CN102651179A - 骑行模拟器 - Google Patents

Abstract

一种骑行模拟器，该骑行模拟器使得操作员能够从声音(人工声音)和振动(人工振动)意识到脚踏板(踏板)已经与地接触，并且使得能够为操作员更有效地提供驾驶时的真实感。该骑行模拟器包括用于计算模拟车辆的在虚拟空间中的虚拟车辆的虚拟侧倾角Roll_i的虚拟侧倾角计算装置以及用于将所述虚拟侧倾角Roll_i与预先设置的第一预定角度Roll_is相互比较的第一角度比较装置。当所述虚拟侧倾角Roll_i超过所述第一预定角度Roll_is时，从控制所述模拟车辆16的侧倾角的致动器单元20向所述模拟车辆16施加振动。该振动被设置为使得它随着所述虚拟侧倾角Roll_i的增大而增加。该骑行模拟器使得能够在模拟两轮车的侧倾运动时产生横摆角，以使得能够提供与实际的两轮车提供的感觉接近的感觉。

Description

骑行模拟器

发明领域

本发明涉及摩托车、自行车等的用于通过致动器控制模拟车辆的姿势的骑行模拟器。另外，本发明涉及骑行模拟器，具体地说，涉及在显示单元上显示行进图像以使得操作员具有两轮车的行进状态的模拟体验的骑行模拟器。

背景技术

常规地，能够由操作员(骑手)以各种方式操作模型两轮车与显示包括与该模型两轮车的行进状态相关的行进路径的期望图像的显示单元彼此组合的两轮车的骑行模拟器被用于游戏或两轮车的驾驶教学。

在脚踏板(踏板)与地面接触时产生声音的技术是已知的。在驾驶骑行模拟器时，转弯时人工地产生声音。参见例如日本专利特开No.Hei 5-88605。在日本专利特开No.Hei 5-88605所公开的技术中，为了告知操作员踏板与地接触，人工地产生接触声音且该接触声音的音量响应于车速的变化而改变，以更真实地再现转弯时的驾驶情形。

另外，在如上所述的这种骑行模拟器中，操作员在观看显示在显示单元的屏幕(驾驶屏幕)上的车辆的运动(在客观观看的情况下)、背景的运动(在主观观看的情况下)或接近的汽车的运动等的同时确定下一个操作。因此，存在这种可能性：如果操作员置身于该操作员过度地集中于驾驶屏幕等的状态中，则该操作员可能不太能够注意到人工产生的接触声音。

操作员能够根据显示在显示单元上的行进图像操作模拟两轮车以具有行进状态的模拟体验的骑行模拟器通常是已知的。

日本专利特开No.2009-157312公开了一种骑行模拟器，其中，模拟两轮车通过沿车体的前后方向定向的侧倾轴和沿车辆的宽度方向定向的俯仰轴附接(attach)到基座，以使得能够再现实际的两轮车行进时的侧倾运动(motion)和俯仰移动(movement)。

当实际的两轮车试图执行回转时，如果乘坐者操作车体以倾斜行驶(侧倾运动)，则前轮被转向到转弯方向，并且因此，该车体不仅产生侧倾角，还产生横摆角。因此，为了获得更接近于实际的两轮车的感觉，可建议再现该横摆角的变化。

然而，如果试图应用改变横摆角的机构，则通常需要用于驱动横摆轴的电动机等，导致设备的尺寸或成本方面的增加。因此，在日本专利特开No.2009-157312所公开的骑行模拟器中，没有应用改变横摆角的机构。

发明内容

根据本发明的实施方式，提供了一种骑行模拟器，类似于驾驶实际的两轮车的情况，该骑行模拟器使得操作员能够从振动(人工振动)或者振动和声音(人工声音)意识到已经使脚踏板(踏板)与地接触。本发明使得能够为操作员更有效地提供驾驶时的真实感。另外，本发明无需单独供应振动源等，不会引起设备的成本和尺寸方面的增加。

根据本发明的实施方式，提供了一种骑行模拟器，基于操作员(14)对模拟车辆(16)的操作，该骑行模拟器使得操作员(14)能够具有驾驶状态的模拟体验。该骑行模拟器包括虚拟侧倾角计算装置(200)，该虚拟侧倾角计算装置(200)用于计算模拟车辆(16)的在虚拟空间中的虚拟车辆的虚拟侧倾角(Roll_i)，其中，该骑行模拟器包括用于将所述虚拟侧倾角(Roll_i)与预先设置的预定角度(Roll_is)相互比较的角度比较装置(206)，以使得在所述虚拟侧倾角(Roll_i)超过所述预定角度(Roll_is)时，从控制所述模拟车辆(16)的侧倾角的致动器单元(20)向所述模拟车辆(16)施加振动，并且该振动随着所述虚拟侧倾角(Roll_i)的增大而增大。

根据本发明的实施方式，骑行模拟器基于由操作员(140)对模拟车辆(16)的操作使得该操作员(14)具有驾驶状态的模拟体验且包括用于计算所述模拟车辆(160)的在虚拟空间中的虚拟车辆的虚拟侧倾角(Roll_i)的虚拟侧倾角计算装置(200)，其中，该骑行模拟器包括用于将所述虚拟侧倾角(Roll_i)与预先设置的预定角度(Roll_is)相互比较的角度比较装置(206)，以使得在虚拟侧倾角(Roll_i)超过所述预定角度(Roll_is)时，从控制模拟车辆(16)的侧倾角和俯仰角的致动器单元(20)向所述模拟车辆(16)施加振动。因而，该振动随着所述虚拟侧倾角(Roll_i)的增大而增大。

根据本发明的实施方式，所述骑行模拟器还包括被设置为针对侧倾枢转运动和俯仰枢转运动支撑所述模拟车辆(16)的支撑机构(24)，其中，所述致动器单元(20)包括位于所述模拟车辆(16)的前方的一对左直线致动器和右直线致动器(50)。因而，模拟车辆(16)的移动由该对左直线致动器和右直线致动器(50)控制。

根据本发明的实施方式，所述模拟车辆(16)被设置在基座(12)上，其中，所述直线致动器(50)中的每一个包括固定部件(54)和相对于该固定部件(54)可移动的可移动部件(52)。各个固定部件(54)在其下端部通过万向节(58)连接到所述基座(12)，并且各个可移动部件(52)在其上端部连接到所述模拟车辆(16)。

根据本发明的实施方式，所述虚拟侧倾角计算装置(200)基于由把手扭矩检测装置(82)检测到的与所述操作员(14)的把手操作对应的转向扭矩、由倾斜扭矩检测装置(94)检测到的与所述操作员(14)的体重的移动对应的倾斜扭矩以及所述虚拟车辆的车速来计算所述虚拟侧倾角(Roll_i)。

根据本发明的实施方式，所述骑行模拟器还包括扬声器(28)，其中，当所述虚拟侧倾角(Roll_i)超过所述预定角度(Roll_is)时，从所述扬声器(28)产生模拟声音。

根据本发明的实施方式，预先设置等于或大于所述预定角度(Roll_is)的第二预定角度(Roll_ic)，其中，当所述虚拟侧倾角(Roll_i)超过所述第二预定角度(Roll_ic)时，从所述致动器单元(20)向所述模拟车辆(16)施加振幅大于所述振动的振幅的第二振动。

根据本发明的实施方式，通过将所述模拟车辆应用于模拟两轮车且将所述预定角度设置为所述模拟车辆的脚踏板(踏板)与地接触的角度，可以在使所述模拟车辆的所述脚踏板(踏板)与地接触的时期向所述模拟车辆施加振动。因此，可以使得操作员能够容易地意识到过度应用了侧倾并且为该操作员提供了接近于实际行进的驾驶现场感。

而且，因为从控制侧倾角的所述致动器单元向所述模拟车辆施加振动，所以无需单独地提供用于在踏板、把手等上产生振动的致动器，并且能够有效地实现针对铺设引线的操作的减少和成本的减小。具体地说，脚踏板(踏板)与地接触的时间是所述模拟车辆侧倾的时间。此时，用于控制所述侧倾角的所述致动器单元正被驱动。因此，能够快速且平滑地执行侧倾角控制和振动控制，并且能够创建良好的控制状态。

另外，因为振动随着所述虚拟侧倾角的增大而变大，所以可以使得操作员能够更清楚地意识到过度应用侧倾的情形，并且向该操作员提供更接近于实际行进的驾驶现场感。

根据本发明的实施方式，通过将所述模拟车辆应用于模拟两轮车且将所述预定角度设置为所述模拟车辆的脚踏板(踏板)与地接触的角度，可以在使所述模拟车辆的所述脚踏板(踏板)与地接触的时期向所述模拟车辆施加振动。因此，可以使得操作员能够容易地意识到过度应用了侧倾，并且为该操作员提供接近于实际行进的驾驶现场感。

而且，因为从控制侧倾角的所述致动器单元向所述模拟车辆施加振动，所以无需单独地提供用于在踏板、把手等上产生振动的致动器。因此，能够有效地实现针对铺设引线的操作的减小和成本的减小。

另外，因为振动随着所述虚拟侧倾角的增大而变大，所以可以使得操作员能够更清楚地意识到过度应用侧倾的情形，并且向该操作员提供更接近于实际行进的驾驶现场感。

而且，不仅沿侧倾方向产生振动，而且能够向操作员提供仅沿俯仰方向的振动或者沿侧倾方向和俯仰方向这二者的振动。在该情形中，当脚踏板(踏板)与地接触并且模拟车辆侧倾时，因为控制侧倾角和俯仰角的致动器单元处于正在操作的状态，所以可以快速和平滑地执行侧倾角控制、俯仰角控制和振动控制。因而，能够创建良好的控制状态。

根据本发明的实施方式，因为轴本身不被致动器等旋转，所以模拟车辆的移动能够由输出功率低的直线致动器来控制。

根据本发明的实施方式，所述模拟车辆的姿势能够通过相对于固定部件移动可移动部件来改变。例如，如果两个可移动部件沿同一方向运动，则所述模拟车辆执行相对于基座的俯仰运动，但是如果这些可移动部件中的一个沿与所述可移动部件中的另一个的运动方向相反的方向运动，则所述模拟车辆执行相对于所述基座的侧倾运动。

根据本发明的实施方式，因为从转向扭矩、倾斜扭矩和车速计算所述虚拟侧倾角，所以操作员能够具有更接近于实际车辆的感觉的模拟体验。

根据本发明的实施方式，因为除了振动之外产生模拟声音，所以可以使得操作员能够更容易地意识到过度应用侧倾的情形，并且向该操作员提供更接近于实际行进的驾驶现场感。

根据本发明的实施方式，通过将所述模拟车辆应用于例如模拟两轮车且将所述第二预定角度设置为所述虚拟车辆翻转的角度，可以使得操作员强烈意识到所述模拟车辆已经翻转。与仅使用屏幕图像的显示或模拟声音的产生的另选情况相比，可以使得操作员能够强烈意识到这种翻转。

本发明的一个目的是解决上述现有技术的问题，并且提供一种骑行模拟器，其中，在侧倾运动时产生横摆角，以使得能够提供与由实际的两轮车提供的感觉接近的感觉，而无需单独和独立地提供用于改变模拟两轮车上的横摆角的机构。

为了实现上述目的，根据本发明的实施方式，骑行模拟器(1’)包括基本水平设置的基座(16’)、设置在基座(16’)的上部的模拟两轮车(2’)以及将模拟两轮车(2’)支撑在基座(16’)上的驱动机构(11’)。

提供了使得模拟两轮车(2’)能够侧倾运动的侧倾轴部件(12’)，并且提供了使得模拟两轮车(2’)能够俯仰运动的俯仰轴部件(14’)。驱动机构(11’)支撑侧倾轴部件(12’)，以使得侧倾轴部件(12’)的轴线(RC)按照相对于基座(16’)向前向下倾斜的关系设置。

根据本发明的实施方式，驱动机构(11’)被设置在沿模拟两轮车(2’)的车体前后方向的大致中央位置。模拟两轮车(2’)的车体前侧通过由控制部任意控制的一对左直线致动器和右直线致动器(10’)支撑在基座(16’)上；并且所述直线致动器(10’)中的每一个由通过下侧万向节(35’)附接到基座(16’)的棒状固定侧部件(34’)以及通过上侧万向节(28’)附接到模拟两轮车(2’)的车体前侧且与固定侧部件(34’)的接合位置能够任意改变的移动侧部件(33’)形成。

根据本发明的实施方式，在车体的侧视图中观看时，侧倾轴部件(12’)的轴线(RC)在交点(S)处与下侧万向节(35’)的沿车体前后方向的枢轴的轴线(JC)相交，并且交点(S)被设置在下侧万向节(35’)的车体前侧。

根据本发明的实施方式，在车体的侧视图中观看时，侧倾轴部件(12’)的轴线(RC)在交点(S)处与下侧万向节(35’)的沿车体前后方向的枢轴的轴线(JC)相交，并且交点(S)与模拟两轮车(2’)的转向把手(4’)的枢轴轴线(25c’)相同或者相对于枢轴轴线(25c’)设置在车体前侧。

根据本发明的实施方式，驱动机构(11’)通过在支撑侧倾轴部件(12’)的侧倾轴支撑机构(50’)的下部设置具有倾斜面(53a’)的倾斜部件(53’)来按照向前向下的倾斜关系支撑侧倾轴部件(12’)。

根据本发明的实施方式，沿车辆宽度方向延伸的止动部件(90’)附接到侧倾轴部件(12’)，并且止动部件(90’)与倾斜部件(53’)彼此抵接以约束模拟两轮车(2’)的侧倾运动。

根据本发明的实施方式，各自为平面形式的止动面(12cf’，12cr’)被形成在侧倾轴部件(12’)的相对端部，且沿车体向下方向从模拟两轮车(2’)的车体框架(7’)突出的两个止动器(29’，30’)与止动面(12cf’，12cr’)抵接以约束模拟两轮车(2’)的俯仰运动。

根据本发明的实施方式，驱动机构(11’)被设置在固定到基座(16’)的支撑基座(13’)与构成模拟两轮车(2’)的车体框架(7’)的主框架(20’)之间。在模拟两轮车(2’)不执行侧倾运动和俯仰运动中的任意一种的中性状态中，主框架(20’)相对于基座(16’)按照向前向下倾斜的关系设置。

骑行模拟器具有的第九个特征在于侧倾轴部件(12’)相对于基座(16’)的倾斜角(α)被设置为大于主框架(20’)相对于基座(16’)的倾斜角(3’)。

根据本发明的实施方式，止动面(12cf’，12cr’)具有凹形。

根据本发明的实施方式，因为驱动机构支撑侧倾轴部件，以使得侧倾轴部件的轴线相对于基座按照向前向下倾斜的关系设置，所以可以响应于侧倾运动在模拟两轮车的车体上产生横摆角，而不增加用于产生横摆角的特殊机构。

因此，可以再现在实际两轮车回转时由车体产生的横摆角的变化，由此获得接近于两轮车关于前轮倾斜转弯的实际两轮车的骑行感觉。

根据本发明的实施方式，驱动机构被设置在沿模拟两轮车的车体前后方向的大致中央位置，并且模拟两轮车的车体前侧通过由控制部任意控制的一对左直线致动器和右直线致动器支撑在基座上。而且，所述直线致动器中的每一个由通过下侧万向节附接到基座的棒状固定侧部件以及通过上侧万向节附接到模拟两轮车的车体前侧且与该固定侧部件的接合位置能够任意改变的移动侧部件形成。因此，可以通过使得左直线致动器和右直线致动器沿相同的方向运动来使得模拟两轮车沿车体前后方向执行俯仰运动，且通过使得左直线致动器和右直线致动器沿相反的方向运动来使得模拟两轮车沿车体左右方向执行侧倾运动。因此，可以响应于乘坐者的操作来使得模拟两轮车任意地执行倾斜运动。而且，消除了在驱动机构附近设置电源等的必要，并且能够简化驱动机构附近的结构。

根据第三特征，在车体的侧视图中观看时，侧倾轴部件的轴线在交点处与下侧万向节的沿车体前后方向的枢轴的轴线相交，该交点被设置在下侧万向节的车体前侧。因此，模拟两轮车的虚拟前轮的接地点被设置为与实际的模拟两轮车的前轮的接地点类似的位置。结果，实现了两轮车关于前轮倾斜转弯时的接近于实际的两轮车的骑行感觉。

根据本发明的实施方式，在车体的侧视图中观看时，侧倾轴部件的轴线在交点处与下侧万向节的沿车体前后方向的枢轴的轴线相交，并且该交点与模拟两轮车的转向把手的枢轴轴线相同或相对于枢轴轴线被设置在车体前侧。因此，模拟两轮车的虚拟前轮的接地点被设置为与实际的模拟两轮车的前轮的接地点类似的位置。因而，实现了两轮车关于前轮倾斜转弯时的接近于实际的两轮车的骑行感觉。而且，通过改变交点的位置，例如，通过将交点与枢轴运动轴线设置为基本相同的位置，可以实现接近于运动型车辆的操作感觉，或者通过使得交点与枢轴运动轴线彼此间隔，可以得到接近于美国型车辆的操作感觉。

根据本发明的实施方式，通过在支撑侧倾轴部件的侧倾轴支撑机构的下部设置具有倾斜面的倾斜部件，驱动机构按照向前向下倾斜的关系支撑侧倾轴部件。因此，可以仅通过在常规驱动机构的下部设置倾斜部件来按照向前向下倾斜的状态设置侧倾轴部件。而且，可以仅通过改变倾斜部件的形状来改变侧倾轴部件的倾斜角。因而，能够容易地改变骑行感觉。

根据本发明的实施方式，沿车辆宽度方向延伸的止动部件附接到侧倾轴部件，并且止动部件与倾斜部件彼此抵接以约束模拟两轮车的侧倾运动。因此，可以约束侧倾运动时的倾斜转弯角，以使得通过简单配置，该倾斜转弯角可以不超过预定值。

根据本发明的实施方式，各自为平面形式的止动面被形成在侧倾轴部件的相对端部，并且沿车体向下方向从模拟两轮车的车体框架突出的两个止动器与这些止动面抵接以约束模拟两轮车的俯仰运动。因此，通过将侧倾轴部件本身用作用于约束俯仰运动的部件，可以预期结构方面的简化，而无需提供新的止动器零件。

根据本发明的实施方式，驱动机构被设置在固定到基座的支撑基座与构成模拟两轮车的车体框架的主框架之间，并且主框架在模拟两轮车不执行侧倾运动和俯仰运动中的任意一种的中性状态中相对于基座按照向前向下倾斜的关系设置。因此，模拟两轮车相对于基座按照向前倾斜的关系附接。因而，能够获得更接近于实际的两轮车的骑行感觉。

根据本发明的实施方式，侧倾轴部件相对于基座的倾斜角被设置为大于主框架相对于基座的倾斜角。因此，移动模拟两轮车以相对于基座倾斜以及移动侧倾轴部件以相对于基座倾斜这二者能够彼此兼容地进行，以使得能够获得更接近于实际的两轮车的骑行感觉。而且，在模拟两轮车的俯仰运动中，便于使得前向倾斜允许范围大于后向倾斜允许范围，并且可以在实际的两轮车中再现减速时前叉收缩的量大于加速时前叉扩展的量，由此得到更接近于实际的摩托车的骑行感觉。

根据本发明的实施方式，所述止动面具有凹形。因此，设置在侧倾轴部件的相对端部的所述止动面能够被形成为能够更容易地与从车体框架突出的两个止动器接合的形状。

从下文给出的详细描述，本发明的进一步应用范围将变得明显。然而，应当理解，在指示本发明的优选实施方式的同时仅通过例示给出详细描述和具体示例，因为本发明的精神和范围内的各种变化和修改将从该详细说明而对本领域技术人员变得明显。

附图说明

从下文给出的详细描述和仅通过例示方式给出而并不限制本发明的附图，将更全面地理解本发明。

图1是示出根据第一实施方式的骑行模拟器(第一模拟器)的部分省略的侧视图；

图2是示出第一模拟器的部分省略的透视图；

图3是示出第一模拟器的支撑机构的部分脱离的前视图；

图4是示出第一模拟器的控制部和操作部的框图；

图5是示出第一模拟器的控制电路的配置、尤其是用于控制模拟车辆执行侧倾运动的配置的功能框图；

图6是说明第一模拟器的控制电路的操作的流程图(部分1)；

图7是说明第一模拟器的控制电路的操作的流程图(部分2)；

图8是示出根据第二实施方式的骑行模拟器(第二模拟器)的控制电路的配置、尤其用于控制模拟车辆执行侧倾运动和俯仰运动的配置的功能框图；

图9是说明工作示例中的模拟车辆的基本侧倾角Roll_mo与虚拟车辆的虚拟侧倾角Roll_i的关系的示例的曲线图；

图10是说明工作示例中的虚拟车辆的虚拟侧倾角Roll_i以每秒10°的角速度增加的全侧倾角Roll_mt的变化的曲线图；

图11是说明工作示例中的虚拟车辆的虚拟侧倾角Roll_i以每秒10°的角速度增加的全俯仰角Pit_mt的变化的曲线图；

图12是说明工作示例中的相对于经过的时间的全俯仰角Pit_mt的变化和全侧倾角Roll_mt的变化的曲线图；

图13是示出根据本发明的实施方式的骑行模拟器的通常配置的侧视图；

图14是模拟两轮车的侧视图；

图15是驱动机构的放大图；

图16是模拟两轮车的透视图；

图17是从模拟两轮车的正面观看的驱动机构的结构的解释图；

图18是模拟两轮车的侧视图，其说明侧倾轴部件的倾斜角的设置方法；

图19是模拟两轮车的透视图，其说明侧倾轴部件的倾斜角的设置方法；

图20是说明利用模拟两轮车产生横摆角的方式的平面图；

图21是侧倾轴支撑机构的透视图；

图22是侧倾轴支撑机构的侧视图；

图23是侧倾轴部件的顶视图；

图24是俯仰轴部件的顶视图；

图25是说明侧倾轴部件与俯仰轴部件之间的接合状态的结构的解释图(沿车体的侧面观看)；

图26是说明侧倾轴部件与俯仰轴部件之间的接合状态的结构的解释图(沿车体的正面观看)；

图27是说明车体与横摆中心之间的关系的模拟两轮车的侧视图；

图28是说明横摆角的产生原理的示意图；

图29是沿图28中的A’指示的方向观看的视图；以及

图30是沿图28中的A指示的方向观看的视图。

具体实施方式

在下文中，参照图1至图12描述将根据本发明的骑行模拟器应用于例如摩托车的实施方式。

如图1和图2所示，根据本发明的第一实施方式的摩托车的骑行模拟器(下文称为第一模拟器10A)包括基座12、设置在基座12上以***作员14骑乘的模拟车辆16。致动器单元20被设置在基座12与模拟车辆16之间，以改变模拟车辆16的姿势或向模拟车辆16施加偏置力。设置控制部22，以控制具有支撑机构24的致动器单元20支撑模拟车辆16相对于基座12进行沿侧倾方向X(参照图3)的侧倾枢转运动和沿俯仰方向Y(参照图1)的俯仰枢转运动。而且，第一模拟器10A包括监视器26和扬声器28。

模拟车辆16包括具有设置在上端的可转向把手30的前立柱32以及从前立柱32的下端向后延伸的座位部分34。

支撑机构24包括固定在基座12上的基架36、设置在基架36上以使得其轴方向与模拟车辆16的纵向对应的侧倾轴38以及设置在侧倾轴38上以使得其轴方向与模拟车辆16的宽度方向对应的俯仰轴40。侧倾轴38被安装为通过一对第一轴承42在基架36上旋转。俯仰轴40被连接且固定到侧倾轴38并被安装为还通过一对第二轴承44在座位部分34的底面上旋转。因此，模拟车辆16关于侧倾轴38沿侧倾方向(X方向)枢转地运动，并且关于俯仰轴40沿俯仰方向(Y方向)枢转地运动。

致动器单元20包括在前立柱32的前方按照对称位置设置的一对直线致动器50。所述直线致动器50中的每一个包括构建有电动机的可移动部件52以及***在可移动部件52中的棒状固定部件54。可移动部件52例如通过万向节等连接到支架56以进行旋转，该支架56被安装为在前立柱32的正面部分旋转。各个固定部件54的下端通过万向节58(万向节)连接到基座12。直线致动器50中的每一个被配置为使得拧紧在固定部件54上的螺帽在可移动部件54中被支撑，并且该螺帽通过电动机来旋转，以使得固定部件54与可移动部件52沿轴方向相对地运动。

如果该对直线致动器50的可移动部件52这二者向上或向下移动，则关于由俯仰轴40提供的支点的向前向上或向前向下的枢转运动(即，俯仰运动)被应用于模拟车辆16。然而，如果该对直线致动器50的可移动部件52彼此沿相对的向上和向下方向移动，则关于由侧倾抽38提供的支点的沿横向的枢转运动(即，侧倾运动)被应用于模拟车辆16。因此，能够响应于操作员14的加速操作或制动操作应用俯仰运动，并且能够响应于操作员14的体重运动应用侧倾运动，以使得操作员14能够体验与驾驶实际车辆时类似的车辆行为。应注意的是，直线致动器50中的每一个可以被配置为使用圆柱体的流体压力型致动器。

参照图4描述第一模拟器10A的控制部22和操作部62。

控制部22包括诸如计算机等的控制电路64以及CGI产生设备66。CGI产生设备66利用从控制电路64发送来的信息(输入信息)等在监视器26上快速地显示运动体(例如，不同的车辆)和静止体(例如，地形或行进路径)的运动的图案。具体地说，基于操作员14对模拟车辆16的操作来显示从在虚拟空间中驾驶的虚拟车辆观看的背景图像(例如，不同的车辆、地形、行进路径等)的运动。

从控制电路64发送来的信息包括基本上涉及模拟车辆16的行为的当前位置数据、当前横摆数据、当前速度数据、当前加速数据、当前俯仰运动数据和当前侧倾数据。CGI产生设备66响应于瞬间输入的数据(通常也称为当前行为信息数据)产生包括预先存储的地形的行进路径的图像信息。

除了把手30以外，操作部62包括前制动杆70、后制动杆72、作为加速器的油门把手74、离合器杆76、把手开关78(骑行开关、变光开关、转向灯开关、起动开关、喇叭开关、紧急停车开关等)以及变速踏板80等。

把手30直接连接到把手扭矩传感器82和转向电机84的旋转轴。控制电路64基于来自把手扭矩传感器82的输出信号通过转向电机84施加与操作员14对把手30的枢转操作对应的反应力。

操作部62包括连接到前制动杆70的前制动压力传感器85、连接到后制动踏板72的后制动压力传感器88、连接到油门把手74的加速度开度传感器90、连接到离合器杆76的离合器杆角度传感器92、倾斜扭矩传感器94以及连接到变速踏板80的齿轮位置开关96。

操作部62中的各个传感器、把手开关78和齿轮位置开关96通过信号线连接到连接器98的一端侧。而且，把手80的转向电机84和致动器单元20的直线致动器50通过信号线连接到连接器102的一端侧。

应注意的是，用于监控例如操作员14的模拟驾驶的控制台104连接到第一模拟器10A。控制台104包括还操作为用于控制部22的主计算机的第二控制部106。第二控制部106包括作为输入装置的键盘108和鼠标110以及作为显示装置的诸如液晶显示单元等的监视器112。例如，操作员14在模拟驾驶期间观看的监视器26的屏幕上显示的图像通过通信线路114从CGI产生设备66供应到第二控制部106，并且还可以在连接到第二控制部106的监视器112的屏幕上进行显示。

而且，如图5所示，第一模拟器10A的控制电路64包括用于计算模拟车辆16的在虚拟空间中的虚拟车辆的侧倾角(虚拟侧倾角Roll_i)的虚拟侧倾角计算装置200、用于计算模拟车辆16的与虚拟侧倾角Roll_i对应的侧倾角(基本侧倾角Roll_mo)的基本侧倾角计算装置202、用于将预先设置的至少第一预定角度Roll_is与虚拟侧倾角Roll_ic相互比较的第一角度比较装置206、用于基于来自第一角度比较装置206的比较结果计算沿侧倾方向的振动角(第一振动侧倾角Roll_ms)的第一振动侧倾角算术运算装置208、用于将预先设置的第二预定角度Roll_ic与虚拟侧倾角Roll_i相互比较的第二角度比较装置210、用于基于来自第二角度比较装置210的比较结果计算沿侧倾方向的振动角(第二振动侧倾角Roll_mc)的第二振动侧倾角算术运算装置212、用于计算全侧倾角(全侧倾角Roll_mt)的全侧倾角算术运算装置214以及人工声音产生装置216。

第一预定角度Roll_is被设置为虚拟车辆的脚踏板(踏板)与地接触的角度(例如，50°)，并被存储到例如第一寄存器218a中。第二预定角度Roll_ic被设置为虚拟车辆翻转的角度(例如，55°)，并被存储到例如第二寄存器218b中。

虚拟侧倾角计算装置200基于来自倾斜扭矩传感器94的倾斜扭矩Tl(kg*m)和来自把手扭矩传感器82的转向扭矩Ts(Kg*m)来根据下式计算沿侧倾方向X的角度比(角速度)，即，侧倾速率R_v(deg/sec)：

R_V＝Ts×K1+T1×K2...(1)

获得将通过将侧倾扭矩T1(kg*m)乘以系数K2(deg/kg*m*sec)获得的值与通过将转向扭矩Ts(kg*m)乘以系数Ki(deg/kg*m*sec)获得的另一值相加计算得到的值作为侧倾速率R_v(deg/sec)。换句话说，使用侧倾速率R_v与倾斜扭矩Tl和转向扭矩Ts成比例变化的这种配置。

现在，通过下式(2)计算侧倾角(通常称为计算侧倾角或估计侧倾角)R_a(deg)：

R_a＝R_a+R_v×S_time...(2)

在本实施方式中，将通过将根据式(1)计算的侧倾速率R_v乘以循环时间S_time获得的值(R_v×S_time)与针对电视信号的各个一帧或一场时间(例如，针对各个循环时间S_time(sec)设置为17ms或33ms)的最后循环中的值(右边的侧倾角R_a)相加获得的值计算作为在式(2)的左侧指示的要计算的侧倾角R_a。具体地说，计算侧倾角R_a针对各个循环时间S_time进行更新并被计算为操作员14的体重运动量和对把手30的操作量的时间积分值。

而且，为了精确地表示实际的两轮车的离心力在虚拟车辆上产生的侧倾运动，虚拟侧倾角计算装置200根据下式(3)计算虚拟车辆的侧倾角(虚拟侧倾角Roll_i)：

Roll_i＝R_a+T1×K3+V×K4...(3)

将通过将与由体重运动产生的倾斜扭矩Tl成比例变化的侧倾角(Tl×K3)(K3是系数)和与车速V成比例变化的侧倾角(V×K4)(K4是系数)与计算侧倾角R_a相加获得的值计算作为虚拟侧倾角Roll_i(deg)。因此，虚拟空间中的虚拟车辆执行与实际的两轮车的侧倾运动类似的侧倾运动。

车速V可以通过对针对各个循环时间S_time的所产生的加速度G进行积分来计算。所产生的加速度G能够被计算为G＝(引擎扭矩×齿轮比例-制动的制动力)/车辆重量(还包括操作员14的重量)。在该情形中，引擎扭矩能够根据引擎特性被计算为与引擎速度和通过油门把手74的油门开度对应的扭矩。根据链轮齿比例和从齿轮位置开关96识别出的齿轮位置来计算齿轮比例。基于响应于后制动踏板72的操作的后制动压力传感器88的输出以及与前制动杆70的操作对应的前制动压力传感器86的另一输出来参照制动力特性(制动力与制动压力之间的对应关系)来确定制动的制动力。能够根据按照上述方式计算的产生的加速度G将车速V计算为V＝一个循环时间之前的车速+G×S_time×9.8。

基本侧倾角计算装置202根据存储在存储器中的侧倾角信息映射220(虚拟侧倾角与基本侧倾角之间的对应映射)计算模拟车辆16的与虚拟侧倾角Roll_i对应的侧倾角(基本侧倾角Roll_mo)。通过经由实验等预先计算模拟车辆16的与代表性的虚拟侧倾角Roll_i对应的基本侧倾角Roll_mo以及在所计算出的虚拟侧倾角不是该代表性的虚拟侧倾角时将所计算出的虚拟侧倾角近似为与最近的代表性虚拟侧倾角对应的基本侧倾角来计算侧倾角信息映射220。

第一角度比较装置206将第一预定角度Roll_is和第二预定角度Roll_ic与来自虚拟侧倾角计算装置200的虚拟侧倾角Roll_i进行比较。然后，在虚拟侧倾角Roll_i大于第一预定角度Roll_is但是等于或小于第二预定角度Roll_ic时，判定虚拟车辆的脚踏板(踏板)与地接触，并且，例如输出高电平信号。在虚拟侧倾角Roll_i等于或小于第一预定角度Roll_is或者大于第二预定角度Roll_ic时，输出低电平信号。

第一振动侧倾角算术运算装置208根据下式(4)基于来自第一角度比较装置206的高电平信号的输入计算第一振动侧倾角Roll_ms：

Roll_ms＝Rls×[Roll_i-Roll_is]×sin(ωs×t)      (4)

其中，Rls×[Roll_i-Roll_is]是用于确定幅度的参数，且表现出与虚拟侧倾角Roll_i和第一预定角度Roll_is之间的差异对应的幅度。Rls表示系数且被设置为使得获得与最大为大约0.2°的角度对应的幅度。应当注意的是，ωs指示脚踏板(踏板)与地接触的时期的角频率且ωs＝2πfs，并且例如，能够将大约10Hz的频率选择为频率fs。

而且，第一振动侧倾角算术运算装置208基于来自第一角度比较装置206的低电平信号的输入将第一振动侧倾角Roll_ms设置为0。

第二角度比较装置210将来自虚拟侧倾角计算装置200的虚拟侧倾角Roll_i与第二预定角度Roll_ic相互比较。然后，在虚拟侧倾角Roll_i大于第二预定角度Roll_ic时，判定虚拟车辆由于过度侧倾而翻转，并且例如输出高电平信号。在虚拟侧倾角Roll_i等于或小于第二预定角度Roll_ic时，输出低电平信号。

第二振动侧倾角算术运算装置212根据下式(5)基于来自第二角度比较装置210的高电平信号的输入计算第二振动侧倾角Roll_mc：

Roll_mc＝Rc×sin(ωc×t)    ...(5)

Rc指示用于确定幅度的系数且被设置为使得获得与例如大约0.5°的角度对应的幅度。其中，ωc指示表示翻转的角频率且ωc＝2πfc，例如，能够将大约15Hz的频率选择为频率fc。

第二振动侧倾角算术运算装置212从输出第二振动侧倾角Roll_mc的时间点tc开始对来自定时器224的时钟进行计数，并且在从时间点tc开始经过的时间到达例如1/(2×fc)的时间点td将第二振动侧倾角Roll_mc设置为0。具体地说，应用波长等于正弦波长的一半的第二振动侧倾角Roll_mc。

而且，第二振动侧倾角算术运算装置212基于来自第二角度比较装置210的低电平信号的输入将第二振动侧倾角Roll_mc设置为0。

全侧倾角算术运算装置214将基本侧倾角Roll_mo、第一振动侧倾角Roll_ms与第二振动侧倾角Roll_mc相加来计算全侧倾角Roll_mt，并且向直线致动器50输出全侧倾角Roll_mt。直线致动器50移动可移动部件52，以符合所应用的全侧倾角Roll_mt。

人工声音产生装置216基于来自第一振动侧倾角算术运算装置208的第一振动侧倾角Roll_ms的波形调制声源226的波形以产生第一人工声音，并且向扬声器28输出所产生的第一人工声音。而且，人工声音产生装置216基于来自第二振动侧倾角算术运算装置212的第二振动侧倾角Roll_mc的波形调制声源226的波形以产生第二人工声音，并且向扬声器28输出所产生的第二人工声音。

下面参照图6和图7阐释第一模拟器10A的操作。

首先，在图6的步骤S1，通过操作员14对把手30的操作所产生的转向扭矩Ts由把手扭矩传感器82来检测，通过操作员14的体重运动产生的倾斜扭矩Tl由倾斜扭矩传感器94来检测，并且获取通过油门把手74的油门开度等的信息以获得虚拟车辆的车速。

在步骤S2，虚拟侧倾角计算装置200基于转向扭矩Ts、倾斜扭矩T1、车速和各种系数根据上述式(1)至(3)执行算术运算，以计算虚拟侧倾角Roll_i。

在步骤S3，基本侧倾角计算装置202确定模拟车辆16的与虚拟侧倾角Roll_i对应的侧倾角(基本侧倾角Roll_mo)。

在步骤S4，第一角度比较装置206将来自虚拟侧倾角计算装置200的虚拟侧倾角Roll_i与第一预定角度Roll_is和第二预定角度Roll_ic相互比较。如果虚拟侧倾角Roll_i等于或大于第一预定角度Roll_is并且除此之外等于或小于第二预定角度Roll_ic，则第一角度比较装置206判定脚踏板(踏板)已经接触地，并且处理进行到下一步骤S5。

在步骤S5，第一振动侧倾角算术运算装置208基于以上给出的式(4)以算术方式运算第一振动侧倾角Roll_ms。

在步骤S6，全侧倾角算术运算装置214将来自基本侧倾角计算装置202的基本侧倾角Roll_mo与来自第一振动侧倾角算术运算装置208的第一振动侧倾角Roll_ms相加以确定全侧倾角Roll_mt，并且向直线致动器50输出全侧倾角Roll_mt。

在步骤S7，直线致动器50移动可移动部件52，从而符合所供应的全侧倾角Roll_mt。在此期间，产生基于第一振动侧倾角Roll_ms的振动。

在步骤S8，人工声音产生装置216基于第一振动侧倾角Roll_ms调制声源226的波形，并且向扬声器28输出所调制的波形。

在完成步骤S8的处理之后或者当在步骤S4判定虚拟侧倾角Roll_i等于或小于第一预定角度Roll_is或高于第二预定角度Roll_ic时，则处理进行到图7的步骤S9。

在图7的步骤S9，第二角度比较装置210将来自虚拟侧倾角计算装置200的虚拟侧倾角Roll_i与第二预定角度Roll_ic进行比较。如果虚拟侧倾角Roll_i等于或大于第二预定角度Roll_ic，则第二角度比较装置210判定虚拟车辆已经由于过度侧倾而翻转，并且处理进行到下一步骤S10。

在步骤S10，第二振动侧倾角算术运算装置212基于以上给出的式(5)以算术方式运算第二振动侧倾角Roll_mc。

在步骤S11，全侧倾角算术运算装置214将来自基本侧倾角计算装置202的基本侧倾角Roll_mo与来自第二振动侧倾角算术运算装置212的第二振动侧倾角Roll_mc相加以确定全侧倾角Roll_mt，并且向直线致动器50输出全侧倾角Roll_mt。

在步骤S12，直线致动器50移动可移动部件52，以使得符合所供应的全侧倾角Roll_mt。在此时期，产生基于第二振动侧倾角Roll_mc的振动。

在步骤S13，人工声音产生装置216基于第二振动侧倾角Roll_mc调制声源226的波形，并且向扬声器28输出所调制的波形。

在完成步骤S13的处理之后或者当在步骤S9判定虚拟侧倾角Roll_i等于或小于第二预定角度Roll_ic时，处理进行到步骤S14，在步骤S14，判定是否接收到结束请求(电源中断等)。

如果判定没有接收到结束请求，则处理返回到步骤S1，以使得重复从步骤S1开始的这些步骤的处理。在每个单位时间(例如，电视信号的一个帧周期(1/60秒)或一个场周期(1/30秒))之后，重复步骤S1至S14的一系列处理。因而，在使虚拟车辆的脚踏板(踏板)与地接触的时期之后，产生基于第一振动侧倾角Roll_ms的振动，并且产生基于第一振动侧倾角Roll_ms的波形的第一人工声音。而且，在虚拟车辆沿侧倾方向过度倾斜并且翻转的时间点，产生基于第二振动侧倾角Roll_mc的振动，并且产生基于第二振动侧倾角Roll_mc的第二人工声音。

然后，在步骤S14判定接收到结束请求的时期，结束控制电路64的处理。

当执行上述的步骤S1至S14的处理时，执行以下动作。

具体地说，当操作员14首先操作作为设置在把手30上的加速器的油门把手74或前制动杆70的离合器杆76时，加速开度传感器90的输出信号、前制动压力传感器86的输出信号或离合器杆角度传感器92的输出信号被供应到控制电路64。而且，如果后制动踏板72***作，则后制动压力传感器88的输出信号被供应到控制电路64。而且，响应于通过离合器杆76的操作的变速踏板80的操作，齿轮位置开关96的齿轮位置信息(齿轮位置以及例如5速的第一位置信息或中性位置信息)被供应到控制电路64。

此外，模拟车辆16上的操作员14的体重的移动方向或移动量由倾斜扭矩传感器94来检测，并且倾斜扭矩传感器94的输出信号被发送到控制电路64。

基于所述输出信号，控制电路64控制致动器单元20的驱动并控制监视器26的驱动等。

例如，如果操作员14执行前制动杆70的操作以施加制动，则直线致动器50响应于由前制动压力传感器86检测到的制动压力而被驱动，以使模拟车辆16向前倾斜，由此再现制动时的行为。另一方面，当油门把手74的操作突然打开加速器时，直线致动器50响应于加速开度传感器90检测到的开度而被类似地驱动，并且模拟车辆16在直线致动器50的动作下向后倾斜，由此再现加速操作时的行为。

此外，如果操作员14执行体重移动，则直线致动器50基于体重的移动方向和移动量以及行进速度(车速)而被驱动，并且模拟车辆16沿车辆宽度方向倾斜，由此再现回转(转弯)时的行为。把手30在该体重移动时转向体重移动方向。换句话说，执行转向动作。此时，与把手30的操作量对应的转向扭矩由把手扭矩传感器82来检测，并且转向电机84由控制电路64响应于所检测到的转向扭矩来驱动，以使得沿与把手30转向的方向相反的方向将反应力施加到把手30，由此实现类似于实际车辆的转向感觉。

当执行如上所述的由操作员14进行的各种操作时，在实时的基础上将模拟车辆16的当前行为信息数据从控制电路64提供到CGI产生设备66，并且在实时的基础上将基于模拟车辆16的行进状态的包括地形和不同车辆的图像的行进路径的图像显示在监视器26上。因此，操作员14能够获得类似于实际车辆的行进感觉。

当虚拟车辆在模拟车辆16的虚拟空间中执行上述侧倾运动时，在使脚踏板(踏板)与地接触的时期，通过直线致动器50的位移运动产生基于第一振动侧倾角Roll_ms的振动。结果，可以使得操作员14能够容易地意识到过度应用了侧倾并且向该操作员提供接近于实际行进的驾驶现场感。具体地说，因为根据转向扭矩、倾斜扭矩和车速计算虚拟侧倾角Roll_i，所以操作员能够具有接近于实际车辆提供的感觉的模拟体验。

而且，因为从控制侧倾角的直线致动器50向模拟车辆16施加振动，所以无需单独提供用于在踏板、转向部件等上产生振动的致动器，并且能够有效地实现针对铺设引线的操作的减少和成本的减小。具体地说，脚踏板(踏板)与地接触的时间是模拟车辆16侧倾的时间，并且此时，用于控制侧倾角的致动器单元20被驱动。因此，能够快速并平滑地执行侧倾角控制和振动控制。因而，能够创建良好的控制状态。

另外，因为振动随着虚拟侧倾角Roll_i的增大而变大，所以可以使得操作员14能够更清楚地意识到过度应用侧倾的情形，并且向该操作员提供更接近于实际行进的驾驶现场感。

因为诸如侧倾轴的轴本身不通过致动器等来旋转，所以模拟车辆16的运动能够通过输出功率低的直线致动器50来控制。这对于减少功耗是有利的。

因为把手30中的可移动部件52能够相对于固定部件54移动以改变模拟车辆16的姿势，所以可以例如通过使得两个可移动部件52沿相同的方向移动来使得模拟车辆16执行俯仰运动。而且，可以例如通过使得所述可移动部件52中的一个沿与所述可移动部件52中的另一个的移动方向相反的方向移动来使得模拟车辆16执行侧倾运动。

而且，因为除了振动之外还产生人工声音，所以可以使得操作员14能够更容易地意识到过度应用侧倾的情形，并且向操作员14提供更接近于实际行进的驾驶现场感。

设置第二角度比较装置210，以使得在虚拟侧倾角Roll_i等于或高于第二预定角度Roll_ic时判定虚拟车辆由于过度侧倾而翻转，并且第二振动侧倾角算术运算装置212确定幅度大于第一振动侧倾角Roll_ms的幅度的第二振动侧倾角Roll_mc，以向模拟车辆16施加振动，可以使得操作员14能够通过身体感觉意识到车辆已经翻转。与仅使用屏幕图像的显示或模拟声音的产生的情况相比，这能够***作员14强烈地意识到。

参照图8描述根据第二实施方式的骑行模拟器(下文称为第二模拟器10B)。

尽管第二模拟器10B的控制电路64具有与上述第一模拟器10A的控制电路64基本类似的配置，但是不同之处在于第二模拟器10B的控制电路64附加地包括涉及俯仰角的装置。

如图8所示，该涉及俯仰运动的装置包括：基于车速的振动计算基本俯仰角Pit_mo的基本俯仰角计算装置、基于来自第一角度比较装置206的比较结果以算术方式运算俯仰方向的振动角度(第一振动俯仰角Pit_ms)的第一振动俯仰角算术运算装置232、基于来自第二角度比较装置210的比较结果以算术方式运算沿俯仰方向的振动角度(第二振动俯仰角Pit_mc)的第二振动俯仰角算术运算装置234以及确定沿俯仰方向的总位移(全俯仰角Pit_mt)的全俯仰角算术运算装置236。

基本俯仰角计算装置230响应于虚拟车辆的加速/减速运动(即，响应于车速的变化)来计算与振动宽度对应的基本俯仰角Pit_mo。

第一振动俯仰角算术运算装置232根据下式(6)基于来自第一角度比较装置206的高电平信号的输出以算术方式运算第一振动俯仰角Pit_ms：

Pit_ms＝P1s×[Roll_i-Roll_is]×sin(ωs×t)...(6)

其中，P1s×[Roll_i-Roll_is]是用于确定幅度的参数，并且表现出与虚拟俯仰角Roill_i和第一预定角度Roll_is之间的差异对应的幅度。Pls表示系数且被设置为使得获得与最大为大约0.2°的角度对应的幅度。

而且，第一振动俯仰角算术运算装置232基于来自第一角度比较装置206的低电平信号的输入将第一振动俯仰角Pit_ms设置为0。

第二振动俯仰角算术运算装置234根据下式(7)基于来自第二角度比较装置210的高电平信号的输入计算第二振动俯仰角Pit_mc：

Pit_mc＝Pc×sin(ωc×t)...(7)

其中，Pc指示用于确定幅度的系数且被设置为使得获得与例如大约0.5°的角度对应的幅度。

与上述第二振动侧倾角算术运算装置212类似，第二振动俯仰角算术运算装置234从输出第二振动俯仰角Pitl_mc的时间点tc开始对来自定时器224的时钟进行计数，并且在从时间点tc开始经过的时间到达例如1/(2×fc)的时间点td将第二振动俯仰角Pit_mc设置为0。具体地说，应用具有等于正弦波长的一半的波长的第二振动俯仰角Pit_mc。

而且，第二振动俯仰角算术运算装置234基于来自第二角度比较装置210的低电平信号的输入将第二振动俯仰角Pit_mc设置为0。

全俯仰角算术运算装置236将来自基本俯仰角计算装置230的基本俯仰角Pit_mo、来自第一振动俯仰角算术运算装置232的第一振动俯仰角Pit_ms和来自第二振动俯仰角算术运算装置234的第二振动俯仰角Pit_mc相加以确定全俯仰角Pit_mt，并且与全侧倾角Roll_mt一起向直线致动器50输出全俯仰角Pit_mt。直线致动器50移动可移动部件52以符合所应用的全侧倾角Roll_mt和全俯仰角Pit_mt。

尽管第二模拟器10B与上述第一模拟器10A类似地操作，但是从虚拟车辆的脚踏板(踏板)被设置为与地接触的时期开始产生基于第一振动侧倾角Roll_ms和第一振动俯仰角Pit_ms的振动，并且产生基于第一振动侧倾角Roll_ms的波形的人工声音。然后，在虚拟车辆沿侧倾方向过度倾斜并且翻转的时间点，产生基于第二振动侧倾角Roll_mc和第二振动俯仰角Pit_mc的振动，并且产生基于第二振动侧倾角Roll_mc的波形的人工声音。

利用第二模拟器10B，可以为操作员14提供沿侧倾方向和俯仰方向这二者的振动，由此使得操作员进一步便于意识到车辆过度倾斜的情形，并且为操作员提供更接近于实际行进的驾驶现场感。在该情形中，尽管脚踏板(踏板)与地接触并且模拟车辆侧倾，但是因为控制侧倾角和俯仰角的致动器单元20正在操作，所以能够快速且平滑地执行侧倾角控制、俯仰角控制和振动控制，并且能够创建良好的控制状态。

使用第二模拟器10B作为代表，当模拟车辆16在确认以固定速度行进的虚拟车辆的虚拟侧倾角时运动时，情形如图9至图12的曲线图所示。

首先，模拟车辆16的基本侧倾角Roll_mo与虚拟车辆的虚拟侧倾角Roll_i的关系使得如图9的实线曲线Lx所指示，虚拟侧倾角Roll_i在0°至大约15°的范围内，基本侧倾角Roll_mo响应于虚拟侧倾角Roll_i的增大而非线性地增大，并且在虚拟侧倾角Roll_i经过15°的时期之后，虚拟侧倾角Roll_i线性地(成比例地)增加。

当虚拟车辆的虚拟侧倾角Roll_i如图10的虚线曲线La所示以每秒10°的角速度增加时，在直到虚拟侧倾角Roll_i达到第一预定角度Roll_is(此处为50°)为止的第一周期Ta(直到经过的时间变成5秒为止的周期)上，提供到直线致动器50的全侧倾角Roll_mt是对应于虚拟侧倾角Roll_i的基本侧倾角Roll_mo(参照实线曲线Lb)。具体地说，仅基本侧倾角Roll_mo的信息被提供到直线致动器50，并且直线致动器50对可移动部件52进行移位，以使得符合基本侧倾角Roll_mo。此时，如果模拟车辆16例如沿向右的方向侧倾，则右侧上的直线致动器50的可移动部件52向下移动与基本侧倾角Roll_mo对应的长度，而左侧上的直线致动器50的可移动部件52向上移动与基本侧倾角Roll_mo对应的长度。因此，模拟车辆16沿向右的方向倾斜基本侧倾角Roll_mo。而且，在该第一周期Ta内，因为第二模拟器10B的虚拟车辆以固定速度行进，所以全俯仰角Pit_mt保持0°，如图11的实线曲线Lc所指示。

在经过的时间经过5秒的时期，虚拟车辆的虚拟侧倾角Roll_i超过第一预定角度Roll_is，因此，使虚拟车辆的脚踏板(踏板)与地接触。在此时期之后，与作为基本侧倾角Roll_mo和第一振动侧倾角Roll_ms的和的角度相关的信息被作为全侧倾角Roll_mt提供到直线致动器50，并且与基本俯仰角Pit_mo和第一振动俯仰角Pit_ms的和的角度相关的信息被提供作为全俯仰角Pit_mt。因此，产生幅度随着时间经过而逐渐增加的振动。如图12的放大尺寸所示，在基本侧倾角Roll_mo变得等于大约5.7°的时间点之后，幅度以10Hz的角频率逐渐增加，并且产生作为沿侧倾方向最大0.2°的振动(参照图10和图12的波形Sa)与沿俯仰方向最大0.2°的振动的和的振动，该振动的幅度以10Hz的相同角频率逐渐增加。

在经过的时间经过5.5秒的时期之后，虚拟车辆的虚拟侧倾角Roll_i超过第二预定角度Roll_ic(此处为55°)，因此，虚拟车辆由于过度侧倾而翻转。在该时期之后，基本侧倾角Roll_mo与第二振动侧倾角Roll_mc的和的角度的信息被作为全侧倾角Roll_mt提供到直线致动器50，并且基本俯仰角Pit_mo与第二振动俯仰角Pit_mc的和的角度的信息被提供作为全俯仰角Pit_mt。因此，产生幅度随着时间经过逐渐增大的振动。如图12的放大尺寸所示，在经过5.5秒的时期，产生沿侧倾方向具有15Hz的角频率和0.5°的幅度的振动(参照图10和图12的振动波形Sc)与沿俯仰方向类似地具有15Hz的角频率和0.5°的幅度的振动的和的振动。这种振动产生周期具有等于如上所述的正弦波的一半波长的时间长度。

按照这种方式，在工作示例中，在虚拟车辆的侧倾运动时，在使脚踏板(踏板)与地接触的时期之后，作为沿侧倾方向的振动与沿俯仰方向的振动的和且幅度随着侧倾角的增大而增加的振动能够被施加到操作员14，且还可以便于操作员14意识到过度应用侧倾的情形。而且，当虚拟车辆由于过度侧倾而翻转时，施加大于脚踏板(踏板)与地接触时所产生的振动的振动。因此，可以使得操作员14能够意识到模拟车辆16由于过度侧倾而翻转(与虚拟车辆类似)。换句话说，利用该工作示例，能够向操作员提供更接近于实际行进的驾驶现场感。

在下文中，参照附图详细描述本发明的优选实施方式。图13是示出根据本发明的实施方式的骑行模拟器1’的通常配置的侧视图。在以下描述中，附图的右上部示出的四向箭头标记与模拟两轮车2’的方向对应。

骑行模拟器1’是这样的设备：其中，模拟两轮车2’响应于乘坐者M的操作沿预定方向执行倾斜移动，并且行进图像被显示在设置在乘坐者M的前方的显示设备17’的显示单元18’上，以使得乘坐者M具有两轮车的行进状态的模拟体验。

模拟两轮车2’的车体框架7’在其上部及其左边和右边覆盖有虚拟油箱3’、座位5’和底板6’。脚部容纳踏板15’附接到车体框架7’的下部，并且转向把手4’附接在虚拟油箱3’的前方。

车体框架7’通过设置在模拟两轮车2’的下部的驱动机构11’支撑在固定到基座16’的支撑基座13’上。能够驱动模拟两轮车2’向前、向后、向左或向右倾斜的驱动机构11’包括在车体框架7的下部沿车辆的宽度方向定向的俯仰轴部件14’。固定到俯仰轴部件14的侧倾轴部件12’沿车体的前后方向定向。设置支撑机构来支撑所述轴部件。应当注意的是，底板6’被部分切除地示出，以示出驱动机构11’。

车体框架7’通过一对左直线致动器和右直线致动器10’支撑在基座16’上的车体前侧处。因此，模拟两轮车2’通过左直线致动器与右直线致动器10’的沿相同方向的同时运动来沿车体的前后方向执行俯仰运动，但是通过所述直线致动器10’的沿彼此相反的方向的同时运动来沿车体的左右方向执行侧倾运动。直线致动器10’在其上部覆盖有前盖8，并且，用于显示模拟两轮车2’的车速、引擎速度等的仪表设备9’被设置在前盖8’的上部。

具有显示单元18’的显示设备17’被设置在基座16’的车体前侧上的地板面G上。用于输出行进声音、语音引导等的扬声器、各种警告指示器、用于再现行进风的风扇等能够被设置在显示设备17’上。

图14是模拟两轮车2’的侧视图。与上述附图标记相同的附图标记表示相同的或等效的元件。在车体框架7’的主框架20’的车体前侧上设置沿车体的向上方向弯曲的向上直立部分7a’。主框架20’大致在中心地沿车辆的宽度方向设置，并且用于为转向把手4’的枢转操作提供任意阻力的把手电机27’的支撑支架26’被附接到向上直立部分7a’的上端部。把手电机27’的旋转轴25’连接到支撑转向把手4’的把手夹具24’。

一对把手柄37’和一对把手开关36’沿车辆的宽度方向附接到转向把手4’的相对端。在把手开关36’中的每一个上，设置类似于实际的两轮车的各种开关，诸如导通-切断开关、用于头灯的光轴转变开关、转向灯开关、喇叭开关和起动按钮。而且，在转向把手4’的相对端部设置前制动杆和离合器杆(未示出)。

用于支撑直线致动器10’的一对左支架和右支架19’附接到主框架20’的向上直立部分7a’的下方。直线致动器10’分别由通过下侧万向节35’支撑在基座16’上的固定侧部件34’以及与固定侧部件34接合以沿固定侧部件34’的纵向移动的移动侧部件33’形成。移动侧部件33’通过具有抓握部分28a’的上侧万向节28’支撑在支架19’上。可以通过相对于固定侧部件34’改变移动侧部件33’的位置来使模拟两轮车2沿预定方向倾斜。对移动侧部件33’相对于固定侧部件34’的移动量和移动速度的控制由容纳在显示设备17’中的控制部(未示出)执行。

后框架21’耦接到主框架20’的车体后侧。沿车体的向下向前方向延伸且支撑脚部容纳踏板15’的子框架23’以及连接到该子框架23’的强化框架22’附接到后框架21’。在本实施方式中，主框架20’和后框架21’由弯管材料构成，而子框架23’和强化框架22’由圆管材料构成。

骑行模拟器1’的俯仰轴部件14’支撑在附接到主框架20’的底面的俯仰轴支撑机构60’上。沿俯仰轴支撑机构60’的车体前后方向设置用于将俯仰运动约束为预定角度的前侧止动器29’和后侧止动器30’。在主框架20’的底面上一体式设置的圆管形式的成对的前止动器29’和后止动器30’在其下端部与形成在侧倾轴部件12’的相对端部的止动面(参照图15)接触，以约束俯仰运动。

耦接到俯仰轴部件14’的侧倾轴部件12’被支撑在附接到支撑基座13’的上部的侧倾轴支撑机构50’上。为了使得车体能够进行侧倾运动，根据本实施方式的模拟两轮车2’提供按照倾斜关系设置的沿车体的前后方向定向的侧倾轴部件12’，以使得当从车体的侧面观看时，车体的前侧被设置得较低(车体后侧被设置得较高)。通过以这种方式按照向前向下倾斜的关系设置侧倾轴部件12’，可以响应于模拟两轮车2’的侧倾运动在车体上产生横摆角。

图15是驱动机构11’的放大图。与上述附图标记相同的附图标记表示相同的或等效的元件。在本实施方式中，侧倾轴部件12’的轴线RC相对于水平面H向前向下(向后向上)倾斜α度(例如，10度)。

侧倾轴部件12’具有大直径部分12a’和在该大直径部分12a的相对端的一对小直径部分12b’，并且在小直径部分12b’的车体上侧上形成平面形式的一对止动面12cf’和12cr’。侧倾轴支撑机构50’包括用于支撑侧倾轴部件12’的小直径部分12b’的两个轴承支持件52’以及固定到上侧支撑板55’的顶面的倾斜部件53’。各个轴承支持件52’通过沿车辆的宽度方向的一对螺栓51’固定到倾斜部件53’，并且上侧支撑板55’通过4个螺栓54’固定到下侧支撑板56’，该下侧支撑板56固定到支撑基座13’。

俯仰轴部件14’具有在中心的大直径部分14a’和设置在大直径部分14a’的相对端的一对小直径部分14b’。俯仰轴部件14’和侧倾轴部件12’在它们的大直径部分14a’和12a’的部分处彼此耦接。支撑俯仰轴部件14’的小直径部分14b’的俯仰轴支撑机构60’附接到设置在主框架20’的底面上的支撑板61’。

在本实施方式中，在模拟两轮车2’不执行侧倾运动和俯仰运动中的任意一种的中性状态下，与主框架20’的底面平行的面FC被设置为使得在车体的侧面观看时该面FC相对于水平面H向前向下倾斜β度(例如，6度)。主框架20’的倾斜角β被设置为小于侧倾轴部件12’的倾斜角。

在本实施方式中，因为侧倾轴部件12’相对于基座16’的倾斜角α被设置为大于主框架20’相对于基座16’的倾斜角β，所以移动模拟两轮车2’使得相对于基座16倾斜与移动侧倾轴部件12’使得相对于基座16倾斜能够兼容，以使得能够获得更接近于实际两轮车的骑行感觉。而且，在模拟两轮车2’的俯仰运动中，便于使得前向倾斜允许范围大于后向倾斜允许范围，并且可以再现实际的两轮车中的减速时前叉收缩量大于加速时前叉延伸量，以形成接近于实际的摩托车的骑行感觉的骑行感觉。

如上所述，模拟两轮车2’的俯仰运动通过设置在主框架20’的底面上的前止动器29’和后止动器30’与侧倾轴部件12’的抵接来约束。此外，模拟两轮车2’的侧倾运动通过止动部件90’与倾斜部件53’的抵接来约束，该止动部件90’附接到侧倾轴部件12’的大直径部分12a’并沿车辆的宽度方向延伸。

脚部容纳踏板15’被配置为使得踏板把41’和跟部保护45’附接到基座板40’，该基座板40’附接到子框架23’的下端部。在示出的左侧踏板上，具有圆柱形操作部分43’的变速踏板44’被枢轴42’支撑以进行枢转运动，并且在未示出的右侧踏板上支撑后制动踏板以进行枢转运动。

图16是模拟两轮车2’的透视图。与上述附图标记相同的附图标记表示相同的或等效的元件。在图16中，说明了诸如虚拟油箱3’和座位5’的覆盖部分被去除的状态。固定到地板面G的基座16’(参照图13)包括大致半圆形的宽度增加部分16a’以及形成在宽度增加部分16a’的车体后侧上的大致矩形形状的延伸部16b’。连接到直线致动器10’的下侧万向节35’的锚32’在宽度增加部分16a’上被支撑以进行旋转，并且侧倾轴支撑机构50’固定到延伸部16b’。沿车体的前后方向定向的轴线JC指示下侧万向节35’的枢转运动的轴线。

图17是当在模拟两轮车2’的正面观看时的驱动机构11’的结构的解释图。如上所述，侧倾轴部件12’的小直径部分12b’由两个轴承支持件52’支撑。沿车辆的宽度方向延伸的固定法兰52a’被形成在轴承支持件52’上。轴承支持件52’通过从固定法兰52a’上方***的螺栓51’(参照图15)固定到倾斜部件53’和上侧支撑板55’。

此外，俯仰轴部件14’被支撑在由轴承支持件63’形成的俯仰支撑机构60’上。用于支撑俯仰轴部件14’的小直径部分14b’进行旋转的轴承62’被***在轴承支持件63’中。轴承支持件63’通过紧固部件等(未示出)附接到设置在主框架20’的底面上的支撑板61’。

图18和图19分别是模拟两轮车2’的侧视图和透视图，其说明侧倾轴部件12’的倾斜角的设置方法。模拟两轮车2’的结构与上文参照图13和图17所述的结构相同，并且，与上述附图标记相同的附图标记表示相同的或等效的元件。

在本实施方式中，侧倾轴部件12’的倾斜角被设置为使得侧倾轴部件12’的轴线RC与支撑直线致动器10’的下侧万向节35’中的每一个的轴线JC在下侧万向节35’的车体前侧上的交点S处彼此相交。而且，如果在图19的透视图中观看，则侧倾轴部件12’的轴线RC与包括左下侧万向节和右下侧万向节35’的轴线JC的平面P在交点S彼此相交。应当注意的是，图19所示的轴线W代表沿车辆的宽度方向延伸且与左下侧万向节和右下侧万向节35’的轴线JC相交的轴线。

上述交点S与模拟两轮车2的虚拟前轮K设置在普通两轮车的前轮与虚拟路面接触的位置类似的位置处的点对应。换句话说，在本实施方式中，包括下侧万向节35’的轴线JC的平面P与作为模拟两轮车2’的倾斜运动的参照的虚拟路面对应，并且可以通过按照向前向下倾斜的关系设置侧倾轴部件12’来将虚拟路面与侧倾轴部件12’的轴线RC之间的交点S(即，虚拟前轮K的接地点)设置到与普通两轮车的前轮接地点的位置类似的位置处。因此，能够实现接近于两轮车关于前轮倾斜转弯的由实际的两轮车提供的骑行感觉。而且，相对于转向把手4’的旋转轴25’(把手电机27’的输出功率轴)的旋转轴线25c’与下侧万向节35’的轴线JC之间的交点，将交点S设置在车辆前侧。应当注意的是，还可以在与旋转轴线25c’的位置相同的位置设置交点S。然后，通过改变交点的位置，例如，通过将交点与枢转运动轴线设置到基本相同的位置，可以实现接近于前叉偏移量或轨迹量小的运动型车辆的操作感觉，或者，通过使交点与枢转运动轴线彼此隔开，可以获得接近于前叉偏移量或轨迹量大的美国型车辆的操作感觉。

图20是说明利用模拟两轮车2’产生横摆角的方式的平面图。与上述附图标记相同的附图标记表示相同的或等效的元件。如上所述，在模拟两轮车2’中，因为侧倾轴部件12’按照向前向下倾斜的关系被设置在车体上，所以可以响应于侧倾运动在车体上产生横摆角。应当注意，尽管在根据本实施方式的横摆角产生结构中，除非车体倾斜转弯，否则不产生横摆角，但是为了便于说明，示出向上直立状态的横摆角。

在本实施方式中，在远离模拟两轮车2’的车体后侧的位置处设置横摆中心YC。在图20中，模拟两轮车2’的总长度是从车体前端2Mb(图中的黑色圆形标记)到车体后端2Ub(图中的黑色方块标记)的长度。然后，如果模拟两轮车2’向右侧倾斜转弯，则在由车体2L’和车体中心线CR指示的向上直立状态下，相对于车体中心线C产生横摆角OR。另一方面，如果模拟两轮车2’向左侧倾斜转弯，则在由车体2L’和车体中心线CL指示的向上直立状态下，相对于车体中心线C产生横摆角6L’。在下文中，参照图27至图29描述在倾斜转弯时产生横摆角的原因。

图27是模拟两轮车2’的侧视图，其说明车体与横摆中心YC之间的关系。与上述附图标记相同的附图标记表示相同的或等效的元件。在本实施方式中，模拟两轮车2’的横摆中心YC是经过乘坐者的沿车体上下方向的乘坐位置且沿水平方向定向的车体中心线C与侧倾轴部件12’的轴线RC之间的交点。因此，可以通过改变侧倾轴部件12’的轴线RC的倾斜角α以及从侧倾轴部件12’到轴线RC的尺寸来改变横摆中心YC。

图28是说明横摆角的产生原理的示意图。此外，图29是沿图28的方向A’观看的视图，并且图30是沿图28的方向A观看的视图。图28所示的A’方向是侧倾轴部件12’的轴线RC的轴方向(y’轴方向)，并且A方向是车体的前后方向(y轴方向)。在图28中，模拟两轮车2’的车体由处于向上直立状态的线段2Mb-2Ub来表示，并且按照角度θ倾斜转弯的状态由2Ma-2Ua的交替的长-两短虚线来指示。车体与侧倾轴部件12’在倾斜转弯之前通过假象线2Jb彼此连接，并且在倾斜转弯之后通过虚拟线2Ja彼此连接。而且，x轴指示沿车体的宽度方向定向的轴；y轴指示沿车体的前后方向定向的角度；并且z轴指示沿垂直方向定向的轴。而且，x’轴、y’轴和z’轴是使用侧倾轴部件12’的轴线RC作为y轴的参照而倾斜的轴。而且，通过将在倾斜转弯之后从车体前端2Ma绘制垂直线时的交点从A方向投射到侧倾轴部件12’的轴线RC所获得的线是车体前端中心MC，并且通过将在倾斜转弯之后从车体后端2Ua绘制垂直线时的交点从A方向投射到侧倾轴部件12’的轴线RC所获得的线是车体后端中心UC。

如图29(沿图28的方向A’观看的视图)所示，当在车体的向上直立状态下从侧倾轴部件12’的轴线RC的轴方向(y’轴方向)观看时，车体前端2Mb的高度由L1+L2的位置给出。另一方面，如果车体向右倾斜转弯倾斜角θ，则车体前端2Ma(图中的空白圆形标记)的高度降低到L1的位置。

如图30(沿图16的方向A观看的视图)所示，如果从车体的前后方向(y轴方向)观看该倾斜转弯运动，则车体前端2Mb的高度由L3+L4的位置给出。另一方面，如果车辆向右倾斜转弯倾斜角θ，则车体前端2Ma(图中的空白圆形标记)的高度在倾斜转弯之后下降到L3的位置。此时，在车辆前端2Ma相对于z轴向图的右侧移动距离x1时，车体后端2Ua向图中的右侧仅移动比距离x1小的距离x2。然后，车体前端2Ma相对于z轴的角度在倾斜转弯之后变成θ1，并且车体后端2Ua相对于z轴的角度在倾斜转弯之后变成比θ1小的θ2。

通过按照相对于车体的前后方向成角度α的倾斜关系设置侧倾轴部件12’来确定角度θ2＜θ1的关系和距离x2＜x1的关系。θ2与θ1之间的差异或者距离x1与x2之间的差异与车体在倾斜转弯时导致的横摆角(在右倾斜转弯的情况下，如图20所示为θR)对应。应当注意的是，如果在图28所示的车体的向上直立状态中，从车体与虚拟线2Jb之间的连接点到车辆前端2Mb(在倾斜转弯之前)的距离由L6来表示；从车体与虚拟线2Jb之间的连接点到车体后端2Ub(在倾斜转弯之后)的距离由L7来表示；从车体与虚拟线2Jb之间的连接点到车体前端2Ma(在倾斜转弯之后)的距离由L8来表示；从车体与虚拟线2Jb之间的连接点到车体后端2Ua(在倾斜转弯之后)的距离由L9来表示；并且车体的倾斜转弯角由θ来表示且距离L3+距离L4＝距离L5，则各个部分的长度可以按照以下方式来计算。

图30的x1＝(L5cosα+L6sinα)×sinθ

图30的x2＝(L5cosα+L7sinα)×sinθ

图28的L8＝L6-(L5cosα+L6sinα)×sinθ×(1-cosθ)

图28的L9＝L6-(L5cosα+L7sinα)×sinθ×(1-cosθ)

图28的L3＝L5-(L5cosα+L6sinα)×cosα×(1-cosθ)

图28的L9＝L5-(L5cosα+L7sinα)×cosα×(1-cosθ)

图21和图22分别是侧倾支撑机构50’的透视图和侧视图。与上述附图标记相同的附图标记表示相同的或等效的元件。设置有螺栓孔59’的固定法兰52’被形成在支撑具有通孔58’的轴承57’的轴承支持件52’中的每一个上，并且轴承支持件52’通过***在螺栓孔59’中的螺栓51’(参照图15)固定到倾斜部件53’。

左倾斜部件和右倾斜部件53成对地形成为具有倾斜面53’的大致楔形形状，使得两个轴承支持件52’能够按照倾斜关系设置在沿水平方向设置的上侧支撑板55’上。因此，可以通过改变倾斜部件53’的形状来容易地改变侧倾轴部件12’的倾斜角。应当注意的是，还可以在不使用倾斜部件53’的情况下将上侧支撑板55’与轴承支撑件52’彼此直接耦接。

倾斜部件53’中的每一个通过***在形成在倾斜面53a’中的螺栓孔53b’中的螺栓(未示出)固定到上侧支撑板55’。用于将上侧支撑板55’耦接到下侧支撑板56’的螺栓54’(参照图15)的4个螺栓54a’被形成在上侧支撑板55’的4个角处。应当注意的是，上侧支撑板55’可以被设置为具有与下侧支撑板56’类似的尺寸。

图23是侧倾轴部件12’的顶视图。与上述附图标记相同的附图标记表示相同的或等效的元件。用于耦接到俯仰轴部件14’的耦接面73’被形成在大直径部分12a’的车体上侧上的侧倾轴部件12的位置处。4个螺栓孔70’被形成在耦接面73’中。而且，接合槽71’(板状形式的止动部件90’(参照图25和图26)利用该接合槽71’接合)以及用于固定止动部件90’的两个螺栓孔72’被形成在大直径部分12a’的车体下侧上。在小直径部分12b’上形成的、以与从主框架20’突出的前止动器29’和后止动器30’(参照图15)抵接的止动面12cf’和12cr’可以被形成为凹形，使得它们能够容易地分别与前止动器29’和后止动器30’接合。而且，用于与前侧止动器29’抵接的止动面12cf’以及用于与后侧止动器30’抵接的止动面12cr’能够通过斜切小直径部分12b’的外周边的部分来形成。

图24是俯仰轴部件14’的顶视图。与上述附图标记相同的附图标记表示相同的或等效的元件。***有用于耦接到侧倾轴部件12’的螺栓(未示出)的4个螺栓孔80’被形成在俯仰轴部件14’的大直径部分14a’中。而且，用于与侧倾轴部件12’的耦接面73’抵接的耦接面81’被形成在小直径部分14b’的底面上，并且***在4个螺栓孔80’中的螺栓被拧入形成在侧倾轴部件12’中的4个螺栓孔70’中，以使侧倾轴部件12’与俯仰轴部件14’彼此紧固。

图26是结构的解释图，其说明当在车体的侧面观看时的侧倾轴部件12’与俯仰轴部件14’之间的接合状态。另外，图26是在车体的正面中观看的结构的解释图。与上述附图标记相同的附图标记表示相同的或等效的元件。如上所述，板状形式的止动部件90’附接到侧倾轴部件12’的大直径部分12a’的底面。止动部件90’通过***在螺栓孔92’中的螺栓固定，使得止动部件90’容纳在接合槽71’中。倾斜面91’被形成在止动部件90’的底面上，使得车体的侧倾运动由与倾斜部件53’的倾斜面53a’抵接的倾斜面91’来约束。根据该止动部件90’，可以通过简单的配置来约束车体的侧倾运动，以使得不超过预定角度。可以使止动部件90的沿车体的宽度方向的尺寸等于例如倾斜部件53’的沿车体的宽度方向的相对端之间的尺寸。

如上所述，利用根据本发明的骑行模拟器，因为将模拟两轮车2’支撑在基座16’上的驱动机构11’支撑侧倾轴部件12’，使得侧倾轴部件12’的轴线RC相对于车体按照向前向下倾斜的关系延伸，所以可以在不增加用于产生横摆角的特殊机构的情况下，在侧倾运动时在模拟两轮车的车体上产生横摆角。因此，可以利用简单的配置来再现在实际的两轮车回转时由车体产生的横摆角的变化，以由此获得接近于两轮车关于前轮倾斜转弯的实际的两轮车的骑行感觉。

应当注意的是，模拟两轮车的形状或结构、驱动机构的结构、俯仰轴部件和侧倾轴部件的形状、俯仰轴支撑机构和侧倾轴支撑机构的形状或结构、倾斜部件的形状、结构等、虚拟前轮的接地点的设置等不限于上述实施方式中例示的那些，而是可以进行各种修改。应当注意的是，利用上述骑行模拟器，除了侧倾轴的倾斜结构以外，可以通过改变座位的位置(就座的位置)或转向部件来进一步调节操作感觉。而且，如果侧倾轴按照向后向下的关系设置，则座位侧移动很大量，因此，获得由后轮限定接地点的旋转，并且获得前轮旋转一个大圈的这种感觉。相反，如果侧倾轴按照向前向下倾斜的状态设置，则获得前轮停止的这种感觉。

应当注意的是，根据本发明的骑行模拟器不限于上述实施方式，而是能够在不偏离本发明的主旨的情况下自然地采用各种配置。

因此描述了本发明，很明显，本发明可以按照很多方式变化。并不将这些变化视作对本发明的精神和范围的偏离，并且对于本领域技术人员而言明显的是，旨在将所有这些修改包括在以下权利要求的范围内。

本申请要求2011年2月24日提交的日本专利申请No.2011-039025和2011年2月25日提交的日本专利申请No.2011-039866的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。

Claims (17)

1.一种骑行模拟器，其中，基于操作员(14)对模拟车辆(16)的操作使该操作员(14)具有驾驶状态的模拟体验，并且，该骑行模拟器包括用于计算所述模拟车辆(16)的在虚拟空间中的虚拟车辆的虚拟侧倾角(Roll_i)的虚拟侧倾角计算装置(200)，该骑行模拟器包括：

用于将所述虚拟侧倾角(Roll_i)与预先设置的预定角度(Roll_is)相互比较的角度比较装置(206)，

其中，当所述虚拟侧倾角(Roll_i)超过所述预定角度(Roll_is)时，从控制所述模拟车辆(16)的侧倾角的致动器单元(20)向所述模拟车辆(16)施加振动；并且

所述振动随着所述虚拟侧倾角(Roll_i)的增大而增加。

2.一种骑行模拟器，其中，基于操作员(14)对模拟车辆(16)的操作使该操作员(14)具有驾驶状态的模拟体验，并且，该骑行模拟器包括用于计算所述模拟车辆(16)的在虚拟空间中的虚拟车辆的虚拟侧倾角(Roll_i)的虚拟侧倾角计算装置(200)，该骑行模拟器包括：

用于将所述虚拟侧倾角(Roll_i)与预先设置的预定角度(Roll_is)相互比较的角度比较装置(206)，

其中，当所述虚拟侧倾角(Roll_i)超过所述预定角度(Roll_is)时，从控制所述模拟车辆(16)的侧倾角和俯仰角的致动器单元(20)向所述模拟车辆(16)施加振动；并且

所述振动随着所述虚拟侧倾角(Roll_i)的增大而增加。

3.根据权利要求1或2所述的骑行模拟器，其中，所述骑行模拟器还包括：

被设置为支撑所述模拟车辆(16)进行侧倾枢转运动和俯仰枢转运动的支撑机构(24)；

所述致动器单元(20)包括位于所述模拟车辆(16)的前方的一对左直线致动器和右直线致动器(50)；并且

所述模拟车辆(16)的移动由所述一对左直线致动器和右直线致动器(50)控制。

4.根据权利要求3所述的骑行模拟器，其中，

所述模拟车辆(16)被设置在基座(12)上；

所述直线致动器(50)中的每一个包括固定部件(54)和相对于该固定部件(54)能够移动的可移动部件(52)；

各个固定部件(54)在其下端部通过万向节(58)连接到所述基座(12)；并且

各个可移动部件(52)在其上端部连接到所述模拟车辆(16)。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的骑行模拟器，其中，

所述虚拟侧倾角计算装置(200)基于以下参数计算所述虚拟侧倾角(Roll_i)：

由把手扭矩检测装置(82)检测到的、与所述操作员(14)的把手操作对应的转向扭矩；

由倾斜扭矩检测装置(94)检测到的、与所述操作员(14)的体重的移动对应的倾斜扭矩；以及

所述虚拟车辆的车速。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的骑行模拟器，其中，所述骑行模拟器还包括：

扬声器(28)，并且

其中，当所述虚拟侧倾角(Roll_i)超过所述预定角度(Roll_is)时，从所述扬声器(28)产生模拟声音。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的骑行模拟器，其中，

预先设置等于或大于所述预定角度(Roll_is)的第二预定角度(Roll_ic)；并且

当所述虚拟侧倾角(Roll_i)超过所述第二预定角度(Roll_ic)时，从所述致动器单元(20)向所述模拟车辆(16)施加振幅大于所述振动的振幅的第二振动。

8.一种骑行模拟器(1’)，该骑行模拟器(1’)包括基本水平设置的基座(16’)、设置在所述基座(16’)的上部的模拟两轮车(2’)以及将所述模拟两轮车(2’)支撑在所述基座(16’)上的驱动机构(11’)，该驱动机构(11’)包括使得所述模拟两轮车(2’)能够进行侧倾运动的侧倾轴部件(12’)以及使得所述模拟两轮车(2’)能够进行俯仰运动的俯仰轴部件(14’)，并且，

所述驱动机构(11’)支撑所述侧倾轴部件(12’)，使得所述侧倾轴部件(12’)的轴线(RC)相对于所述基座(16’)按照向前向下倾斜的关系设置。

9.根据权利要求8所述的骑行模拟器，其中，

所述驱动机构(11’)被设置在所述模拟两轮车(2’)的车体前后方向上的大致中央位置；

其中，所述模拟两轮车(2’)的车体前侧通过由控制部任意控制的一对左直线致动器和右直线致动器(10’)支撑在所述基座(16’)上；并且，

所述直线致动器(10’)中的每一个由通过下侧万向节(35’)接至所述基座(16’)的棒状固定侧部件(34’)以及通过上侧万向节(28’)接至所述模拟两轮车(2’)的车体前侧且与所述固定侧部件(34’)的接合位置能够任意改变的移动侧部件(33’)形成。

10.根据权利要求8或9所述的骑行模拟器，其中，

在车体的侧视图中观察时，所述侧倾轴部件(12’)的轴线(RC)在交点(S)处与所述下侧万向节(35’)的沿车体前后方向的枢轴的轴线(JC)相交，并且，

所述交点(S)被设置在所述下侧万向节(35’)的车体前侧。

11.根据权利要求8或9所述的骑行模拟器，其中，

在车体的侧视图中观察时，所述侧倾轴部件(12’)的轴线(RC)在交点(S)处与所述下侧万向节(35’)的沿车体前后方向的枢轴的轴线(JC)相交，并且，

所述交点(S)与所述模拟两轮车(2’)的转向把手(4’)的枢轴轴线(25c’)相同或者相对于所述枢轴轴线(25c’)被设置在车体前侧。

12.根据权利要求8至11中的任意一项所述的骑行模拟器，其中，所述驱动机构(11’)通过在支撑所述侧倾轴部件(12’)的侧倾轴支撑机构(50’)的下部设置具有倾斜面(53a’)的倾斜部件(53’)来按照向前向下倾斜的关系支撑所述侧倾轴部件(12’)。

13.根据权利要求12所述的骑行模拟器，其中，

沿车辆的宽度方向延伸的止动部件(90’)附接到所述侧倾轴部件(12’)，并且

所述止动部件(90’)与所述倾斜部件(53’)彼此抵接，以约束所述模拟两轮车(2’)的侧倾运动。

14.根据权利要求8至13中的任意一项所述的骑行模拟器，其中，

各自为平面形式的止动面(12cf’，12cr’)被形成在所述侧倾轴部件(12’)的相对端部，并且

沿车体的向下方向从所述模拟两轮车(2’)的车体框架(7’)突出的两个止动器(29’，30’)与所述止动面(12cf’，12cr’)抵接，以约束所述模拟两轮车(2’)的俯仰运动。

15.根据权利要求8至14中的任意一项所述的骑行模拟器，其中，

所述驱动机构(11’)被设置在固定到所述基座(16’)的支撑基座(13’)与构成所述模拟两轮车(2’)的车体框架(7’)的主框架(20’)之间，并且

在所述模拟两轮车(2’)不执行侧倾运动和俯仰运动中的任意一种的中性状态下，所述主框架(20’)相对于所述基座(16’)按照向前向下倾斜的关系设置。

16.根据权利要求15所述的骑行模拟器，其中，所述侧倾轴部件(12’)相对于所述基座(16’)的倾斜角(α)被设置为大于所述主框架(20’)相对于所述基座(16’)的倾斜角(R)。

17.根据权利要求14所述的骑行模拟器，其中，所述止动面(12cf’，12cr’)具有凹形。

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