JP2023151836A - driving simulator - Google Patents

Abstract

To provide a driving simulator that brings operation feeling in a transient region close to that of a real vehicle.SOLUTION: A driving simulator DS that simulates a travel state of a vehicle according to a drive operation input by a user D is configured to include: contact units 10, 30, 40, 50 in contact with a user's body; vibration units 210, 220, 230, 240 for vibrating the contact units; and a vibration control unit 200 for controlling vibration by the vibration units. The vibration control unit causes the vibration units to vibrate the contact unit with a vibration waveform including frequency components of 100 to 300 Hz.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、自動車等の車両の運転の走行状態を模擬するドライビングシミュレータに関する。 The present invention relates to a driving simulator that simulates driving conditions of a vehicle such as an automobile.

自動車等の車両のドライビングシミュレータ（運転模擬装置）に関する技術として、例えば、特許文献１には、本来体験できる振動に近い振動を体験可能とするため、表示体を画面に表示するゲームプログラムを実行するゲーム装置において、固定された筺体固定部と、筺体固定部に回動可能に設けられた筺体可動部と、移動状態にある表示体に対する振動をシミュレートして筺体可動部に振動を与える振動発生装置とを備えるものが記載されている。
特許文献２には、より実車に近い振動体感による走行感と臨場感を得られる簡単で安価な模擬運転装置用体感システムを提供するため、模擬運転装置のシート下部に振動体を埋め込み、模擬運転装置の走行状態に合わせて加振波形を計算し、振動体に加振波形信号を与えて振動を発生させることが記載されている。
また、運転操作部材に対する振動の利用に関する技術として、特許文献３には、従来認識できなかった走行情報を、人体の上腕に備わった機械受容器を介して認識させるため、乗員が感知不能な触覚的ノイズをステアリングホイールに付与可能なノイズ付与手段を設け、触覚的ノイズの周波数を、機械受容器の共振周波数帯域に含まれた周波数に設定するステアリング装置が記載されている。 As a technology related to a driving simulator (driving simulation device) for a vehicle such as a car, for example, Patent Document 1 describes a technology that executes a game program that displays a display body on a screen in order to experience vibrations close to those that can be experienced originally. In a game device, a fixed housing fixing part, a housing movable part rotatably provided on the housing fixing part, and vibration generation that simulates vibrations for a moving display object and vibrates the housing movable part A device comprising a device is described.
In Patent Document 2, in order to provide a simple and inexpensive experience system for a simulated driving device that provides a driving sensation and a sense of realism through a vibration experience that is closer to that of an actual vehicle, a vibrating body is embedded in the lower part of the seat of the simulated driving device, and the driving sensation is simulated. It is described that an excitation waveform is calculated according to the running state of the device, and the excitation waveform signal is applied to a vibrating body to generate vibration.
In addition, as a technology related to the use of vibrations for driving operation members, Patent Document 3 discloses a technology that uses tactile sensations that cannot be sensed by passengers to recognize driving information that could not be recognized in the past through mechanoreceptors in the upper arms of the human body. A steering device is described in which a noise applying means capable of applying a tactile noise to a steering wheel is provided, and the frequency of the tactile noise is set to a frequency included in a resonance frequency band of a mechanoreceptor.

特開２００６－ ８７９３８号公報Japanese Patent Application Publication No. 2006-87938 実開平 ５－ ４５７５１号公報Utility Model Publication No. 5-45751 特開２０１９－２０２５９１号公報JP2019-202591A

ドライビングシミュレータを運転したときと、実車を運転したときとでは、過渡領域の操作感で違いを感じる場合がある。
一般にドライビングシミュレータで再現されているステアリングホイール等への操作反力は、数十Ｈｚ以下で出力されている。このため、反力の単位時間あたりの変化率が小さい過度領域（操作初期）には、操作者が反力の変化を感じ取ることが難しいために操作の分解能が粗くなる場合がある。この場合、操作者が実車のような操作感を得られず、運転しにくさを感じてしまう。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、過渡領域における操作感を実車の操作感に近づけたドライビングシミュレータを提供することである。 When driving a driving simulator and when driving an actual vehicle, there may be a difference in the operational feel in the transient region.
Generally, the operational reaction force on a steering wheel or the like that is reproduced in a driving simulator is output at a frequency of several tens of Hz or less. Therefore, in an excessive region (early stage of operation) where the rate of change of reaction force per unit time is small, it is difficult for the operator to sense changes in reaction force, and the resolution of the operation may become coarse. In this case, the operator will not be able to get a feeling of operation similar to that of an actual vehicle, and will find it difficult to drive.
In view of the above-mentioned problems, it is an object of the present invention to provide a driving simulator in which the operational feel in the transient region is close to that of an actual vehicle.

上述した課題を解決するため、本発明のドライビングシミュレータは、ユーザによる運転操作入力に応じて車両の走行状態を模擬するドライビングシミュレータであって、前記ユーザの身体と接触する接触部と、前記接触部を加振する加振部と、前記加振部による前記加振を制御する加振制御部とを備え、前記加振制御部は、前記加振部に、１００乃至３００Ｈｚの周波数成分を含む加振波形で前記接触部を加振させることを特徴とする。
これによれば、人間の触覚を司る受容器のなかで、比較的圧力に対する感度が高いとされるパチニ小体の感度が良好である１００乃至３００Ｈｚの周波数成分を有する加振波形で、ユーザ（典型的には、運転模擬におけるドライバ）と接触する箇所を加振することにより、身体（皮膚）がドライビングシミュレータと接触する箇所から受ける微小な圧力変化を、ユーザが感知しやすくなり、過渡領域における操作感を実車の操作感に近づけることができる。 In order to solve the above-mentioned problems, the driving simulator of the present invention is a driving simulator that simulates the driving state of a vehicle according to a driving operation input by a user, and includes a contact part that comes into contact with the user's body, and a contact part that makes contact with the user's body. and an excitation control section that controls the excitation by the excitation section; It is characterized in that the contact portion is vibrated with an oscillating waveform.
According to this, the user ( Typically, by exciting the point of contact with the driver in a driving simulation, it becomes easier for the user to sense the minute pressure changes that the body (skin) receives from the point of contact with the driving simulator, and The operating feel can be brought closer to that of an actual vehicle.

本発明において、前記加振制御部は、前記加振波形を、前記車両のタイヤモデルと、路面モデルとの少なくとも一方に基づいて生成する構成とすることができる。
これによれば、路面からタイヤを介して車両に入力される振動を適切に再現し、ユーザが受ける操作感を実車により近付けることができる。 In the present invention, the vibration control unit may be configured to generate the vibration waveform based on at least one of a tire model and a road surface model of the vehicle.
According to this, it is possible to appropriately reproduce the vibrations inputted into the vehicle from the road surface through the tires, and to bring the operating feeling received by the user closer to the actual vehicle.

本発明において、前記加振制御部は、前記加振波形の周波数分布を、前記車両の路面から前記接触部までの振動伝達特性に基づいて設定することができる。
これによれば、ユーザが受ける操作感をさらに実車に近づけることができ、また、加振波形の周波数分布の設定に用いられる振動伝達特性を必要に応じて変更することにより、仕様や構成の異なる車両の評価を簡便に行うことができる。 In the present invention, the vibration control section can set the frequency distribution of the vibration waveform based on vibration transmission characteristics from the road surface of the vehicle to the contact portion.
According to this, it is possible to bring the operating feeling received by the user closer to that of the actual vehicle, and by changing the vibration transfer characteristics used for setting the frequency distribution of the excitation waveform as necessary, it is possible to Vehicle evaluation can be easily performed.

本発明において、前記加振制御部は、模擬された前記車両の走行状態におけるタイヤの接地荷重の増加と、タイヤの発生力の増加との少なくとも一方に応じて、前記加振波形の振幅を増加させる構成とすることができる。
これによれば、模擬運転される車両に例えば旋回、加減速、ピッチング、ローリング、バウンシングなどの何らかの挙動が発生した場合に、挙動に応じてユーザとの接触部に発生する接触圧力の変化を強調することで、ユーザが受ける操作感をさらに実車に近づけることができる。 In the present invention, the vibration control unit increases the amplitude of the vibration waveform in response to at least one of an increase in the ground contact load of the tire and an increase in the force generated by the tire in the simulated running state of the vehicle. It is possible to have a configuration that allows
According to this, when some behavior occurs in the simulated vehicle, such as turning, acceleration/deceleration, pitching, rolling, or bouncing, the change in contact pressure that occurs at the contact part with the user is emphasized depending on the behavior. By doing so, the operational feeling that the user receives can be made closer to that of the actual vehicle.

本発明において前記接触部は、操舵操作部、加速操作部、減速操作部、シートの少なくとも一つを有する構成とすることができる。
これによれば、操舵操作、加速操作、減速操作に対する反力と、ユーザがシートから受ける圧力との少なくとも一つを強調することができ、上述した効果を効果的に得ることができる。 In the present invention, the contact section may include at least one of a steering operation section, an acceleration operation section, a deceleration operation section, and a seat.
According to this, at least one of the reaction force against the steering operation, acceleration operation, and deceleration operation and the pressure that the user receives from the seat can be emphasized, and the above-mentioned effects can be effectively obtained.

以上説明したように、本発明によれば、過渡領域における操作感を実車の操作感に近づけたドライビングシミュレータを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a driving simulator in which the operational feel in the transient region is close to that of an actual vehicle.

本発明を適用したドライビングシミュレータにおける運転席部の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a driver's seat section in a driving simulator to which the present invention is applied. 実施形態のドライビングシミュレータにおけるシートの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a seat in the driving simulator of the embodiment. 実施形態のドライビングシミュレータにおけるシステム構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a system configuration in a driving simulator according to an embodiment. 実施形態における振動子制御ユニットの構成を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of a vibrator control unit in an embodiment. 実施形態における加振波形の一例を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of an excitation waveform in an embodiment. 皮膚が物体に触れた際に受容体が発する電気パルスのタイミングを模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing the timing of electrical pulses emitted by receptors when the skin touches an object. パチニ小体及びマイスナー小体の周波数に対する感度分布を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the frequency sensitivity distribution of Pacinian corpuscles and Meissner corpuscles. 第１ゲイン調整部におけるゲイン調整の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of gain adjustment in a 1st gain adjustment part. 第２ゲイン調整部におけるゲイン調整の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of gain adjustment in a 2nd gain adjustment part. 車両前後方向の加速度に応じたシートクッション振動子とバックレスト振動子との出力比変化の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a change in the output ratio between a seat cushion vibrator and a backrest vibrator according to acceleration in the longitudinal direction of the vehicle. 車両左右方向の加速度に応じた右サイドサポート振動子と左サイドサポート振動子との出力比変化の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a change in the output ratio between the right side support vibrator and the left side support vibrator in response to acceleration in the left-right direction of the vehicle. タイヤのスリップ率に応じた右サイドサポート振動子及び左サイドサポート振動子のゲイン調整の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of gain adjustment of a right side support vibrator and a left side support vibrator according to a tire slip rate.

以下、本発明を適用したドライビングシミュレータの実施形態について説明する。
ドライビングシミュレータは、定置状態で例えば４輪の乗用車等の自動車の走行状態を模擬し、仮想的に再現する装置である。
ドライビングシミュレータは、例えば、車両や部品の開発評価や、ドライバの訓練などに利用される。
ドライビングシミュレータは、利用者（ドライバ）のステアリング操作、アクセル操作、ブレーキ操作等の各種入力に応じて、数値計算モデルを利用して車両の挙動をリアルタイムに演算し、演算された車両の挙動に基づいて、ドライバに模擬的な操作反力、視覚、挙動などのフィードバックを与える機能を有する。 Embodiments of a driving simulator to which the present invention is applied will be described below.
A driving simulator is a device that simulates and virtually reproduces the driving state of a vehicle, such as a four-wheeled passenger car, in a stationary state.
Driving simulators are used, for example, for development evaluation of vehicles and parts, driver training, and the like.
Driving simulators use numerical calculation models to calculate the vehicle's behavior in real time in response to various inputs from the user (driver), such as steering, accelerator, and brake operations, and then calculate the vehicle's behavior based on the calculated vehicle behavior. It has the function of giving the driver feedback such as simulated operation reaction force, visual perception, and behavior.

図１は、実施形態のドライビングシミュレータにおける運転席部の構成を示す図である。
運転席部１は、フロアパネル２、トーボード３、シート１０、インストルメントパネル２０、ステアリングホイール３０、アクセルペダル４０、ブレーキペダル５０、画像表示装置６０等を有する。
フロアパネル２は、ドライバＤが着座するシート１０の下部に設けられる床板部分である。
フロアパネル２は、水平方向に延在している。
トーボード３は、フロアパネル２の前端部から、上方側かつ斜め上方側へ張り出したパネル状の部分である。 FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a driver's seat section in a driving simulator according to an embodiment.
The driver's seat section 1 includes a floor panel 2, a toeboard 3, a seat 10, an instrument panel 20, a steering wheel 30, an accelerator pedal 40, a brake pedal 50, an image display device 60, and the like.
The floor panel 2 is a floor plate portion provided below the seat 10 on which the driver D sits.
The floor panel 2 extends horizontally.
The toe board 3 is a panel-shaped portion that projects upward and diagonally upward from the front end of the floor panel 2.

図２は、実施形態のドライビングシミュレータにおけるシートの構成を示す図である。
ドライバが着座するシート１０は、フロアパネル２の上部に設けられる。
シート１０は、シートクッション１１、バックレスト１２、ヘッドレスト１３、サイドサポート１４等を有する。 FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a seat in the driving simulator of the embodiment.
A seat 10 on which a driver sits is provided above the floor panel 2.
The seat 10 includes a seat cushion 11, a backrest 12, a headrest 13, side supports 14, and the like.

シートクッション１１は、ドライバＤの臀部及び大腿部が載せられる座面部である。
シートクッション１１は、図示しないシートレールを介して、フロアパネル２に、前後方向等に位置調整可能に取り付けられる。
シートクッション１１は、ドライバＤの前後方向及び肩幅方向に沿って延在する上面部を有する。 The seat cushion 11 is a seat surface on which the buttocks and thighs of the driver D are placed.
The seat cushion 11 is attached to the floor panel 2 via a seat rail (not shown) so that its position can be adjusted in the front-rear direction or the like.
The seat cushion 11 has an upper surface portion extending along the driver D's front-rear direction and shoulder width direction.

バックレスト（シートバック）１２は、ドライバＤの上体の背部と対向して設けられた背もたれ部分である。
バックレスト１２は、シートクッション１１の後端部近傍から、上方側かつ斜め後方側へ張り出している。
バックレスト１２の上端部は、ドライバＤの肩部の後方側に配置されている。 The backrest (seatback) 12 is a backrest portion provided to face the back of the driver's D upper body.
The backrest 12 extends upward and diagonally rearward from near the rear end of the seat cushion 11.
The upper end of the backrest 12 is arranged on the rear side of the driver's D shoulder.

ヘッドレスト１３は、ドライバＤの頭部の後方側に設けられ、頭部がシート１０に対して後傾方向に回動した際に、頭部を拘束する部分である。
ヘッドレスト１３は、バックレスト１２の上端部から上方側へ突出して設けられている。 The headrest 13 is provided on the rear side of the head of the driver D, and is a portion that restrains the head when the head rotates in a backward tilting direction with respect to the seat 10.
The headrest 13 is provided to protrude upward from the upper end of the backrest 12.

サイドサポート１４（図１では不図示。図２を参照。）は、バックレスト１２の左右側端部から、前方側に張り出した部分である。
サイドサポート１４は、ドライバＤの体側部（典型的には脇腹、腰部左右）と当接する。
ドライバＤは、例えば旋回時などには、サイドサポート１４からの圧力により車体に作用する横方向（車幅方向）の加速度を認識する。 The side supports 14 (not shown in FIG. 1; see FIG. 2) are portions that extend forward from the left and right ends of the backrest 12.
The side supports 14 come into contact with the side portions of the driver D's body (typically the flanks, left and right waist portions).
For example, when turning, the driver D recognizes the acceleration in the lateral direction (vehicle width direction) that acts on the vehicle body due to pressure from the side supports 14.

シートクッション１１、バックレスト１２、ヘッドレスト１３、サイドサポート１４は、それぞれ例えば鋼などの金属材料等からなるフレームの周囲に、例えば多孔質体であるウレタンフォーム等の弾性体を設けて、衝撃吸収性（クッション性）を有するよう構成されている。
弾性体の表面部には、例えばファブリック、天然皮革、人工皮革などのシート表皮が設けられる。
また、シートクッション１１、バックレスト１２、サイドサポート１４には、ドライバＤとの接触箇所を加振するシートクッション振動子２４１、バックレスト振動子２４２、右サイドサポート振動子２４３、左サイドサポート振動子２４４が設けられる。
この点については、後に詳しく説明する。 The seat cushion 11, the backrest 12, the headrest 13, and the side supports 14 each have a frame made of a metal material such as steel, and an elastic body such as porous urethane foam is provided around the frame to provide shock absorption ( cushioning properties).
A seat skin such as fabric, natural leather, or artificial leather is provided on the surface of the elastic body.
Further, the seat cushion 11, the backrest 12, and the side support 14 are provided with a seat cushion vibrator 241, a backrest vibrator 242, a right side support vibrator 243, and a left side support vibrator 244 that vibrate the contact points with the driver D. It will be done.
This point will be explained in detail later.

インストルメントパネル２０は、シート１０に着座したドライバＤの前方側に、ドライバＤと対向して配置されている。
インストルメントパネル２０には、例えば、車速やエンジン回転数などの情報を表示する図示しない画像表示装置などが設けられる。 The instrument panel 20 is arranged on the front side of the driver D seated on the seat 10, facing the driver D.
The instrument panel 20 is provided with, for example, an image display device (not shown) that displays information such as vehicle speed and engine speed.

ステアリングホイール３０は、ドライバＤが操舵操作を行う操舵操作部である。
ステアリングホイール３０は、例えば、円環状の形状を有し、図示しないステアリングシャフト（コラム）回りに回動可能な状態で支持されている。
ステアリングシャフトは、インストルメントパネル２０から突出したコラムカバー３１の内部に収容されている。 The steering wheel 30 is a steering operation section on which the driver D performs a steering operation.
The steering wheel 30 has, for example, an annular shape, and is rotatably supported around a steering shaft (column) not shown.
The steering shaft is housed inside a column cover 31 that protrudes from the instrument panel 20.

アクセルペダル４０、ブレーキペダル５０は、ドライバＤがアクセル操作、ブレーキ操作を行う加速操作部、減速操作部である。
アクセルペダル４０、ブレーキペダル５０は、例えば、ドライバＤから見て右側、左側に、横並びに配置されている。
アクセルペダル４０、ブレーキペダル５０は、ブラケットを介してトーボード３に対して近接、離間する方向に相対変位可能に支持され、ドライバＤの足により踏み込まれる踏面部を有する。
アクセルペダル４０は、ドライバＤによる踏込量に応じて、反力を発生させるばね要素（リターンスプリング）が設けられている。
ブレーキペダル５０には、実車の制動時におけるブレーキ踏力を模擬するため、後述する反力発生装置（図３参照）が設けられる。 The accelerator pedal 40 and the brake pedal 50 are an acceleration operation section and a deceleration operation section through which the driver D performs an accelerator operation and a brake operation.
The accelerator pedal 40 and the brake pedal 50 are arranged side by side, for example, on the right side and the left side when viewed from the driver D.
The accelerator pedal 40 and the brake pedal 50 are supported via a bracket so as to be relatively movable in the directions toward and away from the toe board 3, and each has a tread portion that is depressed by the foot of the driver D.
The accelerator pedal 40 is provided with a spring element (return spring) that generates a reaction force according to the amount of depression by the driver D.
The brake pedal 50 is provided with a reaction force generating device (see FIG. 3), which will be described later, in order to simulate the brake pedal force during braking of an actual vehicle.

画像表示装置６０は、ドライバＤに車両の運転時を模擬した仮想的な視界情報を表示するものである。
仮想的な視界情報として、例えば、車線形状、地形、他車両等の障害物などが含まれる。
画像表示装置６０は、例えば、インストルメントパネル２０の上方かつ前方側に配置される。 The image display device 60 displays virtual visibility information to the driver D that simulates driving of the vehicle.
The virtual visibility information includes, for example, lane shape, terrain, obstacles such as other vehicles, and the like.
The image display device 60 is arranged above and in front of the instrument panel 20, for example.

図３は、実施形態のドライビングシミュレータにおけるシステム構成を示す図である。
ドライビングシミュレータＤＳは、車両運動モデル演算ユニット１００、振動子制御ユニット２００等を有する。
各ユニットは、例えば、ＣＰＵ等の情報処理部、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部、入出力インターフェイス、及び、これらを接続するバス等を有するコンピュータとして構成することができる。
また、車両運動モデル演算ユニット１００、振動子制御ユニット２００は、通信手段を介して接続され、双方向に情報の伝達が可能となっている。 FIG. 3 is a diagram showing the system configuration of the driving simulator of the embodiment.
The driving simulator DS includes a vehicle motion model calculation unit 100, a transducer control unit 200, and the like.
Each unit can be configured as a computer having, for example, an information processing section such as a CPU, a storage section such as a RAM or ROM, an input/output interface, a bus connecting these, and the like.
Further, the vehicle motion model calculation unit 100 and the vibrator control unit 200 are connected via a communication means, so that information can be transmitted in both directions.

車両運動モデル演算ユニット１００は、ドライバＤからの各種入力、及び、予めデータベース化された仮想的な走行路の車線形状、路面状態などの情報等をもとに、予め設定された車両運動モデルを用いて、車両の挙動等を数値計算によりリアルタイムに演算する。
車両運動モデル演算ユニット１００には、舵角センサ１１０、ステアリング反力発生装置１２０、アクセルペダルセンサ１３０、ブレーキペダルセンサ１４０、ブレーキ反力発生装置１５０、画像生成装置１６０、モーション機構１７０等が接続されている。 The vehicle motion model calculation unit 100 calculates a preset vehicle motion model based on various inputs from the driver D and information such as the lane shape and road surface condition of a virtual road that has been compiled into a database in advance. Using this technology, vehicle behavior, etc. can be calculated in real time through numerical calculations.
A steering angle sensor 110, a steering reaction force generation device 120, an accelerator pedal sensor 130, a brake pedal sensor 140, a brake reaction force generation device 150, an image generation device 160, a motion mechanism 170, etc. are connected to the vehicle motion model calculation unit 100. ing.

舵角センサ１１０は、ステアリングホイール３０の回転角度位置（位相）を検出する角度エンコーダを備えている。
車両運動モデル演算ユニット１００は、舵角センサ１１０の出力に基づいて、舵角を演算する。
演算された舵角は、ステアリング操作入力として、車両運動モデルを用いた車両走行状態の演算に反映される。 The steering angle sensor 110 includes an angle encoder that detects the rotational angular position (phase) of the steering wheel 30.
Vehicle motion model calculation unit 100 calculates the steering angle based on the output of steering angle sensor 110.
The calculated steering angle is reflected as a steering operation input in the calculation of the vehicle running state using the vehicle motion model.

ステアリング反力発生装置１２０は、車両運動モデルを用いて算出された操舵装置のセルフアライニングトルクや、模擬される車両のパワーステアリング装置の諸元、制御内容等に基づいて、ステアリングホイール３０に模擬的な操舵反力を与えるものである。
ステアリング反力発生装置１２０は、ステアリングホイール３０が取り付けられたステアリングシャフトにトルクを与える電動アクチュエータ（モータ）等を備えている。 The steering reaction force generating device 120 generates a simulated force on the steering wheel 30 based on the self-aligning torque of the steering device calculated using a vehicle motion model, the specifications of the power steering device of the simulated vehicle, control contents, etc. This provides a similar steering reaction force.
The steering reaction force generating device 120 includes an electric actuator (motor) and the like that applies torque to a steering shaft to which the steering wheel 30 is attached.

アクセルペダルセンサ１３０は、ドライバＤによるアクセルペダル４０の操作量（踏込量）を検出するセンサである。
ブレーキペダルセンサ１４０は、ドライバＤによるブレーキペダル５０の操作量（踏込量）を検出するセンサである。
アクセルペダルセンサ１３０、ブレーキペダルセンサ１４０の出力は、それぞれアクセル操作入力、ブレーキ操作入力として、車両運動モデル演算ユニット１００に伝達され、車両運動モデルを用いた車両走行状態の演算に反映される。 The accelerator pedal sensor 130 is a sensor that detects the amount of operation (depression amount) of the accelerator pedal 40 by the driver D.
The brake pedal sensor 140 is a sensor that detects the amount of operation (depression amount) of the brake pedal 50 by the driver D.
The outputs of the accelerator pedal sensor 130 and the brake pedal sensor 140 are transmitted to the vehicle motion model calculation unit 100 as an accelerator operation input and a brake operation input, respectively, and are reflected in the calculation of the vehicle running state using the vehicle motion model.

車両運動モデル演算ユニット１００は、舵角センサ１１０、アクセルペダルセンサ１３０、ブレーキペダルセンサ１４０から検出される操作入力に基づいて、模擬的に走行する車両の車速、ヨーレート、ピッチ角、ロール角、前後方向加速度、横方向加速度、各車輪の接地荷重、前後方向及び横方向のタイヤ発生力、スリップ率、各サスペンションのストロークなどを演算する。 The vehicle motion model calculation unit 100 calculates the vehicle speed, yaw rate, pitch angle, roll angle, front and back of a simulated running vehicle based on operation inputs detected from a steering angle sensor 110, an accelerator pedal sensor 130, and a brake pedal sensor 140. It calculates directional acceleration, lateral acceleration, ground load of each wheel, force generated by tires in longitudinal and lateral directions, slip rate, stroke of each suspension, etc.

ブレーキ反力発生装置１５０は、ドライバＤによるブレーキ操作に応じて、ブレーキペダル５０に実車の操作反力を模擬した擬似的なブレーキ反力を発生させるものである。
ブレーキ反力発生装置１５０は、車両運動モデル演算ユニット１００からの指令に応じて、ブレーキペダル５０を戻し方向へ駆動する電動モータ等のアクチュエータを有する。 The brake reaction force generating device 150 generates a pseudo brake reaction force on the brake pedal 50 in response to a brake operation by the driver D, which simulates the operation reaction force of an actual vehicle.
The brake reaction force generator 150 includes an actuator such as an electric motor that drives the brake pedal 50 in the return direction in response to a command from the vehicle motion model calculation unit 100.

画像生成装置１６０は、車両運動モデル演算ユニット１００が演算した車両の走行状態（車速、走行ライン、挙動など）と、予め準備された車線形状や地形などの地図データに応じて、模擬的な運転視界を示す画像に係る画像データを生成するレンダリングエンジンを備えている。
画像データは、画像表示装置６０に伝達され、ドライバＤに対して画像が表示される。 The image generation device 160 generates a simulated driving according to the vehicle driving state (vehicle speed, driving line, behavior, etc.) calculated by the vehicle motion model calculation unit 100 and map data such as lane shape and topography prepared in advance. It includes a rendering engine that generates image data related to an image showing a field of view.
The image data is transmitted to the image display device 60, and the image is displayed to the driver D.

モーション機構１７０は、図１に示す運転席部を、車両運動モデル演算ユニット１００からの指令に応じて、振動、揺動、傾斜などの動作をさせることにより、車両の運転時にドライバＤが感じる加速度を模擬的に発生する加速度模擬装置である。
モーション機構１７０として、例えば、個別に伸縮可能な６本の電動シリンダを有する６軸モーションベースを用いることができる。 The motion mechanism 170 causes the driver's seat shown in FIG. 1 to perform actions such as vibration, rocking, and tilting in response to commands from the vehicle motion model calculation unit 100, thereby adjusting the acceleration felt by the driver D when driving the vehicle. This is an acceleration simulator that simulates acceleration.
As the motion mechanism 170, for example, a 6-axis motion base having six individually extendable and retractable electric cylinders can be used.

振動子制御ユニット２００は、シート１０、ステアリングホイール３０、アクセルペダル４０、ブレーキペダル５０に設けられた振動子（加振部）を制御するものである。
振動子制御ユニット２００は、各振動子に、所定の加振波形を有する駆動電流、電圧を供給する加振制御部である。 The vibrator control unit 200 controls vibrators (vibrating parts) provided in the seat 10, the steering wheel 30, the accelerator pedal 40, and the brake pedal 50.
The vibrator control unit 200 is an excitation control section that supplies drive current and voltage having a predetermined excitation waveform to each vibrator.

振動子制御ユニット２００には、ステアリング振動子２１０、アクセルペダル振動子２２０、ブレーキペダル振動子２３０、シート振動子２４０が接続されている。
各振動子は、振動子制御ユニット２００から供給される電圧又は電流の波形に応じて、ドライバＤとの接触部（シート１０、ステアリングホイール３０、アクセルペダル４０、ブレーキペダル５０）のドライバＤとの接触部を加振する加振部である。
振動子として、例えば、供給される電圧の変動に応じた振動を発生するボイスコイル及び振動板を有する構成とすることができ、一例として小型のスピーカを利用することができる。 A steering vibrator 210, an accelerator pedal vibrator 220, a brake pedal vibrator 230, and a seat vibrator 240 are connected to the vibrator control unit 200.
Each vibrator controls the contact portions (seat 10, steering wheel 30, accelerator pedal 40, brake pedal 50) with the driver D according to the voltage or current waveform supplied from the vibrator control unit 200. This is a vibrating part that vibrates the contact part.
The vibrator can be configured to include, for example, a voice coil and a diaphragm that generate vibrations in response to fluctuations in the supplied voltage, and for example, a small speaker can be used.

ステアリング振動子２１０は、ステアリングホイール３０を加振する。
ステアリング振動子２１０は、例えば、ステアリングホイール３０自体や、ステアリングホイール３０に振動伝達可能な他の部位（例えば、ステアリングシャフト、ステアリングコラム、コラムカバー３１等）に取り付けることができる。 The steering vibrator 210 vibrates the steering wheel 30.
The steering vibrator 210 can be attached, for example, to the steering wheel 30 itself or to other parts capable of transmitting vibrations to the steering wheel 30 (for example, the steering shaft, the steering column, the column cover 31, etc.).

アクセルペダル振動子２２０、ブレーキペダル振動子２３０は、アクセルペダル４０、ブレーキペダル５０の踏面部を加振する。
アクセルペダル振動子２２０、ブレーキペダル振動子２３０は、例えば、アクセルペダル４０、ブレーキペダル５０を支持するブラケットや、ブラケットを支持するトーボード等に取り付けることができる。 The accelerator pedal vibrator 220 and the brake pedal vibrator 230 vibrate the tread portions of the accelerator pedal 40 and the brake pedal 50.
The accelerator pedal vibrator 220 and the brake pedal vibrator 230 can be attached to, for example, a bracket that supports the accelerator pedal 40 and the brake pedal 50, a toe board that supports the bracket, and the like.

シート振動子２４０は、図２に示すように、シートクッション振動子２４１、バックレスト振動子２４２、右サイドサポート振動子２４３、左サイドサポート振動子２４４を有する。
シートクッション振動子２４１、バックレスト振動子２４２、右サイドサポート振動子２４３、左サイドサポート振動子２４４は、シート表皮の裏面（運転者と接する面とは反対側の面）に隣接して配置され、シート表皮の表面部を加振する。 As shown in FIG. 2, the seat vibrator 240 includes a seat cushion vibrator 241, a backrest vibrator 242, a right side support vibrator 243, and a left side support vibrator 244.
The seat cushion oscillator 241, the backrest oscillator 242, the right side support oscillator 243, and the left side support oscillator 244 are arranged adjacent to the back surface of the seat skin (the surface opposite to the surface in contact with the driver). Vibrates the surface of the epidermis.

シートクッション振動子２４１は、シートクッション１１の上面部であって、運転者の臀部と対向する領域に配置されている。
シートクッション振動子２４１は、バックレスト振動子２４２に対して前方側に配置されている。
バックレスト振動子２４２は、バックレスト１２の前面部であって、運転者の背部に対向して配置されている。 The seat cushion vibrator 241 is disposed on the upper surface of the seat cushion 11 in a region facing the driver's buttocks.
The seat cushion vibrator 241 is arranged on the front side with respect to the backrest vibrator 242.
The backrest vibrator 242 is disposed on the front side of the backrest 12, facing the back of the driver.

右サイドサポート振動子２４３は、ドライバＤから見て右側のサイドサポート１４において、ドライバＤの右体側部に対向して配置されている。
左サイドサポート振動子２４４は、ドライバＤから見て左側のサイドサポート１４において、ドライバＤの左体側部に対向して配置されている。 The right side support vibrator 243 is disposed on the right side support 14 when viewed from the driver D, facing the right side of the driver D's body.
The left side support vibrator 244 is disposed on the left side support 14 when viewed from the driver D, facing the left side of the driver D's body.

図４は、実施形態における振動子制御ユニットの構成を模式的に示す図である。
振動子制御ユニット２００は、波形生成部２０１、バンドパスフィルタ２０２、第１ゲイン調整部２０３、第２ゲイン調整部２０４、シートゲイン調整部２０５等を有する。 FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration of the vibrator control unit in the embodiment.
The transducer control unit 200 includes a waveform generation section 201, a bandpass filter 202, a first gain adjustment section 203, a second gain adjustment section 204, a sheet gain adjustment section 205, and the like.

波形生成部２０１は、各振動子の駆動電力の電圧波形である加振波形の基本波（ゲイン等が未調整であるもの）を生成する。
波形生成部２０１は、加振波形の基本波の振幅、周波数を、以下の情報を考慮して設定する。
（１）車両運動モデル演算ユニット１００から提供される、模擬された車両走行状態における車速（車両の走行速度）に関する情報
（２）予め設定されたタイヤの演算モデルに関する情報（例えば、パターンノイズ成分に対して支配的なタイヤサイズ及びパターン形状に関する情報、及び、トレッドゴムの特性に関する情報）
（３）路面モデル（路面の凹凸等のプロファイル。例えば、骨材の粒径及びその分布等） The waveform generation unit 201 generates a fundamental wave (with unadjusted gain and the like) of an excitation waveform, which is a voltage waveform of driving power for each vibrator.
The waveform generation unit 201 sets the amplitude and frequency of the fundamental wave of the excitation waveform in consideration of the following information.
(1) Information regarding the vehicle speed (vehicle running speed) in a simulated vehicle running state provided by the vehicle motion model calculation unit 100 (2) Information regarding a preset tire calculation model (for example, based on pattern noise components) Information on the dominant tire size and pattern shape, and information on the characteristics of the tread rubber)
(3) Road surface model (profile of road surface irregularities, etc., for example, aggregate particle size and its distribution, etc.)

図５は、実施形態における加振波形の一例を模式的に示す図である。
図５において、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。
図５に示すように、加振波形は、一例として、矩形波とすることができるが、これに限定されず他の波形であってもよい。
例えば、ランダム波、サイン波、三角波、路面の形状の計測波形などを用いてもよい。 FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of an excitation waveform in the embodiment.
In FIG. 5, the horizontal axis shows time and the vertical axis shows voltage.
As shown in FIG. 5, the excitation waveform may be, for example, a rectangular wave, but is not limited to this and may be any other waveform.
For example, a random wave, a sine wave, a triangular wave, a measurement waveform of the shape of the road surface, etc. may be used.

バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２０２は、波形生成部２０１が生成した加振波形から、特定の周波数帯域を抽出するものである。
実施形態において、加振波形の周波数は、例えば、１００乃至３００Ｈｚの範囲に卓越周波数を有するように設定する。
なお、本明細書において、卓越周波数とは、他の周波数の振幅に対して振幅が特に大きい周波数を示すものとする。一般に、このような卓越周波数は、複数の固有値（固有振動数）のなかで特に振幅が大きいものと一致する場合が多い。
以下、その理由について説明する。 A bandpass filter (BPF) 202 extracts a specific frequency band from the excitation waveform generated by the waveform generation section 201.
In the embodiment, the frequency of the excitation waveform is set to have a dominant frequency in the range of 100 to 300 Hz, for example.
Note that in this specification, a dominant frequency refers to a frequency whose amplitude is particularly large compared to the amplitudes of other frequencies. Generally, such a dominant frequency often coincides with one having a particularly large amplitude among a plurality of eigenvalues (natural frequencies).
The reason for this will be explained below.

ドライビングシミュレータＤＳを構成する各部材に触れるドライバＤの身体が、触感（皮膚感覚）を取得する感覚受容体（触覚センサ）として、メルケル細胞、マイスナー小体、パチニ小体などがある。
図６は、皮膚が物体に触れた際に受容体が発する電気パルスのタイミングを模式的に示す図である。
図６において、横軸は時間を示し、縦軸は上段から順に、圧力、及び、メルケル細胞、マイスナー小体、パチニ小体の電気パルス発生状態を示している。 Merkel cells, Meissner corpuscles, Pacinian corpuscles, and the like are sensory receptors (tactile sensors) through which the body of driver D obtains a tactile sensation (skin sensation) when touching each member constituting the driving simulator DS.
FIG. 6 is a diagram schematically showing the timing of electrical pulses emitted by receptors when the skin touches an object.
In FIG. 6, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents pressure and the electric pulse generation states of Merkel cells, Meissner corpuscles, and Pacinian corpuscles in order from the top.

メルケル細胞は、応答が比較的遅く、直流成分に対応する。
マイスナー小体は、接触圧力の変化率（速度）が発生しているときに対応する。
マイスナー小体は、速度が出ているときに常に反応することから、仮にノイズ信号としてマイスナー小体の感度が高い周波数のものを用いた場合、ドライバＤが振動として感じやすくなると考えられる。
パチニ小体は、過渡的変化の瞬間に対応し、これらの受容体のなかでは最も感度が高いとされる。
ドライバＤがドライビングシミュレータＤＳとの接触箇所からの微小な圧力変化を感じ取る受容体として、パチニ小体が支配的であると考えられる。 Merkel cells respond relatively slowly and respond to direct current components.
Meissner corpuscles correspond to the rate of change (velocity) of contact pressure that occurs.
Since Meissner corpuscles always react when the vehicle is moving at high speed, if a noise signal with a frequency to which Meissner corpuscles are sensitive is used, it is thought that the driver D will be more likely to feel it as vibration.
Pacinian corpuscles correspond to moments of transient change and are said to be the most sensitive of these receptors.
Pacinian corpuscles are considered to be the dominant receptors that sense minute pressure changes from the point of contact between the driver D and the driving simulator DS.

図７は、パチニ小体及びマイスナー小体の周波数に対する感度分布を示す図である。
図７において、横軸は周波数を示し、縦軸は閾値上の振幅を示しており、値が小さいほど感度が良いことを表わす。
図７に示すように、パチニ小体は、１００乃至３００Ｈｚ付近の領域において、良好な感度を示すことから、実施形態においては、１００乃至３００Ｈｚの周波数帯域内に卓越周波数を有する加振波形となるよう、バンドパスフィルタ２０２の設計を行っている。 FIG. 7 is a diagram showing the frequency sensitivity distribution of Pacinian corpuscles and Meissner corpuscles.
In FIG. 7, the horizontal axis indicates frequency, and the vertical axis indicates amplitude above the threshold value, and the smaller the value, the better the sensitivity.
As shown in FIG. 7, Pacinian corpuscles exhibit good sensitivity in the region around 100 to 300 Hz, so in the embodiment, the excitation waveform has a predominant frequency within the frequency band of 100 to 300 Hz. The bandpass filter 202 is designed accordingly.

第１ゲイン調整部２０３は、バンドパスフィルタ２０２による処理後の加振波形に対して、以下説明する第１のゲイン調整を行うものである。
第１のゲイン調整は、走行模擬が行われる車両のタイヤ作用力に応じてゲインを変化させるものである。
タイヤ作用力として、例えば、車両運動モデルから演算される各車輪のタイヤの接地荷重を用いることができる。
また、タイヤ作用力として、タイヤの接地荷重に代えて、あるいは、タイヤの接地荷重とともに、タイヤが発生する前後力、横力（タイヤ発生力）を用いてもよい。
この場合、車両運動モデル演算ユニット１００において車両走行状態を演算する際に求めた各車輪のタイヤ発生力を用いることができる。また、車体に作用する前後方向、左右方向の加速度を、それぞれ前後方向、左右方向のタイヤ発生力を示すパラメータとして用いてもよい。 The first gain adjustment unit 203 performs first gain adjustment, which will be described below, on the excitation waveform processed by the bandpass filter 202.
The first gain adjustment is to change the gain according to the force acting on the tires of the vehicle on which driving simulation is performed.
As the tire acting force, for example, the ground load of the tire of each wheel calculated from the vehicle motion model can be used.
Further, as the force acting on the tire, longitudinal force or lateral force (tire-generated force) generated by the tire may be used in place of the ground contact load of the tire, or in addition to the ground contact load of the tire.
In this case, the tire generated force of each wheel obtained when calculating the vehicle running state in the vehicle motion model calculation unit 100 can be used. Moreover, the accelerations in the longitudinal direction and the lateral direction acting on the vehicle body may be used as parameters indicating the tire-generated force in the longitudinal direction and the lateral direction, respectively.

図８は、第１ゲイン調整部におけるゲイン調整の一例を模式的に示す図である。
図８において、横軸はタイヤの接地荷重を示し、縦軸は加振波形に乗算されるゲインを示している。
ゲインは、例えば、タイヤの接地荷重の増加に応じて増加する構成とすることができる。
第１ゲイン調整部２０３において、各振動子から付加する加振振幅をΔＡ、ドライビングシミュレータの各部位から最終的にドライバＤの身体に伝達される振動振幅（振動子以外の振動源からの振動及び振動子から付加される振動の振幅の和）をＡとした場合、ΔＡ／Ａは、ウェーバー比Ｗと考えらえる。
そこで、このウェーバー比Ｗが予め設定された所定値となるようにゲイン調整を行うことで、ウェーバー・フェヒナーの法則から、安定した効果を得られると考えられる。 FIG. 8 is a diagram schematically showing an example of gain adjustment in the first gain adjustment section.
In FIG. 8, the horizontal axis shows the ground load of the tire, and the vertical axis shows the gain multiplied by the excitation waveform.
For example, the gain may be configured to increase as the ground load of the tire increases.
In the first gain adjustment unit 203, the excitation amplitude added from each vibrator is set to ΔA, and the vibration amplitude finally transmitted from each part of the driving simulator to the body of the driver D (vibration from a vibration source other than the vibrator and When A is the sum of the amplitudes of vibrations added from the vibrators, ΔA/A can be considered to be the Weber ratio W.
Therefore, by adjusting the gain so that the Weber ratio W becomes a predetermined value, it is considered that a stable effect can be obtained from the Weber-Fechner law.

第２ゲイン調整部２０４は、第１のゲイン調整後の加振波形に対して、さらに以下説明する第２のゲイン調整を行うものである。
第２のゲイン調整は、模擬される車両の路面からドライバＤとの接触箇所までの振動伝達特性（伝達比の周波数特性）に応じたゲイン調整を行うものである。
図９は、第２ゲイン調整部におけるゲイン調整の一例を模式的に示す図である。
図９において、横軸は周波数を示し、縦軸はゲインを示している。
ここで、路面からステアリングホイール３０、アクセルペダル４０、ブレーキペダル５０、シート１０への振動伝達特性の違いに応じて、各部位の振動子に伝達される加振波形のゲイン調整を、独立して行う構成とすることができる。
ステアリング振動子２１０、アクセルペダル振動子２２０、ブレーキペダル振動子２３０は、第２ゲイン調整部２０４によるゲイン調整後の加振波形に応じて駆動され、振動を発生する。 The second gain adjustment section 204 further performs second gain adjustment, which will be described below, on the excitation waveform after the first gain adjustment.
The second gain adjustment is to perform gain adjustment according to the vibration transmission characteristics (frequency characteristics of the transmission ratio) from the road surface of the simulated vehicle to the point of contact with the driver D.
FIG. 9 is a diagram schematically showing an example of gain adjustment in the second gain adjustment section.
In FIG. 9, the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents gain.
Here, depending on the difference in vibration transmission characteristics from the road surface to the steering wheel 30, accelerator pedal 40, brake pedal 50, and seat 10, the gain adjustment of the excitation waveform transmitted to the vibrator of each part is independently performed. The configuration can be configured to do this.
The steering vibrator 210, the accelerator pedal vibrator 220, and the brake pedal vibrator 230 are driven according to the excitation waveform after gain adjustment by the second gain adjustment section 204, and generate vibrations.

シートゲイン調整部２０５は、第２のゲイン調整後の加振波形に対して、さらに以下説明するゲイン調整を行うものである。
シートゲイン調整部２０５は、模擬される車両の前後方向の加速度に応じて、シートクッション振動子２４１、バックレスト振動子２４２の出力比を変化させる。
また、シートゲイン調整部２０５は、模擬される車両の横方向の加速度に応じて、右サイドサポート振動子２４３、左サイドサポート振動子２４４の出力比を変化させる。
さらに、シートゲイン調整部２０５は、模擬される車両のタイヤのスリップ率に応じて、右サイドサポート振動子２４３、左サイドサポート振動子２４４のゲインを変化させる。
以下、これらのゲイン調整について、詳しく説明する。 The sheet gain adjustment unit 205 further performs gain adjustment, which will be described below, on the excitation waveform after the second gain adjustment.
The seat gain adjustment unit 205 changes the output ratio of the seat cushion vibrator 241 and the backrest vibrator 242 according to the longitudinal acceleration of the simulated vehicle.
Further, the seat gain adjustment unit 205 changes the output ratio of the right side support vibrator 243 and the left side support vibrator 244 according to the lateral acceleration of the simulated vehicle.
Further, the seat gain adjustment unit 205 changes the gains of the right side support vibrator 243 and the left side support vibrator 244 according to the slip rate of the tires of the simulated vehicle.
These gain adjustments will be explained in detail below.

図１０は、車両前後方向の加速度に応じたシートクッション振動子とバックレスト振動子との出力比変化の一例を示す図である。
図１０において、横軸は車両前後方向の加速度を示し、縦軸よりも右側が減速側（車速減少側）、左側が加速側（車速増加側）を示している。
図１０に示すように、減速側への加速度の絶対値の増加に応じて、シートクッション振動子２４１の出力が、バックレスト振動子２４２の出力に対して、増加するようになっている。
また、加速側への加速度の絶対値の増加に応じて、バックレスト振動子２４２の出力が、シートクッション振動子２４１の出力に対して、増加するようになっている。 FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a change in the output ratio between the seat cushion vibrator and the backrest vibrator depending on the acceleration in the longitudinal direction of the vehicle.
In FIG. 10, the horizontal axis indicates the acceleration in the longitudinal direction of the vehicle, the right side of the vertical axis indicates the deceleration side (vehicle speed decrease side), and the left side indicates the acceleration side (vehicle speed increase side).
As shown in FIG. 10, the output of the seat cushion vibrator 241 increases relative to the output of the backrest vibrator 242 in accordance with an increase in the absolute value of acceleration toward the deceleration side.
Furthermore, the output of the backrest vibrator 242 increases relative to the output of the seat cushion vibrator 241 in accordance with an increase in the absolute value of acceleration toward the acceleration side.

図１１は、車両左右方向の加速度に応じた右サイドサポート振動子と左サイドサポート振動子との出力比変化の一例を示す図である。
図１１において、横軸は車両左右方向の加速度を示し、縦軸に対して右側は左方向の加速度（典型的には左旋回時の求心加速度）を示し、左側は右方向の方向の加速度（典型的には右旋回時の求心加速度）を示している。
縦軸は各振動子のゲインを示し、横軸に対して上側は右サイドサポート振動子２４３の出力ゲインを示し、下側は左サイドサポート振動子２４４の出力ゲインを示している。
図１１に示すように、右側への加速度の絶対値の増加に応じて、左サイドサポート振動子２４４の出力が、右サイドサポート振動子２４３の出力に対して、増加するようになっている。この領域では、右サイドサポート振動子２４３は、左サイドサポート振動子２４４に対して小さい振幅で加振するか、あるいは、加振を停止する構成とすることができる。
また、左側への加速度の絶対値の増加に応じて、右サイドサポート振動子２４３の出力が、左サイドサポート振動子２４４の出力に対して、増加するようになっている。この領域では、左サイドサポート振動子２４４は、右サイドサポート振動子２４３に対して小さい振幅で加振するか、あるいは、加振を停止する構成とすることができる。
このように、旋回時に、ドライバの身体を支える旋回外側のサイドサポートに設けられた振動子の出力を、旋回内側に対して高くすることによって、ドライバに旋回時の横加速度と知覚させる。 FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a change in the output ratio between the right side support vibrator and the left side support vibrator depending on the acceleration in the left-right direction of the vehicle.
In FIG. 11, the horizontal axis shows acceleration in the left-right direction of the vehicle, the right side with respect to the vertical axis shows acceleration in the left direction (typically centripetal acceleration when turning left), and the left side shows acceleration in the right direction (typically centripetal acceleration when turning left). (typically centripetal acceleration when turning to the right).
The vertical axis represents the gain of each vibrator, the upper side of the horizontal axis represents the output gain of the right side support vibrator 243, and the lower side represents the output gain of the left side support vibrator 244.
As shown in FIG. 11, the output of the left side support vibrator 244 increases relative to the output of the right side support vibrator 243 as the absolute value of the acceleration to the right increases. In this region, the right side support vibrator 243 can be configured to vibrate with a small amplitude relative to the left side support vibrator 244, or to stop vibrating.
Further, the output of the right side support vibrator 243 increases with respect to the output of the left side support vibrator 244 in accordance with an increase in the absolute value of the acceleration to the left side. In this region, the left side support vibrator 244 can be configured to vibrate with a small amplitude relative to the right side support vibrator 243, or to stop vibrating.
In this way, when turning, the output of the vibrator provided on the side support on the outside of the turn that supports the driver's body is made higher than that on the inside of the turn, thereby causing the driver to perceive lateral acceleration during the turn.

図１２は、タイヤのスリップ率に応じた右サイドサポート振動子及び左サイドサポート振動子のゲイン調整の一例を示す図である。
図１２において、横軸は車両運動モデル演算ユニット１００が演算したタイヤ（一例として後輪だが、前輪であってもよい）のスリップ率を示し、縦軸は加振波形に乗算されるゲインを示している。
ゲインは、例えば、スリップ率の増加に応じて（一例として対数関数的に）減少する構成とすることができる。 FIG. 12 is a diagram showing an example of gain adjustment of the right side support vibrator and the left side support vibrator according to the slip rate of the tire.
In FIG. 12, the horizontal axis indicates the slip rate of the tire (the rear wheel as an example, but it may also be the front wheel) calculated by the vehicle motion model calculation unit 100, and the vertical axis indicates the gain multiplied by the excitation waveform. ing.
For example, the gain may be configured to decrease (as an example, logarithmically) as the slip ratio increases.

シートゲイン調整部２０５における上述したゲイン調整を行った加振波形は、シートクッション振動子２４１、バックレスト振動子２４２、右サイドサポート振動子２４３、左サイドサポート振動子２４４にそれぞれ伝達される。
各振動子は、伝達された加振波形に応じた周波数特性及び振幅の振動を発生させる。 The excitation waveform subjected to the gain adjustment described above in the seat gain adjustment section 205 is transmitted to the seat cushion vibrator 241, the backrest vibrator 242, the right side support vibrator 243, and the left side support vibrator 244, respectively.
Each vibrator generates vibration with frequency characteristics and amplitude according to the transmitted excitation waveform.

以上説明した実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）人間の触覚を司る受容器のなかで、比較的圧力に対する感度が高いとされるパチニ小体の感度が良好である１００乃至３００Ｈｚの周波数成分を有する加振波形で、運転席部１におけるドライバＤと接触する箇所を加振することにより、身体（皮膚）がドライビングシミュレータＤＳと接触する箇所から受ける微小な圧力変化を、ドライバＤが感知しやすくなり、過渡領域における操作感を実車の操作感に近づけることができる。
（２）加振波形を、車両のタイヤモデル、路面モデルに基づいて生成することにより、路面からタイヤを介して車両に入力される振動を適切に再現し、ドライバＤが受ける操作感を実車により近付けることができる。
（３）加振波形の周波数分布を、車両の路面からドライバＤとの接触部までの振動伝達特性に基づいて設定することにより、ドライバＤが受ける操作感をさらに実車に近づけることができ、また、加振波形の周波数分布の設定に用いられる振動伝達特性を必要に応じて変更することにより、仕様や構成の異なる車両の官能評価を簡便に行うことができる。
（４）模擬された車両の走行状態におけるタイヤの接地荷重の増加に応じて、加振波形の振幅を増加させることにより、模擬運転される車両に何らかの挙動が発生した場合に、挙動に応じて発生する接触圧力の変化を強調することで、ドライバＤが受ける操作感をさらに実車に近づけることができる。
（５）シート１０、ステアリングホイール２０、アクセルペダル４０、ブレーキペダル５０を加振することにより、操舵操作、加速操作、減速操作に対する反力と、ドライバＤがシート１０から受ける圧力とを強調することができ、上述した効果を効果的に得ることができる。
（６）前後方向に離間して配置されたシートクッション振動子２４１、バックレスト振動子２４２の加振波形の振幅を、車両前後方向の加速度に応じて異ならせることにより、運転者に前後方向の加速度を良好に知覚させることができる。
（７）左右方向に離間して配置された右サイドサポート振動子２４３、左サイドサポート振動子２４４の加振波形の振幅を、車両左右方向の加速度に応じて異ならせることにより、運転者に左右方向の加速度を良好に知覚させることができる。
（８）タイヤのスリップ状態の検出に応じて、シート振動子２４０の加振波形の振幅を低下させることにより、車輪のスリップ状態が発生することで、タイヤが発生可能な横力が減少し、横加速度の減少（抜け）が生じる際に、ドライバＤがシート１０から感じる圧力変化を強調することができる。
このため、運転者が模擬される車両のグリップ感をより適切に認識することができ、運転模擬操作の正確性をより向上することができる。 According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) Among the receptors governing the human sense of touch, Pacinian corpuscles are said to have relatively high sensitivity to pressure. By vibrating the point where the driver D contacts the driving simulator DS, the driver D can easily sense minute pressure changes received from the point where the body (skin) comes into contact with the driving simulator DS. You can get closer to the feeling of operation.
(2) By generating an excitation waveform based on the vehicle's tire model and road surface model, the vibrations input to the vehicle from the road surface through the tires can be appropriately reproduced, and the operational feeling experienced by driver D can be more accurately simulated by the actual vehicle. You can get close.
(3) By setting the frequency distribution of the excitation waveform based on the vibration transmission characteristics from the road surface of the vehicle to the contact point with the driver D, the operational feeling received by the driver D can be made closer to that of the actual vehicle, and By changing the vibration transfer characteristics used to set the frequency distribution of the excitation waveform as necessary, sensory evaluation of vehicles with different specifications and configurations can be easily performed.
(4) By increasing the amplitude of the excitation waveform in accordance with the increase in the ground load of the tires in the running state of the simulated vehicle, if some behavior occurs in the simulated vehicle, the By emphasizing the changes in the contact pressure that occur, the operational feeling that the driver D receives can be made closer to that of the actual vehicle.
(5) By exciting the seat 10, the steering wheel 20, the accelerator pedal 40, and the brake pedal 50, the reaction force against the steering operation, acceleration operation, and deceleration operation and the pressure that the driver D receives from the seat 10 are emphasized. , and the above-mentioned effects can be effectively obtained.
(6) By varying the amplitude of the excitation waveforms of the seat cushion vibrator 241 and the backrest vibrator 242, which are arranged apart from each other in the longitudinal direction, according to the acceleration in the longitudinal direction of the vehicle, the driver can Acceleration can be perceived well.
(7) By varying the amplitude of the excitation waveforms of the right side support vibrator 243 and the left side support vibrator 244, which are arranged apart from each other in the left and right direction, according to the acceleration of the vehicle in the left and right direction, the driver can Acceleration can be perceived well.
(8) By reducing the amplitude of the excitation waveform of the seat vibrator 240 in response to the detection of the tire slip condition, the wheel slip condition occurs, and the lateral force that can be generated by the tire is reduced; It is possible to emphasize the pressure change that the driver D feels from the seat 10 when the lateral acceleration decreases (misses).
Therefore, the driver can more appropriately recognize the grip feeling of the simulated vehicle, and the accuracy of the driving simulation operation can be further improved.

（変形例）
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）ドライビングシミュレータの構成は、上述した実施形態に限定されず、適宜変更することができる。
例えば、実施形態においては、ドライビングシミュレータは運転席部を動作させるモーション機構を備えているが、本発明はモーション機構をもたず、運転席部が定置されたドライビングシミュレータにも適用することができる。
（２）実施形態においては、ステアリングホイールを振動子によって加振しているが、これに代えて、あるいは、これと併用して、ステアリング反力発生装置の出力に、加振波形に基づく振動成分を重畳させてもよい。この場合、ステアリング反力発生装置が加振部を兼ねることとなる。同様に、ブレーキペダルの加振を、ブレーキ反力発生装置を用いて行ってもよい。
（３）実施形態においては、例えば、ステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキペダル、シートを加振しているが、加振される部材はこれらに限らず、ドライバと接触する他の部材であってもよい。例えば、変速操作部材（シフトレバー、パドル等）や、クラッチペダル、フロアパネル、膝部等のサポート部材、インストルメントパネル等を加振してもよい。
また、加振部の構成や加振原理も特に限定されない。
（４）実施形態における加振波形の各種ゲイン調整は一例であって、一部を省略し、あるいは、他のゲイン調整を付加してもよい。 (Modified example)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the technical scope of the present invention.
(1) The configuration of the driving simulator is not limited to the embodiment described above, and can be changed as appropriate.
For example, in the embodiment, the driving simulator is equipped with a motion mechanism that moves the driver's seat, but the present invention can also be applied to a driving simulator that does not have a motion mechanism and has a fixed driver's seat. .
(2) In the embodiment, the steering wheel is excited by a vibrator, but instead of this, or in combination with this, a vibration component based on the excitation waveform is added to the output of the steering reaction force generator. may be superimposed. In this case, the steering reaction force generator also serves as the vibrator. Similarly, the brake pedal may be vibrated using a brake reaction force generator.
(3) In the embodiment, for example, the steering wheel, accelerator pedal, brake pedal, and seat are vibrated, but the vibrated members are not limited to these, and may be other members that come into contact with the driver. good. For example, a gear shift operating member (shift lever, paddle, etc.), a clutch pedal, a floor panel, a support member such as a knee part, an instrument panel, etc. may be vibrated.
Furthermore, the structure of the vibrating section and the principle of vibration are not particularly limited.
(4) The various gain adjustments of the excitation waveform in the embodiment are merely examples, and some of them may be omitted or other gain adjustments may be added.

ＤＳ ドライビングシミュレータ １ 運転席部
２ フロアパネル ３ トーボード
１０ シート １１ シートクッション
１２ バックレスト １３ ヘッドレスト
１４ サイドサポート ２０ インストルメントパネル
３０ ステアリングホイール ３１ コラムカバー
４０ アクセルペダル ５０ ブレーキペダル
６０ 画像表示装置 １００ 車両運動モデル演算ユニット
１１０ 舵角センサ １２０ ステアリング反力発生装置
１３０ アクセルペダルセンサ １４０ ブレーキペダルセンサ
１５０ ブレーキ反力発生装置 １６０ 画像生成装置
１７０ モーション機構
２００ 振動子制御ユニット ２１０ ステアリング振動子
２２０ アクセルペダル振動子 ２３０ ブレーキペダル振動子
２４０ シート振動子 ２４１ シートクッション振動子
２４２ バックレスト振動子 ２４３ 右サイドサポート振動子
２４４ 左サイドサポート振動子 Ｄ ドライバ DS driving simulator 1 Driver's seat section 2 Floor panel 3 Toe board 10 Seat 11 Seat cushion 12 Backrest 13 Headrest 14 Side support 20 Instrument panel 30 Steering wheel 31 Column cover 40 Accelerator pedal 50 Brake pedal 60 Image display device 100 Vehicle motion model calculation unit 110 Rudder angle sensor 120 Steering reaction force generator 130 Accelerator pedal sensor 140 Brake pedal sensor 150 Brake reaction force generator 160 Image generation device 170 Motion mechanism 200 Oscillator control unit 210 Steering oscillator 220 Accelerator pedal oscillator 230 Brake pedal oscillator 240 Seat vibrator 241 Seat cushion vibrator 242 Backrest vibrator 243 Right side support vibrator 244 Left side support vibrator D Driver

Claims (5)

ユーザによる運転操作入力に応じて車両の走行状態を模擬するドライビングシミュレータであって、
前記ユーザの身体と接触する接触部と、
前記接触部を加振する加振部と、
前記加振部による前記加振を制御する加振制御部とを備え、
前記加振制御部は、前記加振部に、１００乃至３００Ｈｚの周波数成分を含む加振波形で前記接触部を加振させること
を特徴とするドライビングシミュレータ。 A driving simulator that simulates the driving state of a vehicle according to driving operation input by a user, the driving simulator comprising:
a contact part that comes into contact with the user's body;
a vibrator that vibrates the contact portion;
an excitation control section that controls the excitation by the excitation section;
The driving simulator is characterized in that the vibration control section causes the vibration section to vibrate the contact section with a vibration waveform containing a frequency component of 100 to 300 Hz. 前記加振制御部は、前記加振波形を、前記車両のタイヤモデルと、路面モデルとの少なくとも一方に基づいて生成すること
を特徴とする請求項１に記載のドライビングシミュレータ。 The driving simulator according to claim 1, wherein the vibration control unit generates the vibration waveform based on at least one of a tire model and a road surface model of the vehicle. 前記加振制御部は、前記加振波形の周波数分布を、前記車両の路面から前記接触部までの振動伝達特性に基づいて設定すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のドライビングシミュレータ。 Driving according to claim 1 or 2, wherein the vibration control unit sets the frequency distribution of the vibration waveform based on a vibration transmission characteristic from the road surface of the vehicle to the contact portion. simulator. 前記加振制御部は、模擬された前記車両の走行状態におけるタイヤの接地荷重の増加と、タイヤの発生力の増加との少なくとも一方に応じて、前記加振波形の振幅を増加させること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のドライビングシミュレータ。 The vibration control unit increases the amplitude of the vibration waveform in response to at least one of an increase in the ground contact load of the tire and an increase in the force generated by the tire in the simulated running state of the vehicle. The driving simulator according to claim 1 or claim 2. 前記接触部は、操舵操作部、加速操作部、減速操作部、シートの少なくとも一つを有すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のドライビングシミュレータ。
The driving simulator according to claim 1 or 2, wherein the contact section includes at least one of a steering operation section, an acceleration operation section, a deceleration operation section, and a seat.

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