車両の操縦安定性能試験方法及び操縦安定性能試験装置
【課題】種々の走行状態を再現する内、最も再現性が困難なスラローム状態の操縦安定性能の評価を可能とする車両の操縦安定性能試験方法及び操縦安定性能試験装置を提供する。
【解決手段】車両の周期的な連続進路転換時における操縦安定性能を試験する方法であって、複数の加振機を個別に制御する加振コントローラは、左右いずれか一方の前輪に対応する加振機の加振開始時点よりも、一方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振を半周期遅れ、かつ、加振波形が半周期進んだ時点から開始し、他方の前輪に対応する加振機の加振を一方の前輪に対応する加振機の加振開始時点と同時に、かつ、加振波形が半周期進んだ時点から開始し、他方の前輪の加振開始時点よりも、他方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振を半周期遅れ、かつ、加振波形が半周期遅れた時点から開始するようにした。
【解決手段】車両の周期的な連続進路転換時における操縦安定性能を試験する方法であって、複数の加振機を個別に制御する加振コントローラは、左右いずれか一方の前輪に対応する加振機の加振開始時点よりも、一方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振を半周期遅れ、かつ、加振波形が半周期進んだ時点から開始し、他方の前輪に対応する加振機の加振を一方の前輪に対応する加振機の加振開始時点と同時に、かつ、加振波形が半周期進んだ時点から開始し、他方の前輪の加振開始時点よりも、他方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振を半周期遅れ、かつ、加振波形が半周期遅れた時点から開始するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操縦安定性能試験に関し、特に、連続進路転換（スラローム）を想定した操縦安定性能試験における車輪及び車両の挙動を正確に再現し、車輪及び車両の性能を評価するための車両の操縦安定性能試験方法及び操縦安定性能試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輪の性能を評価するための車両の操縦安定性能試験は、第１の試験方法として、被検体の車輪を車両に装着して走行する実車走行試験、第２の試験方法として、車輪が装着された車両を操縦安定性能試験装置に搭載して試験する操縦安定性能試験、第３の方法として実際の車両を一切用いずにソフトウェア上で行う車両モデルシミュレーション試験により行われている。
第１の試験方法では、操縦安定性能試験を行う車両の車体に作用する前後，左右，上下方向の力を測定する複数の加速度センサと、ピッチング，ヨーイング，ローリングのモーメントを測定するジャイロセンサと、ハンドルの操舵量及び操舵速度を検出する舵角センサとが取り付けられ、車両の各車輪には、車輪に作用する前後，左右，上下，前後軸回り，左右軸回り，上下軸回りの力を測定する６分力計が取り付けられる。上記加速度センサ，ジャイロセンサ，舵角センサ，６分力計及び車両を制御するコンピュータはデータロガーに接続され、データロガーは、各センサの出力する測定結果と、車両のコンピュータから出力される車両の速度，各輪のスリップ状態等とを対応させて記録する。
そして、当該車両をテストドライバーが、課題とする走行状態を再現するように実際に車両を繰り返し走行させて車輪及び車両の種々のデータを測定し、データロガーに記録された各種測定データを解析することにより、操縦安定性能試験における車輪の走行性能や、車輪と車両とのマッチング等の評価をしている。
また、第２の試験方法では、操縦安定性能試験を行う車両の車体に作用する前後，左右，上下方向の力を測定する複数の加速度センサと、ピッチング，ヨーイング，ローリングのモーメントを測定するジャイロセンサと、ハンドルの操舵量及び操舵速度を検出する舵角センサとが取り付けられ、車両の各車輪には、車輪に作用する前後，左右，上下，前後軸回り，左右軸回り，上下軸回りの力を測定する６分力計が取り付けられる。そして、当該車両を加振し、輪荷重を測定する荷重計を備える加振機と、種々の走行状態をプログラムとして内蔵し、選択された走行状態のプログラムに従い加振機の加振を制御する加振コントローラと、上記加速度センサ，ジャイロセンサ，舵角センサ，６分力計及び荷重計に接続され、各センサ，６分力計，荷重計の出力する測定結果を記録するデータロガーとを備える操縦安定性能試験装置により操縦安定性能が試験される。
当該操縦安定性能試験装置による操縦安定性能試験は、加振機上に被検体の車両を設け、試験する走行状態を加振コントローラから選択し、試験開始を加振コントローラに入力することで、プログラムに従い加振機が試験する走行状態を再現するように車両の車輪を加振し、所定時間経過後、データロガーに記録された測定データを解析することにより、操縦安定性能試験における車輪の走行性能や、車輪と車両とのマッチング等の評価をしている。
また、第３の試験方法では、加振器等のハードウェアを用いず、ソフトウェア上において操縦安定性能試験を想定した種々の走行状態をシミュレーションにより再現し、車輪及び車両の操縦安定性能を評価している。
【０００３】
しかしながら、車両の操縦安定性能試験のうち連続進路転換（スラローム走行状態）の走行状態を正確に再現することは、上記３つの何れの方法においても困難であり、正確に操縦安定性能を評価することができなかった。
具体的には、第１の試験方法では、路面から車輪に入力される力を測定する場合に、実際に車両が走行する路面の凹凸，傾斜，天候等の外乱により、力の各方向成分の測定精度が悪かったり、走行する位置の微妙な変化により、試験の繰り返しにおいて再現性のある測定結果が得られず、操縦安定性能の評価の精度に懸念があった。
また、第２の試験方法では、加振機から各車輪に入力する加振の開始時点がはっきりわからなかったため、第２の試験方法と第１の試験方法により測定された結果との間の整合性にムラがあり、操縦安定性能の評価の精度に懸念があった。
また、第３の試験方法では、第２の試験方法と同様に、シミュレーション上の車輪に入力する加振の開始時点が不明であったため、第３の試験方法と第１の試験方法により測定された結果との間の整合性にムラがあり、操縦安定性能の評価の精度に懸念があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３２１２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、種々の走行状態を再現する内、最も再現性が困難なスラローム状態の操縦安定性能の評価を可能とする車両の操縦安定性能試験方法及び操縦安定性能試験装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の形態として、車両を加振する複数の加振機に車両のタイヤをそれぞれ載置し、複数の加振機を制御する加振コントローラにより、所定の加振波形に従って加振機を加振し、車両の周期的な連続進路転換時における操縦安定性能を試験する方法であって、加振コントローラは、左右いずれか一方の前輪に対応する加振機の加振開始時点よりも、一方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振を半周期遅れ、かつ、加振波形が半周期進んだ時点から開始し、他方の前輪に対応する加振機の加振を一方の前輪に対応する加振機の加振開始時点と同時に、かつ、加振波形が半周期進んだ時点から開始し、他方の前輪の加振開始時点よりも、他方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振を半周期遅れ、かつ、加振波形が半周期遅れた時点から開始するようにした。
本発明によれば、車両の車輪を複数の加振機で加振することにより、連続進路転換状態の車両を再現でき、かつ、連続進路転換状態における車輪に作用する上下方向の力を加振機の備える荷重計により測定できるので、連続進路転換状態の車輪及び車両の操縦安定性能を解析することが可能となり、新規に試作されたタイヤの操縦安定性能を解析するときに、実車走行試験をせずに、タイヤの操縦安定性能の評価を精度良く評価することができる。
【０００７】
本発明の第２の形態として、加振波形は、ＳＩＮ波形により与えられるようにした。
本発明によれば、加振波形を複雑な波形で構成することなく簡単なＳＩＮ波形により連続進路転換状態を再現でき、加振波形の振幅と周期を変化させるだけで、操舵角度の異なる連続進路転換や操舵周期の異なる連続進路転換を容易に実施し、車輪及び車両の操縦安定性能を解析することができる。
【０００８】
本発明の第３の構成として、車両のタイヤが載置される複数の加振機を所定の加振波形に従って加振し、車両の周期的な連続進路転換時における操縦安定性能の試験を行う車両の操縦安定性能試験装置であって、操縦安定性能試験装置は、複数の加振機の加振周期及び加振振幅を個別に制御する複数の加振コントローラを備え、加振コントローラが、左右いずれか一方の前輪に対応する加振機の加振開始時点を設定する加振波形のデータマップと、一方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振時点を半周期遅れ、かつ、加振波形が半周期進んだ時点に設定する加振波形のデータマップと、他方の前輪に対応する加振機の加振時点を一方の前輪に対応する加振機の加振時点と同時、かつ、加振波形が半周期進んだ時点に設定する加振波形のデータマップと、他方の前輪の加振開始時点よりも他方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振時点を半周期遅れ、かつ、加振波形が半周期遅れた時点に設定する加振波形のデータマップとを備えるように構成した。
本発明によれば、操縦安定性能試験装置の加振コントローラが、連続進路転換状態の車両を再現するために加振機を加振するデータマップを備えるので、容易に連続進路転換状態の車輪及び車両の操縦安定性能試験が実施でき、かつ、車輪に作用する上下方向の力を測定することができるので、連続進路転換状態の車輪及び車両の操縦安定性能を精度良く解析することができ、例えば、新規に試作されたタイヤの操縦安定性能を解析するときに、実車走行試験を行うことなく操縦安定性能の評価を精度良く評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る操縦安定性能試験装置の概念図。
【図２】本発明に係る右前輪及び右後輪を加振するためのデータマップ。
【図３】本発明に係る左前輪及び左後輪を加振するためのデータマップ。
【図４】本発明に係るデータマップによる加振の位相差又は位相角を示す図。
【図５】本発明に係る加振により測定された接地反力の応答波形図。
【００１０】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組合せすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施形態１
図１は、本発明に係る操縦安定性能試験装置１を示す。以下、操縦安定性能試験装置１について図１を用いて説明する。
操縦安定試験装置１は、車両２の複数の車輪３ａ〜３ｄを加振する複数の加振機４と、加振機４に個別に設けられ、車輪３の輪荷重を測定する荷重計５と、複数の加振機４を個別に制御し、種々の走行状態を再現するための波形を加振機４に出力する加振コントローラ６と、荷重計５から出力される輪荷重を個別に記録するデータロガー７とにより構成される。
加振機４は、加振ユニット１１と、荷重計５と、車輪３が載置される車輪載せ台１７とを備える。
本実施形態において、加振ユニット１１は、サーボバルブ１３の作動によりピストン１５ａの伸縮速度及び伸縮量を制御する油圧シリンダ１５からなる。
加振ユニット１１としての油圧シリンダ１５は、シリンダ部１５ｂが試験室内の床面に垂直に立設される。具体的には、シリンダ部１５ｂは、底部にシリンダ部１５ｂの直径よりも大径かつ、環状に複数形成される図外の取付孔を備え、当該取付孔と対応するように床面に突設されるアンカーボルトに取付孔を挿通させ、取付孔より突出するボルト部分にナットを螺合して固定される。
油圧シリンダ１５のピストン１５ａの先端には、荷重計５が固定される。荷重計５は、後述のデータロガーにそれぞれ接続され、車両の輪荷重値を測定し、データロガーに出力する。荷重計５の上面側には、取付部材１６が固定され、取付部材１６を介して車輪載せ台１７が固定される。
車輪載せ台１７は、上面と下面が平行に形成された矩形状の平板材により構成され、上面側には、タイヤが載置されるタイヤ載せ面が形成される。タイヤ載せ面は、車輪３を載せたときに車輪３が前後方向及び左右方向に移動しないように規制する図外の輪止機構を備える。
上記構成の加振機４は、車両２のホイールベースやトレッド幅に対応する間隔で床面に設置される。
【００１２】
次に、加振機４の加振動作を制御する加振コントローラ６について説明する。
加振コントローラ６は、加振機４の各サーボバルブ１３と個別に接続され、サーボバルブ１３に加振信号を出力することにより、油圧シリンダ１５のピストン１５ａの変位量及び変位速度を制御する。即ち、サーボバルブ１３の開閉速度及び流量を制御することにより、車輪載せ台１７の上下方向の変位量及び変位速度が制御される。
加振コントローラ６は、入力部６Ａと記憶部６Ｂと制御部６Ｃとを備える。
入力部６Ａには、操縦安定性能試験を実施する試験条件を入力するキーボードやマウス等の入力装置と、各荷重計５とが接続される。
記憶部６Ｂには、操縦安定性能試験を実施する種々の走行状態を再現するための、加振波形が記憶される。具体的には、加振コントローラ６の記憶部６Ｂは、図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）に示すような加振波形を備えたデータマップＦＲ，ＲＲ，ＦＬ，ＲＬを記憶する。
制御部６Ｃは、記憶部６Ｂから読み出された加振波形に基づいて各加振機４のサーボバルブ１３に対して加振信号を出力し、サーボバルブ１３の開閉速度及び流量を制御することにより、油圧シリンダ１５のピストン１５ａの変位量及び変位速度を制御する。また、制御部６Ｃは、試験条件のうち車両２の走行速度に対応して各加振機４が加振を開始する加振開始位置に位相差αを設定し、これに従い各加振機４を制御する。
【００１３】
以下、操縦安定性能試験のうち、本発明に係る連続進路転換試験を行う場合の加振波形について図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
図２（ａ）は、右前輪３ａを加振する加振波形のデータマップＦＲを示す。データマップＦＲの加振波形は、基本波形として１つのサイン波（Ｓｉｎ波）で構成される。当該サイン波の振幅は加振機４の車輪載せ台１７の変位量であり車両における操舵角度を示し、周期は加振機４の車輪載せ台１７の変位速度であり車両における操舵周期を示している。
次に、図２（ｂ）は、右後輪３ｂを加振する加振波形のデータマップＲＲを示す。データマップＲＲは、右前輪３ａを加振する加振波形よりも、半周期遅れ、かつ、右前輪を加振する加振波形が半周期進んだ位置から加振を開始するサイン波形で構成される。
次に、図３（ａ）は、左前輪３ｃを加振する加振波形のデータマップＦＬを示す。データマップＦＬは、右前輪３ａを加振する加振波形よりも、半周期遅れた位置から加振を開始するサイン波形で構成され、ちょうど右前輪３ａを加振するデータマップＦＲを操舵周期軸で反転した波形である。
次に、図３（ｂ）は、左後輪３ｄを加振する加振波形のデータマップＲＬを示す。データマップＲＬは、左前輪３ｃを加振する加振波形よりも、半周期遅れ、かつ、左前輪３ｃを加振する加振波形が半周期進んだ位置から加振を開始するサイン波形で構成される。ちょうど右後輪３ｂを加振するデータマップＲＲを操舵周期軸で反転した波形である。
つまり、前輪の左右３ａ，３ｃ、後輪の左右３ｂ，３ｄの車輪を加振するデータマップＦＲ，ＲＲ、データマップＦＬ，ＲＬの加振波形は、データマップＦＲに対してデータマップＦＬが操舵周期軸に対して対称であり、データマップＲＲとデータマップＲＬとが対称であるように設定される。
上記のように加振機４に出力する加振信号をデータマップＦＲ，ＲＲ，ＦＬ，ＲＬとして記憶部６Ｂに記憶することにより、定常スラローム走行状態を繰り返し同一条件で再現することができる。
また、振幅及び周期を適当に選択することにより種々の定常スラローム走行状態の操縦安定性能試験を実施することができる。
そして、制御部６Ｃが、上記データマップＦＲ，ＲＲ，ＦＬ，ＲＬとに基づき加振を制御する。具体的には、図４（ａ）に示すように、制御部６Ｃは、データマップＦＲの読み込みよりも位相差αをもってデータマップＲＲを先に読み込み、データマップＦＬの読み込みよりも位相差αをもってデータマップＲＬを読み込み、当該データマップＦＲ，ＲＲ，ＦＬ，ＲＬの読み込むタイミング及びデータマップＦＲ，ＲＲ，ＦＬ，ＲＬに従って各サーボバルブ１３を制御して、車輪載せ台１７の変位を制御する。位相差αは、連続進路転換試験を行う場合の車両２の速度に応じて設定され、例えば、位相差αは、１００分の２〜３秒に設定され、車両２の速度設定が早くなるに従い位相差αが大きくなる。
このようにデータマップＦＲ，ＲＲ，ＦＬ，ＲＬの読み込みに位相差αを設定することにより、連続進路転換試験において、実際に連続進路転換する車両２の慣性力の影響を再現することができる。
なお、制御部６Ｃは、データマップＦＲの読み込みよりも位相差αをもってデータマップＲＲを先に読み込み、データマップＦＬの読み込みよりも位相差αをもってデータマップＲＬを読み込むとしたが、図４（ｂ）に示すように、位相差αに相当する位相角βを記憶部６Ｂの記憶するデータマップＲＲ，ＲＬに設定し、データマップＦＲ，ＲＲ，ＦＬ，ＲＬとを同時に読み込むようにしても良い。
即ち、実車におけるスラローム走行状態の車両２の挙動は、まず操舵開始時点において、車両２の前輪３ａ，３ｃ（操舵輪）は操舵方向に進行を開始するが、車両２の車体２Ａは操舵直前の車両２の進行方向に移動しようとする慣性力が作用するため、操舵方向とは逆向きに車体２Ａが傾斜する。さらに、車体２Ａの傾斜は、前輪３ａ，３ｃ側から後輪３ｂ，３ｄ側に位相差αの影響によりワンテンポ遅れて作用することになる。例えば、操舵が右に行われたときには、左前輪３ｃ側の車体２Ａが沈み込み、右前輪３ａ側の車体２Ａが浮き上がる挙動を示し、次に、位相差αの影響によりワンテンポ遅れて左後輪３ｄ側の車体が沈み込み、右後輪３ｂ側の車体２Ａが浮き上がる挙動を示すことから、実車におけるスラローム走行状態の車体２Ａの挙動のように、車体２Ａが前後，左右に傾斜するように複数の加振機４を個別に制御して車輪３ａ〜３ｄを上下させることにより、スラローム走行状態を再現できる。よって、加振機４ａが上下する振幅は、車体２Ａの傾斜角に対応する操舵角度であり、加振機４が上下する周期は、操舵の切り替え早さに対応する操舵周期である。
【００１４】
以下、定常スラローム走行状態の車輪３ａ〜３ｄ及び車両２の操縦安定性能試験について説明する。
まず、操縦安定性能試験装置１に車両２を搭載する前に、各車輪３ａ〜３ｄの内圧がカーメーカー指定値に設定されているかを確認し、設定値でない場合には指定値となるように調整する。
次に、車両２を操縦安定性能試験装置１に搬送し、車輪載せ台１７上に各車輪３ａ〜３ｄを載置する。
次に、定常スラローム走行試験の操舵角度及び操舵周期等の試験条件を入力装置から入力する。
次に、入力された操舵角度及び操舵周期となるようにＳＩＮ波形を構成し、図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）に示すような加振波形のデータマップＦＲ，ＲＲ，ＦＬ，ＲＬに基づく加振信号をデータマップＦＲ，ＦＬの加振信号に対してデータマップＲＲ，ＲＬの加振信号が進んだ状態となる位相差αをもって各加振機４に出力し、車輪載せ台１７を加振して各車輪３ａ〜３ｄを個別に加振することにより、定常スラローム走行試験が開始される。
図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）の加振信号に基づき、加振機４ａは、右前輪３ａを上向きに押し上げ、加振機４ｂは、左前輪３ｃを下向きに下げる。これは、操舵輪としての左右前輪３ａ，３ｃを右向きに操舵した状態を再現している。このとき、後輪３ｂ，ｄのいずれにも加振は行われない。
次に、左右前輪３ａ，３ｃの加振が開始されて半周期後に到達する位相差α分先に、左右の後輪３ｂ，３ｄの加振が開始される。右後輪３ｂは、右前輪３ａの加振方向と同一となるように加振が開始され、左後輪３ｄは、左前輪３ｃの加振方向と同一となるように加振が開始される。つまり、前輪３ａ，３ｃの加振の開始よりも後輪３ｂ，３ｄの加振の開始を半周期から位相差α分だけ進めることにより、実際の車両２における操舵に対する車体２Ａの応答遅れ、つまり車体２Ａの上下動作を再現することができる。
そして、各車輪３ａ〜３ｄの加振が開始されたときの一定の周期及び一定の振幅で繰り返し各車輪３ａ〜３ｄを加振することで定常スラローム走行状態が再現される。
車輪３ａ〜３ｄの加振が開始されると、加振に応じて変化する各車輪３ａ〜３ｄの輪荷重の変化を各荷重計５が測定して、データロガー７に逐次出力する。これにより、各車輪３ａ〜３ｄに作用する上下方向の力を精度良く測定することができる。
次に、所定時間加振した後に加振を停止することで、定常スラローム走行試験が終了する。
【００１５】
以上説明したように、１つのサイン波を基本波形として加振波形を構成し、当該加振波形により前輪３ａ，３ｃのうちいずれか１輪を加振し、他の車輪を基本波形にそれぞれ異なった位相差を与えて加振することにより、定常スラローム走行状態の操縦安定性能試験を実施することが可能となる。
【００１６】
図５（ａ），（ｂ）は、操縦安定性能試験装置１により操縦安定性能試験を行い、荷重計５により測定された各車輪３の接地反力の変化を示す応答波形図である。具体的には、図５（ａ）は、左前輪３ｃと左後輪３ｄの接地反力の変化を示し、図５（ｂ）は、右前輪３ａと右後輪３ｂの接地反力の変化を示す。なお、図５（ａ），（ｂ）において、横軸は無次元化された操舵周期を示し、縦軸は無次元化された接地反力を示す。
図５（ａ）に示すように、操舵周期が約１．５以降から左前輪３ｃ及び左後輪３ｄの接地反力の変化が周期的となり、左前輪３ｃの接地反力のピークと左後輪３ｄの接地反力のピークとの間に加振の位相差αによる応答遅れが、車体２Ａの上下動に伴う輪荷重置の変化として再現されている。
また、図５（ｂ）に示すように、操舵周期が約１．５以降から右前輪３ａ及び右後輪３ｂの接地反力の変化が周期的となり、右前輪３ａの接地反力のピークと右後輪３ｂの接地反力のピークとの間に加振の位相差αによる応答遅れが、車体２Ａの上下動に伴う輪荷重置の変化として再現されている。
この前輪３ａ，３ｃに対する後輪３ｂ，３ｄの接地反力の変化の応答遅れは、実車走行試験の結果と一致するものである。なお、操縦安定性能試験装置１のスラローム状態の試験の検証は、実車走行試験で測定されたテストドライバーによる操舵量及び操舵周期を操縦安定性能試験装置１に加振波形として入力し、実車走行試験で測定された輪荷重値及び輪荷重値の変化を操縦安定性能試験装置１で測定された輪荷重値及び輪荷重値の変化と比較して行った。
よって、本発明のように車両２の車輪３を加振機４により加振することで、実車走行性能試験と同等な、スラローム状態の操縦安定性能試験を正確に再現することが実証された。
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、前輪のうち左右いずれか一方の前輪３ａ，３ｃに対応する加振機４の加振を開始するタイミングよりも一方の後輪３ｂ，３ｄに対応する加振機４を半周期遅れ、かつ、加振波形が半周期進んだ位置よりも位相差α分早くから加振を開始し、他方の前輪に対応する加振機４を一方の前輪の加振を開始するタイミングと同時に加振波形が半周期進んだ位置から加振を開始し、他方の前輪の加振を開始するタイミングよりも他方の後輪に対応する加振機４を半周期遅れ、かつ、加振波形が半周期遅れた位置よりも位相差α分早くから加振を開始するようにして車両とともに車輪を加振することにより、操縦安定性能試験のうち再現性を得ることが困難であった連続進路転換の操縦安定性能試験を精度良くできるようになった。これにより、連続進路転換の操縦安定性能試験において、タイヤの性能及び車両２に対するタイヤのマッチングに信頼性のある評価を行うことができるようになった。
【００１８】
また、操縦安定性能試験装置１に、６分力計を加え、車輪のホイールに装着することにより、連続進路転換の軸力を測定できるようになる。即ち、加振によりタイヤに作用する前後，左右，上下方向の力及び、前後軸，左右軸，上下軸回りのモーメントを測定することができる。よって、６分力計により測定された上下方向の力と、加振機４の荷重計により測定された荷重値としての接地反力を比較することで、車輪３の上下力伝達特性を解析することができる。
さらに、操縦安定性能試験装置１に車両２のサスペンションに当該サスペンションの変位量や変位速度を測定するストロークセンサやストローク速度センサを加え、車両２に装着することにより、加振状態のサスペンションの上下力伝達特性を解析することができ、車輪及び車両２に対するタイヤのマッチングの操縦安定性能試験をより精度良く行なうことができる。
【００１９】
なお、上記実施形態において、右前輪を基本波形のサイン波形により加振するとして説明したが、左前輪を基本波形のサイン波形により加振しても良い。
また、加振波形を１つの加振波形として説明したが、連続進路転換以外の操縦安定性能試験を実施する場合には、適宜加振波形を選択すれば良い。
【００２０】
以上、連続進路転換の操縦安定性能試験として説明したが、これに限らず、例えば、微小舵角操作時の車輪及び車両の挙動を調べる操縦安定性能試験であっても良い。
【００２１】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１ 操縦安定性能試験装置、２ 車両、３ａ〜３ｄ 車輪、４；４ａ〜４ｄ 加振機、
５ 荷重計、６ 加振コントローラ、７ データロガー、１１ 加振ユニット、
１３ サーボバルブ、１５ 油圧シリンダ、１５ａ ピストン、１５ｂ シリンダ、
１６ 取付部材、１７ 車輪載せ台、６Ａ 入力部、６Ｂ 記憶部、６Ｃ 制御部、
ＦＲ；ＲＲ；ＦＬ；ＲＬ データマップ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操縦安定性能試験に関し、特に、連続進路転換（スラローム）を想定した操縦安定性能試験における車輪及び車両の挙動を正確に再現し、車輪及び車両の性能を評価するための車両の操縦安定性能試験方法及び操縦安定性能試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輪の性能を評価するための車両の操縦安定性能試験は、第１の試験方法として、被検体の車輪を車両に装着して走行する実車走行試験、第２の試験方法として、車輪が装着された車両を操縦安定性能試験装置に搭載して試験する操縦安定性能試験、第３の方法として実際の車両を一切用いずにソフトウェア上で行う車両モデルシミュレーション試験により行われている。
第１の試験方法では、操縦安定性能試験を行う車両の車体に作用する前後，左右，上下方向の力を測定する複数の加速度センサと、ピッチング，ヨーイング，ローリングのモーメントを測定するジャイロセンサと、ハンドルの操舵量及び操舵速度を検出する舵角センサとが取り付けられ、車両の各車輪には、車輪に作用する前後，左右，上下，前後軸回り，左右軸回り，上下軸回りの力を測定する６分力計が取り付けられる。上記加速度センサ，ジャイロセンサ，舵角センサ，６分力計及び車両を制御するコンピュータはデータロガーに接続され、データロガーは、各センサの出力する測定結果と、車両のコンピュータから出力される車両の速度，各輪のスリップ状態等とを対応させて記録する。
そして、当該車両をテストドライバーが、課題とする走行状態を再現するように実際に車両を繰り返し走行させて車輪及び車両の種々のデータを測定し、データロガーに記録された各種測定データを解析することにより、操縦安定性能試験における車輪の走行性能や、車輪と車両とのマッチング等の評価をしている。
また、第２の試験方法では、操縦安定性能試験を行う車両の車体に作用する前後，左右，上下方向の力を測定する複数の加速度センサと、ピッチング，ヨーイング，ローリングのモーメントを測定するジャイロセンサと、ハンドルの操舵量及び操舵速度を検出する舵角センサとが取り付けられ、車両の各車輪には、車輪に作用する前後，左右，上下，前後軸回り，左右軸回り，上下軸回りの力を測定する６分力計が取り付けられる。そして、当該車両を加振し、輪荷重を測定する荷重計を備える加振機と、種々の走行状態をプログラムとして内蔵し、選択された走行状態のプログラムに従い加振機の加振を制御する加振コントローラと、上記加速度センサ，ジャイロセンサ，舵角センサ，６分力計及び荷重計に接続され、各センサ，６分力計，荷重計の出力する測定結果を記録するデータロガーとを備える操縦安定性能試験装置により操縦安定性能が試験される。
当該操縦安定性能試験装置による操縦安定性能試験は、加振機上に被検体の車両を設け、試験する走行状態を加振コントローラから選択し、試験開始を加振コントローラに入力することで、プログラムに従い加振機が試験する走行状態を再現するように車両の車輪を加振し、所定時間経過後、データロガーに記録された測定データを解析することにより、操縦安定性能試験における車輪の走行性能や、車輪と車両とのマッチング等の評価をしている。
また、第３の試験方法では、加振器等のハードウェアを用いず、ソフトウェア上において操縦安定性能試験を想定した種々の走行状態をシミュレーションにより再現し、車輪及び車両の操縦安定性能を評価している。
【０００３】
しかしながら、車両の操縦安定性能試験のうち連続進路転換（スラローム走行状態）の走行状態を正確に再現することは、上記３つの何れの方法においても困難であり、正確に操縦安定性能を評価することができなかった。
具体的には、第１の試験方法では、路面から車輪に入力される力を測定する場合に、実際に車両が走行する路面の凹凸，傾斜，天候等の外乱により、力の各方向成分の測定精度が悪かったり、走行する位置の微妙な変化により、試験の繰り返しにおいて再現性のある測定結果が得られず、操縦安定性能の評価の精度に懸念があった。
また、第２の試験方法では、加振機から各車輪に入力する加振の開始時点がはっきりわからなかったため、第２の試験方法と第１の試験方法により測定された結果との間の整合性にムラがあり、操縦安定性能の評価の精度に懸念があった。
また、第３の試験方法では、第２の試験方法と同様に、シミュレーション上の車輪に入力する加振の開始時点が不明であったため、第３の試験方法と第１の試験方法により測定された結果との間の整合性にムラがあり、操縦安定性能の評価の精度に懸念があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３２１２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、種々の走行状態を再現する内、最も再現性が困難なスラローム状態の操縦安定性能の評価を可能とする車両の操縦安定性能試験方法及び操縦安定性能試験装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の形態として、車両を加振する複数の加振機に車両のタイヤをそれぞれ載置し、複数の加振機を制御する加振コントローラにより、所定の加振波形に従って加振機を加振し、車両の周期的な連続進路転換時における操縦安定性能を試験する方法であって、加振コントローラは、左右いずれか一方の前輪に対応する加振機の加振開始時点よりも、一方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振を半周期遅れ、かつ、加振波形が半周期進んだ時点から開始し、他方の前輪に対応する加振機の加振を一方の前輪に対応する加振機の加振開始時点と同時に、かつ、加振波形が半周期進んだ時点から開始し、他方の前輪の加振開始時点よりも、他方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振を半周期遅れ、かつ、加振波形が半周期遅れた時点から開始するようにした。
本発明によれば、車両の車輪を複数の加振機で加振することにより、連続進路転換状態の車両を再現でき、かつ、連続進路転換状態における車輪に作用する上下方向の力を加振機の備える荷重計により測定できるので、連続進路転換状態の車輪及び車両の操縦安定性能を解析することが可能となり、新規に試作されたタイヤの操縦安定性能を解析するときに、実車走行試験をせずに、タイヤの操縦安定性能の評価を精度良く評価することができる。
【０００７】
本発明の第２の形態として、加振波形は、ＳＩＮ波形により与えられるようにした。
本発明によれば、加振波形を複雑な波形で構成することなく簡単なＳＩＮ波形により連続進路転換状態を再現でき、加振波形の振幅と周期を変化させるだけで、操舵角度の異なる連続進路転換や操舵周期の異なる連続進路転換を容易に実施し、車輪及び車両の操縦安定性能を解析することができる。
【０００８】
本発明の第３の構成として、車両のタイヤが載置される複数の加振機を所定の加振波形に従って加振し、車両の周期的な連続進路転換時における操縦安定性能の試験を行う車両の操縦安定性能試験装置であって、操縦安定性能試験装置は、複数の加振機の加振周期及び加振振幅を個別に制御する複数の加振コントローラを備え、加振コントローラが、左右いずれか一方の前輪に対応する加振機の加振開始時点を設定する加振波形のデータマップと、一方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振時点を半周期遅れ、かつ、加振波形が半周期進んだ時点に設定する加振波形のデータマップと、他方の前輪に対応する加振機の加振時点を一方の前輪に対応する加振機の加振時点と同時、かつ、加振波形が半周期進んだ時点に設定する加振波形のデータマップと、他方の前輪の加振開始時点よりも他方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振時点を半周期遅れ、かつ、加振波形が半周期遅れた時点に設定する加振波形のデータマップとを備えるように構成した。
本発明によれば、操縦安定性能試験装置の加振コントローラが、連続進路転換状態の車両を再現するために加振機を加振するデータマップを備えるので、容易に連続進路転換状態の車輪及び車両の操縦安定性能試験が実施でき、かつ、車輪に作用する上下方向の力を測定することができるので、連続進路転換状態の車輪及び車両の操縦安定性能を精度良く解析することができ、例えば、新規に試作されたタイヤの操縦安定性能を解析するときに、実車走行試験を行うことなく操縦安定性能の評価を精度良く評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る操縦安定性能試験装置の概念図。
【図２】本発明に係る右前輪及び右後輪を加振するためのデータマップ。
【図３】本発明に係る左前輪及び左後輪を加振するためのデータマップ。
【図４】本発明に係るデータマップによる加振の位相差又は位相角を示す図。
【図５】本発明に係る加振により測定された接地反力の応答波形図。
【００１０】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組合せすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施形態１
図１は、本発明に係る操縦安定性能試験装置１を示す。以下、操縦安定性能試験装置１について図１を用いて説明する。
操縦安定試験装置１は、車両２の複数の車輪３ａ〜３ｄを加振する複数の加振機４と、加振機４に個別に設けられ、車輪３の輪荷重を測定する荷重計５と、複数の加振機４を個別に制御し、種々の走行状態を再現するための波形を加振機４に出力する加振コントローラ６と、荷重計５から出力される輪荷重を個別に記録するデータロガー７とにより構成される。
加振機４は、加振ユニット１１と、荷重計５と、車輪３が載置される車輪載せ台１７とを備える。
本実施形態において、加振ユニット１１は、サーボバルブ１３の作動によりピストン１５ａの伸縮速度及び伸縮量を制御する油圧シリンダ１５からなる。
加振ユニット１１としての油圧シリンダ１５は、シリンダ部１５ｂが試験室内の床面に垂直に立設される。具体的には、シリンダ部１５ｂは、底部にシリンダ部１５ｂの直径よりも大径かつ、環状に複数形成される図外の取付孔を備え、当該取付孔と対応するように床面に突設されるアンカーボルトに取付孔を挿通させ、取付孔より突出するボルト部分にナットを螺合して固定される。
油圧シリンダ１５のピストン１５ａの先端には、荷重計５が固定される。荷重計５は、後述のデータロガーにそれぞれ接続され、車両の輪荷重値を測定し、データロガーに出力する。荷重計５の上面側には、取付部材１６が固定され、取付部材１６を介して車輪載せ台１７が固定される。
車輪載せ台１７は、上面と下面が平行に形成された矩形状の平板材により構成され、上面側には、タイヤが載置されるタイヤ載せ面が形成される。タイヤ載せ面は、車輪３を載せたときに車輪３が前後方向及び左右方向に移動しないように規制する図外の輪止機構を備える。
上記構成の加振機４は、車両２のホイールベースやトレッド幅に対応する間隔で床面に設置される。
【００１２】
次に、加振機４の加振動作を制御する加振コントローラ６について説明する。
加振コントローラ６は、加振機４の各サーボバルブ１３と個別に接続され、サーボバルブ１３に加振信号を出力することにより、油圧シリンダ１５のピストン１５ａの変位量及び変位速度を制御する。即ち、サーボバルブ１３の開閉速度及び流量を制御することにより、車輪載せ台１７の上下方向の変位量及び変位速度が制御される。
加振コントローラ６は、入力部６Ａと記憶部６Ｂと制御部６Ｃとを備える。
入力部６Ａには、操縦安定性能試験を実施する試験条件を入力するキーボードやマウス等の入力装置と、各荷重計５とが接続される。
記憶部６Ｂには、操縦安定性能試験を実施する種々の走行状態を再現するための、加振波形が記憶される。具体的には、加振コントローラ６の記憶部６Ｂは、図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）に示すような加振波形を備えたデータマップＦＲ，ＲＲ，ＦＬ，ＲＬを記憶する。
制御部６Ｃは、記憶部６Ｂから読み出された加振波形に基づいて各加振機４のサーボバルブ１３に対して加振信号を出力し、サーボバルブ１３の開閉速度及び流量を制御することにより、油圧シリンダ１５のピストン１５ａの変位量及び変位速度を制御する。また、制御部６Ｃは、試験条件のうち車両２の走行速度に対応して各加振機４が加振を開始する加振開始位置に位相差αを設定し、これに従い各加振機４を制御する。
【００１３】
以下、操縦安定性能試験のうち、本発明に係る連続進路転換試験を行う場合の加振波形について図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
図２（ａ）は、右前輪３ａを加振する加振波形のデータマップＦＲを示す。データマップＦＲの加振波形は、基本波形として１つのサイン波（Ｓｉｎ波）で構成される。当該サイン波の振幅は加振機４の車輪載せ台１７の変位量であり車両における操舵角度を示し、周期は加振機４の車輪載せ台１７の変位速度であり車両における操舵周期を示している。
次に、図２（ｂ）は、右後輪３ｂを加振する加振波形のデータマップＲＲを示す。データマップＲＲは、右前輪３ａを加振する加振波形よりも、半周期遅れ、かつ、右前輪を加振する加振波形が半周期進んだ位置から加振を開始するサイン波形で構成される。
次に、図３（ａ）は、左前輪３ｃを加振する加振波形のデータマップＦＬを示す。データマップＦＬは、右前輪３ａを加振する加振波形よりも、半周期遅れた位置から加振を開始するサイン波形で構成され、ちょうど右前輪３ａを加振するデータマップＦＲを操舵周期軸で反転した波形である。
次に、図３（ｂ）は、左後輪３ｄを加振する加振波形のデータマップＲＬを示す。データマップＲＬは、左前輪３ｃを加振する加振波形よりも、半周期遅れ、かつ、左前輪３ｃを加振する加振波形が半周期進んだ位置から加振を開始するサイン波形で構成される。ちょうど右後輪３ｂを加振するデータマップＲＲを操舵周期軸で反転した波形である。
つまり、前輪の左右３ａ，３ｃ、後輪の左右３ｂ，３ｄの車輪を加振するデータマップＦＲ，ＲＲ、データマップＦＬ，ＲＬの加振波形は、データマップＦＲに対してデータマップＦＬが操舵周期軸に対して対称であり、データマップＲＲとデータマップＲＬとが対称であるように設定される。
上記のように加振機４に出力する加振信号をデータマップＦＲ，ＲＲ，ＦＬ，ＲＬとして記憶部６Ｂに記憶することにより、定常スラローム走行状態を繰り返し同一条件で再現することができる。
また、振幅及び周期を適当に選択することにより種々の定常スラローム走行状態の操縦安定性能試験を実施することができる。
そして、制御部６Ｃが、上記データマップＦＲ，ＲＲ，ＦＬ，ＲＬとに基づき加振を制御する。具体的には、図４（ａ）に示すように、制御部６Ｃは、データマップＦＲの読み込みよりも位相差αをもってデータマップＲＲを先に読み込み、データマップＦＬの読み込みよりも位相差αをもってデータマップＲＬを読み込み、当該データマップＦＲ，ＲＲ，ＦＬ，ＲＬの読み込むタイミング及びデータマップＦＲ，ＲＲ，ＦＬ，ＲＬに従って各サーボバルブ１３を制御して、車輪載せ台１７の変位を制御する。位相差αは、連続進路転換試験を行う場合の車両２の速度に応じて設定され、例えば、位相差αは、１００分の２〜３秒に設定され、車両２の速度設定が早くなるに従い位相差αが大きくなる。
このようにデータマップＦＲ，ＲＲ，ＦＬ，ＲＬの読み込みに位相差αを設定することにより、連続進路転換試験において、実際に連続進路転換する車両２の慣性力の影響を再現することができる。
なお、制御部６Ｃは、データマップＦＲの読み込みよりも位相差αをもってデータマップＲＲを先に読み込み、データマップＦＬの読み込みよりも位相差αをもってデータマップＲＬを読み込むとしたが、図４（ｂ）に示すように、位相差αに相当する位相角βを記憶部６Ｂの記憶するデータマップＲＲ，ＲＬに設定し、データマップＦＲ，ＲＲ，ＦＬ，ＲＬとを同時に読み込むようにしても良い。
即ち、実車におけるスラローム走行状態の車両２の挙動は、まず操舵開始時点において、車両２の前輪３ａ，３ｃ（操舵輪）は操舵方向に進行を開始するが、車両２の車体２Ａは操舵直前の車両２の進行方向に移動しようとする慣性力が作用するため、操舵方向とは逆向きに車体２Ａが傾斜する。さらに、車体２Ａの傾斜は、前輪３ａ，３ｃ側から後輪３ｂ，３ｄ側に位相差αの影響によりワンテンポ遅れて作用することになる。例えば、操舵が右に行われたときには、左前輪３ｃ側の車体２Ａが沈み込み、右前輪３ａ側の車体２Ａが浮き上がる挙動を示し、次に、位相差αの影響によりワンテンポ遅れて左後輪３ｄ側の車体が沈み込み、右後輪３ｂ側の車体２Ａが浮き上がる挙動を示すことから、実車におけるスラローム走行状態の車体２Ａの挙動のように、車体２Ａが前後，左右に傾斜するように複数の加振機４を個別に制御して車輪３ａ〜３ｄを上下させることにより、スラローム走行状態を再現できる。よって、加振機４ａが上下する振幅は、車体２Ａの傾斜角に対応する操舵角度であり、加振機４が上下する周期は、操舵の切り替え早さに対応する操舵周期である。
【００１４】
以下、定常スラローム走行状態の車輪３ａ〜３ｄ及び車両２の操縦安定性能試験について説明する。
まず、操縦安定性能試験装置１に車両２を搭載する前に、各車輪３ａ〜３ｄの内圧がカーメーカー指定値に設定されているかを確認し、設定値でない場合には指定値となるように調整する。
次に、車両２を操縦安定性能試験装置１に搬送し、車輪載せ台１７上に各車輪３ａ〜３ｄを載置する。
次に、定常スラローム走行試験の操舵角度及び操舵周期等の試験条件を入力装置から入力する。
次に、入力された操舵角度及び操舵周期となるようにＳＩＮ波形を構成し、図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）に示すような加振波形のデータマップＦＲ，ＲＲ，ＦＬ，ＲＬに基づく加振信号をデータマップＦＲ，ＦＬの加振信号に対してデータマップＲＲ，ＲＬの加振信号が進んだ状態となる位相差αをもって各加振機４に出力し、車輪載せ台１７を加振して各車輪３ａ〜３ｄを個別に加振することにより、定常スラローム走行試験が開始される。
図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）の加振信号に基づき、加振機４ａは、右前輪３ａを上向きに押し上げ、加振機４ｂは、左前輪３ｃを下向きに下げる。これは、操舵輪としての左右前輪３ａ，３ｃを右向きに操舵した状態を再現している。このとき、後輪３ｂ，ｄのいずれにも加振は行われない。
次に、左右前輪３ａ，３ｃの加振が開始されて半周期後に到達する位相差α分先に、左右の後輪３ｂ，３ｄの加振が開始される。右後輪３ｂは、右前輪３ａの加振方向と同一となるように加振が開始され、左後輪３ｄは、左前輪３ｃの加振方向と同一となるように加振が開始される。つまり、前輪３ａ，３ｃの加振の開始よりも後輪３ｂ，３ｄの加振の開始を半周期から位相差α分だけ進めることにより、実際の車両２における操舵に対する車体２Ａの応答遅れ、つまり車体２Ａの上下動作を再現することができる。
そして、各車輪３ａ〜３ｄの加振が開始されたときの一定の周期及び一定の振幅で繰り返し各車輪３ａ〜３ｄを加振することで定常スラローム走行状態が再現される。
車輪３ａ〜３ｄの加振が開始されると、加振に応じて変化する各車輪３ａ〜３ｄの輪荷重の変化を各荷重計５が測定して、データロガー７に逐次出力する。これにより、各車輪３ａ〜３ｄに作用する上下方向の力を精度良く測定することができる。
次に、所定時間加振した後に加振を停止することで、定常スラローム走行試験が終了する。
【００１５】
以上説明したように、１つのサイン波を基本波形として加振波形を構成し、当該加振波形により前輪３ａ，３ｃのうちいずれか１輪を加振し、他の車輪を基本波形にそれぞれ異なった位相差を与えて加振することにより、定常スラローム走行状態の操縦安定性能試験を実施することが可能となる。
【００１６】
図５（ａ），（ｂ）は、操縦安定性能試験装置１により操縦安定性能試験を行い、荷重計５により測定された各車輪３の接地反力の変化を示す応答波形図である。具体的には、図５（ａ）は、左前輪３ｃと左後輪３ｄの接地反力の変化を示し、図５（ｂ）は、右前輪３ａと右後輪３ｂの接地反力の変化を示す。なお、図５（ａ），（ｂ）において、横軸は無次元化された操舵周期を示し、縦軸は無次元化された接地反力を示す。
図５（ａ）に示すように、操舵周期が約１．５以降から左前輪３ｃ及び左後輪３ｄの接地反力の変化が周期的となり、左前輪３ｃの接地反力のピークと左後輪３ｄの接地反力のピークとの間に加振の位相差αによる応答遅れが、車体２Ａの上下動に伴う輪荷重置の変化として再現されている。
また、図５（ｂ）に示すように、操舵周期が約１．５以降から右前輪３ａ及び右後輪３ｂの接地反力の変化が周期的となり、右前輪３ａの接地反力のピークと右後輪３ｂの接地反力のピークとの間に加振の位相差αによる応答遅れが、車体２Ａの上下動に伴う輪荷重置の変化として再現されている。
この前輪３ａ，３ｃに対する後輪３ｂ，３ｄの接地反力の変化の応答遅れは、実車走行試験の結果と一致するものである。なお、操縦安定性能試験装置１のスラローム状態の試験の検証は、実車走行試験で測定されたテストドライバーによる操舵量及び操舵周期を操縦安定性能試験装置１に加振波形として入力し、実車走行試験で測定された輪荷重値及び輪荷重値の変化を操縦安定性能試験装置１で測定された輪荷重値及び輪荷重値の変化と比較して行った。
よって、本発明のように車両２の車輪３を加振機４により加振することで、実車走行性能試験と同等な、スラローム状態の操縦安定性能試験を正確に再現することが実証された。
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、前輪のうち左右いずれか一方の前輪３ａ，３ｃに対応する加振機４の加振を開始するタイミングよりも一方の後輪３ｂ，３ｄに対応する加振機４を半周期遅れ、かつ、加振波形が半周期進んだ位置よりも位相差α分早くから加振を開始し、他方の前輪に対応する加振機４を一方の前輪の加振を開始するタイミングと同時に加振波形が半周期進んだ位置から加振を開始し、他方の前輪の加振を開始するタイミングよりも他方の後輪に対応する加振機４を半周期遅れ、かつ、加振波形が半周期遅れた位置よりも位相差α分早くから加振を開始するようにして車両とともに車輪を加振することにより、操縦安定性能試験のうち再現性を得ることが困難であった連続進路転換の操縦安定性能試験を精度良くできるようになった。これにより、連続進路転換の操縦安定性能試験において、タイヤの性能及び車両２に対するタイヤのマッチングに信頼性のある評価を行うことができるようになった。
【００１８】
また、操縦安定性能試験装置１に、６分力計を加え、車輪のホイールに装着することにより、連続進路転換の軸力を測定できるようになる。即ち、加振によりタイヤに作用する前後，左右，上下方向の力及び、前後軸，左右軸，上下軸回りのモーメントを測定することができる。よって、６分力計により測定された上下方向の力と、加振機４の荷重計により測定された荷重値としての接地反力を比較することで、車輪３の上下力伝達特性を解析することができる。
さらに、操縦安定性能試験装置１に車両２のサスペンションに当該サスペンションの変位量や変位速度を測定するストロークセンサやストローク速度センサを加え、車両２に装着することにより、加振状態のサスペンションの上下力伝達特性を解析することができ、車輪及び車両２に対するタイヤのマッチングの操縦安定性能試験をより精度良く行なうことができる。
【００１９】
なお、上記実施形態において、右前輪を基本波形のサイン波形により加振するとして説明したが、左前輪を基本波形のサイン波形により加振しても良い。
また、加振波形を１つの加振波形として説明したが、連続進路転換以外の操縦安定性能試験を実施する場合には、適宜加振波形を選択すれば良い。
【００２０】
以上、連続進路転換の操縦安定性能試験として説明したが、これに限らず、例えば、微小舵角操作時の車輪及び車両の挙動を調べる操縦安定性能試験であっても良い。
【００２１】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１ 操縦安定性能試験装置、２ 車両、３ａ〜３ｄ 車輪、４；４ａ〜４ｄ 加振機、
５ 荷重計、６ 加振コントローラ、７ データロガー、１１ 加振ユニット、
１３ サーボバルブ、１５ 油圧シリンダ、１５ａ ピストン、１５ｂ シリンダ、
１６ 取付部材、１７ 車輪載せ台、６Ａ 入力部、６Ｂ 記憶部、６Ｃ 制御部、
ＦＲ；ＲＲ；ＦＬ；ＲＬ データマップ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を加振する複数の加振機に前記車両のタイヤをそれぞれ載置し、
前記複数の加振機を制御する加振コントローラにより、所定の加振波形に従って前記加振機を加振し、前記車両の周期的な連続進路転換時における操縦安定性能を試験する方法であって、
前記加振コントローラは、
左右いずれか一方の前輪に対応する加振機の加振開始時点よりも、前記一方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振を半周期遅れ、かつ、前記加振波形が半周期進んだ時点から開始し、
他方の前輪に対応する加振機の加振を前記一方の前輪に対応する加振機の加振開始時点と同時に、かつ、前記加振波形が半周期進んだ時点から開始し、
前記他方の前輪の加振開始時点よりも、前記他方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振を半周期遅れ、かつ、前記加振波形が半周期遅れた時点から開始することを特徴とする車両の操縦安定性能試験方法。
【請求項２】
前記加振波形は、ＳＩＮ波形により与えられることを特徴とする請求項１に記載の車両の操縦安定性能試験方法。
【請求項３】
車両のタイヤが載置される複数の加振機を所定の加振波形に従って加振し、前記車両の周期的な連続進路転換時における操縦安定性能の試験を行う車両の操縦安定性能試験装置であって、
前記操縦安定性能試験装置は、
前記複数の加振機の加振周期及び加振振幅を個別に制御する複数の加振コントローラを備え、
前記加振コントローラが、
左右いずれか一方の前輪に対応する加振機の加振開始時点を設定する加振波形のデータマップと、
前記一方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振時点を半周期遅れ、かつ、前記加振波形が半周期進んだ時点に設定する加振波形のデータマップと、
他方の前輪に対応する加振機の加振時点を前記一方の前輪に対応する加振機の加振時点と同時、かつ、加振波形が半周期進んだ時点に設定する加振波形のデータマップと、
前記他方の前輪の加振開始時点よりも前記他方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振時点を半周期遅れ、かつ、加振波形が半周期遅れた時点に設定する加振波形のデータマップとを備えることを特徴とする車両の操縦安定性能試験装置。
【請求項１】
車両を加振する複数の加振機に前記車両のタイヤをそれぞれ載置し、
前記複数の加振機を制御する加振コントローラにより、所定の加振波形に従って前記加振機を加振し、前記車両の周期的な連続進路転換時における操縦安定性能を試験する方法であって、
前記加振コントローラは、
左右いずれか一方の前輪に対応する加振機の加振開始時点よりも、前記一方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振を半周期遅れ、かつ、前記加振波形が半周期進んだ時点から開始し、
他方の前輪に対応する加振機の加振を前記一方の前輪に対応する加振機の加振開始時点と同時に、かつ、前記加振波形が半周期進んだ時点から開始し、
前記他方の前輪の加振開始時点よりも、前記他方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振を半周期遅れ、かつ、前記加振波形が半周期遅れた時点から開始することを特徴とする車両の操縦安定性能試験方法。
【請求項２】
前記加振波形は、ＳＩＮ波形により与えられることを特徴とする請求項１に記載の車両の操縦安定性能試験方法。
【請求項３】
車両のタイヤが載置される複数の加振機を所定の加振波形に従って加振し、前記車両の周期的な連続進路転換時における操縦安定性能の試験を行う車両の操縦安定性能試験装置であって、
前記操縦安定性能試験装置は、
前記複数の加振機の加振周期及び加振振幅を個別に制御する複数の加振コントローラを備え、
前記加振コントローラが、
左右いずれか一方の前輪に対応する加振機の加振開始時点を設定する加振波形のデータマップと、
前記一方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振時点を半周期遅れ、かつ、前記加振波形が半周期進んだ時点に設定する加振波形のデータマップと、
他方の前輪に対応する加振機の加振時点を前記一方の前輪に対応する加振機の加振時点と同時、かつ、加振波形が半周期進んだ時点に設定する加振波形のデータマップと、
前記他方の前輪の加振開始時点よりも前記他方の前輪側の後輪に対応する加振機の加振時点を半周期遅れ、かつ、加振波形が半周期遅れた時点に設定する加振波形のデータマップとを備えることを特徴とする車両の操縦安定性能試験装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２４７６２６（Ｐ２０１１−２４７６２６Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１８２９６（Ｐ２０１０−１１８２９６）
【出願日】平成２２年５月２４日（２０１０．５．２４）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２４日（２０１０．５．２４）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
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