JP6107340B2 - 路面摩擦係数測定装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態にかかる路面摩擦係数測定装置10の要部の構成を示す説明図である。また、図2は、路面摩擦係数測定装置10による測定を模式的に示す説明図である。路面摩擦係数測定装置10は、路面と試験輪102との間のすべり抵抗値を計測する装置である。より詳細には、路面摩擦係数測定装置10は、試験輪102と、互いに等速回転する一対の補助輪106との間に回転差を生じさせ、両輪をつなぐ軸上に生じるトルクを測定することによって、路面Gと試験輪102との間のすべり抵抗値を計測する。
試験輪102は第1車軸104に装着されている。本実施の形態では、試験輪102は1輪である。
また、路面摩擦係数測定装置10には、互いに同期回転する2輪以上の一対の補助輪106(補助輪106a,106b)が装着される第2車軸108(108a,108b)が備えられている。本実施の形態では、一対の補助輪106は左右1輪ずつとするが、一対の補助輪106は左右2輪ずつなどの複輪対であってもよい。
第1車軸104と第2車軸108とは、プロペラシャフト116によって連結されている。
なお、たとえば試験輪102と一対の補助輪106との外径を変えることによって回転差を発生させる方法も考えられるが、より確実に所望の回転差を生じさせるためには、上述したギア比を変更する方法が好ましい。
差動制限装置付き差動装置114は、回転差の吸収(トルクの等分配)を一定の条件下でのみおこなうための装置であり、試験輪/路面間最大摩擦力になるまでは、両輪(本実施の形態では試験輪102と一対の補助輪106)の回転差を許容し、それによりトルクが増加する。両輪の回転差により増加したトルクが試験輪/路面間最大摩擦力を超えると差動制限トルクとして機能し、両輪の回転差を制限する。また、差動制限装置付き差動装置114には、ピニオンギア114cの自転軸の傾きを示す差動角θを検出する差動角検出装置122が設けられている。
試験輪102と一対の補助輪106との回転数が一致している場合には、2つのサイドギア114a、114bの回転数も一致するため、ピニオンギア114cは自転せずに公転のみをおこない、ケース114dは、プロペラシャフト116a、116bの軸心を中心に回転する。この場合に、一対のピニオンギア114cの支軸114c−1はケース114dに対して静止した状態(初期位置)でケース114dと共に回転し、ケース114dに対してピニオンギア114cの自転軸Xは傾動しない。
一方、試験輪102と一対の補助輪106との回転数が一致しない場合には、2つのサイドギア114a、114bの回転数が一致せず、ピニオンギア114cは自転しつつ公転し、一対のピニオンギア114cの支軸114c−1はケース114dと共に回転する。
この場合、図6(B)に示すように、ケース114d内において自転軸Xは前記の静止した状態(初期位置)から傾いて自転軸Yとなる。なお、このような構成の差動制限装置付き差動装置114は、従来公知の構造である。
すなわち、サイドギア114a、114bの回転数が一致している場合の自転軸Xと、サイドギア114a、114bの回転数が一致していない場合の自転軸Yとの間に差動角θが生じる。この差動角θと、第1車軸104および第2車軸108の回転差によって生じているトルク(以下、差動制限トルクという)との関係は既知であり、後述するトルクマップMに記録されている。
差動角検出装置122は、たとえばセンサ等によってケース114dに対するピニオンギア114cの自転軸Yの傾きを検出することによって差動角θを検出する。
なお、差動制限装置付き差動装置114としては、両輪の回転角差に対して線形にトルクが増加する多板クラッチ式の差動制限装置付き差動装置を用いるのが望ましい。また、差動制限装置付き差動装置114として、プロペラシャフト116に介設された(プロペラシャフト116a、116bを連結する)トーションバーと、トーションバーに発生するねじれトルクを検出するトルク検出装置を用いてもよい。この場合、すべり抵抗値算出部132は、検出されたねじりトルクを用いてすべり抵抗μを算出する。
Claims (5)
- 牽引力が加えられることによって路面上を回転する1輪の試験輪と、
前記試験輪が装着され、前記試験輪とともに回転する第1車軸と、
前記試験輪と前後方向に間隔をおいて配置され前記牽引力が加えられることによって前記路面上を前記試験輪と同一方向に回転し、かつ互いに同期回転する一対の補助輪と、
前記一対の補助輪が装着され、前記補助輪とともに回転する第2車軸と、
前記第1車軸と前記第2車軸との間に回転差を発生させる回転差発生手段と、
前記第1車軸および前記第2車軸からそれぞれの回転角が伝達されるとともに、前記第1車軸と前記第2車軸とを連結するプロペラシャフトと、
前記プロペラシャフト上において前記第1車軸と前記第2車軸との回転角差を検出する回転角差検出手段と、
前記回転角差検出手段によって検出された回転角差を用いて、前記試験輪と前記路面との間のすべり抵抗値を算出するすべり抵抗値算出手段と、
を備えることを特徴とする路面摩擦係数測定装置。 - 前記試験輪の幅方向の中心は、前記一対の補助輪の間の中心を通り前後方向に延在する仮想線上に配置されていることを特徴とする請求項1記載の路面摩擦係数測定装置。
- 前記すべり抵抗値算出手段は、前記回転角差検出手段によって所定時間継続して検出された前記第1車軸および前記第2車軸の前記回転角差を用いて前記所定時間分の摩擦係数を算出し、前記摩擦係数の所定周期内におけるピーク値を抽出して前記すべり抵抗値を算出することを特徴とする請求項1または2に記載の路面摩擦係数測定装置。
- 前記回転角差検出手段は、差動制限装置付き差動装置および差動角検出装置を備え、
前記差動制限装置付き差動装置は、前記第1車軸と一体に回転するサイドギアと、前記第2車軸と一体に回転するサイドギアと、それらサイドギアに噛合するピニオンギアと、前記ピニオンギアの自転軸を支持するケースとを含んで構成されると共に、前記2つのサイドギアの回転数が一致している場合に、前記自転軸は前記ケースに対して静止した状態で前記ケースと共に回転し、前記2つのサイドギアの回転数が一致していない場合に、前記自転軸は前記ケースと共に回転すると共に前記ケースに対して傾くように構成され、かつ、前記自転軸の傾きを示す差動角と、前記第1車軸と前記第2車軸との回転角差によって生じるトルクとの関係が既知であり、
前記作動角検出装置は、前記差動制限装置付き差動装置の前記差動角を検出し、
前記すべり抵抗値算出手段は、検出された前記差動角を前記トルクに変換して前記すべり抵抗値を算出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の路面摩擦係数測定装置。 - 前記回転差検出手段は、前記プロペラシャフトに介設されたトーションバーと、前記トーションバーに発生するねじれ角を検出する回転角差検出装置であり、
前記すべり抵抗値算出手段は、検出された前記ねじれ角を用いて前記すべり抵抗値を算出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の路面摩擦係数測定装置。
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