JP6564132B2 - 機能テストスタンドのためのホイール受容エリア、およびフローティングプレートの調整手段を作動させる方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルによる操舵可能なホイールを有する自動車用車両テストベンチのためのホイールマウント、並びに請求項４に記載のホイールマウントのアクチュエータを作動させる方法に関する。

従来の技術によれば、ローラーダイナモメータ、ブレーキダイナモメータ、ＡＢＳダイナモメータ（以下、車両テストベンチと称す）において走行する運転車両をテストする場合、車両テストベンチに関して運転車両は、ステアリングを介して直進位置に持っていかなければならず、ステアリングホイールはテスト中に運転車両の横変位（lateral drift）を防止するために直進位置に保持されなければならない。車両テストベンチにおいて、これは、最終車両組立体のベルトの端部の運転者によって行われる。横変位の原因は、横力であり、横力は、ローラーによってタイヤに及ぼされ、特にタイヤの操舵角（ステアリング角）において生じる。車両コンポーネントの技術開発が進歩しているため、特定の境界条件下での生産（製造）においても車両を自立的に運転させることが可能である。したがって、車両テストベンチにおいてドライバーレス（運転手なし）で車両をテストするオプションがある。

ドライバーレステストを実施するための一つの選択肢は、調整プロセスによって車両テストベンチに関して車両を直進位置に位置決めすることである。作動変数はステアリング（車両の操舵角）である。目標位置からのずれは、テストベンチにおける車両の状況の検出によって認識することができる。車両は車両テストベンチで最大１２０ｋｍ／ｈの擬似速度で走行し、車両の損傷、テストベンチ、操作員を危険にさらすことの危険性を回避しなければならないので、調整プロセスの誤動作（又は機能不全）を避けなければならない。このような誤動作は、例えば、制御信号を車両に無線送信する際の信号伝送の欠陥に基づくことができる。したがって、テストベンチには広範囲に及ぶ安全技術が装備されている必要がある。この安全技術は高価である。同様のことが、車両の操舵による介入を伴う調整回路のレイアウトにも当てはまる。このような自動介入（自動的な調整の介入）は車両の通常の運転操作では生じないので、この介入は、このタイプのテストに対してのみ実施されなければならない。

別の選択肢がEP 2 166 332 A2（B1有り）に記載されている。ここで、バーは、車両の横のポイントに締結され、車両のステアリングホイールの他端と（開いたサイドウインドウを介して）締結される。したがって、車両の横変位は、該横変位に対抗する操舵角（ステアリング角）に影響を及ぼす。このオプションの欠点は、ステアリングホイールとの接続を作業者が行う必要があることである。さらに、ステアリングホイールの締結は、すべてのタイプのステアリングホイールに有効であり、ステアリングホイールとの確実な接続を保証し、かつステアリングホイールに形跡を残さないように構成されなければならない。

欧州特許第2 166 332号

本発明の目的は、ステアリングホイールの位置とはほとんど無関係に、車両テストベンチにおける運転車両のドリフト（横変位）を可能な限り簡単に回避し、その一方で、車両テストベンチにおいて運転車両を位置決めすることにある。

本発明によれば、この目的は、請求項１に従って、操舵可能なホイールを有する自動車のための車両テストベンチ用のホイールマウントによって達成され、前記ホイールマウントは、フローティングプレートと、該フローティングプレート上に支持され、該フローティングプレートと共に水平面内で移動可能な少なくとも一つのローラーとを含む。本発明によれば、前記フローティングプレートは、少なくとも一つのローラーが支持される前記フローティングプレートの部分が、前記車両テストベンチに位置する車両の駆動方向に関して、前記フローティングプレートの少なくとも一つのローラー上の少なくとも一つのホイール接触ポイントの前方に位置付けられる垂直軸の周りに回転可能に支持される第１の作動状態を有する。さらに、前記フローティングプレートは、少なくとも一つのローラーが支持される前記フローティングプレートの部分が、ローラーダイナモメータに位置する車両の駆動方向に関して、前記フローティングプレートの少なくとも一つのローラー上の少なくとも一つのホイール接触ポイントの後方に位置付けられる垂直軸の周りに回転可能に支持される第２の作動状態を有する。前記第１および第２の作動状態において、対応する垂直軸の周りに、前記少なくとも一つのローラーが支持される前記フローティングプレートの部分を回転させるために、アクチュエータが前記フローティングプレートに割り当てられる。

前記少なくとも一つのローラー上のホイール接触ポイントの前方または後方にある第１または第２の作動状態における垂直軸の位置の表示は、ローラーダイナモメータに位置する車両の駆動方向に関する。

簡略化のため、以下説明のために座標系およびその位置を定義する。

Ｚ軸は垂直軸を表す。

さらに、車両テストベンチの第１の直交座標系Ｘ，Ｙ，Ｚが定義される。ここで、正のＸ方向は、車両テストベンチに位置する車両の駆動方向とする。ここで、正のＹ方向は、車両テストベンチに位置する車両に向かって左の真横方向を示すものとする。

さらに、ホイールマウントの別の直交座標系ｘ，ｙ，ｚが定義される。ホイールマウントのｘ方向は、少なくとも一つのローラーに垂直に向けられた水平面内の方向を表すものである。正のｘ方向は、車軸がｙ軸と同一直線上にあるときのスタンド・オン車両の前進運動におけるホイールの方向に対応する。正のｙ方向は、ホイールマウント上に立っている車両のホイールに向かって左の真横方向に対応する。

ホイールマウントは、ホイールマウントのフローティングプレートが完全にクランプされて移動できない作動位置を含む。この作動位置は、車両テストベンチに車両が出入りすることを可能にするために必要とされる。その目的で、フローティングプレートはクランプされる。

機能テストを行うために、ホイールマウントは、フローティングプレートが自由に動くことのできる別の作動位置を含むことができる。これは、Ｘ方向およびＹ方向におけるフローティングプレートの変位と、Ｚ方向の軸を中心とするフローティングプレートの回転との両方に適用される。

それぞれのホイールが立っているホイールマウントの回転では、車両の位置が回転によって安定しているかどうかは、水平面におけるホイールマウントの（垂直の）回転軸の位置に依存することが証明されている。

ここで、別の前提条件は、車両のホイールが回転することである。これは、ホイールマウントのローラーを駆動して、車両のホイールが制動されることを意味することでもある。

安定化のためのさらに基本的な条件は、ホイールのそれぞれの駆動状態と、ホイールマウントのローラーの状態とにある。

ここでは、車両は、例えば車両テストベンチにおいてその位置に機械的に保持されるという点で固定される。あるいは、車両を安定させるためのホイールマウントの再調整が非常に速く行われ、車両の横変位がまだ車両の慣性により開始されていないとき、車両は固定されているとみなすことができる。この場合、車両の安定化は、不安定性が車両の位置変化に影響を及ぼし得る前に行われる。

請求項１によれば、フローティングプレートの回転、ひいてはアクチュエータを安定化された方法で使用する、フローティングプレート上に位置するローラー（すなわち、水平面内のローラーの軸の向き）の回転に対して、水平面における垂直回転軸のポジションをとるために、ホイールマウントの設定可能な第１または第２の作動状態によって、必要な技術的装置を有するホイールマウントが提案されている。

ここで、請求項２は、ホイールマウントのローラーシステムが、ダブルローラーシステムから構成され、このダブルローラーシステムの２つのローラーを、個別に、または共通に、スイッチャブルカップリングを介して駆動システムに接続することができる技術構成に関する。

請求項３による構成では、前記第１の作動状態または第２の作動状態で回転される前記少なくとも一つのローラーが支持される前記フローティングプレートの部分を他方の駆動システムと同時に作動させて駆動システムの一つを遮断することによる方法で、一つの駆動システムのそれぞれの場合のカップリング手段がホイールマウントと係合される。

ここで、カップリング手段が係合したままであれば、特に有利であることが証明されている。その結果、遮断位置にあった駆動システムが作動位置に切り替えられ、作動位置にあった他の駆動システムが遮断位置に切り替えられるように、特に、二つの駆動システムのスイッチングプロセスを介して、第１の作動状態から第２の作動状態に（逆もまた同様に）直ちに切り替えることが可能となる。特に、このような構成では、カップリング手段を最初に機械的に係合させる必要はない。

スイッチングプロセスは、カップリング手段の駆動システムの対応する作動を介して行われる。

特に有利には、カップリング手段は、ホイールマウントにおいて、少なくとも一つのローラーが支持されるフローティングプレートの±Ｘ方向の部分の回転時の動きを補償するように支持される。その結果、回転運動のためのアクチュエータとしてリニア駆動装置を使用することが可能になる。これは、リニア駆動装置が構造上単純である限り、有利であることが分かる。

請求項４は、請求項１，２または３の一つによるフローティングプレートのアクチュエータを作動させる方法を記載しており、前記少なくとも一つのローラーが支持されるフローティングプレートの部分は、前記ホイールマウントの少なくとも一つのローラーの軸が少なくとも一つのローラー上に立つホイールのホイールアクスルの水平面内への垂直方向の射影に平行に走るように、前記アクチュエータを利用して目標のポジションに回転され、該回転は、車両のホイールの操舵角の方向および大きさ、および、さらにはホイールが少なくとも一つのローラーを駆動または制動するか、または少なくとも一つのローラーによって駆動または制動されるかに応じて、ホイールマウントの第１の作動状態またはホイールマウントの第２の作動状態にて行われる。

これは、ホイールマウントひいてはホイールマウントのローラーの長手方向軸も、ホイールマウントのローラーに対するホイールの回転を通して横力が車両に伝達されないように、これらの回転を伴うホイールのステアリング動作に追従するように作り得ることが示されている。

これにより、車両テストベンチにおいて車両を安全で安定した方法で横断方向（横方向）に保持または位置決めすることが可能になる。駆動車両の操舵中に生じる横力は、制御された方法で本発明によって除去することができる。

請求項４による方法におけるフローティングプレートの目標位置の作動は、制御を介して、または横断方向における車両テストベンチにおける車両の位置が評価される調整プロセスを介して達成され得る。

これは、車両のステアリングホイールに何も適応させる必要がない限り、有利であることが分かる。このことは、車両のステアリングホイールへの連結要素のカップリングおよび切り離し（デカップリング）のための切り替え時間を節約できるので、現在の製造プロセスにおけるサイクル時間に有利に影響を及ぼす。カップリングおよび切り離しによるステアリングホイールの損傷も避けることができる。

請求項５は、一つのローラーまたは結合されたダブルローラーを有するホイールマウントは、第１の作動状態または第２の作動状態で作動されるべきかどうかを決定するための可能な手順を表している。

ここで、表１ａおよび１ｂによる値を用いて、車両の動的状態および個々のローラーまたはホイールマウントの連結されたダブルローラーの動的状態の少なくとも一つの組み合わせに応じて、ホイールマウントの第１または第２の作動状態の設定が行われる。

ここで、表１ａおよび１ｂのすべてのセルが車両テストベンチの合理的な作動状態に対応するわけではないことは明らかである。これまでのところ、作動状態の組み合わせのいくつかは、それぞれ、前部ピニング（固定）または後部ピニング（固定）を設定する際に考慮されないままであってもよい。

請求項６は、両方のローラーがそれぞれの場合にカップリングを用いて駆動システムに連結され得るダブルローラーを備えたホイールマウントの技術的構成を言及する方法に関する。ここでは、車両テストベンチの少なくとも一つのホイールマウントのダブルローラーのスイッチャブルカップリングは、ローラーが自由に走行するように、すなわち駆動せずに、したがって車両によってのみ駆動または制動されるように切り替えられる。その結果、トルクは、第１または第２の作動状態に関するホイールマウントのフローティングプレートの安定化の観点から影響を受ける可能性がある。

本発明では、実質的に任意の操舵角を有する模擬運転操作において、（タイヤ付き）車両を車両テストベンチ上でテストすることができる。

これは、このようなテストが「直進位置のステアリングホイール」でのみ可能である現在知られている車両テストベンチと比較して有利である。実質的に任意の操舵角を有する車両をテストするための現在知られている車両テストベンチは、EP 1 596 179 A2から公知である。しかしながら、この場合には、車両のホイールのレセプション（受け入れ部）を介してタイヤなしの車両の適合が行われる。

請求項１に記載の本発明による装置は、以下の構成要素からなるのが有利である。
・Ｋ１：切り替え可能かつ操舵可能なフローティングプレート
・Ｋ２：経路と力の測定を伴うリニア駆動装置
・Ｋ３：フローティングプレート上の従動ローラーセット
・Ｋ４：車両テストベンチに関する車両の位置測定システム、あるいはシャシージオメトリ測定システム

車両をテストベンチ上に位置決めするためのタイヤ回転を駆動するローラー対の横力の使用は、EP 1 143 219 A2に記載されている。この特許とは対照的に、構成要素Ｋ１、Ｋ２およびＫ３からなる本発明によるホイールマウントは、他の付加的な要件を満たさなければならない。

構成要素Ｋ１は、第１および第２の作動状態に関しては少なくとも切り替え可能でなければならず、さらに、それぞれの場合にこれらの二つの作動状態から生じる垂直軸を中心に回転可能でなければならないようなものとしてのフローティングプレートに関する。ここで、これらの二つの作動状態におけるフローティングプレートは、有利にはＸ方向及びＹ方向に依然として移動可能であり続ける。フローティングプレートの垂直回転軸の位置が水平面内に規定されている限り、垂直軸周りのフローティングプレートの回転の自由度のみが決定される。

フローティングプレートは、Ｘ，Ｙ平面（水平面）上の規定された領域内を自由に動くことができるように、車両テストベンチのローラーセット（おそらく駆動装置付き）と車両の少なくとも１／４の重量を支えなければならないし、ホイールマウントの座標系の軸ｘ，ｙ，ｚが車両テストベンチの軸Ｘ，Ｙ，Ｚと同一直線上になるように、少なくとも並進（平行移動）（Ｘ，Ｙ）の自由度において固定可能でなければならない。回転自由度φは、任意の角度で固定可能でなければならない。このクランプ機構を備えたこのようなフローティングプレートは、例えばDE 10 2014 111 192 A1から公知である。しかし、前述の特性および必要な特性を有する場合、他のタイプのフローティングプレートを使用することもできる。

フローティングプレートの第１作動状態の垂直軸まわりのトルク、並びにフローティングプレートの第２作動状態の垂直軸まわりのトルクを加えることができるように、フローティングプレートに作用するリニア駆動装置が存在する場合には、本発明の範囲内で、特に簡単で費用対効果の高い方法で、フローティングプレートの回転可能性が見込める。この構成では、ただ一つのリニア駆動装置を設けることが有利に可能である。もちろん、それぞれの垂直軸まわりにトルクを生成する複数のリニア駆動装置、またはそれぞれのトルクを生成することができる他の駆動装置を提供することも可能である。

Ｙ方向に二つのリニア駆動装置を使用する場合、これらのリニア駆動装置は、水平面内における垂直回転軸の位置がリニア駆動装置の一つを固定することによって定義されるように協働することができ、他のリニア駆動装置を使用して、この垂直回転軸の周りに定義されたトルクを加えることができる。

リニア駆動装置または複数のリニア駆動装置は、本発明に関してアクチュエータである。本発明の実施のためには、この（これらの）構成要素Ｋ２は、EP 1 143 219 A2に記載された駆動装置よりも強力になるように設計することができる。さらに、これらは、経路測定の他に力測定値を有することもできる。

±Ｙ方向に二つのリニア駆動装置を使用する場合は、リニアガイドをフローティングプレートの前にＸ方向（テストベンチに置かれた車両の長手方向）に、もう一つをフローティングプレートの後ろに配置できる。フローティングプレートへの接続は、フローティングプレートの前部と後部にそれぞれ対応するスロットにリニア駆動装置ごとに一つの固定ボルトを介してそれぞれ行うことができる。しかしながら、フローティングプレートの前後にＸ方向に二つのスイッチャブルボルトを有するＸ方向のリニアガイドを一つだけ設けることも可能である。

構成要素Ｋ３は、フローティングプレート上の従動ローラーシステムである。このローラーシステムは、実際の運転操作においてホイールによって加速または制動されるか、またはローラーセットによってホイールが加速または制動される。それぞれの動的状態は、車両のどの機能が現時点でテストされるべきかに依存する。ローラーセットは、
・ダブルローラーとすることができ、ダブルローラーの両ローラーは、駆動装置に連結される
・ダブルローラーとすることができ、ローラーの一方のみが駆動装置に連結される
・ダブルローラーとすることができ、ダブルローラーの各ローラーは、スイッチャブルカップリングによって駆動装置に連結されるか、または、
・駆動装置に連結される頂部ローラーである。頂部ローラーに加えて保持ローラーも設けられる。

これらの任意の構成に関して、ホイールマウントは少なくとも一つのローラーを含む。

ローラーセットの駆動装置は、ローラーシステムと一緒にフローティングプレート上に位置させることも、ステアリングに関して柔軟なカップリング（カルダンシャフト）をローラーシステムに接続することもできる。

コンポーネントＫ４（車両テストベンチ、おそらくシャシージオメトリ測定システムに対する車両の位置測定システム）は、車両テストベンチにおける車両の位置が、調整プロセスに関して制御されるような方法でアクチュエータを使用してフローティングプレートの回転を引き起こすことを可能にする。ここで、フローティングプレートの対応する回転によって、目標位置からの車両の偏差を最小限に抑えるか、または補償することができる。

請求項２は、ホイールマウントの少なくとも一つのローラーがダブルローラーからなり、各ローラーがスイッチャブルカップリングを介して駆動システムに接続される、ホイールマウントの構成に関する。

これは、二つのカップリングのうちの一つを切り替えることによって、目標とされた方法でトルクを調整するのに有利であることが分かる。

外部駆動装置を備えたホイールマウント。 前部にピニング（固定）を有するホイールマウント。 後部にピニング（固定）を有するホイールマウント。 フローティングプレートの非固定リニア駆動装置上の横力。 固定された車両のフロントアクスルの下方に操舵可能なホイールマウントを備えた車両テストベンチの概略図。 フロントアクスルの下方および固定された車両のリアアクスルの下方の操舵可能なホイールマウントを備えた車両テストベンチの概略図。 それぞれのローラーがカップリングを介して駆動装置に接続される、ダブルローラーとして構成されたローラーシステムを備えたホイールマウントの概略図。

図１は、外部駆動装置を備えた本発明によるホイールマウントを示している。

図１は、ダブルローラー１のローラー２，３に外部から作用するローラーセットの駆動装置を有する本発明によるホイールマウントを示す。

図示された例示的な実施形態では、駆動装置は、電動モータ、空気圧モータまたは油圧モータとすることができる駆動モータ４と、振動質量５と、歯車機構６とからなる。駆動モータ４に依存して、歯車機構６なしで駆動装置を構成することもできる。振動質量５なしで駆動装置を構成することもできる。調整要素７は、フローティングプレートが回転すると駆動装置がダブルローラーに連結されたままになるように識別することもできる。この調整要素７は、例えば、ホモキネティック・ジョイントシャフトであり得る。

ホイールマウントに加えて、ダブルローラーの前後のスロットにおけるボルト８，９も、関連するリニア駆動装置１０，１１と同様に認識することができる。リニア駆動装置１０または１１では、フローティングプレートは、ボルト８および９に対して±Ｙ方向に移動する。

この移動は、フローティングプレートがボルト８または９の一つに関して固定されるようなやり方で行われる。そこでは、フローティングプレートは、他のボルトにおけるリニア駆動装置によって横方向に移動される。これにより、フローティングプレートは、他のボルトでの固定により回転する。ここで、ボルトおよびスロットは、スロットがｙ方向に整列するが、依然として他方のボルトの周りのフローティングプレートの回転を可能にする程度に十分に測定されたクリアランスである。

したがって、図１は、各場合に一つの駆動システム１０、１１のカップリング手段８，９が、駆動システム１０，１１の一方を他方の駆動システム１１，１０の同時作動で遮断することにより、少なくとも一つのローラーが支持されるフローティングプレートの部分が第１の作動状態または第２の作動状態で回転されるように、ホイールマウントに係合される実施例を示す。

ここでは、カップリング手段８，９（図示の実施例では、対応するスロットに案内されたボルト８，９）が係合したままであることが有利であることが判明する。結果として、駆動システム１０，１１の作動位置から遮断位置およびその逆へのスイッチングプロセスを介して第１作動状態から第２作動状態へと直ちに切り替えることも特に可能になる。

少なくとも一つのローラーが±Ｘ方向に支持されるフローティングプレートの部分を回転させるとき、スロット内の案内のボルト８，９が移動を補償するので、図１の例示的な実施形態では、回転運動のためのアクチュエータとしてリニア駆動装置１０，１１を使用することが可能となる。これは、リニア駆動装置が構造上単純である限り、有利であることが分かる。

図示した図１の例示的な実施形態に代わるものとして、ローラーセットの駆動装置をホイールマウント自体に一体化することもできる。例えば、駆動装置はフローティングプレート上に配置することができる。その結果、駆動装置がフローティングプレートと一緒に回転する場合、調整要素７を省略することができるので、構成が簡単になる。しかし、この構成では、ホイールマウントの質量が大きいことにより、その慣性、特に慣性トルクが増大し、ホイールマウントをホイールのステアリング動作に追従させるダイナミクスが悪影響を受けるようになる。

図２は、前部にピニング（固定）を有するホイールマウントを示す。ローラーシステムとホイールのこの基本条件に関して、ホイールマウントは受動的にα＝０に調整される。

ここで、ホイールは固定され、前方に回転し、両方のローラーによって駆動される。角度α＞０を参照符号２０１で示す。変数ｄ_ｖは参照符号２０２で示され、変数ｄ_ｈは参照符号２０３で示されている。

フローティングプレート２０４は、フロントスロットにおけるボルト８を中心に回転可能である。バックスロットには、ボルトが存在しないので、フローティングプレートはボルト８を中心に回転可能である。

ｘ−ｙ平面内のホイール中心平面の射影は、参照符号２０５で示されている。

また、フロントローラー上のタイヤから作用する横力Ｆ_ｙｖは参照符号２０６で示され、バックローラー上のタイヤから作用する横力Ｆ_ｙｈは参照符号２０７で示されている。

図３は、後部にピニング（固定）を有するホイールマウントを示す。このローラーシステムとホイールのこの基本条件に関して、ホイールマウントは受動的にα＝０に補償する。

ここで、ホイールは固定され、前方に回転し、両方のローラーによって駆動される。角度α＞０を参照符号３０１で示す。変数ｄ_ｖは参照符号３０２で示され、変数ｄ_ｈは参照符号３０３で示されている。

フローティングプレート３０４は、バックスロットにおけるボルト９を中心に回転可能である。フロントスロットには、ボルトが存在しないので、フローティングプレートはボルト９を中心に回転可能である。

ホイールマウントのｘ−ｙ平面内のホイール中心平面の射影は、参照符号３０５で示されている。

また、フロントローラー上のタイヤから作用する横力Ｆ_ｙｖは参照符号３０６で示され、バックローラー上のタイヤから作用する横力Ｆ_ｙｈは参照符号３０７で示されている。

図４は、フローティングプレートの非固定のリニア駆動装置の横力を示す。横力は、角度αに対してプロットされる。

上の放物線は、平衡状態に変化する、すなわち角度α＝０に向かって走る安定した進行を示す。上の放物線についてはα*Ｍ＞０が成り立つ。

下方の放物線は、平衡状態から離れる、すなわち角度α＝０から離れる不安定な進行を示す。下の放物線については、α*Ｍ＜０が成り立つ。

図５は、固定されていると見なすべき車両のフロントアクスルの下方に操舵可能なホイールマウントを備えた車両テストベンチの概略図を示す。既に説明したように、車両を機械的に保持することによって車両を固定することができる。車両の横変位に関して、車両に力を加える状態が既に補償され、横変位が始まる前にホイールマウントの回転によって除去される、ホイールマウントの動きのダイナミックスが非常に速い場合には、車両は、本発明の観点から固定されていると考えることもできる。したがって、ホイールマウントの動きの動的要求は、車両の慣性と直接相関する。

この場合も、図１に関連して既に説明した駆動装置の部分を識別することができる。ここで、図５の例示的な実施形態において、調整要素７は、リアアクスルの駆動装置に（リアアクスルの操舵不能なホイールのために）設ける必要がない。

本発明の以下の説明のために、ホイールマウントは、一般性を制限することなく、ここではダブルローラーのタイプの従動ローラーシステムとして構成された構成要素Ｋ３からなる。例示的な実施形態では、両方のローラーは、フローティングプレート上にない、すなわち外部から連結されている駆動装置に連結される。さらに、二つのリニア駆動装置がコンポーネントＫ２として存在する。いずれの場合も、±Ｙ方向のリニア駆動装置の一つは、フローティングプレートの前部および後部に配置される。リニア駆動装置はさらに、力と経路を測定するための測定装置が装備されている。例示的な実施形態では、構成要素Ｋ１は、DE 10 2014 111 192 Aに対応するフローティングプレートからなる。

以下、ローラー上のホイール（タイヤ）からの横力について説明する。この目的で、連結された一対のローラー、すなわち二つの従動ローラーは制動されるか、または自由に回転することができる。

一対のローラーは、フロント（ｘ＞０）またはバック（ｘ＜０）スロットのボルトを介して固定することのできるフローティングプレート上に位置する。これは、ボルトがホイールマウントのために前後に垂直方向に固体の回転軸を提供することを意味する。

ホイールマウントのｘ，ｙ座標系のｙ軸は、ローラー軸によって定義される。ホイールは一対のローラー上で回転し、ホイール中心面の射影はホイールマウント（ローラー対）のｘ軸と共に角度αを形成する。

ホイールが前方に回転すると、ローラーは後方に回転する。ここでは、図１の定義に従って、回転体が回転軸（ｙ軸）を中心に反時計回りに回転するという正回転を定義する。

以下では、ホイールは固定されているとみなされ、ホイールマウントはフローティングプレートの支持面に自由に動くことができる。

ホイールが両方のローラーを駆動する場合、図２に示される場合には、α＞０に対して負のｙ方向に各ローラーに同じ横力Ｆ_ｙが作用する。

前部におけるピニング（固定）は、トルクＭを発生させる（次式）。
Ｍ＝−（ｄ_ｖ＋ｄ_ｈ）*Ｆ_ｙ （１）
ここで、ｄ_ｖはフロントローラーの固定（すなわち、垂直回転軸の位置）に対するｘ距離であり、ｄ_ｈはバックローラーのピニング（固定）に対するｘ距離である。横力Ｆ_ｙはα＞０のとき負であるので、トルクＭは正である。

フローティングプレートの摩擦が許容される場合、角度αがゼロになるまでホイールマウントが回転し、したがって安定したバランスが達成される。

横力Ｆ_ｙはα＜０のとき正であり、したがってトルクは負である。この場合であっても、フローティングプレートは角度αがゼロになるまで回転し、フローティングプレートの摩擦が許容されるならば安定したバランスが得られる。

この場合（ホイールは）、前部にピニング（固定）を有する（ローラーを駆動する）ものであり、次式が成り立つ。
α＞０，Ｆ_ｙ＜０およびＭ＝−（ｄ_ｖ＋ｄ_ｈ）*Ｆ_ｙ＞０ （２）
α＜０，Ｆ_ｙ＞０およびＭ＝−（ｄ_ｖ＋ｄ_ｈ）*Ｆ_ｙ＜０ （３）

両方のローラーがホイールを駆動する場合には、α＞０のとき、横力Ｆ_ｙが正のｙ方向に各ローラーに作用する。その関係を図３に示す。後部におけるピニング（固定）は、次式でトルクＭを発生させる。
Ｍ＝（ｄ_ｖ＋ｄ_ｈ）*Ｆ_ｙ （４）
ここで、ｄ_ｖはフロントローラーのピニング（固定）に対するｘ距離であり、ｄ_ｈはバックローラーの固定に対するｘ距離である。

横力Ｆ_ｙが正であるので、トルクＭは正である。したがって、角度αがゼロになるまでホイールマウントが回転し、したがって、フローティングプレートの摩擦が許容される場合、安定したバランスが達成される。α＜０の場合、横力Ｆ_ｙは負でトルクは負となり、この場合には、フローティングプレートは、角度αがゼロになるまで回転し、フローティングプレートの摩擦が許容されれば安定したバランスが得られる。

この場合（ローラーは）、後部にピニング（固定）を有する（ホイールを駆動する）ものであり、次式が成り立つ。
α＞０，Ｆ_ｙ＞０およびＭ＝（ｄ_ｖ＋ｄ_ｈ）*Ｆ_ｙ＞０ （５）
α＜０，Ｆ_ｙ＜０およびＭ＝（ｄ_ｖ＋ｄ_ｈ）*Ｆ_ｙ＜０ （６）

横力の兆候は、ホイールとローラーシステムの動的状態に関して異なる。

これらの横力の兆候は、前後のピニング（固定）を作動させることによって、アクチュエータを使用してフローティングプレートを動かす際に考慮することができる。これにより、α＝０における安定したバランスが得られる。フローティングプレートの僅かな摩擦の基本条件の下で受動的に補償するホイールマウントを得ることが可能である。

一般的には、以下のことが当てはまる。ピニング（固定）の位置（前部または後部）および発生する横力Ｆ_ｙから計算された、結果として生じるトルクＭに対して、ホイールマウントはα＝０で安定したバランスを有し、次式が成り立つ。
α*Ｍ＞０ （７）

α*Ｍ＜０の場合、α＝０で不安定なバランスが存在する。

本発明では、ローラーシステムの、および車両の、したがってホイールの作動状態に依存して、α＝０での安定したバランスが保証されるような方法で、ホイールマウントが制御または調整されることが達成され得る。

この目的のために、固定されたホイールを有したローラー上の横力が検査されるべきであり、ホイールの中心面は、車両テストベンチ上の駆動車両の条件下でローラーのｘ軸に対して角度αを有する。

ホイールの作動状態は：
・ホイールはローラーを駆動するまたは
・ホイールはローラーを制動する

ローラーの作動状態は：
・ローラーはホイールを駆動する、または、
・ローラーはホイールを制動する

ローラーの動的状態は、車両テストベンチのエンジン制御から知られている。車両の動的状態、したがってホイールの動的状態は、車両の制御ユニットとの通信を介して、特に車両が車両テストベンチで自律的に駆動される場合に知られている。この通信は、車両の制御ユニットのデータを要求することによって現在の生産（製造）において実行され、生産プロセスのデータ処理において利用可能である。これは、例えば、生産（製造）における中央マスタコンピュータを介して行うことができ、このマスタコンピュータは、このデータを生産ラインの対応する場所に再度分散的に転送する。

ホイールとローラーの動的状態に応じて、ローラーに作用する横力に対して次式が成り立つ。
Ｆ_ｙ＝ｃ*α*Ｓ （８）

ここでの変数「Ｓ」は、量に関するすべての力の合計である。これらの力は、タイヤとローラーとの間の摩擦およびローラーとホイールの発生する駆動力または制動力に依存する横力の変数に関係する。したがって、力Ｆ_ｙは、表１ａおよび１ｂに従ってローラーおよびホイールの動的状態に依存して、操舵角αに比例し、変数ｃに比例すると解釈することができ、ｃ＝１またはｃ＝−１であると解釈することができる。

「前部においてピニング（固定）」の場合、式（１）に式（８）を入れて式（９）のトルクが求まる。
Ｍ＝−ｃ*（ｄ_ｖ＋ｄ_ｈ）*α*Ｓ （９）

安定条件（７）のα*Ｍ＞０に式（９）を入れると、次式の結果が得られる。
α*Ｍ＝−ｃ*（ｄ_ｖ＋ｄ_ｈ）*α^２*Ｓ （１０）
したがって、ｃ＝−１の場合、α*Ｍ＞０となる。

「後部においてピニング（固定）」の場合、式（４）に式（８）を入れて式（１１）のトルクが求まる。
Ｍ＝ｃ*（ｄ_ｖ＋ｄ_ｈ）*α*Ｓ （１１）

安定条件（７）のα*Ｍ＞０に式（１１）を入れると、次式の結果が得られる。
α*Ｍ＝ｃ*（ｄ_ｖ＋ｄ_ｈ）*α^２*Ｓ （１２）
したがって、ｃ＝１の場合、α*Ｍ＞０となる。

ここで正確には：
・α−ｘ，ｙ平面におけるホイール中心平面の射影の角度
・ｃ−ローラー座標系のｙ方向のタイヤからローラーへの横力の記号
両表における一つのセルにエントリがない場合、これはローラーまたはホイールがそれぞれ自由に回転するとみなされることを意味する。

表１ａおよび１ｂにおいて、作動状態について二つのオプション記号＋/−が示されている限り、その記号は、ローラーまたはホイールの動作状態がより強いかどうかに依存し、したがって状況を「支配する」かどうかに依存する。

表１ａおよび表１ｂはそれぞれ、前部または後部のスロットにピニング（固定）されたホイールマウント（ｃ−の記号に対応）が安定条件α*Ｍ＞０を満たす車両および駆動システムの６つの動的状態を示す。

ｃ＝−１の場合に関して、前部でピンニング（固定）が行われなければならず、ｃ＝１の場合に関して、ピンニングは後部で行われなければならない。

表１ａと１ｂの５と８の場合、記号ｃが有するこの検査と、ホイールマウントのスロットのピニング（固定）が前後で行われるべきかどうかの決定はできない。したがって、このような場合は、次のような状況が発生する可能性がある。
α*Ｍ＜０
ホイールマウントの連結されたダブルローラーおよびホイールが表１ａ及び１ｂのケース５及び８に対応する動的状態にある場合、第１又は第２の作動状態の適切な設定でローラーを切り離すことによって、状況α*Ｍ＞０は再確立することができる。ここでローラーの切り離しは、このローラーに割り当てられたカップリングが開かれていることを意味する。したがって、このローラーは駆動システムから分離される。他方のローラーに割り当てられたカップリングは、このローラーが駆動システムに接続されたままであるように閉じたままである。

ローラーを切り離すことによるこの安定化を説明するために、ホイールの特定の速度に達する時間を節約するために、車両の駆動および車両のテストベンチの駆動によってホイールが加速されるというケースが検査される。α＞０であり、ホイールマウントが第１の作動状態にある場合（すなわち、前部に固定されたリニア駆動装置）、両方の連結ローラーは表１ａのケース５にあり、それは式（１）によるＭ＝−（ｄ_ｖ＋ｄ_ｈ）*Ｆ_ｙであり、Ｆ_ｙ＝Ｆ_ｙｖ＝Ｆ_ｙｈが正または負であり得る。しかし、バックローラーが切り離されている場合、フロントローラーは、表１ａに従ってケース５でそれ自身を見出し、バックローラーは表１ａに従ってケース３にあり、それは、
ｄ_ｈ＞ｄ_ｖ，｜Ｆ_ｙｈ｜＞｜Ｆ_ｙｖ｜およびＦ_ｙｈ＜０のとき、次式が成り立つ。
Ｍ＝−ｄ_ｖ*Ｆ_ｙｖ−ｄ_ｈ*Ｆ_ｙｈ＞０
したがって、安定状態α*Ｍ＞０は、ローラーを切り離すことによって確立される。

以下では、車両が固定されている車両テストベンチを検査する。車両テストベンチには、リアアクスルの下にソリッドホイールマウントがあり、フロントアクスルの下に操舵可能なホイールマウントがある。

ステアリングは、左の操舵可能なホイールマウントに角度α_ｌを生じ、右の操舵可能なホイールマウントに角度α_ｒを生じる。操舵可能なホイールマウントの各々は、ホイールマウントの軸がフロントホイールのホイールアクスルと同一直線上にある、すなわち、ステアリングホイールの位置に関わらず、α_ｌ＝０、α_ｒ＝０となるように、角度φ_ｒまたはφ_ｌによって車両テストベンチのＺ軸周りに回転することができる。

機能を説明するために、言い換えればα＝α_ｒおよびφ＝φ_ｒとし、この右の操舵可能なホイールマウントとのアライメントのプロセスについて説明する。

表１ａまたは表１ｂのケース１，２，３，４，６および７それぞれにおけるｃの記号に従った前部または後部のリニア駆動装置それぞれは、二つの連結されたローラーおよび車両の動的状態に関して固定される。それぞれのリニア駆動装置の固定により、それぞれのピニングが作動され、すなわち、フローティングプレートのそれぞれの回転軸が設定される。これは、図示された二つのリニア駆動装置を備えた例示的な実施形態に当てはまる。

したがって、安定条件α*Ｍ＞０が成立し、他のリニア駆動装置は、
±Ｙ方向における作用力
２*Ｆ_ｙ*ｃｏｓ（φ）の方向を測定し、
フローティングプレートμ*Ｇの摩擦が克服されるように、作用力２*Ｆ_ｙ*ｃｏｓ（φ）の方向に力ＦＬＡを生成する。Ｇは、ホイールマウントの重量と、ホイールマウントに作用する車両の加重力の部分とを含む。次式が成り立てば、ホイールマウントと操舵されるホイールのアライメントが行われる。
α*Ｍ＞０の場合、
２*｜Ｆ_ｙ｜*ｃｏｓ（φ）＋｜ＦＬＡ｜≧μ*Ｇ （１３）

表１ａまたは表１ｂのケース５および８において、ローラーの安定条件が満たされておらず、α*Ｍ＜０が成り立つ場合は、リニア駆動装置も前部または後部に固定されている。

他のリニア駆動装置は、±Ｙ方向における作用力
２*Ｆ_ｙ*ｃｏｓ（φ）の方向を測定し、
作用力２*Ｆ_ｙ*ｃｏｓ（φ）の反対方向とフローティングプレートμ*Ｇの摩擦における反作用力Ｆ_LAを生成する。次式が成り立てば、ホイールマウントと操舵されるホイールのアライメントが行われる。
α*Ｍ＜０の場合、
｜Ｆ_ＬＡ｜≧μ*Ｇ＋２*｜Ｆ_ｙ｜*ｃｏｓ（φ） （１４）

非固定リニア駆動装置での力測定値がゼロ、すなわち、
２*Ｆ_ｙ*ｃｏｓ（φ）＝０を測定する場合、操舵可能なホイールマウントの正しいアライメントが達成される。
あるいは、例えば、ホイールマウントに関する角度αの測定を介して調整プロセスを行うこともできる。この目的のために、操舵可能なホイールマウントそれぞれは、そのような測定システムを備えていなければならない。

図６は、フロントアクスルの下および固定された車両のリアアクスルの下に操舵可能なホイールマウントを備えた車両テストベンチの概略図を示す。ここで、車両が横変位する前にホイールマウントが非常に速く動いて車両上のホイールマウントの力が既に除去されている場合、車両は再び固定されたとみなすことができる。あるいは、車両を機械的に保持して固定することもできる。

図５に関連して説明した関係は、車両のリアアクスルの下に位置されたホイールマウントのための図６の例示的な実施形態においても対応して当てはまる。

図７は、ダブルローラーとして構成されたローラーシステムを備えたホイールマウントの概略図を示す。図７の例示的な実施形態では、駆動装置４、振動質量５、歯車６、および調整要素７からなり、カップリング７０１または７０２をそれぞれ用いて、二つのローラーのそれぞれに対して、それぞれ、連結または切り離しすることができる駆動システムであることが分かる。

それぞれのローラーのアクスルの、スロット９内におけるバックピニングまで描かれた距離（「フロント」ローラーに対して参照符号３０２の付いた距離ｄ_ｖ、「バック」ローラーに対して参照符号３０３の付いた距離ｄ_ｈ）を介して、図７は可能である。

上記の表１ａおよび１ｂには、ホイールおよびローラーシステムの動的状態があり、これらの状態は、最初の一般的な表示では、ホイールは、ローラーを駆動（または制動）するだけでなくローラーがそれぞれのホイールを駆動（または制動）することはまだ明確に定義されていない。

カップリング７０１および７０２の適切な切り替えによって、ピニング（固定）を前部または後部で行うかどうかをより明確にするという観点から関係を明確にすることができる。

Claims (6)

1. 操舵可能なホイールを有する自動車のための車両テストベンチ用のホイールマウントであって、前記ホイールマウントは、フローティングプレートと、該フローティングプレート上に支持され、該フローティングプレートとともに水平面内で移動可能な少なくとも一つのローラーとを備え、
   前記ホイールマウントは、少なくとも一つのローラーが支持される前記フローティングプレートの部分が、前記車両テストベンチのローラーダイナモメータに位置する車両の駆動方向に関して、前記ホイールマウントの少なくとも一つのローラー上の少なくとも一つのホイール接触ポイントの前方に位置付けられる垂直軸（８）の周りに回転可能に支持される第１の作動状態を有し、
   前記ホイールマウントは、少なくとも一つのローラーが支持される前記フローティングプレートの部分が前記ローラーダイナモメータに位置する車両の駆動方向に関して、前記ホイールマウントの少なくとも一つのローラー上の少なくとも一つのホイール接触ポイントの後方に位置付けられる垂直軸（９）の周りに回転可能に支持される第２の作動状態を有し、
   前記第１および第２の作動状態において、対応する垂直軸（８，９）の周りに、前記少なくとも一つのローラーが支持される前記フローティングプレートの部分を回転させるために、アクチュエータ（１０，１１）が前記フローティングプレートに割り当てられる、ホイールマウント。
2. 前記ホイールマウントの少なくとも一つのローラーはダブルローラーからなり、前記ローラーの各々は、スイッチャブルカップリング（７０１，７０２）を介して駆動システム（４，５，６）に接続されている請求項１に記載のホイールマウント。
3. 前記第１の作動状態または第２の作動状態で回転される前記少なくとも一つのローラーが支持される前記フローティングプレートの部分を他方の駆動システム（１０； １１）と同時に作動させて駆動システム（１０； １１）の一つを遮断することにより、一つの駆動システム（１０； １１）のそれぞれの場合のカップリング手段（８； ９）がホイールマウントと係合される請求項１または２に記載のホイールマウント。
4. 請求項１〜３のいずれか一つに記載のホイールマウントにおけるフローティングプレートのアクチュエータを作動させる方法であって、
   前記少なくとも一つのローラーが支持されるフローティングプレートの部分は、前記ホイールマウントの少なくとも一つのローラーの軸が少なくとも一つのローラー上に立つホイールのホイールアクスルの水平面内への垂直方向の射影に平行に走るように、前記アクチュエータを利用して目標のポジションに回転され、該回転は、車両のホイールの操舵角の方向および大きさ、およびホイールが少なくとも一つのローラーを駆動または制動するか、または少なくとも一つのローラーによって駆動または制動されるかに応じて、前記フローティングプレートの第１の作動状態または前記フローティングプレートの第２の作動状態にて行われる、方法。
5. 請求項４による方法において、
   以下の表における値に従って、車両の動的状態および個々のローラーまたはホイールマウントの連結されたダブルローラーの動的状態の少なくとも一つの組み合わせに応じて、ホイールマウントの第１または第２の作動状態の設定が行われ、
   

   

   αは前記操舵角であり、
   値ｃが負の値（−）を有する場合に第１作動状態が設定され、値ｃが正の値（＋）を有する場合に第２作動状態が設定され、値ｃが（＋／−）を有する場合は該作動状態についてローラーまたはホイールの動作状態のより強い方に依存して設定される、方法。
6. 請求項４または５に記載の方法であって、請求項２による構成をさらに参照し、
   前記車両テストベンチの少なくとも一つのホイールマウントの前記スイッチャブルカップリング（７０１，７０２）は、前記第１または第２の作動状態に関してホイールマウントのフローティングプレートのトルクの目標調整の点でシフトされる、方法。

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