JP5088740B2 - 車両の直進性評価方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の直進性を評価する方法に関する。

従来、車両の直進性の評価を行う方法として、車両の前輪を回転可能に載置する前輪載置部と車両の後輪を回転可能に載置する後輪載置部とを備える台上試験機を用いる方法が知られている。

前記台上試験機は、例えば、図５に示す構成を備えている。図５に示す台上試験機３１は、車両２の左右の前輪３を載せる前輪載置部としての左右１対の前輪載置ベルト４と、左右の後輪５を載せる後輪載置部としての左右１対の後輪載置ベルト６と、車両２が各ベルト４，６に載置されたときに車両２を拘束する拘束装置（図示せず）とを備えている。前輪載置ベルト４は、ギア支持枠１０に支持された駆動ギア１１と従動ギア１２とに掛け渡され、駆動ギア１１に設けられたモータ１３により回転駆動される。また、後輪載置ベルト６は、同様にギア支持枠１４に支持された駆動ギア１１と従動ギア１２とに掛け渡され、駆動ギア１１に設けられたモータ１３により回転駆動される。

各ギア支持枠１０，１４は、架台３２上に設けられたスライドレール３３に沿って車両２の左右方向（車幅方向）に移動自在に支持され、各ベルト４，６に作用する左右方向の移動力を各ギア支持枠１０，１４を介して検出するロードセル等の検出器３４が設けられている。

台上試験機３１では、車両２の左右の前輪３を左右１対の前輪載置ベルト４に載せると共に、左右の後輪５を左右１対の後輪載置ベルト６に載せ、図示しない前記拘束装置により車両２を拘束した後、各ベルト４，６を回転駆動させることにより、車両２を擬似的走行状態とすることができる。そして、各ベルト４，６に作用する左右方向の移動力を検出器３４により横力として検出する。

ところで、車両の直進性の評価の基準として、定常円旋回時の旋回半径をみるものがある。前記台上試験機３１により前記定常円旋回時の旋回半径を求めるために、ステアリングを離した（フリーにした）状態で、車両２の車体角を変えて、重心回りのモーメントが０になる点を探すことが考えられる。重心回りのモーメントが０になる点が判明すれば、この点における横力から前記定常円旋回時の旋回半径を求めることができる。

一方、前記台上試験機３１において、車体角を変えるために、各架台３２に図示しない旋回手段を備え、図５に矢示するように、各架台３２をそれぞれ鉛直軸回りに旋回自在とすることが知られている（例えば特許文献１参照）。各架台３２を旋回自在とした台上試験機３１によれば、前記旋回手段により車両２の車体角を変更することができるので、重心回りのモーメントが０になる点を探すことにより前記定常円旋回時の旋回半径を求めることができると考えられる。

しかしながら、各架台３２を旋回自在とした台上試験機３１では、４つの架台３２それぞれに前記旋回手段が設けられているので、車両２の左右の前輪３及び左右の後輪５の切り角が同一になるように各架台３２を旋回させるためには、各旋回手段の旋回角度を高い精度で位置決めする必要があり、複雑な制御を必要とするという不都合がある。
特許第３４７６５３０号公報

本発明は、かかる不都合を解消して、車両の直進性を台上試験機により容易に評価することができる方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の第１の態様は、車両の直進性を評価する方法であって、車両の前輪を回転可能に載置する前輪載置部と車両の後輪を回転可能に載置する後輪載置部とを備える台上試験機に測定車両を載せ、該前輪載置部及び該後輪載置部の中心線と該測定車両の中心線とが平行になるように該測定車両を拘束した後、前輪及び後輪を回転させて該測定車両の走行状態を擬似的に再現する工程と、擬似的走行状態の該測定車両の各車輪の横力を測定し、該横力から該測定車両の回転モーメントを求める工程と、回転モーメントが発生しているときに、該測定車両を鉛直軸回りに、該回転モーメントと同方向に旋回させ、該回転モーメントが０になる角度を求める工程と、該回転モーメントが０になる角度における各車輪の横力を測定し、該横力から該測定車両の定常円旋回時の旋回半径を求め、該旋回半径により車両の直進性を評価する工程とを備えることを特徴とする。

本発明の第１の態様では、まず、測定車両の前輪を前記前輪載置部に載置すると共に、後輪を前記後輪載置部に載置し、該前輪載置部及び該後輪載置部の中心線と該測定車両の中心線とが平行になるように該測定車両を拘束する。次に、前記前輪載置部及び前記後輪載置部により前記測定車両の前輪及び後輪を回転させて、該測定車両を擬似的走行状態とする。

次に、前記擬似的走行状態の前記測定車両の各車輪の横力を測定し、該横力から該測定車両の回転モーメントを求める。ここで、車両では、定常円旋回時には、重心回りのモーメントが０になっている。

そこで、次に、前記回転モーメントが発生しているときに、前記測定車両を鉛直軸回りに、該回転モーメントと同方向に旋回させ、該回転モーメントが０になる角度を求める。そして、前記回転モーメントが０になる角度における各車輪の横力を測定し、該横力から前記測定車両の定常円旋回時の旋回半径を求める。

本発明の第１の態様によれば、前記前輪載置部と前記後輪載置部とをそれぞれ旋回させることなく、前記測定車両自体を旋回させるので、前記測定車両の定常円旋回時の旋回半径を容易に求めることができ、該旋回半径により車両の直進性を評価することができる。

また、本発明の第２の態様は、車両の直進性を評価する方法であって、車両の前輪を回転可能に載置する前輪載置部と車両の後輪を回転可能に載置する後輪載置部とを備える台上試験機に測定車両を載せ、該前輪載置部及び該後輪載置部の中心線と該測定車両の中心線とが平行になるように該測定車両を拘束した後、前輪及び後輪を回転させて該測定車両の走行状態を擬似的に再現する工程と、擬似的走行状態の該測定車両の各車輪の横力としての第１の横力を測定し、第１の横力から該測定車両の回転モーメントを求める工程と、回転モーメントが発生しているときに、該測定車両を鉛直軸回りに、該回転モーメントと同方向に任意の角度に旋回させ、該角度における各車輪の横力としての第２の横力を測定する工程と、第１の横力と第２の横力とから、該角度に対する横力の変化量を求める工程と、該横力の変化量から該回転モーメントが０になる角度を求める工程と、該回転モーメントが０になる角度における各車輪の横力を求めると共に、該横力から該測定車両の定常円旋回時の旋回半径を求め、該旋回半径により車両の直進性を評価する工程とを備えることを特徴とする。

本発明の第２の態様では、まず、前記第１の態様と同一にして、前記測定車両を擬似的走行状態とする。

次に、前記擬似的走行状態の前記測定車両の各車輪の第１の横力を測定し、第１の横力から該測定車両の回転モーメントを求める。上述のように、車両では、定常円旋回時には、重心回りのモーメントが０になっている。

そこで、次に、前記回転モーメントが発生しているときに、前記測定車両を鉛直軸回りに、該回転モーメントと同方向に任意の角度に旋回させ、該角度における各車輪の横力としての第２の横力を測定する。次いで、第１の横力と第２の横力とから、該角度に対する横力の変化量を求め、該横力の変化量から該回転モーメントが０になる角度を求める。

次に、前記回転モーメントが０になる角度が求められたならば、該角度における各車輪の横力を求める。前記回転モーメントが０になる角度における各車輪の横力は、前記横力の変化量から求めることができる。

そして、前記回転モーメントが０になる角度における各車輪の横力から前記測定車両の定常円旋回時の旋回半径を求める。

本発明の第２の態様では、前記前輪載置部と前記後輪載置部とをそれぞれ旋回させることなく、前記測定車両自体を旋回させればよいのみならず、該測定車両自体を前記回転モーメントが０になるまで旋回させることなく、任意の角度に旋回させればよい。従って、本発明の第２の態様によれば、前記測定車両の定常円旋回時の旋回半径をさらに容易に求めることができ、該旋回半径により車両の直進性を評価することができる。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本発明の車両の直進性評価方法に用いる台上試験機の構成を示す説明的側面図、図２は図１に示す台上試験機における拘束手段の旋回手段の構成を示す説明的平面図であり、図３は本発明の車両の直進性評価方法の第１の実施形態を示すフローチャート、図４は本発明の車両の直進性評価方法の第２の実施形態を示すフローチャートである。

図１に示すように、本実施形態の台上試験機１は、車両２の左右の前輪３を載せる前輪載置部としての左右１対の前輪載置ベルト４と、左右の後輪５を載せる後輪載置部としての左右１対の後輪載置ベルト６と、車両２が各ベルト４，６に載置されたときに車両２を拘束する拘束装置７と、拘束装置７を旋回させる旋回装置８とを備えている。

前輪載置ベルト４は、ギア支持枠１０に支持された駆動ギア１１と従動ギア１２とに掛け渡され、駆動ギア１１に設けられたモータ１３により回転駆動される。また、後輪載置ベルト６は、同様にギア支持枠１４に支持された駆動ギア１１と従動ギア１２とに掛け渡され、駆動ギア１１に設けられたモータ１３により回転駆動される。

各ギア支持枠１０，１４は、荷重センサ１５を介してベースプレート１６上に設けられている。荷重センサ１５は３軸力を検出できる荷重センサであり、各ギア支持枠１０，１４の四隅に設けられている。そこで、横力測定装置１は、各前輪３及び後輪５について、４個の荷重センサ１５の車幅方向の荷重の合計から横力（ＬＦＤ）を算出することができる。また、横力測定装置１は、４個の荷重センサ１５の出力から、前後力（ＴＦＤ）、回転力（ＳＡＴ）、荷重（ＲＦＤ）も算出することができ、検査することができる。

ベースプレート１６は、架台１７上に設けられたスライドレール１８に沿って車両２の左右方向（車幅方向）に移動自在に支持されている。架台１７は床１９上に設けられており、図示しない揺動装置により、車幅方向で揺動してカント角を調整できるようになっている。また、従動ギア１２には、その回転速度を検出する速度計２０が設けられている。

前記拘束装置７は、箱状に形成された枠体２１と、該枠体２１の上面の四隅に設けられた車両支持ピン２２とを備え、図示しない昇降手段により上方に移動されて、車両支持ピン２２が車両２の下面側に設けられた図示しない水抜き孔またはタイダウンフックに係合されることにより、車両２を拘束する。

また、図２に示すように、前記拘束装置７は枠体２１を鉛直軸回りに旋回自在とする回転軸２３を備えると共に、枠体２１の側面に取着された腕部材２４を介して、サーボモータ２５により回転駆動されるネジ軸２６に取着されたボールネジ２７に接続されている。腕部材２４には先端部に長孔２８が設けられており、ボールネジ２７に設けられた係合部材２９が長孔２７に係合されている。腕部材２４及びボールネジ２８は、拘束装置７を旋回させる旋回装置８を構成するものであり、拘束装置７は、ボールネジ２８により腕部材２４が前進または後退せしめられることに伴って、回転軸２３回りに左右に旋回する構成となっている。

さらに、台上試験機１は、図示しないコンピュータ等の制御装置を備えており、該制御装置は、モータ１３、サーボモータ２５、ボールネジ２８を駆動すると共に、荷重センサ１５、速度計２０、ボールネジ２８等からの入力信号により横力等を算出する。

次に、図３及び図４を参照して、台上試験機１を用いた車両の直進性評価方法について説明する。

まず、本発明の第１の実施形態では、図３のＳＴＥＰ１で、車両２の左右の前輪３を前輪載置ベルト４に載せ、車両２の左右の後輪５を後輪載置ベルト６に載せる。

次に、ＳＴＥＰ２で、拘束装置７の枠体２１を図示しない昇降手段により上方に移動し、車両支持ピン２２を車両２の下面側に設けられた図示しない水抜き孔またはタイダウンフックに係合する。これにより、車両２は、ベルト４，６の中心線Ｃｂと車両２の中心線Ｃａとが平行になるようにされた状態で拘束される。

次に、ＳＴＥＰ３で、モータ１３により駆動ギア１１を回転駆動することにより、ベルト４，６を介して前輪３及び後輪５を回転させる。これにより、車両２を擬似的走行状態とする。次に、従動ギア１２の回転から速度計２０により平均速度を検出し、予め設定された範囲内の速度、例えば３０ｋｍ／時となるように、車両２の速度を安定させる。

車両の速度が安定したならば、次に、ＳＴＥＰ４でステアリングを離し、計測を開始する。

次に、ＳＴＥＰ５で、左右の前輪３、左右の後輪５の各輪の横力から、車両２の重心回りの回転モーメントを算出する。前記回転モーメントを算出するときには、前記横力と共に、荷重センサ１５により検出される各輪にかかる荷重を用いてもよい。

次に、ＳＴＥＰ６で、前述のようにして算出された回転モーメントを評価する。ここで、前記回転モーメントが約０でなかったときには、ＳＴＥＰ７で、サーボモータ２５を駆動してボールネジ２８を前進または後進せしめ、拘束装置７を回転軸２３回りに、前記回転モーメントと同方向に旋回させる。尚、本明細書で「回転モーメントが約０である」とは、前記回転モーメントが０±８Ｎ・ｍの範囲にある状態をいう。そして、ＳＴＥＰ６，７を繰り返すことにより、前記回転モーメントが約０になるまで、拘束装置７を旋回させる。

次に、ＳＴＥＰ６で前記回転モーメントが約０になったならば、拘束装置７を停止して、ＳＴＥＰ８に進み、拘束装置７の停止位置における車体角（ベルト４，６の中心線と車両２の中心線との成す角）に対する前記各輪の横力から、定常円旋回時の旋回半径を求める。前記旋回半径を求めるときには、前記回転モーメントを算出するときと同様に、前記横力と共に、荷重センサ１５により検出される各輪にかかる荷重を用いてもよい。

尚、ＳＴＥＰ６で前記回転モーメントが約０であるときには、そのままＳＴＥＰ８に進み、ＳＴＥＰ５における前記各輪の横力から、定常円旋回時の旋回半径を求める。

次に、本発明の第２の実施形態では、図４のＳＴＥＰ１〜６は、図３のＳＴＥＰ１〜６と全く同一にして行う。

そして、ＳＴＥＰ６で前記回転モーメントが約０でなかったときには、ＳＴＥＰ７でさらに、該回転モーメントの値の正負を判断する。そして、前記回転モーメントの値が正であったときには、右回り（時計回り）の回転モーメントが発生しているものと判断し、ＳＴＥＰ８で、このときの各輪の横力を第１の横力として記録すると共に、このときの車体角を記録する。

次に、ＳＴＥＰ９で、サーボモータ２５を駆動してボールネジ２８を前進せしめ、拘束装置７を回転軸２３回りに右回りに、任意の角度で旋回させる。前記任意の角度は、例えば、前記回転モーメントが確実に左回りになる角度とすることができる。そして、ＳＴＥＰ１０で、このときの各輪の横力を第２の横力として記録すると共に、このときの車体角を記録する。

次に、ＳＴＥＰ１１で、前記第１及び第２の横力と、それぞれの横力に対応する車体角から、車体角に対する横力の変化量を算出し、該横力の変化量から回転モーメントが０になる車体角を算出する。

次に、ＳＴＥＰ１２で、前述のようにして算出された車体角に対する前記各輪の横力を求め、ＳＴＥＰ１３で、該横力から、定常円旋回時の旋回半径を求める。

また、ＳＴＥＰ７で、前記回転モーメントの値が負であったときには、左回り（半時計回り）の回転モーメントが発生しているものと判断し、ＳＴＥＰ１４で、このときの各輪の横力を第１の横力として記録すると共に、このときの車体角を記録する。

次に、ＳＴＥＰ１５で、サーボモータ２５を駆動してボールネジ２８を後退せしめ、拘束装置７を回転軸２３回りに左回りに、任意の角度で旋回させる。前記任意の角度は、例えば、前記回転モーメントが確実に右回りになる角度とすることができる。そして、ＳＴＥＰ１６で、このときの各輪の横力を第２の横力として記録すると共に、このときの車体角を記録する。

そして、以下、ＳＴＥＰ１１〜１３では、前記回転モーメントの値が正であったときと、同一の手順により、前記横力から、定常円旋回時の旋回半径を求める。

尚、ＳＴＥＰ６で前記回転モーメントが約０であるときには、そのままＳＴＥＰ１３に進み、ＳＴＥＰ５における前記各輪の横力から、定常円旋回時の旋回半径を求める。

この結果、前記各実施形態によれば、前記定常円旋回時の旋回半径から車両２の直進性を評価することができる。

尚、本実施形態の横力測定装置１では、ベルト４，６は、モータ１３の回転駆動力を駆動ギア１１、従動ギア１２により伝達して回転駆動されるようになっているが、駆動ギア１１、従動ギア１２に代えて、モータ１３の回転駆動力をプーリにより伝達するようにしてもよい。

本発明の車両の直進性評価方法に用いる台上試験機の構成を示す説明的側面図。 図１に示す台上試験機における拘束手段の旋回手段の構成を示す説明的平面図。 本発明の第１の実施形態の車両の直進性評価方法を示すフローチャート。 本発明の第２の実施形態の車両の直進性評価方法を示すフローチャート。 従来の台上試験機の構成を示す説明的側面図。

符号の説明

１…台上試験機、 ２…車両、 ４…前輪載置部、 ６…後輪載置部、 ７…拘束装置、 ８…旋回装置、 １３…モータ、 １５…荷重センサ。

Claims (2)

1. 車両の直進性を評価する方法であって、
   車両の前輪を回転可能に載置する前輪載置部と車両の後輪を回転可能に載置する後輪載置部とを備える台上試験機に測定車両を載せ、該前輪載置部及び該後輪載置部の中心線と該測定車両の中心線とが平行になるように該測定車両を拘束した後、前輪及び後輪を回転させて該測定車両の走行状態を擬似的に再現する工程と、
   擬似的走行状態の該測定車両の各車輪の横力を測定し、該横力から該測定車両の回転モーメントを求める工程と、
   回転モーメントが発生しているときに、該測定車両を鉛直軸周りに、該回転モーメントと同方向に旋回させ、該回転モーメントが０になる角度を求める工程と、
   該回転モーメントが０になる角度における各車輪の横力を測定し、該横力から該測定車両の定常円旋回時の旋回半径を求め、該旋回半径により車両の直進性を評価する工程とを備えることを特徴とする車両の直進性評価方法。
2. 車両の直進性を評価する方法であって、
   車両の前輪を回転可能に載置する前輪載置部と車両の後輪を回転可能に載置する後輪載置部とを備える台上試験機に測定車両を載せ、該前輪載置部及び該後輪載置部の中心線と該測定車両の中心線とが平行になるように該測定車両を拘束した後、前輪及び後輪を回転させて該測定車両の走行状態を擬似的に再現する工程と、
   擬似的走行状態の該測定車両の各車輪の横力としての第１の横力を測定し、該第１の横力から該測定車両の回転モーメントを求める工程と、
   回転モーメントが発生しているときに、該測定車両を鉛直軸周りに、該回転モーメントと同方向に任意の角度に旋回させ、該角度における各車輪の横力としての第２の横力を測定する工程と、
   第１の横力と第２の横力とから、該角度に対する横力の変化量を求める工程と、
   該横力の変化量から該回転モーメントが０になる角度を求める工程と、
   該回転モーメントが０になる角度における各車輪の横力を求めると共に、該横力から該測定車両の定常円旋回時の旋回半径を求め、該旋回半径により車両の直進性を評価する工程とを備えることを特徴とする車両の直進性評価方法。

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