JP2010002296A - シャシーダイナモメータ - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成において、車輪をローラ天頂上に正確に位置決めする。
【解決手段】ブレーキキャリバ２０２を駆動して、モータケースに対してモータ２２のロータのシャフト及びローラ２３を固定し、ローラ２３に加わっているトルクに基づいて各ダイナモメータ２のローラ２３上の車輪の、天頂からのずれ量とずれの方向を算出する。そして、各索引装置３の巻取装置３２を制御して、算出したずれが解消されるように試験車両１０を移動する。
【選択図】図２

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。

自動車の車輪を、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、その車輪が正しくローラの天頂上に位置する状態、すなわち、車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車輪を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エアシリンダの先端部を、ローラ上に配置された車輪周面に斜め下方前後両側から押しつけることにより、車輪をローラ天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）。

また、車輪位置を計測する専用のセンサを設け、当該センサで計測した車輪位置に応じて車両位置を制御することにより、車輪位置をローラ天頂上に拘束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2007-212152号公報

さて、車輪をローラ天頂上に正確に位置決めするためには、車輪の位置を精度良く計測しつつ、車輪をローラ天頂上に位置決めする必要がある。しかしながら、車輪の位置の計測のために、専用のセンサを設けると、車輪の位置決めのための構成が複雑化し、高コスト化やメンテナンスの煩雑化などを招くことになる。

そこで、本発明は、より簡易な構成において、車輪をローラ天頂上に正確に位置決め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、前記車輪から前記ローラに加えられる当該ローラの回転方向の力の大きさと方向とを測定する測定手段と、前記検出手段が検出した前記力の大きさと方向とに基づいて、前記車輪の位置の前記ローラの天頂上の位置からのずれを検出するずれ検出手段とを備えたものである。

このようなシャシーダイナモメータによれば、シャシーダイナモメータが本来備えている前記車輪と前記ローラとの間で当該ローラの接線方向に作用する力を計測する計測装置を用いて、前記車輪の位置の前記ローラの天頂上の位置からのずれを検出することができるようになる。

すなわち、前記ローラの中心軸にロータ軸が連結され、揺動可能に設けられたモータケースにステータが固定されたモータと、前記モータケースに当該モータケースを揺動する方向に加わる力を検出するロードセルとを備えた、いわゆる揺動式のダイナモメータを前記計測装置として備える場合には、前記モータケースに対して、前記ローラを固定する固定手段を設け、前記測定手段において、前記固定手段によって、前記モータケースに対して前記ローラを固定した状態において、前記ロードセルが検出した力に基づいて前記車輪から前記ローラに加えられる当該ローラの回転方向の力の大きさと方向とを検出するようにすればよい。

また、軸トルク計と、前記ローラの中心軸にロータ軸が前記軸トルク計を介して連結したモータを備えた、いわゆる軸トルク計測式のダイナモメータを前記計測装置として備える場合には、前記モータのロータ軸を固定する固定手段を設け、前記測定手段において、前記固定手段によって、前記モータのロータ軸を固定した状態において、前記軸トルク計が検出したトルクに基づいて前記車輪から前記ローラに加えられる当該ローラの回転方向の力の大きさと方向とを検出するようにすればよい。

よって、本発明によれば、車輪の位置の計測のための専用のセンサなどを必要としない簡易な構成において、ローラの天頂上からの車輪のずれ量を検出することができ、この結果、車輪をローラ天頂上に正確に位置決めすることができるようになる。
ここで、以上のようなシャシーダイナモメータにおいては、前記ずれ検出手段において、前記検出手段が検出した前記力の大きさと方向とに基づいて、前記車輪の位置の前記ローラの天頂上の位置からのずれの大きさと方向とを検出するようにすると共に、当該シャシーダイナモメータに、前記ずれ検出手段が検出した、前記車輪の位置の前記ローラの天頂上の位置からのずれの大きさと方向とに応じて、当該ずれが解消されるように前記車輪の位置を移動する車輪位置修正手段を設け、車輪のローラ天頂上への位置決めを自動化することも好ましい。

以上のように、本発明によれば、簡易な構成において、車輪をローラ天頂上に正確に位置決め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を上方より見たようすを、図１ｂはシャシーダイナモメータを左右方向から見たようすを模式的に表したものである。
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、シャシーダイナモメータは、試験車両１０の車輪毎に一つずつ設けられたダイナモメータ２を備え、各ダイナモメータ２は、試験車両１０の走行面となる駆体１の上面に設けた開口に、ダイナモメータ２のローラの天頂部が露出するように駆体１内に配置される。

そして、このようなシャシーダイナモメータを用いた試験車両１０の試験は、試験車両１０の各車輪を各ダイナモメータ２のローラの天頂部に載置した状態で、４台の索引装置３を用いて試験車両１０を索引固定しつつ、ローラを回転しながら、試験車両１０の車輪とローラ周面間で作用するトルクを、各ダイナモメータ２を用いて計測することにより行われる。

ここで、各索引装置３は、ベルト３１と、駆体１に固定され、ベルト３１を巻き取る巻取装置３２とを有している。
また、シャシーダイナモメータは、各車輪のローラの天頂上への位置決めを支援する位置決制御装置４も備えている。
次に、図２に、ダイナモメータ２の構成を示す。
図中、ａはダイナモメータ２の正面図、ｂはダイナモメータ２の側面図を表している。ただし、図中ｂの右側面図ではローラ（波線で示す）を透視した形態を示している。
図示するように、ダイナモメータ２は、ベース２１、ベース２１に設けた油圧浮揚機構によって、ベース２１に揺動可能に支持されたモータ２２、モータ２２のロータのシャフト２４に連結したローラ２３、モータ２２のステータを内部に固設したモータケースに固定されたアーム２５、アーム２５に連結されたロードセル２６、ローラ２３の回転速度を計測し、計測値を制御装置に出力する回転速度計２７とを備えている。

また、ダイナモメータ２は、モータ２２のシャフト２４に固定されたディスクロータ２０１と、モータ２２のステータを内側に固定したモータケースに固定されたブレーキキャリバ２０２とより構成されるブレーキを、モータケースに対して、モータ２２のシャフト及びローラ２３を固定するロック機構として備えている。なお、ブレーキキャリバ２０２は、ブレーキパッドを備えており、ブレーキパッドを、ディスクロータ２０１に押しつけることにより、ディスクロータ２０１の減速及び固定を行う。

そして、このようなダイナモメータ２において、ロック機構によってモータケースに対してモータ２２のシャフト２４を固定していないときには、モータ２２を駆動した状態において、試験車両１０の車輪とローラ２３との間で作用するローラ接線方向の力に応じた力が、ロータからステータへの反力として生じ、これがローラ２３に固定されたモータケースを揺動する力となって、この揺動する力がアーム２５から加わる荷重としてロードセル２６によって計測されることになる。

また、このようなダイナモメータ２において、モータ２２を停止した状態において、ロック機構によってモータ２２のシャフト２４を固定したときには、試験車両１０の車輪からローラ２３に加えられる力によって、直接的に、ローラ２３に固定されたモータケースを揺動する力が生じ、この力がアーム２５から加わる荷重としてロードセル２６によって計測されることになる。

なお、ダイナモメータ２としては、図２に示したダイナモメータ２に代えて、図３に示す構成のダイナモメータ２を用いるようにしてもよい。
図３に示したダイナモメータ２は、図示するように、ベース１２１、ローラ１２２、ベース１２１に固定されたモータ１２３を有している。そして、各ローラ１２１の中心軸１２４は、ベース１２１に固定された二つの支柱１２５によって回動可能に支持されている。また、ローラ２２の中心軸１２４は、軸トルク計１２６を介在して、モータ１２３のロータのシャフト１２７に連結している。また、モータ１２３には、ロータのシャフト１２７の回転速度を検出する回転速度計１２８が設けられている。ここで、軸トルク計１２６は、たとえば歪みゲージであり、モータ１２３のシャフト１２７とローラ１２２の中心軸１２４との間に働く軸トルクをねじれ方向の歪み量より検出する。

また、ダイナモメータ２は、モータ１２３のロータのシャフト１２７に固定されたディスクロータ２１１と、ベース１２１に固定されたブレーキキャリバ２１２とより構成されるブレーキを、ベース１２１に対して、モータ１２３のシャフト１２７を固定するロック機構として備えている。なお、ブレーキキャリバ２０２は、ブレーキパッドを備えており、ブレーキパッドを、ディスクロータ２０１に押しつけることにより、ディスクロータ２０１の減速及び固定を行う。

そして、このようなダイナモメータ２において、モータ１２３を駆動した状態において、ロック機構によってベース１２１に対してモータ１２３のシャフト１２７を固定していないときには、試験車両１０の車輪とローラ１２２との間でローラ１２２の接線方向に作用する力に応じた力が、モータ１２３のシャフト１２７とローラ１２２の中心軸１２４との間に捻れ方向の力として加わり、この力が軸トルク計１２６によって計測されることになる。

また、このようなダイナモメータ２において、モータ１２３を停止した状態において、ロック機構によって、ベース１２１に対してモータ２２のシャフト１２７を固定したときには、試験車両１０の車輪からローラ１２２にローラ１２２の接線方向に加えられる力が、直接的に、モータ１２３のシャフト１２７とローラ１２２の中心軸１２４との間に捻れ方向の力として加わり、この力が軸トルク計１２６によって計測されることになる。

以下、このようなシャシーダイナモメータにおける車輪の位置決め動作について説明する。
この場合、まず、作業者は、図１に示すように、試験車両１０を駆体１上に進行させ、各車輪をローラ（２３/１２２）上におおよそ位置決めし、各索引装置３のベルト３１を、自動車前後に固着した固定フックに掛け止め、試験車両１０を固定する。
そして、作業者は、位置決制御装置４を操作し位置決制御装置４の位置決制御処理を起動し、当該処理を位置決制御装置４に実行させる。
図４に、このようにして位置決制御装置４が行う位置決制御処理の手順を示す。
図示するように、この処理では、まず、全てのダイナモメータ２のロック機構を駆動する（ステップ４０２）。すなわち、図２のダイナモメータ２を用いる場合には、ブレーキキャリバ２０２を駆動して、モータケースに対してモータ２２のロータのシャフト及びローラ２３を固定し、図３のダイナモメータ２を用いる場合には、ブレーキキャリバ２１２を駆動して、ベース１２１に対して、モータ１２３のロータのシャフト１２７を固定する。

そして、各ダイナモメータ２において、ローラ（２３/１２２）に加わっているトルクを取得する（ステップ４０４）。すなわち、図２のダイナモメータ２を用いる場合には、ロードセル２６で検出している荷重値からローラ２３に加わっているトルクを算出し、図３のダイナモメータ２を用いる場合には軸トルク計１２６で検出している軸トルクからローラ１２３に加わっているトルクを算出する。

そして、各ダイナモメータ２について計測したトルクの全てが、所定の許容値ＴＨより小さいかどうかを調べ（ステップ４０６）、小さければ位置決め完了を表示装置に表示するなどして作業者に通知する（ステップ４０８）。そして、全てのダイナモメータ２のロック機構を解放する（ステップ４１０）。ここで、ステップ４１０では、図２のダイナモメータ２を用いる場合には、ブレーキキャリバ２０２を制御して、モータケースに対するモータ２２のロータのシャフト及びローラ２３の固定を解除し、図３のダイナモメータ２を用いる場合には、ブレーキキャリバ２１２を制御して、ベース１２１に対する、モータ１２３のロータのシャフト１２７の固定を解除する。

そして、位置決制御処理を終了する。
一方、ステップ４０６で、各ダイナモメータ２について計測したトルクの全てが、所定の許容値ＴＨより小さくないと判定された場合には、計測したトルクに基づいて各ダイナモメータ２のローラ（２３/１２２）上の車輪の、天頂からのずれ量とずれの方向を算出する（ステップ４１２）。
ここで、図５ａに示すように、車輪１００がローラ（２３/１２２）の天頂上に位置する場合、車輪１００からローラ（２３/１２２）に下向きに加わる力は、ローラ（２３/１２２）の中心に向かうため、ローラ（２３/１２２）を回転させる力は生じない。一方、図５ｂに示すように、車輪１００がローラ（２３/１２２）の天頂上からずれている場合、車輪１００からローラ（２３/１２２）に下向きに加わる力は、ローラ（２３/１２２）の中心に向かわず、その分力として、ローラ（２３/１２２）の接線方向を向いた力が、ローラ（２３/１２２）を回転させる力として生じ、当該力の大きさは、車輪１００のローラ（２３/１２２）の天頂上からのずれ量に応じた大きさとなる。よって、計測したトルクに基づいて各ダイナモメータ２のローラ（２３/１２２）上の車輪１００の、天頂からのずれ量とずれの方向を算出することができることになる。

そして、各索引装置３の巻取装置３２を制御して、算出したずれが解消されるように試験車両１０を移動し（ステップ４１４）、ステップ４０４からの処理に戻る。なお、このステップ４１４の試験車両１０の移動は、各ダイナモメータ２のロック機構を解除した上で、ローラ（２３/１２２）をモータ（２２/１２３）によって、算出したずれが解消されるように回転し、再度ロック機構を駆動することによって行うようにしてもよい。

また、ステップ４１４は、各ダイナモメータ２のローラ（２３/１２２）上の車輪の、天頂からのずれ量とずれの方向を表示して、作業者に試験車両１０の位置変更を促し、作業者から位置変更作業の完了が通知されたならば、ステップ４０４に戻る処理としてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明した。
このように、本実施形態によれば、車輪の位置の計測のための専用のセンサなどを必要としない簡易な構成において、ローラ（２３/１２２）の天頂上からの車輪のずれ量を検出することができ、この結果、車輪をローラ天頂上に正確に位置決めすることができるようになる。

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制御処理の処理例を示す図である。 ローラの天頂上からの車輪のずれとローラに加わる力との関係を示す図である。

符号の説明

１…駆体、２…ダイナモメータ、３…索引装置、４…位置決制御装置、１０…試験車両、２１…ベース、２２…モータ、２３…ローラ、２４…シャフト、２５…アーム、２６…ロードセル、２７…回転速度計、３１…ベルト、３２…巻取装置、２０１…ディスクロータ、２０２…ブレーキキャリバ。

Claims (4)

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であって、
   前記車輪から前記ローラに加えられる当該ローラの回転方向の力の大きさと方向とを測定する測定手段と、
   前記検出手段が検出した前記力の大きさと方向とに基づいて、前記車輪の位置の前記ローラの天頂上の位置からのずれを検出するずれ検出手段とを有することを特徴とするシャシーダイナモメータ。
   
2. 請求項１記載のシャシーダイナモメータであって、
   前記ローラの中心軸にロータ軸が連結され、揺動可能に設けられたモータケースにステータが固定されたモータと、
   前記モータケースに当該モータケースを揺動する方向に加わる力を検出するロードセルと、
   前記モータケースに対して、前記ローラを固定する固定手段とを有し、
   前記測定手段は、前記固定手段によって、前記モータケースに対して前記ローラを固定した状態において、前記ロードセルが検出した力に基づいて前記車輪から前記ローラに加えられる当該ローラの回転方向の力の大きさと方向とを検出することを特徴とするシャシーダイナモメータ。
   
3. 請求項１記載のシャシーダイナモメータであって、
   軸トルク計と、
   前記ローラの中心軸にロータ軸が前記軸トルク計を介して連結したモータと、
   前記モータのロータ軸を固定する固定手段とを有し、
   前記測定手段は、前記固定手段によって、前記モータのロータ軸を固定した状態において、前記軸トルク計が検出したトルクに基づいて前記車輪から前記ローラに加えられる当該ローラの回転方向の力の大きさと方向とを検出することを特徴とするシャシーダイナモメータ。
   
4. 請求項１、２または３記載のシャシーダイナモメータであって、
   前記ずれ検出手段は、前記検出手段が検出した前記力の大きさと方向とに基づいて、前記車輪の位置の前記ローラの天頂上の位置からのずれの大きさと方向とを検出し、
   当該シャシーダイナモメータは、
   前記ずれ検出手段が検出した、前記車輪の位置の前記ローラの天頂上の位置からのずれの大きさと方向とに応じて、当該ずれが解消されるように前記車輪の位置を移動する車輪位置修正手段を有することを特徴とするシャシーダイナモメータ。