JP2009210317A - System, method and program for measuring tire touch-down characteristics - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タイヤ接地特性測定装置、タイヤ接地特性測定方法、及びタイヤ接地特性測定プログラムに係り、より詳しくは、実車による走行を行わずにタイヤの接地特性を測定するタイヤ接地特性測定装置、タイヤ接地特性測定方法、及びタイヤ接地特性測定プログラムに関する。 The present invention relates to a tire ground contact characteristic measuring device, a tire ground contact characteristic measuring method, and a tire ground contact characteristic measuring program. More specifically, the present invention relates to a tire ground contact characteristic measuring apparatus and tire for measuring the ground contact characteristics of a tire without traveling by an actual vehicle. The present invention relates to a ground contact characteristic measuring method and a tire ground contact characteristic measuring program.
従来、タイヤの接地特性を測定する技術が種々提案されているが、例えば特許文献1には、タイヤの走行路内に、表面に凸状の線が網目状に設けられた透明板を配置し、その下側に撮影装置と照明装置とを設置して、透明板上を車が走行した時のタイヤの接地踏面を撮影することによりその形状を明瞭に観察するタイヤ接地踏面形状観察装置が開示されている。 Conventionally, various techniques for measuring the ground contact characteristics of a tire have been proposed. For example, in Patent Document 1, a transparent plate having a convex line formed on the surface thereof is arranged in a tire traveling path. An apparatus for observing the shape of a tire contact surface is disclosed in which a photographing device and a lighting device are installed on the lower side, and the shape of the tire contact surface is clearly observed by photographing the contact surface of the tire when the vehicle travels on a transparent plate. Has been.
また、特許文献2には、リム組みしたタイヤに所定の荷重、キャンバー角度、スリップ角度を与え、その時のタイヤの接地性を測定する室内用タイヤ接地面解析装置が開示されている。
しかしながら、上記特許文献1に記載された装置では、装置が大がかりになると共に、接地形状しか測定できず、接地圧分布等は測定できない、という問題があった。また、一つの装置で測定する場合、車両1台分のタイヤの測定を行うには4回同じ測定を繰り返さなければならず測定に長時間を要する、という問題があった。また、従来からタイヤ単体で接地圧分布を計測する試験機は存在するものの、車両にタイヤを取り付けた状態で車両姿勢を制御した状態の下で接地圧分布を計測できる試験機は存在しなかった。 However, the apparatus described in Patent Document 1 has a problem that the apparatus becomes large, and only the contact shape can be measured, and the contact pressure distribution and the like cannot be measured. Moreover, when measuring with one apparatus, in order to measure the tire for one vehicle, there existed a problem that the same measurement had to be repeated 4 times and the measurement required a long time. In addition, there is a conventional testing machine that measures the contact pressure distribution of a tire alone, but there is no testing machine that can measure the contact pressure distribution under the condition that the vehicle posture is controlled with the tire attached to the vehicle. .
また、特許文献2に記載された装置では、測定条件の設定は容易であるものの、車両の特性(例えばサスペンション等)を考慮した装置ではないため、精度良く測定するのが困難である、という問題があった。また、適切なキャンバー角度やスリップ角度を与えるためには、別途実車での試験が必要となるが、走行中にこれらを測定するのは容易ではなく、大がかりな測定装置や車両の改造が必要となる、という問題があった。 Further, in the apparatus described in Patent Document 2, although measurement conditions can be easily set, it is not an apparatus that takes into account the characteristics of the vehicle (for example, a suspension), and thus it is difficult to measure with high accuracy. was there. In addition, in order to give the appropriate camber angle and slip angle, it is necessary to conduct tests on actual vehicles separately, but it is not easy to measure these during driving, and extensive measurement devices and vehicle modifications are required. There was a problem of becoming.
本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、タイヤの接地特性を比較的簡単な構成でかつ短時間で測定することが可能なタイヤ接地特性測定装置、タイヤ接地特性測定方法、及びタイヤ接地特性測定プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem, a tire ground contact characteristic measuring device, a tire ground contact characteristic measuring method capable of measuring a tire ground contact characteristic in a relatively simple configuration and in a short time, And a tire ground contact characteristic measurement program.
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明のタイヤ接地特性測定装置は、走行時の車両の姿勢に関する測定データ又はシミュレーションデータを入力する入力手段と、試験車両の異なる部位に各々取り付けられ、当該部位を各々駆動することにより前記試験車両の姿勢を変化させる複数の駆動手段と、入力された測定データ又はシミュレーションデータに基づいて、前記車両の走行時の少なくとも一つのタイヤの接地面の特性が前記試験車両において再現されるように前記複数の駆動手段を制御する制御手段と、前記タイヤの接地面の特性を測定する測定手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the tire ground contact characteristic measuring device according to the first aspect of the present invention is attached to an input means for inputting measurement data or simulation data relating to the posture of the vehicle at the time of traveling and to different parts of the test vehicle. A plurality of driving means for changing the posture of the test vehicle by driving each of the parts, and characteristics of the ground contact surface of at least one tire during traveling of the vehicle based on the input measurement data or simulation data Is provided with control means for controlling the plurality of drive means so as to be reproduced in the test vehicle, and measurement means for measuring the characteristics of the contact surface of the tire.
この発明によれば、入力手段により入力された走行時の車両の姿勢に関する測定データ又はシミュレーションデータに基づいて、車両の走行時の少なくとも一つのタイヤの接地面の特性が試験車両において再現されるように複数の駆動手段を制御する。複数の駆動手段は、試験車両の異なる部位に各々取り付けられ、当該部位を各々駆動することにより試験車両の姿勢を変化させる。これにより、試験車両のタイヤに走行時と同様の荷重がかけられ、準動的に走行時の状況を再現することができる。そして、測定手段によってタイヤの接地面の特性を測定する。これにより、タイヤの接地特性を比較的簡単な構成でかつ短時間で測定することが可能となる。 According to the present invention, the characteristics of the ground contact surface of at least one tire during traveling of the vehicle are reproduced in the test vehicle based on the measurement data or simulation data relating to the posture of the vehicle during traveling input by the input means. And controlling a plurality of driving means. The plurality of driving means are respectively attached to different parts of the test vehicle, and change the posture of the test vehicle by driving the parts. As a result, the same load as when traveling is applied to the tire of the test vehicle, and the situation during traveling can be reproduced semi-dynamically. And the characteristic of the tire contact surface is measured by the measuring means. Thereby, the ground contact characteristic of the tire can be measured in a short time with a relatively simple configuration.
なお、請求項2に記載したように、前記測定手段は、前記タイヤの踏面にかかる圧力を測定する圧力センサである構成とすることができる。また、例えば圧力センサは、タイヤの踏面の複数箇所の圧力を測定する複数のセンサを含んだ構成としてもよい。これによりタイヤの踏面の圧力分布を測定することができる。 According to a second aspect of the present invention, the measurement means may be a pressure sensor that measures the pressure applied to the tread surface of the tire. Further, for example, the pressure sensor may include a plurality of sensors that measure pressures at a plurality of locations on the tread surface of the tire. Thereby, the pressure distribution on the tread of the tire can be measured.
また、請求項3に記載したように、前記測定データ又はシミュレーションデータは、前記走行時の車両のロール角、ピッチ角、及びヨー角の少なくとも一つを含む姿勢回転角データと、前記走行時の車両の加速度データと、を含むようにしてもよい。 According to a third aspect of the present invention, the measurement data or simulation data includes attitude rotation angle data including at least one of a roll angle, a pitch angle, and a yaw angle of the vehicle at the time of traveling, Vehicle acceleration data.
また、請求項4に記載したように、前記試験車両のステアリングを回転駆動する回転駆動手段をさらに備えると共に、前記測定データ又はシミュレーションデータは、前記走行時の車両の操舵角データを含むようにしてもよい。これにより、走行時の状況により近づけることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, the apparatus further includes a rotational drive unit that rotationally drives the steering of the test vehicle, and the measurement data or simulation data may include steering angle data of the vehicle during the traveling. . Thereby, it can be brought closer to the situation during traveling.
また、請求項5に記載したように、前記測定データ又はシミュレーションデータは、所定時間走行時の車両の姿勢に関する測定データ又はシミュレーションデータであり、前記制御手段は、入力された測定データ又はシミュレーションデータに基づいて、前記車両の走行時の少なくとも一つのタイヤの接地面の特性が前記試験車両において前記所定時間を要して連続的に再現されるように前記複数の駆動手段を制御するようにしてもよい。これにより、忠実に走行時の状況を再現することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, the measurement data or simulation data is measurement data or simulation data relating to the attitude of the vehicle when traveling for a predetermined time, and the control means adds the input measurement data or simulation data to the measurement data or simulation data. Based on the above, the plurality of driving means may be controlled so that the characteristics of the ground contact surface of at least one tire when the vehicle travels are continuously reproduced in the test vehicle over the predetermined time. Good. Thereby, the situation at the time of driving | running | working can be reproduced faithfully.
また、請求項6に記載したように、前記測定データ又はシミュレーションデータは、所定時間走行時の車両の姿勢に関する測定データ又はシミュレーションデータであり、前記制御手段は、入力された測定データ又はシミュレーションデータに基づいて、前記車両の走行時の少なくとも一つのタイヤの接地面の特性が前記試験車両において前記所定時間よりも長い時間を要して連続的に再現されるように前記複数の駆動手段を制御するようにしてもよい。これにより、スローモーション的に走行状況を再現することができる。 According to a sixth aspect of the present invention, the measurement data or simulation data is measurement data or simulation data relating to the posture of the vehicle when traveling for a predetermined time, and the control means adds the input measurement data or simulation data to the measurement data or simulation data. Based on this, the plurality of drive means are controlled so that the characteristics of the ground contact surface of at least one tire when the vehicle is running are continuously reproduced in the test vehicle in a time longer than the predetermined time. You may do it. Thereby, a driving | running | working condition can be reproduced in slow motion.
また、請求項7に記載したように、全タイヤ分の前記駆動手段及び前記測定手段を備えた構成としてもよい。これにより、測定時間を短縮することができる。 In addition, as described in claim 7, the driving unit and the measuring unit for all tires may be provided. Thereby, measurement time can be shortened.
請求項8記載の発明のタイヤ接地特性測定方法は、走行時の車両の姿勢に関する測定データ又はシミュレーションデータを入力し、試験車両の異なる部位に各々取り付けられ、当該部位を各々駆動することにより前記試験車両の姿勢を変化させる複数の駆動手段を、入力された測定データ又はシミュレーションデータに基づいて、前記車両の走行時の少なくとも一つのタイヤの接地面の特性が前記試験車両において再現されるように制御し、前記タイヤの接地面の特性を測定することを特徴とする。 The method for measuring tire ground contact characteristics according to claim 8 inputs the measurement data or simulation data relating to the posture of the vehicle at the time of traveling, is attached to each of the different parts of the test vehicle, and drives each of the parts. A plurality of drive means for changing the attitude of the vehicle are controlled based on the input measurement data or simulation data so that the characteristics of the ground contact surface of at least one tire when the vehicle is running are reproduced in the test vehicle And the characteristic of the contact surface of the tire is measured.
この発明によれば、タイヤの接地特性を比較的簡単な構成でかつ短時間で測定することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to measure the ground contact characteristics of a tire in a short time with a relatively simple configuration.
請求項9記載の発明のタイヤ接地特性測定プログラムは、走行時の車両の姿勢に関する測定データ又はシミュレーションデータを入力するステップと、試験車両の異なる部位に各々取り付けられ、当該部位を各々駆動することにより前記試験車両の姿勢を変化させる複数の駆動手段を、入力された測定データ又はシミュレーションデータに基づいて、前記車両の走行時の少なくとも一つのタイヤの接地面の特性が前記試験車両において再現されるように制御するステップと、前記タイヤの接地面の特性を測定するステップと、を含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a tire ground contact characteristic measuring program comprising: a step of inputting measurement data or simulation data relating to a posture of a vehicle during traveling; and a driving unit that is attached to each of different parts of a test vehicle. A plurality of driving means for changing the attitude of the test vehicle is configured to reproduce the characteristics of the ground contact surface of at least one tire when the vehicle is running on the test vehicle based on the input measurement data or simulation data. And a step of measuring the characteristics of the ground contact surface of the tire.
この発明によれば、タイヤの接地特性を比較的簡単な構成でかつ短時間で測定することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to measure the ground contact characteristics of a tire in a short time with a relatively simple configuration.
以上説明したように、本発明によれば、タイヤの接地特性を容易かつ短時間で測定することが可能になる、という効果を有する。 As described above, according to the present invention, there is an effect that the ground contact characteristics of a tire can be measured easily and in a short time.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態) (First embodiment)
図1には、本実施形態に係るタイヤ接地特性測定装置10の概略ブロック図を示した。同図に示すように、タイヤ接地特性測定装置10は、制御部12を備えており、制御部12には、右前輪用アクチュエータ14FR、左前輪用アクチュエータ14FL、右後輪用アクチュエータ14RR、及び左後輪用アクチュエータ14RLが接続されている。
FIG. 1 shows a schematic block diagram of a tire ground contact
右前輪用アクチュエータ14FRは、図2に示すように、試験車両16の右前方のボディーの一部に取り付けられたアーム18FRと、当該アーム18FRを駆動する駆動部20FRと、を含んで構成されている。
As shown in FIG. 2, the right front wheel actuator 14FR includes an arm 18FR attached to a part of the right front body of the
同様に、左前輪用アクチュエータ14FLは、図2に示すように、試験車両16の左前方のボディーの一部に取り付けられたアーム18FLと、当該アーム18FLを駆動する駆動部20FLと、を含んで構成されている。
Similarly, as shown in FIG. 2, the left front wheel actuator 14FL includes an arm 18FL attached to a part of the left front body of the
同様に、右後輪用アクチュエータ14RRは、図2に示すように、試験車両16の右後方のボディーの一部に取り付けられたアーム18RRと、当該アーム18RRを駆動する駆動部20RRと、を含んで構成されている。
Similarly, as shown in FIG. 2, the right rear wheel actuator 14RR includes an arm 18RR attached to a part of the right rear body of the
同様に、左後輪用アクチュエータ14RLは、図2に示すように、試験車両16の左後方のボディーの一部に取り付けられたアーム18RLと、当該アーム18RLを駆動する駆動部20RLと、を含んで構成されている。
Similarly, the left rear wheel actuator 14RL includes an arm 18RL attached to a part of the left rear body of the
例えば左前輪用アクチュエータ14FLは、制御部12からの指示により、駆動部20FLがアーム18FLを操作して試験車両16の左前方部分に様々な方向から荷重をかけることができる。これにより、試験車両16の左前のタイヤ22FLに様々な方向から荷重をかけることが可能となる。なお、他のアクチュエータについても同様である。
For example, the actuator 14FL for the left front wheel can apply loads to the left front portion of the
また、制御部12には、ステアリング回転モータ24が接続されている。ステアリング回転モータ24は、試験車両16の図示しないステアリング回転軸に取り付けられ、制御部12からの指示により試験車両16の図示しないステアリングを回転させる。
A
このように、各アクチュエータによって試験車両16の各タイヤに荷重をかけることができると共に、ステアリングを回転させることができるので、任意の走行時の状況を再現することが可能となっている。
In this way, each actuator can apply a load to each tire of the
また、図1に示すように、制御部12には、計測部25を介して右前輪用圧力センサ26FR、左前輪用圧力センサ26FL、右後輪用圧力センサ26RR、及び左後輪用圧力センサ26RLが接続されている。これらの圧力センサは、少なくとも1方向以上の圧力、例えば3分力を検出可能なセンサが少なくとも1つ以上埋め込まれた平板状の圧力センサである。計測部25は、各圧力センサからの出力値を計測して測定データを得る。
As shown in FIG. 1, the
例えば図2に示すように、左前輪用圧力センサ26FLは試験車両16の左前のタイヤ22FLと床面との間に設けられ、タイヤ22FLの接地面の圧力分布を測定する。他の圧力センサについても同様である。
For example, as shown in FIG. 2, the left front wheel pressure sensor 26FL is provided between the front left tire 22FL of the
また、図1に示すように、制御部12には、操作部28、モニタ30、タイマ32、メモリ34、及びカードリーダライタ36が接続されている。
As shown in FIG. 1, an
操作部28は、後述するタイヤ接地特性測定処理の実行に際して必要な条件を入力したり、処理の開始を指示したりするためのものである。
The
モニタ30は、タイヤ接地特性測定処理の処理結果を表示したりするためのものである。
The
タイマ32は、タイヤ接地特性測定処理において試験車両16に走行状況を再現させる際の再現速度が所望の再現速度になるようにタイミング調整するためのものである。
The
メモリ34は、タイヤ接地特性測定処理の処理プログラムや各種パラメータ等が記憶される。なお、制御部12は、例えばCPUやROM,RAM等を含んだマイクロコンピュータで構成され、メモリ34に記憶された処理プログラムを読み込んで実行することによりタイヤの接地特性を測定する。
The
カードリーダライタ36は、例えば半導体メモリ等で構成されたメモリカード38に記録されたデータを読み込んだり、メモリカード38にデータを書き込んだりするためのものである。
The card reader /
本実施形態では、後述する走行データ測定装置50によって測定された走行時の測定データがメモリカード38に記録される。そして、タイヤ接地特性測定装置10では、メモリカード38に記録された測定データを読み込み、読み込んだ測定データに基づいて、タイヤの接地特性を測定する。
In the present embodiment, measurement data at the time of traveling measured by a traveling
図3には、走行データ測定装置50の概略ブロック図を示した。同図に示すように、走行データ測定装置50は、制御部52、ジャイロセンサ54、操舵角センサ56、加速度センサ58、及びカードリーダライタ60を含んで構成されている。
FIG. 3 shows a schematic block diagram of the travel
走行データ測定装置50は、図示しない測定データ取得用車両に取り付けられ、走行中の車両の姿勢に関するデータや操舵角度、加速度等のタイヤ接地特性の測定に必要な各種データを取得する。測定データ取得用車両は、例えば市販の普通乗用車とすることができる。
The travel
ジャイロセンサ54は、測定データ取得用車両のロール角、ピッチ角、及びヨー角を検出して制御部52に出力する。なお、ロール角は、車両の重心点を含むと共に車両の前後方向に沿った軸(X軸)を中心として車両が回転した時の回転角度であり、ピッチ角は、車両の重心点を含むと共に車両の左右方向に沿った軸(Y軸)を中心として車両が回転した時の回転角度であり、ヨー角は、車両の重心点を含むと共に車両の上下方向に沿った軸(Z軸)を中心として車両が回転した時の回転角度である。
The
操舵角センサ56は、測定データ取得用車両の操舵角を検出して制御部52に出力する。
The
加速度センサ58は、測定データ取得用車両の前後方向(X軸)、左右方向(Y軸)、及び上下方向(Z軸)の3方向の加速度を検出して制御部52に出力する。制御部52は、各センサからの出力値を計測して測定データを得る機能を有する。
The
カードリーダライタ60は、測定した各種データを前述したメモリカード38に書き込むためのものである。
The card reader /
制御部52は、測定データ取得用車両が所定の走行コースを走行している間、例えば数回/毎秒の頻度で各種センサからの測定データを取り込み、メモリカード38に随時記録する。なお、走行コース及び走行速度は、任意とすることができるが、例えば時速40km/hの一定スピードで半径20mで定常旋回するような走行コース及び走行速度としてもよい。
The
測定データを取得すると、タイヤ接地特性測定装置10により測定データを取得した走行コースの走行状況を再現可能となり、タイヤ接地特性の測定が可能となる。タイヤ接地特性の測定を開始する際、オペレータは、測定データが記録されたメモリカード38をタイヤ接地特性測定装置10のカードリーダライタ36にセットして、操作部28により走行状況の再現速度等の条件を設定して測定の開始を指示する。
When the measurement data is acquired, it is possible to reproduce the traveling state of the traveling course from which the measurement data is acquired by the tire ground contact
次に、本実施の形態の作用として、タイヤ接地特性測定装置10の制御部12で実行されるタイヤ接地特性測定処理プログラムの処理ルーチンについて図4に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図4に示す処理は、測定データが記録されたメモリカード38がカードリーダライタ36にセットされた状態において、オペレータが操作部28により走行状況の再現速度等の条件を設定して測定の開始を指示すると実行される。
Next, as an operation of the present embodiment, a processing routine of a tire contact property measurement processing program executed by the
ステップ100では、メモリカード38に記録された測定データ、すなわちロール角、ピッチ角、ヨー角、操舵角、及び3方向の加速度のデータを読み込む。なお、ステップ100で読み込むデータは測定1回分のデータである。
In
ステップ102では、各アクチュエータの駆動量、すなわち各アームに加える力の大きさ及び各アームの移動量を、ステップ100で読み取った測定データに基づいて算出する。具体的には、まず、3方向の加速度データに基づいて、車両の3方向の変位を算出する。車両の3方向の変位は、3方向の加速度データをパラメータとする予め定めた所定の関数により算出することができる。
In
そして、ロール角、ピッチ角、及びヨー角の車両の姿勢角と、車両の3方向の変位と、に基づいて、各アームに加える力の大きさ及び各アームの移動量を算出する。各アームに加える力の大きさ及び各アームの移動量は、ロール角、ピッチ角、ヨー角、及び車両の3方向の変位をパラメータとする所定の関数により算出することができる。 Then, based on the posture angle of the vehicle such as the roll angle, the pitch angle, and the yaw angle, and the displacement in the three directions of the vehicle, the magnitude of the force applied to each arm and the amount of movement of each arm are calculated. The magnitude of the force applied to each arm and the amount of movement of each arm can be calculated by a predetermined function using the roll angle, pitch angle, yaw angle, and displacement in three directions of the vehicle as parameters.
ステップ104では、試験車両16のステアリングの回転量、すなわちステアリング回転モータ24の回転量を、ステップ100で読み取った操舵角のデータに基づいて算出する。
In
ステップ106では、ステップ102で求めた各アームの駆動量に基づいて、右前輪用アクチュエータ14FR、左前輪用アクチュエータ14FL、右後輪用アクチュエータ14RR、及び左後輪用アクチュエータ14RLを駆動すると共に、ステップ104で求めたステアリング回転量に基づいてステアリング回転モータ24を駆動する。
In
これにより、試験車両16のステアリングが、測定データ取得用車両が走行した時と同様の操舵角になると共に、試験車両16のサスペンションが変化し、各タイヤに測定データ取得用車両が走行した時と同様の荷重がかけられる。すなわち、試験車両16のキャスター角やキャンバー角が、測定データ取得用車両が走行した時と同様となり、測定データ取得用車両の走行時の状況が試験車両16において静的に再現される。
As a result, the steering of the
ステップ108では、各タイヤの下に設置された圧力センサからの出力値に基づく測定データを計測部25から取り込み、これをメモリカード38に記録する。このタイヤ毎に設けられた圧力センサからの出力値が各タイヤの接地面の特性を表わすタイヤ接地特性測定データとなる。
In
ステップ110では、例えばモニタ30にタイヤ毎のタイヤ接地特性測定データを圧力分布として表示する。このとき、圧力の大きさが視覚的に認識しやすいように、圧力の大きさに応じて色を変化させて表示するようにしてもよい。これにより、タイヤの圧力分布を容易に認識することができる。
In step 110, for example, the tire contact characteristic measurement data for each tire is displayed on the
ステップ112では、測定データが終了したか否か、すなわち全ての測定データについて上記の処理を行ったか否かを判断し、終了していない場合にはステップ114へ移行し、終了した場合には本ルーチンを終了する。
In
ステップ114では、オペレータによって設定された走行状況の再現速度に応じてタイミング調整を行う。例えば測定データ取得用車両の走行時と同じ速度で走行状況を再現する場合、走行データ測定装置50により取得した測定データが数回/毎秒の頻度で各種センサからの測定データを取り込んだものであれば、同じ頻度で本ルーチンがループするように遅延時間をタイマ32に設定する。そして、設定した遅延時間の経過後、ステップ100へ戻って上記と同様の処理を繰り返す。これにより、走行時間と同じ時間を要して上記の測定処理が実行され、準動的に車両の走行時の状況を再現することができる。
In
また、例えば測定データ取得用車両の走行時の1/2の速度で走行状況を再現する場合には、遅延時間を2倍にすればよい。これにより、スローモーション的に走行状況を再現することが可能となる。 In addition, for example, when the traveling state is reproduced at a speed that is ½ of the traveling time of the measurement data acquisition vehicle, the delay time may be doubled. Thereby, it becomes possible to reproduce a driving | running | working condition in slow motion.
このように、本実施形態では、実際の車両を試験車両として、この試験車両にアクチュエータを取り付け、実際に走行した時の車両の姿勢や操舵角、加速度等の測定データに基づいて試験車両の各タイヤに荷重をかけて走行時の状況を再現するため、比較的簡単な構成でかつ短時間で車両のサスペンションや車体特性等を考慮したタイヤの接地特性を室内において精度良く測定することができる。 As described above, in the present embodiment, an actual vehicle is used as a test vehicle, and an actuator is attached to the test vehicle. Based on measurement data such as the attitude, steering angle, and acceleration of the vehicle when the vehicle actually travels, Since the load is applied to the tire to reproduce the traveling condition, the ground contact characteristic of the tire can be accurately measured indoors in a relatively simple configuration and in consideration of the vehicle suspension and vehicle body characteristics in a short time.
また、本実施形態では、タイヤ接地特性測定装置10におけるタイヤ接地特性の測定ではタイミング調整を行うことが可能なため、スローモーション的に走行状況を再現することができ、例えばタイヤのヒステリシスロスを伴った変形等を考慮した測定が可能となる。
Further, in the present embodiment, since the timing adjustment can be performed in the measurement of the tire contact property in the tire contact
また、本実施形態では、車両のタイヤ全てについて圧力センサを設置して同時にタイヤの接地特性を測定できるため、より短時間でタイヤの接地特性を測定することができる。 Moreover, in this embodiment, since the pressure sensor is installed about all the tires of a vehicle and the ground contact characteristic of a tire can be measured simultaneously, the ground contact characteristic of a tire can be measured in a shorter time.
なお、本実施形態では、車両のロール角等の姿勢に関する回転角と車両の加速度から算出される変位とに基づいて各アクチュエータを駆動しているが、車両の加速度及び車両の質量に基づいて3方向(車両の上下方向、前後方向、左右方向)の作用力を算出し、この作用力と、X〜Z軸の3軸周りの回転レート及び車両慣性モーメントから算出される3軸周りモーメントと、に基づいて各アクチュエータを駆動するようにしてもよい。 In the present embodiment, each actuator is driven based on a rotation angle related to a posture such as a roll angle of the vehicle and a displacement calculated from the acceleration of the vehicle, but 3 based on the acceleration of the vehicle and the mass of the vehicle. Calculating the acting force in the direction (vertical direction of the vehicle, the front-rear direction, the left-right direction), the moment about the three axes calculated from the acting force, the rotation rate around the three axes of the X to Z axes and the vehicle inertia moment; Each actuator may be driven based on the above.
また、本実施形態では、試験車両16の4カ所にアクチュエータを取り付けているが、試験車両16の各タイヤに任意の荷重がかけられるような前後2カ所又は左右2カ所にアクチュエータを取り付けた構成としてもよい。
Further, in this embodiment, the actuators are attached to the four places of the
また、本実施形態では、4輪全てのタイヤについてタイヤの接地特性を測定しているが一部のタイヤについてのみ接地特性を測定するようにしてもよい。 In this embodiment, the ground contact characteristics of all four tires are measured, but the ground contact characteristics may be measured only for some of the tires.
また、本実施形態では、圧力センサを用いてタイヤの接地特性を測定しているが、感圧紙や複数個の圧力センサを接地面に設置して接地特性を測定してもよい。また、さらに、タイヤの踏面に透明板を設置すると共にその透明板の下にカメラを設置した構成としてもよい。この場合、タイヤの踏面をカメラにより撮影することでタイヤの接地形状、すなわちタイヤの変形を測定することができる。 In the present embodiment, the ground contact characteristics of the tire are measured using a pressure sensor. However, the ground contact characteristics may be measured by installing a pressure sensitive paper or a plurality of pressure sensors on the ground contact surface. Furthermore, it is good also as a structure which installed the camera under the transparent board while installing the transparent board in the tread of a tire. In this case, the ground contact shape of the tire, that is, the deformation of the tire can be measured by photographing the tread surface of the tire with a camera.
また、本実施形態では、走行データ測定装置50によって測定された走行時の測定データに基づいてタイヤの接地特性を測定する場合について説明したが、これに限らず、例えば測定対象の車両をモデル化した車両モデルデータ、任意の走行コースをモデル化したコースモデルデータ、及び走行時の条件を定義した走行条件データに基づいてコンピュータシミュレーションを実行し、走行データ測定装置50によって測定された測定データと同様のデータを得て、このシミュレーションにより得られたシミュレーションデータに基づいてすることにより得られたタイヤの接地特性を測定するようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the case where the ground contact characteristics of the tire are measured based on the measurement data at the time of traveling measured by the traveling
(第2実施形態) (Second Embodiment)
次に本発明の第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施形態では、シミュレーションにより得られたシミュレーションデータを入力してタイヤの接地特性を測定する場合について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as 1st Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted. In this embodiment, a case will be described in which simulation data obtained by simulation is input to measure the ground contact characteristics of a tire.
図5には、本実施形態に係るタイヤ接地特性測定装置70の概略ブロック図を示した。同図に示すように、タイヤ接地特性測定装置70は、図1のタイヤ接地特性測定装置10と比較して、タイヤ接地特性測定装置10の右前輪アクチュエータ14FR、左前輪アクチュエータ14FL、右後輪アクチュエータ14RR、左後輪アクチュエータ14RL等に代えて、試験車両のロール角を制御するためのロール角制御アクチュエータ72R、試験車両のピッチ角を制御するためのピッチ角制御アクチュエータ72P、試験車両のヨー角を制御するためのヨー角制御アクチュエータ72Yを備えると共に、試験車両の車輪のトーイン角やトーアウト角、キャンバー角を検出する右前輪アライメント姿勢センサ76FR、左前輪アライメント姿勢センサ76FL、右後輪アライメント姿勢センサ76RR、左後輪アライメント姿勢センサ76RL、ジャイロセンサ77、操舵角センサ78、加速度センサ79を備えた点が異なる。
FIG. 5 shows a schematic block diagram of the tire ground contact characteristic measuring apparatus 70 according to the present embodiment. As shown in the figure, the tire ground contact characteristic measuring device 70 is compared with the tire ground contact
図6には、本実施形態に係る走行データ測定装置80の概略ブロック図を示した。同図に示すように、走行データ測定装置80は、図3の走行データ測定装置50と比較して、測定データ取得用車両の車輪のトーイン角やトーアウト角、キャンバー角を検出する右前輪アライメント姿勢センサ82FR、左前輪アライメント姿勢センサ82FL、右後輪アライメント姿勢センサ82RR、左後輪アライメント姿勢センサ82RLを備えた点が異なる。
FIG. 6 shows a schematic block diagram of a travel
走行データ測定装置80は、測定データ取得用車両が所定の走行コースを走行している間に各種センサからの測定データ、すなわち車両のロール角、ピッチ角、ヨー角、操舵角、3方向(左右、前後、上下)の加速度のデータ、各車輪のトーイン角、トーアウト角、及びキャンバー角のデータを取り込み、メモリカード38に随時記録する。なお、3方向の加速度から速度や変位を求めてメモリカード38に随時記録するようにしてもよい。また、本実施形態では、車両のロール角、ピッチ角、ヨー角、操舵角、及び3方向の加速度のデータを車両姿勢パラメータと称し、各車輪のトーイン角、トーアウト角、及びキャンバー角のデータをアライメント姿勢パラメータと称する。
The travel
なお、実際に測定データ取得用車両を走行させずに、コンピュータシミュレーションにより走行データ測定装置80が取得する測定データと同様のシミュレーションデータを得るようにすることもできる。
In addition, it is also possible to obtain simulation data similar to the measurement data acquired by the travel
図7には、上記のシミュレーションデータを得るための走行データシミュレーション装置90の概略ブロック図を示した。同図に示すように、走行データシミュレーション装置90は、制御部92及びカードリーダライタ94を備え、測定対象の車両をモデル化した車両モデルデータ96A、任意の走行コースをモデル化したコースモデルデータ96B、及び走行時の条件を定義した走行条件データ96Cが制御部92に入力される。これらのデータは、例えば図示しないハードディスク等の記録媒体に記憶しておいて読み込むようにしてもよいし、メモリカード38に記憶しておいてカードリーダライタ94により読み込むようにしてもよいし、図示しない通信装置によりネットワーク上の他のコンピュータから受信するようにしてもよい。
FIG. 7 shows a schematic block diagram of a travel
走行データシミュレーション装置90は、制御部92が所定のシミュレーションプログラムを実行することにより、車両モデルデータ96A、コースモデルデータ96B、及び走行条件データ96Cに基づくシミュレーションを実行し、走行データ測定装置80により実測により測定した測定データに相当するシミュレーションデータを生成する。生成されたシミュレーションデータは、カードリーダライタ94によりメモリカード38に記録される。
The travel
タイヤ接地特性測定装置70では、走行データ測定装置80により取得した測定データ又は走行データシミュレーション装置90により取得したシミュレーションデータに基づいて、タイヤの接地特性を測定する。
The tire ground contact characteristic measuring apparatus 70 measures the tire ground contact characteristics based on the measurement data acquired by the travel
次に、本実施の形態の作用として、タイヤ接地特性測定装置70の制御部12で実行されるタイヤ接地特性測定処理プログラムの処理ルーチンについて図8に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図8に示す処理は、測定データ又はシミュレーションデータが記録されたメモリカード38がカードリーダライタ36にセットされた状態において、オペレータが操作部28により測定の開始を指示すると実行される。
Next, as an operation of the present embodiment, a processing routine of a tire contact property measurement processing program executed by the
ステップ200では、各アクチュエータやステアリングを駆動するための初期駆動信号を各々生成する。この初期駆動信号は、例えば予め定めた固定の駆動信号としてもよいし、過去の蓄積されたデータに基づいて判断された最適な駆動信号としてもよい。
In
ステップ202では、生成した初期駆動信号により各アクチュエータやステアリングを駆動させる。 In step 202, each actuator and steering are driven by the generated initial drive signal.
ステップ204では、各車輪の車両姿勢パラメータ及びアライメント姿勢パラメータを測定する。すなわち各センサからロール角、ピッチ角、ヨー角、操舵角、加速度等の車両姿勢パラメータと、トーイン角、トーアウト角、及びキャンバー角等のアライメント姿勢パラメータと、測定する。 In step 204, the vehicle posture parameters and alignment posture parameters of each wheel are measured. That is, vehicle attitude parameters such as roll angle, pitch angle, yaw angle, steering angle, and acceleration, and alignment attitude parameters such as toe-in angle, toe-out angle, and camber angle are measured from each sensor.
ステップ206では、メモリカード38に記録された測定データ又はシミュレーションデータを読み込み、これとステップ204で取り込んだ車両姿勢パラメータ及びアライメント姿勢パラメータとを比較する。
In
そして、ステップ208では、両者の差が予め定めた許容範囲内か否かを判断し、許容範囲内であればステップ210へ移行し、許容範囲内でなければステップ216へ移行する。
In
ステップ216では、比較結果に基づき、例えば最小自乗法等により誤差が最小となるように初期駆動信号を修正する。そして、ステップ202へ戻って再び各アクチュエータ及びステアリングを駆動する。このような処理をステップ208で肯定判定されるまで繰り返す。
In
ステップ210では、各圧力センサからの出力値を取り込み、これをメモリカード38に記録する。このタイヤ毎に設けられた圧力センサからの出力値が各タイヤの接地面の特性を表わすタイヤ接地特性測定データとなる。
In step 210, the output value from each pressure sensor is captured and recorded in the
ステップ212では、例えばモニタ30にタイヤ毎のタイヤ接地特性測定データを圧力分布として表示する。このとき、圧力の大きさが視覚的に認識しやすいように、圧力の大きさに応じて色を変化させて表示するようにしてもよい。これにより、タイヤの圧力分布を容易に認識することができる。
In
ステップ214では、測定データ又はシミュレーションデータが終了したか否か、すなわち全ての測定データ又はシミュレーションデータについて上記の処理を行ったか否かを判断し、終了していない場合にはステップ202へ移行し、終了した場合には本ルーチンを終了する。
In
このように、本実施形態では、測定データ取得用車両を走行させた時に得られる測定データと同様のデータをコンピュータシミュレーションにより得て、これを用いてタイヤの接地特性を測定することができるので、大幅な計測解析の効率化とコスト削減が可能となる。 Thus, in the present embodiment, the same data as the measurement data obtained when the measurement data acquisition vehicle is run can be obtained by computer simulation, and the ground contact characteristics of the tire can be measured using this data. Significant measurement analysis efficiency and cost reduction are possible.
10、70 タイヤ接地特性測定装置
12 制御部(制御手段)
14RR 右後輪用アクチュエータ(駆動手段)
14FR 右前輪用アクチュエータ(駆動手段)
14RL 左後輪用アクチュエータ(駆動手段)
14FL 左前輪用アクチュエータ(駆動手段)
16 試験車両
18FR、18FL、18RR、18RL、18FL アーム
20FR、20FL、20RR、20RL、20FL 駆動部
24 ステアリング回転モータ(回転駆動手段)
26RR 右後輪用圧力センサ(測定手段)
26FR 右前輪用圧力センサ(測定手段)
26RL 左後輪用圧力センサ(測定手段)
26FL 左前輪用圧力センサ(測定手段)
28 操作部
30 モニタ
32 タイマ
34 メモリ
36 カードリーダライタ(入力手段)
38 メモリカード
50、80 走行データ測定装置
52 制御部
54 ジャイロセンサ
56 操舵角センサ
58 加速度センサ
60 カードリーダライタ
72R ロール角制御アクチュエータ(駆動手段)
72P ピッチ角制御アクチュエータ(駆動手段)
72Y ヨー角制御アクチュエータ(駆動手段)
76FR 右前輪アライメント姿勢センサ
76FL 左前輪アライメント姿勢センサ
76RR 右後輪アライメント姿勢センサ
76RL 左後輪アライメント姿勢センサ
90 走行データシミュレーション装置
10, 70 Tire contact
14RR Right rear wheel actuator (drive means)
14FR Right front wheel actuator (drive means)
14RL Left rear wheel actuator (drive means)
14FL Left front wheel actuator (drive means)
16 Test vehicles 18FR, 18FL, 18RR, 18RL, 18FL Arms 20FR, 20FL, 20RR, 20RL,
26RR Right rear wheel pressure sensor (measuring means)
26FR Right front wheel pressure sensor (measuring means)
26RL Left rear wheel pressure sensor (measuring means)
26FL Pressure sensor for left front wheel (measuring means)
28
38
72P Pitch angle control actuator (drive means)
72Y Yaw angle control actuator (drive means)
76FR Right front wheel alignment posture sensor 76FL Left front wheel alignment posture sensor 76RR Right rear wheel alignment posture sensor 76RL Left rear wheel
Claims (9)
試験車両の異なる部位に各々取り付けられ、当該部位を各々駆動することにより前記試験車両の姿勢を変化させる複数の駆動手段と、
入力された測定データ又はシミュレーションデータに基づいて、前記車両の走行時の少なくとも一つのタイヤの接地面の特性が前記試験車両において再現されるように前記複数の駆動手段を制御する制御手段と、
前記タイヤの接地面の特性を測定する測定手段と、
を備えたタイヤ接地特性測定装置。 An input means for inputting measurement data or simulation data by actual measurement regarding the posture of the vehicle during traveling;
A plurality of driving means attached to different parts of the test vehicle, respectively, for changing the posture of the test vehicle by driving the parts;
Based on the input measurement data or simulation data, control means for controlling the plurality of drive means so that the characteristics of the ground contact surface of at least one tire during traveling of the vehicle are reproduced in the test vehicle;
Measuring means for measuring the characteristics of the contact surface of the tire;
A tire ground contact characteristic measuring device.
試験車両の異なる部位に各々取り付けられ、当該部位を各々駆動することにより前記試験車両の姿勢を変化させる複数の駆動手段を、入力された測定データ又はシミュレーションデータに基づいて、前記車両の走行時の少なくとも一つのタイヤの接地面の特性が前記試験車両において再現されるように制御し、
前記タイヤの接地面の特性を測定する
タイヤ接地特性測定方法。 Input measurement data or simulation data related to the attitude of the vehicle during driving,
A plurality of driving means that are attached to different parts of the test vehicle and change the posture of the test vehicle by driving the parts, respectively, based on the input measurement data or simulation data, Control so that the characteristics of the contact surface of at least one tire are reproduced in the test vehicle;
A tire ground contact characteristic measuring method for measuring the characteristics of the ground contact surface of the tire.
試験車両の異なる部位に各々取り付けられ、当該部位を各々駆動することにより前記試験車両の姿勢を変化させる複数の駆動手段を、入力された測定データ又はシミュレーションデータに基づいて、前記車両の走行時の少なくとも一つのタイヤの接地面の特性が前記試験車両において再現されるように制御するステップと、
前記タイヤの接地面の特性を測定するステップと、
を含む処理をコンピュータに実行させるためのタイヤ接地特性測定プログラム。 Inputting measurement data or simulation data relating to the attitude of the vehicle during travel;
A plurality of driving means that are attached to different parts of the test vehicle and change the posture of the test vehicle by driving the parts, respectively, based on the input measurement data or simulation data, Controlling the characteristics of the ground plane of at least one tire to be reproduced in the test vehicle;
Measuring the characteristics of the contact surface of the tire;
A tire ground contact characteristic measurement program for causing a computer to execute processing including the above.
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