JP2009041970A - シャシーダイナモメータの車両位置決支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪の直径によらずに、作業者が簡易に車輪を適正に位置決めできるようにする。
【解決手段】ローラ２の左右に、ローラ２上の車輪の前後幅を検出するラインセンサ５を設ける。そして、各ラインセンサ５から、各光センサ装置４１の光検出パターンを取得し、取得した光検出パターンから、各車輪の直径を算定し、算定した車輪の直径に応じて、各位置決ユニット４の車輪位置決めのためのアーム４１の伸長量を算出し、算出した伸長量分アームを伸長する。伸長したアーム４１は、前後斜め下方から車輪を挟みこむように力を加え、車輪をローラ２上に位置決めする。各アーム伸長量は、算定した半径が基準直径よりも小さいほど伸長量が大きくなるように算定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、シャシーダイナモメータに対して車両車輪を適正に配置するための技術に関するものである。

自動車の駆動輪を、回動可能に設けた円筒形状のローラ上で回転し自動車性能の試験を行うシャシーダイナモメータにおいては、自動車を、その駆動輪が正しくローラの頂上部に接した状態、すなわち、駆動輪の回転中心とローラの回転中心を結ぶ線が垂直となる状態に配置する必要がある。

そして、このような自動車の駆動輪を適正にローラ上に配置する技術としては、ローラ頂上に対して前後に設けた二つのシリンダの先端部を、ローラ上に配置された駆動輪周面に斜め下方前後両側から押しつけることにより、駆動輪をローラ頂上に位置合わせするセンタリング装置が知られている（たとえば、特許文献１）。なお、この技術において、各シリンダ先端部は、駆動輪のローラ上への進入時や、試験実施時には、ローラ頂上より下方の位置まで引き込まれる。

また、このような、センタリング装置を用いて、シャシーダイナモメータの暖気運転時に、車輪をローラ上空のローラと接しない位置までリフトアップする技術も知られている（たとえば、特許文献２）。
特開平06-201525号公報 特開2001-116660号公報

さて、自動車は、車両によって車輪の直径が異なる。また、車種によっては前輪と後輪で車輪の直径が異なる場合もある。
このため、従来は、車輪の位置決めやリフトアップを行う際に、作業者がこの車輪の直径の相違に応じてセンタリング装置の動作を調整するといった煩雑な作業を行う必要があった。
そこで、本発明は、車輪の直径によらずに、作業者が簡易に、車輪を適正に位置決めしたり、リフットアップできるようにすることを課題とする。

前記課題達成のために、本発明は、自動車の車輪を載置するローラを備えたシャシーダイナモメータに対する前記自動車の位置決めを支援する車両位置決支援装置として、前記ローラの回転軸方向を左右方向、当該左右方向と垂直かつ水平な方向を前後方向として、前後方向に配列した複数の光電素子を有する光検出装置と、前記光検出装置に向かう光を出射する発光装置と、計測部とを備えた車両位置決支援装置を提供する。ここで、前記光検出装置と発光装置とは、前記ローラの左右に、間に前記ローラ上に載置された車輪が位置するように配置され、前記計測部は、前記光電素子の光を検出していない光電素子の配置領域の前後方向幅より、前記ローラ上に載置された車輪の径を算定するものである。

このような車両位置決支援装置によれば、ローラ上に車輪を載せ置くだけで、車輪の径を算定することができるので、作業者は、この径に基づいて、簡易に、適正な位置決めやリフトアップを行うことができる
ここで、このような車輪の径の大きさに応じた位置決め作業やリフトアップ作業を自動的に行うようにして、より作業者の作業を簡易化することもできる。

すなわち、位置決め作業を自動化する場合には、たとえば、車両位置決支援装置に、前記ローラ上に載置された車輪を前斜め下方より押し上げる車輪前部押上部と、前記ローラ上に載置された車輪を、後斜め下方より押し上げる車輪後部押上部とを備え、前記車輪前部押上部と前記車輪後部押上部によって車輪を同時に押し上げることにより、前記車輪の前後方向位置をローラの頂の位置に位置づける車輪押上装置と、前記計測部が計測した車輪の径に応じて、前記車輪前部押上部と前記車輪後部押上部との車輪の押上量を、前記径が小さいほど大きくなるように制御する位置決制御部とを備えるようにすればよい。

また、リフトアップ作業を自動化する場合には、たとえば、車両位置決支援装置に、前記ローラ上に載置された車輪を前斜め下方より押し上げる車輪前部押上部と、前記ローラ上に載置された車輪を、後斜め下方より押し上げる車輪後部押上部とを備え、前記車輪前部押上部と前記車輪後部押上部によって車輪を同時に押し上げることにより、前記車輪を前記ローラの上空の、当該ローラと接しない位置までリフトアップするリフト装置と、前記計測部が計測した車輪の径に応じて、前記車輪前部押上部と前記車輪後部押上部との車輪の押上量を、前記径が小さいほど大きくなるように制御するリフトアップ制御部とを備えるようにすればよい。

また、併せて本発明は、自動車の車輪を載置するローラを備えたシャシーダイナモメータに対する前記自動車の位置決めを支援する車両位置決支援装置として、前記ローラの回転軸方向を左右方向、当該左右方向と垂直かつ水平な方向を前後方向として、前後方向に配列した複数の光電素子を有する光検出装置と、前記光検出装置に向かう光を出射する発光装置と、計測部とを備えた車両位置決支援装置を提供する。ここで、前記光検出装置と発光装置とは、前記ローラの左右に、間に前記ローラ上に載置された車輪が位置するように配置され、前記計測部は、前記光電素子の光を検出していない光電素子の配置領域の前後方向の中心位置を、前記ローラ上に載置された車輪の前後方向中心位置として計測するものである。

このような車両位置決支援装置によれば、計測装置によって計測した車輪の前後方向中心位置から、直接的に、車輪がローラ上の適正な位置に位置づいているかどうかを確認することができるようになる。
なお、このような車両位置決支援装置に、さらに、前記計測部が計測した車輪の前後方向中心位置の前記ローラの頂上の前後方向位置からの偏差が解消されるように、前記自動車を移動する移動機構を設け、車両の位置決のさらなる自動化を図るようにしてもよい。

以上のように、本発明によれば車輪の直径によらずに、作業者は、簡易に車輪を適正に位置決めしたり、リフットアップすることができるようになる。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係るシャシーダイナモメータの構成を模式的に示す。
ここで、図１ａはシャシーダイナモメータの上面模式図を、図１ｂはシャシーダイナモメータの側面模式図を示している。
図示するように、このシャシーダイナモメータは、４輪駆動の自動車用のシャシーダイナモメータであり、駆体上に自動車を進行させ、前後左右の４つの車輪を各々前後左右の４つのローラ２上に位置決めした上で、自動車を駆体に対して固定ベルト３で固定し、固定した自動車を走行させながらローラ２に連結した動力計で自動車の各種特性を測定するものである。なお、固定ベルト３による自動車の固定にはモータ等を用いて固定ベルト３の巻き取り/繰り出し及び固定を行うベルト駆動装置３０を用いる。

また、シャシーダイナモメータは、各ローラ２について一つずつ設けたローラ２上に車輪を位置決するための位置決ユニット４と、各ローラ２について一つずつ設けたラインセンサ５と、センタリング制御部６とを備えている。
ここで、図２に、位置決ユニット４の構成を示す。
図示するように、各ローラ２毎に設けた４つの位置決ユニット４は、各々同様の構成を有しており、各々図２に示すように、二つのアーム４１と、各アーム毎に設けられたアーム４１を伸縮させる二つのジャッキ装置４２とを有している。
また、二つのアーム４１は、それぞれ間に、ローラ２を挟むように配置され、アーム４１を縮めた状態において、アーム４１の先端は、ローラ２の頂上よりも下方となる。したがって、この状態では、アーム４１は、自動車の駆体上への進行や、自動車の試験を妨げることはない。また、この状態から、アーム４１を伸ばすと、アーム４１は、ローラ２と駆体との間の開口を通って、斜め上方に移動する。すると、やがて、二つのアーム４１が車輪１００の下部に接して前後斜め下方から車輪を挟みこむように力を加え、車輪をローラ２上に位置決めする。また、さらに、アーム４１を伸ばすと、車輪１００をローラ２の上空のローラ２に接しない位置までリフトアップすることになる。

次に、各ローラ２毎に設けた４つのラインセンサ５も、各々同様の構成を有しており、各々図３ａ１に示すように、光電素子を前後方向に一列に並べた光センサ装置４１と、光センサ装置４１に対向して設けた、光センサ装置４１に向かって帯状に光を発するLED等の発光装置４２とより構成される。また、光センサ装置４１と発光装置４２は、間にローラ２が位置するように、ローラ２の左右に各々配置される。

さて、このようなラインセンサ５は、図ａ２に示すように、光センサ装置４１と発光装置４２との間に物体が存在すると、その物体によって発光装置４２からの光が遮断されるため、光センサ装置４１を構成する光電素子のうちの、物体の前後方向の領域と重なる前後方向領域内の光電素子で光を検出できなくなる。

したがって、図３ｂ１、ｂ２に示すように、ローラ２上に車輪１００が配置されると、車輪１００によって、光センサ装置４１の一部の光電素子で光を検出できなくなり、光センサ装置４１の各光電素子の光検出パターンより求まる、光を検出できなくなった領域の前後方向長さＬから車輪の直径を、この光を検出できなくなった領域の中心位置Ｃから車輪の前後方向中心位置を算定することができる。
また、図３ｃのように、光センサ装置４１の全ての光電素子で光が検出されていることより、車輪１００がローラ２に接しないローラ２の上空の位置までリフトアップされていることを確認できる。
さて、このようなシャシーダイナモメータにおける車両の位置決めは、たとえば、次のような手順によって行われる。
すなわち、まず、作業者は、各位置決ユニット４のアーム４１を引き込んだ状態で、自動車を、駆体上に進行させ、４つの車輪をローラ２上に位置させた上で、センタリング制御部６にセンタリング制御処理を実行させる。

図４ａに、このセンタリング制御処理の手順を示す。
図示するようにセンタリング制御処理は、この処理において、まず、各ラインセンサ５から、各光センサ装置４１の各光電素子の光検出パターンを取得し、取得した光検出パターンから、各車輪の直径を算定する（ステップ４０２）。車輪の直径は、光センサ装置４１の光を検出できなくなった領域の前後方向長さＬと、光センサ装置４１の光電素子の設置高さＨより、車輪最下点から高さＨの位置における車輪の前後方向長さがＬであるとして求めることができる。ただし、位置決ユニット４のアーム４１を伸長して、光センサ装置４１の全ての光電素子で光が検出されるようになるまでリフトアップし、アーム４１が車輪に接してからのアーム４１を伸長量より求まる、光センサ装置４１の全ての光電素子で光が検出されるようになるまでの車輪のリフトアップ量を、上記Ｈとして、車輪最下点から高さＨの位置における車輪の前後方向長さがＬであるとして求めるようにしてもよい。なお、この場合に、アーム４１の車輪への接触は、たとえば、アーム４１先端に圧力センサを設けたりアーム４１の中間箇所にロードセルを設けて検出するようにする。

そして、各車輪の直径に応じて、各位置決ユニット４の車輪位置決めのためのアーム４１の伸長量を算出する（ステップ４０４）。この算出は、たとえば、予め所定の直径を基準直径として当該基準直径の車輪に対して求めておいた位置決めのためのアーム伸長量の適正値を、基準直径における半径とステップ４０２で算定した車輪の直径における半径との差に応じて、算定した半径が基準直径における半径よりも小さいほど伸長量が大きくなり、算定した半径が基準直径における半径よりも大きいほど伸長量が小さくなるように補正した伸長量を、車輪位置決めのためのアーム４１の伸長量として求めることにより行う。なお、このアーム伸長量は、各位置決ユニット４毎に、当該位置決ユニット４で位置決めする車輪の直径に応じて算出する。

次に、位置決ユニット４のアーム４１をステップ４０４で求めた伸長量伸ばし（ステップ４０６）、その後、アーム４１を収縮する（ステップ４０８）。
そして、各ラインセンサ５から、各光センサ装置４１の各光電素子の光検出パターンを取得し、取得した光検出パターンから、各車輪の前後方向中心位置を算定し（ステップ４１０）、各車輪の前後方向中心がローラ２の頂上の真上の位置にあれば、センタリング成功として（ステップ４１２）処理を終了し、各車輪の前後方向中心がローラ２の頂上の真上の位置になければセンタリング失敗として（ステップ４１２）、所定のエラーメッセージを出力し（ステップ４１４）、処理を終了する。ただし、センタリング失敗となった場合には（ステップ（４１２）、算定した各車輪の前後方向中心位置の、ローラ２の頂上の真上の位置である目標位置からのずれが解消するように、ベルト駆動装置３０を制御して固定ベルト３によって自動車の位置を移動するようにしてもよい。すなわち、たとえば、光センサ装置４１の光検出パターンからの車輪の前後方向中心位置の算定を繰り返しながら、算定した車輪の前後方向中心位置が目標位置より後方にあれば、両位置の偏差が検出されなくなるまで、前方のベルト固定装置３０に固定ベルト３を巻き取らせながら、後方のベルト固定装置３０に固定ベルト３を繰り出させ、算定した車輪の位置が目標位置より前方にあれば、両位置の偏差が検出されなくなるまで、後方のベルト固定装置３０に固定ベルト３を巻き取らせながら、前方のベルト固定装置３０に固定ベルト３を繰り出させるフィードバック制御を行うようにする。

そして、作業者は、このようなセンタリング制御処理を利用しつつ、各車輪の位置決めが完了したならば、ベルト固定装置３０を制御して固定ベルト３で所定の張力をもって自動車を固定して、自動車の位置決めを完了する。
次に、シャシーダイナモメータの暖気運転のために、４つのローラ２上に各車輪を載せ置いた車両を、リフトアップする際の動作について説明する。
この場合、作業者は、固定ベルト３を車両から外すか緩ませた上で、センタリング制御部６にリフトアップ制御処理を実行させる。
図４ａに、このリフトアップ制御処理の手順を示す。
図示するようにセンタリング制御処理は、この処理において、まず、各ラインセンサ５から、各光センサ装置４１の各光電素子の光検出パターンを取得し、取得した光検出パターンから、各車輪の直径を算定する（ステップ４５２）。
そして、各車輪の直径に応じて、各位置決ユニット４の車輪リフトアップのためのアーム４１の伸長量を算出する（ステップ４５４）。この算出は、たとえば、予め所定の直径を基準直径として基準直径の車輪に対して求めておいたリフトアップのためのアーム伸長量の適正値を、基準直径における半径とステップ４５２で算定した車輪の直径における半径との差に応じて、算定した半径が基準直径における半径よりも小さいほど伸長量が大きくなり、算定した半径が基準直径における半径よりも大きいほど伸長量が小さくなるように補正した伸長量を、リフトアップのためのアーム４１の伸長量として求めることにより行う。なお、このアーム伸長量は、各位置決ユニット４毎に、当該位置決ユニット４で位置決めする車輪の直径に応じて算出する。

次に、位置決ユニット４のアーム４１をステップ４５４で求めた伸長量伸ばす（ステップ４５６）。
そして、各ラインセンサ５から、各光センサ装置４１の各光電素子の光検出パターンを取得し、取得した光検出パターンが全ての光電素子で光を検出していることを表していれば、リフトアップ成功として（ステップ４６０）、処理を終了し、そうでなければリフトアップ失敗として（ステップ４６０）、所定のエラーメッセージを出力し（ステップ４６２）、処理を終了する。

以上、本発明の実施形態について説明した。

本発明の実施形態に係るシャシーダイナモメータの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る位置決ユニットの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るラインセンサの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るセンタリング制御処理の処理例を示す図である。

符号の説明

２…ローラ、３…固定ベルト、４…位置決ユニット、５…ラインセンサ、６…センタリング制御部、３０…ベルト固定装置、４１…アーム、４１…光センサ装置、４２…ジャッキ装置、４２…発光装置。

Claims (5)

1. 自動車の車輪を載置するローラを備えたシャシーダイナモメータに対する前記自動車の位置決めを支援する車両位置決支援装置であって、
   前記ローラの回転軸方向を左右方向、当該左右方向と垂直かつ水平な方向を前後方向として、前後方向に配列した複数の光電素子を有する光検出装置と、
   前記光検出装置に向かう光を出射する発光装置と、
   計測部とを有し、
   前記光検出装置と発光装置とは、前記ローラの左右に、間に前記ローラ上に載置された車輪が位置するように配置され、
   前記計測部は、前記光電素子の光を検出していない光電素子の配置領域の前後方向幅より、前記ローラ上に載置された車輪の径を算定することを特徴とする車両位置決支援装置。
   
2. 請求項１記載の車両位置決支援装置であって、
   前記ローラ上に載置された車輪を前斜め下方より押し上げる車輪前部押上部と、前記ローラ上に載置された車輪を、後斜め下方より押し上げる車輪後部押上部とを備え、前記車輪前部押上部と前記車輪後部押上部によって車輪を同時に押し上げることにより、前記車輪の前後方向位置をローラの頂の位置に位置づける車輪押上装置と、
   前記計測部が計測した車輪の径に応じて、前記車輪前部押上部と前記車輪後部押上部との車輪の押上量を、前記径が小さいほど大きくなるように制御する位置決制御部とを有することを特徴とする車両位置決支援装置。
   
3. 請求項１記載の車両位置決支援装置であって、
   前記ローラ上に載置された車輪を前斜め下方より押し上げる車輪前部押上部と、前記ローラ上に載置された車輪を、後斜め下方より押し上げる車輪後部押上部とを備え、前記車輪前部押上部と前記車輪後部押上部によって車輪を同時に押し上げることにより、前記車輪を前記ローラの上空の、当該ローラと接しない位置までリフトアップするリフト装置と、
   前記計測部が計測した車輪の径に応じて、前記車輪前部押上部と前記車輪後部押上部との車輪の押上量を、前記径が小さいほど大きくなるように制御するリフトアップ制御部とを有することを特徴とする車両位置決支援装置。
   
4. 自動車の車輪を載置するローラを備えたシャシーダイナモメータに対する前記自動車の位置決めを支援する車両位置決支援装置であって、
   前記ローラの回転軸方向を左右方向、当該左右方向と垂直かつ水平な方向を前後方向として、前後方向に配列した複数の光電素子を有する光検出装置と、
   前記光検出装置に向かう光を出射する発光装置と、
   計測部とを有し、
   前記光検出装置と発光装置とは、前記ローラの左右に、間に前記ローラ上に載置された車輪が位置するように配置され、
   前記計測部は、前記光電素子の光を検出していない光電素子の配置領域の前後方向の中心位置を、前記ローラ上に載置された車輪の前後方向中心位置として計測することを特徴とする車両位置決支援装置。
   
5. 請求項４記載の車両位置決支援装置であって、
   前記計測部が計測した車輪の前後方向中心位置の前記ローラの頂上の前後方向位置からの偏差が解消されるように、前記自動車を移動する移動機構を有することを特徴とする車両位置決支援装置。