JP2004340798A

JP2004340798A - Pseudo road surface generation device for vehicle test, and running test method of automotive vehicle

Info

Publication number: JP2004340798A
Application number: JP2003138872A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Mori; 智章森; Shuichiro Koga; 修一郎古賀; Yoshitaka Hisanaga; 義孝久永; Toru Goto; 通後藤; Yasunori Nakajima; 康範中島; Toshikazu Hayashi; 利和林
Original assignee: Japan Steel Works Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Current assignee: Japan Steel Works Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2023-05-16
Also published as: JP3769619B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pseudo road surface generation device capable of performing a test effective in control using as a variable the time during actual running of an infinite crawler automotive vehicle. <P>SOLUTION: A tomographic wave front S advancing without changing with time is generated. When a coordinate system comprising the X-axis directing in the reverse traveling direction from the mechanical origin and the Z-axis perpendicular to the X-axis and directing in the height direction is set, the tomographic wave front can be shown as Z(X+Vt). This is equivalent to the traveling of a stationary waveform. V is a traveling speed of the tomographic wave front relative to the mechanical origin, and substantially a speed of a test vehicle to the ground. The tomographic wave front S is detected, and the tomographic wave front S is reproduced based on the detection on the second position different from the first position where the tomographic wave front S is generated, and the infinite crawling of the body is placed on the reproduced tomographic wave front, and the effectiveness of horizontal control of the body is verified. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両試験用疑似路面発生装置及び自走式車両の走行試験方法に関し、特に、起伏、凹凸がある自由面を走行して多様な作業を行う無限履帯式自走車両の動揺の予測的制御を試験する車両試験用疑似路面発生装置及び自走式車両の走行試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
起伏、凹凸がある自由面上で移動して多様な重作業を行う自走式重機械のような車両は、履帯を備えて自由に移動する。激しい凹凸面（以下、自由路面という）を走行する車両の激しい動揺は、搭乗者の運転用操作、作業用操作を困難にしている。自由路面に対応して車両の動揺を回避するためにサスペンションの昇降制御を行う車両が知られている。その昇降制御がより現実的に有効であるように、動揺制御試験が行われる。そのような試験を行う動揺制御試験装置が知られている。車体を水平に維持する制御を試験する動揺制御試験装置は、模擬路面を数学的に生成するシミュレータと、試験対象車両の履帯を複数箇所で支持しシミュレータから出力される数学的模擬路面生成信号を受けて数学的に模擬路面を発生させる模擬路面発生装置と、シミュレータが生成する路面に対応してシミュレータから出力される路面対応信号を受けて履帯に支持され車体を支持する複数のサスペンションの伸縮・昇降を行う油圧源装置とから形成されている。
【０００３】
このような公知の動揺制御試験装置は、数学的に生成される疑似路面に基づく制御試験しかできず、車両自体が検出する路面情報に基づいていないので、現実の走行時の時間を変数とする制御の試験を有効に行うことができない。
【０００４】
現実の走行時の時間を変数とする制御の現実に有効な試験が望まれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、現実の走行時の時間を変数とする制御の現実に有効な試験を行うことができる車両試験用疑似路面発生装置及び自走式車両の走行試験方法を提供することにある。
本発明の他の課題は、疑似路面を数学的にではなく物理的に現実に生成して、現実の走行時の時間を変数とする制御の有効な現実に試験を行うことができる車両試験用疑似路面発生装置及び自走式車両の走行試験方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数・形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【０００７】
本発明による車両試験用疑似路面発生装置は、時間的に変化せずに進行する地形波面（Ｓ）を生成する。地形波面（Ｓ）は、疑似路面を構成する上面が無限状に形成され、その上面が前後方向に波動状に凹凸移動して進行する。機械的原点から逆進行方向に向くＸ軸とそのＸ軸に直交して高さ方向に向くＺ軸からなる座標系上が設定されれば、その地形波面はＺ（Ｘ＋Ｖｔ）で表され得る。これは、定常波形の進行に相当している。この、Ｖは機械的原点に対する地形波面の進行の速度であり、実質的には、試験車両の地面に対する速度である。このＺは、時間的に変化せずに進行するが、変更は可能である。”時間的に変化せずに進行する地形波面”は、数学的には、”Ｚ（Ｘ＋Ｖｔ）”で表現される。
【０００８】
地形波面（Ｓｎ）は、複数の地形波面形成要素（９）の運動により生成される。隣り合う地形波面形成要素（９）は同じ速度で進行することによって、移動する地形波面が生成され得る。複数の地形波面形成要素（９）は進行せず進行方向に直交する方向に変位することによっても、時間的に変化せずに進行する地形波面は生成されうる。この場合の地形波面は自由に変更され得るが、一旦生成された波面はそのまま一定方向に進行する。波面の変更は、本明細書で記載される車両の姿勢制御の試験のためには、頻繁に行われる必要はなく、数種類のテストパターンが用意されれば十分であろう。
【０００９】
このような車両試験用疑似路面発生装置を用いた自走式車両の走行試験方法は、次のように実行される。その実行は、地形波面（Ｓ）を検出すること、地形波面（Ｓ）が生成されている第１場所と異なる第２場所にその検出に基づいて地形波面（Ｓ）を再生することとであり、更には、再生地形波面の上に車体の無限履帯を載置すること、無限履帯（６）に支持され車体（４）を支持する懸架装置を駆動して車体（４）のピッチング姿勢を制御することとである。第２場所は、車体の前後方向の特定の範囲特に無限履帯に支持される複数の懸架装置の存在範囲である。更には、車体（４）と地形波面（Ｓ）との間でその検出を物理的に実行することである。物理的実行はレーザー測距であることが好ましい。本発明による自走式車両の走行試験方法は、表現が変えられれば、模擬的に且つ物理的に地形波面を形成すること、地形波面を観測点に対して進行させることとを含み、地形波面は時間的に変化せずに進行する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図に一致対応して、本発明による車両試験用疑似路面発生装置の実施の形態は、疑似路面発生装置が疑似路面再現（再生）装置とともに設けられている。その疑似路面再生装置１は、図１に示されるように、複数の油圧式昇降台２から形成されている。複数の油圧式昇降台２は、直線又は曲線上に一列に整列して、それぞれに昇降する昇降部分３を備えている。油圧式昇降台２の本体は、油圧シリンダである。
【００１１】
試験用車両は、車体４と、線状に配列される複数の転輪５と、転輪５に噛み合って閉じた線上で周回する無限履帯６と、転輪５の車軸に支持され車体４を支持する複数の懸架装置（図に現れず）とから形成されている。懸架装置は、転輪５と車体４との間で伸縮する伸縮部分を持つサスペンションである。車体４には、それの姿勢を検出する姿勢検出器７が取り付けられている。
【００１２】
姿勢の検出は、車体の動揺の検出を含む。姿勢は、車体の前後方向線を含む鉛直面内の車体の回転角度として検出される。図１は、左右側の車輪装置の一方側のみについて試験する装置を示しているが、他方側についても試験する装置が付加され得る。その場合は、車体の前後方向線に直交する横方向水平線を含む鉛直面内の車体の回転角度も更に検出され得る。
【００１３】
疑似路面再生装置１の前方に、疑似路面発生装置８が設置されている。疑似路面発生装置８は、多数の路面形成体要素９を備えている。多数の路面形成体要素９の上面は連続して１つの物理的疑似路面を形成する。路面形成体要素９は、等速度で閉じた路線上を周回し、車体の前後方向の中心線に平行である可動路面部分を形成している。その可動路面部分の前後方向の中心線を含む鉛直面は、片側の無限履帯６の前後方向の中心線を含む鉛直面に一致していることが好ましい。その可動路面部分と車体４との相対速度は、現実の車両の走行速度に一致し、時速６０ｋｍ前後であり可変である。このような相対速度で、物理的シミュレーションが実施される。
【００１４】
路面の鉛直方向の座標が、基準水平面に設定される原点を有する鉛直方向のＺ軸上で表される。その原点を通り基準水平面上で前後方向に向くＸ軸上で、路面の水平方向の座標が表される。路面の座標は、（Ｘ，Ｚ）で示される。座標Ｚは、物理的疑似路面が静止している場合には、Ｘのみを変数とする関数であり、Ｚ（Ｘ）で表される。車体４上に、地形検出装置１０が、固定されて設けられている。地形検出装置１０は、レーザー発振器と送受光部を備えている。送受光部の送光点と受光点は、実質的に同一点にある。その同一点は、Ｘ軸を含む鉛直面内にあることが好ましい。地形検出装置１０は、慣用のレーザ測距装置である。
【００１５】
原点は、複数の油圧昇降台２の先頭の油圧昇降台の最低位に降下した昇降部分３の上端点位置に設定され得る。複数の油圧昇降台２の内の先頭の油圧昇降台の伸縮部の路面Ｚ（Ｘ）は、マイナスＸ方向に進行する。路面関数Ｚ（Ｘ）は、ｔ秒後に複数の油圧昇降台２の昇降部分の上端点により、Ｚ（Ｘ＋Ｖｔ）として再生される。ここで、Ｖは既述の相対的速度である。疑似路面が、座標Ｘ２と座標Ｘ１との間に形成されそれが地形検出装置１０により検出されれば、ｔ秒後に形成される油圧昇降台２により形成される再生路面であるＺ（Ｘ＋Ｖｔ）のＸの範囲は、０と｛−（Ｘ２−Ｘ１）｝との間にある。リアルタイムに時刻がＴであれば、Ｚ（Ｘ）の転写が行われる時刻は、（Ｔ＋Ｘ／Ｖ）である。この時刻に転写される再生路面は、即ち、時刻ＴのＺ（Ｘ，Ｔ）は、（Ｘ／Ｖ）秒の後に原点に再生され、その再生路面は次式で表される：
Ｚ（０＋Ｖｔ）＝Ｚ（０＋Ｖ（Ｘ／Ｖ））＝Ｚ（Ｘ）
要するにこの式は、変形しない波面を持つ地面とこれに向かって進行する車輌との位置関係を示している。
【００１６】
疑似路面を再生路面として転写するためのこのような計算は、制御装置１１により実行される。車両側と制御装置１１の間は、制御線１２により接続されている。制御線１２は、地形検出装置１０の出力信号を制御装置１１に送信する送信線と、各油圧昇降台２の昇降部分３の昇降位置の位置信号をフィードバック信号として制御装置１１に送信する送信線とから形成されている。
【００１７】
制御装置１１は、油圧源装置１３に接続し、各油圧昇降台の昇降方向を指示する制御信号を油圧源装置１３に送信する。油圧源装置１３は、その制御信号に基づいて圧油の供給と吸引を各油圧式昇降台２に対して圧油給排管１４を介して行う。制御装置１１は、疑似路面発生装置８に接続し疑似路面Ｚ（Ｘ）を生成する。
【００１８】
図２は、疑似路面発生装置８の詳細を示している。疑似路面発生装置８は、工場内床面上に設置されるトラック１５を備えている。トラック１５は、無限軌道を形成し路面形成体要素９を案内して円滑に概ね時速６０ｋｍで走行させる。細長いトラック１５の両端部に、駆動側スプロケット１６と従動側スプロケット１７とが配置されている。駆動側スプロケット１６は、サーボモータ１８により駆動される。駆動側スプロケット１６と従動側スプロケット１７とに、歯付きタイミングベルト１９が掛け渡されている。タイミングベルト１９の内側周面には、等間隔で歯２１が形成されている。
【００１９】
駆動側スプロケット１６は、従動側スプロケット１７に同形である。従動側スプロケット１７は、図３に示されるように、トラック用基礎２２に支持されている支持軸２３に取り付けられている。従動側スプロケット１７の外側周面は、噛み合い歯２４に形成されている。噛み合い歯２４は、タイミングベルト１９の歯２１に押圧的に噛み合う。タイミングベルト１９の外周面に等間隔で、鉛直方向に向く地形要素取付用支柱３０が図４に示されるように強固に取り付けられている。
【００２０】
１つの地形要素取付用支柱３０に、１つの路面形成体要素９が対応して強固に取り付けられている。路面形成体要素９は、強化板２５と地形射板２６とから形成されている。地形射板２６の上面は、図３の中央部に示されるように、地形面（又は、路面、自由路面）Ｓｎ（ｎは自然数）として形成されている。
【００２１】
地形要素取付用支柱３０は、図４に示されるように、台車２７に支持されている。台車２７は、台車本体２８と複数の挟持用転輪２９とから形成されている。挟持用転輪２９は、それぞれに台車本体２８に鉛直方向に固定されている支軸３１に固着されている。トラック基礎２２から立ち上がる支持柱３２に下側軌道レール３３が支持されている。複数の挟持用（ボール）転輪２９は、帯環状の下側軌道レール３３の内外周面３４，３５に転動自由にそれぞれに内外接している。その内外接面３４，３５は、凹面に形成されている。地形要素取付用支柱３０は、台車本体２８に強固に取り付けられている。
【００２２】
図３の右側部に示されるように、トラック用基礎２２に上側レール用支柱３６が、トラック１５の周囲域に適当間隔で立ち上がっている。上側レール用支柱３６の上端部から内側方向に、上側軌道レール支持用桁３７が取り付けられている。上側軌道レール支持用桁３７の下面に、帯環状の上側軌道レール３８が取り付けられている。図４に示されるように、上側軌道レール３８の内外帯環帯３９，４１に挟まれて上側転輪４２が挟まれている。上側転輪４２は、地形要素取付用支柱３０の上端部に回転自在に取り付けられている。
【００２３】
台車２７は、上側軌道レール３８に上側転輪４２を介して案内され、下側軌道レール３３に挟持用転輪２９を介して案内され、高速度でトラック上で直進し、又は、小半径の半円軌道上で高速度で回転する。相前後する複数の路面形成体要素９は、図３の中央部に示されるように、トラックの直線部を高速に走行する間、地形面である波面を形成する。この波面は、連続面であり、相前後する２つの路面形成体要素９の間に隙間はない。その波面は、図２，３に示されるように、図面上で右側に、即ち、疑似路面再生装置１に向かう方向Ａに進行する。相対的には、車体４が疑似路面発生装置８のトラック１５に向かって進行する。
【００２４】
地形検出装置１０は、前方の地形の凹凸波形面Ｚ（Ｘ，Ｔｎ）を時系列的にその時系列の時刻に一瞬に測定することができる。複数の瞬間時刻点で、Ｚ（Ｘ，Ｔｎ）を検出することにより、制御装置１１は、ある瞬間点時刻で概ね完成されたＺ（Ｘ）を生成することができる。制御装置１１は、Ｚ（Ｘ）が不完全である座標Ｘの区間については、その前後の区間の値から滑らかに補間する。
【００２５】
生成される地形を検出し、地形を解析して、その解析信号に基づいて、油圧源装置１３を駆動して、油圧源駆動装置により給排される圧油により、油圧式昇降台２を駆動し、その昇降量を制御装置にフィードバックしながら、生成地形面を再生し、車体４が目標姿勢にどれだけ近く維持されるかが試験される。電気信号の生成が速くても、車体が生成路面に高速に接近する高速度状態で、生成路面の変化に正しい時刻に遅延する車体の姿勢の制御が、油圧動作の物理的遅延によりどのように阻害されるかが検証される。
【００２６】
リアルタイムの地形検出と遅延するリアルタイムの地形生成との間の遅延と、油圧駆動回路の遅延、運動による遅延等の物理的遅延との関係が実地的に検証されて、地形検出の電気的性能と駆動部の運動性能との関係が検証される。その試験結果に基づいて、コンピュータソフトの改良、油圧駆動回路の改良等が並行的に行われることになる。このような試験装置は、特に、道なき道（自由路面）を高速に進む各種の重作業機械の改良のために有効である。
【００２７】
次に述べられる幾つかの路面生成装置８は、路面を自由に瞬時的に変更することができる。図５は、本発明による車両試験用疑似路面発生装置の実施の他の形態を示している。キャタピラ式の本実施の形態は、互いにある程度の離隔可能距離を持ってリンクし、車体の進行方向（相対的に波面が進行する方向Ａ）に直交する軸心線Ｌの回りの回転角の変更が可能であり、各流体圧シリンダ５１により昇降可能である路面形成用キャタピラ要素５２（路面形成体要素９に相当）により路面を形成する。この実施の形態では、路面に横方向に長い隙間が生じるが、時間的に連続的に路面波形を変形させることができる。
【００２８】
図６と図７とは、本発明による車両試験用疑似路面発生装置の実施の更に他の形態を示している。上下の架台５３に対向する組シリンダ５４の複数組が並んで配置されている。前後に軸連結するチェーン５５の要素は、横方向に長い路面形成板５６（路面形成体要素９に相当）である。路面形成板５６は、組シリンダ５４の対向する２つの可動端５７に挟持されている。１組の組シリンダ５４のシリンダの作動流体の給排室は、サーボバルブ５８により連絡され、制御装置１１により指示される通りの高さ位置に各路面形成板５６はリアルタイムで昇降する。
【００２９】
複数の路面形成板５６は、それぞれに昇降して１つの波面を形成し、その波面は等速度で一方方向に移動する。１組の組シリンダ５４は、左右両側に２組が設けられ得る。図８に示されるように、１組の組シリンダ５９は、２つの上側のシリンダと１つの下側のシリンダで構成することができる。下側のシリンダは、光学的検出の邪魔にならない。図９に示されるように、上側の２つのシリンダは、２つのスプリング６１にそれぞれに置換され得る。
【００３０】
図１０は、本発明による車両試験用疑似路面発生装置の実施の更に他の形態を示している。チェーンを形成するように軸連結する路面形成板６２（路面形成体要素９に相当）は、連続して隣り合う３本の連結軸６３が、揺動自在な３体のシリンダ６４，６５，６６によりそれぞれに支持されている。シリンダ６４，６５，６６のそれぞれの伸縮により、隣り合う２体の路面形成板６２の傾斜角度が変更され、そのチェーンの上面は自由な路面に変更され得る。
【００３１】
図１１は、本発明による車両試験用疑似路面発生装置の実施の更に他の形態を示している。複数のスライド路面板６７（路面形成体要素９に相当）が、路面進行方向Ａに連続的に重なり合って配置されている。１体のスライド路面板６７は、伸縮支持棒６８と、支持棒６８の上端部に回転自在に（ローリング自在に）結合する重合板とから形成されている。その重合板は、図１２に示されるように、それぞれの回転中心線より前方にある前方部７１と、回転中心線より後方にある後方部７２とから形成されている。その１つの重合板の後方部７２には、その重合板より後方側に隣り合う他の重合板の前方部７１が摺動的に入り込む挿入穴７３が開けられている。
【００３２】
支持棒６８の下端部は、シリンダ７４の可動部分７５の伸縮端部に回転自在に支持されている。その伸縮端部には、支持棒６８と可動部分７５とがまっすぐになろうとする付勢力をその両者に与えるバイアス手段（ばね、図示されず）が設けられている。複数のシリンダの可動部分７５のそれぞれの伸縮量に応じて、支持棒６８と可動部分７５とは自らが相対的に揺動し、且つ、隣り合う前方部７１と後方部７２とが自ら摺動して、複数のスライド路面板６７の上面は１つの自由な路面を形成する。その路面は、リアルタイムに連続的に局所的に変形して、方向Ａに定形波面Ｚ（＝Ｚ（Ｘ＋Ｖｔ））が伝達される。
【００３３】
【発明の効果】
本発明による車両試験用疑似路面発生装置及び自走式車両の走行試験方法は、現実の走行時の状態に近い状態で有効に車両の運転における試験を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による車両試験用疑似路面発生装置の実施の形態を示す射軸投影図である。
【図２】図２は、車両試験用疑似路面発生装置を示す平面図である。
【図３】図３は、図２の一部を示す正面図である。
【図４】図４は、図３の一部を詳細に示す正面図である。
【図５】図５は、車両試験用疑似路面発生装置の他の実施の形態を示す側面図付き正面図である。
【図６】図６は、車両試験用疑似路面発生装置の更に他の実施の形態を示す正面図である。
【図７】図７は、図６の側面図である。
【図８】図８は、車両試験用疑似路面発生装置の更に他の実施の形態を示す側面図である。
【図９】図９は、車両試験用疑似路面発生装置の更に他の実施の形態を示す側面図である。
【図１０】図１０は、車両試験用疑似路面発生装置の更に他の実施の形態を示す正面図である。
【図１１】図１１は、車両試験用疑似路面発生装置の更に他の実施の形態を示す正面図である。
【図１２】図１２は、図１１の一部を示す正面図である。
【符号の説明】
４…車体
６…無限履帯
９…地形波面形成要素
Ｓ，Ｓｎ…地形波面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a simulated road surface generator for vehicle testing and a traveling test method for a self-propelled vehicle, and more particularly, to predict the sway of an infinite crawler type self-propelled vehicle that performs various tasks by traveling on a free surface having undulations and irregularities. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vehicle test pseudo road surface generator for testing dynamic control and a traveling test method for a self-propelled vehicle.
[0002]
[Prior art]
A vehicle such as a self-propelled heavy machine that performs various heavy work by moving on a free surface having undulations and irregularities moves freely with a crawler belt. Intense shaking of a vehicle traveling on a severe uneven surface (hereinafter referred to as a free road surface) makes it difficult for a passenger to perform driving and working operations. 2. Description of the Related Art There is known a vehicle that performs suspension elevating control in order to prevent the vehicle from swaying on a free road surface. A sway control test is performed so that the lifting control is more practically effective. A sway control test device that performs such a test is known. The sway control test device that tests the control to maintain the body level is a simulator that mathematically generates a simulated road surface, and a mathematical simulated road surface generation signal that is output from the simulator while supporting the crawler track of the vehicle under test at a plurality of locations. A simulated road surface generating device that generates a simulated road surface by receiving the road surface corresponding signal output from the simulator in response to a road surface generated by the simulator; And a hydraulic power source device that moves up and down.
[0003]
Such a known sway control test device can only perform a control test based on a pseudo road surface that is mathematically generated, and is not based on road surface information detected by the vehicle itself. Therefore, the actual traveling time is used as a variable. The control test cannot be performed effectively.
[0004]
It is desired to have a test that is effective in realizing control using the actual traveling time as a variable.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a pseudo road surface generating device for a vehicle test and a driving test method for a self-propelled vehicle that can perform a practically effective test of control using the actual traveling time as a variable. .
Another object of the present invention is to generate a simulated road surface physically rather than mathematically, and to perform a test on an effective reality of control using the actual traveling time as a variable. An object of the present invention is to provide a pseudo road surface generating device and a traveling test method for a self-propelled vehicle.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Means for solving the problem are expressed as follows. The technical items appearing in the expression are appended with numbers, symbols, etc. in parentheses (). The numbers, symbols, and the like refer to technical items that constitute at least one embodiment or a plurality of the embodiments of the present invention, in particular, the embodiments or the examples. Corresponds to the reference numbers, reference symbols, and the like assigned to the technical matters expressed in the drawings corresponding to. Such reference numbers and reference symbols clarify the correspondence and bridging between the technical matters described in the claims and the technical matters of the embodiments or examples. Such correspondence / bridge does not mean that the technical matters described in the claims are interpreted as being limited to the technical matters of the embodiments or the examples.
[0007]
The vehicle test pseudo road surface generator according to the present invention generates a terrain wavefront (S) that travels without changing over time. The terrain wavefront (S) has an infinite upper surface that forms a pseudo road surface, and the upper surface moves in a wave-like manner in the front-rear direction and proceeds. If a coordinate system consisting of an X-axis pointing in the reverse traveling direction from the mechanical origin and a Z-axis pointing perpendicular to the X-axis and pointing in the height direction is set, the terrain wavefront can be represented by Z (X + Vt). This corresponds to the progression of the steady waveform. Where V is the speed of travel of the terrain wavefront relative to the mechanical origin and is substantially the speed of the test vehicle relative to the ground. This Z progresses without changing over time, but can be changed. “A terrain wavefront that travels without change over time” is mathematically expressed as “Z (X + Vt)”.
[0008]
The terrain wavefront (Sn) is generated by the movement of the plurality of terrain wavefront forming elements (9). Moving terrain wavefronts can be generated by adjacent terrain wavefront forming elements (9) traveling at the same speed. Even if the plurality of terrain wavefront forming elements (9) are displaced in a direction perpendicular to the traveling direction without traveling, a terrain wavefront traveling without changing over time can be generated. The terrain wavefront in this case can be freely changed, but the wavefront once generated proceeds in a fixed direction. The modification of the wavefront does not need to be performed frequently for the vehicle attitude control test described herein, and it may be sufficient to provide several types of test patterns.
[0009]
A traveling test method for a self-propelled vehicle using such a vehicle test pseudo road surface generation device is executed as follows. The execution is to detect the terrain wavefront (S) and to reproduce the terrain wavefront (S) at a second location different from the first location where the terrain wavefront (S) is generated based on the detection. Further, placing the infinite crawler track of the vehicle body on the reproduced terrain wavefront, controlling the pitching attitude of the vehicle body (4) by driving a suspension device supported by the infinite crawler track (6) and supporting the vehicle body (4) To do. The second location is a specific range in the front-rear direction of the vehicle body, particularly a range where a plurality of suspension devices are supported by the endless crawler belt. Further, the detection is physically performed between the vehicle body (4) and the terrain wavefront (S). Preferably, the physical implementation is laser ranging. The traveling test method for a self-propelled vehicle according to the present invention includes, if the expression is changed, simulatingly and physically forming a terrain wavefront and advancing the terrain wavefront with respect to an observation point. Proceeds without change over time.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Corresponding to the drawings, in the embodiment of the pseudo road surface generator for vehicle testing according to the present invention, the pseudo road surface generator is provided together with the pseudo road surface reproduction (reproduction) device. As shown in FIG. 1, the simulated road surface regeneration device 1 is formed by a plurality of hydraulic lifts 2. The plurality of hydraulic lifts 2 are provided with lifts 3 that are arranged in a line on a straight line or a curve and that move up and down respectively. The main body of the hydraulic lift 2 is a hydraulic cylinder.
[0011]
The test vehicle includes a vehicle body 4, a plurality of rolling wheels 5 arranged in a linear shape, an infinite crawler belt 6 that meshes with the rolling wheels 5 and circulates on a closed line, and a vehicle body 4 supported by an axle of the rolling wheels 5. And a plurality of supporting suspensions (not shown). The suspension device is a suspension having a telescopic part that expands and contracts between the wheel 5 and the vehicle body 4. A posture detector 7 for detecting the posture of the vehicle body 4 is attached to the vehicle body 4.
[0012]
The detection of the posture includes the detection of the motion of the vehicle body. The posture is detected as a rotation angle of the vehicle body in a vertical plane including the front-back direction line of the vehicle body. Although FIG. 1 shows an apparatus for testing only one side of the left and right wheel devices, an apparatus for testing the other side may be added. In that case, the rotation angle of the vehicle body in a vertical plane including a horizontal horizontal line orthogonal to the front-rear direction line of the vehicle body can also be detected.
[0013]
A pseudo road surface generating device 8 is installed in front of the pseudo road surface reproducing device 1. The pseudo road surface generating device 8 includes a number of road surface forming elements 9. The upper surfaces of the plurality of road surface forming elements 9 continuously form one physical pseudo road surface. The road surface forming element 9 circulates on a closed line at a constant speed, and forms a movable road surface portion parallel to the center line of the vehicle body in the front-rear direction. It is preferable that the vertical plane including the center line in the front-rear direction of the movable road surface portion coincides with the vertical plane including the center line in the front-rear direction of one endless crawler belt 6. The relative speed between the movable road surface portion and the vehicle body 4 coincides with the actual traveling speed of the vehicle, is around 60 km / h, and is variable. At such a relative speed, a physical simulation is performed.
[0014]
The vertical coordinates of the road surface are represented on the vertical Z axis having the origin set on the reference horizontal plane. The horizontal coordinates of the road surface are represented on the X axis passing through the origin and extending in the front-rear direction on the reference horizontal plane. The coordinates of the road surface are indicated by (X, Z). When the physical simulated road surface is stationary, the coordinate Z is a function having only X as a variable, and is represented by Z (X). A terrain detection device 10 is fixedly provided on the vehicle body 4. The terrain detection device 10 includes a laser oscillator and a light transmitting and receiving unit. The light transmitting point and the light receiving point of the light transmitting and receiving unit are substantially at the same point. Preferably, the same point is in a vertical plane including the X axis. The terrain detecting device 10 is a conventional laser distance measuring device.
[0015]
The origin may be set at the upper end point position of the lifting portion 3 that has descended to the lowest position of the first hydraulic lifting platform of the plurality of hydraulic lifting platforms 2. The road surface Z (X) of the telescopic portion of the first hydraulic lifting platform among the plurality of hydraulic lifting platforms 2 advances in the minus X direction. The road surface function Z (X) is reproduced as Z (X + Vt) by the upper end points of the lifting portions of the plurality of hydraulic lifting tables 2 after t seconds. Here, V is the relative speed described above. If a pseudo road surface is formed between the coordinates X2 and the coordinates X1 and is detected by the terrain detecting device 10, the reproduction road surface Z (X + Vt) formed by the hydraulic lift 2 formed after t seconds. The range of X lies between 0 and {-(X2-X1)}. If the time is T in real time, the time at which the transfer of Z (X) is performed is (T + X / V). The reproduction road surface transferred at this time, that is, Z (X, T) at time T is reproduced at the origin after (X / V) seconds, and the reproduction road surface is represented by the following equation:
Z (0 + Vt) = Z (0 + V (X / V)) = Z (X)
In short, this equation shows the positional relationship between the ground having an undeformed wavefront and the vehicle traveling toward the ground.
[0016]
Such calculation for transferring the pseudo road surface as the reproduction road surface is performed by the control device 11. The vehicle side and the control device 11 are connected by a control line 12. The control line 12 is a transmission line for transmitting an output signal of the terrain detection device 10 to the control device 11 and a transmission line for transmitting a position signal of the elevation position of the elevation portion 3 of each hydraulic elevating platform 2 to the control device 11 as a feedback signal. And is formed from
[0017]
The control device 11 is connected to the hydraulic power source device 13 and transmits to the hydraulic power source device 13 a control signal for instructing a lifting direction of each hydraulic lifting platform. The hydraulic power source device 13 supplies and sucks the hydraulic oil to each hydraulic lift 2 via the hydraulic oil supply / discharge pipe 14 based on the control signal. The control device 11 is connected to the pseudo road surface generator 8 and generates a pseudo road surface Z (X).
[0018]
FIG. 2 shows the details of the pseudo road surface generation device 8. The pseudo road surface generating device 8 includes a truck 15 installed on a floor in a factory. The truck 15 forms an endless track and guides the road surface forming element 9 to smoothly travel at approximately 60 km / h. A drive sprocket 16 and a driven sprocket 17 are arranged at both ends of the elongated track 15. The driving sprocket 16 is driven by a servomotor 18. A toothed timing belt 19 is stretched between the driving sprocket 16 and the driven sprocket 17. On the inner peripheral surface of the timing belt 19, teeth 21 are formed at equal intervals.
[0019]
The drive side sprocket 16 has the same shape as the driven side sprocket 17. The driven sprocket 17 is attached to a support shaft 23 supported by a truck base 22, as shown in FIG. The outer peripheral surface of the driven sprocket 17 is formed with a meshing tooth 24. The meshing teeth 24 mesh with the teeth 21 of the timing belt 19 in a pressing manner. As shown in FIG. 4, terrain element mounting columns 30 that are vertically oriented are firmly mounted on the outer peripheral surface of the timing belt 19 at equal intervals.
[0020]
One road surface forming element 9 is correspondingly and firmly attached to one terrain element attachment column 30. The road surface forming element 9 is formed from a reinforcing plate 25 and a terrain shooting plate 26. The top surface of the terrain launch plate 26 is formed as a terrain surface (or a road surface or a free road surface) Sn (n is a natural number), as shown in the center of FIG.
[0021]
The terrain element mounting column 30 is supported by a bogie 27 as shown in FIG. The carriage 27 is formed of a carriage main body 28 and a plurality of holding rollers 29. Each of the holding rollers 29 is fixed to a support shaft 31 which is fixed to the bogie main body 28 in the vertical direction. A lower track rail 33 is supported by support columns 32 that rise from the track foundation 22. The plurality of pinching (ball) rolling wheels 29 are in rolling contact with the inner and outer peripheral surfaces 34 and 35 of the lower track rail 33 in a belt-like manner. The inner and outer contact surfaces 34 and 35 are formed as concave surfaces. The terrain element mounting column 30 is firmly attached to the bogie main body 28.
[0022]
As shown on the right side of FIG. 3, the upper rail support 36 stands on the truck base 22 at an appropriate interval in the peripheral area of the truck 15. An upper track rail support girder 37 is attached inward from the upper end of the upper rail support 36. A belt-like upper track rail 38 is attached to the lower surface of the upper track rail support girder 37. As shown in FIG. 4, the upper rolling wheel 42 is sandwiched between the inner and outer belt rings 39 and 41 of the upper track rail 38. The upper wheel 42 is rotatably mounted on the upper end of the terrain element mounting column 30.
[0023]
The bogie 27 is guided by the upper track rail 38 via the upper rolling wheel 42 and guided by the lower track rail 33 via the pinching rolling wheel 29, and travels straight on a truck at a high speed, or has a small radius. It rotates at high speed in a semicircular orbit. As shown in the center of FIG. 3, the plurality of road surface forming elements 9 that follow each other form a wave surface that is a terrain surface while traveling at high speed on a straight portion of the truck. This wavefront is a continuous surface, and there is no gap between two road surface forming elements 9 that are adjacent to each other. The wavefront travels to the right on the drawing, that is, in the direction A toward the pseudo road surface reproducing device 1 as shown in FIGS. Relatively, the vehicle body 4 advances toward the track 15 of the pseudo road surface generation device 8.
[0024]
The terrain detection device 10 can instantaneously measure the uneven waveform surface Z (X, Tn) of the terrain ahead in time series at the time of the time series. By detecting Z (X, Tn) at a plurality of instantaneous time points, control device 11 can generate Z (X) which is substantially completed at a certain instantaneous time point. The control device 11 smoothly interpolates the section of the coordinate X where Z (X) is incomplete from the values of the preceding and following sections.
[0025]
The generated terrain is detected, the terrain is analyzed, and the hydraulic source device 13 is driven based on the analysis signal, and the hydraulic lift 2 is driven by the pressure oil supplied and discharged by the hydraulic source drive device. Then, while feeding back the elevation amount to the control device, the generated terrain surface is reproduced, and a test is made as to how close the vehicle body 4 is maintained to the target posture. Even if the electric signal is generated quickly, in a high-speed state where the vehicle body approaches the generated road surface at high speed, how to control the posture of the vehicle body that delays at the correct time to the change of the generated road surface due to the physical delay of the hydraulic operation It is verified whether it is inhibited.
[0026]
The relationship between the delay between real-time terrain detection and the delayed real-time terrain generation and the physical delays such as hydraulic drive circuit delays and movement delays have been practically verified, and the electrical performance of terrain detection and The relationship with the driving performance of the drive unit is verified. Based on the test results, the computer software, the hydraulic drive circuit, and the like are improved in parallel. Such a test apparatus is particularly effective for improving various heavy working machines that travel at high speed on a road (free road surface).
[0027]
Some road surface generation devices 8 described below can change the road surface freely and instantaneously. FIG. 5 shows another embodiment of the pseudo road surface generator for vehicle testing according to the present invention. In this embodiment of the caterpillar type, the rotation angle is changed around an axis L orthogonal to the traveling direction of the vehicle body (direction A in which the wavefront relatively travels) by linking them at a certain distance from each other. The road surface is formed by a road surface forming caterpillar element 52 (corresponding to the road surface forming element 9) which can be moved up and down by each fluid pressure cylinder 51. In this embodiment, although a long gap is formed in the road surface in the lateral direction, the road surface waveform can be continuously and temporally deformed.
[0028]
6 and 7 show still another embodiment of the pseudo road surface generating apparatus for vehicle test according to the present invention. Plural sets of set cylinders 54 facing the upper and lower pedestals 53 are arranged side by side. An element of the chain 55 axially connected to the front and rear is a laterally long road surface forming plate 56 (corresponding to the road surface forming element 9). The road surface forming plate 56 is sandwiched between two opposing movable ends 57 of the assembled cylinder 54. The supply and discharge chambers of the working fluid of the cylinders of one set cylinder 54 are connected by a servo valve 58, and each road surface forming plate 56 moves up and down in real time to a height position as instructed by the control device 11.
[0029]
The plurality of road surface forming plates 56 respectively move up and down to form one wavefront, and the wavefront moves in one direction at a constant speed. One set of cylinders 54 may be provided in two sets on both left and right sides. As shown in FIG. 8, one set of cylinders 59 can be composed of two upper cylinders and one lower cylinder. The lower cylinder does not interfere with optical detection. As shown in FIG. 9, the upper two cylinders can be replaced by two springs 61, respectively.
[0030]
FIG. 10 shows still another embodiment of the vehicle test pseudo road surface generating apparatus according to the present invention. The road surface forming plate 62 (corresponding to the road surface forming element 9) which is axially connected so as to form a chain is composed of three cylinders 64, 65, 66 in which three adjacent connecting shafts 63 are swingable. Are supported by each. By the expansion and contraction of the cylinders 64, 65, and 66, the inclination angles of the two adjacent road surface forming plates 62 are changed, and the upper surface of the chain can be changed to a free road surface.
[0031]
FIG. 11 shows still another embodiment of the pseudo road surface generator for vehicle testing according to the present invention. A plurality of slide road surface plates 67 (corresponding to the road surface forming element 9) are arranged so as to continuously overlap in the road surface traveling direction A. One slide road surface plate 67 is formed of a telescopic support bar 68 and a superposed plate rotatably (rollably) coupled to the upper end of the support bar 68. As shown in FIG. 12, the overlapping board is formed of a front portion 71 located forward of each rotation center line and a rear portion 72 located behind the rotation center line. An insertion hole 73 is formed in a rear portion 72 of the one superposed plate so that a front portion 71 of another superposed plate that is adjacent to the rear side of the superposed plate is slidably inserted.
[0032]
A lower end of the support rod 68 is rotatably supported by a telescopic end of a movable portion 75 of a cylinder 74. A biasing means (spring, not shown) for applying a biasing force to the support rod 68 and the movable part 75 to straighten the support rod 68 and the movable part 75 is provided at the extension end. The support rod 68 and the movable part 75 swing relative to each other according to the amount of expansion and contraction of the movable part 75 of the plurality of cylinders, and the adjacent front part 71 and rear part 72 slide by themselves. The upper surfaces of the plurality of slide road surface plates 67 form one free road surface. The road surface is locally deformed continuously in real time, and a fixed wavefront Z (= Z (X + Vt)) is transmitted in the direction A.
[0033]
【The invention's effect】
INDUSTRIAL APPLICABILITY The vehicle test pseudo road surface generation device and the traveling test method for a self-propelled vehicle according to the present invention can effectively execute a test in driving a vehicle in a state close to an actual traveling state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an axial projection view showing an embodiment of a pseudo road surface generating device for a vehicle test according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a pseudo road surface generator for vehicle testing.
FIG. 3 is a front view showing a part of FIG. 2;
FIG. 4 is a front view showing a part of FIG. 3 in detail;
FIG. 5 is a front view with a side view showing another embodiment of the pseudo road surface generating device for a vehicle test.
FIG. 6 is a front view showing still another embodiment of the vehicle test pseudo road surface generating device.
FIG. 7 is a side view of FIG. 6;
FIG. 8 is a side view showing still another embodiment of the vehicle test pseudo road surface generating device.
FIG. 9 is a side view showing still another embodiment of the pseudo road surface generating device for a vehicle test.
FIG. 10 is a front view showing still another embodiment of the pseudo road surface generator for vehicle test.
FIG. 11 is a front view showing still another embodiment of the vehicle test pseudo road surface generating device.
FIG. 12 is a front view showing a part of FIG. 11;
[Explanation of symbols]
4 ... Car body 6 ... Infinite track 9 ... Topographic wavefront forming element S, Sn ... Topographic wavefront

Claims

In a pseudo road surface generator provided for testing predictive control of the motion of an infinite crawler type self-propelled vehicle,
The upper surface forming the pseudo road surface is formed in an infinite shape, and the upper surface forms a terrain wavefront that travels by moving unevenly in the front-back direction in a wave-like manner,
The terrain wavefront is represented by Z (X + Vt) on a coordinate system consisting of an X-axis pointing in the reverse traveling direction from the mechanical origin and a Z-axis pointing in a height direction orthogonal to the X-axis,
The pseudo road surface generator for vehicle test, wherein V is a speed of the traveling of the terrain wavefront with respect to the mechanical origin.

In claim 1,
The variable Z is a pseudo road surface generator for vehicle testing that can be changed.

In claim 1 or 2,
It has a plurality of terrain wavefront forming elements forming the terrain wavefront, the top surfaces of the plurality of terrain wavefront forming elements form a terrain wavefront continuously in an infinite direction, and the adjacent terrain wavefront forming elements travel at the same speed. A pseudo road surface generator for vehicle testing, characterized in that:

In claim 1 or 2,
It has a plurality of terrain wavefront forming elements forming the terrain wavefront, and the top surfaces of the plurality of terrain wavefront forming elements form a terrain wavefront continuously in an infinite direction, and each terrain wavefront forming element does not travel and the traveling direction A pseudo road surface generating device for vehicle testing, wherein the pseudo road surface generating device is displaced in a direction perpendicular to the vehicle.

A traveling test method for a self-propelled vehicle using the vehicle test pseudo road surface generation device according to claim 1,
Detecting the terrain wavefront;
Playing the terrain wavefront at a second location different from the first location where the terrain wavefront is generated based on the detection;
And a driving test method for a self-propelled vehicle.

In claim 5, further,
Placing the infinite crawler track of the body on the regenerated reproduced terrain wavefront,
Controlling a pitching attitude of the vehicle body by driving a suspension device supported by the infinite crawler belt and supporting the vehicle body;
And a driving test method for a self-propelled vehicle.

In claim 6, further,
Physically performing the detection by laser ranging between the vehicle body and the terrain wavefront,
A driving test method for a self-propelled vehicle including: