JP2007010546A

JP2007010546A - 車両台上試験装置及び車両台上試験装置用回転制御パッド

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Publication number: JP2007010546A
Application number: JP2005193519A
Authority: JP
Inventors: Kazunobu Tanaka; 一伸田中; Hiroto Goshima; 浩人五島
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2025-07-01
Also published as: JP4548250B2

Abstract

【課題】より実走行に近いトルク伝達を再現可能な車両台上試験装置を提供する。
【解決手段】車両台上試験装置１０は、ホイールハブ１２に固定されたブレーキロータ２８を、車両駆動方向には回転を許し、車両制動方向には回転を止める回転制限手段を備える。回転制限手段は、保持部２４に固定されたブレーキキャリパ２６に装着され、ブレーキロータ２８の摺接面２９を押圧してブレーキロータ２８の回転を止める回転制限パッド５０であり、車両駆動方向にはブレーキロータ２８の回転を許すことで、ホイールハブ１２に入力されたトルクは、これと係合する動力伝達系に伝達され、エンジンマウント４８に力が作用する。一方、車両制動方向にはブレーキロータ２８の回転を止めることで、ホイールハブ１２に入力されたトルクは、保持部２４に伝達され、保持部２４に接続される懸架系に力が作用する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両に路面反力を模擬した振動を入力して台上試験を行う装置に関し、詳細には、車輪が装着されるホイールハブに力やトルクを入力して試験車両を加振する台上試験装置の改良に関する。

従来から、車両構成部品の耐久性等を評価するために、台上において実際の車両走行状態（以下、実走行と記す）を模擬した振動を車両に入力して試験を行う台上試験装置がある。試験の対象となる車両（以下、試験車両と記す）は、ホイールハブから車輪が外された状態で台上試験装置に固定される。台上試験装置は、試験車両にある全てのホイールハブに対して、それぞれ独立して多軸振動、すなわち車両左右方向、車両前後方向、車両上下方向の振動を入力することができる。これら振動を細かく制御して入力することで、台上試験装置は、実走行で車輪が路面から受ける反力（以下、路面反力と記す）を、台上で精度良く再現して入力することができる。

また、台上試験装置は、車軸まわりのモーメントであるトルクを、ホイールハブから車両に入力することもできる。従来例では、試験車両のブレーキを常にロックさせた状態とし、台上試験装置から実走行の車両制動時を模擬したトルクを、試験車両のホイールハブに入力することで、車両制動時におけるホイールハブから懸架系への制動トルクの伝達を再現している。これにより、懸架系の構成部品について、耐久性等の評価を行うことができる。

しかし、従来の台上試験装置においては、ホイールハブに係合している動力伝達系や、エンジン、及びエンジンマウント等の評価を行うことができなかった。実走行の車両駆動時においては、ドライブシャフト等の動力伝達系には、自らの駆動力の反力を路面より受ける。一方、台上試験においては、この路面反力により生じるトルクを再現してホイールハブから入力することにより、動力伝達系にトルクを伝達させて評価を行うことができる。しかしながら、従来の台上試験装置では、常にブレーキをロックさせた状態で試験を行っているため、ホイールハブに入力されたトルクを、懸架系が受けてしまい、動力伝達系には、トルクをほとんど伝達させることができなかった。当然、動力伝達系に係合するエンジンにもトルクを伝達させることはできず、トルクの伝達によりエンジンが揺動する力を、エンジンマウントに伝達させることができなかった。実走行の車両駆動時においては、動力伝達系に車両駆動方向のトルクが作用しているが、従来の台上試験装置においては、これを再現することができなかった。

そこで本発明は、より実走行に近いトルク伝達を再現可能な車両台上試験装置を提供する。

本発明の車両台上試験装置は、ホイールハブに固定されたブレーキロータを、車両駆動方向には回転を許し、車両制動方向には回転を止める回転制限手段を備える。車両駆動方向にはブレーキロータの回転を許すことで、ホイールハブに入力された駆動トルクは、これと係合する動力伝達系に伝達される。一方、車両制動方向にはブレーキロータの回転を止めることで、ホイールハブに入力された制動トルクは、保持部に伝達される。

ここで、試験車両のブレーキ機構は、ディスク式であり、回転制限手段は、保持部に固定されたブレーキキャリパに装着され、ブレーキロータの摺接面を押圧してブレーキロータの回転を止める回転制限パッドであることが好ましい。

また、回転制限パッドは、ブレーキロータの摺接面に対向して底面が形成されたキャビティと、ブレーキロータの摺接面と、キャビティ底面との間に設けられた移動体とを備え、キャビティは、前記摺接面からキャビティ底面までの距離が、移動体より小さい浅底部を有することが好ましい。ブレーキロータが車両制動方向に回転すると、移動体は、浅底部に向けて移動し、浅底部底面と摺接面との間に挟まれて摺接面を押圧することで、ブレーキロータの回転を止めることができる。一方、ブレーキロータが車両駆動方向に回転すると、移動体は、浅底部から抜け出て、摺接面を押圧することなく、ブレーキロータを回転自在にすることができる。

さらに、前記移動体は、ブレーキロータの摺接面及びキャビティ底面のうち少なくとも一方に接して転動する転動体であり、キャビティは、前記摺接面とキャビティ底面の距離が、転動体の直径より小さい浅底部を有することが好ましい。

また、回転制限手段は、ハブの回転方向に応じて試験車両のブレーキペダルを操作する、アクチュエータであることも好ましい。

また、本発明の車両台上試験装置用回転制御パッドは、ブレーキロータの摺接面に対向して底面が形成されたキャビティと、ブレーキロータの摺接面と、キャビティ底面との間に設けられた移動体とを備え、キャビティは、前記摺接面からキャビティ底面までの距離が、移動体より小さい浅底部を有する。ブレーキロータが車両制動方向に回転すると、移動体は、浅底部に向けて移動し、浅底部底面と摺接面との間に挟まれて摺接面を押圧することで、ブレーキロータの回転を止める。一方、ブレーキロータが車両駆動方向に回転すると、移動体は、浅底部から抜け出て、摺接面を押圧することなく、ブレーキロータを回転自在にする。

ここで、移動体は、ブレーキロータの摺接面及びキャビティ底面のうち少なくとも一方に接して転動する転動体であり、キャビティは、前記摺接面とキャビティ底面の距離が、転動体の直径より小さい浅底部を有することが好ましい。

本発明の台上試験装置によれば、ホイールハブに入力された車両駆動方向のトルクを、動力伝達系に伝達させて、より実走行に近いトルクの伝達を再現することができる。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。例として、６自由度の多軸振動（車両前後方向、車両左右方向、車両上下方向）を、試験車両１に入力して試験を行う台上試験装置１０について説明する。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、台上試験装置１０から、試験車両１のホイールハブに車軸まわりのトルクを入力できる台上試験装置１０であれば、本発明を適用することができる。

〔第１実施形態〕
本実施形態の車両台上試験について、図１〜図４を用いて説明する。図１には、試験車両が搭載された台上試験装置の側面を模式的に示し、図２には、試験車両の懸架装置の一例として、マクファーソン・ストラット式懸架装置の構成を示し、図３には、台上試験装置がホイールハブにトルクを入力する様子を模式的に示し、図４には、試験車両１の部品構成の一例を模式的に示す。

本実施形態の台上試験において、試験車両１（試験の対象となる車両）は、図１に示すように、実際の路面を走行する車両から、通常タイヤとホイールで構成される車輪が外された状態で試験装置１０に搭載される。

まず、試験車両１の懸架装置２２について、図２及び図４を用いて説明する。懸架装置２２は、車輪が装着されるホイールハブ１２と、これを回転可能に保持する保持部２４と、車体３０に対して保持部２４を支持する懸架アーム３２及び緩衝器３４と、ホイールハブ１２と係合するブレーキロータ２８と、ブレーキロータ２８を挟むように保持部２４に固定されるブレーキキャリパ２６とを有しており、以下に詳細を説明する。

ホイールハブ１２は、植え込みボルトであるハブボルト１２ａを有しており、このハブボルト１２ａを用いて、ブレーキロータ２８と、実走行においては車輪が、台上試験においてはアダプタ１４が、それぞれホイールハブ１２と一体に回転するよう、これに固定される。さらに、ホイールハブ１２は、車両１の駆動軸であるドライブシャフト３６と係合しており、ホイールハブ１２とドライブシャフト３６は、一体に回転する。

保持部２４は、このホイールハブ１２を回転可能に保持する部品であり、且つ懸架アーム３２、緩衝器３４、及びブレーキキャリパ２６が固定される部品である。保持部２４は、一般的にホイールハブ１２と併せて、アクスルハブと呼ばれる。前輪の場合は、ナックルと一体に形成されており、後輪の場合は、緩衝器３４と共にストラットの一部を構成する。図２に示す例では、保持部２４の車両上方側には、緩衝器３４が固定され、一方、車両下方側は懸架アーム３２に固定されている。

懸架アーム３２は、その一端がブッシュを介して車体３０に装着されており、もう一端は、ボールジョイント３３を介して保持部２４に装着されている。この構造により、懸架アーム３２は、車体３０に対して保持部２４を車両上下方向に移動可能に支持している。緩衝器３４は、車両上方側が車体３０に固定され、一方、車両下方側が保持部２４に固定されている。緩衝器３４は、ホイールハブ１２から保持部２４に伝達された車両上下方向の路面反力について車体３０への入力を緩衝する。

さらに、保持部２４には、内部にブレーキパッド２７（図４を参照）を有するブレーキキャリパ２６が固定されている。実際の車両においては、ブレーキキャリパ２６は、車室内にあるブレーキペダル（図示せず）と連動しており、ブレーキペダルを操作すると、ブレーキパッド２７がブレーキロータ２８の摺接面を押圧し、ブレーキロータ２８の回転を止めることができる。本実施形態の台上試験装置１０においては、ブレーキキャリパ２６に、当該試験装置１０の構成部品である試験用ブレーキパッドが装着されている。この試験用ブレーキパッドは、ブレーキペダルの操作にかかわらず、ブレーキロータ２８の所定方向（車両駆動方向）の回転を止めることができる回転制限パッドであり、以下、この試験用パッドを回転制限パッド５０と記す。回転制限パッド５０の構成については、後述する。

ブレーキロータ２８は、ホイールハブ１２と係合しており、ドライブシャフト３６や、車輪又はアダプタ１４と一体に回転する。ブレーキパッド２７や、本実施形態の台上試験で用いられる回転制限パッド５０が、ブレーキロータ２８の両側にある摺接面２９を押圧し、ブレーキロータ２８の回転を止めることで、ブレーキロータ２８に係合するホイールハブ１２、ドライブシャフト３６、車輪又はアダプタ１４の回転が止まることとなる。

次に、本実施形態の台上試験装置１０の構成について、図１及び図４を用いて説明する。台上試験装置１０は、図１に示すように、試験車両１のホイールハブ１２に装着されるアダプタ１４と、アダプタ１４に接続され、所定方向の加振力をアダプタ１４に伝達させるロッド１６と、このロッド１６を駆動するアクチュエータ１８と、アクチュエータ１８を制御する制御装置２０とを有している。なお、試験車両１の左右前後輪のホイールハブ１２には、アダプタ１４、ロッド１６、及びアクチュエータ１８が、それぞれ同様に接続されており、右後輪を例として、以下に詳細を説明する。

アダプタ１４は、図４に示すように、ホイールを模した形状を呈しており、試験車両１のホイールハブ１２に、ハブボルト１２ａを介してブレーキロータ２８を中に挟んで固定される。図１に示すようにアダプタ１４の車両前側と車両後側には、それぞれジョイント１５ａ，１５ｂを介して車両上下方向に延びるロッド１６ａ，１６ｂが接続されている。これらロッド１６ａ，１６ｂには、図示しないアクチュエータの一端に接続されており、アクチュエータの他端は、台上試験装置１０に固定されている。アクチュエータが収縮・伸長を断続的に繰り返すよう駆動し、ロッド１６ａ，１６ｂを車両上下方向に加振することで、ロッド１６ａ，１６ｂからアダプタ１４を介してホイールハブ１２に、車両上下方向の振動を入力することができる。

さらに、ロッド１６ａとロッド１６ｂには、車両前後方向に延びるロッド１６ｄがジョイント１５ｃ，１５ｄを介して接続されており、ロッド１６ａには、ジョイント１５ｅを介して車両前後方向に延びるロッド１６ｃが接続されている。ロッド１６ｃのもう一端（車両後側）は、ジョイント１５ｆを介して、部材１７ａに接続されている。部材１７ａには、ジョイント１５ｆ以外にも、その頂点に、ジョイント１５ｇ，１５ｈが設けられている。ジョイント１５ｇは、台上試験装置１０に固定されており、一方ジョイント１５ｈは、アクチュエータ１８ａの一端に固定されている。アクチュエータ１８ａのもう一端は、ジョイント１５ｉで台上試験装置１０に固定されている。

アクチュエータ１８ａを伸長させると、部材１７は、ジョイント１５ｇを支点として回動し、ジョイント１５ｆは、車両後方（矢印Ｙで示す）に移動する。すると、ジョイント１５ｆに接続しているロッド１６ｃが車両後方に引かれ、さらに車両上下方向に延びるロッド１６ａ、１６ｂが、それぞれジョイント１５ｊ，１５ｋを支点として車両後方に回動する。ロッド１６ａ、１６ｂに接続されたアダプタ１４には、車両後方への力が入力される。

このようにアクチュエータ１８ａを伸長させることで、アダプタ１４を介してホイールハブ１２に車両後方への力を入力することができ、一方、アクチュエータ１８ａを収縮させることで、ホイールハブ１２に車両前方への力を入力することができる。よって、アクチュエータ１８ａを、伸長・収縮を断続的に繰り返すよう駆動することで、ホイールハブ１２に車両前後方向の振動を入力することができる。

台上試験装置１０には、上述のようなアクチュエータ１８、及びロッド１６が、車両上下方向、車両前後方向だけでなく、車両左右方向にも設けられている。これにより、台上試験装置１０は、試験車両１のホイールハブ１２ごとに６自由度の多軸振動を入力することができる。さらに、これら各方向の振動を入力するアクチュエータ１８、ロッド１６、及びアダプタ１４は、左右前後輪のホイールハブ１２ごとに設けられている。

以上に説明したアクチュエータ１８は、全て制御装置２０に電気的に接続されている。制御装置２０には、各方向の振動データが予め入力されており、上述のアクチュエータ１８の駆動を、それぞれ協調して制御する。制御装置２０で各ホイールハブ１２に加える多軸振動の全てを制御することにより、台上試験装置１０は、実走行を再現した路面反力を、台上で精度良く再現して、試験車両１の各ホイールハブ１２に入力することができる。

また、台上試験装置１０は、上述の加振力だけでなく、車軸まわりのトルクを、ホイールハブ１２に対して入力することもできる。例えば、図３に示すように、アクチュエータ１８ｂを矢印Ａで示すように伸長させることで、部材１７ｂのジョイント１５ｌに車両後方への力が作用し、部材１７ｂは、ジョイント１５ｍを支点として回動する。部材１７ｂにジョイント１５ｊで接続されたロッド１６ａは、車両上方（矢印Ｚで示す）に駆動され、一方、部材１７ｂにジョイント１５ｋで接続されたロッド１６ｂは、車両下方に駆動される。

ロッド１６ａは、ジョイント１５ａで、アダプタ１４を車両上方に押し上げ、一方ロッド１６ｂは、ジョイント１５ｂで、アダプタ１４を車両下方に引き下げる。ここで、ジョイント１５ａとジョイント１５ｂは、図３に点Ｃで示す車軸を中心に、それぞれ車両後方、車両前方に等しい距離をもってアダプタ１４に設定されている。

したがって、アダプタ１４には、図に点Ｃで示す車軸まわりに、矢印Ｂで示すように車両１を前進させる車輪回転方向（以下、車両駆動方向と記す）に回転させようとするモーメントが作用することとなり、このモーメントは、アダプタ１４が固定されるホイールハブ１２に、車軸Ｃまわりのトルクとして伝達される。以上のようにして、台上試験装置１０は、ホイールハブ１２にトルクを入力することができる。

ここで、上述の方法で、台上試験装置１０がホイールハブ１２からトルクを入力し、試験車両１に作用させるためには、試験車両１側で、入力されたトルクの反力を受ける必要がある。そして、トルクが入力されるホイールハブ１２から、反力を受ける部位に到るまでのトルク伝達経路は、試験車両１のブレーキの作動状態に依存する。例えば、試験車両１のブレーキをロックさせた状態とブレーキをかけていない状態とでは、トルク伝達経路は全く異なり、以下、これらトルク伝達係路について図４を用いて説明する。図４には、ホイールハブ１２に、台上試験装置１０のアダプタ１４が装着された状態を示している。なお、本図においては、前輪及び左側後輪を省略して記載し、記載を明瞭にするため、車体と、ホイールハブ１２については斜線で示している。

ブレーキをロックさせた状態、すなわち、ブレーキロータ２８の回転が止められた状態においては、アダプタ１４からホイールハブ１２に入力されたトルクは、ホイールハブ１２に係合するブレーキロータ２８に、さらにブレーキロータ２８を押圧し回転を止めているブレーキパッド２７を介してブレーキキャリパ２６に伝達される。さらに、ブレーキキャリパ２６から、これを固定している保持部２４に伝達される。

保持部２４に伝達されたトルクは、保持部２４に接続されている懸架系部品である懸架アーム３２や緩衝器３４に作用する力に分解される。この分解された力は、それぞれ懸架アーム３２や緩衝器３４を介して車体３０ｄ，３０ｅに伝達される。このようにブレーキロータ２８の回転を止めることで、ホイールハブ１２から入力されたトルクが保持部２４に伝達されることで、このトルクを分解した力が、懸架アーム３２や緩衝器３４等の懸架系に作用することとなる。

一方、ブレーキをかけていない状態、すなわち、ブレーキロータ２８の回転が許された状態においては、ホイールハブ１２に入力されたトルクは、ブレーキキャリパ２６とブレーキロータ２８との間で力の伝達が行われないため、保持部２４にトルクは伝達されず、ホイールハブ１２に係合するドライブシャフト３６に伝達される。さらに、ドライブシャフト３６に伝達されたトルクは、これに係合している終減速装置４０や、変速機４４等を介してエンジン４６に伝達される。

エンジン４６に伝達されたトルクは、車体３０ｂに対してエンジン４６を支持するエンジンマウント４８に作用する力に分解される。この分解された力は、エンジンマウント４８を介して車体３０ｂに伝達される。このようにブレーキロータ２８の回転を許すことで、ホイールハブ１２から入力されたトルクが、エンジン４６を含む動力伝達系に伝達されて、このトルクを分解した力が、エンジンマウント４８に作用することとなる。

以上に説明したように、台上試験装置１０がホイールハブ１２に入力したトルクと、これが分解された力は、ブレーキロータ２８の回転を止めた場合、保持部２４を含む懸架系に作用し、一方、回転を許した場合は、エンジン４６を含む動力伝達系や、エンジンマウント４８に作用する。

ここで、台上試験装置１０に再現が求められている、実走行における車輪と車両（車体３０）との間に作用するトルク伝達経路は、車両制動時と車両駆動時で異なる。

実走行において車両を減速させる場合、すなわち車両制動時においては、ブレーキのロックを含めブレーキが作用している状態であるため、主に、車輪とホイールハブ１２の保持部２４との間に、車両制動方向（車両駆動方向と逆の回転方向）のモーメントである制動トルクが作用し、さらに、制動トルクが分解された力が緩衝器３４やアーム等の懸架系に作用している。

一方、実走行において車両を加速させる場合、すなわち車両駆動時においては、当然ブレーキはかけていない状態であるため、車輪とエンジン４６を含む動力伝達系との間に、車両駆動方向のモーメントである駆動トルクが作用し、さらに、駆動トルクが分解された力によりエンジン４６が揺動し、このエンジン４６を揺動させる力がエンジンマウント４８に作用している。車両駆動時において、保持部２４を含む懸架系には、駆動トルクや、駆動トルクが分解された力は作用しない。

したがって、台上試験装置１０は、実走行の車両駆動時を再現する場合には、ホイールハブ１２に車両駆動方向のトルクを入力し、且つこのトルクをドライブシャフト３６に伝達させる必要がある。

しかし、従来の台上試験においては、図５にブレーキ機構１００を示すように、試験車両１の車室内にあるブレーキペダル１２０をジャッキ１２４により固定し、ブレーキ１２２を常にロックさせた状態で試験を行っている。このため、従来の台上試験が図３に示すようにロッド１６ａ，１６ｂを駆動し、ホイールハブ１２に車両駆動方向のトルクを入力しても、ブレーキロータ２８の回転は止められた状態であるため、ホイールハブ１２に入力されたトルクは、保持部２４から懸架系へと伝達されてしまい、エンジン４６を含む動力伝達系に伝達させることができなかった。このため、従来の台上試験では、実走行の車両駆動時における動力伝達系部品やエンジンマウント４８へのトルクや力の作用を再現することができず、これら部品について耐久性等の評価を行うことができなかった。

そこで、本発明に係る車両台上試験装置１０は、ホイールハブ１２に固定されたブレーキロータ２８を、車両駆動方向には回転を許し、車両制動方向には回転を止める回転制限手段を備える。本実施形態においては、試験車両１のブレーキ機構１００はディスク式であり、回転制限手段は、試験車両１の保持部２４に固定されるブレーキキャリパ２６に装着された、回転制限機能を有する試験用ブレーキパッド（以下、回転制限パッド５０と記す）である。回転制限パッド５０は、車両駆動方向にはブレーキロータ２８の回転を許し、車両制動方向にはブレーキロータ２８の摺接面２９を押圧して回転を止める。

本実施形態の回転制限パッド５０について、図６及び図７を用いて説明する。図６には、ブレーキロータ２８を挟んで装着された回転制限パッド５０の断面であり、図４にＥ−Ｅ線で示す断面を示す。図７には、図６に二点鎖線Ｆで囲う拡大図を示し、図７（ａ）には、ブレーキロータ２８が車両制動方向に回転しようとして止められた様子を、図７（ｂ）には、ブレーキロータ２８が車両駆動方向に回転する様子を示す。なお、図６及び図７において、ブレーキロータ２８の車両駆動方向（車両が前進する車輪の回転方向）を矢印Ｊで、これと反対方向である車両制動方向を矢印Ｋで示す。

回転制限パッド５０は、図６に示すように、ブレーキロータ２８の両側に形成された摺接面２９を挟みこむように設けられている。これら２つの回転制限パッド５０は、一点鎖線Ｇで示すブレーキロータ２８の中心面に対して対象な形状に構成されている。回転制限パッド５０には、パッド本体５１に対して、複数のキャビティ５２が形成されており、各キャビティ５２の底面５４は、ロータの摺接面２９に対向するよう形成されている。パッド本体５１とロータの摺接面２９とが接触しないよう所定の隙間をあけた状態で、２つの回転制限パッド５０は、ブレーキキャリパ２６に固定されている。

各キャビティ５２内において、ロータの摺接面２９とキャビティ底面５４との間には、転動体６０と、これを回転可能に保持し、車両制動方向Ｋに転動体に力を加えるバネ６２が設けられている。バネ６２のもう一端は、キャビティ５２の側面５６に装着されており、転動体６０は、バネ６２を伸縮させながら、キャビティ５２内を転動することができる。なお、転動体６０は、転動することが可能であれば、ころ形状でも、球状でも構わない。

また、キャビティ５２は、摺接面２９からキャビティ底面５４までの距離が、転動体６０の直径（図６に寸法Ｈで示す）より小さい浅底部５２ａと、摺接面２９からキャビティ底面５４までの距離が転動体６０の直径より大きい深底部５２ｂから構成されている。浅底部５２ａの底面５４ａと深底部５２ｂの底面５４ｂは、なだらかに連続しており、浅底部５２ａは、矢印Ｋで示す車両制動方向ほど、浅くなるよう形成されている。

試験車両１のホイールハブ１２に制動トルクが入力されると、ハブ１２に係合するブレーキロータ２８が車両制動方向Ｋに回転する。このとき転動体６０は、バネ６２の伸長する力により浅底部５２ａに移動し、図７（ａ）に示すように、ロータの摺接面２９とは接触部位６４で、浅底部底面５４ａとは接触部位６６で接する。

この状態から、さらにブレーキロータ２８が車両制動方向Ｋに回転すると、転動体６０は、図に矢印Ｌで示す方向に極僅かに回転し、ロータの摺接面２９と浅底部底面５４ａとの間に、さらにしっかりと挟まれる。すると転動体６０は、ロータの摺接面２９を、ロータ摺接面２９に垂直な方向に接触部位６４で押圧する。これにより、接触部位６４には、強い摩擦力が生じることとなり、回転制限パッド５０は、この摩擦力をもってブレーキロータ２８の車両制動方向の回転を止めることができる。

そして、試験車両１のホイールハブ１２に駆動トルクが入力されると、ブレーキロータ２８が車両駆動方向Ｊに回転する。このとき、図７（ｂ）に破線で示す位置にある転動体６０は、接触部位６４で摺接面２９との間に作用する摩擦力により、破線矢印Ｍに示す方向に回転させられる。これにより、転動体６０は、バネ６２を収縮させながら回転し、浅底部５２ａから抜け出て深底部５２ｂに移動する。

深底部５２ｂに移動した転動体６０（図中、実線で示す）と、ロータの摺接面２９との間には、僅かに隙間が生じる。この状態において、転動体６０は、ロータの摺接面２９を押圧することがなく、回転制限パッド５０は、ブレーキロータ２８を、車両駆動方向の回転を許すこととなる。

以上のようにして、本実施形態の車両台上試験装置１０は、回転制限手段として、試験車両１のブレーキキャリパ２６に、台上試験装置１０の構成部品であり、試験車両１のブレーキロータ２８を車両駆動方向には回転を許し車両制動方向には回転を止める、回転制限パッド５０が装着される。

回転制限パッド５０が、車両駆動方向にはブレーキロータ２８の回転を許すことで、台上試験装置１０がホイールハブ１２に入力した駆動トルクは、ホイールハブ１２に係合するドライブシャフト３６から動力伝達系に伝達され、さらにエンジンマウント４８にも力が作用する。したがって、台上試験においても、エンジン４６を含む動力伝達系部品やエンジンマウント４８等についても耐久性等の評価を行うことができる。

一方、回転制限パッド５０が、車両制動方向にはブレーキロータ２８の回転を止めることで、台上試験装置１０がホイールハブ１２に入力した制動トルクは、回転制限パッド５０からブレーキを介して保持部２４に伝達され、さらに保持部２４に接続された懸架系に力が作用する。

したがって、従来の台上試験と異なり、台上試験装置１０が再現した駆動トルクによる力を懸架系に作用させることなく、制動トルクによる力のみを懸架系に作用させることができる。これにより、本来、実走行ではほとんど生じない駆動トルクによる懸架系への力の作用をなくすことができ、台上試験において、懸架系が、実走行に比べて過剰に厳しく評価されてしまうことを防止することができる。

以上から、本実施形態の車両台上試験装置１０は、実走行における、駆動トルク及び制動トルクの車両への伝達を、より忠実に再現し、エンジンを含む動力伝達系部品やエンジンマウント、及び懸架系部品について、より高い精度で評価することができる。

なお、本実施形態の回転制限パッド５０は、そのキャビティ５２内に、バネ６２を伸縮させながら回転して移動する転動体６０を設ける構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、転動体６０に替えて楔形をした移動体を設ける構成としても良い。移動体が、キャビティ５２内を摺動しながら浅底部５２ａに移動し、キャビティ５２の浅底部底面５４ａとロータの摺接面２９との間に挟まれて、摺接面２９を押圧し、ブレーキロータ２８の回転を止める回転制限パッド５０を実現することができる。

〔第２実施形態〕
本実施形態の車両台上試験装置７０の構成について、図８を用いて説明する。図８には、試験車両１が搭載された台上試験装置７０を模式的に示す。本実施形態では、回転制限手段として、ホールハブの回転方向に応じて試験車両１のブレーキペダル１２０を操作するアクチュエータ７２を、台上試験装置７０に備える点で、第１実施形態と異なり以下に詳細を説明する。なお、第１実施形態の台上試験装置１０と略共通の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。

台上試験装置７０は、試験車両１のブレーキペダル１２０を操作するペダル用アクチュエータ７２を有している。このペダル用アクチュエータ７２は、制御装置２０ｂに電気的に接続されている。この制御装置２０ｂは、ペダル用アクチュエータ７２と、ロッド１６ａを駆動してホイールハブ１２にトルクを入力するロッド用アクチュエータ１８ｂとを連動させて制御することができる。

具体的には、制御装置２０ｂは、ホイールハブ１２にトルクを入力するアクチュエータ１８ｂを制御すると同時に、ペダル用アクチュエータ７２を制御して、試験車両１のブレーキを操作することができる。なお、本実施形態の台上試験装置７０では、ブレーキの作動の有無だけでなく、ブレーキの効き具合、すなわちブレーキの強弱をも制御することができる。

次に、本実施形態の車両台上試験装置７０の動作について、車両駆動時のトルクを再現する場合と、車両制動時のトルクを再現する場合に分けて説明する。

台上試験装置７０が車両駆動時を再現する場合、制御装置２０ｂは、ペダル用アクチュエータ７２を、ブレーキを解除する方向に制御する。ペダル用アクチュエータ７２は、ブレーキパッド２７がブレーキロータ２８の摺接面２９を押圧しないようにブレーキペダル１２０を操作する。これにより、ブレーキロータ２８は、回転自在な状態となり、ブレーキロータ２８に係合するホイールハブ１２は、保持部２４に対して回転することができる。

これと同時又は直後に、制御装置２０ｂは、ロッド用アクチュエータ１８ｂを制御し、ロッド用アクチュエータ１８ｂは、ロッド１６ａ，１６ｂを駆動して、車両駆動方向のトルク（駆動トルク）を、試験車両１のホイールハブ１２に入力する。

ブレーキロータ２８が回転自在な状態にあるため、台上試験装置７０がホイールハブ１２に入力した駆動トルクは、ほとんどホイールハブ１２に係合するドライブシャフト３６から動力伝達系に伝達され、さらにエンジンマウント４８に力が作用する。

一方、車両制動時を再現する場合、制御装置２０ｂは、ペダル用アクチュエータ７２を、ブレーキを作動させる方向に制御する。ペダル用アクチュエータ７２は、ブレーキパッド２７がブレーキロータ２８の摺接面２９を所望の力で押圧するように、ブレーキペダル１２０を操作する。このようにして、制御装置２０ｂは、所望の制動力をもって、ブレーキロータ２８を制動することができる。

これと同時又は直後に、制御装置２０ｂは、ロッド用アクチュエータ１８ｂを制御して、車両制動方向のトルク（制動トルク）をホイールハブ１２に入力する。

ブレーキロータ２８には、所望の制動力が作用した状態であるため、台上試験装置７０がホイールハブ１２に入力した制動トルクは、ブレーキキャリパ２６を介して保持部２４に伝達され、懸架系に力が作用するだけでなく、ドライブシャフト３６から動力伝達系にも伝達される。台上試験装置７０からホイールハブ１２に入力された制動トルクは、ブレーキロータ２８を制動する制動力が大きいほど、保持部２４に伝達され、懸架系に作用する割合が高くなり、一方、ブレーキロータ２８の制動力が小さいほど、動力伝達系に伝達される割合が高くなる。

以上のように本実施形態の台上試験装置７０においては、ホイールハブに入力された車両駆動方向のトルクを、動力伝達系に伝達させることができるだけでなく、車両制動方向のトルクを、ブレーキロータに作用する制動力に応じて、懸架系が接続される保持部と動力伝達系とに、それぞれ分担させて入力することができる。これにより、本実施形態の台上試験装置７０は、第１実施形態の台上試験装置１０に比べて、より実走行に近い車両制動時のトルク伝達を再現することができる。

本実施形態の車両台上試験装置を模式的に示す側面図である。試験車両の懸架装置と、これに接続する周辺部品の一例を示す図である。本実施形態の台上試験装置がホイールハブにトルクを入力する様子を模式的に示す図である。試験車両の部品構成の一例を模式的に示した図であり、ホイールハブに、本実施形態の台上試験装置のアダプタが装着された状態を示す図である。従来の台上試験において、試験車両のブレーキを固定した様子を示す図である。本実施形態の回転制限パッドが、ブレーキロータを挟んで設けられた状態を示す断面図である。本実施形態の回転制限パッドにおける転動体の動作を示す図であり、（ａ）には、ブレーキロータが車両制動方向に回転しようとして止められた様子を、（ｂ）には、ブレーキロータが車両駆動方向に回転する様子を示す。第２実施形態の車両台上試験装置の構成を模式的に示す図である。

符号の説明

１試験車両、１０，７０車両台上試験装置、１２ホイールハブ、１４アダプタ、１６ロッド、１８アクチュエータ、２０制御装置、２２懸架装置、２４保持部、２６ブレーキキャリパ、２７ブレーキパッド、２８ブレーキロータ、２９摺接面、３０車体、５０回転制限パッド、５２キャビティ、５４キャビティ底面、６０転動体、６２バネ、６４ブレーキロータとの接触部位、６６キャビティ底面との接触部位、７２ペダル用アクチュエータ、１２０ブレーキペダル。

Claims

保持部に回転可能に保持されたホイールハブから、力とトルクの少なくとも一方を、試験車両に対して入力して試験する、車両台上試験装置であって、
ホイールハブに固定されたブレーキロータを、車両駆動方向には回転を許し、車両制動方向には回転を止める回転制限手段、を備える車両台上試験装置。
請求項１に記載の車両台上試験装置であって、
試験車両のブレーキ機構は、ディスク式であり、
回転制限手段は、前記保持部に固定されたブレーキキャリパに装着され、ブレーキロータの摺接面を押圧してブレーキロータの回転を止める、回転制限パッドである、
車両台上試験装置。
請求項２に記載の車両台上試験装置であって、
回転制限パッドは、
ブレーキロータの摺接面に対向して底面が形成されたキャビティと、
ブレーキロータの摺接面と、キャビティ底面との間に設けられた移動体と、
を備え、
キャビティは、前記摺接面からキャビティ底面までの距離が、移動体より小さい浅底部を有し、
ブレーキロータが車両制動方向に回転すると、移動体は、浅底部に向けて移動し、浅底部底面と摺接面との間に挟まれて摺接面を押圧することで、ブレーキロータの回転を止め、
ブレーキロータが車両駆動方向に回転すると、移動体は、浅底部から抜け出て、摺接面を押圧することなく、ブレーキロータを回転自在にする、
車両台上試験装置。
請求項３に記載の車両台上試験装置であって、
前記移動体は、ブレーキロータの摺接面及びキャビティ底面のうち少なくとも一方に接して転動する転動体であり、
キャビティは、前記摺接面とキャビティ底面の距離が、転動体の直径より小さい浅底部を有する、
車両台上試験装置。
請求項１に記載の車両台上試験装置であって、
回転制限手段は、ホイールハブの回転方向に応じて試験車両のブレーキペダルを操作する、アクチュエータである、
車両台上試験装置。
車両台上試験装置からホイールハブにトルクが入力されて試験される試験車両の、ホイールハブを回転可能に保持する保持部に固定されたブレーキキャリパに装着され、ブレーキロータの摺接面を押圧して回転を止める、車両台上試験装置用回転制御パッドであって、
ブレーキロータの摺接面に対向して底面が形成されたキャビティと、
ブレーキロータの摺接面と、キャビティ底面との間に設けられた移動体と、
を備え、
キャビティは、前記摺接面からキャビティ底面までの距離が、移動体より小さい浅底部を有し、
ブレーキロータが車両制動方向に回転すると、移動体は、浅底部に向けて移動し、浅底部底面と摺接面との間に挟まれて摺接面を押圧することで、ブレーキロータの回転を止め、
ブレーキロータが車両駆動方向に回転すると、移動体は、浅底部から抜け出て、摺接面を押圧することなく、ブレーキロータを回転自在にする、
車両台上試験装置用回転制御パッド。
請求項６に記載の車両台上試験装置用回転制御パッドであって、
前記移動体は、ブレーキロータの摺接面及びキャビティ底面のうち少なくとも一方に接して転動する転動体であり、
キャビティは、前記摺接面とキャビティ底面の距離が、転動体の直径より小さい浅底部を有する、
車両台上試験装置用回転制御パッド。