Method of measuring one-side-drift amount of vehicle
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SOLUTION: Respective rollers 1F, 1R for mounting respective wheels WF, WR of the vehicle A are made freely movable along a lateral direction. Lateral- directional forces (cornering forces) acting on the the respective rollers 1F, 1R under the condition where the respective wheels WF, WR are rotated at a prescribed speed are detected by respective detectors 3. A yaw angular-velocity when the vehicle A is brought into a stationary circular turn is calculated based on the lateral-directional forces acting on the respective rollers 1F, 1R, and the one-side-drift amount is calculated based on the yaw angular-velocity.
COPYRIGHT: (C)2002,JPO，下面是Method of measuring one-side-drift amount of vehicle专利的具体信息内容。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハンドルを直進状態にして走行した場合に車体の組立精度やホイールアライメントの調整精度等のばらつきで発生する車両の片流れ量（基準距離進む間に車両が右方または左方へ何ｍずれるかを示す値）を計測する片流れ量計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、特開平６−３３１５０５号公報により、前輪用ローラと後輪用ローラとを備える台上試験機を用い、車両の前後の車輪を対応するローラ上で回転させて車両の片流れ量を計測する方法が知られている。
このものでは、台上試験機に、車両の各車輪に横方向から当接する修正輪と、各車輪が各車輪を横方向に押し戻す押圧力を検出するロードセルとを設け、車輪をローラ上で回転させたときのロードセルの入力荷重を、予め計測装置の入力荷重測定と実走行試験での片流れ量測定とを共通の車両について行って集めたロードセル入力荷重と片流れ量との相関関係を示すデータに基づいて、片流れ量に変換し、この片流れ量が基準値以下か否かで片流れに関する合否判定を行っている。
【０００３】また、従来、特開平８−４３２６３号公報により、台上試験機に、車両のサイドシルに向けて横方向に進退自在で、且つ、鉛直軸線回りに揺動自在な揺動枠を設けて、揺動枠に車両のサイドシルの前後２箇所に当接する１対の測定ローラを取付け、車輪を回転させた状態で揺動枠の横方向移動量と揺動角とを検出して夫々基準値と比較することにより片流れに関する合否判定を行うようにしたものも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記前者の従来技術では、車種毎にロードセル入力荷重と片流れ量との相関関係を示すデータを取る必要があって、手間がかかり、更に、各車輪のタイヤ側面に修正輪を当接させるため、タイヤに修正輪の当接跡が残ることがある。
【０００５】また、上記後者の従来技術は、車両の横方向への並進運動を揺動枠の横方向移動量として検出し、
車両のヨーイング運動を揺動枠の揺動角として検出するものであるが、片流れを生ずる車両であっても車両が検出可能な値まで横方向に移動したりヨーイングするには時間がかかり、短時間での計測が困難になる。 更に、測定ローラをサイドシルに当接させるため、サイドシルに傷が付く可能性もある。
【０００６】本発明は、以上の点に鑑み、車体やタイヤに傷を付けることなく、台上試験機で車両の片流れ量を短時間で計測し得るようにした方法を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明は、前輪用ローラと後輪用ローラとを備える台上試験機を用い、車両の前後の車輪を対応するローラ上で回転させて車両の片流れ量を計測する方法において、各ローラを横方向に移動自在とし、各車輪を所定速度で回転させた状態で各ローラに作用する左右方向の力を検出する工程と、検出したローラの左右方向の力に基づいて車両が定常円旋回する状態になったときの車両のヨー角速度を算出する工程と、算出したヨー角速度に基づいて車両の片流れ量を算出する工程とから成る。
【０００８】車両が片流れするときの動きは、非常に大きな半径の定常円旋回になる。 ここで、各ローラに作用する左右方向の力は各車輪のコーナリングフォースに等しく、定常円旋回時の運動方程式にコーナリングフォースとしてローラの左右方向の力の検出値を代入することによりヨー角速度を求めることができ、このヨー角速度に基づいて片流れ量を算出できる。
【０００９】従って、各車種について実走行試験を行う必要がなく、また、車両が検出可能な値まで横方向に移動したりヨーイングしなくても片流れ量を算出でき、そのため、計測時間の短縮化を図れる。 更に、車体やタイヤに測定子を当接せずに済み、車体やタイヤの傷付きも防止できる。
【００１０】
【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１
Ｒ，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はガイドレール２ａに沿って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を各ローラ支持枠２Ｆ，２Ｒを介して検出するロードセル等の検出器３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４と、従動輪たる後輪ＷＲ用のローラ１Ｒを駆動するモータ５と、検出器３や速度計４からの信号を入力する図外のコンピュータとが設けられている。
【００１１】車両Ａの片流れ量の計測に際しては、車両Ａの各車輪ＷＦ，ＷＲを対応する各ローラ１Ｆ，１Ｒに乗せ、図外の拘束手段により車両Ａが横ずれしないように拘束し、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５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、図２に示す如く、前輪ＷＦと後輪ＷＲの回転速度が所定速度Ｖ（例えば車速換算で４０ｋｍ／ｈ）に達した直後に（Ｓ１）、各ローラ１Ｆ，１Ｒに作用する左右方向の力を各検出器３により所定時間（例えば１００ｍｓ
ｅｃ）サンプリングする（Ｓ２）。
【００１２】ここで、車両Ａの片流れは横方向への並進運動とヨーイング運動とを合成した動きになる。 図３
は、４輪車の簡略化２輪運動モデルを示している。 図中ＹＦとＹＲは前輪ＷＦと後輪ＷＲのコーナリングフォース、βＦとβＲは前輪ＷＦと後輪ＷＲのサイドスリップ角、δＦとδＲは前輪ＷＦと後輪ＷＲのトー角、βは車両Ａの重心のサイドスリップ角、ωは車両Ａの重心のヨー角速度、Ｆは車両Ａの重心の横方向移動力、Ｌは前輪ＷＦと後輪ＷＲとの間の距離、ＬＦは車両Ａの重心と前輪ＷＦとの間の距離、ＬＲは車両Ａの重心と後輪ＷＲとの間の距離である。
【００１３】左右の前輪ＷＦの合計コーナリングフォースを２ＹＦ、左右の後輪ＷＲの合計コーナリングフォースを２ＹＲと仮定すると、４輪車の並進運動の方程式は、車重をＭとして、
【００１４】になり、ヨーイング運動の方程式は、車両Ａの重心周りの慣性モーメントをＩとして、
【００１５】になる。 また、ＹＦとＹＲは、前輪ＷＦと後輪ＷＲのタイヤコーナリングパワー（タイヤのリム径、幅、空気圧によって定まるタイヤに個有の一定値）
をＫＦ，ＫＲとして、
【００１６】
【００１７】になる。 尚、片流れの初期状態では、ω＝
β＝０であって、 ＹＦ＝ＫＦ・δＦ → δＦ＝ＹＦ／ＫＦ-----（３′） ＹＲ＝ＫＲ・δＲ → δＲ＝ＹＲ／ＫＲ-----（４′） になる。 また、式（１）（２）に式（３）（４）を代入して整理すると、
【００１８】
【００１９】になる。 車両Ａが定常円旋回する場合は、
ｄω／ｄｔ＝０，ｄβ／ｄｔ＝０になるので、式（５）
（６）は、
【００２０】
【００２１】になる。 そして、式（５′）（６′）からωを求めると、 ω＝Ｖ（δＦ−δＲ）／（１−Ｋ）Ｌ-----（７）
【００２２】になる。 そして、式（７）のδＦ、δＲとして式（３′）（４′）のδＦ、δＲを代入すると、
【００２３】になる。
【００２４】ここで、右前輪用のローラ１Ｆに作用する左右方向の力をＹＦＲ、左前輪用のローラ１Ｆに作用する左右方向の力をＹＦＬ、右後輪用のローラ１Ｒに作用する左右方向の力をＹＲＲ、左後輪用のローラ１Ｒに作用する左右方向の力をＹＲＬとすると、 ＹＦ＝（ＹＦＲ＋ＹＦＬ）／２-----（８） ＹＲ＝（ＹＲＲ＋ＹＲＬ）／２-----（９） になる。 かくて、各検出器３で検出した各ローラ１Ｆ，
１Ｒの左右方向の力を式（８）（９）に代入してＹＦ，
ＹＲを算出し、このＹＦ，ＹＲを式（７′）に代入することにより、車両Ａが定常円旋回する状態になったときのヨー角速度ωを算出できる。
【００２５】このようにして各ローラ１Ｆ，１Ｒの左右方向の力の検出値からヨー角速度ωを算出すると（Ｓ
３）、次に、車両Ａの片流れ量Ｈをヨー角速度ωに基づいて算出する（Ｓ４）。 ここで、片流れ量Ｈは横方向への並進移動距離であり、車両Ａの横方向への並進加速度はＶ（ｄβ／ｄｔ＋ω）であるから、
【００２６】になる。 定常円旋回ではｄβ／ｄｔ＝０であり、式（１０）は、
【００２７】になる。 Ｈ 0とＶ 0は横方向並進距離と横方向並進速度の初期値であって、定常円旋回ではＨ 0 ＝Ｖ 0
＝０になるから、
【００２８】になる。 片流れ量Ｈを１００ｍ進む間に横方向に何ｍずれるかを示す値とすれば、 ｔ＝１００（ｍ）／Ｖ（ｍ／ｓｅｃ） になり、このｔを式（１２）に代入して片流れ量Ｈ（ｍ
／１００ｍ）を求めることができる。
【００２９】
【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、車体やタイヤに傷を付けることなく、台上試験機上で車両の片流れ量を短時間で計測でき、能率アップを図れる。
【図１】 本発明方法の実施に用いる台上試験機の斜視図
【図２】 片流れ量の計測手順を示すフローチャート
【図３】 車両の運動モデルを示す線図
Ａ 車両 ＷＦ 前輪 ＷＲ 後輪 １Ｆ 前輪用ローラ １Ｒ 後輪用ローラ ３ ローラの左右方向の力を検出する検出器
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