(57)【要約】【課題】自動車教習及び自動車開発において使用でき、より現実的な運転感覚を体験できるとともに、しかもその機構が簡易で故障が生じ難く安全な運転シミュレーション装置を提供する。【解決手段】車輪Ｆ，Ｒの軸回転に従動して回転する複数本のローラー２１を搭載したローラー台２２と、ローラー台２２を昇降可能とした昇降機構２３と、前輪Ｆが上載されたローラー台２２を左右に水平回転させる回転機構２４と、実車両Ｊの速度を検出する車両速度検出部２５と、ローラー台２２の水平回転量を検出する車両回転量検出部２６と、仮想道路の映像を表示するディスプレー２７と、速度と水平回転量に対応して変化する仮想道路の映像をディスプレー２７に表示させるとともに、仮想道路の勾配を算出し、算出された勾配に対応して実車両Ｊの姿勢を合わせるように、昇降機構２３を介してローラー台２２を昇降させる制御部２８と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実車両を用いた運転シミュレーション装置であって、
前記実車両の車輪の軸に平行で車輪が上載されるように車輪の前後に配置され、車輪の軸回転に従動して回転する複数本のローラーを搭載したローラー台を、各車輪毎に計四台設けるとともに、
前記実車両の前輪が上載された前記ローラー台、及び前記実車両の後輪が上載された前記ローラー台のうち少なくとも一組を昇降可能とした昇降機構を設け、
仮想道路の勾配に対応して前記実車両の姿勢を合わせるように、前記昇降機構を昇降可能にしたことを特徴とする運転シミュレーション装置。
【請求項２】
前記実車両のハンドルを左右に切って前記前輪が左右に振れた場合に、前記前輪が上載された前記ローラー台の複数本のローラーを前記前輪の軸に平行に保つように、前記前輪が上載された前記ローラー台を左右に水平回転させる回転機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の運転シミュレーション装置。
【請求項３】
前記回転機構は、前記ローラー台を上載し、前記前輪が左右に振れた場合に、前記前輪から前記ローラーにかかる前記実車両の重量及び摩擦力に従動して水平回転するターンテーブルであることを特徴とする請求項２に記載の運転シミュレーション装置。
【請求項４】
前記ローラーの回転から前記実車両の速度を検出する車両速度検出部と、
前記仮想道路の映像を表示するディスプレーと、
前記車両速度検出部で検出された速度に対応して変化する前記仮想道路の映像を前記ディスプレーに表示させるとともに、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出し、算出された前記勾配に対応して前記実車両の姿勢を合わせるように、前記昇降機構を介して前記ローラー台を昇降させる制御部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の運転シミュレーション装置。
【請求項５】
前記ローラーの回転から前記実車両の速度を検出する車両速度検出部と、
前記ローラー台の水平回転量を検出する車両回転量検出部と、
前記仮想道路の映像を表示するディスプレーと、
前記車両速度検出部及び車両回転量検出部で検出された速度と水平回転量に対応して変化する前記仮想道路の映像を前記ディスプレーに表示させるとともに、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出し、算出された前記勾配に対応して前記実車両の姿勢を合わせるように、前記昇降機構を介して前記ローラー台を昇降させる制御部と、を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の運転シミュレーション装置。
【請求項６】
前記ローラーの回転から前記実車両の速度を検出する車両速度検出部と、
前記仮想道路の映像を表示するディスプレーと、
前記車両速度検出部で検出された速度に対応して変化する前記仮想道路の映像を前記ディスプレーに表示させるとともに、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出する映像処理部と、
前記映像処理部で算出された前記勾配に対応して前記実車両の姿勢を合わせるように、前記昇降機構を介して前記ローラー台を昇降させる制御部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の運転シミュレーション装置。
【請求項７】
前記ローラーの回転から前記実車両の速度を検出する車両速度検出部と、
前記ローラー台の水平回転量を検出する車両回転量検出部と、
前記仮想道路の映像を表示するディスプレーと、
前記車両速度検出部及び車両回転量検出部で検出された速度と水平回転量に対応して変化する前記仮想道路の映像を前記ディスプレーに表示させるとともに、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出する映像処理部と、
前記映像処理部で算出された前記勾配に対応して前記実車両の姿勢を合わせるように、前記昇降機構を介して前記ローラー台を昇降させる制御部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の運転シミュレーション装置。
【請求項８】
前記車両速度検出部で検出された速度に対応した強さの風を前記実車両に送る送風装置をさらに備えることを特徴とする請求項４乃至７のうちいずれか一つに記載の運転シミュレーション装置。
【請求項９】
前記ディスプレーに表示される映像内で発生する音を出力するスピーカーをさらに備えることを特徴とする請求項４乃至８のうちいずれか一つに記載の運転シミュレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実車両を用いた運転シミュレーション装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車教習用やアミューズメント用として、自動車等の運転を模擬する運転シミュレーション装置が開示されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
この運転シミュレーション装置１０は、図６に示すように、自動車等の形状を模した筐体１１にユーザが乗り、ディスプレー１２に映し出された道路や景色等の映像に従って、ユーザが自動車等の運転を模擬体験するものである。
【０００３】
このような運転シミュレーション装置１０を使用すると、新規に運転免許を取得するユーザが運転に慣れていない段階において、他の自動車等が走行している現実の道路で運転しなくてもよいので、安心して教習を受けられるという利点がある。また、運転免許の取得後に運転経験を積まずに長年経過してしまったいわゆるペーパードライバーの再教習や、高齢ドライバーの運転技能確認も安全に行うことができる。さらに、アミューズメント用として、ユーザは自動車レース等を模擬体験し、爽快感を味わうことができる。
【０００４】
また、より現実的な運転感覚を得るために、実車両を用いた運転シミュレーション装置も開示されている（例えば特許文献３乃至９参照）。
【０００５】
一方、このような自動車教習用以外にも、自動車の開発時に車両の性能評価においてコンピュータによるシミュレーションが行われている。しかし、いくらコンピュータが高性能になった今日といえども、開発段階において実車両を用いた測定は必要であり、一般に実車両をテストコースで走行させて各種データを取得し、性能評価を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−６５４１９号公報
【特許文献２】特開２０００−１２２５２３号公報
【特許文献３】特公昭４１−６０５９号公報
【特許文献４】特開平５−８８６０４号公報
【特許文献５】実公昭４０−１８５７３号公報
【特許文献６】特開昭５２−８２５２７号公報
【特許文献７】特開昭６１−２５５３８０号公報
【特許文献８】特表２００７−５２２５００号公報
【特許文献９】特開２００８−２１６３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図６の運転シミュレーション装置１０は、自動車を模した筐体１１内においてユーザが運転操作を行うので、運転シミュレーション装置１０での運転感覚と実車両の運転感覚には少なからず差異が生じてしまうという問題がある。この差異が大きいと、運転シミュレーション装置１０で教習を行ったユーザが、実車両を操作した場合に違和感を覚える。これでは、運転シミュレーション装置１０による教習は、効果的な模擬体験とはいえない。とはいえ、いきなり実車両で実走という教習のスタイルでは、敷居が高いと感じてしまうユーザも存在する。
【０００８】
また、特許文献３及び４に記載の発明は、実車両を用いているがそのエンジンをかけずに運転シミュレーションを行うので、そのような自動車教習で現実的な運転感覚を得られるとは言い難い。
一方、特許文献５乃至８に記載の発明は、実車両のエンジンをかけ、実際に実車両のアクセルを踏んで運転シミュレーションを行うが、それであっても定位置走行での運転シミュレーションという性質上、実車両で実際の道路を走行するものとは運転感覚が異なり、この運転感覚の差は小さくはない。例えば、現実の道路には坂があるが、特許文献５乃至８に記載の発明においてはこれを全く考慮していないので、運転シミュレーションと現実の運転との感覚に差異がある。
【０００９】
ここで、特許文献９に記載の発明は、六本の油圧シリンダを備えるヘキサポッドによって、坂に対応できるようになっているが、その機構及び制御は複雑であるので、故障が生じ易い。
また、実車両の車輪の下に配置されたフラットベルト装置の回転をコンピュータによって制御しているが、この制御も複雑であるので、故障する可能性はゼロとはいえない。万が一、フラットベルト装置が故障した場合には、実車両がフラットベルト装置の前方に飛び出してしまうので、大変危険である。ここで、特許文献９の段落番号（００４７）には、「回転体は大径のローラであってもよい」とあるが、実車両の車輪とローラとの位置関係が不明確であり、これをもって当業者が実施することができる程度に具体的に発明が開示され、安全性が確保できているとはいえない。
【００１０】
また、テストコースで自動車を実走させ性能評価を行う場合においては、実車両に測定機器を搭載し、実走しながら各種データを取得するので、搭載できる測定機器が限られている。つまり、測定できる項目が限られており、必ずしも性能評価に十分なデータが得られているとはいえない。また、データを取得するために、テストドライバーが危険を冒しながら高速走行を行っているのが現状である。
【００１１】
つまり、自動車教習においても、自動車開発段階においても、シミュレーション及び実走にはそれぞれメリットもあるが、デメリットも存在する。
【００１２】
そこで、本発明の目的とするところは、自動車教習及び自動車開発において使用でき、より現実的な運転感覚を体験できるとともに、しかもその機構が簡易で故障が生じ難く安全な運転シミュレーション装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の運転シミュレーション装置（２０）は、実車両（Ｊ）を用いた運転シミュレーション装置（２０）であって、前記実車両（Ｊ）の車輪（Ｆ，Ｒ）の軸に平行で車輪（Ｆ，Ｒ）が上載されるように車輪（Ｆ，Ｒ）の前後に配置され、車輪（Ｆ，Ｒ）の軸回転に従動して回転する複数本（少なくとも二本以上）のローラー（２１）を搭載したローラー台（２２）を、各車輪（Ｆ，Ｒ）毎に計四台設けるとともに、前記実車両（Ｊ）の前輪（Ｆ）が上載された前記ローラー台（２２）、及び前記実車両（Ｊ）の後輪（Ｒ）が上載された前記ローラー台（２２）のうち少なくとも一組を昇降可能とした昇降機構（２３）を設け、仮想道路の勾配に対応して前記実車両（Ｊ）の姿勢を合わせるように、前記昇降機構（２３）を昇降可能にしたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２に記載の運転シミュレーション装置（２０）は、前記実車両（Ｊ）のハンドルを左右に切って前記前輪（Ｆ）が左右に振れた場合に、前記前輪（Ｆ）が上載された前記ローラー台（２２）の複数本のローラー（２１）を前記前輪（Ｆ）の軸に平行に保つように、前記前輪（Ｆ）が上載された前記ローラー台（２２）を左右に水平回転させる回転機構（２４）を設けたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３に記載の運転シミュレーション装置（２０）は、前記回転機構（２４）は、前記ローラー台（２２）を上載し、前記前輪（Ｆ）が左右に振れた場合に、前記前輪（Ｆ）から前記ローラー（２１）にかかる前記実車両（Ｊ）の重量及び摩擦力に従動して水平回転するターンテーブルであることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４に記載の運転シミュレーション装置（２０）は、前記ローラー（２１）の回転から前記実車両（Ｊ）の速度を検出する車両速度検出部（２５）と、前記仮想道路の映像を表示するディスプレー（２７）と、前記車両速度検出部（２５）で検出された速度に対応して変化する前記仮想道路の映像を前記ディスプレー（２７）に表示させるとともに、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出し、算出された前記勾配に対応して前記実車両（Ｊ）の姿勢を合わせるように、前記昇降機構（２３）を介して前記ローラー台（２２）を昇降させる制御部（２８）と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５に記載の運転シミュレーション装置（２０）は、前記ローラー（２１）の回転から前記実車両（Ｊ）の速度を検出する車両速度検出部（２５）と、前記ローラー台（２２）の水平回転量を検出する車両回転量検出部（２６）と、前記仮想道路の映像を表示するディスプレー（２７）と、前記車両速度検出部（２５）及び車両回転量検出部（２６）で検出された速度と水平回転量に対応して変化する前記仮想道路の映像を前記ディスプレー（２７）に表示させるとともに、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出し、算出された前記勾配に対応して前記実車両（Ｊ）の姿勢を合わせるように、前記昇降機構（２３）を介して前記ローラー台（２２）を昇降させる制御部（２８）と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項６に記載の運転シミュレーション装置（２０）は、前記ローラー（２１）の回転から前記実車両（Ｊ）の速度を検出する車両速度検出部（２５）と、前記仮想道路の映像を表示するディスプレー（２７）と、前記車両速度検出部（２５）で検出された速度に対応して変化する前記仮想道路の映像を前記ディスプレー（２７）に表示させるとともに、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出する映像処理部（２９）と、前記映像処理部（２９）で算出された前記勾配に対応して前記実車両（Ｊ）の姿勢を合わせるように、前記昇降機構（２３）を介して前記ローラー台（２２）を昇降させる制御部（２８）と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項７に記載の運転シミュレーション装置（２０）は、前記ローラー（２１）の回転から前記実車両（Ｊ）の速度を検出する車両速度検出部（２５）と、前記ローラー台（２２）の水平回転量を検出する車両回転量検出部（２６）と、前記仮想道路の映像を表示するディスプレー（２７）と、前記車両速度検出部（２５）及び車両回転量検出部（２６）で検出された速度と水平回転量に対応して変化する前記仮想道路の映像を前記ディスプレー（２７）に表示させるとともに、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出する映像処理部（２９）と、前記映像処理部（２９）で算出された前記勾配に対応して前記実車両（Ｊ）の姿勢を合わせるように、前記昇降機構（２３）を介して前記ローラー台（２２）を昇降させる制御部（２８）と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項８に記載の運転シミュレーション装置（２０）は、前記車両速度検出部（２５）で検出された速度に対応した強さの風を前記実車両（Ｊ）に送る送風装置（３０）をさらに備えることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項９に記載の運転シミュレーション装置（２０）は、前記ディスプレー（２７）に表示される映像内で発生する音を出力するスピーカー（３１）をさらに備えることを特徴とする。
【００２２】
ここで、上記括弧内の記号は、図面および後述する発明を実施するための形態に掲載された対応要素または対応事項を示す。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の請求項１に記載の運転シミュレーション装置によれば、実車両の車輪の軸に平行で車輪が上載されるように車輪の前後に配置され、車輪の軸回転に従動して回転する複数本のローラーを搭載したローラー台を、各車輪毎に計四台設けたので、自動車教習中のユーザは定位置にて実車両のアクセルを踏むことができ、安心して自動車教習を受けることができる。また、ローラー台の構造が単純であるので、ローラー台が故障して実車両が前方に飛び出してしまうということが生じ難い。
しかも、実車両の前輪が上載されたローラー台及び実車両の後輪が上載されたローラー台のうち少なくとも一組を昇降可能とした昇降機構を設けたので、仮想道路の勾配に対応して実車両の姿勢を合わせることができる。よって、ユーザはさらに効果的な運転の模擬体験が可能である。しかも、実車両の姿勢を合わせるためには、少なくとも一組のローラーを昇降させるだけであるので、その機構は簡易であり、故障が生じ難い。
さらには、自動車の開発段階で、室内しかも定位置において、例えば坂道での走行性能や実車両の各部位にかかる負荷等を測定することができるので、各種データの取得が安全に行える。しかも、定位置で各種性能を測定できるので、車両内に搭載できない大型の測定機器によっても測定することができ、より多くの重要なデータを取得できる。
【００２４】
また、請求項２に記載の運転シミュレーション装置によれば、請求項１に記載の発明の作用効果に加え、実車両のハンドルを左右に切って前輪が左右に振れた場合に、前輪が上載されたローラー台の複数本のローラーを前輪の軸に平行に保つように、前輪が上載されたローラー台を左右に水平回転させる回転機構を設けたので、ローラー台のローラーの上で高速走行している実車両の脱輪防止となる。つまり、実車両が不意に脱輪して室内を暴走してしまうことがないので、自動車教習中のユーザは定位置で実車両のハンドルを切ることができ、より効果的な運転の模擬体験が可能である。
もちろん、開発時のデータ取得中も脱輪せず、安全である。
【００２５】
また、請求項３に記載の運転シミュレーション装置によれば、請求項２に記載の発明の作用効果に加え、回転機構は、ローラー台を上載し、前輪が左右に振れた場合に、前輪からローラーにかかる実車両の重量及び摩擦力に従動して水平回転するターンテーブルであるので、確実に脱輪防止として作用する。すなわち、脱輪防止機構の動作原理が単純であるので、故障が起こり難く安全である。
【００２６】
また、請求項４に記載の運転シミュレーション装置によれば、請求項１に記載の発明の作用効果に加え、ローラーの回転から実車両の速度を検出する車両速度検出部と、仮想道路の映像を表示するディスプレーと、車両速度検出部で検出された速度に対応して変化する仮想道路の映像をディスプレーに表示させる制御部と、を備えるので、ユーザは現実的な運転感覚を疑似体験できる。特に、ユーザ所有の自家用車を用い、ユーザの居住地近辺の映像をディスプレーに表示した場合には、一層運転感覚に現実感が増す。
しかも、制御部は、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出し、算出された勾配に対応して実車両の姿勢を合わせるように、昇降機構を介してローラー台を昇降させるので、さらに現実的な運転感覚となる。
【００２７】
また、請求項５に記載の運転シミュレーション装置によれば、請求項２又は３に記載の発明の作用効果に加え、車両速度検出部及び車両回転量検出部で検出された速度と水平回転量に対応して変化する仮想道路の映像をディスプレーに表示させる制御部を備えるので、ユーザが実車両のハンドルを左右に切ると、ディスプレーに表示される映像もそれに従い、現実的な運転感覚を疑似体験できる。
【００２８】
また、請求項６及び７に記載の運転シミュレーション装置によれば、制御部での処理の一部を映像処理部に役割分担させることもできるので、制御部の処理上の負担が軽減され、システム全体の処理速度が上がる。したがって、ユーザにとって、さらに現実的な運転感覚となる。
【００２９】
また、請求項８に記載の運転シミュレーション装置によれば、請求項４乃至７に記載の発明の作用効果に加え、車両速度検出部で検出された速度に対応した強さの風を実車両に送る送風装置をさらに備えるので、定位置でエアロダイナミクスの検証を行うことができる。
【００３０】
また、請求項９に記載の運転シミュレーション装置によれば、請求項４乃至８に記載の発明の作用効果に加え、ディスプレーに表示される映像内で発生する音を出力するスピーカーをさらに備えるので、自車のエンジン音や走行音のみならず、仮想道路を走行する他の車両の走行音等をユーザは聞くことができ、より現実的な環境下で模擬体験を行える。
【００３１】
なお、本発明の運転シミュレーション装置のように、実車両を用い、速度とローラー台の水平回転量に対応して変化する仮想道路の映像をディスプレーに表示させるとともに、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出し、算出された勾配に対応して実車両の姿勢を合わせるように、昇降機構を介してローラー台を昇降させる点は、上述した特許文献１乃至９には全く記載されていない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る運転シミュレーション装置を示す側面図である。
【図２】図１に示す運転シミュレーション装置におけるローラー台を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る運転シミュレーション装置の電気構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る運転シミュレーション装置の制御を示すフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態に係る運転シミュレーション装置の制御を示すフローチャートである。
【図６】従来例に係る運転シミュレーション装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１乃至図４を参照して、本発明の実施形態に係る、実車両Ｊを用いた運転シミュレーション装置２０を説明する。
この運転シミュレーション装置２０は、図１及び図３に示すようにローラー台２２、昇降装置２３、及び回転機構２４（回転機構２４は前輪Ｆの部分だけに設けられている）からなる支持機構と、車両速度検出部２５と、車両回転量検出部２６と、ディスプレー２７と、コンピュータＣと、送風装置３０と、スピーカー３１と、を備えるものである。
ここでは、ペーパードライバーであるユーザが再教習を行う場合を想定する。
【００３４】
実車両Ｊは、ユーザの家族等が自動車を所有し、ユーザが教習後にその自動車を運転する予定がある場合には、教習にもその自動車を用いる。教習とその後にユーザが単独で一般道を走行する場合の差異をなくし、ユーザに少しでも違和感を覚えさせないためである。
【００３５】
ローラー台２２は、図１に示すように、一台につき少なくとも二本のローラー２１（ここでは三本）を備えている。
この二本のローラー２１は、実車両Ｊの車輪Ｆ，Ｒの軸に平行で、車輪Ｆ，Ｒが上載されるように車輪Ｆ，Ｒの前後に配置されている。そして、車輪Ｆ，Ｒが軸回転すると、それに従動して回転する。
ここでは二本のローラー２１に平行なもう一本ローラー２１が、その二本のローラー２１の中間に配置されている。実車両Ｊ毎に車輪Ｆ，Ｒの直径が異なるため、中央のローラー２１は直径に合わせて上下動することができ、三本のローラー２１が均等に車輪Ｆ，Ｒに接する。また、ローラー２１の表面には、通常の路面と同程度の摩擦係数になるような加工が施されている。
さらに、教習終了後に実車両Ｊが円滑に運転シミュレーション装置２０から退出できるように、ローラー２１を回転しないようにロックすることもできる。
【００３６】
回転機構２４は、前輪Ｆが上載されたローラー２１を搭載したローラー台２２を左右に水平回転させるターンテーブルである（ここではローラー台２２と回転機構２４を一体化している。）。実車両Ｊのハンドルを左右に切って前輪Ｆが左右に振れた場合に、回転機構２４により前輪Ｆが上載されたローラー台２２の二本のローラー２１を前輪Ｆの軸に平行に保つ。このターンテーブル２４は、水平回転方向の抵抗（摩擦力）が極めて小さいので、ローラー２１に上載された前輪Ｆが左右に振れた場合に、前輪Ｆからローラー２１にかかる実車両Ｊの重量及び摩擦力に従動して容易に水平回転する。
【００３７】
昇降機構２３は、実車両Ｊの車輪Ｆ，Ｒが上載されたローラー２１を搭載したローラー台２２を昇降可能にするものである。前輪Ｆの場合は、ローラー台２２とともに回転機構２４を昇降させる。
【００３８】
このようなローラー台２２、昇降装置２３、及び回転機構２４からなる支持機構が、実車両Ｊの前輪Ｆ用として二台設けられている。
一方、後輪Ｒ用のローラー台２２は水平回転する必要がないので、前輪Ｆ用の支持機構から回転機構２４を除いたものが、実車両Ｊの後輪Ｒ用として設けられている。ここで、前輪Ｆ用の支持機構と後輪Ｒ用の支持機構との距離を調節できるように、後輪Ｒ用の支持機構は前後に延びるレール３４によって前後に移動可能に設けられている。実車両Ｊ毎に前輪Ｆと後輪Ｒとの距離が異なるため、前輪Ｆ用の支持機構と後輪Ｒ用の支持機構との距離を、後輪Ｒ側の支持機構をレール３４によって前後に移動して調節する。また、運転シミュレーション装置２０において、仮想道路の勾配に対応して実車両Ｊの姿勢を合わせるように、昇降機構２３が稼動して実車両Ｊを前傾又は後傾させる場合、昇降機構２３の昇降量に応じて、後輪Ｒ側の支持機構を前進させて、支持機構間の水平方向距離を調整する。もちろん、実車両Ｊの姿勢が水平状態に戻ったときには、後輪Ｒ側の支持機構を後退させて元の位置に戻す。
【００３９】
車両速度検出部２５は、単位時間あたりのローラー２１の回転数を検出することで実車両Ｊの速度を検出するセンサーである。この車両速度検出部２５は、教習等で用いられる実車両Ｊが前輪駆動車、後輪駆動車のどちらであっても実車両Ｊの速度を検出できるように、前輪Ｆ用のローラー台２２と、後輪Ｒ用のローラー台２２のいずれにも配置されている。
【００４０】
車両回転量検出部２６は、前輪Ｆが正面を向いている方向を基準とし、そこからのローラー台２２（ターンテーブル２４）の水平回転量を検出する。
【００４１】
ディスプレー２７は、仮想道路の動的な映像をローラー台２２に載置された実車両Ｊの全周に表示する。ディスプレー２７は半球状であり、実車両Ｊが運転シミュレーション装置２０に進入退出可能なように、ディスプレー２７の一部が昇降（開閉）可能となっている。
実車両Ｊの側方にも映像が表示されるので、ユーザは仮想現実中の並走車を確認することができる。また実車両Ｊの後方にも映像を表示するので、ルームミラーやサイドミラーに後方の景色が映る。
【００４２】
送風装置３０は、車両速度検出部２５で検出された速度に対応した強さの風を実車両Ｊに送る。教習用としてはそれほど重要ではないが、自動車メーカーが車両の開発時にエアロダイナミクスの検証を行う場合には極めて重要な装置である。正面から送風することはもちろん、実車両Ｊの横風安定性も検証できるようにしている。
【００４３】
スピーカー３１は、ディスプレー２７に表示される映像内で発生する音を出力する。これらの音には、仮想現実内で走行する他の車の走行音やクラクション、踏切の遮断機の警告音がある。
【００４４】
コンピュータＣは記憶部としてのＲＯＭ３２及びＲＡＭ３３、それと制御部２８を備える。
コンピュータＣに接続されたモニタ等の出力装置３５で確認しながら、キーボード等の入力装置３６でシミュレーションを行う仮想道路等の情報等を選択する。
【００４５】
ＲＯＭ３２は、実在の道路や景色の三次元情報を季節、昼夜、天候別にそれぞれ記憶している。また、この三次元情報には、仮想道路を走行する他の車や、歩行者の情報もある。これらは、ユーザが自宅の車庫入れの練習さえも行えるように、ユーザの居住地近辺等、町の隅々まで詳細にデータ化されている。つまり、ＲＯＭ３２には、現実の道路環境を可能な限り再現し得る情報がある。
また、例えば海外の高速道路や観光地等の情報をＲＯＭ３２に記憶させておくと、アミューズメント用として有用である。
ＲＯＭ３２には記憶量に限界があるので、運転シミュレーション装置２０の使用目的別に外部記憶装置を用意し、それに三次元情報を記憶させておくのもよい。
【００４６】
ＲＡＭ３３には、教習中のユーザの操作等を、仮想道路のどこを走行していたか、またそのときの対向車等の動きとともに記憶することができる。仮想現実中で交通事故やユーザの不適切な運転操作があった場合には、そのときのデータを読み出すことで、効率的に教習の復習を行うことが可能である。
一方、自動車開発の場面においては、ＲＡＭ３３で各種性能測定の測定データを記憶することができる。
【００４７】
制御部２８は、車両速度検出部２５及び車両回転量検出部２６で検出された速度と水平回転量に対応して変化する仮想道路の映像を生成し、ディスプレー２７に表示させる。
また、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出し、算出された勾配に対応して実車両Ｊの姿勢を合わせるように、昇降機構２３を介してローラー台２２（前輪Ｆの場合はローラー台２２に加え回転機構２４）を昇降させ、昇降機構２３の昇降量に応じて、両車輪Ｆ，Ｒ用の支持機構の間隔を調整させることで、ピッチング運動をさせる。また、勾配に実車両Ｊの姿勢を合わせるだけでなく、仮想道路の左右の傾きにも合わせてローリング運動もさせる。
この仮想道路の勾配とは、坂が含まれることは当然であるが、微視的には仮想道路の凹凸も含まれる。
【００４８】
次に、図４に示すフローチャートを参照して、本発明の実施形態に係る運転シミュレーション装置２０の制御（ステップＳ（以下、「ステップ」という語を省略する）１）について説明する。
まず、ＲＡＭ３３に記憶されたデータ等、システム全体の初期化を行う（Ｓ１０１）。
次に、制御部２８はディスプレー２７に初期画像を出力する（Ｓ１０２）。
【００４９】
次に、制御部２８は車両速度検出部２５からの信号を読み込み、ローラー２１が回転しているか否か判断する（Ｓ１０３）。
【００５０】
このとき、ローラー２１が回転していれば、車両回転量検出部２６からの信号を読み込む（Ｓ１０４）。これと同時に、車両速度検出部２５から実車両Ｊの速度を読み込む（Ｓ１０５）。
【００５１】
次に、ＲＯＭ３２に記憶された道路の三次元情報を読み込み、水平回転量と速度に対応した映像を生成し、ディスプレー２７に出力する（Ｓ１０６）。
【００５２】
次に、制御部２８は映像中の道路の勾配を算出し（Ｓ１０７）、算出された勾配に対応して実車両Ｊの姿勢を合わせるように、昇降機構２３に指示を出してローラー台２２（前輪Ｆの場合はローラー台２２に加え回転機構２４）を昇降させ（Ｓ１０８）、昇降機構２３の昇降量に応じて、両車輪Ｆ，Ｒ用の支持機構の間隔を調整させる。このとき制御部２８は前輪Ｆと後輪Ｒとの間隔を把握しているので、昇降量と後輪Ｒ側の支持機構の移動量は決まる。
これで運転シミュレーション装置２０の制御の１サイクルは終了する（Ｓ１０９）。このとき、シミュレーションを終了しない場合にはＳ１０３に戻る。
また、Ｓ１０３でローラー２１の回転を検出できないが、シミュレーションを終了しない場合には、ローラー２１の回転を検出できるまで待つ。
【００５３】
以上のように構成された運転シミュレーション装置２０によれば、車輪Ｆ，Ｒの軸回転に従動して回転する二本のローラー２１を搭載したローラー台２２を、各車輪Ｆ，Ｒ毎に計四台設けるとともに、ローラー台２２（前輪Ｆの場合はローラー台２２に加え回転機構２４）を昇降可能とした昇降機構２３を設け、さらにローラー２１の回転から実車両Ｊの速度を検出する車両速度検出部２５と、仮想道路の映像を表示するディスプレー２７と、車両速度検出部２５で検出された速度に対応して変化する仮想道路の映像をディスプレー２７に表示させる制御部２８と、を備えるので、ユーザは現実的な運転感覚を疑似体験できる。特に、ユーザ所有の自家用車を用い、ユーザの居住地近辺の映像をディスプレー２７に表示しているので、運転感覚に現実感が増す。
また、制御部２８は、表示された映像内の仮想道路の勾配を算出し、算出された勾配に対応して実車両Ｊの姿勢を合わせるように、昇降機構２３を介してローラー台２２（前輪Ｆの場合はローラー台２２に加え回転機構２４）を昇降させ、昇降機構２３の昇降量に応じて、両車輪Ｆ，Ｒ用の支持機構の間隔を調整させるので、さらに現実的な運転感覚となる。しかも、ローラー台２２を上昇させるか下降させ、後輪Ｒ側の支持機構を前進させるか後退させるかという、非常に単純な機構及び制御であるので、故障が生じ難い。
【００５４】
また、実車両Ｊのハンドルを左右に切って前輪Ｆが左右に振れた場合に、前輪Ｆが上載されたローラー台２２の二本のローラー２１を前輪Ｆの軸に平行に保つように、前輪Ｆが上載されたローラー台２２を左右に水平回転させるターンテーブル２４を設けたので、ローラー台２２のローラー２１の上で高速走行している実車両Ｊの脱輪防止となる。よって、教習中に、実車両Ｊが不意に脱輪して室内を暴走してしまうことがないので、実車両Ｊを用いていても安全である。
しかも、そのターンテーブル２４は、ローラー台２２を上載し、前輪Ｆが左右に振れた場合に、前輪Ｆからローラー２１にかかる実車両Ｊの重量及び摩擦力に従動して水平回転するので、確実に脱輪防止として機能する。すなわち、脱輪防止機構としての動作原理が単純であるので、故障が起こり難く信頼性が高い。
また、ローラー台２２は、ローラー２１の回転を制御せず前輪Ｆの軸回転に従動しているという単純な機構であるので、前輪Ｆが左右に振れない（ハンドルを操作しない）場合についても、ローラー台２２が故障して実車両Ｊが前方に飛び出してしまうことが生じ難い。
【００５５】
また、ローラー台２２の水平回転量を検出する車両回転量検出部２６を備え、ディスプレー２７に表示される映像は、この水平回転量にも対応して変化するので、より運転感覚に現実味が増す。
また、ディスプレー２７に表示される映像内で発生する音を出力するスピーカー３１をさらに備えるので、自車のエンジン音や走行音のみならず、仮想道路を走行する他の車両の走行音等をユーザは聞くことができ、より現実的な環境下で模擬体験を行うことができる。
【００５６】
一方、このような運転シミュレーション装置２０を自動車開発用に使用すると、室内しかも定位置において、各種データを安全に取得できる。しかも、定位置で各種性能を測定できるので、車両内に搭載できない大型の測定機器によっても測定することができ、より多くの重要なデータを取得できる。
【００５７】
なお、本実施形態において、ディスプレー２７への映像の出力は制御部２８が行ったが、映像処理部２９を設けてこの映像処理部２９に映像の出力等を行わせてもよい。
このときは、図５に示すフローチャートに示すように、制御部２８は、まずシステム全体の初期化を行い（Ｓ２０１）、次にディスプレー２７に初期画像を出力する指示を映像処理部２９に出す（Ｓ２０２）。
次に、制御部２８はローラー２１の回転の有無判断（Ｓ２０３）、ローラー台２２の水平回転量の読み込み（Ｓ２０４）、速度の読み込み（Ｓ２０５）を行う。Ｓ２０３からＳ２０５は、映像処理部２９を設けない場合と同じ制御である。
【００５８】
次に、制御部２８はＲＯＭ３２に記憶されたデータを読み込んだ後、映像処理部２９に対し水平回転量と速度に対応した映像を生成し、ディスプレー２７に出力するよう指示を出す（Ｓ２０６）。
【００５９】
次に、映像処理部２９が表示された映像内の仮想道路の勾配を算出し、その勾配を制御部２８が読み込む（Ｓ２０７）。
次に、映像処理部２９がない場合と同様に、実車両Ｊの傾きが勾配と等しくなるようにローラー台２２を昇降させて（Ｓ２０８）、システムを終了させるか判断を行う（Ｓ２０９）。
【００６０】
このように映像処理部２９をさらに備え、制御部２８と映像処理部２９の役割を分けると、制御部の処理上の負担が軽減され、システム全体の処理速度が上がる。したがって、映像の変化及びローラー台２２の昇降に伴う実車両Ｊの制動が滑らかになるので、ユーザにとって、さらに現実的な運転感覚となる。
【００６１】
本実施形態において、前輪Ｆでは、ローラー２１を搭載したローラー台２２、昇降機構２３、及び回転機構２４を含むものを支持機構とし、ローラー台２２を回転機構２４に上載したが、回転機構２４に直接ローラー２１を搭載して回転してもよい。
【００６２】
さらには、運転シミュレーション装置２０は、回転機構２４及びディスプレー２７を備えることなく、ローラー台２２と昇降機構２３を備えるものでもよい。この場合、自動車教習中のユーザは定位置にて実車両Ｊのアクセルを踏むことができ、安心して自動車教習を受けることができる。また、仮想道路の勾配に対応して実車両Ｊの姿勢を合わせることができることは変わりなく、効果的な運転の模擬体験となる。
また、自動車開発においては、昇降機構２３を作動させて、例えば坂道での走行性能や実車両Ｊの各部位にかかる負荷等の測定は可能である。
もちろん、回転機構２４やディスプレー２７等の運転シミュレーション装置２０の構成要素が多いと、より現実的、効果的な自動車教習となり、他方自動車開発においては、評価可能な実車両Ｊの性能（機能）は増えるが、これらの要素は必須ではない。
【００６３】
また、車輪Ｆ，Ｒが上載されたローラー２１全て（四輪分）を昇降可能としたが、これに限られるものではなく、前輪Ｆが上載されたローラー２１、又は後輪Ｒが上載されたローラー２１のうちいずれか一組（前輪Ｆ分又は後輪Ｒ分）を昇降可能としておけば足りる。
また、ディスプレー２７によって実車両Ｊの全周に表示するとしたが、これに限られるものではなく、最低限、実車両Ｊの前方に表示されればよい。
【００６４】
また、一台のコンピュータＣによって処理を行ったとしたが、これに限られるものではなく、複数台のコンピュータＣを用い、それぞれ役割を分担させてもよい。
また、実車両Ｊの速度は、ローラー２１の回転から車両速度検出部２５が検出したが、これに限られるものではなく、例えば実車両Ｊを制御する実車両Ｊに組み込まれているコンピュータから取得してもよい。
同様に、前輪Ｆ用のローラー台２２の水平回転量は、車両回転量検出部２６が検出したが、これも実車両Ｊに組み込まれているコンピュータがステアリング角度を検出して、これを制御部２８が読み込んでもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１０      運転シミュレーション装置
１１      筐体
１２      ディスプレー
２０      運転シミュレーション装置
２１      ローラー
２２      ローラー台
２３      昇降機構
２４      回転機構（ターンテーブル）
２５      車両速度検出部
２６      車両回転量検出部
２７      ディスプレー
２８      制御部
２９      映像処理部
３０      送風装置
３１      スピーカー
３２      ＲＯＭ
３３      ＲＡＭ
３４      レール
３５      出力装置
３６      入力装置
Ｃ      コンピュータ
Ｆ      前輪
Ｊ      実車両
Ｒ      後輪
【図１】
2011133695.tif 000003
【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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