JP5248970B2 - 自転車用シミュレーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、交通安全教育等の用途に用いられる自転車用シミュレーション装置に関する。

飛行機、自動車、自動二輪車、自転車等の運転を模擬体験するために、それぞれの乗り物に対応したシミュレーション装置が提案され、その一部が実用化されている。このうち、自転車用シミュレーション装置では、運転者が模擬自転車のサドルに跨ったままペダルを漕ぐとともにハンドルを操作して模擬運転を行う。

この種の自転車用シミュレーション装置では、模擬走行速度に応じて変化する風景をモニタに表示すると臨場感が一層向上して好適である。

ところで、自転車を運転する際、交差点等で一時停止時に運転者は地面に足を着き、また歩道等の歩行者専用路では自転車を押し歩くことと定められている。そこで、交通安全教育上の必要性から、これらの動作を模擬的に実現するために、各種センサを配設した自転車用シミュレーション装置が開発されてきた。この種の装置において、押し歩き（歩行）の前進動作をシミュレーションで行うには、実際に模擬自転車から降車し、床地面に置かれたマットスイッチ（センサ）上で押し歩きに近い足踏みをする必要がある。また、押し歩き（歩行）の後退動作をシミュレーションで行うには、前記足踏みに加え、サドルの後方下部に設けられた後退スイッチの操作を同時に行う必要があった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２９２５５２号公報

しかしながら、自転車用シミュレーション装置を利用する運転者の体格によっては、マットスイッチが適合しない場合もある。実際に、押し歩きのために模擬自転車から降車したり、あるいは運転者の体格に応じてマットスイッチの位置をその都度調整し直すのは、頻雑となる懸念も生ずる可能性がある。一方、前記降車や調整を伴う場合、特に交通安全教育のイベントや講習等、多数の運転希望者がいると、対応し難くなり、シミュレーション効率も低下し、また、運転者がモニタを注視することによってマットスイッチから足踏みが外れてしまう、若しくは、設置場所の凹凸でマットスイッチが誤作動する懸念も否定できない。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、運転姿勢のまま用いることができる押し歩き用スイッチを設け、該スイッチの操作により、降車することなく、押し歩き（歩行）の前進及び後退動作をシミュレーションで行えるようにすることで、シミュレーション効率を向上させ、併せてより多くの人がこの種のシミュレーションを行う機会を得ることを可能にしたものである。

本発明に係る模擬自転車（１２）及びモニタ（１４）を備える自転車用シミュレーション装置（１０）において、前記模擬自転車（１２）は、運転者により操縦されるハンドル（２８）と、前記運転者が降車することなく運転姿勢でそのまま操作できる少なくとも第１スイッチ（５２ａ）と第２スイッチ（５２ｂ）とを有し、前記モニタ（１４）は、前記運転者へ前記模擬自転車（１２）の走行状態に応じた風景及び情報を表示する画面を含み、前記第１スイッチ（５２ａ）は前進歩行用スイッチであり、前記第２スイッチ（５２ｂ）は後退歩行用スイッチであり、前記モニタ（１４）は、前進歩行又は後退歩行に応じた風景及び情報を表示し、前記第１スイッチ（５２ａ）を押している間は前記前進歩行の状態を、前記第２スイッチ（５２ｂ）を押している間は前記後退歩行の状態を維持する表示を行う画面を有し、前記後退歩行を所定距離行った時は自動停止する画面を有することを特徴とする。

このように、運転者は、スイッチを用いた前進歩行又は後退歩行の疑似体験を模擬自転車から降車することなく、運転姿勢で行うことが可能となり、運転姿勢以外の姿勢の時間、又は運転姿勢から他の姿勢へ移る時間が可及的に短縮される。また、運転者の視線を、風景及び情報が表示される画面により長い時間固定できることで、シミュレーション効率を向上させ、併せてより多くの人がこの種のシミュレーションを行う機会を得ることが可能となる。また、実際の自転車の押し歩き（歩行）において、自転車を転回させることなく、長い距離を後退することは交通安全教育上、奨励されていない。これによって、交通安全教育における奨励事項の習得がシミュレーションにて可能となる。
また、前記モニタ（１４）は、前進歩行又は後退歩行に応じた風景及び情報を表示する画面を有することを特徴とする。これにより、前進歩行、後退歩行を問わず、運転者が歩行に応じて変化する風景を画面で確認でき、運転者の視線を、風景及び情報が表示される画面により長い時間固定できることで、シミュレーション効率を向上させ、併せてより多くの人がこの種のシミュレーションを行う機会を得ることが可能となる。
前記モニタ（１４）は、前記第１スイッチ（５２ａ）を押している間は前記前進歩行の状態を、前記第２スイッチ（５２ｂ）を押している間は前記後退歩行の状態を維持する表示を行う画面を有することを特徴とする。これで、容易な操作が実現されるとともに、スイッチが押した状態か否かを視覚だけでなく、触覚で確認することも可能となり、運転者の視線を、風景及び情報が表示される画面により長い時間固定できることで、シミュレーション効率を向上させ、併せてより多くの人がこの種のシミュレーションを行う機会を得ることが可能となる。

また、前記第１スイッチ（５２ａ）と前記第２スイッチ（５２ｂ）は前記ハンドル（２８）上に設けられることを特徴とする。運転姿勢では、左右のハンドルに手を置くことが交通安全教育上、奨励されており、前記第１スイッチと前記第２スイッチが前記ハンドル上に設けられることによって、スイッチ操作に要する手の移動時間の短縮が可能となり、シミュレーション効率を向上させ、併せてより多くの人がこの種のシミュレーションを行う機会を得ることが可能となる。

さらに、前記第１スイッチ（５２ａ）は、前方を指向する三角形状部を含み、前記第２スイッチ（５２ｂ）は、後方を指向する三角形状部を含むことを特徴とする。これで、視覚により進行方向が容易に確認できるだけでなく、触覚によっても確認できることで、シミュレーション効率を向上させ、誤作動を回避するとともに多くの人がこの種のシミュレーションを行う機会を得ることが可能となる。

さらにまた、前記モニタ（１４）は、前記前進歩行中又は前記後退歩行中に一定速度で動く画面を有することを特徴とする。これによって、前進及び後退歩行をモニタ上の表示で、運転者が視覚的に把握することが可能となる。

さらにまた、前記モニタ（１４）は、前記前進歩行中又は前記後退歩行中に障害物に衝突した場合は、所定距離戻される画面を有することを特徴とする。衝突前の状況を障害物から所定距離離れた状態で再現することによって、障害物からの回避行動を衝突直後に再度シミュレーションすることができ、より高い学習効果が得られる。

さらにまた、前記モニタ（１４）は、前記後退歩行に応じた後方の風景及び情報を表示する小窓画面を有することを特徴とする。これによって、前方の風景との区別が容易になり、また、運転者の視線を、風景及び情報が表示される画面により長い時間固定できることでシミュレーション効率を向上させ、併せてより多くの人がこの種のシミュレーションを行う機会を得ることが可能となる。

本発明に係る自転車用シミュレーション装置によれば、運転姿勢を維持しながら押し歩きの前進動作及び後退動作を行い、それをモニタ上で視認できるために、マットスイッチの調整等の頻雑な調整作業から解放され、時間を節約してシミュレーション効率も向上し、誤作動を回避するとともに多数の運転希望者にシミュレーションを受ける機会を与えることができるという効果を奏する。

以下、本発明に係る自転車用シミュレーション装置について実施の形態を挙げ、添付の図１〜図１０を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る自転車用シミュレーション装置１０は、模擬自転車１２と、模擬自転車１２の前方に設けられ運転者の運転に応じた風景を画面１４ａとして、後述する模擬走行速度を車速表示１４ｂとして表示するモニタ１４と、走行に伴って発生する模擬音や運転者に対する音声指示を与える一組のスピーカ１５と、運転者が模擬自転車１２に乗降する床上の所定位置に設けられたマットスイッチ１６と、自転車用シミュレーション装置１０の全体的な制御を行う主制御部１８と、後部の状況を表示する後部ランプ７８とを有し、モニタ１４及びスピーカ１５は、主制御部１８の上部であって模擬自転車１２の運転者から容易に視認できる位置に配置されている。主制御部１８、モニタ１４及びスピーカ１５は、４本の支柱２１に沿って昇降自在に支持されており、運転者の体型や姿勢に合わせて高さの調整が可能である。言うまでもないが、主制御部１８は、自転車用シミュレーション装置１０の全体的制御のみならず、画面１４ａに擬似的走行に対応した風景画像を表示し、スピーカ１５からの擬似音の発生等を制御する機能を併せ有している。

次に、模擬自転車１２の構成について説明する。以下、模擬自転車１２において左右にわたって一組ずつ設けられた機構については、左の構成要素には参照符号に「Ｌ」を付し、右の構成要素には参照符号に「Ｒ」を付し、左右いずれかの構成要素の一方について説明した場合には他方の説明を省略する。

模擬自転車１２は、フレーム２０と、該フレーム２０にシートピラーを介して接続されたサドル２４と、フレーム２０のヘッドチューブ２０ａを支軸として回動可能なハンドル２８と、ヘッドチューブ２０ａを固定支持する前方スタンドとしての２本のフロントフォーク３０Ｌ、３０Ｒと、フレーム２０のシートステー２０ｂ及びチェーンステー２０ｃにより回転自在に支持された後輪３２と、前記後輪３２側に連結され後部ランプ７８を接続する後部スタンド７６を有する。フロントフォーク３０Ｌ、３０Ｒの先端には横方向に延在するパイプ３１が設けられており、該パイプ３１は床に接地している。ハンドル２８のステム２８ａは、ヘッドチューブ２０ａの近傍に折り畳み機構２８ｂを有し、前記ハンドル２８は折り畳み又は分解可能である。

ハンドル２８には、２つのブレーキレバー１００Ｌ及び１００Ｒが設けられている。ハンドル２８上の、ブレーキレバー１００Ｒと、ハンドル２８を支持するステム２８ａとの間には、ハンドルスイッチ５２が設けられている。ハンドルスイッチ５２は、もう一方のブレーキレバー１００Ｌと、ステム２８ａとの間に設けられてもよい。

図２に示すように、ハンドルスイッチ５２は、少なくとも２つのスイッチを有し、前記少なくとも２つのスイッチには、上スイッチ５２ａ（第１スイッチ）と下スイッチ５２ｂ（第２スイッチ）が設けられている。

後述するように、上スイッチ５２ａは、押し続けている間は一定速度で前進歩行を行い、対応する風景を表示する画面１４ａも一定速度で動かす機能を有し、この場合、上スイッチ５２ａは、モーメンタリ動作型（自動復帰型）がよい。これによって、押している時のみオンの状態、すなわち、前進歩行を行っている状態を保つことができる。上スイッチ５２ａを押している間は、画面１４ａに前方の風景及び情報が表示される。また、上スイッチ５２ａは、進行方向（前方）を頂点とした三角形状部を含んでもよく、三角形の形状が好ましい。これによって、上スイッチ５２ａの有する前進歩行機能を視覚的及び触覚的に判断することができる。

下スイッチ５２ｂは、押し続けている間は一定速度で後退歩行を行い、図３に示されるような、対応する風景を表示する画面１４ａ内の小窓画面１４ｃも一定速度で動かす機能を有し、この場合、上スイッチ５２ａと同様にモーメンタリ動作型（自動復帰型）がよい。これによって、押している時のみオンの状態、すなわち、後退歩行を行っている状態を保つことができる。下スイッチ５２ｂを押している間は、図３に示されるような、画面１４ａ内に別の小窓画面１４ｃが表示され、後方の風景、及び、例えば、車の接近等の情報が表示される。小窓画面１４ｃは、視認性がよいように、外枠が太い黄色の線で表示されると好適である。また色は、視認性がよければ、黄色でなくともよい。さらに、「うしろのようす」等、小窓画面１４ｃが後方の風景の表示であることを言葉で示してもよい。下スイッチ５２ｂは、後退方向（後方）を頂点とした三角形状部を含んでもよく、三角形の形状が好ましい。これによって、下スイッチ５２ｂの有する後退歩行機能を、視覚的及び触覚的に判断することができる。前記ハンドルスイッチ５２は、ハンドル２８に取り付けられているが、これに限定されることなく、模擬自転車１２上の他の個所又は模擬自転車１２近傍にスタンド等を介して配設してもよい。

フロントフォーク３０Ｌ、３０Ｒは、外観上は自転車（又は自動二輪車）のフロントフォークと形状が類似しているが、実際のフロントフォークのようにハンドル２８に連動して回動されることはなく、また前輪も設けられてない。後輪３２にはやや小径サイズのタイヤ３２ａが設けられているが、該タイヤ３２ａも回転することはない。結局、模擬自転車１２はフロントフォーク３０Ｌ、３０Ｒと後輪３２によって起立している。

フロントフォーク３０Ｌ及び３０Ｒとパイプ３１との間には、コントローラ４６がブラケット３３を介して固定されている。コントローラ４６を配設する位置は、フロントフォーク３０Ｌ及び３０Ｒとパイプ３１との間の位置に限らず、フレーム２０の他の位置に固定されていてもよい。

さらに、模擬自転車１２は、回転駆動機構部４０と、ホイール回転検出部４２と、制動機構部４４と、コントローラ４６と、ハンドル２８の舵角を検出する舵角センサ５０（図６参照）とを有する。

図４に示すように、回転駆動機構部４０は、クランクチューブ２０ｅ内に設けられたクランク軸６０の左右に連結された一対のクランク６２Ｌ及び６２Ｒと、該クランク６２Ｌ及び６２Ｒの先端に設けられたペダル６４Ｌ及び６４Ｒと、クランク６２Ｒに設けられたフロントスプロケット６６と、該フロントスプロケット６６からチェーン６８を介して回転駆動されるリアスプロケット７０と、該リアスプロケット７０からワンウェイクラッチ（フリーハブとも称する。）７２を介して回転駆動される鉄製のフライホイール７４とを有する。フライホイール７４は、シートチューブ２０ｆと後輪３２との間に設けられ、ワンウェイクラッチ７２により軸支されている。

ワンウェイクラッチ７２は、内部のラチェット機構により、リアスプロケット７０の正方向の回転駆動力のみをフライホイール７４に伝達する。従って、クランク軸６０が逆方向に回転する場合、又はフライホイール７４が正方向に回転している最中にクランク軸６０の回転が停止した場合には、フライホイール７４はクランク軸６０と無関係にその時点の回転状態（正方向への回転又は停止）が維持される。

図５に示すように、ホイール回転検出部４２は、右側におけるシートステー２０ｂとチェーンステー２０ｃとの間にわたって設けられた取付ブラケット８０と、該取付ブラケット８０に設けられた回転ピックアップ８２とを有する。回転ピックアップ８２は、フライホイール７４の３本のスポーク７４ａに近接して対向する位置に配置されており、フライホイール７４が回転する際、回転ピックアップ８２はスポーク７４ａの存否を示す信号をコントローラ４６に供給する。

図６に示すように、制動機構部４４は、ハンドル２８に設けられた２つのブレーキレバー１００Ｌ及び１００Ｒと、各ブレーキレバー１００Ｌ及び１００Ｒに接続されたブレーキワイヤ１０２及び１０４と、弾性的に回転可能なプーリ１０６Ｌ及び１０６Ｒと、プーリ角度センサ１０８Ｌ及び１０８Ｒと、フライホイール７４を制動するドラムブレーキ１１０（図５参照）とを有する。

ブレーキワイヤ１０４は、途中の分岐機構１１１で二股に分岐し、一方のブレーキワイヤ１０４ａはフロントフォーク３０Ｌ、３０Ｒの方向に延在しており、他方のブレーキワイヤ１０４ｂは、ドラムブレーキ１１０に接続されている。ブレーキワイヤ１０４の分岐部では、アウタワイヤ１１２の一部が剥がれてその端部がリング１１４により支持されるとともに露呈したインナワイヤ１１６が圧着、かしめ又は溶接等により２本のインナワイヤが接続されており、一方がブレーキワイヤ１０４ａ、他方のブレーキワイヤ１０４ｂとなっている。したがって、ブレーキレバー１００Ｒを操作することにより、２本のブレーキワイヤ１０４ａ及び１０４ｂが同時に引かれることになる。

ブレーキワイヤ１０４ａとブレーキワイヤ１０２は途中でクロスし、下端部がプーリ１０６Ｌ、１０６Ｒに接続されている。ブレーキレバー１００Ｌ及び１００Ｒが引かれていないとき、プーリ１０６Ｌ及び１０６Ｒは凸部１１８Ｌ及び１１８Ｒが上方を向くようにスプリング（図示せず）により弾性付勢されている。このとき、ブレーキレバー１００Ｌ、１００Ｒは、プーリ１０６Ｌ及び１０６Ｒにより弾性付勢されて、ハンドル２８から離間している。

ブレーキレバー１００Ｌ、１００Ｒをハンドル２８の方向へ引くことによりプーリ１０６Ｌ、１０６Ｒは弾性的に回転し、凸部１１８Ｌ及び１１８Ｒは下方を向く。プーリ１０６Ｌ、１０６Ｒは、凸部１１８Ｌ、１１８Ｒがストッパ１２０Ｌ、１２０Ｒに当接するまで回転可能である。

プーリ１０６Ｌ、１０６Ｒの回転角度はプーリ角度センサ１０８Ｌ及び１０８Ｒにより検出可能であり、検出された角度信号はそれぞれコントローラ４６へ供給される。コントローラ４６では、検知されたプーリ１０６Ｌ及び１０６Ｒの回転角度信号、換言すればブレーキレバー１００Ｌ及び１００Ｒの操作の量に応じた信号を主制御部１８に供給する。

図４及び図５に示すように、ドラムブレーキ１１０はフライホイール７４と同心状に配置されており、アーム１１０ａがブレーキワイヤ１０４ｂの端部と接続されている。ドラムブレーキ１１０は、内部のドラム体がフライホイール７４と連結されて一体的に回転する。また、ブレーキレバー１００Ｌを操作してブレーキワイヤ１０４ｂが引かれたときにはアーム１１０ａが傾動して、内部のブレーキシューが外径方向に拡開してドラム体と接触して摩擦力を発生し、フライホイール７４を制動する。

また、図６に示すように、舵角センサ５０はヘッドチューブ２０ａの下端部に設けられており、ハンドル２８を支持するステム２８ａの回動角度を検出する。舵角センサ５０はコントローラ４６に接続されており、舵角の角度信号を供給する。

図１に戻り、マットスイッチ１６は、運転者が左側に降車した時に、両足で踏むことができる位置に配置されており、踏まれることによってオンとなり、該オンの信号をコントローラ４６へ供給する。その場で足踏みをすることにより、後述する歩行モードにおける前進歩行による歩行動作が一層現実的に実現される。マットスイッチ１６は、右側に配置されてもよい。

マットスイッチ１６は、薄いマット状であり、図示はしていないが、裏面ゴムと裏面ゴムに対向するように貼られた格子状の縦電極線及び横電極線と、裏面ゴムと裏面ゴムとの間に挿入された柔らかい絶縁材とを有する。縦電極線及び横電極線は２本の出力端子（図示せず）の一方に接続されている。表面ゴムは運転者が足で踏むことに絶縁材を圧縮させながら弾性変形し、縦電極線と横電極線がその交差部で接触する。これにより、２本の出力端子は導通し、オンとなる。また、足を放せば縦電極線と横電極線は離間して、オフとなる。なお、マットスイッチ１６は一体型ではなく、図７に示すような左右独立型のマットスイッチ１６ａであってもよい。マットスイッチ１６ａは、独立した左スイッチ１５０Ｌと右スイッチ１５０Ｒとからなり、運転者が降車した時にフレーム２０のヘッドチューブ２０ａを跨ぐ位置に配置されている。つまり、左足は左スイッチ１５０Ｌを踏み、右足は右スイッチ１５０Ｒを踏むことで、オンとなる。

図８に示すように、コントローラ４６は、入力インタフェース部１７０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１７２と、第１通信部１７４とを有する。第１通信部１７４は主制御部１８の第２通信部１９２と接続されており、主制御部１８との間でリアルタイムの通信を行う。入力インタフェース部１７０は、舵角センサ５０、ハンドルスイッチ５２、回転ピックアップ８２、プーリ角度センサ１０８Ｌ、１０８Ｒと接続されており、アナログ信号及びデジタル信号の入力を行う。

コントローラ４６は、ハンドルスイッチ５２、マットスイッチ１６及び主制御部１８に対して、それぞれ独立的な接続線１９８、２０２及び２０４により接続されており、他の電気的構成要素は模擬自転車１２に設けられていることから集合ハーネス２０６により接続されている。図６から明らかなように、コントローラ４６は低い位置に設けられており、マットスイッチ１６までの距離が近いため、この間の接続線２０２は非常に短く設定される（図１参照）。また、コントローラ４６は模擬自転車１２の前方に設けられていることから、主制御部１８との間の接続線２０４についても非常に短く設定され、外観上整然となり、しかも伝送信号の安定性が向上するとともに信号線の取り回しが簡便となる。

ＣＰＵ１７２は、上記の電気的構成要素の信号を処理又は変換して第１通信部１７４を介して主制御部１８へ伝達する。例えば、ＣＰＵ１７２は、回転ピックアップ８２から供給された信号の周波数からフライホイール７４の回転速度Ｎを求めるとともに、回転速度Ｎに所定の定数を乗算することにより模擬走行速度Ｖを求める車速演算部１７６としての機能を有し、処理された結果は第１通信部１７４を介して主制御部１８に供給する。

主制御部１８は、模擬運転の状況を設定する状況設定部１８０と、走行状況に応じた演算処理を行う演算処理部１８２と、画面１４ａ及び（又は）画面１４ａ内の小窓画面１４ｃを含むモニタ１４の表示制御を行う表示制御部１８４と、スピーカ１５の音響出力を行う音響ドライバ１８６と、運転者に対して所定の警告を行う警告部１８８と、第１通信部１７４との通信制御を行う第２通信部１９２と、読み書き可能な記憶部１９４とを有する。

実際上、主制御部１８は制御主体のＣＰＵ（Central Processing Unit）と、記憶部としてのＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤ（Hard Disk）等を有しており、図８に示す主制御部１８の各機能部は、ＣＰＵがＨＤに記録されたプログラムを読み込み、該プログラムをＲＯＭ、ＲＡＭ等と協動しながら該プログラムを実行する。

次に、このように構成される自転車用シミュレーション装置１０を用いて自転車を模擬的に走行させるシミュレーションについて、図９及び図１０を用いて説明する。

図９のステップＳ１において、マットスイッチ１６がオンとなったか否かを確認し、マットスイッチ１６がオンとなったときにはステップＳ２へ移り、オフであるときにはステップＳ１で待機する。この場合、運転者がマットスイッチ１６上に立つと、自動的にステップＳ２へ移ることとなり、それまでの間はステップＳ１で待機して所定の省電力モード（例えば、モニタ１４をオフにする）にしておくことができる。

ステップＳ２において、模擬運転を開始しモニタ１４の画面１４ａ上に所定の開始画面を表示する。この開始画面では、停止した自転車の画像と該自転車の横に起立した運転者である人物の画像を表示する。また、この画面１４ａに、「模擬運転を開始します。サドルに座ってペダルを漕いでください。」という文字を画面１４ａに表示させ、又は同様の言葉の音声をスピーカ１５から発する。

このように、マットスイッチ１６を踏むことにより模擬運転を自動的に開始することができ、複雑な操作が不要であり、違和感なく模擬運転を開始することができる。また、運転者は、画面１４ａ、スピーカ１５から発せられる指示に従って操作を行えばよく、マニュアル等が不要で容易な操作が可能であり、児童でも模擬運転を行うことができる。

運転者が運転姿勢を取るため、サドル２４に跨って着座し、マットスイッチ１６から足を離すと、自動的にステップＳ４へ移って、模擬運転における実際の走行を開始することができる。このとき、前記の開始画面を終了するとともに、自転車の画像と該自転車に乗った人物の画像を表示する。

ステップＳ４において、所定の走行条件が成立しているか否かを確認する。所定の走行条件とは、すなわち、モニタ１４がオンであり、運転者がサドル２４上に着座し、該運転者の足はペダル６４Ｌ、６４Ｒに置かれていることである。走行条件が成立しているときにはステップＳ５の走行モードへ移り、走行条件が不成立であるときにはステップＳ６へ移る。走行モードは、運転者がサドル２４に座りながらペダル６４Ｌ及び６４Ｒを漕ぐとともにハンドル２８を操作して、模擬走行を行うためのモードである。この場合、回転ピックアップ８２及び舵角センサ５０に基づいて得られた模擬走行速度Ｖ及び舵角に基づいて変化する風景が画面１４ａ上に表示される（図１参照）。走行モードにおいては、模擬走行速度Ｖが規定速度以上である場合、又は仮想自転車が仮想道路からはみ出た場合等に所定の警告を発するとよい。

ステップＳ６において、模擬運転の状況が停止、一時停止又は信号が赤の状況であるか否かを確認する。停止、一時停止又は信号が赤である場合にはステップＳ７の停止モードへ移り、それ以外の場合にはステップＳ８へ移る。停止モードでは、運転者はブレーキレバー１００Ｌ、１００Ｒを操作して模擬走行速度Ｖをゼロにする。模擬走行速度Ｖがゼロになった際、降車し、マットスイッチ１６を踏んでもよい。停止モードでは、画面１４ａ上には運転者及び自転車が赤信号で停止している風景が表示される。停止モードは、模擬運転の状況上、信号が赤から青に変わったとき、又は、左右の安全確認が確実になされたときに解除される。

ステップＳ８において、模擬運転の状況が、横断歩道等の歩行者優先路又は歩道等の歩行者専用路を通過する場合であるか否かを確認する。歩行者優先路又は歩行者専用路を通過する場合には、ステップＳ９へ移る（図１０参照）。それ以外の場合にはステップＳ１９へ移る（図９参照）。

図１０のステップＳ９において、運転者はブレーキレバー１００Ｌ、１００Ｒを操作して模擬走行速度Ｖをゼロとし、ハンドルスイッチ５２の使用状況を確認する。ハンドルスイッチ５２は、模擬走行速度Ｖがゼロでないと、機能しないように設定されている。次いで、運転者によって上スイッチ５２ａが押されると、前進歩行モード（ステップＳ１１）へ移り、下スイッチ５２ｂが押されると、後退歩行モード（ステップＳ１４）へ移り、上スイッチ５２ａ及び下スイッチ５２ｂ以外のスイッチが押されている、若しくはどのスイッチも押されていない場合は、ステップＳ１０へ移る。

ステップＳ１０において、マットスイッチ１６が踏まれているか否かを確認する。踏まれている場合は、ステップＳ１１へ移り、踏まれていない場合は、ステップＳ８へ戻る。

ステップＳ１１の前進歩行モードは、歩行者専用路等で自転車を前方へ押し歩くためのモードであり、例えば、他の歩行者等の迷惑とならないような歩行を習得するためのモードである。この場合、運転者が上スイッチ５２ａを押し続けている間は、一定速度での前進歩行状態が維持され、対応する風景を表示する画面１４ａも同様に一定速度で動く状態が維持される。前進歩行モードでは、降車して、マットスイッチ１６上で足踏みをすることにより前進歩行状態を再現してもよい。なお、ステップＳ１１の前進歩行モード中にハンドルスイッチ５２の操作とマットスイッチ１６上での足踏みが同時に行われた場合は、ハンドルスイッチ５２の操作が優先するが、ステップＳ１１においては、いずれも前進歩行のための操作であるため、結果としては同じとなる。ステップＳ１１からは、ステップＳ１２へ移る。

ステップＳ１２において、障害物（固定物や停車中の車等）に衝突したか否かを確認する。衝突した場合には、ステップＳ１３へ移る。衝突していない場合は、ステップＳ１１の処理の終了後においてステップＳ４へ戻る。

ステップＳ１３は、前進歩行モードで障害物に衝突した時の処理である。画面１４ａ上に運転者が障害物に衝突したことを表示し、「ぶつかりました」という文字を画面１４ａに表示させ、又は同様の言葉の音声をスピーカ１５から発する。同時に、状況設定部１８０にて規定された距離を、画面１４ａ上で運転者及び自転車は後退し、ステップＳ６へ戻る。

ステップＳ１４の後退歩行モードは、歩行者専用路等で自転車を押しながら後退するためのモードであり、例えば、前進のみでは衝突が避けられない停止中の障害物を他の歩行者等の迷惑とならないよう迂回するような歩行を習得するためのモードである。この場合、運転者が下スイッチ５２ｂを押し続けている間は、一定速度での後退歩行状態が維持され、対応する風景を表示する画面１４ａ内の小窓画面１４ｃも同様に一定速度で動く状態が維持される。ステップＳ１４から、ステップＳ１５へ移る。なお、ステップＳ１４の後退歩行モード中にマットスイッチ１６上で足踏みが行われた場合は、ハンドルスイッチ５２との間で、相反する操作が行われたことになる。なぜなら、マットスイッチ１６上で足踏みする行為は、前進歩行のための操作だからである。マットスイッチ及びハンドルスイッチ５２が同時に操作された場合は、ハンドルスイッチ５２の操作が優先されるため、この場合は後退歩行が行われる。

ステップＳ１５において、停止中の障害物に衝突したか否かを確認する。衝突した場合には、ステップＳ１６へ移る。衝突していない場合は、ステップＳ１７へ移る。

ステップＳ１６は、後退歩行モードで障害物に衝突した時の処理である。画面１４ａ上及び（又は）小窓画面１４ｃ上に運転者が障害物に衝突したことを表示する。また、「ぶつかりました」という文字を画面１４ａ及び（又は）小窓画面１４ｃに表示させ、又は同様の言葉の音声をスピーカ１５から発する。同時に、状況設定部１８０にて規定された距離を、画面１４ａ上で運転者及び自転車は前進し、ステップＳ６へ戻る。

ステップＳ１７において、状況設定部１８０にて規定された距離を後退したか否かを確認する。実際の自転車の操作において、自転車を転回させることなく、長い距離を後退することは交通安全教育上、奨励されていないことを考慮した規定である。後退が所定距離に達した場合は、ステップＳ１８へ移る。所定距離に達していない場合は、ステップＳ１４の処理の終了後においてステップＳ４へ戻る。

ステップＳ１８は、後退歩行モードで状況設定部１８０にて規定された距離を後退した時の処理である。運転者及び自転車を表示する画面１４ａ、及び小窓画面１４ｃは自動停止し、ステップＳ６へ戻る。

ステップＳ１９において、所定の終了条件が成立しているか否かを確認する。終了条件が成立している場合には模擬運転を終了し、条件が不成立である場合にはステップＳ４へ戻り模擬運転を続行する。また、ステップＳ５及びＳ７の処理の終了後もステップＳ４へ戻る。

模擬運転を終了する場合には、前記ステップＳ１と同様に、マットスイッチ１６がオンとなったか否かを確認する。この場合、マットスイッチ１６がオンとなったことにより、運転者が模擬自転車１２から降車したことを検出することができ、これに基づいて模擬運転を終了し、所定の省電力モード等のスタンバイ状態に戻る。なお、前記ステップＳ２において、マットスイッチ１６がオフとなった後の所定の期間に、模擬自転車１２の操作が全くなされない場合には、運転者がマットスイッチ１６を一旦踏んだが模擬自転車１２に乗ることなく立ち去ったと考えられることから、この場合においてもスタンバイ状態に戻るとよい。

上述したように、本実施の形態に係る自転車用シミュレーション装置１０によれば、ハンドル２８上に運転姿勢で用いることができるハンドルスイッチ５２を設けることによって、模擬自転車１２上で運転姿勢を維持しながら押し歩きの前進動作及び後退動作を行い、それもモニタ上で視認できるために、マットスイッチの調整等の煩雑な調整作業から解放され、時間を節約してシミュレーション効率も向上し、誤作動を回避するとともに多数の運転希望者にシミュレーションを受ける機会を与えることができる効果を奏する。

本発明に係る自転車用シミュレーション装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本実施の形態に係る自転車用シミュレーション装置の全体斜視図である。 模擬自転車におけるハンドルスイッチの一例である。 後退歩行時におけるモニタの表示の一例である。 模擬自転車における回転駆動機構部及びその周辺の斜視図である。 模擬自転車におけるフライホイール及びその周辺を斜め上方からみた斜視図である。 模擬自転車の正面図である。 一体型のマットスイッチを模擬自転車の左側に配置した場合の自転車用シミュレーション装置の全体斜視図である。 自転車用シミュレーション装置の電気的構成部分のブロック図である。 自転車用シミュレーション装置を用いて、自転車の模擬運転を行う方法のメインルーチンのフローチャートである。 自転車用シミュレーション装置を用いて、自転車の模擬運転を行う際の、ハンドルスイッチの使用方法のフローチャートである。

符号の説明

１０…自転車用シミュレーション装置 １２…模擬自転車
１４…モニタ １４ａ…画面
１４ｂ…車速表示 １４ｃ…小窓画面
１５…スピーカ １６…マットスイッチ
１８…主制御部 ２０…フレーム
２０ａ…ヘッドチューブ ２８…ハンドル
２８ａ…ステム ３０Ｌ、３０Ｒ…フロントフォーク
３１…パイプ ３２…後輪
４２…ホイール回転検出部 ４６…コントローラ
５０…舵角センサ ５２…ハンドルスイッチ
５２ａ…上スイッチ ５２ｂ…下スイッチ
６４Ｌ、６４Ｒ…ペダル ７４…フライホイール
７６…後部スタンド ７８…後部ランプ
８２…回転ピックアップ １００Ｌ、１００Ｒ…ブレーキレバー
１７２…ＣＰＵ １７６…車速演算部
１９８、２００、２０２、２０４…接続線

Claims (6)

1. 模擬自転車（１２）及びモニタ（１４）を備える自転車用シミュレーション装置（１０）において、
   前記模擬自転車（１２）は、運転者により操縦されるハンドル（２８）と、
   前記運転者が降車することなく運転姿勢でそのまま操作できる少なくとも第１スイッチ（５２ａ）と第２スイッチ（５２ｂ）とを有し、
   前記モニタ（１４）は、前記運転者へ前記模擬自転車（１２）の走行状態に応じた風景及び情報を表示する画面を含み、
   前記第１スイッチ（５２ａ）は前進歩行用スイッチであり、前記第２スイッチ（５２ｂ）は後退歩行用スイッチであり、
   前記モニタ（１４）は、前進歩行又は後退歩行に応じた風景及び情報を表示し、前記第１スイッチ（５２ａ）を押している間は前記前進歩行の状態を、前記第２スイッチ（５２ｂ）を押している間は前記後退歩行の状態を維持する表示を行う画面を有し、前記後退歩行を所定距離行った時は自動停止する画面を有する
   ことを特徴とする自転車用シミュレーション装置（１０）。
2. 請求項１記載の自転車用シミュレーション装置（１０）において、
   前記第１スイッチ（５２ａ）と前記第２スイッチ（５２ｂ）は前記ハンドル（２８）上に設けられる
   ことを特徴とする自転車用シミュレーション装置（１０）。
3. 請求項１又は２記載の自転車用シミュレーション装置（１０）において、
   前記第１スイッチ（５２ａ）は、前方を指向する三角形状部を含み、
   前記第２スイッチ（５２ｂ）は、後方を指向する三角形状部を含む
   ことを特徴とする自転車用シミュレーション装置（１０）。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の自転車用シミュレーション装置（１０）において、
   前記モニタ（１４）は、前記前進歩行中又は前記後退歩行中に一定速度で動く画面を有する
   ことを特徴とする自転車用シミュレーション装置（１０）。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の自転車用シミュレーション装置（１０）において、
   前記モニタ（１４）は、前記前進歩行中又は前記後退歩行中に障害物に衝突した場合は、所定距離戻される画面を有する
   ことを特徴とする自転車用シミュレーション装置（１０）。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の自転車用シミュレーション装置（１０）において、
   前記モニタ（１４）は、前記後退歩行に応じた後方の風景及び情報を表示する小窓画面を有する
   ことを特徴とする自転車用シミュレーション装置（１０）。

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