JP2005207775A - Apparatus for analyzing three-dimensional behavior of road surface condition factor - Google Patents

Apparatus for analyzing three-dimensional behavior of road surface condition factor Download PDF

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Katsumi Matsuoka
勝己 松岡
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve accuracy in reproducibility of behavior of a road surface condition factor when the actual traveling is performed, and to provide an apparatus for analyzing the three-dimensional behavior of the road surface condition factor, which can image and analyze the road condition factor in a wide range. <P>SOLUTION: The apparatus for analyzing the three-dimensional behavior of the road surface condition factor includes: a wheel track rail 2 prescribing the traveling route of wheels of a motor vehicle; a wheel traveling apparatus 1 for making the wheels travel along the wheel track rail; a simulative road 4 having the road surface condition factor for simulating the road surface condition of the road; and road surface condition factor imaging means C1 for imaging the road surface condition factor which is spattered by the wheel. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、路面状況因子の3次元挙動解析装置に関し、特に、車両走行時に車輪により跳ね上げられる水や泥などの路面状況因子の挙動を解析する路面状況因子の3次元挙動解析装置に関する。   The present invention relates to a three-dimensional behavior analysis apparatus for road surface condition factors, and more particularly to a three-dimensional behavior analysis apparatus for road surface condition factors for analyzing the behavior of road surface condition factors such as water and mud that are splashed up by wheels during vehicle travel.

車両は、天候や場所などに応じ多彩に状況が変化する路面を走行する。例えば、雨天走行時には、タイヤが路面にたまった水をはね、はねられた水が自車の車両の各部や対向車に衝突して霧状になり視界を妨げるなど走行の障害になる。また、水だけでなく泥や石といった固体状のものが跳ね上げられることもある。   The vehicle travels on the road surface where the situation changes variously according to the weather and the place. For example, when traveling in rainy weather, tires splash water that accumulates on the road surface, and the splashed water collides with each part of the vehicle of the own vehicle and oncoming vehicles, resulting in fog and hindering visibility. In addition, not only water but also solid things such as mud and stones may be splashed up.

これらはね上げられた水など路面状況因子の挙動を調査することで、車両の防水構造や路面状況因子をはね上げにくいホイールアライメントやタイヤ形状などの開発が可能となるが、路面の状況に応じて無作為にはね上げられる種々の路面状況因子の挙動を、実際の車両走行時に捉えるのは容易ではない。   By investigating the behavior of road surface conditions such as water that has been splashed, it becomes possible to develop a waterproof structure of the vehicle and wheel alignment and tire shapes that are difficult to repel the road surface conditions. It is not easy to capture the behavior of various road surface conditions that are thrown up during actual vehicle travel.

このため、自動車メーカなどでは、車両走行の試験装置を用いた車両性能評価試験の自動化やCAE(Computer Aided Engineering)化を進め、製品開発の速度向上やコストダウンを計っている。例えば、水はねなどを再現する再現装置を用いてタイヤでの水はね状況を模擬する水はねの試験方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1の水はねの試験方法は、風洞の床面下に設置されたシャシダイナモの回転ローラ上に供試車両を配置し、供試車両の前輪タイヤを回転駆動させながら、供給口が扁平形である水流ノズルから水を供給して、前輪タイヤが水をはねる状況を模擬する。   For this reason, automakers, etc. have been promoting automation and CAE (Computer Aided Engineering) of vehicle performance evaluation tests using a vehicle running test device to improve the speed of product development and reduce costs. For example, there has been proposed a water splash test method that simulates a water splash situation in a tire using a reproduction device that reproduces water splash (see, for example, Patent Document 1). In the water splash test method of Patent Document 1, the test vehicle is placed on a rotating roller of a chassis dynamo installed under the floor of a wind tunnel, and the front port tire of the test vehicle is driven to rotate while the supply port is Water is supplied from a flat water flow nozzle to simulate the situation where the front wheel tires splash water.

図7(a)は、特許文献1における水たまりとタイヤの関係の概略図を示す。図7(a)では、回転ローラ94が、供試車両の前輪タイヤ93を回転させると共に、水流ノズル97から吹き出された水が前輪タイヤに突入する。水流ノズルから吹き出す水は回転ローラに乗った状態になり、路面上に水たまりがある状況になっているので、水流ノズルから吹き出した水が前輪タイヤに突入することで、水はね状況を模擬できる。
特開平10−197411号公報
FIG. 7A shows a schematic diagram of the relationship between a puddle and a tire in Patent Document 1. FIG. In FIG. 7A, the rotating roller 94 rotates the front wheel tire 93 of the test vehicle, and water blown from the water flow nozzle 97 enters the front wheel tire. The water blown out from the water nozzle is in a state where it rides on a rotating roller, and there is a puddle on the road surface. .
Japanese Patent Laid-Open No. 10-197411

しかしながら、特許文献1に記載された水はねの試験方法では、前輪タイヤ93が水たまりに進入する時の水はねを再現できないという問題がある。図7(a)に示したように、前輪タイヤ93は、回転ローラ94上を回転したまま水はねを生じさせるが、実際の路面では、路面の凹部(窪み)が水たまりとなり、タイヤが路面の凹部である水たまりに進入する時から水はねが生じ始める。   However, the water splash test method described in Patent Document 1 has a problem that the water splash when the front wheel tire 93 enters the puddle cannot be reproduced. As shown in FIG. 7 (a), the front wheel tire 93 causes water splashing while rotating on the rotating roller 94. However, on the actual road surface, a recess (dent) on the road surface becomes a puddle, and the tire is on the road surface. Water splashes begin to enter the puddle, which is a recess of the water.

図7(b)は、実走行時における水たまりとタイヤの関係の概略図を示す。図7(b)では、水たまり92が走行面95に対しαの角度で窪んでいる。このため、水たまり92に進入する前輪タイヤ93は、水たまり92に角度αで進入する。すなわち、実走行時には、路面の凹部に車両の前輪タイヤが進入するのに対し、特許文献1の水はねの試験方法では水たまりに進入する時の水はねを再現できない。   FIG.7 (b) shows the schematic of the relationship between the puddle and tire at the time of actual driving | running | working. In FIG. 7B, the puddle 92 is recessed at an angle α with respect to the traveling surface 95. For this reason, the front wheel tire 93 entering the puddle 92 enters the puddle 92 at an angle α. That is, during actual running, the front wheel tire of the vehicle enters the concave portion of the road surface, whereas the water splash test method of Patent Document 1 cannot reproduce the water splash when entering the puddle.

また、特許文献1に記載された水はねの試験方法では、供試車両が車体を有するため、前輪タイヤがはね上げる路面状況因子の挙動を、例えば車体側からなど広範囲の方向から撮影することが困難である。また、水流ノズルでは、石や泥など固体状の路面状況因子を吹き出すことが困難であるので、石や泥のはね上げを再現することも困難である。したがって、従来は、これら種々の路面状況因子が跳ね上げられた時の複雑な挙動を試験する試験装置がなく、CAE化を進めるための試験を十分に行うには至っていなかった。   Further, in the water splash test method described in Patent Document 1, since the test vehicle has a vehicle body, the behavior of the road surface condition that the front wheel tire splashes is photographed from a wide range of directions, for example, from the vehicle body side. Is difficult. In addition, since it is difficult to blow out solid road surface condition factors such as stone and mud with a water flow nozzle, it is also difficult to reproduce the splash of stone and mud. Therefore, conventionally, there is no test apparatus for testing the complex behavior when these various road surface condition factors are flipped up, and the test for promoting CAE has not been sufficiently performed.

本発明は、上記問題に鑑み、実走行時における路面状況因子の挙動の再現精度を向上させ、路面状況因子を広範囲で撮影し解析可能な、路面状況因子の3次元挙動解析装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides a road surface condition factor three-dimensional behavior analysis apparatus capable of improving the reproduction accuracy of the road surface condition factor behavior during actual driving and photographing and analyzing the road surface condition factor over a wide range. With the goal.

上記問題を解決するため、本発明は、自動車の車輪の走行経路を規制する車輪用軌道レールと、車輪を車輪用軌道レールに沿って走行させる車輪走行装置と、道路の路面状況を模擬するための路面状況因子を有する模擬路面と、車輪にはね上げられた路面状況因子を撮影する路面状況因子撮影手段と、を有することを特徴とする路面状況因子の3次元挙動解析装置を提供する。   In order to solve the above-described problems, the present invention is to simulate a wheel track rail that regulates a travel route of a vehicle wheel, a wheel travel device that travels the wheel along the wheel track rail, and a road surface condition of the road. There is provided a three-dimensional behavior analysis apparatus for a road surface condition factor, characterized by having a simulated road surface having the road surface condition factor and a road surface condition factor photographing means for photographing a road surface factor pushed up on a wheel.

本発明によれば、実走行時における路面状況因子の挙動の再現精度を向上させ、路面状況因子を広範囲で撮影し解析可能な、路面状況因子の3次元挙動解析装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the reproduction accuracy of the behavior of the road surface condition factor at the time of actual driving | running | working can be improved, and the road surface condition factor three-dimensional behavior analysis apparatus which can image | photograph and analyze a road surface condition factor over a wide range can be provided.

本発明の一局面においては、路面状況因子撮影手段は、車輪の進行方向略正面、車輪の略側面及び車輪の略平面の少なくとも一方から、路面状況因子を撮影することを特徴とする。撮影方向は、これら進行方向正面、側面、平面に限られず、所望の位置から撮影できる。路面状況因子撮影手段の数も3個に限定されず、4個以上の路面状況因子撮影手段で撮影してもよい。   In one aspect of the present invention, the road surface condition factor photographing means photographs the road surface condition factor from at least one of a front surface in the traveling direction of a wheel, a substantially side surface of the wheel, and a substantially flat surface of the wheel. The shooting direction is not limited to the front, side, and plane in the traveling direction, and shooting can be performed from a desired position. The number of road surface condition photographing means is not limited to three, and four or more road surface condition photographing means may be used for photographing.

また、本発明の一局面においては、車輪走行装置は、当該車輪に荷重を加える荷重負荷手段又は車両用軌道レールを摺動案内するレール口を有し、所定の駆動力により車両用軌道レールを摺動することを特徴とする。レール口は、溝状であってもよい。   In one aspect of the present invention, the wheel traveling device has a load loading means for applying a load to the wheel or a rail opening for slidingly guiding the vehicle track rail, and the vehicle track rail is driven by a predetermined driving force. It is characterized by sliding. The rail opening may be groove-shaped.

また、本発明の一局面においては、路面状況因子は、水、泥、石、雪、砂利又は氷である、ことを特徴とする。路面状況因子が水など液体の場合には、模擬路面は凹部を形成する。また、水、泥、石、雪、砂利又は氷の路面状況因子は、路面状況因子の例示に過ぎず、路面に存在しうるみぞれやほこりなど、路面の状況を模擬する全てのものを含む。ガラスや釘など人為的に存在しうるものでもよい。   In one aspect of the present invention, the road surface condition factor is water, mud, stone, snow, gravel, or ice. When the road surface condition factor is liquid such as water, the simulated road surface forms a recess. Further, the road surface condition factors of water, mud, stone, snow, gravel, or ice are merely examples of the road surface condition factors, and include all those that simulate the road surface conditions such as sleet and dust that may exist on the road surface. It may be artificially present such as glass or nails.

また、本発明の一局面においては、車輪用軌道レールは、上向きの湾曲部を有することを特徴とする。車輪用軌道レールが、上向きの湾曲部を有している場合には、車輪用軌道レールに合わせてタイヤが走行する走行部も湾曲することが好適である。   In one aspect of the present invention, the track rail for wheels has an upward curved portion. In the case where the wheel track rail has an upward curved portion, it is preferable that the traveling portion where the tire travels bend in accordance with the wheel track rail.

また、本発明の一局面においては、撮影手段で撮影した、路面状況因子の画像を取り込む画像データ取り込み手段と、画像データ取り込み手段で取り込まれた画像データを解析し、路面状況因子の挙動を解析する挙動解析手段と、を有することを特徴とする。   Further, in one aspect of the present invention, the image data capturing unit that captures the image of the road surface condition factor captured by the photographing unit, the image data captured by the image data capturing unit, and the behavior of the road surface factor are analyzed. And a behavior analysis means.

本発明によれば、実走行時における路面状況因子の挙動の再現精度を向上させ、路面状況因子を広範囲で撮影し解析可能な、路面状況因子の3次元挙動解析装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the reproduction accuracy of the behavior of the road surface condition factor at the time of actual driving | running | working can be improved, and the road surface condition factor three-dimensional behavior analysis apparatus which can image | photograph and analyze a road surface condition factor over a wide range can be provided.

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照して説明する。図1(a)は、路面状況因子の3次元挙動解析装置(以下、単に3次元挙動解析装置という)における模擬サスペンションの一例を示す。図1の左図は模擬サスペンションをタイヤの進行方向正面から見た正面図を、図1の中央図は側面から見た側面図を、図1の右図は平面から見た平面図を、それぞれ示す。模擬サスペンションは、図1(b)に示すように、実車の車両のフロントサスペンションを3次元挙動解析装置に取り付け可能としたフロントサスペンションアッセンブリ20(以下、単にフロントサスAssyという)と、フロントサスAssy20を拘束し走行経路に沿って走行させる車輪走行装置となるサスペンション拘束具40とから構成される。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A shows an example of a simulated suspension in a road surface condition factor three-dimensional behavior analysis apparatus (hereinafter simply referred to as a three-dimensional behavior analysis apparatus). The left figure in FIG. 1 is a front view of the simulated suspension as seen from the front in the tire traveling direction, the central figure in FIG. 1 is a side view as seen from the side, and the right figure in FIG. 1 is a plan view as seen from the plane. Show. As shown in FIG. 1B, the simulated suspension includes a front suspension assembly 20 (hereinafter simply referred to as a front suspension assembly) and a front suspension assembly assembly 20 that can attach a front suspension of an actual vehicle to a three-dimensional behavior analysis apparatus. It is comprised from the suspension restraint tool 40 used as the wheel traveling apparatus which restrains and drive | works along a driving | running route.

図1(b)について説明する。フロントサスAssy20には、アクスルを含むタイヤ25付きの車輪に、サスアーム23及びサスシャフト22、並びに、ショックアブソーバ21が取り付けられている。サスペンション拘束具40は、サスアーム23及びサスシャフト22の取り付け部41、軌道レール差し込み部42、ジャッキ43、ショックアブソーバ21を拘束するショックアブソーバ拘束部44、を有する。模擬サスペンションは、サスアーム23及びサスシャフト22を取り付け部41へ取り付け、ショックアブソーバ21をショックアブソーバ拘束部44で拘束することで形成される。   FIG. 1B will be described. In the front suspension assembly 20, a suspension arm 23, a suspension shaft 22, and a shock absorber 21 are attached to a wheel with a tire 25 including an axle. The suspension restraint tool 40 includes a suspension arm 23 and a suspension shaft attachment portion 41, a track rail insertion portion 42, a jack 43, and a shock absorber restraining portion 44 that restrains the shock absorber 21. The simulated suspension is formed by attaching the suspension arm 23 and the suspension shaft 22 to the attachment portion 41 and restraining the shock absorber 21 with the shock absorber restraining portion 44.

また、ジャッキ43は、ショックアブソーバ拘束部44を介してフロントサスAssy20に荷重を加えることができる。ジャッキ43に加えられた荷重は、ショックアブソーバ拘束部44が有するロードセルで検出される。したがって、例えば、実車の全車重のうちフロントサスに加わると想定される荷重を、模擬サスペンションに加えることが可能である。なお、模擬サスペンションは、実車と同様のフロントサスAssy20を有するので、トー角やキャンバ角などのアライメントは、実車と同様に変化しうる。   Further, the jack 43 can apply a load to the front suspension Assy 20 via the shock absorber restraining portion 44. The load applied to the jack 43 is detected by a load cell included in the shock absorber restraining portion 44. Therefore, for example, it is possible to apply a load assumed to be applied to the front suspension out of the total weight of the actual vehicle to the simulated suspension. Since the simulated suspension has the front suspension Assy 20 similar to that of the actual vehicle, the alignment such as the toe angle and the camber angle can be changed similarly to the actual vehicle.

図2は、3次元挙動解析装置の概略図を示す。図2(a)は、3次元挙動解析装置の平面図を、図2(b)は側面図を示す。図1で説明した模擬サスペンション1は、軌道レール差し込み部42を軌道レール2に差し込まれることで、摺動可能に取り付けられる。軌道レール2は、内設されたチェーン6を有し、モータ5がチェーン6を巻き上げると、模擬サスペンション1は軌道レール2を摺動する。また、モータ5は、モータ制御装置7に接続されている。モータ制御装置7は、モータ5の回転速度を設定できる。モータ5の回転速度は、走行中一定となるよう設定されてもよいし、時間と共に変化するように設定されてもよい。   FIG. 2 shows a schematic diagram of a three-dimensional behavior analysis apparatus. 2A is a plan view of the three-dimensional behavior analysis apparatus, and FIG. 2B is a side view. The simulated suspension 1 described in FIG. 1 is slidably attached by inserting the track rail insertion portion 42 into the track rail 2. The track rail 2 has an internal chain 6, and when the motor 5 winds up the chain 6, the simulated suspension 1 slides on the track rail 2. The motor 5 is connected to a motor control device 7. The motor control device 7 can set the rotation speed of the motor 5. The rotational speed of the motor 5 may be set to be constant during traveling, or may be set to change with time.

さらに、3次元挙動解析装置は、タイヤ走行部3、模擬路面4及びカメラC1ないしC3を有する。模擬サスペンション1が有するタイヤ25は、ジャッキ43による荷重でタイヤ走行部3に接地される。したがって、モータ5がチェーン6を巻き上げると、模擬サスペンション1のタイヤ25は、タイヤ走行部3を走行する。タイヤ走行部3は、アスファルトやコンクリートなどの舗装道路、砂利や土など、好適には、実走行時に車両が走行する道路と同様の走行面で形成される。しかし、本実施例の特徴は模擬路面4の走行時に、タイヤ25が路面状況因子をはねることにあるため、タイヤ走行部3の形成面は、実走行時の道路と同様でなくともよい。なお、タイヤ走行部3は、図2(b)に示すように、上部に湾曲する湾曲部8を有する。湾曲部8があることで、湾曲部8の高低差を利用して模擬サスペンション1を加速させることが容易になり、タイヤ走行部3の全長を短縮できる。   The three-dimensional behavior analysis apparatus further includes a tire traveling unit 3, a simulated road surface 4, and cameras C1 to C3. The tire 25 included in the simulated suspension 1 is grounded to the tire traveling unit 3 with a load by the jack 43. Therefore, when the motor 5 winds up the chain 6, the tire 25 of the simulated suspension 1 travels on the tire traveling unit 3. The tire traveling unit 3 is preferably formed of a traveling surface similar to a road on which a vehicle travels during actual traveling, such as a paved road such as asphalt or concrete, gravel, or earth. However, since the feature of the present embodiment is that the tire 25 hits the road surface condition factor when traveling on the simulated road surface 4, the formation surface of the tire traveling portion 3 may not be the same as the road during actual traveling. In addition, as shown in FIG.2 (b), the tire traveling part 3 has the curved part 8 which curves to the upper part. The presence of the curved portion 8 makes it easy to accelerate the simulated suspension 1 using the height difference of the curved portion 8, and the overall length of the tire traveling portion 3 can be shortened.

続いて、模擬路面4について説明する。図3(a)は、水たまりを模擬した模擬路面4の一例を示す図である。図3(a)の模擬路面は、タイヤ走行部3より低位の底面51及び進入面52が、深さhの凹部55を形成している。底面51が、タイヤ走行部3よりも低いので、実走行時にタイヤが水溜まりに進入する時の水はねの挙動を再現し得る。なお、模擬路面4は、図3(b)のように、進入面52が緩やかな傾斜で形成されていてもよい。また、凹部55の深さhも限定されない。   Next, the simulated road surface 4 will be described. Fig.3 (a) is a figure which shows an example of the simulation road surface 4 which simulated the puddle. In the simulated road surface of FIG. 3A, the bottom surface 51 and the entry surface 52 lower than the tire traveling unit 3 form a recess 55 having a depth h. Since the bottom surface 51 is lower than the tire traveling portion 3, the behavior of water splash when the tire enters the puddle during actual traveling can be reproduced. The simulated road surface 4 may be formed with a gentle slope at the entry surface 52 as shown in FIG. Further, the depth h of the recess 55 is not limited.

模擬路面4には、泥、石、雪、砂利、ガラス、などの路面状況因子が静置されていてもよい。図3(c)は、路面状況因子として石を有する模擬路面4の一例を示す。図3(c)の模擬路面では、進入面52を有さず、石56が静置されている。また、図3(d)の模擬路面では、進入面52が凸部を有し、進入面52と底面51で形成される凹部55には泥57が滞留している。実際の道路では、車重により進入面52が凸部を形成することがあるので、模擬路面4を実際の道路を想定して形成することで、実走行時の路面を再現しうる。なお、図3(d)は、模擬路面4の側面図であるが、轍のように正面から見て凹部を有するように模擬路面4を形成してもよい。また、水などの路面状況因子に着色すれば、撮影された画像における水はねなどの挙動の解析精度が向上する。模擬路面4の形状及び路面状況因子は設計事項であるので、種々の模擬路面4を形成することができる。また、模擬路面4を交換すれば、多様な模擬路面を再現できる。   Road surface condition factors such as mud, stones, snow, gravel, and glass may be placed on the simulated road surface 4. FIG.3 (c) shows an example of the simulated road surface 4 which has a stone as a road surface condition factor. In the simulated road surface of FIG. 3C, the stone 56 is left stationary without having the entry surface 52. In the simulated road surface of FIG. 3D, the entry surface 52 has a convex portion, and mud 57 stays in the concave portion 55 formed by the entry surface 52 and the bottom surface 51. In an actual road, the approach surface 52 may form a convex portion due to the vehicle weight. Therefore, the road surface during actual traveling can be reproduced by forming the simulated road surface 4 assuming an actual road. FIG. 3D is a side view of the simulated road surface 4, but the simulated road surface 4 may be formed so as to have a concave portion when viewed from the front, like a ridge. In addition, if the road surface condition factor such as water is colored, the analysis accuracy of the behavior of water splash or the like in the photographed image is improved. Since the shape of the simulated road surface 4 and the road surface condition factors are design matters, various simulated road surfaces 4 can be formed. Moreover, if the simulated road surface 4 is replaced, various simulated road surfaces can be reproduced.

続いて、はね上げられた路面状況因子の撮影について説明する。タイヤ走行部3を走行してきた模擬サスペンション1のタイヤ25は、模擬路面4で路面状況因子と接触する。タイヤ25と接触した路面状況因子は、はね上げられ、カメラで撮影される。図2の3次元挙動解析装置は、模擬路面4を進行方向正面から撮影するカメラC1、側面から撮影するC2及び平面から撮影するC3を有する。3次元挙動の解析を行うには、図2のようにカメラC1ないしC3の3点から撮影することが好適であるが、4個以上のカメラを設けてもよいし、所定の1点から撮影してもよい。   Next, photographing of the raised road surface condition factor will be described. The tire 25 of the simulated suspension 1 that has traveled through the tire traveling unit 3 comes into contact with a road surface condition factor on the simulated road surface 4. The road surface condition factor in contact with the tire 25 is flipped up and photographed with a camera. The three-dimensional behavior analysis apparatus of FIG. 2 includes a camera C1 that captures an image of the simulated road surface 4 from the front in the traveling direction, C2 that captures images from the side, and C3 that captures images from the plane. In order to analyze the three-dimensional behavior, it is preferable to shoot from three points of the cameras C1 to C3 as shown in FIG. 2, but four or more cameras may be provided, or shoot from a predetermined one point. May be.

カメラC1ないしC3は、例えばCCDカメラやCMOSカメラである。はね上げられた路面状況因子の挙動を撮影できるように、所定以上のフレーム数/秒の早さで動画又は静止画を取り込むことが可能である。カメラC1ないしC3で撮影された画像は、同期が取られている。したがって、カメラC1、C2及びC3は、はね上げられた路面状況因子の所定の瞬間を3方向から同時に撮影可能である。撮影された画像は、次述の3次元挙動解析手段に取り込まれ、水滴などがはね上げられた方向や速度など、水滴の三次元挙動の解析に供される。なお、カメラにはフロントサスAssy20が同時に撮影されているので、フロントサスAssy20の画像と共に解析に用いてもよい。   The cameras C1 to C3 are, for example, CCD cameras or CMOS cameras. It is possible to capture a moving image or a still image at a predetermined number of frames / second or faster so that the behavior of the raised road surface condition factor can be photographed. The images taken by the cameras C1 to C3 are synchronized. Therefore, the cameras C1, C2, and C3 can photograph a predetermined moment of the raised road surface condition factor simultaneously from three directions. The photographed image is taken into the following three-dimensional behavior analysis means, and used for analysis of the three-dimensional behavior of the water droplets such as the direction and speed at which the water droplets are splashed. In addition, since the front suspension Assy20 is image | photographed simultaneously with the camera, you may use for an analysis with the image of the front suspension Assy20.

図4(a)は、3次元挙動解析手段の概略機能構成図の一例を示す。図4(a)の三次元挙動解析手段は、カメラC1、C2及びC3の画像を取り込む画像データ取り込み手段61と、取り込まれた画像に基づき路面状況因子の挙動を解析する挙動解析手段62を有する。画像データ取り込み手段61は、画像データを保存する記憶装置63に、カメラC1、C2及びC3で取り込まれた画像データを記憶する。   FIG. 4A shows an example of a schematic functional configuration diagram of the three-dimensional behavior analysis means. The three-dimensional behavior analysis unit in FIG. 4A includes an image data capturing unit 61 that captures images of the cameras C1, C2, and C3, and a behavior analysis unit 62 that analyzes the behavior of road surface condition factors based on the captured images. . The image data capturing means 61 stores the image data captured by the cameras C1, C2, and C3 in the storage device 63 that stores the image data.

図4(b)は、カメラC1、C2及びC3で取り込まれた画像の一例を示す。図4(b)の左図は正面から、中央図は側面から、右図は平面から撮影した、タイヤと水はねの様子を示す。3次元挙動解析手段62は、図4(b)のような水はねの画像に基づき、水はね量、水滴の大きさ、速度、方向、などの挙動を解析する。このように、撮影された画像を画像解析することで、路面状況因子の挙動を定量計測できる。   FIG. 4B shows an example of images captured by the cameras C1, C2, and C3. The left figure of FIG.4 (b) shows the state of a tire and water splashing image | photographed from the front, a center figure from the side, and a right figure from the plane. The three-dimensional behavior analysis means 62 analyzes the behavior of the amount of water splash, the size of the water droplet, the speed, the direction, etc. based on the image of the water splash as shown in FIG. Thus, by analyzing the captured image, the behavior of the road surface condition factor can be quantitatively measured.

以上の構成に基づき、3次元挙動解析装置の動作について説明する。図5は、3次元挙動解析装置の動作の様子を、図6は、3次元挙動解析装置の動作を説明するためのフローチャート図を示す。   Based on the above configuration, the operation of the three-dimensional behavior analysis apparatus will be described. FIG. 5 shows an operation state of the three-dimensional behavior analysis apparatus, and FIG. 6 shows a flowchart for explaining the operation of the three-dimensional behavior analysis apparatus.

まず、模擬サスペンション1は、軌道レール差し込み部42を軌道レール2に差し込まれ、チェーン6に接続される。ジャッキ43によりフロントサスAssy20に所定の荷重を加える。例えば、車重が1000Kgの車両の水はねを再現する場合であれば、その4分の1の250Kg程度の荷重を負荷する。車両の重心位置などを考慮して、荷重を設定してもよい。負荷された荷重は、ロードセルにより確認できる。この時点で、模擬サスペンション1は、図5のAに位置する。   First, the simulated suspension 1 is connected to the chain 6 by inserting the track rail insertion portion 42 into the track rail 2. A predetermined load is applied to the front suspension Assy 20 by the jack 43. For example, if the water splash of a vehicle having a vehicle weight of 1000 kg is reproduced, a load of about one-fourth of 250 kg is applied. The load may be set in consideration of the position of the center of gravity of the vehicle. The applied load can be confirmed by a load cell. At this point, the simulated suspension 1 is located at A in FIG.

続いて、模擬路面4が所定の場所に配置される。ユーザは、図3で説明した所望の模擬路面4を、例えばタイヤ走行部3の終端に取り付ける。   Subsequently, the simulated road surface 4 is arranged at a predetermined location. The user attaches the desired simulated road surface 4 described with reference to FIG.

ステップS101では、3次元挙動解析装置が、ユーザにより3次元挙動の解析の開始信号を入力される。モータ制御装置7の操作パネルなどにおいて、ユーザにより走行速度などを設定され、例えば、解析の開始ボタンを押下される。モータ5の回転速度が可変なので、車速に応じた路面状況因子の挙動を解析できる。   In step S101, the three-dimensional behavior analysis apparatus receives a three-dimensional behavior analysis start signal from the user. On the operation panel or the like of the motor control device 7, the traveling speed is set by the user, and for example, an analysis start button is pressed. Since the rotation speed of the motor 5 is variable, it is possible to analyze the behavior of the road surface condition factor according to the vehicle speed.

ステップS102では、モータ制御装置7によりモータ5が駆動され、モータ5が模擬サスペンション1を軌道レール2の最上部へ移動させる。模擬サスペンション1は、図5のBの位置を通過してCに位置する。   In step S <b> 102, the motor 5 is driven by the motor control device 7, and the motor 5 moves the simulated suspension 1 to the top of the track rail 2. The simulated suspension 1 passes through the position B in FIG.

ステップS103では、設定された走行速度となるよう、モータ制御装置7がモータ5を制御する。模擬サスペンション1は、モータ5の回転により軌道レール2を摺動する。これに伴い、タイヤ25がタイヤ走行部3の走行を開始する。模擬サスペンション1は、モータ5の回転及び軌道レール2の湾曲部8がもたらす高低差により加速する。この時点で、模擬サスペンション1は、図5の位置D及びEを通過する。   In step S103, the motor control device 7 controls the motor 5 so that the set traveling speed is achieved. The simulated suspension 1 slides on the track rail 2 by the rotation of the motor 5. Along with this, the tire 25 starts traveling of the tire traveling unit 3. The simulated suspension 1 is accelerated by the height difference caused by the rotation of the motor 5 and the curved portion 8 of the track rail 2. At this point, the simulated suspension 1 passes through positions D and E in FIG.

ステップS104では、模擬サスペンション1のタイヤ25がはね上げる路面状況因子が撮影される。タイヤ25は、タイヤ走行部3を通過し模擬路面4に到達する。カメラC1ないしC3は、タイヤ25が、図3で説明した進入面52に進入し水に触れる時から撮影することができる。   In step S104, a road surface condition factor that the tire 25 of the simulated suspension 1 pops up is photographed. The tire 25 passes through the tire traveling unit 3 and reaches the simulated road surface 4. The cameras C1 to C3 can shoot from the time when the tire 25 enters the entrance surface 52 described with reference to FIG.

ステップS105では、3次元挙動解析手段により、路面状況因子の挙動が解析される。カメラC1ないしC3が撮影した画像データは、画像データ取り込み手段61により取り込まれ、次いで、挙動解析手段62により、水はねした水滴などの速度や方向が解析される。なお、画像データを記憶装置63に記憶しておき、挙動解析手段62による解析は、ネットワークなどに接続されたコンピュータで後に行うとしてもよい。以上で、3次元挙動解析装置の動作が終了する。   In step S105, the behavior of the road surface condition factor is analyzed by the three-dimensional behavior analysis means. Image data captured by the cameras C1 to C3 is captured by the image data capturing unit 61, and then the behavior analysis unit 62 analyzes the speed and direction of the splashed water droplets. The image data may be stored in the storage device 63, and the analysis by the behavior analysis unit 62 may be performed later by a computer connected to a network or the like. This completes the operation of the three-dimensional behavior analysis apparatus.

本実施例によれば、路面が有する段差に進入する時に生じる、タイヤ中心の移動を再現できるので、実走行時における路面状況因子の挙動の再現精度が向上する。また、車輪にはね上げられた水、泥、石などの路面状況因子の挙動を、三方向から撮影できる。撮影された画像に基づき、路面状況因子の三次元挙動を定量的に把握することが可能であるので、性能試験の自動化やCAE化を行う基礎データを取得できる。また、模擬路面は、悪路や凹凸路などを模擬した路面であってもよい。悪路や凹凸路を模擬した場合には、路面状況因子の挙動に加え、模擬サスペンション1の振動解析などを行うことができる。   According to the present embodiment, since the movement of the tire center that occurs when entering the level difference of the road surface can be reproduced, the reproduction accuracy of the behavior of the road surface condition factor during actual traveling is improved. In addition, the behavior of road surface condition factors such as water, mud, and stones splashed on the wheels can be photographed from three directions. Since it is possible to quantitatively grasp the three-dimensional behavior of the road surface condition factor based on the photographed image, it is possible to acquire basic data for performing performance test automation and CAE. The simulated road surface may be a road surface that simulates a rough road or an uneven road. When a rough road or a rough road is simulated, vibration analysis of the simulated suspension 1 can be performed in addition to the behavior of the road surface condition factor.

本発明は、車輪がはね上げる路面状況因子の3次元挙動解析装置に利用できる。また、水はねなどの試験装置として利用できる。路面状況因子として代表的なのは水であるが、路面に存在しうるものであれば路面状況因子の別は問わない。また、車輪のタイプ、大きさ、外観、タイヤの種類、なども問わない。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a three-dimensional behavior analysis apparatus for a road surface condition factor that a wheel springs up. It can also be used as a test device for water splashes. A typical road condition factor is water, but any road condition factor may be used as long as it can exist on the road. Further, the type, size, appearance, type of tire, etc. of the wheel are not questioned.

3次元挙動解析装置における模擬サスペンションの一例である。It is an example of the simulation suspension in a three-dimensional behavior analysis apparatus. 3次元挙動解析装置の概略図である。It is the schematic of a three-dimensional behavioral analysis apparatus. 模擬路面の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a simulation road surface. 3次元挙動解析手段の概略機能構成図の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the general | schematic functional block diagram of a three-dimensional behavioral analysis means. 3次元挙動解析装置の動作の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of operation | movement of a three-dimensional behavioral analysis apparatus. 3次元挙動解析装置の動作を説明するためのフローチャート図の一例である。It is an example of the flowchart figure for demonstrating operation | movement of a three-dimensional behavioral analysis apparatus. 従来の水はね試験方法における水たまりとタイヤの関係の概略図である。It is the schematic of the relationship between the puddle and the tire in the conventional water splash test method.

符号の説明Explanation of symbols

1 模擬サスペンション
2 軌道レール
3 タイヤ走行部
4 模擬路面
5 モータ
6 チェーン
7 モータ制御装置
8 湾曲部
20 フロントサスペンションアッセンブリ
25 タイヤ
40 サスペンション拘束具
61 画像データ取り込み手段
62 挙動解析手段
C1、C2、C3 カメラ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Simulated suspension 2 Track rail 3 Tire traveling part 4 Simulated road surface 5 Motor 6 Chain 7 Motor control device 8 Curved part 20 Front suspension assembly 25 Tire 40 Suspension restraint 61 Image data capture means 62 Behavior analysis means C1, C2, C3 Camera

Claims (6)

自動車の車輪の走行経路を規制する車輪用軌道レールと、
前記車輪を前記車輪用軌道レールに沿って走行させる車輪走行装置と、
道路の路面状況を模擬するための路面状況因子を有する模擬路面と、
前記車輪にはね上げられた前記路面状況因子を撮影する路面状況因子撮影手段と、
を有することを特徴とする路面状況因子の3次元挙動解析装置。
A track rail for wheels that regulates the travel route of the wheels of the automobile,
A wheel traveling device for traveling the wheel along the wheel track rail;
A simulated road surface having road surface condition factors for simulating road surface conditions;
Road surface condition photographing means for photographing the road surface condition factor pushed up on the wheel;
A three-dimensional behavior analysis apparatus for road surface conditions, characterized by comprising:
前記路面状況因子撮影手段は、前記車輪の進行方向略正面、前記車輪の略側面及び前記車輪の略平面の少なくとも一方から、前記路面状況因子を撮影する、
ことを特徴とする請求項1記載の路面状況因子の3次元挙動解析装置。
The road surface condition factor photographing means shoots the road surface condition factor from at least one of the front direction of travel of the wheel, the substantially side surface of the wheel, and the substantially flat surface of the wheel.
The three-dimensional behavior analysis apparatus for road surface condition factors according to claim 1.
前記車輪走行装置は、当該車輪に荷重を加える荷重負荷手段又は前記車両用軌道レールを摺動案内するレール口を有し、所定の駆動力により前記車両用軌道レールを摺動する、
ことを特徴とする請求項1記載の路面状況因子の3次元挙動解析装置。
The wheel traveling device has load loading means for applying a load to the wheel or a rail opening for slidingly guiding the vehicle track rail, and slides the vehicle track rail with a predetermined driving force.
The three-dimensional behavior analysis apparatus for a road surface condition factor according to claim 1.
前記路面状況因子は、水、泥、石、雪、砂利又は氷である、ことを特徴とする請求項1記載の路面状況因子の3次元挙動解析装置。   2. The road surface condition factor three-dimensional behavior analysis apparatus according to claim 1, wherein the road surface condition factor is water, mud, stone, snow, gravel, or ice. 前記車輪用軌道レールは、上向きの湾曲部を有することを特徴とする請求項1記載の路面状況因子の3次元挙動解析装置。   2. The road surface condition factor three-dimensional behavior analysis apparatus according to claim 1, wherein the wheel track rail has an upward curved portion. 前記撮影手段で撮影した、前記路面状況因子の画像を取り込む画像データ取り込み手段と、
前記画像データ取り込み手段で取り込まれた画像データを解析し、前記路面状況因子の挙動を解析する挙動解析手段と、
を有することを特徴とする請求項1記載の路面状況因子の3次元挙動解析装置。
Image data capturing means for capturing an image of the road surface condition factor imaged by the imaging means;
Analyzing the image data captured by the image data capturing means, and analyzing the behavior of the road surface condition factor; and
The three-dimensional behavior analysis device for a road surface condition factor according to claim 1, wherein:
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