
せる。さらに、エンジンがノッキングを起した時の状態
をシミュレートする場合には、アッテネータ８６の出力
から該当する信号を選択し、加算器５６へ向け出力させ
る。さらには、車両が何かの障害物にぶつかった場合に
は、アッテネータ８６の出力から該当する信号を選択し
加算器５６に向け出力させる。
【００５７】このようにして、実施例の振動演算回路５
４は、車両の高速走行時に発生する振動，ノッキング，
衝突時などに発生する振動を正確にシミュレートし、ス
テアリング１８に反力として与えることが出来るため、
ドライバーはこのような状況に於て、実際の車両と同様
な感覚でステアリング操作を行うことが可能となる。
４は、車両の高速走行時に発生する振動，ノッキング，
衝突時などに発生する振動を正確にシミュレートし、ス
テアリング１８に反力として与えることが出来るため、
ドライバーはこのような状況に於て、実際の車両と同様
な感覚でステアリング操作を行うことが可能となる。
【００５８】さらには、実施例のドライビングシミュレ
ータは、傾いた路面を走行している際にハンドルが取ら
れる状況や、車両がスピンした状態でハンドルが取られ
る状況をシミュレートするよう形成されている。実施例
のレベルシフト回路９４は、このような場合に図示しな
いドライビングシミュレータのＣＰＵから出力される制
御情報に基づき、レベルシフター４２から出力される信
号Ｖ2 の電圧を状況に応じてレベルシフトする。これに
より、このような状況のもとに於てステアリング１８が
所定の操舵方向へとられる状況を正確に再現することが
出来る。
ータは、傾いた路面を走行している際にハンドルが取ら
れる状況や、車両がスピンした状態でハンドルが取られ
る状況をシミュレートするよう形成されている。実施例
のレベルシフト回路９４は、このような場合に図示しな
いドライビングシミュレータのＣＰＵから出力される制
御情報に基づき、レベルシフター４２から出力される信
号Ｖ2 の電圧を状況に応じてレベルシフトする。これに
より、このような状況のもとに於てステアリング１８が
所定の操舵方向へとられる状況を正確に再現することが
出来る。
【００５９】このように、本実施例のドライビングシミ
ュレータによれば、ＣＰＵが演算する各種のドライビン
グ環境に於て、ステアリング１８に作用する各種の反力
を正確にシミュレートし、実際の車両に近い感覚でステ
アリング１８を操作できるように制御している。したが
って、ドライバーは実際の車両運転と同様の感覚でステ
アリング１８を操作することができ、自動車教習所に於
ける練習コースや、実際の路上を運転している状態をこ
のドライビングシミュレータ上で忠実に再現することが
可能となる。
ュレータによれば、ＣＰＵが演算する各種のドライビン
グ環境に於て、ステアリング１８に作用する各種の反力
を正確にシミュレートし、実際の車両に近い感覚でステ
アリング１８を操作できるように制御している。したが
って、ドライバーは実際の車両運転と同様の感覚でステ
アリング１８を操作することができ、自動車教習所に於
ける練習コースや、実際の路上を運転している状態をこ
のドライビングシミュレータ上で忠実に再現することが
可能となる。
【００６０】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨の範囲内で各種の変形実施
が可能である。
ものではなく、本発明の要旨の範囲内で各種の変形実施
が可能である。
【００６１】例えば、前記実施例では反力演算回路４８
として、復元力演算回路５０、路面抵抗演算回路５２、
振動演算回路５４及びレベルシフト回路９４を全て含む
ものを例に取り説明したが、本発明はこれに限らず、必
要に応じてこれら各演算回路５０，５２，５４，９４の
いずれか１つまたは複数を任意に組合わせて反力演算回
路４８を構成することもできる。
として、復元力演算回路５０、路面抵抗演算回路５２、
振動演算回路５４及びレベルシフト回路９４を全て含む
ものを例に取り説明したが、本発明はこれに限らず、必
要に応じてこれら各演算回路５０，５２，５４，９４の
いずれか１つまたは複数を任意に組合わせて反力演算回
路４８を構成することもできる。
【００６２】例えば、ハンドルがとられる状況をシミュ
レートする必要のないドライビングシミュレータでは、
レベルシフト回路９４を省略することができる。また、
前記実施例では、関数変換部６２として対数変換を行な
うものを例にとり説明したが、本発明はこれに限らず、
対数を折れ線で近似する関数など、車両の定速走行を近
似できる関数ならば、必要に応じこれ以外の各種関数を
用いてもよい。
レートする必要のないドライビングシミュレータでは、
レベルシフト回路９４を省略することができる。また、
前記実施例では、関数変換部６２として対数変換を行な
うものを例にとり説明したが、本発明はこれに限らず、
対数を折れ線で近似する関数など、車両の定速走行を近
似できる関数ならば、必要に応じこれ以外の各種関数を
用いてもよい。
【００６３】また、前記実施例では、本発明を自動車教
習所用のドライビングシミュレータに適用した場合を例
に取り説明したが、本発明はこれに限らずこれ以外にド
ライビングゲーム用のドライビングシミュレータとして
も、またこれ以外の各種用途にも幅広く適用することが
可能である。
習所用のドライビングシミュレータに適用した場合を例
に取り説明したが、本発明はこれに限らずこれ以外にド
ライビングゲーム用のドライビングシミュレータとして
も、またこれ以外の各種用途にも幅広く適用することが
可能である。
【００６４】また、前記実施例において、前記各減衰率
演算部６４，７８は、速度ｖ，加速度α，路面状態μの
各ファクタに基づき減衰率の演算を行う場合を例にとり
説明したが、この減衰率を決定する大きなファクタは速
度ｖであるため、必要に応じα，μ等のファクタを考慮
することなく、減衰率の演算を行うよう形成してもよ
い。
演算部６４，７８は、速度ｖ，加速度α，路面状態μの
各ファクタに基づき減衰率の演算を行う場合を例にとり
説明したが、この減衰率を決定する大きなファクタは速
度ｖであるため、必要に応じα，μ等のファクタを考慮
することなく、減衰率の演算を行うよう形成してもよ
い。
【００６５】また、前記実施例では、回路各部をハード
ウエア的に構成した場合を例に取り説明したが、本発明
はこれに限らず、これらハードウエア各部を、それと同
様な機能を持つ様にソフトウエア的に構成することも可
能である。
ウエア的に構成した場合を例に取り説明したが、本発明
はこれに限らず、これらハードウエア各部を、それと同
様な機能を持つ様にソフトウエア的に構成することも可
能である。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ドライビングシミュレータ運転時に、ステアリングに復
元力として作用する反力を正確にシミュレートすること
が可能となる。
ドライビングシミュレータ運転時に、ステアリングに復
元力として作用する反力を正確にシミュレートすること
が可能となる。
【００６７】また、本発明によれば、運転時にステアリ
ングに各種振動として作用する反力を正確にシミュレー
トすることができる。
ングに各種振動として作用する反力を正確にシミュレー
トすることができる。
【００６８】さらに、本発明によれば、ステアリング操
作した際、このステアリングに路面から路面抵抗として
作用する反力を正確にシミュレートすることが可能とな
る。
作した際、このステアリングに路面から路面抵抗として
作用する反力を正確にシミュレートすることが可能とな
る。
【００６９】これに加えて本発明によれば、車両走行時
にハンドルが所定の操舵方向にとられるような状態を正
確にシミュレートすることができ、例えば傾いた路面を
走行しているときや、車両がスピンしたときなどに於て
ハンドルが所定操舵方向にとられるようなステアリング
感覚を正確にシミュレートすることが可能となる。
にハンドルが所定の操舵方向にとられるような状態を正
確にシミュレートすることができ、例えば傾いた路面を
走行しているときや、車両がスピンしたときなどに於て
ハンドルが所定操舵方向にとられるようなステアリング
感覚を正確にシミュレートすることが可能となる。
【図１】本発明の装置に用いられるステアリング反力演
算回路図。
算回路図。
【図２】本発明が適用されたドライビングシミュレータ
の概略説明図。
の概略説明図。
【図３】（ａ）〜（ｆ）は、図１に示す回路各部の出力
波形説明図。
波形説明図。
１８ ステアリング ２８ 操舵角検出部 ３０ 負荷発生部 ４８ 反力演算回路 ５０ 復元力演算回路 ５２ 路面抵抗演算回路 ５４ 振動演算回路 ９４ レベルシフト回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−271382（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−280288（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−128575（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−165090（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G09B 9/04 A63F 13/06
Claims (8)
- 【請求項１】 車両走行時にステアリングに作用する反
力を演算し、ステアリングに負荷として与えるドライビ
ングシミュレータ用のステアリング反力発生装置におい
て、 ステアリングの操舵角を検出し、ステアリング操舵角検
出信号として出力する操舵角検出手段と、少なくともステアリング操舵角検出信号と、ドライビン
グシミュレータの走行速度とに基づき、ステアリングを
直進方向に復元するための復元力として ステアリングに
作用する反力を演算する反力演算手段と、 を含み、 前記反力演算手段は、 定速走行時における操舵角と復元力との関係を表す所定
の関数に基づき、ステアリング操舵角検出信号を復元力
の指標となる関数信号に変換出力する関数変換手段と、 ドライビングシミュレータの加速度及び路面状況の少な
くとも一方と、ドライビングシミュレータの走行速度と
に基づき、前記関数信号の減衰率を求め、求められた減
衰率に基づき、前記関数信号を減衰する処理を行い、ス
テアリングを直進方向に復元させるための復元力として
作用する反力を求める手段と、 を有する復元力演算手段を含むことを特徴とするステア
リング反力発生装置。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記関数は、 定速走行時にステアリング操舵角の増加に対応して復元
力が対数的に変化する関数又は前記対数的に変化する関
数を近似した関数であることを特徴とするステアリング
反力発生装置。 - 【請求項３】 車両走行時にステアリングに作用する反
力を演算し、ステアリングに負荷として与えるドライビ
ングシミュレータ用のステアリング反力発生装置におい
て、 ステアリングに作用する反力を演算する反力演算手段
と、 を含み、 前記反力演算手段は、 ドライビングシミュレータの走行速度およびエンジン回
転数の少なくともいずれか一方に基づき、ステアリング
に振動として作用する反力を演算する振動演算手段と、 ステアリングの操舵角を表すステアリング操舵角検出信
号からステアリングの回転方向および角速度を求め、こ
の回転方向および角速度に基づきステアリングに路面抵
抗として作用する反力を演算する路面抵抗演算手段と、 ステアリング操舵角検出信号と、ドライビングシミュレ
ータの走行速度に基づき、ステアリングを直進方向に復
元させるための復元力として作用する反力を演算する復
元力を演算するための手段と、 各演算手段の演算した値から反力の合計値を求める手段
とを含むことを特徴とするステアリング反力発生装置。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 ステアリングの操舵角を検出し、ステアリング操舵角検
出信号として操舵角に比例した電圧信号を出力する操舵
角検出手段を含み、 前記反力演算手段は、 前記電圧信号を状況に応じ所定レベルシフトし、所定の
操舵方向にハンドルが取られる状況を演算設定するレベ
ルシフト手段を含むことを特徴とするステアリング反力
発生装置。 - 【請求項５】 走行時にステアリングに作用する反力を
演算するドライビングシミュレータ用のステアリング反
力演算方法において、 ステアリングの操舵角の検出信号に基づき、ステアリン
グ操舵角検出信号を得るための工程と、少なくともステアリング操舵角検出信号と、ドライビン
グシミュレータの走行速度とに基づき、ステアリングを
直進方向に復元するための復元力として ステアリングに
作用する反力を演算する反力演算工程と、 を含み、 前記反力演算工程は、 定速走行時における操舵角と復元力との関係を表す所定
の関数に基づき、ステアリング操舵角検出信号を復元力
の指標となる関数信号に変換出力する関数変換工程と、 ドライビングシミュレータの加速度及び路面状況の少な
くとも一方と、ドライビングシミュレータの走行速度と
に基づき、前記関数信号の減衰率を求め、求められた減
衰率に基づき、前記関数信号を減衰する処理を行い、ス
テアリングを直進方向に復元させるための復元力として
作用する反力を求める工程と、 を有する復元力演算工程を含むことを特徴とするステア
リング反力演算方法。 - 【請求項６】 請求項５において、 前記関数は、 定速走行時にステアリング操舵角の増加に対応して復元
力が対数的に変化する関数又は前記対数的に変化する関
数を近似した関数であることを特徴とするステアリング
反力演算方法。 - 【請求項７】 走行時にステアリングに作用する反力を
演算するドライビングシミュレータ用のステアリング反
力演算方法において、 ドライビングシミュレータの走行速度およびエンジン回
転数の少なくともいずれか一方を取得する工程と、 ステアリングに作用する反力を演算する反力演算工程
と、 を含み、 前記反力演算工程では、 ドライビングシミュレータの走行速度およびエンジン回
転数の少なくともいずれか一方に基づき、ステアリング
に振動として作用する反力を演算し、ステアリング操舵角検出信号から得られる回転方向およ
び角速度に基づきステアリングに路面抵抗として作用す
る反力を演算し、 ステアリング操舵角検出信号と、ドライビングシミュレ
ータの走行速度に基づき、ステアリングを直進方向に復
元させるための復元力として作用する反力を演算する復
元力を演算し、 演算した値から反力の合計値を求めることを特徴とする
ステアリング反力演算方法。 - 【請求項８】 請求項５〜７のいずれかにおいて、 ステアリングの操舵角に比例した電圧信号を、ステアリ
ング操舵角検出信号として生成する工程を含み、 前記反力演算工程は、 前記電圧信号を状況に応じ所定レベルシフトし、所定の
操舵方向にハンドルが取られる状況を演算設定するレベ
ルシフト工程を含むことを特徴とするステアリング反力
演算方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41578690A JP3190359B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | ドライビングシミュレータのステアリング反力発生装置及び演算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41578690A JP3190359B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | ドライビングシミュレータのステアリング反力発生装置及び演算方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04232829A JPH04232829A (ja) | 1992-08-21 |
| JP3190359B2 true JP3190359B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=18524072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41578690A Expired - Lifetime JP3190359B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | ドライビングシミュレータのステアリング反力発生装置及び演算方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3190359B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2665313B2 (ja) * | 1994-04-22 | 1997-10-22 | 国際電業株式会社 | 反力発生装置 |
| JP2000501033A (ja) | 1995-11-30 | 2000-02-02 | ヴァーチャル テクノロジーズ インコーポレイテッド | 触覚をフィードバックする人間／機械インターフェース |
| JP3368522B2 (ja) * | 1996-08-06 | 2003-01-20 | 三菱自動車工業株式会社 | パワーステアリング試験装置 |
| JP3769852B2 (ja) * | 1997-01-16 | 2006-04-26 | 松下電器産業株式会社 | トルク制御装置 |
| US6283859B1 (en) * | 1998-11-10 | 2001-09-04 | Lord Corporation | Magnetically-controllable, active haptic interface system and apparatus |
| JP2001246165A (ja) | 2000-03-07 | 2001-09-11 | Konami Co Ltd | ゲーム機用回転操作装置 |
| JP3940881B2 (ja) * | 2000-07-14 | 2007-07-04 | 本田技研工業株式会社 | 二輪車用ライディングシミュレーション装置 |
| US6834261B1 (en) * | 2000-10-27 | 2004-12-21 | Visteon Corporation | Simulated steering feel system |
| US7096852B2 (en) | 2003-10-30 | 2006-08-29 | Immersion Corporation | Haptic throttle devices and methods |
| KR100589197B1 (ko) | 2004-12-20 | 2006-06-12 | 현대자동차주식회사 | 스티어 바이 와이어 시스템 시험장치의 노면 반력 생성장치 |
| JP2016007345A (ja) * | 2014-06-24 | 2016-01-18 | 株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント | ゲームシステム |
| JP6715192B2 (ja) * | 2017-01-06 | 2020-07-01 | 任天堂株式会社 | ゲームシステム、ゲームプログラム、情報処理装置およびゲーム制御方法 |
| JP6885541B2 (ja) * | 2017-02-22 | 2021-06-16 | マツダ株式会社 | 脳血流状態判定装置 |
| CN109774782B (zh) * | 2019-01-31 | 2023-10-13 | 吉林大学 | 一种转向机器人及其控制方法 |
| JP7157704B2 (ja) * | 2019-06-03 | 2022-10-20 | 本田技研工業株式会社 | 車両用運転訓練装置 |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP41578690A patent/JP3190359B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04232829A (ja) | 1992-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3190359B2 (ja) | ドライビングシミュレータのステアリング反力発生装置及び演算方法 | |
| US4464117A (en) | Driving simulator apparatus | |
| US5197003A (en) | Gearshift for a vehicle simulator having a solenoid for imposing a resistance force | |
| CN104504957B (zh) | 一种基于力觉反馈的车架训练系统 | |
| JPS6140994B2 (ja) | ||
| KR100461267B1 (ko) | 자기학습형 자동차 모의 운전 연습장치 | |
| CN110728878A (zh) | 一种体感交互vr模拟驾驶装置 | |
| JP7103951B2 (ja) | 車両試験システム、車両試験システム用制御装置、車両試験システム制御方法、及び車両試験システム用プログラム | |
| JPH04133858A (ja) | 操舵反力付与装置 | |
| JP7064424B2 (ja) | 運転教習システム | |
| JPH07144070A (ja) | ステアリング負荷装置およびこれを用いたゲーム装置，ドライビングシミュレータ | |
| Yoshimoto et al. | The history of research and development of driving simulators in Japan | |
| Repa et al. | The effect of simulator motion on driver performance | |
| JPH07144069A (ja) | ステアリング負荷装置およびこれを用いたゲーム装置，ドライビングシミュレータ | |
| Mohellebi et al. | Low cost motion platform for driving simulator | |
| JPH0675520A (ja) | 模擬ステアリング装置 | |
| JPH08262971A (ja) | 二輪自動車シミュレータ | |
| RU73528U1 (ru) | Тренажер для обучения водителя автомобиля | |
| KR100438584B1 (ko) | 차량을 이용한 자동차 주행 시뮬레이션 장치 및 방법 | |
| CN110619780A (zh) | 一种vr模拟驾驶训练装置 | |
| KR100476201B1 (ko) | 드라이빙 시뮬레이터의 진동 제어장치 | |
| RU68744U1 (ru) | Тренажер для обучения водителя автомобиля | |
| RU2711769C1 (ru) | Устройство для моделирования движения гусеничной машины | |
| CN115285213B (zh) | 路感模拟方法、系统、设备及存储介质 | |
| JP3201548B2 (ja) | シャシーダイナモメータの制御装置 |
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: 20010424 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080518 Year of fee payment: 7 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080518 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090518 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090518 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100518 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100518 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100518 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110518 Year of fee payment: 10 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |