JP6801525B2 - Test equipment - Google Patents

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Description

本発明は、試験装置に関する。より詳しくは、現実のタイヤ及びこのタイヤを用いたタイヤ試験ユニットをシミュレーションに組み込んだ試験装置に関する。 The present invention relates to a test device. More specifically, the present invention relates to an actual tire and a test apparatus in which a tire test unit using this tire is incorporated into a simulation.

四輪の自動車や自動二輪車等の多くの車両には、少なくとも2つのタイヤが装着される。タイヤの性能は、その材質、形状、空気圧、路面への接触荷重、及び温度等の様々な要因によって変化する。このようなタイヤの性能を評価するタイヤ試験装置として、ベルトやローラ等の模擬路面上でタイヤを回転させながら、そのキャンバー角、スリップ角、及び垂直荷重等を調整しつつ、この際にタイヤに加わる力や転がり抵抗等を測定するものが公知となっている。このようなタイヤ試験装置によれば、タイヤを現実の車両に装着したり、さらにこの実車両をテストコースで実際に走行させたりすることなく、タイヤ単体で性能を評価できるため、試験にかかる時間が短く利便性が高い。 Many vehicles, such as four-wheeled vehicles and motorcycles, are fitted with at least two tires. Tire performance varies depending on various factors such as its material, shape, air pressure, contact load on the road surface, and temperature. As a tire test device for evaluating the performance of such a tire, the tire is rotated on a simulated road surface such as a belt or a roller, and its camber angle, slip angle, vertical load, etc. are adjusted. Those that measure the applied force, rolling resistance, etc. are known. According to such a tire test device, the performance of a single tire can be evaluated without mounting the tire on an actual vehicle or actually running the actual vehicle on a test course, so that the time required for the test is required. Is short and convenient.

また近年では、上記のようなタイヤ試験装置で現実のタイヤを用いることで得られた情報を入力として、車両モデルを用いたシミュレーションによって車両全体の挙動を再現し、さらにこのシミュレーションによって得られた情報をタイヤ試験装置において現実のタイヤを運動させるアクチュエータにフィードバックする試験装置が提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。このように、現実の装置(上記の例では、現実のタイヤ及びそのタイヤ試験装置)をシミュレーションに組み込んだ試験装置は、HIL(Hardware In the Loop)シミュレータとも呼称されている。 Further, in recent years, the behavior of the entire vehicle is reproduced by a simulation using a vehicle model by inputting information obtained by using an actual tire with the above-mentioned tire test device, and further, the information obtained by this simulation. A test device has been proposed in which the tire is fed back to an actuator that moves an actual tire in the tire test device (see, for example, Patent Documents 1 and 2). As described above, the test device in which the actual device (in the above example, the actual tire and the tire test device thereof) is incorporated into the simulation is also referred to as a HIL (Hardware Inside Loop) simulator.

このような試験装置では、車両の挙動を再現するシミュレーションによって得られた情報をタイヤ試験装置に入力することにより、より実走行条件に近い条件でタイヤの試験を行うことができる。 In such a test device, the tire can be tested under conditions closer to the actual running conditions by inputting the information obtained by the simulation for reproducing the behavior of the vehicle into the tire test device.

またタイヤは、ゴム、有機繊維、金属等の複合素材で構成され、大きな変化を伴う弾性体であり、路面状態や温度によって性能が大きく変化すること等から、タイヤの挙動を精度良く再現できるタイヤモデルを構築することは困難である。これに対し、上記試験装置によれば、実タイヤから得られた情報を用いて、シミュレーションによって車両の挙動を再現することにより、より実走行条件に近い条件で精密な車両挙動の解析が可能となる。 In addition, the tire is made of a composite material such as rubber, organic fiber, and metal, and is an elastic body that undergoes large changes.Since the performance changes greatly depending on the road surface condition and temperature, the behavior of the tire can be accurately reproduced. It is difficult to build a model. On the other hand, according to the above test device, by reproducing the behavior of the vehicle by simulation using the information obtained from the actual tire, it is possible to analyze the behavior of the vehicle precisely under the conditions closer to the actual driving conditions. Become.

特許第4266818号Patent No. 4266818 特許第4465506号Patent No. 4465506

ところで例えば特許文献2の試験装置では、モデル上での車両を、6自由度を有する複数の節点と各節点を結合する有限要素法によるはり要素とで構成することにより、車両の上下方向、左右方向、前後方向の運動や、ピッチング方向、ローリング方向及びヨーイング方向の回転等を表現する車両モデルが用いられている。 By the way, for example, in the test apparatus of Patent Document 2, the vehicle on the model is composed of a plurality of nodes having 6 degrees of freedom and beam elements by the finite element method for connecting the nodes, so that the vehicle can be moved up and down, left and right. A vehicle model is used that expresses motion in the direction and front-back direction, rotation in the pitching direction, rolling direction, yawing direction, and the like.

このように従来の試験装置で用いられる車両モデルは、主に車両の3次元的な運動を再現することに重点が置かれたものが多い。しかしながら現実の車両において、タイヤに作用する力やトルクは、車両に搭載されるパワートレインの挙動によって大きく左右されるが、従来の試験装置では、このようなパワートレインについては十分に考慮されておらず、その分、試験の精度が低下するおそれがある。特に、タイヤが車両の燃費性能に及ぼす影響を測定できるようにするには、パワートレインの挙動が大きく変化する加速時や減速時の車両の挙動を精度良く再現する必要がある。ここでパワートレインとは、エンジンやモータ等の車両の動力発生源で発生した動力を、駆動輪又は駆動輪に連結された軸体に伝達する装置をいい、動力発生源、トルクコンバータ、トランスミッション、プロペラシャフト等の複数の部品によって構成される。 As described above, many of the vehicle models used in the conventional test equipment mainly focus on reproducing the three-dimensional motion of the vehicle. However, in a real vehicle, the force and torque acting on the tires are greatly affected by the behavior of the powertrain mounted on the vehicle, but conventional test equipment does not fully consider such powertrains. However, the accuracy of the test may be reduced accordingly. In particular, in order to be able to measure the effect of tires on the fuel efficiency of a vehicle, it is necessary to accurately reproduce the behavior of the vehicle during acceleration and deceleration, when the behavior of the power train changes significantly. Here, the power train refers to a device that transmits power generated by a vehicle power generation source such as an engine or a motor to a drive wheel or a shaft body connected to the drive wheel, and is a power generation source, a torque converter, a transmission, or the like. It is composed of multiple parts such as a propeller shaft.

本発明は、タイヤ試験装置と車両の挙動を模擬するシミュレータとを組み合わせた試験装置において、車両の挙動を精度良く再現できるものを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a test device that combines a tire test device and a simulator that simulates the behavior of a vehicle so that the behavior of the vehicle can be accurately reproduced.

(1)試験装置(例えば、後述の試験装置S,SA)は、現実のタイヤ(例えば、後述のタイヤT)を模擬路面(例えば、後述の模擬路面25a)上で運動させるアクチュエータ(例えば、後述のキャンバー角調整アクチュエータ32、垂直荷重調整アクチュエータ37、タイヤ駆動アクチュエータ38)及び前記模擬路面上で運動する前記タイヤの状態に応じたタイヤ状態信号を生成する状態検出手段(例えば、後述の力センサ39)を備えるタイヤ試験ユニット(例えば、後述のタイヤ試験ユニット1)と、前記タイヤを駆動輪とした仮想車両の挙動を、前記タイヤ状態信号を入力として模擬することにより、前記アクチュエータへの入力信号を生成する制御装置(例えば、後述の総括制御装置6,6A)と、を備える。前記制御装置は、前記仮想車両に搭載される仮想パワートレイン又は実パワートレインに対する指令信号(例えば、スロットル開度指令信号Th又は車速指令信号V_cmd)に応じて、前記仮想パワートレインの仮想出力軸又は前記実パワートレイン(例えば、後述のパワートレインW)の実出力軸(例えば、後述の右出力軸SR)に発生するトルクに相当する車軸トルク信号(例えば、後述の車軸トルク信号Tshaft)を生成するパワートレイン要素(例えば、後述のパワートレインシミュレータ632、パワートレイン試験ユニット7)と、前記タイヤ状態信号及び前記車軸トルク信号を入力として用いて、前記仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって前記入力信号を生成する車体シミュレータ(例えば、後述の車体シミュレータ633)と、を備えることを特徴とする。 (1) The test device (for example, the test devices S and SA described later) is an actuator (for example, described later) for moving an actual tire (for example, the tire T described later) on a simulated road surface (for example, a simulated road surface 25a described later). Camber angle adjusting actuator 32, vertical load adjusting actuator 37, tire drive actuator 38) and a state detecting means (for example, a force sensor 39 described later) that generates a tire state signal according to the state of the tire moving on the simulated road surface. The behavior of a tire test unit (for example, a tire test unit 1 described later) and a virtual vehicle using the tire as a drive wheel is simulated by using the tire state signal as an input to generate an input signal to the actuator. It includes a control device to generate (for example, general control devices 6 and 6A described later). The control device receives a command signal (for example, throttle opening command signal Th or vehicle speed command signal V_cmd) for the virtual power train or the actual power train mounted on the virtual vehicle, and the virtual output shaft of the virtual power train or Generates an axle torque signal (for example, axle torque signal Tshaft described later) corresponding to the torque generated on the actual output shaft (for example, right output shaft SR described later) of the actual power train (for example, power train W described later). The powertrain element (for example, the powertrain simulator 632 and the powertrain test unit 7 described later), the tire state signal, and the axle torque signal are used as inputs to perform an operation simulating the behavior of the virtual vehicle. It is characterized by including a vehicle body simulator (for example, a vehicle body simulator 633 described later) that generates an input signal.

(2)この場合、前記状態検出手段は、前記模擬路面上における前記タイヤの回転速度に応じた実回転速度信号(例えば、後述のタイヤ回転速度検出信号ωtire)を発生する実速度検出器(例えば、後述のタイヤ回転速度センサ41)を備え、前記パワートレイン要素は、前記指令信号及び前記実回転速度信号に応じて前記車軸トルク信号を生成することが好ましい。 (2) In this case, the state detecting means is an actual speed detector (for example, a tire rotation speed detection signal ωtire) that generates an actual rotation speed signal (for example, a tire rotation speed detection signal ωtire) according to the rotation speed of the tire on the simulated road surface. It is preferable that the power train element is provided with the tire rotation speed sensor 41) described later, and generates the axle torque signal in response to the command signal and the actual rotation speed signal.

(3)この場合、前記パワートレイン要素は、前記指令信号及び前記実回転速度信号を入力として用いて、前記仮想パワートレインの仮想動力発生源から前記仮想出力軸までの挙動を模擬した演算を行うことによって前記車軸トルク信号を生成するパワートレインシミュレータ(例えば、後述のパワートレインシミュレータ632)であることが好ましい。 (3) In this case, the powertrain element uses the command signal and the actual rotation speed signal as inputs to perform an operation simulating the behavior from the virtual power generation source of the virtual powertrain to the virtual output shaft. It is preferable that the power train simulator (for example, the power train simulator 632 described later) generates the axle torque signal.

(4)この場合、前記パワートレインシミュレータは、前記仮想動力発生源を、所定の慣性モーメント(JE)で特徴付けられかつ前記指令信号に応じて定められたトルク(Teng)が入力される慣性体で模擬し、前記仮想出力軸を、所定のばね剛性(K)、減衰係数(C)、及び慣性モーメント(Jshaft)で特徴付けられかつ前記慣性体と所定の入出力特性を有する機械要素を介して連結される軸体で模擬することが好ましい。 (4) In this case, the power train simulator is an inertial body in which the virtual power generation source is characterized by a predetermined moment of inertia (JE) and a torque (Teng) determined in response to the command signal is input. The virtual output shaft is characterized by a predetermined spring stiffness (K), a damping coefficient (C), and a moment of inertia (Jshaft), and is via a mechanical element having the inertial body and a predetermined input / output characteristic. It is preferable to simulate with a shaft body connected by

(5)この場合、前記機械要素は、前記仮想動力発生源とその入力側で連結された仮想トルクコンバータと、前記仮想トルクコンバータの出力側とその入力側で連結されかつ前記仮想出力軸とその出力側で連結された仮想トランスミッションと、を備えることが好ましい。 (5) In this case, the mechanical element is a virtual torque converter connected to the virtual power generation source and its input side, and the virtual output shaft and its input side connected to the output side and its input side of the virtual torque converter. It is preferable to include a virtual transmission connected on the output side.

(6)この場合、前記実パワートレインは、前記指令信号に応じた動力を発生し、当該動力によって前記実出力軸(例えば、後述の右出力軸SR)を回転させる実動力発生源(例えば、後述のエンジンE)を備え、前記パワートレイン要素は、前記実出力軸に連結された動力計(例えば、後述の右動力計71R)と、前記実出力軸又は前記動力計の回転速度に応じた車軸速度信号(右車軸速度検出信号ωR)を発生する車軸回転速度検出器(例えば、後述の右回転速度検出器73R)と、前記車軸速度信号と前記実回転速度信号とが一致するように前記動力計の回転速度を制御する速度制御装置(例えば、後述の右動力計制御装置75R)と、前記実出力軸に発生するトルクに応じた信号を前記車軸トルク信号として生成する車軸トルク検出器(例えば、後述の右軸トルク検出器74R)と、を備えるパワートレイン試験ユニット(例えば、後述のパワートレイン試験ユニット7)であることが好ましい。 (6) In this case, the actual power train generates a power corresponding to the command signal, and the actual power generation source (for example, the right output shaft SR described later) is rotated by the power. The engine E) described later is provided, and the power train element corresponds to a power meter connected to the actual output shaft (for example, the right power meter 71R described later) and the rotation speed of the actual output shaft or the power meter. The axle rotation speed detector (for example, the right rotation speed detector 73R described later) that generates an axle speed signal (right axle speed detection signal ωR), and the axle speed signal and the actual rotation speed signal are matched with each other. A speed control device that controls the rotation speed of the power meter (for example, the right power meter control device 75R described later) and an axle torque detector that generates a signal corresponding to the torque generated on the actual output shaft as the axle torque signal (for example, the axle torque detector). For example, it is preferable that the power train test unit (for example, the power train test unit 7 described later) includes the right shaft torque detector 74R described later.

(7)試験装置(例えば、後述の試験装置SB)は、現実の左タイヤ(例えば、後述の左タイヤTL)を左模擬路面上で運動させる左アクチュエータ及び前記左模擬路面上で運動する前記左タイヤの状態に応じた左タイヤ状態信号を生成する左状態検出手段を備える左タイヤ試験ユニット(例えば、後述の左タイヤ試験ユニット1L)と、現実の右タイヤ(例えば、後述の右タイヤTR)を右模擬路面上で運動させる右アクチュエータ及び前記右模擬路面上で運動する前記右タイヤの状態に応じた右タイヤ状態信号を生成する右状態検出手段を備える右タイヤ試験ユニット(例えば、後述の右タイヤ試験ユニット1R)と、前記左及び右タイヤを左右駆動輪とした仮想車両の挙動を、前記左及び右タイヤ状態信号を入力として模擬することにより、前記左及び右アクチュエータへの入力信号を生成する制御装置(例えば、後述の総括制御装置6B)と、を備える。前記制御装置は、前記仮想車両に搭載される仮想パワートレイン又は実パワートレインに対する指令信号に応じて、前記仮想パワートレインの仮想左出力軸及び仮想右出力軸又は前記実パワートレインの実左出力軸及び実右出力軸に発生するトルクに相当する左車軸トルク信号及び右車軸トルク信号を生成するパワートレイン要素(例えば、後述のパワートレインシミュレータ632B)と、前記左及び右タイヤ状態信号並びに前記左及び右車軸トルク信号を入力として用いて、前記仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって前記入力信号を生成する車体シミュレータ(例えば、後述の車体シミュレータ633B)と、を備えることを特徴とする。 (7) The test device (for example, the test device SB described later) is a left actuator that moves an actual left tire (for example, a left tire TL described later) on the left simulated road surface and the left that moves on the left simulated road surface. A left tire test unit (for example, the left tire test unit 1L described later) provided with a left condition detecting means for generating a left tire condition signal according to the tire condition, and an actual right tire (for example, the right tire TR described later). A right tire test unit (for example, a right tire described later) including a right actuator that moves on a right simulated road surface and a right state detecting means that generates a right tire state signal according to the state of the right tire that moves on the right simulated road surface. By simulating the behavior of the test unit 1R) and the virtual vehicle with the left and right tires as the left and right drive wheels, using the left and right tire status signals as inputs, input signals to the left and right actuators are generated. It includes a control device (for example, a general control device 6B described later). The control device responds to a command signal for the virtual power train or the real power train mounted on the virtual vehicle, and the virtual left output shaft and the virtual right output shaft of the virtual power train or the real left output shaft of the real power train. And a powertrain element (for example, a powertrain simulator 632B described later) that generates a left axle torque signal and a right axle torque signal corresponding to the torque generated on the actual right output shaft, the left and right tire status signals, and the left and right axles. It is characterized by including a vehicle body simulator (for example, a vehicle body simulator 633B described later) that generates the input signal by performing an operation simulating the behavior of the virtual vehicle using the right axle torque signal as an input.

(8)試験装置(例えば、後述の試験装置SC)は、現実の左前タイヤ(例えば、後述の左前タイヤTFL)を左前模擬路面上で運動させる左前アクチュエータ及び前記左前模擬路面上で運動する前記左前タイヤの状態に応じた左前タイヤ状態信号を生成する左前状態検出手段を備える左前タイヤ試験ユニット(例えば、後述の左前タイヤ試験ユニット1FL)と、現実の右前タイヤ(例えば、後述の右前タイヤTFR)を右前模擬路面上で運動させる右前アクチュエータ及び前記右前模擬路面上で運動する前記右前タイヤの状態に応じた右前タイヤ状態信号を生成する右前状態検出手段を備える右前タイヤ試験ユニット(例えば、後述の右前タイヤ試験ユニット1FR)と、現実の左後タイヤ(例えば、後述の左後タイヤTRL)を左後模擬路面上で運動させる左後アクチュエータ及び前記左後模擬路面上で運動する前記左後タイヤの状態に応じた左後タイヤ状態信号を生成する左後状態検出手段を備える左後タイヤ試験ユニット(例えば、後述の左後タイヤ試験ユニット1RL)と、現実の右後タイヤ(例えば、後述の右後タイヤTRR)を右後模擬路面上で運動させる右後アクチュエータ及び前記右後模擬路面上で運動する前記右後タイヤの状態に応じた右後タイヤ状態信号を生成する右後状態検出手段を備える右後タイヤ試験ユニット(例えば、後述の右後タイヤ試験ユニット1RR)と、前記左前、右前、左後、及び右後タイヤを駆動輪とした仮想車両の挙動を、前記左前、右前、左後、及び右後タイヤ状態信号を入力として模擬することにより、前記左前、右前、左後、及び右後アクチュエータへの入力信号を生成する制御装置(例えば、後述の総括制御装置6C)と、を備える。前記制御装置は、前記仮想車両に搭載される仮想パワートレイン又は実パワートレインに対する指令信号に応じて、前記仮想パワートレインの仮想左前出力軸、仮想右前出力軸、仮想左後出力軸、及び仮想右後出力軸又は前記実パワートレインの実左前出力軸、実右前出力軸、実左後出力軸、及び実右後出力軸に発生するトルクに相当する左前車軸トルク信号、右前車軸トルク信号、左後車軸トルク信号、及び右後車軸トルク信号を生成するパワートレイン要素(例えば、後述のパワートレインシミュレータ632C)と、前記左前、右前、左後、及び右後タイヤ状態信号並びに前記左前、右前、左後、及び右後車軸トルク信号を入力として用いて、前記仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって前記入力信号を生成する車体シミュレータ(例えば、後述の車体シミュレータ633C)と、を備えることを特徴とする。 (8) The test device (for example, the test device SC described later) includes a left front actuator that moves an actual left front tire (for example, the left front tire TFL described later) on the left front simulated road surface and the left front that moves on the left front simulated road surface. A left front tire test unit (for example, the left front tire test unit 1FL described later) provided with a left front state detecting means for generating a left front tire state signal according to the tire condition, and an actual right front tire (for example, the right front tire TFR described later). A right front tire test unit (for example, a right front tire described later) including a right front actuator that moves on the right front simulated road surface and a right front tire state detecting means that generates a right front tire state signal according to the state of the right front tire that moves on the right front simulated road surface. The test unit 1FR), the left rear actuator that moves the actual left rear tire (for example, the left rear tire TRL described later) on the left rear simulated road surface, and the left rear tire that moves on the left rear simulated road surface. A left rear tire test unit (for example, the left rear tire test unit 1RL described later) provided with a left rear condition detecting means for generating a corresponding left rear tire condition signal, and an actual right rear tire (for example, the right rear tire TRR described later). ) Is moved on the right rear simulated road surface, and the right rear tire is provided with a right rear tire state detecting means that generates a right rear tire state signal according to the state of the right rear tire moving on the right rear simulated road surface. The behavior of the test unit (for example, the right rear tire test unit 1RR described later) and the virtual vehicle using the left front, right front, left rear, and right rear tires as drive wheels is described in the left front, right front, left rear, and right rear. A control device (for example, a general control device 6C described later) that generates input signals to the front left, front right, rear left, and rear right actuators by simulating a tire state signal as an input is provided. The control device responds to a command signal for the virtual power train or the actual power train mounted on the virtual vehicle, and the virtual left front output shaft, virtual right front output shaft, virtual left rear output shaft, and virtual right of the virtual power train. Left front axle torque signal, right front axle torque signal, left rear corresponding to the torque generated in the rear output shaft or the actual left front output shaft, the actual right front output shaft, the actual left rear output shaft, and the actual right rear output shaft of the actual power train. Axle torque signal, power train element that generates right rear axle torque signal (for example, power train simulator 632C described later), the left front, right front, left rear, and right rear tire status signals, and the left front, right front, left rear. , And a vehicle body simulator (for example, a vehicle body simulator 633C described later) that generates the input signal by performing an operation simulating the behavior of the virtual vehicle by using the right rear axle torque signal as an input. And.

(1)本発明の試験装置では、タイヤ試験ユニットのアクチュエータへの入力信号を、パワートレイン要素と車体シミュレータとを備える制御装置によって生成する。ここでパワートレイン要素には、仮想車両に搭載される仮想パワートレイン又は実パワートレインに対する指令信号に応じて、仮想パワートレインの仮想出力軸又は実パワートレインの実出力軸に発生するトルクに相当する車軸トルク信号を生成するものを用いる。また車体シミュレータでは、タイヤ試験ユニットにおいて現実のタイヤの状態に応じて生成されたタイヤ状態信号と、上記パワートレイン要素の出力である車軸トルク信号と、を入力として用いて、仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによってアクチュエータへの入力信号を生成する。以上のように本発明では、車体シミュレータにおいて仮想車両の挙動を模擬する際には、現実のタイヤの状態に応じたタイヤ状態信号に加えて、パワートレイン要素に指令信号を入力することによって生成される車軸トルク信号を入力として用いることにより、パワートレインの非線形的な入出力特性を加味し、車両の挙動を精度良く再現することができる。 (1) In the test device of the present invention, an input signal to the actuator of the tire test unit is generated by a control device including a power train element and a vehicle body simulator. Here, the power train element corresponds to the torque generated on the virtual output shaft of the virtual power train or the actual output shaft of the actual power train according to the command signal for the virtual power train or the actual power train mounted on the virtual vehicle. Use one that generates an axle torque signal. Further, in the vehicle body simulator, the behavior of the virtual vehicle is simulated by using the tire condition signal generated in the tire test unit according to the actual tire condition and the axle torque signal which is the output of the power train element as inputs. The input signal to the actuator is generated by performing the above-mentioned calculation. As described above, in the present invention, when simulating the behavior of a virtual vehicle in the vehicle body simulator, it is generated by inputting a command signal to the power train element in addition to the tire condition signal according to the actual tire condition. By using the axle torque signal as an input, it is possible to accurately reproduce the behavior of the vehicle by adding the non-linear input / output characteristics of the power train.

(2)本発明の試験装置では、実速度検出器によって現実のタイヤの回転速度を検出し、パワートレイン要素では、指令信号に加えて実速度検出器の実回転速度信号に応じて車軸トルク信号を生成する。このようにパワートレイン要素への入力に実回転速度信号を加えることにより、現実のタイヤの回転速度と、パワートレイン要素における仮想出力軸又は実出力軸の回転速度とを一致させることができる。またこれにより、パワートレイン要素では、現実のタイヤの回転速度に応じた適切な車軸トルク信号を生成できるので、車体シミュレータにおける車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。 (2) In the test apparatus of the present invention, the actual rotation speed of the tire is detected by the actual speed detector, and in the power train element, the axle torque signal is received according to the actual rotation speed signal of the actual speed detector in addition to the command signal. To generate. By adding the actual rotation speed signal to the input to the powertrain element in this way, the actual rotation speed of the tire can be matched with the rotation speed of the virtual output shaft or the actual output shaft in the powertrain element. Further, as a result, the power train element can generate an appropriate axle torque signal according to the actual rotation speed of the tire, so that the reproduction accuracy of the vehicle behavior in the vehicle body simulator can be further improved.

(3)本発明の試験装置では、パワートレインシミュレータで、指令信号及び実回転速度信号を入力として、仮想動力発生源から仮想出力軸までの挙動を模擬した演算を行うことによって車軸トルク信号を生成し、これを車体シミュレータの演算に用いる。これにより、現実のパワートレインを用いることなく演算によって、車体シミュレータにおける車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。 (3) In the test apparatus of the present invention, an axle torque signal is generated by performing an operation simulating the behavior from a virtual power generation source to a virtual output shaft by inputting a command signal and an actual rotation speed signal in a power train simulator. Then, this is used for the calculation of the car body simulator. As a result, the accuracy of reproducing the behavior of the vehicle in the vehicle body simulator can be further improved by calculation without using the actual power train.

(4)本発明の試験装置では、パワートレインシミュレータにおいて、仮想動力発生源を所定の慣性モーメントで特徴付けられた慣性体で模擬し、また仮想出力軸を所定のばね剛性、減衰係数、及び慣性モーメントで特徴付けられかつ上記慣性体と所定の機械要素を介して連結される軸体で模擬する。これにより、車両が仮想する際や減速する際における車体の加速度変化や、パワートレインに含まれる軸要素の振動を再現しながら適切な車軸トルク信号を生成することができる。またこれにより、車体シミュレータにおける車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。 (4) In the test apparatus of the present invention, in the power train simulator, the virtual power generation source is simulated by an inertial body characterized by a predetermined moment of inertia, and the virtual output shaft has a predetermined spring rigidity, damping coefficient, and inertia. It is simulated by a shaft body characterized by a moment of inertia and connected to the inertial body via a predetermined mechanical element. As a result, it is possible to generate an appropriate axle torque signal while reproducing the acceleration change of the vehicle body when the vehicle is virtualized or decelerated, and the vibration of the axle element included in the power train. Further, this can further improve the reproducibility of the behavior of the vehicle in the vehicle body simulator.

(5)本発明の試験装置では、パワートレインシミュレータにおいて、仮想出力軸と慣性体とを、仮想トルクコンバータと仮想トランスミッションとを介して連結する。これにより、パワートレインシミュレータでは、これらトルクコンバータやトランスミッションにおける非線形な振る舞いも再現できるので、車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。 (5) In the test apparatus of the present invention, in the power train simulator, the virtual output shaft and the inertial body are connected via a virtual torque converter and a virtual transmission. As a result, the powertrain simulator can reproduce the non-linear behavior of these torque converters and transmissions, so that the accuracy of reproducing the behavior of the vehicle can be further improved.

(6)本発明の試験装置では、指令信号及び実回転速度信号に応じて車軸トルク信号を生成するパワートレイン要素を、現実のパワートレインを用いたパワートレイン試験ユニットによって構成する。より具体的には、パワートレイン試験ユニットを、現実のパワートレインと、この実パワートレインの実出力軸に連結された動力計と、実出力軸等の回転速度に応じた車軸速度信号を発生する車軸回転速度検出器と、この車軸速度信号と実回転速度信号とが一致するように動力計の回転速度を制御する速度制御装置と、実出力軸に発生するトルクに応じた信号を車軸トルク信号として生成する車軸トルク検出器と、を含んで構成する。本発明の試験装置によれば、実パワートレインを駆動して得られる車軸トルク検出器の検出信号を車軸トルク信号として用いることにより、上述のように演算によってパワートレインの挙動を模擬した場合よりも、車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。 (6) In the test apparatus of the present invention, a powertrain element that generates an axle torque signal in response to a command signal and an actual rotation speed signal is configured by a powertrain test unit using an actual powertrain. More specifically, the power train test unit generates an axle speed signal according to the rotation speed of the actual power train, the power meter connected to the actual output shaft of the actual power train, and the actual output shaft. Axle rotation speed detector, speed control device that controls the rotation speed of the power meter so that the axle speed signal and the actual rotation speed signal match, and the axle torque signal that corresponds to the torque generated on the actual output shaft. The axle torque detector generated as is included in the configuration. According to the test apparatus of the present invention, by using the detection signal of the axle torque detector obtained by driving the actual power train as the axle torque signal, as compared with the case where the behavior of the power train is simulated by calculation as described above. , The reproduction accuracy of the vehicle behavior can be further improved.

(7)本発明の試験装置では、左タイヤ試験ユニット及び右タイヤ試験ユニットへの各々のアクチュエータへの入力信号を、上記(1)の発明と同様の入出力特性を有するパワートレイン要素及び車体シミュレータを備える制御装置によって生成する。本発明の試験装置では、車体シミュレータにおいて仮想車両の挙動を模擬する際には、現実の左右タイヤの状態に応じた左右タイヤ状態信号に加えて、パワートレイン要素に指令信号を入力することによって生成される左右車軸トルク信号を入力として用いることにより、パワートレインの非線形的な入出力特性を加味し、車両の挙動を精度良く再現することができる。また本発明では、左右のタイヤ試験ユニットを用いることにより、前輪駆動(FWD)又は後輪駆動(RWD)の車両における左右のタイヤのバランスをより詳細に再現することができる。 (7) In the test apparatus of the present invention, the input signals to the left tire test unit and the right tire test unit to the respective actuators are input to the power train element and the vehicle body simulator having the same input / output characteristics as the invention of the above (1). It is generated by a control device equipped with. In the test apparatus of the present invention, when simulating the behavior of a virtual vehicle in a vehicle body simulator, it is generated by inputting a command signal to a power train element in addition to a left and right tire condition signal according to an actual left and right tire condition. By using the left and right axle torque signals as inputs, it is possible to accurately reproduce the behavior of the vehicle by adding the non-linear input / output characteristics of the power train. Further, in the present invention, by using the left and right tire test units, the balance of the left and right tires in a front-wheel drive (FWD) or rear-wheel drive (RWD) vehicle can be reproduced in more detail.

(8)本発明の試験装置では、左前タイヤ試験ユニット、右前タイヤ試験ユニット、左後タイヤ試験ユニット、及び右後タイヤ試験ユニットへの各々のアクチュエータへの入力信号を、上記(7)の発明と同様の入出力特性を備えるパワートレイン要素及び車体シミュレータを備える制御装置によって生成する。本発明の試験装置では、車体シミュレータにおいて仮想車両の挙動を模擬する際には、現実の前後左右タイヤの状態に応じた前後左右タイヤ状態信号に加えて、パワートレイン要素に指令信号を入力することによって生成される前後左右車軸トルク信号を入力として用いることにより、パワートレインの非線形的な入出力特性を加味し、車両の挙動を精度良く再現することができる。また本発明では、前後左右のタイヤ試験ユニットを用いることにより、四輪駆動(AWD)の車両における前後左右のタイヤのバランスをより詳細に再現することができる。 (8) In the test apparatus of the present invention, the input signals to the left front tire test unit, the right front tire test unit, the left rear tire test unit, and the right rear tire test unit to the respective actuators are the same as the invention of (7) above. It is generated by a control device equipped with a power train element having similar input / output characteristics and a vehicle body simulator. In the test apparatus of the present invention, when simulating the behavior of a virtual vehicle in the vehicle body simulator, a command signal is input to the power train element in addition to the front / rear / left / right tire condition signals according to the actual front / rear / left / right tire conditions. By using the front, rear, left, and right axle torque signals generated by the above as inputs, it is possible to accurately reproduce the behavior of the vehicle by adding the non-linear input / output characteristics of the power train. Further, in the present invention, by using the front, rear, left and right tire test units, the balance of the front, rear, left and right tires in a four-wheel drive (AWD) vehicle can be reproduced in more detail.

本発明の第1実施形態に係る試験装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the test apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 試験装置に設けられる複数のアクチュエータ及び複数のセンサを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a plurality of actuators and a plurality of sensors provided in a test apparatus. 模擬路面上におけるスリップ角を示す図である。It is a figure which shows the slip angle on the simulated road surface. 模擬路面上におけるキャンバー角を示す図である。It is a figure which shows the camber angle on the simulated road surface. 模擬路面上で運動するタイヤに作用する力を示す図である。It is a figure which shows the force acting on the tire moving on the simulated road surface. 総括制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a general control device. パワートレインモデルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power train model. 本発明の第2実施形態に係る試験装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the test apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. パワートレイン試験ユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power train test unit. 総括制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a general control device. 本発明の第3実施形態に係る試験装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the test apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る試験装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the test apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention.

<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係る試験装置Sの構成を示す図である。
図2は、試験装置Sに設けられる複数のアクチュエータ及び複数のセンサを模式的に示す図である。
<First Embodiment>
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a test device S according to the present embodiment.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a plurality of actuators and a plurality of sensors provided in the test device S.

試験装置Sは、複数のアクチュエータを用いて現実のタイヤTに様々な外力を加えることによってタイヤTを運動させるタイヤ試験ユニット1と、タイヤ試験ユニット1を制御する総括制御装置6と、を備える。 The test device S includes a tire test unit 1 that moves the tire T by applying various external forces to the actual tire T using a plurality of actuators, and a general control device 6 that controls the tire test unit 1.

試験装置Sは、タイヤ試験ユニット1において現実のタイヤTを用いて得らえた情報を総括制御装置6への入力とし、総括制御装置6ではタイヤTを構成要素の一部とした仮想車両の挙動を、モデルを用いたシミュレーションによって再現し、さらにこのシミュレーションによって得られた情報をタイヤ試験ユニット1にフィードバックする。なお以下では、試験装置Sにおいて想定する仮想車両は、エンジンを動力発生源とした四輪の自動車とするが、仮想車両の車輪の数や動力発生源はこれらに限らない。またタイヤTは、この仮想車両における動力発生源からの動力が伝達する駆動輪でありかつ運転者が操作可能なステアリングによって操舵角を変化させることができる転舵輪である場合について説明するが、仮想車両におけるタイヤTの役割はこれに限らない。 The test device S uses the information obtained by using the actual tire T in the tire test unit 1 as an input to the general control device 6, and the general control device 6 uses the tire T as a part of the behavior of the virtual vehicle. Is reproduced by a simulation using a model, and the information obtained by this simulation is fed back to the tire test unit 1. In the following, the virtual vehicle assumed in the test device S is a four-wheeled vehicle using an engine as a power generation source, but the number of wheels and the power generation source of the virtual vehicle are not limited to these. Further, the case where the tire T is a drive wheel for transmitting power from a power generation source in this virtual vehicle and a steering wheel whose steering angle can be changed by steering that can be operated by the driver will be described. The role of the tire T in the vehicle is not limited to this.

タイヤ試験ユニット1は、ホイールにリム組みされたタイヤTと、タイヤTが接する路面模擬装置2と、タイヤTをそのハブを中心として回転駆動しつつこのタイヤTを路面模擬装置2に対し所定の姿勢で支持するタイヤ支持機構3と、を備える。 The tire test unit 1 predetermined the tire T assembled on the wheel, the road surface simulating device 2 in contact with the tire T, and the tire T with respect to the road surface simulating device 2 while rotationally driving the tire T around its hub. A tire support mechanism 3 that supports the tire in a posture is provided.

路面模擬装置2は、水平な床面に固定された基台21と、この基台21に対し垂直な鉛直方向に沿った回動軸OSAを中心として回動自在に設けられたベルトユニット22と、このベルトユニット22を、回動軸を中心として回動させるスリップ角アクチュエータ23(図2参照)と、スリップ角センサ29(図2参照)と、を備える。 The road surface simulating device 2 includes a base 21 fixed to a horizontal floor surface and a belt unit 22 rotatably provided around a rotation axis OSA along a vertical direction perpendicular to the base 21. A slip angle actuator 23 (see FIG. 2) that rotates the belt unit 22 about a rotation axis, and a slip angle sensor 29 (see FIG. 2) are provided.

ベルトユニット22は、回転可能に設けられた一対の筒状のベルトドラム24a,24bと、これらベルトドラム24a.24bの外周に架け渡された無端帯状のフラットベルト25と、を備える。フラットベルト25の外周面には、実路面を模した加工が施されている。これにより、フラットベルト25の外周面のうち鉛直上方の面は、タイヤTが接する模擬路面25aとなっている。これらベルトドラム24a,24bの回転軸は、互いに平行でありかつ上記回動軸OSAに対し垂直となっている。 The belt unit 22 includes a pair of tubular belt drums 24a and 24b rotatably provided, and these belt drums 24a. It is provided with an endless band-shaped flat belt 25 spanning the outer periphery of 24b. The outer peripheral surface of the flat belt 25 is processed to imitate a real road surface. As a result, the vertically upper surface of the outer peripheral surface of the flat belt 25 is a simulated road surface 25a in contact with the tire T. The rotation axes of the belt drums 24a and 24b are parallel to each other and perpendicular to the rotation axis OSA.

またベルトドラム24aには、その出力軸がベルトドラム24aに連結された路面駆動アクチュエータ26(図2参照)と、路面駆動アクチュエータ26の出力軸の回転速度を検出するベルト回転速度センサ27(図2参照)と、出力軸に発生する軸トルクを検出するベルト軸トルクセンサ28(図2参照)と、が設けられている。路面駆動アクチュエータ26は、総括制御装置6からの指令信号に応じてドラム24aを回転駆動する。これにより、模擬路面25aは、ベルトドラム24aの回転速度に応じた速度で、回動軸OSAに対し垂直な平面内を、路面進行方向FRに沿って流れる。ベルト回転速度センサ27は、出力軸の回転速度、すなわちベルトドラム24aの回転速度を検出し、検出値に応じたベルト回転速度検出信号ωbelを総括制御装置6へ送信する。またベルト軸トルクセンサ28は、出力軸に発生する軸トルクを検出し、検出値に応じたベルト軸トルク検出信号Tbelを総括制御装置6へ送信する。 Further, the belt drum 24a includes a road surface drive actuator 26 (see FIG. 2) whose output shaft is connected to the belt drum 24a and a belt rotation speed sensor 27 (FIG. 2) that detects the rotation speed of the output shaft of the road surface drive actuator 26. (See) and a belt shaft torque sensor 28 (see FIG. 2) that detects the shaft torque generated on the output shaft. The road surface drive actuator 26 rotationally drives the drum 24a in response to a command signal from the overall control device 6. As a result, the simulated road surface 25a flows along the road surface traveling direction FR in a plane perpendicular to the rotation axis OSA at a speed corresponding to the rotation speed of the belt drum 24a. The belt rotation speed sensor 27 detects the rotation speed of the output shaft, that is, the rotation speed of the belt drum 24a, and transmits the belt rotation speed detection signal ωbel according to the detected value to the general control device 6. Further, the belt shaft torque sensor 28 detects the shaft torque generated on the output shaft, and transmits the belt shaft torque detection signal Tbel corresponding to the detected value to the general control device 6.

スリップ角アクチュエータ23は、総括制御装置6からの信号に応じてベルトユニット22を、回動軸OSAを中心として回動させる。路面模擬装置2では、スリップ角アクチュエータ23を用いてベルトユニット22を回動させることにより、図3Aに示すように、模擬路面25a上におけるタイヤTの回転軸Rと垂直なタイヤ進行方向FTと路面進行方向FRとの成す角αであるスリップ角を調整することができる。スリップ角センサ29は、スリップ角に応じたスリップ角検出信号θSAを生成し、総括制御装置6へ送信する。 The slip angle actuator 23 rotates the belt unit 22 about the rotation shaft OSA in response to a signal from the overall control device 6. In the road surface simulation device 2, by rotating the belt unit 22 using the slip angle actuator 23, as shown in FIG. 3A, the tire traveling direction FT and the road surface perpendicular to the rotation axis R of the tire T on the simulated road surface 25a. The slip angle, which is the angle α formed by the traveling direction FR, can be adjusted. The slip angle sensor 29 generates a slip angle detection signal θSA according to the slip angle and transmits it to the overall control device 6.

タイヤ支持機構3は、ベルトユニット22のベルト送り方向Fの両端側の床面に固定された一対の台座31a,31bと、これら台座31a,31bによって両端部が支持された弧状のフレーム33と、このフレーム33によって支持された棒状の支持アーム35と、このアーム35の先端部に設けられた回転駆動ユニット36と、を備える。 The tire support mechanism 3 includes a pair of pedestals 31a and 31b fixed to the floor surfaces on both ends of the belt feeding direction F of the belt unit 22, and an arc-shaped frame 33 whose both ends are supported by the pedestals 31a and 31b. A rod-shaped support arm 35 supported by the frame 33 and a rotary drive unit 36 provided at the tip of the arm 35 are provided.

フレーム33は、フラットベルト25の鉛直上方を延びる。フレーム33の両端部は、それぞれ、台座31a,31bによってフラットベルト25の延在方向と略垂直な回動軸OCAを中心として回動自在に支持されている。また台座31aには、フレーム33を、回動軸OCAを中心として回動駆動するキャンバー角調整アクチュエータ32(図2参照)と、フレーム33の模擬路面25aに対する角度を検出するキャンバー角センサ34と、が設けられている。キャンバー角調整アクチュエータ32は、総括制御装置6からの指令信号に応じてフレーム33を、回動軸OCAを中心として回動させる。タイヤ支持機構3では、このキャンバー角調整アクチュエータ32を用いてフレーム33及びこれに支持された支持アーム35を回動させることにより、図3Bに示すように、模擬路面25a上におけるタイヤTの回転軸Rと模擬路面25aとの成す角、すなわち模擬路面25aの法線と回転軸Rと垂直な面との成す角βであるキャンバー角を調整することができる。キャンバー角センサ34は、キャンバー角に応じたキャンバー角検出信号θCAを生成し、総括制御装置6へ送信する。 The frame 33 extends vertically above the flat belt 25. Both ends of the frame 33 are rotatably supported by pedestals 31a and 31b about a rotation axis OCA substantially perpendicular to the extending direction of the flat belt 25, respectively. Further, the pedestal 31a includes a camber angle adjusting actuator 32 (see FIG. 2) that rotationally drives the frame 33 about the rotation axis OCA, and a camber angle sensor 34 that detects the angle of the frame 33 with respect to the simulated road surface 25a. Is provided. The camber angle adjusting actuator 32 rotates the frame 33 about the rotation axis OCA in response to a command signal from the overall control device 6. In the tire support mechanism 3, the camber angle adjusting actuator 32 is used to rotate the frame 33 and the support arm 35 supported by the frame 33, so that the rotation shaft of the tire T on the simulated road surface 25a is as shown in FIG. 3B. The camber angle formed by R and the simulated road surface 25a, that is, the camber angle formed by the normal of the simulated road surface 25a and the plane perpendicular to the rotation axis R, can be adjusted. The camber angle sensor 34 generates a camber angle detection signal θCA according to the camber angle and transmits it to the overall control device 6.

支持アーム35は、模擬路面25aに対し垂直な鉛直方向に沿って延びる。支持アーム35の基端部は、フレーム33によって支持アーム35の延在方向に沿って摺動自在に支持されている。フレーム33には、支持アーム35を、支持アーム35の延在方向に沿って変位させる垂直荷重調整アクチュエータ37(図2参照)が設けられている。垂直荷重調整アクチュエータ37は、総括制御装置6からの指令信号に応じて、支持アーム35を、その延在方向に沿って変位させる。タイヤ支持機構3では、この垂直荷重調整アクチュエータ37を用いて支持アーム35を変位させることにより、タイヤTを模擬路面25aに接触させたり、タイヤTを模擬路面25aに押さえつける力である垂直荷重を調整したりすることができる。 The support arm 35 extends along a vertical direction perpendicular to the simulated road surface 25a. The base end portion of the support arm 35 is slidably supported by the frame 33 along the extending direction of the support arm 35. The frame 33 is provided with a vertical load adjusting actuator 37 (see FIG. 2) that displaces the support arm 35 along the extending direction of the support arm 35. The vertical load adjusting actuator 37 displaces the support arm 35 along its extending direction in response to a command signal from the overall control device 6. In the tire support mechanism 3, the support arm 35 is displaced by using the vertical load adjusting actuator 37 to bring the tire T into contact with the simulated road surface 25a and adjust the vertical load which is a force for pressing the tire T against the simulated road surface 25a. Can be done.

回転駆動ユニット36は、支持アーム35の先端部において、タイヤTを回転自在に支持する。図2に示すように、回転駆動ユニット36は、タイヤ駆動アクチュエータ38と、力センサ39と、タイヤ軸トルクセンサ40と、タイヤ回転速度センサ41と、を備える。 The rotary drive unit 36 rotatably supports the tire T at the tip of the support arm 35. As shown in FIG. 2, the rotation drive unit 36 includes a tire drive actuator 38, a force sensor 39, a tire shaft torque sensor 40, and a tire rotation speed sensor 41.

タイヤ駆動アクチュエータ38は、支持アーム35に対し略垂直に延びる出力軸38aを備える。出力軸38aは、タイヤTのハブに連結されている。タイヤ駆動アクチュエータ38は、総括制御装置6からの指令信号に応じてタイヤTを回転駆動する。タイヤ回転速度センサ41は、タイヤ駆動アクチュエータ38の出力軸の回転速度、すなわちタイヤTの回転速度を検出し、検出値に応じたタイヤ回転速度検出信号ωtireを総括制御装置6へ送信する。 The tire drive actuator 38 includes an output shaft 38a extending substantially perpendicular to the support arm 35. The output shaft 38a is connected to the hub of the tire T. The tire drive actuator 38 rotationally drives the tire T in response to a command signal from the overall control device 6. The tire rotation speed sensor 41 detects the rotation speed of the output shaft of the tire drive actuator 38, that is, the rotation speed of the tire T, and transmits a tire rotation speed detection signal ωtire according to the detected value to the general control device 6.

力センサ39は、模擬路面25a上で運動するタイヤTに作用する力を検出する。この力センサ39には、例えば、図3Cに示すようにタイヤTに作用する6分力のうちの5つを検出する5分力計が用いられる。より具体的には、力センサ39は、タイヤTの進行方向軸Xに沿った前後力に応じた前後力検出信号Fxと、タイヤTの横方向軸Yに沿った横力に応じた横力検出信号Fyと、タイヤTの縦方向軸Zに沿った垂直荷重に応じた垂直荷重検出信号Fzと、タイヤTの進行方向軸X周りのモーメントに応じたオーバターニング検出信号Mxと、及びタイヤTの縦方向軸周りのモーメントに応じたセルフアライニングトルク検出信号Mzと、を総括制御装置6へ送信する。なお以下では、力センサ39によって生成される上記5つの信号Fx,Fy,Fz,Mx,Mzをまとめて“F5”と表記する。 The force sensor 39 detects the force acting on the tire T moving on the simulated road surface 25a. As the force sensor 39, for example, as shown in FIG. 3C, a 5-component force meter that detects 5 of the 6-component forces acting on the tire T is used. More specifically, the force sensor 39 has a front-rear force detection signal Fx according to the front-rear force along the traveling direction axis X of the tire T and a lateral force according to the lateral force along the lateral axis Y of the tire T. The detection signal Fy, the vertical load detection signal Fz according to the vertical load along the vertical axis Z of the tire T, the overturning detection signal Mx according to the moment around the traveling direction axis X of the tire T, and the tire T. The self-aligning torque detection signal Mz according to the moment around the vertical axis of the above is transmitted to the general control device 6. In the following, the above five signals Fx, Fy, Fz, Mx, and Mz generated by the force sensor 39 are collectively referred to as “F5”.

タイヤ軸トルクセンサ40は、タイヤ駆動アクチュエータ38の出力軸に発生するトルク、すなわちタイヤTの横方向軸周りのモーメントに応じたタイヤ軸トルク検出信号Tshを総括制御装置6へ送信する。 The tire shaft torque sensor 40 transmits the torque generated in the output shaft of the tire drive actuator 38, that is, the tire shaft torque detection signal Tsh according to the moment around the lateral axis of the tire T to the general control device 6.

図4は、総括制御装置6の機能ブロック図である。総括制御装置6は、現実のタイヤTによって模擬路面25a上を走行する仮想車両の挙動を、タイヤ試験ユニット1に設けられた複数のセンサの検出信号を入力として模擬することにより、タイヤ試験ユニット1に設けられた複数のアクチュエータへの入力信号を生成し、これら入力信号を各アクチュエータに入力する。 FIG. 4 is a functional block diagram of the overall control device 6. The general control device 6 simulates the behavior of a virtual vehicle traveling on the simulated road surface 25a by the actual tire T by using the detection signals of a plurality of sensors provided in the tire test unit 1 as inputs, thereby simulating the tire test unit 1. Input signals to a plurality of actuators provided in the above are generated, and these input signals are input to each actuator.

総括制御装置6は、入出力信号をA/D変換するI/Oインターフェース、各種プログラムに従って演算処理を実行するCPU、各種データを記憶するROM及びRAM等の記憶手段、作業者が各種指令を入力するために操作可能な入力手段、並びに演算結果等を作業者が視認可能な態様で表示する表示手段等のハードウェアによって構成されるコンピュータである。また総括制御装置6には、以下で説明する機能を備えるモジュールとして、ステアリング角指令演算部61と、スロットル開度指令演算部62と、車両モデル演算部63と、スリップ角コントローラ65と、垂直荷重コントローラ66と、キャンバー角コントローラ67と、タイヤ速度コントローラ68と、ベルトコントローラ69とが、上記ハードウェアによって構成されている。 The general control device 6 has an I / O interface that A / D-converts input / output signals, a CPU that executes arithmetic processing according to various programs, storage means such as ROM and RAM for storing various data, and an operator inputs various commands. It is a computer composed of hardware such as input means that can be operated for the purpose and display means that displays calculation results and the like in a manner that can be visually recognized by an operator. Further, the overall control device 6 includes a steering angle command calculation unit 61, a throttle opening command calculation unit 62, a vehicle model calculation unit 63, a slip angle controller 65, and a vertical load as modules having the functions described below. The controller 66, the camber angle controller 67, the tire speed controller 68, and the belt controller 69 are composed of the above hardware.

ステアリング角指令演算部61は、車両モデル演算部63における演算によってその挙動が再現される仮想車両のステアリング角度に対する指令に相当するステアリング角指令信号θSTを生成する。より具体的には、ステアリング角指令演算部61は、予め定められた車体角指令信号θY_cmdと車両モデル演算部63における演算によって算出される仮想車両の車体ヨー角信号θYとの偏差に基づくPI制御によって、この偏差が無くなるようにステアリング角指令信号θSTを生成し、車両モデル演算部63へ入力する。 The steering angle command calculation unit 61 generates a steering angle command signal θST corresponding to a command for the steering angle of the virtual vehicle whose behavior is reproduced by the calculation in the vehicle model calculation unit 63. More specifically, the steering angle command calculation unit 61 performs PI control based on the deviation between the predetermined vehicle body angle command signal θY_cmd and the vehicle body yaw angle signal θY of the virtual vehicle calculated by the calculation in the vehicle model calculation unit 63. The steering angle command signal θST is generated so as to eliminate this deviation, and is input to the vehicle model calculation unit 63.

スロットル開度指令演算部62は、車両モデル演算部63における演算によってその挙動が再現される仮想車両のスロットル開度に対する指令に相当するスロットル開度指令信号Thを生成する。より具体的には、スロットル開度指令演算部62は、予め定められた車速指令信号V_cmdと車両モデル演算部63における演算によって算出される仮想車両の車体速度信号Vxとの偏差に基づくPI制御によって、この偏差が無くなるようにスロットル開度指令信号Thを生成し、車両モデル演算部63へ入力する。 The throttle opening command calculation unit 62 generates a throttle opening command signal Th corresponding to a command for the throttle opening of the virtual vehicle whose behavior is reproduced by the calculation in the vehicle model calculation unit 63. More specifically, the throttle opening command calculation unit 62 uses PI control based on the deviation between the predetermined vehicle speed command signal V_cmd and the vehicle body speed signal Vx of the virtual vehicle calculated by the calculation in the vehicle model calculation unit 63. , A throttle opening command signal Th is generated so that this deviation disappears, and is input to the vehicle model calculation unit 63.

車両モデル演算部63は、ステアリング角指令信号θSTと、スロットル開度指令信号Thと、タイヤ回転速度検出信号ωtireと、力センサ39の5つの検出信号F5と、を入力として用いて、仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって、タイヤ試験ユニット1の各アクチュエータへの入力信号に対する指令信号に相当するスリップ角指令信号θSA_cmdと、垂直荷重指令信号Fz_cmdと、キャンバー角指令信号θCA_cmdと、タイヤ速度指令信号ωtire_cmdと、を生成する。 The vehicle model calculation unit 63 uses the steering angle command signal θST, the throttle opening command signal Th, the tire rotation speed detection signal ωtire, and the five detection signals F5 of the force sensor 39 as inputs to the virtual vehicle. By performing a calculation simulating the behavior, a slip angle command signal θSA_cmd corresponding to a command signal for an input signal to each actuator of the tire test unit 1, a vertical load command signal Fz_cmd, a camber angle command signal θCA_cmd, and a tire speed A command signal ωtire_cmd is generated.

より具体的には、車両モデル演算部63では、仮想車両を構成する複数の装置を、仮想ステアリングシステム要素と、仮想パワートレイン要素と、現実のタイヤTと、これら仮想ステアリングシステム要素、仮想パワートレイン要素、及びタイヤT以外の残余装置によって構成される仮想車体要素と、に分けるとともに、各要素の挙動を別々の演算によって再現することにより、仮想車両全体の挙動を再現する。 More specifically, in the vehicle model calculation unit 63, a plurality of devices constituting the virtual vehicle are provided with a virtual steering system element, a virtual power train element, a real tire T, these virtual steering system elements, and a virtual power train. The behavior of the entire virtual vehicle is reproduced by dividing it into an element and a virtual vehicle body element composed of a residual device other than the tire T, and reproducing the behavior of each element by separate calculations.

車両モデル演算部63には、仮想ステアリングシステム要素の挙動を演算によって再現するステアリングシミュレータ631と、仮想パワートレイン要素の挙動を演算によって再現するパワートレインシミュレータ632と、仮想車体要素の挙動を演算によって再現する車体シミュレータ633と、が構成されている。 The vehicle model calculation unit 63 includes a steering simulator 631 that reproduces the behavior of the virtual steering system element by calculation, a powertrain simulator 632 that reproduces the behavior of the virtual powertrain element by calculation, and a behavior of the virtual vehicle body element by calculation. The vehicle body simulator 633 and the vehicle body simulator 633 are configured.

ステアリングシミュレータ631では、仮想的な運転者によるステアリング操作から仮想車両の転舵輪であるタイヤTのスリップ角までの仮想ステアリングシステム要素の入出力特性を、演算によって再現する。より具体的には、ステアリングシミュレータ631では、ステアリング角指令演算部61によって算出されたステアリング角指令信号θSTが入力されると、上記仮想ステアリングシステム要素の入出力特性を模擬した演算を行うことによってステアリング角指令信号θSTに応じたスリップ角指令信号θSA_cmdを生成し、これをスリップ角コントローラ65へ入力する。 In the steering simulator 631, the input / output characteristics of the virtual steering system elements from the steering operation by the virtual driver to the slip angle of the tire T, which is the steering wheel of the virtual vehicle, are reproduced by calculation. More specifically, in the steering simulator 631, when the steering angle command signal θST calculated by the steering angle command calculation unit 61 is input, the steering is performed by performing a calculation simulating the input / output characteristics of the virtual steering system element. A slip angle command signal θSA_cmd corresponding to the angle command signal θST is generated, and this is input to the slip angle controller 65.

現実のステアリングシステム要素の入出力特性は一般的には非線形である。そこでステアリングシミュレータ631では、このような入出力特性の非線形性を的確に再現できるように、例えば、現実のステアリングシステム要素の入出力特性を測定することによって構築されたマップやテーブルを用いることによって、ステアリング角指令信号θSTに応じたスリップ角指令信号θSA_cmdを生成する。 The input / output characteristics of actual steering system elements are generally non-linear. Therefore, in the steering simulator 631, for example, by using a map or a table constructed by measuring the input / output characteristics of the actual steering system elements so that the non-linearity of the input / output characteristics can be accurately reproduced. The slip angle command signal θSA_cmd corresponding to the steering angle command signal θST is generated.

パワートレインシミュレータ632では、仮想車両における仮想動力発生源である仮想エンジンから仮想車両の駆動輪であるタイヤTのハブに連結される仮想出力軸までの仮想パワートレイン要素の入出力特性を、演算によって再現する。より具体的には、パワートレインシミュレータ632では、スロットル開度指令演算部62によって算出されたスロットル開度指令信号Thと、図示しない処理によって算出された仮想的な動力発生源であるエンジンの回転数ωengと、タイヤ回転速度検出信号ωtireと、を含む複数の入力信号が入力されると、後述のパワートレインモデルを用いて、上記仮想パワートレイン要素における仮想エンジンから仮想出力軸までの挙動を模擬した演算を行うことによってこれら入力信号に応じた車軸トルク信号Tshaftを生成し、これを車体シミュレータ633へ入力する。ここで車軸トルク信号Tshaftとは、上記仮想パワートレイン要素の仮想出力軸に発生するトルクである車軸トルクに対する指令信号に相当する。 In the powertrain simulator 632, the input / output characteristics of the virtual powertrain elements from the virtual engine, which is the virtual power generation source in the virtual vehicle, to the virtual output shaft connected to the hub of the tire T, which is the driving wheel of the virtual vehicle, are calculated. Reproduce. More specifically, in the power train simulator 632, the throttle opening command signal Th calculated by the throttle opening command calculation unit 62 and the engine speed which is a virtual power generation source calculated by a process (not shown) When a plurality of input signals including ωeng and the tire rotation speed detection signal ωtire are input, the behavior from the virtual engine to the virtual output shaft in the above virtual powertrain element is simulated using the powertrain model described later. By performing the calculation, the axle torque signal Tshaft corresponding to these input signals is generated, and this is input to the vehicle body simulator 633. Here, the axle torque signal Tshaft corresponds to a command signal for the axle torque, which is the torque generated on the virtual output shaft of the virtual powertrain element.

図5は、パワートレインシミュレータ632で用いられるパワートレインモデルMの構成を示す図である。図5に示すように、パワートレインモデルMは、仮想エンジンの入出力特性を模擬するエンジン出力モデルMeと、仮想エンジンの仮想クランクシャフトから仮想出力軸までの機械特性を模擬するパワートレイン機械モデルMpと、を組み合わせて構成される。 FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a power train model M used in the power train simulator 632. As shown in FIG. 5, the powertrain model M includes an engine output model Me that simulates the input / output characteristics of the virtual engine and a powertrain machine model Mp that simulates the mechanical characteristics from the virtual crankshaft to the virtual output shaft of the virtual engine. And are combined.

エンジン出力モデルMeは、スロットル開度指令信号Th及びエンジン回転数ωengを入力として、仮想エンジンの入出力特性を模擬した演算を行うことによって、エンジントルクTengを生成する。なお、現実のエンジンの入出力特性は一般的には非線形である。そこでエンジン出力モデルMeでは、このような入出力特性の非線形性を的確に再現できるように、例えば現実のエンジンの入出力特性を測定することによって構築されたマップやテーブルを用いることによって、スロットル開度指令信号Th及びエンジン回転数ωengに応じたエンジントルクTengを生成する。 The engine output model Me generates an engine torque Teng by performing a calculation simulating the input / output characteristics of the virtual engine by inputting the throttle opening command signal Th and the engine speed ωeng. The input / output characteristics of an actual engine are generally non-linear. Therefore, in the engine output model Me, the throttle is opened by using a map or table constructed by, for example, measuring the input / output characteristics of an actual engine so that the non-linearity of such input / output characteristics can be accurately reproduced. The engine torque Teng is generated according to the degree command signal Th and the engine speed ωeng.

パワートレイン機械モデルMpは、エンジントルクTeng及びタイヤ回転速度検出信号ωtireを入力として、仮想パワートレイン要素の機械特性を模擬した演算を行うことによって、車軸トルク信号Tshaftを生成する。パワートレイン機械モデルMpでは、仮想パワートレイン要素を、仮想エンジンと、その入力軸が仮想エンジンの出力軸と連結された仮想トルクコンバータと、その入力軸が仮想トルクコンバータの出力軸と連結された仮想トランスミッションと、この仮想トランスミッションの出力軸と連結された仮想出力軸と、で構成されるものとする。そしてパワートレイン機械モデルMpでは、図5に示すように、仮想エンジンの機械特性をエンジン機械モデルMp1によって再現し、仮想トルクコンバータの機械特性をトルクコンバータ機械モデルMp2によって再現し、仮想トランスミッションの機械特性をトランスミッション機械モデルMp3によって再現し、仮想出力軸の機械特性を出力軸機械モデルMp4によって再現する。 The powertrain mechanical model Mp generates an axle torque signal Tshaft by performing an operation simulating the mechanical characteristics of a virtual powertrain element by inputting an engine torque Teng and a tire rotation speed detection signal ωtire. In the powertrain machine model Mp, the virtual powertrain element is a virtual engine, a virtual torque converter whose input shaft is connected to the output shaft of the virtual engine, and a virtual whose input shaft is connected to the output shaft of the virtual torque converter. It shall consist of a transmission and a virtual output shaft connected to the output shaft of this virtual transmission. Then, in the powertrain mechanical model Mp, as shown in FIG. 5, the mechanical characteristics of the virtual engine are reproduced by the engine mechanical model Mp1, the mechanical characteristics of the virtual torque converter are reproduced by the torque converter mechanical model Mp2, and the mechanical characteristics of the virtual transmission are reproduced. Is reproduced by the transmission machine model Mp3, and the mechanical characteristics of the virtual output shaft are reproduced by the output shaft machine model Mp4.

エンジン機械モデルMp1では、仮想エンジンを、所定のエンジン慣性モーメントJEを有しかつエンジン出力モデルMeによって算出されたエンジントルクTengが入力される慣性体として扱うことにより、その機械特性を模擬する。 The engine mechanical model Mp1 simulates the mechanical characteristics of a virtual engine by treating it as an inertial body having a predetermined moment of inertia JE and inputting an engine torque Teng calculated by the engine output model Me.

トルクコンバータ機械モデルMp2では、慣性体が連結される入力軸から仮想トランスミッションの入力軸が連結される出力軸までの仮想トルクコンバータの機械特性を、例えば、予め実機を用いて構築されたマップやテーブル等を用いることによって模擬する。またトルクコンバータ機械モデルMp2では、その入力軸は慣性体に連結されていることから、その回転速度は慣性体の回転速度と等しいものとして扱う。 In the torque converter mechanical model Mp2, the mechanical characteristics of the virtual torque converter from the input shaft to which the inertial body is connected to the output shaft to which the input shaft of the virtual transmission is connected are, for example, a map or table constructed in advance using an actual machine. Etc. are used to simulate. Further, in the torque converter mechanical model Mp2, since the input shaft is connected to the inertial body, its rotation speed is treated as equal to the rotation speed of the inertial body.

トランスミッション機械モデルMp3では、仮想トルクコンバータの出力軸が連結される入力軸から仮想出力軸が連結される出力軸までの仮想トランスミッションの機械特性を、例えば、予め実機を用いて構築されたマップやテーブル等を用いることによって模擬する。またトランスミッション機械モデルMp3では、その入力軸は仮想トルクコンバータの出力軸に連結されていることから、その回転速度は仮想トルクコンバータの出力軸の回転速度と等しいものとして扱う。 In the transmission machine model Mp3, the mechanical characteristics of the virtual transmission from the input shaft to which the output shaft of the virtual torque converter is connected to the output shaft to which the virtual output shaft is connected are, for example, a map or a table constructed in advance using an actual machine. Etc. are used to simulate. Further, in the transmission machine model Mp3, since the input shaft is connected to the output shaft of the virtual torque converter, the rotation speed is treated as equal to the rotation speed of the output shaft of the virtual torque converter.

出力軸機械モデルMp4では、仮想出力軸を、所定の出力軸慣性モーメントJshaftを有し、かつ所定のばね剛性K及び減衰係数Cを有する軸体として扱うことにより、その機械特性を模擬する。出力軸機械モデルMp4では、軸体の入力側は仮想トランスミッションの出力軸に連結されていることから、この軸体の入力側の回転速度は仮想トランスミッションの出力軸の回転速度と等しいものとして扱う。また出力軸機械モデルMp4では、軸体の出力側はタイヤTのハブに連結されていることから、その回転速度はタイヤ回転速度検出信号ωtireと等しいものとして扱う。 In the output shaft mechanical model Mp4, the virtual output shaft is treated as a shaft body having a predetermined output shaft moment of inertia Jshaft and a predetermined spring rigidity K and damping coefficient C to simulate its mechanical characteristics. In the output shaft mechanical model Mp4, since the input side of the shaft body is connected to the output shaft of the virtual transmission, the rotation speed of the input side of this shaft body is treated as equal to the rotation speed of the output shaft of the virtual transmission. Further, in the output shaft machine model Mp4, since the output side of the shaft body is connected to the hub of the tire T, its rotation speed is treated as being equal to the tire rotation speed detection signal ωtire.

パワートレイン機械モデルMpでは、以上のように構成された機械モデルMp1〜Mp4を組み合わせることにより、エンジントルクTeng及びタイヤ回転速度検出信号ωtireに応じた車軸トルク信号Tshaftを生成する。 In the power train mechanical model Mp, the axle torque signal Tshaft corresponding to the engine torque Teng and the tire rotation speed detection signal ωtire is generated by combining the mechanical models Mp1 to Mp4 configured as described above.

図4に戻り、車体シミュレータ633では、仮想車両の残余装置、より具体的には、仮想車両の車体、仮想車両のタイヤT以外の残余タイヤ、これらタイヤT及び残余タイヤと車体とを連結するサスペンション要素等の入出力特性を、演算によって再現する。より具体的には、車体シミュレータ633では、力センサ39の5つの検出信号F5と、パワートレインシミュレータ632によって算出された車軸トルク信号Tshaftと、が入力されると、上記残余装置の入出力特性を模擬した演算を行うことによって、仮想車両におけるタイヤTに作用する垂直荷重と、タイヤTのキャンバー角と、タイヤTの回転速度と、仮想車体のヨー角と、仮想車体の速度と、を算出する。また車体シミュレータ633では、算出した垂直荷重を垂直荷重指令信号Fz_cmdとし、キャンバー角をキャンバー角指令信号θCA_cmdとし、回転速度をタイヤ速度指令信号ωtire_cmdとして、各々を垂直荷重コントローラ66、キャンバー角コントローラ67、及びタイヤ速度コントローラ68へ入力する。さらに車体シミュレータ633では、算出した仮想車体のヨー角を車体ヨー角信号θTYとし、仮想車体の速度を車体速度信号Vxとして、各々をステアリング角指令演算部61及びスロットル開度指令演算部62へ入力する。 Returning to FIG. 4, in the vehicle body simulator 633, the residual device of the virtual vehicle, more specifically, the vehicle body of the virtual vehicle, the residual tires other than the tire T of the virtual vehicle, the tire T and the suspension connecting the residual tire and the vehicle body. The input / output characteristics of elements etc. are reproduced by calculation. More specifically, in the vehicle body simulator 633, when the five detection signals F5 of the force sensor 39 and the axle torque signal Tshaft calculated by the power train simulator 632 are input, the input / output characteristics of the residual device are changed. By performing a simulated calculation, the vertical load acting on the tire T in the virtual vehicle, the camber angle of the tire T, the rotation speed of the tire T, the yaw angle of the virtual vehicle body, and the speed of the virtual vehicle body are calculated. .. Further, in the vehicle body simulator 633, the calculated vertical load is set as the vertical load command signal Fz_cmd, the camber angle is set as the camber angle command signal θCA_cmd, and the rotation speed is set as the tire speed command signal ωtire_cmd, which are the vertical load controller 66 and the camber angle controller 67. And input to the tire speed controller 68. Further, in the vehicle body simulator 633, the calculated yaw angle of the virtual vehicle body is set as the vehicle body yaw angle signal θTY, the speed of the virtual vehicle body is set as the vehicle body speed signal Vx, and each is input to the steering angle command calculation unit 61 and the throttle opening command calculation unit 62. To do.

スリップ角コントローラ65は、車両モデル演算部63によって算出されるスリップ角指令信号θSA_cmdと、スリップ角センサ29から送信されるスリップ角検出信号θSAとの偏差に基づくPI制御によって、この偏差が無くなるようにスリップ角アクチュエータ23への入力信号を生成し、スリップ角アクチュエータ23へ入力する。 The slip angle controller 65 eliminates this deviation by PI control based on the deviation between the slip angle command signal θSA_cmd calculated by the vehicle model calculation unit 63 and the slip angle detection signal θSA transmitted from the slip angle sensor 29. An input signal to the slip angle actuator 23 is generated and input to the slip angle actuator 23.

垂直荷重コントローラ66は、車両モデル演算部63によって算出される垂直荷重指令信号Fz_cmdと、力センサ38から送信される垂直荷重検出信号Fzとの偏差に基づくPI制御によって、この偏差が無くなるように垂直荷重調整アクチュエータ37への入力信号を生成し、垂直荷重調整アクチュエータ37へ入力する。 The vertical load controller 66 is vertical so that this deviation is eliminated by PI control based on the deviation between the vertical load command signal Fz_cmd calculated by the vehicle model calculation unit 63 and the vertical load detection signal Fz transmitted from the force sensor 38. An input signal to the load adjusting actuator 37 is generated and input to the vertical load adjusting actuator 37.

キャンバー角コントローラ67は、車両モデル演算部63によって算出されるキャンバー角指令信号θCA_cmdと、キャンバー角センサ34から送信されるキャンバー角検出信号θCAとの偏差に基づくPI制御によって、この偏差が無くなるようにキャンバー角調整アクチュエータ32への入力信号を生成し、キャンバー角調整アクチュエータ32へ入力する。 The camber angle controller 67 eliminates this deviation by PI control based on the deviation between the camber angle command signal θCA_cmd calculated by the vehicle model calculation unit 63 and the camber angle detection signal θCA transmitted from the camber angle sensor 34. An input signal to the camber angle adjusting actuator 32 is generated and input to the camber angle adjusting actuator 32.

タイヤ速度コントローラ68は、車両モデル演算部63によって算出されるタイヤ速度指令信号ωtire_cmdと、タイヤ回転速度センサ41から送信されるタイヤ回転速度検出信号ωtireとの偏差に基づくPI制御によって、この偏差が無くなるようにタイヤ駆動アクチュエータ38への入力信号を生成し、タイヤ駆動アクチュエータ38へ入力する。 The tire speed controller 68 eliminates this deviation by PI control based on the deviation between the tire speed command signal ωtire_cmd calculated by the vehicle model calculation unit 63 and the tire rotation speed detection signal ωtire transmitted from the tire rotation speed sensor 41. The input signal to the tire drive actuator 38 is generated and input to the tire drive actuator 38.

ベルトコントローラ69は、フラットベルトによって仮想車両に対して予め設定された設定慣性Jsetを実現するような電気慣性制御を行うことにより、路面駆動アクチュエータ26への入力信号を生成する。より具体的には、ベルトコントローラ69は、ベルト軸トルクセンサ28から送信されるベルト軸トルク検出信号Tbelに設定慣性Jsetの逆数を乗じたものを積分することによってベルト回転速度指令信号ωbel_cmdを生成する。またベルトコントローラ69は、生成したベルト回転速度指令信号ωbel_cmdとベルト回転速度センサ27から送信されるベルト回転速度検出信号ωbelとの偏差に基づくPI制御によって、この偏差が無くなるように路面駆動アクチュエータ26への入力信号を生成し、路面駆動アクチュエータ26へ入力する。 The belt controller 69 generates an input signal to the road surface drive actuator 26 by performing electric inertia control so as to realize a preset inertia Jset for the virtual vehicle by the flat belt. More specifically, the belt controller 69 generates the belt rotation speed command signal ωbel_cmd by integrating the belt shaft torque detection signal Tbel transmitted from the belt shaft torque sensor 28 multiplied by the reciprocal of the set inertia Jset. .. Further, the belt controller 69 transfers the belt rotation speed command signal ωbel_cmd to the road surface drive actuator 26 so as to eliminate this deviation by PI control based on the deviation between the belt rotation speed detection signal ωbel transmitted from the belt rotation speed sensor 27. Is generated and input to the road surface drive actuator 26.

本実施形態の試験装置Sによれば、以下の効果を奏する。
(1)試験装置Sでは、タイヤ試験ユニット1の複数のアクチュエータ32,37,38への入力信号を、パワートレインシミュレータ632と車体シミュレータ633とを備える総括制御装置6によって生成する。ここでパワートレインシミュレータ632には、仮想車両に搭載される仮想パワートレインに対するスロットル開度指令信号Thに応じて、仮想パワートレインの仮想出力軸に発生するトルクに相当する車軸トルク信号Tshaftを生成するものを用いる。また車体シミュレータ633では、タイヤ試験ユニット1において現実のタイヤTの状態に応じて生成された力センサ39の検出信号F5と、パワートレインシミュレータ632の出力である車軸トルク信号Tshaftと、を入力として用いて、仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによってアクチュエータ32,37,38への入力信号を生成する。以上のように本発明では、車体シミュレータ633において仮想車両の挙動を模擬する際には、現実のタイヤTの状態に応じた検出信号F5に加えて、パワートレインシミュレータ632にスロットル開度指令信号Thを入力することによって生成される車軸トルク信号Tshaftを入力として用いることにより、パワートレインの非線形的な入出力特性を加味し、車両の挙動を精度良く再現することができる。
According to the test apparatus S of the present embodiment, the following effects are obtained.
(1) In the test device S, input signals to the plurality of actuators 32, 37, 38 of the tire test unit 1 are generated by the overall control device 6 including the power train simulator 632 and the vehicle body simulator 633. Here, the power train simulator 632 generates an axle torque signal Tshaft corresponding to the torque generated in the virtual output shaft of the virtual power train in response to the throttle opening command signal Th for the virtual power train mounted on the virtual vehicle. Use things. Further, in the vehicle body simulator 633, the detection signal F5 of the force sensor 39 generated in the tire test unit 1 according to the actual state of the tire T and the axle torque signal Tshaft, which is the output of the power train simulator 632, are used as inputs. Then, the input signals to the actuators 32, 37, and 38 are generated by performing the calculation simulating the behavior of the virtual vehicle. As described above, in the present invention, when simulating the behavior of the virtual vehicle in the vehicle body simulator 633, in addition to the detection signal F5 according to the actual state of the tire T, the power train simulator 632 is given the throttle opening command signal Th. By using the axle torque signal Tshaft generated by inputting the above as an input, it is possible to accurately reproduce the behavior of the vehicle by adding the non-linear input / output characteristics of the power train.

(2)試験装置Sでは、タイヤ回転速度センサ41によって現実のタイヤTの回転速度を検出し、パワートレインシミュレータ632では、スロットル開度指令信号Thに加えてタイヤ回転速度検出信号ωtireに応じて車軸トルク信号Tshaftを生成する。このようにパワートレインシミュレータ632への入力にタイヤ回転速度検出信号ωtireを加えることにより、現実のタイヤTの回転速度と、パワートレインシミュレータ632における仮想出力軸の回転速度とを一致させることができる。またこれにより、パワートレインシミュレータ632では、現実のタイヤTの回転速度に応じた適切な車軸トルク信号Tshaftを生成できるので、車体シミュレータ633における車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。 (2) In the test device S, the actual rotation speed of the tire T is detected by the tire rotation speed sensor 41, and in the power train simulator 632, the axle is responded to the tire rotation speed detection signal ωtire in addition to the throttle opening command signal Th. Generates a torque signal Tshaft. By adding the tire rotation speed detection signal ωtire to the input to the power train simulator 632 in this way, the actual rotation speed of the tire T can be matched with the rotation speed of the virtual output shaft in the power train simulator 632. Further, as a result, the power train simulator 632 can generate an appropriate axle torque signal Tshaft according to the actual rotation speed of the tire T, so that the reproduction accuracy of the vehicle behavior in the vehicle body simulator 633 can be further improved.

(3)試験装置Sのパワートレインシミュレータ632では、スロットル開度指令信号Th及びタイヤ回転速度検出信号ωtireを入力として、仮想動力発生源から仮想出力軸までの挙動を模擬した演算を行うことによって車軸トルク信号Tshaftを生成し、これを車体シミュレータ633の演算に用いる。これにより、現実のパワートレインを用いることなく演算によって、車体シミュレータ633における車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。 (3) In the power train simulator 632 of the test device S, the throttle opening command signal Th and the tire rotation speed detection signal ωtire are input, and the axle is calculated by simulating the behavior from the virtual power generation source to the virtual output shaft. A torque signal Tshaft is generated and used for the calculation of the vehicle body simulator 633. As a result, the accuracy of reproducing the behavior of the vehicle in the vehicle body simulator 633 can be further improved by calculation without using the actual power train.

(4)パワートレインシミュレータ632のエンジン機械モデルMp1では、仮想エンジンを慣性モーメントJEで特徴付けられた慣性体で模擬し、また出力軸機械モデルMp4では、仮想出力軸を所定のばね剛性K、減衰係数C、及び慣性モーメントJshaftで特徴付けられかつ慣性体と所定の機械モデルMp2,Mp3を介して連結される軸体で模擬する。これにより、車両が仮想する際や減速する際における車体の加速度変化や、パワートレインに含まれる軸要素の振動を再現しながら適切な車軸トルク信号Tshaftを生成することができる。またこれにより、車体シミュレータ633における車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。 (4) In the engine machine model Mp1 of the power train simulator 632, the virtual engine is simulated by an inertial body characterized by the moment of inertia JE, and in the output shaft machine model Mp4, the virtual output shaft has a predetermined spring rigidity K and damping. It is simulated by a shaft body characterized by a coefficient C and a moment of inertia Jshaft and connected to the inertial body via predetermined mechanical models Mp2 and Mp3. As a result, it is possible to generate an appropriate axle torque signal Tshaft while reproducing the acceleration change of the vehicle body when the vehicle is virtualized or decelerated and the vibration of the shaft element included in the power train. Further, this makes it possible to further improve the reproducibility of the behavior of the vehicle in the vehicle body simulator 633.

(5)試験装置Sでは、仮想出力軸を模擬した出力軸機械モデルMp4と仮想エンジンを模擬したエンジン機械モデルMp1とを、仮想トルクコンバータの機械特性を模擬したトルクコンバータ機械モデルMp2と仮想トランスミッションの機械特性を模擬したトランスミッション機械モデルMp3とを介して連結する。これにより、パワートレインシミュレータ632では、これら仮想トルクコンバータや仮想トランスミッションにおける非線形な振る舞いも再現できるので、車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。 (5) In the test device S, the output shaft machine model Mp4 simulating the virtual output shaft and the engine machine model Mp1 simulating the virtual engine are used, and the torque converter machine model Mp2 simulating the mechanical characteristics of the virtual torque converter and the virtual transmission are used. It is connected via a transmission machine model Mp3 that simulates mechanical characteristics. As a result, the powertrain simulator 632 can reproduce the non-linear behavior of these virtual torque converters and virtual transmissions, so that the accuracy of reproducing the behavior of the vehicle can be further improved.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の第2実施形態に係る試験装置SAの説明において、第1実施形態に係る試験装置Sと同じ構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the test device SA according to the second embodiment, the same components as those of the test device S according to the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図6は、本実施形態に係る試験装置SAの構成を示す図である。試験装置SAは、第1実施形態で説明したように現実のタイヤTを用いたタイヤ試験ユニット1と、現実のパワートレインを用いたパワートレイン試験ユニット7と、これらタイヤ試験ユニット1及びパワートレイン試験ユニット7を制御する総括制御装置6Aと、を備える。第1実施形態の試験装置Sでは、仮想パワートレイン要素の挙動をパワートレインシミュレータ632における演算によって再現した。これに対し本実施形態の試験装置SAでは、パワートレイン試験ユニット7によって現実のパワートレイン要素の挙動を再現する点において、第1実施形態の試験装置Sと異なる。 FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the test apparatus SA according to the present embodiment. As described in the first embodiment, the test device SA includes a tire test unit 1 using an actual tire T, a power train test unit 7 using an actual power train, and these tire test units 1 and a power train test. It includes a general control device 6A that controls the unit 7. In the test apparatus S of the first embodiment, the behavior of the virtual powertrain element was reproduced by the calculation in the powertrain simulator 632. On the other hand, the test apparatus SA of the present embodiment is different from the test apparatus S of the first embodiment in that the powertrain test unit 7 reproduces the behavior of the actual powertrain element.

図7は、現実のパワートレインWを用いたパワートレイン試験ユニット7の構成を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a power train test unit 7 using an actual power train W.

パワートレインWは、実動力発生源としてのエンジンEと、パワートレインWが搭載される仮想車両の左駆動輪が接続される左出力軸SLと、この仮想車両の右駆動輪が接続される右出力軸SRと、エンジンEで発生した動力を左出力軸SL及び右出力軸SRに伝達するトルクコンバータ及びトランスミッション等を組み合わせて構成される動力伝達機構PTと、を備える。なお本実施形態では、タイヤ試験ユニット1で用いられる現実のタイヤTは、パワートレインWの右出力軸SRに接続される右駆動輪に相当するものとするが、本発明はこれに限らない。 The power train W includes an engine E as an actual power source, a left output shaft SL to which the left drive wheel of the virtual vehicle on which the power train W is mounted is connected, and a right to which the right drive wheel of this virtual vehicle is connected. The power transmission mechanism PT is provided by combining the output shaft SR and a torque converter, a transmission, and the like that transmit the power generated by the engine E to the left output shaft SL and the right output shaft SR. In the present embodiment, the actual tire T used in the tire test unit 1 corresponds to the right drive wheel connected to the right output shaft SR of the power train W, but the present invention is not limited to this.

パワートレイン試験ユニット7は、パワートレインWと、パワートレインWの各出力軸SL,SRに連結された左動力計71L及び右動力計71Rと、各動力計71L,71Rに電力を供給する左インバータ32L及び右インバータ32Rと、各動力計71L,71Rにおける軸の回転速度を検出する左回転速度検出器73L及び右回転速度検出器73Rと、右出力軸SRに発生する軸トルクを検出する軸トルク検出器74Rと、左インバータ72Lへ左トルク電流指令信号を入力する左動力計制御装置75Lと、右インバータ72Rへ右トルク電流指令信号を入力する右動力計制御装置75Rと、パワートレインWのエンジンEを制御するエンジン制御装置76と、を備える。 The power train test unit 7 is a power train W, a left dynamometer 71L and a right dynamometer 71R connected to the output shafts SL and SR of the power train W, and a left inverter that supplies power to the dynamometers 71L and 71R. 32L and right inverter 32R, left rotation speed detector 73L and right rotation speed detector 73R that detect the rotation speed of the shaft in each dynamometer 71L, 71R, and shaft torque that detects the shaft torque generated in the right output shaft SR. The detector 74R, the left dynamometer control device 75L that inputs the left torque current command signal to the left inverter 72L, the right dynamometer control device 75R that inputs the right torque current command signal to the right inverter 72R, and the engine of the power train W. It includes an engine control device 76 that controls E.

左回転速度検出器73Lは、左動力計71Lの出力軸の回転速度である左回転速度を検出し、この左回転速度に応じた左車軸速度検出信号ωLを発生する。右回転速度検出器73Rは、右動力計71Rの出力軸の回転速度である右回転速度を検出し、この右回転速度に応じた右車軸速度検出信号ωRを発生する。 The left rotation speed detector 73L detects the left rotation speed, which is the rotation speed of the output shaft of the left dynamometer 71L, and generates a left axle speed detection signal ωL according to the left rotation speed. The right rotation speed detector 73R detects the right rotation speed, which is the rotation speed of the output shaft of the right dynamometer 71R, and generates a right axle speed detection signal ωR according to the right rotation speed.

右軸トルク検出器74Rは、右出力軸SRに発生する捩れトルクを検出し、この捩れトルクに応じた軸トルク検出信号を発生し、これを車軸トルク信号Tshaftとして総括制御装置6Aへ送信する。 The right shaft torque detector 74R detects the torsional torque generated in the right output shaft SR, generates an axle torque detection signal corresponding to the torsional torque, and transmits this as an axle torque signal Tshaft to the overall control device 6A.

エンジン制御装置76は、第1実施形態の総括制御装置6におけるスロットル開度指令演算部62と同様の手順により、エンジンEのスロットル開度に対する指令に相当するスロットル開度指令信号Thを生成する。より具体的には、エンジン制御装置76は、予め定められた車速指令信号V_cmdと、総括制御装置6Aにおける演算によって算出される仮想車両の車体速度信号Vxとの偏差に基づくPI制御によって、この偏差が無くなるようにスロットル開度指令信号Thを生成し、現実のエンジンEへ入力する。エンジンEは、このスロットル開度指令信号Thに応じた量の空気と燃料の混合気を燃焼させることによって信号Thに応じた動力を発生する。エンジンEで発生した動力は、動力伝達機構PTを介して各出力軸SL,SRに伝達され、これらを回転させる。 The engine control device 76 generates a throttle opening command signal Th corresponding to a command for the throttle opening of the engine E by the same procedure as the throttle opening command calculation unit 62 in the general control device 6 of the first embodiment. More specifically, the engine control device 76 is subjected to PI control based on the deviation between the predetermined vehicle speed command signal V_cmd and the vehicle body speed signal Vx of the virtual vehicle calculated by the calculation in the general control device 6A. Throttle opening command signal Th is generated so that there is no such thing, and is input to the actual engine E. The engine E generates power according to the signal Th by burning an air-fuel mixture in an amount corresponding to the throttle opening command signal Th. The power generated by the engine E is transmitted to the output shafts SL and SR via the power transmission mechanism PT to rotate them.

左動力計制御装置75Lは、左車軸速度検出信号ωLと所定の左回転速度に対する目標とが一致するように左回転速度を制御するための左トルク電流指令信号を生成し、これを左インバータ72Lへ入力する。左インバータ72Lは、左トルク電流指令信号に応じた電力を左動力計71Lに供給する。 The left dynamometer controller 75L generates a left torque current command signal for controlling the left rotation speed so that the left axle speed detection signal ωL and the target for a predetermined left rotation speed match, and this is used as the left inverter 72L. Enter in. The left inverter 72L supplies electric power corresponding to the left torque current command signal to the left dynamometer 71L.

右動力計制御装置75Rは、右車軸速度検出信号ωRとタイヤ試験ユニット1において検出される現実のタイヤTの回転速度に相当するタイヤ回転速度検出信号ωtireとが一致するように右回転速度を制御するための右トルク電流指令信号を生成し、これを右インバータ72Rへ入力する。 The right dynamometer control device 75R controls the right rotation speed so that the right axle speed detection signal ωR and the tire rotation speed detection signal ωtire corresponding to the actual rotation speed of the tire T detected by the tire test unit 1 match. A right torque current command signal is generated and input to the right inverter 72R.

以上のように、パワートレイン試験ユニット7では、総括制御装置6Aによって算出される車体速度信号Vxに基づいて算出したスロットル開度指令信号Thを現実のエンジンEに入力することによって出力軸SL,SRを回転させながら、同時にタイヤ試験ユニット1における現実のタイヤTの回転速度を右回転速度に対する目標として右動力計71Rの回転速度を制御したときに右軸トルク検出器74Rによって生成される車軸トルク信号Tshaftを総括制御装置6Aにフィードバックする。 As described above, in the power train test unit 7, the output shafts SL and SR are input to the actual engine E by inputting the throttle opening command signal Th calculated based on the vehicle body speed signal Vx calculated by the overall control device 6A. Axle torque signal generated by the right axis torque detector 74R when the rotation speed of the right dynamometer 71R is controlled with the actual rotation speed of the tire T in the tire test unit 1 as a target with respect to the right rotation speed. The torque is fed back to the general control device 6A.

図8は、総括制御装置6Aの機能ブロック図である。総括制御装置6Aには、ステアリング角指令演算部61と、車両モデル演算部63Aと、スリップ角コントローラ65と、垂直荷重コントローラ66と、キャンバー角コントローラ67と、タイヤ速度コントローラ68と、ベルトコントローラ69とが、上記ハードウェアによって構成されている。 FIG. 8 is a functional block diagram of the overall control device 6A. The overall control device 6A includes a steering angle command calculation unit 61, a vehicle model calculation unit 63A, a slip angle controller 65, a vertical load controller 66, a camber angle controller 67, a tire speed controller 68, and a belt controller 69. However, it is composed of the above hardware.

車両モデル演算部63Aは、ステアリング角指令信号θSTと、車軸トルク信号Tshaftと、力センサ39の5つの検出信号F5と、を入力として用いて、仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって、スリップ角指令信号θSA_cmdと、垂直荷重指令信号Fz_cmdと、キャンバー角指令信号θCA_cmdと、タイヤ速度指令信号ωtire_cmdと、を生成する。 The vehicle model calculation unit 63A uses the steering angle command signal θST, the axle torque signal Tshaft, and the five detection signals F5 of the force sensor 39 as inputs to perform a calculation simulating the behavior of the virtual vehicle. A slip angle command signal θSA_cmd, a vertical load command signal Fz_cmd, a camber angle command signal θCA_cmd, and a tire speed command signal ωtire_cmd are generated.

より具体的には、車両モデル演算部63Adeha、仮想車両を構成する複数の装置を、仮想ステアリングシステム要素と、現実のパワートレインW及びタイヤTと、これら仮想ステアリングシステム要素とパワートレインW及びタイヤT以外の残余装置によって構成される仮想車体要素と、に分けるとともに、各要素の挙動を別々の演算によって再現することにより、仮想車両全体の挙動を再現する。 More specifically, the vehicle model calculation unit 63Adeha, a plurality of devices constituting the virtual vehicle, the virtual steering system element, the actual power train W and the tire T, these virtual steering system elements, the power train W and the tire T. The behavior of the entire virtual vehicle is reproduced by dividing it into virtual vehicle body elements composed of residual devices other than the above and reproducing the behavior of each element by separate calculations.

車両モデル演算部63Aには、ステアリングシミュレータ631と、仮想車体要素の挙動を演算によって再現する車体シミュレータ633Aと、が構成されている。 The vehicle model calculation unit 63A includes a steering simulator 631 and a vehicle body simulator 633A that reproduces the behavior of virtual vehicle body elements by calculation.

車体シミュレータ633Aでは、仮想車両の残余装置、より具体的には、仮想車両の車体、仮想車両のタイヤT以外の残余タイヤ、これらタイヤT及び残余タイヤと車体とを連結するサスペンション要素等の入出力特性を、演算によって再現する。より具体的には、車体シミュレータ633Aでは、力センサ39の5つの検出信号F5と、パワートレイン試験ユニット7によって得られた車軸トルク信号Tshaftと、が入力されると、上記残余装置の入出力特性を模擬した演算を行うことによって、仮想車両におけるタイヤTに作用する垂直荷重と、タイヤTのキャンバー角と、タイヤTの回転速度と、仮想車体のヨー角と、仮想車体の速度と、を算出する。また車体シミュレータ633Aでは、算出した垂直荷重を垂直荷重指令信号Fz_cmdとし、キャンバー角をキャンバー角指令信号θCA_cmdとし、回転速度をタイヤ速度指令信号ωtire_cmdとして、各々を垂直荷重コントローラ66、キャンバー角コントローラ67、及びタイヤ速度コントローラ68へ入力する。さらに車体シミュレータ633Aでは、算出した仮想車体のヨー角を車体ヨー角信号θTYとし、仮想車体の速度を車体速度信号Vxとして、各々をステアリング角指令演算部61及びパワートレイン試験ユニット7へ入力する。 In the vehicle body simulator 633A, input / output of the residual device of the virtual vehicle, more specifically, the vehicle body of the virtual vehicle, the residual tires other than the tire T of the virtual vehicle, the tire T and the suspension element connecting the residual tire and the vehicle body, and the like. The characteristics are reproduced by calculation. More specifically, in the vehicle body simulator 633A, when the five detection signals F5 of the force sensor 39 and the axle torque signal Tshaft obtained by the power train test unit 7 are input, the input / output characteristics of the residual device are input. The vertical load acting on the tire T in the virtual vehicle, the camber angle of the tire T, the rotation speed of the tire T, the yaw angle of the virtual vehicle body, and the speed of the virtual vehicle body are calculated by performing the calculation simulating. To do. Further, in the vehicle body simulator 633A, the calculated vertical load is set as the vertical load command signal Fz_cmd, the camber angle is set as the camber angle command signal θCA_cmd, and the rotation speed is set as the tire speed command signal ωtire_cmd. And input to the tire speed controller 68. Further, in the vehicle body simulator 633A, the calculated yaw angle of the virtual vehicle body is set as the vehicle body yaw angle signal θTY, the speed of the virtual vehicle body is set as the vehicle body speed signal Vx, and each is input to the steering angle command calculation unit 61 and the power train test unit 7.

本実施形態の試験装置SAによれば、以下の効果を奏する。
(6)試験装置SAでは、車速指令信号V_cmd及びタイヤ回転速度検出信号ωtireに応じて車軸トルク信号Tshaftを生成するパワートレイン要素を、現実のパワートレインWを用いたパワートレイン試験ユニット7によって構成する。より具体的には、パワートレイン試験ユニット7を、現実のパワートレインWと、このパワートレインWの右出力軸SRに連結された右動力計71Rと、右動力計71Rの回転速度に応じた右車軸速度検出信号ωRを発生する右回転速度検出器73Rと、この右車軸速度検出信号ωRとタイヤ回転速度検出信号ωtireとが一致するように右動力計71Rの回転速度を制御する右動力計制御装置75Rと、右出力軸SRに発生するトルクに応じた信号を車軸トルク信号Tshaftとして生成する右軸トルク検出器74Rと、を含んで構成する。試験装置SAによれば、現実のパワートレインWを駆動して得られる右軸トルク検出器74Rの検出信号を車軸トルク信号Tshaftとして用いることにより、第1実施形態の試験装置Sのように演算によってパワートレインの挙動を模擬した場合よりも、車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。
According to the test apparatus SA of the present embodiment, the following effects are obtained.
(6) In the test device SA, the power train element that generates the axle torque signal Tshaft in response to the vehicle speed command signal V_cmd and the tire rotation speed detection signal ωtire is configured by the power train test unit 7 using the actual power train W. .. More specifically, the power train test unit 7 is connected to the actual power train W, the right power meter 71R connected to the right output shaft SR of the power train W, and the right according to the rotation speed of the right power meter 71R. Right power meter control that controls the rotation speed of the right power meter 71R so that the right axle speed detector 73R that generates the axle speed detection signal ωR and the right axle speed detection signal ωR and the tire rotation speed detection signal ωtire match. The device 75R and a right-axis torque detector 74R that generates a signal corresponding to the torque generated on the right output shaft SR as an axle torque signal Tshaft are included. According to the test device SA, the detection signal of the right-axis torque detector 74R obtained by driving the actual power train W is used as the axle torque signal Tshaft by calculation as in the test device S of the first embodiment. The accuracy of reproducing the behavior of the vehicle can be further improved as compared with the case of simulating the behavior of the power train.

<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の第2実施形態に係る試験装置SBの説明において、第1実施形態に係る試験装置Sと同じ構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the test device SB according to the second embodiment, the same components as those of the test device S according to the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図9は、本実施形態に係る試験装置SBの構成を示す図である。
試験装置SBは、現実の左タイヤTLを用いた左タイヤ試験ユニット1Lと、現実の右タイヤTRを用いた右タイヤ試験ユニット1Rと、左及び右タイヤ試験ユニット1L,1Rを制御する総括制御装置6Bと、を備える。第1及び第2実施形態では、試験装置が備えるタイヤ試験ユニットの数は1つとし、またタイヤ試験ユニットで用いられる現実のタイヤは、仮想車両の4つのタイヤのうちの1つとした場合について説明した。これに対し本実施形態の試験装置SBは、2組のタイヤ試験ユニット1L,1Rを備え、各試験ユニット1L,1Rで用いられる現実のタイヤTL,TRは、前輪駆動(FWD)の仮想車両の4つのタイヤのうち、前側の左右のタイヤとする点において、第1実施形態と異なる。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a test device SB according to the present embodiment.
The test device SB is a general control device that controls a left tire test unit 1L using an actual left tire TL, a right tire test unit 1R using an actual right tire TR, and left and right tire test units 1L and 1R. 6B and. In the first and second embodiments, the case where the number of tire test units included in the test device is one and the actual tire used in the tire test unit is one of the four tires of the virtual vehicle will be described. did. On the other hand, the test device SB of the present embodiment includes two sets of tire test units 1L and 1R, and the actual tires TL and TR used in each of the test units 1L and 1R are front-wheel drive (FWD) virtual vehicles. It differs from the first embodiment in that the left and right tires on the front side are used among the four tires.

左タイヤ試験ユニット1Lは、現実の左タイヤTLを左模擬路面(図示せず)上で運動させる複数の左アクチュエータ(図示せず)及び左模擬路面上で運動する左タイヤTLの状態に応じた左タイヤ状態信号を生成する複数のセンサ(図示せず)を備える。右タイヤ試験ユニット1Rは、現実の右タイヤTRを右模擬路面(図示せず)上で運動させる複数の右アクチュエータ(図示せず)及び右模擬路面上で運動する右タイヤTRの状態に応じた右タイヤ状態信号を生成する複数のセンサ(図示せず)を備える。なお、これら左タイヤ試験ユニット1L及び右タイヤ試験ユニット1Rの具体的な構成は、それぞれ第1実施形態の試験装置Sにおけるタイヤ試験ユニット1と同じであるので、詳細な説明を省略する。 The left tire test unit 1L corresponds to the state of a plurality of left actuators (not shown) for moving the actual left tire TL on the left simulated road surface (not shown) and the left tire TL moving on the left simulated road surface. It is equipped with a plurality of sensors (not shown) that generate a left tire condition signal. The right tire test unit 1R corresponds to the state of a plurality of right actuators (not shown) for moving the actual right tire TR on the right simulated road surface (not shown) and the right tire TR moving on the right simulated road surface. It is equipped with a plurality of sensors (not shown) that generate a right tire condition signal. Since the specific configurations of the left tire test unit 1L and the right tire test unit 1R are the same as those of the tire test unit 1 in the test device S of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

総括制御装置6Bは、現実のタイヤTL,TRを左右駆動輪として模擬路面上を走行する前輪駆動(FWD)の仮想車両の挙動を、タイヤ試験ユニット1L,1Rに設けられた複数のセンサの検出信号を入力として模擬することにより、タイヤ試験ユニット1L,1Rに設けられた複数のアクチュエータへの入力信号を生成し、これら入力信号を各アクチュエータに入力する。 The general control device 6B detects the behavior of a front-wheel drive (FWD) virtual vehicle traveling on a simulated road surface using actual tires TL and TR as left and right drive wheels by detecting the behavior of a plurality of sensors provided in the tire test units 1L and 1R. By simulating the signals as inputs, input signals to a plurality of actuators provided in the tire test units 1L and 1R are generated, and these input signals are input to each actuator.

総括制御装置6Bには、ステアリング角指令演算部61と、スロットル開度指令演算部62と、車両モデル演算部63Bと、左スリップ角コントローラ65Lと、左タイヤコントローラ66Lと、右スリップ角コントローラ65Rと、右タイヤコントローラ66Rと、が構成されている。 The overall control device 6B includes a steering angle command calculation unit 61, a throttle opening command calculation unit 62, a vehicle model calculation unit 63B, a left slip angle controller 65L, a left tire controller 66L, and a right slip angle controller 65R. , Right tire controller 66R, and.

車両モデル演算部63Bは、ステアリング角指令信号θSTと、スロットル開度指令信号Thと、左タイヤ試験ユニット1Lから送信される左タイヤ状態信号と、右タイヤ試験ユニット1Rから送信される右タイヤ状態信号と、を入力として用いて、仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって、タイヤ試験ユニット1L,1Rの各アクチュエータへの入力信号に対する指令信号を生成する。 The vehicle model calculation unit 63B includes a steering angle command signal θST, a throttle opening command signal Th, a left tire status signal transmitted from the left tire test unit 1L, and a right tire status signal transmitted from the right tire test unit 1R. And are used as inputs to generate a command signal for the input signals to the actuators of the tire test units 1L and 1R by performing an operation simulating the behavior of the virtual vehicle.

より具体的には、車両モデル演算部63Bでは、仮想車両を構成する複数の装置を、仮想ステアリングシステム要素と、仮想パワートレイン要素と、現実のタイヤTL,TRと、これら仮想ステアリングシステム要素、仮想パワートレイン要素、及びタイヤTL,TR以外の残余装置によって構成される仮想車体要素と、に分けるとともに、各要素の挙動を別々の演算によって再現することにより、仮想車両全体の挙動を再現する。車両モデル演算部63Bには、ステアリングシミュレータ631Bと、仮想パワートレイン要素の挙動を演算によってパワートレインシミュレータ632Bと、車体シミュレータ633Bと、が構成されている。 More specifically, in the vehicle model calculation unit 63B, a plurality of devices constituting the virtual vehicle are provided with a virtual steering system element, a virtual power train element, actual tires TL and TR, and these virtual steering system elements, virtual. The behavior of the entire virtual vehicle is reproduced by dividing it into a power train element and a virtual vehicle body element composed of residual devices other than the tires TL and TR, and reproducing the behavior of each element by separate calculations. The vehicle model calculation unit 63B includes a steering simulator 631B, a powertrain simulator 632B by calculating the behavior of virtual powertrain elements, and a vehicle body simulator 633B.

ステアリングシミュレータ631Bでは、ステアリング角指令演算部61によって算出されたステアリング角指令信号θSTが入力されると、仮想ステアリングシステム要素の入出力特性を模擬した演算を行うことによってステアリング角指令信号θSTに応じたスリップ角指令信号θSA_cmdを生成し、これを左右スリップ角コントローラ65L,65Rへ入力する。 In the steering simulator 631B, when the steering angle command signal θST calculated by the steering angle command calculation unit 61 is input, it responds to the steering angle command signal θST by performing a calculation simulating the input / output characteristics of the virtual steering system element. A slip angle command signal θSA_cmd is generated and input to the left and right slip angle controllers 65L and 65R.

パワートレインシミュレータ632Bでは、スロットル開度指令演算部62によって算出されたスロットル開度指令信号Thと、図示しない処理によって算出された仮想的な動力発生源であるエンジンの回転数ωengと、左右のタイヤ状態信号と、を含む複数の入力信号が入力されると、図5に示すようなパワートレインモデルを用いて、上記仮想パワートレイン要素における仮想エンジンから左右の仮想出力軸までの挙動を模擬した演算を行うことによってこれら入力信号に応じた左右の車軸トルク信号TshaftL,TshaftRを生成し、これらを車体シミュレータ633Bへ入力する。 In the power train simulator 632B, the throttle opening command signal Th calculated by the throttle opening command calculation unit 62, the engine rotation speed ωeng which is a virtual power generation source calculated by a process (not shown), and the left and right tires. When a state signal and a plurality of input signals including the state signal are input, a calculation simulating the behavior of the virtual powertrain element from the virtual engine to the left and right virtual output axes using a powertrain model as shown in FIG. The left and right axle torque signals TshaftL and TshaftR corresponding to these input signals are generated by performing the above, and these are input to the vehicle body simulator 633B.

車体シミュレータ633Bでは、左右のタイヤ試験ユニット1L,1Rから送信されるタイヤ状態信号と、パワートレインシミュレータ632Bによって算出された車軸トルク信号TshaftL,TshaftRと、が入力されると、残余装置の入出力特性を模擬した演算を行うことによって、仮想車両における左右タイヤTL,TRに作用する垂直荷重と、タイヤTL,TRのキャンバー角と、タイヤTL,TRの回転速度と、仮想車体のヨー角と、仮想車体の速度と、を算出する。また車体シミュレータ633Bでは、算出した左右の垂直荷重、左右のキャンバー角、並びに左右の回転速度を指令信号として、左右のタイヤ試験ユニット1L,1Rのコントローラ66L,66Rへ入力する。 In the vehicle body simulator 633B, when the tire condition signals transmitted from the left and right tire test units 1L and 1R and the axle torque signals TshaftL and TshaftR calculated by the power train simulator 632B are input, the input / output characteristics of the residual device By performing a calculation simulating the above, the vertical load acting on the left and right tires TL and TR in the virtual vehicle, the camber angle of the tires TL and TR, the rotation speed of the tires TL and TR, the yaw angle of the virtual vehicle body, and the virtual Calculate the speed of the car body. Further, in the vehicle body simulator 633B, the calculated left and right vertical loads, the left and right camber angles, and the left and right rotation speeds are input to the left and right tire test units 1L and 1R controllers 66L and 66R as command signals.

左スリップ角コントローラ65Lは、車両モデル演算部63Bによって算出されるスリップ角指令信号θSA_cmdと、左タイヤ試験ユニット1Lから送信されるスリップ角検出信号との偏差に基づくPI制御によって、この偏差が無くなるように左タイヤ試験ユニット1Lのスリップ角アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。 The left slip angle controller 65L eliminates this deviation by PI control based on the deviation between the slip angle command signal θSA_cmd calculated by the vehicle model calculation unit 63B and the slip angle detection signal transmitted from the left tire test unit 1L. An input signal to the slip angle actuator of the left tire test unit 1L is generated and input to the actuator.

右スリップ角コントローラ65Rは、車両モデル演算部63Bによって算出されるスリップ角指令信号θSA_cmdと、右タイヤ試験ユニット1Rから送信されるスリップ角検出信号との偏差に基づくPI制御によって、この偏差が無くなるように右タイヤ試験ユニット1Rのスリップ角アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。 The right slip angle controller 65R eliminates this deviation by PI control based on the deviation between the slip angle command signal θSA_cmd calculated by the vehicle model calculation unit 63B and the slip angle detection signal transmitted from the right tire test unit 1R. An input signal to the slip angle actuator of the right tire test unit 1R is generated and input to the actuator.

左タイヤコントローラ66Lは、車両モデル演算部63Bによって算出される左タイヤの垂直荷重、キャンバー角、及び回転速度に対する指令信号と左タイヤ試験ユニット1Lから送信される左タイヤ状態信号との偏差に基づくPI制御によって、この偏差が無くなるように左タイヤ試験ユニット1Lの各種アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。 The left tire controller 66L is a PI based on the deviation between the command signal for the vertical load, camber angle, and rotation speed of the left tire calculated by the vehicle model calculation unit 63B and the left tire condition signal transmitted from the left tire test unit 1L. By control, input signals to various actuators of the left tire test unit 1L are generated so as to eliminate this deviation, and are input to the actuators.

右タイヤコントローラ66Rは、車両モデル演算部63Bによって算出される右タイヤの垂直荷重、キャンバー角、及び回転速度に対する指令信号と右タイヤ試験ユニット1Rから送信される右タイヤ状態信号との偏差に基づくPI制御によって、この偏差が無くなるように右タイヤ試験ユニット1Rの各種アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。 The right tire controller 66R is a PI based on the deviation between the command signal for the vertical load, camber angle, and rotation speed of the right tire calculated by the vehicle model calculation unit 63B and the right tire condition signal transmitted from the right tire test unit 1R. By control, input signals to various actuators of the right tire test unit 1R are generated so as to eliminate this deviation, and are input to the actuators.

本実施形態の試験装置SBによれば、以下の効果を奏する。
(7)試験装置SBでは、左タイヤ試験ユニット1L及び右タイヤ試験ユニット1Rへの各々のアクチュエータへの入力信号を、パワートレインシミュレータ632B及び車体シミュレータ633Bを備える総括制御装置6Bによって生成する。試験装置SBでは、車体シミュレータ633Bにおいて仮想車両の挙動を模擬する際には、現実の左右タイヤTL,TRの状態に応じた左右タイヤ状態信号に加えて、パワートレインシミュレータ632Bにスロットル開度指令信号Thを入力することによって生成される左右の車軸トルク信号TshaftL,TshaftRを入力として用いることにより、パワートレインの非線形的な入出力特性を加味し、車両の挙動を精度良く再現することができる。また試験装置SBでは、左右のタイヤ試験ユニット1L,1Rを用いることにより、FWDの車両における左右のタイヤのバランスをより詳細に再現することができる。
According to the test apparatus SB of the present embodiment, the following effects are obtained.
(7) In the test device SB, input signals to the respective actuators for the left tire test unit 1L and the right tire test unit 1R are generated by the overall control device 6B including the power train simulator 632B and the vehicle body simulator 633B. In the test device SB, when simulating the behavior of the virtual vehicle in the vehicle body simulator 633B, in addition to the left and right tire status signals according to the actual conditions of the left and right tires TL and TR, the throttle opening command signal is sent to the power train simulator 632B. By using the left and right axle torque signals TshaftL and TshaftR generated by inputting Th as inputs, it is possible to accurately reproduce the behavior of the vehicle by adding the non-linear input / output characteristics of the power train. Further, in the test device SB, by using the left and right tire test units 1L and 1R, the balance of the left and right tires in the FWD vehicle can be reproduced in more detail.

なお上記実施形態では、仮想車両をFWDの車両とし、タイヤTL,TRをこの仮想車両における左右の前輪とした場合について説明したが、本発明はこれに限らない。仮想車両はRWDの車両とし、タイヤTL,TRをこの仮想車両における左右の後輪としてもよい。 In the above embodiment, the case where the virtual vehicle is an FWD vehicle and the tires TL and TR are the left and right front wheels of the virtual vehicle has been described, but the present invention is not limited to this. The virtual vehicle may be an RWD vehicle, and the tires TL and TR may be the left and right rear wheels of the virtual vehicle.

また、上記実施形態では、2つの車軸トルク信号TshaftL,TshaftRを、パワートレインシミュレータ632Bを用いて演算によって生成する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。第2実施形態と同様に、パワートレインシミュレータ632Bの代わりに、現実の車両に搭載されるパワートレインを用いたパワートレイン試験ユニットによって、2つの車軸トルク信号TshaftL,TshaftRを生成してもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the two axle torque signals TshaftL and TshaftR are generated by calculation using the power train simulator 632B has been described, but the present invention is not limited to this. Similar to the second embodiment, instead of the powertrain simulator 632B, two axle torque signals TshaftL and TshaftR may be generated by a powertrain test unit using a powertrain mounted on an actual vehicle.

<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の第4実施形態に係る試験装置SCの説明において、第1実施形態に係る試験装置Sと同じ構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
<Fourth Embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the test device SC according to the fourth embodiment, the same components as those of the test device S according to the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図10は、本実施形態に係る試験装置SCの構成を示す図である。
試験装置SCは、現実の左前タイヤTFLを用いた左前タイヤ試験ユニット1FLと、現実の右前タイヤTFRを用いた右前タイヤ試験ユニット1FRと、現実の左後タイヤTRLを用いた左後タイヤ試験ユニット1RLと、現実の右後タイヤTRRを用いた右後タイヤ試験ユニット1RRと、これら試験ユニット1FL,1FR,1RL,1RRを制御する総括制御装置6Cと、を備える。本実施形態の試験装置SCは、4組のタイヤ試験ユニット1FL,1FR,1RL,1RRを備え、各試験ユニット1FL,1FR,1RL,1RRで用いられる現実タイヤTFL,TFR,TRL,TRRは、四輪駆動(AWD)の仮想車両の4つのタイヤとする点において、第1実施形態と異なる。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a test device SC according to the present embodiment.
The test device SC includes a left front tire test unit 1FL using the actual left front tire TFL, a right front tire test unit 1FR using the actual right front tire TFR, and a left rear tire test unit 1RL using the actual left rear tire TRL. A right rear tire test unit 1RR using an actual right rear tire TRR, and a general control device 6C for controlling these test units 1FL, 1FR, 1RL, and 1RR are provided. The test apparatus SC of the present embodiment includes four sets of tire test units 1FL, 1FR, 1RL, and 1RR, and the actual tires TFL, TFR, TRL, and TRR used in each test unit 1FL, 1FR, 1RL, and 1RR are four. It differs from the first embodiment in that it has four tires of a wheel drive (AWD) virtual vehicle.

左前タイヤ試験ユニット1FLは、現実の左前タイヤTFLを左前模擬路面(図示せず)上で運動させる複数の左前アクチュエータ(図示せず)及び左前模擬路面上で運動する左前タイヤTFLの状態に応じた左前タイヤ状態信号を生成する複数のセンサ(図示せず)を備える。右前タイヤ試験ユニット1FRは、現実の右前タイヤTFRを右前模擬路面(図示せず)上で運動させる複数の右前アクチュエータ(図示せず)及び右前模擬路面上で運動する右前タイヤTFRの状態に応じた右前タイヤ状態信号を生成する複数のセンサ(図示せず)を備える。左後タイヤ試験ユニット1RLは、現実の左後タイヤTRLを左後模擬路面(図示せず)上で運動させる複数の左後アクチュエータ(図示せず)及び左後模擬路面上で運動する左後タイヤTRLの状態に応じた左後タイヤ状態信号を生成する複数のセンサ(図示せず)を備える。右後タイヤ試験ユニット1RRは、現実の右後タイヤTRRを右後模擬路面(図示せず)上で運動させる複数の右後アクチュエータ(図示せず)及び右後模擬路面上で運動する右後タイヤTRRの状態に応じた右後タイヤ状態信号を生成する複数のセンサ(図示せず)を備える。なお、これらタイヤ試験ユニット1FL,1FR,1RL,1RRの具体的な構成は、それぞれ第1実施形態の試験装置Sにおけるタイヤ試験ユニット1と同じであるので、詳細な説明を省略する。 The left front tire test unit 1FL corresponds to the state of a plurality of left front actuators (not shown) for moving the actual left front tire TFL on the left front simulated road surface (not shown) and the left front tire TFL moving on the left front simulated road surface. It is equipped with a plurality of sensors (not shown) that generate a left front tire condition signal. The right front tire test unit 1FR corresponds to the state of a plurality of right front actuators (not shown) for moving the actual right front tire TFR on the right front simulated road surface (not shown) and the right front tire TFR moving on the right front simulated road surface. It is equipped with a plurality of sensors (not shown) that generate a right front tire condition signal. The left rear tire test unit 1RL includes a plurality of left rear actuators (not shown) that move the actual left rear tire TRL on the left rear simulated road surface (not shown) and a left rear tire that moves on the left rear simulated road surface. It is equipped with a plurality of sensors (not shown) that generate a left rear tire condition signal according to the TRL condition. The right rear tire test unit 1RR includes a plurality of right rear actuators (not shown) that move the actual right rear tire TRR on the right rear simulated road surface (not shown) and a right rear tire that moves on the right rear simulated road surface. It includes a plurality of sensors (not shown) that generate a right rear tire condition signal according to the TRR condition. Since the specific configurations of the tire test units 1FL, 1FR, 1RL, and 1RR are the same as those of the tire test unit 1 in the test apparatus S of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

総括制御装置6Cは、現実のタイヤTFL,TFRを左右の前側駆動輪とし、現実のタイヤTRL,TRRを後側駆動輪として模擬路面上を走行する四輪駆動(AWD)の仮想車両の挙動を、タイヤ試験ユニット1FL,1FR,1RL,1RRに設けられた複数のセンサの検出信号を入力として模擬することにより、タイヤ試験ユニット1FL,1FR,1RL,1RRに設けられた複数のアクチュエータへの入力信号を生成し、これら入力信号を各アクチュエータに入力する。 The general control device 6C uses the actual tires TFL and TFR as the left and right front drive wheels and the actual tires TRL and TRR as the rear drive wheels to display the behavior of a four-wheel drive (AWD) virtual vehicle traveling on a simulated road surface. , Input signals to a plurality of actuators provided in the tire test unit 1FL, 1FR, 1RL, 1RR by simulating the detection signals of a plurality of sensors provided in the tire test unit 1FL, 1FR, 1RL, 1RR as inputs. Is generated, and these input signals are input to each actuator.

総括制御装置6Cには、ステアリング角指令演算部61と、スロットル開度指令演算部62と、車両モデル演算部63Cと、左スリップ角コントローラ65Lと、左前タイヤコントローラ66FLと、右スリップ角コントローラ65Rと、右前タイヤコントローラ66FRと、左後タイヤコントローラ66RLと、右後タイヤコントローラ66RRと、が構成されている。 The overall control device 6C includes a steering angle command calculation unit 61, a throttle opening command calculation unit 62, a vehicle model calculation unit 63C, a left slip angle controller 65L, a left front tire controller 66FL, and a right slip angle controller 65R. , The right front tire controller 66FR, the left rear tire controller 66RL, and the right rear tire controller 66RR are configured.

車両モデル演算部63Cは、ステアリング角指令信号θSTと、スロットル開度指令信号Thと、各タイヤ試験ユニット1FL,1FR,1RL,1RRから送信されるタイヤ状態信号と、を入力として用いて、仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって、タイヤ試験ユニット1FL,1FR,1RL,1RRの各アクチュエータへの入力信号に対する指令信号を生成する。 The vehicle model calculation unit 63C uses the steering angle command signal θST, the throttle opening command signal Th, and the tire status signals transmitted from the tire test units 1FL, 1FR, 1RL, and 1RR as inputs to the virtual vehicle. A command signal for an input signal to each actuator of the tire test unit 1FL, 1FR, 1RL, and 1RR is generated by performing an operation simulating the behavior of.

より具体的には、車両モデル演算部63Cでは、仮想車両を構成する複数の装置を、仮想ステアリングシステム要素と、仮想パワートレイン要素と、現実のタイヤTFL,TFR,TRL,TRRと、これら仮想ステアリングシステム要素、仮想パワートレイン要素、及びタイヤTFL,TFR,TRL,TRR以外の残余装置によって構成される仮想車体要素と、に分けるとともに、各要素の挙動を別々の演算によって再現することにより、仮想車両全体の挙動を再現する。車両モデル演算部63Cには、ステアリングシミュレータ631Cと、仮想パワートレイン要素の挙動を演算によってパワートレインシミュレータ632Cと、車体シミュレータ633Cと、が構成されている。 More specifically, in the vehicle model calculation unit 63C, a plurality of devices constituting the virtual vehicle are provided with a virtual steering system element, a virtual power train element, actual tires TFL, TFR, TRL, TRR, and these virtual steering. The virtual vehicle is divided into system elements, virtual powertrain elements, and virtual vehicle body elements composed of residual devices other than tires TFL, TFR, TRL, and TRR, and the behavior of each element is reproduced by separate calculations. Reproduce the overall behavior. The vehicle model calculation unit 63C includes a steering simulator 631C, a powertrain simulator 632C by calculating the behavior of virtual powertrain elements, and a vehicle body simulator 633C.

ステアリングシミュレータ631Cでは、ステアリング角指令演算部61によって算出されたステアリング角指令信号θSTが入力されると、仮想ステアリングシステム要素の入出力特性を模擬した演算を行うことによってステアリング角指令信号θSTに応じたスリップ角指令信号θSA_cmdを生成し、これを左右スリップ角コントローラ65L,65Rへ入力する。 When the steering angle command signal θST calculated by the steering angle command calculation unit 61 is input, the steering simulator 631C responds to the steering angle command signal θST by performing a calculation simulating the input / output characteristics of the virtual steering system element. A slip angle command signal θSA_cmd is generated and input to the left and right slip angle controllers 65L and 65R.

パワートレインシミュレータ632Cでは、スロットル開度指令演算部62によって算出されたスロットル開度指令信号Thと、図示しない処理によって算出された仮想的な動力発生源であるエンジンの回転数ωengと、前後左右のタイヤ状態信号と、を含む複数の入力信号が入力されると、図5に示すようなパワートレインモデルを用いて、上記仮想パワートレイン要素における仮想エンジンから左右の仮想出力軸までの挙動を模擬した演算を行うことによってこれら入力信号に応じた前後左右の車軸トルク信号TshaftFL,TshaftFR,TshaftRL,TshaftRRを生成し、これらを車体シミュレータ633Cへ入力する。 In the power train simulator 632C, the throttle opening command signal Th calculated by the throttle opening command calculation unit 62, the engine rotation speed ωeng which is a virtual power generation source calculated by a process (not shown), and front / rear / left / right. When a plurality of input signals including a tire condition signal are input, the behavior of the virtual powertrain element from the virtual engine to the left and right virtual output axes is simulated using a powertrain model as shown in FIG. By performing the calculation, front / rear / left / right axle torque signals TshaftFL, TshaftFR, TshaftRL, and TshaftRR corresponding to these input signals are generated, and these are input to the vehicle body simulator 633C.

車体シミュレータ633Cでは、左右のタイヤ試験ユニット1FL,1FR,1RL,1RRから送信されるタイヤ状態信号と、パワートレインシミュレータ632Cによって算出された車軸トルク信号TshaftFL,TshaftFR,TshaftRL,TshaftRRと、が入力されると、残余装置の入出力特性を模擬した演算を行うことによって、仮想車両における前後左右タイヤTFL,TFR,TRL,TRRに作用する垂直荷重と、タイヤTFL,TFR,TRL,TRRのキャンバー角と、タイヤTFL,TFR,TRL,TRRの回転速度と、仮想車体のヨー角と、仮想車体の速度と、を算出する。また車体シミュレータ633Cでは、算出した前後左右の垂直荷重、前後左右のキャンバー角、並びに前後左右の回転速度を指令信号として、前後左右のタイヤ試験ユニット1FL,1FR,1RL,1RRのコントローラ66FL,66FR,66RL,66RRへ入力する。 In the vehicle body simulator 633C, the tire status signals transmitted from the left and right tire test units 1FL, 1FR, 1RL, and 1RR and the axle torque signals TshaftFL, TshaftFR, TshaftRL, and TshaftRR calculated by the power train simulator 632C are input. By performing calculations simulating the input / output characteristics of the residual device, the vertical load acting on the front, rear, left and right tires TFL, TFR, TRL, and TRR in the virtual vehicle, the camber angle of the tires TFL, TFR, TRL, and TRR, and The rotation speeds of the tires TFL, TFR, TRL, and TRR, the yaw angle of the virtual vehicle body, and the speed of the virtual vehicle body are calculated. Further, in the vehicle body simulator 633C, the calculated vertical load of front / rear / left / right, camber angle of front / rear / left / right, and rotation speed of front / rear / left / right are used as command signals, and the front / rear / left / right tire test units 1FL, 1FR, 1RL, and 1RR controllers 66FL, 66FR, Input to 66RL and 66RR.

左スリップ角コントローラ65Lは、車両モデル演算部63Cによって算出されるスリップ角指令信号θSA_cmdと、左前タイヤ試験ユニット1FLから送信されるスリップ角検出信号との偏差に基づくPI制御によって、この偏差が無くなるように左前タイヤ試験ユニット1FLのスリップ角アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。 The left slip angle controller 65L eliminates this deviation by PI control based on the deviation between the slip angle command signal θSA_cmd calculated by the vehicle model calculation unit 63C and the slip angle detection signal transmitted from the left front tire test unit 1FL. An input signal to the slip angle actuator of the left front tire test unit 1FL is generated and input to the actuator.

右スリップ角コントローラ65Rは、車両モデル演算部63Cによって算出されるスリップ角指令信号θSA_cmdと、右前タイヤ試験ユニット1FRから送信されるスリップ角検出信号との偏差に基づくPI制御によって、この偏差が無くなるように右前タイヤ試験ユニット1FRのスリップ角アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。 The right slip angle controller 65R eliminates this deviation by PI control based on the deviation between the slip angle command signal θSA_cmd calculated by the vehicle model calculation unit 63C and the slip angle detection signal transmitted from the right front tire test unit 1FR. An input signal to the slip angle actuator of the right front tire test unit 1FR is generated and input to the actuator.

左前タイヤコントローラ66FLは、車両モデル演算部63Cによって算出される左前タイヤの垂直荷重、キャンバー角、及び回転速度に対する指令信号と左前タイヤ試験ユニット1FLから送信される左前タイヤ状態信号との偏差に基づくPI制御によって、この偏差が無くなるように左前タイヤ試験ユニット1FLの各種アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。 The left front tire controller 66FL is a PI based on the deviation between the command signal for the vertical load, camber angle, and rotation speed of the left front tire calculated by the vehicle model calculation unit 63C and the left front tire condition signal transmitted from the left front tire test unit 1FL. By control, input signals to various actuators of the left front tire test unit 1FL are generated so as to eliminate this deviation, and are input to the actuators.

右前タイヤコントローラ66FRは、車両モデル演算部63Cによって算出される右前タイヤの垂直荷重、キャンバー角、及び回転速度に対する指令信号と右前タイヤ試験ユニット1FRから送信される右前タイヤ状態信号との偏差に基づくPI制御によって、この偏差が無くなるように右前タイヤ試験ユニット1FRの各種アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。 The right front tire controller 66FR is a PI based on the deviation between the command signal for the vertical load, camber angle, and rotation speed of the right front tire calculated by the vehicle model calculation unit 63C and the right front tire condition signal transmitted from the right front tire test unit 1FR. By control, input signals to various actuators of the right front tire test unit 1FR are generated so as to eliminate this deviation, and are input to the actuators.

左後タイヤコントローラ66RLは、車両モデル演算部63Cによって算出される左後タイヤの垂直荷重、キャンバー角、及び回転速度に対する指令信号と左後タイヤ試験ユニット1RLから送信される左後タイヤ状態信号との偏差に基づくPI制御によって、この偏差が無くなるように左後タイヤ試験ユニット1RLの各種アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。 The left rear tire controller 66RL includes a command signal for the vertical load, camber angle, and rotation speed of the left rear tire calculated by the vehicle model calculation unit 63C and a left rear tire status signal transmitted from the left rear tire test unit 1RL. By PI control based on the deviation, input signals to various actuators of the left rear tire test unit 1RL are generated and input to the actuators so that this deviation is eliminated.

右後タイヤコントローラ66RRは、車両モデル演算部63Cによって算出される右後タイヤの垂直荷重、キャンバー角、及び回転速度に対する指令信号と右後タイヤ試験ユニット1RRから送信される右後タイヤ状態信号との偏差に基づくPI制御によって、この偏差が無くなるように右後タイヤ試験ユニット1RRの各種アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。 The right rear tire controller 66RR is a command signal for the vertical load, camber angle, and rotation speed of the right rear tire calculated by the vehicle model calculation unit 63C, and a right rear tire status signal transmitted from the right rear tire test unit 1RR. By PI control based on the deviation, input signals to various actuators of the right rear tire test unit 1RR are generated and input to the actuators so that this deviation is eliminated.

本実施形態の試験装置SCによれば、以下の効果を奏する。
(8)試験装置SCでは、左前タイヤ試験ユニット1FL、右前タイヤ試験ユニット1FR、左後タイヤ試験ユニット1RL、及び右後タイヤ試験ユニット1RRの各々のアクチュエータへの入力信号を、パワートレインシミュレータ632C及び車体シミュレータ633Cを備える総括制御装置6Cによって生成する。試験装置SCでは、車体シミュレータ633Cにおいて仮想車両の挙動を模擬する際には、現実の前後左右タイヤTFL,TFR,TRL,TRRの状態に応じた前後左右タイヤ状態信号に加えて、パワートレインシミュレータ632Cにスロットル開度指令信号Thを入力することによって生成される前後左右の車軸トルク信号TshaftFL,TshaftFR,TshaftRL,TshaftRRを入力として用いることにより、パワートレインの非線形的な入出力特性を加味し、車両の挙動を精度良く再現することができる。また試験装置SCでは、前後左右のタイヤ試験ユニット1FL,1FR,1RL,1RRを用いることにより、AWDの車両における前後左右のタイヤTFL,TFR,TRL,TRRのバランスをより詳細に再現することができる。
According to the test apparatus SC of the present embodiment, the following effects are obtained.
(8) In the test device SC, the input signals to the actuators of the left front tire test unit 1FL, the right front tire test unit 1FR, the left rear tire test unit 1RL, and the right rear tire test unit 1RR are transmitted to the power train simulator 632C and the vehicle body. It is generated by the overall control device 6C including the simulator 633C. In the test device SC, when simulating the behavior of the virtual vehicle in the vehicle body simulator 633C, in addition to the front / rear / left / right tire status signals according to the actual front / rear / left / right tire TFL, TFR, TRL, and TRR states, the power train simulator 632C By using the front, rear, left and right axle torque signals TshaftFL, TshaftFR, TshaftRL, and TshaftRR generated by inputting the throttle opening command signal Th to the input, the non-linear input / output characteristics of the power train are added to the vehicle. The behavior can be reproduced with high accuracy. Further, in the test device SC, by using the front / rear / left / right tire test units 1FL, 1FR, 1RL, and 1RR, the balance of the front / rear / left / right tires TFL, TFR, TRL, and TRR in the AWD vehicle can be reproduced in more detail. ..

なお、上記実施形態では、4つの車軸トルク信号TshaftFL,TshaftFR,TshaftRL,TshaftRRを、パワートレインシミュレータ632Cを用いて演算によって生成する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。第2実施形態と同様に、パワートレインシミュレータ632Cの代わりに、現実の4輪駆動の車両に搭載されるパワートレインを用いたパワートレイン試験ユニットによって、4つの車軸トルク信号TshaftFL,TshaftFR,TshaftRL,TshaftRRを生成してもよい。 In the above embodiment, the case where the four axle torque signals TshaftFL, TshaftFR, TshaftRL, and TshaftRR are generated by calculation using the powertrain simulator 632C has been described, but the present invention is not limited to this. Similar to the second embodiment, the four axle torque signals TshaftFL, TshaftFR, TshaftRL, TshaftRR are provided by a powertrain test unit using a powertrain mounted on an actual four-wheel drive vehicle instead of the powertrain simulator 632C. May be generated.

S,SA,SB,SC…試験装置
T,TL,TR,TFL,TFR,TRL,TRR…タイヤ
1,1L,1R,1FL,1FR,1RL,1RR…タイヤ試験ユニット
W…パワートレイン(実パワートレイン)
SR…右出力軸(実出力軸)
25a…模擬路面
32…キャンバー角調整アクチュエータ
37…垂直荷重調整アクチュエータ
38…タイヤ駆動アクチュエータ
39…力センサ(状態検出手段)
41…タイヤ回転速度センサ(実速度検出器)
6,6A,6B,6C…総括制御装置(制御装置)
632,632B,632C…パワートレインシミュレータ(パワートレイン要素)
7…パワートレイン試験ユニット(パワートレイン要素)
633,633B,633C…車体シミュレータ
S, SA, SB, SC ... Test equipment T, TL, TR, TFL, TFR, TRL, TRR ... Tires 1,1L, 1R, 1FL, 1FR, 1RL, 1RR ... Tire test unit W ... Powertrain (actual powertrain) )
SR ... Right output shaft (actual output shaft)
25a ... Simulated road surface 32 ... Camber angle adjustment actuator 37 ... Vertical load adjustment actuator 38 ... Tire drive actuator 39 ... Force sensor (state detection means)
41 ... Tire rotation speed sensor (actual speed detector)
6,6A, 6B, 6C ... Overall control device (control device)
632, 632B, 632C ... Powertrain simulator (powertrain element)
7 ... Powertrain test unit (powertrain element)
633, 633B, 633C ... Body simulator

Claims (8)

現実のタイヤを模擬路面上で運動させるアクチュエータ及び前記模擬路面上で運動する前記タイヤの状態に応じたタイヤ状態信号を生成する状態検出手段を備えるタイヤ試験ユニットと、
前記タイヤを駆動輪とした仮想車両の挙動を、前記タイヤ状態信号を入力として模擬することにより、前記アクチュエータへの入力信号を生成する制御装置と、を備える試験装置であって、
前記制御装置は、
前記仮想車両に搭載される仮想パワートレイン又は実パワートレインに対する指令信号に応じて、前記仮想パワートレインの仮想出力軸又は前記実パワートレインの実出力軸に発生するトルクに相当する車軸トルク信号を生成するパワートレイン要素と、
前記タイヤ状態信号及び前記車軸トルク信号を入力として用いて、前記仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって前記入力信号を生成する車体シミュレータと、を備えることを特徴とする試験装置。
A tire test unit including an actuator for moving an actual tire on a simulated road surface and a state detecting means for generating a tire state signal according to the state of the tire moving on the simulated road surface.
A test device including a control device that generates an input signal to the actuator by simulating the behavior of a virtual vehicle using the tire as a drive wheel by using the tire state signal as an input.
The control device is
In response to a command signal for the virtual power train or the actual power train mounted on the virtual vehicle, an axle torque signal corresponding to the torque generated in the virtual output shaft of the virtual power train or the actual output shaft of the actual power train is generated. Powertrain elements and
A test device including a vehicle body simulator that generates the input signal by performing an calculation simulating the behavior of the virtual vehicle by using the tire state signal and the axle torque signal as inputs.
前記状態検出手段は、前記模擬路面上における前記タイヤの回転速度に応じた実回転速度信号を発生する実速度検出器を備え、
前記パワートレイン要素は、前記指令信号及び前記実回転速度信号に応じて前記車軸トルク信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の試験装置。
The state detecting means includes an actual speed detector that generates an actual rotation speed signal according to the rotation speed of the tire on the simulated road surface.
The test apparatus according to claim 1, wherein the power train element generates the axle torque signal in response to the command signal and the actual rotation speed signal.
前記パワートレイン要素は、前記指令信号及び前記実回転速度信号を入力として用いて、前記仮想パワートレインの仮想動力発生源から前記仮想出力軸までの挙動を模擬した演算を行うことによって前記車軸トルク信号を生成するパワートレインシミュレータであることを特徴とする請求項2に記載の試験装置。 The powertrain element uses the command signal and the actual rotation speed signal as inputs to perform an calculation simulating the behavior from the virtual power generation source of the virtual powertrain to the virtual output shaft, thereby performing the calculation of the axle torque signal. The test apparatus according to claim 2, wherein the test apparatus is a power train simulator for generating the above. 前記パワートレインシミュレータは、
前記仮想動力発生源を、所定の慣性モーメントで特徴付けられかつ前記指令信号に応じて定められたトルクが入力される慣性体で模擬し、
前記仮想出力軸を、所定のばね剛性、減衰係数、及び慣性モーメントで特徴付けられかつ前記慣性体と所定の入出力特性を有する機械要素を介して連結される軸体で模擬することを特徴とする請求項3に記載の試験装置。
The power train simulator
The virtual power generation source is simulated by an inertial body characterized by a predetermined moment of inertia and input with a torque determined in response to the command signal.
The virtual output shaft is simulated by a shaft body characterized by a predetermined spring rigidity, a damping coefficient, and a moment of inertia, and connected to the inertial body via a machine element having a predetermined input / output characteristic. The test apparatus according to claim 3.
前記機械要素は、前記仮想動力発生源とその入力側で連結された仮想トルクコンバータと、前記仮想トルクコンバータの出力側とその入力側で連結されかつ前記仮想出力軸とその出力側で連結された仮想トランスミッションと、を備えることを特徴とする請求項4に記載の試験装置。 The mechanical element is connected to a virtual torque converter connected to the virtual power source and its input side, and to the output side of the virtual torque converter and its input side, and to the virtual output shaft and its output side. The test apparatus according to claim 4, further comprising a virtual transmission. 前記実パワートレインは、前記指令信号に応じた動力を発生し、当該動力によって前記実出力軸を回転させる実動力発生源を備え、
前記パワートレイン要素は、
前記実出力軸に連結された動力計と、
前記実出力軸又は前記動力計の回転速度に応じた車軸速度信号を発生する車軸回転速度検出器と、
前記車軸速度信号と前記実回転速度信号とが一致するように前記動力計の回転速度を制御する速度制御装置と、
前記実出力軸に発生するトルクに応じた信号を前記車軸トルク信号として生成する車軸トルク検出器と、を備えるパワートレイン試験ユニットであることを特徴とする請求項2に記載の試験装置。
The actual power train includes an actual power generation source that generates power in response to the command signal and rotates the actual output shaft by the power.
The powertrain element
With the dynamometer connected to the actual output shaft,
An axle rotation speed detector that generates an axle speed signal according to the rotation speed of the actual output shaft or the dynamometer.
A speed control device that controls the rotation speed of the dynamometer so that the axle speed signal and the actual rotation speed signal match.
The test apparatus according to claim 2, further comprising an axle torque detector that generates a signal corresponding to the torque generated on the actual output shaft as the axle torque signal, and a powertrain test unit.
現実の左タイヤを左模擬路面上で運動させる左アクチュエータ及び前記左模擬路面上で運動する前記左タイヤの状態に応じた左タイヤ状態信号を生成する左状態検出手段を備える左タイヤ試験ユニットと、
現実の右タイヤを右模擬路面上で運動させる右アクチュエータ及び前記右模擬路面上で運動する前記右タイヤの状態に応じた右タイヤ状態信号を生成する右状態検出手段を備える右タイヤ試験ユニットと、
前記左及び右タイヤを左右駆動輪とした仮想車両の挙動を、前記左及び右タイヤ状態信号を入力として模擬することにより、前記左及び右アクチュエータへの入力信号を生成する制御装置と、を備える試験装置であって、
前記制御装置は、
前記仮想車両に搭載される仮想パワートレイン又は実パワートレインに対する指令信号に応じて、前記仮想パワートレインの仮想左出力軸及び仮想右出力軸又は前記実パワートレインの実左出力軸及び実右出力軸に発生するトルクに相当する左車軸トルク信号及び右車軸トルク信号を生成するパワートレイン要素と、
前記左及び右タイヤ状態信号並びに前記左及び右車軸トルク信号を入力として用いて、前記仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって前記入力信号を生成する車体シミュレータと、を備えることを特徴とする試験装置。
A left tire test unit including a left actuator that moves an actual left tire on a left simulated road surface and a left tire state detecting means that generates a left tire state signal according to the state of the left tire that moves on the left simulated road surface.
A right tire test unit including a right actuator for moving an actual right tire on a simulated right road surface and a right tire state detecting means for generating a right tire state signal according to the state of the right tire moving on the simulated right road surface.
A control device that generates input signals to the left and right actuators by simulating the behavior of a virtual vehicle with the left and right tires as left and right drive wheels by using the left and right tire state signals as inputs. It ’s a test device,
The control device is
The virtual left output shaft and virtual right output shaft of the virtual power train or the real left output shaft and real right output shaft of the real power train according to a command signal to the virtual power train or the real power train mounted on the virtual vehicle. Powertrain elements that generate left axle torque signals and right axle torque signals that correspond to the torque generated in
It is characterized by including a vehicle body simulator that generates the input signal by performing an operation simulating the behavior of the virtual vehicle by using the left and right tire state signals and the left and right axle torque signals as inputs. Test equipment to do.
現実の左前タイヤを左前模擬路面上で運動させる左前アクチュエータ及び前記左前模擬路面上で運動する前記左前タイヤの状態に応じた左前タイヤ状態信号を生成する左前状態検出手段を備える左前タイヤ試験ユニットと、
現実の右前タイヤを右前模擬路面上で運動させる右前アクチュエータ及び前記右前模擬路面上で運動する前記右前タイヤの状態に応じた右前タイヤ状態信号を生成する右前状態検出手段を備える右前タイヤ試験ユニットと、
現実の左後タイヤを左後模擬路面上で運動させる左後アクチュエータ及び前記左後模擬路面上で運動する前記左後タイヤの状態に応じた左後タイヤ状態信号を生成する左後状態検出手段を備える左後タイヤ試験ユニットと、
現実の右後タイヤを右後模擬路面上で運動させる右後アクチュエータ及び前記右後模擬路面上で運動する前記右後タイヤの状態に応じた右後タイヤ状態信号を生成する右後状態検出手段を備える右後タイヤ試験ユニットと、
前記左前、右前、左後、及び右後タイヤを駆動輪とした仮想車両の挙動を、前記左前、右前、左後、及び右後タイヤ状態信号を入力として模擬することにより、前記左前、右前、左後、及び右後アクチュエータへの入力信号を生成する制御装置と、を備える試験装置であって、
前記制御装置は、
前記仮想車両に搭載される仮想パワートレイン又は実パワートレインに対する指令信号に応じて、前記仮想パワートレインの仮想左前出力軸、仮想右前出力軸、仮想左後出力軸、及び仮想右後出力軸又は前記実パワートレインの実左前出力軸、実右前出力軸、実左後出力軸、及び実右後出力軸に発生するトルクに相当する左前車軸トルク信号、右前車軸トルク信号、左後車軸トルク信号、及び右後車軸トルク信号を生成するパワートレイン要素と、
前記左前、右前、左後、及び右後タイヤ状態信号並びに前記左前、右前、左後、及び右後車軸トルク信号を入力として用いて、前記仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって前記入力信号を生成する車体シミュレータと、を備えることを特徴とする試験装置。
A left front tire test unit including a left front actuator that moves an actual left front tire on a left front simulated road surface and a left front tire state detecting means that generates a left front tire state signal according to the state of the left front tire that moves on the left front simulated road surface.
A right front tire test unit including a right front actuator that moves an actual right front tire on a right front simulated road surface and a right front tire state detecting means that generates a right front tire state signal according to the state of the right front tire that moves on the right front simulated road surface.
A left rear actuator that moves an actual left rear tire on a left rear simulated road surface and a left rear state detecting means that generates a left rear tire state signal according to the state of the left rear tire that moves on the left rear simulated road surface. With the left rear tire test unit
A right rear actuator that moves the actual right rear tire on the right rear simulated road surface and a right rear state detecting means that generates a right rear tire state signal according to the state of the right rear tire that moves on the right rear simulated road surface. With the right rear tire test unit
By simulating the behavior of a virtual vehicle using the front left, front right, rear left, and rear right tires as drive wheels, using the front left, front right, rear left, and rear right tire status signals as inputs, the front left, front right, and front right. A test device including a control device for generating input signals to the left rear and right rear actuators.
The control device is
Depending on the command signal to the virtual power train or the actual power train mounted on the virtual vehicle, the virtual left front output shaft, the virtual right front output shaft, the virtual left rear output shaft, and the virtual right rear output shaft of the virtual power train or the said Left front axle torque signal, right front axle torque signal, left rear axle torque signal, and the torque generated on the real left front output shaft, real right front output shaft, real left rear output shaft, and real right rear output shaft of the real power train. Powertrain elements that generate the right rear axle torque signal,
Using the left front, right front, left rear, and right rear tire status signals and the left front, right front, left rear, and right rear axle torque signals as inputs, the input is performed by performing an operation simulating the behavior of the virtual vehicle. A test device including a vehicle body simulator that generates a signal.
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