(57)【要約】【課題】  省スペースで前後加速度を模擬することができる運転模擬試験装置を提供することを課題とする。【解決手段】  被験者の運転操作に応じて車両の運動を模擬する運転模擬試験装置１であって、被験者が運転操作を行うことができるとともに、被験者が車両の運動状態を体感するための運転体感手段７と、運転体感手段７を円旋回させる円旋回手段３と、運転体感手段７をロール方向に回転させるロール回転手段４と、被験者の運転操作に基づいて車両の運動を演算し、当該車両の運動を模擬するために円旋回手段３及びロール回転手段４の駆動を制御する制御手段とを備え、車両の前後加速度の模擬を行う場合、運転体感手段７を円旋回させるとともにロール方向に所定角回転させることを特徴とする。【選択図】  図１
2006259363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の運転操作に応じて車両の運動を模擬する運転模擬試験装置であって、
被験者が運転操作を行うことができるとともに、被験者が車両の運動状態を体感するための運転体感手段と、
前記運転体感手段を円旋回させる円旋回手段と、
前記運転体感手段をロール方向に回転させるロール回転手段と、
被験者の運転操作に基づいて車両の運動を演算し、当該車両の運動を模擬するために前記円旋回手段及び前記ロール回転手段の駆動を制御する制御手段と
を備え、
車両の前後加速度の模擬を行う場合、前記運転体感手段を円旋回させるとともにロール方向に所定角回転させることを特徴とする運転模擬試験装置。
【請求項２】
被験者の運転操作に応じて車両の運動を模擬する運転模擬試験装置であって、
被験者が運転操作を行うことができるとともに、被験者が車両の運動状態を体感するための運転体感手段と、
前記運転体感手段を円旋回させる円旋回手段と、
前記運転体感手段をヨー方向に回転させるヨー回転手段と、
被験者の運転操作に基づいて車両の運動を演算し、当該車両の運動を模擬するために前記円旋回手段及び前記ヨー回転手段の駆動を制御する制御手段と
を備え、
車両の前後加速度の模擬を行う場合、前記運転体感手段を円旋回させるとともにヨー方向に所定角回転させることを特徴とする運転模擬試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の運転操作に応じて車両の運動を模擬する運転模擬試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の開発や運転者の訓練などを目的として、被験者の運転操作に応じて車両の運動を模擬体感することができる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、各種操作系やメータなどを装備する車両モデルが内部に設置されたドームを備えており、ドームのチルト運動（ピッチ方向、ロール方向、ヨー方向）を制御するとともにドームの並進運動（前後方向、左右方向）を制御する（特許文献１参照）。このドームへのチルト運動や並進運動によって車両モデルに前後加速度や横加速度あるいはピッチ角やロール角などを模擬的に作用させ、被験者に車両を運転している感覚を模擬体感させる。例えば、車両が直進走行する場合、車両には前後加速度が作用する。ドライビングシミュレータにおいて前後加速度を模擬する場合、模擬する前後加速度にハイパスフィルタをかけた出力に基づいて並進運動を制御し、ローパスフィルタをかけた出力に基づいてチルト運動を制御する。
【特許文献１】特開平８−２４８８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
大きくて立ち上がりが速い前後加速度の場合、前後加速度にハイパスフィルタをかけた出力に基づいて並進運動を制御するので、長い並進距離が必要となり、設備規模が大きくなる。そこで、この並進距離を短くするために、ピッチ方向のチルト運動の動きを大きくすると、ピッチ角度の変化率が大きくなり、被験者に違和感を与える。そのため、前後加速度の模擬精度を向上させるためには、並進距離を長く確保しておく必要があり、広い設備スペースが必要となる。また、設備スペースを制限した場合、並進距離が短くなるので、精度良く模擬可能な前後加速度に限界があった。
【０００４】
そこで、本発明は、省スペースで前後加速度を模擬することができる運転模擬試験装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る運転模擬試験装置は、被験者の運転操作に応じて車両の運動を模擬する運転模擬試験装置であって、被験者が運転操作を行うことができるとともに、被験者が車両の運動状態を体感するための運転体感手段と、運転体感手段を円旋回させる円旋回手段と、運転体感手段をロール方向に回転させるロール回転手段と、被験者の運転操作に基づいて車両の運動を演算し、当該車両の運動を模擬するために円旋回手段及びロール回転手段の駆動を制御する制御手段とを備え、車両の前後加速度の模擬を行う場合、運転体感手段を円旋回させるとともにロール方向に所定角回転させることを特徴とする。
【０００６】
この運転模擬試験装置では、運転体感手段において被験者が運転操作を行い、制御手段によりその運転操作に基づいて車両の運動（例えば、前後加速度、横加速度）を演算する。車両の運動として前後加速度を模擬する場合（つまり、車両の直進走行を模擬する場合）、運転者模擬試験装置では、制御手段により前後加速度に応じて円旋回手段及びロール回転手段の駆動を制御する。すると、円旋回手段では車両体感手段を円旋回するとともに、ロール回転手段では車両体感手段をロール方向に所定角回転させる。車両体感手段を円旋回させることによって、車両体感手段には遠心加速度（横加速度）と前後加速度が発生する。しかし、車両が直進走行する場合、車両には横加速度が作用しない。そのため、円旋回によって発生した遠心加速度を被験者が体感しないようにする必要がある。そこで、車両体感手段をロール方向に所定角傾けることによって（車両体感手段の上下加速度が作用する方向を重力加速度の作用する方向から所定角ずらすことによって）、車体体感手段に重力加速度と遠心加速度との合成加速度として上下加速度を作用させる。その結果、被験者は、円旋回による前後加速度を体感するとともに遠心加速度を体感せず、遠心加速度を上下加速度として体感する。このように、運転模擬試験装置は、円旋回によって車両の前後加速度を模擬するので、前後加速度を模擬する際に長い並進距離を必要とせず、省スペースで構成することができる。また、運転模擬試験装置は、円旋回の速さを調整することにより、前後加速度を精度良く模擬可能である。
【０００７】
本発明に係る運転模擬試験装置は、被験者の運転操作に応じて車両の運動を模擬する運転模擬試験装置であって、被験者が運転操作を行うことができるとともに、被験者が車両の運動状態を体感するための運転体感手段と、運転体感手段を円旋回させる円旋回手段と、運転体感手段をヨー方向に回転させるヨー回転手段と、被験者の運転操作に基づいて車両の運動を演算し、当該車両の運動を模擬するために円旋回手段及びヨー回転手段の駆動を制御する制御手段とを備え、車両の前後加速度の模擬を行う場合、運転体感手段を円旋回させるとともにヨー方向に所定角回転させることを特徴とする。
【０００８】
この運転模擬試験装置では、運転体感手段において被験者が運転操作を行い、制御手段により運転操作に基づいて車両の運動を演算する。車両の運動として前後加速度を模擬する場合、運転者模擬試験装置では、制御手段により前後加速度に応じて円旋回手段及びヨー回転手段の駆動を制御する。すると、円旋回手段では車両体感手段を円旋回するとともに、ヨー回転手段では車両体感手段をヨー方向に所定角回転させる。車両体感手段を円旋回させることによって車両体感手段には遠心加速度と前後加速度が発生するが、上記したように、遠心加速度を被験者が体感しないようにする必要がある。そこで、車両体感手段を円旋回の接線方向からヨー方向に所定角ずらすことによって（車両体感手段の前後加速度が作用する方向を円旋回によって発生する前後加速度の作用する方向から所定角ずらすことによって）、車体体感手段に円旋回によって発生する前後加速度と遠心加速度との合成加速度として前後加速度を作用させる。その結果、被験者は、円旋回による前後加速度と遠心加速度を合成した加速度を前後加速度として体感する。このように、運転模擬試験装置は、円旋回によって車両の前後加速度を模擬するので、前後加速度を模擬する際に長い並進距離を必要とせず、省スペースで構成することができる。また、運転模擬試験装置は、円旋回の速さを調整することにより、前後加速度を精度良く模擬可能である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、省スペースで精度良く前後加速度を模擬することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明に係る運転模擬試験装置の実施の形態を説明する。
【００１１】
本実施の形態では、本発明に係る運転模擬試験装置を、被験者の運転操作に応じて車両の運動を模擬するドライビングシミュレータに適用する。本実施の形態に係るドライビングシミュレータは、車両モデルが内部に設置されるドームを備え、ドームを円旋回運動するためのＸＹ並進機構、ドームをチルト運動するためのヘキサポッド、車両モデルを円旋回運動するためのターンテーブル、ドーム内で車両モデルをチルト運動するためのシェーカを備えている。本実施の形態には、前後加速度を模擬する際の制御方法の違いにより２つの形態があり、第１の実施の形態がドームに対する円旋回とロール角を制御する形態であり、第２の実施の形態がドームに対する円旋回とヨー角を制御する形態である。
【００１２】
図１〜図５を参照して、第１の実施の形態に係るドライビングシミュレータ１について説明する。図１は、本実施の形態に係るドライビングシミュレータの全体を示す斜視図である。図２は、図１のドームの内部及びヘキサポッドを示す正面図である。図３は、本実施の形態に係るドライビングシミュレータの構成図である。図４は、第１の実施の形態に係る前後加速度を模擬する場合の制御の説明図である。図５は、車両モデル（ドーム）の円旋回運動の説明図である。
【００１３】
ドライビングシミュレータ１は、被験者の運転操作に応じて車両の運動状態を演算し、その演算した運動状態を被験者が体感できるようにドーム及び車両モデルに対して各種運動を行う。特に、ドライビングシミュレータ１では、省スペース化を目的として、車両の前後加速度を模擬する際にドーム（車両モデル）に対する円旋回運動及びロール運動を行う。また、ドライビングシミュレータ１では、シミュレータ酔い防止及びドームの振動防止を目的として、車両が傾く際に車両モデルに対するチルト運動とドームに対するチルト運動を行う。そのために、ドライビングシミュレータ１は、主なものとして、ドーム２、ＸＹ並進機構３、ヘキサポッド４、ターンテーブル５、シェーカ６、車両モデル７、スクリーン８、プロジェクタ９、スピーカ１０、データベース１１、コンピュータ１２を備えている。
【００１４】
なお、第１の実施の形態では、ＸＹ並進機構３が特許請求の範囲に記載する円旋回手段に相当し、ヘキサポッド４が特許請求の範囲に記載するロール回転手段に相当し、車両モデル７が特許請求の範囲に記載する運転体感手段に相当し、コンピュータ１２が特許請求の範囲に記載する制御手段に相当する。
【００１５】
ドーム２は、略円筒形状であり、底面にターンテーブル５が設けられる。ターンテーブル５の上面には、車両モデル７の４輪の位置にそれぞれシェーカ６，・・・が設置され、この４個のシェーカ６，・・・によって車両モデル７が支持される。ドーム２内の車両モデル７の周りには、スクリーン８，・・・が設けられる。スクリーン８，・・・は、車両モデル７の前方、両側方、後方などに設けられ、ドーム２や車両モデル７が傾いた場合でも水平方向に常に維持される。また、ドーム２内の上方には、各スクリーン８，・・・に投影可能な位置及び角度でプロジェクタ９，・・・がそれぞれ設けられる。
【００１６】
ＸＹ並進機構３は、ドーム２をＸ方向及びＸ方向に直交するＹ方向にそれぞれ並進運動させるための機構である。ＸＹ並進機構３では、Ｘ方向とＹ方向を同時に並進運動することによってドーム２を円旋回運動させる。
【００１７】
ＸＹ並進機構３には、Ｘ方向に沿って６対のレール３ａ，・・・が敷設され、各レール３ａ，・・・の間にベルト３ｂ，・・・がそれぞれ１本づつ設けられる。また、ＸＹ並進機構３には、６対のレール３ａ，・・・の上にＹ方向に沿って１対のレール３ｃが配置され、レール３ｃの間にベルト３ｄが設けられる。レール３ｃは、レール３ａ，・・・上をＸ方向に沿って移動自在に設けられ、下部に６本のベルト３ｂ，・・・が取り付けられている。レール３ｃ上には、ヘキサポッド４の台座となる移動台３ｅが配置される。移動台３ｅは、レール３ｃ上をＹ方向に沿って移動自在に設けられ、下面にベルト３ｄが取り付けられている。
【００１８】
６本のベルト３ｂ，・・・は、Ｘ並進駆動モータ３ｆ，・・・によってそれぞれ回転駆動され、レール３ｃをＸ方向に並進移動させる。Ｘ並進駆動モータ３ｆ，・・・は、モータ制御部３ｇ，・・・から駆動電流がそれぞれ供給されると、駆動電流に応じてそれぞれ回転する。モータ制御部３ｇ，・・・は、コンピュータ１２からのＸ並進制御信号をそれぞれ受信すると、そのＸ並進制御信号に応じて駆動電流をそれぞれ供給する。ベルト３ｄは、Ｙ並進駆動モータ３ｈによって回転駆動され、移動台３ｅをＹ方向に並進移動させる。Ｙ並進駆動モータ３ｈは、モータ制御部３ｉから駆動電流が供給されると、駆動電流に応じて回転する。モータ制御部３ｉは、コンピュータ１２からのＹ並進制御信号を受信すると、そのＹ並進制御信号に応じて駆動電流を供給する。
【００１９】
ヘキサポッド４は、ドーム２をピッチ方向、ロール方向、ヨー方向にそれぞれチルト運動するための機構である。ヘキサポッド４は、６本の油圧シリンダ４ａ，・・・を備えており、油圧シリンダ４ａ，・・・が移動台３ｅとターンテーブル５の支持台５ａとの間に配設される。油圧シリンダ４ａ，・・・は、油圧制御部４ｂ，・・・から作動油圧がそれぞれ供給されると、作動油圧に応じてそれぞれ伸縮する。油圧制御部４ｂ，・・・は、コンピュータ１２からのヘキサポッドシリンダ制御信号をそれぞれ受信すると、そのヘキサポッドシリンダ制御信号に応じて作動油圧をそれぞれ供給する。６本の油圧シリンダ４ａ，・・・がそれぞれ伸縮することによって、ターンテーブル５（ドーム２）が移動台３ｅに対して三次元的に傾く。なお、図３には、油圧シリンダ４ａ及び油圧制御部４ｂを１個づつしか描いていないが、実際には６個づつある。
【００２０】
ターンテーブル５は、シェーカ６，・・・を介してドーム２（車両モデル７）を円旋回運動するための機構である。ターンテーブル５は、円形状であり、支持台５ａに対して回転自在に取り付けられている。支持台５ａの内部には、回転駆動モータ５ｂが設けられる。回転駆動モータ５ｂは、モータ制御部５ｃから駆動電流が供給されると、駆動電流に応じて回転してターンテーブル５を回転させる。モータ制御部５ｃは、コンピュータ１２からの回転制御信号を受信すると、その回転制御信号に応じて駆動電流を供給する。ターンテーブル５の周端部にはドーム２の側面が取り付けられるので、ターンテーブル５が回転するとドーム２全体が回転し、スクリーン８やプロジェクタ９なども回転する。
【００２１】
４個のシェーカ６，・・・は、車両モデル７の各車輪の位置をそれぞれ支持するとともに上方方向に移動し、ドーム２内で車両モデル７をピッチ方向、ロール方向、バウンス方向（上下方向）にそれぞれチルト運動するための機構である。シェーカ６，・・・は、支持部６ａ，・・・で車両モデル７の車輪部分をそれぞれ支持する。支持部６ａ，・・・は、油圧シリンダ６ｂ，・・・に回転軸６ｃを中心として回転自在にそれぞれ取り付けられる。油圧シリンダ６ｂ，・・・は、油圧制御部６ｄ，・・・から作動油圧がそれぞれ供給されると、作動油圧に応じてそれぞれ伸縮する。すると、その油圧シリンダ６ｂの伸縮に応じて、支持部６ａが伸縮方向に移動するとともに回転軸６ｃ回りに回転し、車両モデル７の各車輪部分を上下方向に移動させる。油圧制御部６ｄ，・・・は、コンピュータ１２からのシェーカシリンダ制御信号をそれぞれ受信すると、そのシェーカシリンダ制御信号に応じて作動油圧をそれぞれ供給する。４本の油圧シリンダ６ｂ，・・・がそれぞれ伸縮することによって、車両モデル７がターンテーブル５に対して三次元的に傾く。なお、図３には、油圧シリンダ６ｂ及び油圧制御部６ｄを１個づつしか描いていないが、実際には４個づつある。
【００２２】
車両モデル７は、車両の車体及び車両の内装などを備えており、被験者が着座して各種運転操作を行うことができる。そのために、車両モデル７には、操作部７ａやメータ７ｂなどが装備されている。操作部７ａは、アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイール、シフトレバーなどから構成される。また、操作部７ａには、アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイールの各操作量を検出するための各センサやシフトレバーのシフトポジションを検出するためのセンサが設けられている。操作部７ａの各センサでは、それぞれ検出した検出値を検出信号としてコンピュータ１２にそれぞれ送信する。また、操作部７ａのアクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイール、シフトレバーには、操作反力発生部７ｃによって被験者が体感する操作反力が与えられる。操作反力発生部７ｃは、コンピュータ１２から操作反力信号をそれぞれ受信すると、各操作反力信号に応じて操作反力をそれぞれ発生させる。メータ７ｂは、スペードメータ、タコメータ、シフトポジションの表示部などから構成される。メータ７ｂでは、コンピュータ１２から各メータや表示部に対する各車両情報信号をそれぞれ受信すると、各車両情報信号に応じて各メータをそれぞれ駆動したり、表示部を表示する。
【００２３】
プロジェクタ９，・・・では、コンピュータ１２から画像信号をそれぞれ受信すると、各画像信号に応じて模擬画像（模擬走行路を走行した場合に車両内から見える景色の画像）を各スクリーン８，・・・にそれぞれ投影する。被験者は、スクリーン８，・・・に投影されている模擬画像を見ながら走行路や標識、信号、他車両、歩行者などの情報を取得し、その情報に応じた運転操作を行う。スピーカ１０では、コンピュータ１２から音信号を受信すると、各音信号に応じて模擬音（走行中に運転者に聞こえる音（排気音、エンジン音、風切音、ロードノイズなどを合成した音））を出力する。データベース１１は、模擬走行路を走行した場合の各走行位置における車両内から見える景色の画像情報、模擬走行路を走行した場合の道路情報（勾配、凹凸、路面摩擦係数など）、走行中に運転者に聞こえる音情報などを格納したデータベースであり、コンピュータ１２に接続される。
【００２４】
コンピュータ１２は、ドライビングシミュレータ１を統括制御するコンピュータである。コンピュータ１２では、車両運動演算、被験者に運転操作を体感させるための運転制御、プロジェクタ９による画像表示をするための画像処理、スピーカ１０から音出力するための音処理、ドーム２及び車両モデル７に対する各種運動するための駆動制御などを行う。
【００２５】
車両運動演算について説明する。コンピュータ１２では、操作部７ａの各センサからの検出信号を受信するとともに、データベース１１から模擬走行路において現在走行中の道路の環境情報を取り入れる。そして、コンピュータ１２では、一定時間毎に、アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイールの各操作量やシフトポジション及び現在走行している道路の環境情報に基づいて、車体の運動方程式により模擬走行路を走行している車両の運動を演算する。車両の運動としては、車両に作用する前後加速度及び横加速度、車両のピッチ角、ロール角、ヨー角、バウンス変位（上下方向への変位）、車速、エンジン回転数などである。
【００２６】
運転制御について説明する。コンピュータ１２では、演算によって求めた車速やエンジン回転数及びシフトポジションなどを車両情報信号としてメータ７ｂに送信する。また、コンピュータ１２では、演算によって求めた車両の運動情報に基づいて、アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイール及びシフトレバーの各操作反力をそれぞれ演算し、各操作反力を操作反力信号として操作反力発生部７ｃにそれぞれ送信する。
【００２７】
画像処理について説明する。コンピュータ１２では、演算によって求めた車両の運動情報に基づいて、模擬走行路における現在の走行位置を演算する。そして、コンピュータ１２では、データベース１１から現在の走行位置における車両内から見える景色の画像情報を取得する。そして、コンピュータ１２では、取得した画像情報に基づいて各プロジェクタ９，・・・用の画像信号をそれぞれ生成し、各画像信号をプロジェクタ９，・・・にそれぞれ送信する。
【００２８】
音処理について説明する。コンピュータ１２では、データベース１１から走行中に運転者に聞こえる音情報を取り入れる。そして、コンピュータ１２では、取り入れた音情報に基づいて、車速や道路の環境情報などに応じて運転者に聞こえる合成音を生成し、その合成音を音信号としてスピーカ１０に送信する。
【００２９】
駆動制御について説明する。駆動制御では、車両運動として前後加速度が求められ、前後加速度を模擬する場合及び車体が傾く場合（横加速度を模擬する場合を含む）についてそれぞれ説明する。車体に前後加速度が作用し、横加速度が作用しないのは、車両が直進走行する場合である。車体が傾くのは、車両が旋回走行してロール方向に傾く場合（この際、車両には前後加速度と共に横加速度が作用する）、加速時や減速時の車体がピッチ方向に傾く場合、凹凸路を走行時に車体が様々な方向に傾く場合などである。
【００３０】
図４を参照して、前後加速度を模擬する場合について説明する。前後加速度を模擬する場合、ＸＹ並進機構３によってＸ方向とＹ方向に同時に並進運動させて、ドーム２を円旋回運動させる。この円旋回（半径Ｒ、円旋回角度θ、角速度ｄθ／ｄｔ、角加速度ｄ２θ／ｄｔ２）によって、ドーム２（ひいては、車両モデル７）には、円旋回の接線方向に前後加速度（＝Ｒ×（ｄ２θ／ｄｔ２））及び接線方向と直交する方向に遠心加速度である横加速度（＝Ｒ×（ｄｔ／ｄθ）２）が作用する。車両が直進走行する場合、車両には横加速度が作用しないので、被験者が遠心加速度を体感しないようにしなければならない。そこで、ドーム２（車両モデル７）をロール方向に（車体の円旋回の外側を上げて）所定角ρだけ傾けることによって（つまり、車両モデル７の上下加速度Ｔｇが作用する方向を重力加速度ｇの作用する方向（鉛直方向）から所定角ρずらすことによって）、車両モデル７に重力加速度ｇと円旋回による遠心加速度との合成加速度として上下加速度Ｔｇを作用させる。これによって、被験者は、円旋回による前後加速度を体感するとともに遠心加速度を体感せず、その遠心加速度を上下加速度Ｔｇとして体感する。つまり、遠心加速度を合成ベクトルとして上下加速度で錯覚させ、円旋回による前後加速度を直進加速度と錯覚させる。
【００３１】
図５に示すように、円旋回による前後加速度（＝Ｒ×ｄ２θ／ｄｔ２）と横加速度（＝Ｒ×（ｄｔ／ｄθ）２）により、車両モデル７に作用する前後加速度Ｆｇは式（１）に示すようになり、横加速度Ｓｇは式（２）に示すようになる。この際、円の接線方向となす角度φは車両モデル７（ドーム２）が実際に向いている方向であり、この角度φが０°になるように（つまり、車両モデル７が円の接線方向を常に向いているように）、ターンテーブル５を制御する。角度φが０°になると、前後加速度Ｆｇは式（３）に示すようになり、横加速度Ｓｇは式（４）に示すようになる。この際、車両モデル７（ドーム２）をロール角ρ傾けると、重力加速度ｇと横加速度Ｓｇとは式（５）に示す関係となる（図４参照）。式（５）をロール角ρを求める式に変換すると、式（６）のようになる。また、式（３）を角加速度を求める式に変換すると式（７）のようになり、式（４）を角速度を求める式に変換すると式（８）のようになる。
【数１】
2006259363.tif 000003
【００３２】
一定時間毎に、式（７）により車両運動演算によって求めた前後加速度を用いて円旋回の角加速度ｄ２θ／ｄｔ２を求める。さらに、その角加速度ｄ２θ／ｄｔ２を時間積分し、角速度ｄθ／ｄｔを求め、さらに、時間積分し、円旋回角度θを求める。そして、式（６）によりその求めた角速度ｄθ／ｄｔを用いてロール角ρを求め、その求めたロール角ρ傾くようにドーム２を傾ける。この際、ドーム２（車両モデル７）が常に円旋回の接線方向を向くように、ターンテーブル５によってドーム２を回転させる。この際、ターンテーブル５による回転角度は、円旋回角度θとなる。
【００３３】
なお、円旋回半径Ｒとしては、通常運転状態でのヨーレートとロールレートの大きさが大きくならない範囲で設定する。つまり、ターンテーブル５でヨー方向に回転させる場合やヘキサポッド４でロール方向に傾ける場合に被験者がヨー方向に回転していることやロール方向に回転していることを体感するような急激な角速度が発生しないように、円旋回半径Ｒが設定される。
【００３４】
まず、コンピュータ１２では、一定時間毎に、車両運動演算によって前後加速度が求められると、前後加速度にローパスフィルタをかけるとともにハイパスフィルタにかける。コンピュータ１２では、ローパスフィルタの出力に基づいてピッチ方向の角度を演算する。そして、コンピュータ１２では、その求めたピッチ角を与えるために必要なヘキサポッド４の各油圧シリンダ４ａ，・・・のシリンダ長をそれぞれ演算する。さらに、コンピュータ１２では、各シリンダ長に応じてヘキサポッドシリンダ制御信号をそれぞれ設定し、各ヘキサポッドシリンダ制御信号を対応する油圧制御部４ｂ，・・・にそれぞれ送信する。
【００３５】
また、コンピュータ１２では、式（７）により、ハイパスフィルタの出力を用いて円旋回の角加速度ｄ２θ／ｄｔ２を演算する。そして、コンピュータ１２では、求めた角加速度ｄ２θ／ｄｔ２から円旋回の角速度ｄθ／ｄｔ及び円旋回角度θを演算し、この円旋回になるために必要なＸ方向の並進制御量とＹ方向の並進制御量を演算する。そして、コンピュータ１２では、その求めたＸ方向の並進制御量に与えるために必要なＸ並進駆動モータ３ｆのモータトルクを演算する。さらに、コンピュータ１２では、Ｘ並進駆動モータ３のモータトルクに応じてＸ並進制御信号を設定し、各Ｘ並進制御信号を対応するモータ制御部３ｇ，・・・にそれぞれ送信する。また、コンピュータ１２では、その求めたＹ方向の並進制御量に与えるために必要なＹ並進駆動モータ３ｈのモータトルクを演算する。さらに、コンピュータ１２では、Ｙ並進駆動モータ３ｈのモータトルクに応じてＹ並進制御信号を設定し、Ｙ並進制御信号をモータ制御部３ｉに送信する。さらに、コンピュータ１２では、円旋回角度θに基づいてターンテーブル５の回転角度を設定する。そして、コンピュータ１２では、その回転角度に応じて回転制御信号を設定し、回転制御信号をモータ制御部５ｃに送信する。
【００３６】
さらに、コンピュータ１２では、式（６）により、円旋回の角速度ｄθ／ｄｔからロール角ρを演算する。そして、コンピュータ１２では、その求めたロール角ρを与えるために必要なヘキサポッド４の各油圧シリンダ４ａ，・・・のシリンダ長をそれぞれ演算する。さらに、コンピュータ１２では、各シリンダ長に応じてヘキサポッドシリンダ制御信号をそれぞれ設定し、各ヘキサポッドシリンダ制御信号を対応する油圧制御部４ｂ，・・・にそれぞれ送信する。
【００３７】
車体が傾く場合について説明する。車体を傾ける場合、シェーカ６，・・・によってドーム２内で車両モデル７を傾けるためにチルト運動させるとともに、シェーカ６，・・・の加振によるドーム２の共振をキャンセルするようにヘキサポッド４によってドーム２をチルト運動させる。このように制御することによって、従来のように車両モデルを傾けるためにドーム全体を傾けるとともに車両モデルに対してスクリーンを傾ける必要がなくなり、スクリーン８，・・・を常に水平状態に維持することができる。そのため、スクリーンを傾けた際に映像の解像度や更新レートなどの影響による視覚的なチラツキや映像とチルト運動の非同期性がなくなり、被験者がシミュレータ酔いしない。また、ドーム２内で重量の重い車両モデル７を動かすことによるドーム２自体の共振による異常振動も発生しない。
【００３８】
コンピュータ１２では、車両運動としてピッチ角、ロール角、バウンス変位などが求められた場合、そのピッチ角などを与えるために必要な油圧シリンダ６ｂ，・・・のシリンダ長をそれぞれ演算する。さらに、コンピュータ１２では、各シリンダ長に応じてシェーカシリンダ制御信号をそれぞれ設定し、各シェーカシリンダ制御信号を対応する油圧制御部６ｄ，・・・にそれぞれ送信する。また、コンピュータ１２では、シェーカ６の加振によるドーム２の共振の逆伝達関数を求める。そして、コンピュータ１２では、この逆伝達関数により、ヘキサポッド４の各油圧シリンダ４ａ，・・・のシリンダ長をそれぞれ演算する。さらに、コンピュータ１２では、各シリンダ長に応じてヘキサポッドシリンダ制御信号をそれぞれ設定し、各ヘキサポッドシリンダ制御信号を対応する油圧制御部４ｂ，・・・にそれぞれ送信する。
【００３９】
特に、コンピュータ１２では、一定時間毎に、車両運動として前後加速度と共に横加速度が求められると、式（７）によりその前後加速度に基づいて円旋回の角加速度ｄ２θ／ｄｔ２を演算するとともに、式（８）によりその横加速度に基づいて円旋回の角速度ｄθ／ｄｔを演算する。そして、コンピュータ１２では、角加速度ｄ２θ／ｄｔ２と角速度ｄθ／ｄｔから円旋回角度θを演算する。さらに、コンピュータ１２では、角加速度ｄ２θ／ｄｔ２、角速度ｄθ／ｄｔ、円旋回角度θによる円旋回になるために必要なＸ方向の並進制御量とＹ方向の並進制御量を演算する。そして、コンピュータ１２では、その求めたＸ方向の並進制御量に与えるために必要なＸ並進駆動モータ３ｆのモータトルクを演算し、このモータトルクに応じてＸ並進制御信号を設定し、各Ｘ並進制御信号を対応するモータ制御部３ｇ，・・・にそれぞれ送信する。また、コンピュータ１２では、その求めたＹ方向の並進制御量に与えるために必要なＹ並進駆動モータ３ｈのモータトルクを演算し、このモータトルクに応じてＹ並進制御信号を設定し、Ｙ並進制御信号をモータ制御部３ｉに送信する。さらに、コンピュータ１２では、円旋回角度θに基づいてターンテーブル５の回転角度を設定する。そして、コンピュータ１２では、その回転角度に応じて回転制御信号を設定し、回転制御信号をモータ制御部５ｃに送信する。
【００４０】
図１〜図３を参照して、ドライビングシミュレータ１の動作について説明する。ここでは、被験者の操作に応じて、直進走行し、車両運動として前後加速度を模擬する場合と旋回走行し、車両運動として前後加速度、横加速度及び車体の傾き（旋回によるロール角）を模擬する場合について説明する。特に、コンピュータ１２における車両運動として車体の傾きを模擬するための制御については図６のフローチャートに沿って説明する。図６は、図３のコンピュータにおいて車体が傾く際の制御の流れを示すフローチャートである。
【００４１】
被験者が、車両モデル７のシートに着座し、操作部７ａに対して所定操作を行う。操作部７ａでは、各センサによってアクセルペダルなどの各操作量を検出するとともにシフトレバーのシフトポジションを検出し、その各検出信号をコンピュータ１２にそれぞれ送信する。
【００４２】
コンピュータ１２では、一定時間毎に、各検出信号を受信すると、各検出信号に示される各操作量やシフトポジションに基づいて車体の運動方程式を演算し（Ｓ１）、車両運動として前後加速度及び横加速度、車両のピッチ角、ロール角、ヨー角、バウンス変位、車速、エンジン回転数などを導出する（Ｓ２）。
【００４３】
コンピュータ１２では、車速、エンジン回転数、シフトポジションなどの情報を車両情報信号としてメータ７ｂに送信する。メータ７ｂでは、車両情報信号を受信すると、車両情報信号に応じて、各メータを駆動するとともに現在のシフトポジションを表示する。また、コンピュータ１２では、車両運動に基づいて、アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイール及びシフトレバーの各操作反力をそれぞれ演算し、各操作反力を操作反力信号として操作反力発生部７ｃにそれぞれ送信する。操作反力発生部７ｃでは、各操作反力信号を受信すると、アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイール及びシフトレバーに対して各操作反力をそれぞれ与える。
【００４４】
また、コンピュータ１２では、車両運動に基づいて模擬走行路における現在の走行位置を演算し、データベース１１から現在の走行位置に対応する画像情報を取得する。そして、コンピュータ１２では、その画像情報に基づいて各画像信号をそれぞれ生成し、各画像信号をプロジェクタ９，・・・にそれぞれ送信する。各プロジェクタ９，・・・では、コンピュータ１２から画像信号をそれぞれ受信すると、各画像信号に応じて模擬画像を各スクリーン８，・・・にそれぞれ投影する。
【００４５】
また、コンピュータ１２では、データベース１１から音情報を取り入れ、その音情報に基づいて車速や道路情報などに応じて合成音を生成し、その合成音を音信号としてスピーカ１０に送信する。スピーカ１０では、コンピュータ１２から音信号を受信すると、各音声信号に応じて擬似音を出力する。
【００４６】
一定時間毎に、車両運動として前後加速度が求められた場合、コンピュータ１２では、前後加速度にローパスフィルタをかけるとともにハイパスフィルタにかけ、ローパスフィルタの出力に基づいてピッチ角を演算し、ハイパスフィルタの出力に基づいて式（７）により円旋回の角加速度を演算する。そして、コンピュータ１２では、その求めたピッチ角に基づいてヘキサポッド４の各油圧シリンダ４ａ，・・・のシリンダ長をそれぞれ演算し、各シリンダ長に応じてヘキサポッドシリンダ制御信号をそれぞれ設定し、各ヘキサポッドシリンダ制御信号を対応する油圧制御部４ｂ，・・・にそれぞれ送信する。各油圧制御部４ｂ，・・・では、各ヘキサポッドシリンダ制御信号をそれぞれ受信すると、そのヘキサポッドシリンダ制御信号に応じて作動油圧を各油圧シリンダ４ａ，・・・にそれぞれ供給する。各油圧シリンダ４ａ，・・・では作動油圧に応じてそれぞれ伸縮し、ヘキサポッド４ではドーム２（車両モデル７）に対してピッチ角を与える。
【００４７】
さらに、コンピュータ１２では、求めた角加速度を時間積分して角速度及び円旋回角度θを順次演算し、この円旋回になるために必要なＸ方向の並進制御量とＹ方向の並進制御量を演算する。そして、コンピュータ１２では、Ｘ方向の並進制御量からＸ並進駆動モータ３ｆのモータトルクを演算し、このモータトルクに応じてＸ並進制御信号を設定し、各Ｘ並進制御信号を対応するモータ制御部３ｇ，・・・にそれぞれ送信する。モータ制御部３ｇ，・・・では、コンピュータ１２からのＸ並進制御信号をそれぞれ受信すると、そのＸ並進制御信号に応じて駆動電流をＸ並進駆動モータ３ｆ，・・・にそれぞれ供給する。Ｘ並進駆動モータ３ｆ，・・・では、各駆動電流に応じてそれぞれ回転駆動し、各ベルト３ｂ，・・・を回転させる。この６本のベルト３ｂ，・・・の回転によって、レール３ｃ及びベルト３ｄなどをＸ方向に平行移動させる。また、コンピュータ１２では、Ｙ方向の並進制御量からＹ並進駆動モータ３ｈのモータトルクを演算し、このモータトルクに応じてＹ並進制御信号を設定し、Ｙ並進制御信号をモータ制御部３ｉに送信する。モータ制御部３ｉでは、コンピュータ１２からのＹ並進制御信号を受信すると、そのＹ並進制御信号に応じて駆動電流をＹ並進駆動モータ３ｈに供給する。Ｙ並進駆動モータ３ｈでは、駆動電流に応じて回転駆動し、ベルト３ｄを回転させる。このベルト３ｄの回転によって、移動台３ｅをＹ方向に平行移動させる。これによって、ＸＹ並進機構３では、移動台３ｅを求めた角加速度で円旋回運動させる。つまり、ドーム２（車両モデル７）が、その角加速度で円旋回運動する。
【００４８】
さらに、コンピュータ１２では、円旋回角度θに基づいてターンテーブル５の回転角度を設定し、その回転角度に応じて回転制御信号を設定し、回転制御信号をモータ制御部５ｃに送信する。モータ制御部５ｃでは、コンピュータ１２からの回転制御信号を受信すると、その回転制御信号に応じて駆動電流を回転駆動モータ５ｂに供給する。回転駆動モータ５ｂでは、この駆動電流に応じて回転駆動し、ターンテーブル５を回転させる。すると、ターンテーブル５では、円旋回角度θまで回転する。その結果、ドーム２（車両モデル７）が、円旋回の接線方向を向く。これによって、車両モデル７に作用する前後加速度の方向と円旋回の接線方向とが一致する。
【００４９】
さらに、コンピュータ１２では、円旋回の角速度から式（６）によりロール角ρを演算し、ロール角ρに基づいてヘキサポッド４の各油圧シリンダ４ａ，・・・のシリンダ長をそれぞれ演算し、各シリンダ長に応じてヘキサポッドシリンダ制御信号をそれぞれ設定し、各ヘキサポッドシリンダ制御信号を対応する油圧制御部４ｂ，・・・にそれぞれ送信する。各油圧制御部４ｂ，・・・では、各ヘキサポッドシリンダ制御信号をそれぞれ受信すると、そのヘキサポッドシリンダ制御信号に応じて作動油圧を各油圧シリンダ４ａ，・・・にそれぞれ供給する。各油圧シリンダ４ａ，・・・では作動油圧に応じてそれぞれ伸縮し、ヘキサポッド４ではドーム２（車両モデル７）に対してロール角ρを与える。これによって、車両モデル７が、ロール角ρ傾きながら円旋回運動する。その結果、車両モデル７には、円旋回による横加速度（遠心加速度）と重力加速度ｇとの合成ベクトルである上下加速度Ｔｇが作用するとともに、円旋回による前後加速度が作用する。したがって、被験者は、上下加速度Ｔｇを体感するとともに（実際の走行時も重力加速度によって上下加速度を体感している）、直進走行時に受ける前後加速度を体感する。この際、被験者の受ける前後加速度は、この円旋回による前後加速度に加えて、ピッチ角による前後加速度も加味される。
【００５０】
一定時間毎に、車両運動として前後加速度と横加速度及びロール角が求められた場合、コンピュータ１２では、その前後加速度と横加速度に基づいてＸ方向の並進制御量とＹ方向の並進制御量を演算する。そして、コンピュータ１２では、上記と同様に、Ｘ方向の並進制御量とＹ方向の並進制御量に応じて、各Ｘ並進制御信号をモータ制御部３ｇ，・・・にそれぞれ送信するとともにＹ並進制御信号をモータ制御部３ｉに送信する。すると、上記と同様に、モータ制御部３ｇ，・・・が各駆動電流をＸ並進駆動モータ３ｆ，・・・にそれぞれ供給し、Ｘ並進駆動モータ３ｆ，・・・がそれぞれ回転駆動し、６本のベルト３ｂ，・・・の回転によってレール３ｃ及びベルト３ｄなどがＸ方向に平行移動する。また、モータ制御部３ｉが駆動電流をＹ並進駆動モータ３ｈに供給し、Ｙ並進駆動モータ３ｈが回転駆動し、ベルト３ｄの回転によって移動台３ｅがＹ方向に平行移動する。これによって、ＸＹ並進機構３では、移動台３ｅを前後加速度及び横加速度が作用するように円旋回運動させる。つまり、ドーム２（車両モデル７）が、円旋回運動し、前後加速度と横加速度が作用する。さらに、上記と同様に、コンピュータ１２では、円旋回角度θに基づいて設定した回転制御信号をモータ制御部５ｃに送信する。モータ制御部５ｃではその回転制御信号に応じて駆動電流を回転駆動モータ５ｂに供給し、回転駆動モータ５ｂではターンテーブル５を回転させる。すると、ターンテーブル５では、円旋回角度θまで回転する。これによって、被験者は、旋回走行による前後加速度及び横加速度を体感する。
【００５１】
さらに、コンピュータ１２では、そのロール角を与えるために必要な各油圧シリンダ６ｂ，・・・のシリンダ長をそれぞれ演算し、各シリンダ長に応じてシェーカシリンダ制御信号をそれぞれ設定し、各シェーカシリンダ制御信号を対応する油圧制御部６ｄ，・・・にそれぞれ送信する（Ｓ３）。各油圧制御部６ｄ，・・・では、各シェーカシリンダ制御信号をそれぞれ受信すると、そのシェーカシリンダ制御信号に応じて作動油圧を各油圧シリンダ６ｂ，・・・にそれぞれ供給する。各油圧シリンダ６ｂ，・・・では、作動油圧に応じてそれぞれ伸縮する。この伸縮によって、各シェーカ６，・・・では、支持部６ａが移動するとともに回転し、支持部６ａの先端が上下動する。その結果、４個のシェーカ６，・・・によって、車両モデル７に対してロール角を与える。これによって、被験者は、旋回走行による車体のロール運動を体感する。この際、スクリーン８，・・・は、車両モデル７のロール運動に関係なく、常に水平方向に維持されている。そのため、被験者は、シミュレーション酔いしない。
【００５２】
また、コンピュータ１２では、シェーカ６，・・・の加振によるドーム２の共振の逆伝達関数を導出する（Ｓ４）。そして、コンピュータ１２では、この逆伝達関数により、ヘキサポッド４の各油圧シリンダ４ａ，・・・のシリンダ長をそれぞれ演算し、各シリンダ長に応じてヘキサポッドシリンダ制御信号をそれぞれ設定し、各ヘキサポッドシリンダ制御信号を対応する油圧制御部４ｂ，・・・にそれぞれ送信する（Ｓ５）。上記と同様に、各油圧制御部４ｂ，・・・が作動油圧を各油圧シリンダ４ａ，・・・にそれぞれ供給し、各油圧シリンダ４ａ，・・・がそれぞれ伸縮する。これによって、ヘキサポッド４では、シェーカ６の加振によるドーム２の共振を抑制するようにドーム２に対してチルト運動を与える。これによって、異常振動が発生せず、被験者も不快な振動を感じない。
【００５３】
このドライビングシミュレータ１によれば、前後加速度を模擬する場合、円旋回運動とロール方向のチルト運動によって模擬するので、長い並進距離を必要とせずに、前後加速度を精度良く模擬することができる。そのため、ドライビングシミュレータ１を設置するためのスペースを省スペース化できる。
【００５４】
また、このドライビングシミュレータ１によれば、車体の傾きを模擬する場合、ドーム２内での車両モデル７のチルト運動とドーム２のチルト運動によって模擬するので、シミュレータ酔いを防止できるとともにドーム内での異常振動も防止できる。
【００５５】
図１〜図３、図５及び図７を参照して、第２の実施の形態に係るドライビングシミュレータ２１について説明する。図７は、第２の実施の形態に係る前後加速度を模擬する場合の制御の説明図である。ドライビングシミュレータ２１では、第１の実施の形態に係るドライビングシミュレータ１と同様の構成について同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
ドライビングシミュレータ２１は、ドライビングシミュレータ１と比較すると、前後加速度を模擬する際の制御方法のみが異なる。ドライビングシミュレータ２１では、省スペース化を目的として、車両の前後加速度を模擬する際にドーム（車両モデル）に対する円旋回運動及びヨー運動を行う。したがって、ドライビングシミュレータ２１は、ドライビングシミュレータ１とはコンピュータにおける制御のみが異なり、第１の実施の形態に係るコンピュータ１２の代わりにコンピュータ２２を備えている。なお、第２の実施の形態では、コンピュータ２２が特許請求の範囲に記載する制御手段に相当する。
【００５７】
コンピュータ２２は、ドライビングシミュレータ２１を統括制御するコンピュータであり、コンピュータ１２と同様のコンピュータである。コンピュータ２２は、コンピュータ１２と駆動制御において前後加速度を模擬する場合の制御のみが異なる。そこで、前後加速度を模擬する場合の制御についてのみ説明する。
【００５８】
図７を参照して、前後加速度を模擬する場合について説明する。前後加速度を模擬する場合、ＸＹ並進機構３によってＸ方向とＹ方向に同時に並進運動させて、ドーム２を円旋回運動させる。この円旋回によって、ドーム２には、円旋回の接線方向に前後加速度（＝Ｒ×ｄ２θ／ｄｔ２）及び接線方向と直交する方向に遠心加速度である横加速度（＝Ｒ×（ｄｔ／ｄθ）２）が作用する。車両が直進走行する場合、車両には横加速度が作用しないので、被験者が遠心加速度を体感しないようにしなければならない。そこで、車両モデル７を円旋回の接線方向からヨー方向に所定角φずらすことによって（車両モデル７の前後加速度Ｆｇ’が作用する方向を円旋回によって作用する前後加速度の方向から所定角φずらすことによって）、車両モデル７に円旋回による前後加速度と遠心加速度との合成加速度として前後加速度Ｆｇ’を作用させる。これによって、被験者は、円旋回による前後加速度と遠心加速度を合成した加速度を前後加速度Ｆｇ’として体感する。つまり、円旋回による前後加速度と遠心加速度を合成ベクトルとして直進加速度と錯覚させる。
【００５９】
上記したように、円旋回による前後加速度Ｆｇは式（１）に示すようになり、横加速度Ｓｇは式（２）に示すようになる。この際、円の接線方向となす角度φを、車両モデル７を円旋回の接線方向からずらすヨー角とする。ヨー角φを求める式は、式（１）と式（２）から、式（９）に示すようになる。円旋回角度θのときには、車両モデル７が円旋回の接線方向からヨー角φだけずれるように、ターンテーブル５による回転角度ψは式（１０）に示すようになる。また、式（１）と式（２）から、角加速度を求める式に変換すると式（１１）のようになり、角速度を求める式に変換すると式（１２）のようになる。
【数２】
2006259363.tif 000004
【００６０】
一定時間毎に、式（１１）により車両運動演算によって求めた前後加速度を用いて角加速度ｄ２θ／ｄｔ２を求める。この際、車両運動演算によって求めた横加速度は０なので、式（１１）のＳｇは０であり、ヨー角φは前回値（初期値は、φ＝０°である）を用いる。さらに、時間積分によって、角加速度ｄ２θ／ｄｔ２から角速度ｄθ／ｄｔと円旋回角度θを求める。そして、その角加速度ｄ２θ／ｄｔ２と角速度ｄθ／ｄｔを用いて、式（９）により今回値のヨー角φを求め、式（１０）により今回値の回転角度ψを求める。この際、車両運動演算によって求めた横加速度は０なので、式（９）のＳｇは０である。そして、車両モデル７（ドーム２）が円旋回の接線方向からヨー角φずれるように、ターンテーブル５によってドーム２を回転角度ψ回転させる。
【００６１】
なお、円旋回半径Ｒとしては、第１の実施の形態と同様に、通常運転状態でのヨーレートの大きさが大きくならない範囲で設定する。また、式（９）のｔａｎ−１の分母の値が＋／−に変化する領域（つまり、０をまたいで変化する領域）では、ヨー角φが急激に変化するので、式（１３）に示す範囲では制御を行わない。つまり、ターンテーブル５でヨー方向に回転させる場合に被験者がヨー方向に回転していることを体感するような急激な角速度が発生しないようにする。式（１３）の制限値Ｌについては、実験などによって設定する。
【００６２】
コンピュータ２２では、一定時間毎に、車両運動として前後加速度が求められると、第１の実施の形態と同様に、前後加速度にローパスフィルタをかけるとともにハイパスフィルタにかけ、ローパスフィルタの出力に基づくピッチ方向の角度とするためにヘキサポッド４を制御するとともに、ハイパスフィルタの出力に基づく円旋回の角加速度ｄ２θ／ｄｔ２、角速度ｄθ／ｄｔ、円旋回角度θとするためにＸＹ並進機構３を制御する。この際、円旋回の角加速度ｄ２θ／ｄｔ２は式（１１）によって求められ、求めた角加速度ｄ２θ／ｄｔ２から円旋回の角速度ｄθ／ｄｔ及び円旋回角度θが求められる。角加速度ｄ２θ／ｄｔ２は、一定時間毎に求められ、今回値を求める際に前回求めたヨー角φが用いられる。
【００６３】
さらに、コンピュータ２２では、式（９）により、ハイパスフィルタの出力値及び円旋回の角速度ｄθ／ｄｔと角加速度ｄ２θ／ｄｔ２を用いてヨー角φを演算する。さらに、コンピュータ２２では、式（１０）により、円旋回角度θとヨー角φから回転角度ψを演算する。コンピュータ１２では、回転角度ψに基づいて回転制御信号を設定し、回転制御信号をモータ制御部５ｃに送信する。ヨー角φや旋回角度ψは、一定時毎に求められる。
【００６４】
なお、車両運動として前後加速度と共に横加速度を模擬する場合、式（１１）によりその前後加速度及び横加速度に基づいて円旋回の角加速度ｄ２θ／ｄｔ２が演算されるとともに、式（１２）によりその前後加速度及び横加速度に基づいて円旋回の角速度ｄθ／ｄｔが演算される。この後の処理については、第１の実施の形態と同様の処理である。
【００６５】
図１〜図３を参照して、ドライビングシミュレータ２１の動作について説明する。ここでは、被験者の操作に応じて、直進走行し、車両運動として前後加速度を模擬する場合についてのみ説明する。なお、車両運動として前後加速度を模擬する場合において、第１の実施の形態で説明した動作と異なる動作のみを詳細に説明する。
【００６６】
一定時間毎に、車両運動として前後加速度が求められた場合、第１の実施の形態と同様に、コンピュータ２２では、前後加速度にローパスフィルタをかけるとともにハイパスフィルタにかけ、ローパスフィルタの出力に基づいてピッチ方向の角度を演算し、ハイパスフィルタの出力に基づいて式（１１）により円旋回の角加速度を演算する。そして、コンピュータ２２では、ピッチ方向の角度をチルト運動するために、ヘキサポッド４を制御する。この制御によって、ヘキサポッド４では、ドーム２（車両モデル７）に対してピッチ角を与える。また、コンピュータ２２では、円旋回の角加速度を発生させるために、ＸＹ並進機構３を制御する。この制御によって、ＸＹ並進機構３では移動台３ｅを求めた角加速度で円旋回運動させ、ドーム２（車両モデル７）がその角加速度で円旋回運動する。
【００６７】
さらに、コンピュータ２２では、求めた角加速度を積分して角速度及び円旋回角度θを順次演算する。そして、コンピュータ２２では、ハイパスフィルタの出力値及び円旋回の角速度と角加速度に基づいて式（９）によりヨー角φを演算する。さらに、コンピュータ２２では、円旋回角度θ及びヨー角φに基づいて式（１０）により回転角度ψを演算する。そして、コンピュータ２２では、回転角度ψに基づいて回転制御信号を設定し、回転制御信号をモータ制御部５ｃに送信する。モータ制御部５ｃでは、コンピュータ２２からの回転制御信号を受信すると、その回転制御信号に応じて駆動電流を回転駆動モータ５ｂに供給する。回転駆動モータ５ｂでは、この駆動電流に応じて回転駆動し、ターンテーブル５を回転させる。すると、ターンテーブル５では、回転角度ψまで回転する。そのため、車両モデル７が、円旋回の接線方向からヨー角φ分ずれた方向を向く。これによって、車両モデル７には、円旋回によって作用する前後加速度と遠心加速度の合成ベクトルとして前後加速度が作用する。したがって、被験者は、直進走行時に受ける前後加速度を体感する。
【００６８】
このドライビングシミュレータ２１によれば、前後加速度を模擬する場合、円旋回運動とヨー方向の旋回運動によって模擬するので、長い並進距離を必要とせずに、前後加速度を精度良く模擬することができる。そのため、ドライビングシミュレータ２１を設置するためのスペースを省スペース化できる。また、ドライビングシミュレータ２１では、第１の実施の形態と同様に、シミュレータ酔いを防止できるとともにドーム内での異常振動も防止できる。
【００６９】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００７０】
例えば、本実施の形態では１つのコンピュータで構成しているが、車両運動演算用のコンピュータ、ＸＹ並進機構などの駆動制御用のコンピュータ、画像処理用のコンピュータ、音処理用のコンピュータなどの複数のコンピュータで構成してもよい。
【００７１】
また、本実施の形態ではドームを円旋回運動するためにＸＹ並進機構を用いたが、他の機構を用いてもよい。例えば、図８に示すように、円旋回の旋回中心から延びる旋回ロッドがターンテーブル（ひいては、ドーム）に取り付けられ、旋回中心回りに回転駆動モータによって旋回ロッドを回転させ、ドーム（車両モデル）を円旋回させる機構である。
【００７２】
また、本実施の形態ではドーム内で車両モデルをチルト運動するためにシェーカを用いたが、他の機構を用いてもよい。例えば、図９に示すように、ドーム内で車両モデルを小型のヘキサポッドによってチルト運動するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本実施の形態に係るドライビングシミュレータの全体を示す斜視図である。
【図２】図１のドームの内部及びヘキサポッドを示す正面図である。
【図３】本実施の形態に係るドライビングシミュレータの構成図である。
【図４】第１の実施の形態に係る前後加速度を模擬する場合の制御の説明図である。
【図５】車両モデル（ドーム）の円旋回運動の説明図である。
【図６】図３のコンピュータにおいて車体が傾く際の制御の流れを示すフローチャートである。
【図７】第２の実施の形態に係る前後加速度を模擬する場合の制御の説明図である。
【図８】ドームに対する円旋回運動を行うための他の形態である。
【図９】ドーム内での車両モデルに対するチルト運動を行うための他の形態である。
【符号の説明】
【００７４】
１，２１…ドライビングシミュレータ、２…ドーム、３…ＸＹ並進機構、３ａ，３ｃ…レール、３ｂ，３ｄ…ベルト、３ｅ…移動台、３ｆ…Ｘ並進駆動モータ、３ｇ，３ｉ…モータ制御部、３ｈ…Ｙ並進駆動モータ、４…ヘキサポッド、４ａ…油圧シリンダ、４ｂ…油圧制御部、５…ターンテーブル、５ａ…支持台、５ｂ…回転駆動モータ、５ｃ…モータ制御部、６…シェーカ、６ａ…支持部、６ｂ…油圧シリンダ、６ｃ…回転軸、６ｄ…油圧制御部、７…車両モデル、７ａ…操作部、７ｂ…メータ、７ｃ…操作反力発生部、８…スクリーン、９…プロジェクタ、１０…スピーカ、１１…データベース、１２，２２…コンピュータ
【図１】
2006259363.tif 000005
【図２】
2006259363.tif 000006
【図３】
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【図４】
2006259363.tif 000008
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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