JP2541309B2 - 車両試験用スリップ状態再現装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、設定された路面状態における車両の加速時
又は制動時のスリップ状態を再現する車両試験用スリッ
プ状態再現装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、車両の加速・制動等の性能を評価する試験
用の再現装置が各種設定されており、フライホイールの
慣性力を車両重量に見立てたブレーキ試験装置はよく知
られている（例えば特開昭56−162025号）。

最近では、例えば電子制御によりブレーキ力を加減し
て車両制動時もしくは加速時のスリップの発生を抑制す
る装置の開発が進んでいる。そこで、この電子制御装置
の性能評価を行うために、路面状態に応じた車両のスリ
ップ状態を再現するための装置が提案されている。

従来の車両のスリップ状態再現装置としては、第７図
に示すように、車輪ａの車軸ｂに電磁クラッチｃを介し
て連結されたモータｄと、車輪ａの表面に接触して車輪
ａと共に回転されるフライホイールｅと、車輪ａをフラ
イホイールｅに押し付ける油圧シリンダｆとを備えたも
のがある。なお、油圧シリンダｆは車軸ｂに外嵌したス
ライド軸受ｇを介して車輪ａに押圧力を与えるものであ
り、減圧弁ｈにより一定の油圧となるようにされてい
る。

車両のスリップ状態は走行中の路面の状態によって変
わるものであるから、スリップ状態を制御する装置、例
えば雪路などの滑り易い路面で急ブレーキをかけても車
輪がロックしないようにするアンチスキッド制御装置の
評価は、実際の路面状態に応じて行う必要がある。第７
図は従来装置においては、車輪ａとフライホイールｅと
の接触部分に石鹸水を塗る等の方法により路面の摩擦係
数μに相当するものを調節すると共に前記油圧シリンダ
ｆによる押圧力（即ち実際の車両における接地荷重Ｎ）
を調節して車輪ａとフライホイールｅとの間の伝達トル
クＦ＝μ・Ｎを調節して種々の路面状態を再現してい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上述のように路面状態を再現するパラメータ
として車輪ａとフライホイールｅとの接触面の摩擦係数
μを精度よく調整するのは困難である。具体的には車輪
ａの表面は使用により摩耗するため、車輪ａ自体の摩擦
係数μａは経年的には一定でなく、石鹸水の塗布量やそ
の種類を同じにしても正確な路面の摩擦係数μを再現で
きないという問題があった。この結果、路面状態に応じ
た車両のスリップ状態の再現性が悪かった。

また、上記理由により試験の際にはその都度、車輪ａ
とフライホイールｅとの間の伝達トルクＦを予め実際に
計測して、この結果によりその都度油圧シリンダｆによ
る押圧力Ｎを微調整しなければならないという問題があ
り、作業性が悪いという問題があった。

本発明の車両試験用スリップ状態再現装置において
は、かかる問題点を解決して路面状態に応じた車両のス
リップ状態を簡便かつ正確に再現することを目的とす
る。

発明の構成 ［課題を解決するための手段］ 本発明の車両試験用スリップ状態再現装置は、 車両の加速時又は制動時に路面状態に対応して該車両
の駆動輪に発生するスリップ状態を試験的に再現する車
両試験用スリップ状態再現装置であって、 電気的に係合力を可変できるクラッチM1を介して互い
に回転軸を連結された車輪M2およびフライホイールM3
と、 該車輪M2に制動力または駆動力を付与して該車輪M2と
前記フライホイールM3との間にスリップ状態を発生させ
るスリップ状態発生手段M4と、 該スリップ状態発生手段M4が前記車輪M2と前記フライ
ホイールM3との間にスリップ状態を発生させた後の該車
輪M2と該フライホイールM3の回転数に基づき両者の間の
スリップ率を算出するスリップ率算出手段M5と、 試験条件として設定された路面状態に対して実際の車
両における駆動輪のスリップ率と駆動系から路面への伝
達トルクとの関係を記憶した記憶手段M6と、 該記憶手段M6を参照して、前記スリップ率算出手段M5
の算出したスリップ率に対応して定まる駆動系から路面
への伝達トルクを、前記クラッチM1により前記車輪M2と
前記フライホイールM3との間に伝達すべきトルクの目標
値として設定する伝達トルク目標値設定手段M7と、 前記クラッチM1の特性に基づき、前記設定された伝達
トルク目標値に応じて該クラッチM1の係合状態を制御す
るクラッチ制御手段M8と を備えることを特徴とする。

［作用］ 前記構成よりなる車両試験用スリップ状態再現装置に
おいては、車輪M2とフライホイールM3とがともに回転し
ている場合に、スリップ状態発生装置M4が車輪M2に制動
力または駆動力を付与することにより、車輪M2とフライ
ホイールM3との間にスリップ状態を発生させる。或は、
車輪M2とフライホイールM3とが停止している場合に、ス
リップ状態発生手段M4が車輪M2に駆動力を付与すること
により、車輪M2とフライホイールM3との間にスリップ状
態を発生させる。スリップ状態が発生すると、スリップ
率算出手段M5が、車輪M2とフライホイールM3の回転数に
基づき車両の間のスリップ率を算出する。スリップ率が
算出されると、伝達トルク目標値設定手段M7が記憶手段
M6を参照して、このスリップ率に対応する駆動系から路
面への伝達トルクを、クラッチM1により車輪M2とフライ
ホイールM3との間に伝達すべきトルクの目標値として設
定する。こうして設定された伝達トルク目標値に応じ
て、クラッチ制御手段M8がクラッチM1の特性にしたがっ
てその係合状態を制御する。

本発明の装置においては、フライホイールM3が実際の
車両の慣性力に対応しており、クラッチM1の係合状態が
試験条件として設定された路面状態に対応している。し
たがって、車輪M2とフライホイールM3との間のスリップ
率とクラッチM1の係合状態との関係を、記憶手段M6に記
憶された実際の車両のスリップ状態における駆動輪のス
リップ率と駆動系から路面への伝達トルクとの関係に合
わせることにより、試験条件として設定された路面状態
における実際の車両のスリップ状態を再現することがで
きる。

［実施例］ 次に、本発明の車両試験用スリップ状態再現装置の一
実施例として、車両用のアンチスキッド制御装置の制御
性能を試験するための装置として構成したものについて
説明する。第２図はそのシステム構成図を表している。

第２図に示すように実施例の装置は、車輪１と、フラ
イホイール３と、これら両者の回転軸（車輪５とフライ
ホイール軸７）を連結するパウダクラッチ９と、電磁ク
ラッチ11を介して車軸５へ回転力を与えるモータ13と、
車軸５の回転速度を検出する車輪回転速度センサ15と、
フライホイール軸７の回転速度を検出するフライホイー
ル回転速度センサ17と、該センサ15,17の検出値を受け
取ってパウダクラッチ９の係合状態を調節する電子制御
装置20と、車輪１に制動をかけるブレーキ30とを備えて
いる。

一方、この装置により性能を試験されるアンチスキッ
ド制御装置40が回転速度センサ15,17の検出値を受け取
ってブレーキ30の制動力を調節する様に取り付けられ
る。

また、電子制御装置20は、周知のCPU21,ROM23,RAM25,
入出力部27及びこれらを相互に接続するコモンバス29を
備え、論理演算回路として構成される。

ROM23には、処理用のプログラムの他、実際に車両が
スリップしている場合にその車両の駆動輪のスリップ率
に対して各種路面状態において車両の駆動系から路面へ
伝達するトルクの値を予め求めたものが記憶されてい
る。具体的には、関数或はマップ等の形で第３図の様に
路面条件毎のスリップ率と伝達トルクとの関係を表す曲
線を参照できるようにされている。

また、入出力部27は、電子制御装置20の内部と外部の
計測装置等との信号授受を司っており、アンチスキッド
制御装置40の性能試験の条件としての路面状態等を設定
するためのキーボード50からの信号を受け入れ、試験中
においては、XYプロッタ60に、車輪１とフライホイール
３との間に発生するスリップ率を時々刻々と送出する。

ここで、第３図について若干説明しておくと、図の横
軸はスリップ率SRを表しており、縦軸は実際の車両にお
いて駆動輪と路面との間に伝達されるトルクTtを表して
いる。また、曲線Ｉはアスフアルト路面のドライ状態に
対応するものであり、曲線IIはアスフアルト路面のウエ
ツト状態に対応するものであり、曲線IIIはアイスバー
ンに対応するものを例示している。

次に、アンチスキッド制御装置40の性能試験における
電子制御装置20の実行するスリップ状態再現処理を、第
４図のフローチャートに基づいて説明する。なお、アン
チスキッド制御装置40はスリップ状態再現装置本体とは
独立に作動し、ブレーキ30の油圧を制御して、車輪１と
フライホイール３とのスリップ率SRを目標とする所定値
（本実施例のものは20％）に維持する制御を実行するも
のである。

試験開始時には、まず再現すべき試験条件として、車
速や路面状態等の設定がなされる（ステップ100）。続
いて、電磁クラッチ11を接続状態とすると共にモータ13
を駆動して車輪回転速度センサ15の検出値を参照しつつ
車輪１の回転速度N0を前記設定した車速の条件に合わせ
た後、電磁クラッチ11を切り離し、モータ13を停止する
（ステップ110）。

以上のようにして初期条件が整うといよいよ試験の目
的であるアンチスキッド制御装置40の性能試験が開始さ
れる。この試験については、第５図のフローチャートに
基づいて後述する。

電子制御装置20は、アンチスキッド制御とは独立に制
御を行い、まず、車輪回転速度センサ15及びフライホイ
ール回転速度センサ17の検出する車輪回転速度N1及びフ
ライホイール回転速度N2を読み込む（ステップ120）。
この読み込んだ値に基づき車軸５とフライホイール軸７
との間にスリップ率SR＝（N2−N1）/N2を算出する（ス
テップ130）。

続いてROM23に記憶されている関数を参照し（ステッ
プ140）、前記スリップ率SRに基づいて車軸５とフライ
ホイール軸７との間に再現すべき伝達トルク目標値RTt
を算出する（ステップ150）。具体的には第３図に示す
ように、例えば路面状態としてアスフアルト路面のウェ
ット状態が選択されている場合には、算出されたスリッ
プ率SR1に対応する曲線IIの図示縦軸の値Tt1を読み取
り、これを伝達トルク目標値RTtとする。

こうして算出した伝達トルク目標値RTtに基づいてパ
ウダクラッチ９への通電電流を調節し、その係合状態を
調節する（ステップ160）。尚、パウダクラッチ９への
通電電流と係合状態（車軸５とフライホイール軸７との
間の伝達トルク）との関係は一義的に決まるものであ
り、これも関数またはマップとしてROM23内に記憶され
ている。

その後、車速ゼロ或は所定時間経過等の条件により試
験終了条件か否かを判断し（ステップ170）、試験終了
までステップ120以下の処理を繰り返す。

なお、ステップ120〜170の処理は車輪１とフライホイ
ール３との間にスリップ状態が発生した後に実質的意味
を持つのであり、それ以前においてはパウダクラッチ９
の係合状態を変更せずにこのループを単に繰り返してい
るに過ぎない。

この時点（ステップ110以下）でアンチスキッド制御
装置40のスタートボタン45が押されるとブレーキ30が作
動して車輪１の回転速度を抑制し、車輪１とフライホイ
ール３との間にはスリップ状態が発生する。

つぎにアンチスキッド制御装置40の実行する処理につ
いて説明する。

まず車輪１が試験条件である回転速度N0になった後
（ステップ110）、アンチスキッド制御装置40のスター
トボタン45が押されると第５図のフローチャートの処理
が開始される。アンチスキッド制御装置40は、ブレーキ
30の油圧シリンダ（図示省略）を所定の油圧にて駆動し
て車輪１に所定の制動力を加える（ステップ200）。こ
こで加えられる制動力の大きさは初期条件として設定さ
れるものであり、例えば急制動時のアンチスキッド制御
性能を試験するのならば最大制動力に対応する油圧がブ
レーキ30の油圧シリンダに加えられる。

次に、車輪回転速度N1を読み込んで（ステップ21
0）、この車輪回転速度N1と初期の車輪の減速度から推
定した最大車体減速度とを比較し、スリップ率SRを算出
する（ステップ220）。算出されたスリップ率SRがアン
チスキッド制御の目標値である20％になっているか否か
を判断し、SR＝20％ならば制動力をそのまま維持し（ス
テップ240）、SR＞20％ならば制動力を減少させ（ステ
ップ250）、SR＜20％ならば制動力を増加させる（ステ
ップ260）。試験終了条件となるまでは上記ステップ210
以下の処理を繰り返してスリップ率SRを20％に維持する
制御を実行する。

既述した様にスリップ状態再現制御により試験装置は
所定の路面状態を再現し、また、アンチスキッド制御装
置40はこれとは独立にアンチスキッド制御を実行してい
る。ここで、アンチスキッド制御の応答性や精度につい
ては電子制御装置20に接続されたXYプロッタ60に経時的
なスリップ率SRの変化を記憶しておけば容易に判定する
ことができる。

以上説明したように、本実施例においては、パウダク
ラッチ９の係合状態により車両のスリップ状態を再現す
る構成を採用したので、パウダクラッチ９の係合状態を
指示する電気信号を調節することにより一義的かつ直接
的に車両のスリップ状態を再現できる。

また、ROM23内に記憶した路面状態毎の実際の車両の
駆動輪のスリップ率SRと駆動系から路面への伝達トルク
Ttとの関係を参照しつつパウダクラッチ９の係合状態を
調節する構成を採用したので、車両制動時を再現する場
合のように逐次車両のスリップ率が変化するようなスリ
ップ状態を的確に路面状態と対応させて再現できる。

さらに、アンチスキッド制御のように制動途中でブレ
ーキ30の制動力を変える場合にも、ブレーキ操作とは無
関係に対応できる。

この結果、本実施例の装置によれば、路面状態毎の車
両のスリップ状態を簡便かつ正確に再現することができ
るようになった。そして、この再現された路面状態はパ
ウダクラッチ９の係合状態のみに依存しているから、不
確定な要素を含まず極めて信頼性が高い。よって、事前
にスリップ状態の再現性についていちいち確認する必要
がなく、試験の作業性も向上した。

以上の結果、アンチスキッド制御装置40の様にスリッ
プ状態自体を制御する装置の性能試験において、かかる
装置の性能を精度よくしかも簡便に判断できるようにな
った。

また、アンチスキッド制御とは独立に路面状態を再現
しているから、アンチスキッド制御装置40の性能の判定
はXYプロッタの経時的なスリップ率SRの変化のみを見れ
ばよく、極めて容易で正確な判定ができる。

なお、本実施例においては、アンチスキッド制御装置
40の性能試験を例に説明したが、第６図の様にトラクシ
ョン性能の試験にも用いることができる。

この場合には、まず試験条件として路面状態，初期速
度（発進時であればゼロ）及び加速力等が設定され（ス
テップ300）、この加速力に応じてモータ13を駆動して
車輪１側を急加速して車輪１とフライホイール３との間
に加速スリップを発生させる（ステップ310）。その後
は、既述のアンチスキッド制御の際と同様に車輪１とフ
ライホイール32の回転速度からスリップ率SRを求めて、
この値に基づいてROM23を参照して得られた伝達トルク
目標値RTtとなるようにパウダクラッチ９の係合状態を
制御する（ステップ320〜370）。

この様に、本実施例の装置は、車輪１側に制動力を加
えることによりアンチスキッド制御性能の試験に供され
るだけではなく、車輪１側を急加速することによりトラ
クション制御性能の試験にも供することができる。

この様な効果は、試験される装置とは無関係に車輪１
とフライホイール３とのスリプ率をパラメータとして、
実際の車両の駆動系から路面への伝達トルクをパウダク
ラッチ９の係合状態に反映させたことによるものであ
る。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこ
の様な実施例に何ら限定されるものではなく、例えばパ
ウダクラッチ９に代えてヒステリシスクラッチ等を用い
てもよく本発明の技術的思想の範囲内において種々なる
態様で実施し得る。

発明の効果 以上説明した様に本発明の車両試験用スリップ状態再
現装置によれば、車輪及びフライホイールの回転軸を連
結する係合力可変のクラッチの係合状態により車両のス
リップ状態を再現する構成を採用したので、車両のスリ
ップ状態を一義的かつ直接的に再現できる。

また、記憶手段内に記憶した路面状態毎の実際の車両
の駆動輪のスリップ率と駆動系から路面への伝達トルク
との関係を参照しつつクラッチの係合状態を調節する構
成を採用したので、車両制動時や急加速時を再現する場
合のように逐次車両のスリップ率が変化するようなスリ
ップ状態を的確に路面状態と対応させて再現できる。

この結果、本発明の装置によれば、路面状態毎の車両
のスリップ状態を簡便かつ正確に再現することができ
る。

加えて、この再現された路面状態はクラッチの係合状
態のみに依存しているから、不確定な要素を含まず極め
て信頼性が高い。よって、事前にスリップ状態の再現性
についていちいち確認する必要がなく、試験の作業性も
向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を例示する基本的構成図、第２図
は本発明一実施例のシステム構成図、第３図はROM23内
に記憶している路面状態毎のスリップ率と伝達トルクと
の関係を例示するグラフ、第４図は電子制御装置20にお
いて実行するスリップ状態再現処理のフローチャート、
第５図はアンチスキッド制御装置40において実行するア
ンチスキッド制御処理のフローチャート、第６図は実施
例の装置において加速スリップ状態を再現する場合の処
理のフローチャート、第７図は従来の車両試験用スリッ
プ状態再現装置の構成図である。 M1……クラッチ M2……車輪 M3……フライホイール M4……スリップ状態発生手段 M5……スリップ率算出手段 M6……記憶手段 M7……伝達トルク目標値設定手段 M8……クラッチ制御手段 １……車輪、３……フライホイール ９……パウダクラッチ、11……電磁クラッチ 13……モータ、15……車輪回転速度センサ 17……フライホイール回転速度センサ 20……電子制御装置、23……ROM 30……ブレーキ 40……アンチスキッド制御装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の加速時又は制動時に路面状態に対応
   して該車両の駆動輪に発生するスリップ状態を試験的に
   再現する車両試験用スリップ状態再現装置であって、 電気的に係合力を可変できるクラッチを介して互いに回
   転軸を連結された車輪およびフライホイールと、 該車輪に制動力または駆動力を付与して該車輪と前記フ
   ライホイールとの間にスリップ状態を発生させるスリッ
   プ状態発生手段と、 該スリップ状態発生手段が前記車輪と前記フライホイー
   ルとの間にスリップ状態を発生させた後の該車輪と該フ
   ライホイールの回転数に基づき車両の間のスリップ率を
   算出するスリップ率算出手段と、 試験条件として設定された路面状態に対して実際の車両
   における駆動輪のスリップ率と駆動系から路面への伝達
   トルクとの関係を記憶した記憶手段と、 該記憶手段を参照して、前記スリップ率算出手段の算出
   したスリップ率に対応して定まる駆動系から路面への伝
   達トルクを、前記クラッチにより前記車輪と前記フライ
   ホイールとの間に伝達すべきトルクの目標値として設定
   する伝達トルク目標値設定手段と、 前記クラッチの特性に基づき、前記設定された伝達トル
   ク目標値に応じて該クラッチの係合状態を制御するクラ
   ッチ制御手段と を備えることを特徴とする車両試験用スリップ状態再現
   装置。