JPH0451078A - 二輪車のライディングシミュレーション装置 - Google Patents
二輪車のライディングシミュレーション装置Info
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- A63F2300/8017—Driving on land or water; Flying
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ングシミュレーションを行う二輪車のライディングシミ
ュレーション装置に関する。
、ハンドルやアクセル操作に合わせてディスプレイ画面
を変化させ、ライディング感覚でゲームを楽しめるよう
にした遊戯用のシミュレーション装置が知られており、
かかる装置において臨場感を高めるべく、模型二輪車を
横方向に傾動自在としたものも特開昭61154689
号公報や実開昭62−1688号公報で知られている。
だけであって、コーナ部分を走行する際の旋回感や加減
速感や走行中の車体の挙動等の実際の走行感をシミュレ
ーションすることができないという問題点があった。
の走行感をシミュレーションし得るようにして単に遊戯
用だけでなく二輪車の運転教育にも使用し得るようにし
た二輪車のライディングンミュレーンヨン装置を提供す
ることを目的とする。
れ、前後、左右及び上下方向に移動自在の移動台と、該
移動台の動きを駆動する駆動手段と、該移動台の上に設
置され、人間が搭乗して操作可能な模型二輪車と、該模
型二輪車の前方に配置され、予め記憶された映像を表示
するディスプレイ装置と、該模型二輪車上の搭乗者の操
作並びに動きに応じて該駆動手段を制御し、以って、該
模型二輪車のヨー、ロール及びピッチ動を制御すると共
に、該ディスプレイ装置に表示される映像を該模型二輪
車の模擬走行状態に応じて変化させる制御手段とを具備
した。
チ角を可変する七共に、その際に該車体のピッチ角に対
応して該ディスプレイ装置に表示される映像を変化させ
る。例えば、加速時には車体を後傾させ、減速時には前
傾させる。
減速時には前傾させるようピッチ角の変動を行うことに
より、実際の二輪車における加減速感をリアルに再現で
きる。また、同時に映像も上下動させることにより、映
像と車体のピッチ動とのずれが生じない。
成について説明する。これらの図において、lは基台、
2は基台l上の左右1対のガイドレール1aに転輪2a
を介して前後方向(矢印CD方向)に移動自在に支持さ
せた移動台を示す。
てガイドブレートlbを立設し、各ガイドブレート!b
の上縁を内側に屈曲さulその下面に移動台2の軸支し
たガイドローラ2bを当接させ、更に各ガイドブレート
lbの上部外側面に多数のビン3aを列設したラック部
材3を固接し、移動台2の中央部に各ラック部材3のビ
ン3aに噛合するピニオン4aを両側に取付けた駆動軸
4を横設している。ここで、駆動軸4を移動台2に搭載
したモータ5によりギアボックス5aを介して正逆転す
ることにより移動台2をガイドレール1aに沿って前後
動させるようにした。ガイドレール1aは、前端側及び
後端側を上方に湾曲させた湾曲レールで構成されており
、かくして、移動台2の訂後動に伴い移動台2が上下方
向(矢印EF力方向に傾くようにした。移動台2には、
横方向(矢印CD方向)及び上下方向(矢印EF力方向
の直交2方向の移動機能を持つ互いに独立した前後1対
の可動装置6が搭載されている。即ち、各可動装置6は
移動台2上に横設したガイドレール7aに横方向に摺動
自在に支持されるスライド台7と、スライド台7に固定
のガイドレール8aに上下方向に摺動自在に支持される
昇降枠8とで構成されている。ここで、スライド台7を
移動台2に搭載したモータ9にギアボックス9aを介し
て連結されるボールネジ9bの正逆転で左右動させ、一
方、昇降枠8をスライド台7に搭載したモータ10にギ
アボックスIOaを介して連結されるボールネジIOb
の正逆転で上下動させるようにしている。これにより、
各可動装置6の動作端たる昇降枠8に上下動と更にスラ
イド台7の動きによる左右動とが与えられるようにした
。
め、上記移動台2の可動構造を廃止し、直接地面に固定
してもよい。この場合、ピッチ方向の動きは上記ガイド
レール8aの上下階動自在の上記昇降枠8のピッチ動の
上下運動で代用される。
し、支持枠11に前後方向に長手のローリング軸12を
介して模型二輪車13を横方向に傾動自在に支持してい
る。第4図において、後側の可動装置6の昇降枠8の」
二部に十字粘子14を介して支持枠11の後端を連結す
ると共に、前側の可動装置6の昇降枠8の上部にボール
継手15を介して取付けたリニアガイド16に支持枠1
1の面端部をその下面のガイドレールIlaにおいて前
後方向に摺動自在に係合させて、各可動装置6の昇降枠
8の上下動や左右動に追従して支持枠11が上下方向や
横方向に傾動し得るようにしている。また、支持枠11
の横方向中央部にローリング軸I2を縦設すると共にそ
の下側にモータ17を搭載して、このモータ17により
減速機17aとギア+7bとを介してローリング軸12
を回動するようにしている。このローリング軸12の中
央部に固設した受座12aに模型二輪車13のフレーム
+3aを取付けるようにした。
台7の各々の移動範囲を規制するンヨックアブソーバで
ある。
搭乗者の操作を検出するために、アクセル、ハンドル、
ブレーキ、クラッチ、ギアヂエンジ等の操作や体重移動
を検出する各種センサが設けられている。これらセンサ
として、アクセル開度センサ21、クラッチレバ−角セ
ンサ22、ハンドルトルクセンサ23、リーントルクセ
ンサ24、フロントブレーキ圧センサ25及びリヤブレ
ーキ圧センサ26が設けられている。また、実際の運転
状況をシミュレーションするために、ライティングスイ
ッチ、デイマースイッチ、ウィンカ−スイッチ、スター
タスイッチ、ホーンスイッチ、キルスイッチ等の各種ハ
ンドルスイッチ27やギアポジションスイッチ28が設
けられている。
ン29、振動発生器30及びスピーカ31等が模型二輪
車13に取付けられている。更に、実際の二輪車の運転
状況を音及び映像により再現するために、模型二輪車1
3の萌後に設けられたR/L、2チヤンネルの合計4台
のスピーカ32と、その助力に設けられたディスプレイ
装置33とがある。このディスプレイ装置33は、第1
図に示す如く基台1や移動台2と離れて設けられてし良
いし、また第5図(a)に示す如く移動台2と連結され
ていても良い。いずれの場合も、本ノミュレータの動き
に応じて、搭乗者の目に映像か捕え易いようにディスプ
レイ装置も何等かの動きをするよう設計されている。こ
こで、上記センサからの信号を、コンピュータに入力し
、ディスプレイ装置33の画像をコンピュータにより運
転状況に応じて変化させると共に、萌記各モータ5.9
.10.+7を制御して、実際の二輪車と同様に体感で
きる挙動を再現するように構成した。
詳細する簡に、先ず、本発明の全体動作について簡単に
説明する。
ときは、モータ5により移動台2を前後動させるもので
、第5図(b)、(c)に示す如く模型二輪車は動く。
の湾曲により前玉りに前進したり後玉りに後退し、搭乗
者に加減速感が与えられる。 また、ディスプレイ画像
がコーナ部に差掛かり搭乗者が体重移動を行ったときは
、モータ17によりローリング軸12を回転させて模型
二輪車+3を横方向に傾動させると共に、両可動装置6
のモータ9.10を作動させて、スライド台7と昇降枠
8の合成動作により模型二輪車13を傾動方向に向かっ
て上昇させ、搭乗者にコーナリング時の遠心力を一時的
に体感させる。
することでヨーを、これらスライド台7を単独で左右動
させることにより前輪又は後輪のスリップを、両可動装
置6の昇降枠8を単独で上下動させることにより第5図
(d)に示す如く前輪側又は後輪側のクツション動作を
再現する。更に、第5図(e)、(f)に示す如く、前
屈、後屈させることもできる。
る。
ムブロック図である。ここで、前記各種センサ等21〜
28の出力信号はミニコンピユータ40に人力される。
御プログラムや各種データ等を格納するROM又はRA
M等により構成されるものであり、このミニコンピユー
タ40の制御の下、前記第4図に示す模型二輪車13駆
動用の6軸サーボモータ、電動ファン29、振動発生器
30、スピーカ31,32、ディスプレイ装置33、ス
テアリングアシスト用のサーボモータ35が作動する。
体のヨウ角y(第7図(a))、ロール角r(第7図(
b))、ピッチ角p(第7図(C))が制御される。ま
た、車体の傾きを検出するリーントルクセンサ24は、
ロードセル等により構成され、車体を傾けることにより
発生する応力(即ち、リーントルク)に応じた電気信号
を出力する。
る3個のスピーカ31とその外側に設けられる4個のス
ピーカの合計7個設けられている。
31は主に低音を再生し、外部スピーカ32は高音を再
生するようにしている。一方、電動ファン29はインバ
ータ等により走行速度に比例してその回転速度が制御さ
れ、これにより走行速度の上昇に伴って搭乗者に顔に吹
付けられる風圧が大きくなる。同様に、振動発生器30
も走行速度に比例してその発生振動が大きくなるよう制
御される。
た場合に前記ミニコンピユータ40により実行される計
算処理を示すフローチャートである。ここでは、最初に
直進状態で模擬走行を開始した後に、車体を傾けて曲進
走行を行うものとする。先ず、ステップ100にて各種
車両特性に関するデータの設定を行った後、搭乗者が走
行をスタートさせると、これがステップ101にて検出
され、コンピュータ処理はステップ+02を介してステ
ップ+03に入る。
、ここで、加減速G、直進方向速度X、ピッチ角p1上
下動z1並びにエンジン回転数Ne、前輪回転数Nf及
び後輪回転数Nr等が計算される。この計算は、前記各
センサ出力等に基づき、ミニコンピユータ40にて、所
定のプログラムに従って、行われる。具体的には、スロ
ットル開度、クラッチストローク、ギアポジション、フ
ロントブレーキ圧及びリアブレーキ圧を入力情報として
用い、また、予め記憶された自軍の特性データとして、
エンジン出力トルク特性、ブレーキ特性、車輪スリップ
レシオ、ギア減速レシオ、空気抵抗、車輪ころがり抵抗
、サスペンシロン特性、車体の慣性モーメント、重量、
自軍重心位置が用いられる。
車をスイング運動をさせながら上下方向の運動をさせる
ことにより、加減速感を搭乗者に与える。 スイング運
動の初期において、単純な上下動(第5図(d)参照)
もしくは前後屈(5(e)、(f)参照)を加えること
により、更に加減速感を向上させることができる。本発
明では、より加減速感を向上させるために、前記ディス
プレイ装置33のスクリーンに表示される映像を変化さ
せている。通常、ディスプレイ装置は、搭乗者に、実際
には走行しない模型二輪車があたかも走行しているよう
錯覚を起こさせるため、模型二輪車に与えられる速度や
走行方向等に応じた映像(例えば、二輪車が実際に町中
等を走行した場合に見られる景色等の映像)を表示して
おり、高速時には、その映像がより速く変化し、一方、
低速時には映像変化が遅くなる。望ましくは、第5図に
示すように模型自動二輪車にディスプレイ装置を固定し
、搭乗者とディスプレイとの相対位置関係が変化しない
方が良い。しかし、コスト低減のため第13図に示すよ
うに移動台2が直接地面に置かれた構成をとることがで
きる。この場合、第13図(b)、(c)に示すように
加減速した場合のピッチ動により搭乗者の視点が上下動
するたぬ、それに合わせて、加速して視点が上がった場
合には、表示映像は第9図に示すように一定速度走行時
に比べて上方向にずらし、一方、減速により視点が下が
った場合には、表示映像を下方向にすらずようにした。
チ動に応じて映像も上下方向にずらされるため、搭乗者
は違和感なく加減速感を得ることができる。ここでは、
搭乗者の視線ピッチ角に模型二輪車のピッヂ角相当の補
正を加えることにより、上記の如く、表示映像を上下さ
せている。
うな加減速のためのスイング運動の回転センタ高さは、
搭乗者の心臓付近とすることが良い。何故ならば、頭部
にかかる加速度を実際の二輪車走行時と同じように感じ
させるためには、スイング運動の回転センタ高さは頭部
より下で、かつ頭部から余り離れていないことが必要で
あることが、実験により判明したからである。
テップ104に進み、ここで自軍曲進計算を行う。
である。ステップ201.202に示す如く、この自軍
曲進計算を行うために、先ず模型二輪車におけるリーン
トルクTI並びにステアリングトルクTsの検出を行う
。
乗者の体重移動を利用する。即ち、搭乗者はそのハンド
ルを操作すると同時に、曲がろうとする方向に体重移動
を行って、曲進するのである。このため、本シミュレー
タにおいては、搭乗者の操縦入力として、ステアリング
による入力とは別に、体重移動を検出する前記リーント
ルクセンサ24を設けている。このセンサは、前記の如
くロードセルによって構成され、そこに掛かる力、即ち
、搭乗者の体重移動を検出し、その検出結果に応じた電
気信号を前記ミニコンピユータ40に出力している。
リング入力としては、ハンドルの舵角及び舵力が考えら
れるが、本シミュレータにおいては、前記ハンドルトル
クセンサ23で検出した舵力を上記ステアリング入力と
して用い、それに基づき舵角を計算している。
に比べてはるかに小さく、又、低速時と高速時とで大き
く異なる。低速域においては、大きな切れ角が中・高速
域では小さな切れ角となる。
は、そのセンサが非常に高精度であることが求められる
。一方、舵力の場合には、そのセンサ精度範囲は5kg
以下程度であり、また舵力の感度は一般に車速の影響を
受けにくい。このような理由により、本実施例では、ス
テアリング入力として舵力を用いている。また、舵力を
ステアリング入力とすることにより、例えば搭乗者が模
型二輪車を手離しで運転すると、その体重移動に伴うリ
ーントルクのみで運転可能であり、その時の舵力は0k
g−mであり、手離し運転の再現が可能となる。
I、Tsのスムージングを行う。このスムージングは、
センサ検出値?こ含まれるノイズを除去するために必要
である。その後、ステップ204にて、予め記憶された
ロールゲインテーブルを参照し、次のステップ205に
おいて、次式(1)に基づき、ロール角r、を計算する
。
)ステップ206において、自軍ロール角対応テーブル
を用いて、計算されたロール角r1を補正して、実際の
ロール角rを求める。ステップ207では、定数g10
−ル角r及び自軍速度Vを用いてヨーレイトy*(de
g/5ee)を求め、そのヨーレイトに基づき更に旋回
半径Raを求める。
/ y m −(3) 次のステップ208において、現在のヨー角yn及び現
在の自車走行位置を示す座tf!X、、Y、。
4)Xn””Xn−+ Ra [s + n (5’
n−+)sin(yn)]・・・(5) Yn”Yn−++ Ra [c o s (y
n−+)cos(y □ ) コ ・・・ (6)と
ころで、模型二輪車のロール動による傾斜感や遠心力等
を本シミュレータで再現するため、以下の条件を設定し
ている。
、+5°以上のロール動では、模型二輪車の乗った搭乗
、者がその体を二輪車上に保持することが困難となるか
らである。実際の二輪車では、15°以上車体が傾く場
合があるが、これを再現するため、本シミュレータでは
、模型二輪車の傾きに加えて、後述するように映像を傾
けることにより、より臨場感を出すようにしている。
いる。本シミュレータでは、第11図に示す如く、停止
時はそのロールの回転センタを模型二輪車の接地点とし
、車速の上昇に伴い高くしてゆくが、その上限を接地点
から600mmとしている。
をロールと同期して作動させる。尚、この時のヨーの作
動方向はロールと逆相としている。
いる。この場合の、ヨーの回転センタは搭乗者の扉部の
真下付近としている。また、車速が上昇し、40km/
h以上となると、このようなヨーとロールの同期は行わ
ない。
座標x、、、Y9を、第8図のステップ105にて世界
座標像(X O+ Y o)に変換する。この世界座標
は、既に記憶された世界地図並びにその景色等のデータ
に対応した座標であり、現在の世界座標に基づいて、そ
の景色が映像として前記ディスプレイ装置に再現される
のである。次のステップ106では、その映像を制御す
るための模擬量・可動量の計算並びに音声信号の発生等
が行われる。その後、ステップ107にて、これまで計
算された各種制御信号に基づき、模型二輪車、ディスプ
レイ装置等の制御が行われる。
プレイ方法としては、CRTディスプレイによる場合、
又は3原色プロジェクタからの光をスクリーンに投影す
る等の各種方法が考えられる。また、前記の如く、予め
撮影され記憶された移動する車等から見た景色等の動画
の映像を用い、これを模型二輪車の走行状況に応じて変
化させ、搭乗者がまるで実際の二輪車を走行しているか
の如き感覚を与えるよう映像制御が行われる。
り模型二輪車をロール動させた場合、単に映像を傾けた
だけでは、実際の走行感には合わない。このため、第1
2図に示す如く、ロール角の20%程度に相当する搭乗
者の視線のピッチ角成分を加え合わせることにより、映
像の水平線を下げて実走路を表現している。これは、コ
ーナリング時には直進時に比べて搭乗者の目の位置が下
がることをソミュレートしたディスプレイ制御である。
されているが、これを補うため、車体のロール角が大き
くなった時には、そのロール方向と反対方向に映像を傾
ける。これにより、搭乗者によりロール感を与えている
。
後、左右及び上下方向に移動自在の移動台と、該移動台
の動きを駆動する駆動手段と、該移動台の上に設置され
、人間が搭乗して操作可能な模型二輪車と、該模型二輪
車の前方に配置され、予め記憶された映像を表示するデ
ィスプレイ装置と、該模型二輪車上の搭乗者の操作並び
に動きに応じて該駆動手段を制御し、以って、該模型二
輪車のヨー、ロール及びピッチ動を制御すると共に、該
ディスプレイ装置に表示される映像を該模型二輪車の模
擬走行状態に応じて変化させる制御手段とを具備し、該
模型二輪車の加減速度に応じて車体のピッチ角を可変す
ると共に、その際に該車体のピッチ角に対応して該ディ
スプレイ装置に表示される映像を変化さけたので、小さ
なピッチ角を補い、以って、実際の二輪車と同様の加減
速感が得られるという効果を有する。
ンミュレーション装置の側面図、第2図は本発明装置を
後方から見た図、第3図は模型二輪車を取り外した状態
の本発明装置の平面図、第4図は支持枠部分の斜視図、
第5図及び第13図は本発明装置の各種動作を示した図
、第6図は本発明のシステムブロック図、第7図は模型
二輪車のヨー、ロール、ピッチ動作を示した図、第8図
及び第1θ図はミニコンピユータで行われる計算処理を
示したフローチャート、第9図及び第12図は本発明に
よる映像制御を示した図、第11図はロール動の回転セ
ンタと車速との関係を示したグラフである。 l・・・基台、1a・・・ガイドレール、2・・移動台
、6・・・可動装置、8・・・昇降枠、11・・支持枠
、12・・・ローリング軸、13・・・模型二輪車、2
1〜26各種センサ、31.32・・・スピーカ、33
・・・ディスプレイ装置、40・・・ミニコンピユータ
。 特許出願人 本田技研工業株式会社 第7図 (C) 第8図 第9図 第11図 車 速(km/h) 第12図 機
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、二輪車を用いてライディングシミュレーションを行
う装置において、 基台上に設けられ、前後、左右及び上下方向に移動自在
の移動台と、 該移動台の動きを駆動する駆動手段と、 該移動台の上に設置され、人間が搭乗して操作可能な模
型二輪車と、 該模型二輪車上の搭乗者の操作並びに動きに応じて該駆
動手段を制御し、以って、該模型二輪車のヨー、ロール
及びピッチ動を制御する制御手段とを具備し、 該模型二輪車の加減速度に応じて車体のピッチ角を可変
することを特徴とする二輪車のライディングシミュレー
ション装置。 2、該制御手段は、該模型二輪車のピッチ動の回転中心
が搭乗者の胸部付近となるよう該駆動手段を制御するこ
とを特徴とする請求項1記載の二輪車のライディングシ
ミュレーション装置。 3、二輪車を用いてライディングシミュレーションを行
う装置において、 基台上に設けられ、前後、左右及び上下方向に移動自在
の移動台と、 該移動台の動きを駆動する駆動手段と、 該移動台の上に設置され、人間が搭乗して操作可能な模
型二輪車と、 該模型二輪車の前方に配置され、予め記憶された映像を
表示するディスプレイ装置と、 該模型二輪車上の搭乗者の操作並びに動きに応じて該駆
動手段を制御し、以って、該模型二輪車のヨー、ロール
及びピッチ動を制御すると共に、該ディスプレイ装置に
表示される映像を該模型二輪車の模擬走行状態に応じて
変化させる制御手段とを具備し、 該模型二輪車の加減速度に応じて車体のピッチ角を可変
すると共に、その際に該車体のピッチ角に対応して該デ
ィスプレイ装置に表示される映像を変化させることを特
徴とする二輪車のライディングシミュレーション装置。 4、該模型二輪車の加速時には該車体を後傾させ、減速
時には該車体を前傾させるようにピッチ動を制御するこ
とを特徴とする請求項1又は3記載の二輪車のライディ
ングシミュレーション装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2158941A JP2862640B2 (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | 二輪車のライディングシミュレーション装置 |
DE1990629172 DE69029172T2 (de) | 1989-06-30 | 1990-06-29 | Fahrtsimulation eines Motorrades |
EP19900112486 EP0406729B1 (en) | 1989-06-30 | 1990-06-29 | Riding simulation of motorcycle |
US07/928,687 US5209662A (en) | 1989-06-30 | 1992-08-12 | Riding simulation system of motorcycle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2158941A JP2862640B2 (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | 二輪車のライディングシミュレーション装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002297017A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Honda Motor Co Ltd | ライディングシミュレーション装置 |
WO2010045627A3 (en) * | 2008-10-18 | 2010-07-08 | Steven Patrick Gray | Motorcycle wheelie training device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62286490A (ja) * | 1986-06-05 | 1987-12-12 | 株式会社セガ・エンタープライゼス | 動画表示遊戯機 |
-
1990
- 1990-06-18 JP JP2158941A patent/JP2862640B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62286490A (ja) * | 1986-06-05 | 1987-12-12 | 株式会社セガ・エンタープライゼス | 動画表示遊戯機 |
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JP2002297017A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Honda Motor Co Ltd | ライディングシミュレーション装置 |
WO2010045627A3 (en) * | 2008-10-18 | 2010-07-08 | Steven Patrick Gray | Motorcycle wheelie training device |
US8408911B2 (en) | 2008-10-18 | 2013-04-02 | Steven Gray | Motorcycle wheelie training device |
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JP2862640B2 (ja) | 1999-03-03 |
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