JPH061237B2

JPH061237B2 - 自動車用旋回模擬試験装置

Info

Publication number: JPH061237B2
Application number: JP63186129A
Authority: JP
Inventors: 寛吉田; 信之吉川; 邦雄間所; 哲志御室
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1988-07-26
Filing date: 1988-07-26
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: JPH0236332A

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渡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
いられるオデイ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
ー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じ条件が得
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、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、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、前輪側と後輪
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）1Aを主要部として備
え、このCPU1Aには、I/Oインターフェース1Bおよび記憶
装置としてのROM２、RAM3が接続されている。

上述したI/Oインターフェース1Bにおける入力ポートに
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、出力ポートには、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（ｌ）、重心前軸
間距離(l_f)、重心後軸間距離(l_r)、重心フロントワイヤ
間距離(d_f)、重心リヤワイヤ間距離(d_r)、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
設けてある。

一方、上述したROM2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_f：フロントDY軸ヨー角、 α_r：リヤDY軸ヨー角、 β_f：フロントスリップ角、 β_r：リヤスリップ角、 V₁：フロント内輪ベルト速度、 V₂：フロント外輪ベルト速度、 V₃：リヤ内輪ベルト速度、 V₄：リヤ外輪ベルト速度、 F_xf：制動力 F_xr：駆動力 F_yf：フロント横力、 F_yr：リヤ横力、 δ_f：フロント車体横変位 δ_r：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_f・l_f＝F_r・l_r (1-3) （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、但し、Ｕ＝Ｖｔｃｏｓβ_G≒Vt、そして、上述した式(1-
1)、(3-1)、(3-2)より、そして、(3-3)、(3-4)式より、また、（４）の式は、上式(1-2)より、そして、上式(1-3)より、 Fy_fd_f＝Fy_rd_r (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F_f、F_r、Fy_f、Fy_rに関しては、次の
式により求める。

また、ROM2には、求心力(a)に対する上述したα_f、α_r
がマップとして記憶されており、例えば、第７図には、
その一例として次の条件下での関係がマップが示されて
いる。このマップは、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、なお、β_Gは重心スリップ角を意味している。

さらにROM２には、第８図に示すように、α_fmax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ッ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上で、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10上に設けられているレール10
a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11
Aが配置されており、このセクター歯車を電動モーター1
5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CPU1A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おり、他方
は、車体重心を中心として対称に設けてある。

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(l)、重
心前軸間距離(l_f)、重心後軸間距離(l_r)、重心フロント
ワイヤ間距離(d_f)、重心リヤワイヤ間距離(d_r)、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_f＋α_r）＝ｌ／Ｒ〕を固定する(ST1)。

そして、これら各データに基づいて、初期条件を設定し
(ST2)、これにより、求心ｇを仮決定する(ST3)。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α_f、α_r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（β_G）および上述したヨー角（α_f、α
_r）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
(ST4)。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蛇角（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図に示すマップに基づい
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(ST5)。この判
別は、上述したステップST3、ST4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
(ST6)。

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(ST7)、加速度に変化があ
る場合には、ステップST4で処理によって、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、本実施例によれば、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10
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、1A…CPU、1B…I/Oインターフェース、２、
３…記憶部、10…基台、10a…レール、11…架台、12…
駆動ローラー、13…ベルト。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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。