JP3039027B2 - 車両の試験装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車の走行性能試
験，計測等を行う車両の試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の走行状態での試験を行う装置とし
てシヤシーダイナモメータが一般的に知られている。

【０００３】シヤシーダイナモメータは、高速，低速等
の各種走行状態や登降板走行等の各種状態をローラ上で
シュミレーションして試験を行うことができるものであ
る。

【０００４】近年、このような試験装置において、氷上
や雪上の低摩擦路等の各種路面状態を模擬した試験や、
ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）を装備した車
両、トランクションコントロールを装備した車両の試験
を行うことが要求されてきている。

【０００５】一般に、ブレーキ力Ｆ_B，車両と路面との
間の粘着係数（摩擦係数）μ、輪重Ｗの関係は、ブレーキ力 Ｆ_B＝粘着係数μ×輪重Ｗ で表すことができるため、粘着係数を変更する代わりに
輪重を調節することにより任意の粘着係数の路面を模擬
できることが知られている。

【０００６】また、ＡＢＳ装置は粘着係数μが最大とな
るスリップ率の領域でブレーキが動作するようブレーキ
油圧をコントロールするシステムであるため、ＡＢＳを
装備した車両の試験を行う際には、試験装置における見
かけの粘着係数μ−スリップ特性が実路と近似している
ことを確認する必要がある。

【０００７】上述のように、シヤシーダイナモメータで
低摩擦路を模擬した試験や、ＡＢＳブレーキやトランク
ションコントロールを装備した車両の試験を行う際に
は、ブレーキ力Ｆ_B，輪重Ｗを各々正確に測定すること
が必要である。

【０００８】従来、車両の試験は、図５に例示する如き
試験装置を用いて行われている。試験装置は被試験車両
の各車輪を各々載置するローラ１，２，３，４と、各ロ
ーラ１，２，３，４に各々接続したトルクメータ５、直
流ダイナモメータ（ＤＣＤＹ）６及びフライホイール７
とで構成されている。

【０００９】以上のような構成で、被試験車両を４つの
タイヤを各々ローラ１，２，３，４上に乗せた状態にセ
ットし、ダイナモメータ６、及びフライホイール７で被
試験車両の質量と等価な慣性、及び走行負荷等を模擬す
るよう設定して各種車両試験を行う。

【００１０】そして、低摩擦路を模擬した試験やＡＢＳ
装備車の試験を行う場合には、タイヤの接地力（輪重）
を試験直前に静止輪重として予め測定しておき、ブレー
キ力を各ローラ１，２，３，４に接続したトルクメータ
５の出力データとして求め、こうして求めた接地力とブ
レーキ力の各値から粘着係数μを算出するようにしてい
た。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の車両試
験装置では、ブレーキ力を求めるためのトルクを各ロー
ラ１，２，３，４の軸に各々接続したトルクメータ５に
よって測定しているため、測定された値はローラの慣性
トルクを除いたものとなってしまう。

【００１２】そこで、ローラの慣性トルクを求めて補正
する必要があるが、ローラの慣性トルクは、ローラの回
転速度を検出し、これを微分処理し、ローラからトルク
メータまでの慣性モーメントとの積を演算処理すること
により求めるため非常に面倒であると共に、ローラの回
転速度を高精度，高応答で検出可能な測定器を得ること
が技術的に困難であるため、正確なトルク測定を行うこ
とが実質上不可能であった。

【００１３】即ち、従来の車両試験装置においては、ブ
レーキ力を求めるためのトルク測定が面倒であり、且つ
精度に欠けるものになってしまうという問題があった。

【００１４】また、実際は（実走行時においても同様
に）ブレーキ制動時には車両の重心に作用する慣性力等
によって車両に転倒モーメントが発生し、輪重が大きく
変化するが、従来の車両試験では、例えばブレーキ制動
時であっても、輪重を静止時の輪重であると仮定して粘
着係数μの算出を行っているため、正確な測定結果が得
られないという問題があった。

【００１５】さらに、４つのローラ１，２，３，４に各
々対応して、それぞれ独立のトルクメータ５を設置しな
ければならないので、トルクメータ５を合計４台設置す
ることになり、装置全体が大型化し、非常に広い設置ス
ペースを必要とするという問題があった。

【００１６】本発明は上記の点に鑑み、高精度で輪重及
びブレーキ力の測定を行うことができ、しかも、小スペ
ース化を図った車両試験装置を新たに提供することを目
的とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、車両試験を行
う際に、被試験車両の輪重及びブレーキ力が車輪を載置
したローラを介してローラの軸受台に同様に作用するこ
とを見いだし、各ローラを回動自在に支持する各軸受を
設けた軸受台を各々複数ロードセルを介して基台上に支
持するようにして車両の試験装置を構成し、各軸受台に
作用する力をロードセルで測定することにより被試験車
両の輪重及びブレーキ力を正確に測定できるようにした
ものである。

【００１８】

【作用】被試験車両の垂直方向に作用する輪重及び水平
方向に作用するブレーキ力は、各々各ローラを介してロ
ーラを支持する軸受台に同様に作用するので、軸受台に
作用する力の変化を、各軸受台を支持するように設けた
各ロードセルにより各々計測することにより輪重及びブ
レーキ力を測定する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の車両試験装置の一実施例を図
１乃至図４によって説明する。

【００２０】なお、図１乃至図４において、前述した図
５に示す従来例に対応する部分には同一符号を付すもの
とし、その詳細な説明を省略する。

【００２１】図４は本装置の全体の概略構成を示す図で
あり、図中１，２，３，４はローラ、６は直流ダイナモ
メータ、７はフライホイールである。

【００２２】本装置では、前輪の２つのローラ１，２の
間、ローラ２と直流ダイナモメータ６との間、直流ダイ
ナモメータ６とフライホイール４との間を各々フレキシ
ブルカップリング８（又はギヤカップリング等でも良
い）で接続すると共に、後輪の２つのローラ３，４の
間、ローラ４と直流ダイナモメータ６との間、直流ダイ
ナモメータ６とフライホイール７との間を各々フレキシ
ブルカップリング８で接続している。

【００２３】このフレキシブルカップリング８は、回転
方向の力成分のみを高剛性で連結し、その他の方向の力
成分は実質的に伝達されないよう構成したものを使用す
るのが好ましい。

【００２４】次に、本装置のローラ部分の構成を図１乃
至図３に基づいて説明する。

【００２５】試験車両の車輪が載置されるローラ１（又
は２，３，４）は、その軸をローラ１の両側に各々設置
した軸受を設けた軸受台１０で支持することにより回転
自在に支持されている。

【００２６】各軸受台１０は各々３つのロードセル１
１，１２，１３，を介して基台１４上に設置されてい
る。これらのロードセル１１，１２，１３は剛性の高い
引っ張り、圧縮形のものが好ましい。

【００２７】本実施例において各ロードセル１１，１
２，１３は基台１４上に各々図３に示すように配置され
ている。

【００２８】即ち、基台１４上において軸受台１０の軸
芯を含む垂直な面を対称位置にロードセル１１，１３を
配置すると共に、基台１４上において軸受台１０の軸芯
の直下で、且つロードセル１１，１３と一直線に並ばな
い位置にロードセル１２を配置している。

【００２９】次に、上述の如く構成した本例装置の動作
及び各値の算出方法を説明する。

【００３０】まず、被試験車両を４つのタイヤを各々ロ
ードセル１，２，３，４上に載せた状態にセットし、ダ
イナモメータ６、及びフライホイール７で被試験車両の
質量と等価な慣性、及び走行負荷を模擬するよう設定し
て各種車両試験を行う。

【００３１】そして、例えば、ＡＢＳブレーキのシュミ
レーション試験を行うためにブレーキを作動させると、
図１に示す如く車両のタイヤ９には、ブレーキ力Ｆ_Bが
水平方向に作用し、輪重Ｗが垂直方向に作用する。

【００３２】実走行時にブレーキを作動させると車両の
重心に慣性力が作用するが、これと同様の力が被試験車
両を固定する車両行程装置によって模擬されることによ
り、被試験車両にも同様に転倒モーメントが発生する。
この時、輪重が大きく変化するが、輪重及びブレーキ力
は制動時の力の変化を含めて各ローラを介して同方向の
等しい力として同様に軸受台に作用する。

【００３３】本実施例においては、ローラ等の各構成は
フレキシブルカップリング８によって接続されているた
め、誤差を生じることなく力を軸受台に作用させること
ができ最も好ましいが、一般のカップリングを用いても
測定値を補正すれば同様に使用できる。

【００３４】そして、この軸受台に作用する力を各ロー
ドセルにより測定することによってタイヤ９に作用する
のと同様の輪重Ｗ及びブレーキ力Ｆ_Bを算出できるもの
である。各測定値の算出方法をロードセル１を用いて説
明する。

【００３５】垂直方向に作用する輪重Ｗは、各ロードセ
ルによる測定値の総和により求めることができるので、 輪重Ｗ＝Ｗ₁₁＋Ｗ₁₁＋Ｗ₁₂＋Ｗ₁₂＋Ｗ₁₃＋Ｗ₁₃ となる。

【００３６】一方、水平方向に作用するブレーキ力Ｆ_B
は、各ロードセル１１，１３間の距離をＬとし、ロード
セルを設置した位置から軸受の中心までの垂直方向の距
離をＨとすると、 ブレーキ力Ｆ_B＝（（Ｌ／２）×（（Ｗ₁₃＋Ｗ₁₃）−
（Ｗ₁₁＋Ｗ₁₁））／Ｈ により求めることができる。

【００３７】以上、ローラ１に関してのみ輪重Ｗ及びブ
レーキ力Ｆ_Bの算出方法を説明したが、車両の試験装置
においてはその他のローラ２，３，４に関しても各々同
様に算出すれば良く、被試験車両としての輪重Ｗ及びブ
レーキ力Ｆ_Bの算出を行うこともできる。

【００３８】なお、本実施例では、最も少ない数で軸受
台が安定した状態で支持できること、コスト，各値の算
出の容易さ等を考慮してロードセルの数及び配置を決定
したものであるが、各軸受を支持するロードセルの数が
２以上であれば、Ｈに相当する寸法及び各ロードセルに
おけるＬ／２に相当する寸法等を予め測定しておけば同
様に各測定値を算出することができるので、配置及び数
はこれに限定されるものではなく適宜に設定することが
可能である。

【００３９】また、本実施例においては、ブレーキに関
する試験を例示して説明したが、車両の各種状態におけ
る各種力（力の変化）のみを測定する場合や、これらの
測定値を用いて車両の試験における様々なデータを得る
場合等、これに限ることなく様々な用途に使用できるも
のであります。

【００４０】以上のように、本発明によれば、輪重及び
ブレーキ力等の車両試験において車両の各種状態におけ
る力の変化も含めて、作用する各力を高精度、高応答で
測定することができ、従来のように各軸上にトルクメー
タを配置する必要がないので少ないスペースで設置でき
ると共に、システムとして高い剛性が得られるので試験
中の振動等の発生を抑制することができるものである。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の車両の試験
装置によれば、被試験車両の輪重及びブレーキ力が車輪
を載置したローラを介してローラの軸受台に同様に作用
することを見いだし、各ローラを回動自在に支持する各
軸受を設けた軸受台を各々複数ロードセルを介して基台
上に支持するようにして車両の試験装置を構成し、各軸
受台に作用する荷重をロードセルで測定することにより
被試験車両の輪重及びブレーキ力を高精度、高応答で測
定することができる。

【００４２】また、トルクメータを用いることなく測定
できるので、試験装置は小型化でき、設置スペースを大
幅に削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両の試験装置の一例を示す要部側面
図。

【図２】上記実施例の要部正面図。

【図３】上記実施例の要部概略平面図。

【図４】上記実施例の全体概略説明線図。

【図５】従来の試験装置の全体概略説明線図。

【符号の説明】

１，２，３，４…ローラ、６…ダイナモメータ、８…フ
レキシブルカップリング、９…タイヤ、１１，１２，１
３…ロードセル、１４…基台。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被試験車両の各車輪を各々軸受を介して
   回動自在に支持するローラ上に載置して車両の各種特性
   試験を行う車両の試験装置において、 前記各軸受を収納した軸受台を、この軸受台と基台との
   間の同一平面上に配置された複数のロードセルで直接支
   持し、前記各軸受台に作用する力を測定するように構成
   したことを特徴とする車両試験装置。