(57)【要約】      （修正有）【課題】ベルトを目標位置に速やかに補正できるようにして、ベルトの蛇行や振動を確実に防止する。【解決手段】ベルト蛇行防止装置１は、ベルト６が架け渡された一対のドラムのうち、一方のドラムに対して他方のドラムを揺動させた際の揺動量を検出し、検出されたドラムの揺動量をベルト応答モデルに入力して得られるベルト６の予測位置とベルト位置検出手段２１により検出されたベルト６の実測位置との差分、及び該ドラムの揺動量を積分することで得られる積分値、に基づいてベルト６の検出位置を算出する第３制御手段１６を備えており、ベルト６の検出位置と予め定められた目標位置との差が零となるようにドラム揺動手段８を制御する構成となっている。【選択図】図１
2010122006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のドラムの間に架け渡されたベルトの上に転動体を接地させて当該転動体の走行特性を評価する走行試験装置に設けられて、一方のドラムに対して他方のドラムを揺動させ且つその揺動量に応じてベルトの位置を可変とするドラム揺動手段によりベルトの蛇行を修正する蛇行防止装置であって、
ベルトの検出位置と予め定められた目標位置との差が零となるように、前記ドラム揺動手段を制御する第１制御手段と、
前記ドラム揺動手段により揺動された他方のドラムの揺動量を検出し、検出されたドラムの揺動量が目標の揺動量となるように、前記ドラム揺動手段を制御する第２制御手段と、
前記第２制御手段で検出されたドラムの揺動量をベルト応答モデルに入力して得られるベルトの予測位置とベルト位置検出手段により検出されたベルトの実測位置との差分、及び該ドラムの揺動量を積分することで得られる積分値、に基づいて前記ベルトの検出位置を算出する第３制御手段と、
を備えていることを特徴とする走行試験装置のベルト蛇行防止装置。
【請求項２】
前記ベルト応答モデルは、前記ベルトが目標位置とは逆方向に向かって応答する挙動及び／又はベルトの応答遅れをシミュレートするものであることを特徴とする請求項１に記載の走行試験装置のベルト蛇行防止装置。
【請求項３】
前記第１制御手段は、前記ベルトの検出位置と目標位置との差分から前記ドラム揺動手段の目標の揺動量を算出するＰＩＤ制御手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の走行試験装置のベルト蛇行防止装置。
【請求項４】
一対のドラムの間に架け渡されたベルトの上に転動体を接地させて当該転動体の走行特性を評価する走行試験装置に設けられていて、一方のドラムに対して他方のドラムを揺動させ且つその揺動量に応じてベルトの位置を可変とするドラム揺動手段を用いて、ベルトの蛇行を修正する方法であって、
前記ドラム揺動手段を用いて他方のドラムを揺動し、
前記他方のドラムの揺動量を検出し、該揺動量が目標の揺動量となるように前記ドラム揺動手段を制御し、
前記揺動量をベルト応答モデルに入力してベルトの予測位置を求め、該予測位置と実際に検出されたベルトの実測位置との差分を求め、
前記ドラム揺動量の積分値と前記差分とに基づいてベルトの検出位置を求め、
前記ベルトの検出位置と予め定められた目標位置との差がゼロとなるように前記ドラム揺動手段を制御することを特徴とする走行試験装置のベルト蛇行防止方法。
【請求項５】
前記応答モデルは、前記ベルトが前記目標位置とは逆方向に向かって応答する挙動及び／又は前記ベルトの応答遅れをシミュレートしたものであることを特徴とする請求項４に記載の走行試験装置のベルト蛇行防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行試験装置のベルト蛇行防止装置及びベルト蛇行防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ又は車両などの転動体の走行特性を評価する走行試験装置には金属製のベルトを用いたものが知られている。走行試験装置には従動ドラムと駆動ドラムが設けられており、従動ドラムと駆動ドラムとの間には無端のベルトが架け渡されている。走行試験装置では、ベルトの上側の平坦面は試験路面として構成されており、この試験路面に転動体を接地させてベルトを走行させることで転動体の走行特性が評価される。
ところで、従動ドラムや駆動ドラムは断面が真円になるように形成されているが、微視的に見ればこれらのドラムは真円ではない。また、２つのドラムを厳密に平行に配備することも難しく、ベルトにも微小な凹凸がある。そのため、２つのドラム間に架け渡されたベルトには蛇行やずれが避けられない。
【０００３】
そこで、例えば特許文献１〜特許文献３には、ベルトの端部位置を検出し、検出されたベルト位置に基づいて従動ドラムを傾動させたりテンションを調整したりして、蛇行を修正する装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３５９３７９号公報
【特許文献２】特開２００５−３５１３０２号公報
【特許文献３】特開２００５−３２６６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ドラム上を回転するベルトの軌道はドラムを傾動等させてもベルトが少なくとも１回転程度しなければ変化しないため、一般にドラムの傾動に用いられるサーボモータや油圧シリンダに比べてベルトの軌道変化は非常に大きい時定数を備えている。それゆえ、特許文献１〜特許文献３の装置では従動ドラムを揺動させたとしてもベルトがすぐに目標位置に移動することはなく、次の制御周期に応答遅れの影響が残留して、ベルト位置の制御が十分に行えなくなる虞がある。
また、ドラムを揺動させた直後のベルトにおいては、ベルトが目標位置に向かう方向とは逆方向に応答する過渡的現象が生じることが過去の知見から知られている。このような過渡的現象が生じると、検出したベルトの位置のずれ量に過渡的現象に起因する余計な変位量が加わり、制御によってかえってベルトの位置が蛇行したり発振したりする虞もある。
【０００５】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、ベルトを目標位置に速やかに補正できるようにして、ベルトの蛇行や振動を確実に防止することができる走行試験装置のベルト蛇行防止装置及び蛇行防止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じている。
即ち、本発明の走行試験装置のベルト蛇行防止装置は、一対のドラムの間に架け渡されたベルトの上に転動体を接地させて当該転動体の走行特性を評価する走行試験装置に設けられて、一方のドラムに対して他方のドラムを揺動させ且つその揺動量に応じてベルトの位置を可変とするドラム揺動手段によりベルトの蛇行を修正する蛇行防止装置であって、
ベルトの検出位置と予め定められた目標位置との差が零となるように、前記ドラム揺動手段を制御する第１制御手段と、前記ドラム揺動手段により揺動された他方のドラムの揺動量を検出し、検出されたドラムの揺動量が目標の揺動量となるように、前記ドラム揺動手段を制御する第２制御手段と、前記第２制御手段で検出されたドラムの揺動量をベルト応答モデルに入力して得られるベルトの予測位置とベルト位置検出手段により検出されたベルトの実測位置との差分、及び該ドラムの揺動量を積分することで得られる積分値、に基づいて前記ベルトの検出位置を算出する第３制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
発明者らは、ベルトの応答が遅れたり目標位置とは逆方向に応答したりするのであれば、このようなベルトの応答をシミュレートしたベルト応答モデルを設定し、このベルト応答モデルに基づいてベルトのずれ状態を把握すれば正確なベルトの検出位置が得られるのではないかと考えた。そして、ベルト応答モデルにドラムの揺動量を入力することで算出されるベルトの検出位置を用いてドラム揺動手段を制御することでベルトを目標位置に速やかに修正できることを知見して、本発明を完成するに至ったのである。
なお、前記ベルト応答モデルは、前記ベルトが目標位置とは逆方向に向かって応答する挙動及び／又はベルトの応答遅れをシミュレートするものであるのが好ましい。そして、前記第１制御手段は、前記ベルトの検出位置と目標位置との差分から前記ドラム揺動手段の目標揺動量を算出するＰＩＤ制御手段を備えているのが好ましい。
【０００８】
また、本発明の走行試験装置のベルト蛇行防止方法は、一対のドラムの間に架け渡されたベルトの上に転動体を接地させて当該転動体の走行特性を評価する走行試験装置に設けられていて、一方のドラムに対して他方のドラムを揺動させ且つその揺動量に応じてベルトの位置を可変とするドラム揺動手段を用いて、ベルトの蛇行を修正する方法であって、
前記ドラム揺動手段を用いて他方のドラムを揺動し、前記他方のドラムの揺動量を検出し、該揺動量が目標の揺動量となるように前記ドラム揺動手段を制御し、前記揺動量をベルト応答モデルに入力してベルトの予測位置を求め、該予測位置と実際に検出されたベルトの実測位置との差分を求め、前記ドラム揺動量の積分値と前記差分とに基づいてベルトの検出位置を求め、前記ベルトの検出位置と予め定められた目標位置との差が零となるように前記ドラム揺動手段を制御することを特徴とするものである。
【０００９】
そして、ベルト蛇行防止方法に用いる応答モデルは、前記ベルトが前記目標位置とは逆方向に向かって応答する挙動及び／又は前記ベルトの応答遅れをシュミレートしたものであるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の走行試験装置のベルト蛇行防止装置及び蛇行防止方法では、ベルトを目標位置に速やかに補正できるようにして、ベルトの蛇行や振動を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る走行試験装置のベルト蛇行防止装置１及び蛇行防止方法の実施形態を、図面に基づき詳しく説明する。
図１は、本発明のベルト蛇行防止装置１が設けられたタイヤ試験機２（走行試験装置）を示している。
タイヤ試験機２は、駆動モータ３に連結されて正逆に回転自在とされた駆動ドラム４と、駆動ドラム４に対して距離をあけて軸心同士が互いに平行となるように設けられる従動ドラム５と、駆動ドラム４と従動ドラム５との間に架け渡された無端の金属板のベルト６とを有している。ベルト６には駆動ドラム４と従動ドラム５との間に上下２つの平坦面７Ｕ、７Ｄが形成され、上側の平坦面７Ｕに形成された路面（試験路面）にタイヤＴ（転動体）が接地している。タイヤ試験機２は、ベルト６上の路面にタイヤＴを接地させてタイヤＴの走行特性を評価できるように構成されている。
【００１２】
なお、以下の説明において、図１の紙面の上下をタイヤ試験機２の上下とする。また、駆動ドラム４の上側を通って従動ドラム５に向かうベルト６の左端側をタイヤ試験機２及びベルト蛇行防止装置１を説明する際の左側とし、ベルト６の右端側をタイヤ試験機２及びベルト蛇行防止装置１を説明する際の右側とする。また、図１における駆動ドラム４からのベルト６の送り出し方向を前方向と呼び、前方向の反対の方向を後方向と呼ぶ。
駆動ドラム４は、ベルト６を巻き回せるように円筒状に形成されている。駆動ドラム４は、左右方向に沿った回転軸Ｒ１周りに回転可能となっており、この回転軸Ｒ１にギアボックス（図示せず）を介して接続された駆動モータ３により正逆双方に切り替え自在に回転駆動できるようになっている。
【００１３】
従動ドラム５は、駆動ドラム４に対して水平方向に距離をあけて軸心同士が互いに平行となるように配置されている。従動ドラム５は、駆動ドラム４と同様に左右方向に沿った回転軸Ｒ２回りに自由に回転できるように配置されている。
ベルト６は、無端の金属帯板やクローラなどで形成されており、駆動ドラム４と従動ドラム５との双方に巻き回されている。ベルト６は、外周側を向く表面がアスファルトやコンクリートなどの材料で形成されている。ベルト６は、駆動ドラム４と従動ドラム５との間に上側の平坦面７Ｕと下側の平坦面７Ｄを有している。本実施形態では、上側の平坦面７Ｕに対してさらに上方から試験対象のタイヤＴが接地させられている。なお、ベルト６は、外周側を向く表面が実路面と同様な環境になるように、外周側を向く表面の上に雪、氷、又は水の層を設けても良い。
【００１４】
図１及び図２に示されるように、本発明のベルト蛇行防止装置１は、タイヤ試験機２に設けられた駆動ドラム４と従動ドラム５とのうち、従動ドラム５を駆動ドラム４に対して揺動させることでベルト６の蛇行を修正している。本実施形態のベルト蛇行防止装置１は、駆動ドラム４に対して従動ドラム５を上下方向に沿った揺動軸Ｒ３回りに揺動させ且つその揺動量に応じてベルト６の位置を可変とするドラム揺動手段８と、このドラム揺動手段８を制御する制御部９と、を備えている。
ドラム揺動手段８は、従動ドラム５を上下方向に沿った軸（揺動軸）回りに揺動させるものであり、従動ドラム５を両端側から支持する枠部材１０と、枠部材１０を揺動させるサーボモータ１１と、を備えている。
【００１５】
枠部材１０は、下方に向かって略コの字状に形成されており、その下端側には従動ドラム５が回転自在に取り付けられている。枠部材１０は上方に向かって突出する揺動軸部１２を有しており、この揺動軸部１２の上端に設けられたサーボモータ１１で上下方向を向く揺動軸Ｒ３回りに回動可能となっている。揺動軸部１２の上下方向の中途部には揺動量検出手段１３が設けられており、サーボモータ１１と揺動軸部１２との揺動軸Ｒ３回りの相対回動角度を検出可能となっている。
図３に示されるように、制御部９はコンピュータ又はシーケンサから構成されており、第１制御手段１４と第２制御手段１５と第３制御手段１６とを有している。
【００１６】
第１制御手段１４は、予め入力された目標位置ｒ（ｓ）からのベルト６の検出位置ｒm（ｓ）のずれ量ｅ（ｓ）を算出する第１制御部と、このずれ量ｅ（ｓ）に基づいてドラム揺動手段８を制御するＰＩＤ制御手段１７と、を備えている。第１制御部には、蛇行を起こしていない状態のベルト６の位置が目標位置ｒ（ｓ）として予め与えられており、第３制御部で算出されたベルト６の検出位置ｒm（ｓ）から目標位置ｒ（ｓ）を引いてベルト６のずれ量ｅ（ｓ）が計算される。計算されたベルト６のずれ量ｅ（ｓ）はＰＩＤ制御手段１７に出力される。
【００１７】
ＰＩＤ制御手段１７は、第１制御部から入力されたベルト６のズレ量ｅ（ｓ）に基づいて目標の揺動量ｕ1（ｓ）を計算し、この揺動量ｕ1（ｓ）を第２制御手段１５に出力している。
制御周期は、ベルト６や従動ドラム５のサイズ、運転条件等で様々に変化するため一概にその範囲を定めることはできないが、１０ｍｓ〜２００ｍｓ、好ましくは１０ｍｓ〜５０ｍｓとされている。
第２制御手段１５は、ドラム揺動手段８により揺動された従動ドラム５の実際の揺動量を検出する揺動量検出手段１３と、揺動量検出手段１３で検出されたドラムの揺動量が目標の揺動量となるようにドラム揺動手段８を制御する第２制御部とを備えている。
【００１８】
揺動量検出手段１３は、サーボモータ１１の揺動角を測定するエンコーダで構成されており、サーボモータ１１の揺動角から従動ドラム５の実際の揺動角θを検出している。揺動量検出手段１３で検出された従動ドラム５の実際の揺動角θは第２制御部に出力される。
第２制御部は、揺動量検出手段１３で検出された従動ドラム５の実際の揺動角θをフィードバックしてドラム揺動手段８の入力側に入力している。第２制御部には、第１制御部で計算された揺動量ｕ1（ｓ）（揺動角速度ｕ1（ｓ））が入力されており、この揺動角速度ｕ1（ｓ）と揺動量検出手段１３で検出された従動ドラム５の揺動角θとに基づいて揺動量ｕ（ｓ）（揺動角速度ｕ（ｓ））を計算している。第２制御部では、計算された揺動角速度ｕ（ｓ）をドラム揺動手段８のサーボモータ１１に出力してベルト６のずれを短時間で修正する。
【００１９】
ところで、ドラム揺動手段８では、第１制御部で計算された揺動角速度ｕ1（ｓ）及び第２制御部で計算された揺動角速度ｕ（ｓ）に基づいてサーボモータ１１が回転し、従動ドラム５がベルト６のずれ量ｅ（ｓ）を解消する方向に回転する。
ところが、実際には、従動ドラム５を揺動させても従動ドラム５の揺動の影響を受けたベルト６が後述するベルト位置検出手段２１が設けられている位置まで到達し、ベルト位置検出手段２１により従動ドラム５の揺動の影響が評価されるには一定の時間が必要となる。この時間は、ベルト位置検出手段２１とドラム揺動手段８との位置関係によって変化するが、長い場合はベルト６が１回転程度する時間が必要となる。つまり、ベルト６は、一般にドラムの傾動に用いられるサーボモータ１１や油圧シリンダに比べて非常に大きい時定数を備えており、制御周期によっては次の制御周期にこの応答遅れの影響が残留してベルト６位置の制御が十分に行えなくなる虞がある。
【００２０】
また、この時定数が経過しても、従動ドラム５の揺動の影響が現れた直後のベルト６においては、ベルト６が整定しようとする方向とは逆方向に応答する過渡的現象が生じることが過去の知見から知られている。このような過渡的現象が生じると、ベルト位置検出手段２１で検出したベルト６の位置のずれ量に逆方向への応答に起因する余計な変位量が加わり、ベルト６位置の制御が十分に行えなくなる虞がある。
そこで、本発明のベルト蛇行防止装置１では、上述の第１制御手段１４及び第２制御手段１５に加えて、さらに応答遅れや逆方向への応答が排除されたベルト６の検出位置を算出する第３制御手段１６が備えられている。
【００２１】
具体的には、第３制御手段１６は、ベルト６の実測位置ｙ（ｓ）を検出するベルト位置検出手段２１と、第２制御手段１５で検出されたドラムの揺動量θをベルト応答モデルに入力してベルト６の予測位置ｙm（ｓ）を求め、このベルト６の予測位置ｙm（ｓ）と実測位置ｙ（ｓ）との差分Δｙ（ｓ）及びドラムの揺動量θを積分することで得られる積分値Σθに基づいてベルト６の検出位置ｒm（ｓ）を算出する第３制御部とを備えている。
ベルト位置検出手段２１は、駆動ドラム４にかけ回されたベルト６の端部の位置を実測できるようになっており、本実施形態では上側の平坦面７Ｕと駆動ドラム４との境界付近のベルト６から上方に一定の距離をあけて設けられている。ベルト位置検出手段２１は、ベルト６に対して赤外線を照射してその反射光を受光することでベルト６の実測位置ｙ（ｓ）を検出できるようになっている。ベルト位置検出手段２１で検出されたベルト６の実測位置ｙ（ｓ）は、制御部９の第３制御部に出力される。
【００２２】
第３制御部には、第２制御手段１５で検出されたドラムの揺動量θ及びベルト位置検出手段２１で検出されたベルト６の実測位置ｙ（ｓ）が入力されている。第３制御部では、ドラムの揺動量θをベルト応答モデルに入力することでベルト６の予測位置ｙm（ｓ）が求められ、このベルト６の予測位置ｙm（ｓ）と実測位置ｙ（ｓ）とに基づいてベルト６のずれ量Δｙ（ｓ）が算出されると共に、入力されたドラムの揺動量θを積分することで積分値Σθ、すなわちベルト６の過渡的な応答の影響や応答の遅れの影響が排除されたベルト６の位置が算出される。このようにして求められたずれ量Δｙ（ｓ）及び積分値Σθは、第１制御部にベルト６の検出位置ｒm（ｓ）として出力され、第１制御部においてこのベルト６の検出位置ｒm（ｓ）に基づいてドラム揺動手段８の制御が行われる。
【００２３】
ベルト応答モデルは、従動ドラム５を揺動させた際に起こる実際のベルト挙動を再現できるものであり、計測されたベルト挙動の実データに基づく離散式モデルや力学モデルで構成される。
次に、制御部９で行われる処理、すなわち本発明の走行試験装置のベルト蛇行防止方法について説明する。
本発明の走行試験装置のベルト蛇行防止方法は、ドラム揺動手段８を用いて従動ドラム５（他方のドラム）を揺動し、従動ドラム５の揺動角θ（揺動量）を検出し、この揺動角θが目標の揺動量となるようにドラム揺動手段８をまず制御するものである。そして次に、揺動角θをベルト応答モデルに入力してベルト６の予測位置ｙm（ｓ）を求め、予測位置ｙm（ｓ）と実際に検出されたベルト６の実測位置ｙ（ｓ）との差分Δｙ（ｓ）を求め、揺動角θの積分値Σθと差分とに基づいてベルト６の検出位置ｒm（ｓ）を求め、ベルト６の検出位置ｒm（ｓ）と予め定められた目標位置ｒ（ｓ）との差がゼロとなるようにドラム揺動手段８を制御するものである。このベルト蛇行防止方法は、具体的には以下の通りに行われる。
【００２４】
タイヤ試験機２でタイヤＴの走行試験を行う際は、まず駆動モータ３を駆動させ、駆動ドラム４を回転させる。駆動ドラム４が回転すると、駆動ドラム４と従動ドラム５との間に架け渡されたベルト６も回転する。そして、ベルト６の上側の平坦面７ＵにタイヤＴを接地することで、タイヤＴの走行試験が行われる。
このとき、ベルト６はその位置が目標位置ｒ（ｓ）になるように調整されている。ところが、ベルト６にはタイヤ横力やその他の外乱が加わっており、これらに起因して蛇行やずれが発生する。その結果、実際のベルト６は目標位置ｒ（ｓ）から実測位置ｙ（ｓ）にずれる。
【００２５】
そこで、本発明のベルト蛇行防止方法では、まずドラム揺動手段８を用いて従動ドラム５を揺動させる。このとき、ドラム揺動手段８には第１制御手段１４で計算された揺動角速度ｕ1（ｓ）が入力され、ドラム揺動手段８はその揺動量（揺動角速度）がｕ1（ｓ）となるようにサーボモータ１１が作動し、枠部材１０を介して従動ドラム５がベルト６のずれを解消する方向に回転する。
ところが、サーボモータ１１を所定の揺動角速度で揺動する際にもある程度の時定数があり、上述したサンプリング周期では揺動量（揺動角速度）がｕ1（ｓ）となるようにドラム揺動手段８を制御しても従動ドラム５の実際の揺動角θ（揺動量）が目標値に達することは困難である。そこで、第２制御手段１５では従動ドラム５の実際の揺動角θを揺動量検出手段１３で検出し、検出された揺動角θを第２制御部の入力側にフィードバックして従動ドラム５を揺動角速度ｕ（ｓ）で揺動するようにドラム揺動手段８を制御する。
【００２６】
このように第２制御手段１５を用いてドラム揺動手段８を制御すると、従動ドラム５を目標の揺動量（揺動角または揺動角速度）まで揺動させて、ドラム揺動手段８の遅れに起因するベルト６の蛇行や振動を防止することができる。しかし、従動ドラム５が目標の揺動量まで揺動したとしても、上述のように従動ドラム５の揺動が伝達されたベルト６には過渡的な応答の影響や応答の遅れの影響が生じるので、ベルト位置検出手段２１で検出されたベルト６の実測位置ｙ（ｓ）をそのまま第１制御部にフィードバックしてドラム揺動手段８を制御すると、ベルト６がオーバーシュートしたり発振したりして十分な制御が行えなくなる。
【００２７】
そこで、本発明のベルト蛇行防止方法では、まず第２制御手段１５に入力される揺動角θを第３制御部にも入力し、入力された揺動角θをベルト応答モデルに入力してベルト６の予測位置ｙm（ｓ）を求めている。次に、第３制御部では、ベルト応答モデルを用いて算出されたベルト６の予測位置ｙm（ｓ）とベルト６の実測位置ｙ（ｓ）との差分Δｙ（ｓ）が計算され、この差分Δｙ（ｓ）がベルト６のずれ量として扱われる。
一方、第３制御部では、入力された従動ドラム５の揺動角θを積分することで積分値Σθが得られる。この積分値Σθは、検出時点での従動ドラム５の傾動角を示しており、この積分値Σθ（従動ドラム５の傾動角）に予め定められた定数を積算することでベルト６の過渡的な応答の影響や応答の遅れの影響が排除されたベルト６の位置を算出することが可能となる。
【００２８】
それゆえ、第３制御部では、ベルト応答モデルに基づいて得られる差分Δｙ（ｓ）と積分値Σθに基づいて得られるベルト６の位置とを加算することで、ベルト６の過渡的な応答の影響や応答の遅れの影響が排除されたベルト６の検出位置ｒm（ｓ）が求められる。このようにして求められたベルト６の検出位置ｒm（ｓ）は上述した第１制御部に入力され、第１制御部においてこのベルト６の検出位置ｒm（ｓ）と予め定められた目標位置ｒ（ｓ）との差が０となるようにドラム揺動手段８の制御が行われる。
このようなベルト応答モデルを用いて算出されたベルト６検出位置ｒm（ｓ）に基づいて従動ドラム５の揺動量を制御することで、目標位置ｒ（ｓ）に安定するまでのオーバーシュートや発振が防止でき、ベルト６を目標位置に速やかに補正してベルト６の蛇行や振動を確実に防止することができる。
【実施例】
【００２９】
次に、実施例と比較例とを用いて、本発明のベルト蛇行防止装置１及びベルト蛇行防止方法について説明する。
実施例と比較例とで用いられるタイヤ試験機２は、互いに平行に配置された駆動ドラム４（外径１２０ｍｍφ、ドラム幅２００ｍｍ）と従動ドラム５（外径１２０ｍｍφ、ドラム幅２００ｍｍ）との間に架け渡されたベルト６（ベルト幅１００ｍｍ、ベルト長９７７ｍｍ、ベルト厚０．１ｍｍ）の上側の平坦面７ＵにタイヤＴ（外径１２０ｍｍφ、タイヤ幅５０ｍｍ）が接地する構造となっている。
【００３０】
ベルト蛇行防止装置１は、従動ドラム５を上下方向の軸周りに揺動させるサーボモータ１１を備えており、サーボモータ１１で枠部材１０を介して従動ドラム５を揺動可能となっている。ベルト蛇行防止装置１にはサンプリング周期１５Ｈｚ（６．７ｍｓ）でベルト６の位置を検出する光反射式のセンサＣがベルト位置検出手段２１として取り付けられており、センサ設置位置の比較のために光透過式のセンサが上側の平坦面７ＵにおけるタイヤＴ近傍（センサＡ）と下側の平坦面７Ｄにおける駆動ドラム４近傍（センサＢ）とにそれぞれ設けられている。
【００３１】
まず、実施例のベルト蛇行防止装置１の第３制御部に設けられるベルト応答モデルの算出方法を、逆応答のみを補償するモデルを例に挙げて以降に説明する。図４は、従動ドラム５を予め０．２５°傾斜させた状態でベルト６を回転させた際に、上述の光反射式のセンサ及び光透過式のセンサで検出されるベルト６の実測位置を示したものである。
図４の（ａ）に示されるように、ベルト６を前方向に回転させた場合は、制御初期（従動ドラム５の回転角が０〜１４４０ｄｅｇ）の過渡応答期にセンサＡ及びセンサＢで検出されるベルト６の実測位置の変化にプラス方向への変位が観察され、修正しようとするマイナス方向とは逆方向にベルト６が変位することがわかる。また、図４の（ｂ）に示されるように、ベルト６を後方向に回転させた場合は、センサＣで検出されるベルト６の実測位置の変化にプラス方向への変位が観察される。このことから、正逆双方にベルト６を回転させる走行試験装置においては、ベルト位置検出手段２１の取り付け位置を変化させても、いずれかの回転方向で修正しようとする方向とは逆方向にベルト６が変位する逆応答が発生することがわかる。
【００３２】
そこで、実施例では、従動ドラム５の回転角度に対するベルト６のずれ量の変化を、式（１）で示されるＩＩＲ離散式で表現したベルト応答モデルを用いている。
【００３３】
【数１】
2010122006.tif 000003
【００３４】
この式（１）で示されるベルト応答モデルを用いて算出されたベルト６の検出位置ｒm（ｓ）をＰＩＤ制御手段１７の微分要素にのみ（図３の微分ゲインに対してのみ）適用すると、ベルト６位置の変化（実施例の結果）は図５（ａ）に示されるようになる。また、ベルト応答モデルを用いずにセンサＢで検出された実測位置ｙ（ｓ）をそのまま用いてドラム揺動手段８を制御した場合のベルト６位置の変化（比較例の結果）は図５（ｂ）に示されるようになる。
図５中に丸印で示す部分のベルト６位置の変化で比較すると、比較例の結果に対して実施例の結果はベルト６位置の変化が小さくなっており、ベルト６のオーバーシュートが抑制されたことがわかる。このことから、ベルト応答モデルを用いて算出されたベルト６の検出位置ｒm（ｓ）に基づいてドラム揺動手段８を制御することで、ベルト６のオーバーシュートや発振を確実に防止して、ベルト６を目標位置に速やかに補正してベルト６の蛇行や振動を確実に防止することができることがわかる。
【００３５】
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、発明の本質を変更しない範囲で各部材の形状、構造、材質、組み合わせなどを適宜変更可能である。
上記実施形態では、ベルト応答モデルとしてベルト６の目標位置とは逆方向への挙動をシミュレートしたものを実施例に挙げて説明を行った。しかし、ベルト応答モデルとしては、例えば図６に示すように逆応答の挙動に加えてベルト応答のむだ時間（遅れ）をシミュレートできるものを用いても良い。また、逆応答の挙動を考慮する必要がない場合は、むだ時間だけを反映したベルト応答モデルを用いることもできる。
【００３６】
上記実施形態では、ドラム揺動手段８にサーボモータ１１が用いられていた。しかし、ドラム揺動手段８はサーボモータ１１だけに限定されない。例えば、従動ドラム５の両側に前後方向にアームを設け、このアームを前後方向に油圧シリンダなどで伸縮させて、従動ドラム５を揺動することもできる。その場合、サーボモータ１１の揺動角速度に代えて油圧シリンダの伸縮量を制御すると良い。
また、上記実施形態では、ドラム揺動手段８は揺動軸部１２回りに従動ドラム５を揺動させる構成となっていた。しかし、従動ドラム５の揺動方向は揺動軸Ｒ３回りに限定されない。例えば、従動ドラム５のいずれかの端部を上下方向に動かすことで、前後方向に沿った軸周りに従動ドラム５を揺動させる構成とすることもできる。
【００３７】
なお、上記実施形態では、ドラム揺動手段８は駆動ドラム４に対して従動ドラム５を揺動する構成となっていた。しかし、ドラム揺動手段８は従動ドラム５に対して駆動ドラム４を揺動する構成とすることもできる。
なお、上記実施形態では、第２制御手段１５は、エンコーダで計測された従動ドラム５の揺動角速度をドラム揺動手段８の入力側にフィードバックする構成となっていた。しかし、第２制御手段１５を従動ドラム５の揺動角や揺動角加速度をドラム揺動手段８の入力側にフィードバックする構成とすることもできる。
【００３８】
なお、上記実施形態では、ベルト位置検出手段２１にベルト６の上側の平坦面７Ｕに設けられる反射型の赤外線センサが用いられていた。しかし、ベルト位置検出手段２１に用いられるセンサは反射型でなくても良いし、や赤外線センサでなくても良い。また、ベルト位置検出手段２１の設置場所はベルト６の端部の位置を検出できる場所であればどこでも良い。例えば、下側の平坦面７Ｄに透過型の光センサを設けたり、従動ドラム５の上方に配備することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の走行試験装置の斜視図である。
【図２】ベルト蛇行防止装置の信号の流れを示すブロック図である。
【図３】制御部での信号の流れを示すブロック図である。
【図４】従動ドラムの回転角度に対するベルトのずれ量の変位を示す図である。
【図５】（ａ）は実施例のベルト蛇行防止装置を用いて制御した場合のベルトの位置の変化を示す図である。（ｂ）は比較例のベルト蛇行防止装置を用いて制御した場合のベルトの位置の変化を示す図である。
【図６】逆応答の挙動に加えてベルト応答の遅れをシミュレートしたベルト応答モデルを用いた制御部での信号の流れを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ベルト蛇行防止装置
２  タイヤ試験機
３  駆動モータ
４  駆動ドラム
５  従動ドラム
６  ベルト
７Ｄ下側の平坦面
７Ｕ上側の平坦面
８  ドラム揺動手段
９  制御部
１０  枠部材
１１  サーボモータ
１２  揺動軸部
１３  揺動量検出手段
１４  第１制御手段
１５  第２制御手段
１６  第３制御手段
１７  ＰＩＤ制御手段
２１  ベルト位置検出手段
Ｒ１  回転軸
Ｒ２  回転軸
Ｒ３  揺動軸
Ｔ    タイヤ
【図１】
2010122006.tif 000004
【図２】
2010122006.tif 000005
【図３】
2010122006.tif 000006
【図４】
2010122006.tif 000007
【図５】
2010122006.tif 000008
【図６】
2010122006.tif 000009