(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つの車軸が取り付けられた車体を支持するように前記車体に固定されかつ鉛直方向に沿うＺ方向、前記Ｚ方向に直交するＸ方向ならびに前記Ｚ方向および前記Ｘ方向に直交するＹ方向の運動を含む６自由度の運動を前記車体にさせるための第１モーションベースと、前記各車軸を支持しかつ前記Ｚ方向、前記Ｘ方向および前記Ｙ方向の運動を含む６自由度の運動を前記各車軸にさせるための複数の第２モーションベースと、前記各モーションベースに対して車両挙動再現用の指令値を生成する車両挙動再現制御部とを含み、前記各モーションベースが非常停止されたときには、非常停止状態の解除後において、前記全てのモーションベースを初期位置に戻すための初期化処理が完了するまでは、前記車両挙動再現制御部の動作が禁止される車両挙動再現システムであって、
負荷低減指令を入力するための負荷低減指令入力手段と、
前記非常停止状態が解除されてから前記初期化処理が開始されるまでにおいて、前記負荷低減指令入力手段によって負荷低減指令が入力される毎に、前記第１モーションベースを、そのＸ方向位置およびＹ方向位置が初期位置に近づきかつそのＺ方向位置が一定量だけ高くなるように、移動させるための第１指令値と、前記各第２モーションベースを、そのＸ方向位置およびＹ方向位置が初期位置に近づきかつそのＺ方向位置が一定量だけ低くなるように、移動させるための第２指令値とのうち、少なくとも一方を生成する負荷低減手段とを含む、車両挙動再現システム。
【請求項２】
前記負荷低減手段は、前記第１モーションベースに対する前記第１指令値と、前記各第２モーションベースに対する前記第２指令値との両方を生成するように構成されている、請求項１に記載の車両挙動再現システム。
【請求項３】
前記負荷低減手段は、前記第１モーションベースに対する前記第１指令値のみを生成するように構成されている、請求項１に記載の車両挙動再現システム。
【請求項４】
前記負荷低減手段は、前記各第２モーションベースに対する前記第２指令値のみを生成するように構成されている、請求項１に記載の車両挙動再現システム。
【請求項５】
前記非常停止状態が解除されてから前記初期化処理が開始されるまでにおいて、前記負荷低減指令入力手段によって入力される負荷低減指令の入力回数が所定数に達した場合には、前記負荷低減手段による動作が禁止される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両挙動再現システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両挙動を再現するための車両挙動再現システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、左前輪、右前輪、左後輪および右後輪の４つの車輪に対応する４つの車軸が取り付けられた車体と、車体を支持しかつ車体に６自由度の運動をさせるための第１モーションベースと、各車軸を支持し、各車軸に６自由度の運動をさせるための４つの第２モーションベースとを含む車両挙動再現装置を開発している（下記特許文献１参照）。第１モーションベースは、車体に直接またはスペーサを介して固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２１５２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の本出願人が既に開発している車両挙動再現システムでは、車両挙動再現動作中に、非常停止ボタンが操作されたときや、各モーションベースの異常が検出されたときには、全てのモーションベースへの電力供給が遮断される。車両挙動再現動作中に全てのモーションベースへの電力供給が遮断されることを非常停止といい、非常停止後に全てのモーションベースへの電力供給が復帰されたことを非常停止状態が解除されたということにする。全てのモーションベースが非常停止状態となった場合に、車両挙動再現装置に車両挙動再現動作を行わせるためは、非常停止状態を解除させた後、初期化処理によって各モーションベースの位置・姿勢を初期位置（中立位置）に戻す必要がある。これは、非常停止状態になった場合には、各モーションベースの位置・姿勢を初期位置に戻さないと、各モーションベースの位置・姿勢を正確に特定することができないからである。初期化処理では、例えば、操作者が初期化させたいモーションベースを指定する毎に、指定されたモーションベースの位置・姿勢が初期位置に自動的に戻される。
【０００５】
車体やモーションベースに想定外の大きな負荷（荷重）がかかった状態で、各モーションベースが非常停止される場合がある。このような場合に、車体やモーションベースにかかっている負荷を低減または解除するためには、非常停止状態を解除させた後、初期化処理によって各モーションベースを初期位置に戻すといった手順を踏む必要がある。このため、非常停止解除時に車体やモーションベースにかかっている負荷を低減または解除するのに時間がかかる。
【０００６】
この発明の目的は、車体やモーションベースに想定外の大きな負荷がかかった状態でシステムが非常停止状態となった場合に、その負荷を迅速に低減または解除できる車両挙動再現システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、複数の車軸（２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓ）が取り付けられた車体（２）を支持するように前記車体に固定されかつ鉛直方向に沿うＺ方向、前記Ｚ方向に直交するＸ方向ならびに前記Ｚ方向および前記Ｘ方向に直交するＹ方向の運動を含む６自由度の運動を前記車体にさせるための第１モーションベース（３）と、前記各車軸を支持しかつ前記Ｚ方向、前記Ｘ方向および前記Ｙ方向の運動を含む６自由度の運動を前記各車軸にさせるための複数の第２モーションベース（４，５，６，７）と、前記各モーションベースに対して車両挙動再現用の指令値を生成する車両挙動再現制御部（４１）とを含み、前記各モーションベースが非常停止されたときには、非常停止状態の解除後において、前記全てのモーションベースを初期位置に戻すための初期化処理が完了するまでは、前記車両挙動再現制御部の動作が禁止される車両挙動再現システム（１００）であって、負荷低減指令を入力するための負荷低減指令入力手段（８１）と、前記非常停止状態が解除されてから前記初期化処理が開始されるまでにおいて、前記負荷低減指令入力手段によって負荷低減指令が入力される毎に、前記第１モーションベースを、そのＸ方向位置およびＹ方向位置が初期位置に近づきかつそのＺ方向位置が一定量だけ高くなるように、移動させるための第１指令値と、前記各第２モーションベースを、そのＸ方向位置およびＹ方向位置が初期位置に近づきかつそのＺ方向位置が一定量だけ低くなるように、移動させるための第２指令値とのうち、少なくとも一方を生成する負荷低減手段（４２）とを含む、車両挙動再現システムである。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。
【０００８】
各第２モーションベースは車軸に固定されていないのに対し、第１モーションベースは車体に固定されている。このため、第１モーションベースおよび各第２モーションベースの位置・姿勢が、車体に対して車軸を上方に押し上げる力が大きくなるような位置・姿勢となった場合に、車体やモーションベースに想定外の大きな負荷（荷重）がかかる可能性がある。このようなことから、車体やモーションベースに想定外の大きな負荷がかかっている場合には、車体に対して車軸を上方に押し上げる力を減少させる方向に、第１モーションベースおよび／または第２モーションベースを移動させると、その負荷を低減または解除することができる。
【０００９】
この構成では、非常停止状態が解除されてから初期化処理が開始されるまでにおいて、負荷低減指令入力手段によって負荷低減指令が入力される毎に、モーションベース群に次の（ａ）、（ｂ）または（ｃ）の動作のうちのいずれかを行わせることができる。
（ａ）第１モーションベースを、そのＸ方向位置およびＹ方向位置が初期位置に近づきかつそのＺ方向位置が一定量だけ高くなるように移動させる。
（ｂ）各第２モーションベースを、そのＸ方向位置およびＹ方向位置が初期位置に近づきかつそのＺ方向位置が一定量だけ低くなるように移動させる。
（ｃ）第１モーションベースを、そのＸ方向位置およびＹ方向位置が初期位置に近づきかつそのＺ方向位置が一定量だけ高くなるように移動させるとともに、各第２モーションベースを、そのＸ方向位置およびＹ方向位置が初期位置に近づきかつそのＺ方向位置が一定量だけ低くなるように移動させる。
【００１０】
（ａ），（ｂ），（ｃ）のうちのいずれかの動作が行われると、車体に対して車軸を上方に押し上げる力が減少する。これにより、車体やモーションベースにかかっている負荷を低減することができる。したがって、この構成によれば、車体やモーションベースに想定外の大きな負荷がかかっている状態で各モーションベースが非常停止された場合に、その負荷を迅速に低減または解除することができる。
【００１１】
また、この構成では、負荷低減指令が入力される毎に、各モーションベースは、当該モーションベースのＸ方向位置およびＹ方向位置が、当該モーションベースの初期位置に近づくように移動する。モーションベースが任意の高さ位置にある場合、そのＸ方向位置およびＹ方向位置を初期位置に近づけるほど、モーションベースのＺ方向の可動範囲は大きくなる。したがって、この構成によれば、第１モーションベースをＺ方向のみに移動させる場合に比べて、第１モーションベースをより高い位置まで移動させることが可能となる。同様に、この構成によれば、各第２モーションベースをＺ方向のみに移動させる場合に比べて、各第２モーションベースをより低い位置まで移動させることが可能となる。これにより、車体やモーションベースにかかっている負荷をより効果的に低減させることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記負荷低減手段は、前記第１モーションベースに対する前記第１指令値と、前記各第２モーションベースに対する前記第２指令値との両方を生成するように構成されている、請求項１に記載の車両挙動再現システムである。
請求項３記載の発明は、前記負荷低減手段は、前記第１モーションベースに対する前記第１指令値のみを生成するように構成されている、請求項１に記載の車両挙動再現システムである。
【００１３】
請求項４記載の発明は、前記負荷低減手段は、前記各第２モーションベースに対する前記第２指令値のみを生成するように構成されている、請求項１に記載の車両挙動再現システムである。
請求項５記載の発明は、前記非常停止状態が解除されてから前記初期化処理が開始されるまでにおいて、前記負荷低減指令入力手段によって入力される負荷低減指令の入力回数が所定数に達した場合には、前記負荷低減手段による動作が禁止される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両挙動再現システムである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、この発明の一実施形態に係る車両挙動再現システムに用いられる車両挙動再現装置の外観を図解的に示す概略斜視図である。
【図２】図２は、図１の車両挙動再現装置を図解的に示す正面図である。
【図３】図３は、図１の車両挙動再現装置を図解的に示す側面図である。
【図４】図４は、図１の車両挙動再現装置を図解的に示す平面図である。
【図５】図５は、車両挙動再現システムの全体的な電気的構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、モーションベースの電気的構成を示すブロック図である。
【図７Ａ】図７Ａは、負荷低減・初期化制御部の動作の一部を説明するためのフローチャートである。
【図７Ｂ】図７Ｂは、負荷低減・初期化制御部の動作の一部を説明するためのフローチャートである。
【図８】図８は、非常停止状態が解除されたときに表示部に表示される操作画面の一例を示す模式図である。
【図９】図９Ａは、非常停止時の車両挙動再現装置の状態の一例を示す模式図であり、図９Ｂは、負荷低減ボタンが２０回操作された後の車両挙動再現装置の状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る車両挙動再現システムに用いられる車両挙動再現装置の外観を図解的に示す概略斜視図である。図２は、図１の車両挙動再現装置を図解的に示す正面図である。図３は、図１の車両挙動再現装置を図解的に示す側面図である。図４は、図１の車両挙動再現装置を図解的に示す平面図である。図４では、車体は省略されている。
【００１６】
車両挙動再現装置１は、左前輪２１、右前輪２２、左後輪２３および右後輪２４の４つの車輪に対応する４つの車軸２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓが取り付けられた車体２を含む。車両挙動再現装置１は、車体２を支持し、かつ車体２に６自由度の運動をさせるための第１モーションベース３と、各車軸２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓを支持し、かつ各車軸２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓに６自由度の運動をさせるための４つの第２モーションベース４，５，６，７とをさらに含む。
【００１７】
図１および図３においては、車体２の前端が符号２ｆで示され、車体２の後端が符号２ｒで示されている。車体２の４つの車軸２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓには、左前輪２１、右前輪２２、左後輪２３および右後輪２４が一体回転可能に連結されている。
車体２には、各種の自動車部品の試験品が搭載されてもよい。図１〜図４の例では、車体２には、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ：electric power steering）８と、左後輪２３および右後輪２４を電動モータによって駆動するための後輪駆動モジュール９とが試験品として搭載されている。
【００１８】
各モーションベース３，４，５，６，７は、床上に載置された定盤１０上に固定されている。各モーションベース３，４，５，６，７は、定盤１０に固定された固定ベース１１と、固定ベース１１の上方に配置された可動ベース１２と、固定ベース１１と可動ベース１２との間に連結され、可動ベース１２に６自由度の運動（前後方向（Ｘ方向）、左右方向（Ｙ方向）、上下方向（Ｚ方向）、ロール、ピッチおよびヨーの運動）をさせるためのアクチュエータ１３と、アクチュエータ１３を制御するためのモーションコントローラ１４（図６参照）とを含む。アクチュエータ１３は、６個の電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６（図６参照）およびそれを駆動するためのサーボアンプＳＡ１〜ＳＡ６（図６参照）とを含む。この明細書において、モーションベース３，４，５，６，７の位置・姿勢とは、可動ベース１２の位置・姿勢を意味する。また、この明細書において、モーションベース３，４，５，６，７を移動させる（初期位置へ戻す、下降させる、上昇させる）とは、可動ベース１２を移動させる（初期位置へ戻す、下降させる、上昇させる）ことを意味する。
【００１９】
図１〜図４は、第１モーションベース３および各第２モーションベース４，５，６，７が初期位置（中立位置）にある状態を示している。この実施形態では、モーションベースが初期位置にある状態とは、モーションベースの可動ベースが、その６自由度の運動全てに対する可動範囲の中央に位置している状態をいう。この実施形態では、第１モーションベース３の初期位置における高さ位置と、各第２モーションベース４〜７の初期位置における高さ位置とは等しい。したがって、全てのモーションベース３〜７が初期位置にあるときには、第１モーションベース３の可動ベース１２の高さ位置と、各第２モーションベース４〜７の可動ベース１２の高さ位置とは等しい。
【００２０】
この実施形態では、全てのモーションベース３〜７が初期位置にあるときに、車体２がほぼ水平な姿勢（定盤１０表面とほぼ平行な姿勢）となるように、第１モーションベース３と車体２との間にスペーサ１０１が設けられている。具体的には、第１モーションベース３の可動ベース１２上面には、スペーサ１０１が固定されている。スペーサ１０１の上面には、車体２の中央部が載せられた状態で車体２が固定されている。つまり、車体２は、スペーサ１０１を介して第１モーションベース３に固定されている。
【００２１】
第２モーションベース４，５，６および７の可動ベース１２には、それぞれ左前輪２１、右前輪２２、左後輪２３および右後輪２４が載せられている。つまり、車輪２１，２２，２３，２４は、それぞれ第２モーションベース４，５，６，７によって支持されている。言い換えれば、車軸２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓの外端部は、それぞれ車輪２１，２２，２３，２４を介して、第２モーションベース４，５，６，７に支持されている。
【００２２】
この車両挙動再現装置１では、第１モーションベース３のアクチュエータ１３を駆動制御することによって、各種の車体姿勢を作ることができる。また、第２モーションベース４，５，６，７のアクチュエータ１３を個別に駆動制御することによって、各種の路面状態を作ることができる。したがって、各モーションベース３，４，５，６，７のアクチュエータ１３を個別に制御することにより、各種の車両走行状態（車両挙動）を模擬（再現）することが可能である。
【００２３】
また、この車両挙動再現装置１では、第２モーションベース４，５，６，７によって各車輪２１〜２４が支持されている状態で、第１モーションベース３によって車体２に直接に力を加えることができる。これにより、実車両の加速時、減速時、旋回時等に車体に作用する慣性力と同様な力を、車輪２１〜２４（車軸２１Ｓ〜２４Ｓ）を支持している部材に対して車体２を相対的に走行させることなく、車体２に与えることができる。また、この車両挙動再現装置１では、第１モーションベース３によって、車体２をヨーイング運動させることができる。これにより、ヨーイング運動を模擬することができる。
【００２４】
以下、車両挙動再現装置１を用いた車両挙動再現システムについて説明する。
図５は、車両挙動再現システムの全体的な電気的構成を示すブロック図である。
この車両挙動再現システム１００は、ドライビングシミュレータ３０と、車両挙動再現装置１と、モーションベース制御装置４０（以下、単に「制御装置４０」という。）とを備えている。ドライビングシミュレータ３０は、仮想的に車両の運転をシミュレートするものであり、運転者によって操作される。
【００２５】
制御装置４０は、車両挙動再現装置１の各モーションベース３，４，５，６，７を制御する。制御装置４０は、例えば、コンピュータから構成される。制御装置４０は、１または複数のコンピュータと１または複数のプログラマブルコントローラとによって構成されてもよい。制御装置４０には、各モーションベース３，４，５，６，７の他、操作部５１、表示部５２、非常停止／解除ボタン５３、配電盤５４等が接続されている。非常停止／解除ボタン５３は、車両挙動再現装置１（各モーションベース３，４，５，６，７）を非常停止させたり、非常停止状態を解除させたりするために操作されるボタンである。配電盤５４は、各モーションベース３〜７への電力供給を制御するための装置である。
【００２６】
図６は、各モーションベース３，４，５，６，７の電気的構成を示している。
各モーションベース３，４，５，６，７は、アクチュエータ１３と、アクチュエータ１３を制御するためのモーションコントローラ１４とを含む。アクチュエータ１３は、６個の電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６と、６個の電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６をそれぞれ駆動するための６個のサーボアンプＳＡ１〜ＳＡ６とを含む。各サーボアンプＳＡ１〜ＳＡ６は、モーションコントローラ１４によって制御される。
【００２７】
各電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６は、サーボモータを含んでいる。各電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６には、サーボモータの回転角（シリンダロッド伸縮量）を検出するための回転角センサ６１〜６６が設けられている。各回転角センサ６１〜６６の出力信号ｃ１〜ｃ６は、サーボアンプＳＡ１〜ＳＡ６に送られる。各回転角センサ６１〜６６の出力信号ｃ１〜ｃ６は、サーボアンプＳＡ１〜ＳＡ６およびモーションコントローラ１４を介して、制御装置４０にも送られる。
【００２８】
各サーボアンプＳＡ１〜ＳＡ６内には、電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６のサーボモータに流れるモータ電流を検出するための電流センサ（図示略）が設けられている。電流センサの出力信号は、モーションコントローラ１４を介して、制御装置４０に送られる。
図５に戻り、ドライビングシミュレータ３０からは、ドライビングシミュレータ３０の運転操作に応じたハンドル角情報（操舵角情報）、アクセル開度情報、ブレーキ踏力情報等が出力される。
【００２９】
制御装置４０は、機能処理部として、車両挙動再現制御部４１と、負荷低減・初期化制御部４２と、非常停止／解除制御部４３とを含んでいる。車両挙動再現制御部４１は、車両モデル４１Ａと、指令値生成部４１Ｂとを備えている。車両モデル４１Ａには、ドライビングシミュレータ３０から出力されるハンドル角情報、アクセル開度情報およびブレーキ踏力情報が入力する。車両モデル４１Ａは、これらの入力情報に基づいて、ドライビングシミュレータ３０によってシミュレートされている運転状況に応じた車体の位置・姿勢および各車輪の位置・姿勢を演算する。
【００３０】
指令値生成部４１Ｂは、車両モデル４１Ａによって演算された車体の位置・姿勢および各車輪の位置・姿勢に基づいて、各モーションベース３，４，５，６，７がとるべき位置・姿勢の指令値（位置・姿勢指令値）を生成する。つまり、指令値生成部４１Ｂは、各モーションベース３〜７に対して車両挙動再現用の位置・姿勢指令値を生成する。各モーションベース３〜７に対する位置・姿勢指令値は、例えば、各モーションベース３〜７に固定されたｘｙｚ座標系のｘ座標値(Ｘ)、ｙ座標値(Ｙ)、ｚ座標値(Ｚ)、ｘ軸周りの回転角(Roll)、ｙ軸周りの回転角（Pitch）およびｚ軸周りの回転角（Yaw）から構成される。
【００３１】
指令値生成部４１Ｂによって生成された各モーションベース３，４，５，６，７それぞれに対する位置・姿勢指令値は、対応するモーションベース３，４，５，６，７のモーションコントローラ１４に与えられる。各モーションコントローラ１４は、指令値生成部４１Ｂから与えられた位置・姿勢指令値に基づいて、対応するアクチュエータ１３を制御する。これにより、各モーションベース３，４，５，６，７の可動ベース１２の位置・姿勢が、位置・姿勢指令値に応じた位置・姿勢となるように制御される。これにより、ドライビングシミュレータ３０の運転操作に応じた車両挙動が、車両挙動再現装置１によって再現される。
【００３２】
非常停止／解除制御部４３は、電流センサによって検出されるモータ電流に基づいて、各電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６が過負荷になったか否かを監視している。非常停止／解除制御部４３は、車両挙動再現装置１によって車両挙動が再現されている場合に、いずれかの電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６が過負荷になったと判定したとき、または非常停止／解除ボタン５３がオンされたときには、配電盤５４を制御して、全てのモーションベース３〜７への電力供給を遮断する。非常停止／解除制御部４３によって、全てのモーションベース３〜７への電力供給が遮断された状態を非常停止状態といい、非常停止後に全てのモーションベース３〜７への電力供給が復帰されたことを非常停止状態が解除されたということにする。
【００３３】
車両挙動再現装置１が非常停止状態になると、車両挙動再現制御部４１は動作禁止状態とされる。車両挙動再現制御部４１による動作禁止状態を解除するためには、非常停止状態を解除した後、各モーションベース３〜７の位置・姿勢を初期位置に戻す必要がある。これは、非常停止状態になった場合には、各モーションベース３〜７の位置・姿勢を初期位置に戻さないと、各モーションベース３〜７の位置・姿勢を正確に特定することができないからである。
【００３４】
非常停止／解除制御部４３は、非常停止状態時に非常停止／解除ボタン５３がオンとなっているときは非常停止／解除ボタン５３がオフされたときに非常停止状態を解除する。一方、非常停止状態時に非常停止／解除ボタン５３がオフとなっているときは、非常停止／解除制御部４３は、非常停止／解除ボタン５３が一旦オンされた後にオフされたときに非常停止状態を解除する。
【００３５】
負荷低減・初期化制御部４２は、非常停止状態が解除された後に、操作者の操作に基づいて、車体２または各モーションベース３〜７にかかっている負荷（荷重）を低減するための負荷低減処理と、各モーションベース３〜７を初期位置に戻すための初期化処理とを行う。
図７Ａおよび図７Ｂは、負荷低減・初期化制御部４２の動作を説明するためのフローチャートである。
【００３６】
非常停止状態が解除されると(ステップＳ１)、負荷低減・初期化制御部４２は、後述する負荷低減ボタン（負荷低減指令入力手段）８１（図８参照）の操作回数を記憶するための変数ｋを０に設定するとともに、初期化開始フラグＦをリセット（Ｆ＝０）する(ステップＳ２)。初期化開始フラグＦは、初期化処理が開始されたか否かを記憶するフラグである。また、負荷低減・初期化制御部４２は、表示部５２に、図８に示すような、操作画面を表示する(ステップＳ３)。この操作画面には、負荷低減指令を入力するための負荷低減ボタン（負荷低減指令入力手段）８１と、各モーションベース３〜７に対応した初期化ボタン８３〜８７が表示される。後述するように、いずれかの初期化ボタン８３〜８７が操作されることにより、初期化処理が開始される。
【００３７】
次に、負荷低減・初期化制御部４２は、全てのモーションベース３〜７が初期化されたか否かを判別する(ステップＳ４)。つまり、負荷低減・初期化制御部４２は、全てのモーションベース３〜７に対してそれを初期位置に戻すための初期化処理（後述するステップＳ１１の処理）が実行されたか否かを判別する。いずれかのモーションベース３〜７が初期化されていない場合には(ステップＳ４：ＮＯ)、負荷低減・初期化制御部４２は、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、負荷低減・初期化制御部４２は、初期化ボタン８３〜８７のいずれかが操作されたか否かを判別する。初期化ボタン８３〜８７のいずれもが操作されていなければ(ステップＳ５：ＮＯ)、負荷低減・初期化制御部４２は、負荷低減ボタン８１が操作されたか否かを判別する(ステップＳ６)。負荷低減ボタン８１が操作されていなければ(ステップＳ６：ＮＯ)、負荷低減・初期化制御部４２は、ステップＳ４に戻る。
【００３８】
前記ステップＳ６において、負荷低減ボタン８１が操作されたと判別された場合（負荷低減指令が入力された場合）には(ステップＳ６：ＹＥＳ)、初期化開始フラグＦがリセット（Ｆ＝０）されているか否かを判別する(ステップＳ７)。初期化開始フラグＦがリセット（Ｆ＝０）されている場合には(ステップＳ７：ＹＥＳ)、つまり、初期化処理が開始されていない場合には、負荷低減・初期化制御部４２は、変数ｋの値を１だけインクリメント（＋１）する(ステップＳ８)。そして、負荷低減・初期化制御部４２は、変数ｋの値が所定値Ａ以下であるか否かを判別する(ステップＳ９)。この実施形態では、所定値Ａは、２０に設定される。
【００３９】
変数ｋの値が所定値Ａ以下である場合には(ステップＳ９：ＹＥＳ)、負荷低減・初期化制御部４２は、負荷低減処理を行う(ステップＳ１０)。具体的には、負荷低減・初期化制御部４２は、第１モーションベース３に対しては、そのｘ座標値およびｙ座標値が初期位置に近づきかつかつそのｚ座標値が第１の一定量だけ大きくなる（Ｚ方向位置が高くなる）ような位置・姿勢指令値を生成する。また、負荷低減・初期化制御部４２は、各第２モーションベース４〜７に対しては、そのｘ座標値およびｙ座標値が初期位置に近づきかつそのｚ座標値が第２の一定量だけ小さくなる（Ｚ方向位置が低くなる）ような位置・姿勢指令値を生成する。ただし、第２の一定量は、通常は、第２モーションベース４〜７毎に異なる。負荷低減処理の詳細については、後述する。
【００４０】
負荷低減・初期化制御部４２によって生成された各モーションベース３〜７に対する位置・姿勢指令値は、対応するモーションベース３〜７のモーションコントローラ１４に与えられる。これにより、第１モーションベース３は、そのｘ座標値およびｙ座標値が初期位置に近づきかつｚ座標値が第１の一定量だけ大きく（高く）なるように移動する。また、各第２モーションベース４〜７は、そのＸ座標値およびＹ座標値が初期位置に近づきかつｚ座標値が第２の一定量だけ小さく（低く）なるように移動する。ステップＳ１０の処理が終了すると、負荷低減・初期化制御部４２は、ステップＳ４に戻る。
【００４１】
前記ステップＳ９において、変数ｋの値が所定値Ａよりも大きいと判別された場合には(ステップＳ９：ＮＯ)、負荷低減・初期化制御部４２は、ステップＳ４に戻る。したがって、負荷低減ボタン８１の操作回数（負荷低減指令の入力回数）が所定回数Ａを超えた場合には、ステップＳ１０の負荷低減処理は行われなくなる。これにより、第１モーションベース３が所定の第１制限量（＝第１の一定量×Ａ）よりも大きく上昇するのを防止できるとともに、各第２モーションベース４〜７が所定の第２制限量（＝第２の一定量×Ａ）よりも大きく下降するのを防止できる。
【００４２】
前記ステップＳ７において、初期化開始フラグＦがセット（Ｆ＝１）されていると判別された場合には(ステップＳ７：ＮＯ)、負荷低減・初期化制御部４２は、ステップＳ４に戻る。したがって、初期化処理が既に開始されている場合には、ステップＳ１０の負荷低減処理は行われなくなる。
前記ステップＳ５において、初期化ボタン８３〜８７のいずれかが操作されたと判別された場合には(ステップＳ５：ＹＥＳ)、負荷低減・初期化制御部４２は、操作された初期化ボタン８３〜８７に対応するモーションベース３〜７を初期位置に段階的に戻すための位置・姿勢指令値を生成する(ステップＳ１１)。負荷低減・初期化制御部４２によって生成された位置・姿勢指令値は、対応するモーションベース３〜７のモーションコントローラ１４に与えられる。これにより、対応するモーションベース３〜７の位置・姿勢が初期位置に戻る。つまり、対応するモーションベース３〜７が初期化される。次に、負荷低減・初期化制御部４２は、初期化開始フラグＦをセット（Ｆ＝１）した後(ステップＳ１２)、ステップＳ４に戻る。
【００４３】
ステップＳ５，Ｓ１１の処理によって、全てのモーションベース３〜７が初期位置に戻されると（初期化されると）、前記ステップＳ４において肯定判定されるので（ステップＳ４:ＹＥＳ)、負荷低減・初期化制御部４２は、車両挙動再現制御部４１の動作禁止状態を解除する(ステップＳ１３)。これにより、車両挙動再現制御部４１による車両挙動再現制御が可能となる。そして、負荷低減・初期化制御部４２は、今回の処理を終了する。
【００４４】
ステップＳ１０の負荷低減処理について、詳しく説明する。
負荷低減・初期化制御部４２は、次式(1)に基づいて、第１モーションベース３の位置に関する指令値（ｘ座標、ｙ座標およびｚ座標の指令値）を生成する。
【００４５】
【数１】
0006489355.tif 000002
【００４６】
式(1)において、ベクトル［Ｘ１（ｋ），Ｙ１（ｋ），Ｚ１（ｋ）］は、第１モーションベース３のｘ座標、ｙ座標およびｚ座標の指令値を示す。Ｘ１（ｋ），Ｙ１（ｋ），Ｚ１（ｋ）における（ｋ）は、それらの指令値が負荷低減ボタン８１の操作回数の関数であることを示している。［Ｘ１（０），Ｙ１（０），Ｚ１（０）］は、非常停止状態が解除されたときの第１モーションベース３のｘ座標値、ｙ座標値およびｚ座標値を示している。α（ｋ）は、負荷低減ボタン８１の操作回数に応じて所定値ずつ変化する変数であり、初期値は０であり、負荷低減ボタン８１の操作回数が所定回数Ａに達したときに１になる。α（ｋ）は、α（ｋ）＝（１／Ａ）・ｋで表される。この実施形態では、所定回数Ａは２０に設定されているので、α（ｋ）＝０．０５ｋとなる。
【００４７】
ベクトル［Ｘ１ｃ，Ｙ１ｃ，Ｚ１ｃ］は、初期位置における第１モーションベース３のｘ座標値、ｙ座標値およびｚ座標値を示している。初期位置における第１モーションベース３の位置は予め設定されているので、［Ｘ１ｃ，Ｙ１ｃ，Ｚ１ｃ］は定数である。
Ｚ１’（ｋ）は、負荷低減ボタン８１が操作される毎に第１モーションベース３を第１の一定量だけ上昇させるためのｚ座標補正値である。Ｚ１’（ｋ）は、負荷低減ボタン８１の操作回数の関数である。Ｚ１’（ｋ）は、α（ｋ）・｜Ｚ１（０）−Ｚ１ｃ｜＜Ｚ１’（ｋ）の条件を満たすように設定される。この実施形態では、Ｚ１’（ｋ）は、例えば、次式(2)に基づいて、演算される。
【００４８】
Ｚ１’（ｋ）＝（｜Ｚ１（０）−Ｚ１ｃ｜／Ａ）×２ｋ    …(2)
この実施形態では、負荷低減ボタン８１が操作される毎に、第１モーションベース３は、そのｘ座標およびｙ座標が初期位置の座標値に近づきかつそのｚ座標が第１の一定量だけ大きくなるように移動する。負荷低減ボタン８１が２０回操作されたときには、第１モーションベース３のｘ座標値Ｘ１（２０）およびｙ座標値Ｙ１（２０）は、それぞれＸ１ｃおよびＹ１ｃとなる。つまり、第１モーションベース３のｘ座標値およびｙ座標値は、初期位置に対応した座標値となる。一方、第１モーションベース３のｚ座標値Ｚ１（２０）は、Ｚ１（２０）＝Ｚ１ｃ＋Ｚ１’（２０）＝Ｚ１ｃ＋２｜Ｚ１（０）−Ｚ１ｃ｜となる。
【００４９】
負荷低減・初期化制御部４２は、次式(3)に基づいて、第１モーションベース３の姿勢に関する指令値（ロール角(Roll)、ピッチ角（Pitch）およびヨー角（Yaw）の指令値）を生成する。
【００５０】
【数２】
0006489355.tif 000003
【００５１】
式(3)において、ベクトル［ｒ１（ｋ），ｐ１（ｋ），ｙ１（ｋ）］は、第１モーションベース３のロール角、ピッチ角およびヨー角の指令値を示している。ｒ１（ｋ），ｐ１（ｋ），ｙ１（ｋ）は、負荷低減ボタン８１の操作回数の関数である。［ｒ１（０），ｐ１（０），ｙ１（０）］は、非常停止状態が解除されたときの第１モーションベース３のロール角、ピッチ角およびヨー角を示している。α（ｋ）は、前記式(1)のα（ｋ）と同じであり、α（ｋ）＝（１／Ａ）・ｋで表される。この実施形態では、所定回数Ａは２０に設定されているので、α（ｋ）＝０．０５ｋとなる。初期位置であるときの第１モーションベース３のロール角、ピッチ角およびヨー角は、［０，０，０］で表される。これは、第１モーションベース３のロール角、ピッチ角およびヨー角を、初期位置での水平垂直の座標軸ｘ，ｙ，ｚを基準として定義したからである。
【００５２】
この実施形態では、負荷低減ボタン８１が操作される毎に、第１モーションベース３のロール角、ピッチ角およびヨー角は、それぞれ初期位置におけるロール角、ピッチ角およびヨー角に近づくように変化する。そして、負荷低減ボタン８１が２０回操作されたときには、第１モーションベース３のロール角ｒ１（２０）、ピッチ角ｐ１（２０）およびヨーｙ１（２０）は、初期位置におけるロール角、ピッチ角およびヨー角に対応した値となる。
【００５３】
負荷低減・初期化制御部４２は、次式(4)に基づいて、各第２モーションベース４〜７の位置に関する指令値（ｘ座標、ｙ座標およびｚ座標の指令値）を生成する。
【００５４】
【数３】
0006489355.tif 000004
【００５５】
式(4)において、ベクトル［Ｘ２（ｋ），Ｙ２（ｋ），Ｚ２（ｋ）］は、各第２モーションベース４〜７のｘ座標、ｙ座標およびｚ座標の指令値を示す。Ｘ２（ｋ），Ｙ２（ｋ），Ｚ２（ｋ）における（ｋ）は、それらの指令値が負荷低減ボタン８１の操作回数の関数であることを示している。［Ｘ２（０），Ｙ２（０），Ｚ２（０）］は、非常停止状態が解除されたときの各第２モーションベース４〜７のｘ座標値、ｙ座標値およびｚ座標値を示している。α（ｋ）は、前記式(1)のα（ｋ）と同じであり、α（ｋ）＝（１／Ａ）・ｋで表される。この実施形態では、所定回数Ａは２０に設定されているので、α（ｋ）＝０．０５ｋとなる。
【００５６】
ベクトル［Ｘ２ｃ，Ｙ２ｃ，Ｚ２ｃ］は、初期位置における各第２モーションベース４〜７のｘ座標値、ｙ座標値およびｚ座標値を示している。初期位置における各第２モーションベース４〜７の位置は予め設定されているので、［Ｘ２ｃ，Ｙ２ｃ，Ｚ２ｃ］は定数である。
Ｚ２’（ｋ）は、負荷低減ボタン８１が操作される毎に各第２モーションベース４〜７を第２の一定量だけ下降させるためのＺ座標補正値である。ただし、第２の一定量は、通常は、各第２モーションベース４〜７によって異なる。Ｚ２’（ｋ）は、負荷低減ボタン８１の操作回数の関数である。Ｚ２’（ｋ）は、α・｜Ｚ２（０）−Ｚ２ｃ｜＜Ｚ２’（ｋ）の条件を満たすように設定される。この実施形態では、Ｚ２’（ｋ）は、例えば、次式(5)に基づいて、演算される。
【００５７】
Ｚ２’（ｋ）＝（｜Ｚ２（０）−Ｚ２ｃ｜／２０）×２ｋ    …(5)
この実施形態では、負荷低減ボタン８１が操作される毎に、各第２モーションベース４〜７は、そのｘ座標およびｙ座標が初期位置の座標値に近づきかつそのｚ座標が第２の一定量だけ小さくなるように移動する。ただし、第２の一定量は、通常は、各第２モーションベース４〜７によって異なる。負荷低減ボタン８１が２０回操作されたときには、各第２モーションベース４〜７のｘ座標値Ｘ２（２０）およびｙ座標値Ｙ２（２０）は、それぞれＸ２ｃおよびＹ２ｃとなる。つまり、各第２モーションベース４〜７のｘ座標値およびｙ座標値は、初期位置に対応した座標値となる。一方、各第２モーションベース４〜７のｚ座標値Ｚ２（２０）は、Ｚ２（２０）＝Ｚ２ｃ−Ｚ２’（２０）＝Ｚ２ｃ−２｜Ｚ２（０）−Ｚ２ｃ｜となる。
【００５８】
負荷低減・初期化制御部４２は、次式(6)に基づいて、各第２モーションベース４〜７の姿勢に関する指令値（ロール角(Roll)、ピッチ角（Pitch）およびヨー角（Yaw）の指令値）を生成する。
【００５９】
【数４】
0006489355.tif 000005
【００６０】
式(6)において、ベクトル［ｒ２（ｋ），ｐ２（ｋ），ｙ２（ｋ）］は、各第２モーションベース４〜７のロール角、ピッチ角およびヨー角の指令値を示している。ｒ２（ｋ），ｐ２（ｋ），ｙ２（ｋ）は、負荷低減ボタン８１の操作回数の関数である。［ｒ２（０），ｐ２（０），ｙ２（０）］は、非常停止状態が解除されたときの各第２モーションベース４〜７のロール角、ピッチ角およびヨー角を示している。α（ｋ）は、前記式(1)のα（ｋ）と同じであり、α（ｋ）＝（１／Ａ）・ｋで表される。この実施形態では、所定回数Ａは２０に設定されているので、α（ｋ）＝０．０５ｋとなる。初期位置であるときの各第２モーションベース４〜７のロール角、ピッチ角およびヨー角は、［０，０，０］で表される。これは、各第２モーションベース４〜７のロール角、ピッチ角およびヨー角を、初期位置での水平垂直の座標軸ｘ，ｙ，ｚを基準として定義したからである。
【００６１】
この実施形態では、負荷低減ボタン８１が操作される毎に、各第２モーションベース４〜７のロール角、ピッチ角およびヨー角は、それぞれ初期位置におけるロール角、ピッチ角およびヨー角に近づくように変化する。そして、負荷低減ボタン８１が２０回操作されたときには、各第２モーションベース４〜７のロール角ｒ２（２０）、ピッチ角ｐ２（２０）およびヨー角ｙ２（２０）は、初期位置におけるロール角、ピッチ角およびヨー角に対応した値となる。
【００６２】
車体２やモーションベース３〜７に想定外の大きな負荷がかかった状態で、車両挙動再現装置１が非常停止した場合には、車体２やモーションベース３〜７が損傷するのを防止するために、車体２やモーションベース３〜７にかかっている負荷を迅速に低減または解除させることが望ましい。
各第２モーションベース４〜７は車輪２１〜２４（車軸２１Ｓ〜２４Ｓ）に固定されていないのに対し、第１モーションベース３は車体２に固定されている。このため、第１モーションベース３および各第２モーションベース４〜７の位置・姿勢が、車体２に対して車輪２１〜２４（車軸２１Ｓ〜２４Ｓ）を上方に押し上げる力が大きくなるような位置・姿勢となった場合に、車体２やモーションベース３〜７に想定外の大きな負荷（荷重）がかかる可能性がある。このようなことから、車体２やモーションベース３〜７に想定外の大きな負荷がかかっている場合には、車体２に対して車輪２１〜２４を上方に押し上げる力を減少させる方向に、第１モーションベース３および／または第２モーションベース４〜７を移動させると、その負荷を低減または解除することができる。
【００６３】
前述の実施形態では、負荷低減ボタン８１が押される毎に、第１モーションベース３が第１の一定量だけ上昇し、各第２モーションベース４〜７が第２の一定量だけ下降する。ただし、第２の所定量は、通常は、各第２モーションベース４〜７によって異なる。
第１モーションベース３が第１の一定量だけ上昇されると、第１モーションベース３によって車体が上方に押し上げられるので、車体２に対して車輪２１〜２４を上方に押し上げる力が減少する。これにより、車体２やモーションベース３〜７にかかっている負荷が減少する。また、各第２モーションベース４〜７が第２の一定量だけ下降されると、車体２に対して車輪２１〜２４を上方に押し上げる力が減少する。これにより、車体２やモーションベース３〜７にかかっている負荷が減少する。したがって、前述の実施形態によれば、車体２やモーションベース３〜７に想定外の大きな負荷がかかっている状態で車両挙動再現装置１が非常停止された場合に、その負荷を迅速に低減または解除することができる。
【００６４】
また、前述の実施形態では、負荷低減ボタン８１が押される毎に、各モーションベース３〜７は、当該モーションベース３〜７のｘ座標およびｙ座標が、当該モーションベース３〜７の初期位置におけるｘ座標およびｙ座標に近づくように、移動する。モーションベース３〜７が任意の高さ位置にある場合、そのｘ座標およびｙ座標を初期位置に近づけるほど、モーションベース３〜７のＺ方向の可動範囲は大きくなる。したがって、前述の実施形態によれば、第１モーションベース３をＺ方向のみに移動させる場合に比べて、第１モーションベース３をより高い位置まで移動させることが可能となる。同様に、前述の実施形態によれば、各第２モーションベース４〜７をＺ方向のみに移動させる場合に比べて、各第２モーションベース４〜７をより低い位置まで移動させることが可能となる。これにより、車体２やモーションベース３〜７にかかっている負荷をより効果的に低減させることができる。
【００６５】
車両挙動再現装置１が例えば図９Ａに示すような状態で、車両挙動再現装置１が非常停止されたとする。図９Ａの状態においては、第２モーションベース７の高さ位置が、第１モーションベース３の高さ位置よりも高い位置にあるため、車体２およびモーションベース３〜７に想定外の大きな負荷がかかっているとする。非常停止状態が解除された後に、負荷低減ボタン８１が例えば２０回操作されたとする。車両挙動再現装置１は、図９Ａの状態から、図９Ｂの状態に変化する。つまり、第１モーションベース３の高さ位置が図９Ａに比べて高くなるとともにそのｘ座標およびｙ座標が初期位置に対応する座標値となる。また各第２モーションベース３〜７の高さ位置が図９Ａに比べて低くなるとともにそのｘ座標およびｙ座標が初期位置に対応する座標値となる。これにより、車体２およびモーションベース３〜７にかかっている負荷が低減または解除される。
【００６６】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。
例えば、図７ＢのステップＳ１０では、負荷低減・初期化制御部４２は、第１モーションベース３に対しては、そのｘ座標値およびｙ座標値が初期位置に近づきかつそのｚ座標値が第１の一定量だけ大きくなる（Ｚ方向位置が高くなる）ような位置・姿勢指令値を生成する。また、負荷低減・初期化制御部４２は、各第２モーションベース４〜７に対しては、そのｘ座標値およびｙ座標値が初期位置に近づきかつそのｚ座標値が第２の一定量だけ小さくなる（Ｚ方向位置が低くなる）ような位置・姿勢指令値を生成する。しかし、図７ＢのステップＳ１０において、負荷低減・初期化制御部４２は、第１モーションベース３に対する前記位置・姿勢指令値のみを生成するようにしてもよい。また、図７ＢのステップＳ１０において、負荷低減・初期化制御部４２は、各第２モーションベース４〜７に対する前記位置・姿勢指令値のみを生成するようにしてもよい。
【００６７】
また、前述の実施形態では、第１モーションベース３の初期位置における高さ位置と各第２モーションベース４〜７の初期位置における高さ位置とは等しいが、両者の初期位置における高さ位置は異なっていてもよい。
また、前述の実施形態では、各車軸２１Ｓ〜２４Ｓに車輪２１〜２４が装着されているが、各車軸２１Ｓ〜２４Ｓに車輪２１〜２４を装着せずに、各車軸２１Ｓ〜２４Ｓをそれぞれ各第２モーションベース４〜７に載せるようにしてもよい。
【００６８】
なお、この発明は、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１…車両挙動再現装置、２…車体、３…第１モーションベース、４〜７…第２モーションベース、１１…固定ベース、１２…可動ベース、１３…アクチュエータ、１４…モーションコントローラ、２１〜２４…車輪、２１Ｓ〜２４Ｓ…車軸、３０…ドライビングシミュレータ、４０…モーションベース制御装置、４１…車両挙動再現制御部、４２…負荷低減・初期化制御部、４３…非常停止／解除制御部、５３…非常停止／解除ボタン、５４…配電盤、８１…負荷低減ボタン、８３〜８７…初期化ボタン、１００…車両挙動再現システム、１０１…スペーサ
【図１】
0006489355.tif 000006
【図２】
0006489355.tif 000007
【図３】
0006489355.tif 000008
【図４】
0006489355.tif 000009
【図５】
0006489355.tif 000010
【図６】
0006489355.tif 000011
【図７Ａ】
0006489355.tif 000012
【図７Ｂ】
0006489355.tif 000013
【図８】
0006489355.tif 000014
【図９】
0006489355.tif 000015