(57)【要約】【課題】タイヤ試験ユニットと車両の挙動を模擬するシミュレータとを組み合わせた試験装置において、車両の挙動を精度良く再現できるものを提供すること。【解決手段】試験装置は、現実のタイヤを模擬路面上で運動させるタイヤ駆動アクチュエータ３８及び模擬路面上で運動するタイヤの状態に応じた信号Ｆ５を生成する力センサ３９を備えるタイヤ試験ユニット１と、総括制御装置６と、を備える。総括制御装置６は、仮想車両に搭載される仮想パワートレインに対するスロットル開度指令信号Ｔｈに応じて、仮想パワートレインの仮想出力軸に発生するトルクに相当する車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔを生成するパワートレインシミュレータ６３２と、信号Ｆ５及び車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔを入力として用いて、仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによってタイヤ試験ユニット１のタイヤ駆動アクチュエータ３８への入力信号を生成する車体シミュレータ６３３と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現実のタイヤを模擬路面上で運動させるアクチュエータ及び前記模擬路面上で運動する前記タイヤの状態に応じたタイヤ状態信号を生成する状態検出手段を備えるタイヤ試験ユニットと、
前記タイヤを駆動輪とした仮想車両の挙動を、前記タイヤ状態信号を入力として模擬することにより、前記アクチュエータへの入力信号を生成する制御装置と、を備える試験装置であって、
前記制御装置は、
前記仮想車両に搭載される仮想パワートレイン又は実パワートレインに対する指令信号に応じて、前記仮想パワートレインの仮想出力軸又は前記実パワートレインの実出力軸に発生するトルクに相当する車軸トルク信号を生成するパワートレイン要素と、
前記タイヤ状態信号及び前記車軸トルク信号を入力として用いて、前記仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって前記入力信号を生成する車体シミュレータと、を備えることを特徴とする試験装置。
【請求項２】
前記状態検出手段は、前記模擬路面上における前記タイヤの回転速度に応じた実回転速度信号を発生する実速度検出器を備え、
前記パワートレイン要素は、前記指令信号及び前記実回転速度信号に応じて前記車軸トルク信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の試験装置。
【請求項３】
前記パワートレイン要素は、前記指令信号及び前記実回転速度信号を入力として用いて、前記仮想パワートレインの仮想動力発生源から前記仮想出力軸までの挙動を模擬した演算を行うことによって前記車軸トルク信号を生成するパワートレインシミュレータであることを特徴とする請求項２に記載の試験装置。
【請求項４】
前記パワートレインシミュレータは、
前記仮想動力発生源を、所定の慣性モーメントで特徴付けられかつ前記指令信号に応じて定められたトルクが入力される慣性体で模擬し、
前記仮想出力軸を、所定のばね剛性、減衰係数、及び慣性モーメントで特徴付けられかつ前記慣性体と所定の入出力特性を有する機械要素を介して連結される軸体で模擬することを特徴とする請求項３に記載の試験装置。
【請求項５】
前記機械要素は、前記仮想動力発生源とその入力側で連結された仮想トルクコンバータと、前記仮想トルクコンバータの出力側とその入力側で連結されかつ前記仮想出力軸とその出力側で連結された仮想トランスミッションと、を備えることを特徴とする請求項４に記載の試験装置。
【請求項６】
前記実パワートレインは、前記指令信号に応じた動力を発生し、当該動力によって前記実出力軸を回転させる実動力発生源を備え、
前記パワートレイン要素は、
前記実出力軸に連結された動力計と、
前記実出力軸又は前記動力計の回転速度に応じた車軸速度信号を発生する車軸回転速度検出器と、
前記車軸速度信号と前記実回転速度信号とが一致するように前記動力計の回転速度を制御する速度制御装置と、
前記実出力軸に発生するトルクに応じた信号を前記車軸トルク信号として生成する車軸トルク検出器と、を備えるパワートレイン試験ユニットであることを特徴とする請求項２に記載の試験装置。
【請求項７】
現実の左タイヤを左模擬路面上で運動させる左アクチュエータ及び前記左模擬路面上で運動する前記左タイヤの状態に応じた左タイヤ状態信号を生成する左状態検出手段を備える左タイヤ試験ユニットと、
現実の右タイヤを右模擬路面上で運動させる右アクチュエータ及び前記右模擬路面上で運動する前記右タイヤの状態に応じた右タイヤ状態信号を生成する右状態検出手段を備える右タイヤ試験ユニットと、
前記左及び右タイヤを左右駆動輪とした仮想車両の挙動を、前記左及び右タイヤ状態信号を入力として模擬することにより、前記左及び右アクチュエータへの入力信号を生成する制御装置と、を備える試験装置であって、
前記制御装置は、
前記仮想車両に搭載される仮想パワートレイン又は実パワートレインに対する指令信号に応じて、前記仮想パワートレインの仮想左出力軸及び仮想右出力軸又は前記実パワートレインの実左出力軸及び実右出力軸に発生するトルクに相当する左車軸トルク信号及び右車軸トルク信号を生成するパワートレイン要素と、
前記左及び右タイヤ状態信号並びに前記左及び右車軸トルク信号を入力として用いて、前記仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって前記入力信号を生成する車体シミュレータと、を備えることを特徴とする試験装置。
【請求項８】
現実の左前タイヤを左前模擬路面上で運動させる左前アクチュエータ及び前記左前模擬路面上で運動する前記左前タイヤの状態に応じた左前タイヤ状態信号を生成する左前状態検出手段を備える左前タイヤ試験ユニットと、
現実の右前タイヤを右前模擬路面上で運動させる右前アクチュエータ及び前記右前模擬路面上で運動する前記右前タイヤの状態に応じた右前タイヤ状態信号を生成する右前状態検出手段を備える右前タイヤ試験ユニットと、
現実の左後タイヤを左後模擬路面上で運動させる左後アクチュエータ及び前記左後模擬路面上で運動する前記左後タイヤの状態に応じた左後タイヤ状態信号を生成する左後状態検出手段を備える左後タイヤ試験ユニットと、
現実の右後タイヤを右後模擬路面上で運動させる右後アクチュエータ及び前記右後模擬路面上で運動する前記右後タイヤの状態に応じた右後タイヤ状態信号を生成する右後状態検出手段を備える右後タイヤ試験ユニットと、
前記左前、右前、左後、及び右後タイヤを駆動輪とした仮想車両の挙動を、前記左前、右前、左後、及び右後タイヤ状態信号を入力として模擬することにより、前記左前、右前、左後、及び右後アクチュエータへの入力信号を生成する制御装置と、を備える試験装置であって、
前記制御装置は、
前記仮想車両に搭載される仮想パワートレイン又は実パワートレインに対する指令信号に応じて、前記仮想パワートレインの仮想左前出力軸、仮想右前出力軸、仮想左後出力軸、及び仮想右後出力軸又は前記実パワートレインの実左前出力軸、実右前出力軸、実左後出力軸、及び実右後出力軸に発生するトルクに相当する左前車軸トルク信号、右前車軸トルク信号、左後車軸トルク信号、及び右後車軸トルク信号を生成するパワートレイン要素と、
前記左前、右前、左後、及び右後タイヤ状態信号並びに前記左前、右前、左後、及び右後車軸トルク信号を入力として用いて、前記仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって前記入力信号を生成する車体シミュレータと、を備えることを特徴とする試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験装置に関する。より詳しくは、現実のタイヤ及びこのタイヤを用いたタイヤ試験ユニットをシミュレーションに組み込んだ試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
四輪の自動車や自動二輪車等の多くの車両には、少なくとも２つのタイヤが装着される。タイヤの性能は、その材質、形状、空気圧、路面への接触荷重、及び温度等の様々な要因によって変化する。このようなタイヤの性能を評価するタイヤ試験装置として、ベルトやローラ等の模擬路面上でタイヤを回転させながら、そのキャンバー角、スリップ角、及び垂直荷重等を調整しつつ、この際にタイヤに加わる力や転がり抵抗等を測定するものが公知となっている。このようなタイヤ試験装置によれば、タイヤを現実の車両に装着したり、さらにこの実車両をテストコースで実際に走行させたりすることなく、タイヤ単体で性能を評価できるため、試験にかかる時間が短く利便性が高い。
【０００３】
また近年では、上記のようなタイヤ試験装置で現実のタイヤを用いることで得られた情報を入力として、車両モデルを用いたシミュレーションによって車両全体の挙動を再現し、さらにこのシミュレーションによって得られた情報をタイヤ試験装置において現実のタイヤを運動させるアクチュエータにフィードバックする試験装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。このように、現実の装置（上記の例では、現実のタイヤ及びそのタイヤ試験装置）をシミュレーションに組み込んだ試験装置は、ＨＩＬ（Ｈａｒｄｗａｒｅ  Ｉｎ  ｔｈｅ  Ｌｏｏｐ）シミュレータとも呼称されている。
【０００４】
このような試験装置では、車両の挙動を再現するシミュレーションによって得られた情報をタイヤ試験装置に入力することにより、より実走行条件に近い条件でタイヤの試験を行うことができる。
【０００５】
またタイヤは、ゴム、有機繊維、金属等の複合素材で構成され、大きな変化を伴う弾性体であり、路面状態や温度によって性能が大きく変化すること等から、タイヤの挙動を精度良く再現できるタイヤモデルを構築することは困難である。これに対し、上記試験装置によれば、実タイヤから得られた情報を用いて、シミュレーションによって車両の挙動を再現することにより、より実走行条件に近い条件で精密な車両挙動の解析が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２６６８１８号
【特許文献２】特許第４４６５５０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで例えば特許文献２の試験装置では、モデル上での車両を、６自由度を有する複数の節点と各節点を結合する有限要素法によるはり要素とで構成することにより、車両の上下方向、左右方向、前後方向の運動や、ピッチング方向、ローリング方向及びヨーイング方向の回転等を表現する車両モデルが用いられている。
【０００８】
このように従来の試験装置で用いられる車両モデルは、主に車両の３次元的な運動を再現することに重点が置かれたものが多い。しかしながら現実の車両において、タイヤに作用する力やトルクは、車両に搭載されるパワートレインの挙動によって大きく左右されるが、従来の試験装置では、このようなパワートレインについては十分に考慮されておらず、その分、試験の精度が低下するおそれがある。特に、タイヤが車両の燃費性能に及ぼす影響を測定できるようにするには、パワートレインの挙動が大きく変化する加速時や減速時の車両の挙動を精度良く再現する必要がある。ここでパワートレインとは、エンジンやモータ等の車両の動力発生源で発生した動力を、駆動輪又は駆動輪に連結された軸体に伝達する装置をいい、動力発生源、トルクコンバータ、トランスミッション、プロペラシャフト等の複数の部品によって構成される。
【０００９】
本発明は、タイヤ試験装置と車両の挙動を模擬するシミュレータとを組み合わせた試験装置において、車両の挙動を精度良く再現できるもの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】
【００１０】
（１）試験装置（例えば、後述の試験装置Ｓ，ＳＡ）は、現実のタイヤ（例えば、後述のタイヤＴ）を模擬路面（例えば、後述の模擬路面２５ａ）上で運動させるアクチュエータ（例えば、後述のキャンバー角調整アクチュエータ３２、垂直荷重調整アクチュエータ３７、タイヤ駆動アクチュエータ３８）及び前記模擬路面上で運動する前記タイヤの状態に応じたタイヤ状態信号を生成する状態検出手段（例えば、後述の力センサ３９）を備えるタイヤ試験ユニット（例えば、後述のタイヤ試験ユニット１）と、前記タイヤを駆動輪とした仮想車両の挙動を、前記タイヤ状態信号を入力として模擬することにより、前記アクチュエータへの入力信号を生成する制御装置（例えば、後述の総括制御装置６，６Ａ）と、を備える。前記制御装置は、前記仮想車両に搭載される仮想パワートレイン又は実パワートレインに対する指令信号（例えば、スロットル開度指令信号Ｔｈ又は車速指令信号Ｖ＿ｃｍｄ）に応じて、前記仮想パワートレインの仮想出力軸又は前記実パワートレイン（例えば、後述のパワートレインＷ）の実出力軸（例えば、後述の右出力軸ＳＲ）に発生するトルクに相当する車軸トルク信号（例えば、後述の車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔ）を生成するパワートレイン要素（例えば、後述のパワートレインシミュレータ６３２、パワートレイン試験ユニット７）と、前記タイヤ状態信号及び前記車軸トルク信号を入力として用いて、前記仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって前記入力信号を生成する車体シミュレータ（例えば、後述の車体シミュレータ６３３）と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
（２）この場合、前記状態検出手段は、前記模擬路面上における前記タイヤの回転速度に応じた実回転速度信号（例えば、後述のタイヤ回転速度検出信号ωｔｉｒｅ）を発生する実速度検出器（例えば、後述のタイヤ回転速度センサ４１）を備え、前記パワートレイン要素は、前記指令信号及び前記実回転速度信号に応じて前記車軸トルク信号を生成することが好ましい。
【００１２】
（３）この場合、前記パワートレイン要素は、前記指令信号及び前記実回転速度信号を入力として用いて、前記仮想パワートレインの仮想動力発生源から前記仮想出力軸までの挙動を模擬した演算を行うことによって前記車軸トルク信号を生成するパワートレインシミュレータ（例えば、後述のパワートレインシミュレータ６３２）であることが好ましい。
【００１３】
（４）この場合、前記パワートレインシミュレータは、前記仮想動力発生源を、所定の慣性モーメント（ＪＥ）で特徴付けられかつ前記指令信号に応じて定められたトルク（Ｔｅｎｇ）が入力される慣性体で模擬し、前記仮想出力軸を、所定のばね剛性（Ｋ）、減衰係数（Ｃ）、及び慣性モーメント（Ｊｓｈａｆｔ）で特徴付けられかつ前記慣性体と所定の入出力特性を有する機械要素を介して連結される軸体で模擬することが好ましい。
【００１４】
（５）この場合、前記機械要素は、前記仮想動力発生源とその入力側で連結された仮想トルクコンバータと、前記仮想トルクコンバータの出力側とその入力側で連結されかつ前記仮想出力軸とその出力側で連結された仮想トランスミッションと、を備えることが好ましい。
【００１５】
（６）この場合、前記実パワートレインは、前記指令信号に応じた動力を発生し、当該動力によって前記実出力軸（例えば、後述の右出力軸ＳＲ）を回転させる実動力発生源（例えば、後述のエンジンＥ）を備え、前記パワートレイン要素は、前記実出力軸に連結された動力計（例えば、後述の右動力計７１Ｒ）と、前記実出力軸又は前記動力計の回転速度に応じた車軸速度信号（右車軸速度検出信号ωＲ）を発生する車軸回転速度検出器（例えば、後述の右回転速度検出器７３Ｒ）と、前記車軸速度信号と前記実回転速度信号とが一致するように前記動力計の回転速度を制御する速度制御装置（例えば、後述の右動力計制御装置７５Ｒ）と、前記実出力軸に発生するトルクに応じた信号を前記車軸トルク信号として生成する車軸トルク検出器（例えば、後述の右軸トルク検出器７４Ｒ）と、を備えるパワートレイン試験ユニット（例えば、後述のパワートレイン試験ユニット７）であることが好ましい。
【００１６】
（７）試験装置（例えば、後述の試験装置ＳＢ）は、現実の左タイヤ（例えば、後述の左タイヤＴＬ）を左模擬路面上で運動させる左アクチュエータ及び前記左模擬路面上で運動する前記左タイヤの状態に応じた左タイヤ状態信号を生成する左状態検出手段を備える左タイヤ試験ユニット（例えば、後述の左タイヤ試験ユニット１Ｌ）と、現実の右タイヤ（例えば、後述の右タイヤＴＲ）を右模擬路面上で運動させる右アクチュエータ及び前記右模擬路面上で運動する前記右タイヤの状態に応じた右タイヤ状態信号を生成する右状態検出手段を備える右タイヤ試験ユニット（例えば、後述の右タイヤ試験ユニット１Ｒ）と、前記左及び右タイヤを左右駆動輪とした仮想車両の挙動を、前記左及び右タイヤ状態信号を入力として模擬することにより、前記左及び右アクチュエータへの入力信号を生成する制御装置（例えば、後述の総括制御装置６Ｂ）と、を備える。前記制御装置は、前記仮想車両に搭載される仮想パワートレイン又は実パワートレインに対する指令信号に応じて、前記仮想パワートレインの仮想左出力軸及び仮想右出力軸又は前記実パワートレインの実左出力軸及び実右出力軸に発生するトルクに相当する左車軸トルク信号及び右車軸トルク信号を生成するパワートレイン要素（例えば、後述のパワートレインシミュレータ６３２Ｂ）と、前記左及び右タイヤ状態信号並びに前記左及び右車軸トルク信号を入力として用いて、前記仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって前記入力信号を生成する車体シミュレータ（例えば、後述の車体シミュレータ６３３Ｂ）と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
（８）試験装置（例えば、後述の試験装置ＳＣ）は、現実の左前タイヤ（例えば、後述の左前タイヤＴＦＬ）を左前模擬路面上で運動させる左前アクチュエータ及び前記左前模擬路面上で運動する前記左前タイヤの状態に応じた左前タイヤ状態信号を生成する左前状態検出手段を備える左前タイヤ試験ユニット（例えば、後述の左前タイヤ試験ユニット１ＦＬ）と、現実の右前タイヤ（例えば、後述の右前タイヤＴＦＲ）を右前模擬路面上で運動させる右前アクチュエータ及び前記右前模擬路面上で運動する前記右前タイヤの状態に応じた右前タイヤ状態信号を生成する右前状態検出手段を備える右前タイヤ試験ユニット（例えば、後述の右前タイヤ試験ユニット１ＦＲ）と、現実の左後タイヤ（例えば、後述の左後タイヤＴＲＬ）を左後模擬路面上で運動させる左後アクチュエータ及び前記左後模擬路面上で運動する前記左後タイヤの状態に応じた左後タイヤ状態信号を生成する左後状態検出手段を備える左後タイヤ試験ユニット（例えば、後述の左後タイヤ試験ユニット１ＲＬ）と、現実の右後タイヤ（例えば、後述の右後タイヤＴＲＲ）を右後模擬路面上で運動させる右後アクチュエータ及び前記右後模擬路面上で運動する前記右後タイヤの状態に応じた右後タイヤ状態信号を生成する右後状態検出手段を備える右後タイヤ試験ユニット（例えば、後述の右後タイヤ試験ユニット１ＲＲ）と、前記左前、右前、左後、及び右後タイヤを駆動輪とした仮想車両の挙動を、前記左前、右前、左後、及び右後タイヤ状態信号を入力として模擬することにより、前記左前、右前、左後、及び右後アクチュエータへの入力信号を生成する制御装置（例えば、後述の総括制御装置６Ｃ）と、を備える。前記制御装置は、前記仮想車両に搭載される仮想パワートレイン又は実パワートレインに対する指令信号に応じて、前記仮想パワートレインの仮想左前出力軸、仮想右前出力軸、仮想左後出力軸、及び仮想右後出力軸又は前記実パワートレインの実左前出力軸、実右前出力軸、実左後出力軸、及び実右後出力軸に発生するトルクに相当する左前車軸トルク信号、右前車軸トルク信号、左後車軸トルク信号、及び右後車軸トルク信号を生成するパワートレイン要素（例えば、後述のパワートレインシミュレータ６３２Ｃ）と、前記左前、右前、左後、及び右後タイヤ状態信号並びに前記左前、右前、左後、及び右後車軸トルク信号を入力として用いて、前記仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって前記入力信号を生成する車体シミュレータ（例えば、後述の車体シミュレータ６３３Ｃ）と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
（１）本発明の試験装置では、タイヤ試験ユニットのアクチュエータへの入力信号を、パワートレイン要素と車体シミュレータとを備える制御装置によって生成する。ここでパワートレイン要素には、仮想車両に搭載される仮想パワートレイン又は実パワートレインに対する指令信号に応じて、仮想パワートレインの仮想出力軸又は実パワートレインの実出力軸に発生するトルクに相当する車軸トルク信号を生成するものを用いる。また車体シミュレータでは、タイヤ試験ユニットにおいて現実のタイヤの状態に応じて生成されたタイヤ状態信号と、上記パワートレイン要素の出力である車軸トルク信号と、を入力として用いて、仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによってアクチュエータへの入力信号を生成する。以上のように本発明では、車体シミュレータにおいて仮想車両の挙動を模擬する際には、現実のタイヤの状態に応じたタイヤ状態信号に加えて、パワートレイン要素に指令信号を入力することによって生成される車軸トルク信号を入力として用いることにより、パワートレインの非線形的な入出力特性を加味し、車両の挙動を精度良く再現することができる。
【００１９】
（２）本発明の試験装置では、実速度検出器によって現実のタイヤの回転速度を検出し、パワートレイン要素では、指令信号に加えて実速度検出器の実回転速度信号に応じて車軸トルク信号を生成する。このようにパワートレイン要素への入力に実回転速度信号を加えることにより、現実のタイヤの回転速度と、パワートレイン要素における仮想出力軸又は実出力軸の回転速度とを一致させることができる。またこれにより、パワートレイン要素では、現実のタイヤの回転速度に応じた適切な車軸トルク信号を生成できるので、車体シミュレータにおける車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。
【００２０】
（３）本発明の試験装置では、パワートレインシミュレータで、指令信号及び実回転速度信号を入力として、仮想動力発生源から仮想出力軸までの挙動を模擬した演算を行うことによって車軸トルク信号を生成し、これを車体シミュレータの演算に用いる。これにより、現実のパワートレインを用いることなく演算によって、車体シミュレータにおける車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。
【００２１】
（４）本発明の試験装置では、パワートレインシミュレータにおいて、仮想動力発生源を所定の慣性モーメントで特徴付けられた慣性体で模擬し、また仮想出力軸を所定のばね剛性、減衰係数、及び慣性モーメントで特徴付けられかつ上記慣性体と所定の機械要素を介して連結される軸体で模擬する。これにより、車両が仮想する際や減速する際における車体の加速度変化や、パワートレインに含まれる軸要素の振動を再現しながら適切な車軸トルク信号を生成することができる。またこれにより、車体シミュレータにおける車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。
【００２２】
（５）本発明の試験装置では、パワートレインシミュレータにおいて、仮想出力軸と慣性体とを、仮想トルクコンバータと仮想トランスミッションとを介して連結する。これにより、パワートレインシミュレータでは、これらトルクコンバータやトランスミッションにおける非線形な振る舞いも再現できるので、車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。
【００２３】
（６）本発明の試験装置では、指令信号及び実回転速度信号に応じて車軸トルク信号を生成するパワートレイン要素を、現実のパワートレインを用いたパワートレイン試験ユニットによって構成する。より具体的には、パワートレイン試験ユニットを、現実のパワートレインと、この実パワートレインの実出力軸に連結された動力計と、実出力軸等の回転速度に応じた車軸速度信号を発生する車軸回転速度検出器と、この車軸速度信号と実回転速度信号とが一致するように動力計の回転速度を制御する速度制御装置と、実出力軸に発生するトルクに応じた信号を車軸トルク信号として生成する車軸トルク検出器と、を含んで構成する。本発明の試験装置によれば、実パワートレインを駆動して得られる車軸トルク検出器の検出信号を車軸トルク信号として用いることにより、上述のように演算によってパワートレインの挙動を模擬した場合よりも、車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。
【００２４】
（７）本発明の試験装置では、左タイヤ試験ユニット及び右タイヤ試験ユニットへの各々のアクチュエータへの入力信号を、上記（１）の発明と同様の入出力特性を有するパワートレイン要素及び車体シミュレータを備える制御装置によって生成する。本発明の試験装置では、車体シミュレータにおいて仮想車両の挙動を模擬する際には、現実の左右タイヤの状態に応じた左右タイヤ状態信号に加えて、パワートレイン要素に指令信号を入力することによって生成される左右車軸トルク信号を入力として用いることにより、パワートレインの非線形的な入出力特性を加味し、車両の挙動を精度良く再現することができる。また本発明では、左右のタイヤ試験ユニットを用いることにより、前輪駆動（ＦＷＤ）又は後輪駆動（ＲＷＤ）の車両における左右のタイヤのバランスをより詳細に再現することができる。
【００２５】
（８）本発明の試験装置では、左前タイヤ試験ユニット、右前タイヤ試験ユニット、左後タイヤ試験ユニット、及び右後タイヤ試験ユニットへの各々のアクチュエータへの入力信号を、上記（７）の発明と同様の入出力特性を備えるパワートレイン要素及び車体シミュレータを備える制御装置によって生成する。本発明の試験装置では、車体シミュレータにおいて仮想車両の挙動を模擬する際には、現実の前後左右タイヤの状態に応じた前後左右タイヤ状態信号に加えて、パワートレイン要素に指令信号を入力することによって生成される前後左右車軸トルク信号を入力として用いることにより、パワートレインの非線形的な入出力特性を加味し、車両の挙動を精度良く再現することができる。また本発明では、前後左右のタイヤ試験ユニットを用いることにより、四輪駆動（ＡＷＤ）の車両における前後左右のタイヤのバランスをより詳細に再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る試験装置の構成を示す図である。
【図２】試験装置に設けられる複数のアクチュエータ及び複数のセンサを模式的に示す図である。
【図３Ａ】模擬路面上におけるスリップ角を示す図である。
【図３Ｂ】模擬路面上におけるキャンバー角を示す図である。
【図３Ｃ】模擬路面上で運動するタイヤに作用する力を示す図である。
【図４】総括制御装置の機能ブロック図である。
【図５】パワートレインモデルの構成を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る試験装置の構成を示す図である。
【図７】パワートレイン試験ユニットの構成を示す図である。
【図８】総括制御装置の機能ブロック図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る試験装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る試験装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る試験装置Ｓの構成を示す図である。
図２は、試験装置Ｓに設けられる複数のアクチュエータ及び複数のセンサを模式的に示す図である。
【００２８】
試験装置Ｓは、複数のアクチュエータを用いて現実のタイヤＴに様々な外力を加えることによってタイヤＴを運動させるタイヤ試験ユニット１と、タイヤ試験ユニット１を制御する総括制御装置６と、を備える。
【００２９】
試験装置Ｓは、タイヤ試験ユニット１において現実のタイヤＴを用いて得らえた情報を総括制御装置６への入力とし、総括制御装置６ではタイヤＴを構成要素の一部とした仮想車両の挙動を、モデルを用いたシミュレーションによって再現し、さらにこのシミュレーションによって得られた情報をタイヤ試験ユニット１にフィードバックする。なお以下では、試験装置Ｓにおいて想定する仮想車両は、エンジンを動力発生源とした四輪の自動車とするが、仮想車両の車輪の数や動力発生源はこれらに限らない。またタイヤＴは、この仮想車両における動力発生源からの動力が伝達する駆動輪でありかつ運転者が操作可能なステアリングによって操舵角を変化させることができる転舵輪である場合について説明するが、仮想車両におけるタイヤＴの役割はこれに限らない。
【００３０】
タイヤ試験ユニット１は、ホイールにリム組みされたタイヤＴと、タイヤＴが接する路面模擬装置２と、タイヤＴをそのハブを中心として回転駆動しつつこのタイヤＴを路面模擬装置２に対し所定の姿勢で支持するタイヤ支持機構３と、を備える。
【００３１】
路面模擬装置２は、水平な床面に固定された基台２１と、この基台２１に対し垂直な鉛直方向に沿った回動軸ＯＳＡを中心として回動自在に設けられたベルトユニット２２と、このベルトユニット２２を、回動軸を中心として回動させるスリップ角アクチュエータ２３（図２参照）と、スリップ角センサ２９（図２参照）と、を備える。
【００３２】
ベルトユニット２２は、回転可能に設けられた一対の筒状のベルトドラム２４ａ，２４ｂと、これらベルトドラム２４ａ．２４ｂの外周に架け渡された無端帯状のフラットベルト２５と、を備える。フラットベルト２５の外周面には、実路面を模した加工が施されている。これにより、フラットベルト２５の外周面のうち鉛直上方の面は、タイヤＴが接する模擬路面２５ａとなっている。これらベルトドラム２４ａ，２４ｂの回転軸は、互いに平行でありかつ上記回動軸ＯＳＡに対し垂直となっている。
【００３３】
またベルトドラム２４ａには、その出力軸がベルトドラム２４ａに連結された路面駆動アクチュエータ２６（図２参照）と、路面駆動アクチュエータ２６の出力軸の回転速度を検出するベルト回転速度センサ２７（図２参照）と、出力軸に発生する軸トルクを検出するベルト軸トルクセンサ２８（図２参照）と、が設けられている。路面駆動アクチュエータ２６は、総括制御装置６からの指令信号に応じてドラム２４ａを回転駆動する。これにより、模擬路面２５ａは、ベルトドラム２４ａの回転速度に応じた速度で、回動軸ＯＳＡに対し垂直な平面内を、路面進行方向ＦＲに沿って流れる。ベルト回転速度センサ２７は、出力軸の回転速度、すなわちベルトドラム２４ａの回転速度を検出し、検出値に応じたベルト回転速度検出信号ωｂｅｌを総括制御装置６へ送信する。またベルト軸トルクセンサ２８は、出力軸に発生する軸トルクを検出し、検出値に応じたベルト軸トルク検出信号Ｔｂｅｌを総括制御装置６へ送信する。
【００３４】
スリップ角アクチュエータ２３は、総括制御装置６からの信号に応じてベルトユニット２２を、回動軸ＯＳＡを中心として回動させる。路面模擬装置２では、スリップ角アクチュエータ２３を用いてベルトユニット２２を回動させることにより、図３Ａに示すように、模擬路面２５ａ上におけるタイヤＴの回転軸Ｒと垂直なタイヤ進行方向ＦＴと路面進行方向ＦＲとの成す角αであるスリップ角を調整することができる。スリップ角センサ２９は、スリップ角に応じたスリップ角検出信号θＳＡを生成し、総括制御装置６へ送信する。
【００３５】
タイヤ支持機構３は、ベルトユニット２２のベルト送り方向Ｆの両端側の床面に固定された一対の台座３１ａ，３１ｂと、これら台座３１ａ，３１ｂによって両端部が支持された弧状のフレーム３３と、このフレーム３３によって支持された棒状の支持アーム３５と、このアーム３５の先端部に設けられた回転駆動ユニット３６と、を備える。
【００３６】
フレーム３３は、フラットベルト２５の鉛直上方を延びる。フレーム３３の両端部は、それぞれ、台座３１ａ，３１ｂによってフラットベルト２５の延在方向と略垂直な回動軸ＯＣＡを中心として回動自在に支持されている。また台座３１ａには、フレーム３３を、回動軸ＯＣＡを中心として回動駆動するキャンバー角調整アクチュエータ３２（図２参照）と、フレーム３３の模擬路面２５ａに対する角度を検出するキャンバー角センサ３４と、が設けられている。キャンバー角調整アクチュエータ３２は、総括制御装置６からの指令信号に応じてフレーム３３を、回動軸ＯＣＡを中心として回動させる。タイヤ支持機構３では、このキャンバー角調整アクチュエータ３２を用いてフレーム３３及びこれに支持された支持アーム３５を回動させることにより、図３Ｂに示すように、模擬路面２５ａ上におけるタイヤＴの回転軸Ｒと模擬路面２５ａとの成す角、すなわち模擬路面２５ａの法線と回転軸Ｒと垂直な面との成す角βであるキャンバー角を調整することができる。キャンバー角センサ３４は、キャンバー角に応じたキャンバー角検出信号θＣＡを生成し、総括制御装置６へ送信する。
【００３７】
支持アーム３５は、模擬路面２５ａに対し垂直な鉛直方向に沿って延びる。支持アーム３５の基端部は、フレーム３３によって支持アーム３５の延在方向に沿って摺動自在に支持されている。フレーム３３には、支持アーム３５を、支持アーム３５の延在方向に沿って変位させる垂直荷重調整アクチュエータ３７（図２参照）が設けられている。垂直荷重調整アクチュエータ３７は、総括制御装置６からの指令信号に応じて、支持アーム３５を、その延在方向に沿って変位させる。タイヤ支持機構３では、この垂直荷重調整アクチュエータ３７を用いて支持アーム３５を変位させることにより、タイヤＴを模擬路面２５ａに接触させたり、タイヤＴを模擬路面２５ａに押さえつける力である垂直荷重を調整したりすることができる。
【００３８】
回転駆動ユニット３６は、支持アーム３５の先端部において、タイヤＴを回転自在に支持する。図２に示すように、回転駆動ユニット３６は、タイヤ駆動アクチュエータ３８と、力センサ３９と、タイヤ軸トルクセンサ４０と、タイヤ回転速度センサ４１と、を備える。
【００３９】
タイヤ駆動アクチュエータ３８は、支持アーム３５に対し略垂直に延びる出力軸３８ａを備える。出力軸３８ａは、タイヤＴのハブに連結されている。タイヤ駆動アクチュエータ３８は、総括制御装置６からの指令信号に応じてタイヤＴを回転駆動する。タイヤ回転速度センサ４１は、タイヤ駆動アクチュエータ３８の出力軸の回転速度、すなわちタイヤＴの回転速度を検出し、検出値に応じたタイヤ回転速度検出信号ωｔｉｒｅを総括制御装置６へ送信する。
【００４０】
力センサ３９は、模擬路面２５ａ上で運動するタイヤＴに作用する力を検出する。この力センサ３９には、例えば、図３Ｃに示すようにタイヤＴに作用する６分力のうちの５つを検出する５分力計が用いられる。より具体的には、力センサ３９は、タイヤＴの進行方向軸Ｘに沿った前後力に応じた前後力検出信号Ｆｘと、タイヤＴの横方向軸Ｙに沿った横力に応じた横力検出信号Ｆｙと、タイヤＴの縦方向軸Ｚに沿った垂直荷重に応じた垂直荷重検出信号Ｆｚと、タイヤＴの進行方向軸Ｘ周りのモーメントに応じたオーバターニング検出信号Ｍｘと、及びタイヤＴの縦方向軸周りのモーメントに応じたセルフアライニングトルク検出信号Ｍｚと、を総括制御装置６へ送信する。なお以下では、力センサ３９によって生成される上記５つの信号Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ，Ｍｘ，Ｍｚをまとめて“Ｆ５”と表記する。
【００４１】
タイヤ軸トルクセンサ４０は、タイヤ駆動アクチュエータ３８の出力軸に発生するトルク、すなわちタイヤＴの横方向軸周りのモーメントに応じたタイヤ軸トルク検出信号Ｔｓｈを総括制御装置６へ送信する。
【００４２】
図４は、総括制御装置６の機能ブロック図である。総括制御装置６は、現実のタイヤＴによって模擬路面２５ａ上を走行する仮想車両の挙動を、タイヤ試験ユニット１に設けられた複数のセンサの検出信号を入力として模擬することにより、タイヤ試験ユニット１に設けられた複数のアクチュエータへの入力信号を生成し、これら入力信号を各アクチュエータに入力する。
【００４３】
総括制御装置６は、入出力信号をＡ／Ｄ変換するＩ／Ｏインターフェース、各種プログラムに従って演算処理を実行するＣＰＵ、各種データを記憶するＲＯＭ及びＲＡＭ等の記憶手段、作業者が各種指令を入力するために操作可能な入力手段、並びに演算結果等を作業者が視認可能な態様で表示する表示手段等のハードウェアによって構成されるコンピュータである。また総括制御装置６には、以下で説明する機能を備えるモジュールとして、ステアリング角指令演算部６１と、スロットル開度指令演算部６２と、車両モデル演算部６３と、スリップ角コントローラ６５と、垂直荷重コントローラ６６と、キャンバー角コントローラ６７と、タイヤ速度コントローラ６８と、ベルトコントローラ６９とが、上記ハードウェアによって構成されている。
【００４４】
ステアリング角指令演算部６１は、車両モデル演算部６３における演算によってその挙動が再現される仮想車両のステアリング角度に対する指令に相当するステアリング角指令信号θＳＴを生成する。より具体的には、ステアリング角指令演算部６１は、予め定められた車体角指令信号θＹ＿ｃｍｄと車両モデル演算部６３における演算によって算出される仮想車両の車体ヨー角信号θＹとの偏差に基づくＰＩ制御によって、この偏差が無くなるようにステアリング角指令信号θＳＴを生成し、車両モデル演算部６３へ入力する。
【００４５】
スロットル開度指令演算部６２は、車両モデル演算部６３における演算によってその挙動が再現される仮想車両のスロットル開度に対する指令に相当するスロットル開度指令信号Ｔｈを生成する。より具体的には、スロットル開度指令演算部６２は、予め定められた車速指令信号Ｖ＿ｃｍｄと車両モデル演算部６３における演算によって算出される仮想車両の車体速度信号Ｖｘとの偏差に基づくＰＩ制御によって、この偏差が無くなるようにスロットル開度指令信号Ｔｈを生成し、車両モデル演算部６３へ入力する。
【００４６】
車両モデル演算部６３は、ステアリング角指令信号θＳＴと、スロットル開度指令信号Ｔｈと、タイヤ回転速度検出信号ωｔｉｒｅと、力センサ３９の５つの検出信号Ｆ５と、を入力として用いて、仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって、タイヤ試験ユニット１の各アクチュエータへの入力信号に対する指令信号に相当するスリップ角指令信号θＳＡ＿ｃｍｄと、垂直荷重指令信号Ｆｚ＿ｃｍｄと、キャンバー角指令信号θＣＡ＿ｃｍｄと、タイヤ速度指令信号ωｔｉｒｅ＿ｃｍｄと、を生成する。
【００４７】
より具体的には、車両モデル演算部６３では、仮想車両を構成する複数の装置を、仮想ステアリングシステム要素と、仮想パワートレイン要素と、現実のタイヤＴと、これら仮想ステアリングシステム要素、仮想パワートレイン要素、及びタイヤＴ以外の残余装置によって構成される仮想車体要素と、に分けるとともに、各要素の挙動を別々の演算によって再現することにより、仮想車両全体の挙動を再現する。
【００４８】
車両モデル演算部６３には、仮想ステアリングシステム要素の挙動を演算によって再現するステアリングシミュレータ６３１と、仮想パワートレイン要素の挙動を演算によって再現するパワートレインシミュレータ６３２と、仮想車体要素の挙動を演算によって再現する車体シミュレータ６３３と、が構成されている。
【００４９】
ステアリングシミュレータ６３１では、仮想的な運転者によるステアリング操作から仮想車両の転舵輪であるタイヤＴのスリップ角までの仮想ステアリングシステム要素の入出力特性を、演算によって再現する。より具体的には、ステアリングシミュレータ６３１では、ステアリング角指令演算部６１によって算出されたステアリング角指令信号θＳＴが入力されると、上記仮想ステアリングシステム要素の入出力特性を模擬した演算を行うことによってステアリング角指令信号θＳＴに応じたスリップ角指令信号θＳＡ＿ｃｍｄを生成し、これをスリップ角コントローラ６５へ入力する。
【００５０】
現実のステアリングシステム要素の入出力特性は一般的には非線形である。そこでステアリングシミュレータ６３１では、このような入出力特性の非線形性を的確に再現できるように、例えば、現実のステアリングシステム要素の入出力特性を測定することによって構築されたマップやテーブルを用いることによって、ステアリング角指令信号θＳＴに応じたスリップ角指令信号θＳＡ＿ｃｍｄを生成する。
【００５１】
パワートレインシミュレータ６３２では、仮想車両における仮想動力発生源である仮想エンジンから仮想車両の駆動輪であるタイヤＴのハブに連結される仮想出力軸までの仮想パワートレイン要素の入出力特性を、演算によって再現する。より具体的には、パワートレインシミュレータ６３２では、スロットル開度指令演算部６２によって算出されたスロットル開度指令信号Ｔｈと、図示しない処理によって算出された仮想的な動力発生源であるエンジンの回転数ωｅｎｇと、タイヤ回転速度検出信号ωｔｉｒｅと、を含む複数の入力信号が入力されると、後述のパワートレインモデルを用いて、上記仮想パワートレイン要素における仮想エンジンから仮想出力軸までの挙動を模擬した演算を行うことによってこれら入力信号に応じた車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔを生成し、これを車体シミュレータ６３３へ入力する。ここで車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔとは、上記仮想パワートレイン要素の仮想出力軸に発生するトルクである車軸トルクに対する指令信号に相当する。
【００５２】
図５は、パワートレインシミュレータ６３２で用いられるパワートレインモデルＭの構成を示す図である。図５に示すように、パワートレインモデルＭは、仮想エンジンの入出力特性を模擬するエンジン出力モデルＭｅと、仮想エンジンの仮想クランクシャフトから仮想出力軸までの機械特性を模擬するパワートレイン機械モデルＭｐと、を組み合わせて構成される。
【００５３】
エンジン出力モデルＭｅは、スロットル開度指令信号Ｔｈ及びエンジン回転数ωｅｎｇを入力として、仮想エンジンの入出力特性を模擬した演算を行うことによって、エンジントルクＴｅｎｇを生成する。なお、現実のエンジンの入出力特性は一般的には非線形である。そこでエンジン出力モデルＭｅでは、このような入出力特性の非線形性を的確に再現できるように、例えば現実のエンジンの入出力特性を測定することによって構築されたマップやテーブルを用いることによって、スロットル開度指令信号Ｔｈ及びエンジン回転数ωｅｎｇに応じたエンジントルクＴｅｎｇを生成する。
【００５４】
パワートレイン機械モデルＭｐは、エンジントルクＴｅｎｇ及びタイヤ回転速度検出信号ωｔｉｒｅを入力として、仮想パワートレイン要素の機械特性を模擬した演算を行うことによって、車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔを生成する。パワートレイン機械モデルＭｐでは、仮想パワートレイン要素を、仮想エンジンと、その入力軸が仮想エンジンの出力軸と連結された仮想トルクコンバータと、その入力軸が仮想トルクコンバータの出力軸と連結された仮想トランスミッションと、この仮想トランスミッションの出力軸と連結された仮想出力軸と、で構成されるものとする。そしてパワートレイン機械モデルＭｐでは、図５に示すように、仮想エンジンの機械特性をエンジン機械モデルＭｐ１によって再現し、仮想トルクコンバータの機械特性をトルクコンバータ機械モデルＭｐ２によって再現し、仮想トランスミッションの機械特性をトランスミッション機械モデルＭｐ３によって再現し、仮想出力軸の機械特性を出力軸機械モデルＭｐ４によって再現する。
【００５５】
エンジン機械モデルＭｐ１では、仮想エンジンを、所定のエンジン慣性モーメントＪＥを有しかつエンジン出力モデルＭｅによって算出されたエンジントルクＴｅｎｇが入力される慣性体として扱うことにより、その機械特性を模擬する。
【００５６】
トルクコンバータ機械モデルＭｐ２では、慣性体が連結される入力軸から仮想トランスミッションの入力軸が連結される出力軸までの仮想トルクコンバータの機械特性を、例えば、予め実機を用いて構築されたマップやテーブル等を用いることによって模擬する。またトルクコンバータ機械モデルＭｐ２では、その入力軸は慣性体に連結されていることから、その回転速度は慣性体の回転速度と等しいものとして扱う。
【００５７】
トランスミッション機械モデルＭｐ３では、仮想トルクコンバータの出力軸が連結される入力軸から仮想出力軸が連結される出力軸までの仮想トランスミッションの機械特性を、例えば、予め実機を用いて構築されたマップやテーブル等を用いることによって模擬する。またトランスミッション機械モデルＭｐ３では、その入力軸は仮想トルクコンバータの出力軸に連結されていることから、その回転速度は仮想トルクコンバータの出力軸の回転速度と等しいものとして扱う。
【００５８】
出力軸機械モデルＭｐ４では、仮想出力軸を、所定の出力軸慣性モーメントＪｓｈａｆｔを有し、かつ所定のばね剛性Ｋ及び減衰係数Ｃを有する軸体として扱うことにより、その機械特性を模擬する。出力軸機械モデルＭｐ４では、軸体の入力側は仮想トランスミッションの出力軸に連結されていることから、この軸体の入力側の回転速度は仮想トランスミッションの出力軸の回転速度と等しいものとして扱う。また出力軸機械モデルＭｐ４では、軸体の出力側はタイヤＴのハブに連結されていることから、その回転速度はタイヤ回転速度検出信号ωｔｉｒｅと等しいものとして扱う。
【００５９】
パワートレイン機械モデルＭｐでは、以上のように構成された機械モデルＭｐ１〜Ｍｐ４を組み合わせることにより、エンジントルクＴｅｎｇ及びタイヤ回転速度検出信号ωｔｉｒｅに応じた車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔを生成する。
【００６０】
図４に戻り、車体シミュレータ６３３では、仮想車両の残余装置、より具体的には、仮想車両の車体、仮想車両のタイヤＴ以外の残余タイヤ、これらタイヤＴ及び残余タイヤと車体とを連結するサスペンション要素等の入出力特性を、演算によって再現する。より具体的には、車体シミュレータ６３３では、力センサ３９の５つの検出信号Ｆ５と、パワートレインシミュレータ６３２によって算出された車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔと、が入力されると、上記残余装置の入出力特性を模擬した演算を行うことによって、仮想車両におけるタイヤＴに作用する垂直荷重と、タイヤＴのキャンバー角と、タイヤＴの回転速度と、仮想車体のヨー角と、仮想車体の速度と、を算出する。また車体シミュレータ６３３では、算出した垂直荷重を垂直荷重指令信号Ｆｚ＿ｃｍｄとし、キャンバー角をキャンバー角指令信号θＣＡ＿ｃｍｄとし、回転速度をタイヤ速度指令信号ωｔｉｒｅ＿ｃｍｄとして、各々を垂直荷重コントローラ６６、キャンバー角コントローラ６７、及びタイヤ速度コントローラ６８へ入力する。さらに車体シミュレータ６３３では、算出した仮想車体のヨー角を車体ヨー角信号θＴＹとし、仮想車体の速度を車体速度信号Ｖｘとして、各々をステアリング角指令演算部６１及びスロットル開度指令演算部６２へ入力する。
【００６１】
スリップ角コントローラ６５は、車両モデル演算部６３によって算出されるスリップ角指令信号θＳＡ＿ｃｍｄと、スリップ角センサ２９から送信されるスリップ角検出信号θＳＡとの偏差に基づくＰＩ制御によって、この偏差が無くなるようにスリップ角アクチュエータ２３への入力信号を生成し、スリップ角アクチュエータ２３へ入力する。
【００６２】
垂直荷重コントローラ６６は、車両モデル演算部６３によって算出される垂直荷重指令信号Ｆｚ＿ｃｍｄと、力センサ３８から送信される垂直荷重検出信号Ｆｚとの偏差に基づくＰＩ制御によって、この偏差が無くなるように垂直荷重調整アクチュエータ３７への入力信号を生成し、垂直荷重調整アクチュエータ３７へ入力する。
【００６３】
キャンバー角コントローラ６７は、車両モデル演算部６３によって算出されるキャンバー角指令信号θＣＡ＿ｃｍｄと、キャンバー角センサ３４から送信されるキャンバー角検出信号θＣＡとの偏差に基づくＰＩ制御によって、この偏差が無くなるようにキャンバー角調整アクチュエータ３２への入力信号を生成し、キャンバー角調整アクチュエータ３２へ入力する。
【００６４】
タイヤ速度コントローラ６８は、車両モデル演算部６３によって算出されるタイヤ速度指令信号ωｔｉｒｅ＿ｃｍｄと、タイヤ回転速度センサ４１から送信されるタイヤ回転速度検出信号ωｔｉｒｅとの偏差に基づくＰＩ制御によって、この偏差が無くなるようにタイヤ駆動アクチュエータ３８への入力信号を生成し、タイヤ駆動アクチュエータ３８へ入力する。
【００６５】
ベルトコントローラ６９は、フラットベルトによって仮想車両に対して予め設定された設定慣性Ｊｓｅｔを実現するような電気慣性制御を行うことにより、路面駆動アクチュエータ２６への入力信号を生成する。より具体的には、ベルトコントローラ６９は、ベルト軸トルクセンサ２８から送信されるベルト軸トルク検出信号Ｔｂｅｌに設定慣性Ｊｓｅｔの逆数を乗じたものを積分することによってベルト回転速度指令信号ωｂｅｌ＿ｃｍｄを生成する。またベルトコントローラ６９は、生成したベルト回転速度指令信号ωｂｅｌ＿ｃｍｄとベルト回転速度センサ２７から送信されるベルト回転速度検出信号ωｂｅｌとの偏差に基づくＰＩ制御によって、この偏差が無くなるように路面駆動アクチュエータ２６への入力信号を生成し、路面駆動アクチュエータ２６へ入力する。
【００６６】
本実施形態の試験装置Ｓによれば、以下の効果を奏する。
（１）試験装置Ｓでは、タイヤ試験ユニット１の複数のアクチュエータ３２，３７，３８への入力信号を、パワートレインシミュレータ６３２と車体シミュレータ６３３とを備える総括制御装置６によって生成する。ここでパワートレインシミュレータ６３２には、仮想車両に搭載される仮想パワートレインに対するスロットル開度指令信号Ｔｈに応じて、仮想パワートレインの仮想出力軸に発生するトルクに相当する車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔを生成するものを用いる。また車体シミュレータ６３３では、タイヤ試験ユニット１において現実のタイヤＴの状態に応じて生成された力センサ３９の検出信号Ｆ５と、パワートレインシミュレータ６３２の出力である車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔと、を入力として用いて、仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによってアクチュエータ３２，３７，３８への入力信号を生成する。以上のように本発明では、車体シミュレータ６３３において仮想車両の挙動を模擬する際には、現実のタイヤＴの状態に応じた検出信号Ｆ５に加えて、パワートレインシミュレータ６３２にスロットル開度指令信号Ｔｈを入力することによって生成される車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔを入力として用いることにより、パワートレインの非線形的な入出力特性を加味し、車両の挙動を精度良く再現することができる。
【００６７】
（２）試験装置Ｓでは、タイヤ回転速度センサ４１によって現実のタイヤＴの回転速度を検出し、パワートレインシミュレータ６３２では、スロットル開度指令信号Ｔｈに加えてタイヤ回転速度検出信号ωｔｉｒｅに応じて車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔを生成する。このようにパワートレインシミュレータ６３２への入力にタイヤ回転速度検出信号ωｔｉｒｅを加えることにより、現実のタイヤＴの回転速度と、パワートレインシミュレータ６３２における仮想出力軸の回転速度とを一致させることができる。またこれにより、パワートレインシミュレータ６３２では、現実のタイヤＴの回転速度に応じた適切な車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔを生成できるので、車体シミュレータ６３３における車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。
【００６８】
（３）試験装置Ｓのパワートレインシミュレータ６３２では、スロットル開度指令信号Ｔｈ及びタイヤ回転速度検出信号ωｔｉｒｅを入力として、仮想動力発生源から仮想出力軸までの挙動を模擬した演算を行うことによって車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔを生成し、これを車体シミュレータ６３３の演算に用いる。これにより、現実のパワートレインを用いることなく演算によって、車体シミュレータ６３３における車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。
【００６９】
（４）パワートレインシミュレータ６３２のエンジン機械モデルＭｐ１では、仮想エンジンを慣性モーメントＪＥで特徴付けられた慣性体で模擬し、また出力軸機械モデルＭｐ４では、仮想出力軸を所定のばね剛性Ｋ、減衰係数Ｃ、及び慣性モーメントＪｓｈａｆｔで特徴付けられかつ慣性体と所定の機械モデルＭｐ２，Ｍｐ３を介して連結される軸体で模擬する。これにより、車両が仮想する際や減速する際における車体の加速度変化や、パワートレインに含まれる軸要素の振動を再現しながら適切な車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔを生成することができる。またこれにより、車体シミュレータ６３３における車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。
【００７０】
（５）試験装置Ｓでは、仮想出力軸を模擬した出力軸機械モデルＭｐ４と仮想エンジンを模擬したエンジン機械モデルＭｐ１とを、仮想トルクコンバータの機械特性を模擬したトルクコンバータ機械モデルＭｐ２と仮想トランスミッションの機械特性を模擬したトランスミッション機械モデルＭｐ３とを介して連結する。これにより、パワートレインシミュレータ６３２では、これら仮想トルクコンバータや仮想トランスミッションにおける非線形な振る舞いも再現できるので、車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。
【００７１】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の第２実施形態に係る試験装置ＳＡの説明において、第１実施形態に係る試験装置Ｓと同じ構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７２】
図６は、本実施形態に係る試験装置ＳＡの構成を示す図である。試験装置ＳＡは、第１実施形態で説明したように現実のタイヤＴを用いたタイヤ試験ユニット１と、現実のパワートレインを用いたパワートレイン試験ユニット７と、これらタイヤ試験ユニット１及びパワートレイン試験ユニット７を制御する総括制御装置６Ａと、を備える。第１実施形態の試験装置Ｓでは、仮想パワートレイン要素の挙動をパワートレインシミュレータ６３２における演算によって再現した。これに対し本実施形態の試験装置ＳＡでは、パワートレイン試験ユニット７によって現実のパワートレイン要素の挙動を再現する点において、第１実施形態の試験装置Ｓと異なる。
【００７３】
図７は、現実のパワートレインＷを用いたパワートレイン試験ユニット７の構成を示す図である。
【００７４】
パワートレインＷは、実動力発生源としてのエンジンＥと、パワートレインＷが搭載される仮想車両の左駆動輪が接続される左出力軸ＳＬと、この仮想車両の右駆動輪が接続される右出力軸ＳＲと、エンジンＥで発生した動力を左出力軸ＳＬ及び右出力軸ＳＲに伝達するトルクコンバータ及びトランスミッション等を組み合わせて構成される動力伝達機構ＰＴと、を備える。なお本実施形態では、タイヤ試験ユニット１で用いられる現実のタイヤＴは、パワートレインＷの右出力軸ＳＲに接続される右駆動輪に相当するものとするが、本発明はこれに限らない。
【００７５】
パワートレイン試験ユニット７は、パワートレインＷと、パワートレインＷの各出力軸ＳＬ，ＳＲに連結された左動力計７１Ｌ及び右動力計７１Ｒと、各動力計７１Ｌ，７１Ｒに電力を供給する左インバータ３２Ｌ及び右インバータ３２Ｒと、各動力計７１Ｌ，７１Ｒにおける軸の回転速度を検出する左回転速度検出器７３Ｌ及び右回転速度検出器７３Ｒと、右出力軸ＳＲに発生する軸トルクを検出する軸トルク検出器７４Ｒと、左インバータ７２Ｌへ左トルク電流指令信号を入力する左動力計制御装置７５Ｌと、右インバータ７２Ｒへ右トルク電流指令信号を入力する右動力計制御装置７５Ｒと、パワートレインＷのエンジンＥを制御するエンジン制御装置７６と、を備える。
【００７６】
左回転速度検出器７３Ｌは、左動力計７１Ｌの出力軸の回転速度である左回転速度を検出し、この左回転速度に応じた左車軸速度検出信号ωＬを発生する。右回転速度検出器７３Ｒは、右動力計７１Ｒの出力軸の回転速度である右回転速度を検出し、この右回転速度に応じた右車軸速度検出信号ωＲを発生する。
【００７７】
右軸トルク検出器７４Ｒは、右出力軸ＳＲに発生する捩れトルクを検出し、この捩れトルクに応じた軸トルク検出信号を発生し、これを車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔとして総括制御装置６Ａへ送信する。
【００７８】
エンジン制御装置７６は、第１実施形態の総括制御装置６におけるスロットル開度指令演算部６２と同様の手順により、エンジンＥのスロットル開度に対する指令に相当するスロットル開度指令信号Ｔｈを生成する。より具体的には、エンジン制御装置７６は、予め定められた車速指令信号Ｖ＿ｃｍｄと、総括制御装置６Ａにおける演算によって算出される仮想車両の車体速度信号Ｖｘとの偏差に基づくＰＩ制御によって、この偏差が無くなるようにスロットル開度指令信号Ｔｈを生成し、現実のエンジンＥへ入力する。エンジンＥは、このスロットル開度指令信号Ｔｈに応じた量の空気と燃料の混合気を燃焼させることによって信号Ｔｈに応じた動力を発生する。エンジンＥで発生した動力は、動力伝達機構ＰＴを介して各出力軸ＳＬ，ＳＲに伝達され、これらを回転させる。
【００７９】
左動力計制御装置７５Ｌは、左車軸速度検出信号ωＬと所定の左回転速度に対する目標とが一致するように左回転速度を制御するための左トルク電流指令信号を生成し、これを左インバータ７２Ｌへ入力する。左インバータ７２Ｌは、左トルク電流指令信号に応じた電力を左動力計７１Ｌに供給する。
【００８０】
右動力計制御装置７５Ｒは、右車軸速度検出信号ωＲとタイヤ試験ユニット１において検出される現実のタイヤＴの回転速度に相当するタイヤ回転速度検出信号ωｔｉｒｅとが一致するように右回転速度を制御するための右トルク電流指令信号を生成し、これを右インバータ７２Ｒへ入力する。
【００８１】
以上のように、パワートレイン試験ユニット７では、総括制御装置６Ａによって算出される車体速度信号Ｖｘに基づいて算出したスロットル開度指令信号Ｔｈを現実のエンジンＥに入力することによって出力軸ＳＬ，ＳＲを回転させながら、同時にタイヤ試験ユニット１における現実のタイヤＴの回転速度を右回転速度に対する目標として右動力計７１Ｒの回転速度を制御したときに右軸トルク検出器７４Ｒによって生成される車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔを総括制御装置６Ａにフィードバックする。
【００８２】
図８は、総括制御装置６Ａの機能ブロック図である。総括制御装置６Ａには、ステアリング角指令演算部６１と、車両モデル演算部６３Ａと、スリップ角コントローラ６５と、垂直荷重コントローラ６６と、キャンバー角コントローラ６７と、タイヤ速度コントローラ６８と、ベルトコントローラ６９とが、上記ハードウェアによって構成されている。
【００８３】
車両モデル演算部６３Ａは、ステアリング角指令信号θＳＴと、車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔと、力センサ３９の５つの検出信号Ｆ５と、を入力として用いて、仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって、スリップ角指令信号θＳＡ＿ｃｍｄと、垂直荷重指令信号Ｆｚ＿ｃｍｄと、キャンバー角指令信号θＣＡ＿ｃｍｄと、タイヤ速度指令信号ωｔｉｒｅ＿ｃｍｄと、を生成する。
【００８４】
より具体的には、車両モデル演算部６３Ａｄｅｈａ、仮想車両を構成する複数の装置を、仮想ステアリングシステム要素と、現実のパワートレインＷ及びタイヤＴと、これら仮想ステアリングシステム要素とパワートレインＷ及びタイヤＴ以外の残余装置によって構成される仮想車体要素と、に分けるとともに、各要素の挙動を別々の演算によって再現することにより、仮想車両全体の挙動を再現する。
【００８５】
車両モデル演算部６３Ａには、ステアリングシミュレータ６３１と、仮想車体要素の挙動を演算によって再現する車体シミュレータ６３３Ａと、が構成されている。
【００８６】
車体シミュレータ６３３Ａでは、仮想車両の残余装置、より具体的には、仮想車両の車体、仮想車両のタイヤＴ以外の残余タイヤ、これらタイヤＴ及び残余タイヤと車体とを連結するサスペンション要素等の入出力特性を、演算によって再現する。より具体的には、車体シミュレータ６３３Ａでは、力センサ３９の５つの検出信号Ｆ５と、パワートレイン試験ユニット７によって得られた車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔと、が入力されると、上記残余装置の入出力特性を模擬した演算を行うことによって、仮想車両におけるタイヤＴに作用する垂直荷重と、タイヤＴのキャンバー角と、タイヤＴの回転速度と、仮想車体のヨー角と、仮想車体の速度と、を算出する。また車体シミュレータ６３３Ａでは、算出した垂直荷重を垂直荷重指令信号Ｆｚ＿ｃｍｄとし、キャンバー角をキャンバー角指令信号θＣＡ＿ｃｍｄとし、回転速度をタイヤ速度指令信号ωｔｉｒｅ＿ｃｍｄとして、各々を垂直荷重コントローラ６６、キャンバー角コントローラ６７、及びタイヤ速度コントローラ６８へ入力する。さらに車体シミュレータ６３３Ａでは、算出した仮想車体のヨー角を車体ヨー角信号θＴＹとし、仮想車体の速度を車体速度信号Ｖｘとして、各々をステアリング角指令演算部６１及びパワートレイン試験ユニット７へ入力する。
【００８７】
本実施形態の試験装置ＳＡによれば、以下の効果を奏する。
（６）試験装置ＳＡでは、車速指令信号Ｖ＿ｃｍｄ及びタイヤ回転速度検出信号ωｔｉｒｅに応じて車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔを生成するパワートレイン要素を、現実のパワートレインＷを用いたパワートレイン試験ユニット７によって構成する。より具体的には、パワートレイン試験ユニット７を、現実のパワートレインＷと、このパワートレインＷの右出力軸ＳＲに連結された右動力計７１Ｒと、右動力計７１Ｒの回転速度に応じた右車軸速度検出信号ωＲを発生する右回転速度検出器７３Ｒと、この右車軸速度検出信号ωＲとタイヤ回転速度検出信号ωｔｉｒｅとが一致するように右動力計７１Ｒの回転速度を制御する右動力計制御装置７５Ｒと、右出力軸ＳＲに発生するトルクに応じた信号を車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔとして生成する右軸トルク検出器７４Ｒと、を含んで構成する。試験装置ＳＡによれば、現実のパワートレインＷを駆動して得られる右軸トルク検出器７４Ｒの検出信号を車軸トルク信号Ｔｓｈａｆｔとして用いることにより、第１実施形態の試験装置Ｓのように演算によってパワートレインの挙動を模擬した場合よりも、車両の挙動の再現精度をさらに向上できる。
【００８８】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の第２実施形態に係る試験装置ＳＢの説明において、第１実施形態に係る試験装置Ｓと同じ構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８９】
図９は、本実施形態に係る試験装置ＳＢの構成を示す図である。
試験装置ＳＢは、現実の左タイヤＴＬを用いた左タイヤ試験ユニット１Ｌと、現実の右タイヤＴＲを用いた右タイヤ試験ユニット１Ｒと、左及び右タイヤ試験ユニット１Ｌ，１Ｒを制御する総括制御装置６Ｂと、を備える。第１及び第２実施形態では、試験装置が備えるタイヤ試験ユニットの数は１つとし、またタイヤ試験ユニットで用いられる現実のタイヤは、仮想車両の４つのタイヤのうちの１つとした場合について説明した。これに対し本実施形態の試験装置ＳＢは、２組のタイヤ試験ユニット１Ｌ，１Ｒを備え、各試験ユニット１Ｌ，１Ｒで用いられる現実のタイヤＴＬ，ＴＲは、前輪駆動（ＦＷＤ）の仮想車両の４つのタイヤのうち、前側の左右のタイヤとする点において、第１実施形態と異なる。
【００９０】
左タイヤ試験ユニット１Ｌは、現実の左タイヤＴＬを左模擬路面（図示せず）上で運動させる複数の左アクチュエータ（図示せず）及び左模擬路面上で運動する左タイヤＴＬの状態に応じた左タイヤ状態信号を生成する複数のセンサ（図示せず）を備える。右タイヤ試験ユニット１Ｒは、現実の右タイヤＴＲを右模擬路面（図示せず）上で運動させる複数の右アクチュエータ（図示せず）及び右模擬路面上で運動する右タイヤＴＲの状態に応じた右タイヤ状態信号を生成する複数のセンサ（図示せず）を備える。なお、これら左タイヤ試験ユニット１Ｌ及び右タイヤ試験ユニット１Ｒの具体的な構成は、それぞれ第１実施形態の試験装置Ｓにおけるタイヤ試験ユニット１と同じであるので、詳細な説明を省略する。
【００９１】
総括制御装置６Ｂは、現実のタイヤＴＬ，ＴＲを左右駆動輪として模擬路面上を走行する前輪駆動（ＦＷＤ）の仮想車両の挙動を、タイヤ試験ユニット１Ｌ，１Ｒに設けられた複数のセンサの検出信号を入力として模擬することにより、タイヤ試験ユニット１Ｌ，１Ｒに設けられた複数のアクチュエータへの入力信号を生成し、これら入力信号を各アクチュエータに入力する。
【００９２】
総括制御装置６Ｂには、ステアリング角指令演算部６１と、スロットル開度指令演算部６２と、車両モデル演算部６３Ｂと、左スリップ角コントローラ６５Ｌと、左タイヤコントローラ６６Ｌと、右スリップ角コントローラ６５Ｒと、右タイヤコントローラ６６Ｒと、が構成されている。
【００９３】
車両モデル演算部６３Ｂは、ステアリング角指令信号θＳＴと、スロットル開度指令信号Ｔｈと、左タイヤ試験ユニット１Ｌから送信される左タイヤ状態信号と、右タイヤ試験ユニット１Ｒから送信される右タイヤ状態信号と、を入力として用いて、仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって、タイヤ試験ユニット１Ｌ，１Ｒの各アクチュエータへの入力信号に対する指令信号を生成する。
【００９４】
より具体的には、車両モデル演算部６３Ｂでは、仮想車両を構成する複数の装置を、仮想ステアリングシステム要素と、仮想パワートレイン要素と、現実のタイヤＴＬ，ＴＲと、これら仮想ステアリングシステム要素、仮想パワートレイン要素、及びタイヤＴＬ，ＴＲ以外の残余装置によって構成される仮想車体要素と、に分けるとともに、各要素の挙動を別々の演算によって再現することにより、仮想車両全体の挙動を再現する。車両モデル演算部６３Ｂには、ステアリングシミュレータ６３１Ｂと、仮想パワートレイン要素の挙動を演算によってパワートレインシミュレータ６３２Ｂと、車体シミュレータ６３３Ｂと、が構成されている。
【００９５】
ステアリングシミュレータ６３１Ｂでは、ステアリング角指令演算部６１によって算出されたステアリング角指令信号θＳＴが入力されると、仮想ステアリングシステム要素の入出力特性を模擬した演算を行うことによってステアリング角指令信号θＳＴに応じたスリップ角指令信号θＳＡ＿ｃｍｄを生成し、これを左右スリップ角コントローラ６５Ｌ，６５Ｒへ入力する。
【００９６】
パワートレインシミュレータ６３２Ｂでは、スロットル開度指令演算部６２によって算出されたスロットル開度指令信号Ｔｈと、図示しない処理によって算出された仮想的な動力発生源であるエンジンの回転数ωｅｎｇと、左右のタイヤ状態信号と、を含む複数の入力信号が入力されると、図５に示すようなパワートレインモデルを用いて、上記仮想パワートレイン要素における仮想エンジンから左右の仮想出力軸までの挙動を模擬した演算を行うことによってこれら入力信号に応じた左右の車軸トルク信号ＴｓｈａｆｔＬ，ＴｓｈａｆｔＲを生成し、これらを車体シミュレータ６３３Ｂへ入力する。
【００９７】
車体シミュレータ６３３Ｂでは、左右のタイヤ試験ユニット１Ｌ，１Ｒから送信されるタイヤ状態信号と、パワートレインシミュレータ６３２Ｂによって算出された車軸トルク信号ＴｓｈａｆｔＬ，ＴｓｈａｆｔＲと、が入力されると、残余装置の入出力特性を模擬した演算を行うことによって、仮想車両における左右タイヤＴＬ，ＴＲに作用する垂直荷重と、タイヤＴＬ，ＴＲのキャンバー角と、タイヤＴＬ，ＴＲの回転速度と、仮想車体のヨー角と、仮想車体の速度と、を算出する。また車体シミュレータ６３３Ｂでは、算出した左右の垂直荷重、左右のキャンバー角、並びに左右の回転速度を指令信号として、左右のタイヤ試験ユニット１Ｌ，１Ｒのコントローラ６６Ｌ，６６Ｒへ入力する。
【００９８】
左スリップ角コントローラ６５Ｌは、車両モデル演算部６３Ｂによって算出されるスリップ角指令信号θＳＡ＿ｃｍｄと、左タイヤ試験ユニット１Ｌから送信されるスリップ角検出信号との偏差に基づくＰＩ制御によって、この偏差が無くなるように左タイヤ試験ユニット１Ｌのスリップ角アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。
【００９９】
右スリップ角コントローラ６５Ｒは、車両モデル演算部６３Ｂによって算出されるスリップ角指令信号θＳＡ＿ｃｍｄと、右タイヤ試験ユニット１Ｒから送信されるスリップ角検出信号との偏差に基づくＰＩ制御によって、この偏差が無くなるように右タイヤ試験ユニット１Ｒのスリップ角アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。
【０１００】
左タイヤコントローラ６６Ｌは、車両モデル演算部６３Ｂによって算出される左タイヤの垂直荷重、キャンバー角、及び回転速度に対する指令信号と左タイヤ試験ユニット１Ｌから送信される左タイヤ状態信号との偏差に基づくＰＩ制御によって、この偏差が無くなるように左タイヤ試験ユニット１Ｌの各種アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。
【０１０１】
右タイヤコントローラ６６Ｒは、車両モデル演算部６３Ｂによって算出される右タイヤの垂直荷重、キャンバー角、及び回転速度に対する指令信号と右タイヤ試験ユニット１Ｒから送信される右タイヤ状態信号との偏差に基づくＰＩ制御によって、この偏差が無くなるように右タイヤ試験ユニット１Ｒの各種アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。
【０１０２】
本実施形態の試験装置ＳＢによれば、以下の効果を奏する。
（７）試験装置ＳＢでは、左タイヤ試験ユニット１Ｌ及び右タイヤ試験ユニット１Ｒへの各々のアクチュエータへの入力信号を、パワートレインシミュレータ６３２Ｂ及び車体シミュレータ６３３Ｂを備える総括制御装置６Ｂによって生成する。試験装置ＳＢでは、車体シミュレータ６３３Ｂにおいて仮想車両の挙動を模擬する際には、現実の左右タイヤＴＬ，ＴＲの状態に応じた左右タイヤ状態信号に加えて、パワートレインシミュレータ６３２Ｂにスロットル開度指令信号Ｔｈを入力することによって生成される左右の車軸トルク信号ＴｓｈａｆｔＬ，ＴｓｈａｆｔＲを入力として用いることにより、パワートレインの非線形的な入出力特性を加味し、車両の挙動を精度良く再現することができる。また試験装置ＳＢでは、左右のタイヤ試験ユニット１Ｌ，１Ｒを用いることにより、ＦＷＤの車両における左右のタイヤのバランスをより詳細に再現することができる。
【０１０３】
なお上記実施形態では、仮想車両をＦＷＤの車両とし、タイヤＴＬ，ＴＲをこの仮想車両における左右の前輪とした場合について説明したが、本発明はこれに限らない。仮想車両はＲＷＤの車両とし、タイヤＴＬ，ＴＲをこの仮想車両における左右の後輪としてもよい。
【０１０４】
また、上記実施形態では、２つの車軸トルク信号ＴｓｈａｆｔＬ，ＴｓｈａｆｔＲを、パワートレインシミュレータ６３２Ｂを用いて演算によって生成する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。第２実施形態と同様に、パワートレインシミュレータ６３２Ｂの代わりに、現実の車両に搭載されるパワートレインを用いたパワートレイン試験ユニットによって、２つの車軸トルク信号ＴｓｈａｆｔＬ，ＴｓｈａｆｔＲを生成してもよい。
【０１０５】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の第４実施形態に係る試験装置ＳＣの説明において、第１実施形態に係る試験装置Ｓと同じ構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１０６】
図１０は、本実施形態に係る試験装置ＳＣの構成を示す図である。
試験装置ＳＣは、現実の左前タイヤＴＦＬを用いた左前タイヤ試験ユニット１ＦＬと、現実の右前タイヤＴＦＲを用いた右前タイヤ試験ユニット１ＦＲと、現実の左後タイヤＴＲＬを用いた左後タイヤ試験ユニット１ＲＬと、現実の右後タイヤＴＲＲを用いた右後タイヤ試験ユニット１ＲＲと、これら試験ユニット１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲを制御する総括制御装置６Ｃと、を備える。本実施形態の試験装置ＳＣは、４組のタイヤ試験ユニット１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲを備え、各試験ユニット１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲで用いられる現実タイヤＴＦＬ，ＴＦＲ，ＴＲＬ，ＴＲＲは、四輪駆動（ＡＷＤ）の仮想車両の４つのタイヤとする点において、第１実施形態と異なる。
【０１０７】
左前タイヤ試験ユニット１ＦＬは、現実の左前タイヤＴＦＬを左前模擬路面（図示せず）上で運動させる複数の左前アクチュエータ（図示せず）及び左前模擬路面上で運動する左前タイヤＴＦＬの状態に応じた左前タイヤ状態信号を生成する複数のセンサ（図示せず）を備える。右前タイヤ試験ユニット１ＦＲは、現実の右前タイヤＴＦＲを右前模擬路面（図示せず）上で運動させる複数の右前アクチュエータ（図示せず）及び右前模擬路面上で運動する右前タイヤＴＦＲの状態に応じた右前タイヤ状態信号を生成する複数のセンサ（図示せず）を備える。左後タイヤ試験ユニット１ＲＬは、現実の左後タイヤＴＲＬを左後模擬路面（図示せず）上で運動させる複数の左後アクチュエータ（図示せず）及び左後模擬路面上で運動する左後タイヤＴＲＬの状態に応じた左後タイヤ状態信号を生成する複数のセンサ（図示せず）を備える。右後タイヤ試験ユニット１ＲＲは、現実の右後タイヤＴＲＲを右後模擬路面（図示せず）上で運動させる複数の右後アクチュエータ（図示せず）及び右後模擬路面上で運動する右後タイヤＴＲＲの状態に応じた右後タイヤ状態信号を生成する複数のセンサ（図示せず）を備える。なお、これらタイヤ試験ユニット１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲの具体的な構成は、それぞれ第１実施形態の試験装置Ｓにおけるタイヤ試験ユニット１と同じであるので、詳細な説明を省略する。
【０１０８】
総括制御装置６Ｃは、現実のタイヤＴＦＬ，ＴＦＲを左右の前側駆動輪とし、現実のタイヤＴＲＬ，ＴＲＲを後側駆動輪として模擬路面上を走行する四輪駆動（ＡＷＤ）の仮想車両の挙動を、タイヤ試験ユニット１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲに設けられた複数のセンサの検出信号を入力として模擬することにより、タイヤ試験ユニット１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲに設けられた複数のアクチュエータへの入力信号を生成し、これら入力信号を各アクチュエータに入力する。
【０１０９】
総括制御装置６Ｃには、ステアリング角指令演算部６１と、スロットル開度指令演算部６２と、車両モデル演算部６３Ｃと、左スリップ角コントローラ６５Ｌと、左前タイヤコントローラ６６ＦＬと、右スリップ角コントローラ６５Ｒと、右前タイヤコントローラ６６ＦＲと、左後タイヤコントローラ６６ＲＬと、右後タイヤコントローラ６６ＲＲと、が構成されている。
【０１１０】
車両モデル演算部６３Ｃは、ステアリング角指令信号θＳＴと、スロットル開度指令信号Ｔｈと、各タイヤ試験ユニット１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲから送信されるタイヤ状態信号と、を入力として用いて、仮想車両の挙動を模擬した演算を行うことによって、タイヤ試験ユニット１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲの各アクチュエータへの入力信号に対する指令信号を生成する。
【０１１１】
より具体的には、車両モデル演算部６３Ｃでは、仮想車両を構成する複数の装置を、仮想ステアリングシステム要素と、仮想パワートレイン要素と、現実のタイヤＴＦＬ，ＴＦＲ，ＴＲＬ，ＴＲＲと、これら仮想ステアリングシステム要素、仮想パワートレイン要素、及びタイヤＴＦＬ，ＴＦＲ，ＴＲＬ，ＴＲＲ以外の残余装置によって構成される仮想車体要素と、に分けるとともに、各要素の挙動を別々の演算によって再現することにより、仮想車両全体の挙動を再現する。車両モデル演算部６３Ｃには、ステアリングシミュレータ６３１Ｃと、仮想パワートレイン要素の挙動を演算によってパワートレインシミュレータ６３２Ｃと、車体シミュレータ６３３Ｃと、が構成されている。
【０１１２】
ステアリングシミュレータ６３１Ｃでは、ステアリング角指令演算部６１によって算出されたステアリング角指令信号θＳＴが入力されると、仮想ステアリングシステム要素の入出力特性を模擬した演算を行うことによってステアリング角指令信号θＳＴに応じたスリップ角指令信号θＳＡ＿ｃｍｄを生成し、これを左右スリップ角コントローラ６５Ｌ，６５Ｒへ入力する。
【０１１３】
パワートレインシミュレータ６３２Ｃでは、スロットル開度指令演算部６２によって算出されたスロットル開度指令信号Ｔｈと、図示しない処理によって算出された仮想的な動力発生源であるエンジンの回転数ωｅｎｇと、前後左右のタイヤ状態信号と、を含む複数の入力信号が入力されると、図５に示すようなパワートレインモデルを用いて、上記仮想パワートレイン要素における仮想エンジンから左右の仮想出力軸までの挙動を模擬した演算を行うことによってこれら入力信号に応じた前後左右の車軸トルク信号ＴｓｈａｆｔＦＬ，ＴｓｈａｆｔＦＲ，ＴｓｈａｆｔＲＬ，ＴｓｈａｆｔＲＲを生成し、これらを車体シミュレータ６３３Ｃへ入力する。
【０１１４】
車体シミュレータ６３３Ｃでは、左右のタイヤ試験ユニット１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲから送信されるタイヤ状態信号と、パワートレインシミュレータ６３２Ｃによって算出された車軸トルク信号ＴｓｈａｆｔＦＬ，ＴｓｈａｆｔＦＲ，ＴｓｈａｆｔＲＬ，ＴｓｈａｆｔＲＲと、が入力されると、残余装置の入出力特性を模擬した演算を行うことによって、仮想車両における前後左右タイヤＴＦＬ，ＴＦＲ，ＴＲＬ，ＴＲＲに作用する垂直荷重と、タイヤＴＦＬ，ＴＦＲ，ＴＲＬ，ＴＲＲのキャンバー角と、タイヤＴＦＬ，ＴＦＲ，ＴＲＬ，ＴＲＲの回転速度と、仮想車体のヨー角と、仮想車体の速度と、を算出する。また車体シミュレータ６３３Ｃでは、算出した前後左右の垂直荷重、前後左右のキャンバー角、並びに前後左右の回転速度を指令信号として、前後左右のタイヤ試験ユニット１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲのコントローラ６６ＦＬ，６６ＦＲ，６６ＲＬ，６６ＲＲへ入力する。
【０１１５】
左スリップ角コントローラ６５Ｌは、車両モデル演算部６３Ｃによって算出されるスリップ角指令信号θＳＡ＿ｃｍｄと、左前タイヤ試験ユニット１ＦＬから送信されるスリップ角検出信号との偏差に基づくＰＩ制御によって、この偏差が無くなるように左前タイヤ試験ユニット１ＦＬのスリップ角アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。
【０１１６】
右スリップ角コントローラ６５Ｒは、車両モデル演算部６３Ｃによって算出されるスリップ角指令信号θＳＡ＿ｃｍｄと、右前タイヤ試験ユニット１ＦＲから送信されるスリップ角検出信号との偏差に基づくＰＩ制御によって、この偏差が無くなるように右前タイヤ試験ユニット１ＦＲのスリップ角アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。
【０１１７】
左前タイヤコントローラ６６ＦＬは、車両モデル演算部６３Ｃによって算出される左前タイヤの垂直荷重、キャンバー角、及び回転速度に対する指令信号と左前タイヤ試験ユニット１ＦＬから送信される左前タイヤ状態信号との偏差に基づくＰＩ制御によって、この偏差が無くなるように左前タイヤ試験ユニット１ＦＬの各種アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。
【０１１８】
右前タイヤコントローラ６６ＦＲは、車両モデル演算部６３Ｃによって算出される右前タイヤの垂直荷重、キャンバー角、及び回転速度に対する指令信号と右前タイヤ試験ユニット１ＦＲから送信される右前タイヤ状態信号との偏差に基づくＰＩ制御によって、この偏差が無くなるように右前タイヤ試験ユニット１ＦＲの各種アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。
【０１１９】
左後タイヤコントローラ６６ＲＬは、車両モデル演算部６３Ｃによって算出される左後タイヤの垂直荷重、キャンバー角、及び回転速度に対する指令信号と左後タイヤ試験ユニット１ＲＬから送信される左後タイヤ状態信号との偏差に基づくＰＩ制御によって、この偏差が無くなるように左後タイヤ試験ユニット１ＲＬの各種アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。
【０１２０】
右後タイヤコントローラ６６ＲＲは、車両モデル演算部６３Ｃによって算出される右後タイヤの垂直荷重、キャンバー角、及び回転速度に対する指令信号と右後タイヤ試験ユニット１ＲＲから送信される右後タイヤ状態信号との偏差に基づくＰＩ制御によって、この偏差が無くなるように右後タイヤ試験ユニット１ＲＲの各種アクチュエータへの入力信号を生成し、同アクチュエータへ入力する。
【０１２１】
本実施形態の試験装置ＳＣによれば、以下の効果を奏する。
（８）試験装置ＳＣでは、左前タイヤ試験ユニット１ＦＬ、右前タイヤ試験ユニット１ＦＲ、左後タイヤ試験ユニット１ＲＬ、及び右後タイヤ試験ユニット１ＲＲの各々のアクチュエータへの入力信号を、パワートレインシミュレータ６３２Ｃ及び車体シミュレータ６３３Ｃを備える総括制御装置６Ｃによって生成する。試験装置ＳＣでは、車体シミュレータ６３３Ｃにおいて仮想車両の挙動を模擬する際には、現実の前後左右タイヤＴＦＬ，ＴＦＲ，ＴＲＬ，ＴＲＲの状態に応じた前後左右タイヤ状態信号に加えて、パワートレインシミュレータ６３２Ｃにスロットル開度指令信号Ｔｈを入力することによって生成される前後左右の車軸トルク信号ＴｓｈａｆｔＦＬ，ＴｓｈａｆｔＦＲ，ＴｓｈａｆｔＲＬ，ＴｓｈａｆｔＲＲを入力として用いることにより、パワートレインの非線形的な入出力特性を加味し、車両の挙動を精度良く再現することができる。また試験装置ＳＣでは、前後左右のタイヤ試験ユニット１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲを用いることにより、ＡＷＤの車両における前後左右のタイヤＴＦＬ，ＴＦＲ，ＴＲＬ，ＴＲＲのバランスをより詳細に再現することができる。
【０１２２】
なお、上記実施形態では、４つの車軸トルク信号ＴｓｈａｆｔＦＬ，ＴｓｈａｆｔＦＲ，ＴｓｈａｆｔＲＬ，ＴｓｈａｆｔＲＲを、パワートレインシミュレータ６３２Ｃを用いて演算によって生成する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。第２実施形態と同様に、パワートレインシミュレータ６３２Ｃの代わりに、現実の４輪駆動の車両に搭載されるパワートレインを用いたパワートレイン試験ユニットによって、４つの車軸トルク信号ＴｓｈａｆｔＦＬ，ＴｓｈａｆｔＦＲ，ＴｓｈａｆｔＲＬ，ＴｓｈａｆｔＲＲを生成してもよい。
【符号の説明】
【０１２３】
Ｓ，ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ…試験装置
Ｔ，ＴＬ，ＴＲ，ＴＦＬ，ＴＦＲ，ＴＲＬ，ＴＲＲ…タイヤ
１，１Ｌ，１Ｒ，１ＦＬ，１ＦＲ，１ＲＬ，１ＲＲ…タイヤ試験ユニット
Ｗ…パワートレイン（実パワートレイン）
ＳＲ…右出力軸（実出力軸）
２５ａ…模擬路面
３２…キャンバー角調整アクチュエータ
３７…垂直荷重調整アクチュエータ
３８…タイヤ駆動アクチュエータ
３９…力センサ（状態検出手段）
４１…タイヤ回転速度センサ（実速度検出器）
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ…総括制御装置（制御装置）
６３２，６３２Ｂ，６３２Ｃ…パワートレインシミュレータ（パワートレイン要素）
７…パワートレイン試験ユニット（パワートレイン要素）
６３３，６３３Ｂ，６３３Ｃ…車体シミュレータ
【図１】
2018146421.tif 000003
【図２】
2018146421.tif 000004
【図３Ａ】
2018146421.tif 000005
【図３Ｂ】
2018146421.tif 000006
【図３Ｃ】
2018146421.tif 000007
【図４】
2018146421.tif 000008
【図５】
2018146421.tif 000009
【図６】
2018146421.tif 000010
【図７】
2018146421.tif 000011
【図８】
2018146421.tif 000012
【図９】
2018146421.tif 000013
【図１０】
2018146421.tif 000014