(57)【要約】【課題】限界エラーが発生するのを未然に回避できる車両挙動再現システムを提供する。【解決手段】限界エラー回避制御部４２は、各電動シリンダに設けられた回転角センサによって検出される回転角に基いて、いずれかの電動シリンダのシリンダロッドが、シリンダ可動範囲の両端よりも両端が内側に設定されているエラー回避用シリンダ可動範囲の限界に達したか否かを判別する。いずれかの電動シリンダのシリンダロッドがエラー回避用シリンダ可動範囲の限界に達したと判別された場合には、限界エラー回避制御部４２は、全てのモーションベース３〜７を一時停止させる。そして、限界エラー回避制御部４２は、履歴メモリ２５の記憶履歴に基いて、全てのモーションベース３〜７を、Ｍ制御周期前の状態に戻す。【選択図】図５
2016130708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車軸が取り付けられた車体と、前記車体を支持しかつ前記車体に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、前記各車軸を支持しかつ前記各車軸に６自由度の運動を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車両挙動再現用の指令値を与える車両挙動再現制御手段と、前記複数のモーションベースの６自由度運動のいずれかが可動範囲の限界に達したことが検出されたときに、限界エラーが発生したとして、全てのモーションベースを非常停止させる非常停止手段とを含む車両挙動再現システムであって、
前記複数のモーションベースの６自由度運動のいずれかが、前記可動範囲の両端よりも両端が内側に設定されているエラー回避用可動範囲の限界に達したことが検出されたときに、前記複数のモーションベースを一時停止させる一時停止手段を含む、車両挙動再現システム。
【請求項２】
前記車両挙動再現制御手段によって前記各モーションベースに与えられる指令値の履歴を記憶する記憶手段と、
前記一時停止手段によって前記複数のモーションベースが一時停止された後、前記記憶手段に記憶されている過去の指令値に基いて、前記複数のモーションベースを駆動して、前記各モーションベースの位置・姿勢を、前記エラー回避用可動範囲の限界に達したことが検出されたときよりも前の位置・姿勢に戻す戻し制御手段とをさらに含む、請求項１に記載の車両挙動再現システム。
【請求項３】
前記各モーションベースは複数のシリンダを含み、
前記非常停止手段は、前記複数のモーションベースの前記複数のシリンダのうちのいずれかがシリンダ可動範囲の限界に達したことが検出されたときに、限界エラーが発生したとして、前記複数のモーションベースを非常停止させるように構成されており、
前記一時停止手段は、前記複数のモーションベースの前記複数のシリンダのうちのいずれかが前記シリンダ可動範囲の両端よりも両端が内側に設定されているエラー回避用シリンダ可動範囲の限界に達したことが検出されたときに、前記複数のモーションベースを一時停止させるように構成されており、
前記戻し制御手段は、前記各モーションベースの位置・姿勢を、前記エラー回避用シリンダ可動範囲の限界に達したことが検出されたときよりも前の位置・姿勢に戻すように構成されている、請求項２に記載の車両挙動再現システム。
【請求項４】
前記各シリンダに、当該シリンダが前記シリンダ可動範囲の限界に達したことを検出するためのリミットスイッチが設けられており、
前記非常停止手段は、前記複数のリミットセンサのいずれかによって、複数のモーションベースの前記複数のシリンダのうちのいずれかが前記シリンダ可動範囲の限界に達していることが検出されたときに、前記複数のモーションベースを非常停止させるように構成されている、請求項３に記載の車両挙動再現システム。
【請求項５】
前記各シリンダに、当該シリンダのシリンダロッド伸縮量を検出するための伸縮量検出器が設けられており、
前記一時停止手段は、
前記各伸縮量検出器によって検出されるシリンダロッド伸縮量に基いて、前記複数のモーションベースの前記複数のシリンダのうちのいずれかが前記エラー回避用シリンダ可動範囲の限界に達したか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段によって、前記複数のモーションベースの前記複数のシリンダのうちのいずれかが前記エラー回避用シリンダ可動範囲の限界に達したと判別されたときに、前記複数のモーションベースを一時停止させる手段とを含む、請求項３または４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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２１５２２６号公報
【特許文献２】特開２０１４−２１５２４０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装置においては、各モーションベースは、固定ベースと、固定ベースの上方に配置された可動ベースと、固定ベースと可動ベースとの間に連結され、可動ベースに６自由度の運動をさせるためのアクチュエータと、アクチュエータを制御するためのモーションコントローラとを含む。アクチュエータは、例えば、６個の電動シリンダおよびそれを駆動するためのサーボアンプを含む。各電動シリンダのサーボアンプには、当該電動シリンダのシリンダロッドを手動操作によって伸縮させるためのロッド伸縮用ボタンが設けられている。つまり、操作者は、ロッド伸縮用ボタンを操作することにより、電動シリンダのシリンダロッドを伸縮させることができる。
【０００５】
車両挙動再現装置によって車両挙動再現動作が行われている場合、いずれかのモーションベースの６自由度のいずれかの運動が可動範囲の限界に達することがある。つまり、いずれかの電動シリンダが、その可動範囲の限界に達することがある。この場合に、車両挙動再現動作を続けると、可動範囲の限界に達した電動シリンダはその限界を超えては動くことができないのに対し、可動範囲の限界に達していない電動シリンダはまだ動けるので、車両挙動装置の車体は予期しない姿勢となるおそれがある。
【０００６】
そこで、本出願人は、いずれかの電動シリンダが可動範囲の限界に達した場合に、車両挙動再現装置を非常停止させることができる車両挙動再現システムを提案している。
つまり、各電動シリンダに、電動シリンダが可動範囲の限界に達したことを、限界エラーとして検出するためのリミットスイッチを取り付ける。そして、車両挙動再現動作中にいずれかのリミットスイッチによって限界エラー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を遮断する。車両挙動再現動作中に各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は、車両挙動再現装置による車両挙動再現動作は禁止状態とされる。
【０００７】
全てのモーションベースが非常停止状態となった場合、車両挙動再現装置に車両挙動再現動作を行わせるためには、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。
【０００８】
ただし、限界エラーが検出されている状態で初期化処理を行うことは好ましくない。そこで、限界エラーが検出されることによって車両挙動再現装置が非常停止された場合には、非常停止状態の解除後に操作者の操作によって限界エラーが解除されるまでは（限界エラーが検出されない状態とされるまでは）、初期化処理の実行が禁止されている。限界エラーの解除は、操作者が目視によって限界エラーが検出されている電動シリンダを特定し、特定した電動シリンダのサーボアンプに設けられたロッド伸縮用ボタンを操作することによって行われる。
【０００９】
つまり、限界エラーが検出されて非常停止状態にされた場合に車両挙動再現動作を行える状態に戻すためには、操作者は、非常停止状態を解除し、限界エラーを解除し、全てのモーションベースを初期位置に戻すといった作業を行う必要がある。このため、限界エラーが発生した場合には、車両挙動再現動作を行える状態に戻すために時間がかかるとともに、操作者の負担が増加するという問題がある。
【００１０】
この発明の目的は、限界エラーが発生するのを未然に回避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】
【００１１】
上記の目的を達成するための請求項１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）と、前記車体を支持しかつ前記車体に６自由度の運動をさせるための第１モーションベース（３）と、前記各車軸を支持しかつ前記各車軸に６自由度の運動をさせるための複数の第２モーションベース（４〜７）と、前記各モーションベースに車両挙動再現用の指令値を与える車両挙動再現制御手段（４１）と、前記複数のモーションベースの６自由度運動のいずれかが可動範囲の限界に達したことが検出されたときに、限界エラーが発生したとして、全てのモーションベースを非常停止させる非常停止手段（４４）とを含む車両挙動再現システム（１００）であって、前記複数のモーションベースの６自由度運動のいずれかが、前記可動範囲の両端よりも両端が内側に設定されているエラー回避用可動範囲の限界に達したことが検出されたときに、前記複数のモーションベースを一時停止させる一時停止手段（４２）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。
【００１２】
この構成では、複数のモーションベースの６自由度運動のいずれかが、可動範囲の両端よりも両端が内側に設定されているエラー回避用可動範囲の限界に達したことが検出されたときには、複数のモーションベースが一時停止される。これにより、限界エラーが発生するのを未然に回避することができる。これにより、限界エラーが発生した場合にかかる時間および労力の浪費を削減できる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、前記車両挙動再現制御手段によって前記各モーションベースに与えられる指令値の履歴を記憶する記憶手段（４５）と、前記一時停止手段によって前記複数のモーションベースが一時停止された後、前記記憶手段に記憶されている過去の指令値に基いて、前記複数のモーションベースを駆動して、前記各モーションベースの位置・姿勢を、前記エラー回避用可動範囲の限界に達したことが検出されたときよりも前の位置・姿勢に戻す戻し制御手段（４２）とをさらに含む、請求項１に記載の車両挙動再現システム。
【００１４】
請求項３記載の発明は、前記各モーションベースは複数のシリンダ（ＣＹ１〜ＣＹ６）を含み、前記非常停止手段は、前記複数のモーションベースの前記複数のシリンダのうちのいずれかがシリンダ可動範囲の限界に達したことが検出されたときに、限界エラーが発生したとして、前記複数のモーションベースを非常停止させるように構成されており、前記一時停止手段は、前記複数のモーションベースの前記複数のシリンダのうちのいずれかが前記シリンダ可動範囲の両端よりも両端が内側に設定されているエラー回避用シリンダ可動範囲の限界に達したことが検出されたときに、前記複数のモーションベースを一時停止させるように構成されており、前記戻し制御手段は、前記各モーションベースの位置・姿勢を、前記エラー回避用シリンダ可動範囲の限界に達したことが検出されたときよりも前の位置・姿勢に戻すように構成されている、請求項２に記載の車両挙動再現システムである。
【００１５】
請求項４記載の発明は、前記各シリンダに、当該シリンダが前記シリンダ可動範囲の限界に達したことを検出するためのリミットスイッチ（７１ａ〜７６ａ，７１ｂ〜７６ｂ）が設けられており、前記非常停止手段は、前記複数のリミットセンサのいずれかによって、複数のモーションベースの前記複数のシリンダのうちのいずれかが前記シリンダ可動範囲の限界に達していることが検出されたときに、前記複数のモーションベースを非常停止させるように構成されている、請求項３に記載の車両挙動再現システムである。
【００１６】
請求項５記載の発明は、前記各シリンダに、当該シリンダのシリンダロッド伸縮量を検出するための伸縮量検出器（６１〜６６）が設けられており、前記一時停止手段は、前記各伸縮量検出器によって検出されるシリンダロッド伸縮量に基いて、前記複数のモーションベースの前記複数のシリンダのうちのいずれかが前記エラー回避用シリンダ可動範囲の限界に達したか否かを判別する判別手段と、前記判別手段によって、前記複数のモーションベースの前記複数のシリンダのうちのいずれかが前記エラー回避用シリンダ可動範囲の限界に達したと判別されたときに、前記複数のモーションベースを一時停止させる手段とを含む、請求項３または４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】
【００１７】
【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７】図７は、履歴メモリに記憶される各モーションベースに対する位置・姿勢指令値を示す模式図である。
【図８】図８は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９は、初期化制御部によって実行される初期化処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、限界エラー回避制御部４２によって実行される限界エラー回避処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
図１または図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。
【００２１】
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、左右、上下、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）とは、可動ベース１２を移動させる（初期位置へ戻す）ことを意味する。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、運転準備ボタン５４、配電盤５５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。運転準備ボタン５４は、後述する限界エラーによって車両挙動再現装置１が非常停止状態になったときに、非常停止状態を解除するために操作されるボタンである。配電盤５５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。
【００２９】
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。各電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６のサーボアンプＳＡ１〜ＳＡ６には、当該電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６のシリンダロッドを手動操作によって伸縮させるためのロッド伸縮用ボタン（図示略）が設けられている。つまり、操作者は、サーボアンプＳＡ１〜ＳＡ６のロッド伸縮用ボタンを操作することにより、電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６のシリンダロッドを伸縮させることができる。
【００３０】
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（伸縮量検出器）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。
【００３１】
各電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６には、シリンダロッドがその可動範囲（シリンダ可動範囲）の下限に達したことを、下限エラーとして検出するための下限リミットセンサ７１ａ〜７６ａが設けられている。また、各電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６には、シリンダロッドがその可動範囲（シリンダ可動範囲）の上限に達したことを、上限エラーとして検出するための上限リミットセンサ７１ｂ〜７６ｂが設けられている。各下限リミットセンサ７１ａ〜７６ａの出力信号ａ１〜ａ６および各上限リミットセンサ７１ｂ〜７６ｂの出力信号ｂ１〜ｂ６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。以下において、下限エラーと上限エラーとを区別せずに総称するときには、「限界エラー」ということにする。
【００３２】
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。
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、限界エラー回避制御部（一時停止手段および戻し制御手段）４２と、初期化制御部４３と、非常停止／解除制御部（非常停止手段）４４とを含んでいる。また、制御装置４０は、履歴メモリ４５を備えている。
【００３３】
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。
【００３４】
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）を所定の制御周期毎に生成する。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、各モーションベース３，４，５，６，７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。
【００３５】
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、履歴メモリ４５に記憶されるととともに、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。履歴メモリ４５には、図７に示すように、位置・姿勢指令値が時間順に記憶される。
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。
【００３６】
非常停止／解除制御部４４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、リミットセンサ７１ａ〜７６ａ，７１ｂ〜７６ｂのいずれかによって限界エラーが検出され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５５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４４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。なお、リミットセンサ７１ａ〜７６ａ，７１ｂ〜７６ｂのいずれかによって限界エラーが検出されたときには、非常停止／解除制御部４４は、表示部５２に限界エラーが発生した旨の表示（限界エラー表示）を行う。
【００３７】
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ための処理（初期化処理）を行う必要がある。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。
【００３８】
ただし、限界エラーが検出されたことによって車両挙動再現装置１が非常停止された場合には、限界エラーが検出された状態で初期化処理を行うことは好ましくない。そこで、限界エラーが検出されることによって車両挙動再現装置１が非常停止された場合には、非常停止状態の解除後において、操作者の操作によって限界エラーが解除されるまでは（限界エラーが検出されない状態とされるまでは）、初期化処理の実行が禁止される。限界エラーの解除は、操作者が目視によって限界エラーが検出されている電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６を特定し、特定した電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６のサーボアンプＳＡ１〜ＳＡ６に設けられたロッド伸縮用ボタンを操作することによって行われる。後述するように、限界エラーが解除されると、初期化制御部４３による初期化処理が開始される。
【００３９】
非常停止／解除ボタン５３がオンされることによって車両挙動再現装置１が非常停止状態となった場合には、操作者によって非常停止／解除ボタン５３がオフされたときに、非常停止／解除制御部４４は、配電盤５５を制御して非常停止状態を解除する。非常停止／解除ボタン５３の操作によって非常停止状態が解除されたときには、非常停止／解除制御部４４は、図８に示すように、表示部５２に各モーションベース３〜７に対応する初期化ボタン８３〜８７を含む操作画面を表示するとともに、初期化開始指令を初期化制御部４３に与える。
【００４０】
一方、限界エラーが検出されることによって車両挙動再現装置１が非常停止状態となった場合には、操作者によって運転準備ボタン５４が操作されたときに、非常停止／解除制御部４４は、配電盤５５を制御して非常停止状態を解除する。運転準備ボタン５４の操作によって非常停止状態が解除されたときには、非常停止／解除制御部４４は、表示部５２への限界エラー表示を維持させる。この場合には、表示部５２に初期化ボタン８３〜８７を含む操作画面は表示されない。この場合、操作者は、目視によって限界エラーが検出されている電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６を特定し、特定した電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６のサーボアンプＳＡ１〜ＳＡ６に設けられたロッド伸縮用ボタンを操作することによって、限界エラーを解除する。限界エラーが解除されると、非常停止／解除制御部４４は、限界エラー表示を消去する。そして、非常停止／解除制御部４４は、図８に示すように、表示部５２に各モーションベース３〜７に対応する初期化ボタン８３〜８７を含む操作画面を表示するとともに、初期化開始指令を初期化制御部４３に与える。
【００４１】
初期化制御部４３は、初期化開始指令が与えられると、初期化処理を実行する。
図９は、初期化制御部４３によって実行される初期化処理の手順の一例を示すフローチャートである。
初期化開始指令が与えられると(ステップＳ１：ＹＥＳ)、初期化制御部４３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Ｓ２）。つまり、初期化制御部４３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Ｓ４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Ｓ２：ＮＯ）、初期化制御部４３は、いずれかの初期化ボタン８３〜８７が操作されたか否かを判別する（ステップＳ３）。
【００４２】
初期化ボタン８３〜８７のいずれもが操作されなかった場合には（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ２に戻る。前記ステップＳ３において、いずれかの初期化ボタン８３〜８７が操作されたと判別された場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、初期化制御部４３は、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４では、初期化制御部４３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。初期化制御部４３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４〜７が初期位置に戻される。この後、初期化制御部４３は、ステップＳ２に戻る。
【００４３】
このようにして、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）、ステップＳ２で肯定判定されるので（ステップＳ２：ＹＥＳ）、初期化制御部４３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Ｓ５)。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、初期化制御部４３は、今回の処理を終了する。
【００４４】
この実施形態では、限界エラーが検出されて非常停止状態にされた場合に車両挙動再現動作を行える状態に戻すためには、操作者は、非常停止状態を解除し、限界エラーを解除し、全てのモーションベース３〜７を初期位置に戻すといった作業を行う必要がある。このため、限界エラーが発生した場合には、車両挙動再現動作を行える状態に戻すために時間がかかるとともに、操作者の負担が増加する。
【００４５】
そこで、この実施形態では、限界エラーが発生するのを回避して、限界エラーが発生した場合にかかる時間および労力の浪費を削減するために、限界エラー回避制御部４２が設けられている。限界エラー回避制御部４２は、車両挙動再現制御部４１によって車両挙動再現制御が行われているときに、限界エラー回避処理を実行する。
図１０は、限界エラー回避制御部４２によって実行される限界エラー回避処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【００４６】
各モーションベース３〜７に６本ずつ電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６が設けられているので、車両挙動再現装置１には３０本の電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６が設けられている。３０本の電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６に、１〜３０の識別番号が与えられているものとする。
各電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６に、シリンダ可動範囲よりも狭い範囲のエラー回避用シリンダ可動範囲が設定されている。エラー回避用シリンダ可動範囲の下限は、シリンダ可動範囲の下限よりも上限側に設定されている。エラー回避用シリンダ可動範囲の上限は、シリンダ可動範囲の上限よりも下限側に設定されている。つまり、エラー回避用シリンダ可動範囲の両端は、それぞれ、シリンダ可動範囲の両端よりも内側に設定されている。
【００４７】
限界エラー回避制御部４２は、識別番号を表す変数ｎに１を設定する（ステップＳ１１）。以下において、識別番号ｎの電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６に設けられた回転角センサ６１〜６６を、「識別番号ｎに対応する回転角センサ６１〜６６」ということにする。限界エラー回避制御部４２は、識別番号ｎに対応する回転角センサ６１〜６６によって検出される回転角（シリンダロッド伸縮量）に基いて、識別番号ｎの電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６のシリンダロッドがエラー回避用シリンダ可動範囲の限界に達したか否かを判別する（ステップＳ１２）。
【００４８】
ステップＳ１２の処理について具体的に説明する。回転角センサ６１〜６６によって検出される回転角（シリンダロッド伸縮量）は、シリンダ本体に対するシリンダロッドの伸張量が大きいほど大きくなるものとする。回転角センサ６１〜６６によって検出される回転角のエラー回避用シリンダ可動範囲の下限に対応する値を下限閾値とし、エラー回避用シリンダ可動範囲の上限に対応する値を上限閾値とする。ステップＳ１２では、限界エラー回避制御部４２は、識別番号ｎに対応する回転角センサ６１〜６６によって検出される回転角が下限閾値以下であるか否かおよび上限閾値以上であるか否かを判別する。識別番号ｎに対応する回転角センサ６１〜６６によって検出される回転角が下限閾値以下であるかまたは上限閾値以上であると判別された場合には、限界エラー回避制御部４２は、識別番号ｎの電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６のシリンダロッドがエラー回避用シリンダ可動範囲の限界に達したと判別する。一方、識別番号ｎに対応する回転角センサ６１〜６６によって検出される回転角が下限閾値より大きくかつ上限閾値よりも小さいと判別された場合には、限界エラー回避制御部４２は、識別番号ｎの電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６のシリンダロッドがエラー回避用シリンダ可動範囲の限界に達していないと判別する。
【００４９】
前記ステップＳ１２において、識別番号ｎの電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６のシリンダロッドがエラー回避用シリンダ可動範囲の限界に達していないと判別された場合には（ステップＳ１２：ＮＯ）、限界エラー回避制御部４２は、変数ｎが３０未満であるか否かを判別する（ステップＳ１３）。変数ｎが３０未満であれば（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、限界エラー回避制御部４２は、変数ｎを１だけインクリメントした後（ステップＳ１４）、ステップＳ１２に戻る。前記ステップＳ１３において、変数ｎが３０以上であると判別された場合には（ステップＳ１３：ＮＯ）、限界エラー回避制御部４２は、ステップＳ１１に戻る。このようにして、３０個の電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６それぞれについて、所定の順番でかつ循環的に、その電動シリンダのシリンダロッドがエラー回避用シリンダ可動範囲の限界に達したか否かが判別される。
【００５０】
前記ステップＳ１２において、識別番号ｎの電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６のシリンダロッドがエラー回避用シリンダ可動範囲の限界に達したと判別された場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、限界エラー回避制御部４２は、全てのモーションベース３〜７を一時停止させるとともに停止車両挙動再現制御部４１の動作を停止させる（ステップＳ１５）。全てのモーションベース３〜７を一時停止させるとは、全てのモーションベース３〜７への電力供給を遮断せずに、全てのモーションベース３〜７を停止させることをいう。例えば、限界エラー回避制御部４２は、全てのモーションベース３〜７を停止させる指令を対応するモーションコントローラ１４に出力してもよいし、車両挙動再現制御部４１からモーションコントローラ１４に位置・姿勢指令値が与えられないようにしてもよい。
【００５１】
次に、限界エラー回避制御部４２は、履歴メモリ２５の記憶履歴に基いて、全てのモーションベース３〜７の位置・姿勢を、１制御周期前の状態に戻す（ステップＳ１６）。これを繰り返して、全てのモーションベース３〜７の位置・姿勢を、Ｍ制御周期前の状態に戻す（ステップＳ１７）。Ｍは予め設定された定数であり、１以上の整数である。これにより、各モーションションベース３〜７の位置・姿勢が、いずれかの電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６のシリンダロッドがエラー回避用シリンダ可動範囲の限界に達したことが検出されたときよりも前の位置・姿勢に戻される。そして、今回の処理を終了する。
【００５２】
Ｍ制御周期戻った状態で、運転条件を変えないで車両挙動再現動作を再度行えば、いずれかのシリンダのシリンダロッドがエラー回避用シリンダ可動範囲の限界に再度達することが予想されるので、車両挙動再現動作を再度行う場合には運転条件を一部変更することが好ましい。
上記実施形態では、複数のモーションベース３〜７の複数の電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６のいずれかのシリンダロッドが、シリンダ可動範囲の両端よりも両端が内側に設定されているエラー回避用シリンダ可動範囲の限界に達したことが検出されたときには、複数のモーションベース３〜７が一時停止される。これにより、限界エラーが発生するのを未然に回避することができる。これにより、限界エラーが発生した場合にかかる時間および労力の浪費を削減できる。また、一時停止後に、各モーションションベース３〜７の位置・姿勢が、いずれかの電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６のシリンダロッドがエラー回避用可動範囲の限界に達したことが検出されたよりも前の位置・姿勢に戻される。これにより、各モーションションベース３〜７の位置・姿勢を、限界エラーが発生するおそれのない位置まで戻すことができる。
【００５３】
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、前述の実施形態では、限界エラー回避制御部４２は、各電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６に設けられた回転角センサ６１〜６６の出力信号に基いて、当該電動シリンダＣＹ１〜ＣＹ６のシリンダロッドがエラー回避用可動範囲の限界に達したか否かを判別している。しかし、限界エラー回避制御部４２は、回転角センサ６１〜６６以外のセンサを用いて、電動シリンダのシリンダロッドがエラー回避用可動範囲の限界に達したか否かを判別してもよい。回転角センサ６１〜６６以外のセンサとしては、例えば、電動シリンダのシリンダロッドがエラー回避用可動範囲の限界に達したことを検出するためのリミットスイッチであってもよい。
【００５４】
また、前述の実施形態では、図９のステップＳ１で初期化開始指令が与えられた時点において、モーションベース３〜７の中に初期位置にあるものが存在していたとしても、全てのモーションベースに対する初期化処理（ステップＳ４の処理）が完了した後でなければ、車両挙動再現制御部４１の動作禁止状態は解除されない。しかし、図９のステップＳ１で初期化開始指令が与えられた時点で初期位置にあるモーションベースに対しては初期化処理（ステップＳ４の処理）を行わなくても、それ以外のモーションベースに対する初期化処理が完了したときに、車両挙動再現制御部４１の動作禁止状態を解除するようにしてもよい。この場合には、前記ステップＳ２では、初期化制御部４３は、全てのモーションベース３〜７が初期位置にあるか否かを判別すればよい。
【００５５】
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。
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】
【００５６】
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…限界エラー回避制御部、４３…初期化制御部、４４…非常停止／解除制御部、４５…履歴メモリ、５３…非常停止／解除ボタン、５４…運転準備ボタン、５５…配電盤、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】
2016130708.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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【図７】
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【図８】
2016130708.tif 000010
【図９】
2016130708.tif 000011
【図１０】
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