(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022082002
(43)【公開日】2022-06-01
(54)【発明の名称】自動車試験システム及び実路走行シミュレータ
(51)【国際特許分類】
G01M 17/007 20060101AFI20220525BHJP
【ＦＩ】
G01M17/007 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020193283
(22)【出願日】2020-11-20
(71)【出願人】
【識別番号】000145806
【氏名又は名称】株式会社小野測器
(74)【代理人】
【識別番号】100099748
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 克志
(72)【発明者】
【氏名】長塩 拓馬
(72)【発明者】
【氏名】新田 夕紀
(72)【発明者】
【氏名】前岨 康祐
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 宏治
(57)【要約】
【課題】ダイナモメータから自動車のドライブシャフトに負荷を加える自動車試験システムにおいて、実際の自動車の走行時に車輪からステアリングシステムに加わる力を正しく模擬する。
【解決手段】ダイナモメータ３は、回転可能に支持された自動車６のハブに連結され、当該ハブを介してドライブシャフト７３にトルクを加える。ステアリング負荷装置５は、自動車６のハブとの連結を切り離された自動車６のタイロッド７４に連結され、当該タイロッド７４を介して自動車６のステアリングシステムに力を加える。試験制御システム１は、ドライブシャフト７３に加わる負荷が、実際の自動車６の走行時の走行負荷相当の負荷となるようにダイナモメータ３を制御すると共に、ステアリングシステムに加わる力が、実際の自動車６の走行時に車輪からステアリングシステムに加わる力相当の力となるようにステアリング負荷装置５を制御する。
【選択図】図１
【解決手段】ダイナモメータ３は、回転可能に支持された自動車６のハブに連結され、当該ハブを介してドライブシャフト７３にトルクを加える。ステアリング負荷装置５は、自動車６のハブとの連結を切り離された自動車６のタイロッド７４に連結され、当該タイロッド７４を介して自動車６のステアリングシステムに力を加える。試験制御システム１は、ドライブシャフト７３に加わる負荷が、実際の自動車６の走行時の走行負荷相当の負荷となるようにダイナモメータ３を制御すると共に、ステアリングシステムに加わる力が、実際の自動車６の走行時に車輪からステアリングシステムに加わる力相当の力となるようにステアリング負荷装置５を制御する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
自動車の試験に用いられる自動車試験システムであって、
前記自動車の車輪もしくはハブベアリングのハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加えるトルク負荷装置と、
前記自動車のハブベアリングを支持する当該自動車のナックルのナックルアームとの連結を解除した当該自動車のタイロッドまたはステアリングラックを連結対象物として、当該連結対象物に連結され、当該連結対象物に力を加えることにより当該自動車のステアリングラックに力を加えるステアリング負荷装置とを備えたことを特徴とする自動車試験システム。
前記自動車の車輪もしくはハブベアリングのハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加えるトルク負荷装置と、
前記自動車のハブベアリングを支持する当該自動車のナックルのナックルアームとの連結を解除した当該自動車のタイロッドまたはステアリングラックを連結対象物として、当該連結対象物に連結され、当該連結対象物に力を加えることにより当該自動車のステアリングラックに力を加えるステアリング負荷装置とを備えたことを特徴とする自動車試験システム。
【請求項2】
請求項１記載の自動車試験システムであって、
前記トルク負荷装置は、回転可能に支持された自動車のハブベアリングのハブシャフトに連結され、当該ハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加えるダイナモメータであることを特徴とする自動車試験システム。
前記トルク負荷装置は、回転可能に支持された自動車のハブベアリングのハブシャフトに連結され、当該ハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加えるダイナモメータであることを特徴とする自動車試験システム。
【請求項3】
請求項２記載の自動車試験システムであって、
前記ダイナモメータは、少なくとも前記自動車の駆動輪である車輪の各々に対応して複数設けられており、各ダイナモメータは、対応する車輪のハブベアリングのハブシャフトに連結され、当該ハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加え、
前記ステアリング負荷装置は、前記自動車の操舵対象の車輪の各々に対応して設けられており、各ステアリング負荷装置は、対応する車輪のハブベアリングを支持する当該自動車のナックルのナックルアームとの連結を解除した当該自動車のタイロッドまたはステアリングラックを連結対象物として、当該連結対象物に連結され、当該連結対象物に力を加えることにより当該自動車のステアリングラックに力を加えることを特徴とする自動車試験システム。
前記ダイナモメータは、少なくとも前記自動車の駆動輪である車輪の各々に対応して複数設けられており、各ダイナモメータは、対応する車輪のハブベアリングのハブシャフトに連結され、当該ハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加え、
前記ステアリング負荷装置は、前記自動車の操舵対象の車輪の各々に対応して設けられており、各ステアリング負荷装置は、対応する車輪のハブベアリングを支持する当該自動車のナックルのナックルアームとの連結を解除した当該自動車のタイロッドまたはステアリングラックを連結対象物として、当該連結対象物に連結され、当該連結対象物に力を加えることにより当該自動車のステアリングラックに力を加えることを特徴とする自動車試験システム。
【請求項4】
請求項１、２または３記載の自動車試験システムであって、
前記ステアリング負荷装置は、前記連結対象物に連結する連結部と、当該連結部を少なくとも前記自動車の左右方向に移動するアクチュエータとを有することを特徴とする自動車試験システム。
前記ステアリング負荷装置は、前記連結対象物に連結する連結部と、当該連結部を少なくとも前記自動車の左右方向に移動するアクチュエータとを有することを特徴とする自動車試験システム。
【請求項5】
請求項１、２、３または４記載の自動車試験システムであって、
前記連結対象物は、タイロッドエンドを取り外した状態のタイロッドであることを特徴とする自動車試験システム。
前記連結対象物は、タイロッドエンドを取り外した状態のタイロッドであることを特徴とする自動車試験システム。
【請求項6】
請求項１、２、３、４または５記載の自動車試験システムであって、
設定された試験条件が示す条件で前記自動車が実走行したときに前記ドライブシャフトに加わる負荷と同じ負荷が前記ドライブシャフトに加わるように前記トルク負荷装置が発生するトルクを制御すると共に、前記試験条件が示す条件で前記自動車が実走行したときに前記車輪からステアリングラックに加わる力が当該ステアリングラックに加わるようにステアリング負荷装置が発生する力を制御する制御部を有することを特徴とする自動車試験システム。
設定された試験条件が示す条件で前記自動車が実走行したときに前記ドライブシャフトに加わる負荷と同じ負荷が前記ドライブシャフトに加わるように前記トルク負荷装置が発生するトルクを制御すると共に、前記試験条件が示す条件で前記自動車が実走行したときに前記車輪からステアリングラックに加わる力が当該ステアリングラックに加わるようにステアリング負荷装置が発生する力を制御する制御部を有することを特徴とする自動車試験システム。
【請求項7】
自動車の実走行状態を模擬する実路走行シミュレータであって、
前記自動車の車輪もしくはハブベアリングのハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加えるトルク負荷装置と、
前記自動車のハブベアリングを支持する当該自動車のナックルのナックルアームとの連結を解除した当該自動車のタイロッドまたはステアリングラックを連結対象物として、当該連結対象物に連結され、当該連結対象物に力を加えることにより当該自動車のステアリングラックに力を加えるステアリング負荷装置と、
前記トルク負荷装置が発生するトルクと前記ステアリング負荷装置が発生する力を、前記自動車の状態に応じて制御する制御部とを備えたことを特徴とする実路走行シミュレータ。
前記自動車の車輪もしくはハブベアリングのハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加えるトルク負荷装置と、
前記自動車のハブベアリングを支持する当該自動車のナックルのナックルアームとの連結を解除した当該自動車のタイロッドまたはステアリングラックを連結対象物として、当該連結対象物に連結され、当該連結対象物に力を加えることにより当該自動車のステアリングラックに力を加えるステアリング負荷装置と、
前記トルク負荷装置が発生するトルクと前記ステアリング負荷装置が発生する力を、前記自動車の状態に応じて制御する制御部とを備えたことを特徴とする実路走行シミュレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、主として自動車を試験する技術に関するものである。
【背景技術】
【0002】
自動車を試験する技術としては、模擬ホイールと、模擬ホイールに装着したタイヤと、模擬ホイールのセンター部に設けた軸受によって回動可能に軸支された連結シャフトとを備えた模擬車輪を用いた試験装置を用いて自動車の試験を行う技術が知られている。この技術では、模擬車輪の連結シャフトの一端を自動車ハブベアリングに連結し、連結シャフトの他端をトルクセンサを介してダイナモメータに接続する、または、模擬車輪の連結シャフトの一端をトルクセンサを介して自動車ハブベアリングに連結し、連結シャフトの他端をダイナモメータに接続することにより、自動車を同じ場所に留めた状態で、ダイナモメータから自動車のドライブシャフトに負荷を加えながらトルクセンサでドライブシャフトから出力されるトルクを計測する（例えば、特許文献１）。
【0003】
また、自動車を試験する技術としては、自動車から車輪を取り外した状態で、自動車のハブベアリングにダイナモメータを連結し、ダイナモメータでハブベアリングを床面に対して支持しながら、ダイナモメータから自動車のドライブシャフトに負荷を加える技術も知られている（たとえば、特許文献２）。
【0004】
この技術では、ダイナモメータはキャスタを介して床面上に支持されており、自動車のハンドルの操作によるハブベアリングの転舵角の変化に追従してダイナモメータは床面上を移動する。また、操舵に対する反力を模擬するために、床面には傾斜が、ハブベアリングの転舵角に応じた大きさの舵角中立位置方向の荷重がダイナモメータの自重によってハブベアリングに加わるように設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１７-１０１９５８号公報
【特許文献2】特許第６３７７３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上述した、ハブベアリングの転舵角の変化に追従してダイナモメータが移動する床面に傾斜を設けることにより操舵に対する反力を模擬する技術によれば、模擬される反力はダイナモメータの自重によるものであるため、自動車のステアリングシステムに加わる力は、実際の自動車の走行時に車輪からステアリングシステムに加わる力とはかけ離れたものとなってしまう。また、模擬される力は、転舵角とダイナモメータの自重と床の傾斜角によって一義的に定まるため、多様な状況について車輪から自動車のステアリングシステムに加わる力を模擬することもできない。
【0007】
本発明は、ダイナモメータから自動車のドライブシャフトに負荷を加えながら試験を行う自動車試験システムにおいて、実際の自動車の走行時に車輪からステアリングシステムに加わる力を正しく模擬することを課題とする。
【0008】
また、本発明は、実走行時の走行負荷やステアリング反力を模擬した実路走行シミュレータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記課題達成のために、本発明は、自動車の試験に用いられる自動車試験システムに、前記自動車の車輪もしくはハブベアリングのハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加えるトルク負荷装置と、前記自動車のハブベアリングを支持する当該自動車のナックルのナックルアームとの連結を解除した当該自動車のタイロッドまたはステアリングラックを連結対象物として、当該連結対象物に連結され、当該連結対象物に力を加えることにより当該自動車のステアリングラックに力を加えるステアリング負荷装置とを備えたものである。
【0010】
この自動車試験システムにおいて、前記トルク負荷装置は、回転可能に支持された自動車のハブベアリングのハブシャフトに連結され、当該ハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加えるダイナモメータであってよい。
【0011】
この場合、前記ダイナモメータは、少なくとも前記自動車の駆動輪である車輪の各々に対応して複数設けられ、各ダイナモメータは、対応する車輪のハブベアリングのハブシャフトに連結され、当該ハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加えるものであることが好ましく、前記ステアリング負荷装置は、前記自動車の操舵対象の車輪の各々に対応して設けられ、各ステアリング負荷装置を、対応する車輪のハブベアリングを支持する当該自動車のナックルのナックルアームとの連結を解除した当該自動車のタイロッドまたはステアリングラックを連結対象物として、当該連結対象物に連結し、当該連結対象物に力を加えることにより当該自動車のステアリングラックに力を加えることが好ましい。
【0012】
以上の自動車試験システムにおいて、前記ステアリング負荷装置は、前記連結対象物に連結する連結部と、当該連結部を少なくとも前記自動車の左右方向に移動するアクチュエータとを有するものであってよい。
【0013】
また、前記連結対象物は、タイロッドエンドを取り外した状態のタイロッドとしてよい。
また、以上の自動車試験システムには、設定された試験条件が示す条件で前記自動車が実走行したときに前記ドライブシャフトに加わる負荷と同じ負荷が前記ドライブシャフトに加わるように前記トルク負荷装置が発生するトルクを制御すると共に、前記試験条件が示す条件で前記自動車が実走行したときに前記車輪からステアリングラックに加わる力が当該ステアリングラックに加わるようにステアリング負荷装置が発生する力を制御する制御部を備えることが好ましい。
また、以上の自動車試験システムには、設定された試験条件が示す条件で前記自動車が実走行したときに前記ドライブシャフトに加わる負荷と同じ負荷が前記ドライブシャフトに加わるように前記トルク負荷装置が発生するトルクを制御すると共に、前記試験条件が示す条件で前記自動車が実走行したときに前記車輪からステアリングラックに加わる力が当該ステアリングラックに加わるようにステアリング負荷装置が発生する力を制御する制御部を備えることが好ましい。
【0014】
以上のような自動車試験システムによれば、ハブベアリングとステアリングシステムの連結を切り離した状態で、ドライブシャフトへの負荷の付与と、ステアリングラックへの力の付与とを、車両における相互の干渉を排して独立に行うことができるので、トルク負荷装置によって実際の自動車の走行時にドライブシャフトに加わる負荷を精度よく模擬しつつ、ステアリング負荷装置によって当該実際の自動車の走行時に車輪からステアリングシステムに加わる力を正しく模擬することができる。
【0015】
また、併せて、本発明は、自動車の実走行状態を模擬する実路走行シミュレータとして、前記自動車の車輪もしくはハブベアリングのハブシャフトにトルクを加えることによりドライブシャフトに負荷を加えるトルク負荷装置と、前記自動車のハブベアリングを支持する当該自動車のナックルのナックルアームとの連結を解除した当該自動車のタイロッドまたはステアリングラックを連結対象物として、当該連結対象物に連結され、当該連結対象物に力を加えることにより当該自動車のステアリングラックに力を加えるステアリング負荷装置と、前記トルク負荷装置が発生するトルクと前記ステアリング負荷装置が発生する力を、前記自動車の状態に応じて制御する制御部とを備えた実路走行シミュレータを提供する。
【0016】
このような実路走行シミュレータによれば、実車を用いることでドライバにとってより現実感ある形態で、実走行時の走行負荷やステアリング反力を模擬したシミュレーションを実現できる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、ダイナモメータから自動車のドライブシャフトに負荷を加えながら試験を行う自動車試験システムにおいて、実際の自動車の走行時に車輪からステアリングシステムに加わる力を正しく模擬することができる。
【0018】
また、本発明によれば、実走行時の走行負荷やステアリング反力を模擬した実路走行シミュレータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の実施形態に係る自動車試験システムの構成を示す図である。
【図2】本発明の実施形態に係る模擬車輪の構成を示す図である。
【図3】本発明の実施形態に係るステアリング負荷装置を示す図である。
【図4】本発明の実施形態に係るステアリング負荷装置の作用を示す図である。
【図5】本発明の実施形態に係るステアリング負荷装置の他の使用例を示す図である。
【図6】本発明の実施形態に係るステアリング負荷装置の他の構成例を示す図である。
【図7】本発明の実施形態に係る試験制御システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１ａ、ｂに、本実施形態に係る自動車試験システムの構成を、試験対象の自動車が前輪操舵、前輪駆動の自動車である場合を例にとり示す。
図示するように、自動車試験システムは、試験制御システム１、センサ２、ダイナモメータ３、模擬車輪４、ステアリング負荷装置５を備えている。
試験制御システム１は、センサ２や自動車６のＥＣＵや自動車６が備える各種の車載センサから、エンジンの回転速度やギヤシフト状態やアクセル開度や操舵角や操舵トルクなどの自動車６の各種状態や、自動車６の周囲の温度などの環境の各種状態を取得しながら、自動車試験システム全体の動作の制御や、試験対象の自動車６に関わる各種計測を行う。
図１ａ、ｂに、本実施形態に係る自動車試験システムの構成を、試験対象の自動車が前輪操舵、前輪駆動の自動車である場合を例にとり示す。
図示するように、自動車試験システムは、試験制御システム１、センサ２、ダイナモメータ３、模擬車輪４、ステアリング負荷装置５を備えている。
試験制御システム１は、センサ２や自動車６のＥＣＵや自動車６が備える各種の車載センサから、エンジンの回転速度やギヤシフト状態やアクセル開度や操舵角や操舵トルクなどの自動車６の各種状態や、自動車６の周囲の温度などの環境の各種状態を取得しながら、自動車試験システム全体の動作の制御や、試験対象の自動車６に関わる各種計測を行う。
【0021】
次に、模擬車輪４とダイナモメータ３のセットは、自動車６の４つのハブベアリングの各々に対応して４セット設けられており、模擬車輪４は、車輪に代えて対応するハブベアリングに装着されてハブベアリングを回転可能に支持する。また、ダイナモメータ３は、対応するハブベアリングに連結されており、対応するハブベアリングにトルクを加えることができる。
【0022】
ここで、模擬車輪４の構成を図２を用いて説明する。
図２ａは、標準状態の自動車６の駆動輪（前輪）のハブベアリングの周辺のようすを表したものである。なお、標準状態とは、自動車６が実走可能な本来の状態を指す。
図示するように、標準状態において、ハブベアリング７１の外輪はナックル７２に固定され、ナックル７２を介して車体に対して連結されている。また、ハブベアリング７１の外輪はハブシャフト（内輪）を回転可能に軸支しており、このハブシャフトに自動車６のドライブシャフト７３が共に回動するように挿入されている。また、ハブシャフトの車体外側に設けられているフランジに固定されているハブボルトを用いて、車輪のホイールが、ハブベアリング７１のハブシャフトに固定されており、車輪は、ドライブシャフト７３、ハブベアリング７１のハブシャフトと共に回動する。
図２ａは、標準状態の自動車６の駆動輪（前輪）のハブベアリングの周辺のようすを表したものである。なお、標準状態とは、自動車６が実走可能な本来の状態を指す。
図示するように、標準状態において、ハブベアリング７１の外輪はナックル７２に固定され、ナックル７２を介して車体に対して連結されている。また、ハブベアリング７１の外輪はハブシャフト（内輪）を回転可能に軸支しており、このハブシャフトに自動車６のドライブシャフト７３が共に回動するように挿入されている。また、ハブシャフトの車体外側に設けられているフランジに固定されているハブボルトを用いて、車輪のホイールが、ハブベアリング７１のハブシャフトに固定されており、車輪は、ドライブシャフト７３、ハブベアリング７１のハブシャフトと共に回動する。
【0023】
図２ｂは、このような自動車６の車輪を模擬車輪４に換装した試験実施時のようすを表している。
図示するように、模擬車輪４は、模擬ホイール４１と、模擬ホイール４１の外周側に装着したタイヤ４２と、模擬ホイール４１の中央部に回転可能に軸支した連結シャフト４３とを有する。
図示するように、模擬車輪４は、模擬ホイール４１と、模擬ホイール４１の外周側に装着したタイヤ４２と、模擬ホイール４１の中央部に回転可能に軸支した連結シャフト４３とを有する。
【0024】
連結シャフト４３の車体内側の端は、ハブボルトを用いてハブベアリング７１のハブシャフトに固定され、連結シャフト４３の車体外側の端は、カップリング３１を用いて、ダイナモメータ３に接続されたシャフト３２に連結される。
【0025】
ダイナモメータ３もしくは模擬車輪４は、ダイナモメータ３とハブベアリング７１のハブシャフトとの間で作用するトルクを検出するトルクセンサ（図示省略）を備えており、試験制御システム１は、トルクセンサで検出したトルクを参照しつつ、ダイナモメータ３とハブベアリング７１のハブシャフトとの間で作用するトルクを制御することができる。
【0026】
なお、図示は省略したが、試験実施時には、模擬車輪４は模擬車輪４に掛け回したベルト等により床面に固定する。
このような模擬車輪４によれば、自動車６のハブベアリング７１を床面に対して支持しつつ、ハブベアリング７１のハブシャフトやドライブシャフト７３を回転させながら、ダイナモメータ３から所要の負荷をドライブシャフト７３に与えることができる。
このような模擬車輪４によれば、自動車６のハブベアリング７１を床面に対して支持しつつ、ハブベアリング７１のハブシャフトやドライブシャフト７３を回転させながら、ダイナモメータ３から所要の負荷をドライブシャフト７３に与えることができる。
【0027】
自動車６の従輪（後輪）のハブベアリング７１に対応する模擬車輪４の構成や、従輪のハブベアリング７１と模擬車輪４やダイナモメータ３との連結関係は、従輪のハブベアリング７１にはドライブシャフト７３が連結されていないことを除き、図２ｂに示したものと同様であり、ダイナモメータ３によって、所要の回転速度で従輪（後輪）を回転させることができる。
【0028】
図１に戻り、ステアリング負荷装置５は、操舵の対象となる２つの前輪の各々に対応して設けられており、対応する前輪用のタイロッドに負荷を加える。
ここで、ステアリング負荷装置５の構成を図３を用いて説明する。
図３ａ１は、上方より見た標準状態における自動車６のハブベアリング７１とタイロッド７４の周辺のようすを表しており、図３ａ２は、自動車６前方より見た標準状態における自動車６のハブベアリング７１とタイロッド７４周辺のようすを表している。
ここで、ステアリング負荷装置５の構成を図３を用いて説明する。
図３ａ１は、上方より見た標準状態における自動車６のハブベアリング７１とタイロッド７４の周辺のようすを表しており、図３ａ２は、自動車６前方より見た標準状態における自動車６のハブベアリング７１とタイロッド７４周辺のようすを表している。
【0029】
図示するように標準状態において、ハブベアリング７１の外輪に固定されたナックル７２は、所定の転舵軸廻りに揺動可能に、自動車６のストラットやロアアーム等に直接または間接的に連結されている。ナックル７２のナックルアーム７２１には、自動車６のハンドルの操舵に伴い、左右方向に移動するタイロッド７４が連結されている。そして、タイロッド７４の左右方向の移動に伴い、ナックル７２、ハブベアリング７１、車輪が転舵軸廻りに転舵する。
【0030】
次に、図３ｂに示すように、ステアリング負荷装置５は、アクチュエータ５１と、延長部材５２と、連結部５３を備えている。
アクチュエータ５１は、当該アクチュエータ５１が備える直動可能なシャフト/ロッドに力を加える装置であり、このようなアクチュエータ５１としては、油圧シリンダやエアシリンダや電動シリンダ等のリニアアクチュエータを用いることができる。
アクチュエータ５１は、当該アクチュエータ５１が備える直動可能なシャフト/ロッドに力を加える装置であり、このようなアクチュエータ５１としては、油圧シリンダやエアシリンダや電動シリンダ等のリニアアクチュエータを用いることができる。
【0031】
延長部材５２は、アクチュエータ５１のシャフトの先端から上方に延びる部材でありシャフトと共に直動する。連結部５３は、延長部材５２の上方端部に設けられており、自動車６のタイロッド７４に連結可能な構造を備えている。
【0032】
そして、図３ｃ１、ｃ２は、このようなステアリング負荷装置５を自動車６のタイロッド７４に連結した試験実施時のようすを表しており、図３ｃ１は上方より見たようすを、図３ｃ２は自動車６前方より見たようすを表している。
【0033】
図示するように、試験時には、自動車６のナックル７２のナックルアーム７２１からタイロッド７４を取り外して両者の連結を切り離す。また、図３ａ１、ａ２に示すようにタイロッド７４の先端部分を構成する、一般的には交換等のためにネジ込み式に脱着可能に設けられているタイロッドエンド７４１を取り外し、タイロッドエンド７４１を取り外した後のタイロッド７４にステアリング負荷装置５の連結部５３を連結する。ここで、ステアリング負荷装置５は、アクチュエータ５１から延長部材５２、連結部５３を介して、タイロッド７４に自動車６の左右方向の力を加えられるように配置する。また、連結部５３のタイロッド７４への連結は、たとえば、タイロッド７４先端部分にタイロッドエンド７４１取り付け用に設けられている雌ネジを利用して行う。
【0034】
【0035】
自動車６のステアリングシステムにおいて、自動車６のハンドル８１の回転に伴いステアリングコラム８２が回転し、この回転運動がステアリングギアボックス８３の内部でステアリングラックの左右方向への直動運動に変換される。ステアリングラックの左右端にはタイロッド７４が連結されており、ステアリングラックの左右の移動に伴いタイロッド７４も左右に移動する。
【0036】
そして、タイロッド７４がナックルアーム７２１に連結されている標準状態においては、タイロッド７４の左右の移動に伴いナックル７２、ハブベアリング７１、前輪が転舵軸廻りに回転し、この結果、ハンドル８１の操舵に応じて前輪が転舵する。
【0037】
一方、試験時には、図４ａに示すように、タイロッド７４はナックルアーム７２１から外され、ステアリング負荷装置５に連結されるので、ハンドル８１の操舵に応じて、ハブベアリング７１や模擬車輪４が転舵することはない。また、図４ａ、ｂ、ｃに示すように、タイロッド７４やステアリングラックの移動を許容しつつ、ステアリング負荷装置５から自動車６のステアリングシステムに所要の力を加えることができる。
【0038】
ここで、ステアリング負荷装置５は、アクチュエータ５１とタイロッド７４との間で作用する力を検出するロードセルなどの荷重センサを備えており、試験制御システム１は、荷重センサで検出した力を参照しつつ、ステアリング負荷装置５から自動車６のステアリングシステムに加える力を制御することができる。
【0039】
以上では、タイロッドエンド７４１を取り外したタイロッド７４に連結部５３を連結したが、タイロッドエンド７４１を取り外さなくても、転舵に伴うナックルアーム７２１やナックル７２とタイロッド７４との干渉を回避できる場合には、タイロッドエンド７４１を装着したままのタイロッド７４に連結部５３を連結するようにしてよい。
【0040】
たとえば、図５ａ１の上方から見たようす、図５ａ２の自動車６前方から見たようすで示すように、転舵に伴うナックルアーム７２１やナックル７２とタイロッド７４との干渉が回避できるように、タイロッド７４を自動車６の前後方向に傾けた上で、タイロッド７４に連結部５３を連結してもよい。
【0041】
または、図５ｂの自動車６前方から見たようすで示すように、転舵に伴うナックルアーム７２１やナックル７２とタイロッド７４との干渉が回避できるように、タイロッド７４を自動車６の上下方向に傾けた上で、タイロッド７４に連結部５３を連結してもよい。
【0042】
一般的には、タイロッド７４は、ステアリングギアボックス８３内のステアリングラックにボールジョイントで連結されており、一定の範囲でステアリングラックに対する傾きを変更することができる。
【0043】
どのようにしても転舵に伴うナックルアーム７２１やナックル７２とタイロッド７４との干渉が回避できない場合には、タイロッド７４をステアリングギアボックス８３のステアリングラックから取り外し、ステアリング負荷装置５の連結部５３をタイロッド７４の代わりにステアリングラックに連結してもよい。
【0044】
以上では、ステアリング負荷装置５のアクチュエータ５１としてリニアアクチュエータを用いた場合について示したが、おおよその直動運動を実現するアクチュエータであればリニアアクチュエータ以外のアクチュエータを用いることができる。
【0045】
たとえば、ロータリアクチュエータと、ロータリアクチュエータの回転運動を直線運動に変換する機構をアクチュエータ５１として用いることができる。
図６ａ１は、このようなアクチュエータ５１の例を、上方から見たものあり、このアクチュエータ５１は、回転運動するロータリアクチュエータ９１と、原動リンク９２と２つの中間リンク９３と従動リンク９４よりなるリンク機構を備えており、図６ａ２、ａ３に示すように、従動リンク９４の運動方向がおおよそ図の左右方向に規制されている場合には、ロータリアクチュエータ９１によって原動リンク９２が回転すると、従動リンク９４がおおよそ図の左右方向に直線運動を行う。
図６ａ１は、このようなアクチュエータ５１の例を、上方から見たものあり、このアクチュエータ５１は、回転運動するロータリアクチュエータ９１と、原動リンク９２と２つの中間リンク９３と従動リンク９４よりなるリンク機構を備えており、図６ａ２、ａ３に示すように、従動リンク９４の運動方向がおおよそ図の左右方向に規制されている場合には、ロータリアクチュエータ９１によって原動リンク９２が回転すると、従動リンク９４がおおよそ図の左右方向に直線運動を行う。
【0046】
ここで、図６ｂの前方より見たようすで表すように、ロータリアクチュエータ９１を用いたアクチュエータ５１を備えたステアリング負荷装置５においては、従動リンク９４の先端から上方に延びるように延長部材５２を設け、延長部材５２の上方端部に自動車６のタイロッド７４に連結する連結部５３を設ける。
【0047】
アクチュエータ５１は、ロータリアクチュエータ９１による原動リンク９２の回転に伴い従動リンク９４が、おおよそ自動車６の左右方向に移動するように配置されており、タイロッド７４の運動方向が左右方向に規制されている場合、ロータリアクチュエータ９１によって原動リンク９２に回転方向の力を加えることにより、従動リンク９４、延長部材５２、連結部５３を介してタイロッド７４におおよそ自動車６の左右方向の力が加わる。なお、ボールジョイントによるステアリングラックとの連結のために、ナックルアーム７２１から切り離した状態では、タイロッド７４の運動方向が充分に左右方向に規制されない場合等には、従動リンク９４、もしくは、タイロッド７４の運動方向を自動車６の左右方向におおよそ規制するガイドを設け、ロータリアクチュエータ９１によって原動リンク９２に回転方向の力を加えることにより、ロータリアクチュエータ９１からタイロッド７４におおよそ自動車６の左右方向の力が加わるようにしてよい。
【0048】
次に、試験制御システム１の構成を図７に示す。
図示するように、試験制御システム１は、シミュレーション制御部１１と、計測部１２とを有する。
シミュレーション制御部１１は、試験条件設定部１１１、車両モデル１１２、ダイナモメータ制御部１１３、ステアリング負荷制御部１１４を備えている。
試験条件設定部１１１は、路面の状態や傾斜や気温や風速などの試験条件を車両モデル１１２に設定する。
車両モデル１１２は、試験対象の自動車６をモデル化したものであり、試験条件が示す各条件と、センサ２や自動車６から取得したエンジンの回転速度やギヤシフト状態やアクセル開度や操舵角や操舵トルクなどの自動車６の各種状態を入力として、自動車６の挙動や自動車６に加わる外力をシミュレーションし、試験条件が示す条件下において、自動車６の各種状態やその変化に対して自動車６の各前輪から各ドライブシャフト７３に加わる負荷と、自動車６の各後輪の回転状態と、自動車６の各前輪からステアリングシステムに加わる力を算出する。
図示するように、試験制御システム１は、シミュレーション制御部１１と、計測部１２とを有する。
シミュレーション制御部１１は、試験条件設定部１１１、車両モデル１１２、ダイナモメータ制御部１１３、ステアリング負荷制御部１１４を備えている。
試験条件設定部１１１は、路面の状態や傾斜や気温や風速などの試験条件を車両モデル１１２に設定する。
車両モデル１１２は、試験対象の自動車６をモデル化したものであり、試験条件が示す各条件と、センサ２や自動車６から取得したエンジンの回転速度やギヤシフト状態やアクセル開度や操舵角や操舵トルクなどの自動車６の各種状態を入力として、自動車６の挙動や自動車６に加わる外力をシミュレーションし、試験条件が示す条件下において、自動車６の各種状態やその変化に対して自動車６の各前輪から各ドライブシャフト７３に加わる負荷と、自動車６の各後輪の回転状態と、自動車６の各前輪からステアリングシステムに加わる力を算出する。
【0049】
そして、ダイナモメータ制御部１１３は、車両モデル１１２が算出した各前輪から各ドライブシャフト７３に加わる負荷と同じ負荷が、各ドライブシャフト７３に加わるように、各前輪のハブベアリング７１に対して設けた各ダイナモメータ３で発生するトルクを、ダイナモメータ３が備えるトルクセンサ又はハブベアリングとダイナモメータ３との間に設けたトルクセンサで検出したトルクを参照しつつ制御する。また、ダイナモメータ制御部１１３は、車両モデル１１２が算出した各後輪の回転状態に整合する回転状態で各後輪のハブシャフトが回転するように、各後輪のハブベアリング７１に対して設けた各ダイナモメータ３の回転速度を制御する。
【0050】
また、ステアリング負荷制御部１１４は、車両モデル１１２が算出した自動車６の各前輪からステアリングラックに加わる力と同じ力が、ステアリングラックに加わるように、各アクチュエータ５１で発生する力を、ステアリング負荷装置５が備える荷重センサで検出した力を参照しつつ制御する。
【0051】
このようなシミュレーション制御部１１の動作により、ダイナモメータ３を用いて自動車６の実際の走行時の走行負荷を模擬しつつ、アクチュエータ５１を用いて、実際の自動車６の走行時の操舵に対する反力等の、各車輪からステアリングシステムに加わる力を正しく模擬することができる。
【0052】
次に、計測部１２は、試験実行中、センサ２や自動車６から取得した自動車６の各種状態や、車両モデル１１２が示す挙動などを計測すると共に、計測結果に対する所要の解析などを行う。
【0053】
本実施形態に係る自動車試験システムによれば、自動車６の操舵が関わる各種試験を行うことができる。
たとえば、自動運転特性試験のように、車両が駆動された状態でのステアリング反力を考慮することができることから、目標値への追従・応答性から制御ロジックの検証(EPS等の検証も含む)やドラビリの検証、燃費／電費／排出ガスなどを、再現性良くより実路走行と近い状態で試験できるようになる。
たとえば、自動運転特性試験のように、車両が駆動された状態でのステアリング反力を考慮することができることから、目標値への追従・応答性から制御ロジックの検証(EPS等の検証も含む)やドラビリの検証、燃費／電費／排出ガスなどを、再現性良くより実路走行と近い状態で試験できるようになる。
【0054】
それ以外にも、定常円旋回試験、加速円旋回試験、旋回パワーオフ試験、手放し安定試験、レーンチェンジ試験、スラローム試験、直進安定性試験、周波数応答試験、横風安定性試験、Jターン試験、限界安定度試験-転覆試験、操舵力試験、その他各種試験（各種走行シーンにおける燃費／電費、ドライバビリティ、各種制御ロジック、排出ガスの検証、評価など）において、車両挙動をシミュレーションにより走行負荷やステアリング反力に反映することで、車両を固定した状態においても試験を実施することが可能となる。
【0055】
以上、本発明の実施形態について説明した。
以上では、試験対象の自動車６が前輪操舵の自動車６である場合について示したが、試験対象の自動車６が後輪操舵の自動車６である場合には、ステアリング負荷装置５を後輪に対して設け、試験対象の自動車６が四輪操舵の自動車６である場合にはステアリング負荷装置５を前輪に加え後輪に対しても設ける。
以上では、試験対象の自動車６が前輪操舵の自動車６である場合について示したが、試験対象の自動車６が後輪操舵の自動車６である場合には、ステアリング負荷装置５を後輪に対して設け、試験対象の自動車６が四輪操舵の自動車６である場合にはステアリング負荷装置５を前輪に加え後輪に対しても設ける。
【0056】
また、以上では、自動車６の車輪の全てに対してダイナモメータ３を設けたが、自動車６の従輪が停止していても自動車６の制御等に問題が生じない場合には、駆動輪に対してのみダイナモメータ３を設けてよい。
【0057】
また、操舵される車輪の全てに対してステアリング負荷装置５を設けるものとして説明したが、１つのステアリングラックに連結される２つの車輪の一方のみに対してステアリング負荷装置５を設け、この１つのステアリング負荷装置５によって、実走行時に、左右の車輪／タイロッドからステアリングラックに加えられる力を模擬してもよい。
【0058】
以上の実施形態では、ハブシャフトに連結したダイナモメータ３によって路面等の外部からの自動車６の車輪への作用を模擬する場合について説明したが、本実施形態のステアリング負荷装置５によってステアリングシステムに加わる力を模擬する構成は、車輪が載せ置かれるローラとローラに連結したダイナモメータとを備えたシャシーダイナモメータなどの、他の構成によって路面等の外部からの自動車６の車輪への作用を模擬する自動車試験システムに同様に適用できる。
【0059】
また、以上の自動車試験システムの実走行時の走行負荷やステアリングシステムに加わる力を模擬する構成を、実走行時のドライバの視野を模擬する視野模擬装置や実走行時にドライバに聞こえる音響を模擬する音響模擬装置や実走行時にドライバに加わる振動を模擬する振動模擬装置などと組み合わせて、自動車６を用いた実路走行シミュレータ（ドライビングシミュレータ）を構成することができる。このような実路走行シミュレータによれば、実車を用いて、実走行時の走行負荷やステアリング反力を模擬できるので、ドライバの自動車の仮想の運転体験をより現実感あるものにできる。
【符号の説明】
【0060】
１…試験制御システム、２…センサ、３…ダイナモメータ、４…模擬車輪、５…ステアリング負荷装置、６…自動車、１１…シミュレーション制御部、１２…計測部、３１…カップリング、３２…シャフト、４１…模擬ホイール、４２…タイヤ、４３…連結シャフト、５１…アクチュエータ、５２…延長部材、５３…連結部、７１…ハブベアリング、７２…ナックル、７３…ドライブシャフト、７４…タイロッド、８１…ハンドル、８２…ステアリングコラム、８３…ステアリングギアボックス、９１…ロータリアクチュエータ、９２…原動リンク、９３…中間リンク、９４…従動リンク、１１１…試験条件設定部、１１２…車両モデル、１１３…ダイナモメータ制御部、１１４…ステアリング負荷制御部、７２１…ナックルアーム、７４１…タイロッドエンド。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
