JPH0236332A - 自動車用旋回模擬試験装置 - 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、自動車用旋回模擬試験装置に関する。

（従来の技術） 周知のように、完成後の自動車における操縦安定性、具
体的には、定常円旋回特性や過速現象特性等を試験する
ための方法としては、テストコースを実際に走行して、
走行中での上述した特性を実験する方法、あるいは、テ
ストコースの代わりに、例えば、直進走行性の実験に用
いられるオディエ式ドラムテスタと称される試験装置に
よって、その試験装置における、前車輪と後車輪とに対
応する各軸において同軸上に支持された４個のドラムに
車輪を載せ、前後の各ドラム同士を等速度で回転させ、
車体重心に旋回時に相当する遠心力を与えて実験する方
法がある。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述した方法にあっては、いづれも。

車体の直進性についての実験を行なうことが主であり、
前者の場合、自動車を運転するテストドライバの操縦能
力によって、あるいは路面からの外乱によって、一定し
た試験結果が得られにくいという問題があり、また、後
者の場合、車輪接地面が曲率を持つドラムであるために
、例えば、直進走行を試験しようとしても、仮りに、車
体にヨイングが発生すると、車輪の接地状態が実際のも
のと異なってしまうことがある。従って、このような試
験装置において、車体の旋回特性を試験することは難し
く、仮りに、旋回特性を試験しようとする場合には、大
きなヨー角の設定はできなくなることや、前後車輪間で
のドラム軸が平行でかつ、各ドラムが等速で回転してい
ることから、各車輪でのスリップアングルは正常な定常
円旋回状態にはないといえ、極端な場合には、きわめて
大きな回転半径についてのみしか、実際の走行状態に近
似させることができないという問題や、操舵に基づくヨ
ー角を設定しようとすると、車輪がドラムとの接地位置
を外れて脱輪してしまう等の問題がある。

そこで、本発明の目的は、上述した自動車の旋回試験に
おける問題に鑑み、略、実際の走行状態と同し条件が得
られる旋回模擬試験装置を得ることにある。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するため１本発明は、車体に装備されて
いる前後・左右各車輪に対応する位置に配置され、車輪
の接地部を平面とされる状態で一対のローラーに掛け渡
され、独立した速度を以って移動可能なベルトと、−上
記一対のローラーを、上記車体に対する仮想旋回中心か
らの周上に沿って各車輪の位置でのスリップアングルに
相当する傾きを設定する揺動可能な架台と、上記ローラ
ーの駆動部および、上記架台の駆動部に接続され、上記
車体に対する旋回条件を入力される制御部とを備え、 上記制御部は、入力される旋回条件に応して、上記ロー
ラー及び架台の駆動部に対して、各車輪位置での車速、
スリップアングルおよびヨー角を得られる態位を設定す
るための指令を出すことを提案するものである。

（作　用） 本発明によれば、実際の走行条件を設定した場合におい
て、脱輪等を生じることなく、実験を行なうことができ
る。

（実　施　例） 以下、第１図乃至第１０図において１本発明実施例の詳
細を説明する。

第１図は本発明実施例による旋回模擬試験装置の要部で
ある制御部を示すブロック図である。

本実施例の特徴は、第２図に示すように、前輪側と後軸
側とにおける左右各車輪を載置しているベルトを仮想中
心を基準とする旋回半径に沿って左右方向に傾けるとと
もに、各車輪の回転速度に相当するベルトの移動速度を
各ベルトで独立して設定できるようにした点にある。

すなわち、制御部１は、演算・判断制御処理部を成すマ
イクロコンピュータ（以下、ＣＰＵ）　ＬＡを主要部と
して備え、このＣＰＵＩＡには、Ｉ１０インターフェー
スＩＢおよび記憶装置としてのＲＯＭ　２、ＲＡＭ　３
が接続されている。

上述したＩ１０インターフェースＩＢにおける人力ボー
トには、旋回実験に必要な数値データを設定するための
キーボードを含む操作パネル（図示されず）が接続され
、そして、出力ボートには、後述するベルトの駆動装置
、架台の駆動装置およびデータの記録装置等の端末装置
（図示されず）がそれぞれ接続されている。

上述した操作パネルには、第３図に示されているように
、試験車両におけるホイールベース（１）、重心前軸間
距離（１，）、重心後軸間距離（１、）、重心フロント
ワイヤ間距１（ｄ、）、重心リヤワイヤ間距離（ｄ、）
、車体重量（Ｗ）、および旋回半径（Ｒ）を入力するた
めのキーボードが設けである。

一方、上述したＲＯＭ　２には、ベルトの速度および架
台の傾斜角を設定するための数式が記憶されている。

すなわち、この数式とは、（１）定常円旋回中の釣合式
、（２）車輪の接地位置での地面速度、（３）前後輪の
スリップ角とＤＹ軸ヨー角との関係式、（４）釣合時の
ワイヤ張力（初期張力を差し引いた値）を求める式であ
り、この式の解を求めるためのパラメータは上述したも
のを除き、第２．３図を参照して、次の通りとされてい
る。

α、：フロントＤＹ軸ヨ軸角− 角７：リヤＤＹ軸ヨー角、 β、：フロントスリップ角、 β、：リャスリップ角、 ■□＝フロント内輪ベルト速度、 ｖ２：フロント外輪ベルト速度、 ■、：リャ内輸内用ベルト速 度、：リャ外輪ベルト速度、 ＦＸ＃：制動力 ＦＸ、：駆動力 Ｆ□：　フロント横力、 Ｆ、、：　　リヤ横力、 δ、：フロント車体横変位 δ７：リヤ車体横変位 そして、次に、上述した各式を示す。

（１）の式は、第４図に示す各パラメータを元に、定常
旋回 横力の釣合 モーメントの釣合 Ｆ、・ｌ、＝Ｆ、・ｌ　、　　　　　　　　　　（］−
３）（２）の式は第５図に示すパラメータを元に、（３
）の式は、第６図に示すパラメータを元に。

β、＝ δ、−（β。−□）＝５７＋α、 Ｔ 但し、Ｕ＝ＶｔｃｏｓβＧ弁Ｖｔ、そして、上述した式
（１−１）、（３−１）、（３−２）より。

ｄｆ＋ｄｒ　　　　ｇ そして、　（３−３）、（３−４）式より、■ α、＋α７＝ また、（４）の式は、上式（１−２）より、そして、上
式（１−３）より。

Ｆｙ、ｄ、　＝Ｆｙ、ｄ、　　　　　　　　　　　　　
（４−２）但し、ａ：求心加速度（求心力）、Ｗ：車体
重量とする。なお、上述したＦ７、Ｆｌ、Ｆｌ２、Ｆｙ
、に関しては、次の式により求める。

ｄｆ＋ｄｒ　　　　ｇ また、ＲＯＭ　２には、求心力（ａ）に対する上述した
α７．α、がマツプとして記憶されており、例えば、第
７図には、その−例として次の条件下での関係がマツプ
が示されている。このマツプは、ＤＹ軸に対するヨー角
の設定基準であり、この基準に基づいて架台での傾斜角
を設定される。

条件としては、Ｒ（旋回半径）　＝３０ｍ、軸距＝２．
６ｍ、 α、＋α、＝　　−＝：５．Ｑｌ′ なお、β。は重心スリップ角を 意味している。

さらにＲＯＭ　２には、第８図に示すように、α、ｍａ
ｘの際の極低速回転時における旋回半径（Ｒ′）に基づ
く、軸距とヨー角との関係を設定するマツプも記憶され
ている。

一方、車体を載置する側である試験部となる機構部は、
第９図に平面視の状態の模型図が示されているように、
基台１０−ヒで、車幅方向の中心を軸支されて揺動可能
な架台１１と、この架台１１において独立した速度で回
転可能に支持されている駆動ローラー１２に掛けられて
いるベルト１３とで構成されている。

そして、上述した架台１１は、その軸支部を前後部での
左右各車輪に対応するベルト間の中心、換言すれば、車
幅方向中心に回転軸１１ａを固定されており、この回転
軸１１ａをはさんで両端に、基台ｌＯ上に設けられてい
るレール１０ａ上を移動できる車輪１４が軸支されてい
る。そして、この架台１１における車体前方に相当する
端部における中央部には、例えば、セクター歯車を利用
した傾斜駆動部１１Ａが配置されており、このセクター
歯車を電動モーター１５に取付けられている駆動歯車に
よって、正逆回転させることで、所定のヨー角に相当す
る角度に傾けられる。また、このようにして傾斜した場
合の架台１１は、適所に配置された角度検出装置（図示
されず）によって、傾斜角を検出されるようになってお
り、この検出データは、上述したＣＰＵＩＡで設定され
た傾斜角に対するフィードバック制御に用いられる。な
お、第９図は、上述した架台１１のうち、前後車輪の一
方側のみを示してあり、他方は、車体重心を中心として
対称に設けである。

本実施例は以上のような構造であるから、第１０図に示
すフローチャートに従って動作する。

第１０図において、試験車両における旋回特性の実験に
必要な数式の解を求めるためのデータとして、第２図、
第３図に示した試験車両におけるホイールベース（１）
、重心前軸間距離（１，）、重心後軸間距離（１，）、
重心フロントワイヤ間距離（ｄ、）、重心リヤワイヤ間
距離（ｄ、）、車体重量（Ｗ）、および旋回半径（Ｒ）
を入力し、前後車輪でのヨー角の和〔（α、＋α、）＝
ｌ／Ｒ）を固定する（ＳＴＩ）。

そして、これら各データに基づいて、初期条件を設定し
く５Ｔ２）、これにより、求心ｇを仮決定する（Ｓｒ３
）。すなわち、このステップでの設定は、設備側での条
件の基準を仮りに決めるためのものであり、この設定に
よって、固定されていたヨー軸の傾斜角α２、α７を試
験部における架台１１の傾斜によって設定し、そして、
ベルトにおける仮の速度（Ｖｔ）および旋回半径からの
求心力ｇを求めてスリップアングル（βＧ）および上述
したヨー角（α９、α、）を設定する。

一方、上述したステップにおいて架台１１における傾斜
角を仮決定したのに続いて、各ベルト１３の速度を設定
する（Ｓｒ１）。このステップにおいては、第２図にお
ける横力が車体前部と後部とで等しくなるように舵角（
θ）を調整して決めることにより。

ヨーイングモーメントの釣合を設定する。

上述したヨー角の設定は、第７図に示すマツプに基づい
て速度から得られる求心力ｇを参考にしてきめられ、こ
の状態でステップＳＴ４での釣合を判別する（Ｓｒ１）
。この判別は、上述したステップＳＴ３．　Ｓｒ１で設
定された条件において横力の釣合が得られているかを判
断することで、速度の調整に影響を及ぼし、仮りに、釣
合が得られていない場合には、上述した条件での操縦性
能の実験が不可能であると判断し、再度、上述した釣合
が取れるまで、速度の調整をし直すことにより、操縦性
能の実験が可能な状態を設定する。

そして、このステップＳＴ５において横力の釣合が取れ
た場合には、その条件下での実験結果を出力して記録す
る（Ｓｒ６）。

一方、上述したステップＳＴ５において、釣合が取れて
いないと判断された場合には、 上述したように、ステップＳＴ４での処理によって、速
度調整をし直し、そして、この状態が求心加速度に変化
を及ぼす状態であるかを判別しく５Ｔ７）、加速度に変
化がある場合には、ステップＳＴ４での処理によって、
仮決定されたヨー角において操縦性能の実験ができる状
態に速度調整を行ない、そして、加速度が変化しない場
合には、限界と判断して装置を停止する。

以上、本実施例によ九ば、仮決定した条件に対して、そ
の条件下でのヨーイングモーメントの釣合を判断するこ
とで、仮決定した条件の正否がわかるだけでなく、その
判断の結果によって、得ようとするヨー角の設定をフィ
ードバック制御することができるので、きわめて簡単な
操作による操縦性能の実験装置が得られる。

（発明の効果） 以上、説明したように、本発明によれば、車輪、との接
地面を実際のテストコースと略同じ条件にできるベルト
を用い、このベルトの車輪に対するヨー角の設定を、速
度の調整にのみで行なえるので、実際のテストコースで
の走行条件と同じ路面と車輪との状態を確実に得られ、
かつ、操縦性能を判断する際のデータにおいても、ばら
つきを生じない走行条件の設定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例による模擬試験装置の要部を示す
ブロック図、第２図、第３図は第１図に示した要部に設
定される条件についてのパラメータを説明するための車
体の模型図、第４図乃至第６図は、第１図に示した要部
において設定された条件式を解説するための模型図、第
７図、第８図は第１図に示した要部において設定されて
いる特性の一例を説明するための線図、第９図は本発明
実施例による模擬試験装置の機構部を示す模型図、第１
０図は、第１図に示した要部の動作を説明するためのフ
ローチャートである。 １・・・制御部、ＩＡ・・・ＣＰＵ、ＩＢ・・・１１０
インターフエース、２．３・・・記憶部、ＩＯ・・・基
台、１０ａ・・・レール、１１・・・架台、１２・・・
駆動ローラー、１３・・・ベルト。 第１図 第２図 第４図 第　３　図 第 図 第 図 第７図 第 図 ベナ（′）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　車体に装備されている前後・左右各車輪に対応する位
   置に配置され、車輪の接地部を平面とされる状態で一対
   のローラーに掛け渡され、独立した速度を以って移動可
   能なベルトと、 上記一対のローラーを、上記車体に対する仮想旋回中心
   からの周上に沿って各車輪の位置での旋回条件から得ら
   れる角度に相当する傾きを設定する揺動可能な架台と、 上記ローラーの駆動部および、上記架台の駆動部に接続
   され、上記車体に対する旋回特性を入力される制御部と
   を備え、 上記制御部は、入力される旋回特性に応じて、上記ロー
   ラー及び架台の駆動部に対して、各車輪位置での車速、
   スリップアングルおよびヨー角を得られる態位を設定す
   るための指令を出すことを特徴とする自動車用旋回模擬
   試験装置。