【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドライバーへの操舵反力の伝達を含む車両挙動をシミュレーションするドライビングシミュレータと、ステアリング装置に操舵反力に相関する負荷が付与された状態をシミュレーションするステアリングシミュレータとを備える車両用シミュレーションシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ドライビングシミュレータとして、舵角入力部、駆動力入力部、制動力入力部を含む入力部の生成信号に応じて、その舵角入力部の操作反力を付与するアクチュエータを含むドライビングシミュレータ側アクチュエータを制御することで、操舵反力の伝達を含む車両挙動をシミュレーションするものがある。 このドライビングシミュレータによれば、実車走行を行うことなくドライバーに運転感覚を与え、車両の挙動やドライバーの挙動等を評価できる。

【０００３】ステアリングシミュレータとして、台車に装着されたステアリング装置に取り付けられる左右車輪を載置面上に載置し、そのステアリング装置に負荷を付与するアクチュエータを含む負荷付与機構を制御することで、そのステアリング装置に操舵反力に相関する負荷が付与された状態をシミュレーションするものがある。
このステアリングシミュレータによれば、実車走行を行うことなく、実車搭載前のプロトタイプのステアリング装置における負荷付与時の特性を評価できる。

【０００４】さらに、そのドライビングシミュレータとステアリングシミュレータとを組み合わせ、ドライビングシミュレータによりその伝達がシミュレーションされる操舵反力に相関する負荷を、ステアリングシミュレータにおいてステアリング装置に付与することが提案されている。 これにより、その操舵反力に相関する負荷をドライビングシミュレータの入力部の生成信号に応じて変化させることができることから、実車走行実験により膨大なデータを蓄積することなく、ステアリングシミュレータにおいてステアリング装置に多様な走行状態での操舵反力に相関する負荷を付与できる。

【０００５】そのステアリングシミュレータにおいて、
ステアリング装置に付与する操舵反力に相関する負荷としては、各車輪の分担荷重やキングピン軸回りに作用するセルフアライニングトルク等がある。 その車輪分担荷重に対応する負荷は、その負荷付与機構によりステアリング装置に取り付けられる車輪を載置面に押し付けることで付与される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】その操舵反力に相関する負荷は、実走車両においては各車輪と路面との間の動摩擦係数に相関する。 そのため、ステアリングシミュレータにおいてステアリング装置に取り付けられる各車輪を、車軸中心に回転させることなく載置面に押し付けた場合、車両諸元から定まる車輪分担荷重に対応する負荷をステアリング装置に付与しただけでは、実走車両における各車輪と路面との間の動摩擦係数を反映した操舵反力に相関する負荷を付与できない。 しかし、ステアリングシミュレータにおいてステアリング装置に取り付けられる車輪を載置面上で実際に車軸中心に回転させるためには、その載置面を回転ローラの外周面等により構成する必要があり、ステアリングシミュレータが大型化、複雑化して高価なものになるという問題がある。

【０００７】本発明は、上記問題を解決することのできる車両用シミュレーションシステムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、舵角入力部、
駆動力入力部、制動力入力部を含む入力部と、その舵角入力部の操作反力を付与するアクチュエータを含むドライビングシミュレータ側アクチュエータとを有し、操舵反力の伝達を含む車両挙動をシミュレーションするドライビングシミュレータと、ステアリング装置に負荷を付与するアクチュエータを含む負荷付与機構を制御することで、そのステアリング装置に操舵反力に相関する負荷が付与された状態をシミュレーションするステアリングシミュレータと、その入力部により生成された信号と、
予め定められた各車輪分担荷重を含む設定条件とに応じて、セルフアライニングトルクを含む制御パラメータを演算する手段とを備え、そのステアリングシミュレータは、そのステアリング装置に取り付けられた左右車輪の載置面を有すると共に、各車輪を車軸中心に回転させることなく、その負荷付与機構により各車輪を載置面に押し付け可能とされ、ドライビングシミュレータによりその伝達がシミュレーションされる操舵反力に相関する負荷を、その制御パラメータに基づきステアリングシミュレータにおいてステアリング装置に付与可能な車両用シミュレーションシステムにおいて、その載置面への負荷付与機構による左右車輪の押し付け荷重の変化と、その変化に伴う操舵トルクの変化との関係を記憶する手段と、前記設定条件として予め定められる各車輪分担荷重の補正値と、前記制御パラメータとして演算されるセルフアライニングトルクをステアリング装置の操舵中心回りのトルクに換算した値との関係が、その記憶した関係に対応するように、各補正値を演算する手段と、そのステアリング装置に取り付けられた各車輪を載置面に押し付けることで、各車輪分担荷重の補正値に対応する負荷を操舵反力に相関する負荷として付与できるように、その負荷付与機構が制御されることを特徴とする。 本発明の構成によれば、載置面への負荷付与機構による左右車輪の押し付け荷重の変化と、その変化に伴う操舵トルクの変化との記憶される関係は、その左右車輪と載置面との間の動摩擦係数を反映する。 よって、ドライビングシミュレータにおいて設定条件として予め定められる各車輪分担荷重の補正値と、制御パラメータとして演算されるセルフアライニングトルクをステアリング装置の操舵中心回りのトルクに換算した値との関係を、その記憶される関係に対応させることで、各補正値はその動摩擦係数を反映したものとなる。 よって、ステアリング装置に取り付けられた左右車輪を載置面に押し付けることで、
各補正値に対応する負荷を操舵反力に相関する負荷として付与し、実走車両における各車輪と路面との間の動摩擦係数を反映した操舵反力に相関する負荷を付与できる。 その左右車輪を載置面に押し付ける際に、各車輪を車軸中心に回転させる必要がないので、ステアリングシミュレータの構造を簡単化できる。

【０００９】その載置面への負荷付与機構による左右車輪の押し付け荷重の変化と、その変化に伴う操舵トルクの変化との関係として、その押し付け荷重をＷａ、操舵トルクをＴａとした場合に、Ｋａ＝Ｗａ／Ｔａにより求められる比例定数Ｋａを記憶し、前記設定条件として予め定められる右車輪分担荷重をＷｆｒｏ、左車輪分担荷重をＷｆｌｏ、前記制御パラメータとして演算されるセルフアライニングトルクを前記ステアリング装置の操舵中心回りのトルクに換算した値をＳＡＴ、車輪分担荷重合計をＷとして、Ｗｆｒ＝ＳＡＴ・Ｋａ・Ｗｆｒｏ／Ｗ
により右車輪分担荷重の補正値Ｗｆｒを演算し、Ｗｆｌ
＝ＳＡＴ・Ｋａ・Ｗｆｌｏ／Ｗにより左車輪分担荷重の補正値Ｗｆｌを演算するのが好ましい。 その比例定数は載置面と各車輪との間の動摩擦係数に対応することから、各車輪分担荷重の補正値を容易に求めることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１に示す車両用シミュレーションシステムは、図２に示すドライビングシミュレータ１
と、図３に示すステアリングシミュレータ１００とを備える。

【００１１】そのドライビングシミュレータ１は、オペレータを支持する本体２、この本体２の作動用アクチュエータ３、ステアリングホイールを模した舵角入力部４、その舵角入力部４への操作反力付加用アクチュエータ５、アクセルペダルを模した駆動力入力部６、ブレーキペダルを模した制動力入力部７、映像表示部９、および入力装置１０を備える。

【００１２】その本体２は、支持プレート２ａと、この支持プレート２ａ上に設けられるオペレータシート２ｂ
と、その支持プレート２ａの周縁部に設けられる柵２ｃ
を有する。

【００１３】その本体２の作動用アクチュエータ３は複数の電動シリンダにより構成され、各電動シリンダの一端は支持プレート２ａにリンク接続され、他端は床上のベース１１にリンク接続される。 各電動シリンダの伸縮により本体２を任意方向に作動させることが可能とされている。 そのアクチュエータ３により本体２を作動させることで、車両挙動として車体の動きがシミュレーションされる。 この本体作動用アクチュエータ３は制御装置８に接続されている。 なお、本体作動用アクチュエータ３の構成は、車両挙動のシミュレーションを行うことができるように本体２を作動させることができれば特に限定されない。

【００１４】その舵角入力部４は、その本体２に回転操作可能に取り付けられる操作部４ａと、この操作部４ａ
の回転角度を検知する角度センサ４ｂと、この操作部４
ａの操作トルクを検知するトルクセンサ４ｃとを有する。 その角度センサ４ｂは、オペレータによる操作部４
ａの回転操作角度に応じた操舵角信号を生成して制御装置８に送る。 そのトルクセンサ４ｃは、オペレータによる操作部４ａの操作トルクに応じた操舵トルク信号を制御装置８に送る。

【００１５】その操作反力付加用アクチュエータ５は、
その舵角入力部４の一端に接続されるモータにより構成され、その舵角入力部４に操作反力を作用させる。 このアクチュエータ５は上記制御装置８に接続され、入力部４、６、７の生成信号に応じて制御される。 そのアクチュエータ５により舵角入力部４に操作反力を作用させることで、車両挙動として路面からステアリングホイールを介するドライバーへの操舵反力の伝達がシミュレーションされる。

【００１６】その駆動力入力部６は、その本体２に踏み込み操作可能に取り付けられる操作部６ａと、この操作部６ａの踏み込み量の検知センサ６ｂとを有する。 そのセンサ６ｂは、オペレータによる操作部６ａの踏み込み量に応じた駆動信号を生成して制御装置８に送る。

【００１７】その制動力入力部７は、その本体２に踏み込み操作可能に取り付けられる操作部７ａと、この操作部７ａの踏み込み量の検知センサ７ｂとを有する。 そのセンサ７ｂは、オペレータによる操作部７ａの踏み込み量に応じた制動信号を生成して制御装置８に送る。

【００１８】その映像表示部９は、例えばＣＲＴディスプレイ等の表示器により構成され、制御装置８から送られる画像信号に応じた映像を表示する。

【００１９】上記ステアリングシミュレータ１００は、
フレーム状の本体１０１と左右車輪１０３を有する台車１０５と、この台車１０５を支持する支持機構１０６を備える。 その台車１０５に取り付けられるステアリング装置１０４に、その車輪１０３がサスペンション１０２
を介して取り付けられる。

【００２０】そのステアリング装置１０４は、ステアリングホイール１０７とステアリングギヤとを備える。 そのステアリングギヤは、本実施形態ではラックピニオン型とされ、ステアリングホイール１０７の回転運動をラックの車両幅方向移動に変換する運動変換機構により構成され、そのステアリングホイール１０７の回転により両車輪１０３を転舵させる。 なお、ステアリングギヤの型式は特に限定されず、例えばボールスクリュー型であってもよい。

【００２１】そのステアリング装置１０４を操舵するためにステアリングホイール１０７の回転力を発生する操舵用アクチュエータ１６１と、そのステアリング装置１
０４の操舵反力として操舵トルクを検出するトルクセンサ１６２とが設けられている。 ステアリング装置１０４
が電動パワーステアリング装置のように操舵補助力を発生するアクチュエータと、操舵トルク検出用センサとを有する場合、そのアクチュエータとセンサを、その操舵用アクチュエータ１６１とトルクセンサ１６２として利用するのが好ましい。

【００２２】その支持機構１０６は板状の左右第１支持プレート１２１を有する。 上記左右車輪１０３は、ゴム製タイヤと、このタイヤの内周に装着される金属製ホイールとを有する。 両第１支持プレート１２１の上面それぞれが載置面１２１ａとされ、左方の第１支持プレート１２１の載置面１２１ａに左方の車輪１０３が載置され、右方の第１支持プレート１２１の載置面１２１ａに右方の車輪１０３が載置される。

【００２３】本体１０１の後部にはステアリング装置を介することなくサスペンションを介して後部左右車輪（図示省略）が取り付けられ、その載置面１２１ａと同一高さの別の載置面上に載置される。 なお、４輪操舵車両のシミュレーションを行う場合、台車の後部に取り付けたステアリング装置に左右車輪を取り付け、前部左右車輪と同様にして負荷を付与するようにしてもよい。

【００２４】左右第１支持プレート１２１それぞれは左右支持装置１１０により、上下方向軸中心に回転可能、
前後方向と左右方向に沿って移動可能に支持されている。 すなわち、各支持装置１１０は、図４に示すように、上記第１支持プレート１２１を上下方向に沿う軸１
２２中心に回転可能に支持する第２支持プレート１２３
と、この第２支持プレート１２３をレール１２４を介して台車１０５の左右方向に沿って移動可能に支持する第３支持プレート１２５と、この第３支持プレート１２５
をレール１２６を介して台車１０５の前後方向に沿って移動可能に支持する第４支持プレート１２７とを有する。 その第４支持プレート１２７が床等の固定側１５０
に取り付けられている。

【００２５】上記ステアリング装置１０４に操舵反力に相関する負荷を台車１０５を介して付与するステアリングシミュレータ側アクチュエータを有する負荷付与機構１１１が設けられている。 この負荷付与機構１１１により付与される負荷の大きさと方向は変更可能とされている。 その負荷付与機構１１１は左右第１負荷付与装置１
３０と左右第２負荷付与装置１４０とを有する。

【００２６】各第１負荷付与装置１３０は、第１支持プレート１２１から台車１０５の左右車輪１０３を介してステアリング装置１０４に負荷を付与する。 すなわち、
各第１負荷付与装置１３０は、第１アクチュエータ１３
１と、第２アクチュエータ１３２と、第３アクチュエータ１３３を有する。 各アクチュエータ１３１、１３２、
１３３は伸縮可能な油圧式アクチュエータにより構成され、伸縮することで加振機能を奏することもできる。 なお各アクチュエータは電動式でも良い。

【００２７】各第１アクチュエータ１３１のシリンダチューブ１３１ａは第２支持プレート１２３に上下方向軸１３１ｃ中心に揺動可能に連結され、移動ロッド１３１
ｂは第１支持プレート１２１に前記軸１２２から偏心した位置において上下方向軸１３１ｄ中心に相対回転可能に連結され、前記軸１２２を通ることのない横方向に沿って伸縮可能とされている。 これにより、各第１アクチュエータ１３１により第１支持プレート１２１それぞれを上下方向軸１２２中心に回転させるモーメントを付与することで、各載置面１２１ａ上の車輪１０３それぞれに上下方向軸回りの負荷を付与できる。 この負荷の方向と大きさは各第１アクチュエータ１３１の駆動方向と駆動力とに応じて変更できる。

【００２８】各第２アクチュエータ１３２のシリンダチューブ１３２ａは第３支持プレート１２５に上下方向軸１３２ｃ中心に揺動可能に連結され、移動ロッド１３２
ｂは第２支持プレート１２３に上下方向軸１３２ｄ中心に揺動可能に連結され、台車１０５の左右方向（図４の左右方向）に沿って伸縮可能とされている。 各第３アクチュエータ１３３のシリンダチューブ１３３ａは第４支持プレート１２７に上下方向軸１３３ｃ中心に揺動可能に連結され、移動ロッド１３３ｂは第３支持プレート１
２５に上下方向軸１３３ｄ中心に揺動可能に連結され、
台車１０５の前後方向（図４の上下方向）に沿って伸縮可能とされている。 これにより、各第２アクチュエータ１３２により各第２支持プレート１２３を介して第１支持プレート１２１それぞれを台車１０５の左右方向に沿って移動させる横方向力を付与できる。 各第３アクチュエータ１３３により各第２支持プレート１２３と各第３
支持プレート１２５を介して第１支持プレート１２１それぞれを台車１０５の前後方向に沿って移動させる横方向力を付与できる。 よって、各第２、第３アクチュエータ１３２、１３３により各載置面１２１ａ上の車輪１０
３それぞれを介して、両横方向力の合力に対応する横方向に沿う負荷をステアリング装置１０４に付与できる。
この負荷の方向と大きさは各第２、第３アクチュエータ１３２、１３３の駆動方向と駆動力とに応じて変更できる。

【００２９】各第２負荷付与装置１４０は台車１０５の各サスペンション１０２を介してステアリング装置１０
４に負荷を付与可能な第４アクチュエータ１４１を有する。 各第４アクチュエータ１４１は上下方向に沿って伸縮可能な油圧式アクチュエータにより構成され、伸縮することで加振機能を奏することもできる。 なお各アクチュエータは電動式でも良い。 各第４アクチュエータ１４
１は、シリンダチューブ１４１ａが固定側１５０に取り付けられ、伸縮ロッド１４１ｂがサスペンション１０２
に接するものとされている。 これにより、各第４アクチュエータ１４１により、上下方向に沿ってサスペンション１０２を介して左右車輪１０３それぞれを車軸中心に回転させることなく載置面１２１ａに押し付けることができる。 その押し付けにより左右車輪１０３それぞれを介してステアリング装置１０４にサスペンション１０２
を介して上下方向に沿う負荷が付与され、その負荷は第４アクチュエータ１４１の伸縮によって変化する。

【００３０】なお、左右車輪１０３それぞれを介して付与される上下方向に沿う負荷を、サスペンション１０２
側からではなく第１支持プレート１２１側から付与するようにしてもよい。 例えば、図３において２点鎖線で示すように、左右支持装置１１０を上下方向に伸縮可能な左右アクチュエータ１４１′により支持し、各アクチュエータ１４１′により各第１支持プレート１２１を介して左右車輪１０３それぞれを押し上げ、その押し上げによる各サスペンション１０２の上方への変位を固定側１
５０により受けられるようにする。

【００３１】上記第４アクチュエータ１４１の伸縮により、左右車輪１０３を介してステアリング装置１０４に付与される上下方向に沿う負荷が変化する。 これにより、横加速度によるロール運動に基づき変化する負荷が付与された状態をシミュレーションできる。 路面の粗さ変化やタイヤ構造の相違に基づく各車輪と路面との間の摩擦係数の変化は、各車輪の分担荷重と摩擦係数との積である摩擦抵抗の変化に対応する。 その摩擦抵抗の変化は各車輪１０３を介してステアリング装置１０４に付与される上下方向に沿う負荷の変化に対応する。 よって、
各第４アクチュエータ１４１の伸縮により各車輪１０３
に付与される上下方向に沿う負荷を変化させることにより、その摩擦係数に応じた負荷が付与された状態をシミュレーションできる。 また、各車輪１０３のタイヤのトレッド溝の深さや載置面１２１ａの粗さを変更調整することで、その摩擦係数に応じた負荷が付与された状態をシミュレーションしてもよい。 実際の車両の操舵状態において車輪に作用するコーナリングフォースの変化は、
第１支持プレート１２１上の左右車輪１０３それぞれに作用する横方向の負荷の変化に対応する。 すなわち、図５は実際の車輪に作用する負荷を示すもので、車両の進行方向（矢印ａで示す）に対して車輪Ｔの回転面（２点鎖線ｂで示す）が滑り角θをなして操舵されている状態では、その車輪ＴにコーナリングフォースＦが横方向に沿って作用し、また、セルフアライニングトルクＭが上下方向軸回りに作用する。 そして、左右車輪１０３に付与される横方向の負荷は、各第２アクチュエータ１３２
により第１支持プレート１２１それぞれを台車１０５の左右方向に沿って移動させる横方向力と、各第３アクチュエータ１３３により第１支持プレート１２１それぞれを台車１０５の前後方向に沿って移動させる横方向力の合力に対応する。 この合力の大きさと方向は、各第２、
第３アクチュエータ１３２、１３３の発生圧力を変化させることで任意に変更できる。 よって、各第２、第３アクチュエータ１３２、１３３の伸縮により、変化するコーナリングフォースが付与された状態をシミュレーションできる。 実際の車両の操舵状態において車輪に作用するセルフアライニングトルクの変化は、第１支持プレート１２１上の左右車輪１０３それぞれに作用するキングピン軸まわりのモーメントの変化により対応する。 すなわち、実際の車両の車輪に作用するセルフアライニングトルクはキングピン軸回りに作用する。 そして、左右車輪１０３に付与される上下方向軸１２２まわりの負荷は、各第１アクチュエータ１３１により第１支持プレート１２１それぞれを上下方向軸１２２中心に回転させるモーメントに対応する。 このモーメントの大きさと方向は、各第１アクチュエータ１３１の駆動力を変更することで任意に変更できる。 よって、各第１アクチュエータ１３１の伸縮により、変化するセルフアライニングトルクが付与された状態をシミュレーションできる。

【００３２】図１に示すように、上記第１〜第４アクチュエータ１３１、１３２、１３３、１４１と操舵用アクチュエータ１６１とトルクセンサ１６２は、制御装置８
に接続される。 また、その制御装置８に、その第１〜第４アクチュエータ１３１、１３２、１３３、１４１のストロークを検知するストロークセンサ１３１′、１３
２′、１３３′、１４１′と、モニタ、外部記憶装置、
プリンタ等のデータ出力装置１５４が接続されている。

【００３３】その制御装置８は、ドライビングシミュレータ１を制御する第１制御部２１と、ステアリングシミュレータ１００を制御する第２制御部２２とを有する。
その第１制御部２１と第２制御部２２は、それぞれコンピュータにより構成され、互いに信号を授受可能にインターフェイスを介して接続される。 なお、その第１制御部２１と第２制御部２２を、両制御部２１、２２の機能を奏する１台のコンピュータから構成してもよい。

【００３４】その第１制御部２１はドライビングシミュレーション用プログラムを記憶し、ドライビングシミュレータ側アクチュエータ３、５を上記入力部４、６、７
の生成信号に応じてそのプログラムに従い制御する。 すなわち、そのプログラムにより設定され、あるいは入力装置１０から入力される車両質量、各車輪の分担荷重、
ホイールベースや車両重心位置やニューマティックトレール等の車両寸法諸元、車輪と接地面との間の摩擦係数等のシミュレーションのための設定条件と、上記入力部４、６、７により生成された操舵角信号、操舵トルク信号、駆動信号、制動信号とに応じて、シミュレーションのための制御パラメータを演算する。 その制御パラメータとして、セルフアライニングトルク、車両の前後方向速度、前後方向加速度、横方向速度、横方向加速度、ヨーレート、コーナリングフォース、走行距離、操舵方向等が求められるが、これらに限定されるものではない。
その制御パラメータの算出は、実車走行試験におけるデータに基づく公知の演算式を用いて行うことができる。

【００３５】その第２制御部２２は、記憶したステアリングシミュレーション用プログラムに従い負荷付与機構１１１を構成するステアリングシミュレータ側アクチュエータ１３１、１３２、１３３、１４１を制御する。 これにより、ステアリングシミュレータ１００において、
ステアリング装置１０４に操舵反力に相関する負荷が付与された状態をシミュレーションする。

【００３６】上記システムによるシミュレーションに先立ち、負荷付与機構１１１による載置面１２１ａへの左右車輪１０３の押し付け荷重の変化と、その変化に伴うステアリング装置１０４の操舵トルクの変化との関係が予め求められ、その関係が第１制御部２１に記憶される。 その操舵トルクは左右車輪１０３と載置面１２１ａ
との間の動摩擦力に対応する。 図６に示すように、その押し付け荷重Ｗａを第４アクチュエータ１４１により変化させた時の操舵トルクＴａの変化をトルクセンサ１６
２により測定し、Ｋａ＝Ｗａ／Ｔａにより求められる比例定数Ｋａがその関係として記憶される。

【００３７】第１制御部２１は、上記設定条件として予め定められる各車輪分担荷重の補正値と、上記制御パラメータとして演算されるセルフアライニングトルクをステアリング装置１０４の操舵中心回りのトルクに換算した値との関係が、その記憶した関係に対応するように、
各補正値を演算する。 すなわち、その関係として記憶される上記比例定数Ｋａを含む以下の式（１）、（２）により、右車輪分担荷重の補正値Ｗｆｒと左車輪分担荷重の補正値Ｗｆｌとが演算される。 その式（１）、（２）
においては、上記設定条件として予め定められる右車輪分担荷重をＷｆｒｏ、左車輪分担荷重をＷｆｌｏ、その制御パラメータとして演算されるセルフアライニングトルクをステアリング装置１０４の操舵中心、すなわちステアリングホイール１０７の回転中心回りのトルクに換算した値をＳＡＴ、車輪分担荷重合計をＷ（＝Ｗｆｒｏ
＋Ｗｆｌｏ）としている。 なお、そのセルフアライニングトルクのＳＡＴへの換算のため、ステアリング装置１
０４のステアリングホイール１０７の回転角変化に対する車輪１０３のトー角変化の減速比が、第１制御部２１
のドライビングシミュレーション用プログラムにより設定され、あるいは入力装置１０から入力される設定条件とされる。

【００３８】 Ｗｆｒ＝ＳＡＴ・Ｋａ・Ｗｆｒｏ／Ｗ （１） Ｗｆｌ＝ＳＡＴ・Ｋａ・Ｗｆｌｏ／Ｗ （２）

【００３９】第２制御部２２が負荷付与機構１１１の第４アクチュエータ１４１を制御することで、左右車輪１
０３が載置面１２１ａに押し付けられ、各車輪分担荷重の補正値Ｗｆｒ、Ｗｆｌに対応する負荷が操舵反力に相関する負荷として付与される。 本実施形態では、第２制御部２２は右車輪分担荷重Ｗｆｒｏの補正値Ｗｆｒに対応するストローク目標値を演算し、そのストローク目標値とストロークセンサによる右車輪１０３用第４アクチュエータ１４１のストローク検出値との偏差をなくすように、その第４アクチュエータ１４１をフィードバック制御し、また、左車輪分担荷重Ｗｆｌｏの補正値Ｗｆｌ
に対応するストローク目標値を演算し、そのストローク目標値とストロークセンサによる左車輪１０３用第４アクチュエータ１４１のストローク検出値との偏差をなくすように、その第４アクチュエータ１４１をフィードバック制御する。

【００４０】また、第２制御部２２は、ドライビングシミュレータ１によりその伝達がシミュレーションされる操舵反力に相関する負荷を、その第１制御部２１から送られる信号に応じて求め、その負荷を負荷付与機構１１
１を制御することでステアリング装置１０４に付与する。 その操舵反力に相関する負荷として、例えばキングピン軸回りに作用するセルフアライニングトルクやコーナリングフォースに対応する負荷が、第１〜第３アクチュエータ１３１、１３２、１３３の制御により付与される。 すなわち第２制御部２２は、その操舵反力に相関する負荷に対応するストローク目標値を上記制御パラメータに基づき演算し、そのストローク目標値とストロークセンサによる第１〜第３アクチュエータ１３１、１３
２、１３３のストローク検出値との偏差をなくすように、第１〜第３アクチュエータ１３１、１３２、１３３
をフィードバック制御する。

【００４１】そのセルフアライニングトルクやコーナリングフォースは、上記のように第１制御部２１によりドライビングシミュレータ側アクチュエータ３、５の制御パラメータとして求められるので、そのセルフアライニングトルクやコーナリングフォースに対応する負荷は、
その制御パラメータに対応する第１制御部からの信号により求めることができる。 この際、その制御パラメータはドライビングシミュレータ１のオペレータの操作により変化することから、多様な走行状態での操舵反力に相関する負荷を、実車走行実験により膨大なデータを蓄積することなく得ることができる。

【００４２】これにより、負荷付与機構１１１を構成するステアリングシミュレータ側アクチュエータ１３１、
１３２、１３３、１４１は、ドライビングシミュレータ１によりその伝達がシミュレーションされる操舵反力に相関する負荷がステアリング装置１０４に付与されるように、第１制御部２１から送られる信号に応じて第２制御部２２によって制御される。 すなわちステアリングシミュレータ１００により、実際の車両走行時における操舵反力に相関する負荷を、負荷付与機構１１１により台車１０５を介してステアリング装置１０４に付与することで、実際の車両においてステアリング装置１０４に負荷が付与された状態がシミュレーションされる。 その負荷付与機構１１１により付与される負荷の大きさと方向が変更可能とされているので、走行条件の変更に応じたシミュレーションができる。 また、第２制御部２２は、
ドライビングシミュレータ１の操作部４ａの回転角度と同一角度だけステアリングホイール１０７が回転するように、第１制御部２１から送られる舵角入力部４の角度センサ４ｂの生成信号に応じて、操舵用アクチュエータ１６１を制御する。 これにより、ステアリング装置１０
４は舵角入力部４の操作に対応して操舵される。

【００４３】上記第１制御部２１は、上記制御パラメータに応じた制御信号を出力し、その制御信号に応じて上記本体作動用アクチュエータ３を作動させる。 また第１
制御部２１は、操作反力付加用アクチュエータ５を、第２制御部２２から送られるステアリングシミュレータ１
００のトルクセンサ１６２により検出されるステアリング装置１０４の操舵反力の検出信号に応じて制御する。
すなわち、ドライビングシミュレータ１の舵角入力部４
の操作反力トルクが、ステアリングシミュレータ１００
のステアリング装置１０４の操舵トルクに一致するように、操作反力付加用アクチュエータ５が駆動される。 これにより、そのステアリング装置１０４の操舵反力に対応する操作反力を舵角入力部４に付与することで、ドライビングシミュレータ１において、ステアリング装置１
０４を操舵した場合の操舵反力の伝達のシミュレーションを行うことができる。 また第１制御部２１は、仮想の風景を生成するための画像信号を出力することで映像表示部９を制御する。 すなわち、シミュレートされる本体２の前後方向速度、前後方向加速度、横方向速度、横方向加速度、ヨーレート等が、その制御パラメータに対応するように本体作動用アクチュエータ３が駆動され、車速、走行距離、操舵方向等に応じて仮想風景が変化するように映像表示部９に画像信号が出力される。

【００４４】上記ドライビングシミュレータ１およびステアリングシミュレータ１００によるシミュレーションに際して、ドライビングシミュレータ１によりシミュレーションされる車両挙動を示す振動波形や、ステアリング装置１０４の特性を示す振動波形等がデータ出力装置１５４に出力され、ステアリング装置１０４の機構や構造の解析や設計に利用される。

【００４５】上記構成によれば、載置面１２１ａへの負荷付与機構１１１による左右車輪１０３の押し付け荷重の変化と、その変化に伴う操舵トルクの変化との記憶される関係は、その左右車輪１０３と載置面１２１ａとの間の動摩擦係数を反映する。 よって、ドライビングシミュレータ１において設定条件として予め定められる各車輪分担荷重Ｗｆｒｏ、Ｗｆｌｏの補正値Ｗｆｒ、Ｗｆｌ
と、制御パラメータとして演算されるセルフアライニングトルクをステアリング装置１０４の操舵中心回りのトルクに換算した値ＳＡＴとの関係を、その記憶される関係に対応させることで、各補正値Ｗｆｒ、Ｗｆｌはその動摩擦係数を反映したものとなる。 よって、ステアリング装置１０４に取り付けられた左右車輪１０３を載置面１２１ａに押し付けることで、各補正値Ｗｆｒ、Ｗｆｌ
に対応する負荷を操舵反力に相関する負荷として付与し、実走車両における左右車輪と路面との間の動摩擦係数を反映した操舵反力に相関する負荷を付与できる。 その左右車輪１０３を載置面１２１ａに押し付ける際に、
各車輪１０３を車軸中心に回転させる必要がないので、
ステアリングシミュレータ１００の構造を簡単化できる。 また、その記憶される関係として、その載置面１２
１ａと各車輪１０３との間の動摩擦係数に対応する比例定数Ｋａを用いることで、各補正値Ｗｆｒ、Ｗｆｌを容易に求めることができる。 これにより、ドライビングシミュレータ１とステアリングシミュレータ１００とを用いて多様な走行条件下でのシミュレーションを行う場合に、そのステアリングシミュレータ１００において車輪を実際に回転させることなく、走行中における車輪分担荷重の負荷を簡便に模擬することができ、例えばステアリング装置１０４の操舵補助力発生用アクチュエータを操舵用アクチュエータ１６１として利用する場合に、そのアクチュエータ１６１の実車走行時における応答性を簡便に模擬するのに供することができる。

【００４６】本発明は上記実施形態に限定されない。 例えば、第１制御部と第２制御部を通信装置を介して接続したり、あるいは、第１制御部と第２制御部によりデータの読み書きができる共有メモリを設け、この共有メモリを介して両制御部を接続してもよい。 ステアリングシミュレータとして、台車に実際にロール運動をさせることができるものを用いてもよい。 また、ストロークセンサ１３１′、１３２′、１３３′、１４１′に代えて、
操舵反力に相関する負荷に対応する第１〜第４アクチュエータ１３１、１３２、１３３、１４１の駆動力を検知する駆動力センサを第２制御部２２に接続するようにしてもよい。 そのような駆動力センサは、例えば第１支持プレート１２１と第２支持プレート１２３との間に配置されて、第１〜第４アクチュエータ１３１、１３２、１
３３、１４１により付与される駆動力を検出する公知の多軸センサにより構成できる。 この場合、第２制御部２
２は、操舵反力に相関する負荷に対応する駆動力目標値を演算し、その駆動力目標値と駆動力センサによる駆動力検出値との偏差をなくすように、第１〜第４アクチュエータ１３１、１３２、１３３、１４１をフィードバック制御する。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、実走車両における路面からの操舵反力の作用を、簡単な構造で、実車走行データを要することなく多様な走行条件下でシミュレーションできる簡便で汎用性の高い車両用シミュレーションシステムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のドライビングシミュレータとステアリングシミュレータの構成説明図

【図２】本発明の実施形態のドライビングシミュレータの斜視図

【図３】本発明の実施形態のステアリングシミュレータの正面図

【図４】本発明の実施形態のステアリングシミュレータの要部の平面図

【図５】車輪に作用する負荷の説明図

【図６】本発明の実施形態のステアリングシミュレータにおける車輪の載置面への押し付け荷重の変化と、その変化に伴うステアリング装置の操舵トルクの変化との関係を示す図

【符号の説明】

１ ドライビングシミュレータ ３、５ アクチュエータ ４ 舵角入力部 ６ 駆動力入力部 ７ 制動力入力部 ８ 制御装置 ２１ 第１制御部 ２２ 第２制御部 １００ ステアリングシミュレータ １０３ 車輪 １０４ ステアリング装置 １１１ 負荷付与機構 １２１ａ 載置面 １６１ 操舵用アクチュエータ １６２ トルクセンサ