JP6202303B2 - 車両用試験装置および車両用試験システム - Google Patents

Description

この発明は、自動車部品や車両の性能試験を行う車両用試験装置およびそれを備えた車両用試験システムに関する。

特許文献１には、車両用試験装置として、横方向に移動可能な前後一対の横移動架台と、これらの横移動架台上面に左右一組ずつ設けられた４組の６自由度油圧シリンダ群と、これらの６自由度油圧シリンダ群の上端にそれぞれ連結された４つの旋回昇降架台と、これらの４つの旋回昇降架台上にそれぞれ設けられ、車両の４つの車輪が載せられる４つの回転ベルトとを備えた装置が記載されている。

特開２００８−１７５７７８号公報 特開２００６−１３８８２７号公報 特開２００９−５３６７３６号公報

実車両の加速時、減速時、旋回時等には、車体に慣性力が作用する。前述の従来装置では、このような慣性力を車体に与えるためには、回転ベルトを回転駆動させることによって、車輪を支持している回転ベルトに対して車体を相対的に走行させる必要がある。
この発明の目的は、実車両の加速時、減速時、旋回時等に車体に作用する慣性力と同様な力を、車輪を支持している部材に対して車体を相対的に走行させることなく、車体に与えることができる車両用試験装置およびそれを備えた車両用試験システムを提供することである。

上記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、左前輪、右前輪、左後輪および右後輪の４つの車輪に対応する４つの車軸（２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓ）が取り付けられるとともに、試験品（４０，５０）が搭載される試験品搭載用車体（２）と、前記試験品搭載用車体を支持し、かつ前記試験品搭載用車体に６自由度の運動をさせるための第１モーションベース（３）と、前記各車軸の外端部にそれぞれ連結され、前記各車軸に回転力を付与するための４つ電動モータ（３１，３２，３３，３４）と、前記各車軸をそれに連結された前記電動モータのモータ本体を介して支持し、前記各車軸に６自由度の運動をさせるための４つの第２モーションベース（４，５，６，７）とを含む、車両用試験装置（１）である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。

この発明では、第２モーションベースによって各車軸が支持されている状態で、第１モーションベースによって試験品搭載用車体に直接に力を加えることができる。これにより、実車両の加速時、減速時、旋回時等に車体に作用する慣性力と同様な力を、車輪（車軸）を支持している部材に対して車体を相対的に走行させることなく、試験品搭載用車体に与えることができる。また、この構成によれば、実車両が走行しているときに路面状況などの外部から車軸に与えられる回転力と同様な回転力を、車軸に付与することができるようになる。

請求項２記載の発明は、前記各モーションベース（３〜７）は、固定ベース（１１）と、前記固定ベースの上方に配置された可動ベース（１２）と、前記固定ベースと前記可動ベースとの間に連結され、前記可動ベースに６自由度の運動をさせるためのアクチュエータ（１３）とを含み、前記第１モーションベースにおける前記可動ベースには、前記試験品搭載用車体が載せられた状態で前記試験品搭載用車体が固定されており、前記各第２モーションベースにおける前記可動ベースに、対応する車軸が支持されている、請求項１に記載の車両用試験装置である。

請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の車両用試験装置（１）と、前記各モーションベースを制御する制御装置（７０，３Ｃ〜７Ｃ；９１，９２，９３，３Ｃ〜７Ｃ，１０３〜１０７）とを含む、車両用検査システム（１００，１００Ａ）である。

この発明によれば、実車両の加速時、減速時、旋回時等に車体に作用する慣性力と同様な力を、車輪（車軸）を支持している部材に対して車体を相対的に走行させることなく、試験品搭載用車体に与えることができる車両用検査システムを実現できる。
請求項４記載の発明は、前記制御装置（７０，３Ｃ〜７Ｃ）は、前記各モーションベースがとるべき位置・姿勢の目標値を、前記モーションベース毎に生成する位置・姿勢目標値生成手段（７０）と、前記各モーションベースの位置・姿勢が、前記位置・姿勢目標値生成手段によって生成された位置・姿勢目標値と等しくなるように、前記各モーションベースを制御する制御手段（３Ｃ〜７Ｃ）とを含む、請求項３に記載の車両用検査システム（１００）である。

請求項５記載の発明は、前記制御装置（９１，９２，９３，３Ｃ〜７Ｃ，１０３〜１０７）は、前記各モーションベースが発生している６自由度別の力を検出する検出手段（９２，１０３〜１０７）と、前記各モーションベースに発生させるべき６自由度別の力の目標値を、前記モーションベース毎に生成する力目標値生成手段（９１）と、前記検出手段によって検出された前記各モーションベースの６自由度別の力が、前記力目標値生成手段によって生成された力目標値と等しくなるように、前記各モーションベースを制御する制御手段（９３，３Ｃ〜７Ｃ）とを含む、請求項３に記載の車両用検査システム（１００Ａ）である。

図１は、この発明の第１実施形態に係る車両用検査装置の外観を図解的に示す概略斜視図である。 図２は、図１の車両用検査装置を図解的に示す正面図である。 図３は、図１の車両用検査装置を図解的に示す側面図である。 図４は、図１の車両用検査装置を図解的に示す平面図である。 図５は、前方右側の第２モーションベースの可動ベースへの外力付加用モータの取付構造を示す部分拡大正面図である。 図６は、図５の側面図である。 図７は、図５の平面図である。 図８Ａおよび図８Ｂは、平地での加速時の車両走行状態を模擬する場合の各モーションベースの制御例を説明するための模式図であり、図８Ａは、平地で車両が静止している状態を示す模式図であり、図８Ｂは、平地での加速時の車両走行状態を示す模式図である。 図９Ａおよび図９Ｂは、坂道での加速時の車両走行状態を模擬する場合の各モーションベースの制御例を説明するための模式図であり、図９Ａは、坂道で車両が静止している状態を示す模式図であり、図９Ｂは、坂道での加速時の車両走行状態を示す模式図である。 図１０Ａおよび図１０Ｂは、旋回時の車両走行状態を模擬する場合の各モーションベースの制御例を説明するための模式図であり、図１０Ａは、直線走行している状態を示す模式図であり、図１０Ｂは、旋回時の車両走行状態を示す模式図である。 図１１は、車両用検査システムの概略的な電気的構成を示すブロック図である。 図１２は、車両用検査システムの他の例の概略的な電気的構成を示すブロック図である。 図１３は、この発明の第２実施形態に係る車両用検査装置の外観を図解的に示す概略斜視図である。 図１４は、図１３の車両用検査装置を図解的に示す正面図である。 図１５は、図１３の車両用検査装置を図解的に示す側面図である。 図１６は、図１３の車両用検査装置を図解的に示す平面図である。

以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係る車両用検査装置の外観を図解的に示す概略斜視図である。図２は、図１の車両用検査装置を図解的に示す正面図である。図３は、図１の車両用検査装置を図解的に示す側面図である。図４は、図１の車両用検査装置を図解的に示す平面図である。図４では、試験品搭載用車体は省略されている。

車両用検査装置１は、左前輪、右前輪、左後輪および右後輪の４つの車輪に対応する４つの車軸２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓが取り付けられるとともに試験品が搭載される試験品搭載用車体２と、試験品搭載用車体２を支持し、かつ試験品搭載用車体２に６自由度の運動をさせるための第１モーションベース３と、各車軸２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓを支持し、かつ各車軸２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓに６自由度の運動をさせるための４つの第２モーションベース４，５，６，７とを含む。

図１〜図４においては、試験品搭載用車体２の前端が符号２ｆで示され、試験品搭載用車体２の後端が符号２ｒで示されている。
試験品搭載用車体２の４つの車軸２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓに、車輪は取り付けられていない。試験品搭載用車体２の４つの車軸２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓの外端部には、回転力を車軸に与えるための４つの電動モータ（以下、「外力付加用モータ」という。）３１，３２，３３，３４の出力軸が連結されている。各外力付加用モータ３１，３２，３３，３４は、実車両が走行しているときに外部から各車軸に加えられる回転力（外力）と同様な回転力を、対応する車軸２１Ｓ、２２Ｓ、２３Ｓ、２４Ｓに個別に付与するためのものである。外力には、たとえば、実車両が走行している場合に路面摩擦等に起因して各車軸に与えられる回転負荷、実車両が坂道を下っている場合に各車軸に路面を介して与えられる回転力等が含まれる。

試験品搭載用車体２には、各種の自動車部品の試験品が搭載される。この実施形態では、試験品搭載用車体２には、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ：electric power steering）４０と、左後輪用の車軸２３Ｓおよび右後輪用の車軸２４Ｓを電動モータによって駆動するための後輪駆動モジュール５０とが試験品として搭載されている。
この実施形態では、ＥＰＳ４０は、コラムアシスト式ＥＰＳである。ＥＰＳ４０は、よく知られているように、ステアリングホイール８１と、ステアリングホイール８１の回転に連動して前輪を転舵するための転舵機構８２と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構８３とを含んでいる。ただし、この実施形態では、前輪は取り付けられていないので、転舵機構８２は前輪に連結されていない。ステアリングホイール８１と転舵機構８２とは、ステアリングシャフトを介して機械的に連結されている。

転舵機構８２は、ステアリングシャフトの下端に設けられたピニオンと、ピニオンと噛み合うラックが設けられたラック軸とからなるラックアンドピニオン機構を含んでいる。操舵補助機構８３は、操舵補助力を発生するための電動モータ４１（図１１参照。以下、「アシストモータ４１」という。）と、アシストモータ４１の出力トルクをステアリングシャフトに伝達するための減速機構（図示略）とを含む。

さらに、ＥＰＳ４０は、アシストモータを制御するためのＥＣＵ（電子制御ユニット：Electronic Control Unit）４２（図１１参照。以下、「ＥＰＳ用ＥＣＵ」という）と、ラック軸の軸方向の変位位置を検出するための直線変位センサ（図示略）を含んでいる。
後輪駆動用モジュール５０は、後輪用の車軸２３Ｓ，２４Ｓを回転駆動するための電動モータ５１（図１１参照。以下、「後輪駆動モータ５１」という。）と、後輪駆動モータ５１の回転力を後輪用の車軸２３Ｓ，２４Ｓに伝達するための伝達機構（図示略）と、後輪駆動モータ５１を制御すためのＥＣＵ５２（図１１参照。以下、「後輪駆動モータ用ＥＣＵ５２」という。）と、後輪用車軸２３Ｓ，２４Ｓの両方またはいずれか一方の回転角を検出するための回転角センサ（図示略）とを含んでいる。伝達機構は、クラッチおよび減速機構を含んでいる。伝達機構は、クラッチおよび減速機構のいずれか一方のみを含んでいてもよい。

各モーションベース３，４，５，６，７は、床上に載置された定盤１０上に固定されている。各モーションベース３，４，５，６，７は、よく知られているように、定盤１０に固定された固定ベース１１と、固定ベース１１の上方に配置された可動ベース（ムービンクベース）１２と、固定ベース１１と可動ベース１２との間に連結され、可動ベース１２に６自由度の運動（前後、左右、上下、ロール、ピッチおよびヨーの運動）をさせるためのアクチュエータ１３と、アクチュエータ１３を駆動制御するモーションコントローラ（図示略）から構成されている。アクチュエータ１３は、６個の電動シリンダから構成されている。

第１モーションベース３の可動ベース１２には、試験品搭載用車体２の中央部が載せられた状態で試験品搭載用車体２が固定されている。つまり、第１モーションベース３の可動ベース１２の上面に、試験品搭載用車体２の下面の中央部が取り付けられている。
前方左側の第２モーションベース４の可動ベース１２には、複数の弾性体１５およびモータ取付板１６を介して、外力付加用モータ３１が取り付けられている。前方右側の第２モーションベース５の可動ベース１２には、複数の弾性体１５およびモータ取付板１６を介して、外力付加用モータ３２が取り付けられている。後方左側の第２モーションベース６の可動ベース１２には、複数の弾性体１５およびモータ取付板１６を介して、外力付加用モータ３３が取り付けられている。後方右側の第２モーションベース７の可動ベース１２には、複数の弾性体１５およびモータ取付板１６を介して、外力付加用モータ３４が取り付けられている。

各第２モーションベース４〜７の可動ベース１２への外力付加用モータ３１〜３４の取付構造は全て同じである。ここでは、図５〜図７を参照して、前方右側の第２モーションベース５の可動ベース１２への外力付加用モータ３２の取付構造について詳細に説明する。モータ取付板１６は、平面視で矩形状である。外力付加用モータ３２のモータ本体がモータ取付板１６上に固定されている。モータ取付板１６の下面の４つのコーナー部には、平面視で円形の弾性体１５がそれぞれ取り付けられている。つまり、４つの弾性体１５の上面が、モータ取付板１６の下面の４つのコーナー部に接着剤によって固定されている。各弾性体１５の下面は、前方右側の第２モーションベース５の可動ベース１２の上面に、接着剤によって固定されている。このような取付構造により、前方右側の第２モーションベース５の可動ベース１２上に、４つの弾性体１５およびモータ取付板１６を介して外力付加用モータ３２が取り付けられている。

この車両用検査装置１では、試験品搭載用車体２は、第１モーションベース３によって支持されている。また、外力付加用モータ３１，３２，３３，３４は、それぞれ第２モーションベース４，５，６，７によって支持されている。言い換えれば、車軸２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓの外端部は、それぞれ外力付加用モータ３１，３２，３３，３４を介して、第２モーションベース４，５，６，７に支持されている。

したがって、この車両用検査装置１では、第１モーションベース３のアクチュエータ１３を駆動制御することによって、各種の車体姿勢を作ることができる。また、第２モーションベース４，５，６，７のアクチュエータ１３を個別に駆動制御することによって、各種の路面状態を作ることができる。したがって、各モーションベース３，４，５，６，７のアクチュエータ１３を個別に制御することにより、各種の車両走行状態を模擬することが可能である。

また、この車両用検査装置１では、実車両が走行しているときに外部から各車軸に加えられる回転力（外力）と同様な回転力を、対応する車軸２１Ｓ、２２Ｓ、２３Ｓ、２４Ｓに個別に付与することができる。これにより、実際の運転状況に応じた駆動負荷、サスペンション挙動を再現することが可能となる。
また、この車両用検査装置１では、第２モーションベース４，５，６，７によって各車軸２１Ｓ〜２４Ｓが支持されている状態で、第１モーションベース３によって試験品搭載用車体２に直接に力を加えることができる。これにより、実車両の加速時、減速時、旋回時等に車体に作用する慣性力と同様な力を、車軸２１Ｓ〜２４Ｓを支持している部材に対して試験品搭載用車体２を相対的に走行させることなく、試験品搭載用車体２に与えることができる。

また、この車両用検査装置１では、第１モーションベース３によって、試験品搭載用車体２をヨーイング運動させることができる。これにより、ヨーイング運動を模擬することができる。
以下、より具体的に説明する。以下の説明において、Ｘ軸とは、試験品搭載用車体２の重心を通り、車体の前後方向に延びる軸をいうものとする。Ｙ軸とは、試験品搭載用車体２の重心を通り、車体の左右方向に延びる軸をいうものとする。また、Ｚ軸とは、試験品搭載用車体２の重心を通り、車体の上下方向に延びる軸をいうものとする。つまり、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、試験品搭載用車体２に固定された座標系（以下、「車体座標系」という。）である。

図８Ａおよび図８Ｂは、平地での加速時の車両走行状態を模擬する場合の各モーションベースの制御例を説明するための模式図である。
図８Ａは、平地で車両が静止している状態を示している。この場合には、各モーションベース３，４，５，６，７の可動ベース１２の上面は、定盤１０の上面と平行となっている。そして、各モーションベース３，４，５，６，７の可動ベース１２の高さは、車体座標系のＸ軸およびＹ軸によって規定されるＸＹ平面が定盤１０の上面と平行となるように調整されている。

平地での加速時の車両走行状態は、次のようにして作ることができる。すなわち、図８Ｂを参照して、全ての第２モーションベース４，５，６，７を図８Ａの静止状態に固定し、第１モーションベース３の可動ベース１２がＹ軸周りの第１方向（矢印で示す方向）に回転するように、第１モーションベース３のアクチュエータ１３を駆動させる。前記Ｙ軸周りの第１方向は、試験品搭載用車体２の前端が上方に持ち上げられる方向である。

つまり、各外力付加用モータ３１〜３４が対応する第２モーションベース４，５，６，７に支持されている状態において、第１モーションベース３の可動ベース１２をＹ軸周りの第１方向に回転駆動させる。これにより、試験品搭載用車体２には、試験品搭載用車体２をＹ軸周りの第１方向に回転させる回転力が直接付与される。つまり、実車両の加速時に車体に作用する慣性力と同様な力を、試験品搭載用車体２に直接付与することができる。これにより、車軸２１Ｓ〜２４Ｓを支持している部材に対して試験品搭載用車体２を相対的に走行させることなく、平地での加速時の車両走行状態を模擬することができる。この場合、ピッチング挙動評価、サスペンション挙動評価等が可能である。

なお、減速時の車両走行状態を模擬する場合には、第１モーションベース３の可動ベース１２に加えられるＹ軸周りの回転力の方向を、加速時の車両走行状態を模擬する場合の第１方向とは反対の方向（試験品搭載用車体２の後端が上方に持ち上げられる方向）にすればよい。
図９Ａおよび図９Ｂは、坂道での加速時の車両走行状態を模擬する場合の各モーションベースの制御例を説明するための模式図である。坂道が上り坂であるについて説明する。

図９Ａは、坂道で車両が静止している状態を示している。この場合には、各モーションベース３，４，５，６，７の可動ベース１２の上面は、想定している坂道の表面と平行となっている。そして、各モーションベース３，４，５，６，７の可動ベース１２の高さは、車体座標系のＸ軸およびＹ軸によって規定されるＸＹ平面が想定している坂道の表面と平行となるように調整されている。

この静止状態は、平地での静止状態から、次のようにして作ることができる。つまり、第１モーションベース３の可動ベース１２を、坂道の傾斜角に応じて、Ｙ軸周りの第１方向に所定量回転させる。また、それと同時に、各第２モーションベース４，５，６，７の可動ベース１２を、坂道の傾斜角に応じて、Ｙ軸周りの第１方向に所定量回転させるとともにＺ軸方向（上下方向）に移動させる。前記Ｙ軸周りの第１方向は、試験品搭載用車体２の前端が持ち上げられる方向である。なお、この場合には、前側２つの第２モーションベース４，５の可動ベース１２は上方向に移動され、後側２つの第２モーションベース６，７の可動ベース１２は下方向に移動される。

坂道での加速時の車両走行状態は、図９Ａの静止状態から次のようにして作ることができる。すなわち、図９Ｂを参照して、全ての第２モーションベース４，５，６，７の可動ベース１２を図９Ａの坂道での静止状態に固定し、第１モーションベース３の可動ベース１２がＹ軸周りの第１方向（矢印で示す方向）に回転するように、第１モーションベース３のアクチュエータ１３を駆動させる。

つまり、各外力付加用モータ３１〜３４が対応する第２モーションベース４，５，６，７に支持されている状態において、第１モーションベース３の可動ベース１２をＹ軸周りの第１方向に回転駆動させる。これにより、試験品搭載用車体２には、試験品搭載用車体２をＹ軸周りの第１方向に回転させる回転力が直接付与される。つまり、実車両の坂道（この例では上り坂）での加速時に車体に作用する慣性力と同様な力を、試験品搭載用車体２に直接付与することができる。これにより、車軸２１Ｓ〜２４Ｓを支持している部材に対して試験品搭載用車体２を相対的に走行させることなく、坂道での加速時の車両走行状態を模擬することができる。この場合、ピッチング挙動評価、サスペンションおよびドライブシャフト挙動評価、ハブベアリングの評価等が可能である。

なお、坂道での減速時の車両走行状態を模擬する場合には、第１モーションベース３の可動ベース１２に加えられるＹ軸周りの回転力の方向を、坂道である場合の加速時の車両走行状態を模擬する場合の第１方向とは反対の方向（試験品搭載用車体２の後端が上方に持ち上げられる方向）にすればよい。
図１０Ａおよび図１０Ｂは、旋回時の車両走行状態を模擬する場合の各モーションベースの制御例を説明するための模式図である。

図１０Ａは、車両が直線走行している状態を示している。この状態から図１０Ｂに示すように、車両が左方向に旋回する場合について説明する。
図１０Ｂを参照して、試験品搭載用車体２を左方向に旋回させるために、第１モーションベース３の可動ベース１２をＺ軸周りに平面視で反時計方向に回転させる。また、全ての第２モーションベース４，５，６，７の可動ベース１２を、Ｚ軸周りに平面視で反時計方向に回転させるとともに、試験品搭載用車体２の旋回動に伴って外力付加用モータ３１〜３４が移動するように、車体座標系のＸ軸およびＹ軸によって規定されるＸＹ平面内を移動させる。これにより、各第２モーションベース４，５，６，７の可動ベース１２は、図１０Ｂの二点鎖線で示す位置から実線で示す位置に移動する。これにより、旋回時の車両走行状態を模擬できる。この場合、車軸２１Ｓ〜２４Ｓの軸方向負荷の評価、操舵トルクの評価、ラック軸力の評価、ハブベアリングの評価等が可能である。

この車両用検査装置１では、５つのモーションベース３，４，５，６，７によって試験品搭載用車体２および車軸２１Ｓ〜２４Ｓを支持して動かすことにより、各種の車両走行状態（車両挙動）を再現している。このため、このため、各種の車両走行状態を再現する際には、全てのモーションベース３，４，５，６，７は、それらの車両（試験品搭載用車体２または外力付加用モータ３１〜３４）への固定点間の相対的な位置関係を保持しながら、連動して動く必要がある。しかしながら、機械要素の個体差や制御性能等によって、固定点間の相対的な位置関係が保持されるように、全てのモーションベース３，４，５，６，７を正確に連動させることができないおそれがある。

この第１実施形態では、各車軸２１Ｓ〜２４Ｓが連結された各外力付加用モータ３１〜３４は、弾性体１５を介して対応する第２モーションベース４，５，６，７に取り付けられている。これにより、全てのモーションベース３，４，５，６，７の連動動作に誤差が生じたとしても、その誤差を弾性体１５の変形によって吸収することができる。これにより、試験品搭載用車体２に本来作用しない無理な力が働くのを防止できるとともに、各モーションベース３，４，５，６，７の制御装置（たとえば、後述するアクチュエータ制御器７０、モーションコントローラ３Ｃ，４Ｃ〜７Ｃ（図１１参照））に高い制御性能が要求されなくなる。

前述の第１実施形態では、各車軸２１Ｓ〜２４Ｓが連結された各外力付加用モータ３１〜３４と第２モーションベース４〜７との間に弾性体１５が介在しているが、試験品搭載用車体２と第１モーションベース３との間にも弾性体を介在させてもよい。また、弾性体の形状は、平面視で円形のものに限られず、任意の形状であってもよい。
図４に破線で示すように、各車軸２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓに、各車軸２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓに作用するトルクを検出するためのトルクセンサ２１Ｔ，２２Ｔ，２３Ｔ，２４Ｔを設けてもよい。

以下、車両用検査装置１を用いた車両用検査システムについて説明する。
図１１は、車両用検査システムの概略的な電気的構成を示すブロック図である。
この車両用検査システム１００は、ドライビングシミュレータ６０と、車両用検査装置１と、アクチュエータ制御器７０とを備えている。ドライビングシミュレータ６０は、仮想的に車両の運転をシミュレートするものであり、運転者によって操作される。車両用検査装置１には、ＥＰＳ４０、後輪駆動用モジュール５０および各外力付加用モータ３１，３２，３３，３４を制御するためのモータ制御装置３５，３６，３７，３８が搭載されている。アクチュエータ制御器７０は、コンピュータによって構成されており、車両用検査装置１の各モーションベース３，４，５，６，７および車両用検査装置１に搭載されているモータ制御装置３５，３６，３７，３８を制御する。

ＥＰＳ４０は、前述したように、アシストモータ４１と、アシストモータ４１を制御するためのＥＰＳ用ＥＣＵ４２と、ラック軸の軸方向の変位位置を検出するための直線変位センサ（図示略）とを含んでいる。
後輪駆動用モジュール５０は、前述したように、後輪駆動モータ５１と、後輪駆動モータ５１を制御するための後輪駆動モータ用ＥＣＵ５２と、後輪用車軸２３Ｓ，２４Ｓの両方またはいずれか一方の回転角を検出するための回転角センサ（図示略）とを含んでいる。

ドライビングシミュレータ６０からは、ドライビングシミュレータ６０の運転操作に応じた操舵角情報（ハンドル角情報）、アクセル開度情報、ブレーキ踏力情報等が出力される。ドライビングシミュレータ６０から出力される操舵角情報は、車両用検査装置１に搭載されているＥＰＳ用ＥＣＵ４２に送られる。ドライビングシミュレータ６０から出力されるアクセル開度情報は、車両用検査装置１が搭載されている後輪駆動モータ用ＥＣＵ５２に送られる。ドライビングシミュレータ６０から出力されるブレーキ踏力情報は、アクチュエータ制御器７０に送られる。ブレーキ踏力情報は、ブレーキ踏込量情報であってもよい。

ＥＰＳ用ＥＣＵ４２は、ドライビングシミュレータ６０から送られてくる操舵角情報に基づいて操舵トルクを決定し、決定した操舵トルクに応じてアシストモータ４１を駆動制御する。また、ＥＰＳ用ＥＣＵ４２は、直線変位センサの出力信号に基づいて、ＥＰＳ４０に含まれているラック軸の軸方向変位量（以下、「ラック軸変位量」という。）およびラック軸の軸方向変位速度（以下、「ラック軸変位速度」という。）を計測して、アクチュエータ制御器７０に送る。

後輪駆動モータ用ＥＣＵ５２は、ドライビングシミュレータ６０から送られてくるアクセル開度情報に基づいて、後輪駆動モータ５１のトルク指令値を決定し、決定したトルク指令値に応じて後輪駆動モータ５１を駆動制御する。また、後輪駆動モータ用ＥＣＵ５２は、回転角センサの出力信号に基づいて、後輪用の車軸２３Ｓ，２４Ｓの回転速度（以下、「車軸回転速度」という。）を測定して、アクチュエータ制御器７０に送る。

アクチュエータ制御器７０は、車両モデル７１と、指令値生成部７２とを備えている。車両モデル７１には、ドライビングシミュレータ６０から出力されるブレーキ踏力情報、ＥＰＳ用ＥＣＵ４２から送られてくるラック軸変位量およびラック軸変位速度および後輪駆動モータ用ＥＣＵ５２から送られてくる車軸回転速度が入力する。車両モデル７１は、これらの入力情報に基づいて、ドライビングシミュレータ４１によってシミュレートされている運転状況に応じた車体の位置・姿勢、各車輪の位置・姿勢および各車軸に加えられている外力を生成する。

指令値生成部７２は、車両モデル７１によって生成された車体の位置・姿勢、各車輪の位置・姿勢に基づいて、各モーションベース３，４，５，６，７がとるべき位置・姿勢の指令値（位置・姿勢指令値（位置・姿勢目標値））を生成する。また、指令値生成部７２は、車両モデル７１によって生成された各車軸に加えられている外力に基づいて、各外力付加用モータ３１，３２，３３，３４に発生させるべきモータトルクの指令値（トルク指令値）を生成する。

指令値生成部７２によって生成された各モーションベース３，４，５，６，７それぞれに対する位置・姿勢指令値は、対応するモーションベース３，４，５，６，７のモーションコントローラ３Ｃ，４Ｃ，５Ｃ，６Ｃ，７Ｃに与えられる。各モーションコントローラ３Ｃ，４Ｃ，５Ｃ，６Ｃ，７Ｃは、指令値生成部７２から与えられた位置・姿勢指令値に基づいて、対応するアクチュエータ１３を制御する。これにより、各モーションベース３，４，５，６，７の可動ベース１２の位置・姿勢が、位置・姿勢指令値に応じた位置・姿勢となるように制御される。

指令値生成部７２によって生成された各外力付加用モータ３１，３２，３３，３４それぞれに対するトルク指令値は、対応するモータ制御装置３５，３６，３７，３８に与えられる。各モータ制御装置３５，３６，３７，３８は、指令値生成部７２から与えられたトルク指令値に基づいて、対応する外力付加用モータ３１，３２，３３，３４を制御する。これにより、各外力付加用モータ３１，３２，３３，３４からは、トルク指令値に応じたモータトルクが発生される。

なお、図１に破線で示すように、アクチュエータ制御器７０を試験品搭載用車体２に搭載することが好ましい。この理由について説明する。ラック軸変位量およびラック軸変位速度はアナログ信号として、ＥＰＳ用ＥＣＵ４２からアクチュエータ制御器７０に送信される。また、車軸回転速度はアナログ信号として、輪駆動モータ用ＥＣＵ５２からアクチュエータ制御器７０に送信される。したがって、ＥＰＳ用ＥＣＵ４２とアクチュエータ制御器７０とはアナログ信号用の配線によって接続され、後輪駆動モータ用ＥＣＵ５２とアクチュエータ制御器７０とはアナログ信号用の配線によって接続される。アナログ信号用の配線が長くなると、アナログ信号にノイズが混入しやすくなり、アナログ信号の誤差が大きくなるおそれがある。図１に破線で示すように、アクチュエータ制御器７０を試験品搭載用車体２に搭載すると、これらのアナログ信号用の配線の長さを短くすることができる。

図１２は、車両用検査装置１を用いた他の車両用検査システムの他の例を示している。
この車両用検査システム１００Ａは、ドライビングシミュレータ６０と、車両用検査装置１と、アクチュエータ制御器９０とを備えている。ドライビングシミュレータ６０は、仮想的に車両の運転をシミュレートするものであり、運転者によって操作される。車両用検査装置１には、ＥＰＳ４０、後輪駆動用モジュール５０および各外力付加用モータ３１，３２，３３，３４を制御するためのモータ制御装置３５，３６，３７，３８が搭載されている。アクチュエータ制御器９０は、コンピュータによって構成されており、車両用検査装置１の各モーションベース３，４，５，６，７および車両用検査装置１に搭載されているモータ制御装置３５，３６，３７，３８を制御する。

ＥＰＳ４０は、アシストモータ４１と、アシストモータ４１を制御するためのＥＰＳ用ＥＣＵ４２と、ラック軸の軸方向の変位位置を検出するための直線変位センサ（図示略）とを含んでいる。後輪駆動用モジュール５０は、後輪駆動モータ５１と、後輪駆動モータ５１を制御するための後輪駆動モータ用ＥＣＵ５２と、後輪用車軸２３Ｓ，２４Ｓの両方またはいずれか一方の回転角を検出するための回転角センサ（図示略）とを含んでいる。

各モーションベース３，４，５，６，７には、アクチュエータ１３を構成する６つの電動シリンダの発生力を個別に検出するための６つの力センサがそれぞれ設けられている。図１２には、各モーションベース３，４，５，６，７それぞれに設けられている６つの力センサを、力センサ群１０３，１０４，１０５，１０６，１０７として表している。力センサは、たとえば、ロードセルである。また、各外力付加用モータ３１，３２，３３，３４に対応して、外力付加用モータ３１，３２，３３，３４に流れるモータ電流を検出するための電流センサ１３１，１３２，１３３，１３４が設けられている。

ドライビングシミュレータ６０からは、ドライビングシミュレータ６０の運転操作に応じた操舵角情報（ハンドル角情報）、アクセル開度情報、ブレーキ踏力情報等が出力される。ドライビングシミュレータ６０から出力される操舵角情報は、ＥＰＳ用ＥＣＵ４２に送られる。ドライビングシミュレータ６０から出力されるアクセル開度情報は、後輪駆動モータ用ＥＣＵ５２に送られる。ドライビングシミュレータ６０から出力されるブレーキ踏力情報は、アクチュエータ制御器９０に送られる。ブレーキ踏力情報は、ブレーキ踏込量情報であってもよい。

ＥＰＳ用ＥＣＵ４２は、ドライビングシミュレータ６０から送られてくる操舵角情報に基づいて操舵トルクを決定し、決定した操舵トルクに応じてアシストモータ４１を駆動制御する。また、ＥＰＳ用ＥＣＵ４２は、直線変位センサの出力信号に基づいて、ＥＰＳ４０に含まれているラック軸の軸方向変位量（以下、「ラック軸変位量」という。）およびラック軸の軸方向変位速度（以下、「ラック軸変位速度」という。）を計測して、アクチュエータ制御器９０に送る。

後輪駆動モータ用ＥＣＵ５２は、ドライビングシミュレータ６０から送られてくるアクセル開度情報に基づいて、後輪駆動モータ５１のトルク指令値を決定し、決定したトルク指令値に応じて後輪駆動モータ５１を駆動制御する。また、後輪駆動モータ用ＥＣＵ５２は、回転角センサの出力信号に基づいて、後輪用の車軸２３Ｓ，２４Ｓの回転速度（以下、「車軸回転速度」という。）を測定して、アクチュエータ制御器９０に送る。

アクチュエータ制御器９０は、車両モデル９１と、６自由度力演算部９２と、ＭＢ制御指令値生成部９３と、モータ制御指令値生成部９４とを含んでいる。
車両モデル９１には、ドライビングシミュレータ６０から出力されるブレーキ踏力情報、ＥＰＳ用ＥＣＵ４２から送られてくるラック軸変位量およびラック軸変位速度および後輪駆動モータ用ＥＣＵ５２から送られてくる車軸回転速度が入力する。車両モデル９１は、これらの入力情報に基づいて、ドライビングシミュレータ４１によってシミュレートされている運転状況に応じた制御目標値を生成する。車両モデル９１によって生成される制御目標値は、各モーションベース３，４，５，６，７に発生させるべき６自由度別の力の目標値（６自由度別の力目標値）と、各外力付加用モータ３１，３２，３３，３４に発生させるべきモータトルクの目標値（トルク目標値）である。６自由度別の力は、各モーションベース３，４，５，６，７に固定されたｘｙｚ座標系のｘ方向の力、ｙ方向の力、ｚ方向の力、ｘ軸周りのトルク、ｙ軸周りのトルクおよびｚ軸周りのトルクからなる。

６自由度力演算部９２は、各力センサ群１０３，１０４，１０５，１０６，１０７によって検出される６つの電動シリンダの発生力に基づいて、対応するモーションベース３，４，５，６，７が発生している６自由度別の力を演算する。各ＭＢ制御指令値生成部９３は、モーションベース３，４，５，６，７毎に、６自由度力演算部９２によって演算される６自由度別の力と、車両モデル９１によって生成される６自由度別の力目標値との偏差を零に近づけるための制御指令値（ＭＢ制御指令値）を生成して、対応するモーションコントローラ３Ｃ，４Ｃ，５Ｃ，６Ｃ，７Ｃに与える。ＭＢ制御指令値は、たとえば、前記偏差に対して、ＰＩ（比例積分）演算またはＰＩＤ（比例積分微分）演算を行うことによって生成することができる。

各モーションコントローラ３Ｃ，４Ｃ，５Ｃ，６Ｃ，７Ｃは、ＭＢ制御指令値生成部９３から与えられるＭＢ制御指令値に基づいて、対応するアクチュエータ１３を構成している６つの電動シリンダの発生力を制御する。これにより、各モーションベース３，４，５，６，７から発生される６自由度別の力が、車両モデル９１によって生成される６自由度の力目標値と等しくなるように制御される。

モータ制御部９４は、車両モデル９１によって生成される各外力付加用モータ３１，３２，３３，３４のトルク目標値を、対応する外力付加用モータ３１，３２，３３，３４の電流目標値に変換する。そして、モータ制御部９４は、外力付加用モータ３１，３２，３３，３４毎に、対応する電流センサ１３１，１３２，１３３，１３４によって検出されるモータ電流と、対応する電流目標値との偏差を零に近づけるための制御指令値（モータ制御指令値）を演算して、対応するモータ制御装置３５，３６，３７，３８に与える。各モータ制御装置３５，３６，３７，３８は、モータ制御部９４から与えられるモータ制御指令値に基づいて、対応する外力付加用モータ３１，３２，３３，３４を制御する。これにより、各外力付加用モータ３１，３２，３３，３４からは、車両モデル９１によって生成されるトルク目標値に応じたモータトルクが発生される。

なお、各力センサ群１０３，１０４，１０５，１０６，１０７の代わりに、各モーションベース３，４，５，６，７の可動ベース１２に作用している６自由度別の力を検出するための５つの６軸力センサを用いてもよい。この場合には、６自由度力演算部９２は不要である。つまり、各６軸力センサによって検出された６自由度別の力は、ＭＢ制御指令値生成部９３に与えられる。

前述した図１１の車両用検査システム１００は、各モーションベース３，４，５，６，７の位置・姿勢がアクチュエータ制御器７０によって設定された位置・姿勢目標値（位置・姿勢指令値）と等しくなるように、各モーションベース３，４，５，６，７のアクチュエータ１３を制御する位置・姿勢制御システムである。これに対して、図１２の車両用検査システム１００Ａは、各モーションベース３，４，５，６，７から発生される６自由度別の力がアクチュエータ制御器９０によって設定された６自由度別の力目標値と等しくなるように、各モーションベース３，４，５，６，７のアクチュエータ１３を制御する力制御システムである。

図１３は、この発明の第２実施形態に係る車両用検査装置の外観を図解的に示す概略斜視図である。図１３において、前述の図１に示された各部に対応する部分には、図１の場合と同一の参照符号を付して示す。図１４は、図１３の車両用検査装置を図解的に示す正面図である。図１５は、図１３の車両用検査装置を図解的に示す側面図である。図１６は、図１３の車両用検査装置を図解的に示す平面図である。図１６では、試験品搭載用車体は省略されている。

第２実施形態に係る車両用検査装置１Ａでは、各車軸２１Ｓ、２２Ｓ、２３Ｓ、２４Ｓには、第１実施形態に係る車両用検査装置１のように外力付加用モータ３１，３２，３３，３４が連結されていない。第２実施形態に係る車両用検査装置１Ａでは、各車軸２１Ｓ、２２Ｓ、２３Ｓおよび２４Ｓには、それぞれ左前輪２１、右前輪２２、左後輪２３および右後輪２４が装着されている。

これらの車輪２１，２２，２３，２４は、それぞれ第２モーションベース４，５，６，７の可動ベース１２に、載せられている。つまり、車輪２１，２２，２３，２４は、それぞれ第２モーションベース４，５，６，７によって支持されている。言い換えれば、車軸２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓの外端部は、それぞれ車輪２１，２２，２３，２４を介して、第２モーションベース４，５，６，７に支持されている。

この第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、試験品搭載用車体２には、コラムアシスト式のＥＰＳ４０と、後輪用の車軸２３Ｓ，車軸２４Ｓを電動モータによって駆動するための後輪駆動用モジュール５０が試験品（評価対象）として搭載されている。
なお、この発明は、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１，１Ａ…車両用試験装置、２…試験品搭載用車体、３…第１モーションベース、３Ｃ〜７Ｃ…モーションコントローラ、４〜７…第２モーションベース、１１…固定ベース、１２…可動ベース、１３…アクチュエータ、２１〜２４…車輪、２１Ｓ〜２４Ｓ…車軸、３１〜３４…外力付加用モータ、７０，９０…アクチュエータ制御器、９１…車両モデル、９２…６自由度力演算部、９３…ＭＢ制御指令値生成部、１００，１００Ａ…車両用検査システム、１０３〜１０７…力センサ群

Claims (5)

1. 左前輪、右前輪、左後輪および右後輪の４つの車輪に対応する４つの車軸が取り付けられるとともに、試験品が搭載される試験品搭載用車体と、
   前記試験品搭載用車体を支持し、かつ前記試験品搭載用車体に６自由度の運動をさせるための第１モーションベースと、
   前記各車軸の外端部にそれぞれ連結され、前記各車軸に回転力を付与するための４つ電動モータと、
   前記各車軸をそれに連結された前記電動モータのモータ本体を介して支持し、前記各車軸に６自由度の運動をさせるための４つの第２モーションベースとを含む、車両用試験装置。
2. 前記各モーションベースは、
   固定ベースと、
   前記固定ベースの上方に配置された可動ベースと、
   前記固定ベースと前記可動ベースとの間に連結され、前記可動ベースに６自由度の運動をさせるためのアクチュエータとを含み、
   前記第１モーションベースにおける前記可動ベースには、前記試験品搭載用車体が載せられた状態で前記試験品搭載用車体が固定されており、
   前記各第２モーションベースにおける前記可動ベースに、対応する車軸が支持されている、請求項１に記載の車両用試験装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用試験装置と、
   前記各モーションベースを制御する制御装置とを含む、車両用検査システム。
4. 前記制御装置は、
   前記各モーションベースがとるべき位置・姿勢の目標値を、前記モーションベース毎に生成する位置・姿勢目標値生成手段と、
   前記各モーションベースの位置・姿勢が、前記位置・姿勢目標値生成手段によって生成された位置・姿勢目標値と等しくなるように、前記各モーションベースを制御する制御手段とを含む、請求項３に記載の車両用検査システム。
5. 前記制御装置は、
   前記各モーションベースが発生している６自由度別の力を検出する検出手段と、
   前記各モーションベースに発生させるべき６自由度別の力の目標値を、前記モーションベース毎に生成する力目標値生成手段と、
   前記検出手段によって検出された前記各モーションベースの６自由度別の力が、前記力目標値生成手段によって生成された力目標値と等しくなるように、前記各モーションベースを制御する制御手段とを含む、請求項３に記載の車両用検査システム。

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