自走式の高度に動力学的な模擬運転装置

著者らは特許

A63G31/16 - 旅の幻想を創るもの
B60G - 車両懸架装置(空気クッション式車両B60V;車体と車両フレーム間の連結B62D24/00)
B60G3/20 - すべての腕が剛体であるもの
B60G17/00 - 車両または走行路面の状態の変化,例.速度または荷重による,に合わせて,ばねまたは振動緩衝器の特性を調節したり,車両の支持面と振動部との間隔を調整したり,または使用中の懸架装置をロックしたりする手段をもつ弾性的懸架装置
B60G21/00 - 2以上の弾性的に懸架された車輪のための相互連結方式,例.加速,減速または遠心力に関して車体を安定させるためのもの(B60G17/033が優先;曲線路上で車体を内方に傾斜させるための手段と結合された転向できる車輪の操向B62D9/02)
G09B9/04 - 陸上車の操縦を教習するためのもの
G09B9/05 - 車両からの視界が模擬されるもの(G09B9/052,G09B9/058が優先)
G09B9/06 - 船舶,ボートまたは他の水上乗物の操縦を教習するためのもの
G09B9/12 - 航空機シミュレータのための運動システム

の所有者の特許 JP2016528522:

アーエムエステー−ジステームテヒニク・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

 

本発明は、特に機械フレームを備えた自走式模擬運転装置であって、この機械フレーム三つの、好ましくは四つもしくはそれより多くの車輪アッセンブリを介して地面上で移動可能であり、車輪アッセンブリが各々地面上で移動可能な少なくとも一つの車輪を備えており、この車輪が操舵軸を中心に回転可能に配置されており、機械フレームが制御ピットと連結されており、この制御ピットが人のための座席ならびに模擬運転装置を制御するための操作要素を備えており、制御ピットが機械フレームに対して回転自由度を備えており、従って制御ピットが機械フレームに対して主回転軸線を中心に回転させられることができ、および/または主回転軸線が、好ましくは実質的に地面上の車輪の車輪接触面の法線ベクトルである模擬運転装置に関する。

 

 

本発明は、機械フレームを備えた自走式模擬運転装置であって、この機械フレーム三つの、好ましくは四つもしくはそれより多くの車輪アッセンブリを介して地面上で移動可能であり、車輪アッセンブリが各々地面上で移動可能な少なくとも一つの車輪を備えており、この車輪が操舵軸を中心に回転可能に配置されており、機械フレームが制御ピットと連結されており、この制御ピットが人のための座席ならびに模擬運転装置を制御するための操作要素を備えている模擬運転装置に関する。
模擬装置の典型的使用分野は、車両開発、交通安全、モビリティ、一体型セキュリティ、運転手補助システムおよび自動車の基礎研究の分野にある。
模擬運転装置が知られており、この模擬運転装置において、複数の運動構成要素の上方にある移動可能なキャリッジは、所定の移動空間内で動かされることができる。これらの運動構成要素は、例えばトラバースとしてトロッコと同じように構成されている。この従来技術の模擬装置の動力学と応用領域は、運動構成要素の質量により厳しく制限されている。このことにより高度に動力学的な運転操作の模擬装置は途方もなくあるいは厳しく制限される。
特に本発明は、特許文献1記載されているような模擬運転装置に関する。
模擬運転装置は自動車の試験車両として構成されていてもよく、この試験車両は、座席を備えたフル機能のコックピット、計器盤、フォースフィードバックを用いた制御要素、バックミラーおよび/またはその他の操作要素を備えている。コックピットは、一般的にあるいは場合によりタイプにより固有に構成されていてもよい。乗物をまねて作られるコックピットは、人間工学上および機能上できるだけ精密に実際の乗用車のコックピットに対応している。このことは、例えばフロントガラスとサイドウィンドウ、室内ミラーと外部ミラーならびに乗用車の車体の対応する特徴部(例えばAピラーとBピラー、センターコンソール、内部空間、内側からのドア等)を通した視界を含んでいる。コックピットおよび/または制御ピットは、模擬装置の運動装置の要素と好ましくは不動にかつ特に固定式に接続されており、この運動装置により、機械フレームにして所定の自由度だけコックピットの能動力学的に制御されあるいは調節された運動が可能になる。
模擬運転装置は、コックピットから制御可能な自走式の乗物として構成されているのが好ましく、この乗物はコックピット内に座っている人により、特にループで制御されることができる。
さらに実際のあるいはコンピュータで生成された外の景色を映し出すための画像再生画面が設けられていてもよい。
車輪はタイヤとして構成されているのが好ましい。負荷に応じて、市販の乗用車のタイヤあるいはトラックのタイヤが使用されることができる。
乗物は領域内で実質的に自由に動くことができる。
好ましい実施例のための選定された技術的パラメータは以下のものが典型的である。
xとyの横加速度:±1G;帯域幅横方向(側方)加速度。
縦加速度、ロール:<4Hz(相精度−相精度の提示は、特にロール、ヨーを含む横加速度に、そしてピッチを含む縦加速度に関係する。)。
ホール内での運動領域:約70×70mあるいはそれ以上;速度:約50km/hまで;外の景色の視野:少なくとも220°。
本願発明とは自走式の高度に動力学的な模擬運転装置である。これは特に、模擬実験に必要な構成要素の全てが模擬装置それ自体に設けられているように構成されている。これは特に模擬運転装置を動かすのに必要である承知の構成要素に関する。この理由から、模擬運転装置は任意の適した路面上であるいは任意の適した地面(例えば十分高い摩擦係数を備えた十分平坦な地面、例えばアスファルト面、コンクリート面、プラスチック被覆面等)上で使用されることができ、それにより使用領域あるいは運動領域は実質的に制限されていない。典型的な路面あるいは典型的な地面は、コンクリート面あるいはアスファルト面、街路等である。本発明による構成により、模擬装置は例えば500m以上の使用領域を有する。
本発明による模擬運転装置あるいは本発明による方法は場合により、高度に動力学的な運転条件の模擬実験に使用される。このような運転操縦のための実例は、スラローム、回避操縦、制動操縦等ならびに50km/hを超えるあるいは80km/hを超える速度が高い場合の操縦である。
乗物の特性、特にこのような加速度変化の下での実際の乗物の挙動は、安全性および運転者の品質知覚にとって重要である。現代の乗用車の車台は、極めて複雑で動力学的な、特に弾性動力学的な装置である。現代の車台の課題は、一方では走行特性あるいはトラクションを最適化することである。他方で車台の課題は、運転者に一般的な力のバランスに関する判然たるフィードバックを与えることである。例えばピッチ運動あるいはロール運動の強度は、一般的運転条件の追体験可能な再生をもたらす。車台の別の基本的課題は、乗り心地を改善する事でもある。
制動挙動あるいは加速挙動も、特に伝動装置の変化の段階も運転経験に直接役立つ。
本発明による模擬装置により、異なる車台設計、制動特性、加速特性、伝動装置の変化の段階等の融通性のある動力学的模擬実験が可能になる。特にこの模擬実験される駆動特性と特性曲線は、模擬装置の簡単な制御技術的選択により変更されることができる。
模擬装置を構成することにより、乗物のコンピュータで生成される仮想の走行特性を現実化する前にプロトタイプで本発明による模擬運転装置上で試験することが可能である。これにより車両開発の極めて早期段階で、そのためにプロトタイプの高いコストを使用する必要なく、構成されるべき乗物の仮想的に存在する特性が、実際の環境において試験されることができる。しかし仮想的に開発される運転モデルのこれらの実際の試験は、高度に動力学的な模擬運転装置によってのみ可能である。その理由はそうでなければ模擬実験される経過が実際から大きくずれすぎてしまうであろうことにある。
オーストリア国実用新案第202/2013号明細書
本発明の課題は、動力学的シミュレーションの改善を、
−模擬実験すべき感覚的印象が、可能な程度に自在に、かつ現実に即して具現され、
−同時に、運転手の感覚的印象が、できるだけ可能に現実の環境および/または模擬装置の妨害から切離されねばならないことにより可能にする模擬運転装置を提供することである。このことは、特に
−動力学的車輪の運動学の最適化による地面と運転席の分離状態の改善と、
−地面に対する、および機械フレームに対する、コックピットの運動による加速状態の模擬実験の最適化の間の相乗作用の影響を含む。両方の処置により、ひっくるめて動力学的模擬実験の改善が達せられることができる。
本発明による課題は、特に独立請求項の特徴により解決される。
環境と地面からの干渉のピットの切離しは、特に動力学的装置により、運動装置により、および場合によっては案内装置、および/または閉鎖された制御ピットあるいはそれにより外界の現実の光学的あるいは音響的な感覚的印象が遮蔽される外側ケーシングにより生じる。
動力学的な車輪運動学の改善は、同様にこれらの部材により達成され、特に機械フレームに対する制御ピットの回転性、ならびに車輪アッセンブリの回転性および動力学的装置は、自走式の運転模擬装置が高度に動力学的な運動の模擬実験に適していることに重大な影響を与える。
本発明は、本発明は、機械フレームを備えた自走式模擬運転装置であって、この機械フレームは三つの、好ましくは四つもしくはそれより多くの車輪アッセンブリを介して地面上で移動可能であり、車輪アッセンブリが各々地面上で移動可能な少なくとも一つの車輪を備えており、この車輪が操舵軸を中心に回転可能に配置されており、機械フレームが制御ピットと連結されており、この制御ピットが人のための座席ならびに模擬運転装置を制御するための操作要素を備えており、制御ピットが機械フレームに対して回転自由度を備えており、従って制御ピットが機械フレームに対して主回転軸線を中心に回転させられることができ、主回転軸線が、好ましくは実質的に地面上の車輪の車輪接触面により広げられる平面の法線ベクトルである自走式模擬運転装置に関する。
場合によっては、少なくとも一つの車輪アッセンブリが、車輪軸線を中心に車輪を駆動するための車輪駆動装置を備えており、好ましくは複数の車輪アッセンブリあるいは全車輪アッセンブリが各々、各車輪軸線を中心に車輪を駆動するための少なくとも一つの車輪駆動装置を備えていることが意図されている。
場合によっては、各車輪アッセンブリの一つあるいは複数の車輪が、360°にわたり、特に随意に無制限に、および/または操舵軸を中心に両回転方向に回転可能であることが意図されている。
場合によっては、制御ピットが、機械フレームに対して360°にわたり、好ましくは随意に限定されておらずおよび/または主回転軸線を中心に回転可能であることが意図されている。
場合によっては、一つ、二つ、三つあるいは全ての車輪アッセンブリの車輪が、操舵駆動装置を介して、能動力学的に操縦可能に各操舵軸を中心に回転可能に配置されていることが意図されている。
場合によっては、車輪アッセンブリ毎に、二つの車輪が設けられていることが意図されている。
場合によっては、操舵駆動装置が、操舵軸の回転駆動装置により形成されていること、あるいは、操舵駆動装置が、間隔をおいて、その各車輪軸線を中心に駆動される車輪アッセンブリの二つの車輪の回転数の差により駆動されているか、または形成されているか、または補助されていること、あるいは、操舵駆動装置が、操舵軸の回転駆動装置により、かつ二つの間隔をおいて、その各車輪軸線を中心に駆動される車輪アッセンブリの車輪の回転数の差により形成されていることが意図されている。
場合によっては、車輪アッセンブリおよび/または車輪が、特に乗物として形成されている動力学的装置を介して機械フレームと接続されており、動力学的装置が、地面の凹凸を吸収、および/または緩衝するために、スプリングダンパー機構部および車輪懸架装置のような弾性および/または減衰性の要素を備えていることが意図されている。
場合によっては、動力学的装置を介して、地面、車輪および/または車輪アッセンブリに対する機械フレームの相対運動が可能にされており、特に主回転軸線の方向におけるあるいは主回転軸線の方向に沿った相対運動が可能にされていることが意図されている。
場合によっては、運動装置が設けられており、この運動装置を介して、制御ピットが機械フレームと接続されており、運動装置により、主回転軸線を中心にした機械フレームに対する制御ピットの能動的回転が可能にされていることが意図されている。
場合によっては、運動装置を介して、ピッチ軸および/またはロール軸を中心にした機械フレームに対する制御ピットの傾斜が可能であることが意図されている。
場合によっては、運動装置を介して、機械フレームに対する制御ピットの並進運動が可能にされており、特に主回転軸線における、または主回転軸線に沿った並進運動、機械フレームに対する制御ピットの平行移動、および/または機械フレームに対する制御ピットの上昇運動が可能にされていることが意図されている。
場合によっては、カルダン式懸架装置が設けられており、このカルダン式懸架装置を介して、制御ピットが機械フレームに対して傾斜されることができ、好ましくは二つの担持体要素が設けられており、第一の担持体要素が第一の回転軸線を中心に機械フレームと傾斜可能に接続されており、第二の担持体要素が第二の回転軸線を中心に第一の担持体要素と傾斜可能に接続されており、そして、第一の回転軸線と第二の回転軸線が実質的に互いに直交して延びていることが意図されている。
場合によっては、平行動力学的装置が設けられており、この平行動力学的装置を介して、制御ピットが機械フレームに対して傾斜されることができ、平行動力学的装置が、好ましくは三脚台として、または液圧式の三脚台として、または空気圧式の三脚台として、または電動式の三脚台として、または六脚台として、または液圧式の六脚台として、または空気圧式の六脚台として、または電動式の六脚台として形成されていることが意図されている。
場合によっては、案内装置が設けられており、この案内装置が一方では制御ピットと連結されており、他方では機械フレームあるいは運動装置の一部と連結されており、主回転軸線を中心にした機械フレームに対する制御ピットの回転と、ピッチ軸および/またはロール軸を中心にした機械フレームに対する制御ピットの傾斜と、機械フレームに対する制御ピットの並進上昇運動とが可能にされているように、案内装置が形成されており、機械フレームに対する制御ピットの他の自由度が全て、案内装置により実質的に遮断されていることが意図されている。
場合によっては、回転担持体が設けられており、この回転担持体が、回転担持体支承部と回転担持体駆動装置を介して機械フレームに対して回転可能に配置されていること、および、回転担持体には、平行動力学的装置、カルダン式懸架装置、および/または案内装置が係合されているか、あるいは設けられていることが意図されている。
場合によっては、模擬運転装置が、自主的に走行可能で、かつ人により制御ピットから制御可能な模擬運転装置として形成されており、機械フレームと接続された状態で同行するように、かつ車輪アッセンブリを介して地面に支持された状態で、模擬運転装置を走行させるための少なくとも一つの車輪駆動装置、模擬運転装置を操縦するための操舵駆動装置、機械フレームに対して制御ピットを相対運動させるための運動装置、および車輪駆動装置、操舵駆動装置および運動装置を駆動するためのエネルギーを供給するためのエネルギー貯蔵装置が設けられていることが意図されている。
場合によっては、外側ケーシングが設けられており、この外側ケーシングが制御ピット、あるいは回転担持体、あるいは機械フレームと不動に接続されていること、および、外側ケーシングが中空体として構成されており、この中空体が、人を収容するための制御ピット、コックピットおよび/または座席の少なくとも一部を、好ましくは完全に取囲んでいることが意図されている。
場合によっては、外側ケーシングに画像再生面が設けられており、この画像再生面が、好ましくは人の視野の少なくとも大部分にわたり延在しており、かつ好ましくは外側ケーシングの内側に順次形成されていることが意図されている。
場合によっては、本発明は、減速される状態から、加速される状態への移行を模擬実験するための方法であって、以下の方法、すなわち地上で車輪アッセンブリの車輪を駆動し、かつ出発させ、全車輪の車輪軸線が主回転軸線を切断し、従って機械フレームが第一の回転方向に第一の角速度でもって主回転軸線を中心に回転する工程と、第二の角速度でもって第二の回転方向に主回転軸線を中心に同時に回転させ、第二の回転方向が第一の回転方向と正反対であり、第二の角速度が第一の角速度と正反対であり、従って制御ピットが地面に対して実質的に静止しておりかつ減速されている工程と、操舵軸を中心に駆動されかつ出発された車輪を転向させ、少なくとも一つの回転軸線が、好ましくは複数の回転軸線が、制御ピットの主回転軸線に対して間隔を備えており、従って制御ピットが少なくとも並進運動をさせられかつ加速される工程とを備えている方法に関する。
模擬運転装置は、一つの機械フレーム、少なくとも三つの、好ましくは四つ、六つ、七つ、八つあるいはそれより多くの車輪アッセンブリを備えており、これらの車輪アッセンブリは機械フレームに連結されており、かつ機械フレームを動きやすくすることができる。車輪アッセンブリは各々、少なくとも一つの車輪、好ましくは二つの車輪を備えている。この車輪あるいはこれらの車輪は、随意に適当な地面上で転がる。少なくとも一つの車輪は、車輪駆動装置により車輪軸線を中心に駆動可能である。これにより模擬装置の走行が可能になる。複数の車輪は一つの車輪駆動装置により、あるいは各々一つの車輪駆動装置により駆動されているのが好ましい。その際に、車輪アッセンブリ毎に、例えば両方共駆動されている二つの車輪が設けられていてもよい。さらに、複数のあるいは全ての車輪アッセンブリが駆動されていてもよい。
車輪アッセンブリは各々、操舵軸を中心に回転可能に配置されている。操舵軸により、各車輪が転がるべきである方向の適合が可能になる。車輪アッセンブリ毎に、操舵軸が設けられており、この操舵軸を中心にして各車輪アッセンブリの車輪あるいは複数の車輪が回転可能であるのが好ましい。この操舵軸は能動力学的に回転可能な連接棒として構成されていてもよく、この連接棒の回転は回転駆動装置により駆動されている。代替え的にあるいは付加的に、操舵軸を中心にした車輪アッセンブリの回転は、車輪アッセンブリの二つの車輪が、異なる回転数を有するかあるいは異なる回転数で駆動されていることによっても行われることができる。これにより、モーメントが連接棒に、および/または操舵軸に作用し、それによって車輪アッセンブリは回転される。
例えば車輪アッセンブリの二つの車輪は各々、一つのハブモーターにより駆動されていてもよく、これらの二つの車輪は独立して制御されることができる。車輪アッセンブリの両車輪の直進走行を達成させるために、両車輪の回転数は実質的に同じである。操舵軸を中心にした車輪アッセンブリの回転を達成させるために、車輪アッセンブリの一方の車輪の回転数は、同じ車輪アッセンブリの他の車輪とは異なっており、これにより車輪アッセンブリの両車輪は操舵軸を中心に回転される。
場合によっては、すべての実施例において、操舵軸を中心に回転可能に配置されている車輪が設けられていてもよいが、能動力学的には操縦されておらず、単に受動力学的に模擬装置の運転方向に追従するにすぎない。この実施形態においては、車輪の受動力学的な操縦性を改善するために、車輪は特定の後回り構造を備えていることが有利であってもよい。
さらにすべての実施例において、駆動されておらず、かつ実質的に負荷の伝達あるいは負荷の良好な分配のために使用される車輪が設けられている。
車輪および/または車輪アッセンブリは、動力学的装置を介して機械フレームと連結されている。この動力学的装置により、機械フレームに対する車輪および/または車輪アッセンブリの相対運動が可能になる。例えば動力学的装置は、バネ減衰要素と車輪懸架装置の組合せ体を備えている。この動力学的装置は、技術的意味での車台に相当する。動力学的装置により、例えば地面の凹凸面の衝撃は和らげられ、かつ弱められることができる。これは地面からの制御ピットの切離しに役立っている。車輪懸架装置は、例えば複式ウィッシュボーン軸、クランクアーム軸、トレーリングアーム軸、マクファーソン式支柱ユニット軸、振動車軸、空間連結棒軸/多連結棒軸、セミトレーリングアーム軸、スイングアームなどとして形成されていてもよい。
場合によって、弾性運動学的な車台効果を利用することができるように、弾性軸受が使用されることができる。
さらに、動力学的装置を介して少なくとも一つの車輪と機械フレームを連結することにより、少なくとも一つの自由度が与えられ、この自由度により車輪に対する、同時に地面に対する機械フレームの相対運動が可能になる。従って、動力学的装置は地面の妨害をなくすためにだけに使用されるだけでなく、例えば機械フレームを傾けるために、あるいは機械フレームの上昇運動のために使用されることができる。
このようにして、動力学的装置の弾性により可能とされる、地面に対する機械フレームの運動は、模擬実験されるべきである運動の一部あるいは全てを示す目的で使用されることができる。例えば動力学的装置により模擬装置を加速度変化させる際にピッチ運動あるいはロール運動が生じる。これは運動装置により補整されることができる。しかし、動力学的装置のこのような運動の少なくとも一部が、模擬実験すべきピッチ運動あるいはロール運動と同じ方向に作用すると、運動装置による機械フレームに対する制御ピットの運動はこの分だけ小さくてもよい。
さらに上昇運動の少なくとも一部も動力学的装置により行われることができる。
場合によっては、車輪アッセンブリの車輪は、車輪懸架装置、車台、連結棒あるいは動力学的装置と関節式に接続されており、関節の回転軸線は、車輪の負荷が車輪アッセンブリの両車輪上で均等に分配されているように形成されている。このようにして例えば担持体が設けられていてもよく、この担持体に両側で各々一つの車輪が支承されている。中央では、担持体が回転継手を備えており、この回転継手を介して、担持体は車輪懸架装置、車台、連結棒あるいは動力学的装置と関節式に接続されている。さらに、車台により、走行条件に依存した最大限有効なタイヤの接地面の形成と高度に動力学的運転操作に有利な高められた運転動力学が可能にされている。
機械フレームは、さらに制御ピットと連結されており、この制御ピット上であるいはこの制御ピット内に好ましくは操作者ための座席がある。制御ピットは運動装置を介して機械フレームと連結されている。運動装置は例えばカルダン式懸架装置として、あるいは平行動力学的装置として形成されている。特に運動装置は、機械フレームに対する制御ピットおよび/または人の運動を可能にするために調節されている。
この運動性は受動力学的かあるいは能動力学的であってもよい。能動力学的な運動において、適切な制御を介して、機械フレームに対する制御ピットおよび/または人の運動もたらす駆動装置が使用される。例えばこのような駆動のために、三脚台あるいは六脚台のような平行動力学的装置が、空気式の、液圧式のあるいは電気式の駆動装置を介して操作されている。他に可能なことは、カルダン式懸架装置であり、このカルダン式懸架装置において、複数の担持体要素が回転可能に互いに直列に並べられている。これらの担持体要素は、回転駆動装置あるいはリニア駆動装置を介して、互いに向かい合って回転されることができ、それにより機械フレームに対する制御ピットおよび/または人の傾斜が可能にされている。
受動力学的な運動性は、例えば機械フレームにおける制御ピットの弾性支承部により達成される。走行する模擬運転装置の例えば方向変更のような加速により、慣性力が制御ピットおよび機械フレームに作用する。制御ピットのピッチ運動あるいはロール運動をもたらすために、これらの慣性力が使用されることができる。例えば、制御ピットはバネ減衰装置からなる三脚台あるいは六脚台を介して機械フレームと連結されていてもよい。場合によって、バネあるいは個々の弾性要素の減衰特性は変更されることができる。このことは、制御弁により、あるいは減衰ユニット内の、粘土が不定のレオロジー流体によりもたらされることができる。
さらに本発明は、機械フレームに対する制御ピットの運動を案内するために、案内装置が設けられているように構成されていてもよい。この案内装置は、実質的には関節で互いに接続された個別要素の連続体に相当する。個別要素の接続部の性質により、案内装置は自由度において限定された数を備えている。従って案内装置は、機械フレームに対する制御ピットのピッチ運動あるいはロール運動が可能にされているように構成されていてもよい。さらに機械フレームに対する制御ピットの上昇運動が可能にされていてもよい。その際に案内装置は、機械フレームに対する制御ピットの側方での並進運動が阻止されているようにも構成されていてもよい。このことは、側方への加速力あるいは長手方向への加速力により運動装置に作用する慣性力が、案内装置により食い止められるという長所を有する。例えば模擬運転装置が加速されると、コックピットは慣性力により後方へと引っ張られる。これは、運動装置と制御ピットの間の接続位置で、一方ではピッチ軸線を中心にしたモーメントおよび他方では実質的に加速度ベクトルと反対である直線の慣性力をもたらす。このような水平方向に作用する加速力を食い止めるために、機械フレームに対して、側方あるいは長手方向に延びる制御ピットの平行移動が阻止されていてもよい。
案内装置は二つの自由度を備えているのが好ましく、これら二つの自由度により、ピッチ軸線を中心した、および/またはロール軸線を中心にした、機械フレームに対するコックピットの傾斜が可能になる。場合によっては、接続箇所は自在継手として構成されている。この自在継手は一つあるいは複数のアームを介して機械フレームと連結されていてもよい。これにより上昇運動が可能になる。この上昇運動部は、実質的にヨー軸線に対してあるいは主回転軸線に対して平行に延びている構成要素を備えている。しかし、アーム状の構成の場合、正確な直線運動ではなく、曲線の運動軌道に沿った上昇運動が可能にされている。
運動装置は、コックピットと一緒に回転されることができるように構成されている。この目的で、運動装置は、場合によって案内装置は、回転担持体と連結されているか、および/または接続されている。
回転担持体は、回転、特に機械フレームに対する制御ピットの制限のない回転可能にする部材である。回転担持体には、運動装置および/または案内装置の構成要素が設けられているのが好ましい。
回転担持体は、例えば籠状あるいは桶状に構成されていてもよい。これにより、模擬装置のピボット点は低く保持されることができる。さらに回転担持体は、回転円盤としてあるいは回転リングとして円盤状にも、環状にも構成されていてもよい。
全ての必要な駆動装置および模擬装置を運動させるためのかつ自走式の模擬装置内であるいは自走式の模擬装置上において模擬実験するための装置が設けられているように模擬運転装置が形成されているのが好ましい。好ましい実施形態において、エネルギー供給部置、特に蓄電池、電池、内燃機関、発電機および/または燃料電池などのようなエネルギー貯蔵装置が、模擬運転装置内にあるいは模擬運転装置上に設けられているように模擬装置は構成されている。エネルギー供給は、電池を用いても、場合によっては付加的な(短時間に)作用する例えばコンデンサのようなエネルギー貯蔵装置を用いても実現されることができる。
しかし場合によっては、外部のエネルギー源が設けられていてもよく、このエネルギー源は、すべり接触部として、巻取りケーブルとして、特に誘導式のエネルギー伝達装置等のような非接触式のエネルギー伝達装置として構成されていてもよい。
エネルギーを貯蔵するために、特に蓄電池として構成されていることができるエネルギー貯蔵装置が設けられていてもよい。複数のエネルギー貯蔵モジュールが設けられているのが好ましい。これは例えば機械フレームに設けられていてもよい。しかし場合によっては、これらのエネルギー貯蔵装置は、制御ピットにも、特に回転担持体に設けられていてもよい。蓄電池はできるだけ下方に配置されているのが好ましく、従って模擬運転装置の枢軸点は下方に保持される。
エネルギーを伝達するために、エネルギー貯蔵装置からエネルギー消費部まで延びている複数の導管が設けられている。このようなエネルギー消費部は、例えば駆動装置、制御ユニット、センサー、画像再生画面、例えばコンピュータのようなデータ処理ユニット、照明装置などである。機械フレームから、例えば制御ピットのような動かされる構成要素へエネルギーを伝達するために、あるいは機械フレームから、車輪あるいは車輪の駆動機構へエネルギーを伝達するために、好ましい実施形態においてはすべりリングが設けられていてもよい。これらのすべりリングにより、任意でかつ制限のない回転性を備えた構成要素へのエネルギー伝達が可能にされている。
すべりリングの移送は、例えば制御ピットと機械フレームの間でかつ車輪アッセンブリと機械フレームの間で行われていてもよい。
場合によって、回転実施部を介した液状媒体の媒体移送が必要である。例えば冷却媒体あるいは液圧システムの媒体が回転可能に配置された構成要素へ伝達されることができる。例えば冷却媒体は車輪駆動装置に案内されることができ、車輪駆動装置は回転可能に配置された車輪アッセンブリに設けられており、冷却ポンプあるいは熱交換機は機械フレームに設けられている。さらに場合によって、圧力下にある作動油は、機械フレームから回転担持体へ、特に三脚台へ案内されていてもよい。ここでも回転伝動装置を介した伝達が行われることができる。
場合によって、データあるいは弱電流信号がすべりリングあるいはすべり実施部を介して伝達される。このようにして、制御信号あるいはセンサーからの信号は、場合により、回転可能に互いに向い合せに配置された構成要素にあるいは構成要素から伝達される。異なるデータフローあるいはエネルギフローを伝達するために、特にすべりリング、回転担持体および/または回転貫通案内部のような同心に配置された回転伝達装置が設けられていてもよい。
車輪駆動装置はすべての実施形態において、例えばホイールハブモータであってもよい。車輪駆動装置の代替え的な別の実施形態によれば、これらは全ての実施例においては、機械フレームと連結された、軸を介して車輪に回転を伝達する回転駆動装置として構成されていてもよい。軸は例えば操舵軸と同心に配置されている。一つだけの車輪アッセンブリの複数の車輪にエネルギーを分配することは作動装置を介して行われることができる。その際に車輪駆動装置は、車輪アッセンブリに設けられているかあるいは機械フレームに設けられていてもよい。車輪駆動装置が機械フレームに配置されている場合、駆動装置の回転エネルギーを機械フレームに対して可動に配置された車輪に伝達するために、カルダン式継手が設けられているのが好ましい。
模擬装置の制御ピットは、一人用の座席を備えている。さらに制御ピットは、好ましくは模擬運転装置を制御するための操作要素を備えている。これらの操作要素は、乗用車のあるいは他の乗物の操作要素をまねて作られていてもよい。これらの操作要素を操作することにより、模擬装置は実際的なおよび/または仮想的な模擬実験される環境において動かされかつ制御されることができる。制御ピットは、場合により構成されている閉鎖された外側ケーシングにより取囲まれていてもよく、従って人は外側を見れない。周囲の世界の感覚的印象は、この実施形態では画像再生画面を介して描写される。この模擬実験は、コンピュータで生成される仮想環境における模擬運転である。
しかし場合により、外側を見ることも可能にされていてもよく、従って人は実際の環境の感覚的印象を受けることができる。
制御ピット内であるいは制御ピット上で、模擬実験すべき乗物の少なくとも一部がまねて作られているのが好ましい。現実に即した模擬実験を可能にするために、例えば乗用車のまねて作られたコックピットが制御ピットに設けられていてもよい。
さらに完全な乗用車が制御ピット内にあるいは制御ピット上に設けられていてもよい。しかしこれは、質量が増大され、それにより制御ピット自体による慣性力が増大される短所をもたらす
本発明の全ての実施形態において、制御ピットと外側ケーシングは異なって構成されていてもよい。
−制御ピットは外側ケーシングと不動に接続されている。この場合、外側ケーシングは制御ピットの一部である。
−別の実施形態において、外側ケーシングは機械フレームとも不動に接続されている。この実施形態において、制御ピットは外側ケーシングに対する少なくとも自由度を備えている。制御ピットはこの場合に、座席用の担持体としてあるいはコックピット用の担持体として形成されている。場合により、制御ピットはコックピットである。
−別の実施形態において、外側ケーシングは回転担持体と不動に接続されている。この場合、外側ケーシングは回転担持体と一緒に回転され、ピッチ軸線および/またはロール軸線を中心にした外側ケーシングに対する制御ピットの傾斜あるいは上昇運動が可能である。この場合においても、制御ピットは座席用の担持体としてあるいはコックピット用の担持体として形成されているかあるいは場合により、制御ピットはコックピットである。
−外側が見えるのを阻止するために、外側ケーシングは閉鎖されて構成されていてもよい。
−見通しできるのを可能にするために、外側ケーシングは開口部を備えていてもよい。
−場合により、外側ケーシングは無くなってもよく、それにより外側を自由に見ることができる。
−場合により、外側ケーシングは自己支持型であるように形成されていてもよい。
−場合により、画像再生画面、コックピットあるいは例えば音響再生機器、特にコンピュータ等のようなデータ処理装置のようなまた別の構成要素が、外側ケーシングに固定されていることができるかあるいは外側ケーシングがこれらの構成要素を高加速下においても担持する目的で適合されているように、外側ケーシングは形成されている。
別の帰結において、明瞭性を改善するための概念が定義される。
乗物の開発あるいは車台の開発の当業者に公知の軸線は以下のように定義される。ピッチ軸線は、視線が真直ぐ調節された際の操作者の視線方向に対しておよび/または模擬実験される乗物の長手方向軸線に対して横方向に延びている軸線に相当する。ピッチ軸線を中心に実際のあるいは模擬実験される乗物のピッチ運動は、例えば直線的加速あるいは減速によりもたらされる。
ロール軸線は、実質的に模擬実験される乗物の長手方向に延びており、従って真直ぐ向かれた視線における操作者の注視方向に対して実質的に平行に延びている。外側の車輪懸架装置が撓んだ場合に、ロール軸線を中心にした乗物の傾斜は例えばコーナリングの際に生じる。当業者にはこの運動はロールとしても知られている。
ヨー軸線は実質的に模擬実験される乗物あるいは人の垂直軸線に相当する。ヨー軸線を中心にした回転は、例えばコーナリングの際に生じる。
これらの軸線は、強制的に模擬運転装置、模擬実験される乗物、制御ピットあるいは操作者に対して固定されていない。その理由は、軸線の位置が個々の構成要素の動力学的相対運動により変わることがあることにある。
本発明による模擬装置において、これらの軸線は、人あるいはコックピットもしくは制御ピットに対する固定された軸線として定義されている。制御ピットが実質的に外側ケーシングと固定されて接続されていると、軸線の定義は外側ケーシングにも当てはまる。
人のピッチ運動、ローリング運動およびヨー運動は、本発明による装置により、動力学的可能性の範囲内で自由に模擬実験されることができる。
本発明を図に基づき引き続き説明する。
本発明による模擬運転装置の一実施形態の概略斜視図を示す。 本発明による模擬運転装置の断面図を示す。 運動装置の詳細を斜視図で示す。 運動装置の詳細を示す。 特に回転担持体を示す。 動力学的機構部の典型的な構成を示す。 本発明による運動装置の別の実施形態を示す。 輸送可能性を改善するための構成要素の四つの図を示す。 装置のエネルギー供給部の詳細を示す。 装置のエネルギー供給部の詳細を別の様式で示す。
図1は、機械フレーム1、四つの車輪アッセンブリ2およびコックピット6を備えた本発明による模擬装置の一実施形態を示しており、前記コックピットは、運動装置16を介して機械フレーム1と接続されているか、あるいは連結されている。車輪アッセンブリ2は、現在の実施形態においては各々二つの車輪4を備えている。これらの車輪は場合によってはそれらの車輪軸線11を中心にして駆動されていてもよい。少なくとも一つの車輪アッセンブリ2の車輪は駆動されている。車輪は、二つ、三つあるいはそれより多くの車輪アッセンブリにより駆動されているのが好ましい。本発明によれば、車輪アッセンブリ2につき二つの車輪4が設けられている実施形態の場合、両車輪4は車輪駆動装置10により共通に、あるいは独立した車輪駆動装置10により互いに分離されて駆動されていてもよい。
車輪アッセンブリ2の車輪は、操舵駆動装置9を介して操舵軸5を中心にして旋回されるかあるいは回転されることができる。この旋回性あるいは回転性は、双方向に制限が無いのが好ましい。操舵軸5を中心にしてこのように運動することにより、個々の車輪アッセンブリの進行方向は選択可能であるか、あるいは制御可能である。操舵駆動装置9は、現在の構成におけるように回転駆動装置として構成されていてもよく、この回転駆動装置により、車輪4と連結棒27の位置は変えられることができる。
これ以外の図示していない実施形態によれば、操舵軸5を中心にした車輪4の回転は、一つの車輪アッセンブリ2に設けられた両車輪4の間の回転数の相違を制御することによっても達成されることができる。例えば、車輪アッセンブリ2の両車輪の内のいずれも車輪駆動装置により駆動されている。ホイールハブモータが使用されるのが好ましい。一つの車輪アッセンブリの両車輪の回転数の相違により、異なった走行距離を生じ、それにより操舵軸5を中心にした両車輪の操舵トルクを生じる。このような実施形態の場合、固有の駆動装置としての稼動している操舵駆動装置はなくすことができるかあるいは車輪駆動装置により補助されていてもよい。
車輪アッセンブリおよび/または車輪4は、動力学的機構部12を介して機械フレーム1と連結されている。この動力学的機構部は、好ましくは弾性的でかつ減衰作用を行う要素13、特にスプリングダンパー機構部14ならびに車輪懸架装置15を備えている。さらに、車輪アッセンブリ2に作用する力の均一な分布を両車輪4に生じさせるために、動力学的機構部は、旋回可能に連結棒27に設けられている車輪担持体26を備えていてもよい。
その際に、車輪担持体26は回転軸線を中心に旋回可能に連結棒27に設けられている。連結棒27対する車輪担持体26の回転軸線は、例えば水平方向に、あるいは水平方向からわずかにずれるように延びている。
さらに、本発明による模擬装置は制御ピット6を備えている。この制御ピット6には、概略的に描かれた状態で模擬実験すべき乗物のコックピット28が設けられている。このコックピット28は、例えば乗用車の前側部分、乗用車の前側部分の複製品、乗用車全体の複製品、任意の乗物の操縦席、任意の乗物の操縦席の複製品であり、かつ特に座席および例えばハンドル、アクセルペダルおよびブレーキのような操作要素を備えている。
このコックピット28は制御ピット6に不動に固定可能であるのが好ましい。しかし、コックピット28を交換するために、閉鎖可能な開口部29が外側ケーシング40内に設けられていてもよく、この外側ケーシングにより、異なるコックピットが制御ピット上に、および外側ケーシング40内に取付けられるかあるいは取外されることができる。さらに、操縦者の乗降を可能にするために、開口部は扉によっても閉鎖されることができる。
外側ケーシング40は、現在の実施形態においては、閉鎖可能な開口部を備えた、実質的に閉鎖された中空体として形成されている。この態様により、操作者は実質的に外部の世界から遮断されている。光学上あるいは音響上の印象は、人工的に作られた画像あるいは物音を介して模擬実験されることができる。外部ケーシング40内には画像再生面が設けられており、この画像再生面を介して仮想の環境が描写されることができる。再生面は例えば薄型画面として、あるいは投影画面として構成されていてもよい。投影画面としての構成の場合、制御ピット6内あるいは外部ケーシング内には一つあるいは複数のビデオプロジェクタが設けられていてもよい。
場合によっては、外部ケーシングは実際の外観を可能にする開口部を備えている。これにより実際の環境での運動が模擬実験されることができる。
本発明による模擬装置は、一つあるいは複数のエネルギー貯蔵装置30を備えている。これらは例えば燃料タンク、バッテリーとして、あるいは蓄電池として形成されていてもよい。エネルギー貯蔵装置30は、模擬装置の運動のための異なる駆動装置を駆動するために、ならびに例えば画像再生機器、制御装置、データ処理機器などのようなその他の電力消費機器に電力を供給するために使用される。場合によってはある程度の連続運転を可能にするために、エネルギー貯蔵モジュール用に、迅速交換装置は外部の充電ステーションを備えている。
さらに、制動エネルギーの少なくとも一部を回収、および/または電気エネルギーに変換するために、制動の過程では駆動装置が発電機として作用することができる。さらにこの電気エネルギーは例えば電池、蓄電池あるいは短時間のエネルギー貯蔵装置内で貯蔵されることができる。これは一方では模擬装置の作用程度と到達範囲を高め、他方ではそれにより、動力学的車輪の運動学は改善されている。その理由はどの時点でも、十分に車輪の高度に動力学的な駆動装置のためのエネルギーを備えていることにある。
場合により、模擬装置は外部のエネルギー源から供給されてもよい。この目的で、例えば巻取りケーブルあるいはすべり接触部が考えられる。
図示された実施形態は、運動装置16を備えており、この運動装置は平行動力学的装置22を含んでいる。この平行動力学的装置22は、現実施形態においては、三脚台あるいはいわゆる台架として構成されている。さらに本発明による模擬装置は案内装置23を備えている。案内装置23は、特に機械フレーム1に対するあるいは回転担持体24に対する制御ピット6の運動を案内するのに使用される。現実施形態において、案内装置23により若干自由度が遮断されている。機械フレーム1に対して制御ピット6を回転させるために、回転担持体24が設けられている。回転担持体24は少なくとも一つの回転担持体駆動装置31ならびに回転担持体軸受32を備えている。
回転担持体24は、360°機械フレームに対して制御ピット6の回転を可能にするのが好ましく、特に両回転方向における、機械フレーム1に対する制御ピット6の一つの任意の、一つの連続的なおよび/または制限の無い回転性が可能にされているのが特に好ましい。
各操舵軸を中心にした車輪アッセンブリ2の車輪4の回転性にも同じことが言える。これらの車輪も、好ましい実施形態によれば、360°にわたり任意に、連続的におよび/または制限の無い状態で、特に両回転方向に操舵軸を中心にして回転させられることができる。
無限の回転可能な要素のこの特別な構成により、機械フレーム1が主回転軸線8を中心にして回転されることができることが可能となり、同時に制御ピット6は停止状態のままであるか、あるいは固定式に位置決めされている。これは本発明による課題を解決する際に、特に動力学的運動学の改善において長所をもたらし、このことは、車輪が模擬装置の各位置であるいは各走行条件で加速可能であり、かつ例えば動力学的特異性により互いに停止することを含んでいる。
機械フレーム1に対する制御ピット6の回転は主回転軸線8を中心に行われる。主回転軸線8は、好ましい方法では、車輪接触面25により地面3に広げられる平面の法線ベクトルであるのが好ましい。従ってこの平面は実質的に地面に相当する。これにより、主回転軸線8は平らな地面の場合に実質的に鉛直に延びている。
操舵軸5も好ましい実施形態によれば、平らな地面の場合に実質的に鉛直に延びており、好ましくは主回転軸線に対して平行に延びている。
車輪4の車輪軸線11は実質的に水平方向に延びているのが好ましい。しかし同様に、水平方向あるいは垂直方向の軸線がずれていることは本発明による構想に相応する。特に例えば後回り構造を作用させるために、操舵軸5はわずかに傾斜していてもよい。例えばホイールキャンバをもたらすために、車輪軸線11もわずかに互いに傾斜していてもよい。
図2は本発明による装置の概略断面図を示しており、この装置は実質的に図1の装置に相当する。自走式の模擬運転装置は制御ピット6を備えており、この制御ピットは運動装置16を介して機械フレーム1と連結されている。機械フレーム1は車輪アッセンブリ2を介して地面に接して走行可能でありかつ地面に支持されている。車輪アッセンブリ2は、各々少なくとも一つの車輪4を備えているのが好ましく、この車輪は車輪接触面25を介して地面3に載っている。少なくとも一つの車輪4は車輪駆動装置10を介して駆動されており、従って模擬装置はこの駆動輪により動かされることができる。さらに、車輪アッセンブリ2の車輪4は好ましくは操舵軸5を中心に回転可能である連結棒27と連結されている。操舵軸5を中心に連結棒27を回転するために、操舵駆動装置9が設けられている。この連結棒は、前に記載されているように、特有の駆動装置として形成されているか、あるいは車輪アッセンブリにつき複数の車輪4の場合に、個々の車輪の回転数の差によっても形成されている。
車輪アッセンブリ2あたりに複数の車輪4の場合、車輪4は車輪担持体26を介して機械フレームと連結されている。この車輪担持体は、車輪の一定の荷重伝達を達成させるために、例えば連結棒27に対して旋回可能に形成されている。車輪4は動力学的装置12を介して機械フレームと連結されている。動力学的装置12は弾性的および/または減衰作用を行う要素13を備えているのが好ましく、これらの要素は、特にスプリングダンパー機構部14ならびに車輪懸架装置15として形成されている。現実施形態において、車輪懸架装置15は双横方向リンク機構として形成されている。車輪懸架装置は機械フレーム1に対する車輪の運動のために使用される。運動を限定するために、スプリングダンパー機構部14が設けられている。現実施形態において、スプリングダンパー機構部14はプルロッド配列部として形成されている。しかし、プッシュロッド構成あるいは代替え的な配列部も可能である。
動力学的装置12は複数の軸受33を備えている。同様にこの軸受の一部は弾性的軸受として形成されていてもよい。これにより車台は弾性動力学的な性質を維持する。
現実施形態において、両横方向連結棒は実質的に平行に延びている。しかし他の構成も可能である。例えば横方向連結棒は互いに直角に設けられていてもよい。
現実施形態において、両横方向リンク機構は実質的に水平方向に延びている。別の実施形態によれば、一つの横方向連結棒あるいは両横方向連結棒は斜めに設けられていてもよい。
制御ピット6は運動装置16を介して機械フレーム11と連結されている。運動装置16は、現実施形態において、平行動力学的装置22と回転担持体24を備えている。回転担持体24は、現形状において、かご状に構成されており、かつ機械フレーム1の上側領域から機械フレームの低い領域まで延びている。回転担持体は実質的に楕円状に構成されている。現実施形態では桶首部よりも低くにある桶底部には、平行動力学的装置22が取付けられている。この構成により、特に重心の低い位置による、本発明の課題の解決手段における長所が提供される。
回転担持体24は機械フレーム1において回転担持体軸受32を介して回転可能に支承されており、かつ(図示していない)回転担持体駆動装置31を介して駆動可能である。平行動力学的装置22は、制御ピット6と連結されている複数のリニア駆動装置34を備えている。個々のリニア駆動装置34を別々に長さを変えることにより、制御ピット6は傾けられることができるかあるいは動かされることができる。同時に引っ込めるかあるいは繰出すことにより、機械フレームに対する、および別の順番では地面3に対する制御ピットの下降運動あるいは上昇運動が達せられることができる。制御ピット6は特に制御ピット担持体35を備えており、この制御ピット担持体は一方では制御ピットの外側ケーシングと固定的に接続されており、この制御ピット担持体に他方では運動装置が係合する。しかしながら場合によっては、特に制御ピットが自己担持する制御ピットとして形成されているか、あるいは制御ピットと制御ピット担持体が自己担持するコックピットとして形成されている場合に、この制御ピット担持体35は無くてもよい。
さらに本発明による模擬装置は案内装置23を備えている。この案内装置23は一方では回転担持体24に、他方では制御ピット6に固定されている。案内装置23は関節により互いに接続された個別要素を備えており、これらの個別要素は特定の運動性あるいは特定の自由度を備えている。現実施形態において、案内装置23は主腕部36ならびに自在継手37を備えている。主腕部36は回転担持体24と関節により接続されている。この関節の回転軸線は、実質的に水平な平面内で延びている。図示された主腕部は回転担持体24に対しては単に一回転自由度を有するにすぎない。
しかし主腕部36は、場合によっては二重関節腕部としても形成されていてもよく、この二重関節腕部において、二つの主腕部は同じようにひじ継手に互いに接続されている。
主腕部36の自由端には、これにはひじ継手は回転担持体24とは接続されていないが、主腕部が自在継手37に係合している。この自在継手37は、第一の自在継手軸線38を中心に、主腕部36と旋回可能に接続されている。さらに自在継手37が制御ピット6と旋回可能に接続されているように、自在継手37は第二の自在継手軸線39を備えている。これにより、制御ピットは実質的に第一の自在継手軸線38と第二の自在継手軸線39を中心に旋回可能であるか、あるいは機械フレーム1に対して傾斜可能である。第一の自在継手軸線38と第二の自在継手軸線39は、実質的に制御ピット6内の人のピッチ軸とロール軸に相当する。さらに、案内装置23の動力学的態様により、機械フレーム1に対する制御ピットの上昇運動が可能になる。この上昇運動は現実施形態においては彎曲軌道に沿って進行し、この彎曲軌道は特に主腕部36の腕長により決定されている。しかし、二重関節腕部としての主腕部の構成においては、直線的上昇運動も特に主回転軸線8に沿って行われる。
機械フレーム1に対して制御ピットを運動させるための別の自由度は、案内装置23により実質的に遮断されている。このことは、特に模擬装置を加速あるいは減速する際に運動装置に作用するような、水平に作用する慣性力が、案内装置により食い止められるという良好な効果を有する。これにより運動装置の採寸は最適化されることができる。このことは模擬装置の全重量への良好な効果を備えており、従って本発明による課題の解決に役立つ。
図3は運動装置16、案内装置23ならびに回転担持体24の詳細な斜視図を示す。回転担持体24は、先行の実施形態にあるようにかご状あるいは桶状に構成されている。平行動力学的装置22の簡素性を改善するために、この図にある回転担持体24の壁が形成されている。回転担持体24は、現実施形態においては、かご状あるいは桶状に形成されており、軽量化のために、回転担持体24の少なくとも一部は、骨組み構造で形成されていてもよい。回転担持体24は、実質的に剛体であり、この剛体は回転担持体軸受32を介して機械フレームに対して回転可能に配置されている。回転担持体軸受32は、例えば機械フレーム1と連結されているか、あるいは固定的に接続されている定置の部分を備えている。軸受の可動な部分は、回転担持体24と固定的に接続されているか、あるいは連結されている。回転担持体24には運動装置16が設けられている。この運動装置は現実施形態においては平行動力学的装置22を備えており、この平行動力学的装置は、先行の実施形態で説明されたように、三脚台あるいは三脚として構成されている。これは複数のリニア駆動装置34を備えており、これらのリニア駆動装置は一方の側では回転担持体24と接続されており、他方の側では制御ピット6にあるいは制御ピット担持体35に係合する。平行動力学的装置22の個々のリニア駆動装置34は、回転担持体24と、および制御ピット6と互いに間隔をおいた場所で接続されている。これにより、リニア駆動装置34を別々に運動させる際に、制御ピット6の傾斜あるいは旋回が達せられることができ、この旋回は実質的にロール軸および/またはピッチ軸を中心に行われる。垂直軸線、すなわち現実施形態においては好ましくは主回転軸線8に対応するヨー軸線を中心に制御ピットを回転させるために、回転担持体24は全て主回転軸線8を中心に回転可能に構成されている。さらに、回転担持体24には案内装置23が設けられている。案内装置23は特に主腕部36ならびに自在継手37を備えている。主腕部36は実質的に一自由度を備えており、この一自由度により機械フレーム1に対する制御ピット6の上昇運動が可能になる。主腕部36と関節式に自在継手37が設けられており、この自在継手は第一の自在継手軸線38を中心にして旋回可能に主腕部36と接続されている。さらに、旋回可能な自在継手37は制御ピット6と、あるいは制御ピット6の制御ピット担持体35と接続されている。
図4aと4bは回転担持体駆動装置31の二つの異なる実施形態を示す。制御ピット6あるいはその制御ピット担持体35は、運動装置16を介して機械フレーム1と連家されている。特にこの連結は回転担持体24を介して行われる。回転担持体24は主軸線8を中心に回転可能に機械フレーム1に設けられている。回転を可能にするために回転担持体軸受32が設けられている。回転担持体24を駆動するために、回転担持体駆動装置31が設けられている。図4aでは回転担持体駆動装置がピニオン駆動部として構成されており、このピニオン駆動部は回転された車輪あるいはピニオンを介して回転担持体24の回転を生じさせる。その際に、回転運動を伝達するために、ピニオンあるいは駆動歯車は回転担持体の外側に直接係合する。
図4bにおいて、回転担持体24への回転担持体駆動装置31による回転の伝達はベルトを介して行われる。これは平ベルトとして、歯付きベルトとして、Vベルトとして、チェーン駆動部として、あるいは類似の伝達手段として構成されていてもよい。
図5は車輪4を備えた車輪アッセンブリ2と動力学的装置12の詳細部の側面斜視図を示す。これは例えば図1〜4あるいは6による実施形態の車輪アッセンブリに相当する。現斜視図においては、車輪アッセンブリ2当たりに二つの車輪4が設けられている。これらの車輪は場合によっては車輪駆動装置10を介して個別にあるいは共通に駆動されている。いずれにせよ、地面3上で模擬装置を走行させるために、車輪4は車輪軸線11を中心に回転可能に配置されている。好ましい実施形態によれば、車輪4は車輪担持体26を介して連結棒27と接続されている。場合によっては、車輪4の車輪軸受は代替え的実施形態において、連結棒27に直接係合する。現実施形態においては、負荷の伝達を均等に両車輪に分配するために、旋回可能に構成された車輪担持体26が設けられている。連結棒27は操舵軸5を中心にした車輪の回転に使用される。この回転は特に操舵駆動装置9により達成される。先行の実施形態に記載されたように、この目的で独自の操舵駆動装置が設けられていてもよい。別の実施形態によれば、車輪の操舵は、例えば個々に駆動される車輪の回転数の差に基づいて行われる。動力学的装置12は、車輪懸架装置15ならびに例えばスプリングダンパ機構部14のような弾性的および/または減衰作用を行う要素を備えているのが好ましい。
図6は制御ピット6を機械フレーム1と連結するための運動装置16の別の実施形態を示す。これは全ての実施形態において、平行動力学的装置および/または案内装置にも置換えられることができる。現実施形態において、運動装置16は第一の担持体要素18を備えており、この第一の担持体要素は、第一の回転軸線20を中心に機械フレーム1と旋回可能に連結されている。特に第一の担持体要素18は第一の回転軸線20を中心に回転担持体24と旋回可能に接続されている。第二の回転軸線21を中心に回転可能な状態で、第二の担持体要素19は第一の担持体要素18と接続されている。運動装置16はこの実施形態においては、カルダン式懸架装置17として構成されている。回転駆動装置あるいはリニア駆動装置を介して、個々の担持体要素18,19は、互いに、及び機械フレームあるいは回転担持体24に対して傾斜されるかあるいは回転されることができる。これにより、第二の担持体要素19と接続された制御ピット6は二つの回転軸線を中心に傾斜されることができる。これにより、ピッチ軸および/またはロール軸を中心にした制御ピット6の傾斜が可能になる。
図7は、5.710m×2.352m×2.385mの内寸を有する20フィートコンテナ、および7.3m×2.480m×2.465mの内寸、8フィートの幅、20フィートの奥行きおよび8フィートの高さの寸法を有するスライド式防水シートの交換ブリッジを示す。さらに搬送フレーム52を備えた投影スクリーン51が図示されており、投影スクリーンは3.5m×2.2m×2mの寸法を備えている。さらに、運転席は5.06m×2.235m×2.4mの寸法を有する台架シャーシを備えたプラットフォームが図示されている。その上さらに折畳み可能な車台55が図示されている。模擬運転装置は、ホール(限定された平坦な土台)内での運転のためにも、戸外で、すなわち試験サイト(平坦でない土台、天候状態、汚れ等の影響がある)においても運転されることができる。異なる屋外エリア用施設とテストホールで入れ代り使用するには、場合によっては簡単で安全な輸送ならびに輸送手段の積込みおよび積下ろしが必要である。特別な輸送は回避されねばならない。具体的には簡単な輸送はLKWにより可能である。積込みおよび積下ろしは、荷役ホームを介して、あるいはコンテナが使用される場合はクレーンを用いて行われることができる。運転模擬装置にとって、車台の好ましくは星形の構成は、星の腕部が折畳み可能に構成されていてもよく、投影の円天井が取外し可能であってもよいことを意味する。すなわち、運転模擬装置は相応するように些細な部分において解体可能か、あるいは変形可能であってもよい。その上さらに、軽量構造方式を用いて簡単な取扱い可能にすることが有益である。場合によっては、装填するための、および解体するためのあるいは組立てるための装置が必要とされる。各接続部は、迅速に閉鎖可能でなければならず、それでもやはり運転中の相応する安定性と安全性を保証しなければならない。全ての実施形態において、模擬装置は一つの輸送方法を備えており、この方法において以下の工程、すなわち車輪を折畳む工程、輸送位置で車台を閉鎖する工程、場合によってはキャビンを解体する工程が行われるか、あるいは行われている。乗物の幅は、輸送位置においては例えば3000mm未満であり、特に約2360mmである。場合によってはその際に、ケーブの敷設と液圧装置は分離されない必要がある。
図8はバッテリー電圧と車両電圧の配線系統を示しており、特にバッテリー124、750V以上のドミナント電圧、そのあとの直流24Vのドミナント電圧131を有する直流128/直流124の部材、ならびにそのあとの交流400Vのドミナント電圧130を有する直流126/交流127のモジュールを備えた導線、ならびにモータ132を示す。
図9は、アーム1 132、アーム2 133、アームN 134を備えた概略図を示しており、アームは各々、蓄電池135と(スーパー)ウルトラキャップ136を備えたエネルギー貯蔵装置137ならびにインバータ138および電動モータ139を備えている。
特に図8および/または図9によるバッテリーの典型的な形態:
基本的供給は、運転の一時的な中断の間に交換されることができる充電可能な蓄電池(バッテリー)により行われる。従って、交換蓄電池の相応する数において、持続時間あるいは模擬装置の長期運転は保障されることができる。それにより、従来技術との相違点において、運転模擬装置は運転モード時には場合によっては、巻取りケーブル、すべり接触部、ロープあるいはそれ以外の装置による外部のエネルギー供給部には依存していない。蓄電池による供給は、内燃機関に対しては、閉鎖された空間内の排ガス処理に関する長所を提供し、内燃機関にあっては普通の振動と騒音および帯行される動力用燃料を提供する。電気駆動エネルギーの使用は、車輪に一体化されたホイールハブドライブによるタイヤのダイレクトドライブに関する長所も提供し、これらのホイールハブドライブは、双方向への運転モードにおいても、双方向への制動モードにおいても制御される。すなわち完全な4象限運転で使用される。制動モードで駆動装置により取出されるエネルギーは、好ましくは完全に、好ましくは電気的に貯蔵されなければならず、かつすぐ次に続く加速サイクルのために使用されねばならない。適切で付加的なエネルギー貯蔵装置として、例えばウルトラキャップあるいは蓄電池が使用可能である。さらに、自主的なエネルギー供給により、これらのウルトラキャップあるいは蓄電池がエネルギー供給に関するインフラストラクチャーを備えていない場合でも、異なる路面上で模擬装置を輸送し、かつ使用することができる。
典型的な構造:
図において、電気式の駆動系の可能な構造は、所属するエネルギー貯蔵装置でもって示されている。その際に、ウルトラキャップあるいはスーパーキャップは、絶え間なく変化するエネルギー流の中間貯蔵あるいは電圧の平滑化に使用される。これは運用戦略により理由づけられている。星状体(あるいは各吊り篭状車輪)のどのアームも所属する蓄電池を備えている。しかし、個々の蓄電池は平行に接続されている。この構造はエネルギー流の可能な限り短い経路を可能にし、その際に、走行中の蓄電池の可能な充電状態を可能にする。
路面あるいは運動空間の典型的形態:
模擬運転装置の構成への別の要求は、場合によっては屋外での運転から生じる。コンパクトな軽量建造方式に加えて、ある程度の剛性と抵抗力が要求される。屋外においても機能する自主的駆動装置と安全の概念は有利である。模擬運転装置は、場合によっては固定的に取付けられた供給装置を必要としていないので、模擬運転装置は、いずれの十分平坦で、十分大きく、適切なコーティングを備えた路面上で使用されることができる。特に、屋根で覆われた面とは異なり、十分大きな(実際に随意に大きな)路面上での使用は、基本的に大きな運動空間により達成することができる。
安全の概念、すなわち制御の典型的形態:
非常ブレーキの典型的形態:
危険な状況(外部制御の模擬装置、限界近くでの模擬装置)の場合に、模擬装置は駆動装置のスイッチが切られた際に停止しなければならない。その際に、これにより付加的な危険が生じる程度に、非常ブレーキによる減速は重要ではなくてもよい。認識可能性として、個々の車輪ユニットの機械式のブレーキとブレーキペダルおよびバネで負荷をかけられたブレーキレールのような他のブレーキ装置が思いつく。これらの変形は以下に詳しく考察される。
制動された車輪を介した動作停止の典型的形態:
通常運転において、車輪ユニットは、タイヤの縦力と横力を車台を介して、その上に運転者を有する構造がある中央の乗物フレームに伝達する。各車輪ユニットの操縦が、両車輪駆動装置の独立した制御あるいは付加的操舵駆動装置を介して行われるかどうかに応じて、全ての駆動装置のスイッチを切り、車輪を制動する(機械式制動、補助エネルギー)際に、運転挙動は制御されることができるのは難しい。車輪が動かない場合に、場合によっては、特別な車台構造により実現される車輪ユニットの後回り構造は、進行方向への車輪を安定化させることができる。車輪のロックにより、従って車輪に対して縦方向および横方向へのほぼ同じ制動力により、それにより操舵角には左右されないことにより、能動的方法で停止が可能になる。さらに減速は、100%のスリップの際の、タイヤの組合せあるいは車道の組合せの、最大限発生可能な円周方向力あるいは横方向力に相当する。
ブレーキペダルあるいはブレーキ板を介した停止の典型的形態:
その際に、制動され、可能な場合には尚転がる車輪の異方性の制動力は停止され、その代わりに、異方性の力伝達要素が模擬装置と地面の間に使用される。力伝達要素は、一定の減速に適合するように調整された摩擦ライニングを備えたプレートであり、この力伝達要素を介して、模擬装置は、タイヤで転がる代わりに地面で滑る。接触面の輪郭は、必要とされる、転倒に対する安全性を求めてできるだけ大きくなければならない。すなわち接触面は指定される必要があり(地面の平面度)、かつ一定の力(摩擦係数)を伝達しなければならない。転がるタイヤによる運転モードから一つあるいは複数の滑るブレーキ板によるブレーキ操作への移行は、特に二つの機構、すなわち
−ブレーキ板が模擬装置を持上げる機構、あるいは
−車輪が例えば車台を介して引込められ、模擬装置がブレーキ板の上に乗る機構により行われる。起動制御部(解放論理部)および起動制御機構(解放機構)は、相応するように安全な構造方式で構成されるべきである。
ブレーキシューの停止の典型的形態:
ブレーキ作用は、車台の下方に取付けられている、膨らまして使うブレーキシューにより発生させられる。起動の場合には、ブレーキシューは、多重安全機能が備わった補助手段(弁を備えた充填される圧力タンク)を用いて、短時間に空気で充填され、かつ車道面に対して相応する摩擦作用をもたらす。この装置は、すべてばらばらで、あるいは先に挙げた制動装置と組合せて、あるいは先に挙げた制動装置を補助するために使用されることができる。
運動装置は、別の実施形態によれば、受動力学的あるいは半受動力学的に構成されていてもよい。この実施形態の場合、機械フレーム1に対する制御ピット6のピッチ運動あるいはロール運動を可能にするために、模擬運転装置の運動により、特に模擬運転装置の加速により生じる慣性力が利用される。したがって、カルダン式懸架装置あるいは平行動力学的装置は、基本的な動力学的装置により、機械フレームに対して制御ピットが動きやすいことが可能であるように形成されていてもよい。例えばバネ減衰装置のような弾性要素あるいは減衰要素を介して、これらの動力学的自由度は抑えられ、かつ制限されることができる。例えば制御可能な弁あるいは流動性の液体を介して、バネ特性および/または減衰特性は変えられることができる。
続いて、本発明による模擬装置を運転するための方法がさらに記載される。例えば乗物の直線の動き出しを模擬実験するために、本発明による方法の構成による模擬装置が以下の工程を行う。被駆動車輪は駆動され、従って人には直線的加速力が作用する。同時に、制御ピットは機械フレームに対して後方へと傾けられ、従って運転者には後方への軽度のピッチング運動が作用される。そこでピッチング運動と組合せた異なる動き出しの挙動を模擬実験するために、次々に始動加速度が同じ場合における異なるピッチング運動が模擬実験されることができる。これにより、ピッチング運動の内のどれが運転手にとって現実的でありかつ心地よいと感じられるかが確かめられることができる。
起動力、特に静止摩擦の克服を改善し、同時に高い動力学的模擬実験を改善するために、直線加速を模擬実験するための方法は、例えば以下の工程を備えている。主回転軸線を中心に車輪アッセンブリと機械フレームを回転させる。この回転モードにおいて、車輪軸線は実質的に方向を中心に合わせ、特に車輪軸線の延長部分は主回転軸線と交差する。同時に制御ピットは逆の方向に同じ回転数で回転し、それにより制御ピットは地面に対して固定式のシステムで動かないままである。車輪は特定の転がり速度を備えているにもかかわらず、その際に人は動かない。模擬装置を運転開始するために、操縦される車輪は、模擬運転装置が回転する機械フレームにおいて動き出すように操縦されることができる。しかしこの運動は直線的である必要はなく、例えばコーナリングあるいはサイクロイドに沿った走行に似ていてもよい。その際にそれでもやはり直線の加速を模擬実験するために、制御ピットは機械フレームに対して回転担持体を介して、模擬装置それ自体が曲線軌道上で動くにもかかわらず、運転者に作用する加速が常に直線状に一方向へ作用するように捻られることができる。
全ての実施形態において、三つの車輪アッセンブリ、四つの車輪アッセンブリ、五つあるいはそれより多くの車輪アッセンブリが、各車輪アッセンブリの車輪の各車輪軸線を中心に車輪を駆動するための一つあるいは各々一つの車輪駆動装置を備えていることが意図されていてもよい。
全ての実施形態において、車輪アッセンブリ、特に四つ、五つあるいはそれより多くの車輪アッセンブリが機械フレーム1から外へ向かって突出している。車輪アッセンブリ2はほぼ一様に機械フレーム1の周囲に割当てられた状態で配置されているのが好ましい。車輪アッセンブリ2、そして特に動力学的装置12は、実質的に主回転軸線8に対して半径方向で外へ向かって突出しているのが好ましい。動力学的装置の車台の主回転軸線は、それを中心に車輪あるいは車台の要素がバネが伸びたり、圧縮する際に動かされるかあるいは旋回させられ、場合によっては主回転軸線8を中心に延びる、地面に対して平行な平面にある円に対してほぼ接線方に延びている。
四つの車輪アッセンブリの場合、場合によっては車輪アッセンブリは90°互いに捩れて機械フレームから外へ向かって突出している。動力学的装置の車台の主回転軸線も、それを中心に車輪がバネが伸びたり、圧縮する際に動かされ、この場合、好ましくは約90°隣接した車台に対して捩れた状態で延びている。
全ての実施形態において、複数の車輪あるいは一つの車輪が三つ、四つあるいは五つの車輪アッセンブリにより駆動されていることが意図されていてもよい。
全ての実施形態において、例えば傾斜あるいは上昇運動のような機械フレーム1に対する制御ピット6の所望の運動が可能であり、地面3に対する平行平面における並進運動が遮断されているように案内装置23は構成されていてもよい。
全ての実施形態において、動力学的装置12は技術的意味の車台として形成されていてもよい。技術的意味の車台は、例えば横方向連結棒、レバーあるいは腕のような実質的に剛性のある個々の要素の配列であり、その動力学的自由度の少なくとも一部はバネ減衰装置により制限されている。実質的に剛性の要素は、特にピボット軸受、自在軸受あるいは他の支承部を介して互いに接続されている。場合によっては、全ての実施形態において、運動装置16は図6による運動装置として使用されることができる。
全ての実施形態において、本発明による装置と本発明による装置の機械フレーム、特に模擬走行装置は、異なるおよび/または任意の方向に進められることができる。特に模擬装置はそれによりはっきりした優先運動方向を備えていない。車輪アッセンブリ2の動力学的装置12も、好ましくはその目的に適当であり、および/または調節されており、異なっており任意の方向への模擬装置の進行を可能にする。
さらに車台は凹凸による刺激を、これらの凹凸が模擬装置内に座っている人により感じられていないか、あるいはほんの少しだけ感じられているように和らげることができる。サスペンション運動学の使用は、付加的に模擬装置のピッチポールとロールポールを構造的に特定することを可能にし、それだけいっそうピッチ調節とロール調節を可能にする。さらに、例えば両輪の間隔、キャンバーなどのような車輪設定に関する量は動力学的に調節可能である。同様にタイヤの後回り構造の統合が可能である。
走行方向に対する車輪の定まっていない向きに基づいて、サスペンション運動学は同様に、車輪設定と走行方向に依存しているピッチ兼ロール調節が可能であるように決められている。場合によっては、全ての実施形態において、模擬装置の一つあるいは複数の動力学的装置の接続部が設けられていることが意図されている。この安定装置として作用する接続部は、液圧式に、電気式にあるいは機械式に構成されていてもよい。
1 機械フレーム
2 車輪アッセンブリ
3 地面
4 車輪
5 操舵軸
6 制御ピット
7 座席
8 主回転軸線
9 操舵駆動装置
10 車輪駆動装置
11 車輪軸線
12 動力学的装置
13 弾性および/または減衰性の要素
14 バネ減衰装置
15 車輪懸架装置
16 運動装置
17 カルダン式懸架装置
18 第一の担持体要素
19 第二の担持体要素
20 第一の回転軸線
21 第二の回転軸線
22 平行動力学的装置
23 案内装置
24 回転担持体
25 車輪接触面
26 車輪担持体
27 連接棒
28 コックピット
29 制御ピットの開口部
30 エネルギー貯蔵装置
31 回転担持体駆動装置
32 回転担持体軸受
33 動力学的装置の軸受
34 リニア駆動装置
35 制御ピット担持体
36 主腕部
37 自在継手
38 第一の自在継手軸線
39 第二の自在継手軸線
40 外側ケーシング



  1. 機械フレーム(1)を備えた自走式模擬運転装置であって、この機械フレームが三つの、好ましくは四つもしくはそれより多くの車輪アッセンブリ(2)を介して地面(3)上で移動可能であり、
    車輪アッセンブリ(2)が各々地面(3)上で移動可能な少なくとも一つの車輪(4)を備えており、この車輪が操舵軸(5)を中心に回転可能に配置されており、
    機械フレーム(1)が制御ピット(6)と連結されており、この制御ピットが人のための座席(7)ならびに模擬運転装置を制御するための操作要素を備えている模擬運転装置において、
    制御ピット(6)が機械フレーム(1)に対して回転自由度を備えており、従って制御ピット(6)が機械フレーム(1)に対して主回転軸線(8)を中心に回転させられることができ、主回転軸線(8)が、好ましくは実質的に地面(3)上の車輪(4)の車輪接触面(24)により広げられる平面の法線ベクトルであること、
    車輪アッセンブリ(2)および/または車輪(4)が、特に車台として形成されている動力学的装置(12)を介して機械フレーム(1)と接続されており、動力学的装置(12)が、地面(3)の凹凸を吸収、および/または緩衝するために、スプリングダンパー機構部(14)および車輪懸架装置(15)のような弾性および/または減衰性の要素(13)を備えていること、
    および、運動装置が一つ設けられており、この運動装置を介して、ピッチ軸および/またはロール軸を中心にした機械フレーム(1)に対する制御ピット(6)の傾斜が可能であることを特徴とする模擬運転装置。

  2. 少なくとも一つの車輪アッセンブリ(2)が、車輪軸線(11)を中心に車輪(4)を駆動するための車輪駆動装置(10)を備えており、好ましくは複数の車輪アッセンブリ(2)あるいは全車輪アッセンブリ(2)が各々、各車輪軸線(11)を中心に車輪を駆動するための少なくとも一つの車輪駆動装置(10)を備えていることを特徴とする請求項1に記載の模擬運転装置。

  3. 各車輪アッセンブリ(2)の一つあるいは複数の車輪(4)が、360°にわたり、特に随意に無制限に、および/または操舵軸(5)を中心に両回転方向に回転可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の模擬運転装置。

  4. 制御ピット(6)が、機械フレーム(1)に対して360°にわたり、好ましくは随意に主回転軸線(8)を中心に回転可能であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の模擬運転装置。

  5. 一つ、二つ、三つあるいは全ての車輪アッセンブリ(2)の車輪が、操舵駆動装置(9)を介して、能動的に操縦可能に各操舵軸(5)を中心に回転可能に配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の模擬運転装置。

  6. 車輪アッセンブリ(2)毎に、二つの車輪(4)が設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の模擬運転装置。

  7. 操舵駆動装置(9)が、操舵軸(5)の回転駆動装置により形成されていること、
    あるいは、操舵駆動装置(9)が、間隔をおいて、その各車輪軸線(11)を中心に駆動される車輪アッセンブリ(2)の二つの車輪(4)の回転数の差により駆動されているか、または形成されているか、または補助されていること、
    あるいは、操舵駆動装置(9)が、操舵軸(5)の回転駆動装置により、かつ二つの間隔をおいて、その各車輪軸線(11)を中心に駆動される車輪アッセンブリ(2)の車輪(4)の回転数の差により形成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の模擬運転装置。

  8. 動力学的装置(12)を介して、地面(3)、車輪(4)および/または車輪アッセンブリ(2)に対する機械フレーム(1)の相対運動が可能にされており、特に主回転軸線(8)の方向におけるあるいは主回転軸線の方向に沿った相対運動が可能にされていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の模擬運転装置。

  9. 運動装置(16)が設けられており、この運動装置を介して、制御ピット(6)が機械フレーム(1)と接続されており、運動装置(16)により、主回転軸線(8)を中心にした機械フレーム(1)に対する制御ピット(6)の能動的回転が可能にされていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つに記載の模擬運転装置。

  10. 運動装置(16)を介して、機械フレーム(1)に対する制御ピット(6)の並進運動が可能にされており、特に主回転軸線(8)における、または主回転軸線に沿った並進運動、機械フレーム(1)に対する制御ピット(6)の平行移動、および/または機械フレーム(1)に対する制御ピット(6)の上昇運動が可能にされていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載の模擬運転装置。

  11. カルダン式懸架装置(17)が設けられており、このカルダン式懸架装置を介して、制御ピット(6)が機械フレーム(1)に対して傾斜されることができ、好ましくは二つの担持体要素(18,19)が設けられており、第一の担持体要素(18)が第一の回転軸線(20)を中心に機械フレーム(1)と傾斜可能に接続されており、第二の担持体要素(19)が第二の回転軸線(21)を中心に第一の担持体要素(18)と傾斜可能に接続されており、そして、第一の回転軸線(20)と第二の回転軸線(21)が実質的に互いに直交して延びていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載の模擬運転装置。

  12. 平行動力学的装置(22)が設けられており、この平行動力学的装置を介して、制御ピット(6)が機械フレーム(1)に対して傾斜されることができ、平行動力学的装置(22)が、好ましくは三脚台として、または液圧式の三脚台として、または空気圧式の三脚台として、または電動式の三脚台として、または六脚台として、または液圧式の六脚台として、または空気圧式の六脚台として、または電動式の六脚台として形成されていることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一つに記載の模擬運転装置。

  13. 案内装置(23)が設けられており、この案内装置が一方では制御ピット(6)と連結されており、他方では機械フレーム(1)あるいは運動装置(1)の一部と連結されており、
    −主回転軸線(8)を中心にした機械フレーム(1)に対する制御ピット(6)の回転と、
    −ピッチ軸および/またはロール軸を中心にした機械フレーム(1)に対する制御ピット(6)の傾斜と、
    −機械フレーム(1)に対する制御ピット(6)の並進上昇運動とが可能にされているように、案内装置(23)が形成されており、
    機械フレーム(1)に対する制御ピット(6)の他の自由度が全て、案内装置(23)により実質的に遮断されていることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一つに記載の模擬運転装置。

  14. 回転担持体(24)が設けられており、この回転担持体(24)が、回転担持体支承部(32)と回転担持体駆動装置(31)を介して機械フレーム(1)に対して回転可能に配置されていること、および、回転担持体(24)には、平行動力学的装置(22)、カルダン式懸架装置(17)、および/または案内装置(23)が係合されているか、あるいは設けられていることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一つに記載の模擬運転装置。

  15. 模擬運転装置が、自主的に走行可能で、かつ人により制御ピットから制御可能な模擬運転装置として形成されており、
    機械フレームと接続された状態で同行するように、かつ車輪アッセンブリを介して地面に支持された状態で、
    a.模擬運転装置を走行させるための少なくとも一つの車輪駆動装置、
    b.模擬運転装置を操縦するための操舵駆動装置、
    機械フレームに対して制御ピットを相対運動させるための運動装置、
    c.および車輪駆動装置、操舵駆動装置および運動装置を駆動するためのエネルギーを供給するためのエネルギー貯蔵装置が設けられていることを特徴とする請求項1〜14のいずれか一つに記載の模擬運転装置。

  16. 外側ケーシング(40)が設けられており、この外側ケーシングが制御ピット、あるいは回転担持体、あるいは機械フレームと不動に接続されていること、および、外側ケーシング(40)が中空体として構成されており、この中空体が、人を収容するための制御ピット、コックピットおよび/または座席の少なくとも一部を、好ましくは完全に取囲んでいることを特徴とする請求項1〜15のいずれか一つに記載の模擬運転装置。

  17. 外側ケーシング(40)に画像再生面が設けられており、この画像再生面が、好ましくは人の視野の少なくとも大部分にわたり延在しており、かつ好ましくは外側ケーシングの内側に連続して形成されていることを特徴とする請求項1〜16のいずれか一つに記載の模擬運転装置。

  18. 請求項1〜17のいずれか一つに記載の模擬運転装置上で行われる、加速されない状態から、加速される状態への移行を模擬実験するための方法であって、以下の方法、すなわち
    a.地上で車輪アッセンブリの車輪を駆動し、かつ転がし、全車輪の車輪軸線が主回転軸線を交差し、従って機械フレームが第一の回転方向に第一の角速度でもって主回転軸線を中心に回転する工程と、
    b.制御ピットを第二の角速度でもって第二の回転方向に主回転軸線を中心に同時に回転させ、第二の回転方向が第一の回転方向と正反対であり、第二の角速度が第一の角速度と正反対であり、従って制御ピットが地面に対して実質的に静止しておりかつ加速されていない工程と、
    c.駆動されかつ転がされた車輪を、操舵軸を中心に転向させ、少なくとも一つの回転軸線が、好ましくは複数の回転軸線が、制御ピットの主回転軸線に対して間隔を備えており、従って制御ピットが少なくとも並進運動をさせられかつ加速される工程とを備えていることを特徴とする方法。

 

 

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