KR20190031565A - 운전 시뮬레이션 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

육상 차량 주행을 시뮬레이션하기 위한 장치는 이동 플랫폼(30); 상기 이동 플랫폼(30) 상에 설치되고, 사용 중에 운전자(C)가 위치하는 접촉 표면들(14)이 제공되는 시트(11); 운전 동작을 시뮬레이션 하기 위해 상기 운전자(C)에 의해 조작될 수 있는 운전 명령 부재들(27, 28, 29, 34); 지지 평면(35)에 대해 상기 이동 플랫폼(30)을 이동시키고 상기 운전자(C)에 대한 동적 응력을 유도하도록 구성된 이동 장치들(31); 및 상기 운전 명령 부재들(27, 28, 29, 34) 및 상기 이동 장치들(31)에 연결되고, 상기 운전 명령 부재들(27, 28, 29, 34)에 대해 상기 운전자(C)의 조작에 따라 상기 이동 장치들(31)의 운전을 명령하도록 구성된 운전 제어 유닛(32)을 포함한다.

Description

운전 시뮬레이션 장치 및 방법

본 발명은 자동차, 스포츠카, 버스, 트럭 등과 같은 육상 차량의 시뮬레이션 장치에 관한 것이다.

특히, 본 발명에 따른 시뮬레이션 장치는 운전자가 그의 자리를 잡고, 실제 운전 조건을 재현하기에 적합한 서로 다른 응력을 받는 적어도 하나의 시트를 포함한다.

육상 차량 주행 시뮬레이터는 공지되어 있고, 그 예가 WO-A-2013/114179에 기술되어 있으며, 이는 지지 평면에 대해 적어도 하나의 플랫폼 이동체를 포함하고, 운전자를 위한 적어도 하나의 시트에 관련되어 있다.

이동 플랫폼과 지지 평면 사이에는 적어도 이동 플랫폼을 이동시키고 측면 변위, 가속/감속 및 전환과 같은 운전 중에 발생하는 응력을 재현하기 위해 이동 장치가 개재된다.

WO-A-2013/114179에 기술된 해결책에 따르면, 시트는 지지 평면 및 이동 플랫폼과 관련된 이동 장치들과의 조합으로, 예컨대, 롤링, 방향 전환, 피칭, 가속/감속 등과 같이, 운전자가 일반적으로 받는 응력을 시뮬레이션 할 수 있는 추가의 육각형 이동 장치에 의해 모바일 플랫폼과 연결된다.

물리적 기계적 한계로 인해, 이러한 형식의 동적 주행 시뮬레이터는 전형적으로 일시적인 현상을 재현하는 데에 사용된다.

이러한 형식의 시뮬레이터의 한 가지 강력한 단점은 운전자에게 소위 "지속적인 가속", 즉, 시간이 지남에 따라 증가하는 가속을 제공하는 것이 불가능하다는 것이다. 그 지속적인 가속의 부재는 훈련받지 않은 운전자에게 불만감(malaise)을 유발하는 실제 환경과 가상 환경 간의 충돌을 증가시키는 데에 기여하는 주요 요인 중 하나이다.

항공기 시뮬레이터가 또한 공지되어 있으며, 그 예는 문서 US-A-3,309,795에 기술되어 있고, 이는 시뮬레이터를 지지하는 평면에 대해 고정된 위치에 설치되고 팽창 가능한 패드가 결합되는 시트를 포함한다.

팽창 가능 패드는 일반적으로 착석 평면 및 등받이와 연관되며, 선택적으로 팽창/수축되어 운전자에게 더 많은 응력을 유도하여 차량 운전 감각을 증가시킨다.

실제로, 항공 분야에서 조종사가 받게 되는 주요 응력은 3 축 방향에서의 가속/감속, 및 롤링인 것으로 알려져 있다.

그러한 응력의 실체는 육상 차량이 항공 차량과 비교하여 다른 역학을 겪는 다른 이유가 없다면, 육상 차량 분야의 응력과 비교하여 항공 분야에서 완전히 다른 것으로 알려져 있다. 이러한 유형의 항공 시뮬레이터는 육상 차량 시뮬레이터와 비교하여 정적 시뮬레이터로 간주된다. 즉, 좌석 평면은 일반적으로 지지 플랫폼과 관련하여 고정된다. 이는 항공 시뮬레이터가 육상 차량 시뮬레이터에 적용하기에 적합하지 않도록 한다.

이러한 이유로 항공 분야에서 사용되는 시뮬레이터는 자동차 분야, 또는 보다 일반적으로 육상 차량에서 효과적으로 채택 될 수 없다.

베이스 플레이트, 플랫폼 및 베이스 플레이트에 대해 플랫폼을 이동시키기 위해 제공된 복수의 액추에이터를 구비한 시뮬레이터가 문서 GB-A-2.328.192에 공지되어있다. 이 문서는 이동 플랫폼에 시트를 배치하는 것에 대해 전혀 설명하고 있지 않다.

본 발명의 목적 중 하나는 시뮬레이터에 의해 수행되는 육상 차량의 시뮬레이션을 더욱 현실감 있게 하는 장치를 얻음으로써, 운전자의 가속 시간을 증가시켜 운전자가 운전 중에 받게 되는 관성 환경에 대한 훨씬 더 현실적인 시뮬레이션을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 육상 차량을 주행 할 때 통상적으로 발생하는 것에 대해 매우 충실한 자극 또는 "큐 (cues)"를 생성하는 운전 시뮬레이션 장치를 얻기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전정 시스템 및 운전자의 접촉을 자극하여 차량을 실제로 운전하는 감각을 증가시킬 수 있는 운전 시뮬레이션 장치를 제공하기 위한 것이다.

또 다른 목적은 매우 효과적이고 현실적인 육상 차량 주행을 시뮬레이션 하는 방법을 완성하기 위한 것이다.

본 출원인은 최신 기술의 결점을 극복하고 이들 및 다른 목적 및 이점을 얻기 위해 본 발명을 고안, 시험 및 구현 하였다.

본 발명은 독립항들에서 설명되고 특징 지워지는 한편, 종속항들은 본 발명의 다른 특징들 또는 본 발명의 주요 아이디어에 대한 변형 예들을 기술한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 육상 차량 주행을 시뮬레이션하기 위한 장치는 다음을 포함한다:

- 이동 플랫폼,

- 상기 이동 플랫폼 상에 설치되고, 사용 중에 운전자가 위치하는 접촉 표면들이 제공되는 시트,

- 예컨대, 가속, 감속, 제동, 선회, 변속 등과 같은 운전 동작을 시뮬레이션 하기 위해 상기 운전자에 의해 조작될 수 있는 운전 명령 부재들,

- 지지 평면에 대해 상기 이동 플랫폼을 이동시키고 예를 들면, 그/그녀의 신체 감각 장치들 및 특히 그/그녀의 전정 장치를 포함하는, 상기 운전자에 대한 동적 응력을 유도하도록 구성된 이동 장치들,

- 운전 명령 부재들 및 상기 이동 장치들에 연결되고, 상기 운전 명령 부재들에 대한 상기 운전자의 조작에 따라 상기 이동 장치들에 명령하도록 구성되는 운전 제어 유닛.

본 발명의 일 측면에 따르면, 팽창 가능 패드들은 상기 접촉 표면들의 적어도 일부와 결합되고, 상기 팽창 가능 패드들 내부의 가스의 압력을 제어하고, 상기 운전자에 대해 촉각 압력 응력을 유도하도록 구성된 펌핑 유닛과 유체적으로 연결된다.

더욱이, 본 발명에 따른 장치는 상기 이동 장치들, 상기 운전 제어 유닛 및 적어도 상기 펌핑 유닛에 연결되며, 상기 운전 제어 유닛 및 상기 펌핑 유닛을 선택적으로 제어하고, 상기 운전자에 대한 상기 이동 장치들의 동적 응력 및 팽창 가능 패드들의 상기 촉감 압력 응력을 조합하도록 구성된 제어 및 명령 유닛을 포함한다. 상기 펌핑 유닛의 동작은 상기 이동 장치들의 동작에 관련되어 결정된다.

상기 제어 및 명령 유닛은 상기 이동 장치들 및 상기 펌핑 유닛의 작용을 조합하는 것에 의해 상기 팽창 가능 패드들의 촉각 압력 응력 및 상기 이동 플랫폼의 적어도 이동 가속을 실시간으로 관리할 수 있는 결합 알고리즘을 포함하고, 실행한다. 이를 위하여, 상기 결합 알고리즘은 상기 운전자에 대해 작용하는 접촉력 및 압력을 연결하는 데 사용되는 착석한 인체의 동적 모델을 구현하여 후자를 전정 모델 및 플랫폼의 이동에 결합시킨다.

전술한 시뮬레이션 장치의 구성은, 예를 들어, 운전자가 받는 가속 또는 감속의 응력이 항공 시뮬레이션에서 발생하는 것과 관련하여 시간에 걸쳐 크게 연장 될 수 있는 육상 차량의 역학을 시뮬레이션 하는데 특히 적합하다.

실제로, 펌핑 유닛 및 운전 제어 유닛의 제어 및 운전의 조합 및 상승 작용에 의해, 운전 시뮬레이션을 재현하는 것의 정확도를 최적화하고 증가시키도록 이동 장치들 및 팽창 가능 패드들이 운전자에게 유도 할 수 있는 응력을 함께 결합할 수 있다.

이러한 작용의 조합은 운전자에게 다른 감각 영역에 영향을 주는 자극을 관리 할 수 있게 한다. 즉, 이는 상기 이동 플랫폼의 움직임에 의해 유발되는 동적 응력 또는 관성에 의해 활성화되는 전정 인식으로부터 파생되는 제1 서브시스템 및 상기 팽창 가능 패드들에 의해 생성된 압력에 의해 활성화되는 운전자의 체 감각 지각으로부터 유도되는 제2 서브시스템 사이의 통합을 얻을 수 있다. 팽창 가능 패드들의 이러한 압력은 실제로, 운전자의 뇌에 의해 차량 상태에 대한 추가 정보로 해석된다. 보다 현실적인 압력 재현이 가능해질수록, 운전자가 이 정보를 사용하는 것이 더 간단해지고, 이는 실제와 가상 사이의 인지된 충돌을 감소시키고, 시뮬레이션 중 운전자의 불쾌감의 발생을 잠재적으로 줄일 수 있다.

본 발명의 가능한 실시예에 따르면, 상기 장치는 시트와 결합되고 운전자를 고정 시키도록 구성된 시트 벨트를 포함한다. 상기 시트 벨트는 운전자에게 상기 시트 벨트의 조임을 선택적으로 변화 시키도록 구성된 조임 장치에 연결된다. 상기 조임 장치는 결국, 제어 및 명령 장치에 연결되어, 요구되는 운전 시뮬레이션에 따라 시트 벨트의 조임 모드를 관리한다.

팽창 가능 패드들의 가스 압력의 제어와 이동 장치들의 구동의 제어와 함께 조정되는 시트 벨트에 대한 견인력의 제어는 운전자가 육상 차량의 제동 및/또는 감속 감각을 인식하도록 한다. 예를 들어, 운전자가 브레이크를 밟을 때, 그는 그의 등이 떨어져 있는 시트의 등받이를 인식하면서, 시트 벨트가 그의 몸통에 더 잘 부착되는 것으로 인식한다.

본 발명의 장점은 다음과 같다:

- 상기 이동 플랫폼의 움직임, 상기 팽창 가능 패드들 및 상기 가능한 시트 벨트의 작동은 제어 및 명령 장치에 구현된 결합 모델 또는 알고리즘에 의해 완벽하게 조정된다;

- 결합 알고리즘은 가능한 한 실제에 가까운 촉각 자극을 얻도록 최적화되어 전반적인 사실감을 향상시킨다;

- 또한 잠재적인 시뮬레이터 사용자의 등급을 증가시킴으로써, 불쾌감이 경험이 부족한 운전자에게 감소할 수 있다;

- 단일 결합 알고리즘의 존재는 조정 방법을 간단하게 한다; 모션 큐잉 모델이 수정 될 때마다 상기 팽창 가능 패드들 및 상기 가능한 시트 벨트의 작동 모드를 더 이상 조정할 필요가 없다.

또한 본 발명은 또한 육상 차량 주행을 시뮬레이션하기 위한 방법에 관한 것으로, 이 방법은 이동 플랫폼 상에 시트를 설치하고, 상기 시트의 접촉 표면들 상에 운전자를 위치시키고, 운전 명령 부재들에 대한 상기 운전자의 조작을 감지하고, 운전 제어 유닛을 통해 상기 운전 명령 부재들에 대한 상기 운전자의 조작을 처리하고, 그리고, 상기 운전 명령 부재들에 대한 상기 운전자의 조작에 따라 지지 평면에 대하여 상기 이동 플랫폼이 이동하고, 상기 운전자에 대한 동적 응력을 유도하도록 이동 장치들의 작용을 결정하도록 제공된다.

일 측면에 따르면, 상기 방법은 펌핑 유닛을 이용하여, 상기 운전자에 대한 촉각 압력 응력을 유도하기 위해 상기 접촉 표면의 적어도 일부와 결합된 팽창 가능 패드들 내부의 가스의 압력을 제어하도록 제공된다. 더욱이, 제어 및 명령 유닛은 상기 이동 장치들, 상기 운전 제어 유닛 및 적어도 상기 펌핑 유닛에 연결되며, 상기 운전 제어 유닛 및 상기 펌핑 유닛을 선택적으로 제어하고, 상기 운전자에 대한 상기 이동 장치들의 동적 응력 및 팽창 가능 패드들의 상기 촉감 압력 응력을 서로 조합한다. 상기 펌핑 유닛의 동작은 상기 이동 장치들의 동작에 관련되어 결정된다.

본 발명의 가능한 실시예에 따르면, 상기 방법은 시트 벨트를 통해 상기 시트에 대해 상기 운전자를 고정하고, 상기 제어 및 명령 유닛을 통해 상기 조임 동작을 제어하는 것에 의해 상기 운전자의 시트 벨트의 장력을 선택적으로 변화시키도록 제공된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 육상 차량의 시뮬레이션을 더욱 현실감 있게 제공하는 장치를 제공하며, 운전자가 운전 중에 받게 되는 관성 환경에 대해 보다 더 현실적인 시뮬레이션을 제공할 수 있다.

본 발명의 전술한 그리고 다른 특징은 첨부된 도면을 참조하여 비-제한적 실시 예로서 제공된 일부 실시 예의 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다:
- 도 1은 본 발명의 가능한 실시예에 따른 운전 시뮬레이션 장치의 측 단면도이다;
- 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 운전 시뮬레이션 장치의 전면 사시도이다;
- 도 3은 조립 된 상태의 도 1의 장치의 후면 사시도이다;
- 도 4 내지 도 8은 다른 구성의 도 2의 장치의 사시도이다.
이해를 돕기 위해 가능한 경우 도면에서 동일한 공통 요소를 식별하기 위해 동일한 참조 번호가 사용되었다. 일 실시예의 요소들 및 특성들은 더 이상의 설명 없이 다른 실시 예들로 알맞게 포함될 수 있음이 이해할 수 있을 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여, 육상 차량 운전을 위한 시뮬레이션 장치(10)에 관한 본 발명의 가능한 실시 예를 설명 할 것이다.

시뮬레이션 장치(10)는 사용 중에 운전자(C)가 위치되는 접촉 표면(14)이 제공되는 시트(11)를 포함한다.

본 발명의 가능한 해결책에 따르면, 시뮬레이션 장치(10)는 예컨대, 가속, 감속, 제동, 선회, 변속 등과 같은 운전 동작을 시뮬레이션하기 위해 운전자(C)에 의해 조작 가능한 운전 명령 부재들(27, 28, 29, 34)을 포함한다.

상기 운전 명령 부재들은 미리 정의된 주행 조건을 시뮬레이션 하기 위해, 운전자(C)가 발 또는 손으로 조작할 수 있는 스티어링 휠(27), 브레이크 페달(28), 클러치 페달(29), 가속 페달(34) 중 적어도 하나를 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다.

특히, 상기 운전 명령 부재들(27, 28, 29, 34) 자체와 관련된 상기 운전 명령 부재들(27, 28, 29, 34) 각각에 대해 유도되는, 예를 들면, 회전, 압력, 이동 등과 같은 움직임을 검출하도록 구성된 센서들이 제공될 수 있다. 센서들에 의해 검출된 데이터는 이후에 설명되는 바와 같이 운전자(C)에 대해 유도되는 후속 동작들을 추정하도록 연속적으로 처리된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 시트(11)는 예를 들면, 지지 평면(35)에 관하여 이동 플랫폼(30)을 이동 시키도록 구성된 이동 장치들(31)에 순차로 연결되는 이동 플랫폼(30) 상에 설치된다.

이동 장치들(31)은 예를 들면, 선형 액추에이터들, 가이드들, 휠들, 공기 역학적 베어링들 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

가능한 해결 방법에 따르면, 이동 장치들(31)은 적어도 6 자유도에 따라 이동 플랫폼(30)을 이동 시키도록 구성된 육각류 구조를 포함 할 수 있다.

이동 플랫폼(30)의 움직임은 관성 또는 원심력과 같은 운전자에게 동적인 응력을 유도 할 수 있게 한다.

이동 플랫폼(30)은 차량, 예를 들어 자동차의 몸체를 시뮬레이션 할 수 있다.

영사 스크린은 운전 중에 운전자(C)가 몰입되는 환경의 이미지들을 영사하기 위해 이동 플랫폼(30)에 연관될 수 있다.

가능한 해결 방법에 따르면, 시뮬레이션 장치(10)는 운전 명령 부재들(27, 28, 29, 34)에 대한 운전자(C)의 동작에 관련하여 이동 장치들(31)의 운전 모드를 제어 및 명령하기 위한 이동 장치들(31) 및 운전 명령 부재들(27, 28, 29, 34)에 연결되는 운전 제어 유닛(32)을 포함한다.

특히, 예를 들어 상기 센서들에 의해 상기 운전 명령 부재들(27, 28, 29, 34)에 대한 운전자(C)의 동작을 감지하여, 상기 운전 제어 유닛(32)은 이들의 동작을 이동 장치들(31)의 움직임으로 변환하도록 허용한다.

상기 시트(11)는 좌석 평면(12) 및 적어도 하나의 등받이(13)를 제공할 수 있다.

상기 좌석 평면(12)과 상기 등받이(13)에는 좌석이 운전자(C)에게 편안하고 인체 공학적으로 하기 위한 패딩 요소가 제공될 수 있다.

상기 좌석 평면(12)과 상기 등받이(13)에는 사용 중에 운전자(C)가 위치하는 접촉 표면(14)이 각각 제공된다.

상기 좌석 평면(12)의 접촉 표면(14)은 상기 등받이(13)의 접촉 표면(14)에 대해 횡 방향으로 배치되어 운전자(C)를 수용하기 위한 시트(11)의 오목한 형태를 정의한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 팽창 가능 패드들은, 여기 도시된 경우, 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18)은, 운전자(C)에게 육상 차량 주행을 시뮬레이션하기 위한 기능적 촉감 압력 응력을 유도하도록 선택적으로 팽창/수축 가능하도록 시트(11)의 접촉면(14)의 적어도 일부와 관련된다.

가능한 실시예에 따르면, 가스를 통해 선택적으로 팽창 가능한 제1 팽창 가능 패드들(15)은 운전자(C)가 운전 시뮬레이션의 동작에 따라 시트(11)로부터 인지하는 압력의 감각을 가감하기 위해, 좌석 평면(12) 및 등받이(13)와 관련된다.

가능한 실시예에 따르면, 제1 팽창 가능 패드들(15)은 좌석 평면(12) 및/또는 등받이(13)의 두께로 통합 될 수 있다.

가능한 변형 실시예에 따르면, 제1 팽창 가능 패드들(15)은 접촉면(14)에 대해 반대 측의 좌석 평면(12) 및/또는 등받이(13)에 외부적으로 결합 될 수 있고, 제1 팽창 가능 패드들(15)의 팽창/수축은 운전자(C) 상의 시트(11)의 압력 감각의 변화를 유도하는 좌석 평면(12) 및/또는 등받이(13)의 탄성 변형을 결정한다.

다른 실시예에 따르면, 제1 팽창 가능 패드들(15)은 좌석 평면(12) 및 등받이(13) 또는 이들의 적어도 일부를 스스로 규정할 수 있다. 또 다른 변형 실시예에서, 제1 팽창 가능 패드들(15)은 좌석 평면(12) 및 등받이(13)의 접촉 표면(14)들 상에 위치한다.

본 발명의 가능한 해결 방법에 따르면, 등받이(13) 및/또는 좌석 평면(12)에는 운전자(C)에 대한 촉각 압력 응력을 구별하기 하도록, 예를 들면, 운전자(C) 자신의 오른쪽 또는 왼쪽에 대한 불균형을 시뮬레이션하기 위해, 각각의 접촉 표면들(14) 상에서 서로로부터 상호간에 이격된 적어도 2개의 제1 팽창 가능 패드들(15)이 각각 제공된다.

가능한 실시예에 따르면, 좌석 평면(12) 및 등받이(13)는 서로 대향하며, 좌석 평면(12) 및 등받이(13)의 폭을 실질적으로 정의하는 각각의 측 방향 에지들(16)과 함께 제공된다.

좌석 평면(12) 및 등받이(13)는 각각의 측 방향 에지들(16)에 대응하여, 각각의 접촉 표면들(14)에 대해 횡 방향으로 돌출하는 측 방향의 수용 부분들(17)이 함께 제공된다.

따라서 수용 부분들(17)은 운전자(C)에 대한 측면으로의 억제와, 순차로, 그 후속으로 각각의 접촉 표면들(14)을 정의한다.

수용 부분들(17)은 패딩 요소들 및/또는 수용 셀들을 포함 할 수 있고 및/또는 패딩 요소들 및/또는 수용 셀들에 의해 정의될 수 있다.

좌석 평면(12) 및 등받이(13)의 수용 부분들(17)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 단일 몸체로 형성될 수 있다. 또는, 대안적으로 그들은 별개이고 분리된 요소들로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제2 팽창 가능 패드들(18)은 수용 부분들(17)과 결합되고, 수용 부분들(17)이 운전자(C)에 가하는 압력 감각을 가변하기 위해 가스를 통해 선택적으로 팽창할 수 있다.

수용 부분들(17) 상의 제2 팽창 가능 패드들(18)의 존재는 육상 차량의 현실에 매우 충실한 주행 시뮬레이션을 얻도록 운전자(C)에 대한 자극 효율을 증가시키도록 한다. 단지 예로써, 이는 제2 팽창 가능 패드들(18)이 적어도 육상 차량의 방향 전환의 시뮬레이션을 완료 할 수 있도록 제공 될 수 있다.

제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18)에 대한 동작의 조합은 육상 차량이 일반적으로 받게 되는 롤(roll), 방향 전환, 피치(pitch), 가속/감속을 시뮬레이션 하도록 한다.

제2 팽창 가능 패드들(18)은 좌석 평면(12) 및 등받이(13)의 측 방향의 수용 부분들(17) 내에 통합되거나 또는 그 측 방향의 수용 부분들(17) 위에 배치될 수 있다.

가능한 변형 실시예에 따르면, 제2 팽창 가능 패드들(18)은 좌석 평면(12) 및 등받이(13)의 수용 부분들(17)을 스스로 규정할 수 있다.

1 개, 2 개 또는 그 이상의 제2 팽창 가능 패드들(18)은 좌석 평면(12) 및/또는 등받이(13)의 수용 부분들(17)에 연결될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 시뮬레이션 장치(10)는 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18) 내부의 가스의 압력을 제어하여 그로인해 운전자(C)에 대해 촉각 압력 응력을 유도하도록 구성된 펌핑 유닛(19)을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 펌핑 유닛(19)은 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18)에 유체적으로(fluidically) 연결되어 있으며, 이들 내부의 가스의 압력을 제어하도록 구성된다.

실제로 펌핑 유닛(19)은 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18)에 함유된 가스를 선택적으로 주입 및/또는 방출하여 후자의 압력을 조절할 수 있게 한다.

바람직한 해결책에 따르면, 공기는 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18)로 주입된다.

가능한 실시예에 따르면, 펌핑 유닛(19)은 분배 장치(22)에 유체적으로 연결되는 가스 또는 공기를 펌핑하는 펌핑 장치(21)를 포함한다.

펌핑 장치(21)는 압축기, 예를 들면, 로터리 형식 또는 대안 형식의 것을 포함할 수 있다.

분배 장치(22)는 각각의 파이프들(23)을 통해 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18)에 연결된다.

시뮬레이션 장치(10)는 또한 적어도 이동 장치들(31), 펌핑 유닛(19) 및 운전 제어 유닛(32)에 접속되고, 펌핑 유닛(19) 및 운전 제어 유닛(32) 양자 모두를 제어하도록 구성되고, 운전자(C)에 대해 이동 장치들(31)에 의해 유도된 동적 응력과 팽창 가능 패드들(15, 18)에 의해 유도된 촉각 압력 응력을 조합하도록 구성된 제어 및 명령 유닛(20)을 포함한다. 펌핑 유닛(19)의 작동은 또한 이동 장치들(31)의 작동과 관련하여 결정된다.

바람직하게, 제어 및 명령 유닛(20)은 이동 장치들(31) 및 팽창 가능 패드들(15, 18)에 대한 작동 모드를 추정하도록 구성된다.

제어 및 명령 유닛(20)은 이동 장치들(31) 및 펌핑 유닛(19)의 작동을 조정하기 위한 적어도 하나의 결합 알고리즘을 포함하고, 실행 할 수 있다.

결합 알고리즘은 사람의 촉각 인지 역학에 가속 및 회전을 겪을 때, 인간 신체의 반응을 모사하기에 적합한 일련의 질량 스프링 댐퍼 모델을 결합한다. 이 결합 알고리즘에 의해 얻어진 결과는 팽창 가능 패드들(15, 18) 및 이동 엔티티들에 의해 시트(11)에 전달되는 촉각 압력 작용, 즉, 이동 장치들(31)에 의해 이동 플랫폼(30)에 전달되는 속도 및 가속도를 연속해서 결정한다.

결합 알고리즘은 단지 예시적으로, 운전자(C)의 관성 반응, 운전자(C)와 시트(11)의 몸체 사이에서 발생되는 마찰, 시트(11)의 재료, 비선형 강성 및 운전자(C)의 몸체의 감쇠 효과를 고려하여 개발되었다.

더욱이, 제어 및 명령 유닛(20)은 운전 명령 부재들(27, 28, 29, 34)의 동작에 관한 정보를 수신 할 수 있고, 이 정보의 기능에 따라, 운전 제어 유닛(32)의 작동과 그로 인한 이동 장치들(31)의 기능의 조건과, 팽창 가능 패드(15, 18)의 작동과 그로 인한 펌핑 유닛(19)의 기능의 조건을 관리한다. 예를 들면, 데이터를 제어 및 명령 유닛(20)에 공급하기 위하여 운전 명령 부재들(27, 28, 29, 34)과 관련된 센서를 통해 운전 제어 유닛(32)에 의해 검출되고 처리된 데이터의 지속적인 교환을 제공할 수 있다. 실제로, 이동 장치(31)에 의해 유도된 동작과 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18)의 팽창 및 수축 사이에는 운전 시뮬레이션을 최적화하고 효과적으로 하기 위한 완전한 시너지가 존재한다.

다른 실시예에서, 제어 및 명령 유닛(20)은 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18) 내의 가스의 압력을 독립적으로 제어하고 명령하도록 구성 될 수 있다.

특히, 제어 및 명령 유닛(20)에 의해 펌핑 유닛(19)에 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18) 내의 압력을 적절하게 조절하도록 하는 명령을 전송할 수 있다.

가능한 해결책에 따르면, 제어 및 명령 유닛(20)은 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18) 내의 가스 공급을 선택적으로 제어하고 이들 압력을 독립적으로 조정하기 위하여 분배 장치(22)에 연결된다.

가능한 해결책에 따르면, 각각의 팽창 가능 패드는, 제1 팽창 가능 패드들(15) 중 또는 제2 팽창 가능 패드들(18) 중 어느 것이 포함되는지 여부와 무관하게, 그들 각각의 팽창의 레벨을 관리하도록 구성된 분배 장치(22)에 독립적으로 연결 될 수 있다. 이 솔루션은 각 패드의 팽창 레벨을 정밀하게 제어 할 수 있도록 하며, 이는 이러한 방식으로 요구되는 시뮬레이션 모드들을 정밀하게 관리 할 수 있다.

가능한 변형 실시예에 따르면, 분배 장치(22)는 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18)에 유체적으로(fluidically) 연결되고 제어 및 명령 유닛(20)에 의해 선택적으로 구동 가능한 분배 밸브(24)를 포함한다.

분배 밸브(24)는 서보 명령 밸브, 예컨대, 전기 밸브, 공압식 구동 밸브 등을 포함 할 수 있다.

분배 밸브(24)는 파이프들(23)에 의해 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18)에 연결 될 수 있다.

제1 팽창 가능 패드들(15) 또는 제2 팽창 가능 패드들(18) 중 어느 하나 인 각 패드는 각각의 분배 밸브(24)에 연결될 수 있으며, 각각의 분배 밸브는 특정 시뮬레이션 요청에 따라 제어 및 명령 유닛(20)에 의해 선택적으로 명령된다.

가능한 실시예에 따르면, 분배 장치(22)는 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18)에 유체적으로 연결되며, 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18)로부터의 가스 배출을 제어하도록 제어 및 명령 유닛(20)에 의해 선택적으로 구동될 수 있는 배출 밸브(25)를 포함한다.

가능한 실시예에 따르면, 배출 밸브(25)는 서보 명령 밸브를 포함 할 수 있다.

특히, 분배 밸브(24) 및 배출 밸브(25)의 관리를 적절히 조정하는 제어 및 명령 유닛(20)은 가스를 유입 또는 각각 배출하는 것에 의해 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18) 내의 가스 압력을 독립적으로 관리할 수 있도록 한다.

가능한 해결책에 따르면, 상기 장치는 시트(11)와 결합되고 운전자(C)를 고정하도록 구성된 시트 벨트(26)를 포함한다.

시트 벨트(26)는 운전자(C)에 대해 시트 벨트(26)의 장력을 선택적으로 변화시키도록 구성되는 조임 장치(33)에 연결된다.

조임 장치(33)는 순차로, 예를 들어, 운전자(C)의 전방 또는 후방 이동을 시뮬레이션하기 위해, 시뮬레이션 조건과 관련하여 시트 벨트(26)를 해제하거나 조이는 제어 및 명령 유닛(20)에 연결된다.

따라서 시뮬레이션 동안, 이는 운전자(C)에게 3 개의 서로 다른 응력들, 즉 이동 장치들로 인한 동적 응력, 팽창 가능 패드들(15 및 18)로 인한 압력 응력 그리고 시트 벨트(26)로 인한 인장 응력을 유도 하는 것이 가능하다. 이러한 응력들을 적절히 조정함으로써, 이동 장치들(31)의 구동을 최적화하고, 시뮬레이션 응력에 대한 운전자(C)의 노출 시간을 증가시킬 수 있다.

시뮬레이션 장치(10)가 이동 장치들(31)에 대해 운전자(C)의 높은 노출 시간을 갖기 위하여, 이동 장치들(31)의 움직임의 동작만을 제공하면, 그들은 그들과 연결되는 모든 문제와 함께, 이동 플랫폼(30)의 큰 움직임 이동을 요구할 것이다.

따라서 본 발명에 의하면, 매우 콤팩트한 시뮬레이션 장치(10)를 얻을 수 있고, 동시에, 시간 경과에 따라 확장되는 시뮬레이션 응력에 대해 운전자 (C)를 노출시킬 수 있다.

본 발명은 또한 상기 장치(10)를 이용하여 운전을 시뮬레이션 하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 이 방법은 수행되는 운행 운전을 기초로 운전자(C)에 의해 명령되며, 가속, 기어 변경, 우회전 또는 좌회전, 제동에 의해 야기된 감속 또는 이들의 조합에 일반적으로 대응하는 동작을 기초로 한다.

운전자(C)는 운전 명령 부재들(27, 28, 29, 34)을 이용하여 동작을 부여하고, 이들 동작은 운전 제어 유닛(32) 및 제어 및 명령 유닛(20)에 전달되는 신호로 변환된다.

이들 데이터는 적어도 이동 장치들(31) 및 펌핑 유닛(19)의 기능을 관리하도록 처리된다.

특히, 펌핑 유닛(19)의 기능을 관리하기 위해 제공된 데이터는 적어도 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18)로 보내질 유속 및 공기 압력의 값으로 변환 될 수 있다.

제어 및 명령 유닛(20)은 가속, 감속, 조향, 제동 또는 이들의 조합의 세기에 따라, 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18)에서 유지 및/또는 생성된 공기 압력을 조절하기 위해 분배 장치(22), 예를 들어, 분배 밸브(24) 및 배출 밸브(25)의 운전을 관리한다.

또한, 운전 명령 부재들(27, 28, 29, 34)의 동작에 의해 검출된 데이터는 시트 벨트(26)의 조임 장치(33)로 전달되는 특정 장력 조건을 생성하기 위하여 제어 및 명령 유닛(20)에 의해 처리될 수 있다.

육상 차량의 가속도 시뮬레이션의 경우에 있어서(도 4), 등받이(13)에 대응하여 위치된 제1 팽창 가능 패드들(15)은 가속도의 강도에 따라 팽창되고, 반면, 나머지 좌석 평면(12)의 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18)은 수축된다.

이러한 방식으로, 운전자(C)는 그의 등이 등받이(13)에 대향하여 가압되는 것을 감지한다.

감속 시뮬레이션의 경우에 있어서(도 5), 특히, 운전 기어의 증분 변위 동안, 등받이(13)에 대응하여 위치된 제1 팽창 가능 패드들(15)은 음의 종 방향 가속도가 발생할 때, 예를 들어, 클러치 페달(29)이 가압 될 때, 수축되고, 그런 다음, 다시 변속기의 변경 후, 종 방향 가속도가 양으로 돌아 왔을 때 다시 수축된다. 나머지 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18)이 수축된다.

이러한 방식으로, 등받이(13)와 접촉하고 있는 운전자(C)의 감각이 줄어든다.

우회전(도 6) 또는 좌회전(도 7)의 시뮬레이션의 경우에 있어서, 좌측(도 6) 또는 우측(도 7) 각각에 수용 부분들(17)에 대응하여 위치된 제2 팽창 가능 패드들(18)은 전개된 횡 방향 가속도에 따라 팽창되고, 반면, 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 나머지 제2 팽창 가능 패드들(18)은 수축된다.

지면에서 가능한 불연속성의 시뮬레이션의 경우에 있어서, 좌석 평면(12)에 대응하여 위치된 제1 팽창 가능 패드들(15)은 팽창되거나 수축된다.

이들 4 가지 경우에 있어서, 시트 벨트(26)는 비활성 위치에 있다.

제동 시뮬레이션의 경우에 있어서(도 8), 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18)은 수축되며, 시트 벨트(26)는 견인 위치에 있다. 즉, 그들은 운전자(C)로 하여금 그에 매우 지지되는 것으로 인식되도록 한다.

본 발명의 영역 및 범위를 벗어남이 없이, 전술한 바와 같은 운전 지상 차량을 시뮬레이션 하기 위한 방법 및 장치(10)에 대한 부분 수정 및/또는 추가가 이루어질 수 있음은 자명한 것이다.

또한, 본 발명이 몇몇 특정 실시예에 관련하여 기술되었지만, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진자는 청구항에 기술된 특성들 및 그에 따라 정의된 보호 분야 내에 모두 들어가는, 운전 지상 차량을 시뮬레이션 하기 위한 방법 및 장치(10)의 다른 많은 동등한 형태의 장치를 달성 할 수 있다는 것은 자명한 것이다.

Claims (11)

1. 이동 플랫폼(30); 상기 이동 플랫폼(30) 상에 설치되고, 사용 중에 운전자(C)가 위치하는 접촉 표면들(14)이 제공되는 시트(11); 운전 동작을 시뮬레이션 하기 위해 상기 운전자(C)에 의해 조작될 수 있는 운전 명령 부재들(27, 28, 29, 34); 지지 평면(35)에 대해 상기 이동 플랫폼(30)을 이동시키고 상기 운전자(C)에 대한 동적 응력을 유도하도록 구성된 이동 장치들(31); 및 상기 운전 명령 부재들(27, 28, 29, 34) 및 상기 이동 장치들(31)에 연결되고, 상기 운전 명령 부재들(27, 28, 29, 34)에 대해 상기 운전자(C)의 조작에 따라 상기 이동 장치들(31)의 운전을 명령하도록 구성된 운전 제어 유닛(32);을 포함하는 육상 차량 주행을 시뮬레이션하기 위한 장치에 있어서,
   팽창 가능 패드들(15, 18)은 상기 접촉 표면들(14)의 적어도 일부와 결합되고, 상기 팽창 가능 패드들(15, 18) 내부의 가스의 압력을 제어하고, 상기 운전자(C)에 대해 촉각 압력 응력을 유도하도록 구성된 펌핑 유닛(19)과 유체적으로(fluidically) 연결되고,
   상기 장치는 상기 이동 장치들(31), 상기 운전 제어 유닛(32) 및 적어도 상기 펌핑 유닛(19)에 연결되며, 상기 운전 제어 유닛(32) 및 상기 펌핑 유닛(19)을 선택적으로 제어하고, 상기 운전자(C)에 대한 상기 이동 장치들(31)의 동적 응력 및 팽창 가능 패드들(15, 18)의 상기 촉감 압력 응력을 조합하도록 구성된 제어 및 명령 유닛(20)을 포함하며,
   상기 펌핑 유닛(19)의 동작은 상기 이동 장치들(31)의 동작에 관련되어 결정되는 것을 특징으로 하는
   장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어 및 명령 유닛(20)은
   상기 이동 장치들(31) 및 상기 펌핑 유닛(19)의 작용을 조합하는 것에 의해 상기 팽창 가능 패드들(15, 18)의 촉각 압력 응력 및 상기 이동 플랫폼(30)의 적어도 이동 가속을 실시간으로 관리할 수 있는 결합 알고리즘을 포함하고, 실행하는 것을 특징으로 하는
   장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 장치는 상기 시트(11)와 결합되고 상기 운전자(C)를 고정하도록 구성된 시트 벨트(26)를 포함하며,
   상기 시트 벨트(26)는 운전자(C)에 대해 상기 시트 벨트(26)의 조임을 선택적으로 변화시키도록 구성되는 조임 장치(33)에 연결되며,
   상기 조임 장치(33)는 상기 제어 및 명령 유닛(20)에 연결되는 것을 특징으로 하는
   장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 시트(11)는
   상기 접촉 표면들(14)과 함께 그리고 상기 펌핑 유닛(19)과 결합되고, 유체적으로 연결되는 제1 팽창 가능 패드들(15)과 함께 제공되는 좌석 평면(12) 및 등받이(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는
   장치.
5. 제4항에 있어서,
   각각의 측 방향 에지들(16)에 대응하여, 상기 좌석 평면(12) 및 상기 등받이(13)는 상기 접촉 표면들(14) 각각에 대해 횡 방향으로 돌출하는 측 방향의 수용 부분들(17)이 함께 제공되고,
   제2 수용 가능 패드들(18)은 상기 수용 부분들(17)에 결합되고, 상기 제2 수용 가능 패드들(18) 내부의 가스의 압력을 제어하기 위해 상기 펌핑 유닛(19)에 연결되는 것을 특징으로 하는
   장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어 및 명령 유닛(20)은
   상기 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 상기 제2 팽창 가능 패드들(18)의 압력을 선택적으로 독립적으로 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
   장치.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
   상기 펌핑 유닛(19)은 분배 장치(22)에 유체적으로 연결된 상기 가스의 펌핑 장치(21)를 포함하고,
   상기 분배 장치(22)는 각각의 파이프(23)를 통해 상기 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 상기 제2 팽창 가능 패드들(18)에 연결되며,
   상기 제어 및 명령 유닛(20)은 상기 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 상기 제2 팽창 가능 패드들(18)에 대해 상기 가스의 공급을 선택적으로 제어하기 위해 상기 분배 장치(22)와 연결되는 것을 특징으로 하는
   장치.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 분배 장치(22)는
   제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18)에 유체적으로(fluidically) 연결되고, 제1 팽창 가능 패드들(15) 및 제2 팽창 가능 패드들(18)로/로부터 상기 가스의 유입 및 배출을 각각 제어하도록 제어 및 명령 유닛(20)에 의해 선택적으로 구동 가능한 분배 밸브(24) 및 배출 밸브(25)를 포함하는 것을 특징으로 하는
   장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 운전 명령 부재들은
   스티어링 휠(27), 브레이크 페달(28), 클러치 페달(29), 가속 페달(34) 중 적어도 하나를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는
   장치.
10. 이동 플랫폼(30) 상에 시트(11)를 설치하고, 상기 시트(11)의 접촉 표면들(14) 상에 운전자(C)를 위치시키고, 운전 명령 부재들(27, 28, 29, 34)에 대한 상기 운전자(C)의 조작을 감지하고, 운전 제어 유닛(32)을 통해 상기 운전 명령 부재들(27, 28, 29, 34)에 대한 상기 운전자(C)의 조작을 처리하고, 그리고, 상기 운전 명령 부재들(27, 28, 29, 34)에 대한 상기 운전자(C)의 조작에 따라 지지 평면(35)에 대하여 상기 이동 플랫폼(30)이 이동하고, 상기 운전자(C)에 대한 동적 응력을 유도하도록 이동 장치들(31)의 작용을 결정하도록 제공되는 육상 차량 주행을 시뮬레이션하기 위한 방법에 있어서,
    펌핑 유닛(19)을 이용하여, 상기 방법은 상기 운전자(C)에 대한 촉각 압력 응력을 유도하기 위해 상기 접촉 표면(14)의 적어도 일부와 결합된 팽창 가능 패드들(15, 18) 내부의 가스의 압력을 제어하도록 제공되고,
    제어 및 명령 유닛(20)은 상기 이동 장치들(31), 상기 운전 제어 유닛(32) 및 적어도 상기 펌핑 유닛(19)에 연결되며, 상기 운전 제어 유닛(32) 및 상기 펌핑 유닛(19)을 선택적으로 제어하고, 상기 운전자(C)에 대한 상기 이동 장치들(31)의 동적 응력 및 팽창 가능 패드들(15, 18)의 상기 촉감 압력 응력을 서로 조합하며,
    상기 펌핑 유닛(19)의 동작은 상기 이동 장치들(31)의 동작에 관련되어 결정되는 것을 특징으로 하는
    방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 방법은
    시트 벨트(26)를 통해 상기 시트(11)에 대해 상기 운전자(C)를 고정하고, 상기 제어 및 명령 유닛(20)을 통해 상기 조임 동작을 제어하는 것에 의해 상기 운전자(C)의 시트 벨트(26)의 장력을 선택적으로 변화시키도록 제공되는 것을 특징으로 하는
    방법.

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