JP7451475B2 - 自動車試験システム - Google Patents

Description

本発明は、自動車を試験する技術に関するものである。

自動車を試験する技術としては、模擬ホイールと、模擬ホイールに装着したタイヤと、模擬ホイールのセンター部に設けた軸受によって回動可能に軸支された連結シャフトを備えた模擬車輪を用いた試験装置で自動車の試験を行う技術が知られている。この技術では、模擬車輪の連結シャフトの一端を自動車ハブベアリングのハブシャフトに連結し、連結シャフトの他端をトルクセンサを介してダイナモメータに接続する、または、模擬車輪の連結シャフトの一端をトルクセンサを介して自動車ハブベアリングのハブシャフトに連結し、連結シャフトの他端をダイナモメータに接続することにより、自動車を同じ場所に留めた状態で、ダイナモメータから自動車のドライブシャフトに負荷を加えながらトルクセンサでドライブシャフトから出力されるトルクを計測する（例えば、特許文献１）。

また、自動車のステアリングシステムを試験する技術として、アクチュエータを用いたステアリング負荷装置を、ステアリングシステムのラックバーに連結し、ステアリング負荷装置からラックバーに当該ラックバーの直動方向の負荷を与えながら各種試験を行う技術が知られている（例えば、特許文献２）。

特開２０１７-１０１９５８号公報 特開２０１５-１３２５０８号公報

上述のステアリングシステムのラックバーにステアリング負荷装置を連結する構成を適用し、操舵に対する反力をステアリング負荷装置で模擬しながら自動車の試験を行うことが考えられる。

しかし、実車の試験を行う場合には、車両の構造上、ラックバーに実走行時に力が作用する方向以外のモーメントが加わらないように、ステアリング負荷装置を連結することが困難な場合がある。

また、自動車の車輪から切り離したラックバーにステアリング負荷装置を連結することになるため、ラックバーとステアリング負荷装置の間の全機構の荷重がステアリング負荷装置に加わることになり耐久性の確保が難しくなると共に、自動車が自走できない状態となり、試験室内に車両を設置するための特段の設備が必要となる。

本発明は、ステアリングシステムのラックバーに負荷を加えるステアリング負荷装置に加わる不要な荷重を低減しつつ、当該ステアリング負荷装置によって実際の自動車の走行時にステアリングシステムに加わる力を正しく模擬することを課題とする。

前記課題達成のために、本発明は、自動車の試験に用いられる自動車試験システムに、負荷伝達部と、当該負荷伝達部から延びる、当該延びる長さが伸縮自在、かつ、当該延びる方向と垂直な方向について前記負荷伝達部と支持し合う移動吸収用連結部とを備えたダミーロッドと、前記負荷伝達部に連結されたステアリング負荷装置とを備えたものである。

ここで、ダミーロッドは、前記負荷伝達部がタイロッドエンドを取り外した前記自動車のラックエンドに連結し、前記移動吸収用連結部が前記自動車のナックルアームに連結した形態で、前記自動車に組み付けられ、前記ステアリング負荷装置は、前記負荷伝達部に力を加えることにより当該自動車のラックバーに力を加える。

または、ダミーロッドは、前記負荷伝達部がラックエンドを取り外した前記自動車のラックバーに連結し、前記移動吸収用連結部が前記自動車のタイロッドエンドに連結した形態で、前記自動車に組み付けられ、前記ステアリング負荷装置は、前記負荷伝達部に力を加えることにより当該自動車のラックバーに力を加える。

または、ダミーロッドは、前記負荷伝達部がラックエンドとタイロッドエンドを取り外した前記自動車のラックバーに連結し、前記移動吸収用連結部が前記自動車のナックルアームに連結した形態で、前記自動車に組み付けられ、前記ステアリング負荷装置は、前記負荷伝達部に力を加えることにより当該自動車のラックバーに力を加える。

以上の自動車試験システムは、前記ステアリング負荷装置を、前記自動車の下方に配置し、当該ステアリング負荷装置は、直動部を備え、当該直動部を少なくとも前記自動車の左右方向に移動するアクチュエータと、上下方向に延びて、前記直動部と前記負荷伝達部とを連結するアーム部とを有するものとしてよい。

また、以上の自動車試験システムは、ダミーロッドの前記移動吸収用連結部を、前記負荷伝達部に対して直動自在に設けられ、前記負荷伝達部に対して直動することにより当該負荷伝達部から延びる長さが伸縮するものとしてよい。

この場合には、ダミーロッドの前記移動吸収用連結部を選択的に前記負荷伝達部に対して移動しないように拘束する拘束部材を設けてもよい。
また、以上の自動車試験システムに、回転可能に支持された前記自動車のハブベアリングのハブシャフトに連結され、当該ハブシャフトにトルクを加えることにより前記自動車のドライブシャフトに負荷を加えるダイナモメータを設けてよい。

さらに、タイヤと、前記タイヤを外周側に装着したホイール部と、前記ホイール部の中央に回転可能に軸支された連結シャフトを備えた模擬車輪を設け、当該模擬車輪の前記連結シャフトの一端を前記自動車のハブシャフトに連結し、当該連結シャフトの他端を前記ダイナモメータに連結してもよい。

この場合には、前記連結シャフトを選択的に前記ホイール部に対して回転しないように拘束する回り止め部材を備えてよい。
これらの自動車試験システムによれば、自動車のハンドルが回転するとラックエンドは左右に移動し、直接もしくはラックエンドを介してラックバーに連結されている負荷伝達部も左右に移動するが、直接もしくはタイロッドエンドを介してナックルアームに連結されている移動吸収用連結部は、負荷伝達部の移動を相殺するように負荷伝達部に対して伸縮するので、模擬車輪が転舵することはない。

また、ステアリング負荷装置から直接もしくはラックエンドを介して、自動車のステアリングシステムのラックバーに、おおよそ実際の自動車の走行時に力が加わる方向に所要の力を加えることができる。

また、ステアリング負荷装置が直接もしくは間接的に連結する各部の荷重は、ダミーロッドが直接もしくはラックエンドを介して連結するラックバーと、ダミーロッドが直接もしくはタイロッドエンドを介して連結するナックルアームによって支えられるので、ステアリング負荷装置に過大な荷重が加わることも避けられる。

本発明によれば、ステアリングシステムのラックバーに負荷を加えるステアリング負荷装置に加わる荷重を低減しつつ、当該ステアリング負荷装置によって実際の自動車の走行時にステアリングシステムに加わる力を正しく模擬できる。

本発明の実施形態に係る自動車試験システムの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る模擬車輪の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るダミータイロッドエンドの使用形態を示す図である。 本発明の実施形態に係るダミータイロッドエンドの構造を示す図である。 本発明の実施形態に係るステアリング負荷装置の使用形態を示す図である。 本発明の実施形態に係るダミータイロッドエンドとステアリング負荷装置の作用を示す図である。 本発明の実施形態に係る試験制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る自動車試験システムの他の構成例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１ａ、ｂに、本実施形態に係る自動車試験システムの構成を、試験対象の自動車が前輪操舵、前輪駆動の自動車である場合を例にとり示す。
図示するように、自動車試験システムは、試験制御システム１、センサ２、ダイナモメータ３、模擬車輪４、ステアリング負荷装置５を備えている。
試験制御システム１は、センサ２や自動車２００のＥＣＵや自動車２００が備える各種の車載センサから、エンジンの回転速度やギヤシフト状態やアクセル開度や操舵角や操舵トルクなどの自動車２００の各種状態や、自動車２００の周囲温度などの各種環境状態を取得しながら、自動車試験システム全体の動作の制御や、試験対象の自動車２００に関わる各種計測を行う。

次に、模擬車輪４とダイナモメータ３のセットは、自動車２００の４つのハブベアリングの各々に対応して４セット設けられており、模擬車輪４は、車輪に代えて対応するハブベアリングに装着されてハブベアリングのハブシャフトを回転可能に支持する。また、ダイナモメータ３は、対応するハブベアリングのハブシャフトに模擬車輪４を介して連結されており、対応するハブベアリングのハブシャフトにトルクを加えることができる。

次に、模擬車輪４の構成を、図２を用いて説明する。
図２ａは、標準状態の自動車２００のハブベアリング周辺のようすを表したものである。標準状態とは、自動車２００が実走行可能な本来の状態を指す。
図示するように、標準状態において、ハブベアリング２０１の外輪２０１１はナックル２０２に固定され、ナックル２０２を介して車体に連結されている。また、ハブベアリング２０１の外輪２０１１は内輪２０１２を回転可能に軸支しており、この内輪２０１２に自動車２００のドライブシャフト２０３が、内輪２０１２と共に回動するように挿入されている。また、ハブベアリング２０１の内輪２０１２と一体化されたハブシャフトの車体外側のフランジに設けられているハブボルトを用いて、車輪２０４のホイールが、ハブベアリング２０１の内輪２０１２に固定されており、車輪２０４は、ドライブシャフト２０３、ハブベアリング２０１の内輪２０１２と共に回動する。

図２ｂは、自動車２００の車輪２０４を模擬車輪４に換装した試験実施時のようすを表している。
図示するように、模擬車輪４は、模擬ホイール４１と、模擬ホイール４１の外周側に装着したタイヤ４２と、模擬ホイール４１の中央部に連結されたアダプタディスク４３、連結シャフト４４とを有する。連結シャフト４４は、アダプタディスク４３によって回転可能に軸支された内輪部４４ａと、内輪部４４ａの内周側に設けられたセンターシャフト４４ｂより構成される。

そして、連結シャフト４４のセンターシャフト４４ｂの車体内側の端を、ハブボルトを用いてハブベアリング２０１の内輪２０１２と一体化されたハブシャフトに固定し、連結シャフト４４の内輪部４４ａを、ダイナモメータ３の出力軸３１に連結したカップリング３２に固定することにより、ダイナモメータ３の出力軸３１とハブベアリング２０１の内輪２０１２とが連結される。

なお、ダイナモメータ３の出力軸３１を等速ジョイント（CVJ）とし、ある程度の軸ズレを許容できるようにしてもよい。
次に、図２ｃに示すように、模擬車輪４は、カップリング３２を取り外した状態において、連結シャフト４４の内輪部４４ａと模擬ホイール４１とを回止部材４５により連結することができる。

回止部材４５を連結した状態において、アダプタディスク４３、模擬ホイール４１、タイヤ４２は、連結シャフト４４と共に回転し、連結シャフト４４のセンターシャフト４４ｂは、ハブベアリング２０１の内輪２０１２と一体化されたハブシャフトと共に回転するので、模擬車輪４のタイヤ４２は自動車２００のドライブシャフト２０３の回転に伴い回転する。したがって、この状態において、自動車２００はタイヤ４２を回転させて自走することができる。

ダイナモメータ３もしくは模擬車輪４は、ダイナモメータ３とハブベアリング２０１のハブシャフトとの間で作用するトルクを検出するトルクセンサ（図示省略）を備えており、試験制御システム１は、トルクセンサで検出したトルクを参照しつつ、ダイナモメータ３とハブベアリング２０１のハブシャフトとの間で作用するトルクを制御することができる。

なお、図示は省略したが、試験実施時には、模擬車輪４は模擬車輪４に掛け回したベルト等により床面に固定する。
このような模擬車輪４によれば、自動車２００のハブベアリング２０１を床面に対して支持しつつ、ハブベアリング２０１のハブシャフトやドライブシャフト２０３を回転させながら、ダイナモメータ３から所要の負荷をドライブシャフト２０３に与えることができる。

図１に戻り、ステアリング負荷装置５は、操舵の対象となる２つの前輪の各々に対応して設けられており、対応する前輪用のラックエンドに連結された形態で、ラックエンドを介して自動車のラックバーに負荷を加える。

ステアリング負荷装置５のラックエンドへの連結は以下に説明するダミータイロッドエンドを介して行う。以下、このダミータイロッドエンドについて説明する。
標準状態における自動車２００のステアリングシステムについて説明する。
図３ａに標準状態における自動車２００のステアリングシステムの構造を示す。
自動車２００のステアリングシステムにおいて、自動車２００のハンドル２１１の回転に伴いステアリングコラム２１２が回転し、この回転運動がステアリングギアボックス２１３の内部に配置されたラックバーの左右方向への直動運動に変換される。ラックバーの左右端にはラックエンド２１４が連結されており、ラックエンド２１４の先端には脱着可能にタイロッドエンド２１５が連結されている。したがって、自動車２００のハンドル２１１の回転に伴いタイロッドエンド２１５が左右に移動する。

標準状態において、ハブベアリング２０１の外輪２０１１に固定されたナックル２０２は、所定の転舵軸廻りに揺動可能に、自動車２００のストラットやロアアーム等に直接または間接的に連結されている。そして、ナックル２０２のナックルアーム２０２１にタイロッドエンド２１５が連結され、タイロッドエンド２１５の左右方向の移動に伴い、ナックル２０２、ハブベアリング２０１、車輪２０４が転舵軸廻りに転舵する。

試験時には、図３ｂに示すように、ラックエンド２１４の左右の両端に連結された２つのタイロッドエンド２１５を、それぞれナックルアーム２０２１から取り外した上でラックエンド２１４からも取り外し、左右のタイロッドエンド２１５の代わりに、左右２つのダミータイロッドエンド６を左右のナックルアーム２０２１とラックエンド２１４にそれぞれ連結する。

右側のダミータイロッドエンド６と左側のダミータイロッドエンド６は左右対称な構成を備えているので、以下では右側のダミータイロッドエンド６を代表としてダミータイロッドエンド６の構成を説明する。

図４ａ１-ａ４にダミータイロッドエンド６の構成を示す。
図４ａ１はダミータイロッドエンド６の上面を、図４ａ２はダミータイロッドエンド６の前面を、図４ａ３はダミータイロッドエンド６の下面を表しており、図４ａ４はダミータイロッドエンド６の図４ａ１のＡ-Ａ線による断面を表している。

図示するように、ダミータイロッドエンド６は、負荷伝達部６１、負荷伝達部６１の直動軸受により支持されたロッド部６２、ロッド部６２の右端に設けられたヘッド部６３、ヘッド部６３にボールジョイントで連結されたナックルアーム連結ボルト６４、ナックルアーム連結ボルト６４とヘッド部６３の連結部分を保護するブーツ６５とを備えている。

ナックルアーム連結ボルト６４は、ナックルアーム２０２１に設けられた孔に挿入し、先端をナット締めすることによりナックルアーム２０２１に連結される。
また、負荷伝達部６１の左端にはネジ穴が形成されており、このネジ穴にラックエンド２１４の先端のネジ部を螺合することにより、負荷伝達部６１はラックエンド２１４に連結される
図４ａ４の断面によって示されるように、ロッド部６２は、負荷伝達部６１の内部に設けられたベアリング６１１によって、ロッド部６２の軸方向（左右方向）の移動が妨げられないように、ロッド部６２の径方向(上下前後方向）について支持されている。

したがって、ロッド部６２は図４ｂ１、ｂ２に示すように負荷伝達部６１に対して軸方向に自由に移動し、負荷伝達部６１の右側に延びる長さを伸縮することができる。
また、負荷伝達部６１の上面とヘッド部６３の上面には、ロック用のボルト６１２、６３１が設けられており、これらのボルト６１２、６３１を用いて、図４ｃに示すように固定用部材６６で負荷伝達部６１とヘッド部６３を連結することにより、負荷伝達部６１に対してロッド部６２を移動しないように固定することができる。

そして、左右２つのダミータイロッドエンド６を左右のナックルアーム２０２１とラックエンド２１４にそれぞれ連結し、固定用部材６６で各ダミータイロッドエンド６の負荷伝達部６１とヘッド部６３を固定した状態では、左右２つのタイロッドエンド２１５を左右のナックルアーム２０２１とラックエンド２１４にそれぞれ連結している標準状態と同様に、自動車２００のハンドル２１１の回転に伴い、模擬車輪４が転舵軸廻りに転舵する。

したがって、車輪２０４を換装した模擬車輪４に回止部材４５を連結し、固定用部材６６をダミータイロッドエンド６に連結した状態において、自動車２００は標準状態と同様に自走、方向転換を行うことができる。

次に、負荷伝達部６１の下面には、ステアリング負荷装置５と連結するためのボルト６１３が設けられている。
ステアリング負荷装置５は、図５ａ１に示すように、アクチュエータ５１と、延長アーム５２とを備えている。
アクチュエータ５１は、当該アクチュエータ５１が備える直動可能なアクチュエータロッド５１１に力を加える装置であり、このようなアクチュエータ５１としては、油圧シリンダやエアシリンダや電動シリンダ等のリニアアクチュエータを用いることができる。

延長アーム５２は、アクチュエータ５１のアクチュエータロッド５１１の先端から上方に延びる部材であり、図５ａ２、ａ３に示すようにアクチュエータロッド５１１と共に直動する。

延長アーム５２の先端には、ボルト孔が設けられており、このボルト孔に、ダミータイロッドエンド６の負荷伝達部６１の下面のボルト６１３を通して、先端をナット締めすることにより、図５ｂに示すように、ステアリング負荷装置５は、ダミータイロッドエンド６の負荷伝達部６１を介して、ラックエンド２１４に連結される。

図５ｃは、左右のステアリング負荷装置５を左右のダミータイロッドエンド６を介して自動車２００のラックエンド２１４の左右端に連結した試験実施時のようすを表している。

図示するように、ステアリング負荷装置５は、ダミータイロッドエンド６を介してラックエンド２１４に自動車２００の左右方向の力を加えられるように配置する。
図５ｃに示す状態で、自動車２００のハンドル２１１が回転するとラックエンド２１４は左右に移動し、図６ａ、ｂに示すようにラックエンド２１４に連結されているダミータイロッドエンド６の負荷伝達部６１も左右に移動するが、ナックルアーム２０２１に連結されているロッド部６２は、負荷伝達部６１の移動を相殺するように負荷伝達部６１に対して伸縮するので、模擬車輪４が転舵することはない。

また、ステアリング負荷装置５からダミータイロッドエンド６の負荷伝達部６１、ラックエンド２１４を介して、自動車２００のステアリングシステムのラックバーに、おおよそ実際の自動車２００の走行時に力が加わる方向に所要の力を加えることができる。

また、ステアリング負荷装置５が連結されるダミータイロッドエンド６や、延長アーム５２の荷重は、ダミータイロッドエンド６の両端が連結するラックエンド２１４とナックルアーム２０２１によって支えられるので、ステアリング負荷装置５に過大な荷重が加わることも避けられる。

ここで、ステアリング負荷装置５は、アクチュエータ５１とダミータイロッドエンド６の負荷伝達部６１との間で作用する力を検出するロードセルなどの荷重センサを備えており、試験制御システム１は、荷重センサで検出した力を参照しつつ、ステアリング負荷装置５から自動車２００のステアリングシステムに加える力を制御することができる。

以上では、ステアリング負荷装置５のアクチュエータ５１としてリニアアクチュエータを用いた場合について示したが、おおよその直動運動を実現するアクチュエータ５１であればリニアアクチュエータ以外のアクチュエータ５１を用いることができる。

また、ダミータイロッドエンド６において、負荷伝達部６１の内部に設けたベアリング６１１によってロッド部６２を負荷伝達部６１に対して直動可能としたが、これは、ロッド部６２側にベアリング６１１を設けてロッド部６２を負荷伝達部６１に対して直動可能としてもよい。

また、ダミータイロッドエンド６の機構としては、ロッド部６２の軸方向と垂直な方向についてロッド部６２と負荷伝達部６１とが支持し合いながら、ロッド部６２が負荷伝達部６１の移動を相殺するように負荷伝達部６１に対して伸縮する機構であれば、直動以外の機構を用いても良い。

次に、試験制御システム１の構成を図７に示す。
図示するように、試験制御システム１は、シミュレーション制御部１１と、計測部１２とを有する。
シミュレーション制御部１１は、試験条件設定部１１１、車両モデル１１２、ダイナモメータ制御部１１３、ステアリング負荷制御部１１４を備えている。
試験条件設定部１１１は、路面の状態や傾斜や気温や風速などの試験条件を車両モデル１１２に設定する。
車両モデル１１２は、試験対象の自動車２００をモデル化したものであり、試験条件が示す各条件と、センサ２や自動車２００から取得したエンジンの回転速度やギヤシフト状態やアクセル開度や操舵角や操舵トルクなどの自動車２００の各種状態を入力として、自動車２００の挙動や自動車２００に加わる外力をシミュレーションし、試験条件が示す条件下において、自動車２００の各種状態やその変化に対して自動車２００の各前輪から各ドライブシャフト２０３に加わる負荷と、自動車２００の各後輪の回転状態と、自動車２００の各前輪からステアリングシステムに加わる力を算出する。

そして、ダイナモメータ制御部１１３は、車両モデル１１２が算出した各前輪から各ドライブシャフト２０３に加わる負荷と同じ負荷が、各ドライブシャフト２０３に加わるように、各前輪のハブベアリング２０１に対して設けた各ダイナモメータ３で発生するトルクを、ダイナモメータ３が備えるトルクセンサ又はハブベアリング２０１とダイナモメータ３との間に設けたトルクセンサで検出したトルクを参照しつつ制御する。また、ダイナモメータ制御部１１３は、車両モデル１１２が算出した各後輪の回転状態に整合する回転状態で各後輪のハブシャフトが回転するように、各後輪のハブベアリング２０１に対して設けた各ダイナモメータ３の回転速度を制御する。

また、ステアリング負荷制御部１１４は、車両モデル１１２が算出した自動車２００の各前輪からラックバーに加わる力と同じ力がラックバーに加わるように、各ステアリング負荷装置５のアクチュエータ５１で発生する力を、ステアリング負荷装置５が備える荷重センサで検出した力を参照しつつ制御する。

このようなシミュレーション制御部１１の動作により、ダイナモメータ３を用いて自動車２００の実際の走行時の走行負荷を模擬しつつ、ステアリング負荷装置５を用いて、実際の自動車２００の走行時の操舵に対する反力等の、各車輪２０４からステアリングシステムに加わる力を正しく模擬することができる。

次に、計測部１２は、試験実行中、センサ２や自動車２００から取得した自動車２００の各種状態や、車両モデル１１２が示す挙動などを計測すると共に、計測結果に対する所要の解析などを行う。

以上では、タイロッドエンド２１５をダミータイロッドエンド６に置き換えて自動車２００の試験を行ったが、図８ａに示すようにタイロッドエンド２１５の長さが短く、タイロッドエンド２１５をダミータイロッドエンド６に置き換える形態では必要な可動域を確保できない場合には、ラックエンド２１４をダミーラックエンドに置き換えて試験を行うようにしてもよい。

図８ｂ１は、右側のラックエンド２１４を置き換える右側のダミーラックエンド７の前面を示し、図８ｂ２は右側のダミーラックエンド７の断面を示している。左側のラックエンド２１４を置き換える左側のダミーラックエンド７は、右側のダミーラックエンド７と左右対称な構造を備えている。

図示するように、ダミーラックエンド７は、負荷伝達ブロック７１、負荷伝達ブロック７１の直動軸受により支持されたロッド部７２、負荷伝達ブロック７１の左端にボールジョイントで連結されたラックバー連結ボルト７３、ハウジング７４を備えている。

ラックバー連結ボルト７３は、ラックバーと螺合してラックバーに連結される。また、ロッド部７２の右端にはネジ部が形成されており、このネジ部にタイロッドエンド２１５のネジ穴を螺合することにより、ロッド部７２とタイロッドエンド２１５が連結される。

図８ｂ２の断面によって示されるように、ロッド部７２は、負荷伝達ブロック７１の内部に設けられたベアリング７１１によって、ロッド部７２の軸方向（左右方向）の移動が妨げられないように、ロッド部７２の径方向(上下前後方向）について支持されている。

したがって、ロッド部７２は図８ｃ１、ｃ２に示すように負荷伝達ブロック７１に対して軸方向に自由に移動し、負荷伝達ブロック７１の右側に延びる長さを伸縮することができる。

そして、負荷伝達ブロック７１の下面には、ステアリング負荷装置５と連結するためのボルト７１２が設けられている。
また、このボルト７１２を用いて、図８ｄ１の正面図、図８ｄ２の右面図に示すように、ダミーラックエンド７に、固定具７５を取り付けることができる。
固定具７５は下方に向かって左に屈折する形状を有するアーム部７５１を有し、このアーム部７５１に設けられているボルト孔をボルト７１２に通してナット締めすることにより、固定具７５は負荷伝達ブロック７１に固定される。

固定具７５は、挟持上部ブロック７５２と、アーム部７５１の上部に連結した挟持下部ブロック７５３を有する。固定具７５を負荷伝達ブロック７１に固定した状態で、挟持下部ブロック７５３の上面はロッド部７２の下面に当接し、図８ｄ３に示すように、挟持下部ブロック７５３と挟持上部ブロック７５２でロッド部７２を挟みこむようにねじ止めすることで負荷伝達ブロック７１に対してロッド部７２が移動しないように固定される。

そして、模擬車輪４に回止部材４５を連結し、固定具７５をダミーラックエンド７に連結した状態において、自動車２００は標準状態と同様に自走、方向転換を行うことができる。

図８ｅ１は、固定具７５を外しダミーラックエンド７の負荷伝達ブロック７１を自動車２００のラックバーの右端に連結し、ロッド部７２をタイロッドエンド２１５を介してナックルアーム２０２１に連結し、ステアリング負荷装置５を負荷伝達ブロック７１に連結した試験実施時のようすを表している。なお、自動車２００のラックバーの左側のようすは、図８ｅ１と左右対称となる。

図８ｅ１に示す状態で、自動車２００のハンドル２１１が回転するとステアリングギアボックス２１３の内部のラックバーは左右に移動し、ダミーラックエンド７の負荷伝達ブロック７１も左右に移動するが、タイロッドエンド２１５を介してナックルアーム２０２１に連結されているロッド部７２は、負荷伝達ブロック７１の移動を相殺するように負荷伝達ブロック７１に対して伸縮するので、模擬車輪４が転舵することはない。

また、ステアリング負荷装置５からダミーラックエンド７の負荷伝達ブロック７１を介して、自動車２００のステアリングシステムのラックバーに、おおよそ実際の自動車２００の走行時に力が加わる方向に所要の力を加えることができる。

また、ステアリング負荷装置５が連結されるダミーラックエンド７や、延長アーム５２の荷重は、ダミーラックエンド７が連結するラックバーとダミーラックエンド７がタイロッドエンド２１５を介して連結するナックルアーム２０２１によって支えられるので、ステアリング負荷装置５に過大な荷重が加わることも避けられる。

以上では、ダミーラックエンド７とタイロッドエンド２１５を別体としたが、ダミーラックエンド７のロッド部７２の先端をタイロッドエンド２１５と同様の構造とすることにより両者を一体としてもよい。

また、ダミーラックエンド７において、負荷伝達ブロック７１の内部に設けたベアリング７１１によってロッド部７２を負荷伝達ブロック７１に対して直動可能としたが、これは、ロッド部７２側にベアリング７１１を設けてロッド部７２を負荷伝達ブロック７１に対して直動可能としてもよい。

また、ダミーラックエンド７の機構としては、ロッド部７２の軸方向と垂直な方向についてロッド部７２と負荷伝達ブロック７１とが支持し合いながら、ロッド部７２が負荷伝達ブロック７１の移動を相殺するように負荷伝達ブロック７１に対して伸縮する機構であれば、直動以外の機構を用いても良い。

以上では、試験対象の自動車２００が前輪操舵の自動車２００である場合について示したが、試験対象の自動車２００が後輪操舵の自動車２００である場合には、ステアリング負荷装置５を後輪に対して設け、試験対象の自動車２００が四輪操舵の自動車２００である場合にはステアリング負荷装置５を前輪に加え後輪に対しても設ける。

また、自動車２００の車輪２０４の全てに対してダイナモメータ３を設けたが、自動車２００の従輪が停止していても自動車２００の制御等に問題が生じない場合には、駆動輪に対してのみダイナモメータ３を設けてよい。

また、操舵される車輪２０４の全てに対してステアリング負荷装置５を設けるものとして説明したが、操舵される２つの車輪２０４の一方のみに対してステアリング負荷装置５を設け、この１つのステアリング負荷装置５によって、実走行時に、左右の車輪２０４からステアリングシステムに加えられる力を模擬してもよい。また、この場合、負荷装置５を接続しない車輪側はタイロッドエンド２１５をナックルアーム２０２１から取り外した状態とするだけでよく、ダミータイロッドエンド６やダミーラックエンド７は連結しなくてもよい。

以上の実施形態では、ハブシャフトに連結したダイナモメータ３によって路面等の外部からの自動車２００の車輪２０４への作用を模擬する場合について説明したが、本実施形態のステアリング負荷装置５によってステアリングシステムに加わる力を模擬する構成は、車輪２０４が載せ置かれるローラとローラに連結したダイナモメータ３とを備えたシャシーダイナモメータなどの、他の構成によって路面等の外部からの自動車２００の車輪２０４への作用を模擬する自動車試験システムに同様に適用できる。

また、本実施形態のステアリング負荷装置５によってステアリングシステムに加わる力を模擬する構成は、自動車２００のステアリングシステム単体の試験を行う自動車試験システムや、実車両状態の自動車２００のステアリングシステムを、ドライブシャフト２０３を回転させずに試験する自動車試験システムに同様に適用できる。

また、以上の自動車試験システムの実走行時の走行負荷やステアリングシステムに加わる力を模擬する構成を、実走行時のドライバの視野を模擬する視野模擬装置や実走行時にドライバに聞こえる音響を模擬する音響模擬装置や実走行時にドライバに加わる振動を模擬する振動模擬装置などと組み合わせて、自動車２００を用いた実路走行シミュレータ（ドライビングシミュレータ）を構成することができる。このような実路走行シミュレータによれば、実車を用いて、実走行時の走行負荷やステアリング反力を模擬できるので、ドライバの自動車２００の仮想の運転体験をより現実感あるものにできる。

１…試験制御システム、２…センサ、３…ダイナモメータ、４…模擬車輪、５…ステアリング負荷装置、６…ダミータイロッドエンド、７…ダミーラックエンド、１１…シミュレーション制御部、１２…計測部、３１…出力軸、３２…カップリング、４１…模擬ホイール、４２…タイヤ、４３…アダプタディスク、４４…連結シャフト、４４ａ…内輪部、４４ｂ…センターシャフト、４５…回止部材、５１…アクチュエータ、５２…延長アーム、６１…負荷伝達部、６２…ロッド部、６３…ヘッド部、６４…ナックルアーム連結ボルト、６５…ブーツ、６６…固定用部材、７１…負荷伝達ブロック、７２…ロッド部、７３…ラックバー連結ボルト、７４…ハウジング、７５…固定具、１１１…試験条件設定部、１１２…車両モデル、１１３…ダイナモメータ制御部、１１４…ステアリング負荷制御部、２００…自動車、２０１…ハブベアリング、２０２…ナックル、２０３…ドライブシャフト、２０４…車輪、２１１…ハンドル、２１２…ステアリングコラム、２１３…ステアリングギアボックス、２１４…ラックエンド、２１５…タイロッドエンド、５１１…アクチュエータロッド、６１１…ベアリング、６１２…ボルト、６１３…ボルト、６３１…ボルト、７１１…ベアリング、７１２…ボルト、７５１…アーム部、７５２…挟持上部ブロック、７５３…挟持下部ブロック、２０１１…外輪、２０１２…内輪、２０２１…ナックルアーム。

Claims (6)

1. 自動車の試験に用いられる自動車試験システムであって、
   ダイナモメータと、模擬車輪と、ダミーロッドと、ステアリング負荷装置とを備え、
   前記模擬車輪は、タイヤと、前記タイヤを外周側に装着したホイール部と、前記ホイール部の中央に回転可能に軸支された連結シャフトを備え、
   当該連結シャフトの一端は前記自動車のハブシャフトに連結され、当該連結シャフトの他端は前記ダイナモメータに連結され、
   前記模擬車輪のタイヤは床に固定されており、
   前記ダイナモメータは、前記連結シャフトにトルクを加えることにより前記自動車のハブシャフトを介して前記自動車のドライブシャフトに負荷を加え、
   前記ダミーロッドは、負荷伝達部と、当該負荷伝達部から延びる、当該延びる長さが伸縮自在、かつ、当該延びる方向と垂直な方向について前記負荷伝達部と支持し合う移動吸収用連結部とを備え、
   前記負荷伝達部がタイロッドエンドを取り外した前記自動車のラックエンドに連結し、前記移動吸収用連結部が前記自動車のナックルアームに連結した形態で、前記ダミーロッドは前記自動車に組み付けられ、
   前記ステアリング負荷装置は、
   前記自動車の下方の床に設置されたアクチュエータと、アーム部とを有し、
   前記アーム部は、前記アクチュエータから上方に延びて、前記アクチュエータと前記負荷伝達部とを連結し、
   前記アクチュエータは、前記アーム部を少なくとも前記自動車の左右方向に移動し、
   前記アクチュエータにより前記アーム部を介して当該自動車のラックバーに当該自動車のステアリング負荷を模擬する力を加えることを特徴とする自動車試験システム。
2. 自動車の試験に用いられる自動車試験システムであって、
   ダイナモメータと、模擬車輪と、ダミーロッドと、ステアリング負荷装置とを備え、
   前記模擬車輪は、タイヤと、前記タイヤを外周側に装着したホイール部と、前記ホイール部の中央に回転可能に軸支された連結シャフトを備え、
   当該連結シャフトの一端は前記自動車のハブシャフトに連結され、当該連結シャフトの他端は前記ダイナモメータに連結され、
   前記模擬車輪のタイヤは床に固定されており、
   前記ダイナモメータは、前記連結シャフトにトルクを加えることにより前記自動車のハブシャフトを介して前記自動車のドライブシャフトに負荷を加え、
   前記ダミーロッドは、負荷伝達部と、当該負荷伝達部から延びる、当該延びる長さが伸縮自在、かつ、当該延びる方向と垂直な方向について前記負荷伝達部と支持し合う移動吸収用連結部とを備え、
   前記負荷伝達部がラックエンドを取り外した前記自動車のラックバーに連結し、前記移動吸収用連結部が前記自動車のタイロッドエンドに連結した形態で、前記ダミーロッドが前記自動車に組み付けられ、
   前記ステアリング負荷装置は、
   前記自動車の下方の床に設置されたアクチュエータと、アーム部とを有し、
   前記アーム部は、前記アクチュエータから上方に延びて、前記アクチュエータと前記負荷伝達部とを連結し、
   前記アクチュエータは、前記アーム部を少なくとも前記自動車の左右方向に移動し、
   前記アクチュエータにより前記アーム部を介して当該自動車のラックバーに当該自動車のステアリング負荷を模擬する力を加えることを特徴とする自動車試験システム。
3. 自動車の試験に用いられる自動車試験システムであって、
   ダイナモメータと、模擬車輪と、ダミーロッドと、ステアリング負荷装置とを備え、
   前記模擬車輪は、タイヤと、前記タイヤを外周側に装着したホイール部と、前記ホイール部の中央に回転可能に軸支された連結シャフトを備え、
   当該連結シャフトの一端は前記自動車のハブシャフトに連結され、当該連結シャフトの他端は前記ダイナモメータに連結され、
   前記模擬車輪のタイヤは床に固定されており、
   前記ダイナモメータは、前記連結シャフトにトルクを加えることにより前記自動車のハブシャフトを介して前記自動車のドライブシャフトに負荷を加え、
   前記ダミーロッドは、負荷伝達部と、当該負荷伝達部から延びる、当該延びる長さが伸縮自在、かつ、当該延びる方向と垂直な方向について前記負荷伝達部と支持し合う移動吸収用連結部とを備え、
   前記負荷伝達部がラックエンドとタイロッドエンドを取り外した前記自動車のラックバーに連結し、前記移動吸収用連結部が前記自動車のナックルアームに連結した形態で、前記ダミーロッドが前記自動車に組み付けられ、
   前記ステアリング負荷装置は、
   前記自動車の下方の床に設置されたアクチュエータと、アーム部とを有し、
   前記アーム部は、前記アクチュエータから上方に延びて、前記アクチュエータと前記負荷伝達部とを連結し、
   前記アクチュエータは、前記アーム部を少なくとも前記自動車の左右方向に移動し、
   前記アクチュエータにより前記アーム部を介して当該自動車のラックバーに当該自動車のステアリング負荷を模擬する力を加えることを特徴とする自動車試験システム。
4. 請求項１、２または３記載の自動車試験システムであって、
   前記移動吸収用連結部は、前記負荷伝達部に対して直動自在に設けられ、前記負荷伝達部に対して直動することにより当該負荷伝達部から延びる長さが伸縮することを特徴とする自動車試験システム。
5. 請求項４記載の自動車試験システムであって、
   前記移動吸収用連結部を選択的に前記負荷伝達部に対して移動しないように拘束する拘束部材を備えていることを特徴とする自動車試験システム。
6. 請求項１、２、３、４または５記載の自動車試験システムであって、
   前記連結シャフトを選択的に前記ホイール部に対して回転しないように拘束する回り止め部材を備えていることを特徴とする自動車試験システム。