DE102006025106B4

DE102006025106B4 - Fahrrad-Simulationssystem

Info

Publication number: DE102006025106B4
Application number: DE102006025106A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Wako Yonehana; Ryukou Wako Hanaya; Sadanao Wako Ichimi; Yukio Wako Miyamaru
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2010-07-22
Anticipated expiration: 2026-05-31
Also published as: US7491154B2; US20060270522A1; DE102006025106A1

Abstract

Fahrrad-Simulationssystem mit einem Dummy-Fahrrad, wobei das Dummy-Fahrrad (12)
– einen von einem Fahrer betätigten Lenker (28),
– ein Paar von linken und rechten Pedalen (64L, 64R) für die Betätigung durch den Fahrer,
– einen Rahmen (20), der den betreffenden Lenker (28) und die Pedale (64L, 64R) drehbar trägt und
– eine Steuereinrichtung (46), die an dem Rahmen (20) vorgesehen ist, aufweist, und
das Fahrrad-Simulationssystem weiterhin eine Anzeigeeinheit (14) vorsieht, wobei die Steuereinrichtung (46) ein Signal von einer bestimmten elektrischen Vorrichtung zu der betreffenden Anzeigeeinheit (14) weiterleitet
dadurch gekennzeichnet,
dass das Dummy-Fahrrad (12) eine Imitatorgeräusch-Erzeugungseinheit (186) für die Erzeugung eines Imitatorgeräusches auf der Grundlage einer vorbestimmten Frequenz aufweist.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrrad-Simulationssystem, welches zur Verkehrssicherheitsausbildung und zum Verkehrssicherheitstraining, für Spiele, zum körperlichen Training oder dergleichen verwendet wird.
2. Beschreibung der Hintergrund-Technik
Simulationssysteme entsprechend den jeweiligen Fahrzeugen sind zur simulierten Erfahrung von Bedienungen eines Flugzeugs, eines Automobils, eines Motorrades, eines Fahrrades und dergleichen vorgeschlagen worden. Einige der Simulationssysteme sind in praktischen Gebrauch gelangt. Bei einem Fahrrad-Simulationssystem betätigt ein auf einem Sattel eines Attrappe- bzw. Dummy-Fahrrades rittlings sitzender Fahrer die Pedale, um dadurch ein simuliertes Radfahren auszuführen. Die Drehung der Pedale wird durch einen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsensor ermittelt, um die simulierte Geschwindigkeit oder dergleichen zu bestimmen, wodurch ein Simulationsprozess ausgeführt wird. Bei einem Fahrzeug-Simulationssystem wird es zur Steigerung des Realismus bevorzugt, auf einem Monitor-Bildschirm eine Szene anzuzeigen, die entsprechend der simulierten Fahrgeschwindigkeit geändert wird, und ein Imitationsgeräusch zu erzeugen.
Wenn in dem Fahrrad-Simulationssystem die Szenerie, die entsprechend der simulierten Fahrgeschwindigkeit verändert wird, auf einem Monitor angezeigt wird, ist der Realismus verbessert. Ein Bildverarbeitungscomputer zur Anzeige der Szene auf dem Monitor ist verhältnismäßig groß, da er einen Aufzeichnungsträger zur Speicherung einer großen Datenmenge, eine Bildverarbeitungs-Rechenplatine und dergleichen enthält. Daher wird der Bildverarbeitungscomputer als von dem Dummy-Fahrrad gesonderter Körper installiert.
Andererseits ist das Dummy-Fahrrad mit elektrischen Vorrichtungen bzw. Geräten versehen, wie mit einem Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsensor. Daher ist eine Steuereinrichtung zur Ausführung von Steuerungsprozessen für die elektrischen Vorrichtungen vorgesehen. Die Steuervorrichtung ist mit dem Bildverarbeitungscomputer verbunden. Bei einem Fahrrad Simulator für ein Training ist eine derartige Steuereinrichtung an einem Lenkerteil eines festen Typs vorgesehen (siehe beispielsweise das offengelegte japanische Patent JP 2001-87417 ).
DE 102005010387 (A1) zeigt eine Fahrrad-Simulationsvorrichtung mit einem Fahrrad-Simulator, der ein Paar von Kurbeln aufweist, die an ihren Enden mit Pedalen versehen sind und die mit linken und rechten Enden einer Kurbelwelle verbunden sind, und mit einer Lenkstange, die nach links und rechts gedreht werden kann. Weiterhin weist die Fahrrad-Simulationsvorrichtung einen Lenkstangenbedienungserfassungsabschnitt auf, der einen Lenkwinkel der Lenkstange erfasst, einen Anzeigeabschnitt, der auf der Basis einer durch Betätigung der Pedale erzeugten simulierten Fahrgeschwindigkeit und des Lenkwinkels Szenen anzeigt und einen Kurbelstellungserfassungsabschnitt, der Drehstellungen der Kurbeln erfasst.
DE 3706250 (A1) bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Simulation einer Fahrradfahrt unter Verwendung eines Tretgestells mit Sattel, Lenkstange, Pedalen und, Tretkurbel, Abbremseinheit mit Schwungmasse, eines Bildschirms für das vom Fahrer erblickte perspektivische Strassenbild und für Objekte wie Bäume und fremde Fahrradfahrer, eines elektronischen Videogenerators zur Erzeugung des Strassenbildes mit Kurven, welcher einen Bildspeicher für das Strassen- und Horizontlandschaftsbild enthält, der von einem Zeilensignal CY adressierbar ist, eines Fahrcomputers zur Berechnung der Distanz Z vom Start und zur Beeinflussung der Bildablaufgeschwindigkeit des Videogenerators, einer Messeinrichtung für die Drehzahl n der Tretkurbel, einer Messeinrichtung für die Winkelstellung alpha der Lenkstange und einer Messeinrichtung für den Herzpuls des Fahrers.
Ein Fahrrad ist für einen ruhigen bzw. stillen Betrieb geeignet, da es keinerlei Antriebsquelle, wie eine Brennkraftmaschine, einen Motor, etc. aufweist. Andererseits erzeugt eine Einwegkupplung, die an einer Drehwelle des Hinterrades vorgesehen ist, ein intermittierendes Sperrmechanismus-Rastgeräusch „Klick-Klack” entsprechend dem Unterschied zwischen der Drehzahl eines Antriebskettenrades und der Drehzahl des Hinterrades. Dieses Geräusch ist ein charakteristisches Geräusch zum Zeitpunkt des Fahrens eines Fahrrades. Wenn ein derartiges Ratschen- bzw. Rastgeräusch in einem Fahrrad-Simulationssystem erzeugt wird, ist der Realismus in günstiger Weise gefördert.
Ein Dummy-Fahrrad, welches in einem Fahrrad-Simulationssystem verwendet wird, kann mit einem Schwungrad versehen sein, welches in Verbindung mit den Pedalen derart betrieben wird, dass eine geeignete Belastung auf die Pedale ausgeübt wird. Daher kann ein richtiges Rastgeräusch durch die Bereitstellung des Schwungrades mit einer Einwegkupplung erzeugt werden. In Abhängigkeit von den Anordnungsbedingungen des Schwungrades und des Übersetzungsverhältnisses ist die Drehzahl des Schwungrades zur Zeit einer bestimmten simulierten Fahrgeschwindigkeit nicht notwendigerweise gleich der Drehzahl des Hinterrades eines richtigen Fahrrades bei derselben Fahrgeschwindigkeit. Darüber hinaus kann sich die Drehzahl des Schwungrades von der Drehzahl des Hinterrades in einer Situation unterscheiden (beispielsweise bei einer Gefällestrecke), die beim simulierten Radfahren angenommen wird. Das Rastgeräusch, welches von der Einwegkupplung bei dem Schwungrad erzeugt wird, kann dem Fahrer den Eindruck von Inkompatibilität vermitteln.
Zur Erzeugung eines Imitatorgeräuschs eines Fahrzeugs, ist ein System zur Erzeugung eines Tones bzw. Geräusches ähnlich einem richtigen Brennkraftmaschinengeräusch vorgeschlagen worden, indem eine Gashebel-Betätigungsgröße ermittelt und eine Veränderungs- bzw. Abweichungsverarbeitung, ein Geräuschübertragungsweg-Simulationsprozess, ein Geräusch-Synthetisierprozess zum Synthetisieren einer Vielzahl von Brennkraftmaschinengeräuschen und dergleichen herangezogen werden (siehe das offengelegte japanische Patent JP 10-277263 ).
US 2004198522 (A1) zeigt ein Motorrad-Simulations-System mit einem Fuß-Gangschaltungspedal, bei dem das Klick-Geräusch beim Schalten mit dem Fußschalter imitiert wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der obigen Probleme geschaffen worden. Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Fahrrad-Simulationssystem bereitzustellen, welches ein geeignetes Imitatorgeräusch entsprechend einem richtigen Fahrrad und der bei einem simulierten Radfahren angenommenen Situation zu erzeugen imstande ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein Fahrrad-Simulationssystem ein Dummy-Fahrrad und eine Anzeigeeinheit. Das Dummy-Fahrrad enthält einen Lenker, der von einem Fahrer betätigt wird, ein Paar von linken und rechten Pedalen, die von dem Fahrer betätigt werden, einen Rahmen zum drehbaren Tragen des Lenkers und der Pedale sowie eine Steuereinrichtung zur Weiterleitung eines Signals von einer bestimmten elektrischen Vorrichtung, um das Signal an die Anzeigeeinheit abzugeben. Die Steuereinrichtung ist an dem Rahmen vorgesehen. Die Weiterleitung des Signals durch die Steuereinrichtung umfasst den Fall der Abgabe des Signals durch eine bestimmte Signalverarbeitung. Das Dummy-Fahrrad weist außerdem eine Imitatorgeräusch-Erzeugungseinheit für die Erzeugung eines Imitatorgeräusches auf der Grundlage einer vorbestimmten Frequenz auf.
Ein solcher Aufbau, bei dem die Steuereinrichtung an dem Rahmen vorgesehen ist und nicht an einem drehbaren Teil, wie dem Lenker, stellt sicher, dass der Eindruck bzw. das Gefühl während des Fahrens ähnlich jenem beim Fahren eines richtigen Fahrrades ist. Insbesondere der Lenker liefert dasselbe leichte Betätigungsgefühl und Aussehen wie der Lenker eines richtigen Fahrrades. Ein Lenker stellt eines der Haupt-Kennzeichnungsteile für das Aussehen eines Fahrrades dar, und zwar nicht nur bei Betrachtung von dem auf dem Sattel rittlings sitzenden Fahrer, sondern auch aus einer Entfernung betrachtet. Daher verspricht der Aufbau, bei dem dasselbe Aussehen wie jenem eines Lenkers eines richtigen Fahrrades erreicht werden kann, einen verbesserten Realismus.
In diesem Fall weist der Rahmen vorzugsweise einen Ständer als Tragteil auf, welches an einem unteren Teil des Lenkers vorgesehen ist. Die Steuereinrichtung ist am Ständer vorgesehen. Die Umgebung des Ständers würde nicht ohne weiteres im Sichtfeld des Fahrers erscheinen, so dass die Steuereinrichtung das Aussehen nicht beeinträchtigt. Da die Anzeigeeinheit auf der Vorderseite des Fahrrads angeordnet ist, stellt die Anordnung der Steuereinrichtung am Ständer sicher, dass ein Signalkabel für den Anschluss der Steuereinrichtung an der Anzeigeeinheit kurz gemacht ist. Daher ist die Stabilität der übertragenen Signale verbessert, und es ist leicht, das Signalkabel zu verlegen. Ferner stellt die Umgebung des Ständers einen Totraum dar, in welchem kein anderes Spezial-Komponententeil vorhanden ist. Daher kann sogar eine verhältnismäßig große Steuereinrichtung angeordnet werden, ohne die Anordnung von anderen Komponententeilen zu beeinflussen.
Ferner ist vorzugsweise ein Matten-Schalter zur Ermittlung des Betretens eines Bodens durch den Fuß oder die Füße des Fahrers vorgesehen. Der Matten-Schalter ist mit der Steuereinrichtung verbunden. Da der Matten-Schalter am Boden angeordnet ist, befindet er sich nahe der Steuereinrichtung. Daher kann das Signalkabel zur Verbindung des Matten-Schalters mit der Steuereinrichtung kurz gemacht werden.
Ein Fahrrad-Simulationssystem gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Paar von linken und rechten Pedalen, die mit einer Kurbelwelle verbunden sind und die durch einen Fahrer betätigt werden; einen Drehkörper, der in Verbindung mit der Betätigung der Pedale gedreht wird; einen ersten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsensor zur Ermittlung der Drehzahl des Drehkörpers; einen zweiten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsensor zur Ermittlung der Drehzahl der Kurbelwelle; eine eine simulierte Geschwindigkeit einstellende Einheit zur Bestimmung einer simulierten Fahrgeschwindigkeit auf der Grundlage der Drehzahl des Drehkörpers, die durch den ersten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsensor ermittelt wird; eine Anzeigeinheit zur Anzeige einer Szene auf der Grundlage der simulierten Fahrgeschwindigkeit; eine Frequenz-Einstelleinheit zur Bestimmung einer Frequenz durch Multiplizieren einer Konstante Kc mit einer Differenz zwischen einer Kettenrad-Drehzahl, die durch Multiplizieren der durch den zweiten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsensor ermittelnden Drehzahl der Kurbelwelle mit einem bestimmten Untersetzungsverhältnis erhalten wird, und einer virtuellen Hinterrad-Drehzahl, die aus der simulierten Fahrgeschwindigkeit erhalten wird; und eine Imitatorgeräuscherzeugungseinheit zur Erzeugung eines Imitatorgeräusches auf der Grundlage der Frequenz.
Die Drehzahl des Drehkörpers und die Drehzahl der Kurbelwelle werden ermittelt. Die Differenz zwischen den beiden Drehzahlen wird unter Berücksichtigung des Drehverhältnisses bestimmt. Daher ist es möglich, ein geeignetes Imitatorgeräusch entsprechend einem richtigen Fahrrad und entsprechend der beim simulierten Radfahren angenommenen Situation auf der Grundlage des Unterschieds bzw. der Differenz zu erzeugen. Wenn in diesem Fall ein Geräusch, welches durch Aufzeichnen des durch eine Einwegkupplung erzeugten Rastgeräusches erhalten wird, als Imitatorgeräusch herangezogen wird, ist es möglich, ein Geräusch mit höherem Realismus zu erzeugen.
Die Imitatorgeräusch-Erzeugungseinheit kann die Erzeugung des Imitatorgeräuschs stoppen, wenn die Kettenrad-Drehzahl nicht kleiner ist als die virtuelle Hinterrad-Drehzahl, wodurch die Erzeugung des Imitatorgeräuschs zu einem natürlichen Zeitpunkt gestoppt wird, das ist derselbe wie der Zeitpunkt, zu dem das Rastgeräusch bei einem richtigen Fahrrad aufhört.
Wenn bezüglich der Situation des simulierten Radfahrens angenommen wird, dass es sich um eine Steigung bzw. um ein Gefälle handelt, verändert die Simulationsgeschwindigkeits-Einstelleinheit die simulierte Fahrgeschwindigkeit entsprechend dem Steigungs- bzw. Gefälleneigungsgrad. Infolgedessen kann ein Imitatorgeräusch hoher Frequenz für eine Gefällestrecke beim simulierten Radfahren erzeugt werden. Ein Imitatorgeräusch niedriger Frequenz kann beim simulierten Radfahren für einen Steigungshang erzeugt werden. Daher wird das Imitatorgeräusch dem echten Geräusch des Radfahrens ähnlich.
Ein weiteres Fahrrad-Simulationssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Paar von linken und rechten Pedalen, die mit einer Kurbelwelle verbunden sind und die durch einen Fahrer betätigt werden; einen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsensor zur Ermittlung der Drehzahl der Kurbelwelle; eine Simulationsgeschwindigkeits-Einstelleinheit zur Einstellung einer simulierten Fahrgeschwindigkeit; eine Anzeigeeinheit zur Anzeige einer Szene, die entsprechend der simulierten Fahrgeschwindigkeit verändert wird; eine Frequenz-Einstelleinheit, die in dem Fall, dass ein Wert, der durch Subtrahieren der Drehzahl der Kurbelwelle, multipliziert mit einem Koeffizienten, von der simulierten Fahrgeschwindigkeit subtrahiert wird, ein positiver Wert ist, eine Frequenz bestimmt, die proportional dem positiven Wert ist; und eine Imitatorgeräuscherzeugungseinheit zur Erzeugung eines Imitatorgeräuschs auf der Grundlage der Frequenz.
Das Imitatorgeräusch wird bei der Frequenz erzeugt, die auf der Grundlage der Differenz zwischen der Drehzahl der Kurbelwelle multipliziert mit einem Koeffizienten und der simulierten Fahrgeschwindigkeit erhalten wird. Daher ist es möglich, ein geeignetes Imitatorgeräusch entsprechend einem richtigen Fahrrad und entsprechend der Situation zu erzeugen, die beim simulierten Radfahren angenommen ist.
Gemäß dem Fahrrad-Simulationssystem der vorliegenden Erfindung werden die Drehzahl des Drehkörpers und die Drehzahl der Kurbelwelle ermittelt, und die Differenz zwischen den beiden Drehzahlen wird unter Berücksichtigung des Drehverhältnisses erhalten, wodurch es möglich ist, ein geeignetes Imitatorgeräusch entsprechend einem richtigen Fahrrad und entsprechend der Situation, die beim simulierten Radfahren angenommen ist, auf der Grundlage der Differenz zu erzeugen.
Die simulierte Fahrgeschwindigkeit ist nicht auf die simulierte Fahrgeschwindigkeit beschränkt, welche durch die Dreh zahl des Drehkörpers festgelegt wird, sondern sie kann eine simulierte Fahrgeschwindigkeit entsprechend der Änderungsgeschwindigkeit der Szene in der Anzeigeeinheit sein. In diesem Fall kann das Imitatorgeräusch bei einer Frequenz erzeugt werden, die auf der Grundlage der Differenz zwischen der Drehzahl der Kurbelwelle, multipliziert mit einer Konstanten und der simulierten Fahrgeschwindigkeit erhalten wird. Daher wird ein natürliches simuliertes Radfahren realisiert, bei dem das Fahrgefühl, welches aus dem visuellen Empfinden erzielt wird, und das Fahrgefühl, welches aus dem Hörempfinden erzielt wird, miteinander übereinstimmen.
Der weitere Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung wird aus der nachstehend gegebenen detaillierten Beschreibung ersichtlich werden. Es dürfte jedoch einzusehen sein, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele, durch die zwar bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angegeben werden, lediglich zur Veranschaulichung gegeben sind, da verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung für Durchschnittsfachleute aus dieser detaillierten Beschreibung ersichtlich werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird aus der nachstehend gegebenen detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die lediglich zur Veranschaulichung und somit nicht die Erfindung beschränkend gegeben sind, vollständig verständlich werden. In den Zeichnungen zeigen
1 eine Perspektivansicht eines Fahrrad-Simulationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 eine Perspektivansicht einer Drehantriebs-Mechanismuseinheit und deren Umgebung bei einem Dummy-Fahrrad,
3 eine Perspektivansicht eines Schwungrades und dessen Umgebung bei dem Dummy-Fahrrad,
4 eine Vorderansicht des Dummy-Fahrrades,
5 eine Perspektivansicht des Fahrrad-Simulationssystems in dem Fall, dass ein Matten-Schalter eines integralen Typs auf der linken Seite des Dummy-Fahrrades angeordnet ist,
6 und 7 Blockdiagramme von elektrischen Komponententeilen des Fahrrad-Simulationssystems,
8 ein Ablaufdiagramm einer Hauptroutine bei einem Verfahren zur Ausführung eines simulierten Radfahrens durch Anwendung des Fahrrad-Simulationssystems,
9 ein Ablaufdiagramm, welches die Prozedur der Erzeugung eines Rastgeräusches veranschaulicht,
10 ein Ablaufdiagramm, welches die Prozedur veranschaulicht, mit der eine simulierte Fahrgeschwindigkeit erhalten wird,
11 ein Ablaufdiagramm eines ersten modifizierten Beispiels der Prozedur zur Erzeugung eines Rastgeräusches,
12 ein Ablaufdiagramm eines zweiten modifizierten Beispiels der Prozedur zur Erzeugung eines Rastgeräusches,
13 eine Perspektivansicht einer Drehantriebs-Mechanismuseinheit, in der zwei Drehsensoren für die Kurbelwelle parallel angeordnet sind, und deren Umgebung, und
14 einen Mechanismus zur Erzeugung eines Rastgeräusches durch Drehen einer Einwegkupplung mittels eines Motors.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nunmehr wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen das Fahrrad-Simulationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass dieselben Bezugszeichen in den verschiedenen Darstellun gen verwendet worden sind, um dieselben oder entsprechenden Elemente zu bezeichnen.
Wie in 1 dargestellt, weist das Fahrrad-Simulationssystem 10 gemäß dieser Ausführungsform ein Dummy-Fahrrad 12, einen Monitor 14 zur Anzeige einer Szenerie entsprechend dem Betrieb des Dummy-Fahrrades 12 auf einem Bildschirm 14a, einen Lautsprecher 15 zur Bereitstellung von simulierten Geräuschen und stimmlichen Befehlen an den Fahrer, einen Matten-Schalter 16, der an einer Stelle vorgesehen ist, an der der Fahrer auf das Dummy-Fahrrad 12 aufsteigt und von diesem absteigt, und eine Hauptsteuereinheit 18 zur Ausführung der Gesamtsteuerung des Fahrrad-Simulationssystems 10 auf. Die Hauptsteuereinheit 18 ist auf der Vorderseite des Dummy-Fahrrades 12 angeordnet. Der Monitor 14 und der Lautsprecher 15 sind an einem oberen Teil der Hauptsteuereinheit 18 und an Stellen angeordnet, die eine leichte Sichtüberprüfung durch den Fahrer des Dummy-Fahrrades 12 ermöglichen. Die Hauptsteuereinheit 18, der Monitor 14 und der Lautsprecher 15 werden von vier Stützen bzw. Streben 21 derart getragen, dass ihre Höhen an die körperliche Gestalt des Fahrers angepasst werden kann. Darüber hinaus verfügt die Hauptsteuereinheit 18 über die Funktion der Anzeige eines Bildes auf dem Bildschirm 14a, wobei das betreffende Bild der Situation entspricht, und außerdem weist die betreffende Hauptsteuereinheit eine Funktion als Bildverarbeitungscomputer auf.
Nunmehr wird das Dummy-Fahrrad 12 beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird bei einem Paar von linken und rechten Mechanismen des Dummy-Fahrrades 12 ein „L” dem Bezugszeichen für ein linkes Teil angehängt, und ein „R” wird dem Bezugszeichen für das rechte Teil angehängt.
Das Dummy-Fahrrad 12 weist einen Rahmen 20, einen mittels einer Sattelstütze mit dem Rahmen 20 verbundenen Sattel 24, einen Lenker 28, der um ein Kopfrohr 20a des Rahmens 20 drehbar ist, zwei vordere Gabeln 30R und 30L als Ständer zum festlie genden Tragen des Kopfrohres 20a und ein Hinterrad 32 auf, welches von einer Sattelstrebe 20b und einer Kettenstrebe 20c des Rahmens 20 drehbar getragen wird. Ein in einer horizontalen Richtung verlaufendes Rohr 31 ist an den vorderen Enden der vorderen Gabeln 30R und 30L vorgesehen. Ein Rohr 31 liegt auf einem Boden. Ein Schaft 28a des Lenkers 28 weist in der Nähe des Kopfrohres 20a einen Klappmechanismus 28b auf und kann umgeklappt oder abmontiert werden.
Obwohl die vorderen Gabeln 30R, 30L von der Außenseite her in der Form einer vorderen Gabel eines Fahrrades (oder Motorrades) ähnlich sind, unterscheiden sie sich doch von einer echten vorderen Gabel insoweit, als sie in Verbindung mit dem Lenker 28 nicht gedreht werden und als sie nicht mit einem Vorderrad versehen sind. Das Hinterrad 32 ist mit einem Reifen 32a versehen, der einen etwas kleinen Durchmesser aufweist. Der Reifen 32a sitzt auf dem Boden derart auf, dass das Hinterrad 32 auch als rückwärtiger Ständer wirkt. Damit ist das Dummy-Fahrrad 12 aufgerichtet, indem es von den vorderen Gabeln 30R, 30L und dem Hinterrad 32 getragen wird. Zwischen den vorderen Gabeln 30R und 30L und dem Rohr 31 ist eine Steuereinrichtung 46 mittels eines Bügels bzw. Trägers 33 befestigt. Die Position, an der die Steuereinrichtung 46 vorgesehen ist, ist nicht auf die Position zwischen den vorderen Gabeln 30R und 30L und dem Rohr 31 beschränkt. Die Steuereinrichtung 46 kann an irgendeiner anderen Stelle des Rahmens 20 befestigt sein.
Darüber hinaus weist das Dummy-Fahrrad 12 eine Drehantriebs-Mechanismuseinheit 40, eine Geschwindigkeitsdetektier-Mechanismuseinheit 42 (siehe 3) eine Brems-Mechanismuseinheit 44 (siehe 4) und die Steuereinrichtung 46 auf. Ein Lenkwinkel-Sensor 50 (siehe 4) ist zur Ermittlung des Lenkwinkels des Lenkers 28 vorgesehen. Ein Mikrofon 52 (siehe 4) ist zur Eingabe der Sprache des Fahrers vorgesehen. Ein Rückgang-Schalter 54 ist an einem rückwärtigen Teil des Sattels 24 vorgesehen. Der Rückgang-Schalter 54 stellt einen Schalter dar, der zu betätigen ist, wenn der Fahrer von dem Dummy-Fahrrad 12 absteigt und eine bestimmte simulierte Rückgehbewegung ausführt.
Die Drehantriebs-Mechanismuseinheit 40 weist ein Paar von Kurbeln 62L und 62R auf, die mit linken bzw. rechten Teilen einer Kurbelwelle 60 verbunden sind, welche innerhalb eines Kurbelrohres 20e vorgesehen ist. An den vorderen Enden der Kurbeln 62L und 62R sind Pedale 64L bzw. 64R vorgesehen. An der Kurbel 62R ist ein vorderes Kettenrad 66 vorgesehen. Ein hinteres Kettenrad 70 (siehe 2) wird von dem vorderen Kettenrad 66 durch eine Kette 68 drehmäßig angetrieben. Ein Eisen-Schwungrad (Drehkörper) 74 wird von dem hinteren Kettenrad 70 durch eine Einwegkupplung (auch als Freilaufnabe bezeichnet) 72 drehmäßig angetrieben. Das Schwungrad 74 ist zwischen einem Sitzrohr 20f und dem Hinterrad 32 vorgesehen, und es wird von der Einwegkupplung 72 drehmäßig getragen. Die Anzahl z1 der Zähne des vorderen Kettenrades 66 ist größer als die Anzahl z2 der Zähne des hinteren Kettenrades, beispielsweise betragen z1 = 52 und z2 = 24. Das Untersetzungsverhältnis (Drehverhältnis) R beträgt R = 52/24.
Die Einwegkupplung 72 und das Schwungrad 74 sind mit einer transparenten Abdeckung 75 abgedeckt. Ein durch die Einwegkupplung 72 erzeugtes Rastgeräusch wird durch die Abdeckung 75 im wesentlichen abgeschirmt. Eine geräuscharme bzw. leise Einwegkupplung kann verwendet werden, um die Erzeugung des möglichen Rastgeräusches einzuschränken.
Die Einwegkupplung 72 überträgt lediglich eine Drehantriebskraft in Vorwärtsrichtung des hinteren Kettenrades 70 auf das Schwungrad 74 mittels eines darin vorgesehenen Ratschen- bzw. Rastmechanismus. Wenn die Kurbelwelle 60 in Rückwärtsrichtung gedreht wird oder wenn die Drehung der Kurbelwelle 60 während der Vorwärtsdrehung des Schwungrades 74 gestoppt ist, wird daher der Drehzustand (Vorwärtsdrehung oder Stillsetzung) des Schwungrades 74 zu dem betreffenden Zeitpunkt unabhängig von der Kurbelwelle 60 aufrechterhalten.
Wie in 2 und 3 veranschaulicht, weist die Geschwindigkeitsdetektier-Mechanismuseinheit 42 einen Raddrehungs-Detektierteil 76 und einen Kurbeldrehungs-Detektierteil 78 auf. Der Raddrehungs-Detektierteil 76 weist einen Tragbügel 80 auf, der über den Bereich von der Sattelstütze 20b auf der rechten Seite zu der Kettenstrebe bzw. -stütze 20c vorgesehen ist. Ein erster Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 82 ist an dem Befestigungs- bzw. Tragbügel 80 vorgesehen. Der erste Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 82 ist an einer Stelle dicht gegenüber drei Speichen bzw. Sprossen 74a des Schwungrades 74 angeordnet. Wenn das Schwungrad 74 gedreht wird, gibt der erste Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 82 an die Steuereinrichtung 46 ein Signal ab, welches kennzeichnend ist für das Vorhandensein oder Fehlen der Speiche bzw. Sprosse 74a. Um eine Betrachtung des inneren Mechanismus zu ermöglichen, ist die Abdeckung 75 in 3 weggelassen.
Der Kurbeldrehungs-Detektierbereich bzw. -teil 78 weist einen Befestigungsbügel 84 auf, der an dem Kurbelrohr 20e befestigt ist. Ein zweiter Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 86 ist an dem Befestigungsbügel 84 vorgesehen. Ein Detektier-Rotor 88 ist an der Innenseite des vorderen Kettenrades 66 befestigt. Der Detektier-Rotor 88 ist eine etwas 90° umfassende kreisbogenförmige Platte und dicht gegenüber dem zweiten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahl-Aufnehmer 86 angeordnet. Wenn die Pedale 64L und 64R betätigt werden und wenn dadurch die Kurbelwelle 60 sowie das vordere Kettenrad 66 gedreht werden, gibt der zweite Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 86 an die Steuereinrichtung 46 ein Signal ab, welches kennzeichnend ist für das Vorhandensein oder Fehlen des Detektier-Rotors bzw. des ermittelten Rotors 88. Der zweite Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 86 und der erste Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 82 sind austauschbar.
Wie in 4 veranschaulicht, weist die Brems-Mechanismuseinheit 44 zwei Bremshebel 100L und 100R auf, die am Lenker 28 vorgesehen sind. Mit den Bremshebeln 100L und 100R sind Bremsseile 102 bzw. 104 verbunden. Die Brems-Mechanismuseinheit 44 weist außerdem elastische drehbare Riemenscheiben 106L und 106R, Dreh-Sensoren 108L und 108R und eine Trommelbremse 110 (siehe 3) zum Abbremsen des Schwungrades 74 auf.
Das Bremsseil 104 wird durch einen Verzweigungsmechanismus 111 in seinem Verlauf gegabelt. Ein Bremsseil 104a auf einer Seite verläuft zu den vorderen Gabeln 30R, 30L. Ein Bremsseil 104b auf der anderen Seite ist mit der Trommelbremse 110 verbunden. An dem Verzweigungsteil des Bremsseiles 104 ist ein Teil des äußeren Seiles 112 abgelöst, und ein Endbereich davon wird durch einen Ring 114 getragen. Ein freigelegtes inneres Seil 116 ist durch Pressverbindung, Abdichten, Schweißen oder dergleichen mit zwei Innenseilen verbunden. Eines der beiden Innenseile stellt das Bremsseil 104a dar, und das andere Seil der beiden Innenseile stellt das Bremsseil 104b dar. Wenn der Bremshebel 100R betätigt wird, werden daher die beiden Bremsseile 104a und 104b gleichzeitig gezogen.
Das Bremsseil 104a und das Bremsseil 102 kreuzen sich in ihrem Verlauf, und ihre unteren Endteile sind mit den Riemenscheiben 106R, 106L verbunden. Wenn einer der Bremshebel 100L und 100R gezogen wird bzw. ist, sind die Riemenscheiben 106L und 106R durch (nicht dargestellte) Federn derart elastisch vorgespannt, dass vorstehende Teile 118L bzw. 118R nach oben gerichtet sind. In diesem Fall sind die Bremshebel 100L und 100R durch die Riemenscheiben 106L bzw. 106R derart elastisch vorgespannt, dass sie von dem Lenker 28 abliegen.
Wenn die Bremshebel 100L, 100R zu dem Lenker 28 hin gezogen werden, werden die Riemenscheiben 106L, 106R elastisch gedreht, wodurch die vorstehenden Teile 118L und 118R nach unten gerichtet sind. Die Riemenscheiben 106L, 106R können solange gedreht werden, bis die vorstehenden Teile 118L, 118R an Stillsetzgliedern bzw. Stoppern 120L, 120R anliegen.
Die Drehwinkel der Riemenscheiben 106L, 106R können durch Dreh-Sensoren 108L, 108R ermittelt werden, und die Signale der ermittelten Winkel werden an die Steuereinrichtung 46 abgegeben. Die Steuereinrichtung 46 gibt an die Hauptsteuereinheit 18 ein Signal entsprechend den Signalen der ermittelten Drehwinkel der Riemenscheiben 106L und 106R ab, mit anderen Worten ausgedrückt entsprechend den Betätigungsgrößen der Bremshebel 100L und 100R.
Wie in 3 veranschaulicht, ist die Trommelbremse 110 konzentrisch zu dem Schwungrad 74 angeordnet. Ein Arm 110a der betreffenden Trommelbremse ist mit einem Endteil des Bremsseiles 104b verbunden. Die Trommelbremse 110 ist in ihrem Innern mit einem Trommelkörper versehen, der mit dem Schwungrad 74 verbunden und als ein Körper mit diesem gedreht wird. Wenn der Bremshebel 100L betätigt wird und wenn dadurch das Bremsseil 104b gezogen wird, wird der Arm 110a geneigt, und ein Bremsschuh im Innern wird weiter in Richtung zum Außendurchmesser hin geöffnet, um einen Kontakt mit dem Trommelkörper herzustellen und eine Reibungskraft zu erzeugen; dadurch wird das Schwungrad 74 abgebremst.
Darüber hinaus ist, wie in 4 veranschaulicht, der Lenkwinkel-Sensor 50 an einem unteren Endteil des Kopfrohres 20a vorgesehen. Der Lenkwinkel-Sensor 50 ermittelt den Drehwinkel des Schaftes 28a, der den Lenker 28 trägt. Das Mikrofon 52 ist an dem Lenker 28 vorgesehen und befindet sich nahe des Gesichts des Fahrers, so dass die Fahrerstimme klar eingegeben bzw. aufgenommen wird. Der Lenkwinkel-Sensor 50, das Mikrofon 52 und der Rückgang-Schalter 54 sind mit der Steuer einrichtung 46 verbunden und liefern der Steuereinrichtung 46 ein Lenkwinkel-Signal, ein Sprachsignal bzw. ein Schaltbetätigungssignal.
Zurückkommend auf 1 sei angemerkt, dass der Matten-Schalter 16 aus einem linken Schalter 150L und einem rechten Schalter 150R besteht und dass diese Schalter unabhängig und an solchen Stellen angeordnet sind, dass der Fahrer darauf mit seinen Füßen treten kann, wenn er rittlings des Kopfrohres 20a des Rahmens 20 absteigt. Der linke Fuß tritt nämlich auf den linken Schalter 150L, und der rechte Fuß tritt auf den rechten Schalter 150R. Der linke Schalter 150L und der rechte Schalter 150R sind eingeschaltet, wenn auf sie getreten wird, und sie liefern an die Steuereinrichtung 46 EIN-Signale.
Der linke Schalter 150L und der rechte Schalter 150R liegen in einer dünnen mattenartigen Form vor, und sie weisen einen Rücken- bzw. Traggummi, Längselektrodendrähte und Querelektrodendrähte auf, die in einer Gitterform gegenüber dem Rückengummi angeordnet sind. Ein weiches Isoliermaterial ist zwischen dem Rückengummi und einem Auflagegummi eingefügt. Die Längselektrodendrähte und die Querelektrodendrähte sind an zwei (nicht dargestellten) Ausgangsanschlüssen angeschlossen. Wenn der Fahrer mit seinem Fuß auf den Auflagegummi tritt, wird der Auflagegummi elastisch verformt, während das Isoliermaterial zusammengedrückt wird, woraufhin die Längselektrodendrähte und die Querelektrodendrähte an ihren Schnittstellen einen Kontakt miteinander herstellen. Infolgedessen sind die beiden Ausgangsanschlüsse in einen leitenden Zustand gebracht, und der Schalter ist eingeschaltet. Wenn der Fuß weggenommen wird, trennen sich die Längselektrodendrähte und die Querelektrodendrähte voneinander, und der Schalter ist ausgeschaltet. Der Matten-Schalter 16 braucht nicht notwendigerweise ein Schalter vom linken und rechten unabhängigen Typ zu sein; ein Matten-Schalter 16a mit zwei integral gebildeten Schaltern, wie in 5 dargestellt, kann angenommen werden, und er kann beispielsweise auf der linken Seite des Dummy-Fahrrades 12 angeordnet sein. Wenn bei einem derartigen Matten-Schalter 16a der Fahrer von dem Dummy-Fahrrad 12 zur linken Seite absteigt und auf den Matten-Schalter 16 tritt, wird eine das Fahrrad schiebenden Gehaktion in einem Gehmodus, der später beschrieben wird, realistischer realisiert.
Wie in 6 und 7 gezeigt, weist die Steuereinrichtung 46 eine Eingangs-Interfaceeinheit 170, eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 172 und eine erste Kommunikationseinheit 174 auf. Die erste Kommunikationseinheit 174 ist mit einer zweiten Kommunikationseinheit 192 der Hauptsteuereinheit 18 verbunden, um eine Echtzeit-Kommunikation mit der Hauptsteuereinheit 18 auszuführen. Die Eingangs-Interfaceeinheit 170 ist mit dem Lenkwinkel-Sensor 50, dem Mikrofon 52, dem ersten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 82, dem zweiten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 86, den Dreh-Sensoren 108L, 108R, dem Rückgang-Schalter 54, dem linken Schalter 150L und dem rechten Schalter 150R für die Eingabe von analogen Signalen und digitalen Signalen verbunden.
Die CPU 172 weist eine solche Weiterleitungswirkung auf, dass die Signale von den oben erwähnten elektrischen Komponententeilen verarbeitet oder umgesetzt werden und dass die verarbeitenden oder umgesetzten Signale über die erste Kommunikationseinheit 174 zu der Hauptsteuereinheit 18 übertragen werden. So gewinnt die CPU 172 beispielsweise die Drehzahl N1 des Schwungrades 74 und die Drehzahl N2 der Kurbelwelle 60 aus den Frequenzen der Signale, die von dem ersten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 82 und dem zweiten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmer 86 geliefert werden, und sie multipliziert die Drehzahl N1 mit einer bestimmten Konstanten, um eine simulierte Fahrgeschwindigkeit V zu erhalten; die CPU gibt die Drehzahlen an die Hauptsteuereinheit 18 ab.
Die Hauptsteuereinheit 18 weist eine Situations-Einstelleinheit 180 zur Einstellung bzw. Festlegung einer simulierten Radfahrsituation auf. Eine Rechenverarbeitungseinheit (Frequenz-Einstelleinheit) 182 führt einen Rechenprozess entsprechend den Fahrbedingungen bzw. -zuständen aus. Eine Anzeigesteuereinheit 184 steuert die Anzeige auf dem Monitor 14. Ein Audiotreiber (Imitatorgeräusch-Erzeugungseinheit) 186 liefert ein akustisches Ausgangssignal für den Lautsprecher 15. Eine Alarmeinheit 188 gibt bestimmte Alarme an den Fahrer ab. Eine Spracherkennungseinheit 190 erkennt die von dem Mikrofon 52 eingegebene Sprache. Die zweite Kommunikationseinheit 192 steuert die Kommunikation mit der ersten Kommunikationseinheit 174. Die Hauptsteuereinheit 18 weist außerdem eine wieder-beschreibbare Speichereinheit 194 auf. Rastgeräuschdaten 194a, die durch vorläufige digitale Aufzeichnung eines Rastgeräusches erhalten werden, welches durch Drehung einer echten Einwegkupplung erzeugt wird, sind in der Speichereinheit 194 aufgezeichnet.
In der Praxis weist die Hauptsteuereinheit 18 eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 172 als Steuerhauptkörper und einen RAM-Speicher (Schreib-Lese-Speicher mit wahlfreiem Zugriff), einen ROM-Speicher (Fest- bzw. Festwertspeicher), eine Festplatte (HD) und dergleichen Speichereinheiten auf. Die funktionalen Einheiten der Hauptsteuereinheit 18, die in 6 und 7 dargestellt sind, sind so realisiert, das die CPU ein auf der Festplatte aufgezeichnetes Programm liest und das Programm während eines Zusammenarbeitens mit dem ROM-Speicher, dem RAM-Speicher und bestimmter Hardware ausführt.
Der Audiotreiber 186 weist eine Umgebungsgeräuscherzeugungseinheit 186a zur Erzeugung eines Imitations-Umgebungsgeräuschs (Luftstromgeräusche, Reifen-Straßenoberfläche-Geräusch, Hupe, etc.) auf, die entsprechend der Fahrsituation erzeugt werden. Eine Spracherzeugungseinheit 186b erzeugt die Stimme einer alarmierenden oder anleitenden Person. Eine Rastgeräusch-Erzeugungseinheit 186c liest und speichert die oben erwähnten Rastgeräusch-Daten 194a. Ein Mischer 186d synthetisiert die Geräuschdaten, die von den Geräuscherzeugungseinheiten geliefert werden. Ein Verstärker 186e verstärkt das durch die Synthese erhaltene Signal und gibt das verstärkte Signal an den Lautsprecher 15 ab. Überdies weist der Audiotreiber 186 eine Rastgeräusch-Abgabesteuereinheit 186f zur Festlegung des Intervalls der Abgabe des Rastgeräusches von der Rastgeräusch-Erzeugungseinheit 186c an den Mischer 186d auf der Grundlage der Frequenz auf, die von der Recheneinheit 182 erhalten wird. Obwohl in 5 lediglich ein Satz von Audiotreiber 186 und Lautsprecher 15 dargestellt ist, kann ein Aufbau entsprechend einem Stereomodus angenommen werden. Das Rastgeräusch kann anstatt durch den Mischer 186d von einem weiteren unabhängigen Lautsprecher erzeugt werden.
Gemäß 7 ist die Steuereinheit 46 mit dem linken Schalter 150L, dem rechten Schalter 150R und der Hauptsteuereinheit 18 durch unabhängige Verbindungsleitungen 200, 202 und 204 verbunden. Die Steuereinrichtung 46 ist mit den anderen elektrischen Komponentenelementen über einen Sammel-Kabelbaum 206 verbunden, da die anderen Komponentenelemente in dem Dummy-Fahrrad 12 vorgesehen sind. Wie aus 4 klar ist, ist die Steuereinrichtung 46 an einer unteren Position und nahe des linken Schalters 150L und des rechten Schalters 150R so vorgesehen, dass die Verbindungsleitungen 200 und 202 dazwischen sehr kurz festgelegt sind (siehe 1). Da die Steuereinrichtung 46 auf der Vorderseite des Dummy-Fahrrades 12 vorgesehen ist, ist überdies die Verbindungsleitung 204 dazwischen ebenfalls sehr kurz festgelegt. Dies gewährleistet ein ordentliches Aussehen, eine gesteigerte Stabilität der übertragenen Signale und eine leichte Verlegung der Signalleitungen.
Nunmehr wird ein Verfahren zur Simulation des Fahrens eines Fahrrades unter Verwendung des Fahrrad-Simulationssystems 10 beschrieben, welches so aufgebaut ist, wie dies oben angegeben worden ist.
Beim Schritt S1 in 8 wird überprüft, ob der Matten-Schalter 16 eingeschaltet ist oder nicht. Genauer gesagt wird dann, wenn zumindest einer der Schalter, nämlich der linke Schalter 150L bzw. der rechte Schalter 150R des Matten-Schalters 16 eingeschaltet ist, in den Schritt S2 eingetreten, während dann, wenn beide Schalter ausgeschaltet sind, der Steuerungsprozess beim Schritt S1 stehen bleibt. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass dann, wenn der Fahrer auf dem Matten-Schalter 16 steht, automatisch in den Schritt S2 eingetreten wird, und dass bis dahin der Steuerungsprozess beim Schritt S1 stehen bleibt und ein bestimmter Energiesparmodus (beispielsweise wird der Monitor 14 ausgeschaltet) aufrechterhalten werden kann.
Beim Schritt S2 wird ein simuliertes Radfahren gestartet, und auf dem Bildschirm 14a wird ein bestimmtes Startbild angezeigt. In dem Startbild werden ein Bild eines stillstehenden Fahrrades und ein Bild einer Person, wie des bei dem Fahrrad stehenden Fahrers angezeigt. Darüber hinaus werden die Zeichen „Ein simuliertes Radfahren beginnt. Bitte setzen Sie sich auf den Sattel und betätigen Sie die Pedale” auf dem Bildschirm 14a angezeigt, oder eine Stimme bzw. Ansage derselben Worte ertönt von dem Lautsprecher 15.
Damit kann das simulierte Radfahren automatisch begonnen werden, indem auf den Matten-Schalter 16 getreten wird, und das simulierte Radfahren kann ohne die Forderung nach einem komplizierten Betrieb und ohne irgendeinen Eindruck von Inkompatibilität begonnen werden. Es genügt, dass der Fahrer die Operationen entsprechend den Befehlen ausführt, die von dem Bildschirm 14a oder von dem Lautsprecher 15 abgegeben werden, so dass ein Manual oder dergleichen nicht erforderlich ist; die Operationen sind einfach auszuführen, und sogar Kinder können das simulierte Radfahren ausführen.
Beim Schritt S3 wird überprüft, ob der Matten-Schalter 16 ausgeschaltet ist oder nicht. Genauer gesagt wird dann, wenn sowohl der linke Schalter 150L als auch der rechte Schalter 150R ausgeschaltet sind, in den Schritt S4 eingetreten, während dann, wenn zumindest einer der Schalter eingeschaltet ist, der Steuerungsprozess beim Schritt S3 stehen bleibt.
Genauer gesagt wird dann, wenn der Fahrer rittlings auf dem Sattel 24 sitzt und seine Füße von dem Matten-Schalter 16 wegnimmt, automatisch in den Schritt S4 eingetreten, und eine automatische Fahrt beim simulierten Radfahren kann begonnen werden. In diesem Fall wird das Startbild beendet, und es werden ein Bild des Fahrrades und ein Bild der auf dem Fahrrad fahrenden Person angezeigt.
Beim Schritt S4 wird überprüft, ob bestimmte Fahrbedingungen bzw. -zustände erfüllt sind oder nicht. Wenn die Fahrbedingungen erfüllt sind, wird beim Schritt S5 in einen Fahrmodus eingetreten, während dann, wenn die Fahrbedingungen nicht erfüllt sind, in den Schritt S6 eingetreten wird. Der Fahrmodus stellt einen Modus dar, bei dem der auf dem Sattel 24 sitzende Fahrer die Pedale 64L und 64R und den Lenker 28 derart betätigt, dass eine simulierte Fahrt ausgeführt wird. In diesem Fall wird auf dem Bildschirm 14a (siehe 1) eine Szene angezeigt, die entsprechend einer simulierten Fahrgeschwindigkeit V und einem simulierten Lenkwinkel verändert wird, der auf der Grundlage des ersten Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlaufnehmers 82 und des Lenkwinkel-Sensors 50 erhalten wird. Beim Fahrmodus ist es empfehlenswert, einen bestimmten Alarm in einer Situation, in der die simulierte Fahrgeschwindigkeit V geringer ist als eine vorgeschriebene Geschwindigkeit, und in einer Situation, in der das virtuelle Fahrrad von einer virtuellen Strasse weggefahren ist, oder in einer ähnlichen Situation abzugeben. Darüber hinaus wird im Fahrmodus ein Rastgeräusch im Lautsprecher 15 auf der Grundlage der Frequenz T erzeugt, die durch die Rechenverarbeitungseinheit 182 festgelegt ist. Die Prozedur zur Erzeugung des Rastgeräusches wird später beschrieben.
Beim Schritt S6 wird überprüft, ob die Situation des simulierten Radfahrens ein Stopp, eine Pause oder ein Rotlichtsignal ist oder nicht. Im Falle eines Stopps, einer Pause oder eines Rotlichtsignals wird beim Schritt S7 in einen Fuß-Absetzmodus eingetreten; in anderen Fällen wird in den Schritt S8 eingetreten. Beim Fuß-Absetzmodus betätigt der Fahrer die Bremshebel 100L, 100R, um die simulierte Fahrgeschwindigkeit V auf 0 zu bringen; danach steigt er von dem Dummy-Fahrrad ab und betritt den Matten-Schalter 16. Als Ergebnis wird auf dem Bildschirm 14a eine Szene angezeigt, in der der Fahrer und das Fahrrad bei Vorhandensein eines Rotlichtsignals im Ruhezustand sind. Der Fuß-Absetzmodus wird aufgehoben, wenn das Verkehrssignal von Rot auf Grün wechselt oder wenn eine Bestätigung der Sicherheit auf der linken und rechten Seite gewiss erfolgt ist, und zwar auf der Grundlage der Situation beim simulierten Fahren.
Beim Schritt S8 wird überprüft, ob die Situation des simulierten Radfahrens der Fall des Passierens eines vorrangig für Fußgänger vorgesehenen Weges, wie eines Zebrastreifens, oder eines ausschließlich für Fußgänger als Fußweg vorgesehenen Weges ist. Im Falle des Passierens eines vorrangig für Fußgänger vorgesehenen Weges oder eines ausschließlich für Fußgänger vorgesehenen Weges wird beim Schritt S9 in einen Gehmodus eingetreten; in anderen Fällen wird in den Schritt S10 eingetreten. Der Gehmodus ist ein Modus, in welchem der Fahrer geht, während er das Fahrrad längs eines ausschließlich für Fußgänger vorgesehenen Weges oder dergleichen schiebt. Dabei handelt es sich beispielsweise um einen Modus zum Erlernen des Gehens, während das Fahrrad geschoben wird, um nicht andere Fußgänger oder dergleichen zu belästigen. In diesem Fall steigt der Fahrer von dem Dummy-Fahrrad 12 ab und stellt sich auf den Matten-Schalter 16, wodurch die Geh-Bedingungen reproduziert werden, und auf dem Bildschirm 14a des Monitors 14 wird eine entsprechende Szene angezeigt.
Beim Schritt S10 wird überprüft, ob die Situation beim simulierten Radfahren eine Situation ist, in der das Fahrrad rückwärts bewegt wird. Im Falle einer Rückwärtsbewegung (Rückgang) wird beim Schritt S11 in einen Rückgangmodus eingetreten; in anderen Fällen wird in den Schritt S12 eingetreten. Der Rückgangmodus stellt einen Modus dar, in welchem der Fahrer, der vom Fahrrad abgestiegen ist, zurückgeht, während er das Fahrrad schiebt. In diesem Fall steigt der Fahrer von dem Dummy-Fahrrad 12 ab und stellt sich auf den Matten-Schalter 16, während er den Rückgang-Schalter 54 einschaltet. Dadurch werden die Rückgehzustände wiedergegeben, und eine entsprechende Szene wird auf dem Bildschirm 14a des Monitors 14 angezeigt.
Beim Schritt S12 wird überprüft, ob bestimmte Endbedingungen erfüllt sind oder nicht. Wenn die Endbedingungen erfüllt sind, wird das simulierte Radfahren beendet, während dann, wenn die Bedingungen nicht erfüllt sind, der Steuerungsprozess zum Schritt S4 zurückkehrt und das simulierte Radfahren fortgesetzt wird. Der Steuerungsprozess geht zum Schritt S4 auch zurück, nachdem die Verarbeitung in bzw. bei jedem der Schritte S5, S7, S9 und S11 beendet ist.
Im Falle der Beendigung des simulierten Radfahrens wird wie beim Schritt S1 überprüft, ob der Matten-Schalter 16 eingeschaltet ist oder nicht. In diesem Fall kann auf der Grundlage des Zustands, in welchem der Matten-Schalter 16 eingeschaltet ist, ermittelt werden, dass der Fahrer vom Dummy-Fahrrad 12 abgestiegen ist. Auf der Grundlage hiervon wird das simulierte Radfahren beendet, und das System kehrt in einen Bereitschaftszustand, wie in einen bestimmten Energiesparmodus zurück. In dem Fall, dass innerhalb einer bestimmten Zeitspanne nach Ausschalten des Matten-Schalters 16 beim Schritt S2 keine Operation des Dummy-Fahrrades 12 vorliegt, wird berücksichtigt, dass der Fahrer den Matten-Schalter 16 einmal betreten hat, jedoch dann weggegangen ist, ohne auf dem Dummy-Fahrrad 12 zu fahren. In diesem Fall kehrt das System in den Bereitschaftszustand zurück.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 9 bis 13 die Prozedur zur Erzeugung eines Rastgeräusches beschrieben, welches von dem Lautsprecher 15 auf der Grundlage der Frequenz T abgegeben wird, die durch die Rechenverarbeitungseinheit 182 im Fahrmodus festgelegt ist. Der in 9 veranschaulichte Prozess wird auf der Grundlage einer sehr kurzen bestimmten Zeit durch die Rechenverarbeitungseinheit 182 und den Audiotreiber 186 in der Hauptsteuereinheit 18 wiederholt ausgeführt.
Zunächst wird beim Schritt S101 die Drehzahl N2 der Kurbelwelle 60 auf der Grundlage eines Signals bestimmt, welches von dem ersten Drehzahlaufnehmer 82 erhalten wird, und diese Drehzahl wird mit dem Untersetzungsverhältnis R multipliziert, um eine Drehzahl P des hinteren Kettenrades zu bestimmen als P ← N2 × R.
Beim Schritt S102 (simulierte Geschwindigkeits-Einstelleinheit) wird eine simulierte Fahrgeschwindigkeit V auf der Grundlage eines bestimmten Subroutineprozesses (siehe 8) erhalten. Dieser Prozess wird später beschrieben.
Beim Schritt S103 wird die Drehzahl Nx eines virtuellen Hinterrades auf der Grundlage der simulierten Fahrgeschwindigkeit V erhalten als Nx ← V/A, wobei die Konstante A ein Wert ist, der entsprechend dem Hinterraddurchmesser eines angenommenen richtigen Fahrrads bestimmt ist.
Beim Schritt S104 wird die Drehzahl P des hinteren Kettenrades von der Drehzahl Nx subtrahiert, um eine Differenz-Drehzahl ΔN zu erhalten als ΔN ← Nx – P.
Beim Schritt S105 wird entschieden, ob das Vorzeichen der Differenz-Drehzahl ΔN positiv oder negativ ist. Wenn ΔN > 0 ist, wird in den Schritt S106 eingetreten, während dann, wenn ΔN ≤ 0 ist, in den Schritt S107 eingetreten wird.
Beim Schritt S106 erzeugt der Audiotreiber 186 von dem Lautsprecher 15 ein Rastgeräusch, welches durch die Rastgeräusch-Erzeugungseinzeit 186c auf der Grundlage der Frequenz T erzeugt wird, die von der Rechenverarbeitungseinheit 182 geliefert wird. Die Frequenz T wird erhalten zu T ← ΔN × Kc, wobei die Konstante Kc die Häufigkeit der Rastgeräuscherzeugung pro Umdrehung der Einwegkupplung des in einem richtigen Fahrrad angenommenen Hinterrades ist. Die Konstante Kc ist beispielsweise auf irgendeinen Wert im Bereich von 12 bis 36 festgelegt. Nach dem Schritt S106 wird in einen Schritt S108 eingetreten.
Da die Einwegkupplung 72, wie oben erwähnt, mit dem Überzug 75 überzogen ist, ist das tatsächlich erzeugte Rastgeräusch für den Fahrer kaum hörbar, und das bei diesem Schritt S106 erzeugte Rastgeräusch mit der Frequenz T wird gehört.
Beim Schritt S107 wird ein bestimmtes Steuersignal an die Rastgeräusch-Abgabesteuereinheit 186f abgegeben, um die Erzeugung des Rastgeräusches zu stoppen.
Beim Schritt S108 wird auf der Grundlage der simulierten Fahrgeschwindigkeit V eine sich ändernde Szene auf dem Bildschirm 14a unter der Wirkung der Anzeigesteuereinheit 184 angezeigt. Die angezeigte Szene wird entsprechend der simulierten Fahrgeschwindigkeit V verändert. Genauer gesagt wird ein Ablauf bei einer höheren Geschwindigkeit angezeigt, wenn die simulierte Fahrgeschwindigkeit V höher ist. Nach diesem Schritt S108 wird der in 7 dargestellte Prozess zum gegenwärtigen Zeitpunkt beendet.
Anschließend wird unter Bezugnahme auf 10 der Prozess zur Bestimmung der simulierten Fahrgeschwindigkeit V bei dem oben erwähnten Schritt S102 beschrieben.
Zunächst wird beim Schritt S201 die Drehzahl N1 des Schwungrades 74 auf der Grundlage eines Signals bestimmt, welches von dem zweiten Drehzahlaufnehmer 86 erhalten wird.
Beim Schritt S202 wird ein erster formaler Parameter bzw. Formparameter V1 zur Bestimmung der simulierten Fahrgeschwindigkeit V erhalten als V1 ← N1 × A + Kb, wobei die Variable Kb eine Verlangsamungsverschiebung (m/s) aufgrund eines Abbremsens ist und wobei diese Größe durch die Dreh-Sensoren 108L und 108R erhalten wird.
Beim Schritt S203 wird überprüft, ob der erste formale Parameter V1 gegeben ist mit V1 < 0 oder nicht. Wenn V1 < 0 vorliegt, wird eine Einstellung von V1 ← 0 durchgeführt (Schritt S204), wodurch der erste formale Parameter V1 so reguliert bzw. eingestellt wird, dass er nicht ein negativer Wert ist.
Beim Schritt S205 wird die simulierte Fahrgeschwindigkeit V0 der vorangehenden Zeit berücksichtigt, und es werden Umgebungen simuliert; ein zweiter formaler Parameter bzw. Formparameter V2 zur Bestimmung der simulierten Fahrgeschwindigkeit V wird erhalten als V2 ← V0 + K1 + K2, wobei die Variable K1 eine inkrementale oder dekrementale Verschiebung (m/s) aufgrund der Straßenoberflächenneigung ist. Die Variable K2 stellt eine inkrementale oder dekrementale Verschiebung (m/s) aufgrund von Umweltfaktoren, wie dem Wind, dar.
Die Variablen K1 und K2 werden erhalten und als Daten in den vorliegenden Situationen des simulierten Radfahrens von der Situations-Einstelleinheit 180 festgelegt. So werden sie beispielsweise auf 0 als einer Referenz entsprechend dem Fahren in einer Ebene auf dem Boden bei Fehlen von Wind festgelegt. Wenn das Fahren auf einer Steigung oder einem Gefälle erfolgt, wird eine Einstellung von K1 ← K1 + t × s vorgenommen, wobei die Variable t eine Steigungs- bzw. Gefälle-Fahrtzeit ist und wobei die Variable s ein Absolutwert hat, der mit dem Steigungs- bzw. Gefällegrad zunimmt, wobei sein Vorzeichen im Falle eines Gefälles positiv und im Falle einer Steigung negativ ist.
Darüber hinaus wird die Variable K2 entsprechend dem angenommenen Wind auf der Grundlage des simulierten Radfahrens festgelegt. Genauer gesagt wird die Konstante K2 bei Fehlen von Wind auf 0 gesetzt; sie wird auf einen positiven Wert gesetzt, der mit der Windgeschwindigkeit im Falle eines begünstigenden Windes zunimmt, und sie wird auf einen negativen Wert mit einem Absolutwert festgelegt, der mit der Windgeschwindigkeit im Falle eines ungünstigen bzw. widrigen Windes zunimmt.
Beim Schritt S206 wird überprüft, ob der zweite formale Parameter V2 gegeben ist mit V2 < 0; wenn V2 < 0 gilt, wird in den Schritt S207 eingetreten, während dann, wenn V2 ≥ 0 gilt, in den Schritt S208 eingetreten wird.
Beim Schritt S207 wird der zweite formale Parameter V2 unter Berücksichtigung der Bremsoperation behandelt, genauer gesagt wird eine Addition V2 ← V2 + Kb durchgeführt, und es wird in den Schritt S209 eingetreten. Andererseits wird beim Schritt S208 eine Subtraktion V2 ← V2 – Kb durchgeführt, und es wird in den Schritt S210 eingetreten.
Beim Schritt S209 wird überprüft, ob der zweite formale Parameter V2 gegeben ist mit V2 > 0 oder nicht. Wenn V2 < 0 gilt, wird eine Einstellung von V2 ← 0 durchgeführt (Schritt S211), wodurch der zweite formale Parameter V2 so reguliert wird, dass er nicht ein negativer Wert ist. Wenn V2 ≥ 0 gilt, wird in den Schritt S212 eingetreten.
Beim Schritt S210 wird überprüft, ob der zweite formale Parameter V2 gegeben ist mit V2 > 0. Wenn V2 > 0 gilt, wird eine Einstellung von V2 ← 0 durchgeführt (Schritt S211), wodurch der zweite formale Parameter V2 so reguliert wird, dass er nicht ein positiver Wert ist. Wenn V2 ≤ 0 ist, wird in den Schritt S212 eingetreten. Ein Vergleichsprozess beim Schritt S210 stellt einen Prozess dar, bei dem der Fall einer Rückwärtsbewegung aufgrund einer Steigung oder eines widrigen Windes berücksichtigt wird. Die Regulierung von V2 ← 0 in dem Fall, dass V2 > 0 gilt, dient dem Ausschluss einer Vorwärtsbewegung durch eine Bremsbetätigung, die größer ist als die eine Belastung hervorrufende Rückwärtsbewegung.
Beim Schritt S212 werden der erste formale Parameter V1 und der zweite formale Parameter V2 miteinander verglichen. Wenn V1 ≥ V2 gilt, wird in den Schritt S213 eingetreten, bei dem die simulierte Fahrgeschwindigkeit V als V ← V1 festgelegt wird. Wenn V1 < V2 gilt, wird in den Schritt S214 eingetreten, in welchem die simulierte Fahrgeschwindigkeit V als V ← V2 festgelegt wird. Genauer gesagt tritt in dem Fall, dass V < 0 gilt, eine Fehleranpassung auf die Pedalbewegung hin auf, und daher wird lediglich ein positiver Wert berücksichtigt.
Ferner wird beim Schritt S215 die aktualisierte simulierte Fahrgeschwindigkeit V in einer bestimmten Speichereinheit gespeichert, um für die Heranziehung als simulierte Fahrgeschwindigkeit V0 beim Schritt S205 zur Zeit des nächsten Prozesses zu dienen.
Die Drehzahl des Schwungrades 74 bei einer bestimmten simulierten Fahrgeschwindigkeit V und die Drehzahl des Hinterrades bei derselben Fahrgeschwindigkeit bei einem richtigen Fahrrad stimmen nicht immer miteinander überein, und die Frequenz des Rastgeräusches der Einwegkupplung 72 kann vom Fahrer als unnatürlich empfunden werden. Mit Rücksicht hierauf wird in dem Fahrrad-Simulationssystem 10 die Differenz-Drehzahl ΔN mit der Konstanten Kc multipliziert, um eine Frequenz T zu erhalten, die vom Fahrer ohne einen Eindruck von Inkompatibilität empfunden werden kann.
Da die Variablen K1 und K2 Werte sind, die entsprechend der Situation des simulierten Radfahrens verändert werden, wird ferner bei den verwendeten Variablen K1 und K2 die Frequenz T bestimmt, während andere Kräfte als die auf die Pedale ausgeübte Kraft berücksichtigt werden, das heißt die Schwerkraft im Falle einer Steigung und Winddrucke. Die so erhaltene Frequenz T wird an die Rastgeräusch-Abgabe-Steuereinheit abgegeben, um den Rastgeräusch-Erzeugungsprozess effektiv zu machen.
Der in 9 und 10 veranschaulichte Prozess ist als Prozess beschrieben worden, der in dem Fahrmodus auszuführen ist; ein entsprechender Prozess kann beim Gehmodus ausgeführt werden. Beim Gehmodus kann das Zeitintervall, innerhalb dessen der Fahrer den Matten-Schalter 16 betritt, als Gehgeschwindigkeit erachtet werden, und zwar unabhängig von der Drehzahl N1, und die Gehgeschwindigkeit kann als simulierte Gehgeschwindigkeit V angesehen werden (Geschwindigkeits-Einstelleinheit für simulierte Geschwindigkeit). In diesem Fall wird die Frequenz T erhalten zu T ← V × Kc/A (Frequenz-Einstelleinheit), und durch Abgabe der Frequenz T an den Audiotreiber 186 kann ein Rastgeräusch mit einer verhältnismäßig niedrigen Frequenz, wie sie erzeugt wird, wenn der Fahrer läuft, während er das Fahrrad schiebt, von dem Lautsprecher 15 erzeugt werden.
Anschließend wird unter Bezugnahme auf 11 ein modifizierter Prozess des Rastgeräusch-Erzeugungsprozesses beschrieben. Dieser Prozess kann den in 9 und 10 veranschaulichten Prozess ersetzen.
Der Prozess, der vom Schritt S301 bis zum Schritt S307 reicht, wie dies in 11 veranschaulicht ist, ist derselbe Prozess wie jener der obigen Schritte S205 bis S311.
Nach dem Schritt S307 wird beim Schritt S308 die Drehzahl Nx eines virtuellen Hinterrades als Nx ← V2/A erhalten.
Beim Schritt S309 wird die Drehzahl N1 des Schwungrades 74 auf der Grundlage eines Signals bestimmt, welches von dem zweiten Drehzahlaufnehmer 86 erhalten wird.
Beim Schritt S310 wird die Drehzahl N1 des Schwungrades 74 mit der Drehzahl Nx des virtuellen Hinterrades verglichen. Wenn N1 < Nx gilt, wird in den Schritt S311 eingetreten, während dann, wenn N1 ≥ Nx vorliegt, in den Schritt S313 eingetreten wird.
Beim Schritt S311 wird die Differenz-Drehzahl ΔN erhalten als ΔN ← Nx – N1, und die Frequenz T wird erhalten mit T ← ΔN × Kc. Danach wird beim Schritt S312 ein Rastgeräusch in derselben Weise wie beim Schritt S106 erzeugt.
Andererseits wird beim Schritt S313 die Erzeugung eines Rastgeräusches in derselben Weise gestoppt wie bei beim Schritt S107.
Gemäß dem in 11 veranschaulichten Prozess ist die Forderung nach dem zweiten Drehzahlaufnehmer 86 zur Ermittlung der Drehzahl der Kurbelwelle 60 eliminiert, was den Aufbau vereinfacht und die Verarbeitungslast für die Steuerung mildert.
Anschließend wird unter Bezugnahme auf 12 und 13 ein zweiter modifizierter Prozess des Rastgeräusch-Erzeugungsprozesses beschrieben. Dieser Prozess kann den in 9 und 10 dargestellten Prozess ersetzen.
Bei dem zweiten modifizierten Prozess sind zwei Sensoren 86a und 86b (siehe 13) entsprechend dem zweiten Drehzahlaufnehmer 86 parallel vorgesehen, so dass durch die Reihenfolge der Ermittlung des Detektier-Rotors 88 erkannt werden kann, ob die Drehung der Kurbelwelle 60 in der normalen Richtung oder in der Rückwärtsrichtung erfolgt. Eine Steuerung, welche die Drehrichtung berücksichtigt, wird ausgeführt. Eine Drehzahl mit einem Vorzeichen der Drehrichtung, die durch zwei Sensoren 86a und 86b ermittelt wird, wird als Drehzahl N2S dargestellt, und zwar zur Unterscheidung von der vorzeichenlosen Drehung N2, wie sie oben verwendet worden ist.
Die Schritte S401 bis S408 in 12 stellen denselben Prozess dar, wie jenen der obigen Schritte S301 bis S308.
Nach dem Schritt S408 wird in den Schritt S409 eingetreten, und die Drehzahl N2 der Kurbelwelle 60 wird von den Sensoren 86a und 86b erhalten.
Beim Schritt S410 wird das Produkt N2S × R aus der Drehzahl N2S und dem Untersetzungsverhältnis R mit der Drehzahl Nx verglichen. Wenn N2S × R < R ist, wird in den Schritt S411 eingetreten, während dann, wenn N2S × R ≥ Nx ist, in den Schritt S413 eingetreten wird.
Beim Schritt S411 wird eine Differenz-Drehzahl ΔN erhalten als ΔN ← Nx – N2S × R, und die Frequenz T wird erhalten als T ← ΔN × Kc. Danach wird beim Schritt S412 ein Rastgeräusch in derselben Weise wie beim Schritt S106 erzeugt.
Andererseits wird beim Schritt S413 die Erzeugung eines Rastgeräusches in derselben Weise wie beim Schritt S107 gestoppt.
Gemäß dem in 12 veranschaulichten Prozess kann ein Rastgeräusch in geeigneterer Weise erzeugt werden, indem die Drehrichtung der Kurbelwelle 60 berücksichtigt wird.
Wie oben beschrieben worden ist, kann der Fahrer gemäß dem Fahrrad-Simulationssystem 10 einen visuellen Eindruck wie beim tatsächlichen Radfahren durch das Fahren des Dummy-Fahrrades 12 erlangen, und zwar aufgrund seiner eigenen Betätigungen der Pedale 64L, 64R und aufgrund der externen Kräfte, wie der Schwerkraft und der Winddrucke, die aufgrund der Situationseinstellungen erzeugt werden. Darüber hinaus kann der Fahrer den Eindruck von echten Radfahrgeräuschen erfah ren, da das Rastgeräusch entsprechend der simulierten Fahrgeschwindigkeit V und entsprechend der Drehung der Kurbelwelle 60 von dem Lautsprecher 15 erzeugt wird. Genauer gesagt wird im Falle des Fahrens auf einem ebenen Boden bei Fehlen von Wind ein Rastgeräusch auf der Grundlage der Betätigungsgeschwindigkeit der Pedale 64R, 64L, das heißt auf der Grundlage der Drehzahl N2 der Kurbelwelle 60 und der Drehzahl der N1 des Schwungrades 74 erzeugt. Die Frequenz T dieses Rastgeräusches unterscheidet sich von der Frequenz des tatsächlichen Rastgeräusches, welches von der Einwegkupplung 72 erzeugt wird; da die Konstante Kc berücksichtigt wird, ist nämlich die Frequenz T dieses Rastgeräusches nicht jener entsprechend der Drehzahl N1 des Schwungrades 74, sondern sie ist die Frequenz auf der Grundlage der Drehzahl des Hinterrades eines richtigen Fahrrades unter denselben Bedingungen, und daher wird das Rastgeräusch als realistisches Geräusch gehört.
In diesem Fall wird ein Geräusch, wie „Tick-Tack-Tick” mit einer hohen Frequenz erzeugt, wenn die Pedale 64R, 64L nicht betätigt werden, und ein Geräusch wie „Tick-Tack-Tick” mit einer niedrigen Frequenz wird dann erzeugt, wenn die Pedale 64R, 64L langsam betätigt werden. Wenn die Pedale 64R, 64L schnell betätigt werden, mit dem Ergebnis, dass ΔN = 0 ist, gelangt ein Ratschenmechanismus im Innern der Einwegkupplung 72 in Eingriff, was dazu führt, dass die Antriebskraft effektiv auf das Schwungrad 74 (das Hinterrad bei der Annahme in der Simulation) effektiv übertragen wird. In diesem Fall entspricht die Bedingung den Schritten S109 und S110, und die Erzeugung des Rastgeräusches wird in derselben Weise wie im Falle eines richtigen Fahrrades gestoppt, wodurch der Realismus weiter gesteigert ist. Wenn der Bremshebel 100L in dem Zustand betätigt wird, dass die Betätigung der Pedale 64L, 64R gestoppt wird, wird die Drehzahl N1 des Schwungrades 74 abgesenkt, so dass die Frequenz des erzeugten Rastgeräusches ebenfalls abgesenkt wird, und zwar wieder in derselben Weise wie im Falle eines richtigen Fahrrades.
Bei einer angenommenen Situation, bei der die Fahrgeschwindigkeit V aufgrund von externen Kräften verändert wird, wie der Schwerkraft bei einer Steigung oder durch Winddrucke, wird die Frequenz T unter Berücksichtigung der Variablen K1 und K2 bestimmt, wodurch das von dem Lautsprecher 15 erzeugte Rastgeräusch ein natürliches Geräusch entsprechend der angenommenen Situation wird. Daher entsprechen die Geschwindigkeit, die aufgrund der Veränderungen in der sich ändernden Geschwindigkeit der Szene visuell wahrgenommen wird, welche auf dem Bildschirm 14a entsprechend der simulierten Fahrgeschwindigkeit V angezeigt wird, und die Geschwindigkeit, die hörmäßig aufgrund des Rastgeräusches empfunden wird, welches von dem Lautsprecher 15 erzeugt wird, einander, wodurch ein Eindruck von Inkompatibilität ausgeschlossen ist.
Nebenbei sei angemerkt, dass das erzeugte Rastgeräusch nicht auf das von dem Lautsprecher 15 mittels einer elektronischen Einrichtung erzeugte Rastgeräusch beschränkt ist, sondern mechanisch erzeugt werden kann. So genügt es beispielsweise, dass, wie in 14 gezeigt, ein Inverter bzw. Umwandler 300 und ein Motor 302 unter der Steuerung der Hauptsteuereinheit 18 vorgesehen sind. Der Inverter 300 steuert die Drehzahl, wodurch der Motor 302 und die Einwegkupplung 304 mit einer bestimmten Drehzahl gedreht werden. Als Ergebnis kann derselbe Effekt erzielt werden wie jener der elektronischen Einrichtung zur Erzeugung eines Rastgeräusches von dem Lautsprecher 15. Da die echte Einwegkupplung 304 ein Geräusch erzeugt, kann ein realistischer Eindruck erzielt werden. Darüber hinaus ist der Audiotreiber 186 im Aufbau vereinfacht. In diesem Fall ist es empfehlenswert, den Inverter 300 und den Motor 302 innerhalb der Abdeckung 75 oder dergleichen unterzubringen, um das erzeugte Geräusch abzuschirmen. Obwohl in diesem Fall das durch die Einwegkupplung 304 erzeugte Geräusch ein echtes Rastgeräusch ist, ist es nicht ein Geräusch, welches von dem Hinterrad selbst erzeugt wird. In dieser Bedeutung ist es ein Imitatorgeräusch auf einer Simulationsbasis.
Wie oben beschrieben worden ist, ist gemäß dem Fahrrad-Simulationssystem 10 bei dieser Ausführungsform die Steuereinrichtung 46 nicht an einem drehbaren Teil, wie dem Lenker 28, sondern an dem festen Rahmen 20 vorgesehen, wodurch der Eindruck des Fahrens jenem beim Fahren eines richtigen Fahrrades ähnlich ist bzw. entspricht. Während ein richtiges Fahrrad über eine leichtere Betätigung des Lenkers verfügt als ein Motorrad oder dergleichen, gewährleistet die Anordnung der Steuereinrichtung 46 an dem Rahmen 20, dass auf den Lenker keine Belastung ausgeübt wird, und ein Empfinden einer leichten Betätigung des Lenkers 28 ähnlich jener bei einem richtigen Fahrrad ist realisiert.
Der Lenker 28 ist ein charakteristisches Teil für das Aussehen des Fahrrades, und zwar nicht nur bei Betrachtung von dem auf dem Sattel 24 rittlings sitzenden Fahrer aus, sondern auch bei Betrachtung aus einem Abstand, und die Anordnung der Steuereinrichtung 46 an den vorderen Gabeln 30L, 30R liefert ein Aussehen, welches ähnlich dem eines richtigen Fahrrades ist, wodurch der Realismus gefördert ist.
Da die Steuereinrichtung 46 an den vorderen Gabeln 30L und 30R vorgesehen ist, die als vorderer Ständer des Rahmens 20 wirken, würde die Steuereinrichtung 46 überdies im Sichtfeld des Fahrers nicht leicht erscheinen, und sie beeinträchtigt nicht das Aussehen. Da die Steuereinrichtung 46 an einer unteren Position vorgesehen ist, ist die Schwerpunktsmitte des Dummy-Fahrrades 12 niedrig. Da das Dummy-Fahrrad 12 von geringem Gewicht ist, ist insbesondere die Schwerpunktsmitte aufgrund der Position der Steuereinrichtung 46 auf eine verhältnismäßig niedrige Position festgelegt, so dass der Fahrer die Simulation in einem stabilen Zustand vornehmen kann.
In Anbetracht der Anordnung des Monitors 14 auf der Vorderseite des Fahrers ist ferner die Hauptsteuereinheit 18 für die Anzeige eines Bildes auf dem Monitor 14 ebenfalls auf der Vorderseite des Dummy-Fahrrades 12 angeordnet; durch Vorsehen der Steuereinrichtung 46 an den vorderen Gabeln 30L, 30R ist in diesem Fall die Verbindungsleitung 204 zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Steuereinrichtung 46 und der Hauptsteuereinheit 18 kurz gemacht. Daher ist die Stabilität der übertragenen Signale verbessert, und die Signalleitungen können leicht verlegt werden.
Da das Dummy-Fahrrad 12 von einfachem Aufbau ist, gibt es dort wenige Toträume entsprechend einem Kraftstofftankbereich, einem Brennkraftmaschinenbereich und einem Bereich unter einem Sitz in einem Dummy-Fahrzeug in einem Motorrad-Simulator. Die Nähe der vorderen Gabeln 30L, 30R wäre indessen ein Totraum, in welchem keine anderen speziellen Komponententeile vorhanden sind. Daher kann sogar die verhältnismäßig große Steuereinrichtung 46 dort angeordnet werden, ohne die Anordnung von anderen Komponententeilen zu beeinflussen.

Claims

Fahrrad-Simulationssystem mit einem Dummy-Fahrrad, wobei das Dummy-Fahrrad (12) – einen von einem Fahrer betätigten Lenker (28), – ein Paar von linken und rechten Pedalen (64L, 64R) für die Betätigung durch den Fahrer, – einen Rahmen (20), der den betreffenden Lenker (28) und die Pedale (64L, 64R) drehbar trägt und – eine Steuereinrichtung (46), die an dem Rahmen (20) vorgesehen ist, aufweist, und das Fahrrad-Simulationssystem weiterhin eine Anzeigeeinheit (14) vorsieht, wobei die Steuereinrichtung (46) ein Signal von einer bestimmten elektrischen Vorrichtung zu der betreffenden Anzeigeeinheit (14) weiterleitet dadurch gekennzeichnet, dass das Dummy-Fahrrad (12) eine Imitatorgeräusch-Erzeugungseinheit (186) für die Erzeugung eines Imitatorgeräusches auf der Grundlage einer vorbestimmten Frequenz aufweist.
Fahrrad-Simulationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (20) einen Ständer (30L, 30R. 31) als Tragteil aufweist, welches an einem unteren Teil des Lenkers (28) vorgesehen ist, und dass die Steuereinrichtung (46) an dem betreffenden Ständer (30L, 30R, 31) vorgesehen ist.
Fahrrad-Simulationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Matten-Schalter (16; 150L, 150R) aufweist, der zur Ermittlung eines Betretens eines Bodens durch einen Fuß oder durch Füße des Fahrers vorgesehen ist und der mit der Steuereinrichtung (46) verbunden ist.
Fahrrad-Simulationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Drehkörper (74) aufweist, der in Verbindung mit der Betätigung der linken und rechten Pedale (64L, 64R) gedreht wird, dass ein erster Drehzahlsensor (82) die Drehzahl des betreffenden Drehkörpers (74) ermittelt, dass ein zweiter Drehzahlsensor (86) die Drehzahl einer Kurbelwelle ermittelt, die durch die beiden Pedale (64L, 64R) gedreht wird, dass eine Simulationsgeschwindigkeits-Einstelleinheit vorgesehen ist, welche eine simulierte Fahrgeschwindigkeit auf der Grundlage der Drehzahl des Drehkörpers (74) bestimmt, die durch den ersten Drehzahlsensor (82) ermittelt ist, dass die Anzeigeeinheit (14) eine Szene auf der Grundlage der simulierten Fahrgeschwindigkeit anzeigt, dass eine Frequenz-Einstelleinheit (182) vorgesehen ist, welche eine Frequenz dadurch bestimmt, dass durch Multiplizieren einer Konstante Kc mit einer Differenz zwischen einer Kettenrad-Drehzahl, die durch Multiplizieren der durch den zweiten Drehzahlsensor ermittelten Drehzahl der Kurbelwelle mit einem bestimmten Untersetzungsverhältnis erhalten wird, und einer Drehzahl eines virtuellen Hinterrades gebildet wird, die aus der simulierten Fahrgeschwindigkeit mit einem Koeffizienten erhalten wird, und dass eine Imitatorgeräusch-Erzeugungseinheit (186) vorgesehen ist, die ein Imitatorgeräusch auf der Grundlage der Frequenz erzeugt.
Fahrrad-Simulationssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Imitatorgeräusch ein Geräusch ist, welches durch Aufzeichnen eines Rastgeräusches erhalten wird, das durch eine Einwegkupplung hervorgerufen wird.
Fahrrad-Simulationssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Imitatorgeräusch-Erzeugungseinheit die Erzeugung des Imitatorgeräuschs stoppt, wenn die Kettenrad-Drehzahl nicht geringer ist als die virtuelle Hinterrad-Drehzahl.
Fahrrad-Simulationssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die eine simulierte Geschwindigkeit festlegende Einstelleinheit die simulierte Fahrgeschwindigkeit entsprechend einem Steigungs- bzw. Neigungsgrad ändert, wenn die Situation bei einem simulierten Fahren eine Steigung bzw. Neigung ist.
Fahrrad-Simulationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dummy-Fahrrad (12) ferner einen Drehzahl-Sensor (86), der die Drehzahl einer Kurbelwelle, um die das Paar der linken und rechten Pedale (64L, 64R) sich drehen, eine Einstelleinheit, die eine simulierte Fahrgeschwindigkeit festlegt, die Anzeigeeinheit (14), die eine entsprechend der simulierten Fahrgeschwindigkeit veränderte Szene anzeigt, eine Frequenzeinstelleinheit, die eine Frequenz erzeugt, welche einem positivem Wert proportional ist, wenn ein Wert durch Subtrahieren der Drehzahl der Kurbelwelle multipliziert mit einem Koeffizienten von einer simulierten Fahrgeschwindigkeit erhalten wird, ein positiver Wert ist, und eine Imitatorgeräusch-Erzeugungseinheit (186) für die Erzeugung eines Imitatorgeräusches auf der Grundlage der Frequenz umfasst.
Fahrrad-Simulationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (14) ein von dem Dummy-Fahrrad (12) gesondertes Element ist.
Fahrrad-Simulationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte elektronische Vorrichtung ein Kurbelwellen-Drehsensor (86), ein Geschwindigkeits- bzw. Drehzahl-Sensor (86) oder ein Lenkwinkelsensor (50) ist.