(57)【要約】【課題】  実試験時に必要な風速を確保しつつ、全試験中の平均風量を低下させることができる試験設備を提供すること。【解決手段】  試験路Ｒに沿って配設された送風機２により横風が供給される送風帯Ｂを走行する試験自動車Ｍの横風安定性を試験するための横風試験設備１であって、前記試験路Ｒに設置された、前記送風帯Ｂに向かって走行する試験自動車Ｍを検出するための入車側位置検出器６と、前期試験自動車Ｍが送風帯Ｂを通過したことを検出する出車側位置検出器７と、前記入車側位置検出器６の検出結果に基づいて前記送風機２を試験時の回転数に加速させ、前記出車側位置検出器７の検出結果に基づいて前記送風機２を減速させる制御装置８と、を備えている。【選択図】  図１
2007292672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験路に沿って配設された送風機によって横風が供給される送風帯を走行する試験自動車の横風安定性を試験するための横風試験設備であって、
前記試験路を送風帯に向かって走行する試験自動車を検出するための入車検出装置と、
前期試験自動車が送風帯を通過したことを検出する出車検出装置と、
前記入車検出装置の検出結果に基づいて前記送風機を試験時の回転数に加速させ、前記出車検出装置の検出結果に基づいて前記送風機を減速させる制御装置と、を備えてなる横風試験設備。
【請求項２】
前記制御装置が、出車検出装置の検出結果に基づいて前記送風機を減速させたときには、所定のアイドル時回転数に維持させるように構成されてなる請求項１記載の横風試験設備。
【請求項３】
前記出車検出装置が、
前記入車検出装置による試験自動車の検出地点から、該試験自動車の走行距離を計測する走行距離計測装置と、
該走行距離計測装置による計測値が所定値に至った信号を発する発信装置と、を備えてなる請求項１または２記載の横風試験設備。
【請求項４】
前記送風帯の近傍に、送風機による風と自然風との合成風の風速を計測するための風速計が設置されており、
前記制御装置が、前記風速計の計測値が目標風速と一致するように送風機の前記試験時回転数を制御するように構成されてなる請求項１〜３のうちいずれか一の項に記載の横風試験設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行中の試験自動車が横風を受けたときの自動車の空力特性や操縦安定性等を試験するための横風試験設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の走行試験として、試験自動車が所定速度で走行中に所定風速の横風を受けたときの当該自動車の空力特性や操縦安定性等を試験するための横風試験が行われている。この横風試験は、「自動車−横風安定性試験方法（自動車規格  ＪＡＳＯ  Ｚ１０８）」に規定されている。この規格によれば、たとえば、試験車速１００ｋｍ／ｈで走行する試験自動車が、「自然風が１ｍ／ｓ以下の状態で平均値が（２０±３）ｍ／ｓの横風」を受けたときの「２秒間後の地点の横ずれ」、「最大ヨー角速度」、「最大横加速度」、「ロール角」等を測定することが規定されている。
【０００３】
この横風試験を行う試験路は、自動車規格  ＪＡＳＯ  Ｚ１１７−１（試験路）により、「送風帯の前後にそれぞれ１００ｍ以上の直線路をもち、走路幅は送風帯突入前で５ｍ以上、突入後で７ｍ以上とする。」と規定されている。この直線の長い試験路を屋内に設置するのは難しく、通常は図３に示すように屋外に設けられている。
【０００４】
この試験路Ｒに設けられる横風試験設備５１は、試験路Ｒの横に並べて設置された複数台の送風機５２を備えている。試験路Ｒには、この複数台の送風機５２によって横風が供給されうる少なくとも１５ｍの長さの送風帯Ｂが形成される。この送風機５２の列から、試験路Ｒの走行基準線上を走行する試験自動車Ｍに対して所定の風向風速で横風が送られ、前述した諸項目が測定される。
【０００５】
ところで、前記「自動車−横風安定性試験方法（自動車規格  ＪＡＳＯ  Ｚ１０８）」には、試験条件の一つとして「自然風の風速は、その風向にかかわらず３ｍ／ｓ以下とする。」と規定されている。また、横風試験の試験回数としては、「試験回数は各車速ごとに５回以上とする。」と規定されている。しかしながら、横風試験設備５１は屋外に設けられるため、自然風の影響を強く受ける。しかも、自然風は時間とともに変化するため、自然風が規定された範囲の風速の時に５回の試験を行うには、多くの時間を要する場合がある。
【０００６】
さらに、試験条件を同一にするために、試験自動車Ｍは５回以上の各走行について同一方向に送風帯Ｂを走り抜ける必要がある。すなわち、試験自動車Ｍは１回走行するごとにスタート地点に戻る必要がある。一方、通常は横風試験設備５１はループ状を呈したサーキットの一部に設置されることが多く、試験自動車Ｍは送風帯Ｂを１回走行するごとにサーキットを１周するのが一般的である。直線状のテストコースであっても、それに併設された帰還路を通ってスタート地点に戻る。このように、試験自動車Ｍは１回走行するごとにスタート地点に戻るためにも相当の時間を要している。
【０００７】
ところで、従来の横風試験設備５１では、前記一連の試験が開始してからそれが終了するまで、送風機５２から一定の風速で送風を継続している。このように、試験自動車Ｍが各車速ごとに横風試験設備５１の前を５回以上横切る以外の相当の時間、試験時と同じ風速で送風機５２が運転されているため、非常に不経済である。
【０００８】
なお、この種の自動車試験の関連技術として車両用風速試験装置（たとえば、特許文献１参照）、風洞の風速制御装置（たとえば、特許文献２参照）および全方位風向風洞装置（たとえば、特許文献３参照）が知られている。しかし、これらの技術は、風洞内で自動車を静止させた状態で試験するものであるため、本発明に係る横風試験設備に適用しうるものではない。
【特許文献１】特開平７−８３７８９号公報
【特許文献２】特開平１０−１２３０１０号公報
【特許文献３】特開２００２−２９６１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前述した不経済な問題を解消するためになされたものであり、最小限試験時のみそれに必要な風速の横風を供給することができる横風試験設備を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の横風試験設備は、
試験路に沿って配設された送風機により横風が供給される送風帯を走行する試験自動車の横風安定性を試験するための横風試験設備であって、
前記試験路を送風帯に向かって走行する試験自動車を検出するための入車検出装置と、
前期試験自動車が送風帯を通過したことを検出する出車検出装置と、
前記入車検出装置の検出結果に基づいて前記送風機を試験時の回転数に加速させ、前記出車検出装置の検出結果に基づいて前記送風機を減速させる制御装置と、を備えている。
【００１１】
かかる構成により、試験自動車が送風帯を走行するとき以外には送風機の回転数を低下させることにより、送風機の平均動力の低減を図ることができる。
【００１２】
前記制御装置を、出車検出装置の検出結果に基づいて前記送風機を減速させたときに、試験時の回転数よりも低い所定のアイドル時回転数に維持させるように構成することができる。
【００１３】
前記出車検出装置に、前記入車検出装置による試験自動車の検出地点から、この試験自動車の走行距離を計測する走行距離計測装置と、この走行距離計測装置による計測値が、所定値に至った信号を発する発信装置とを含めることができる。前記所定値（所定の計測値）を、入車検出装置から送風帯を通過した地点までの距離とすれば、出車検出装置として機能する。
【００１４】
前記送風帯の近傍に、送風機による風と自然風との合成風の風速を計測するための風速計を設置し、前記制御装置を、前記風速計の計測値が目標風速と一致するように送風機の前記試験時回転数を制御するように構成することができる。この構成により、この制御装置により送風機の試験時回転数のフィードバック制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、自動車の横風試験において、必要項目の測定時である実試験時に必要な風速を確保しつつ、全試験中の平均風量を低下させることにより、横風源としての送風機の駆動力を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態にかかる横風試験設備（以下、単に試験設備という）を添付の図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施形態にかかる試験設備を模式的に示す平面図である。
【００１７】
図示するように、試験自動車Ｍが走行する試験路Ｒの所定位置に横風試験設備１が設けられている。この試験設備１が設けられた位置から前記したように試験路Ｒの幅員が広く形成されている。この試験設備１は、複数台（図では５台）の送風機２が試験路Ｒに沿って横方向に並設され、これらの送風機２から所定風速の横風が試験路Ｒに向けて吹き出すように構成されている。この実施形態では、送風機２の回転数制御によって風速を変更する風速可変機構が備えられている。
【００１８】
試験設備１の試験路側には、送風機２からの送風方向を変更するための偏流装置３が設けられている。この偏流装置３としては、試験路側にルーバー４を縦向きに設け、このルーバー４を垂直軸周りで回動させることによって水平方向の風向を変更できるようにしたものが採用されている。この送風機２による横風Ｗの風向風速は、試験者が所望する風向風速であり、予め設定される。
【００１９】
試験路Ｒの近傍には、前記ルーバー４を通って送風された横風Ｗの風向と風速とを計測する風向風速計５が設けられている。この風向風速計５は、試験路Ｒに近接して試験自動車Ｍの走行ラインに近い位置に設けるのが好ましい。なお、風向を計測する風向計と風速を計測する風速計とを分離して設置してもよい。
【００２０】
この実施形態では、試験路Ｒが構成されるテストコースにおける送風帯Ｂへの入車側および出車側にそれぞれ車両検出器６、７が設置されている。これらの車両検出器６、７は、試験自動車の位置を検出することにより、後述の制御装置８が送風機２の出力を効率的に制御しうるように設置されるものである。車両検出器６、７としては、たとえば、赤外線ビーム発信装置および受信器等を備えた光学式センサ、ビデオカメラ等を備えた画像センサのように、走行する試験自動車Ｍが試験路Ｒ上の所望の設定点に存在していることを検出できるものであればよい。この入車側車両検出器（入車側検出器という）６により、試験自動車Ｍが検出点を送風帯Ｂに向かって通過したことが検出され、出車側車両検出器（出車側検出器という）７により、試験自動車Ｍが送風帯Ｂを脱出して検出点を通過したことが検出される。
【００２１】
この試験設備１にはその運転を制御するための制御装置８が設けられている。本実施形態の制御装置８は試験設備１に近接して設けられているが、試験設備１から離れた操作室（図示略）等に設けてもよい。この制御装置８は、送風機２の風速の制御、偏流装置３の角度制御、送風機２の風速の制御等を行う。
【００２２】
送風機２の風速制御および偏流装置３の角度制御はともに風向風速計５の検出値に基づいて行われる。風速の制御は、送風機２の回転数制御（たとえば、インバータ制御）、送風機２の吸込側流路の絞り制御、送風機２の動翼の可変ピッチ制御等によってなされる。本実施形態ではインバータ制御によって回転数を制御するようにされている。風向風速の制御の一例として、予め、風向風速設定器（制御装置８に含まれるため、図示略）に横風試験を行う目標風速と目標風向とが設定される。その目標風速が送風機２の対応回転数に換算されるとともに、その目標風向が偏流装置３の対応角度に換算される。そして、それら換算値が、回転数指令として送風機２の駆動モータに出力され、角度指令として偏流装置３に出力される。
【００２３】
前記指令によって所定風速で所定風向に送風される横風Ｗは、自然風との合成風として前記風向風速計５により計測される。この風速は測定風速としてフィードバック制御され、風向は測定風向としてフィードバック制御される。このフィードバック制御される測定風速および測定風向は、前記目標風速および目標風向と比較され、それぞれが補正される。これらの補正は前記制御装置８によって行われる。もちろん、以上のような補正による精密な風速制御をすることには限定されることはない。
【００２４】
つぎに、図２も併せて参照しながら、テストコース上の試験自動車Ｍの位置に基づく送風機２の出力制御を説明する。図２の横軸は時間軸である。縦軸は、（Ａ）試験自動車の車速、（Ｂ）送風機２の回転数、および、（Ｃ）送風機２の風速を示している。図中の上段の折れ線Ａは、試験自動車の変化する車速である。図中の中段の折れ線Ｃは、前記回転数に対応して変化する風速である。図中の下段の折れ線Ｂが送風機の回転数であり、実質的に送風機の消費電力（動力）の変化をも示していることにもなる。
【００２５】
横風試験が開始されると、送風機２が始動してその回転数がいわゆるアイドル時回転数に維持される。アイドル時回転数とは、実際に試験自動車が送風帯Ｂを通過するときに規定風速を実現するための回転数（試験時回転数）の８０〜９５％程度の回転数であるが、これらの数値には限定されない。送風機の動力は回転数の３乗に比例するので、回転数が８０〜９５％に減速すると、必要動力は約５０〜８５％にまで低下することになる。試験時回転数とは、前述したごとく試験時風速２０±３ｍ／ｓを得るために自然風を加味したフィードバック制御によって送風機２に指令された回転数、または、所定の設定回転数である。このように、自動車が送風帯Ｂを通過する試験時以外はアイドル時回転数で送風するのは、消費エネルギを削減するためである。アイドル時回転数のときの送風機２の必要電気動力をアイドル時動力と呼び、そのときの風速をアイドル時風速と呼ぶ。試験時のときの送風機２の必要電気動力を試験時動力と呼び、そのときの風速を試験時風速と呼ぶ。
【００２６】
送風帯Ｂに向かう自動車を入車側検出器６が検出すると、制御装置８はこの検出信号に基づき、回転数指令として試験時回転数を送風機２に出力する。この回転数指令は、所定の設定回転数である場合のほか、前述したようにフィードバック制御による回転数指令であってもよい。この試験時回転数の指令を受けた送風機２は加速を開始して所定時間後に試験時回転数に至り、これを維持する。
【００２７】
試験自動車Ｍが入車側検出器６を通過したあと、送風帯Ｂに至る前に試験時車速（たとえば１００ｋｍ／ｈ）に達していなければならず、送風機２も試験自動車Ｍが送風帯Ｂに至る前に試験時回転数に達している必要がある。送風機２がアイドル時回転数から試験時回転数に至るまでには相応の時間（加速時間と呼ぶ）を要する。この加速時間は、送風機２の特性やアイドル時回転数と試験時回転数との比等によって異なる。一般的には５〜１５秒程度である。一方、試験自動車Ｍが停止状態から、または巡航速度走行から、試験時車速の１００ｋｍ／ｈに至るまでにわずかな時間（５〜１５秒程度）を必要とする。自動車Ｍおよび送風機２の加速時間を考慮して、入車側検出器６の設置位置が決定される。すなわち、入車側検出器６と送風帯Ｂとの離間距離が決定される。この離間距離としては、たとえば１５０〜４００ｍ程度である。送風機のアイドル時回転数を低く設定すればこの離間距離を大きく取らねばならない。
【００２８】
一方、出車側検出器７は、送風帯Ｂの出車側外方に設置する必要はあるが、送風帯Ｂに近接して設置してもよい。試験自動車Ｍの後端が送風帯Ｂを抜け出た時点で横風を供給する必要がなくなるので、その時点から送風機２をアイドル時回転数での運転としてもよいからである。また、試験路Ｒの出車側端部に設置してもよい。試験路Ｒの出車側端部とは、前述したように送風帯Ｂから出車側へ１００ｍ以上離間した位置である。出車側検出器７が、送風帯Ｂを抜け出た自動車を検出すると、制御装置８はこの検出信号に基づき、回転数指令としてアイドル時回転数を送風機２に出力する。送風機２は動力が制限されて減速する。
【００２９】
以上のごとく、アイドル状態にある送風機２は、入車側検出器６が試験車両を検出することによって試験時回転数まで加速し、出車側検出器７が試験車両を検出することによってアイドル時回転数まで減速する。試験自動車が入車側検出器６の設置点まで周回してくるまでアイドル時回転数を維持する。
【００３０】
一例として、１周６０００ｍのテストコースにおいて、入車側検出器６と出車側検出器７との離間距離Ｄを、送風帯Ｂ（１５〜２０ｍの長さ）を含む５００ｍとする。出車側検出器７の設置点を試験路Ｒの出車側端部とする。入車側検出器６設置点から３００ｍを自動車の加速領域ＡＣとし、この領域で自動車は巡航速度６０ｋｍ／ｈから試験速度１００ｋｍ／ｈまで加速する。送風帯Ｂを含む２００ｍを自動車が試験速度１００ｋｍ／ｈを維持して通過する試験領域Ｅとする。この試験領域Ｅの終端は試験路Ｒの終端と一致させている。その後、試験自動車はすぐに巡航速度６０ｋｍ／ｈまで減速し、この巡航速度を維持しながら周回路Ｔを周回して入車側検出器６の設置点に戻るとする。そして、送風機の
試験時回転数を１００％としたときのアイドル時回転数を９０％に設定すると、アイドル時動力は試験時動力の約７３％程度となる。
【００３１】
そうすると、試験自動車が５００ｍの前記離間距離Ｄを通過するに要する時間は約２１秒であり、この間は送風機２の加速を含めてその動力は１００％である。また、試験自動車が周回路Ｔを帰還してくるのに要する時間は約３３０秒であり、この間アイドル運転する送風機２の動力は７３％である。１試験周期は約３５１秒である。アイドル運転を含まない従来の運転と動力の比較をすると、
１００％ × ２１秒 ＋ ７３％ × ３３０秒 ／ ３５１秒 ＝ 約７５％  となり、約２５％の節約となる。
【００３２】
この数値は一例である。また、自動車が周回コースを帰還するのに長時間を要するのであれば、送風機２のアイドル時回転数をさらに低くして省エネルギ率を高めることができる。可能であれば送風機２の運転を一旦停止してもよい。
【００３３】
前述した例では、試験領域Ｅの終端と試験路Ｒの終端と一致させ、試験路Ｒ（試験領域Ｅ）の終端に出車側検出器７を設置している。しかし、かかる構成には限定されない。前述したように、送風帯Ｂの出車側であって送風帯Ｂに近接して設置してもよい。なぜなら、試験自動車Ｍは送風帯Ｂに突入後は少なくとも２秒間はアクセルとハンドルの位置を固定する旨が自動車規格（ＪＡＳＯ  Ｚ１０８）に規定されているので、試験自動車は送風帯Ｂを抜け出たあとわずかな時間は試験速度を維持する必要があるが、送風機２は試験自動車が送風帯Ｂを抜け出た後はアイドル時回転数まで減速してもよいからである。
【００３４】
以上説明した実施形態では、入車側検出器６および出車側検出器７の両方を設置しているが、かかる構成に限定されない。たとえば、入車側検出器６のみ設置し、出車側検出器７に代えて、試験自動車の走行距離を計測する走行距離計と、その計測結果を発信する通信装置とを試験自動車に搭載してもよい。そして、入車側検出器６による試験自動車の検出信号に基づいて、送風機２が加速するとともに当該自動車内の走行距離計が作動する。この走行距離計の計測値が入車側検出器６と送風帯Ｂの出車側外方の所定点との離間距離（前記距離Ｄに相当）に至ったときに、送風機２が減速する。
【００３５】
また、前述した実施形態は一例を示しており、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は前述した実施形態に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係る試験設備は、実試験時に必要な風速を確保しつつ全試験中の平均風量を低下させることができるので、試験時のいわゆる省エネ効果を図る上で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる横風試験設備を模式的に示す平面図である。
【図２】図１に示す試験設備における送風機の動力および風速の時間的変化の一例を示すグラフである。
【図３】従来の横風試験設備の一例を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…試験設備
２…送風機
３…偏流装置
４…ルーバー
５…風向風速計
６…入車側位置検出器
７…出車側位置検出器
８…制御装置
ＡＣ…試験自動車の加速領域
Ｂ…送風帯
Ｄ…検出器同士の離間距離
Ｅ…試験領域
Ｍ…試験自動車
Ｒ…試験路
Ｔ…周回路
【図１】
2007292672.tif 000003
【図２】
2007292672.tif 000004
【図３】
2007292672.tif 000005