JP2006337269A

JP2006337269A - 車両走行特性試験装置

Info

Publication number: JP2006337269A
Application number: JP2005164456A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Ono; 英一小野; Masahiko Mizuno; 雅彦水野; Toshimichi Takahashi; 俊道高橋; Toshiaki Nakagawa; 稔章中川; Hidekazu Nishigaki; 英一西垣; Shigeaki Jonouchi; 成明城之内
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2006-12-14

Abstract

【課題】フラットベルトの速度とフラットベルト装置の横移動速度とに応じてフラットベルト装置をタイヤ接地点を中心に回転させ、各輪のスリップ角を実走行時と一致させることにより、ハンドル操舵時の車両運動等の横方向の運動に関しても模擬する。
【解決手段】フラットベルト装置の無端フラットベルトを速度Ｖ_xで駆動すると共に、必要に応じて揺動装置を上下方向に加振する（１００）。この状態でハンドを操舵すると、車体は操舵に応じて車両横方向に移動するので、センサによって検出された車体の横方向変位量を取り込み（１０２）、センサの検出値に基づいて車両の横移動速度Ｖ_ysを演算し、揺動装置を制御してフラットベルト装置の各々を横移動速度Ｖ_ysで車両の横方向に移動させると共に、フラットベルト装置をタイヤ接地点を中心に回転角Ψ_sで回転させる（１０６）。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両走行特性試験装置にかかり、特に、試験車両の各輪の上下加振を行うことができると共に、レーンチェンジ等の操舵時における車両運動を模擬することができる車両走行特性試験装置に関する。

従来より、車両の４輪を独立したフラットベルト装置に載置して試験を行う車両走行特性試験装置が知られている（特許文献１）。この試験装置は、４輪独立に上下加振を行うことによって直進走行時の路面外乱が車両運動に及ぼす影響を模擬することにより、車両の走行特性を試験することができる。
特開平９−１０５７０７号公報

しかしながら、従来の試験装置では、フラットベルト装置を車体横方向に移動することができないためハンドル操舵時の車両運動等の横方向の運動に関しては模擬できない、という問題がある。

この問題は、加振を行う揺動装置に設けられたフラットベルト装置を車体横方向にも移動できるようにすることで解決することができるが、単純にフラットベルト装置を車体横方向に移動させると、各タイヤのスリップ角が変化してしまい、実走行時におけるタイヤ発生力が模擬できなくなる結果、横方向の車両運動を模擬することができなくなる、という問題がある。

本発明は、無端フラットベルトの速度とフラットベルト装置の横方向の移動速度とに応じてフラットベルト装置をタイヤ接地点を中心に回転させることにより、各輪のスリップ角を実走行時と一致させ、ハンドル操舵時の車両運動等の横方向の運動に関しても模擬することができる車両特性試験装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、複数のローラー及び該ローラーに巻き掛けられた無端フラットベルトを備えた複数のフラットベルト装置と、前記フラットベルト装置の各々を上下方向に加振させるように前記フラットベルト装置の各々に対応させて設けられると共に、タイヤ接地点を中心に前記フラットベルト装置を回転させ、かつ前記フラットベルト装置を車体横方向に移動させための複数の揺動装置と、前記無端フラットベルトの回転速度及び前記フラットベルト装置の車体横方向の移動速度に応じて、前記フラットベルト装置がタイヤ接地点を中心にタイヤスリップ角が変化しない角度で回転するように前記揺動装置を制御する制御装置と、を含んで構成されている。

本発明の制御装置は、前記無端フラットベルトの回転速度をＶ_x、前記フラットベルト装置の車体横方向の移動速度をＶ_ysとしたとき、前記フラットベルト装置を以下の式で表される角度Ψ_sで回転させるように揺動装置を制御することができる。

本発明においては、試験用車両の車体横方向の移動速度を検出する検出手段を設け、フラットベルト装置の車体横方向の移動速度Ｖ_ysとして、この検出手段で検出された試験用車両の車体横方向の移動速度と同じ値を与えることができる。

本発明によれば、無端フラットベルトの回転速度及びフラットベルト装置の車体横方向の移動速度に応じて、タイヤスリップ角が変化しないようにフラットベルト装置がタイヤ接地点を中心に回転するように制御されるので、ハンドル操舵を行った場合においても、タイヤスリップ角が変化しないように制御され、これによりハンドル操舵を行った場合の車両特性を試験することができる。

以上説明したように本発明によれば、現時点の各輪のスリップ角を計測したり推定演算したりすることなく、試験を行う車両の特性に依存することなくハンドル操舵を行った場合の車両特性試験を行うことができる、という効果が得られる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１に示すように、本実施の形態の車両特性試験装置には、試験用車両１０の各タイヤが載置されるように配置された複数の加振装置が設けられている。各加振装置は、フラットベルト装置１２と揺動装置１８とから構成されている。フラットベルト装置１２は、駆動ローラーと従動ローラーとを備えた複数のローラー１４と、これらのローラーに巻き掛けられた代用路面を形成する無端フラットベルト１６とから構成されており、揺動装置１８は、フラットベルト装置１２を上下方向に加振させるようにフラットベルト装置１２の各々に対応させて設けられたパンタグラフ型の多段リンクで構成されている。

フラットベルト装置１２の駆動ローラーは、無端フラットベルトをタイヤ走行方向と逆方向に回転駆動する図示しない駆動装置に連結されている。また、揺動装置１８の各々には、タイヤ接地点を中心にフラットベルト装置１２を回転させると共に、フラットベルト装置１２を車体横方向に移動させる図示しない駆動装置が設けられている。

フラットベルト装置１２の駆動装置及び揺動装置１８の駆動装置の各々は、コンピュータで構成された制御装置２０に接続されている。

また、本実施の形態の車両特性試験装置には、試験用車両のハンドル操舵時における試験用車両の横方向変位量を検出するセンサ２２が設けられている。このセンサ２２は、発光素子と受光素子とで構成された非接触の光学センサや、接触子を備えた接触センサで構成され、試験用車両前方の角部の変位量を検出するように構成されている。このセンサ２２で検出された変位量の単位時間当たりの変化量を演算することにより、ハンドル操舵時の試験用車両の車体横方向の移動速度を求めることができる。

本実施の形態の車両特性試験装置によれば、無端フラットベルト１６が代用路面を形成するので、４台の加振装置の最上部に設けられた無端フラットベルト１６上に試験用車両１０の各タイヤを載置し、揺動装置を駆動して無端フラットベルト１６を上下方向に加振し、また、試験用車両１０のタイヤを通常の回転数で回転させながら無端フラットベルト１６を車輪の回転と逆方向に車輪の回転数と同じ回転数で回転させ、さらにハンドルを操舵して車輪の向きを変化させることにより実際の道路と略同様の条件の下で車両の運転特性を試験することが可能となる。

次に、レーンチェンジ等のハンドル操舵時における車両運動を模擬する場合について更に詳細に説明する。

タイヤスリップ角がαのとき、タイヤ横加速度Ｖ_yは、以下のように表される。

Ｖ_y＝Ｖ_xｔａｎα ・・・（１）
このとき、図２に示すように揺動装置を制御してフラットベルト装置１６を横方向の移動速度（横移動速度）Ｖ_ysで車体横方向に移動させると共に、タイヤ接地点を中心に回転角Ψ_sでヨー回転させると、タイヤ横速度ＶＹは、以下のように表される。

ＶＹ＝Ｖ_y−Ｖ_ys＋Ｖ_xｔａｎΨ_s ・・・（２）
したがって、フラットベルト装置の横方向移動時にタイヤスリップ角を変化させないようにするためには、以下の（３）式の関係を常に満足するようにフラットベルト装置を移動させる必要がある。

Ｖ_ys＝Ｖ_xｔａｎΨ_s ・・・（３）
すなわち、フラットベルト装置の横移動速度Ｖ_ysに応じて回転角Ψ_sを以下の（４）式のように設定してフラットベルト装置をタイヤ接地点を中心に回転角Ψ_sで回転させることにより、スリップ角を常に走行時の値に保持することができる。

したがって、レーンチェンジ等のハンドル操舵時における車両運動を模擬する場合には、制御装置２０によって以下のように制御する。ステップ１００では、フラットベルト装置１２の無端フラットベルトを速度Ｖ_xで駆動するように駆動装置を制御すると共に、必要に応じて揺動装置を制御してフラットベルト装置を上下方向に加振する。この状態でハンドを操舵すると、試験用車両は操舵に応じて車両横方向に移動するので、センサ２２によって車体の横方向の変位量が検出される。ステップ１０２では、センサ２２の検出値を取り込み、ステップ１０４においてセンサ２２の検出値に基づいて車両の横移動速度Ｖ_ysを演算する。そして、ステップ１０６において、揺動装置を制御してフラットベルト装置の各々を横移動速度Ｖ_ysで車両の横方向に移動させると共に、フラットベルト装置の各々をタイヤ接地点を中心に回転角Ψ_sで回転させる。

これにより、無端フラットベルトの回転速度及びフラットベルト装置の車体横方向の移動速度に応じて、フラットベルト装置がタイヤ接地点を中心に回転され、ハンドル操舵時においてタイヤスリップ角が変化しない状態での試験を行うことができる。

ここでは、揺動装置の横移動速度を車両の横移動速度と概ね一致させているが、フラットベルトから車輪が外れない範囲内で変化をもたせることも可能である。例えば、車両の横移動開始後わずかに遅れて揺動装置の横移動を開始することにより、ハンドル操舵開始の微小操舵中のタイヤ接地点周りのモーメントであるセルフアライメントトルクに影響を与えることなく、試験を行うことができる。

本発明の実施の形態を示す概略図である。無端フラットベルトの回転速度、フラットベルト装置の回転角、フラットベルト装置の横方向の移動速度を説明する説明図である。レーンチェンジ等の操舵時における車両運動を試験するためのルーチンを示す流れ図である。

符号の説明

１０試験用車両
１２フラットベルト装置
１４ローラー
１６無端フラットベルト
１８揺動装置
２０制御装置
２２センサ

Claims

複数のローラー及び該ローラーに巻き掛けられた無端フラットベルトを備えた複数のフラットベルト装置と、
前記フラットベルト装置の各々を上下方向に加振させるように前記フラットベルト装置の各々に対応させて設けられると共に、タイヤ接地点を中心に前記フラットベルト装置を回転させ、かつ前記フラットベルト装置を車体横方向に移動させための複数の揺動装置と、
前記無端フラットベルトの回転速度及び前記フラットベルト装置の車体横方向の移動速度に応じて、前記フラットベルト装置がタイヤ接地点を中心にタイヤスリップ角が変化しない角度で回転するように前記揺動装置を制御する制御装置と、
を含む車両走行特性試験装置。
前記無端フラットベルトの回転速度をＶ_x、前記フラットベルト装置の車体横方向の移動速度をＶ_ysとしたとき、前記制御装置は、前記フラットベルト装置が以下の式で表される角度Ψ_sで回転するように前記揺動装置を制御する請求項１記載の車両走行特性試験装置。