JPH0651695A - 二輪車のライディングシミュレーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】車長方向に長手のロール軸線Ｘ回りにロールモ
ータ２３により回動自在なブラケット３を設け、模擬二
輪車の車体１を該ブラケット３に、車幅方向に長手のピ
ッチ軸線Ｙ回りに揺動自在に保持させ、更に、車体１の
前端部にハンドル５１に対して舵角反力となる制動力を
生じさせるステアリングモータ５を取り付けた。 【効果】ロール運動の他にピッチ運動を再現することが
でき、シミュレーションされる走行状態に応じて操舵反
力が変化するので、従来のものより、より実車の走行感
覚を再現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、模擬二輪車の車体の挙
動を乗員の操作に応じて変化させる二輪車のライディン
グシミュレーション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】模擬二輪車を用いて実際の二輪車の挙動
を再現するライディングシミュレーション装置では、該
模擬二輪車の車体を車長方向に長手のロール軸の軸線回
りに回動させるロール運動を行う必要があり、例えば模
擬二輪車の車体をロール軸にて保持すると共に車体の両
側からスプリングで付勢し、乗員の体重移動により該車
体を揺動させるように構成したものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】実際の二輪車では上記
ロール運動だけでなく、加減速時等には車幅方向に長手
の軸線回りに揺動するピッチ運動をし、また、車速等の
走行状態に応じてハンドル軸に作用する操舵反力が変化
する。ところが、上記従来のものでは、ロール運動を再
現するだけであり、実際の乗車感覚を再現することがで
きない。

【０００４】そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、ロ
ール運動の他にピッチ運動を再現すると共に、シミュレ
ーションされる走行状態に応じて操舵反力が変化する二
輪車のライディングシミュレーション装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、模擬二輪車に対して乗員が行う操縦操作に
基づいて模擬二輪車の姿勢を変化させ、実際の二輪車の
挙動を再現するライディングシミュレーション装置にお
いて、車長方向に長手のロール軸の軸線回りに回動自在
なブラケットを設け、模擬二輪車の車体を該ブラケット
に、車幅方向に長手のピッチ軸の軸線回りに揺動自在に
保持させると共に、車体の前端部に取り付けられハンド
ルを回動自在に保持するハンドル軸に、上記操縦操作に
より決定される操舵反力でハンドル軸の回動を制動する
可変制動手段を備えたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】模擬二輪車の車体は、ロール軸の軸線回りに回
動自在のブラケットに対してピッチ軸の軸線回りに揺動
自在に保持されているので、ロール運動ばかりでなくピ
ッチ運動も再現することができる。また、舵角反力を乗
員の行う操縦操作に応じて変化させることにより、シミ
ュレーションされる走行感覚をより実車の走行感覚に近
づける。

【０００７】

【実施例】図１及び図２を参照して、Ａは模擬二輪車で
あり、該模擬二輪車Ａの乗員Ｂは、該模擬二輪車Ａの前
方に配置されたＣＲＴ等のモニターＣに表示される風景
等の状況変化に応じて該模擬二輪車Ａの操縦操作を行
い、この操作に応じて模擬二輪車Ａの姿勢が制御され
る。該模擬二輪車Ａにはフレーム状の車体１が備えられ
ており、基台２上の支持枠２１に車長方向のロール軸線
Ｘ回りに回動自在なブラケット３を支持させて、該ブラ
ケット３に上記車体１を車幅方向のピッチ軸線Ｙ回りに
揺動自在に支持させた。

【０００８】これを図３及び図４を参照して詳述する
に、上記支持枠２１の上部に円形ホルダ２２を周設して
該円形ホルダ２２の前面にロール軸線Ｘと同心のロール
モータ２３を取り付け、該ロールモータ２３の出力側に
円形ホルダ２２に支持されるサイクロ減速機２４を設け
て、該サイクロ減速機２４の出力側に上記ブラケット３
をその前端に周設した円形ケーシング３１を介して連結
し、ロールモータ２３によりサイクロ減速機２４を介し
てブラケット３をロール軸線Ｘ回りに回動し得るように
した。尚、支持枠２１の下部には上記円形ケーシング３
１の周面下部に突設した突起３２を受け入れるＵ字状の
ストッパ２５が設けられており、該ストッパ２５の両側
の対向面に各々パッド２６を取り付けて該パッド２６へ
の突起３２の当接によりブラケット３の回動範囲を規制
し得るようにし、更に、支持枠２１に突起３２の前面に
取り付けたドッグ３３と協働する近接スイッチ２６を設
けて該近接スイッチ２６によりブラケット３の中立位置
への復帰を検出し得るようにした。

【０００９】上記車体１には上記円形ケーシング３１を
両側から挟むようにして垂下する１対のアーム１１・１
１が垂設されており、該円形ケーシング３１の両側にピ
ッチ軸線Ｙ上に位置する１対の枢軸４・４を突設して、
これに両アーム１１・１１を軸支させ、更に、ブラケッ
ト３の後端部にピッチ軸線Ｙに平行な支軸３４を支点に
して揺動自在なピッチモータ４０を垂設すると共に、車
体１に該支軸３４に平行な支軸１２を支点にして揺動自
在なナット１３を設け、ピッチモータ４０に連結される
螺杆４１をナット１３に螺合させてピッチモータ４０に
より車体１にブラケット３に対するピッチ軸線Ｙ回りの
揺動を与えられるようにした。

【００１０】更に、該車体１の前端部には所定のキャス
タ角度傾斜してステアリングモータ５が取り付けられ、
該ステアリングモータ５の回転軸に直結されたハンドル
５１を回動させる場合に ステアリングモータ５により
ハンドル５１の回動に対して制動力が与えられる。尚、
この制動力は乗員Ｂが行う操縦操作等により増減制御さ
れるよう構成されている。

【００１１】このハンドル５１には乗員Ｂが行うアクセ
ル操作量やブレーキ操作力を検知する各種センサが内蔵
され、シート１４には乗員Ｂの体重移動方向及び移動量
を検知するセンサが取り付けられており、図外のコント
ローラはこれら各センサからの検知信号に基づいて仮想
の走行速度を演算し、この走行速度に基づいてモニター
Ｃの画像を変化させる。また、乗員Ｂがブレーキ操作を
行えば上記走行速度及びブレーキ操作力を基にピッチモ
ータ４０を作動させ模擬二輪車Ａを前傾させてブレーキ
ング時の挙動を再現し、アクセルを急速に開ければこれ
に応じて同じくピッチモータ４０の作動により模擬二輪
車Ａを後傾させ加速操作時の挙動を再現する。更に、乗
員Ｂが体重移動を行えば移動方向及び移動量と走行速度
とに基づいてロールモータ２３を作動させ車体１を車幅
方向に傾けてコーナリング時の挙動を再現する。尚、こ
の時モニターＣの画像も連動させて傾けることにより、
より実車の走行感覚を乗員Ｂに与えることができる。ま
た、車速が増加すればステアリングモータ５の作動によ
りハンドル５１の回動に対する制動力を増加させ、実車
における前輪のジャイロ効果による操舵反力の変化を再
現するようにした。ところで、車体１をロール軸線Ｘ回
りに回動させ模擬二輪車Ａを前後方向に傾けた状態でロ
ール運動をさせれば模擬二輪車Ａの前端と後端との車幅
方向の振れ量が異なり、これにより乗員Ｂに対して模擬
二輪車Ａがあたかもヨー運動したような感覚を与えるこ
とができる。

【００１２】本発明の場合、ロール軸線Ｘ及びピッチ軸
線Ｙの位置はシミュレーションされる走行状態に応じて
変化しないので、ロール軸線Ｘの場合、低速走行時には
ロール軸線Ｘは仮想のタイヤ接地面に略一致する高さで
乗員Ｂは違和感を感じないが走行速度が増加するに伴っ
てロール軸線Ｘを上昇させなければ違和感を生じる。ま
た、ピッチ軸線Ｙは走行速度等により変化させる必要性
は少ないものの、実車の走行感覚を再現するためにはお
のずと車体１に対するピッチ軸線Ｙの位置が所定の範囲
内に規定される。このロール軸線Ｘの高さやピッチ軸線
Ｙの位置はある程度計算等により予測できるものの、シ
ミュレータ装置の場合にはコーナリング時の遠心力や車
速変化に伴う加減速力が実際には生じないため、乗員Ｂ
の体感に基づいて乗員Ｂが違和感を感じないように決定
しなければならない。そこで、ロール軸線Ｘの高さ及び
ピッチ軸線Ｙの位置をいかに決定したかについて以下に
説明する。

【００１３】図５はロール軸線Ｘの高さを決定する方法
を説明するためのものであり、図においてＳはステップ
位置、Ｈはヒップ位置、Ｇはハンドルのグリップ位置を
示し乗員Ｂはこの３点で体重を支える。またＧＬは仮想
のタイヤ接地面の高さを示し、グラフの横軸は仮想の走
行速度を示している。ロール軸線Ｘの高さは、上記のよ
うに低速走行時にはＧＬ近傍に位置することが望ましい
が、速度が増加するに伴ってロール軸線Ｘの位置を上昇
させなければ、乗員Ｂは走行ラインがずれたように感じ
違和感を覚える。この違和感を感じる限界を曲線ｂに示
した。即ちこの曲線ｂより下方にロール軸線Ｘを設定す
ると乗員Ｂに違和感を与える。また逆にロール軸線Ｘの
位置を上昇させ過ぎると乗員Ｂはロール運動で酔ってし
まうため（シミュレータ酔い）、ある高さに押えなけれ
ばならない。このシミュレータ酔いを起こさない限界の
高さを曲線ａに示した。従って、ロール軸線Ｘはこの両
曲線ａ・ｂに挟まれた高さに設定しなければならず、一
方ロール軸線Ｘは速度の変化に関係なく固定されるた
め、直線ａ1 とｂ1 とに挟まれた領域に位置するように
決定しなければならない。ところでこの直線ａ1 とｂ1
との間隔はＳ点とＨ点との縦方向距離ＬHSの半分であ
り、かつ、Ｓ点を通る水平線Ｓ1 を中心に上下に略均等
に振り分けられている。

【００１４】次に、ピッチ軸線Ｙの位置の決定方法につ
いて図６を用いて説明する。ピッチ軸線Ｙが高すぎると
上記ロール軸線Ｘの場合と同様にシミュレータ酔いを起
こし、そのためピッチ軸線Ｙはこのシミュレータ酔いを
起こす限界を示す直線ｃ1 より下方にしなければならな
い。また余り下げすぎると乗員Ｂは前後に移動するだけ
でピッチ運動しているとは感じなくなり、そのためピッ
チ運動していると感じる限界を示す直線ｃ2 より上方に
設定しなければならない。一方、ピッチ軸線Ｙが前方も
しくは後方に偏ると車体１がピッチ軸線Ｙを中心に回動
しても乗員Ｂは上下方向に移動することになり、ロール
運動を体感することができなくなるため、前方への偏り
限界を示す直線ｄ1 と後方への偏りの限界を示す直線ｄ
2 との間に設定しなければならない。以上からピッチ軸
線Ｙは各直線ｃ1 ｃ2 ｄ1 ｄ2 に囲まれた領域内に位置
するよう設定する必要がある。ところでこの領域は、Ｈ
点とＧ点との水平距離をＬHGとすると、車長方向距離が
ＬHGの略１．２５倍で縦方向距離が略ＬHSの大きさであ
り、Ｈ点から前方に位置し、かつＳ1 を中心にして上下
に略均等に振り分けられている。

【００１５】ところで、上記実施例では模擬二輪車Ａと
していわゆるロードスポーツ形のものを用いたが、スク
ータ形のものを用いてもよく、この時のロール軸線Ｘの
高さ及びピッチ軸線Ｙの位置について上記と同様に体感
により決定された結果を図７に示す。図に示すように、
このスクータ形のものを用いた場合も上記ロードスポー
ツ形のものの場合と同様に、ロール軸線Ｘは、ＬHSの半
分の距離をＳ1 を中心に上下に略均等に振り分けられた
範囲内に設定し、ピッチ軸線Ｙは、車長方向距離がＬHG
の略１．２５倍で縦方向距離が略ＬHSの大きさであり、
Ｈ点から前方に位置し、かつＳ1 を中心にして上下に略
均等に振り分けられた領域内に設定しなければならない
という結果が得られた。

【００１６】

【発明の効果】本発明によるシミュレーション装置は、
ロール運動の他にピッチ運動を再現すると共に、シミュ
レーションされる走行状態に応じて操舵反力が変化する
ので従来のものより、より実車の走行感覚を再現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の構成を示す図

【図２】 II−II断面図

【図３】 III − III断面図

【図４】 IV−IV断面図

【図５】 ロール軸線の高さを決定する方法を示す図

【図６】 ピッチ軸線の位置を決定する方法を示す図

【図７】 スクータ形の模擬二輪車を用いた場合の説明
図

【符号の説明】

１ 車体 ２ 基台 ３ ブラケット ４ 枢軸 ５ ステアリングモータ ２３ ロールモータ ４０ ピッチモータ ４１ 螺杆 ５１ ハンドル Ａ 模擬二輪車 Ｂ 乗員 Ｃ モニター Ｓ ステップ位置 Ｈ ヒップ位置 Ｇ グリップ位置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 模擬二輪車に対して乗員が行う操縦操
   作に基づいて模擬二輪車の姿勢を変化させ、実際の二輪
   車の挙動を再現するライディングシミュレーション装置
   において、車長方向に長手のロール軸の軸線回りに回動
   自在なブラケットを設け、模擬二輪車の車体を該ブラケ
   ットに、車幅方向に長手のピッチ軸の軸線回りに揺動自
   在に保持させると共に、車体の前端部に取り付けられハ
   ンドルを回動自在に保持するハンドル軸に、上記操縦操
   作により決定される操舵反力でハンドル軸の回動を制動
   する可変制動手段を備えたことを特徴とする二輪車のラ
   イディングシミュレータ。