JPH02198331A - 車輌重心高測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車輛の上下方向の重心位置、すなわち重心高
さを測定する車輛重心高測定方法に関するものである。

〔従来の技術〕

車輛の重心高さは、車輛を製造する際などに車輛の基礎
量として知っておかなければならない重要な要素である
。

従来これを測定する場合、車体と車軸を固定治具により
固定して車体と車軸を一体構造にし、この状態で車体を
ロールさせ、車輪接地点に加わる荷重の変化量から重心
高さを計算により求めていた。しかし、この方法の場合
、車体と車軸を一体構造にする作業に手間がかかり、又
車輛に傷をつける危険がある。

そこで、車体と車軸を一体構造とすることなく重心高さ
を測定する方法として、以下の２つの方法が考えられて
いる。

その一つは、第８図に示すように先ず車輛Ｓの左右車輪
Ｔを各車輪にかかる荷重を計測することのできる後述す
る車輛基本特性測定装置のプラットホーム上に乗せ、水
平状態で各車輪Ｔにかかる荷重Ｆａ、Ｆｂと、車輛重量
Ｗ（既知）と、トレッド長ｌとから、平面上での左右方
向での重心位置ａ及びｂを以下の式により求め、 Ｗ−ｂ＝Ｆａ−１ ｂ　＝　Ｆ　ａ−１／Ｗ　　　　　　　　　　　”−・
（１）Ｗ　−ａ　＝　Ｆ　ｂ−１ ａ　＝　Ｆ　ｂ−１１／　Ｗ　　　　　　　　　　　”
・・・（２）その後、プラットホームを第９図に示すよ
うに左右方向に所定角度θロールさせ、そのときの左右
車輪Ｔにかかる荷重Ｆａ’、Ｆｂ’と、車体Ｂの横方向
の移動量ΔＸと、車体Ｂの上下方向の移動量ΔＺとから
以下の式により重心高さｈｃを求めるというものである
。

ｈｃ　＝ （Ｆｂ’−Ｆｂ） Ｗ−ｓｉｎ　　θ ΔＸ −□＋ΔＺ　　　　　　　・・・・・・（３）ｔａｎ　
　θ 上記式（３）は、左右に傾斜したプラットホーム上で車
体Ｂがバランスしていて各ロールモーメントＭ、の和Σ
Ｍ、が０１すなわち以下の式が成立していることに基づ
いて導かれる。

Ｆｂ’　　・ｌｌ−Ｗ−ｃｏｓθ−（ａ＋ΔＸ）−Ｗ−
ｓｉｎθ−（ｈｃ−Δｚ）＝Ｏ Ｆｂ′　・１−Ｗ−ＣＯ３θ−ａ　−Ｗ−ｃｏｓθ・Δ
Ｘ＋Ｗ・ｓｉｎθ・ΔＺ−Ｗ−ｓｉｎθ−ｈｃよって、 ｈｃ＝　（Ｆ　ｂ’　　・１−Ｗ−ａ−ｃｏｓθ−Ｗ−
ｃｏ３θ・ΔＸ＋Ｗ−ｓｉｎθ・ΔＺ）／Ｗ−ｓｉｎθ Ｗ−ｓｉｎ　　θ ΔＸ ！ （Ｆｂ’　　−Ｆｂ） Ｗ・山θ 他の一つは、第１０図に示すように、先ず車輛の前後車
輪を各車輪にかかる荷重を計測することのできるプラッ
トホーム上に乗せ、水平状態で各車輪にかかる荷重Ｆａ
、Ｆｂと、車体重量Ｗ（既知）と、ホイルベース長２と
から、平面上での前後方向での重心位置ａ及びｂを以下
の式により求める。

Ｗ−ｂ＝Ｆａ−４！ ｂ＝Ｆａ−ｊ！／Ｗ Ｗ−ａ＝Ｆｂ−ｊ！ ａ＝Ｆｂ−ｊ！／Ｗ その後、第１０図に示すように前輪Ｔを持ち上げて車体
Ｂを前後方向に所定角度θロールさせ、そのときの前後
車輪Ｔにかかる荷重Ｆａ’、Ｆｂ’と、車体Ｂの前後方
向の移動量ΔＸと、車体Ｂの上下方向の移動量Δ２とか
ら以下の式により重心高さｈｃを求めるというものであ
る。

ｈｃ＝　（Ｆ　ｂ’　　・ｊ！　−ｃｏｓ　θ−Ｆｂ−
１−ｃｏＳθ−Ｗ−ΔＸ　−ｃｏｓ　θ＋Ｗ−ΔＺ−３
ｔｎθ）／Ｗ・ｓｉｎ　θ　　　　　　　　・・・・・
・（４）上記式（４）は、前後に傾斜した状態で車体Ｂ
がバランスしていて各ロールモーメントＭ、の和ΣＭ７
がＯｌすなわち以下の式が成立していることに基づいて
導かれる。

Ｆ　ｂ’　　・ｊ！−ｃｏｓθ−Ｗ　−ｃｏｓ　θ・　
（ａ＋ΔＸ）−Ｗ−ｓｉｎθ−（ｈｃ−Δｚ）−〇 Ｆ　ｂ’　　・ｌ　・ｃｏｓ　ｆ）−Ｗ−ｃｏｓθ−ａ
−Ｗ　−ｃｏｓθ・ΔＸ＋Ｗ−ｓｉｎθ・Δ２＝Ｗ−ｓ
ｉｎθ−ｈｃ よって、 ｈｃ　＝　（Ｆ　ｂ’　　・ｊ！　−ｃｏｓ　θ−Ｗ−
ａ−ｃｏｓθ−Ｗ−ｃｏｓ　θ・ΔＸ＋Ｗ−ｓｉｎ　θ
・ΔＺ）／Ｗ−ｓｉｎ　θ ＝　（Ｆ　ｂ’　　・１−ｃｏｓθ−Ｆｂ−ｆｆｉ−ｃ
ｏｓ　θ−Ｗ−ｃｏｓ　　θ・ΔＸ＋Ｗ−３ｉｎ　θ・
ΔＺ）／Ｗ−３ｉｎ　　θ 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、上記式（３）（４）び（２）を用いて重心高さ
ｈｃを測定するには、ΔＸとΔＺの計測が必要になり、
このΔＸ及びΔＺの計測には、車体に直接センサを取付
けてプラットホームとの間の相対変位を計測することが
必要であり、このために車体にセンサを取付ける手間が
かかり、又専用のセンサ治具を用意しなければならない
などの多くの面倒な作業が必要である。

よって本発明は、車体と車輪とを連結して一体構造にす
ることなく、また車体にセンサを取付ける必要なくして
簡単に車輛の重心高さを測定することのできる車輛重心
高測定方法を提供するこを課題としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明により成された一つの車
輛重心高測定方法は、第１図（ａ）の手順図に示す如く
、車輛を左右に所定角度傾斜させ、このとき左右車輪に
かかる上下方向及び左右方向の荷重をそれぞれ計測しく
ステップＳｌ）、該計測した荷重を車輛の車体を固定し
た状態で左右車輪に加え、このとき生じる車輪の上下方
向及び左右方向の移動量を計測しくステップＳ２）、該
計測した移動量を所定の式に代入演算して車輛重心高さ
を測定する（ステップＳ３）ことを特徴としている。

他の方法は、第１図（ロ）の手順図に示す如く、車輛を
前後に所定角度傾斜させ、このとき下方の車輪にかかる
上下方向及び前後方向の荷重をそれぞれ計測しくステッ
プ３１１）、該計測した荷重を車輛の車体を固定した状
態で同じ車輪に加え、このとき生じる車輪の上下方向及
び前後方向の移動量を計測しくステップ５１２）、該計
測した移動量を所定の式に代入演算して車輛重心高さを
計測する（ステップ５１３）ことを特徴としている。

〔作　用〕

上記一方法においては、先ず供試体である車輛を左右に
所定角度傾斜させたときにステップＳ１において計測し
た左右車輪にかかる上下方向及び左右方向の荷重を、ス
テップＳ２においた車輛の車体を固定した状態で左右車
輪に加え、このとき計測した車輪の上下方向及び左右方
向の移動量をステップＳ３において所定の式に代入演算
して車輛重心高さを測定するようにしている。

また、他の方法においては、先ず車輛を前後に所定角度
傾斜させたときにステップ３１１において計測した下方
の車輪にかかる上下方向及び前後方向の荷重を、ステッ
プＳ１２において車輛の車体を固定した状態で同じ車輪
に加え、このとき計測した車輪の上下方向及び前後方向
の移動量をステップＳ１３において所定の式に代入演算
して車輛重心高さを計測する用にしている。

従って、車輛の車体と車輪を固定する必要がなく、また
車体自体の変位量を直接計測するためのセンサの取付け
が必要なくなっている。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の方法を実施するに当たって使用する車
輛基本特性測定装置の機構部の一例を示し、図示測定装
置は供試体である車輛の左右車輪に対して同一平面とな
るプラットホームを有するシーソー式の加力装置を採用
している。前輪及び後輪がそれぞれ乗せられる加力装置
は同一の構成となっているので、図にはその一方のみが
示されている。

加力装置は、図示しない案内により昇降自在に案内され
た昇降軸１１の上端に固着した軸受フレーム１２に左右
に揺動自在に中間部が支承されたプラットホーム１３を
有し、軸受フレーム１２には上下方向変位検出器１２ａ
が、支承部には揺動（ロール）角度検出器１２ｂがそれ
ぞれ設けられている。プラットホーム１３の左右中間部
の下方には、プラットホーム１３を上下方向に駆動する
上下アクチュエータ１５がそれぞれ連結されている。各
アクチュエータ１５は、サーボ弁によりサーボ制御され
る油圧モータ１５ａと、この油圧モータ１５ａにより駆
動される一対のスクリュージャッキ１５ｂとからなり、
各スクリュウジヤツキ１５ｂには上下方向変位検出器１
５ｃが設けられている。

また、プラットホーム１３の左右中間部の上方には、図
示しない上下方向荷重検出器を介して上下動フレーム１
６が設けられ、該上下動フレーム１６上には、静圧軸受
により前後方向に移動自在に案内された前後動フレーム
１８が設けられ、前後動フレーム１８上には更に、静圧
軸受により左右方向に移動自在に案内された左右動フレ
ーム１９が設けられている。そして、左右動フレーム１
９上には、静圧軸受により回転自在に案内された回転動
テーブル（パッド）２０が設けられ、該回転動テーブル
２０上には供試体である車輛の車輪が乗せられる。

回転動テーブル２０は前後動フレーム１８及び左右動フ
レーム１９と前後方向及び左右方向でそれぞれ連結され
ていて、前後動フレーム１８の前後動に応じて一緒に前
後動し、左右動フレーム１９の左右動に応じて一緒に左
右動するようになっている。

プラットホーム１３にはまた、図示しないサーボ弁によ
り油圧制御され、前後動フレーム１８を図示しない前後
方向荷重検出器を介して左右方向に駆動する前後アクチ
エエータ２１と、図示しないサーボ弁により油圧制御さ
れ、左右動フレーム１９を図示しない左右方向荷重検出
器を介して左右方向に駆動する左右アクチエエータ２２
と、ホイルアライメント計測装置２３とが設けられてい
る。また、回転動テーブル２０には、図示しないサーボ
弁により油圧制御され、回転動テーブル２０を図示しな
いトルク検出器を介して回転方向に駆動する回転アクチ
エエータ２４が連結されている。

なお、２１ａは前後動フレーム１Ｂの変位を検出する前
後方向変位検出器、２２ａは左右動フレーム１９の変位
を検出する左右方向変位検出器であり、回転動テーブル
２０の回動角度は図示しない回転角度検出器により検出
されるようになっている。また、回転動テーブル２０に
左右車輪が乗せられた車輛は図示しない固定装置により
車体が固定される。

上記ホイルアライメント測定装置２３は、タイヤのステ
ア角度、キャンバ角度、キャスタ角度等を検出するため
のセンサを有し、これらの測定信号を出力する。

第３図は基本特性測定装置の回路構成を示すブロック図
であり、同図において２００はＣＰＵから構成される装
置 ＣＲＴ等のデイスプレィ装置２０１、フロッピィディス
ク２０２、プリンタ２０３、入力回路２０４及びサーボ
回路２０５が接続されている．入力回路２０４は増幅器
、Ａ／Ｄ変換器等からなり、第２図について上述した基
本特性測定装置の機構部の各検出器やホイルアライメン
ト測定装置等からのアナログ信号をデジタル信号に変換
して制御装置２００に入力する．サーボ回路２０５は制
御装置２００からのデジタル信号をアナログ信号に変換
するＤ／Ａ変換器、該Ｄ／Ａ変換器により変換されたア
ナログ信号と各検出器からのアナログ信号とを入力し、
第２図について上述した基本特性測定装置の機構部の各
サーボ弁を制御する制御信号を出力するサーボ増幅器等
からなり、アクチエエータの動作を制御する。

次に、上述した基本特性測定装置を使用して本発明によ
り車輛重心高さを測定する方法の第１の実施例を、第４
図及び第５図を参照して以下説明する。

先ず、車輛Ｓの４つの車輪Ｔの各々をプラットホーム１
３上の回転動テーブル２０に乗せ、プラットホームｌ３
を水平状態に保って左右車輪Ｔが乗っている回転テーブ
ル２０にかかる荷重Ｆａ。

Ｆｂを上下方向荷重検出器（図示せず）により計測する
．この計測した荷重Ｆａ，Ｆｂと、既知の車輛重量Ｗと
、トレッド長ｌとにより、上記式（１）及び（２）に基
づいて平面上での左右方向の重心の位置ａ及びｂを演算
により求める。

その後、第４図に示すように、角度検出器１２ｂの出力
信号により角度制御を行ってプラットホームｌ３を上下
方向アクチュエータを上下動させ、ロール角が所定値θ
（１０°以下）となるように傾斜させる。そしてこのと
き、上下方向荷重検出器と左右方向荷重検出器（共に図
示せず）とにより、上下方向荷重Ｆａ’及びＦｂ’と左
右方向荷重Ｆｙｔ及びＦｙｔとをそれぞれ計測する。

更にその後、車輛Ｓの車体Ｂを第５図に示すように大地
に固定し、この状態で上記計測した上下方向荷重Ｆａ’
、Ｆｂ’及び左右方向荷重Ｆｙ＋、Ｆｙｔを基準値とし
て荷重制御を行い上下アクチュエータ１５及び左右アク
チエエータ２２を用いて各荷重を加える。

このとき、上記プラットホーム１３が水平状態にあると
きを基準にして、回転動テーブル２０の左右方向の移動
量を左右方向変位検出器２２ａにより、また回転動テー
ブル２０の上下方向移動量を上下方向変位検出器１５ｃ
によりそれぞれ計測する。そして、この計測した左右方
向移動量をΔＸ、上下方向移動量をΔＺとし、これらを
上記式（３）に代入して演算を行うことにより車輛重心
高さｈｅを求めることができる。

本発明により車輛重心高さを測定する方法の第２の実施
例を、第６図及び第７図を参照して以下説明する。

先ず、車輛Ｓの４つの車輪Ｔ（ブレーキはフリー状態）
の各々をプラットホーム１３上の回転動テーブル２０に
乗せ、プラットホーム１３を水平状態に保って前後車輪
Ｔが乗っている回転テーブル２０にかかる荷重Ｆａ　、
Ｆｂを上下方向荷重検出器（図示せず）により検出し、
この検出した荷重Ｆａ　、Ｆｂと、既知の車輛重量Ｗと
、ホイルベース長ｌとにより、上記第１の実施例で使用
したと同じ式（１）及び（２）に基づいて平面上での前
後方向の重心の位置ａ及びｂを演算により求める。

その後、第６図に示すように、前輪Ｔが乗っているプラ
ットホーム１３を上下アクチュエータを上昇させ、車輛
Ｓを前後方向に適当な角度θ（１０°以下）傾斜させる
。このとき、後輪Ｔが乗っているプラットホーム１３の
回転動テーブル２０は上下方向変位検出器１５ｃにより
位置制御され上下方向において所定の位置に保持されて
いる。

すなわち後輪Ｔの乗っているプラットホーム１３は上下
方向位置が固定されている。そしてこのとき、前後車輪
Ｔに対応する上下方向荷重検出器（図示せず）と後輪Ｔ
に対応する前後方向荷重検出器２１ｂ（第２図には図示
せず）とにより、上下方向荷重Ｆａ’及びＦｂ’と前後
方向荷重Ｆｘ’とをそれぞれ計測する。

更にその後、第７図に示すように、車輛Ｓの後輪Ｔをプ
ラットホーム１３に乗せると共に、車体Ｂを固定治具Ｊ
により大地に固定し、この状態で上記計測した上下方向
荷重Ｆｂ’及び前後方向荷重Ｆｘ’を基準値として荷重
制御を行い上下アクチュエータ１５及び前後アクチュエ
ータ２２を用いて各荷重を後輪Ｔに加える。

このとき、前後方向荷重が０で、しかも車輛Ｓを前後方
向に傾斜していないときの上下方向荷重Ｆｂを加えたと
きの位置を基準にして、回転動テーブル２０の前後方向
の移動量を前後方向変位検出器２１ａにより、また回転
動テーブル２０の上下方向移動量を上下方向変位検出器
１５ｃ又は１２ａによりそれぞれ計測する。そして、こ
の計測した前後方向移動量をΔＸ、上下方向移動量をΔ
Ｚとし、これらを上記式（４）に代入して演算を行うこ
とにより車輛重心高さｈｃを求めることができる。

〔効　果〕

以上説明したように本発明によれば、車輛の車体と車輪
を固定する必要がなく、また車体自体の変位量を直接計
測するためのセンサの取付けが必要なくなっているので
、車体と車軸を固定治具により固定して車体と車軸を一
体構造にしていた従来の方法のように、一体構造にする
作業に手間がかからず、また車輛に傷を付ける危険もな
い。

更に、車体に直接センサを取付けてプラットホームとの
間の相対変位を計測することが必要がないため、車体に
センサを取付ける手間がなく、又専用のセンサ治具を用
意するなどの多くの面倒な作業がなく、測定を簡単に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明による車輛重心高測定
方法の手順を示す手順図、 第２図及び第３図は本発明の方法を実施するのに使用す
る車輛基本特性測定装置の機構部及び回路構成をそれぞ
れ示す斜視図及びブロック図、 第４図及び第５図は本発明の方法の第１の実施例を説明
するための説明図、 第６図及び第７図は本発明の方法の第２の実施例を説明
すための説明図、 第８図乃至第１０図は従来考えられていた方法を説明す
るための説明図である。 Ｓ・・・車輛、Ｔ・・・車輪、Ｂ・・・車体。 特許出願人　　　　株式会社鷺宮製作所第 図 第６ 図 Ｆｂ′ 第 図 第４ 図 第 図 第１０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）車輛を左右に所定角度傾斜させ、このとき左右車
   輪にかかる上下方向及び左右方向の荷重をそれぞれ計測
   し、 該計測した荷重を車輛の車体を固定した状態で左右車輪
   に加え、このとき生じる車輪の上下方向及び左右方向の
   移動量を計測し、 該計測した移動量を所定の式に代入演算して車輛重心高
   さを測定する、 ことを特徴とする車輛重心高測定方法。
2. （２）車輛を前後に所定角度傾斜させ、このとき下方の
   車輪にかかる上下方向及び前後方向の荷重をそれぞれ計
   測し、 該計測した荷重を車輛の車体を固定した状態で同じ車輪
   に加え、このとき生じる車輪の上下方向及び前後方向の
   移動量を計測し、 該計測した移動量を所定の式に代入演算して車輛重心高
   さを計測する、 ことを特徴とする車輛重心高測定方法。