KR20090065515A - 드라이빙 시뮬레이터 - Google Patents

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KR20090065515A
KR20090065515A KR1020097006194A KR20097006194A KR20090065515A KR 20090065515 A KR20090065515 A KR 20090065515A KR 1020097006194 A KR1020097006194 A KR 1020097006194A KR 20097006194 A KR20097006194 A KR 20097006194A KR 20090065515 A KR20090065515 A KR 20090065515A
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히로미찌 노자끼
마사유끼 시미즈
사또시 도끼야마
마꼬또 사꾸노
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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
히로미찌 노자끼
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Abstract

종래의 드라이빙 시뮬레이터에서는, 선회각에는 당연히 한계가 있어, 차량이 슬립하여 옆으로 향하거나 한 경우의 상태를 재현할 수 없다고 하는 문제가 있다.
고정대와, 고정대 상에 좌우 방향으로 이동 가능하게 적재된 횡병진대와, 고정대(1) 상에 선회 가능하게 적재된 요대와, 요대 상에 롤링 가능하게 전후가 축지지된 롤대를 구비하였다. 이에 의해, 차체의 선회 각도를 크게 제어할 수 있어, 차체가 스핀했을 때의 현상을 재현할 수 있다.
드라이빙 시뮬레이터, 고정대, 요대, 횡병진대, 롤대

Description

드라이빙 시뮬레이터 {DRIVING SIMULATOR}
본 발명은 차량의 주행 시에 있어서, 스티어링 시에 스핀하여 슬립했을 때의 상태를 재현하는 드라이빙 시뮬레이터에 관한 것이다.
종래, 도 4에 도시한 바와 같이, 베이스(100) 상에 있어서 6축 자유도의 작동용 액추에이터(101)에 의해 본체(102)를 지지하는 드라이빙 시뮬레이터가 제안되어 있다.
본체(102)는 6개의 전동 실린더에 의해 구성된 작동용 액추에이터(101)에 의해, 상하, 전후, 좌우 방향으로 이동, 선회(요잉), 롤링, 피칭되도록 되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1).
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 것은 작동용 액추에이터(101)의 구성상, 선회(요잉)각 및 롤링(횡요동)각에는 당연히 한계가 있어, 차량이 슬립하여 옆으로 향하거나, 또는 옆으로 굴렀을 경우의 상태를 재현할 수 없다고 하는 문제가 있다.
[특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 제2000-132084호 공보]
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 제안된 것이며, 차량의 스티어링 시에 스핀하여 슬립했을 때의 상태를 재현할 수 있는 드라이빙 시뮬레이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 특허청구의 범위에 기재된 각 발명은 드라이빙 시뮬레이터로서, 각각 이하에 서술하는 각 수단을 채용한 것이다.
(1) 제1 수단의 드라이빙 시뮬레이터는,
고정대와, 상기 고정대 상에 좌우 방향으로 이동 가능하게 적재된 횡병진대와, 상기 횡병진대(transverse translation bed) 상에 선회 가능하게 적재된 요대(yaw bed)와, 상기 요대 상에 롤링 가능하게 전후가 축지지된 롤대(roll bed)를 구비한 것을 특징으로 한다.
(2) 제2 수단은, 제1 수단의 드라이빙 시뮬레이터에 있어서,
상기 요대와 상기 고정대 사이에,
상기 횡병진대 상에 설치된 링 형상의 요(yaw)용 레일과,
상기 요대의 하면에 설치되어 상기 요용 레일을 따라서 슬라이드하는 복수개의 요용 슬라이더와,
상기 횡병진대에 설치되어 상기 요대를 요 구동하는 요(yaw) 구동 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
(3) 제3 수단은, 제2 수단의 드라이빙 시뮬레이터에 있어서,
상기 요 구동 장치는 상기 횡병진대에 설치된 요축 구동 서보 모터와, 상기 요축 구동 서보 모터의 출력을 상기 요대로 전달하는 선회 구동 전달 수단에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
(4) 제4 수단은, 제1 내지 제3 중 어느 한쪽의 수단의 드라이빙 시뮬레이터에 있어서,
상기 요대는 상기 고정대 상에 무한 선회 가능하게 적재되어 있는 것을 특징으로 한다.
(5) 제5 수단은, 제1 내지 제4 중 어느 한쪽의 수단의 드라이빙 시뮬레이터에 있어서,
상기 롤대는 상기 요대 상에 무한 롤링 가능하게 적재되어 있는 것을 특징으로 한다.
(6) 제6 수단은, 제1 내지 제5 중 어느 한쪽의 수단의 드라이빙 시뮬레이터에 있어서,
상기 요대에 설치되는 동시에 상기 롤대를 롤링 구동하는 롤 구동 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
(7) 제7 수단은, 제6 수단의 드라이빙 시뮬레이터에 있어서,
상기 롤 구동 장치는 상기 요대에 설치된 롤축 구동 서보 모터와, 상기 롤축 구동 서보 모터의 출력을 상기 롤대로 전달하는 롤링 선회 구동 전달 수단에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
(8) 제8 수단은, 제1 내지 제7 중 어느 한쪽의 수단의 드라이빙 시뮬레이터에 있어서,
상기 고정대와 상기 횡병진대 사이에,
상기 고정대 상에 좌우 방향으로 병행으로 연장하여 설치된 한 쌍의 횡병진용 레일과,
상기 횡병진대의 하면에 설치되어 상기 한 쌍의 횡병진용 레일을 따라서 슬라이드하는 횡병진용 슬라이더와,
상기 고정대에 설치되어 상기 횡병진대를 횡방향으로 구동하는 횡병진 구동 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
(9) 제9 수단은, 제8 수단의 드라이빙 시뮬레이터에 있어서,
상기 횡병진 구동 장치는 상기 횡병진대의 하면의 전후 방향 중앙부에 설치된 횡병진용 랙과, 상기 고정대에 설치되는 동시에 출력축에 상기 횡병진용 랙에 맞물리는 횡병진용 피니언을 갖는 횡병진 서보 모터에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
(10) 제10 수단은, 제8 수단의 드라이빙 시뮬레이터에 있어서,
상기 횡병진 구동 장치는 상기 고정대와 상기 횡병진대 사이에 개재 장착된 실린더 액추에이터인 것을 특징으로 한다.
(11) 제11 수단은, 제1 수단의 드라이빙 시뮬레이터에 있어서,
상기 요대와 상기 고정대 사이에, 상기 횡병진대 상에 설치된 링 형상의 요용 레일과, 상기 요대의 하면에 설치되어 상기 요용 레일을 따라서 슬라이드하는 복수개의 요용 슬라이더와, 상기 횡병진대에 설치되는 동시에 선회 구동 전달 수단을 통해 상기 요대를 요 구동하는 요축 구동 서보 모터와,
상기 요대에 설치되는 동시에 롤링 선회 구동 전달 수단을 통해 상기 롤대를 롤링 구동하는 롤축 구동 서보 모터와,
상기 고정대와 상기 횡병진대 사이에, 상기 고정대 상에 좌우 방향으로 병행으로 연장하여 설치된 한 쌍의 횡병진용 레일과, 상기 횡병진대의 하면에 설치되어 상기 한 쌍의 횡병진용 레일을 따라서 슬라이드하는 횡병진용 슬라이더와, 상기 고정대에 설치되어 상기 횡병진대를 횡방향으로 구동하는 횡병진 서보 모터와,
상기 횡병진대의 좌우 방향 위치를 검출하는 횡병진 위치 센서와, 상기 요대의 요 각도를 검출하는 요 각도 센서와, 상기 롤대의 롤 각도를 검출하는 롤 각도 센서와, 제어 감시 장치를 구비하고,
상기 제어 감시 장치는,
차체 슬립 각도 목표값, 차체 횡가속도 목표값 및 차체 횡가속도 목표값의 분배율이 입력되어 기억되는 입력기와,
상기 입력기로부터 송신된 상기 차체 슬립 각도 목표값과 상기 요 각도 센서로 검출 처리된 요 각도 계측값을 기초로 상기 요축 구동 서보 모터를 PID 제어하는 요 각도 PID 제어기와,
상기 입력기로부터 송신된 상기 차체 횡가속도 목표값과 분배율을 기초로 횡병진 가속도 목표값 및 롤각 가속도 목표값을 연산하는 분배기와,
상기 분배기로부터 송신된 상기 횡병진 가속도 목표값 및 롤각 가속도 목표값을 2회 적분하여 횡병진 변위 목표값 및 롤 각도 목표값을 연산하는 2회 적분기와, 상기 2회 적분기로부터 송신된 상기 횡병진 변위 목표값과 횡병진 위치 센서로 검출 처리된 횡변위 계측값을 기초로 상기 횡병진 서보 모터를 PID 제어하는 횡병진 변위 PID 제어기와,
상기 2회 적분기로부터 송신된 상기 롤 각도 목표값과 상기 롤 각도 센서로 검출 처리된 롤 각도 계측값을 기초로 상기 롤축 구동 서보 모터를 PID 제어하는 롤 각도 PID 제어기를 갖고 있는 것을 특징으로 한다.
특허청구의 범위에 기재된 각 청구항에 관한 발명의 드라이빙 시뮬레이터는 고정대와, 상기 고정대 상에 좌우 방향으로 이동 가능하게 적재된 횡병진대와, 상기 고정대 상에 선회 가능하게 적재된 요대와, 상기 요대 상에 롤링 가능하게 전후가 축지지된 롤대를 구비하고 있으므로, 차체의 선회 각도, 롤링 각도를 크게 제어할 수 있으므로, 차량 운전 시의 코너링 시의 한계 거동인 드리프트 현상, 옆으로 구름 현상을 재현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 드라이빙 시뮬레이터의 측면도이다.
도 2는 도 1의 후방면도이다.
도 3은 도 1의 제어 블럭도이다.
도 4는 종래의 드라이빙 시뮬레이터의 사시도다.
[부호의 설명]
1 : 고정대
2 : 횡병진대
3 : 횡병진용 레일
4 : 횡병진용 슬라이더
5 : 횡병진용 랙
6 : 횡병진용 피니언
7 : 횡병진 서보 모터
10 : 요대
10a : 요대 수평부
10b : 요대 수직 아암부
11 : 링 형상의 요용 레일
12 : 요용 슬라이더
13 : 요축 접속 보스
14 : 요축
15 : 요축 종동 풀리
16 : 요축 구동용 벨트
17 : 요축 구동 풀리
18 : 요축 구동 서보 모터
19 : 요축 구동 서보 모터 설치대
20 : 롤대
20a : 롤대 수평부
20b : 롤대 수직 아암부
21a, 21b : 롤 베어링
22 : 롤축
23 : 롤축 종동 풀리
24 : 롤축 구동용 벨트
25 : 롤축 구동 풀리
26 : 롤축 구동 서보 모터
27 : 롤축 구동 서보 모터 설치대
28 : 시트
30 : 제어 감시 장치
31 : 입력기
32 : 요 각도 PID 제어기
33 : 분배기
34 : 2회 적분기
35 : 횡병진 변위 PID 제어기
36 : 2회 적분기
37 : 롤 각도 PID 제어기
40 : 횡병진 위치 센서
41 : 요 각도 센서
42 : 롤 각도 센서
이하, 본 발명의 실시 형태를 도 1 내지 도 3에 기초하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 드라이빙 시뮬레이터의 측면도, 도 2는 도1의 후방면도, 도 3은 도1의 제어 블럭도이다.
또한, 횡병진 기구(횡병진용 랙, 횡병진용 피니언, 횡병진 서보 모터 등)에 대해서는, 도 1에서는 도시를 생략하고 도 2에만 도시하고, 시트, 롤축 구동 서보 모터, 요축 구동 서보 모터 등에 대해서는, 도 2에서는 도시를 생략하고 도 1에만 도시하고 있다.
우선, 도 1, 도 2를 기초로, 본 발명의 실시 형태에 관한 드라이빙 시뮬레이터의 구성에 대해 설명한다.
본 발명의 실시 형태에 관한 드라이빙 시뮬레이터는 시험장 등의 바닥 위에 설치된 고정대(1)와, 고정대(1) 상을 좌우 방향으로 슬라이드(횡병진)하는 횡병진대(2)와, 횡병진대(2) 상을 무한 선회하는 요(편요동)대(10)와, 요대(10) 상에 있어서 좌우 방향으로 무한 롤링하는 롤(횡요동)대(20)에 의해 구성되어 있다.
또한, 고정대(1), 횡병진대(2), 요대(10) 및 롤대(20)는 프레임 형상의 것으로 함으로써 장치 전체를 경량화하고 있다.
즉, 도 1, 도 2에 도시한 바와 같이, 고정대(1) 상의 전후 위치에는 한 쌍의 횡병진용 레일(3)이 설치되어 있다.
여기서, 도 1에 있어서, 시트(28)의 위치로부터 롤대 수직 아암부(20b)의 방향을 전방 방향으로 한다.
한 쌍의 횡병진용 레일(3)은 각각 드라이빙 시뮬레이터의 좌우 방향으로 나란히 연장되어 있다.
각 횡병진용 레일(3) 상에는 각각 적어도 2개의 횡병진용 슬라이더(4)가, 횡병진용 레일(3)을 따라서 슬라이드 가능하게 적재되어 있다.
횡병진용 슬라이더(4) 상에는 횡병진대(2)가 설치되어 있다.
또한, 횡병진대(2)의 하면의 전후 방향 중앙 부근의 우측 혹은 좌측에는 도 2에 도시한 바와 같이(도 1에서는 도시를 생략), 횡병진용 랙(5)이 설치되어 있다.
한편, 고정대(1)에는 브레이크 및 감속기가 부착된 횡병진 서보 모터(7)가 설치되어 있다.
횡병진 서보 모터(7)의 출력축에는 횡병진용 피니언(6)이 설치되어 있고, 횡병진용 피니언(6)은 횡병진대(2)의 하면의 횡병진용 랙(5)에 맞물리도록 되어 있다.
또한, 횡병진용 피니언(6), 횡병진용 랙(5) 및 횡병진 서보 모터(7)에 의해, 횡병진 구동 장치가 구성되어 있으나, 이것 대신에, 횡병진 구동 장치를, 고정대(1)와 횡병진대(2) 사이에 개재 장착하여, 각 단부가 각각 고정대(1) 혹은 횡병진대(2)에 축지지된 실린더 액추에이터로 해도 좋다.
그리고, 횡병진대(2)는 횡병진 서보 모터(7)를 구동함으로써, 횡병진용 피니언(6) 및 횡병진용 랙(5)을 통해, 고정대(1) 상을 좌우 방향으로 이동(횡병진)하도록 되어 있다.
또한, 횡병진 서보 모터(7)에는 횡병진대(2)의 이동량, 혹은 위치를 검출하기 위한 횡병진 위치 센서(40)가 설치되어 있다.
또한, 횡병진 위치 센서(40)는 감속기가 부착된 횡병진 서보 모터(7)의 감속기의 출력축의 회전수를 검출하는 것이라도 좋고, 내부의 서보 모터 자체의 회전수를 검출하는 것이라도 좋다.
또는, 횡병진대(2)의 좌우 방향 위치를 검출하는 것이라도 좋다.
횡병진대(2) 상에는 링 형상의 요용 레일(11)이 설치되어 있다.
요용 레일(11)에는 복수개(3개 이상)의 열호(minor arc)편 형상의 요용 슬라이더(12)가, 요용 레일(11)을 따라서 슬라이드(원운동) 가능하게 적재되어 있다.
요용 슬라이더(12) 상에는 요(편요동)대(10)가 설치되어 있다.
요대(10)의 중앙의 하면에는 요축 접속 보스(13) 및 요축(14)을 통해, 요축 종동 풀리(15)가 설치되어 있다.
한편, 횡병진대(2)에는, 도 1에 도시한 바와 같이(도 2에서는 도시를 생략), 요축 구동 서보 모터 설치대(19)를 통해, 브레이크 및 감속기가 부착된 요축 구동 서보 모터(18)가 설치되어 있다.
요축 구동 서보 모터(18)의 출력축에는 요축 구동 풀리(17)가 설치되어 있다.
요축 종동 풀리(15) 및 요축 구동 풀리(17)에는 요축 구동용 벨트(16)가 감아 돌려져 있다.
그리고, 요대(10)는 요축 구동 서보 모터(18)를 구동함으로써, 요축 구동 풀리(17), 요축 구동용 벨트(16) 및 요축 종동 풀리(15)를 통해, 횡병진대(2) 상을 무한 선회(360도 요잉) 가능하게 되어 있다.
또한, 요축 구동 풀리(17), 요축 구동용 벨트(16) 및 요축 종동 풀리(15)로 이루어지는 선회 구동 전달 수단은 이것으로 한정되는 것이 아니라, 서로 맞물리는 기어 등에 의해 구성해도 좋다.
또한, 이 선회 구동 전달 수단 및 요축 구동 서보 모터(18)에 의해, 횡병진대(2)에 설치되어 요대(10)를 요 구동하는 요 구동 장치가 구성되어 있다.
또한, 요축 구동 서보 모터(18)에는 요대(10)의 선회 각도, 혹은 위치를 검출하기 위한 요 각도 센서(41)가 설치되어 있다.
또한, 요 각도 센서(41)는 감속기가 부착된 요축 구동 서보 모터(18)의 출력축의 회전수를 검출하는 것이라도 좋고, 내부의 서보 모터 자체의 회전수를 검출하는 것이라도 좋다.
또는, 요대(10)의 선회 각도를 검출하는 것이라도 좋다.
요대(10)는 측면 형상이 역ㄷ자 형상(혹은 U자 형상)의 형태를 이루고 있고, 수평한 요대 수평부(10a)와, 요대 수평부(10a)의 전후 단부에 있어서 상방으로 연장되는 한 쌍의 요대 수직 아암부(10b)에 의해 구성되어 있다.
그리고, 각 요대 수직 아암부(10b)의 상단부에는 후술하는 롤(횡요동)대(20)를 롤링(횡요동) 가능하게 지지하기 위한 롤 베어링(21a, 21b)이 설치되어 있다.
요대(10)의 내측에는 측면 형상이 역ㄷ자 형상(혹은 U자 형상)의 형태를 이루는 롤(횡요동)대(20)가 롤링 가능하게 배치되어 있다.
즉, 롤대(20)는 시트(28), 도시를 생략한 핸들, 각 계측 기기 등이 탑재 가능한 롤대 수평부(20a)와, 롤대 수평부(20a)의 전후 단부에 있어서 상방으로 연장되는 한 쌍의 롤대 수직 아암부(20b)에 의해 구성되어 있다.
그리고, 한 쌍의 롤대 수직 아암부(20b)의 상부에는 한 쌍의 롤축(22)이 설치되어 있고, 각 롤축(22)은 요대 수직 아암부(10b)의 상단부의 롤 베어링(21a, 21b)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.
롤축(22)의 다른 쪽 단부에는 롤축 종동 풀리(23)가 설치되어 있다.
한편, 요대(10)에는 롤축 구동 서보 모터 설치대(27)를 통해, 브레이크 및 감속기가 부착된 롤축 구동 서보 모터(26)가 설치되어 있다.
롤축 구동 서보 모터(26)의 출력축에는 롤축 구동 풀리(25)가 설치되어 있다.
롤축 종동 풀리(23) 및 롤축 구동 풀리(25)에는 롤축 구동용 벨트(24)가 감아 돌려져 있다.
(롤 구동 장치)
그리고, 롤대(20)는 롤축 구동 서보 모터(26)를 구동함으로써, 롤축 구동 풀리(25), 롤축 구동용 벨트(24) 및 롤축 종동 풀리(23)를 통해, 요대(10) 상을 좌우 방향으로 무한 롤링(횡요동) 가능하게 되어 있다.
또한, 롤축 구동 풀리(25), 롤축 구동용 벨트(24) 및 롤축 종동 풀리(23)로 이루어지는 롤링 선회 구동 전달 수단은 이것으로 한정되는 것이 아니라, 서로 맞물리는 기어 등에 의해 구성해도 좋다.
또한, 이 롤링 선회 구동 전달 수단 및 롤축 구동 서보 모터(26)에 의해, 요대(10)에 설치되는 동시에 롤대(20)를 롤링 구동하는 롤 구동 장치가 구성되어 있다.
또한, 롤축 구동 서보 모터(26)에는 롤대(20)의 롤링 각도를 검출하기 위한 롤 각도 센서(42)가 설치되어 있다.
또한, 롤 각도 센서(42)는 감속기가 부착된 롤축 구동 서보 모터(26)의 출력축의 회전수를 검출하는 것으로 한정되는 것이라도 좋고, 내부의 서보 모터 자체의 회전수를 검출하는 것이라도 좋다.
또는, 롤대(20)의 롤 각도를 검출하는 것이라도 좋다.
다음에, 도 3을 기초로, 드라이빙 시뮬레이터의 제어 감시 장치에 대해 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제어 감시 장치(30)는 입력기(31), 요 각도 PID 제어기(32), 분배기(33), 2회 적분기(34), 횡병진 변위 PID 제어기(35), 2회 적분기(36) 및 롤 각도 PID 제어기(37) 등에 의해 구성되어 있다.
입력기(31)에는 미리 드라이빙 시뮬레이터의 시험 개시(가동) 전에, 차체 슬립 각도(요 각도) 목표값, 차체 횡가속도 목표값(시계열의 데이터, 혹은 시간 파형) 및 차체 횡가속도 목표값의 분배율이 입력되어 기억되도록 되어 있다.
드라이빙 시뮬레이터의 시험(가동)이 개시되면, 각 시각에 있어서의 차체 슬립 각도 목표값이 요 각도 PID 제어기(32)로 송신된다.
한편, 요 각도 PID 제어기(32)에는 요 각도 센서(41)로부터 요축 구동 서보 모터(18)의 주지의 회전수에 따른 펄스열이 입력된다.
요 각도 PID 제어기(32)에서는 요 각도 센서(41)로부터의 펄스열 및 요축 종동 풀리(15), 요축 구동 풀리(17)의 감속비 등을 기초로, 요대(10) 및 롤대(20)의 요(편요동) 각도 계측값을 연산한다.
그리고, 요 각도 PID 제어기(32)는 차체 슬립 각도 목표값과 요 각도 계측값 을 기초로 PID 연산을 행하여, 요대(10)의 요 각도가 차체 슬립 각도 목표값이 되도록 요축 구동 서보 모터(18)를 제어한다.
또한, 드라이빙 시뮬레이터의 시험(가동)이 개시되면, 상기한 요 각도의 제어에 병행하여 각 시각에 있어서의 차체 횡가속도 목표값 및 분배율이 분배기(33)로 송신된다.
분배기(33)에서는 차체 횡가속도 목표값 및 분배율을 기초로, 횡병진 가속도 목표값 및 롤각 가속도 목표값이 연산된다.
또한, 분배율이 60％와 80％인 경우, 횡병진 가속도 목표값 ＝ 차체 횡가속도 목표값 × 0.6, 롤각 가속도 목표값 ＝ 차체 횡가속도 목표값 × 0.8이 된다.
또한, 각 분배율은 차체의 운전 조정 단계에서 탑재 체감하여 실제의 승차감에 가까운 것이 입력기(31)로부터 입력된다.
이 분배율은 임의의 값으로 할 수 있고, 예를 들어 50％, 50％로 하거나, 혹은 상기와는 반대로 80％, 60％로 해도 좋다.
연산된 횡병진 가속도 목표값 및 롤각 가속도 목표값은 각각 2회 적분기(34, 36)로 송신된다.
2회 적분기(34)에서는 수신된 횡병진 가속도 목표값이 2회 적분되어 횡병진 변위 목표값이 연산된다.
연산된 횡병진 변위 목표값은 횡병진 변위 PID 제어기(35)로 송신된다.
또한, 2회 적분기(36)에서는 수신된 롤각 가속도 목표값이 2회 적분되어 롤 각도 목표값이 연산되고, 연산된 롤 각도 목표값은 롤 각도 PID 제어기(37)로 송신 된다.
한편, 횡병진 변위 PID 제어기(35)에는 횡병진 위치 센서(40)로부터 횡병진 서보 모터(7)의 주지의 회전수에 따른 펄스열이 입력된다.
횡병진 변위 PID 제어기(35)에서는 횡병진 위치 센서(40)로부터의 펄스열 및 횡병진용 랙(5), 횡병진용 피니언(6)의 감속비 등을 기초로, 횡병진대(2), 요대(10) 및 롤대(20)의 횡변위 계측값을 연산한다.
그리고, 횡병진 변위 PID 제어기(35)는 횡병진 변위 목표값과 횡변위 계측값을 기초로 PID 연산을 행하여, 횡병진대(2)의 좌우 방향 위치가 횡병진 변위 목표값이 되도록 횡병진 서보 모터(7)를 제어한다.
또한, 롤 각도 PID 제어기(37)에는 롤 각도 센서(42)로부터 롤축 구동 서보 모터(26)의 주지의 회전수에 따른 펄스열이 입력된다.
롤 각도 PID 제어기(37)에서는 롤 각도 센서(42)로부터의 펄스열 및 롤축 구동 풀리(25), 롤축 종동 풀리(23)의 감속비 등을 기초로, 롤대(20)의 롤 각도 계측값을 연산한다.
그리고, 롤 각도 PID 제어기(37)는 롤 각도 목표값과 롤 각도 계측값을 기초로 PID 연산을 행하여, 롤대(20)의 롤 각도가 롤 각도 목표값이 되도록 롤축 구동 서보 모터(26)를 제어한다.
이와 같이 하여, 제어 감시 장치(30)의 입력기(31)에 입력된 차체 슬립 각도(요 각도) 목표값, 차체 횡가속도 목표값을 기초로, 롤대(20)를 요잉, 횡병진, 롤링시킬 수 있다.
또한, 제어 감시 장치(30)에 있어서의 요 각도 PID 제어기(32), 분배기(33), 2회 적분기(34), 횡병진 변위 PID 제어기(35), 2회 적분기(36), 롤 각도 PID 제어기(37) 및 횡병진 위치 센서(40), 요 각도 센서(41), 롤 각도 센서(42)로부터의 신호에 기초하는 각 각도, 위치의 연산기는 개개의 전자 회로 유닛(IC 유닛 카드)의 형태의 것으로 한정되는 것이 아니라, 전자 계산기에 있어서의, 프로그램(혹은 시퀸스)의 형태의 것도 포함하는 것으로 한다.
본 발명의 실시 형태에 관한 드라이빙 시뮬레이터는 상기와 같이 구성되어 있고, 특히 차체의 선회 각도, 롤링 각도를 크게 제어할 수 있도록 한 것에 의해, 차체가 스핀했을 때의 현상을 재현할 수 있다.
즉, 종래의 것과 달리, 무한 선회, 무한 롤링할 수 있으므로, 차량 운전 시의 코너링 시의 한계 거동인 드리프트 현상, 옆으로 구름 현상을 재현할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시 형태에 관한 드라이빙 시뮬레이터를 사용하여 차체의 시험을 행함으로써, 스탠바이 와이어형에 있어서의 새로운 조종 방식의 제어 수법의 연구, 코너링 한계 시의 조종 안정성의 연구, 새로운 서스펜션의 검토, 드라이버의 특성을 고려한 어시스트 제어를 포함한 새로운 조타 방식의 제어 수법의 연구, 사람~자동차계에 있어서의 바람직한 차량 제어법의 연구 등이 가능해진다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 형태로 한정되지 않고, 본 발명의 범위 내에서 그 구체적 구조에 다양한 변경을 추가해도 되는 것은 물론이다.
예를 들어, 고정대(1)를 3개 이상의 상하 이동용 유압 실린더에 의해 지지하 도록 하면, 차체의 선회 각도, 롤링 각도를 크게 제어할 수 있는 6자유도의 드라이빙 시뮬레이터로 할 수 있다.

Claims (11)

  1. 고정대와, 상기 고정대 상에 좌우 방향으로 이동 가능하게 적재된 횡병진대와, 상기 횡병진대 상에 선회 가능하게 적재된 요대와, 상기 요대 상에 롤링 가능하게 전후가 축지지된 롤대를 구비한 것을 특징으로 하는, 드라이빙 시뮬레이터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 요대와 상기 고정대 사이에,
    상기 횡병진대 상에 설치된 링 형상의 요용 레일과,
    상기 요대의 하면에 설치되어 상기 요용 레일을 따라서 슬라이드하는 복수개의 요용 슬라이더와,
    상기 횡병진대에 설치되어 상기 요대를 요 구동하는 요 구동 장치를 구비한 것을 특징으로 하는, 드라이빙 시뮬레이터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 요 구동 장치는 상기 횡병진대에 설치된 요축 구동 서보 모터와, 상기 요축 구동 서보 모터의 출력을 상기 요대로 전달하는 선회 구동 전달 수단에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 드라이빙 시뮬레이터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요대는 상기 고정대 상에 무한 선회 가능하게 적재되어 있는 것을 특징으로 하는, 드라이빙 시뮬레이터.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 롤대는 상기 요대 상에 무한 롤링 가능하게 적재되어 있는 것을 특징으로 하는, 드라이빙 시뮬레이터.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 요대에 설치되는 동시에 상기 롤대를 롤링 구동하는 롤 구동 장치를 구비한 것을 특징으로 하는, 드라이빙 시뮬레이터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 롤 구동 장치는 상기 요대에 설치된 롤축 구동 서보 모터와, 상기 롤축 구동 서보 모터의 출력을 상기 롤대로 전달하는 롤링 선회 구동 전달 수단에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 드라이빙 시뮬레이터.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정대와 상기 횡병진대 사이에,
    상기 고정대 상에 좌우 방향으로 나란히 연장되어 설치된 한 쌍의 횡병진용 레일과,
    상기 횡병진대의 하면에 설치되어 상기 한 쌍의 횡병진용 레일을 따라서 슬라이드하는 횡병진용 슬라이더와,
    상기 고정대에 설치되어 상기 횡병진대를 횡방향으로 구동하는 횡병진 구동 장치를 구비한 것을 특징으로 하는, 드라이빙 시뮬레이터.
  9. 제8항에 있어서, 상기 횡병진 구동 장치는 상기 횡병진대의 하면의 전후 방향 중앙부에 설치된 횡병진용 랙과, 상기 고정대에 설치되는 동시에 출력축에 상기 횡병진용 랙에 맞물리는 횡병진용 피니언을 갖는 횡병진 서보 모터에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 드라이빙 시뮬레이터.
  10. 제8항에 있어서, 상기 횡병진 구동 장치는 상기 고정대와 상기 횡병진대 사이에 개재 장착된 실린더 액추에이터인 것을 특징으로 하는, 드라이빙 시뮬레이터.
  11. 제1항에 있어서, 상기 요대와 상기 고정대 사이에, 상기 횡병진대 상에 설치된 링 형상의 요용 레일과, 상기 요대의 하면에 설치되어 상기 요용 레일을 따라서 슬라이드하는 복수개의 요용 슬라이더와, 상기 횡병진대에 설치되는 동시에 선회 구동 전달 수단을 통해 상기 요대를 요 구동하는 요축 구동 서보 모터와,
    상기 요대에 설치되는 동시에 롤링 선회 구동 전달 수단을 통해 상기 롤대를 롤링 구동하는 롤축 구동 서보 모터와,
    상기 고정대와 상기 횡병진대 사이에, 상기 고정대 상에 좌우 방향으로 나란히 연장되어 설치된 한 쌍의 횡병진용 레일과, 상기 횡병진대의 하면에 설치되어 상기 한 쌍의 횡병진용 레일을 따라서 슬라이드하는 횡병진용 슬라이더와, 상기 고정대에 설치되어 상기 횡병진대를 횡방향으로 구동하는 횡병진 서보 모터와,
    상기 횡병진대의 좌우 방향 위치를 검출하는 횡병진 위치 센서와, 상기 요대의 요 각도를 검출하는 요 각도 센서와, 상기 롤대의 롤 각도를 검출하는 롤 각도 센서와, 제어 감시 장치를 구비하고,
    상기 제어 감시 장치는,
    차체 슬립 각도 목표값, 차체 횡가속도 목표값 및 차체 횡가속도 목표값의 분배율이 입력되어 기억되는 입력기와,
    상기 입력기로부터 송신된 상기 차체 슬립 각도 목표값과 상기 요 각도 센서에 의해 검출 처리된 요 각도 계측값을 기초로 상기 요축 구동 서보 모터를 PID 제어하는 요 각도 PID 제어기와,
    상기 입력기로부터 송신된 상기 차체 횡가속도 목표값과 분배율을 기초로 횡병진 가속도 목표값 및 롤각 가속도 목표값을 연산하는 분배기와,
    상기 분배기로부터 송신된 상기 횡병진 가속도 목표값 및 롤각 가속도 목표값을 2회 적분하여 횡병진 변위 목표값 및 롤 각도 목표값을 연산하는 2회 적분기와,
    상기 2회 적분기로부터 송신된 상기 횡병진 변위 목표값과 횡병진 위치 센서에 의해 검출 처리된 횡변위 계측값을 기초로 상기 횡병진 서보 모터를 PID 제어하는 횡병진 변위 PID 제어기와,
    상기 2회 적분기로부터 송신된 상기 롤 각도 목표값과 상기 롤 각도 센서에 의해 검출 처리된 롤 각도 계측값을 기초로 상기 롤축 구동 서보 모터를 PID 제어하는 롤 각도 PID 제어기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는, 드라이빙 시뮬레이터.
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