JP2009287951A

JP2009287951A - 慣性負荷制御方法及び装置、並びに車両走行検査装置

Info

Publication number: JP2009287951A
Application number: JP2008137914A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hasegawa; 浩長谷川; Ai Nakamura; 亜衣中村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2009-12-10

Abstract

【課題】慣性負荷の制御を、構成上、準備作業上、低コストにて実現できる慣性負荷制御装置、これを用いた車両走行検査装置を提供する。
【解決手段】左右の駆動輪３ａ，３ｂが各別に当接する左右各一対の第１，第２ドラム４，５上で４輪車両２を擬似的に走行させ、同車両２の走行検査を可能とするドラムテスタ１において、第１，第２ドラム４，５を一体に回転させるドラム連結手段１４を設け、いずれか１つのドラム４又は５への回転力が他のドラム５又は４に伝わる構成とした。また、いずれか１つのドラム４又は５に回転力を伝達する慣性負荷付与モータ２０及び同モータ２０の回転を制御する制御装置本体１９を設けた。１つのモータ２０及び１つの制御装置本体１９によって上記車両２（左右の駆動輪３ａ，３ｂ）に付与する慣性負荷の制御を可能とし、装置構成上、及び慣性負荷制御、車両走行検査における準備作業上のコスト低減を可能とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、４輪車両を擬似的に走行させて同車両の走行検査を可能とするドラムテスタにおいて、同車両に付与する慣性負荷を制御する慣性負荷制御方法及び装置、並びに同装置を用いた車両走行検査装置に関するものである。

従来、この種の装置の関連技術として特許文献１に記載のものがあった。
これは、車両に走行負荷を与える負荷モータを車両の駆動輪に直結し、接輪ローラ（ドラム）に直結された補償モータの出力を駆動輪の速度に基づいて制御して接輪ローラの慣性力を相殺し、接輪ローラで車両の重量を支持しつつ、駆動輪に対する接輪ローラの慣性力の影響を減少させるというものである。

特開２００４−２０４０１号公報

上記従来技術によれば、接輪ローラの慣性力の影響を排除した、応答性の高い擬似的負荷を車両に与えることができるという利点を有する。しかし、これを車両に付与する慣性負荷の制御に応用した場合において、上記負荷モータ、補償モータ及びそれらの制御部は各駆動輪について付設する必要から、構成や準備作業が複雑化し、構成上、作業上のコストを上昇させた。

本発明は、４輪車両を擬似的に走行させ、その４輪車両の走行検査を可能とするドラムテスタにおいて、構成上、準備作業上、低コストにて、慣性負荷の制御が可能な慣性負荷制御方法及び装置、並びに車両走行検査装置を提供することを課題とする。

上記課題は、慣性負荷制御方法及び装置、並びに車両走行検査装置を下記各態様の構成とすることによって解決される。
各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴及びそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、１つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではなく、一部の事項のみを取り出して採用することも可能である。

以下の各項のうち、（１）項が請求項１に、（２）項が請求項２に、（４）項が請求項３に、各々対応する。（３）項及び（５）項は請求項に係る発明ではない。

（１）４輪車両の前側又は後側の左右の駆動輪が各別に各外周面に当接され、該駆動輪の回転により回転する左右各一対の第１ドラム及び第２ドラム上で前記４輪車両を擬似的に走行させて、該４輪車両の走行検査を可能とするドラムテスタにおける慣性負荷制御方法において、前記第１ドラム及び第２ドラムを一体に回転させるドラム連結手段を設け、前記第１ドラム及び第２ドラム中のいずれか１つのドラムに回転力を伝達する回転駆動源の回転を制御することにより、前記４輪車両に付与する慣性負荷を制御することを特徴とする慣性負荷制御方法。
慣性負荷とは車両にかかる負荷を指し、慣性重量とも表現される。付与する慣性負荷によって、定置（平地）走行中において上り坂走行や下り坂走行を模擬できる。
ドラムに伝達する回転力の制御は、回転駆動源の回転制御、基本的には回転トルク制御によって行われる。
回転駆動源としては一般に電動モータが使用されるが、その他のモータであってもよい。また、回転制御が可能であればモータ以外の回転駆動源であってもよい。
（２）４輪車両の前側又は後側の左右の駆動輪が各別に各外周面に当接され、該駆動輪の回転により回転する左右各一対の第１ドラム及び第２ドラム上で前記４輪車両を擬似的に走行させて、該４輪車両の走行検査を可能とするドラムテスタにおける慣性負荷制御装置において、前記第１ドラム及び第２ドラムを一体に回転させるドラム連結手段と、前記第１ドラム及び第２ドラム中のいずれか１つのドラムに回転力を伝達する回転駆動源と、該回転駆動源の回転を制御することにより、前記４輪車両に付与する慣性負荷を制御する制御装置本体とを具備することを特徴とする慣性負荷制御装置。
慣性負荷、ドラムに伝達する回転力の制御及び回転駆動源等につき、（１）項と同様である。
（３）前記制御装置本体は、前記いずれか１つのドラムの回転速度と、各外周面が前記４輪車両の後側又は前側の左右各側の車輪に各別に当接され、前記第１ドラム又は第２ドラムと一体に回転する、前記ドラムテスタの左右一対の第３ドラムの回転速度とに基づいて前記回転駆動源の回転を制御して、前記第１ドラム、第２ドラム及び第３ドラム上で擬似的に走行する前記４輪車両に付与する慣性負荷を制御することを特徴とする（２）項に記載の慣性負荷制御装置。
４輪車両の後側又は前側とは、左右各一対の第１ドラム及び第２ドラムに当接する側（４輪車両の前側又は後側）と反対側を指す。したがって、第１ドラム及び第２ドラムがドラムテスタの前側（又は後側）のドラムである場合には、第３ドラムは同ドラムテスタの後側（又は前側）のドラムとなる。
本項に記載の発明によれば、第１〜第３ドラム上で擬似的に走行する４輪車両に対して、より高精度に慣性負荷の制御を可能にする。
（４）（２）項又は（３）項に記載の慣性負荷制御装置によって４輪車両に付与する慣性負荷を制御しつつドラムテスタ上で前記４輪車両を擬似的に走行させ、該４輪車両の走行検査を行うことを特徴とする車両走行検査装置。
（５）前記慣性負荷は予め定めたパターンに従って制御されることを特徴とする請求項（４）に記載の車両走行検査装置。
本項に記載の発明によれば、（４）項に記載の発明と同様の効果を発揮できる。加えて、一連の走行検査において様々な慣性負荷を付与することができ、１回の走行で広範な検査が可能となる。

（１）項に記載の発明によれば、４輪車両を擬似的に走行させ、その４輪車両の走行検査を可能とするドラムテスタにおける慣性負荷制御方法において、構成上、準備作業上、低コストにて、慣性負荷の制御が可能な慣性負荷制御方法を提供できる。
（２）項に記載の発明によれば、４輪車両を擬似的に走行させ、その４輪車両の走行検査を可能とするドラムテスタにおける慣性負荷制御装置において、構成上、準備作業上、低コストにて、慣性負荷の制御が可能な慣性負荷制御装置を提供できる。
（４）項に記載の発明によれば、４輪車両を擬似的に走行させ、その４輪車両の走行検査を可能とするドラムテスタにおける慣性負荷制御装置において、慣性負荷の付与制御を構成上、準備作業上、低コストにて実現でき、低コストの車両走行検査装置を提供できる。
なお、（３）項及び（５）項に記載の発明は、本発明（特許請求の範囲に記載した発明）ではないので、上記課題を解決するための手段の欄に、その効果を述べた。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、各図間において、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図１は、本発明が適用されたドラムテスタの一例を示す側面図である。
図中１はドラムテスタを示す。このドラムテスタ１は、基本的に、検査対象としての４輪車両（以下、車両と略記する。）２の駆動輪、図示例では前輪である前側の左右一対の車輪３（３ａ，３ｂ）の各々について、外周面が車輪３の下前部に当接する第１ドラム４及び外周面が同車輪３の下後部に当接する第２ドラム５を備える。また、後輪である後側の左右一対の車輪３（３ｃ，３ｄ）について、図示例では各々外周面が車輪３の下部に当接する第３ドラム６を備える。

このドラムテスタ１は、上記第１ドラム４、第２ドラム５及び第３ドラム６によって各車輪３を支持した状態で、同車輪３又は、第１ドラム４若しくは第２ドラム５、あるいは第３ドラム６を回転駆動させ、車輪３、第１ドラム４、第２ドラム５、あるいは第３ドラム６を回転させてこれらのドラム４〜６上で車両２を模擬的に走行させ、種々の走行検査を可能とするテスト装置を構成している。このドラムテスタ１は、後輪駆動の車両、更には４輪駆動の車両についても、上記前輪駆動の車両２の場合と同様に走行させ、種々の走行検査を可能とする。

図１は、上記のようなドラムテスタ１に本発明に係る慣性負荷制御装置１１の一実施形態を適用して示す図である。
以下、図１に、同図１を上方から概略的に示した図２を併用して慣性負荷制御装置の一実施形態を説明する。
図１、図２から分かるように、本実施形態においては、慣性負荷制御装置１１の構成上、全てのドラム４〜６が一体に回転するように、ドラムテスタ１には次のような構成が付加されている。
すなわち、一対の第１ドラム４相互を一体に回転させる第１ドラム連結手段１２と、一対の第２ドラム５相互を一体に回転させる第２ドラム連結手段１３と、第１ドラム４及び第２ドラム５相互を一体に回転させる前ドラム連結手段１４と、一対の第３ドラム４相互を一体に回転させる第３ドラム連結手段１５と、第３ドラム６と第１ドラム４又は第２ドラム５、図示例では第２ドラム５とを一体に回転させる前後ドラム連結手段１６とが付加されている。
上記第１ドラム連結手段１２、第２ドラム連結手段１３及び第３ドラム連結手段１５は、シャフトを主体とした回転力伝達手段である。前ドラム連結手段１４及び前後ドラム連結手段１６は、ベルトを主体とした回転力伝達手段である。
なお、これら連結手段１２〜１６のうちの一部又は全部がドラムテスタ１の基本的な構成に含まれている場合には、その一部又は全部は慣性負荷制御装置１１の構成から除かれる。

第１ドラム４の回転速度検出器（以下、前ドラム速度検出器と記す。）１７、第３ドラム６の回転速度検出器（以下、後ドラム速度検出器と記す。）１８、制御装置本体１９、慣性負荷付与モータ２０、及び同モータ２０の回転力を第１ドラム４に伝達する、ベルトを主体としたモータ回転力伝達手段２１は、慣性負荷制御装置１１の一実施形態の主たる構成部分である。
図示例では、前ドラム速度検出器１７を第１ドラム４に取り付けたが、第２ドラム５に取り付けてもよい。この場合、モータ回転力伝達手段２１は慣性負荷付与モータ（以下、モータと略記する。）２０の回転力を第２ドラム５に伝達するように構成される。

上記制御装置本体１９は、第１ドラム４に回転力を伝達するモータ２０の回転制御を行い、車両２に付与する慣性負荷（慣性重量）を制御するように構成されている。
本実施形態において、制御装置本体１９は、前，後ドラム速度検出器１７，１８からの速度検出信号Ｓ１，Ｓ２と、検査対象である車両２の重量に応じて任意に設定された目標慣性負荷（慣性重量）及び固定慣性負荷（ドラム重量）とによって算出される回転トルクを、モータ２０の回転トルク制御によって同モータ２０に生じさせる。そしてこの回転トルクを、モータ回転力伝達手段２１を介して第１ドラム４に伝達し、車両２に目標慣性負荷を付与するように構成されている。

このような構成において、車両２をドラムテスタ１上で模擬的に走行させ、この状態で制御装置本体１９の上記回転トルク制御によってモータ２０の回転トルクを増減し、適宜設定された目標慣性負荷を車両２に付与すれば、定置（平地）走行中に上り坂走行や下り坂走行を模擬できる。すなわちドラムテスタ１上で、様々な路面での走行を模擬した状態で、燃料消費量、排気ガス測定あるいは振動測定等の種々の走行検査が可能となる。
この際、前，後ドラム速度検出器１７，１８、モータ２０、モータ回転力伝達手段２１及び制御装置本体１９等、慣性負荷制御装置１１の各構成部材は、左右各駆動輪（車輪３ａ，３ｂ）のいずれか一方だけに設ければよい。つまり、両方に設ける必要のある従来技術に比べて、構成上、準備作業上、低コストにて、車両２の慣性負荷制御が可能となる。
したがって、このような慣性負荷制御装置１１によって付与する慣性負荷を制御しつつドラムテスタ１上で車両２を擬似的に走行させ、同車両２の走行検査を行うように構成した車両走行検査装置においても、構成上、準備作業上、低コストにて、車両２の走行検査が可能となる。
特に、本実施形態においては車両２を自走させるので、従来技術における、負荷モータを車両の各駆動輪に直結させるという面倒な作業を必要とせず、準備作業は著しく簡易化され、これによる作業コストの低減は大となる。

以下、このような慣性負荷制御装置１１を用いた車両走行検査装置による車両２の走行検査について説明する。
なお、車両走行検査装置に慣性負荷制御装置１１を用いる場合には、走行検査時において車両２に付与する所望の慣性負荷パターンが慣性負荷制御装置１１の制御装置本体１９内に保持される。この慣性負荷パターンを慣性負荷制御装置１１（制御装置本体１９）外に設けてもよい。また、走行検査手順が記述されたプログラム（走行検査プログラム）が慣性負荷制御装置１１（制御装置本体１９）内に、又は同慣性負荷制御装置１１（制御装置本体１９）外に保持される。そして、慣性負荷制御装置１１の制御装置本体１９、又はこれとは独立して設けられた主制御装置が上記慣性負荷パターンを参照しつつ、走行検査プログラムを実行することによって車両走行検査が行われる。

図３は、車両２の走行検査手順の一例を示すフローチャートである。
図４は、同走行検査時における車両走行パターンの一例を示すグラフである。
図示車両走行パターンには、車両２の走行検査時において慣性負荷制御装置１１によって車両２に付与する慣性負荷パターンが含まれる。ここで車両走行パターンとは、時間ｔの経過に応じたドラム回転速度（以下、車速と記す。）Ｖの制御形態を指し、慣性負荷パターンとは、車速Ｖに応じた、車両２の重量（車重）に対する慣性負荷（慣性重量）の増減制御形態を指す。

上記慣性負荷パターンは、図４に示す例では、車速Ｖ０（ドラム回転開始）から車速Ｖ１における時間Ｗ１においては車重＞慣性負荷（下り坂走行状態）を、車速Ｖ１における時間Ｗ２においては車重＝慣性負荷（中速定置走行状態）を、車速Ｖ１から車速Ｖ２における時間Ｗ３においては車重＜慣性負荷（上り坂走行状態）を、各々指示する形態となっている。また、車速Ｖ２における時間Ｗ４においては車重＝慣性負荷（高速定置走行状態）を、車速Ｖ２から車速Ｖ０における時間Ｗ５においてはモータ２０の回生ブレーキを用いた減速走行状態を、各々指示する形態となっている。
車速Ｖ２から車速Ｖ０における時間Ｗ５´は、モータ２０の回生ブレーキを用いない場合の減速走行状態を示す。時間Ｗ５´と時間Ｗ５とを対照すれば、回生ブレーキを用いることによって、車速Ｖ０に戻る（車両２が停止する）までの時間が短縮することが分かる。

このように、車両２の走行検査において、車速Ｖに応じて慣性負荷を変化させることにより、１回の走行で広範な検査、具体的には様々な走行状態を模擬した走行検査が可能となる。
なお本実施形態では、車速Ｖの制御（車両走行パターンの実行操作）を車両２内の検査員のアクセルワークによっているが、これを自動化してもよい。車両２に付与する慣性負荷の制御は、慣性負荷制御装置１１（制御装置本体１９）が行っていることはいうまでもない。

説明を車両２の走行検査手順に戻すと、図３において、始めに、検査員は車両２をドラムテスタ１の検査位置に進入させてセットし、ドラムテスタ１の各ドラム４〜６のロックを解除する（ステップ３０１〜３０２）。ステップ３０１において車両２がドラムテスタ１の検査位置にセットされた状態を上方から示せば図２の通りである。
その後、慣性負荷制御装置１１の制御装置本体１９が車両走行パターン（慣性負荷パターン）を読み込んで、検査準備を終了する（ステップ３０３）。
次ステップ３０４〜３１１は、走行検査における慣性負荷制御に係る手順を示す。

まずステップ３０４では、検査員は車両２のエンジンを始動し、必要なギヤ操作を行い、車両走行パターンに従った車両２の走行を開始する。また慣性負荷制御装置１１は、慣性負荷制御を開始し、車重＞慣性負荷となる慣性負荷を車両２に付与して下り坂走行を模擬する。
ステップ３０５では、慣性負荷制御装置１１は車速（ドラム回転速度）Ｖが設定速度Ｖ１に達したか否かを判定し、達していればステップ３０６を実行する。達していなければ、達したと判定されるまでステップ３０５を繰り返し実行する。
ステップ３０６で慣性負荷制御装置１１が車両２に付与する慣性負荷を変更、ここ（一巡目）では車重＝慣性負荷となる慣性負荷に変更する。
ステップ３０７では、検査員は車両走行パターンに従った走行操作をする。ここ（一巡目）では、車両２が上記速度Ｖ１で定速走行するように加減速操作し（ステップ３０７）、中速定置走行を模擬する。

ステップ３０８では、慣性負荷制御装置１１は車両２の走行について、全車両走行パターンを終了したか否かを判定し、終了していればステップ３０９以降の処理を順次実行する。
すなわち、慣性負荷制御装置１１はモータ２０の回生ブレーキを作動させ、検査員は車両２のエンジンを停止し、必要なギヤ操作を行って車両走行を終了させる（ステップ３０９〜３１０）。続いて、慣性負荷制御装置１１は慣性負荷制御を終了し（ステップ３１１）、その後、検査員がドラムテスタ１の各ドラム４〜６をロックし、車両２をドラムテスタ１の検査位置から退出させ（ステップ３１２〜３１３）、走行検査を完了する。

ステップ３０８において、全車両走行パターンを終了していないと判定された場合には、終了したと判定されるまでステップ３０５〜３０８を繰り返し実行する。ただし、ステップ３０５〜３０７における具体的な処理内容は、同ステップ３０５〜３０７の実行が何巡目かによって異にする。
すなわち二巡目であれば、車両２が速度Ｖ１での定速走行開始から時間Ｗ２に達したか否かを判定し（ステップ３０５）、達していれば車重＜慣性負荷となる慣性負荷を車両２に付与し（ステップ３０６）、上り坂走行を模擬する。
三巡目であれば、車速Ｖが設定速度Ｖ２に達したか否かを判定し（ステップ３０５）、達していれば車重＝慣性負荷となる慣性負荷に変更し（ステップ３０５）、かつ、車両２が上記速度Ｖ２で定速走行するように加減速操作（ステップ３０７）し、高速定置走行を模擬する。
四巡目であれば、車両２が速度Ｖ２での定速走行開始から時間Ｗ４に達したか否かを判定し（ステップ３０５）、達していればステップ３０６及びステップ３０７をスルー（実行せずに素通り）して、ステップ３０８に処理を移す。ステップ３０８では、全車両走行パターンを終了したと判定し、上述したステップ３０９以降の処理を順次実行して走行検査を完了する。

車両２の燃料消費量、排気ガス測定あるいは振動測定等の走行検査は、車両走行パターン（慣性負荷パターン）中の様々な路面走行を模擬した時間中、図４に示す例では時間Ｗ１〜Ｗ５，時間Ｗ５´中に行われるが、車両走行パターン（慣性負荷パターン）は図４の例のみに限定されないことは勿論である。特に、車重＝慣性負荷と設定される定置（平地）走行状態においては、その継続時間Ｗ２，Ｗ４を一定とせず、車両検査の状況に応じて検査員が適宜増減するようにしてもよい。

以上述べた車両２の走行検査によれば、慣性負荷を付与する制御を、構成上、準備作業上、低コストにて行える慣性負荷制御装置１１によって行っているので、車両走行検査も同様に低コストで実行できる。加えて、任意に設定した慣性負荷パターンを用いて慣性負荷を制御するようにしたので、一連の走行検査において様々な慣性負荷を付与することができ、１回の車両走行で様々な走行状態を模擬した広範な走行検査が可能となる。

本発明が適用されたドラムテスタの一例を示す側面図である。図１を上方から概略的に示した図である。車両の走行検査手順の一例を示すフローチャートである。同走行検査時における車両走行パターン（慣性負荷パターン）の一例を示すグラフである。

符号の説明

１：ドラムテスタ、２：４輪車両、３：車輪、４：第１ドラム、５：第２ドラム、６：第３ドラム、１１：慣性負荷制御装置、１２〜１６：ドラム連結手段、１７，１８：ドラムの回転速度検出器（ドラム速度検出器）、１９：制御装置本体、２０：慣性負荷付与モータ、２１：モータ回転力伝達手段。

Claims

４輪車両の前側又は後側の左右の駆動輪が各別に各外周面に当接され、該駆動輪の回転により回転する左右各一対の第１ドラム及び第２ドラム上で前記４輪車両を擬似的に走行させて、該４輪車両の走行検査を可能とするドラムテスタにおける慣性負荷制御方法において、
前記第１ドラム及び第２ドラムを一体に回転させるドラム連結手段を設け、前記第１ドラム及び第２ドラム中のいずれか１つのドラムに回転力を伝達する回転駆動源の回転を制御することにより、前記４輪車両に付与する慣性負荷を制御することを特徴とする慣性負荷制御方法。
４輪車両の前側又は後側の左右の駆動輪が各別に各外周面に当接され、該駆動輪の回転により回転する左右各一対の第１ドラム及び第２ドラム上で前記４輪車両を擬似的に走行させて、該４輪車両の走行検査を可能とするドラムテスタにおける慣性負荷制御装置において、
前記第１ドラム及び第２ドラムを一体に回転させるドラム連結手段と、前記第１ドラム及び第２ドラム中のいずれか１つのドラムに回転力を伝達する回転駆動源と、該回転駆動源の回転を制御することにより、前記４輪車両に付与する慣性負荷を制御する制御装置本体とを具備することを特徴とする慣性負荷制御装置。
請求項２に記載の慣性負荷制御装置によって４輪車両に付与する慣性負荷を制御しつつドラムテスタ上で前記４輪車両を擬似的に走行させ、該４輪車両の走行検査を行うことを特徴とする車両走行検査装置。