JP3587634B2 - Vehicle riding simulation device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、走行路を含む映像が表示された前方の画面を見ながら、搭乗者としての運転者が、車両である、例えば、模型二輪車を操作してライディングシミュレーションを行う車両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】
従来から、乗り手が操作可能な模型二輪車と、この模型二輪車の走行状態に係る走行路を含む所望の映像を表示するCRT等を利用した表示器とを組み合わせた二輪車用のライディングシミュレーション装置が、遊技用として、あるいは二輪車の運転教育用として使用に供されている。
【0003】
例えば、特開平4−51078号公報に公表されているように、基台上に設けられ、前後、左右および上下方向に移動自在な移動台と、この移動台の動きを駆動する駆動手段と、前記移動台上に設置され乗り手が操作可能な模型二輪車と、前記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、乗り手の操作ならびに動きに応じて前記駆動手段を制御して前記模型二輪車のヨー、ロールおよびピッチ動を制御するとともに、前記ディスプレイ装置に表示される映像を前記模型二輪車の走行状態に応じて変化させる制御手段とを備える二輪車のライディングシミュレーション装置が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、自動二輪車や乗用自動車等の四輪車においては、ブレーキを強くかけた場合に、車輪(ホイール)がロックする。
【0005】
しかし、従来の車両のライディングシミュレーション装置においては、運転者にホイールロック状態の情報を与えるようにしたものは提案されていない。
【0006】
この発明は、このような点を考慮してなされたものであって、ライディングシミュレーション装置における模型車両の運転者に対して、このホイールロックの情報を適切に与えることを可能とする車両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。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明は、例えば、図1、図3に示すように、運転者28がハンドル60の操作とブレーキ97の操作の可能な模型車両30と、前記模型車両の操作に対応して予め記憶された映像を表示するディスプレイ25装置とを備える車両のライディングシミュレーション装置10において、運転者のハンドルの回動操作に対する反力を付与する反力付与手段18、62を有し、ブレーキ操作による操作入力値が、一定の閾値を超えた場合に、前記反力付与手段により前記ハンドルに反力を付与するとともに振動を付与することを特徴とする。
【0008】
この発明によれば、ハンドル振動付加手段により、ブレーキ操作による操作入力値が、一定の閾値を超えた場合に、前記ハンドルに振動を付加するようにしている。これにより、ライディングシミュレーション装置において、運転者にホイールロックの情報を与えることができる。
【0009】
この場合、前記表示映像上の路面状態情報に基づいて、前記振動の振幅および振動周波数を変化させるようにすることで、実際の走行状態に応じたより近似的なホイールロックの情報を与えることができる。
【0010】
さらに前記閾値を可変する閾値可変手段18を備え、該閾値可変手段は、ライディングシミュレーション用の模型車両が、模型自動二輪車である場合に、前記閾値を、前記表示映像上の路面状態情報および(または)前記模型自動二輪車の左右傾斜角に基づいて変化させることにより、実際の自動二輪車の走行状態に応じたより近似的なホイールロックの情報を与えることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【0012】
図1は、この一実施の形態に係る二輪車のライディングシミュレーション装置10の概略構成説明図である。
【0013】
ライディングシミュレーション装置10は、床面34に設置されている制御機構12と、この制御機構12に対し連結機構14を介して着脱自在なモーションユニット部16と、前記制御機構12に対して通信線200で接続される制御テーブル(インストラクターテーブルともいう。)201とを備える。制御機構12は、ミニコンピュータ等の制御回路18とCGI発生装置23を収容する本体部19と、この本体部19の上部に設けられるディスプレイボックス20とを備えている。制御テーブル201は、制御機構12に対してホストコンピュータとしても動作するコンピュータ202と、このコンピュータ202に接続される、入力手段としてのキーボード203、マウス204と、表示手段であるCRTディスプレイ等のモニタ205とを備えている。なお、制御機構12およびコンピュータ202は、制御、判断、計算手段等として機能する中央処理装置としてのCPUと、システムプログラム等が記憶される記憶手段としてのROMと、ワーク用等に使用される記憶手段としてのRAMを有している。
【0014】
図2にも示すように、ディスプレイボックス20は、スピーカユニット22を組み込むとともに、スクリーンを有する投写型ディスプレイ24を有する。
【0015】
図1に示すように、ディスプレイ装置25は、基本的には、ディスプレイ(スクリーンまたは画面ともいう。)24とCGI発生装置23とから構成され、そのスクリーン24上に走行路を含む種々の走行状態を表示する。なお、スクリーン24上に表示される映像は、CGI発生装置23から通信線を介してNTSC信号としてコンピュータ202にも供給され、そのモニタ205上にも表示される。
【0016】
モーションユニット部16は、連結機構14を介して制御機構12に着脱自在な基台26を備え、この基台26上に乗り手28が操作可能な自動二輪車の模型二輪車30と、この模型二輪車30を実際の二輪車の挙動に則して駆動する駆動機構32とが装着される。
【0017】
基台26は、この基台26を床面34上で移動させるための複数の車輪36と、基台26を床面34上で移動不能なように固定するための複数の固定部38とを備える。固定部38は、ねじ軸40を設けており、このねじ軸40が基台26に螺回されることにより、固定部38が上下方向に移動自在である。
【0018】
基台26上に支持枠42が設けられ、この支持枠42の上部側には、車幅方向に延びるピッチ軸44(図2も参照)を介して模型二輪車30の車体46が前後方向(ピッチ方向)に揺動自在に支持される。また、支持枠42には、支点48を中心に揺動自在なピッチモータ50が支持され、このピッチモータ50に連結されたねじ軸52には、車体46に揺動自在に支持されたナット54が螺合する。さらに、支持枠42には、水平方向にロール軸56を有するロールモータ58が支持され、このロールモータ58の図示しない出力軸に車体46が係合する。
【0019】
模型二輪車30のハンドル60は、ハンドルトルクセンサ94(図3参照)とステアリングモータ62の回転軸64とに直結されており、図3に示す制御回路18は、このハンドルトルクセンサ94の出力信号に基づき、ステアリングモータ62を介して乗り手28のハンドル60の回動操作に対応する反力を付与する。
【0020】
駆動機構32は、ピッチモータ50、ロールモータ58およびステアリングモータ62により構成される。
【0021】
図3に示すように、モーションユニット部16側には、乗り手28が右手で操作するフロントブレーキレバー97に連結されたフロントブレーキ圧センサ98やリヤブレーキペダル99に連結されたリヤブレーキ圧センサ100、さらにアクセルであるスロットルグリップ63に連結されたアクセル開度センサ90等、参照符号90〜100に示す各種センサの他、所望のスイッチを備えたハンドルスイッチ102およびギヤポジションスイッチ104が、信号線を介してコネクタ70の一端側に接続される。また、駆動機構32を構成するピッチモータ50、ロールモータ58およびステアリングモータ62が、信号線を介してコネクタ72の一端側に接続される。
【0022】
一方、制御機構12側には、コネクタ70、72の他端側から信号線に接続される制御回路18が設けられ、この制御回路18には、乗り手28に風を送る電動ファン106、振動発生器108、スピーカユニット22およびディスプレイ装置25が接続されている。
【0023】
この制御機構12には、映像用の通信線200bとデータ伝送用の通信線200aとを介して制御テーブル201が接続されている。
【0024】
このように構成されるライディングシミュレーション装置10の動作について説明する。なお、動作を制御する主体(手段)は制御回路18である。
【0025】
乗り手28が、ハンドル60に設けられているアクセルとしてのスロットルグリップ63やフロントブレーキレバー97を操作することで、アクセル開度センサ90の出力信号やフロントブレーキ圧センサ98の出力信号が制御回路18に供給される。また、リヤブレーキペダル99を操作することで、リヤブレーキ圧センサ100の出力信号が制御回路18に供給される。
【0026】
その一方、模型二輪車30上で乗り手28の体重の移動方向や移動量が、リーントルクセンサ96により検出され、その出力信号が制御回路18に送られる。
【0027】
これらの出力信号に基づいて、制御回路18は、駆動機構32を駆動制御するとともに、ディスプレイ装置25等を駆動制御する。
【0028】
例えば、乗り手28がフロントブレーキレバー97の操作を行い、ブレーキをかけると、フロントブレーキ圧センサ98により検出されるブレーキ圧に応じてピッチモータ50が駆動されて模型二輪車30が前傾され、ブレーキング時の挙動が再現される。一方、スロットルグリップ63の操作によりアクセルを急速に開くと、アクセル開度センサ90により検出される開度に応じてピッチモータ50が駆動され、同様に、このピッチモータ50の作用下に模型二輪車30が後傾され、加速操作時の挙動が再現される。
【0029】
また、乗り手28が体重移動を行うと、その体重の移動方向および移動量と走行速度とに基づいてロールモータ58が駆動され、車体46が車幅方向に傾動してコーナリング(旋回)時の挙動が再現される。このときの体重移動に伴って、体重移動方向にハンドル60が切られる、すなわちステアリングが切られることになる。このとき、ハンドルトルクセンサ94によりそのトルクが検出され、検出されたトルクに応じて制御回路18によりステアリングモータ62が駆動されて、ハンドル60が切られる方向と反対方向の反力がハンドル60に与えられ、実車によるものと同様の操舵感覚が実現される。
【0030】
上述したような乗り手28の種々の操作が行われると、ディスプレイ24に走行状態に基づいた走行路を含む映像が表示されるため、乗り手28は、実車によるものと同等の走行感覚を得ることができる。
【0031】
ここで、制御回路18からステアリングモータ62を介してハンドル60に与えられる反力をハンドル指令値Smとする。このハンドル指令値Smは、フロントブレーキレバー97の操作によるフロントブレーキ圧センサ98の出力(出力値)をフロントブレーキ入力(フロントブレーキ入力値またはフロントブレーキ圧ともいう。)Fbとし、このフロントブレーキ圧Fbと比較する所定の閾値をC1とするとき、次の(1)式で表される値で制御されるようにしている。
【0032】
if Fb≦C1 then
Sm=Sm
if Fb>C1 then
Sm=Sm+Sin_motion(Mbl_A,Mbl_F)…(1)
ただし、Fb:ブレーキ入力
Sm:ハンドル指令値
C1:閾値
Mbl_A:振幅
Mbl_F:振動周波数
Sin_motion(Mbl_A,Mbl_F):2つの引数、すなわち、振幅Aと振動周波数Fにより正弦波(sin波)を生成する関数
この(1)式は、フロントブレーキ入力Fbが閾値C1よりも小さい値であるときには、制御回路18から出力されてステアリングモータ62に供給されるハンドル指令値Smをそのままハンドル指令値Smとし、一方、フロントブレーキ入力Fbが閾値C1よりも大きい値であるときには、ホイールがロックした状態になっていると判断して、制御回路18から供給されるハンドル指令値Smに振動成分Sin_motion(Mbl_A,Mbl_F)を加えてステアリングモータ62に加えられるハンドル指令値Smとすることを意味している。
【0033】
簡単に言えば、この実施の形態では、検出されるフロントブレーキ圧Fbと比較するための閾値C1を設け、フロントブレーキ圧Fbが、この閾値C1を超えたものと制御回路(比較手段)18が判断したときにハンドル60に対してステアリングモータ62を介して正弦波の振動を与えるようにしている。この振動により乗り手28にホイールロック(ブレーキロック)の情報を与えることができる。この場合、フロントブレーキ圧Fbが閾値C1を超えたときに、ディスプレイ24上に、「ホイールロック注意」の表示を併せて行うことも可能であり、スピーカユニット22を通じて「ホイールがロックしました。」と音声により出力することも可能である。
【0034】
(1)式において、閾値C1、振幅Mbl_Aおよび振動周波数Mbl_Fは、路面の状態、車体のバンク角、車速などにより可変にしてもよい。例えば、路面が濡れている場合や砂地である場合、さらに、車体のバンク角が大きい場合、また、車速が大きい場合には、いずれの場合にも、通常の状態(路面が乾燥しているアスファルトの道路上を走行する場合等)に比較して比較的小さいブレーキ圧Fbで滑りやすいため、ホイールロックレベル(ホイールロック検出レベル)に対応する閾値C1を比較的に小さい値に設定すればよい。また、フロントブレーキ圧Fbが閾値C1よりはるかに大きい値である場合には、フロントブレーキ圧Fbと閾値C1との差Fb−C1が大きくなり、ホイールロックの程度が大きいと判断されるので、この差に対応させて、振幅Mbl_Aを大きくするように制御することもできる。
【0035】
なお、(1)式や、(1)式中の振動成分Sin_motion(Mbl_A,Mbl_F)は、予め制御回路18を構成する記憶手段であるROM等に記憶しておけばよいので、この振動制御処理に基づく部品追加等のコストアップはない。すなわち、この実施の形態では、ホイールロック状態と判定したときに、ハンドル60に振動を与えることで、コストの上昇なしに、いわゆるブレーキロックの不安定状態を表現することができる。もちろん、閾値C1や振幅Mbl_A、振動周波数Mbl_Fは制御テーブル201中のボード203やマウス204を使用して、コンピュータ202から制御回路18のRAMに設定して変更するようにしてもよい。
【0036】
また、(1)式において、振動成分は、正弦波としているが、これに限らず、矩形波、三角波、その他任意の波形に選択することができる。
【0037】
さらに、この実施の形態では、模型車両として自動二輪車の模型二輪車30のホイールロックのライディングシミュレーションを行うようにしているが、これに限らず、乗用自動車、トラック等の模型車両(模型四輪車)にも適用することができる。
【0038】
さらにまた、この発明は、上述の実施の形態に限定されず、この発明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、運転者による、一定の閾値を超えるブレーキ操作による操作入力値を検出したときに、ハンドルに振動を付加するようにしている。
【0040】
このため、一定の閾値をホイールロックの場合の値としておくことで、ライディングシミュレーション装置の運転者にホイールロックが発生するブレーキ操作を体感させることができるという効果が達成される。これにより、ライディングシミュレーション装置における模型車両の運転者に対して、ホイールロックの情報を適切に与えることができる。
【0041】
なお、ライディングシミュレーション装置において、ハンドルには、例えば、操作力に応じた反力が与えられるように構成されているので、この反力を与える手段に振動を付加する構成とすることにより、ほとんど製造コストが上昇することなく、ホイールロックの状態を表現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態の全体構成を示す説明図である。
【図2】図1例の装置を後方から見た図である。
【図3】図1例の装置の電気回路的ブロック図である。
【符号の説明】
10…ライディングシミュレーション装置
12…制御機構 16…モーションユニット部
18…制御回路 23…CGI発生装置
24…ディスプレイ 25…ディスプレイ装置
28…乗り手 30…模型二輪車
32…駆動機構 44…ピッチ軸
50…ピッチモータ 58…ロールモータ
60…ハンドル 62…ステアリングモータ
63…スロットルグリップ 94…ハンドルトルクセンサ
97…フロントブレーキレバー 98…フロントブレーキ圧センサ
201…制御テーブル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a riding simulation apparatus for a vehicle in which a driver as a passenger operates a model motorcycle to perform a riding simulation while viewing a front screen on which an image including a traveling path is displayed. .
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a riding simulation apparatus for a motorcycle that combines a model motorcycle that can be operated by a rider and a display using a CRT or the like that displays a desired image including a traveling path related to the traveling state of the model motorcycle has been a game. It is used for the purpose of driving or for motorcycle driving education.
[0003]
For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-51078, a movable table provided on the base and movable in the front-rear, left-right, and vertical directions, and a driving unit that drives the movement of the movable table, A model two-wheeled vehicle that is installed on the moving table and that can be operated by the rider, a display device that is disposed in front of the model two-wheeled vehicle and displays a pre-stored image, and controls the driving means according to the rider's operation and movement There is also known a riding simulation apparatus for a motorcycle including control means for controlling the yaw, roll and pitch movement of the model motorcycle and changing the image displayed on the display device in accordance with the running state of the model motorcycle. ing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In general, in a four-wheeled vehicle such as a motorcycle or a passenger car, wheels are locked when the brake is applied strongly.
[0005]
However, a conventional vehicle riding simulation apparatus has not been proposed that gives information on the wheel lock state to the driver.
[0006]
The present invention has been made in consideration of the above points, and is a vehicle riding simulation that can appropriately give the wheel lock information to the driver of the model vehicle in the riding simulation apparatus. An object is to provide an apparatus.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, for example, as shown in FIGS. 1 and 3, the driver 28 can operate the
[0008]
According to the present invention, the handle vibration adding means adds vibration to the handle when the operation input value by the brake operation exceeds a certain threshold value. Thereby, in the riding simulation device, it is possible to give wheel lock information to the driver.
[0009]
In this case, by changing the amplitude and vibration frequency of the vibration based on the road surface state information on the display image, more approximate wheel lock information according to the actual running state can be given. .
[0010]
Further, the threshold variable means 18 for changing the threshold is provided. When the model vehicle for riding simulation is a model motorcycle, the threshold variable means 18 is used to set the threshold to road surface condition information on the display image and / or ) By changing based on the left and right inclination angle of the model motorcycle, it is possible to give more approximate wheel lock information according to the actual running state of the motorcycle.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 is a schematic configuration explanatory diagram of a two-wheeled vehicle
[0013]
The
[0014]
As shown also in FIG. 2, the
[0015]
As shown in FIG. 1, the
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
A
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
As shown in FIG. 3, on the
[0022]
On the other hand, a
[0023]
A control table 201 is connected to the
[0024]
The operation of the riding
[0025]
When the rider 28 operates the
[0026]
On the other hand, the moving direction and moving amount of the weight of the rider 28 on the
[0027]
Based on these output signals, the
[0028]
For example, when the rider 28 operates the
[0029]
Further, when the rider 28 moves the body weight, the
[0030]
When various operations of the rider 28 as described above are performed, an image including a travel route based on the running state is displayed on the
[0031]
Here, the reaction force applied from the
[0032]
if Fb ≦ C1 then
Sm = Sm
if Fb> C1 then
Sm = Sm + Sin_motion (Mbl_A, Mbl_F) (1)
However, Fb: brake input Sm: steering wheel command value C1: threshold value Mbl_A: amplitude Mbl_F: vibration frequency Sin_motion (Mbl_A, Mbl_F): a sine wave (sine wave) is generated by two arguments, ie, amplitude A and vibration frequency F Function In this equation (1), when the front brake input Fb is a value smaller than the threshold value C1, the steering wheel command value Sm output from the
[0033]
In short, in this embodiment, a threshold C1 for comparison with the detected front brake pressure Fb is provided, and the control circuit (comparison means) 18 determines that the front brake pressure Fb exceeds the threshold C1. When the determination is made, a sinusoidal vibration is applied to the
[0034]
In the equation (1), the threshold value C1, the amplitude Mbl_A, and the vibration frequency Mbl_F may be varied depending on the road surface state, the bank angle of the vehicle body, the vehicle speed, and the like. For example, when the road surface is wet or sandy, and when the bank angle of the vehicle body is large, or when the vehicle speed is high, the normal condition (asphalt where the road surface is dry) Therefore, the threshold value C1 corresponding to the wheel lock level (wheel lock detection level) may be set to a relatively small value. Further, when the front brake pressure Fb is a value much larger than the threshold value C1, the difference Fb−C1 between the front brake pressure Fb and the threshold value C1 becomes large, and it is determined that the degree of wheel lock is large. The amplitude Mbl_A can be controlled to be increased in correspondence with the difference.
[0035]
It should be noted that the equation (1) and the vibration component Sin_motion (Mbl_A, Mbl_F) in the equation (1) may be stored in advance in a ROM or the like that is a storage unit that constitutes the
[0036]
In the equation (1), the vibration component is a sine wave. However, the vibration component is not limited to this, and can be selected from a rectangular wave, a triangular wave, and other arbitrary waveforms.
[0037]
Further, in this embodiment, the wheel lock riding simulation of the
[0038]
Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, vibrations are added to the steering wheel when an operation input value by a brake operation exceeding a certain threshold by the driver is detected.
[0040]
For this reason, the effect that the driver | operator of a riding simulation apparatus can experience the brake operation which a wheel lock generate | occur | produces is achieved by setting a fixed threshold value as the value in the case of a wheel lock. Thereby, it is possible to appropriately give wheel lock information to the driver of the model vehicle in the riding simulation apparatus.
[0041]
In the riding simulation device, for example, the handle is configured to be applied with a reaction force according to the operation force. It becomes possible to express the state of the wheel lock without increasing the cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an overall configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a rear view of the apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is an electric circuit block diagram of the apparatus shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
運転者のハンドルの回動操作に対する反力を付与する反力付与手段を有し、
ブレーキ操作による操作入力値が、一定の閾値を超えた場合に、前記反力付与手段により前記ハンドルに反力を付与するとともに振動を付与することを特徴とする車両のライディングシミュレーション装置。In a vehicle riding simulation apparatus comprising a model vehicle in which a driver can handle and brake, and a display device that displays an image stored in advance corresponding to the operation of the model vehicle,
Having a reaction force applying means for applying a reaction force to the turning operation of the driver's handle;
Operation input value by the brake operation, if it exceeds a certain threshold, the riding simulation system of a vehicle, wherein the benzalkonium which to grant a vibration with a reactive force applying means for applying a reaction force to the handle.
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