JP4399302B2

JP4399302B2 - シャシダイナモメータ試験装置

Info

Publication number: JP4399302B2
Application number: JP2004083249A
Authority: JP
Inventors: 恭広小川; 進治野口
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2024-03-22
Also published as: JP2005274135A

Description

この発明は、車両の性能試験を行うため自動車運転ロボットで自動運転を行うシャシダイナモメータ試験装置に関するものであり、特に、シャシダイナモメータを用いた試験を正確かつ安全に行なうことができるシャシダイナモメータ試験装置に関する。

特開２００２−１３９４０８号公報

従来、自動車を含む車両の性能試験（シャシダイナモテストともいう）が行われている。また、近年の自動車自動運転システムなどのシャシダイナモメータ試験装置においては、シャシタイナモメータに試験車両をセットした状態で、定められた走行パターンで車両を運転することにより、排気ガスの成分分析など種々の性能試験が行われている。近年では、この性能試験において自動車の運転ロボットが用いられて、自動車性能試験を自動的に実行することにより、作業者の負担をできるだけ少なくすることがある。

ところで、シャシダイナモメータ試験装置を用いて正確な性能試験を行うためには、試験が正確に行われていることを確認する必要があるが、試験装置の自動化に伴って、異常事態発生に気付くのが遅れがちになることが考えられる。そこで、特許文献１には走行中の試験車両のタイヤを検知し、タイヤのパンクなどの異常事態が発生したときには自動運転システムを非常停止させるための異常検知装置が示されている。

ところが、前記特許文献１に示される異常検知装置では、走行時における異常な挙動に対して、その異常を速やかに検知することが可能であるが、試験装置に対する車両の固定状態が未完である場合に、これを検知することが困難であった。そのため、仮にシャシダイナモメータ上の試験車両の固定を行わずに試験を開始すると、車両がシャシダイナモメータから移動してしまうことにより正確な試験が行えないことがあった。また、場合によっては試験装置が破損することも考えられる。

本発明は、上述のような課題を考慮に入れてなされたものであって、その目的はシャシダイナモメータ上にセットする試験車両の固定状態を確認して、試験の準備が未完または不十分である場合にはこれを検知して、作業者の不注意による不適切な試験の続行を阻止することにより、試験結果の信頼性を向上させると共に安全性を確保できるシャシダイナモメータ試験装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係るシャシダイナモメータ試験装置は、車両の性能試験を行うため自動車運転ロボットで自動運転を行うシャシダイナモメータ試験装置であって、
シャシダイナモメータ上に乗せられた車両の位置を検知する車両位置検知センサを設け、位置決めされた車両の位置を固定するための固定具を設けるとともに、車両の固定を検知する車両固定状態検知センサを設け、
前記車両固定状態検知センサの正常信号および前記車両位置検知センサの正常信号を自動運転装置が受け付ている状態において、車両の性能試験が実行されるように構成されており、
さらに、前記固定具が車両を前後に引っ張って固定する複数の張り具であり、前記車両固定状態検知センサがこれらの張り具による引っ張り力が所定の強さ以上であることを検知することにより車両の固定を検知する張力センサである一方、
前記車両固定状態検知センサに対応する車両の固定状態を表示するとともに、前記車両位置検知センサに対応する車両の位置決め状態を表示する表示部を設けたことを特徴としている（請求項１）。

前記張り具は、一端が固定されると共に他端側が車両に接続されたベルト、ロープおよび鎖などの縄体と、この縄体のその長さを短くするようにして車両を引っ張るための緊縛具とによって構成されることが考えられる。一方、張力センサは前記縄体の間に挿入されて、その引っ張り力を測定する引っ張り力測定用のセンサや、縄体の側部から縄体を押さえることにより、その弛み具合や張り具合を測定するスイッチなどが考えられる。

また、本発明は、前記張力センサを複数設け、前記自動運転装置による自動運転が開始された後、自動運転を行っている状態で前記張力センサのうちの一つでも所定値以上の引っ張り力を検出できなくなると、車両固定状態が異常であるとする異常信号を送出するよう構成されている請求項１に記載のシャシダイナモメータ試験装置を提供する（請求項２）。
さらに、本発明は、前記車両位置検知センサを複数設け、前記自動運転装置による自動運転が開始された後、自動運転を行っている状態で前記車両位置検知センサのうちの一つでも許容範囲を越える値を検知したときに、異常信号を送出するよう構成されている請求項１または２に記載のシャシダイナモメータ試験装置を提供する（請求項３）。

請求項１に記載の発明では、車両の固定状態を検知する車両固定状態検知センサ、車両の位置を検知する車両位置検知センサを設けているので、自動運転装置はこの両検知センサの正常信号および／または車両の設定終了信号からなる準備完了信号を用いて車両の準備完了を検知でき、この準備完了信号を受付ている状態において車両の性能試験を行なうことにより、車両の固定状態が不良であるときに性能試験を止めることができる。つまり、作業者の不注意によって車両が十分に固定されていない場合には、車両固定状態検知センサによってこれを検知して性能試験を始めることができないようにして、性能試験をより正確に行なうことができるだけでなく、事故の発生を未然に防止できる。

そして、前記固定具が車両を前後に引っ張って固定する複数の張り具であり、前記車両固定状態検知センサがこれらの張り具による引っ張り力が所定の強さ以上であることを検知することにより車両の固定状態を検知する張力センサであることから、張り具によって車両をしっかりと固定できるとともに、その固定状態を張力センサを用いて確実に検出できる。とりわけ張力センサによって検出される引っ張り力は車両の固定状態を表すのに適切な量であり、これが所定の強さ以上であることを確認することにより、車両の固定状態を確実に検知できる。

さらに、作業者は車両の固定作業を行った後に、固定状態が十分であれば試験を始めることができ、固定状態が十分でなければ表示部を用いて問題のある固定具だけを容易に確認することができる。

図１，２は本発明のシャシダイナモメータ試験装置１の第一実施例を示す図である。図１，２において、２は試験対象となる車両（試験車両）、３はこの車両２の駆動側のタイヤ（本例の場合は前の車輪であり、以下、前輪３という）、４は駆動側でないタイヤ（本例の場合は後ろの車輪であり、以下、後輪４という）、５は前輪３を乗せた状態で自動車運転試験を行なうシャシダイナモメータの一部を構成するダイナモローラ、６はダイナモローラ５の制御や図外の自動車運転ロボットの制御を行なう自動運転装置である。

７は前記車両２の状態を管理するための制御部、８はダイナモメータ（シャシダイナローラ５）上に乗せられた車両２の各部における位置を測定するための車両位置検知センサ、９は車両２の位置を固定するための固定具、１０は固定ポール、１１は固定具９による車両の固定状態を検知するための張力センサ、１２は従動輪４を保持する車輪止めである。

本例に示す車両２は、前輪駆動車である例を示しており、この場合、前輪３が駆動輪であり後輪４は従動輪である。ダイナモローラ５は駆動輪３に接触してこの回転に合わせて回転するローラであり、自動運転装置６によって設定された走行パターンに合わせて駆動輪３に抵抗や慣性を加えるように構成されている。一方、制御部７は前記車両位置検知センサ８および張力センサ１１などの車両固定状態検知センサからの出力を用いて車両２の状態を表示する表示部１３（１３ａ〜１３ｈ）と、作業者による入力スイッチ１４と、各車両固定状態検知センサ８，１１や入力スイッチ１４に接続される処理部７ａとを有している。

また、前記車両位置検知センサ８は例えば車両２の前後左右における位置ずれを検出するように複数設けられたものであり、本例では距離センサである。例えば、左右の車輪３，４の側面の上端部分、フェンダの前方部分および後方部分の位置を検出する光センサ（光電管）や超音波センサなどからなる非接触のセンサを設けることが望ましい。この距離センサ８は車両２の位置の変化を捕らえて主に車輪３，４のパンクなどの異常事態の発生を検出するセンサである。

前記距離センサ８は異常発生を間違いなく検出するために必要な数だけ配置することが可能であるが、本例では前後左右の４本の車輪３，４の近辺における距離をそれぞれの距離センサ８ａ〜８ｄによって測定し、この距離が設定された距離の範囲内であるときに正常信号Ｓａ〜Ｓｄを送出し（接点信号や電圧信号などを用いて正常信号Ｓａ〜Ｓｄが真の値を示す）、これ以外の場合に信号Ｓａ〜Ｓｄを送出しない（接点信号や電圧信号などを用いて信号Ｓａ〜Ｓｄが偽の値を示す）ように構成されている。なお、車両位置検知センサの構成はこれに限られるものではなく、車両２の画像データから位置ずれを検知できる画像処理器であってもよい。また、車両位置検知センサが距離センサであっても画像処理器であっても、前記信号Ｓａ〜Ｓｄを用いて、車両２のパンクなどの異常事態を検知可能であることはいうまでもない。

固定具９は一端がシャシダイナモメータを形成したピットの床または地中に埋設するように設けた４つの固定ポール１０に固定され、他端側において車両２を前後に各固定ポール１０の方向に引っ張る固定具９ａ〜９ｄからなる。また、特に本例の固定具９ａ，９ｂは車両２の前方においてはＸ字状に交差させて同じ強さで、車両２を斜め前方に引き寄せるように構成しており、固定具９ｃ，９ｄは車両２の後方の２か所においては、ほゞ真後ろの方向に車両２を後方に引き寄せるように構成している。

すなわち、４つの固定具９ａ〜９ｄを用いて車両２の位置を確実に固定することができる。各固定具９ａ〜９ｄには、それぞれによる引っ張り力を測定するための張力センサ１１ａ〜１１ｄを取り付けているので、固定具９ａ〜９ｄによる固定状態を各張力センサ１１ａ〜１１ｄによって検知することができる。この張力センサ１１ａ〜１１ｄは固定具９ａ〜９ｄにかかる張力が所定の閾値より強いときに、固定正常信号Ｓｅ〜Ｓｈを送出し（接点信号や電圧信号などを用いて固定正常信号Ｓｅ〜Ｓｈが真の値を示す）、それ以外のときに信号Ｓｅ〜Ｓｈを送出しない（接点信号や電圧信号などを用いて信号Ｓｅ〜Ｓｈが偽の値を示す）ように構成されている。

加えて、本例では車両２の前方においては固定具９ａ，９ｂをＸ字状に交差させて引っ張るようにしている。これによって、たとえ車両２の前輪３が左右に傾動しても、車両２の前方が左右に振れることがないように構成している。また、車両２の後方においてはほゞ真後ろに引っ張ることにより、その推進力をまともに受けることができるので、車両２の前後方向の移動を確実に抑えることができる。

作業者は車両２をシャシダイナモメータ上に位置させるために、車両２のホイールベースに合わせて車輪止め１２の位置を調整し、車両２を移動させて後輪４を車輪止め１２によって固定すると共に、車両２の前後において固定具９ａ〜９ｄを用いて引っ張るようにして固定する。また、距離センサ８ａ〜８ｄがそれぞれ所定の位置における距離を測定できるように、その位置決めを行なう。

一方、本実施例の処理部７ａは前記距離センサ８ａ〜８ｄからの信号Ｓａ〜Ｓｄに基づいて、この信号Ｓａ〜Ｓｄが真であるときに、前記表示部１３ａ〜１３ｄを緑色に点灯表示させるように制御する。一方、信号Ｓａ〜Ｓｄが受信できないとき（信号Ｓａ〜Ｓｄが偽であるとき）は、処理部７ａが前記表示部１３ａ〜１３ｄを赤色に点灯させるように制御する。

同様に、処理部７ａは前記張力センサ１１ａ〜１１ｄからの固定正常信号Ｓｅ〜Ｓｈに基づいて表示部１３ｅ〜１３ｈを緑色に点灯表示し、固定正常信号Ｓｅ〜Ｓｈが偽であるときには赤色に点灯表示するように構成している。

つまり、車両２を正しくセットした状態では前記表示部１３ａ〜１３ｈの全てが緑色に点灯表示される。次いで、作業者が前記制御部７の入力スイッチ（スタンバイボタン）１４を操作することにより、制御部７に車両２の設定終了信号Ｓｘを入力する。

制御部７が表示部１３ａ〜１３ｈに正常信号Ｓａ〜Ｓｈの状態を表示するので、作業者は前記スタンバイボタン１４を操作する時点で表示部１３ａ〜１３ｈを視覚にて確認するだけで、車両２の固定状態を確認することができ、スタンバイボタン１４を操作し、設定終了信号Ｓｘを入力することができる。加えて、制御部７は作業者によるスタンバイボタン１４の操作時に全ての車両位置検知センサ８ａ〜８ｄ、車両固定状態検知センサ１１ａ〜１１ｄからの信号Ｓａ〜Ｓｈが真であるときに自動運転装置６に準備完了信号Ｓ1 を出力する。

つまり、作業者が表示部１３ａ〜１３ｈの表示を確認して設定終了信号Ｓｘを入力すると共に、制御部７が信号Ｓａ〜Ｓｈの受信状態を確認してはじめて準備完了信号Ｓ1 が出力されるので、より確実な確認を行なうことが可能である。しかしながら、この準備完了信号Ｓ1 は、作業者による表示部１３ａ〜１３ｈの目視確認に伴って入力される設定終了信号Ｓｘそのものであってもよい。

あるいは、準備完了信号Ｓ1 の出力は制御部７が全信号Ｓａ〜Ｓｈを受信したときに自動的に行ってもよい。すなわち、制御部７は全ての信号Ｓａ〜Ｓｈが真である状態を準備完了状態と判断して、自動運転装置６に対して自動的に準備完了信号Ｓ1 を出力するようにプログラムされていてもよい。

以上のように、準備完了信号Ｓ1 は作業者の入力操作による設定終了信号Ｓｘ、および、車両位置検知センサ８ａ〜８ｄ、車両固定状態検知センサ１１ａ〜１１ｄからの信号Ｓａ〜Ｓｈの組み合わせかならなっていても、前記設定終了信号Ｓｘ単独で構成されていても、全て正常信号Ｓａ〜Ｓｈの論理積で構成されていてもよい。

一方、自動運転装置６はこの準備完了信号Ｓ1 の受付に伴って、スタンバイ状態を確認できる。次いで、例えば作業者が自動運転装置６を操作するなどして自動運転を開始する。なお、自動運転装置６は、準備完了信号Ｓ1 の受信をトリガーとして運転開始状態となってもよく、この場合には、作業者がスタンバイボタン１４を操作するだけで自動運転を開始することができる。さらに、車両位置検知センサ８ａ〜８ｄ、車両固定状態検知センサ１１ａ〜１１ｄから出力される正常信号Ｓａ〜Ｓｈのみから自動運転が開始され実行されることも可能である。

本発明のシャシダイナモメータ試験装置１を用いることにより、自動運転装置６は車両２の位置を確実に固定した状態を確認してから自動運転を開始できるので、車両２の固定状態が不良であるために生じることが予期されるような不正確な試験結果を得ることや、車両の試験装置１を破損しかねない事故の発生を確実に防止できる。つまり、車両の試験装置１の信頼性を向上できる。

また、前記制御部７は自動運転装置６による自動運転が開始された後、自動運転を行っている状態でも動作する。すなわち、例えば車両２の推進力によって車両２が僅かに移動するなど、何らかの原因で張力センサ１１ａ〜１１ｄのうちの一つでも所定値以上の引っ張り力を検出できなくなると、制御部７はこれを検知して車両固定状態が異常であるとする固定異常信号Ｓ₂を自動運転装置６に送出する。同様に、距離センサ８ａ〜８ｄのうちの一つでも許容範囲を越える距離を検知したときにも制御部７は固定異常信号Ｓ₂を送出する。ここで、固定以上信号Ｓ₂には例えば異常が発生した部位を示す信号が含まれていてもよい。

いずれにしても、自動運転装置６は制御部７から固定異常信号Ｓ₂を受信すると、非常停止動作を行なう。この非常停止動作とは例えばシャシダイナモローラ５を回転停止させることや、自動車運転ロボットにアクセルペダルを戻させる制御を行うことなどが含まれている。これによってシャシダイナモローラ５上で試験車両２の固定がずれたり、タイヤがパンクするなどの問題が発生したときにもこの異常事態の発生に迅速に対応できる。

したがって、試験の最中に万一締付け具６による締付けが緩むなどして、車両３が移動することにより、駆動輪３とシャシダイナモローラ５の位置関係がずれることがあるとするならば、この状態を迅速に検出して試験を中止することができ、これによって試験結果に対する信頼性が向上する。さらに、車両２の位置が大きくずれたり、パンクしたタイヤの車輪がシャシダイナモローラ５に当たるなどして、車両の試験装置１の破損を招くことを防止できる。

図３は固定具９および張力センサ１１の一例を示す図である。図３に示す固定具９は、例えば帯状で非伸縮性の固定用ベルトからなる縄体１５と、縄体１５の長さを短くするようにして車両を引っ張るための緊縛具（締付け具）１６とからなる張り具であり、この縄体１５の一端が固定ポール１０の適所（固定端部）１０ａに係合具１５ａを用いて係合されている。

一方、縄体１５は車両２の後ろ（または前）の所定位置２ａに係合具１５ｂを用いて折り返すようにして接続され、この縄体１５の先端部１５ｃ側を締付け具１６を用いて引っ張ることにより、車両２を強力に引っ張ることができるように構成されている。なお、本発明における縄体１５は固定用ベルトに限られるものではなく、非伸縮性の固定用ロープであっても、固定用チェーンであってもよいことはいうまでもない。

また、本例の張力センサ１１は、例えば固定ポール１０の前記固定端部１０ａの近傍に傾動自在に取り付けられて縄体１５と同じ向きに動くように構成された接触レバー１７と、この接触レバー１７を用いて前記縄体１５の側部から縄体１５を押さえ付けて接触レバー１７の傾動角度を用いて縄体１５の弛み具合や張り具合を測定するリミットスイッチ１９とを有している。

したがって、前記縄体１５は締付け具１６による締付けが十分に行われていない状態では、二点鎖線に示すように弛んだ状態となり、接触レバー１７も弾性体１８の力によって二点鎖線に示すように矢印Ａに示す方向に傾動する。一方、作業者が締付け具１６を操作して縄体１５を締めつけると、縄体１５は実線に示すように張った状態となり、接触レバー１７は矢印Ｂに示す方向に傾動してリミットスイッチ１９が動作する。

そして、例えばリミットスイッチ１９のＢ接点が前記制御部７に入力される。したがって、制御部７はリミットスイッチ１９の接点が開いたときにリミットスイッチ１９から固定正常信号を受付け、張力センサ１１が所定値よりも強い張力を検知していることを確認することができる。ところで、本例に示すように構成された張力センサ１１は、締付け具１６による締付けが完了すると、車両２の位置がずれたり縄体１５の長さが変わったりしない限り、車両２の固定正常信号を送出し続けることが可能である。つまり、車両２の推進力によって縄体１５にかかる引っ張り力の増減の影響をほとんど受けることなく、その固定状態を検出できるという利点がある。しかしながら、本発明のシャシダイナモメータ試験装置１は張力センサ１１がこの構成に限定されるものではない。

図４は張力センサ１１の別の例を示す図であり、図４において２０は前記縄体１５の間に挿入されて、その引っ張り力を測定する引っ張り力測定用のセンサである。本例のように張力センサ１１を引っ張り力測定用のセンサ２０とすることにより、制御部７は各縄体１５にかかっている張力の測定値を得ることができる。そして、制御部７は得られた張力の測定値を用いて車両２の締付け状況を明確に把握することができる。また、制御部７は張力の測定値を所定の閾値と比較して、十分な引っ張り力で締めつけられているかどうかを判断することができる。

なお、引っ張り力測定用のセンサ２０が所定の引っ張り力に達したときに、接点信号などの何らかの信号を制御部７に出力するように構成してもよい。この場合、制御部７の構成が簡単になるという利点がある。

図５は固定具９を用いた車両２の固定方法の別の例を示す図である。図５に示すように、車両２を固定するための固定端部１０ｂをピットの床面に直接的に固定してもよい。すなわち、固定ポール１０を省略して構成を簡素にすることが可能となる。また、車両２の大きさに合わせて複数の固定端部１０ｂを設けることも可能である。

図６，７は本発明の第２実施例であるシャシダイナモメータ試験装置２１を示す図である。図６，７において図１，２と同じ符号を付した部材は同一または同等の部材であるから、その詳細な説明を省略する。

図６，７において、２２は駆動輪でない車輪（本例の場合後輪が従動輪である）４をその前方および後方において固定するように床面から進退可能に構成されたロック機構である。また、従動輪４の前方に位置するロック機構２２には、その位置によって車両２の固定状態を検知するスイッチ２３が内蔵されている。したがって、スイッチ２３の動作を確認することにより、ロック機構２２が車両２の従動輪４をロックしている状態を検知することができる。

また、図６に示すように本例の固定ポール１０の間隔Ｗは車両２側の固定具９を取付けるための所定位置２ａの幅ｗに比べて広く設定している。したがって、各所定位置２ａにおける引っ張り力は幾らか外側に向けられるので、車両２の後部が左右方向に移動することがない。

本例のシャシダイナモメータ試験装置２１において制御部７は前方の２つの固定具９ａ，９ｂに設けられた張力センサ１１ａ，１１ｂおよび前記左右のロック機構２２にそれぞれ設けられた２つのスイッチ２３を用いて車両２の固定正常信号Ｓｉ，Ｓｊを受信して、固定状態を検知可能に構成している。しかしながら、これに加えて、図１を用いて説明したように、車両２の後方に配置された２つの固定具９ｃ，９ｄに張力センサ１１ｃ，１１ｄを設け、これらの固定具９ｃ，９ｄにおける車両２の固定状態を同時に検知するようにしてもよいことはいうまでもない。

また、上述の各実施例では制御部７を自動運転装置６と別体とする例を示しているが、制御部７が自動運転装置６の中に一体型に車両位置管理制御部として組み込まれていてもよいことはいうまでもない。この場合、車両位置管理制御部から出力される各種信号Ｓ₁，Ｓ₂は自動運転を制御するために自動運転制御部との間でやりとりされる内部信号である。

本発明のシャシダイナモメータ試験装置の一例を示す平面図である。前記シャシダイナモメータ試験装置の側面図である。車両の固定具および張力センサの一例を示す図である。張力センサの別の例を示す図である。固定具による別の車両の固定方法を示す図である。シャシダイナモメータ試験装置の第２実施例を示す平面図である。前記シャシダイナモメータの試験装置の側面図である。

符号の説明

１シャシダイナモメータ試験装置
２車両
３駆動輪
４駆動輪でない車輪
７制御部
８距離センサ（車両位置検知センサ）
９張り具（固定具）
１１張力センサ（車両固定状態検知センサ）
１３表示部
１４入力スイッチ
１９リミットスイッチ（センサ）
２０張力センサ（センサ）
２１シャシダイナモメータ試験装置
２２ロック機構（固定具）
２３固定状態を検知するスイッチ（車両固定状態検知センサ）
Ｓ1 準備完了信号
Ｓａ〜Ｓｊ信号
Ｓｘ設定終了信号

Claims

車両の性能試験を行うため自動車運転ロボットで自動運転を行うシャシダイナモメータ試験装置であって、
シャシダイナモメータ上に乗せられた車両の位置を検知する車両位置検知センサを設け、位置決めされた車両の位置を固定するための固定具を設けるとともに、車両の固定を検知する車両固定状態検知センサを設け、
前記車両固定状態検知センサの正常信号および前記車両位置検知センサの正常信号を自動運転装置が受け付ている状態において、車両の性能試験が実行されるように構成されており、
さらに、前記固定具が車両を前後に引っ張って固定する複数の張り具であり、前記車両固定状態検知センサがこれらの張り具による引っ張り力が所定の強さ以上であることを検知することにより車両の固定を検知する張力センサである一方、
前記車両固定状態検知センサに対応する車両の固定状態を表示するとともに、前記車両位置検知センサに対応する車両の位置決め状態を表示する表示部を設けたことを特徴とするシャシダイナモメータ試験装置。
前記張力センサを複数設け、前記自動運転装置による自動運転が開始された後、自動運転を行っている状態で前記張力センサのうちの一つでも所定値以上の引っ張り力を検出できなくなると、車両固定状態が異常であるとする異常信号を送出するよう構成されている請求項１に記載のシャシダイナモメータ試験装置。
前記車両位置検知センサを複数設け、前記自動運転装置による自動運転が開始された後、自動運転を行っている状態で前記車両位置検知センサのうちの一つでも許容範囲を越える値を検知したときに、異常信号を送出するよう構成されている請求項１または２に記載のシャシダイナモメータ試験装置。