JP4856598B2 - 運転体験装置 - Google Patents

Description

この発明は、実際の車両を用いて制動操作を体験したり、運転技量をテストしたりするための運転体験装置に関する。

車両運転中には、日常の運転では思いもよらない緊急事態に遭遇することがあり、基本的な運転技術を超える運転技術や判断力が運転者に求められることがある。これに対応するため、運転シミュレータを使用して運転中の緊急事態を模擬的に体験し、実際の緊急事態に的確に対応することができるようにする安全教育が行われている。

この種の運転シミュレータ装置は、模擬車両に設けられた模擬操作手段を利用して、コンピュータグラフィック画面上に表示される走行路を運転し、いろいろなシーンでのブレーキ操作、ハンドル操作を体験することができるよう構成されている。

しかしながら、あくまでもバーチャル空間での体験であるため、実際の車両の運転感覚との間には乖離がある。

これに対し、特許文献１には、実際の車両を運転し、走行路の正面に設けられた信号機の停止ランプが点灯することを合図にブレーキペダルを踏み込んで車両を停止させることにより、現実の制動距離を実感させ、車両走行速度および停止距離の測定から運転技量を測定することが記載されている。

これによって実車体験は可能になるが、位置が固定された信号機の点灯をブレーキ操作のタイミングとしているので、たとえば、前方を走行中の車両のような動的な障害物に対する運転体験をすることはできない。
特許第３８３６３８９号

したがって、前方を走行中の車両などの動的な障害物に対応する運転体験をすることができる運転体験装置が望まれている。

この発明は、上記の課題を解決するため、次の構成をとる。すなわち、ユーザが車両の運転を体験するための運転体験装置であって、車両の運転を体験させるための体験コース領域に沿って配置され、該体験コース領域の終端に向かって順次点灯を切り替えることができるよう構成された一連の灯火群と、前記体験コース領域の基準位置に配置された車両進入検出手段と、前記検出手段により車両の進入が検出されることに応じて、前記灯火群を該車両の前方において前記体験コース領域の終端に向かって順次切り替えて点灯させる点灯制御手段と、を備え、前記一連の灯火群により、前記車両の前方を走行する車両を模擬するよう構成されている。

この発明の一形態では、運転体験装置は、前記基準位置付近に配置された車両の速度検出手段を備え、前記点灯制御手段は、進入した前記車両の進入速度に応じて前記灯火群の点灯の切り替え速度を設定するよう構成されている。

この発明のもう一つの形態では、前記灯火群のうち前記基準位置に近い箇所から所定の距離までの第１部分は第１の色で構成し、この部分から終端までの第２部分は第２の色で構成し、前記灯火群の点灯が前記第１の色から第２の色に切り替わることで前記ユーザにブレーキ操作を指示するよう構成している。

さらにこの発明の一形態では、前記点灯制御手段は、前記灯火群のうち前記第１部分を、前記車両の進入速度に対し予め設定した割合で減じた速度で前記点灯の位置が移動するよう点灯の切り替え速度を制御する。

この発明のもう一つの形態では、路面の摩擦状態を模擬的に示す値を設定する手段を有し、前記点灯制御手段は、該値に応じて前記点灯の切り替え速度を制御する。

また、この発明の一形態では、前記灯火群の点灯切り替えで模擬される車両と前記進入車両との初期の車間距離を設定する手段を有し、前記点灯制御手段は、該設定に応じて前記灯火群の前記第１部分の点灯開始時点を決定する。

この発明によると、灯火群の点灯を順次切り替えることにより先行する車両のテールランプを模擬し、実際の追尾走行を体験することができる。また、ユーザが運転する車両が基準位置に進入したときの走行速度に応じて灯火群の点灯位置の移動速度が設定されるので、実際の車間距離を意識した追尾走行体験が可能になる。

この発明の一形態では、灯火の色の変化により先行車両がブレーキをかけた状態が示されるので、ユーザの反応、ブレーキをかけたときの空走距離および制動距離などを体験することができる。

この発明のもう一つの形態では、先行車両の減速の仕方の設定を変えることができるので、さまざまな状況での追尾走行を体験することができる。

また、この発明の一形態では、路面状況に応じた先行車両の制動状態を灯火群が提示することができるので、路面状況に応じた制動を体験することができる。

この発明の一形態では、灯火群の点灯切り替えで模擬される車両と前記進入車両との間の初期の車間距離を設定することができるので、様々な車間距離での追尾走行を体験することができる。

次に図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。図１においてこの発明の一実施例における制動体験用の体験コース領域１０は、大きなテストコース、教習コースなどの一部分であってもよい。この体験コース領域には、１対の光電管15Aおよび15Bが配置されている。進入してくる車両がこの１対の光電管15A、15Bを通過すると、光電管15A、15Bが検出信号を制御装置50の通過検知部51に送る。この実施例では、車両が光電管15A、15Bを横切った時点で車両の挙動の測定および灯火群の点灯制御がトリガーされる。したがって、光電管15A、15Bの位置をトリガー点（基準位置）と呼ぶ。この実施例では、制御装置50は、体験コース領域10の近くにスタンド式のコンソールの形態で設置されている。他の実施例では、制御装置50は、体験コース領域から離れたオフィス内に設置されている。

制御装置50は、基本的にはコンピュータであり、プロセッサ（CPU）、プロセッサに作業領域を与えるランダム・アクセス・メモリ（RAM）、コンピュータ・プログラムを格納する不揮発性のメモリ、および入出力インターフェースを備える。図１では、制御装置50を機能ブロック図で表している。

トリガー点直前の地中には速度検出用の１対のループコイル19A、19Bが埋められている。それぞれのループコイルはその上を車両が通ると電磁誘導により電流を発生する。この電流により車両の通過を検出することができる。ループコイル装置20は、この検出信号を制御装置50の速度検知部53に送る。速度検知部53は、ループコイル19Aが車両の通過を検出した後、ループコイル19Bが車両の通過を検出するまでの時間と１対のコイルの間の距離とから、車両の速度を算出する。

体験コース領域10の路面には、１対の黄色の灯火群11A、11Bおよび１対の赤色の灯火群13A、13Bおよび13Cが埋設されている。この実施例では、灯火群は１メートルの路面マーカーユニットを直列に並べて形成されている。図２を参照すると、各路面マーカーユニット70は、約1/3メートルの長さをもち、それぞれ約10個のLED（発光ダイオード）を備えた３つのLEDユニット72A、72Bおよび72Cを備えている。この路面マーカーユニット70は、透明のポリカーボネート製のパイプ75に約2/3メートルの間隔をおいて収納されている。すなわち、灯火群は、直線状に1/3メートルの長さのLED配列が2/3メートル間隔で配置されて形成されている。パイプ75は、下半分以上が地中に埋められている。

図２において、(B)は、路面マーカーユニット70の平面図で、(A)は、(B)の点線箇所から見た断面図である。LEDユニット72Aは、進行する車から見たとき、ほぼ円形の光源として見えるよう基板71上に後ろ上がりに傾斜して配置されている。LEDユニット72Aには、アノード端子73A1およびカソード端子73A2が設けられており、ポリカーボネート製のパイプ75内に敷設された配線に接続されている。LEDユニット72B、72Cも同様の構造になっている。この実施例では、１つの路面マーカーユニット70のLEDユニット72A、72B、72Cは、同時に点灯するよう配線されている。代替実施例では、LEDユニット72A、72B、72Cは、72C―72B―72Aの順に点灯するよう配線されている。

トリガー点と黄色の灯火群11A、11Bのスタート位置との距離は、33メートルに設定されている。この距離は、時速40kmで進行する車両が３秒間に走る距離である。

赤色の灯火群13A、13Bは、体験コース領域の終端から20メートルの長さで設けられており、黄色の灯火群11A、11Bの点灯に続いて順次トリガー点側から終端側に向かって点灯位置が移動する。その点灯開始は、ユーザが追尾走行する前方車両がブレーキをかけたことを示し、ユーザがブレーキを踏むタイミングを示す。赤色の灯火群13Cは、体験コースの終端から4メートルの長さで設けられており、その点灯は、前方車両が停止した状態を表す。

灯火群11A、11Bの前方10メートルの位置に第２の１対の光電管17A、17Bが設けられ、車両の通過を検出する。この位置をゼロポイントと呼び、車両が制動を行うときの空走距離、制動距離などの測定の基準点となる。ゼロポイントの直前の地中に第２の１対のループコイル21A、21Bが埋め込まれていて、車両の通過を検出したことを示す信号がループコイル装置22から制御装置50の速度検知部53に送られる。速度検知部52は、この検出信号に基づいてゼロポイントを通過する車両の速度を算出する。
次に灯火群11A、11Bの点灯制御を説明する。車両が体験コース領域10に進入し、ループコイル19Aおよび19Bが車両の通過を検出して信号を速度検知部53に送ると、速度検知部53が車両の速度を算出し、その値を黄色ＬＥＤ点灯制御部57に送る。

制御装置50には、押しボタンまたはテンキーパッドのような入力装置55が設けられている。入力装置55は、キーボードまたはマウスであってもよい。この体験コース領域10の操作を管理する担当者は、入力装置55を用いて遅れ設定部56において、車両がトリガー点を通過した時点と灯火群11A、11Bの点灯開始時点との間の時間、すなわち車両が灯火群の点灯で模擬される先行車両との車間距離を、遅れ時間として設定することができる。

この実施例では、遅れ設定部56は、車両が時速40kmで体験コース領域10に進入してきたときの点灯開始遅れ時間を秒単位で設定する。いま、遅れ時間が３秒に設定されていると、時速40kmでの３秒間は、33メートルに相当する。この距離は、トリガー点から灯火群11A、11Bのスタート位置までの距離に等しいので、光電管15A、15Bが車両の通過を検出すると同時に灯火群11A、11Bの点灯が開始され、車間距離３秒で走行する先行車両を模擬する。また、遅れ時間が２秒に設定されていると、車両がトリガー点を時速40kmの速度で通過してから１秒後、すなわち灯火群11A、11Bのスタート位置の22メートル手前に車両がきたときに灯火群11A、11Bの点灯が開始され、車間距離２秒で走行する先行車両を模擬する。

黄色LED点灯制御部57は、光電管15A、15Bによって車両の進入が検出されたとき点灯制御を開始する。そのプロセスは次のとおりである。

1)ループコイル19A、19Bからの信号に基づいて速度検知部53が算出する車両の速度を灯火群11A、11Bの点灯位置の移動速度として設定する。たとえば、車両の進入速度が時速40kmすなわち秒速11メートルであれば、点灯位置の移動速度を秒速11メートルに設定する。

2) 黄色LED点灯制御部57は、灯火群11A、11Bのスタート位置に対し、遅れ設定部56によって設定された遅れ時間による車間距離の位置に車両がきたとき、制御信号を黄色LED駆動部63に送る。黄色LED駆動部63は、この制御信号に応じて、上記1)で設定された移動速度で黄色の灯火群11A、11Bの点灯を開始する。すなわち、遅れ時間が２秒に設定されており、車両の速度が時速40kmであるとき、車両がトリガー点を通過してから１秒後、すなわち車両が灯火群11A、11Bのスタート位置の手前22メートルの位置にきたとき、黄色LED点灯制御部57が黄色LED駆動部63に制御信号を送り、黄色LED駆動部63は、図１において右から１番目の路面マーカーユニット70の３つのLEDユニット72A、72B、72Cを点灯させる。

3)前述のように、路面マーカーユニット70は、１メートル当たり１つ配置されているので、黄色のランプを秒速11メートルで移動させるため、１番目の路面マーカーユニット70をオンにして点灯した後、1/11秒後に１番目の路面マーカーユニットの左に隣接する２番目の路面マーカーユニットをオンにして点灯し、１番目の路面マーカーユニットをオフにする。次いで、1/11秒後にこれに隣接する３番目の路面マーカーユニットをオンにし、２番目の路面マーカーユニットをオフにする。このようにして、黄色LED駆動部63が次々と電圧を供給する路面マーカーユニットを左に隣接する路面マーカーユニットに切り替えることにより、時速40kmで走行する先行車両が模擬される。

代替実施例として、黄色LED駆動部63は、点灯、消灯の１単位を２つの路面マーカーユニットとし、上記3)と同じ条件下では、黄色LED駆動部63は、2/11秒ごとに電圧を供給する１単位２つの路面マーカーユニットを左に隣接する１単位２つの路面マーカーユニットに切り替えることができる。

次に赤色灯火群13A、13Bおよび13Cの点灯制御を説明する。赤色の灯火群13A、13Bは、この実施例では20メートルの長さで設けられている。黄色LEDの路面マーカーユニットの点灯が開始されると、黄色LED点灯制御部57が赤色LED点灯制御部59に信号を送る。この信号に応じて、赤色LED点灯制御部59は、点灯制御の準備にとりかかる。赤色LEDの点灯は、先行車両が急ブレーキを踏んだことを示す。制御装置50の操作担当者は、入力装置55から体験コース領域10の路面の状況に応じてDry（乾燥）またはWet（濡れている）を設定することができる。Dryが選択されると、赤色LED点灯制御部59は、ブレーキによる減速度合いを0.8Gとして点灯位置の移動速度を算出する。Wetが選択されると、赤色LED点灯制御部59は、ブレーキによる減速度合いを0.5Gとして点灯位置の移動速度を算出する。

黄色LEDの路面マーカーユニットの最後のものが点灯された後オフにされると同時に、赤色LED点灯制御部59からの制御信号に応じて赤色LED駆動部65が赤色LEDの１番目の路面マーカーユニットを点灯し、上記のようにして算出された移動速度で２番目以下の路面マーカーユニットに点灯を切り替えていく。こうして赤色LEDにより先行車両が急ブレーキをかけ減速していく状況が疑似される。

一実施例では、１番目の赤色路面マーカーユニットの点灯と同時に、信号駆動部67が、体験コース領域10の終端に設けられた信号機23の赤信号を点灯させる。点灯位置の移動速度がゼロになったとき、赤色LEDの点灯位置は停止し、中央の赤色の灯火群13Cが点灯する。灯火群13Cは、４つの赤色の路面マーカーユニットで形成され、４メートルの長さで、停止した先行車両を表す。

一実施例では、灯火群11A、11Bの右10mに配置された１対の光電管17A、17Bにより車両の通過を検出し、光電管17A、17Bの直前に配置された１対のループコイル21A、21Bにより検出される速度を、信号機23の近くに設けた掲示パネルに表示する。

ループコイル19A、19B、21A、21Bに代えて信号機23の下にスピードガンを設置し、このスピードガンにより、車両がトリガー点（光電管15A、15B）を通過するときの速度、および車両が光電管17A、17Bを横切るときの速度を測定することもできる。

図３は、LED灯火群によって疑似される先行車両との車間距離を走行時間に対応させて１秒差としたとき、２秒差としたとき、３秒差としたときの車両の制動挙動を模型的に表す。車両の運転者は、赤色LEDが点灯すると、急ブレーキを踏む。運転者が赤色LEDの点灯を認識してからブレーキが利き始めるまでの時間に車両が走る距離を空走距離という。ブレーキが利き始めてから車両が停止するまでの距離を制動距離という。

車間距離が３秒差のときは、車両は先行車両の停止位置より十分手前で停止することができる。車間距離が１秒差では、車両は先行車両にほとんど衝突する状態で停止する。このように、車間距離の設定を変えることにより、この発明の運転体験装置は、さまざまな制動挙動をユーザに体験させることができる。

以上にこの発明を具体的な実施例について説明したが、この発明は、このような実施例に限定されるものではない。

この発明の運転体験装置の一実施例の構成を示す図。 この発明の実施例における路面マーカーユニットの例を示す図。 この発明の実施例における車両の制動挙動の例を示す図。

符号の説明

10 体験コース領域
11A、11B 黄色灯火群
13A、13B 赤色灯火群
15A、15B 光電管
19A、19B ループコイル
50 制御装置

Claims (6)

1. ユーザが車両の運転を体験するための運転体験装置であって、
   車両の運転を体験させるための体験コース領域に沿って配置され、該体験コース領域の終端に向かって順次点灯を切り替えることができるよう構成された一連の灯火群と、
   前記体験コース領域の基準位置に配置された車両進入検出手段と、
   前記検出手段により車両の進入が検出されることに応じて、前記灯火群を該車両の前方において前記体験コース領域の終端に向かって順次切り替えて点灯させる点灯制御手段と
   、を備え、
   前記一連の灯火群により、前記車両の前方を走行する車両を模擬するよう構成された、運転体験装置。
2. 前記運転体験装置は、前記基準位置付近に配置された車両の速度検出手段を備え、前記点灯制御手段は、進入した前記車両の進入速度に応じて前記灯火群の点灯の切り替え速度を設定するよう構成された、請求項１に記載の運転体験装置。
3. 前記灯火群のうち前記基準位置に近い箇所から所定の距離までの第１部分は第１の色で構成し、この部分から終端までの第２部分は第２の色で構成し、前記灯火群の点灯が前記第１の色から第２の色に切り替わることで前記ユーザにブレーキ操作を指示するよう構成した、請求項１または２に記載の運転体験装置。
4. 前記点灯制御手段は、前記灯火群のうち前記第１部分を、前記車両の進入速度に対し予め設定した割合で減じた速度で前記点灯の位置が移動するよう点灯の切り替え速度を制御する、請求項３に記載の運転体験装置。
5. 路面の摩擦状態を模擬的に示す値を設定する手段を有し、前記点灯制御手段は、該値に応じて前記点灯の切り替え速度を制御する、請求項４に記載の運転体験装置。
6. 前記灯火群の点灯切り替えで模擬される車両と前記進入車両との初期の車間距離を設定する手段を有し、前記点灯制御手段は、該設定に応じて前記灯火群の前記第１部分の点灯開始時点を決定する、請求項３に記載の運転体験装置。

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