JPH08241031A - 運転模擬試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 通常の制御で使用する揺動台の可動範囲を狭
くすることなく、非常時における信頼性を向上させる。 【構成】 車両モデルが設置される揺動台を構成する上
側台板52と、基盤台としての下側台板58とは所定間隔隔
ててされており、台板52の下面には６本の油圧シリンダ
36の各々の上端部が、台板58の上面には各油圧シリンダ
36の下端部が、各々取付位置を頂点として三角形を成す
ように取付けられている。また台板58及び台板52には、
伸縮自在なシリンダ80の下端部及び上端部に各々取付け
られたボール82、86の外周を保持するホルダ86、92が取
付けられており、このホルダ86、92により、台板58に対
するシリンダ80の傾動角度及び台板52に対するシリンダ
80の傾動角度は各々所定角度以下に制限されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は運転模擬試験装置に係
り、特に、各々一端が揺動台に他端が基盤台に取付けら
れた伸縮自在な複数の伸縮手段を備えた揺動装置によ
り、車両の挙動が模擬されるように揺動台を揺動させる
運転模擬試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、運転者の訓練や自動車の研究
開発等を支援するための装置としてドライビングシミュ
レータが知られている。ドライビングシミュレータは、
運転者が着座する模擬運転席、模擬運転席が設置された
揺動台を揺動させる揺動装置、映像を表示する表示装
置、音を発生する音響装置等を備えており、模擬運転席
に着座した運転者の運転操作に基づいて該運転操作に従
って走行する仮想的な車両の状態（車両に加わる加速
度、運転者の視界、運転者に聴取される音等）を判断
し、揺動装置により揺動台を揺動させることによって車
両に加わる加速度等を模擬させ、表示装置により運転者
の視界に相当する模擬視界映像を表示させ、音響装置よ
り運転者に聴取される走行音等を模擬した音を発生させ
る等によって、実際の車両を運転している感覚に近い感
覚を運転者に与えるものである。

【０００３】前記揺動装置の一例として、特開昭 61-19
4465号公報には基盤台と揺動体との間に６本の油圧シリ
ンダを配置し、基盤台上及び揺動台上における各油圧シ
リンダの取付位置が各々取付位置を頂点とする三角形と
なり、かつ双方の三角形が互いに合同となるように、各
油圧シリンダの下端を基盤台に上端を揺動台に各々取付
けて揺動台を支持する構成の揺動装置が示されている。
この揺動装置では、各油圧シリンダの駆動を各々制御す
ることにより揺動台を６自由度で揺動でき、揺動台を単
に傾動させるのみならず、基盤台に対して揺動台を前後
左右に平行移動（以下、並進移動という）させることも
可能であるので、油圧シリンダのストロークに対する揺
動台の可動範囲（図１（Ａ）及び（Ｂ）に破線で囲んだ
部分）を非常に広くできる。

【０００４】ところで、揺動台を６自由度で揺動できる
揺動装置では、揺動台を並進移動させると揺動台及び模
擬運転席に着座している運転者に実際に加速度が加わる
ことから、車両に加わる加速度の瞬間的な変化は揺動台
を並進移動させることで模擬し、車両に定常的に加わる
加速度は揺動台を傾動させることで模擬することが一般
的である。従って、例えば車両の制動は揺動台の前方へ
の並進移動と前傾動との組み合わせで模擬され、車両の
加速は揺動台の後方への並進移動と後傾動との組み合わ
せで模擬される（車両の左又は右方向へのロールについ
ても同様）ので、揺動台の可動範囲内において、実際に
使用される部分はおおよそ図１に想像線で囲んだ部分の
みであり、揺動台の可動範囲内のうち図１にハッチング
で示した部分は無駄となる。

【０００５】しかし装置の故障等を考慮し、揺動台が可
動範囲のうち通常は使用しない部分に相当する位置及び
姿勢となった場合にも安全を確保するためには、ドライ
ビングシミュレータを収容する空間の広さを、前記揺動
台の可動範囲の広さを考慮して定める必要があり、ドラ
イビングシミュレータを設置するために非常に広いスペ
ースが必要となっていた。

【０００６】これに対し、「自動車研究」第14巻第６号
（平成４年６月発行）に記載されているＪＡＲＩのドラ
イビングシミュレータ、或いは「航空宇宙技術研究資料
575号」（昭和62年４月23日発行）に記載されている航
空宇宙技術研究所のフライトシミュレータ等は、各油圧
シリンダの上端の取付位置を頂点とする三角形が、各油
圧シリンダの下端の取付位置を頂点とする三角形に対し
て相似でかつ小さくされた揺動装置を備えている。この
揺動装置による揺動台の可動範囲は、例として図１
（Ａ）及び（Ｂ）に実線で囲んだ範囲となり、図１より
明らかなように、油圧シリンダの上端の取付位置を頂点
とする三角形と下端の取付位置を頂点とする三角形とが
合同とされた揺動装置と比較して、揺動台の可動範囲の
うち通常使用される部分の広さは殆ど変わらないのに対
し、通常は使用しない部分（図１に想像線で示す範囲外
の部分）が狭くなっている。従って、装置を設置するた
めに必要とされるスペースを小さくすることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本願発
明者等の行なった実験により、前述した何れのタイプの
揺動装置においても、各油圧シリンダの下端の取付位置
を通る円の半径Ｒ₀ 、各油圧シリンダの上端の取付位置
を通る円の半径Ｒ、揺動台と基盤台との間隔Ｈの値の組
み合わせ（ジオメトリ）によっては、図２に示すように
揺動台の面と複数の油圧シリンダのうちの一部の油圧シ
リンダの伸縮方向との成す角度θが180 °以上になる
と、自身では復帰できない状態、すなわち複数の油圧シ
リンダの何れを伸縮させても復帰できない状態（以下、
特異状態という）に陥ることが明らかになった。

【０００８】この特異状態では、油圧シリンダに対して
伸縮方向と異なる方向に沿って揺動台及び揺動台上に設
置されている設置物の重量が加わるため、油圧シリンダ
及び周囲の部材の破損等が生ずる可能性がある。特異状
態に陥るか否かはジオメトリ（Ｒ，Ｒ₀ ，Ｈ）に依存す
るので、ジオメトリとして適切な値を選択することによ
り、特異状態に陥らないように揺動装置を構成すること
も可能ではあるが、このような揺動装置では通常の制御
で使用する揺動台の可動範囲が狭いという欠点があっ
た。

【０００９】またドライビングシミュレータでは、停電
や予め設けられた非常停止スイッチが何らかの理由でオ
ンされた等の緊急時においても運転者の安全を確保する
必要がある。しかし、前述した何れのタイプの揺動装置
においても、揺動装置の各部分のジオメトリ及び揺動台
上に設置される設置物の重心等によっては、緊急時に揺
動台側の三角形の重心を基盤台に鉛直に投影した点が基
盤台側の三角形の範囲から逸脱する位置に揺動台が位置
していると、単に油圧シリンダに対する制御を停止させ
ると、揺動台は初期状態に復帰せず、傾いた状態で停止
することが、本願発明者等による実験によって明らかと
なった。揺動台が傾いた状態で停止すると、運転者が揺
動台から降りる動作が困難となり、例えば運転者が避難
する等の場合に、避難動作に支障をきたすことも考えら
れる。

【００１０】本発明は上記事実を考慮して成されたもの
で、通常の制御で使用する揺動台の可動範囲を狭くする
ことなく、非常時における信頼性を向上させることがで
きる運転模擬試験装置を得ることが目的である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明は、基盤台と、運転者が着座する
模擬運転席及び該模擬運転席に着座した運転者が車両の
運転操作を行うための操作部が少なくとも設置された揺
動台と、伸縮自在な複数の伸縮手段を備え、前記複数の
伸縮手段の各々の一端が基盤台に他端が揺動台に各々揺
動自在に取付けられた揺動装置と、前記運転者の運転操
作に基づいて該運転操作により走行する仮想的な車両の
挙動が模擬されるように前記揺動装置の複数の伸縮手段
を伸縮させて揺動台を揺動させる制御手段と、を備えた
運転模擬試験装置であって、揺動台と基盤台との間に基
盤台に対する揺動台の揺動角の範囲を制限する揺動制限
手段を設けたことを特徴としている。

【００１２】請求項２記載の発明は、基盤台と、運転者
が着座する模擬運転席及び該模擬運転席に着座した運転
者が車両の運転操作を行うための操作部が少なくとも設
置された揺動台と、伸縮自在な複数の伸縮手段を備え、
前記複数の伸縮手段の各々の一端が基盤台に他端が揺動
台に各々揺動自在に取付けられた揺動装置と、前記運転
者の運転操作に基づいて該運転操作により走行する仮想
的な車両の挙動が模擬されるように前記揺動装置の複数
の伸縮手段を伸縮させて揺動台を揺動させる制御手段
と、を備えた運転模擬試験装置であって、前記制御手段
による制御が停止された場合に、前記揺動台が強制的に
初期状態に復帰するように複数の伸縮手段を制御する復
帰制御手段を設けたことを特徴としている。

【００１３】

【作用】請求項１記載の発明では、揺動台と基盤台との
間に基盤台に対する揺動台の揺動角の範囲を制限する揺
動制限手段を設けている。前記揺動角の範囲の制限は、
例えば揺動台上の所定位置と基盤台上の所定位置とを結
ぶ線が、揺動台の面及び基盤台の面に対して各々所定角
度以上傾かないように制限することで実現できる。また
複数の伸縮手段の各々の伸縮方向が、揺動台の面又は基
盤台の面に対して各々所定角度以上傾かないように制限
することでも実現できる。これにより、揺動装置の各部
分のジオメトリに拘わらず、運転模擬試験装置が特異状
態に陥ることが防止されるので、特異状態に陥ることで
伸縮手段等が破損したり運転者を危険な状態に晒したり
することがなくなり、通常の制御で使用する揺動台の可
動範囲を狭くすることなく、装置の故障等の非常時にお
ける信頼性を向上させることができる。

【００１４】請求項２記載の発明では、制御手段による
揺動装置の伸縮手段を伸縮させる制御が停止された場合
に、前記揺動台が強制的に初期状態に復帰するように複
数の伸縮手段を制御する復帰制御手段を設けている。揺
動台の初期状態への復帰は、複数の伸縮手段の各々を全
て同じ伸縮状態とする（例えば複数の伸縮手段の各々を
最も縮んだ状態とする）ことにより実現できる。これに
より、停電や非常停止が指示され、揺動台が可動範囲の
境界近傍に相当する位置に位置している状態で制御手段
による制御が停止される場合にも、揺動装置の各部分の
ジオメトリに拘わらず揺動台が初期状態に復帰されるの
で、例えば運転者が避難する等の場合の避難動作が容易
となり、運転者の安全性を確保することができる。従っ
て、通常の制御で使用する揺動台の可動範囲を狭くする
ことなく、非常時における信頼性を向上させることがで
きる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照し本発明の実施例を詳細に
説明する。図３には、本実施例に係る運転模擬試験装置
１０が示されている。

【００１６】運転模擬試験装置１０は、模擬運転席（後
述）に着座した運転者によって操作されるシフトレバ
ー、ステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキ
ペダルを含んで構成された操作部１２を備えている。操
作部１２の出力端には車両運動演算コンピュータ１４及
びメータ１６が接続されている。操作部１２は、シフト
レバーの位置（シフトポジション）、前記運転者による
ステアリングホイール、アクセルペダル及びブレーキペ
ダルの操作量を各々検出する複数のセンサを備えてお
り、各センサによる検出結果を運転操作情報として車両
運動演算コンピュータ１４に出力する。なお、シフトポ
ジションの検出結果を表す情報についてはメータ１６に
も出力される。

【００１７】車両運動演算コンピュータ１４では、操作
部１２より入力された運転操作情報及び後述する画像コ
ンピュータ２０から入力される模擬走行路の環境情報
（路面勾配、路面の凹凸、路面摩擦係数等）に基づい
て、運転者の運転操作により模擬走行路を走行する仮想
的な車両の運動状態（車両に加わる前後加速度、横加速
度、ピッチ角、ロール角、ヨー角、車速、エンジン回転
数等）を演算する。車両運動演算コンピュータ１４には
メータ１６が接続されており、メータ１６には前記車両
運動情報のうち車速とエンジン回転数が出力される。メ
ータ１６では、入力された車速、エンジン回転数に応じ
てスピードメータ、タコメータを駆動すると共に、操作
部１２から入力されたシフトポジションに従ってシフト
ポジションインジケータに現在のシフトポジションを表
示する。

【００１８】また車両運動演算コンピュータ１４は、前
記演算した仮想的な車両の状態を表す各種情報（以下、
これらを車両運動情報と総称する）に基づき、前記仮想
的な車両においてシフトレバー、ステアリングホイー
ル、アクセルペダル及びブレーキペダルを介して運転者
が体感する操作反力を推定演算する。そして、演算した
操作反力を反力制御情報として操作反力制御部１８に出
力する。操作部１２には実際の車両においてシフトレバ
ー、ステアリングホイール、アクセルペダル及びブレー
キペダルを介して運転者が体感する操作反力を模擬する
ための反力発生装置（図示省略）が設けられており、操
作反力制御部１８は、入力された反力制御情報に基づい
て、反力発生装置で発生される操作反力の大きさを制御
する。

【００１９】車両運動演算コンピュータ１４には画像コ
ンピュータ２０が接続されており、この画像コンピュー
タ２０には前記車両運動情報が入力される。また画像コ
ンピュータ２０には、前記仮想的な車両が走行する模擬
走行路に関する情報（前述の環境情報を含む）を記憶し
た地形データベース２２が接続されている。画像コンピ
ュータ２０では、入力された車両運動情報に基づいて模
擬走行路上における前記仮想的な車両の位置を演算す
る。また画像コンピュータ２０は、模擬走行路上に他車
両、歩行者等の移動体を発生させる必要が有るか否かを
予め設定された情報に基づいて判断し、移動体を発生さ
せる必要が有れば該移動体の位置を演算する。

【００２０】画像コンピュータ２０は、前記演算した模
擬走行路上における前記仮想的な車両（及び移動体）の
位置、模擬走行路に関する情報を、画像コンピュータ２
０に接続された模擬視野画像ジェネレータ２４に出力す
る。模擬視野画像ジェネレータ２４は前記入力された情
報に基づいて、前記仮想的な車両の運転席に着座した運
転者の視界を模擬した模擬視野画像を表す画像データを
生成し、模擬視野画像ジェネレータ２４に接続されたプ
ロジェクタ２６に出力する。プロジェクタ２６は、前記
入力された画像データが表す模擬視野画像をスクリーン
（後述）に投影表示する。

【００２１】また画像コンピュータ２０は、地形データ
ベース２２に記憶されている模擬走行路に関する情報の
うち模擬走行路上において前記仮想的な車両が位置して
いる部分についての環境情報を、前述したように車両運
動情報コンピュータ１４に出力するが、この環境情報は
画像コンピュータ２０に接続されたサウンドコンピュー
タ２８にも出力される。サウンドコンピュータ２８は車
両運動演算コンピュータ１４にも接続されており、車両
運動演算コンピュータ１４からは前記仮想的な車両の車
速Ｖが入力される。サウンドコンピュータ２８では入力
された情報に基づいて、実際の車両の運転席に着座した
運転者に聴取される音（排気音、エンジン音、風切音、
ロードノイズ等）を推定演算し、演算した音を合成生成
する。サウンドコンピュータ２８にはスピーカ３０が接
続されており、前記合成生成された音はスピーカ３０か
ら出力される。

【００２２】また、車両運動演算コンピュータ１４には
モーションコンピュータ３２も接続されており、このモ
ーションコンピュータ３２にも車両運動情報が出力され
る。モーションコンピュータ３２は入力された車両運動
情報に基づいて、前記模擬運転席、操作部１２、スクリ
ーン等が設けられた揺動台（後述）を揺動させるための
油圧シリンダの目標シリンダ長さを演算し、油圧制御部
３４へ出力する。油圧制御部３４の詳細な構成について
は後述するが、入力された目標シリンダ長さに基づいて
油圧シリンダ３６への作動油の供給を制御する。これに
より、油圧シリンダ３６は目標シリンダ長さに一致する
ように伸縮される。なお、車両運動コンピュータ１４、
モーションコンピュータ３２及び油圧制御部３４は本発
明の制御手段を構成しており、油圧シリンダ３６は本発
明の伸縮手段を構成している。

【００２３】次に揺動台及びその駆動機構について説明
する。図４及び図５に示すように、揺動台の一部を構成
する揺動テーブル４０の上部にはドーム４２が取付けら
れている。ドーム４２の内部には車両モデル（カットモ
デル）４４が設置されており、運転者が着座する模擬運
転席、操作部１２の一部を構成するシフトレバー、ステ
アリングホイール、アクセルペダル及びブレーキペダル
は車両モデル４４の内部に各々配設されている。またド
ーム４２内部の上方側には、前述したプロジェクタ２６
が複数台設けられている。プロジェクタ２６は、ドーム
４２の内壁をスクリーンとして前述の模擬視野画像を投
影表示する。

【００２４】揺動テーブル４０の下方には支持プレート
４６が配置されている。図６に示すように、支持プレー
ト４６の上面には、中央部にリングレール４６Ａが形成
されており、リングレール４６Ａの周囲には、図示しな
いエア供給源からエアが供給されることにより作動する
フリーベアリングユニット５０が複数設けられている。
また揺動テーブル４０の下面には、中央部に前記リング
レール４６Ａに対応するリング状の溝４０Ａが形成され
ており、溝４０Ａ内には、その円周方向に沿って複数箇
所にユニットベアリング４８が設けられている。

【００２５】揺動テーブル４０と支持プレート４６と
は、互いに組み付けられた状態で、支持プレート４６の
リングレール４６Ａが溝４０Ａの内部に入り込むので、
揺動テーブル４０は支持プレート４６に対して回転可能
に支持される。揺動テーブル４０は図示しない駆動装置
の駆動力が伝達されて支持プレート４６に対して回転す
るが、フリーベアリングユニット５０にエアが供給され
ると、揺動テーブル４０は支持プレート４６に対して僅
かにフロートした状態となり、駆動装置による揺動テー
ブル４０の旋回駆動を非常に小さな駆動力で行うことが
可能となる。

【００２６】また、支持プレート４６の下面には上側台
板５２が固着されており、この上側台板５２の下方には
所定間隔隔てて下側台板５８が配置されている。なお、
上側台板５２、支持プレート４６及び揺動テーブル４０
は本発明の揺動台を構成しており（以下、これらを総称
する場合には「揺動台」という）、下側台板５８は本発
明の基盤台を構成している。上側台板５２及び下側台板
５８は各々外形が略三角形状とされているものの、大き
さは上側台板５２の方が若干小さく、かつ前記略三角形
状の三角形の向きが略１８０°異なっている。また上側
台板５２と下側台板５８との間には、６本の油圧シリン
ダ３６が配設されている。

【００２７】上側台板５２の下面には、図８にも示すよ
うに前記三角形の３個の頂点に対応する位置に各々ユニ
バーサルジョイント５６を介して２本の油圧シリンダ３
６の上端部が各々取付けられている。また下側台板５８
についても、前記三角形の３個の頂点に対応する位置が
油圧シリンダ３６の下端部の取付位置とされている。各
油圧シリンダ３６は、上端部が前記三角形の同じ頂点に
取付けられた２本の油圧シリンダ３６と下側台板５８の
上面とによって三角形が形成されるように、各々の下端
部が、上端部取付位置に対して斜め下方に存在する下側
台板５８側の取付位置に、各々ユニバーサルジョイント
６０を介して取付けられている。

【００２８】上記構成により、モーションコンピュータ
３２によって油圧制御部３４を介して６本の油圧シリン
ダ３６が伸縮されると、図７に想像線でも示すように、
揺動台及びドーム４２は一体となって揺動される。な
お、前述のように上側台板５２の大きさは下側台板５８
よりも若干小さくされているので、上側台板５２側にお
いて各油圧シリンダ３６の取付位置を頂点とする三角形
は、下側台板５８側において各油圧シリンダ３６の取付
位置を頂点とする三角形に対しての大きさが小さく、か
つ相似している。従って、図１にも示したように、揺動
台の可動範囲のうち通常は使用しない部分が狭くなるの
で、運転模擬試験装置１０を設置するために必要とされ
るスペースは小さくて済む。

【００２９】また、図６及び図８に示すように、上側台
板５２と下側台板５８との間には揺動角制限用シリンダ
８０（以下、単にシリンダ８０という）が配置されてい
る。図９に示すようにシリンダ８０は、各々円筒状で互
いに口径の異なりかつ同軸に配置された複数の筒体８０
Ａ〜８０Ｄを備えている。筒体８０Ａ〜８０Ｄは軸線方
向に沿って互いにスライド可能とされており、図９に示
した状態で筒体８０Ｂ〜８０Ｄが筒体８０Ａに対して各
々図９矢印Ａ方向にスライドすると、シリンダ８０の全
長は伸長され、筒体８０Ｂ〜８０Ｄが筒体８０Ａに対し
て各々図９矢印Ｂ方向にスライドすると、シリンダ８０
の全長は縮小される。

【００３０】筒体８０Ａの端部には、一端にボール８２
が連結されたシャフト８４の他端が連結されている。ボ
ール８２の周囲にはホルダ８６が配設されており、ホル
ダ８６は下側台板５８の略中央部に取付けられている
（図８参照）。ホルダ８６には球形の一部が切り欠かれ
た形状の孔８６Ａが設けられ、ボール８２は孔８６Ａの
内部に入り込んでおり、ボール８２の外周面は孔８６Ａ
の内壁と所定範囲に亘って接触している。従ってシリン
ダ８０は、ホルダ８６及び下側台板５８に対しボール８
２を中心として傾動可能とされているが、その傾動角度
は、シャフト８４がホルダ８６に当接する角度θ₁ 以下
に制限される。

【００３１】また、筒体８０Ｄの端部には、一端にボー
ル８８が連結されたシャフト９０の他端が連結されてい
る。ボール８８の周囲にはホルダ９２が配設されてお
り、ホルダ９２は上側台板５６の略中央部に取付けられ
ている（図８参照）。ホルダ９２には球形の一部が切り
欠かれた形状の孔９２Ａが設けられ、ボール８８は孔９
２Ａの内部に入り込んでおり、ボール８８の外周面は孔
９２Ａの内壁と所定範囲に亘って接触している。従って
シリンダ８０は、ホルダ９２及び上側台板５６に対しボ
ール８８を中心として傾動可能とされているが、その傾
動角度は、シャフト９０がホルダ９２に当接する角度θ
₂ 以下に制限される。このように、シリンダ８０、ホル
ダ８６及びホルダ９２は本発明の揺動制限手段を構成し
ている。

【００３２】図６に示すように、下側台板５８の下方に
は、前記ドーム４２の内部に設置された車両モデル４４
の幅方向に沿って、一対のレール６２が互いに平行に配
設されている。下側台板５８には前記一対のレール６２
に対応して複数のリニアガイド６４が取付けられてお
り、下側台板５８はレール６２に沿って摺動可能とされ
ている。また、一対のレール６２の間には、レール６２
に平行にボールスクリュ６６が配設されている。ボール
スクリュ６６の両端にはモータ６８の駆動軸が連結され
ており、ボールスクリュ６６はモータ６８の駆動力が伝
達されて回転される。下側台板５８には、このボールス
クリュ６６に対応してブラケット７０が取付けられてい
る。

【００３３】ブラケット７０には、前記ボールスクリュ
６６に対応して円孔が設けられており、この円孔の内壁
には、前記ボールスクリュ６６に形成された雄ねじと螺
合する雌ねじが形成されている。従って、ボールスクリ
ュ６６が回転されると、下側台板５８はボールスクリュ
６６の回転方向に応じて、レール６２に沿って図６矢印
Ａ方向又は矢印Ｂ方向（車両モデル４４の幅方向）に並
進移動される。

【００３４】図７に示すように、下側台板５８には一対
のケーブルベア７４の一端が各々取付けられており、ケ
ーブルベア７４の他端は床面７６に各々固定されてい
る。ケーブルベア７４の内部には油圧ホースやハーネス
が収容されており、油圧シリンダ３６作動用の油圧や電
力が下側台板５８に伝達されると共に、各種信号の送受
が行われる。

【００３５】また図７に示すように、上側台板５２と下
側台板５８との間には、フレキシブルホース７２が配設
されている。フレキシブルホース７２は、内部に複数の
ハーネス（電源線及び信号線）を収容しており、ハーネ
スを介して揺動台側への電力の供給や各種信号の送受が
行われる。

【００３６】次に、図１０を参照して油圧制御部３４に
ついて説明する。なお図１０では、作動油の配管を実線
又は破線で、信号線を一点鎖線で各々示している。また
図１０において、二点鎖線を境界として分割された複数
の部分のうち、「グラウンド側」と記されている部分は
床面７６に、「下側台板側」と記されている部分は下側
台板５８に、「油圧シリンダ側」と記されている部分は
個々の油圧シリンダ３６に各々設置されている。

【００３７】各部分は下側台板５８の並進移動、油圧シ
リンダ３６の駆動に伴って各々物理的に相対移動するの
で、床面７６（グランド側）と下側台板５８（下側台板
側）間及び下側台板５８と上側台板（油圧シリンダ）間
の各部分を繋ぐ接続部の配管及び信号線（図１０では円
弧状の記号として示す）は、各々可撓性を有するホース
及び信号線で構成されている。また図１０において「油
圧シリンダ側」及び「下側台板側」として示す部分に
は、単一の油圧シリンダに対応する回路のみ示してお
り、実際には各油圧シリンダに対応して各々同一の回路
が設けられている。

【００３８】油圧制御部３４は油圧源１００を備えてお
り、油圧源１００は、油圧源１００への作動油の逆流を
防止する向きに配置された逆止弁１０２を介して油圧源
接続切換弁１０４のポートＰ₁ に接続されている。油圧
源接続切換弁１０４は、ソレノイドが励磁されていない
状態では、ばね等の付勢手段の付勢力によりポートＰ ₁
とポートＡ₁ との間の作動油の流通を遮断する状態（図
１０に示す状態）となっており、ソレノイドが励磁され
ると、ポートＰ₁ とポートＡ₁ との間の作動油の流通を
許容する状態（ポートＰ₁ とポートＡ₁ とを接続する状
態）に切り換わる。油圧源接続切換弁１０４のポートＡ
₁ はチェック弁１０６を介して油圧サーボ弁１１２のポ
ートＰ₂ に接続されている。

【００３９】チェック弁１０６は、制御ポートに油圧が
供給されていないときには油圧源接続切換弁１０４から
油圧サーボ弁１１２への作動油の流通を遮断し、制御ポ
ートに油圧が供給されると油圧源接続切換弁１０４から
油圧サーボ弁１１２への作動油の流通を許容するように
配置されている（制御ポートに油圧を供給する供給路に
ついては後述）。なお、油圧源接続切換弁１０４とチェ
ック弁１０６との間には、持続的な運動模擬の際に作動
油を供給するためのアキュムレータ１０８、１１０が連
結されている。

【００４０】油圧サーボ弁１１２は、ポートＡ₂ が油圧
シリンダ３６の上側油室３６Ａに、ポートＢ₂ が油圧シ
リンダ３６の下側油室３６Ｂに各々接続されており、油
圧サーボ弁１１２のポートＲ₂ は、前述のチェック弁１
０６と同一構成のチェック弁１１４を介してリザーバタ
ンク１１６に連通されている。チェック弁１１４は、制
御ポートに油圧が供給されていないときには油圧サーボ
弁１１２からリザーバタンク１１６への作動油の流通を
遮断し、制御ポートに油圧が供給されると油圧サーボ弁
１１２からリザーバタンク１１６への作動油の流通を許
容するように配置されている。

【００４１】油圧サーボ弁１１２は後述するコントロー
ラ１４２からの信号により、ポートＰ₂ をポートＡ₂ と
接続すると共にポートＲ₂ をポートＢ₂ と接続する第１
の状態、ポートＰ₂ をポートＢ₂ と接続すると共にポー
トＲ₂ をポートＡ₂ と接続する第２の状態、ポート
Ｐ₂ 、ポートＲ₂ 、ポートＡ₂ 及びポートＢ₂ を各々接
続すると共に絞りによって作動油の流通量を制限する第
３の状態（絞り付きオープンセンタ）の何れかの状態に
切り換わる。なお、油圧サーボ弁１１２は給電が停止さ
れているときには第３の状態に切り換わる。油圧シリン
ダ３６の上側油室３６Ａと下側油室３６Ｂとの間には流
量可変型のオリフィス１１８が設けられている。

【００４２】また、油圧サーボ弁１１２のポートＰ
₂ は、油圧シリンダ３６のロッドとケーシングとの摺動
部分を介し、モータ１３８によって駆動されるサクショ
ンポンプ１３６の吸入側に接続されている。前記摺動部
分には上側油室３６Ａからの油漏れを防止するためのオ
イルシール、Ｏリング等が設けられておらず、これに代
えてサクションポンプ１３６によって吸引されて上記経
路を通過する作動油が、上側油室３６Ａからの油漏れ防
止、前記摺動部分の摩擦低減に供される。これによりオ
イルシール、Ｏリング等を設けた場合と比較して油圧シ
リンダ３６の動作の円滑性を向上させている。サクショ
ンポンプ１３６の排出側は、サクションポンプ１３６の
排出側への作動油の逆流を防止する向きに配置された逆
止弁１４０を介してリザーバタンク１１６に連通されて
いる。

【００４３】また、油圧源接続切換弁１０４とチェック
弁１０６との間の配管には配管１２０の一端が、チェッ
ク弁１１４とリザーバタンク１１６との間の配管には配
管１２２の一端が各々接続されており、配管１２０、１
２２の他端は各々６軸静定切換弁１２４のポートＰ₃ 、
ポートＲ₃ に接続されている。６軸静定切換弁１２４の
ポートＡ₃ は配管１３２を介してチェック弁１３０の制
御ポートに接続されている。またポートＡ₃ は、配管１
３２及びポートＡ₃ への作動油の逆流を防止する向きに
配置された逆止弁１２８を介して油圧シリンダ３６の上
側油室３６Ａに接続されている。６軸静定切換弁１２４
のポートＢ₃ は配管１２６を介してチェック弁１０６、
１１４の制御ポートに接続されている。

【００４４】６軸静定切換弁１２４は、ソレノイドが励
磁されていない状態ではばね等の付勢手段の付勢力によ
りポートＰ₃ をポートＡ₃ と接続すると共にポートＲ₃
をポートＢ₃ と接続する状態（図１０に示す状態）とな
っており、ソレノイドが励磁されるとポートＰ₃ をポー
トＢ₃ と接続すると共にポートＲ₃ をポートＡ₃ と接続
する状態に切り換わる。また、油圧シリンダ３６の下側
油室３６Ｂは、前述のチェック弁１３０、流量可変型の
オリフィス１３４を介してリザーバタンク１１６に接続
されている。なお、６軸静定切換弁１２４、逆止弁１２
８及びチェック弁１３０は本発明の復帰制御手段を構成
している。

【００４５】また油圧源接続切換弁１０４、油圧サーボ
弁１１２及び６軸静定切換弁１２４は、信号線を介して
コントローラ１４２に接続されている。コントローラ１
４２はモーションコンピュータ３２に接続されている。

【００４６】次に本実施例の作用を説明する。運転模擬
試験装置１０の電源が投入され運転模擬試験装置１０の
運転が開始されると、コントローラ１４２は、油圧源接
続切換弁１０４のソレノイドを励磁する信号を出力し、
油圧源接続切換弁１０４の状態をポートＰ₁ とポートＡ
₁ とを接続する状態に切り換えると共に、６軸静定切換
弁１２４のソレノイドを励磁する信号を出力し、６軸静
定切換弁１２４の状態をポートＰ₃ をポートＢ₃ と接続
すると共にポートＲ₃ をポートＡ₃ と接続する状態に切
り換える。これにより、油圧源１００から出力された高
圧の作動油が油圧源接続切換弁１０４、配管１２０、１
２６を通ってチェック弁１０６、１１４の制御ポートに
供給され、前記高圧の作動油がチェック弁１０６を通っ
て油圧サーボ弁１１２のポートＰ₂ に供給される。

【００４７】また車両モデル４４の模擬運転席に着座し
た運転者が車両の運転操作を行うと、車両運動演算コン
ピュータ１４では前記運転操作により走行する仮想的な
車両の状態を演算し、モーションコンピュータ３２は前
記仮想的な車両の状態を模擬するための各油圧シリンダ
３６の目標シリンダ長さを演算し、コントーラ１４２へ
出力する。コントローラ１４２では、入力された各油圧
シリンダ３６の目標シリンダ長さに応じて各油圧シリン
ダ３６に対応する油圧サーボ弁１１２の状態を第１の状
態、第２の状態、第３の状態の何れかに切り換える。

【００４８】これにより、油圧サーボ弁１１２の状態に
応じて前記高圧の作動油が油圧シリンダ３６の上側油室
３６Ａ又は下側油室３６Ｂに供給され、油圧シリンダ３
６は長さが前記目標シリンダ長さに一致するように伸縮
される。また、油圧シリンダ３６の作動に供された作動
油はチェック弁１１４を通ってリザーバタンク１１６内
に案内される。なお、このとき配管１３２の内部は低圧
となっているので、作動油が逆止弁１２８及びチェック
弁１３０を通ることはない。

【００４９】ところで、各油圧シリンダ３６が油圧制御
部３４によって伸縮されると、図７に想像線で示すよう
に揺動台及びドーム４２は一体となって揺動される。ま
たシリンダ８０は、この揺動に伴って変化する上側台板
５２と下側台板５８との距離に応じて伸縮されるが、先
にも説明したように、下側台板５８に対するシリンダ８
０の傾動角度はθ₁ 以下に制限されており、上側台板５
２に対するシリンダ８０の傾動角度はθ₂ 以下に制限さ
れている。

【００５０】これにより、例として図１１（Ａ）及び
（Ｂ）に示す状態（上側台板５２の面とシリンダ８０の
伸縮方向との成す角度がθ₂ となっている状態）から、
シリンダ８０に対して上側台板５２が更に傾動されるこ
とはなく、６本の油圧シリンダ３６の何れかが倒れ込ん
でしまうことが防止されるので、特異状態に陥ってしま
うことを確実に防止することができる。

【００５１】また、運転模擬試験装置１０の運転を正常
に終了する場合には、コントローラ１４２は油圧サーボ
弁１１２を第１、第２、第３の状態に切換え分けて６本
の油圧シリンダ３６の長さを各々等しくする。その後コ
ントーラ１４２は油圧サーボ弁１１２を第１の状態に切
り換えて６本の油圧シリンダ３６の長さを徐々に短く
し、揺動台を初期状態に復帰させる。

【００５２】ところで、図示しない非常停止スイッチが
オンされた等の非常時には、コントローラ１４２は油圧
源接続切換弁１０４をポートＰ₁ とポートＡ₁ とを接続
しない状態に切換えると共に、６軸静定切換弁１２４を
ポートＰ₃ をポートＡ₃ と接続すると共にポートＲ₃ を
ポートＢ₃ と接続する状態に切り換える。これにより、
チェック弁１０６、１１４の制御ポートに供給されてい
た高圧の作動油が配管１２６、１２２を通ってリザーバ
タンク１１６内に案内され、チェック弁１０６は油圧源
接続切換弁１０４から油圧サーボ弁１１２への作動油の
流通を遮断する状態となり、チェック弁１１４は油圧サ
ーボ弁１１２からリザーバタンク１１６への作動油の流
通を遮断する状態となる。

【００５３】一方、配管１２０にはアキュムレータ１０
８、１１０から高圧の作動油が供給され、この高圧の作
動油は配管１３２及び逆止弁１２８を介して油圧シリン
ダ３６の上側油室３６Ａに供給されると共に、チェック
弁１３０の制御ポートに供給される。これにより、油圧
シリンダ３６の上側油室３６Ａは高圧になると共に、下
側油室３６Ｂは内部に滞留していた作動油がチェック弁
１３０及びオリフィス１３４を介してリザーバタンク１
１６に案内されることによって低圧となり、油圧シリン
ダ３６の長さは強制的に短くされる。

【００５４】上記の動作が６本の油圧シリンダ３６の各
々に対して行われることにより、揺動台は強制的に初期
状態に復帰される。なお、油圧シリンダ３６の下側油室
３６Ｂからリザーバタンク１１６への作動油の流量はオ
リフィス１３４によって所定値以下に制限されており、
これに伴って揺動台は初期状態へ緩やかにではあるが強
制的に復帰される。

【００５５】なお、停電等が発生し、油圧源接続切換弁
１０４及び６軸静定切換弁１２４の各々のソレノイドへ
の給電が停止された場合にも、油圧源接続切換弁１０４
及び６軸静定切換弁１２４は付勢手段の付勢力により前
述した状態に切り換わるので、上記と同様にして揺動台
は初期状態へ強制的に復帰されることになる。これによ
り運転者が避難する等の場合の避難動作が容易となり、
運転者の安全性を確保することができる。

【００５６】なお、上記では揺動制限手段として単一の
シリンダ８０、ホルダ８６及びホルダ９２を設けた場合
を例に説明したが、これに限定されるものではなく、揺
動制限手段を以下で説明するように構成することも可能
である。なお以下では、上述した実施例と同一の部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。

【００５７】図１２に示した例では、図９に示した特異
状態とならないように揺動角を制限するためのシリンダ
８０、ホルダ８６及びホルダ９２の組を３組設けて揺動
制限手段を構成している。各シリンダ８０は、下端部に
連結されたホルダ８６が下側台板５８の略中央部に取付
けられており、上端部に連結されたホルダ９２は、上側
台板５２の三角形の３個の各頂点に対応する位置（油圧
シリンダ３６の上端部の取付位置）の近傍に各々取付け
られている。図１２に示した構成では、３組のシリンダ
８０によって特異状態に陥らないように下側台板５８及
び上側台板５２に対する揺動角が制限され、６本の油圧
シリンダ３６の何れかが倒れ込んでしまうことが防止さ
れるので、特異状態に陥ってしまうことを確実に防止す
ることができる。

【００５８】また揺動制限手段は、図１３及び図１４に
示すように構成することも可能である。すなわち、図１
３及び図１４では揺動制限手段として、下側台板５８の
略中央部に円錐台状のストッパ１４６を設けている。こ
れにより、６本の油圧シリンダ３６の何れかが下側台板
５８に対して大きく傾動されると、図１５に示すように
該油圧シリンダ３６の側部がストッパ１４６の円錐台状
の斜面に当接するので、油圧シリンダ３６が倒れ込むこ
とが防止される。これにより、特異状態に陥ってしまう
ことを確実に防止することができる。

【００５９】また上記ストッパ１４６は、各油圧シリン
ダ３６が下側台板５８の面に対して各々所定角度以上傾
かないように制限するものであるが、これに代えて、各
油圧シリンダ３６が上側台板５２の面に対して各々所定
角度以上傾かないように制限するストッパを設けること
も可能である。

【００６０】また、上記では伸縮手段としての６本の油
圧シリンダを備えた揺動装置を例に説明したが、伸縮手
段としては空気圧により伸縮するエアシリンダ等を適用
することが可能であり、また伸縮手段の数も上記に限定
されるものではない。更に上記では、複数の伸縮手段の
各々の揺動台への取付位置を頂点とする多角形、及び基
盤台への複数の伸縮手段の各々の取付位置を頂点とする
多角形として三角形を適用していたが、本発明はこれに
限定されるものではない。但し、前記多角形を三角形と
し揺動台を三点で支持した場合には、各伸縮手段の長さ
に対し揺動台の位置及び姿勢が一意に定まり、揺動台を
揺動させるための制御が簡単となるので好ましい。

【００６１】また、上記では、基盤台及び揺動台への各
油圧シリンダの端部の取付位置が、各油圧シリンダの取
付位置を頂点とする三角形を各々成し、揺動台への各油
圧シリンダの一端の取付位置を頂点とする三角形が、基
盤台への各油圧シリンダの他端の取付位置を頂点とする
三角形に対し、小さくかつ相似となるように取付けられ
た揺動装置を例に説明したが、本発明は、揺動台への各
油圧シリンダの一端の取付位置を頂点とする三角形が、
基盤台への各油圧シリンダの他端の取付位置を頂点とす
る三角形と合同とされた揺動装置にも適用可能であるこ
とは言うまでもない。

【００６２】更に、上記では運転模擬試験装置に本発明
を適用した例を説明したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、本発明をフライトシミュレータ等に適用
することも可能である。

【００６３】以上、本発明の実施例について説明した
が、上記実施例は特許請求の範囲に記載した技術的事項
の実施態様以外に、以下に記載した技術的事項の実施態
様を含んでいる。

【００６４】（１）前記複数の伸縮手段は、基盤台及び
揺動台への各伸縮手段の端部の取付位置が、各伸縮手段
の取付位置を頂点とする三角形を各々成し、揺動台への
各伸縮手段の一端の取付位置を頂点とする三角形が、基
盤台への各伸縮手段の他端の取付位置を頂点とする三角
形に対し、小さくかつ相似となるように取付けられてい
ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の運転模
擬試験装置。

【００６５】（２）前記復帰制御手段は、前記複数の伸
縮手段の各々の長さを所定値以下の速度で縮めることに
より揺動台を強制的に初期状態に復帰させることを特徴
とする請求項２記載の運転模擬試験装置。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
は、特異状態に陥ることが防止されるので、通常の制御
で使用する揺動台の可動範囲を狭くすることなく、非常
時における信頼性を向上させることができる、という優
れた効果を有する。

【００６７】請求項２記載の発明は、緊急時においても
揺動台が初期状態に復帰されるので、通常の制御で使用
する揺動台の可動範囲を狭くすることなく、非常時にお
ける信頼性を向上させることができる、という優れた効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）及び（Ｂ）は上側取付点の三角形と下側
取付点の三角形とが合同とされた揺動装置及び上側取付
点の三角形が下側取付点の三角形に対して相似でかつ小
さくされた揺動装置による揺動台の可動範囲を各々示す
線図である。

【図２】揺動装置において生ずる特異状態を説明する説
明図である。

【図３】本実施例に係る運転模擬試験装置の全体構成を
示す概略ブロック図である。

【図４】揺動台上に取付けられたドームの内部を示す正
面図である。

【図５】ドームの内部を示す側面図である。

【図６】揺動台及び揺動台の駆動機構を示す分解斜視図
である。

【図７】揺動台及び揺動台の駆動機構を示す正面図であ
る。

【図８】油圧シリンダ及び揺動角制限用シリンダの配置
を示す斜視図である。

【図９】揺動角制限用シリンダの断面図である。

【図１０】油圧制御装置の概略構成図である。

【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）は揺動角制限用シリンダの
作用を説明する概略図である。

【図１２】揺動制限手段として揺動角制限用シリンダ及
びホルダを３組設けた場合を示す斜視図である。

【図１３】揺動制限手段として円錐台状のストッパを設
けた場合を示す斜視図である。

【図１４】図１３の正面図である。

【図１５】図１３に示したストッパの作用を説明するた
めの正面図である。

【符号の説明】

１０ 運転模擬試験装置 １２ 操作部 １４ 車両運動演算コンピュータ ３２ モーションコンピュータ ３４ 油圧制御部 ３６ 油圧シリンダ ５２ 上側台板 ５８ 下側台板 ８０ 揺動角制限用シリンダ ８６ ホルダ ９２ ホルダ １２４ ６軸静定切換弁 １２８ 逆止弁 １３０ チェック弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牛島 溥三宏 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 田中 洋平 兵庫県神戸市西区櫨谷町松本234番地 川 崎重工業株式会社西神戸工場内 (72)発明者 小泉 豊 兵庫県神戸市西区櫨谷町松本234番地 川 崎重工業株式会社西神戸工場内 (72)発明者 中嶋 勝己 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 高橋 知之 兵庫県神戸市西区櫨谷町松本234番地 川 崎重工業株式会社西神戸工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基盤台と、 運転者が着座する模擬運転席及び該模擬運転席に着座し
   た運転者が車両の運転操作を行うための操作部が少なく
   とも設置された揺動台と、 伸縮自在な複数の伸縮手段を備え、前記複数の伸縮手段
   の各々の一端が基盤台に他端が揺動台に各々揺動自在に
   取付けられた揺動装置と、 前記運転者の運転操作に基づいて該運転操作により走行
   する仮想的な車両の挙動が模擬されるように前記揺動装
   置の複数の伸縮手段を伸縮させて揺動台を揺動させる制
   御手段と、 を備えた運転模擬試験装置であって、 揺動台と基盤台との間に基盤台に対する揺動台の揺動角
   の範囲を制限する揺動制限手段を設けた、 ことを特徴とする運転模擬試験装置。
2. 【請求項２】 基盤台と、 運転者が着座する模擬運転席及び該模擬運転席に着座し
   た運転者が車両の運転操作を行うための操作部が少なく
   とも設置された揺動台と、 伸縮自在な複数の伸縮手段を備え、前記複数の伸縮手段
   の各々の一端が基盤台に他端が揺動台に各々揺動自在に
   取付けられた揺動装置と、 前記運転者の運転操作に基づいて該運転操作により走行
   する仮想的な車両の挙動が模擬されるように前記揺動装
   置の複数の伸縮手段を伸縮させて揺動台を揺動させる制
   御手段と、 を備えた運転模擬試験装置であって、 前記制御手段による制御が停止された場合に、前記揺動
   台が強制的に初期状態に復帰するように複数の伸縮手段
   を制御する復帰制御手段を設けた、 ことを特徴とする運転模擬試験装置。