JP2022082002A - Automobile testing system and road driving simulator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主として自動車を試験する技術に関するものである。 The present invention mainly relates to a technique for testing an automobile.
自動車を試験する技術としては、模擬ホイールと、模擬ホイールに装着したタイヤと、模擬ホイールのセンター部に設けた軸受によって回動可能に軸支された連結シャフトとを備えた模擬車輪を用いた試験装置を用いて自動車の試験を行う技術が知られている。この技術では、模擬車輪の連結シャフトの一端を自動車ハブベアリングに連結し、連結シャフトの他端をトルクセンサを介してダイナモメータに接続する、または、模擬車輪の連結シャフトの一端をトルクセンサを介して自動車ハブベアリングに連結し、連結シャフトの他端をダイナモメータに接続することにより、自動車を同じ場所に留めた状態で、ダイナモメータから自動車のドライブシャフトに負荷を加えながらトルクセンサでドライブシャフトから出力されるトルクを計測する(例えば、特許文献1)。 As a technique for testing an automobile, a test using a simulated wheel, a tire mounted on the simulated wheel, and a simulated wheel provided with a connecting shaft rotatably supported by a bearing provided in the center of the simulated wheel. Techniques for testing automobiles using devices are known. In this technique, one end of the simulated wheel connecting shaft is connected to the automobile hub bearing and the other end of the connecting shaft is connected to the dynamometer via a torque sensor, or one end of the simulated wheel connecting shaft is connected via a torque sensor. By connecting to the hub bearing of the car and connecting the other end of the connecting shaft to the dynamometer, the torque sensor can be used from the drive shaft while applying a load from the dynamometer to the drive shaft of the car while keeping the car in the same place. The output torque is measured (for example, Patent Document 1).
また、自動車を試験する技術としては、自動車から車輪を取り外した状態で、自動車のハブベアリングにダイナモメータを連結し、ダイナモメータでハブベアリングを床面に対して支持しながら、ダイナモメータから自動車のドライブシャフトに負荷を加える技術も知られている(たとえば、特許文献2)。 In addition, as a technology for testing automobiles, the dynamometer is connected to the hub bearing of the automobile with the wheels removed from the automobile, and the dynamometer supports the hub bearing against the floor surface while supporting the hub bearing from the dynamometer to the automobile. A technique for applying a load to a drive shaft is also known (for example, Patent Document 2).
この技術では、ダイナモメータはキャスタを介して床面上に支持されており、自動車のハンドルの操作によるハブベアリングの転舵角の変化に追従してダイナモメータは床面上を移動する。また、操舵に対する反力を模擬するために、床面には傾斜が、ハブベアリングの転舵角に応じた大きさの舵角中立位置方向の荷重がダイナモメータの自重によってハブベアリングに加わるように設けられている。 In this technique, the dynamometer is supported on the floor surface via casters, and the dynamometer moves on the floor surface in accordance with the change in the steering angle of the hub bearing due to the operation of the steering wheel of the automobile. In addition, in order to simulate the reaction force against steering, the floor surface is tilted so that the load in the steering angle neutral position of the magnitude corresponding to the steering angle of the hub bearing is applied to the hub bearing by the weight of the dynamometer. It is provided.
上述した、ハブベアリングの転舵角の変化に追従してダイナモメータが移動する床面に傾斜を設けることにより操舵に対する反力を模擬する技術によれば、模擬される反力はダイナモメータの自重によるものであるため、自動車のステアリングシステムに加わる力は、実際の自動車の走行時に車輪からステアリングシステムに加わる力とはかけ離れたものとなってしまう。また、模擬される力は、転舵角とダイナモメータの自重と床の傾斜角によって一義的に定まるため、多様な状況について車輪から自動車のステアリングシステムに加わる力を模擬することもできない。 According to the above-mentioned technique for simulating the reaction force against steering by providing an inclination on the floor surface on which the dynamometer moves according to the change in the steering angle of the hub bearing, the simulated reaction force is the weight of the dynamometer. Therefore, the force applied to the steering system of the automobile is far from the force applied to the steering system from the wheels when the automobile is actually driven. Further, since the simulated force is uniquely determined by the steering angle, the weight of the dynamometer, and the inclination angle of the floor, it is not possible to simulate the force applied from the wheels to the steering system of the automobile in various situations.
本発明は、ダイナモメータから自動車のドライブシャフトに負荷を加えながら試験を行う自動車試験システムにおいて、実際の自動車の走行時に車輪からステアリングシステムに加わる力を正しく模擬することを課題とする。 It is an object of the present invention to correctly simulate the force applied to the steering system from the wheels when the actual automobile is running in the automobile test system in which the test is performed while applying a load from the dynamometer to the drive shaft of the automobile.
また、本発明は、実走行時の走行負荷やステアリング反力を模擬した実路走行シミュレータを提供することを課題とする。 Another object of the present invention is to provide a real road running simulator that simulates a running load and a steering reaction force during a real running.
前記課題達成のために、本発明は、自動車の試験に用いられる自動車試験システムに、前記自動車の車輪もしくはハブベアリングのハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加えるトルク負荷装置と、前記自動車のハブベアリングを支持する当該自動車のナックルのナックルアームとの連結を解除した当該自動車のタイロッドまたはステアリングラックを連結対象物として、当該連結対象物に連結され、当該連結対象物に力を加えることにより当該自動車のステアリングラックに力を加えるステアリング負荷装置とを備えたものである。 In order to achieve the above-mentioned problems, the present invention comprises a torque load device for applying a load to a drive shaft by applying torque to the hub shaft of the wheel or hub bearing of the automobile in an automobile test system used for testing an automobile. The tie rod or steering rack of the vehicle that has been disconnected from the knuckle arm of the knuckle of the vehicle that supports the hub bearing of the vehicle is connected to the connection target and a force is applied to the connection target. It is equipped with a steering load device that applies force to the steering rack of the vehicle.
この自動車試験システムにおいて、前記トルク負荷装置は、回転可能に支持された自動車のハブベアリングのハブシャフトに連結され、当該ハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加えるダイナモメータであってよい。 In this automotive test system, the torque load device may be a dynamometer that is coupled to the hub shaft of a rotatably supported automotive hub bearing and applies torque to the hub shaft to load the drive shaft. ..
この場合、前記ダイナモメータは、少なくとも前記自動車の駆動輪である車輪の各々に対応して複数設けられ、各ダイナモメータは、対応する車輪のハブベアリングのハブシャフトに連結され、当該ハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加えるものであることが好ましく、前記ステアリング負荷装置は、前記自動車の操舵対象の車輪の各々に対応して設けられ、各ステアリング負荷装置を、対応する車輪のハブベアリングを支持する当該自動車のナックルのナックルアームとの連結を解除した当該自動車のタイロッドまたはステアリングラックを連結対象物として、当該連結対象物に連結し、当該連結対象物に力を加えることにより当該自動車のステアリングラックに力を加えることが好ましい。 In this case, a plurality of the dynamometers are provided corresponding to at least each of the wheels that are the driving wheels of the automobile, and each dynamometer is connected to the hub shaft of the hub bearing of the corresponding wheel and torque is applied to the hub shaft. It is preferable that a load is applied to the drive shaft by adding a load, the steering load device is provided corresponding to each of the wheels to be steered by the automobile, and each steering load device is attached to a hub of the corresponding wheel. The tie rod or steering rack of the vehicle that has been disconnected from the knuckle arm of the knuckle of the vehicle that supports the bearing is connected to the connection target as the connection target, and the vehicle is connected by applying force to the connection target. It is preferable to apply force to the steering rack.
以上の自動車試験システムにおいて、前記ステアリング負荷装置は、前記連結対象物に連結する連結部と、当該連結部を少なくとも前記自動車の左右方向に移動するアクチュエータとを有するものであってよい。 In the above automobile test system, the steering load device may have a connecting portion connected to the connecting object and an actuator for moving the connecting portion at least in the left-right direction of the automobile.
また、前記連結対象物は、タイロッドエンドを取り外した状態のタイロッドとしてよい。
また、以上の自動車試験システムには、設定された試験条件が示す条件で前記自動車が実走行したときに前記ドライブシャフトに加わる負荷と同じ負荷が前記ドライブシャフトに加わるように前記トルク負荷装置が発生するトルクを制御すると共に、前記試験条件が示す条件で前記自動車が実走行したときに前記車輪からステアリングラックに加わる力が当該ステアリングラックに加わるようにステアリング負荷装置が発生する力を制御する制御部を備えることが好ましい。
Further, the object to be connected may be a tie rod with the tie rod end removed.
Further, in the above automobile test system, the torque load device is generated so that the same load as the load applied to the drive shaft when the automobile actually runs under the conditions indicated by the set test conditions is applied to the drive shaft. A control unit that controls the torque to be applied and controls the force generated by the steering load device so that the force applied to the steering rack from the wheels when the vehicle actually runs under the conditions indicated by the test conditions is applied to the steering rack. It is preferable to provide.
以上のような自動車試験システムによれば、ハブベアリングとステアリングシステムの連結を切り離した状態で、ドライブシャフトへの負荷の付与と、ステアリングラックへの力の付与とを、車両における相互の干渉を排して独立に行うことができるので、トルク負荷装置によって実際の自動車の走行時にドライブシャフトに加わる負荷を精度よく模擬しつつ、ステアリング負荷装置によって当該実際の自動車の走行時に車輪からステアリングシステムに加わる力を正しく模擬することができる。 According to the automobile test system as described above, with the hub bearing and the steering system disconnected, the load applied to the drive shaft and the force applied to the steering rack eliminate mutual interference in the vehicle. The torque load device accurately simulates the load applied to the drive shaft when the vehicle is actually driven, while the steering load device applies the force applied to the steering system from the wheels when the vehicle is actually driven. Can be simulated correctly.
また、併せて、本発明は、自動車の実走行状態を模擬する実路走行シミュレータとして、前記自動車の車輪もしくはハブベアリングのハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加えるトルク負荷装置と、前記自動車のハブベアリングを支持する当該自動車のナックルのナックルアームとの連結を解除した当該自動車のタイロッドまたはステアリングラックを連結対象物として、当該連結対象物に連結され、当該連結対象物に力を加えることにより当該自動車のステアリングラックに力を加えるステアリング負荷装置と、前記トルク負荷装置が発生するトルクと前記ステアリング負荷装置が発生する力を、前記自動車の状態に応じて制御する制御部とを備えた実路走行シミュレータを提供する。 In addition, the present invention also provides a torque load device that applies a load to the drive shaft by applying torque to the hub shaft of the wheel or hub bearing of the vehicle as a real road driving simulator that simulates the actual driving state of the vehicle. The tie rod or steering rack of the vehicle that has been disconnected from the knuckle arm of the knuckle of the vehicle that supports the hub bearing of the vehicle is connected to the connection target, and a force is applied to the connection target. It is provided with a steering load device that applies a force to the steering rack of the vehicle, and a control unit that controls the torque generated by the torque load device and the force generated by the steering load device according to the state of the vehicle. Provides a real road driving simulator.
このような実路走行シミュレータによれば、実車を用いることでドライバにとってより現実感ある形態で、実走行時の走行負荷やステアリング反力を模擬したシミュレーションを実現できる。 According to such an actual road driving simulator, by using an actual vehicle, it is possible to realize a simulation simulating a driving load and a steering reaction force during actual driving in a more realistic form for the driver.
本発明によれば、ダイナモメータから自動車のドライブシャフトに負荷を加えながら試験を行う自動車試験システムにおいて、実際の自動車の走行時に車輪からステアリングシステムに加わる力を正しく模擬することができる。 According to the present invention, in an automobile test system in which a test is performed while applying a load from a dynamometer to a drive shaft of an automobile, it is possible to correctly simulate the force applied to the steering system from the wheels when the actual automobile is running.
また、本発明によれば、実走行時の走行負荷やステアリング反力を模擬した実路走行シミュレータを提供できる。 Further, according to the present invention, it is possible to provide a real road running simulator that simulates a running load and a steering reaction force during a real running.
以下、本発明の実施形態について説明する。
図1a、bに、本実施形態に係る自動車試験システムの構成を、試験対象の自動車が前輪操舵、前輪駆動の自動車である場合を例にとり示す。
図示するように、自動車試験システムは、試験制御システム1、センサ2、ダイナモメータ3、模擬車輪4、ステアリング負荷装置5を備えている。
試験制御システム1は、センサ2や自動車6のECUや自動車6が備える各種の車載センサから、エンジンの回転速度やギヤシフト状態やアクセル開度や操舵角や操舵トルクなどの自動車6の各種状態や、自動車6の周囲の温度などの環境の各種状態を取得しながら、自動車試験システム全体の動作の制御や、試験対象の自動車6に関わる各種計測を行う。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
1a and 1b show the configuration of the automobile test system according to the present embodiment by taking as an example the case where the automobile to be tested is a front-wheel steering and front-wheel drive automobile.
As shown in the figure, the automobile test system includes a test control system 1, a sensor 2, a
The test control system 1 uses various in-vehicle sensors included in the sensor 2, the ECU of the automobile 6, and the automobile 6 to determine various states of the automobile 6 such as engine rotation speed, gear shift state, accelerator opening, steering angle, and steering torque. While acquiring various environmental conditions such as the ambient temperature of the automobile 6, the operation of the entire automobile test system is controlled and various measurements related to the automobile 6 to be tested are performed.
次に、模擬車輪4とダイナモメータ3のセットは、自動車6の4つのハブベアリングの各々に対応して4セット設けられており、模擬車輪4は、車輪に代えて対応するハブベアリングに装着されてハブベアリングを回転可能に支持する。また、ダイナモメータ3は、対応するハブベアリングに連結されており、対応するハブベアリングにトルクを加えることができる。
Next, four sets of the simulated
ここで、模擬車輪4の構成を図2を用いて説明する。
図2aは、標準状態の自動車6の駆動輪(前輪)のハブベアリングの周辺のようすを表したものである。なお、標準状態とは、自動車6が実走可能な本来の状態を指す。
図示するように、標準状態において、ハブベアリング71の外輪はナックル72に固定され、ナックル72を介して車体に対して連結されている。また、ハブベアリング71の外輪はハブシャフト(内輪)を回転可能に軸支しており、このハブシャフトに自動車6のドライブシャフト73が共に回動するように挿入されている。また、ハブシャフトの車体外側に設けられているフランジに固定されているハブボルトを用いて、車輪のホイールが、ハブベアリング71のハブシャフトに固定されており、車輪は、ドライブシャフト73、ハブベアリング71のハブシャフトと共に回動する。
Here, the configuration of the simulated
FIG. 2a shows the periphery of the hub bearing of the drive wheel (front wheel) of the automobile 6 in the standard state. The standard state refers to the original state in which the automobile 6 can actually run.
As shown in the figure, in the standard state, the outer ring of the hub bearing 71 is fixed to the
図2bは、このような自動車6の車輪を模擬車輪4に換装した試験実施時のようすを表している。
図示するように、模擬車輪4は、模擬ホイール41と、模擬ホイール41の外周側に装着したタイヤ42と、模擬ホイール41の中央部に回転可能に軸支した連結シャフト43とを有する。
FIG. 2b shows the state at the time of the test in which the wheel of the automobile 6 is replaced with the simulated
As shown in the figure, the
連結シャフト43の車体内側の端は、ハブボルトを用いてハブベアリング71のハブシャフトに固定され、連結シャフト43の車体外側の端は、カップリング31を用いて、ダイナモメータ3に接続されたシャフト32に連結される。
The inner end of the connecting shaft 43 is fixed to the hub shaft of the hub bearing 71 using a hub bolt, and the outer end of the connecting shaft 43 is connected to the
ダイナモメータ3もしくは模擬車輪4は、ダイナモメータ3とハブベアリング71のハブシャフトとの間で作用するトルクを検出するトルクセンサ(図示省略)を備えており、試験制御システム1は、トルクセンサで検出したトルクを参照しつつ、ダイナモメータ3とハブベアリング71のハブシャフトとの間で作用するトルクを制御することができる。
The
なお、図示は省略したが、試験実施時には、模擬車輪4は模擬車輪4に掛け回したベルト等により床面に固定する。
このような模擬車輪4によれば、自動車6のハブベアリング71を床面に対して支持しつつ、ハブベアリング71のハブシャフトやドライブシャフト73を回転させながら、ダイナモメータ3から所要の負荷をドライブシャフト73に与えることができる。
Although not shown, the
According to such a
自動車6の従輪(後輪)のハブベアリング71に対応する模擬車輪4の構成や、従輪のハブベアリング71と模擬車輪4やダイナモメータ3との連結関係は、従輪のハブベアリング71にはドライブシャフト73が連結されていないことを除き、図2bに示したものと同様であり、ダイナモメータ3によって、所要の回転速度で従輪(後輪)を回転させることができる。
The configuration of the
図1に戻り、ステアリング負荷装置5は、操舵の対象となる2つの前輪の各々に対応して設けられており、対応する前輪用のタイロッドに負荷を加える。
ここで、ステアリング負荷装置5の構成を図3を用いて説明する。
図3a1は、上方より見た標準状態における自動車6のハブベアリング71とタイロッド74の周辺のようすを表しており、図3a2は、自動車6前方より見た標準状態における自動車6のハブベアリング71とタイロッド74周辺のようすを表している。
Returning to FIG. 1, the
Here, the configuration of the
FIG. 3a1 shows the surroundings of the hub bearing 71 and the
図示するように標準状態において、ハブベアリング71の外輪に固定されたナックル72は、所定の転舵軸廻りに揺動可能に、自動車6のストラットやロアアーム等に直接または間接的に連結されている。ナックル72のナックルアーム721には、自動車6のハンドルの操舵に伴い、左右方向に移動するタイロッド74が連結されている。そして、タイロッド74の左右方向の移動に伴い、ナックル72、ハブベアリング71、車輪が転舵軸廻りに転舵する。
As shown in the figure, in the standard state, the
次に、図3bに示すように、ステアリング負荷装置5は、アクチュエータ51と、延長部材52と、連結部53を備えている。
アクチュエータ51は、当該アクチュエータ51が備える直動可能なシャフト/ロッドに力を加える装置であり、このようなアクチュエータ51としては、油圧シリンダやエアシリンダや電動シリンダ等のリニアアクチュエータを用いることができる。
Next, as shown in FIG. 3b, the
The
延長部材52は、アクチュエータ51のシャフトの先端から上方に延びる部材でありシャフトと共に直動する。連結部53は、延長部材52の上方端部に設けられており、自動車6のタイロッド74に連結可能な構造を備えている。
The
そして、図3c1、c2は、このようなステアリング負荷装置5を自動車6のタイロッド74に連結した試験実施時のようすを表しており、図3c1は上方より見たようすを、図3c2は自動車6前方より見たようすを表している。
3c1 and 3c2 show the state at the time of the test in which such a
図示するように、試験時には、自動車6のナックル72のナックルアーム721からタイロッド74を取り外して両者の連結を切り離す。また、図3a1、a2に示すようにタイロッド74の先端部分を構成する、一般的には交換等のためにネジ込み式に脱着可能に設けられているタイロッドエンド741を取り外し、タイロッドエンド741を取り外した後のタイロッド74にステアリング負荷装置5の連結部53を連結する。ここで、ステアリング負荷装置5は、アクチュエータ51から延長部材52、連結部53を介して、タイロッド74に自動車6の左右方向の力を加えられるように配置する。また、連結部53のタイロッド74への連結は、たとえば、タイロッド74先端部分にタイロッドエンド741取り付け用に設けられている雌ネジを利用して行う。
As shown in the figure, at the time of the test, the
図4aに、図3c1、c2に示したようにステアリング負荷装置5を、自動車6の左右の前輪用のタイロッド74に連結した状態における、自動車6のステアリングシステムとステアリング負荷装置5との関係を示す。
FIG. 4a shows the relationship between the steering system of the automobile 6 and the
自動車6のステアリングシステムにおいて、自動車6のハンドル81の回転に伴いステアリングコラム82が回転し、この回転運動がステアリングギアボックス83の内部でステアリングラックの左右方向への直動運動に変換される。ステアリングラックの左右端にはタイロッド74が連結されており、ステアリングラックの左右の移動に伴いタイロッド74も左右に移動する。
In the steering system of the automobile 6, the
そして、タイロッド74がナックルアーム721に連結されている標準状態においては、タイロッド74の左右の移動に伴いナックル72、ハブベアリング71、前輪が転舵軸廻りに回転し、この結果、ハンドル81の操舵に応じて前輪が転舵する。
Then, in the standard state in which the
一方、試験時には、図4aに示すように、タイロッド74はナックルアーム721から外され、ステアリング負荷装置5に連結されるので、ハンドル81の操舵に応じて、ハブベアリング71や模擬車輪4が転舵することはない。また、図4a、b、cに示すように、タイロッド74やステアリングラックの移動を許容しつつ、ステアリング負荷装置5から自動車6のステアリングシステムに所要の力を加えることができる。
On the other hand, at the time of the test, as shown in FIG. 4a, the
ここで、ステアリング負荷装置5は、アクチュエータ51とタイロッド74との間で作用する力を検出するロードセルなどの荷重センサを備えており、試験制御システム1は、荷重センサで検出した力を参照しつつ、ステアリング負荷装置5から自動車6のステアリングシステムに加える力を制御することができる。
Here, the
以上では、タイロッドエンド741を取り外したタイロッド74に連結部53を連結したが、タイロッドエンド741を取り外さなくても、転舵に伴うナックルアーム721やナックル72とタイロッド74との干渉を回避できる場合には、タイロッドエンド741を装着したままのタイロッド74に連結部53を連結するようにしてよい。
In the above, the connecting
たとえば、図5a1の上方から見たようす、図5a2の自動車6前方から見たようすで示すように、転舵に伴うナックルアーム721やナックル72とタイロッド74との干渉が回避できるように、タイロッド74を自動車6の前後方向に傾けた上で、タイロッド74に連結部53を連結してもよい。
For example, as shown from above in FIG. 5a1 and as seen from the front of the automobile 6 in FIG. 5a2, the
または、図5bの自動車6前方から見たようすで示すように、転舵に伴うナックルアーム721やナックル72とタイロッド74との干渉が回避できるように、タイロッド74を自動車6の上下方向に傾けた上で、タイロッド74に連結部53を連結してもよい。
Alternatively, as shown in the view from the front of the automobile 6 in FIG. 5b, the
一般的には、タイロッド74は、ステアリングギアボックス83内のステアリングラックにボールジョイントで連結されており、一定の範囲でステアリングラックに対する傾きを変更することができる。
Generally, the
どのようにしても転舵に伴うナックルアーム721やナックル72とタイロッド74との干渉が回避できない場合には、タイロッド74をステアリングギアボックス83のステアリングラックから取り外し、ステアリング負荷装置5の連結部53をタイロッド74の代わりにステアリングラックに連結してもよい。
If interference between the
以上では、ステアリング負荷装置5のアクチュエータ51としてリニアアクチュエータを用いた場合について示したが、おおよその直動運動を実現するアクチュエータであればリニアアクチュエータ以外のアクチュエータを用いることができる。
In the above, the case where the linear actuator is used as the
たとえば、ロータリアクチュエータと、ロータリアクチュエータの回転運動を直線運動に変換する機構をアクチュエータ51として用いることができる。
図6a1は、このようなアクチュエータ51の例を、上方から見たものあり、このアクチュエータ51は、回転運動するロータリアクチュエータ91と、原動リンク92と2つの中間リンク93と従動リンク94よりなるリンク機構を備えており、図6a2、a3に示すように、従動リンク94の運動方向がおおよそ図の左右方向に規制されている場合には、ロータリアクチュエータ91によって原動リンク92が回転すると、従動リンク94がおおよそ図の左右方向に直線運動を行う。
For example, a rotary actuator and a mechanism for converting the rotary motion of the rotary actuator into a linear motion can be used as the
FIG. 6a1 shows an example of such an
ここで、図6bの前方より見たようすで表すように、ロータリアクチュエータ91を用いたアクチュエータ51を備えたステアリング負荷装置5においては、従動リンク94の先端から上方に延びるように延長部材52を設け、延長部材52の上方端部に自動車6のタイロッド74に連結する連結部53を設ける。
Here, as shown from the front view of FIG. 6b, in the
アクチュエータ51は、ロータリアクチュエータ91による原動リンク92の回転に伴い従動リンク94が、おおよそ自動車6の左右方向に移動するように配置されており、タイロッド74の運動方向が左右方向に規制されている場合、ロータリアクチュエータ91によって原動リンク92に回転方向の力を加えることにより、従動リンク94、延長部材52、連結部53を介してタイロッド74におおよそ自動車6の左右方向の力が加わる。なお、ボールジョイントによるステアリングラックとの連結のために、ナックルアーム721から切り離した状態では、タイロッド74の運動方向が充分に左右方向に規制されない場合等には、従動リンク94、もしくは、タイロッド74の運動方向を自動車6の左右方向におおよそ規制するガイドを設け、ロータリアクチュエータ91によって原動リンク92に回転方向の力を加えることにより、ロータリアクチュエータ91からタイロッド74におおよそ自動車6の左右方向の力が加わるようにしてよい。
The
次に、試験制御システム1の構成を図7に示す。
図示するように、試験制御システム1は、シミュレーション制御部11と、計測部12とを有する。
シミュレーション制御部11は、試験条件設定部111、車両モデル112、ダイナモメータ制御部113、ステアリング負荷制御部114を備えている。
試験条件設定部111は、路面の状態や傾斜や気温や風速などの試験条件を車両モデル112に設定する。
車両モデル112は、試験対象の自動車6をモデル化したものであり、試験条件が示す各条件と、センサ2や自動車6から取得したエンジンの回転速度やギヤシフト状態やアクセル開度や操舵角や操舵トルクなどの自動車6の各種状態を入力として、自動車6の挙動や自動車6に加わる外力をシミュレーションし、試験条件が示す条件下において、自動車6の各種状態やその変化に対して自動車6の各前輪から各ドライブシャフト73に加わる負荷と、自動車6の各後輪の回転状態と、自動車6の各前輪からステアリングシステムに加わる力を算出する。
Next, the configuration of the test control system 1 is shown in FIG.
As shown in the figure, the test control system 1 has a
The
The test
The
そして、ダイナモメータ制御部113は、車両モデル112が算出した各前輪から各ドライブシャフト73に加わる負荷と同じ負荷が、各ドライブシャフト73に加わるように、各前輪のハブベアリング71に対して設けた各ダイナモメータ3で発生するトルクを、ダイナモメータ3が備えるトルクセンサ又はハブベアリングとダイナモメータ3との間に設けたトルクセンサで検出したトルクを参照しつつ制御する。また、ダイナモメータ制御部113は、車両モデル112が算出した各後輪の回転状態に整合する回転状態で各後輪のハブシャフトが回転するように、各後輪のハブベアリング71に対して設けた各ダイナモメータ3の回転速度を制御する。
Then, the
また、ステアリング負荷制御部114は、車両モデル112が算出した自動車6の各前輪からステアリングラックに加わる力と同じ力が、ステアリングラックに加わるように、各アクチュエータ51で発生する力を、ステアリング負荷装置5が備える荷重センサで検出した力を参照しつつ制御する。
Further, the steering
このようなシミュレーション制御部11の動作により、ダイナモメータ3を用いて自動車6の実際の走行時の走行負荷を模擬しつつ、アクチュエータ51を用いて、実際の自動車6の走行時の操舵に対する反力等の、各車輪からステアリングシステムに加わる力を正しく模擬することができる。
By such an operation of the
次に、計測部12は、試験実行中、センサ2や自動車6から取得した自動車6の各種状態や、車両モデル112が示す挙動などを計測すると共に、計測結果に対する所要の解析などを行う。
Next, during the test execution, the
本実施形態に係る自動車試験システムによれば、自動車6の操舵が関わる各種試験を行うことができる。
たとえば、自動運転特性試験のように、車両が駆動された状態でのステアリング反力を考慮することができることから、目標値への追従・応答性から制御ロジックの検証(EPS等の検証も含む)やドラビリの検証、燃費/電費/排出ガスなどを、再現性良くより実路走行と近い状態で試験できるようになる。
According to the automobile test system according to the present embodiment, various tests related to the steering of the automobile 6 can be performed.
For example, since it is possible to consider the steering reaction force when the vehicle is driven, as in the automatic driving characteristic test, verification of control logic (including verification of EPS etc.) from follow-up and responsiveness to the target value. It will be possible to test the verification of driving and driving, fuel consumption / electricity cost / exhaust gas, etc. with good reproducibility and in a state closer to actual road driving.
それ以外にも、定常円旋回試験、加速円旋回試験、旋回パワーオフ試験、手放し安定試験、レーンチェンジ試験、スラローム試験、直進安定性試験、周波数応答試験、横風安定性試験、Jターン試験、限界安定度試験-転覆試験、操舵力試験、その他各種試験(各種走行シーンにおける燃費/電費、ドライバビリティ、各種制御ロジック、排出ガスの検証、評価など)において、車両挙動をシミュレーションにより走行負荷やステアリング反力に反映することで、車両を固定した状態においても試験を実施することが可能となる。 Besides that, steady circular turning test, accelerated circular turning test, turning power-off test, letting go stability test, lane change test, slalom test, straight running stability test, frequency response test, crosswind stability test, J-turn test, limit Stability test-Overturn test, steering force test, and various other tests (fuel consumption / electricity cost, drivability, various control logic, exhaust gas verification, evaluation, etc. in various driving scenes), driving load and steering reaction by simulating vehicle behavior By reflecting it in the force, it becomes possible to carry out the test even when the vehicle is fixed.
以上、本発明の実施形態について説明した。
以上では、試験対象の自動車6が前輪操舵の自動車6である場合について示したが、試験対象の自動車6が後輪操舵の自動車6である場合には、ステアリング負荷装置5を後輪に対して設け、試験対象の自動車6が四輪操舵の自動車6である場合にはステアリング負荷装置5を前輪に加え後輪に対しても設ける。
The embodiment of the present invention has been described above.
In the above, the case where the vehicle 6 to be tested is a vehicle 6 with front wheel steering has been shown, but when the vehicle 6 to be tested is a vehicle 6 with rear wheel steering, the
また、以上では、自動車6の車輪の全てに対してダイナモメータ3を設けたが、自動車6の従輪が停止していても自動車6の制御等に問題が生じない場合には、駆動輪に対してのみダイナモメータ3を設けてよい。
Further, in the above, the
また、操舵される車輪の全てに対してステアリング負荷装置5を設けるものとして説明したが、1つのステアリングラックに連結される2つの車輪の一方のみに対してステアリング負荷装置5を設け、この1つのステアリング負荷装置5によって、実走行時に、左右の車輪/タイロッドからステアリングラックに加えられる力を模擬してもよい。
Further, although it has been described that the
以上の実施形態では、ハブシャフトに連結したダイナモメータ3によって路面等の外部からの自動車6の車輪への作用を模擬する場合について説明したが、本実施形態のステアリング負荷装置5によってステアリングシステムに加わる力を模擬する構成は、車輪が載せ置かれるローラとローラに連結したダイナモメータとを備えたシャシーダイナモメータなどの、他の構成によって路面等の外部からの自動車6の車輪への作用を模擬する自動車試験システムに同様に適用できる。
In the above embodiment, the case where the
また、以上の自動車試験システムの実走行時の走行負荷やステアリングシステムに加わる力を模擬する構成を、実走行時のドライバの視野を模擬する視野模擬装置や実走行時にドライバに聞こえる音響を模擬する音響模擬装置や実走行時にドライバに加わる振動を模擬する振動模擬装置などと組み合わせて、自動車6を用いた実路走行シミュレータ(ドライビングシミュレータ)を構成することができる。このような実路走行シミュレータによれば、実車を用いて、実走行時の走行負荷やステアリング反力を模擬できるので、ドライバの自動車の仮想の運転体験をより現実感あるものにできる。 In addition, the configuration that simulates the driving load of the above automobile test system during actual driving and the force applied to the steering system is simulated by a field simulation device that simulates the driver's field of view during actual driving and the sound that the driver hears during actual driving. A real road driving simulator (driving simulator) using the automobile 6 can be configured by combining with an acoustic simulation device, a vibration simulation device that simulates vibration applied to the driver during actual driving, and the like. According to such a real road driving simulator, the driving load and the steering reaction force at the time of actual driving can be simulated by using the actual vehicle, so that the virtual driving experience of the driver's vehicle can be made more realistic.
1…試験制御システム、2…センサ、3…ダイナモメータ、4…模擬車輪、5…ステアリング負荷装置、6…自動車、11…シミュレーション制御部、12…計測部、31…カップリング、32…シャフト、41…模擬ホイール、42…タイヤ、43…連結シャフト、51…アクチュエータ、52…延長部材、53…連結部、71…ハブベアリング、72…ナックル、73…ドライブシャフト、74…タイロッド、81…ハンドル、82…ステアリングコラム、83…ステアリングギアボックス、91…ロータリアクチュエータ、92…原動リンク、93…中間リンク、94…従動リンク、111…試験条件設定部、112…車両モデル、113…ダイナモメータ制御部、114…ステアリング負荷制御部、721…ナックルアーム、741…タイロッドエンド。 1 ... test control system, 2 ... sensor, 3 ... dynamometer, 4 ... simulated wheel, 5 ... steering load device, 6 ... automobile, 11 ... simulation control unit, 12 ... measurement unit, 31 ... coupling, 32 ... shaft, 41 ... simulated wheel, 42 ... tire, 43 ... connecting shaft, 51 ... actuator, 52 ... extension member, 53 ... connecting part, 71 ... hub bearing, 72 ... knuckle, 73 ... drive shaft, 74 ... tie rod, 81 ... handle, 82 ... Steering column, 83 ... Steering gearbox, 91 ... Rotary actuator, 92 ... Primary link, 93 ... Intermediate link, 94 ... Driven link, 111 ... Test condition setting unit, 112 ... Vehicle model, 113 ... Dynamometer control unit, 114 ... Steering load control unit, 721 ... Knuckle arm, 741 ... Tie rod end.
Claims (7)
前記自動車の車輪もしくはハブベアリングのハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加えるトルク負荷装置と、
前記自動車のハブベアリングを支持する当該自動車のナックルのナックルアームとの連結を解除した当該自動車のタイロッドまたはステアリングラックを連結対象物として、当該連結対象物に連結され、当該連結対象物に力を加えることにより当該自動車のステアリングラックに力を加えるステアリング負荷装置とを備えたことを特徴とする自動車試験システム。 An automobile test system used for automobile testing.
A torque load device that applies a load to the drive shaft by applying torque to the hub shaft of the wheel or hub bearing of the automobile.
The tie rod or steering rack of the vehicle that has been disconnected from the knuckle arm of the knuckle of the vehicle that supports the hub bearing of the vehicle is connected to the connection target, and a force is applied to the connection target. An automobile test system characterized by being equipped with a steering load device that applies force to the steering rack of the automobile.
前記トルク負荷装置は、回転可能に支持された自動車のハブベアリングのハブシャフトに連結され、当該ハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加えるダイナモメータであることを特徴とする自動車試験システム。 The automobile test system according to claim 1.
The torque load device is an automobile test system characterized by being a dynamometer connected to a hub shaft of a hub bearing of an automobile supported rotatably and applying a load to the drive shaft by applying torque to the hub shaft. ..
前記ダイナモメータは、少なくとも前記自動車の駆動輪である車輪の各々に対応して複数設けられており、各ダイナモメータは、対応する車輪のハブベアリングのハブシャフトに連結され、当該ハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加え、
前記ステアリング負荷装置は、前記自動車の操舵対象の車輪の各々に対応して設けられており、各ステアリング負荷装置は、対応する車輪のハブベアリングを支持する当該自動車のナックルのナックルアームとの連結を解除した当該自動車のタイロッドまたはステアリングラックを連結対象物として、当該連結対象物に連結され、当該連結対象物に力を加えることにより当該自動車のステアリングラックに力を加えることを特徴とする自動車試験システム。 The automobile test system according to claim 2.
A plurality of the dynamometers are provided corresponding to at least each of the wheels that are the driving wheels of the automobile, and each dynamometer is connected to the hub shaft of the hub bearing of the corresponding wheel to apply torque to the hub shaft. By adding a load to the drive shaft,
The steering load device is provided corresponding to each of the wheels to be steered by the vehicle, and each steering load device is connected to the knuckle arm of the knuckle of the vehicle that supports the hub bearing of the corresponding wheel. An automobile test system characterized in that a tie rod or steering rack of the released automobile is used as an object to be connected and is connected to the object to be connected, and a force is applied to the steering rack of the automobile by applying a force to the object to be connected. ..
前記ステアリング負荷装置は、前記連結対象物に連結する連結部と、当該連結部を少なくとも前記自動車の左右方向に移動するアクチュエータとを有することを特徴とする自動車試験システム。 The automobile test system according to claim 1, 2 or 3.
The steering load device is an automobile test system characterized by having a connecting portion connected to the connecting object and an actuator for moving the connecting portion at least in the left-right direction of the automobile.
前記連結対象物は、タイロッドエンドを取り外した状態のタイロッドであることを特徴とする自動車試験システム。 The automobile test system according to claim 1, 2, 3 or 4.
The automobile test system, wherein the object to be connected is a tie rod with the tie rod end removed.
設定された試験条件が示す条件で前記自動車が実走行したときに前記ドライブシャフトに加わる負荷と同じ負荷が前記ドライブシャフトに加わるように前記トルク負荷装置が発生するトルクを制御すると共に、前記試験条件が示す条件で前記自動車が実走行したときに前記車輪からステアリングラックに加わる力が当該ステアリングラックに加わるようにステアリング負荷装置が発生する力を制御する制御部を有することを特徴とする自動車試験システム。 The automobile test system according to claim 1, 2, 3, 4 or 5.
The torque generated by the torque load device is controlled so that the same load as the load applied to the drive shaft is applied to the drive shaft when the automobile actually runs under the conditions indicated by the set test conditions, and the test conditions are used. The automobile test system is characterized by having a control unit that controls the force generated by the steering load device so that the force applied to the steering rack from the wheels when the automobile actually travels under the conditions shown in the above. ..
前記自動車の車輪もしくはハブベアリングのハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加えるトルク負荷装置と、
前記自動車のハブベアリングを支持する当該自動車のナックルのナックルアームとの連結を解除した当該自動車のタイロッドまたはステアリングラックを連結対象物として、当該連結対象物に連結され、当該連結対象物に力を加えることにより当該自動車のステアリングラックに力を加えるステアリング負荷装置と、
前記トルク負荷装置が発生するトルクと前記ステアリング負荷装置が発生する力を、前記自動車の状態に応じて制御する制御部とを備えたことを特徴とする実路走行シミュレータ。 It is a real road driving simulator that simulates the actual driving state of a car.
A torque load device that applies a load to the drive shaft by applying torque to the hub shaft of the wheel or hub bearing of the automobile.
The tie rod or steering rack of the automobile that has been disconnected from the knuckle arm of the knuckle of the automobile that supports the hub bearing of the automobile is connected to the connection object, and a force is applied to the connection object. A steering load device that applies force to the steering rack of the vehicle,
A real road running simulator including a control unit that controls the torque generated by the torque load device and the force generated by the steering load device according to the state of the automobile.
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