(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車輪を乗せるローラを軸方向に移動自在に支持すると共に、ローラに作用する軸方向移動力を検出するロードセルを設けて成る台上試験機を用い、ローラ上で車輪を回転させたときにローラに作用する軸方向移動力から車輪の横力を測定する方法において、
ローラ上で車輪を所定の一定速度で回転させ、この状態でローラを軸方向に強制的に押動させ、押動停止時にロードセルで検出されたローラの軸方向移動力に基づいて車輪の横力を求めることを特徴とする車輪の横力測定方法。
【請求項２】
ローラを軸方向一方と他方とに押動させ、軸方向一方への押動停止時に検出したローラの軸方向移動力と、軸方向他方への押動停止時に検出したローラの軸方向移動力との平均値から車輪の横力を求めることを特徴とする請求項１に記載の車輪の横力測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の直進中に発生する車輪の横力を台上試験機を用いて測定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開２００１−５０８３４号公報により、車両の車輪を乗せるローラを軸方向に移動自在に支持して成る台上試験機を用い、ローラ上で車輪を回転させたときにローラに作用する軸方向移動力から車輪の横力を測定する方法が知られている。尚、このものでは、ローラと一体に軸方向に移動するドグに当接するロードセルによりローラの軸方向移動力を検出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ローラ上で車輪を回転させると、車輪の横力を受けてローラがローラ用のガイド部材に沿って軸方向に移動しようとするが、ロードセルによりローラの移動が規制され、ローラはロードセルの弾性圧縮量分しか移動しない。従って、ローラはガイド部材に対しほぼ静止した状態になり、ロードセルで検出される力はローラの軸方向移動力からローラとガイド部材との間の静摩擦力を減じた値になる。ここで、静摩擦力は時々の状況で変動し易く、同一の車両を繰り返し台上試験機上に乗り入れて測定を行うと、測定の度にロードセルの検出値がばらつく。そのため、横力の測定精度を充分に確保するには至っていない。
【０００４】
そこで本発明は、以上の点に鑑み、車輪の横力を台上試験機上で正確に測定できるようにした方法を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、車両の車輪を乗せるローラを軸方向に移動自在に支持すると共に、ローラに作用する軸方向移動力を検出するロードセルを設けて成る台上試験機を用い、ローラ上で車輪を回転させたときにローラに作用する軸方向移動力から車輪の横力を測定する方法において、ローラ上で車輪を所定の一定速度で回転させ、この状態でローラを軸方向に強制的に押動させ、押動停止時にロードセルで検出されたローラの軸方向移動力に基づいて車輪の横力を求めるようにしている。
【０００６】
ローラを軸方向に強制的に押動させると、ローラとローラ用のガイド部材との間に動摩擦力が働き、ローラの押動を停止させた状態においてローラには押動方向と逆方向に動摩擦力分の移動復元力が作用する。そのため、押動停止時にロードセルで検出される軸方向移動力は車輪の横力と移動復元力とのベクトル和になる。ここで、移動復元力は動摩擦力に等しくて安定しており、車輪の横力を正確に測定できる。
【０００７】
尚、動摩擦力を予め計測しておき、ロードセルの検出値と動摩擦力とから車輪の横力を求めることも考えられるが、ローラを軸方向一方と他方とに押動させ、軸方向一方への押動停止時に検出したローラの軸方向移動力と、軸方向他方への押動停止時に検出したローラの軸方向移動力との平均値から車輪の横力を求めるようにすれば、動摩擦力を予め計測する必要がなく、有利である。即ち、軸方向一方への押動停止時における移動復元力と軸方向他方への押動停止時における移動復元力とは方向が逆であるため、軸方向一方への押動停止時に検出したローラの軸方向移動力と軸方向他方への押動停止時に検出したローラの軸方向移動力とを加算すると、前者の軸方向移動力に含まれる移動復元力と後者の軸方向移動力に含まれる移動復元力とが相殺され、両軸方向移動力の平均値は車輪の横力に等しくなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、車両Ａの左右の前輪ＷＦを乗せる左右１対の前輪用ローラ１Ｆ，１Ｆと、車両Ａの左右の後輪ＷＲを乗せる左右１対の後輪用ローラ１Ｒ，１Ｒとを備える台上試験機を示している。前輪用と後輪用の各ローラ１Ｆ，１Ｒは、夫々、各ローラ支持枠２Ｆ，２Ｒに軸支した前後２個の分割ローラ１ａ，１ａで構成されている。各ローラ支持枠２Ｆ，２Ｒはガイド部材たる基台３上のガイドレール４に沿って各ローラ１Ｆ，１Ｒの軸方向たる左右方向に移動自在に支持されている。そして、各ローラ１Ｆ，１Ｒに作用する左右方向の力、即ち、軸方向移動力を各ローラ支持枠２Ｆ，２Ｒを介して検出するロードセル５を設けている。更に、各ローラ１Ｆ，１Ｒの回転速度を検出する速度計６と、従動輪たる後輪ＷＲ用のローラ１Ｒを駆動するモータ７と、ロードセル５や速度計６からの信号を入力する図外のコンピュータと、各車輪ＷＦ、ＷＲが各ローラ１Ｆ，１Ｒ上で左右方向に動かないように拘束する拘束手段８とが設けられている。
【０００９】
拘束手段８は、図２に示す如く、各車輪ＷＦ，ＷＲに横方向外方から当接する上下１対のサイドローラ８ａ，８ａと、両サイドローラ８ａ，８ａを各車輪ＷＦ，ＷＲに向けて横方向に進退させるシリンダ８ｂとで構成されており、シリンダ８ｂは基台３に立設した支柱８ｃに取り付けられている。
【００１０】
ロードセル５は、各ローラ支持枠２Ｆ，２Ｒの左右両端に当接するように左右１対に設けられている。そして、図２に示す如く、左右のロードセル５，５を基台３上に各ローラ支持枠２Ｆ，２Ｒを挟むようにして取り付けた左右１対のシリンダ９，９に連結し、両シリンダ９，９により各ローラ支持枠２Ｆ，２Ｒを左右に押動自在としている。
【００１１】
上記台上試験機は車両の直進性を評価するためのパラメータとなる車輪の横力を測定するものである。測定に際しては、車両Ａの各車輪ＷＦ，ＷＲを対応する各ローラ１Ｆ，１Ｒに乗せ、拘束手段８により車両Ａが横ずれしないように各車輪ＷＦ，ＷＲを拘束し、且つ、車両Ａのハンドルを直進位置にした状態で、駆動輪たる前輪ＷＦを車載エンジンにより回転させると共に、従動輪たる後輪ＷＲをモータ７によりローラ１Ｒを介して前輪ＷＦと等速度で回転させる。そして、前輪ＷＦと後輪ＷＲの回転速度が所定の一定速度になったか否かを速度計６の信号に基づいて判別し、一定速度になったところで各ローラ支持枠２Ｆ，２Ｒの左右一方、例えば左側のシリンダ９の押圧力を右側のシリンダ９の押圧力より大きくする。これによれば、各ローラ支持枠２Ｆ，２Ｒが強制的に右方に押動される。この押動はシリンダ９のストローク端で停止され、押動停止時に検出された各ローラ支持枠２Ｆ，２Ｒの左右のロードセル５，５の検出値の差から各ローラ１Ｆ，１Ｒに作用する軸方向移動力を求める。
【００１２】
ここで、ローラ支持枠２Ｆ，２Ｒを押動させると、ローラ支持枠２Ｆ，２Ｒとガイドレール４との間に動摩擦力が働く。そして、ローラ支持枠２Ｆ，２Ｒとの接触部においてガイドレール４が押動方向に微小ではあるが弾性変形する。これを図３を参照して詳述するに、ガイドレール４のローラ支持枠２Ｆ，２Ｒに対する接触部ａは、ガイドレール４の本体部ｂに対しガイドレール４のヤング率に相当するばね定数を持つばねｃ，ｃを介して弾性的に支持されていると考えられ、ローラ支持枠２Ｆ，２Ｒの押動でローラ支持枠２Ｆ，２Ｒとガイドレール４との間に動摩擦力が働くと、接触部ａが仮想線で示す中立位置から押動方向に弾性的に変位し、押動停止時に接触部ａが中立位置に復帰しようとして、ローラ支持枠２Ｆ，２Ｒに押動方向とは逆方向の移動復元力が作用する。従って、押動停止時に検出されるローラの軸方向移動力は、車輪の横力と移動復元力とのベクトル和になる。移動復元力の大きさは動摩擦力に等しくて安定しており、ローラの軸方向移動力から車輪の横力を精度良く求めることができる。
【００１３】
尚、動摩擦力が既知であれば、ローラの軸方向移動力から動摩擦力を減算して車輪の横力を求められるが、動摩擦力はローラ１Ｆ，１Ｒに作用する重量や、ローラ１Ｆ，１Ｒの回転によるローラ支持枠２Ｆ，２Ｒの振動によって変化するため、動摩擦力の計測には手間がかかる。そこで、本実施形態では、各ローラ支持枠２Ｆ，２Ｒを上記の如く強制的に右方に押動させて、押動停止時における各ローラ１Ｆ，１Ｒの軸方向移動力を検出した後、各ローラ支持枠２Ｆ，２Ｒを強制的に左方に押動させて、押動停止時における各ローラ１Ｆ，１Ｒの軸方向移動力を検出し、右方への押動停止時の軸方向移動力と左方への押動停止時の軸方向移動力との平均値を車輪の横力としている。即ち、右方への押動停止時の軸方向移動力に含まれる左方への移動復元力と左方への押動停止時の軸方向移動力に含まれる右方への移動復元力とが両軸方向移動力を加算することで相殺され、両軸方向移動力の加算値の１／２、即ち、両軸方向移動力の平均値は車輪の横力に等しくなる。
【００１４】
図４は、同一の車両を台上試験機に繰り返し乗り入れて行った車輪の横力の測定結果を示しており、図中▲印は上記実施形態の方法による測定結果、△印はローラ支持枠２Ｆ，２Ｒを押動せずに行った測定結果である。ローラ支持枠２Ｆ，２Ｒを押動せずに測定すると、横力の測定値は毎回ばらつくが、上記実施形態のようにローラ支持枠２Ｆ，２Ｒを押動させて測定すると、横力の測定値は殆どばらつかず、測定精度が向上する。
【００１５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ローラとそのガイド部材との間に働く摩擦力のばらつきの影響を排除して、車輪の横力の測定精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の実施に用いる台上試験機の一例を示す斜視図
【図２】台上試験機の要部の拡大正面図
【図３】ローラ押動停止時に働く移動復元力の発生原理を示す図
【図４】車輪の横力を繰り返し測定した結果を示すグラフ
【符号の説明】
Ａ…車両    ＷＦ、ＷＲ…車輪    １Ｆ、１Ｒ…ローラ    ５…ロードセル
９…ローラの押動用シリンダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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