JP5180000B2 - Tire tester drive control method and tire tester - Google Patents
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Description
本発明は、擬似路面に対するタイヤのスリップ率を変更して試験を行うタイヤ試験機の駆動制御方法及びタイヤ試験機に関する。 The present invention relates to a drive control method and a tire testing machine for a tire testing machine for performing a test by changing the slip ratio of a tire with respect to a simulated road surface.
従来より、タイヤを装着したタイヤ軸(スピンドル軸)をタイヤ駆動用電動機で回転させると共に、タイヤが接地する擬似路面を有する駆動ドラムを、タイヤ駆動用電動機とは別の擬似路面用電動機で回転させることができるタイヤ試験機として、特許文献1に示すものがある。
このタイヤ試験機においては、タイヤを模擬路面に接地した状態で、タイヤの回転数(タイヤの速度)と、駆動ドラムの回転数(駆動ドラムの速度)とを異ならせることによって、タイヤを擬似路面上でスリップさせながらタイヤの様々な試験を行うことができる。
Conventionally, a tire shaft (spindle shaft) on which a tire is mounted is rotated by a tire driving motor, and a driving drum having a pseudo road surface on which the tire is grounded is rotated by a pseudo road surface motor different from the tire driving motor. A tire testing machine that can be used is disclosed in Patent Document 1.
In this tire testing machine, with the tire in contact with the simulated road surface, the tire rotation speed (the tire speed) and the rotation speed of the driving drum (the driving drum speed) are made different from each other so that the tire is simulated on the simulated road surface. Various tests of the tire can be performed while slipping on.
この試験においては、タイヤの速度と駆動ドラムの速度との速度差を調整することによって、タイヤが擬似路面に対してスリップする度合い、即ち、スリップ率を変更することができる。
しかしながら、スリップ率が所望の値となるように、タイヤの速度と駆動ドラムの速度とを調整したとき(スリップ率変更時)に、タイヤの表面状態(トレッドの状態)やタイヤの擬似路面に対する接地状況などが変化すると、タイヤを回転させる側のタイヤ駆動用電動機に異常な負荷変動がかかる場合がある。場合によっては、スティックスリップを引き起こして、タイヤ試験機に多大な負荷をかけてしまう恐れがある。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、スリップ率を変更してタイヤの試験を行う場合に、タイヤ駆動用電動機に多大な過負荷をかけることなく、可及的に幅広いスリップ率で試験を行うことができるタイヤ試験機の駆動制御方法及びタイヤ試験機を提供することを目的とする。
However, when the tire speed and the drive drum speed are adjusted so that the slip ratio becomes a desired value (when the slip ratio is changed), the tire surface condition (tread condition) and the ground contact with the simulated road surface of the tire When the situation or the like changes, an abnormal load fluctuation may be applied to the tire driving motor that rotates the tire. In some cases, stick slip may be caused and a great load may be applied to the tire testing machine.
Therefore, in view of the above problems, the present invention performs a test with a slip ratio as wide as possible without applying a great overload to the tire drive motor when a tire test is performed by changing the slip ratio. An object of the present invention is to provide a tire testing machine drive control method and a tire testing machine that can be performed.
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。即ち、タイヤ軸を介してタイヤを回転させるタイヤ駆動用電動機と、擬似路面を移動させる擬似路面駆動用電動機と、前記擬似路面の移動に対するタイヤのスリップ率が予め定めた値となるように前記タイヤ駆動用電動機に回転指令を与えて前記タイヤの回転速度を変更するコントローラとを備えたタイヤ試験機の駆動制御方法であって、前記回転指令を与えた場合におけるタイヤのスリップ率に応じてタイヤにかかる前後力を推定し、推定した前後力推定値に基づいてタイヤ駆動用電動機に対するトルク制限値を求め、前記回転指令を与えて前記タイヤの回転速度を変更する際のタイヤ駆動用電動機のトルク制限に前記トルク制限値を適用する点にある。 In order to achieve the above object, the present invention has taken the following measures. That is, a tire driving motor that rotates a tire via a tire shaft, a pseudo road surface driving motor that moves a pseudo road surface, and the tire slip rate with respect to the movement of the pseudo road surface is a predetermined value. A drive test method for a tire testing machine comprising a controller for changing a rotation speed of the tire by giving a rotation command to a drive motor, wherein the tire is applied to the tire according to a slip ratio of the tire when the rotation command is given. Estimating the longitudinal force, obtaining a torque limit value for the tire drive motor based on the estimated longitudinal force estimate, and providing the rotation command to change the tire rotation speed to limit the torque of the tire drive motor The torque limit value is applied to the above.
前記トルク制限値は、式(1)により求めることが好ましい。 The torque limit value is preferably obtained from the equation (1).
前記回転指令を与えて前記タイヤ駆動用電動機に制動力あるいは駆動力をかけて前記タイヤを回転させたときに前記擬似路面駆動用電動機に対して当該タイヤ側からの外力として作用するトルクを求め、この外力に相当するトルクを当該擬似路面駆動用電動機の出力トルクに付加することが好ましい。
前記擬似路面は前記擬似路面駆動用電動機によって駆動する駆動ドラムで移動されるように設けられており、前記擬似路面駆動用電動機に付加するトルクは、式(2)〜式(4)により求めることが好ましい。
Obtaining a torque acting as an external force from the tire side on the pseudo road surface driving motor when the tire is rotated by applying braking force or driving force to the tire driving motor by giving the rotation command; It is preferable to add a torque corresponding to the external force to the output torque of the pseudo road surface driving motor.
The simulated road surface is provided so as to be moved by a driving drum driven by the simulated road surface driving motor, and the torque applied to the simulated road surface driving motor is obtained by the equations (2) to (4). Is preferred.
本発明の他の技術手段は、タイヤ軸を回転させるタイヤ駆動用電動機と、擬似路面を移動させる擬似路面駆動用電動機と、前記擬似路面の移動に対するタイヤのスリップ率が予め設定した目標値となるように前記タイヤ駆動用電動機に回転指令を与えて前記タイヤの回転速度を変更するコントローラとを備えたタイヤ試験機であって、前記コントローラは、前記スリップ率に応じてタイヤの回転速度を変更すべく前記タイヤ駆動用電動機に与える回転指令を決定する回転指令値算出部と、前記回転指令与えた場合におけるタイヤにかかる前後力を推定する前後力推定部と、推定した前後力に基づいて前記タイヤ駆動用電動機に対するトルク制限値を設定するトルク制限値設定部と、前記回転指令を与えて前記タイヤ駆動用電動機の回転数を変更する際に前記トルク制限値を適用してタイヤ駆動用電動機にトルク制限をかけるトルク制限部とを備えている点にある。 According to another technical means of the present invention, a tire driving motor that rotates a tire shaft, a pseudo road surface driving motor that moves a simulated road surface, and a tire slip ratio with respect to the movement of the simulated road surface is a preset target value. And a controller for changing the rotation speed of the tire by giving a rotation command to the tire driving motor, wherein the controller changes the rotation speed of the tire in accordance with the slip ratio. Accordingly, a rotation command value calculation unit for determining a rotation command to be given to the tire driving motor, a longitudinal force estimation unit for estimating a longitudinal force applied to the tire when the rotation command is given, and the tire based on the estimated longitudinal force A torque limit value setting unit for setting a torque limit value for the drive motor, and the rotation command to change the rotation speed of the tire drive motor. Wherein there is applied a torque limit value in that it includes a torque limiting unit for applying a torque limitation on the tire driving electric motor when the.
前記コントローラは、前記回転指令を与えて前記タイヤ駆動用電動機に制動力あるいは駆動力をかけて前記タイヤを回転させた場合に前記擬似路面駆動用電動機に対して当該タイヤ側からの外力として作用するトルクを求める作用トルク算出部と、この作用トルク算出部で算出した前記外力に相当するトルクを当該擬似路面駆動用電動機の出力トルクに付加するトルク付加部とを備えていることが好ましい。 The controller acts as an external force from the tire side on the pseudo road surface driving motor when the tire is rotated by applying a braking force or a driving force to the tire driving motor by giving the rotation command. It is preferable that an action torque calculation unit for obtaining torque and a torque addition unit for adding torque corresponding to the external force calculated by the action torque calculation unit to the output torque of the pseudo road surface driving motor.
本発明によれば、スリップ率を変更してタイヤの試験を行う場合に、タイヤ駆動用電動機に多大な過負荷をかけることなく、可及的に幅広いスリップ率で試験を行うことができる。 According to the present invention, when a tire test is performed by changing the slip ratio, the test can be performed with a slip ratio as wide as possible without imposing a great overload on the tire driving motor.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
図1はタイヤ試験機を示したものである。
図1はタイヤ試験機の全体構成を示したものである。以下の説明において、図1の紙面上下方向を上下方向又は鉛直方向とし、図1の紙面左右方向を左右方向とし、図1の紙面貫通方向を前後方向とする。
図1に示すように、タイヤ試験機1は、擬似路面2を移動させる路面移動機構3とタイヤTを回転自在に保持するタイヤ保持機構4と、タイヤTを擬似路面2に押し付けたりスリップ角やキャンバ角などを付与する移動機構5と、タイヤ保持機構4、路面移動機構3及び移動機構5を制御するコントローラ6とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a tire testing machine.
FIG. 1 shows the overall configuration of a tire testing machine. In the following description, the vertical direction in FIG. 1 is the vertical direction or vertical direction, the horizontal direction in FIG. 1 is the horizontal direction, and the through direction in FIG. 1 is the front-back direction.
As shown in FIG. 1, a tire testing machine 1 includes a road
路面移動機構3は、円筒状の駆動ドラム10と、この駆動ドラム10を回転駆動する擬似路面駆動用電動機11とを備えている。駆動ドラム10はタイヤ保持機構4の下方に配置されて、その外周面に擬似路面2が形成されている。駆動ドラム10の回転軸12は第1支持台13に回転自在に支持されている。擬似路面駆動用電動機11は駆動ドラム10の右側(図1の右側)に配置されて第1支持台13に固定されている。擬似路面駆動用電動機11の回転軸8と駆動ドラム10の回転軸12とはドライブシャフト15を介して連結されていて一体回転自在となっている。
The road
タイヤ保持機構4は、路面移動機構3の上方に配置されていて、リム(不図示)を介してタイヤTを保持するタイヤ軸(スピンドル軸)15と、タイヤ軸15を回転自在に支持するハウジング16と、ハウジング16を介してタイヤTの荷重やモーメントを測定する6分力計(ロードセル)17と、タイヤ軸15を回転させるタイヤ駆動用電動機18とを備えている。
ハウジング16及びロードセル17は、昇降自在となっている移動機構5の昇降フレーム19の下部に設けられていて、この昇降フレーム19は第3支持台20に設けられた支持フレーム21に支持されている。タイヤ駆動用電動機18は、第3支持台20の右側に配置された第4支持台22に設けられている。
The
The
タイヤ軸15(スピンドル軸)とタイヤ駆動用電動機18の回転軸24とはドライブシャフト25とその両端に設けられている自在継手を介して連結されていて一体回転自在となっている。
上述したタイヤ試験機1でタイヤ試験を行うにあたっては、まず、タイヤ軸15にリムを介してタイヤTを装着した後、移動機構5の昇降フレーム19を下降させてタイヤTを擬似路面2に接地させる。そして、タイヤTを擬似路面2に接地させた状態で、擬似路面駆動用電動機11を駆動させて駆動ドラム10を回転させると共に、タイヤ駆動用電動機18を駆動させてタイヤ軸15を回転させることによって、擬似路面2の移動に対してタイヤTをスリップさせながら様々な試験を行うことができる。
The tire shaft 15 (spindle shaft) and the rotating
In performing the tire test with the tire testing machine 1 described above, first, the tire T is mounted on the
以降、タイヤTをスリップさせながら試験を行うタイヤ試験方法と、このタイヤ試験時での駆動制御方法について、コントローラ6の構成も含めて詳しく説明する。
タイヤ試験では、まず、タイヤTをスリップ前とスリップ後での試験条件(タイヤTの空気圧、擬似路面2に対してタイヤTにかける負荷荷重、擬似路面移動速度など)を、それぞれ同じ条件(値)とする。
その上で、このタイヤ試験では、後述するように、擬似路面2の移動に対するタイヤTのスリップ率Srを設定し、設定したスリップ率SrでタイヤTをスリップさせながら、タイヤTのキャンバ角、スリップ角を変えたときのタイヤTにかかる負荷をロードセル17にて測定したり、スリップ率Srを逐次変化させたときのタイヤTのトレッド等の状態を観測するなどの様々な試験を行う。なお、本発明は、スリップ率Srを変化させながら試験を行うものに全てのものに適用可能であるため、スリップ率Sr変更後の様々な試験の態様は上述したものに限定されない。
Hereinafter, a tire test method for performing a test while slipping the tire T, and a drive control method at the time of the tire test, including the configuration of the
In the tire test, first, the test conditions for the tire T before and after the slip (the air pressure of the tire T, the load applied to the tire T with respect to the simulated
In addition, in this tire test, as described later, the slip ratio Sr of the tire T with respect to the movement of the simulated
スリップ率Srの設定や変更を行うスリップ運転(スリップ率運転ということがある)では、まず、始めに、所定荷重でタイヤTを駆動ドラム10に押し付けた状態(タイヤTを擬似路面2に接地させた状態)で、タイヤ軸15をトルク零の状態で回転させる。即ち、スリップ率運転では、まず、タイヤTを擬似路面2に接地後にタイヤ駆動用電動機18は駆動せず、擬似路面駆動用電動機11のみを駆動させることによって、タイヤTを擬似路面の移動に伴って回る連れ回り状態にする。
この連れ回り状態では、タイヤTは、擬似路面2の移動によってのみ回転することからタイヤTは擬似路面2に対してスリップしておらず、スリップ率Srはゼロとなる。
In slip operation (sometimes referred to as slip ratio operation) in which the slip ratio Sr is set or changed, first, a state in which the tire T is pressed against the
In this revolving state, the tire T rotates only by the movement of the simulated
そして、連れ回り状態における(スリップ率Srがゼロのときの)擬似路面移動速度(駆動ドラム回転数)ωdzと、タイヤ回転速度(タイヤ回転数)ωtzをセンサ等により測定する。
次に、スリップ率運転では、タイヤ駆動用電動機18の回転数を変更してタイヤ回転速度を変更することによって、意図的にタイヤTを擬似路面2上でスリップをさせる。
さて、スリップ率運転において、タイヤTをスリップさせるためにタイヤ回転速度を変更したときを考えると、タイヤ回転速度を変更したときに、擬似路面移動速度が一定であれば、式(5)に示す如く、タイヤTのスリップ率Srは、変更時(現在)のタイヤ回転速度ωtと、スリップ率が零のときのタイヤ回転速度ωtzとで求めることができる。
Then, the pseudo road surface moving speed (drive drum rotational speed) ωdz and the tire rotational speed (tire rotational speed) ωtz in the accompanying state (when the slip ratio Sr is zero) are measured by a sensor or the like.
Next, in the slip ratio operation, the tire T is intentionally slipped on the simulated
Now, considering that the tire rotation speed is changed in order to slip the tire T in the slip ratio operation, if the simulated road surface moving speed is constant when the tire rotation speed is changed, the equation (5) is obtained. As described above, the slip ratio Sr of the tire T can be obtained from the tire rotation speed ωt at the time of change (current) and the tire rotation speed ωtz when the slip ratio is zero.
しかしながら、スリップ率運転では、タイヤ回転速度の変更時でのタイヤの力が擬似路面2を介して擬似路面駆動用電動機11に加わり、この外力によって擬似路面駆動用電動機11の回転数が変動し、タイヤ回転速度の変更に伴って擬似路面移動速度が変動することが実情である。
そこで、本発明では、スリップ率運転では、式(6)に示す如く、スリップ率Srがゼロのときのタイヤ回転速度ωtzと、現在の擬似路面移動速度(変更時の擬似路面移動速度)ωdと、スリップ率Srがゼロのときの擬似路面移動速度ωdzとから、擬似路面移動速度ωdzの変化に応じたタイヤ回転速度ωtz’を計算し、式(7)によって、タイヤ回転速度の変化に伴う擬似路面移動速度を加味して、設定するためのスリップ率Srを補正している。
However, in the slip ratio operation, the tire force at the time of changing the tire rotation speed is applied to the simulated road
Therefore, in the present invention, in the slip ratio operation, as shown in Expression (6), the tire rotational speed ωtz when the slip ratio Sr is zero, the current simulated road surface moving speed (the simulated road surface moving speed at the time of change) ωd, The tire rotation speed ωtz ′ corresponding to the change in the pseudo road surface movement speed ωdz is calculated from the pseudo road surface movement speed ωdz when the slip ratio Sr is zero. The slip ratio Sr for setting is corrected in consideration of the road surface moving speed.
つまり、本発明のスリップ率運転では、式(6)で求められるスリップ率Srが、タイヤ試験で用いる目標値(予め設定した値)となるように、タイヤ駆動用電動機18にコントローラ6から回転指令を与えてタイヤ回転速度を増減させる。
このように、スリップ率運転にて、スリップ率Srを適宜設定してタイヤ試験を行うこととなっている。このスリップ率運転を、さらに詳しく見ると、当該スリップ率運転には、図2に示すように、Sweep運転と、Step運転と、固定運転との3種類の運転がある。これらSweep運転、Step運転、固定運転は、上述したように、スリップ率Srを設定する点では共通しているが、ぞれぞれの運転では、所定時間内(1ステップ内)にスリップ率Srを変更する度合いが異なる。
That is, in the slip ratio operation of the present invention, the rotation command is sent from the
As described above, the tire test is performed by appropriately setting the slip ratio Sr in the slip ratio operation. Looking at this slip ratio operation in more detail, as shown in FIG. 2, the slip ratio operation includes three types of operation: a sweep operation, a step operation, and a fixed operation. As described above, the sweep operation, step operation, and fixed operation are common in that the slip ratio Sr is set. However, in each operation, the slip ratio Sr is within a predetermined time (within one step). The degree of change is different.
図2(a)に示すように、Sweep運転は、所定時間内(1ステップ内)にスリップ率Srを、1ステップにおいて設定した最終のステップ率(最終ステップ率)になるまで徐々に増減させる運転であり、図2(b)に示すように、Step運転は、所定時間内(1ステップ内)に最終ステップ率になるまでスリップ率Srを段階的に増減すると共に、一旦増減させたステップ率を一定時間保持する運転である。図2(c)に示すように、固定運転は、所定時間内(1ステップ内)に、一挙にステップ率を最終ステップ率にまで増減させて、その後、最終ステップ率を運転の終了となるまで維持する運転である。 As shown in FIG. 2A, the sweep operation is an operation in which the slip rate Sr is gradually increased or decreased within a predetermined time (in one step) until the final step rate (final step rate) set in one step. As shown in FIG. 2B, in the step operation, the slip rate Sr is increased or decreased stepwise until the final step rate is reached within a predetermined time (within one step), and the step rate once increased or decreased is set. The operation is held for a certain time. As shown in FIG. 2 (c), in the fixed operation, within a predetermined time (in one step), the step rate is increased or decreased all at once to the final step rate, and then the final step rate is changed to the end of the operation. It is driving to maintain.
また、Sweep運転、Step運転及び固定運転では、さらに、片振運転や両振運転がある。
ここで、タイヤTが擬似路面2に対してスリップしてないスリップ率ゼロを基準として、タイヤ回転速度を増加させたときのスリップ率Srをプラス側、タイヤ回転速度を減少させたときのスリップ率Srをマイナス側とすると、片振運転は、タイヤ回転速度を増加又は減少のどちらか一方に固定してスリップ率Srをプラス側又はマイナス側の一方へと変化させる運転である。両振運転は、タイヤ回転速度の増加及び減少の両方を行うものであって、スリップ率Srをプラス側とマイナス側との両方へと変化させる運転である。
Further, in the sweep operation, the step operation, and the fixed operation, there are a single swing operation and a double swing operation.
Here, the slip ratio Sr when the tire rotation speed is increased is set on the plus side, and the slip ratio when the tire rotation speed is decreased with reference to zero slip ratio in which the tire T does not slip with respect to the
したがって、タイヤTをスリップさせて試験する際には、Sweep運転やStep運転及び固定運転のぞれぞれの試験を行うと共に、Sweep運転やStep運転及び固定運転のそれぞれにおいても片振運転や両振運転にてスリップ率Srを変えながら試験を行っている。
さて、Sweep運転、Step運転、固定運転のぞれぞれの運転において、スリップ率Srの目標値の変更を行うときは、スリップ率を変える毎に、その目標値に応じてタイヤにかかる前後力を推定することとしている。
Therefore, when the test is performed by slipping the tire T, the sweep operation, the step operation, and the fixed operation are tested, and the swing operation, the step operation, and the fixed operation are performed in each of the sweep operation, the step operation, and the fixed operation. The test is performed while changing the slip ratio Sr in the vibration operation.
When the target value of the slip ratio Sr is changed in each of the sweep operation, the step operation, and the fixed operation, the longitudinal force applied to the tire according to the target value every time the slip ratio is changed. Is going to be estimated.
具体的には、上述したように、スリップ率が目標値になるようにコントローラ6からタイヤ回転速度に対応するタイヤ駆動用電動機18に回転指令を与えるときには、スリップ率の目標値に応じてタイヤTにかかる前後力を推定する。このタイヤTにかかる前後力推定値は、式(8)で求める。
Specifically, as described above, when the rotation command is given from the
式(8)は、実験等によって求めたものである。内部係数はタイヤTの種類等によって異なるもので、PCタイヤT(乗用車用タイヤT)で0.2〜0.3の範囲であって、好ましくは0.25となり、TBタイヤT(トラック・バス用)では0.08〜0.2の範囲であって、好ましくは0.12となり、タイヤTが大きくなるほど内部係数は小さくなる。内部係数は、試験条件によって0.3〜0.08の範囲で設定される。
式(8)で求めた前後力推定値に基づいて、式(1)によってタイヤ駆動用電動機1818に対するトルク制限値を求める。
Equation (8) is obtained by experiments or the like. The internal coefficient varies depending on the type of tire T and the like, and is in the range of 0.2 to 0.3 for PC tire T (passenger car tire T), preferably 0.25, and TB tire T (truck / bus) ) Is in the range of 0.08 to 0.2, preferably 0.12, and the larger the tire T, the smaller the internal coefficient. The internal coefficient is set in a range of 0.3 to 0.08 depending on test conditions.
A torque limit value for the tire drive motor 1818 is obtained by the equation (1) based on the longitudinal force estimated value obtained by the equation (8).
タイヤ転がり半径は、式(1)に示す如く擬似路面からタイヤのホイールセンタまでの距離であるが、タイヤ試験においてタイヤ転がり半径Trを実測することは難しいことから、この実施形態では式(9)によって、タイヤ転がり半径Trを求めている。 The tire rolling radius is a distance from the simulated road surface to the wheel center of the tire as shown in the formula (1). However, since it is difficult to actually measure the tire rolling radius Tr in the tire test, the formula (9) is used in this embodiment. Thus, the tire rolling radius Tr is obtained.
そして、スリップ率運転においては、タイヤ回転速度をタイヤ駆動用電動機18によって変更する際でのタイヤ駆動用電動機18の出力トルクの上限値を、式(1)により求めたトルク制限値としている。
以上のように、本発明では、スリップ率Srが目標値となるように、タイヤ回転速度をタイヤ駆動用電動機18によって変更する際には、タイヤ駆動用電動機18のトルクが、式(9)で求められるトルク制限値を超えないようにしている。
コントローラ6は、回転指令値算出部30と、前後力推定部31と、トルク制限値設定部32と、第1トルク制限部33とを備えている。
In the slip ratio operation, the upper limit value of the output torque of the
As described above, in the present invention, when the tire rotation speed is changed by the
The
回転指令値算出部30は、スリップ率Srが設定した目標値となるようにタイヤ駆動用電動機18に与える回転指令を決定するものである。詳しくは、回転指令値算出部30は、タイヤ試験時に目標のスリップ率Srが与えられると、その目標値となるように、式(5)及び式(6)を用いて変更するタイヤ回転速度ωtを求め、このタイヤ回転速度ωtにするためのタイヤ駆動用電動機18の回転数を決定する。
詳しくは、図3に示すように、回転指令値算出部30は、現在のタイヤ駆動用電動機18の回転数(タイヤ回転速度)と、目標のスリップ率Srにより求めたタイヤ回転速度に基づくタイヤ駆動用電動機18の回転数の目標値との差にゲインを掛けて回転指定値を求める。回転指令値算出部30は、求めた回転指令値を第1トルク制限部33に出力する。
The rotation command
Specifically, as shown in FIG. 3, the rotation command
前後力推定部31は、スリップ率Srの目標値に基づいてタイヤTにかかる前後力を推定するもので、スリップ率Srが与えられると、そのスリップ率Srを用いて、式(8)によってタイヤTの前後力を求める。
トルク制限値設定部32は、前後力推定部31にて推定した前後力に基づいて式(1)によってタイヤ駆動用電動機18に対するトルク制限値を求めるもので、トルク制限値を第1トルク制限部33へと出力する。
第1トルク制限部33は、回転指令によってタイヤ駆動用電動機18の回転数を変更する際に、トルク制限値設定部32で求められたトルク制限値を、タイヤ駆動用電動機18の回転指令におけるトルク制限とし、タイヤ駆動用電動機18の出力トルクにリミットをかけるものである。
The longitudinal
The torque limit
The
即ち、第1トルク制限部33は、まず、回転指令値算出部30からの回転指令値に基づくタイヤ駆動用電動機18に対する回転指令が与えられた際に、この回転指令によってタイヤ駆動用電動機18を駆動した時のタイヤ駆動用電動機18の出力トルクがトルク制限値を超えていないか否かを判定する。そして、第1トルク制限部33は、出力トルクがトルク制限値を超えない場合には、電流制御部37を介して回転指令値算出部30から与えられた回転指令値に基づきタイヤ駆動用電動機18を駆動し、出力トルクがトルク制限値を超えている場合には、トルク制限値のトルクでタイヤ駆動用電動機18を回転させる。
That is, when a rotation command is given to the
本発明のタイヤ試験機1によれば、スリップ率の変更によって、回転指令を与えた場合に、当該スリップ率に応じてタイヤにかかる前後力を推定し、推定した前後力推定値に基づいてタイヤ駆動用電動機18に対するトルク制限値を求め、回転指令を与えてタイヤの回転速度を変更する際のタイヤ駆動用電動機18のトルク制限にトルク制限値を適用しているので、タイヤ駆動用電動機18に多大な過負荷をかけることなく、可及的に幅広いスリップ率で試験を行うことができる。即ち、本発明では、スリップ率を変化させたときのタイヤにかかる前後力からタイヤ駆動用電動機18に対するトルク制限値が分かるため、タイヤ駆動用電動機18の性能が許す限り、スリップ率を大きく変化させることが可能となった。
According to the tire testing machine 1 of the present invention, when a rotation command is given by changing the slip ratio, the longitudinal force applied to the tire is estimated according to the slip ratio, and the tire is based on the estimated longitudinal force estimated value. Since the torque limit value for the
[第2実施形態]
図4及び図5は第2実施形態におけるタイヤ試験機1を示したものである。
このタイヤ試験機1におけるコントローラ6は、回転指令値算出部30、前後力推定部31及び第1トルク制限部33の他に、作用トルク算出部34と、トルク付加部35とを備えている。
この作用トルク算出部34は、回転指令を与えてタイヤ駆動用電動機18に制動力あるいは駆動力をかけてタイヤを回転させた場合に擬似路面駆動用電動機に対してタイヤ側からの外力として作用するトルク(作用トルクということがある)を求めるものである。言い換えれば、作用トルク算出部34は、スリップ率Srを目標値にして当該スリップ率となるようにタイヤ駆動用電動機18を回転させる際での擬似路面駆動用電動機11側に作用する作用トルクを求める。具体的には、作用トルク算出部34は、所定のスリップ率SrでタイヤTを回転させた際に、式(2)及び式(3)に示す如くタイヤ駆動用電動機18に発生する発生トルクTnを用いて、スリップ時の擬似路面用電動機11側に作用するトルク(作用トルク)Tdmを求める。
[Second Embodiment]
4 and 5 show the tire testing machine 1 in the second embodiment.
The
The acting
Grは、擬似路面用電動機11に接続された減速機の減速比である。
トルク付加部35は、作用トルク算出部34で算出した外力に相当する作用トルクをフィードフォワード又はフィードバックにより擬似路面駆動用電動機11の出力トルクに付加するものであって、式(4)に示す如く、作用トルク算出部34で算出した作用トルクTdmに補正係数をかけ、補正係数により補正した作用トルク(FF)を擬似路面駆動用電動機11の出力トルクにフィードフォワード成分又はフィードバック成分として付加するものである。なお、補正係数は0.95〜1.05の範囲であり、この実施形態では、補正係数を1.0としており、Tdm=FFである。
Gr is a reduction ratio of the speed reducer connected to the pseudo
The
詳しくは、図5に示すように、コントローラ6は擬似路面駆動用電動機11を駆動するにあたって、現在の擬似路面駆動用電動機11の回転数と、擬似路面移動速度を一定にするための擬似路面駆動用電動機11の回転数の目標値との差に制御ゲインを掛けて回転指令値を求める。このとき、コントローラ6のトルク付加部35によって、擬似路面駆動用電動機11に対する回転指令値と対応する出力トルクに作用トルク算出部34で算出した補正後の作用トルクFFを加える。即ち、作用トルク算出部34で算出した外力に相当する補正後の作用トルクFFをトルク付加部35によって、擬似路面駆動用電動機11の出力トルクにフィードフォワードにより付加する。なお、作用トルクFFはフィードバックによって擬似路面駆動用電動機11の出力トルクに付加してもよい。
Specifically, as shown in FIG. 5, when the
また、コントローラ6には、擬似路面駆動用電動機11のトルクを制限する第2トルク制限部36を有しており、第2トルク制限部36は、擬似路面駆動用電動機11の出力トルクが擬似路面駆動用電動機11でのトルク制限値を超えていないか否かを判断して、出力トルクの制限を行うものである。なお、擬似路面駆動用電動機11は、電流制御部37を介してコントローラ6から与えられた回転指令に基づいて駆動する。
この第2実施形態のタイヤ試験機1では、タイヤ駆動用電動機18の駆動と共に擬似路面駆動用電動機11を駆動させる際には、タイヤ駆動用電動機18の駆動によってタイヤ軸15を回転させときにタイヤ側から擬似路面駆動用電動機11への外力に相当する作用トルクを作用トルク算出部34で求め、求めた作用トルクFFをトルク付加部35によって回転指令値と対応する出力トルクに付加している。
Further, the
In the tire testing machine 1 according to the second embodiment, when the pseudo road
第2実施形態によれば、タイヤ駆動用電動機18の駆動によってタイヤ回転速度を変更したときに、作用トルクFFを予め擬似路面駆動用電動機11に与えているため、スリップ率Srを変化させても駆動ドラム10の回転数(擬似路面移動速度)はほとんど変化することなく一定にすることができる。言い換えれば、スリップ率運転において、スリップ率Srを変更する(タイヤ駆動用電動機18の駆動力を変える)ことに伴って駆動ドラム10の擬似路面2側にタイヤ側からの外力がかかっても、その外力に相当する作用トルクを擬似路面駆動用電動機11に加えているため、擬似路面移動速度が変動しなくなる。
According to the second embodiment, when the tire rotational speed is changed by driving the
また、タイヤ駆動用電動機18側の制動力や駆動力をかけた運転、即ち、制動駆動運転を終了してタイヤTが制動力や駆動力をかけた運転を行う前の状態に戻る際、タイヤT側(タイヤ駆動用電動機18側)から駆動ドラム10の擬似路面2側に作用していたトルク(外力)が急になくなることになる。この実施形態では、作用トルクFFを付加しているため、タイヤ駆動用電動機18側のトルクTnが零になれば、直ちに擬似路面駆動用電動機11に付加する作用トルクFFが零となる。つまり、タイヤ駆動用電動機18の制動駆動運転の終了と同時に、擬似路面駆動用電動機11は、駆動ドラム10の回転数(擬似路面移動速度)を一定にするためだけの制御に切り替わる。その結果、タイヤ駆動用電動機18が制動駆動運転を終了しても擬似路面移動速度の変動はほとんどない。
When the
したがって、タイヤ駆動用電動機18を制動駆動運転を終了した直後であっても擬似路面移動速度の変動が少ないことから、この状態を維持してタイヤ駆動用電動機18を再び制動駆動運転し、新たなタイヤ試験を行うといったことが即座にすることができる。即ち、タイヤ試験終了後も駆動ドラム10の速度を一定に保持することができるため、次のタイヤ試験を直ぐに行うことができる。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。例えば、上記実施形態では、回転ドラムの表面自体が擬似路面であるタイヤ試験機を開示しているが、本発明は回転ドラムと従動ドラムとにフラットベルトを巻き回してフラットベルトの表面を擬似路面とするタイヤ試験機に適用してもよい。
Therefore, since the fluctuation of the pseudo road surface moving speed is small even immediately after the braking driving operation of the
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. For example, in the above embodiment, a tire testing machine in which the surface of the rotating drum itself is a simulated road surface is disclosed, but the present invention winds the flat belt around the rotating drum and the driven drum so that the surface of the flat belt is simulated on the simulated road surface. It may be applied to a tire testing machine.
本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 タイヤ試験機
2 擬似路面
3 路面移動機構
4 タイヤ保持機構
5 移動機構
6 コントローラ
10 駆動ドラム
11 擬似路面駆動用電動機
12 回転軸
15 タイヤ軸
16 ハウジング
17 ロードセル
18 タイヤ駆動用電動機
24 回転軸
30 回転指令値算出部
31 前後力推定部
32 トルク制限部
33 作用トルク算出部
34 トルク付加部
T タイヤ
Sr スリップ率
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記回転指令を与えた場合におけるタイヤのスリップ率に応じてタイヤにかかる前後力を推定し、推定した前後力推定値に基づいてタイヤ駆動用電動機に対するトルク制限値を求め、前記回転指令を与えて前記タイヤの回転速度を変更する際のタイヤ駆動用電動機のトルク制限に前記トルク制限値を適用することを特徴とするタイヤ試験機の駆動制御方法。 A tire driving motor for rotating a tire via a tire shaft; a pseudo road driving motor for moving a pseudo road; and the tire driving so that a slip ratio of the tire with respect to the movement of the pseudo road becomes a predetermined value. A drive control method for a tire testing machine comprising a controller that gives a rotation command to an electric motor to change the rotation speed of the tire,
When the rotation command is given, the longitudinal force applied to the tire is estimated according to the slip ratio of the tire, a torque limit value for the tire driving motor is obtained based on the estimated longitudinal force estimation value, and the rotation command is given. A drive control method for a tire testing machine, wherein the torque limit value is applied to a torque limit of a tire drive motor when changing the rotation speed of the tire.
前記コントローラは、前記スリップ率に応じてタイヤの回転速度を変更すべく前記タイヤ駆動用電動機に与える回転指令を決定する回転指令値算出部と、前記回転指令与えた場合におけるタイヤにかかる前後力を推定する前後力推定部と、推定した前後力に基づいて前記タイヤ駆動用電動機に対するトルク制限値を設定するトルク制限値設定部と、前記回転指令を与えて前記タイヤ駆動用電動機の回転数を変更する際に前記トルク制限値を適用してタイヤ駆動用電動機にトルク制限をかけるトルク制限部とを備えていることを特徴とするタイヤ試験機。 A tire driving motor that rotates the tire shaft, a pseudo road surface driving motor that moves the simulated road surface, and the tire driving motor that rotates so that the slip ratio of the tire with respect to the movement of the simulated road surface becomes a preset target value. A tire testing machine comprising a controller for giving a command to change the rotational speed of the tire,
The controller includes a rotation command value calculation unit that determines a rotation command to be applied to the tire driving motor to change the rotation speed of the tire according to the slip ratio, and a longitudinal force applied to the tire when the rotation command is given. An estimated longitudinal force estimating unit, a torque limit value setting unit for setting a torque limit value for the tire driving motor based on the estimated longitudinal force, and changing the rotational speed of the tire driving motor by giving the rotation command And a torque limiter that applies a torque limit to the tire driving motor by applying the torque limit value.
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