(57)【要約】【課題】簡単な構成でペダルの踏み込み操作に応じ与える反力を容易に変更・調整することができるペダルシミュレータ、及び該ペダルシミュレータを備えるドライブシミュレータを提供する。【解決手段】ブレーキペダル１２と、ブレーキペダル１２に連結し、ブレーキペダル１２の踏み込み操作に対する反力を与える電動シリンダ３１と、前記ブレーキペダル１２に加わる踏力を検出する圧力センサー３０と、電動シリンダ３１の動作を制御する制御コンピュータ３７と、を備え、前記電動シリンダ３１が、前記ブレーキペダル１２に直接、前記反力を与える。【選択図】図６
2020134891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペダルと、
前記ペダルに連結し、前記ペダルの踏み込み操作に対する反力を与える電動アクチュエータと、
前記ペダルに加わる踏力を検出する圧力センサーと、
を備え、
前記電動アクチュエータは、制御手段を介して動作が制御され、前記ペダルに直接、前記反力を与えることを特徴とするペダルシミュレータ。
【請求項２】
前記電動アクチュエータが電動シリンダであり、
前記ペダルを踏み込む方向と前記電動シリンダのロッドの進退方向とが一直線上に又は平行になるように前記ペダル及び前記電動シリンダが配置されていることを特徴とする請求項１に記載のペダルシミュレータ。
【請求項３】
前記ペダルが、ブレーキペダル、アクセルペダル、クラッチペダルのいずれか１以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のペダルシミュレータ。
【請求項４】
前記制御手段は、外部のコンピュータからのデータを受信可能に構成され、
前記コンピュータから前記制御手段に対して、前記電動アクチュエータの動作を制御するためのデータを入力可能なことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のペダルシミュレータ。
【請求項５】
前記ペダルがブレーキペダルであり、
さらに、アクセルペダルに対して踏み込み操作に対する反力を与えるアクセルペダル機構及び／又はクラッチペダルに対して踏み込み操作に対する反力を与えるクラッチペダル機構を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のペダルシミュレータ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のペダルシミュレータと、
前記ペダルシミュレータと連携し、乗物の運転を模擬するシミュレータと、
を備えることを特徴とするドライブシミュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のブレーキペダルなどペダルの挙動を模擬的に再現可能なペダルシミュレータ及び乗物の運転を模擬的に再現可能なドライブシミュレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
実車のブレーキ踏み反力を模擬的に発生させることができるブレーキペダル踏模擬反力装置が開発されている（例えば特許文献１参照）。このブレーキペダル踏模擬反力装置は、マスターシリンダのピストンロッドの先端部にブレーキペダルを取付け、マスターシリンダの油室とダンパ本体に形成された複数のシリンダの油室とを油管路で連結してなる。ダンパ本体に形成された複数のシリンダには、異なるばね定数のばね部材とピストンの移動量を設定するアジャスタボルトが設けられ、これらを調節することで踏み込み反力特性を変更する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２４４５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
簡単な構成でまた容易にブレーキペダルの踏み込み操作に応じ与える反力を変更・調整可能なブレーキペダルのシミュレータが開発されれば、車種に対応した適切なブレーキ装置の開発が容易となる。特許文献１に記載のブレーキペダル踏模擬反力装置は、ブレーキ操作機構に実車の部品をそのまま使用する必要がない点において好ましいが、構造が複雑であり、また踏み込み反力特性の変更・調整を簡単に行うことができない。
【０００５】
本発明の目的は、簡単な構成でペダルの踏み込み操作に応じ与える反力を容易に変更・調整することができるペダルシミュレータ、及び該ペダルシミュレータを備えるドライブシミュレータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ペダルと、前記ペダルに連結し、前記ペダルの踏み込み操作に対する反力を与える電動アクチュエータと、前記ペダルに加わる踏力を検出する圧力センサーと、を備え、前記電動アクチュエータは、制御手段を介して動作が制御され、前記ペダルに直接、前記反力を与えることを特徴とするペダルシミュレータである。
【０００７】
本発明のペダルシミュレータにおいて、前記電動アクチュエータが電動シリンダであり、前記ペダルを踏み込む方向と前記電動シリンダのロッドの進退方向とが一直線上に又は平行になるように前記ペダル及び前記電動シリンダが配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明のペダルシミュレータにおいて、前記ペダルが、ブレーキペダル、アクセルペダル、クラッチペダルのいずれか１以上であることを特徴とする。
【０００９】
本発明のペダルシミュレータにおいて、前記制御手段は、外部のコンピュータからのデータを受信可能に構成され、前記コンピュータから前記制御手段に対して、前記電動アクチュエータの動作を制御するためのデータを入力可能なことを特徴とする。
【００１０】
本発明のペダルシミュレータにおいて、前記ペダルがブレーキペダルであり、さらに、アクセルペダルに対して踏み込み操作に対する反力を与えるアクセルペダル機構及び／又はクラッチペダルに対して踏み込み操作に対する反力を与えるクラッチペダル機構を備えることを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記ペダルシミュレータと、前記ペダルシミュレータと連携し、乗物の運転を模擬するシミュレータと、を備えることを特徴とするドライブシミュレータである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡単な構成でペダルの踏み込み操作に応じ与える反力を容易に変更・調整することができるペダルシミュレータ、及び該ペダルシミュレータを備えるドライブシミュレータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態のペダルシミュレータ１の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態のペダルシミュレータ１の側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態のペダルシミュレータ１の平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態のドライブシミュレータ５の構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第２実施形態のドライブシミュレータ５のドライビングユニット２０１の斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態のブレーキペダルシミュレータ６の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の第１実施形態のペダルシミュレータ１の斜視図である。図２及び図３は、本発明の第１実施形態のペダルシミュレータ１の側面図及び平面図である。以下、図１のペダルシミュレータ１のペダル側を前側、前部、電動シリンダ３１側を後側、後部として説明する。
【００１５】
第１実施形態のペダルシミュレータ１は、実車のブレーキペダル、アクセルペダル及びクラッチペダルの挙動を模擬することが可能なペダルシミュレータであり、ブレーキペダルユニット１１、アクセルペダルユニット４１及びクラッチペダルユニット７１を備える。各ペダルユニットは、ペダル１２、４２、７２とユニット本体２０、５０、８０とを含み、各ユニット本体２０、５０、８０は、各ペダルの踏み込み操作に対して、それぞれ独立して踏み込み操作に応じた反力を与える。
【００１６】
ペダルシミュレータ１は、基台１０１を備え、各ペダルユニット１１、４１、７１は、基台１０１上に間隔をあけて平行に配置、固定されている。基台１０１には、ユニット本体２０、５０、８０を支持する支持台１０３と、ペダル１２、４２、７２を取付けるための取付座１１０とが設けられている。
【００１７】
支持台１０３は、２つの支持板１０５、１０６で構成され、一方の支持板１０５は、基台１０１のほぼ中央に、他方の支持板１０６は、基台１０１の後部に取付けられている。取付座１１０は、支持板１０５に対して一対の側板１１２が前方に伸びるように配置され形成されている。各取付座１１０は、平面視においてコ字形状を有し、本実施形態では、中央にブレーキペダル１２の取付座１１０、両端にアクセルペダル４２、クラッチペダル７２の取付座１１０が位置する（図３参照）。
【００１８】
各取付座１１０にはそれぞれ左右の側板１１２に架け渡すように回動軸１１５が取付けられている。回動軸１１５は、ブレーキペダル１２などペダルを回動自在に支持する軸であり、ブレーキペダル１２などペダルを踏み込んだとき支持板１０５に衝突しないように側板１１２の先端部に取付けられている（図２参照）。
【００１９】
ブレーキペダル１２は、角パイプ状の部材からなり、両側面１４の下部に回動軸１１５に嵌り込む貫通孔（図示省略）が設けられている。ブレーキペダル１２は、回動軸１１５に貫通孔が挿通され、回動軸１１５を起点に回動する。アクセルペダル４２、クラッチペダル７２も同様に構成され、回動軸１１５を起点に回動する。
【００２０】
ブレーキペダル１２の背面には、ユニット本体２０の連結アーム２５の挿入口である窓１５が設けられている。またブレーキペダル１２の両側面１４には、ブレーキペダル１２と連結アーム２５とを連結する連結ピン２６が嵌り込む支持孔１６が穿設されている。ブレーキペダル１２は、高さ方向の中央部が連結ピン２６を介して連結アーム２５と回動自在に連結されている。
【００２１】
アクセルペダル４２及びクラッチペダル７２もブレーキペダル１２と同様にそれぞれユニット本体５０の連結アーム５５の挿入口である窓４５及び支持孔４６、ユニット本体８０の連結アーム８５の挿入口である窓７５及び支持孔７６が設けられ、アクセルペダル４２及びクラッチペダル７２は、それぞれ高さ方向の中央部が連結ピン５６、８６を介して連結アーム５５、８５と回動自在に連結されている。
【００２２】
本実施形態のブレーキペダル１２、アクセルペダル４２及びクラッチペダル７２は、いずれも断面が四角形の角パイプからなるが、この形態に限定されるものではない。またこの角パイプの前面に実車で使用されているようなパッドを取付けてもよい。
【００２３】
ブレーキペダルユニット１１のユニット本体２０は、ブレーキペダル１２の踏み込み操作に応じた反力を与える装置であり、電動シリンダ３１と、ブレーキペダル１２に加わる踏力を検出する圧力センサー３０と、電動シリンダ３１とブレーキペダル１２とを連結するスライダー２１及びこれらを支持する支持板３９とを備える。
【００２４】
電動シリンダ３１は、シリンダアンプを介して制御コンピュータと接続し、制御コンピュータの指令に基づきロッド３２を進退させ、スライダー２１を介して連結するブレーキペダル１２に対し踏み込み操作に応じた反力を与える（図４、図６参照）。電動シリンダ３１は、取付座３５を介して支持板３９の中央から後部に載置、固定され、ロッド３２の先端に取付けられたスライダー２１を介してブレーキペダル１２と連結する。ここで電動シリンダ３１は、ロッド３２の進退量（シリンダポジション）を検出する手段を備える公知の電動シリンダを使用することができる。
【００２５】
スライダー２１は、本体２２と、本体２２を案内するガイド体２４とを備える。ガイド体２４は、本体２２の移動方向を規制する、断面が矩形の細長い部材であり、支持板３９の上面に固定されている。スライダー２１は、本体２２の底面にガイド体２４に摺動自在に嵌り込むガイド溝（図示省略）を備え、ガイド溝をガイド体２４に嵌め入れることでガイド体２４に案内され移動する。
【００２６】
スライダー２１は、連結アーム２５を備える。連結アーム２５は、基端部が連結ピン２７を介して本体２２の前部に回動自在に取り付けられ、先端部が連結ピン２６を介してブレーキペダル１２と回動自在に連結されている。スライダー２１は、支持板３９の中央から前部に位置し、スライダー２１の本体２２の後部に電動シリンダ３１のロッド３２の先端部が直接連結する。
【００２７】
支持板３９は、支持台１０３を構成する前後の支持板１０５、１０６に掛け渡すように配置、固定されている。
【００２８】
スライダー２１の本体２２には圧力センサー３０が装着されている。圧力センサー３０は、ブレーキペダル１２の操作に応じブレーキペダル１２に加わる反力（踏力）を検出するためのセンサーである。圧力センサー３０は、特に限定されるものではないが、コンパクトで圧力を精度よく検出できるものが好ましい。
【００２９】
アクセルペダルユニット４１のユニット本体５０は、アクセルペダル４２の踏み込み操作に応じた反力を与える装置であり、アクセルペダル４２と連結するスライダー５１、スライダー５１に連結するスプリング６１、アクセルペダル４２の踏み込み量を検出するストロークセンサー６５、スライダー５１及びストロークセンサー６５を支持する支持板６９を備える。
【００３０】
スライダー５１は、本体５２と、本体５２を案内するガイド体５４とを備える。ガイド体５４は、本体５２の移動方向を規制する、断面が矩形の細長い部材であり、支持板６９の上面に固定されている。スライダー５１は、本体５２の底面にガイド体５４に摺動自在に嵌り込むガイド溝を備え、ガイド溝をガイド体５４に嵌め入れることでガイド体５４に案内され移動する。
【００３１】
スライダー５１は、連結アーム５５を備える。連結アーム５５は、基端部が連結ピンを介して本体５２の前部に回動自在に取り付けられ、先端部がアクセルペダル４２と連結ピン５６を介して回動自在に連結されている。スライダー５１は、支持板６９の中央から前部に位置し、スライダー５１の本体５２の後部にはストロークセンサー６５が連結する。
【００３２】
スプリング６１は、左右に配置された一対のスプリングからなり、各スプリング６１は、一端がスライダー本体５２に、他端が固定板６２に固定され、アクセルペダル４２が踏み込まれると伸長し、スライダー本体５２をアクセルペダル４２の方に引き戻すように付勢する。固定板６２は、支持板６９の上面であってガイド体５４の前端に取付けられた、スプリング６１を固定するための部材である。
【００３３】
本実施形態では、スプリング６１に圧縮コイルばねを使用し、スプリング６１の一端をガイド体５４の前端に取付けられた固定板６２に固定するが、固定板６２をスライダー本体５２の後方に配置し、圧縮コイルばねに代えて引張りばねを使用してもよい。スプリング６１は、スライダー本体５２をアクセルペダル４２の方に引き戻す部材であるから、スプリングに代えてゴムバンド、空気ばねのような弾性体を使用してもよい。
【００３４】
ストロークセンサー６５は、スライダー５１の本体５２の後方に位置し、スライダー５１と連結するアクセルペダル４２の踏み込み量を検出する。ストロークセンサー６５は、特に限定されるものではなく、公知のものを使用することができる。
【００３５】
支持板６９は、支持台１０３を構成する前後の支持板１０５、１０６に掛け渡すように配置、固定されている。
【００３６】
クラッチペダルユニット７１のユニット本体８０は、クラッチペダル７２の踏み込み操作に応じた反力を与える装置であり、アクセルペダルユニット４１のユニット本体５０と同様の構造からなる。ユニット本体８０は、クラッチペダル７２と連結するスライダー８１、スライダー８１に連結するスプリング９１、クラッチペダル７２の踏み込み量を検出するストロークセンサー９５、スライダー８１及びストロークセンサー９５を支持する支持板９９を備える。
【００３７】
スライダー８１は、本体８２と、本体８２を案内するガイド体８４とを備える。ガイド体８４は、本体８２の移動方向を規制する、断面が矩形の細長い部材であり、支持板９９の上面に固定されている。スライダー８１は、本体８２の底面にガイド体８４に摺動自在に嵌り込むガイド溝を備え、ガイド溝をガイド体８４に嵌め入れることでガイド体８４に案内され移動する。
【００３８】
スライダー８１は、連結アーム８５を備える。連結アーム８５は、基端部が連結ピンを介して本体８２の前部に回動自在に取り付けられ、先端部がクラッチペダル７２と連結ピン８６を介して回動自在に連結されている。スライダー８１は、支持板９９の中央から前部に位置し、スライダー８１の本体８２の後部にはストロークセンサー９５が連結する。
【００３９】
スプリング９１は、左右に配置された一対のスプリングからなり、各スプリング９１は一端がスライダー本体８２に、他端が固定板９２に固定され、クラッチペダル７２が踏み込まれると伸長し、スライダー本体８２をクラッチペダル７２の方に引き戻すように付勢する。固定板９２は、支持板９９の上面であってガイド体８４の前端に取付けられた、スプリング９１を固定するための部材である。
【００４０】
本実施形態では、スプリング９１に圧縮コイルばねを使用し、スプリング９１の一端をガイド体８４の前端に取付けられた固定板９２に固定するが、固定板９２をスライダー本体８２の後方に配置し、圧縮コイルばねに代えて引張りばねを使用してもよい。スプリング９１は、スライダー本体８２をクラッチペダル７２の方に引き戻す部材であるから、スプリングに代えてゴムバンド、空気ばねのような弾性体を使用してもよい。
【００４１】
ストロークセンサー９５は、スライダー８１の本体８２の後方に位置し、スライダー８１と連結するクラッチペダル７２の踏み込み量を検出する。ストロークセンサー９５は、特に限定されるものではなく、公知のものを使用することができる。
【００４２】
支持板９９は、支持台１０３を構成する前後の支持板１０５、１０６に掛け渡すように配置、固定されている。
【００４３】
以上からなるペダルシミュレータ１は、各ペダルユニット１１、４１、７１の構成が簡便であり、ペダルシミュレータ１全体をコンパクトにすることができる。また１つの基台１０１にブレーキペダルユニット１１、アクセルペダルユニット４１及びクラッチペダルユニット７１が実車と同様に配置されており、これを用いて容易に実車のペダル操作を模擬することができる。
【００４４】
ブレーキペダルユニット１１は、ブレーキペダル１２を踏み込む方向と、連結アーム２５の長手方向と、電動シリンダ３１のロッド３２の進退方向とが一直線状に配置されている。さらにブレーキペダル１２と電動シリンダ３１のロッド３２とがスライダー２１を介して直接連結されている。これらによりブレーキペダルユニット１１をコンパクトにすることができる。
【００４５】
またブレーキペダルユニット１１は、直動式のスライダー２１を介してブレーキペダル１２に電動シリンダ３１の反力を直接付与するので動力の伝達機構が極めて単純である。ブレーキペダルユニット１１は、動力伝達機構で一般的に使用される減速機、歯車機構等も不要であり動力の伝達ロスも極めて小さい。このため電動シリンダ３１も小型のものを使用することができる。また動力伝達機構の連結部の遊び、ガタツキの問題もなく、信頼性が高い。
【００４６】
またブレーキペダルユニット１１は、ブレーキペダル１２と電動シリンダ３１との間にペダルの踏力を検出する圧力センサー３０を設け、踏力を圧力センサー３０で検出し電動シリンダ３１を制御するので、微小なトルクから１００ｋｇｆ−ｍ程度のトルクまで幅広いトルクに対応することができる。
【００４７】
またブレーキペダルユニット１１は、ブレーキペダル１２の踏み込み操作に対して予めプログラミングされた設定値を反力として与えることができる。このため設定値を変えるだけで簡単に任意のブレーキペダル操作感を作り出すことができる。この点は、後述のドライブシミュレータ５及びブレーキペダルシミュレータ６のところで詳述する。
【００４８】
本実施形態のペダルシミュレータ１において、アクセルペダルユニット４１及びクラッチペダルユニット７１では、ユニット本体５０、８０にスプリング６１、９１を使用するが、ブレーキペダルユニット１１と同様の構成・構造としてもよい。これによりアクセルペダル４２及びクラッチペダル７２においても簡単に任意のペダル操作感を作り出すことができる。
【００４９】
図４は、本発明の第２実施形態のドライブシミュレータ５の構成を示す模式図である。図５は、本発明の第２実施形態のドライブシミュレータ５のドライビングユニット２０１の斜視図である。第２実施形態のドライブシミュレータ５では、ペダルユニット２２４として第１実施形態のペダルシミュレータ１を搭載する。図１から図３に示す第１実施形態のペダルシミュレータ１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
ドライブシミュレータ５は、自動車走行時の挙動及び映像を模擬的に再現するシミュレータであり、自動車を模擬したドライビングユニット２０１と、ドライビングユニット２０１からの入力に基づき仮想上の自動車の挙動及び映像を演算して出力するコンピュータ２１２と、ドライビングユニット２０１の正面に配置され映像を表示するモニタ２１３とを備え、乗り手の操作によるドライビングユニット２０１からの入力に基づきコンピュータ２１２が演算を行い、コンピュータ２１２の演算結果に基づきドライビングユニット２０１に自動車の挙動が再現されるとともに、モニタ２１３に走行時の景色が再現される。
【００５１】
ドライビングユニット２０１は、全体の骨格をなす本体ユニット２２１と、乗り手が着座するシート２４１を有し回転運動を行う回転ユニット２２２と、回転ユニット２２２の回転運動の駆動源である３本のシート用リニアアクチュエータ２２５、２２６、２２７と、本体ユニット２２１を設置面から浮き上がらせた状態で支持する４本の本体用リニアアクチュエータ２２８、２２９、２３０、２３１とを備える、７軸のシリンダ制御によるドライビングユニットである。
【００５２】
ドライブシミュレータ５は、さらにシート用リニアアクチュエータ２２５、２２６、２２７及び本体用リニアアクチュエータ２２８、２２９、２３０、２３１を制御するコントローラ２３２と、乗り手が操作するステアリングユニット２３３及びペダルユニット２２４とを備える。
【００５３】
ステアリングユニット２３３は、ハンドルであるステアリングホイール２７１と、コンピュータ２１２とデータを送受信可能なステアリングホイール２７１の操作に伴う処理を行うステアリングコントローラ２７２を備える。
【００５４】
ペダルユニット２２４は、第１実施形態のペダルシミュレータ１と、コンピュータ２１２とデータを送受信可能なペダル操作に伴う処理を行うペダルコントローラ２７３とを備える。
【００５５】
コンピュータ２１２は、シミュレーション手段を備え、ステアリングコントローラ２７２及びペダルコントローラ２７３からの入力に基づき仮想上の自動車の挙動及び映像を演算し、演算結果である速度等の運行データ及びモニタ２１３に表示する映像データを出力する。またコントローラ２３２、ステアリングコントローラ２７２及びペダルコントローラ２７３を制御する。
【００５６】
シミュレーション手段は、車種に対応したブレーキペダル踏力のプログラムを備え、使用者が車種、例えばレース車（フォーミラ）、レース車（箱型）、一般乗用車を選択することで車種に対応したブレーキペダル踏力が選択される。
【００５７】
ペダルコントローラ２７３は、ブレーキペダルユニット１１の圧力センサー３０及び電動シリンダ３１とシリンダアンプを介して（図６参照）接続し、コンピュータ２１２に圧力センサー３０が検出する圧力、電子シリンダ３１のシリンダポジジョンを送信する。
【００５８】
コンピュータ２１２は、選択されたブレーキペダル踏力になるようにペダルコントローラ２７３に指令を発する。具体的には、コンピュータ２１２は、圧力センサー３０から信号を取得し、踏込速度、圧力を計算し、設定踏力から次回の移動ポジションを決定し、ペダルコントローラ２７３に電動シリンダ３１の動作指示を与える。ペダルコントローラ２７３は、それに基づき電動シリンダ３１を制御し、ブレーキペダル１２に反力を与える。
【００５９】
またペダルコントローラ２７３は、アクセルペダルユニット４１のストロークセンサー６５及びクラッチペダルユニット７１のストロークセンサー９５と接続し、アクセルペダル４２及びクタッチペアダル７２のペダル踏み込み量をコンピュータ２１２に送信する。コンピュータ２１２は、このデータに基づきアクセルの具合、クラッチの入り切り等を把握する。
【００６０】
本実施形態のドライブシミュレータ５は、ペダルユニット２２４を除き、特開２０１６−２１２２３６号公報に記載の第１実施形態のドライブシミュレータと同一である。本体ユニット２２１、回転ユニット２２２の構造、及びアクチュエータの制御については、特開２０１６−２１２２３６号公報の段落００２１〜００９８、図１〜図６に記載されている内容と同じであるためそれを引用し、詳細な説明を省略する。
【００６１】
次に、本実施形態のドライブシミュレータ５の作用について説明する。コンピュータ２１２のシミュレーション手段を起動し、車種を選択する。シミュレーション手段を起動すると、回転ユニット２２２及び本体ユニット２１２が初期位置に復帰する。乗り手は、回転ユニット２２２のシート２４１に着座し、モニタ２１３に映る映像を見ながらステアリングホイール２７１及び各ペダル１２、４２、７２の操作を行う。
【００６２】
ステアリングホイール２７１、各ペダル１２、４２、７２の操作を行うと、ステアリングコントローラ２７２、ペダルコントローラ２７３からコンピュータ２１２に操作情報が入力され、これに基づきシミュレーション手段が運行データ及び映像データの演算を行う。これに伴いコントローラ２３２が各アクチュエータ２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１を制御し、回転ユニット２２２及び本体ユニット２２１を動作させることで自動車の挙動が再現されるとともに、モニタ２１３の映像が逐次、更新される。
【００６３】
以上からなるドライブシミュレータ５は、回転ユニット２２２の駆動系と、本体ユニット２２１の駆動系とが分離されているので、運転時に乗り手に加わる重力加速度と、車体の挙動とを複合的に再現することが可能となり、より実車に近い感覚を乗り手に体感させることができる。またスピンしていると判定された場合、回転ユニット２２２がヨーイングするので乗り手は、地面に対する車両（車輪）のグリップ感（滑り）を体感することが可能となる。
【００６４】
また各車輪にロック又はホイルスピンが発生しているときに、対応する各本体用リニアアクチュエータ２２８、２２９、２３０、２３１が独立して振動するので乗り手は、各車輪の状態を直感的に認識することが可能となる。さらに各車輪にロック又はホイルスピンが発生しているときに、対応する各本体用リニアアクチュエータ２２８、２２９、２３０、２３１を独立して振動させるとともに、回転ユニット２２２が初期位置に戻るので、各車輪にロック又はホイルスピンが発生しているときには、乗り手に加わる重力加速度がキャンセルされ、より実車に近い感覚を体感することが可能となる。
【００６５】
さらにドライブシミュレータ５には、車種に対応したブレーキペダル踏力のプログラムが搭載され、これに基づきブレーキペダル１２の操作に対応した反力が与えられるので実車と同じペダル操作、ペダル感覚が得られる。またここで使用するブレーキペダルユニット１１は、ブレーキペダル１２と電動シリンダ３１のロッド３２とが連結アーム２５を介して連結されているのでロッド３２の動きをブレーキペダル１２に直接伝達することができ、伝達機構で問題となる遊び、ガタツキがなく、この点においても実車と同じペダル操作、ペダル感覚が得られる。
【００６６】
ペダルシミュレータ１を搭載したドライブシミュレータ５は、本実施形態に限定されるものではなく、ドライブシミュレータで使用するドライビングユニットも特に限定されるものではない。よってテレビゲーム機及びテレビゲーム用ソフトを用いたドライブシミュレータにもペダルユニットとして本発明のペダルシミュレータ１を用いることができる。
【００６７】
図６は、本発明の第３実施形態のブレーキペダルシミュレータ６の構成図である。図１から図３に示すペダルシミュレータ１と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６８】
第３実施形態のブレーキペダルシミュレータ６は、ブレーキペダルユニット１１と、ブレーキペダルユニット１１の電動シリンダ３１と接続するシリンダアンプ３６と、ブレーキペダルユニット１１の動作を制御する制御コンピュータ３７とを含む。ブレーキペダルユニット１１は、第１実施形態のペダルシュミレータ１のブレーキペダルユニット１１と同一であるので、以下、制御コンピュータ３７及び動作を中心に説明する。
【００６９】
制御コンピュータ３７は、入力手段、出力手段を備え、圧力センサー３０と、またシリンダアンプ３６を介して電動シリンダ３１と連結する。また制御コンピュータ３７は、記憶手段を備え、外部コンピュータから入力される設定値等のデータ、ブレーキペダル１２の制御用プログラムを格納する。また制御コンピュータ３７は、制御演算手段を備え、圧力センサー３０が検出する圧力及び制御用プログラムに基づき、ブレーキペダル１２の踏み込み操作に応じた反力をブレーキペダル１２に与えるように電動シリンダ３１の動作を制御する。
【００７０】
制御コンピュータ３７の制御要領は、次の通りである。制御コンピュータ３７には、予めブレーキペダル１２の踏力に関するプログラム及び設定値が入力されている。制御コンピュータ３７は、ブレーキペダル１２の踏み込み操作に伴うブレーキペダル１２に加わる踏力を入出手段を介して圧力センサー３０から取得し、制御演算手段が取得した踏力の経時変化からブレーキペダル１２の踏み込み速度、ブレーキペダル１２に加わる踏力の変化量を計算する。
【００７１】
次に制御演算手段は、記憶手段に格納されたプログラム及び設定踏力と、先に算出したブレーキペダル１２の踏み込み速度及び踏力の変化量とから電動シリンダ３１の次の移動ポジションを算出し、電動シリンダ３１に制御信号を送る。電動シリンダ３１は、受信した制御信号に基づきロッド３２を移動させる。
【００７２】
実際の車において、ブレーキペダルを操作するときの踏み込み力（踏力）は、車の操作性等において非常に重要であり、ブレーキペダル操作感は運転者の感覚にマッチするものであることが好ましい。運転者が好適なブレーキペダル操作感を得るには、実験装置を用いたテストが欠かせないが、ブレーキペダル操作感は車の種類によっても異なるためテスト回数は必然的に多くなる。
【００７３】
本実施形態のブレーキペダルシミュレータ６は、直動式のスライダー２５を介してブレーキペダル１２と電動シリンダ３１とが連結し、ブレーキペダル１２の踏み込み操作に対し電動シリンダ３１が直接、反力を与えるのでペダル操作量による操作感の違いを直接的に把握することができる。また制御コンピュータ３７の設定値を変えるだけで任意のブレーキペダル操作感を作り出すことができるので、実車のブレーキペダルの開発に好適に使用することができる。制御コンピュータ３７の設定値は、外部コンピュータを介して変更可能なため設定値の変更も容易である。
【００７４】
以上、第１実施形態のペダルシミュレータ、第２実施形態のドライブシミュレータ、第３実施形態のブレーキペダルシミュレータを用いて、本発明に係るペダルシミュレータ、ドライブシミュレータについて説明したが、本発明に係るペダルシミュレータ、ドライブシミュレータは上記実施形態に限定されるものではなく要旨を変更しない範囲で変更して使用することができる。第３実施形態はブレーキペダルシミュレータに関するが、これをアクセルペダルシミュレータ、クラッチペダルシミュレータとして使用することもできる。
【００７５】
第１実施形態のペダルシミュレータ、第２実施形態のドライブシミュレータ、第３実施形態のブレーキペダルシミュレータでは、電動アクチュエータに電動シリンダを使用するが、電動シリンダに代えて他の電動アクチュエータを使用してもよい。また第１実施形態のブレーキペダルユニット及び第３実施形態のブレーキペダルシミュレータにおいて、スライダーを使用することなく電動シリンダのロッドとブレーキペダルとを直接連結してもよい。この場合には、別途、ブレーキペダルに加わる踏力を検出する圧力センサーを設ければよい。
【００７６】
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更及び修正を容易に想定するであろう。従って、そのような変更及び修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。
【符号の説明】
【００７７】
１  ペダルシミュレータ
５  ドライブシミュレータ
６  ブレーキペダルシミュレータ
１１  ブレーキペダルユニット
１２  ブレーキペダル
２０  ユニット本体
２１  スライダー
２５  連結アーム
３０  圧力センサー
３１  電動シリンダ
３２  ロッド
３６  シリンダアンプ
３７  制御コンピュータ
４１  アクセルペダルユニット
４２  アクセルペダル
５０  ユニット本体
５１  スライダー
５５  連結アーム
６１  スプリング
６５  ストロークセンサー
７１  クラッチペダルユニット
７２  クラッチペダル
８０  ユニット本体
８１  スライダー
８５  連結アーム
９１  スプリング
９５  ストロークセンサー
１０１  基台
２０１  ドライビングユニット
２１２  コンピュータ
２１３  モニタ
２２１  本体ユニット
２２２  回転ユニット
２２３  ステアリングユニット
２２４  ペダルユニット
２７３  ペダルコントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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