(57)【要約】【課題】簡単且つ容易に最大制動力を正確に測定でき、しかも車輪の停止時間に合わせてブレーキローラを瞬時に停止させることができる車輌の制動力測定方法を提供する。【解決手段】駆動モータに連結したブレーキローラ上に載置され、該ローラと共に一定速度で車輌の車輪を回転させる工程；回転する車輪にブレーキ力を作用させて車輌の制動力を時系列的に測定する工程；得られた制動力測定値を時間微分してその制動力変化率を算出する工程；算出した制動力変化率の最大値の９０％を示す時点から−５０％を示す時点までの間において予め設定した制動力変化率によって前記駆動モータを停止させることによりブレーキローラの回転を停止させる工程を含む車輌の制動力測定方法及び該方法を実施する制動力測定装置。【選択図】図１
2006343147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータに連結したブレーキローラ上に載置され、該ローラと共に一定速度で車輌の車輪を回転させる工程；回転する車輪にブレーキ力を作用させて車輌の制動力を時系列的に測定する工程；得られた制動力測定値を時間微分してその制動力変化率を算出する工程；算出した制動力変化率の最大値の９０％を示す時点から−５０％を示す時点までの間において予め設定した制動力変化率によって前記駆動モータを停止させることによりブレーキローラの回転を停止させる工程を含む車輌の制動力測定方法。
【請求項２】
予め設定した制動力変化率がその最大値の９０％〜０％を示す範囲にある請求項１に記載の車輌の制動力測定方法。
【請求項３】
車輌の車輪を載置させるためのブレーキローラ；該ブレーキローラを回転駆動させるために該ローラに連結された駆動モータ；該ブレーキローラと共に一定速度で回転する車輌の車輪に対してブレーキ力の作用により得られる車輌の制動力を時系列的に測定するための制動力測定手段；測定された制動力を時間微分してその制動力変化率を算出し、記憶させるための制動力変化率演算処理・記憶手段；算出された制動力変化率を表示するための出力手段；算出された制動力変化率の最大値の９０％を示す時点から−５０％を示す時点までの間における所望の時点での制動力を求めるためにその時点の比率を予め設定するための入力手段；及び設定した比率を選択することにより駆動モータが停止するように制御可能にされた駆動モータ制御手段を含む車輌の制動力測定装置。
【請求項４】
予め設定した比率がその最大値の９０％〜０％を示す範囲にある請求項３に記載の車輌の制動力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輌が最大制動力に達した時点で車輪の回転の停止に合わせてブレーキローラの回転を瞬時に停止させることができる車輌の制動力測定方法及び該方法を実施するために用いられる車輌の制動力測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輌の制動力は、図５に示す方法で測定されている。図５は、制動力測定の原理を模式的に示す図である。図５に示すように、制動力測定には、車輌の左右の車輪Ｗ（タイヤ）をそれぞれ載置するための一対のブレーキローラ２２、該ローラを駆動させるための駆動（電動）モータＭ、所定のローラ回転数を得るための減速機２３、回転力を測定するためのトルクレバー２４及び制動力を検出するためのロードセル（制動力検出センサ）２５などが用いられる。なお、図示してないが、通常制動力測定装置には、駆動モータを制御するための駆動モータ制御手段（例えば、電磁開閉器）やロードセルで検出された制動力信号及び駆動モータ制御のための信号の処理を行うマイクロコンピュータが含まれている。そして制動力の測定は、モータＭを駆動させて車輪Ｗを載置したブレーキローラ２２を減速機２３にて所定の回転数に維持し、車輪Ｗを一定速度で回転させた状態からブレーキを踏み込み、車輪Ｗとローラ２２間の摩擦力によって生じるローラの反力ＲＦをトルクレバー２４及びロードセル２５により検出することにより行われる。
【０００３】
上記のように検出される制動力は徐々に上昇し、そのうちの最大値がその車輌の最大制動力として検出されるが、この最大制動力が検出されるときは、多くの場合、車輪（タイヤ）はロックされた状態（車輪の回転はブレーキの作動により停止しているが、ローラは回転しつづけている状態）になる。そしてこのようなロック状態を解除するために、オペレータ（ドライバー）は、ブレーキの作動を停止し、また同時にモータのスイッチをオフし、ローラの回転を停止させる。即ち、ロック状態の解除は、オペレータによる指令（判断）で行われているために、その間のロック状態によって例えば、タイヤやブレーキローラに摩耗が生じる、また車輪とブレーキローラ間にスリップ音が発生するなどの問題が生じる。またロック状態にあると、タイヤ表面が摩擦熱等で局部的に発熱し、ゴムが軟化する為にロックしてからも少しずつ検出される制動力が上昇する場合があり、このような場合には制動力を正確に測定することができない。このため、ロック状態を可能な限り速やかに解除する方法が望まれている。
【０００４】
車輪の停止と同時にブレーキローラを停止させる機構を有する制動力試験装置として、例えば、車輪を載置して一定速度Ｖ２で回転するブレーキローラ、車輪の外周に押接し、かつ一方のブレーキローラとベルト又はチェーンにより一定の緩みで規制された、一定の周速度Ｖ１（但し、Ｖ１＜Ｖ２）で回転する接触ローラを有するアーム、該アーム上で回動するレバー、及び該レバーの一端に軸支された遊動輪を有し、車輪がブレーキにより制止される瞬間に接触ローラと車輪の周速度がＶ１＞Ｖ２になったときのベルト又はチェーンの緩み側の緊張及びレバーの回動によりローラ駆動用モータを停止させるように作動リミットスイッチを設けた制動力試験装置が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】実公昭５５−３５５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような制動力試験装置は機構自体が複雑で採用しにくく、また最大制動力は機械的な機構により測定しているため、正確な最大制動力を得られにくいという問題がある。
本発明の目的は、簡単且つ容易に最大制動力を正確に測定でき、しかも車輪の停止時間に合わせてブレーキローラを瞬時に停止させることができる車輌の制動力測定方法を提供することである。またこのような方法を実現する車輌の制動力測定装置を提供することでもある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、駆動モータに連結したブレーキローラ上に載置され、該ローラと共に一定速度で車輌の車輪を回転させる工程；回転する車輪にブレーキ力を作用させて車輌の制動力を時系列的に測定する工程；得られた制動力測定値を時間微分してその制動力変化率を算出する工程；算出した制動力変化率の最大値の９０％を示す時点から−５０％を示す時点までの間において予め設定した制動力変化率によって前記駆動モータを停止させることによりブレーキローラの回転を停止させる工程を含む車輌の制動力測定方法にある。
本発明の方法では、予め設定した制動力変化率がその最大値の９０％〜０％を示す範囲にあることが好ましい。
【０００７】
また、本発明は、車輌の車輪を載置させるためのブレーキローラ；該ブレーキローラを回転駆動させるために該ローラに連結された駆動モータ；該ブレーキローラと共に一定速度で回転する車輌の車輪に対してブレーキ力の作用により得られる車輌の制動力を時系列的に測定するための制動力測定手段；測定された制動力を時間微分してその制動力変化率を算出し、記憶させるための制動力変化率演算処理・記憶手段；算出された制動力変化率を表示するための出力手段；算出された制動力変化率の最大値の９０％を示す時点から−５０％を示す時点までの間における所望の時点での制動力を求めるためにその時点の比率を予め設定するための入力手段；及び設定した比率を選択することにより駆動モータが停止するように制御可能にされた駆動モータ制御手段を含む車輌の制動力測定装置にもある。
本発明の装置では、予め設定した比率がその最大値の９０％〜０％を示す範囲にあることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の制動力測定方法では、時系列的に測定される制動力を時間微分して得られる値（制動力変化率）をある時点における制動力を測定するための設定値として利用することができるから、ある制動力変化率の値又は該変化率に対応する比率を予め設定しておくことで所望の時点における制動力を即座に知ることができる。即ち、時系列的に得られる実測制動力から算出される制動力変化率は、ある時点における制動力とほぼ同時に独立の値として得られるため、これらの時系列的に得られる制動力変化率の中からある所望の時点における一つの値を予め設定しておくことでその時点における制動力を得ることができる。
本願発明においては、算出した制動力変化率の最大値の９０％を示す時点から−５０％を示す時点までの範囲、好ましくは、制動力変化率の最大値の９０％〜０％を示す時点までの範囲において、予めある一つの比率（又は対応する制動力変化率の値）を設定しておくことによってその時点における制動力を得ることができる。従って、例えば、最大制動力を測定しようとする場合には、制動力変化率の最大値の０％（即ち、制動力変化率＝０でブレーキローラは回転しているが、車輪は完全に停止した時点）の値を予め設定しておくことで、最大制動力を得ることができる。
【０００９】
また同時に予め設定したその設定値において、駆動モータが停止するように該駆動モータ制御手段を制御させることにより、ブレーキローラの回転を直ちに停止させることができる。このため、車輪の停止から瞬時にしてブレーキローラを停止させることができ、従来から解決課題となっている、車輪（タイヤ）やブレーキローラの摩耗、また車輪とブレーキローラ間のスリップ音の発生を最小限に抑えることができる。
また本願発明の方法を実施する装置は、その構成が非常に単純であり、安価に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の車輌の制動力測定方法及びそれを実施するために用いられる車輌の制動力測定装置を添付の図面を用いて説明する。
図１は、本発明の車輌の制動力測定方法を実施するために用いられる制動力測定装置の主要構成のブロック図を示すものである。
図１に示すように、本発明の車輌の制動力測定装置１には、車輌の車輪Ｗを載置させるためのブレーキローラ２、該ブレーキローラ２を回転駆動させるために該ローラに連結された駆動（電動）モータＭ、該ブレーキローラ２と共に一定速度で回転する車輪Ｗに対してブレーキ力の作用により得られる車輌の制動力を時系列的に測定するための制動力測定手段３、測定された制動力を時間微分してその制動力変化率を算出し、記憶させるための制動力変化率演算処理・記憶手段４、算出された制動力変化率を表示するための出力手段５、算出された制動力変化率の最大値の９０％を示す時点から−５０％を示す時点までの間における所望の時点での制動力を求めるためにその時点の比率を予め設定するための入力手段６、及び設定した比率を選択することにより駆動モータが停止するように制御可能にされた駆動モータ制御手段７が含まれる。
【００１１】
上記駆動モータには通常減速機（図示なし）が付設されている。上記制動力測定手段３としては、例えば、トルクメータやロードセルを挙げることができる。駆動モータ制御手段７としては、例えば、電磁開閉器を挙げることができる。これらのものは、従来から制動力測定装置に用いられているものを使用することができる。
制動力変化率演算処理・記憶手段４としては、測定された制動力Ｆを時間微分して制動力変化率（ｄＦ／ｄｔ）を算出する演算処理（ＣＰＵ）機能、及び該演算処理により得られたデータを記憶（メモリ）する機能を有するソフトウエアが組み込まれたマイクロコンピュータを使用することができる。またこのソフトウエアには、後述するように、予め設定される設定値によりこの信号を駆動モータ制御手段に駆動モータ停止信号として伝達する機能、表示機能など、その他の命令に対しても応答できるように必要な応答処理機能なども組み込まれている。このようなソフトウエアとして、例えば、マイクロソフト社の“エクセル(R)”を挙げることができる。出力手段５には、例えば、ディスプレー、モニター或はプリンタなどの出力装置が含まれる。入力手段６には、例えば、データの入力、選択などを行うキーボード、タッチパネルなどの入力装置が含まれる。
なお、制動力測定手段３、入出力手段５、６、及び駆動モータ制御手段７は、制動力変化率演算処理・記憶手段４と結ばれ、信号、データの送受信が可能である。
【００１２】
本発明の制動力測定は、例えば、以下のように行われる。
ブレーキローラ２上を該ローラと共に一定速度で回転する車輪Ｗに対して車輌内のブレーキペダル（図示せず）を踏み込んでブレーキ力を掛ける。なお、この操作は、通常の制動力測定で行われる条件下で実施される。例えば、ブレーキペダルの踏み込みは、通常１〜５秒で行われる。また踏み込みは一回である。車輪Ｗにブレーキ力が掛かると、ブレーキローラ２と車輪Ｗとの間に摩擦力が生じる。摩擦力による反力は、トルクメータ及びロードセルなどの制動力測定手段３により時系列的に検出され、制動力が測定される。測定された制動力は制動力信号として制動力変化演算処理・記憶手段４に送られ、時間微分演算処理が行われる。制動力変化率は時系列的に算出され、算出されたデータは、測定された制動力と共に同時にその記憶手段に記憶、保存される。保存された制動力変化率は、画面上或はハードコピーに制動力曲線、制動力変化率曲線として表示することができる。
【００１３】
図２は、制動力測定方法に従って得られる平均的な制動力曲線及び該制動力曲線から算出された制動力変化率曲線のグラフを示すものである。
図２に示すように、制動力曲線は、ブレーキを踏み込んだ時点（ブレーキ開始点）ａ点から上昇し、最大制動力ｐ点に達する。このｐ点では車輪Ｗは停止しており（ブレーキローラは回転している）、ブレーキの解除と同時に曲線は下降線をたどり、制動力０の時点ｇ点に戻る。一方、制動力曲線の時間微分で表される制動力変化率曲線は、ａ点から上昇して最大値ｂ点に達し、その後は、下降線をたどり、最下点ｆから制動力０の時点のｇ点に戻る。制動力は、算出される制動力変化率ａ点からｇ点までの範囲において測定することができる。しかし、実用上は最大制動力を示すｄ点を中心とした一定の範囲の制動力を利用できれば問題はなく、従って、本願発明では、制動力変化率曲線の最大値（ｂ点）の９０％を示す時点のｃ点から−５０％を示す時点のｅ点までの範囲で制動力が測定される。この場合、予め求める制動力の時点をこの範囲のある時点に設定する。即ち、入力手段を介して設定値をコンピュータに入力し、記憶させておくことにより、所望の時点における制動力を得ることができる。さらに、より正確な最大制動力を求めるために、またブレーキローラの回転を車輪の回転の停止時間に合わせて停止させるために、設定値は、制動力変化率の最大値ｂの９０％を示す時点のｃ点から０％を示す時点のｄ点までの範囲から選択することが好ましく、更に好ましくは、該最大値ｂの５０％を示す時点のｃ点から０％を示す時点のｄ点までの範囲から選択する。
【００１４】
予め設定したある時点の設定値を選択すると、このデータは演算処理において該当する制動力変化率の時点で演算は停止され、同時にその時点の制動力を得ることができる。また同時にこの設定値の選択により、この値は、モータ駆動停止信号として駆動モータ制御手段に伝達されるため、駆動モータが停止し、次いでブレーキローラの回転が停止する。これにより、車輪の回転も停止させることができる。
従って、例えば、予め設定した設定値として制動力変化率の最大値の０％（図のｄ点の時点）を選択することにより、最大制動力を測定することができる。この場合は、車輪の回転は停止し、またこの値の設定により、ブレーキローラの回転も停止するため、最大制動力を示す時点で車輪の回転の停止とほぼ同時にブレーキローラの回転を停止させることができる。なお、この場合、モータ駆動停止信号が駆動モータ制御手段に伝達され、駆動モータが停止するまでの伝達時間の遅れを見越して、最大値の０％より僅かに手前（＋側）に設定値を設定することで、ブレーキローラの回転を更に車輪の停止時間に近づけた時点で停止させることができる。＋側への設定値は、車輌の種類などによって制動力が異なるため、得られる制動力変化率に合わせて調整することができる。通常この範囲は、制動力変化率の最大値の１％以内である。
【００１５】
本発明の車輌の制動力測定方法は、図３に示すように車輌の左右前後の車輪について実施される。例えば、左右前輪の制動力を測定する場合には、左右の車輪に対する制動力の測定とそれらの制動力変化率の算出を行う。得られたそれぞれの値を加えて車輌の制動力及びその制動力変化率として得られる。
【００１６】
図４は、車輌の左右前輪に対し、制動力変化率の最大値の０％を予め設定される設定値として本発明の車輌の制動力測定方法を適用して得られた制動力曲線及び制動力変化率曲線を示すものである。図４に示すように、制動力測定のためのデータサンプリング周期を１０ｍ秒に設定した場合には、車輌が最大制動力に達した後、約２０ｍ秒で駆動モータ制御手段にモータ駆動停止指令を出すことができる。この場合の約２０ｍ秒は、設定値における制動力変化率演算のための処理１０ｍ秒と平均処理１０ｍ秒とから決まる値である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の車輌の制動力測定方法を実施するために用いられる制動力測定装置の主要構成のブロック図を示す。
【図２】制動力測定方法に従って得られる平均的な制動力曲線及び該制動力曲線から算出された制動力変化率曲線のグラフを示す。
【図３】車輌の全車輪に対して本発明の車輌の制動力測定方法を実施するために用いられる制動力測定装置の主要構成のブロック図を示す。
【図４】予め設定される設定値を制動力変化率の最大値の０％として本発明の車輌の制動力測定方法を適用して得られた制動力曲線及び制動力変化率曲線を示す。
【図５】制動力測定の原理を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１、１１  制動力測定装置
２、１２，２２  ブレーキローラ
３、１３  制動力測定手段
４、１４  制動力変化演算処理・記憶手段
５、１５  出力手段
６、１６  入力手段
７、１７  駆動モータ制御手段
２３  減速機
２４  トルクレバー
２５  ロードセル
Ｍ  駆動モータ
Ｗ  車輪
ＲＦ  反力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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