专利名称：轮胎试验机的驱动控制方法及轮胎试验机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变更对于模拟路面的轮胎的打滑率而进行试验的轮胎试验机的驱动控制方法及轮胎试验机。
背景技术：
以往，作为能够用轮胎驱动用电动机使安装了轮胎的轮胎轴(主轴)旋转、并能够用与轮胎驱动用电动机分立的模拟路面用电动机使具有轮胎接触的模拟路面的驱动滚筒旋转的轮胎试验机，具有美国专利6584835号所示的技术。
在该轮胎试验机中，在轮胎与模拟路面接触的状态下，通过使轮胎的转速(轮胎的速度)、驱动滚筒的转速(驱动滚筒的速度)不同，能够一边使轮胎在模拟路面上滑移一边进行轮胎的各种试验。
在该试验中，通过调整轮胎速度和驱动滚筒速度的速度差，能够变更轮胎相对于模拟路面滑移的程度，即变更打滑率。
但是，在为了使打滑率成为所期望的值而调整轮胎的速度和驱动滚筒的速度时(打滑率变更时)，若轮胎的表面状态(胎面的状态)和轮胎对于模拟路面的接触状况等变化，则有时会对使轮胎旋转的一侧的轮胎驱动用电动机施加异常的负载变动。根据情况，有引起粘附滑移(stick slip)、给轮胎试验机施加很大的负载的问题。
发明内容
因此，本发明鉴于上述问题而提出，其目的在于提供一种轮胎试验机的驱动控制方法及轮胎试验机，在变更打滑率而进行轮胎的试验时，不会给轮胎驱动用电动机施加很大的过负载，而能够尽可能地以宽范围的打滑率进行试验。
为了实现上述目的，本发明提出下面的方法。即，是一种轮胎试验机的驱动控制方法，该轮胎试验机具备轮胎驱动用电动机，经由轮胎轴而使轮胎旋转；模拟路面驱动用电动机，使模拟路面移动；以及控制器，向上述轮胎驱动用电动机提供旋转指令而变更上述轮胎的旋转速度，使得轮胎相对于上述模拟路面的移动的打滑率成为预先设定的值，其中，根据提供上述旋转指令时的轮胎的打滑率，推定作用在轮胎上的前后力，基于推定的前后力推定值求出对于轮胎驱动用电动机的力矩限制值，并将上述力矩限制值应用与提供上述旋转指令而变更上述轮胎的旋转速度时的轮胎驱动用电动机的力矩限制。
上述力矩限制值优选由式(1)求出。
(力矩限制值)＝(前后力推定值)×(轮胎滚动半径)(1) 其中， (前后力推定值)＝(内部系数)×(负载载重)×(打滑率) 轮胎滚动半径从模拟路面到轮胎的轮心的距离 内部系数根据试验条件而不同的系数 负载载重轮胎对于模拟路面的垂直载重 优选是，求出在施加上述旋转指令而向上述轮胎驱动用电动机施加制动力或驱动力而使上述轮胎旋转时作为来自该轮胎一侧的外力而作用在上述模拟路面驱动用电动机上的力矩，将与该外力相当的力矩附加在该模拟路面驱动用电动机的输出力矩上。
上述模拟路面设置为，通过由上述模拟路面驱动用电动机驱动的驱动滚筒而移动，附加在上述模拟路面驱动用电动机上的力矩优选由式(2)～式(4)求出。
FF＝α×Tdm(4) 其中， Td由于轮胎驱动用电动机的制动力或驱动力而作为外力作用在驱动滚筒的旋转轴上的力矩 Tn轮胎驱动用电动机的产生力矩 TH轮胎的滚动半径 DR在驱动滚筒的旋转半径上加上模拟路面的厚度后得到的距离 Tdm由于轮胎驱动用电动机的制动力或驱动力而作为外力作用在模拟路面驱动用电动机的旋转轴上的力矩 Gr与模拟路面驱动用电动机连接的减速机的减速比 FF附加在模拟路面驱动用电动机上的力矩 α修正系数 本发明的其他技术方案，是一种轮胎试验机，包括轮胎驱动用电动机，使轮胎轴旋转；模拟路面；模拟路面驱动用电动机，使上述模拟路面移动；以及控制器，向上述轮胎驱动用电动机提供旋转指令而变更上述轮胎的旋转速度，使得轮胎相对于上述模拟路面的移动的打滑率成为预先设定的目标值，这里，上述控制器包括旋转指令计算部，为了根据上述打滑率来改变轮胎的旋转速度，确定发送给所述轮胎驱动用电动机的旋转指令；前后力推定部，推定提供上述旋转指令时的作用在轮胎上的前后力；力矩限制值设定部，基于推定的上述前后力，设定对于上述轮胎驱动用电动机的力矩限制值；以及力矩限制部，提供上述旋转指令而变更上述轮胎用驱动电动机的转速时，使用上述力矩限制值来对轮胎驱动用电动机进行力矩限制。
上述控制器优选具备作用力矩计算部，求出在提供上述旋转指令而对上述轮胎驱动用电动机施加制动力或驱动力而使上述轮胎旋转时作为来自轮胎侧的外力作用在所述模拟路面驱动用电动机上的力矩；以及力矩附加部，将与在该作用力矩计算部算出的上述外力相当的力矩附加在该模拟路面驱动用电动机的输出力矩上。
根据本发明，在变更打滑率而进行轮胎的试验时，不会给轮胎驱动用电动机施加很大的过负载，而能够尽可能地以宽范围的打滑率进行试验。
图1是第1实施方式的轮胎试验机的整体主视图。
图2是打滑率设定运转的说明图，(a)示出曲线运转，(b)示出阶梯运转，(c)示出固定运转。
图3是示出了轮胎驱动用电动机的控制环的图。
图4是第2实施方式的轮胎试验机的整体主视图。
图5是示出了模拟路面驱动用电动机的控制环的图。
具体实施例方式 下面，参照
本发明的实施方式。
[第1实施方式] 图1是示出轮胎试验机的图。
图1是示出轮胎试验机的整体结构的图。在下面的说明中，设图1的纸面上下方向为上下方向或铅垂方向，图1的纸面左右方向为左右方向，图1的纸面贯通方向为前后方向。
如图1所示，轮胎试验机1具备路面移动机构3，使模拟路面2移动；轮胎保持机构4，旋转自如地保持轮胎T；移动机构5，将轮胎T按压在模拟路面2上、提供滑移角或外倾角(camber)等；以及控制器6，控制轮胎保持机构4、路面移动机构3及移动机构5。
路面移动机构3具备圆筒状的驱动滚筒10、及驱动该驱动滚筒10旋转的模拟路面驱动用电动机11。驱动滚筒10配置在轮胎保持机构4的下方，在其外周面形成有模拟路面2。驱动滚筒10的旋转轴12旋转自如地支承在第1支承台13上。模拟路面驱动用电动机11配置在驱动滚筒10的右侧(图1的右侧)，固定在第1支承台13上。模拟路面驱动用电动机11的旋转轴8和驱动滚筒10的旋转轴12经由传动轴连结而变得一体旋转自如。
轮胎保持机构4配置在路面移动机构3的上方，具备轮胎轴(主轴)15，经由轮辋(未图示)保持轮胎T；壳体16，旋转自如地支承轮胎轴15；6分力计(负载传感器)17，经由壳体16测定轮胎T的载重或力矩；以及轮胎驱动用电动机18，使轮胎轴15旋转。
壳体16及负载传感器17设置在升降自如的移动机构5的升降框架19的下部，该升降框架19支承在设置于第3支承台20上的支承框架21上。轮胎驱动用电动机18设置在配置于第3支承台20右侧的第4支承台上。
轮胎轴15(主轴)和轮胎驱动用电动机18的旋转轴24经由传动轴25和设置在其两端的万向连接头连结而变得一体旋转自如。
用上述的轮胎试验机1进行轮胎试验时，首先，经由轮辋将轮胎T安装在轮胎轴15上，之后，使移动机构5的升降框架19下降，使轮胎T与模拟路面2接触。并且，在使轮胎T与模拟路面2接触的状态下，使模拟路面驱动用电动机11驱动而使驱动滚筒10旋转，并且使轮胎驱动用电动机18驱动而使轮胎轴15旋转，从而能够一边相对于模拟路面2的移动使轮胎T滑移一边进行各种试验。
之后，包含控制器6的结构，详细地说明一边使轮胎T滑移一边进行试验的轮胎试验方法、和该轮胎试验时的驱动控制方法。
在轮胎试验中，首先，将使轮胎T滑移前和滑移后的试验条件(轮胎T的空气压、对于模拟路面2作用在轮胎T上的负载载重、模拟路面移动速度等)分别设为相同的条件(值)。
并且，在该轮胎试验中，如后所述，设定轮胎T相对于模拟路面2的移动的打滑率Sr，在用设定了的打滑率Sr使轮胎T滑移的同时，进行下述各种试验用负载传感器17测定改变轮胎T的外倾角、滑移角时的作用在轮胎T上的负载，或观测使打滑率Sr逐次变化时的轮胎T的胎面等的状态等。此外，本发明适用于在使打滑率Sr变化的同时进行试验的全部，打滑率Sr变更后的各种试验的方式并不限定为上述内容。
在进行打滑率Sr的设定或变更的滑移运转(有时称为打滑率设定运转)中，首先，在先以既定载重将轮胎T按压在驱动滚筒10上的状态(使轮胎T与模拟路面2接触的状态)下，使轮胎轴15以零力矩的状态旋转。即，在打滑率设定运转中，首先，将轮胎T与模拟路面2接触后，轮胎驱动用电动机18不驱动，通过仅使模拟路面驱动用电动机11驱动，令轮胎T成为随着模拟路面2的移动而转动的带动转动状态。
在该带动转动状态中，轮胎T仅借助模拟路面2的移动而旋转，因此，轮胎T不对于模拟路面2滑移，打滑率Sr为零。
并且，用传感器等测定带动转动状态中(打滑率Sr为零时的)模拟路面移动速度(驱动滚筒转速)ωdz、轮胎旋转速度(轮胎转速)ωtz。
接着，在打滑率设定运转中，通过变更轮胎驱动用电动机18的转速而变更轮胎旋转速度，有意地使轮胎T在模拟路面2上滑移。
在打滑率设定运转中，若考虑为了使轮胎T滑移而变更轮胎旋转速度的时间，在变更轮胎旋转速度时，若模拟路面移动速度一定，则如式5所示，轮胎T的打滑率Sr能够由变更时(当前)的轮胎旋转速度ωt、打滑率为零时的轮胎旋转速度ωtz求得。
Sr打滑平 ωt当前(变更时)的轮胎旋转速度(轮胎的转速) ωtz打滑率0的轮胎旋转速度(轮胎的转速) 但是，在打滑率设定运转中，轮胎旋转速度的变更时的轮胎的力经由模拟路面2施加在模拟路面驱动用电动机11上，由于该外力，模拟路面驱动用电动机11的转速变动，实际上，随着轮胎旋转速度的变更，模拟路面移动速度变动。
因此，在本发明中，在打滑率Sr设定运转中，如式(6)所示，从打滑率为零时的轮胎旋转速度ωtz、当前的模拟路面移动速度(变更时的模拟路面移动速度)ωd、打滑率为零时的模拟路面移动速度ωdz，计算与模拟路面移动速度ωdz的变化对应的轮胎旋转速度ωt z’，借助式(7)，加上伴随着轮胎旋转速度的变化的模拟路面移动速度，修正用于设定的打滑率Sr。
其中， Sr打滑率 ωt当前(变更时)的轮胎旋转速度(轮胎的转速) ωd当前(变更时)的模拟路面移动速度(驱动滚筒的转速) ωtz打滑率0的轮胎旋转速度(轮胎的转速) ωdz打滑率0的模拟路面移动速度(驱动滚筒的转速) ωtz’从当前(变更时)的模拟路面移动速度求得的打滑率0相当的轮胎旋转速度 即，在本发明的打滑率设定运转中，从控制器6向轮胎驱动用电动机18提供旋转指令而使轮胎旋转速度增减，使得用式(6)求得的打滑率Sr成为在轮胎试验中使用的目标值(预先设定的值)。
这样，在打滑率设定运转中，适当设定打滑率Sr而进行轮胎试验。若要更详细地看该打滑率设定运转，则在该打滑率设定运转中，如图2所示，具有曲线运转、阶梯运转、固定运转三种运转。这些曲线运转、阶梯运转、固定运转，如上所述，在设定打滑率Sr这一点上是共通的，但在各自的运转中，既定时间内(1步长内)变更打滑率Sr的情况不同。
如图2(a)所示，曲线运转是在既定时间内(1步长内)使打滑率Sr在1步长中渐渐增减直到变为设定的最终打滑率(最终打滑率)的运转。如图2(b)所示，阶梯运转是在既定时间内(1步长内)将打滑率Sr阶段性地增减到最终打滑率、且将一度增加的打滑率保持一定时间的运转。如图2(c)所示，固定运转是在既定时间内(1步长内)使打滑率一举增减至最终打滑率、其后维持最终打滑率直到运转结束的运转。
并且，在曲线运转、阶梯运转、固定运转中，还有单振运转及双振运转。
这里，以轮胎T对于模拟路面2不滑移的打滑率零为基准，设使轮胎旋转速度增加时的打滑率Sr为正侧，使轮胎旋转速度减少时的打滑率Sr为负侧，则单振运转是将轮胎旋转速度固定在增加或减少的任一方、使打滑率Sr向正侧或负侧的一方变化的运转。双振运转是进行轮胎旋转速度的增加及减少两方的、使打滑率Sr向正侧和负侧的两方变化的运转。
由此，在使轮胎T滑移而试验时，进行曲线运转、阶梯运转及固定运转的各自的试验，并且在曲线运转、阶梯运转及固定运转各自中，在单振运转或双振运转中一边改变打滑率Sr一边进行试验。
在曲线运转、阶梯运转、固定运转各自的运转中，进行打滑率Sr的目标值的变更时，每次改变打滑率，要根据其目标值而推定作用在轮胎上的前后力。
具体地，如上所述，从控制器6向与轮胎旋转速度对应的轮胎驱动用电动机18提供旋转指令以使打滑率变为目标值时，根据打滑率的目标值而推定作用在轮胎T上的前后力。该作用在轮胎T上的前后力推定值由式(8)求出。
(前后力推定值)＝(内部系数)×(负载载重)×(打滑率)(8) 内部系数根据试验条件而不同的系数 负载载重轮胎对于模拟路面的垂直载重 式(8)是由实验等求得的。内部系数因轮胎T的种类等而不同，因此，在PC轮胎T(乘用车用轮胎T)中在0.2～0.3的范围内，最好是0.25，TB轮胎T(卡车/大巴用)中在0.08～0.2的范围内，最好是0.12，轮胎T越大内部系数越小。内部系数根据试验条件而设定在0.3～0.08的范围内。能够从例如负载传感器17的测定值、作用在滚筒轴支部上的载重、或使升降框架升降的驱动压力缸的压力求得负载载重。
基于由式(8)求得的前后力推定值，由式(1)求得对于轮胎驱动用电动机18的力矩限制值。
(力矩限制值)＝(前后力推定值)×(轮胎滚动半径)(1) 其中， 轮胎滚动半径从模拟路面到轮胎的轮心的距离 轮胎滚动半径是从如式(1)所示的模拟路面到轮胎的轮心的距离，但在轮胎试验中，实测轮胎滚动半径Tr很困难，因此在本实施方式中，借助式(9)求出轮胎滚动半径Tr。
其中， Tr轮胎滚动半径 DR在驱动滚筒的旋转半径上加上模拟路面的厚度的距离 并且，在打滑率设定运转中，将借助轮胎驱动用电动机18变更轮胎旋转速度时的轮胎驱动用电动机18的输出力矩的上限值，设为由式(1)求出的力矩限制值。
如上所述，在本发明中，在借助轮胎驱动用电动机18变更轮胎旋转速度以使打滑率Sr变为目标值时，使轮胎驱动用电动机18的力矩成为不超过用式(1)求得的力矩限制值。
控制器6具备旋转指令值计算部30、前后力推定部31、力矩限制值设定部32、及第1力矩限制部33。
旋转指令值计算部30决定向轮胎驱动用电动机18提供的旋转指令，使得打滑率Sr成为设定了的目标值。详细地，旋转指令值计算部30若在轮胎试验时被提供目标打滑率Sr，则以变成该目标值的方式，用式(5)及式(6)求出变更的轮胎旋转速度ωt，决定用于成为该轮胎旋转速度ωt的轮胎驱动用电动机18的转速。
详细地，如图3所示，旋转指令值计算部30，向当前的轮胎驱动用电动机18的转速(轮胎旋转速度)、和基于由目标的打滑率Sr求出的轮胎旋转速度的轮胎驱动用电动机18的转速的目标值的差，施加增益而求出旋转指令值。旋转指令值计算部30将求出的旋转指令值输出至第1力矩限制部33。
前后力推定部31基于打滑率Sr的目标值来推定作用在轮胎T上的前后力，因此，提供了打滑率Sr时，使用该打滑率Sr，借助式(8)求得轮胎T的前后力。
力矩限制值设定部32基于在前后力推定部31中推定的前后力，借助式(1)求得对于轮胎驱动用电动机18的力矩限制值，因此将力矩限制值向第1力矩限制部33输出。
第1力矩限制部33在借助旋转指令变更轮胎驱动用电动机18的转速时，将在力矩限制值设定部32求出的力矩限制值作为轮胎驱动用电动机18的旋转指令中的力矩限制，对轮胎驱动用电动机18的输出力矩加以限制。
即，笫1力矩限制部33，首先，在提供基于来自旋转指令值计算部30的旋转指令值的对于轮胎驱动用电动机18的旋转指令时，判断借助该旋转指令驱动轮胎驱动用电动机18时的轮胎驱动用电动机18的输出力矩是否超过力矩限制值。并且，笫1力矩限制部33在输出力矩未超过力矩限制值时，经由电流控制部37，基于从旋转指令值计算部30提供的旋转指令值驱动轮胎驱动用电动机18，在输出力矩超过力矩限制值时，用力矩限制值的力矩使轮胎驱动用电动机18旋转。
根据本发明的轮胎试验机1，借助打滑率的变更，提供了旋转指令时，根据该打滑率推定施加在轮胎上的前后力，基于推定的前后力推定值，求出对于轮胎驱动用电动机18的力矩限制值，对提供旋转指令而变更轮胎的旋转速度时的轮胎驱动用电动机18的力矩限制适用力矩限制值，因此，不对轮胎驱动用电动机18施加很大的过负载，而能够尽可能地以宽范围的打滑率进行试验。即，在本发明中，从变化打滑率时对轮胎作用的前后力得知对于轮胎驱动用电动机18的力矩限制值，因此能够将打滑率设定为直到接近轮胎驱动用电动机18的性能允许的界限。由此，能够增大打滑率的变更范围。
[第2实施方式] 图4及图5是示出笫2实施方式中的轮胎试验机1的图。
该轮胎试验机1中的控制器6除了具备旋转指令值计算部30、前后力推定部31及笫1力矩限制部33，还具备作用力矩计算部34、力矩附加部35。
该作用力矩计算部34，求出在提供旋转指令而对轮胎驱动用电动机18作用制动力或驱动力而使轮胎旋转时对于模拟路面驱动用电动机作为从轮胎一侧的外力而作用的力矩(有时称为作用力矩)。换言之，作用力矩计算部34求出将打滑率Sr作为目标值而使轮胎驱动用电动机18旋转以便成为该打滑率Sr时的作用在模拟路面驱动用电动机11一侧的作用力矩。具体地，作用力矩计算部34在以既定的打滑率Sr使轮胎T旋转时，使用如式(2)及式(3)所示的轮胎驱动用电动机18上产生的产生力矩Tn，求出滑移时作用在模拟路面电动机11一侧的力矩(作用力矩)Tdm。
FF＝α×Tdm(4) 其中， Td借助轮胎驱动用电动机的制动力或驱动力作为外力而作用在驱动滚筒的旋转轴上的力矩 Tn轮胎驱动用电动机的产生力矩 TH轮胎的滚动半径 DR在驱动滚筒的旋转半径上加上模拟路面的厚度的距离 Tdm借助轮胎驱动用电动机的制动力或驱动力作为外力而作用在模拟路面驱动用电动机的旋转轴上的力矩 Gr与模拟路面驱动用电动机连接的减速机的减速比 FF附加在模拟路面驱动用电动机上的力矩 α修正系数 Gr是与模拟路面用电动机11连接的减速机的减速比。
力矩附加部35通过前馈或反馈将与在作用力矩计算部34计算出的外力相当的作用力矩附加在模拟路面驱动用电动机11的输出力矩上，如式(4)所示的、在由作用力矩计算部34计算出的作用力矩Tdm上加上修正系数，将由修正系数修正的作用力矩(FF)作为前馈成分附加在模拟路面驱动用电动机11的输出力矩上。此外，修正系数在0.95～1.05的范围内，在本实施方式中，设修正系数为1.0，Tdm＝FF。
详细地，如图5所示，控制器6在驱动模拟路面驱动用电动机11时，向当前的模拟路面驱动用电动机11的转速、和用于使模拟路面移动速度一定的模拟路面驱动用电动机11的转速的目标值的差，施加控制增益而求出旋转指令值。此时，借助控制器6的力矩附加部35，向与对于模拟路面驱动用电动机11的旋转指令值相对应的输出力矩加上在作用力矩计算部34算出的修正后的作用力矩FF。即，将与在作用力矩计算部34算出的外力相当的修正后的作用力矩FF，借助力矩附加部35，通过前馈附加在模拟路面驱动用电动机11的输出力矩上。此外，作用力矩FF也可以通过反馈附加在模拟路面驱动用电动机11的输出力矩上。
并且，在控制器6中具有限制模拟路面驱动用电动机11的力矩的第2力矩限制部36，笫2力矩限制部36判断模拟路面驱动用电动机11的输出力矩是否没有超过模拟路面驱动用电动机11中的力矩限制值(即，模拟路面驱动用电动机11本身的力矩限制值)，进行输出力矩的限制。此外，模拟路面驱动用电动机11经由电流控制部37，基于从控制器6提供的旋转指令进行驱动。
在该笫2实施方式的轮胎试验机1中，在使模拟路面驱动用电动机11与轮胎驱动用电动机18的驱动一起驱动时，在借助轮胎驱动用电动机18的驱动使轮胎轴15旋转时，在作用力矩计算部34求出与从轮胎一侧向模拟路面驱动用电动机11的外力相当的作用力矩，借助力矩附加部35将求出的作用力矩FF附加在与旋转指令值对应的输出力矩上。
根据第2实施方式，在借助轮胎驱动用电动机18的驱动变更轮胎旋转速度时，由于将作用力矩FF预先施加在模拟路面驱动用电动机11上，即使变化打滑率Sr，驱动滚筒10的转速(模拟路面移动速度)也能够大致不变化而成为一定的。换言之，在打滑率设定运转中，随着变更打滑率Sr(改变轮胎驱动用电动机18的驱动力)，即使在驱动滚筒10的模拟路面2侧作用来自轮胎一侧的外力，由于将与该外力相当的作用力矩作用在模拟路面驱动用电动机11上，模拟路面移动速度也不变动。即，将模拟路面移动速度的条件保持一定，且能够进行打滑率Sr与任何测定对象量的关系的测定，因此能够提高该打滑率Sr和该测定对象量的关系的测定精度。
并且，结束作用轮胎驱动用电动机18一侧的制动力或驱动力的运转、即制动驱动运转，轮胎T回复进行作用了制动力或驱动力的运转之前的状态时，从轮胎T一侧(轮胎驱动用电动机18一侧)向驱动滚筒10的模拟路面2侧作用的力矩(外力)突然消失。在本实施方式中，由于附加了作用力矩FF，若轮胎驱动用电动机18一侧的力矩Tn变为零，则直接地附加在模拟路面驱动用电动机11上的作用力矩FF变为零。即，与轮胎驱动用电动机18的制动驱动运转的结束同时地，模拟路面驱动用电动机11切换为用于使驱动滚筒10的转速(模拟路面移动速度)一定的控制。其结果，即使轮胎驱动用电动机18结束制动驱动运转，也基本没有模拟路面移动速度变动。
由此，即使是使轮胎驱动用电动机18结束制动驱动运转之后立刻，模拟路面移动速度的变动也很少，因此能够维持该状态而使轮胎驱动用电动机18再次制动驱动运转，能够立即进行新的轮胎试验。即，轮胎试验结束后，也能够将驱动滚筒10的速度保持一定，因此能够立即进行下面的轮胎试验。
[第3实施方式] 在该第3实施方式中，说明进行一边在变更轮胎的对于模拟路面的前后力(切线力)一边计算测量IS08855坐标系的Xw轴方向的力的试验的前后力试验。在驱动轮胎驱动用电动机18和上述模拟路面驱动用电动机11双方而进行的试验中，除了第1、2实施方式中说明的滑移试验之外，还有前后力试验。
在前后力试验中，首先，在先以既定载重将轮胎T按压在驱动滚筒10上的状态(使轮胎T与模拟路面2接触的状态)下，借助模拟路面的移动令轮胎成为带动转动状态。即使轮胎以打滑率为零的状态旋转。
并且，借助负载传感器测定打滑率为零的状态时的、轮胎对于模拟路面的前后力Fx0。并且，借助该轮胎的前后力Fx0、和轮胎的滚动半径TH，如式(10)所示，计算轮胎驱动用发动机18的输出力矩Tq，由该输出力矩Tq使轮胎驱动用电动机18驱动，使得轮胎的前后力成为预先设定的目标值Fx。
Tq＝(Fx±Fx0)×TH(10) 其中， Tq轮胎驱动用电动机的输出力矩 Fx当前(变更时)的轮胎的前后力 Fx0打滑率0的轮胎的前后力 这样，在使轮胎驱动用电动机18驱动时，作用力矩计算部34在以既定的力矩Tq使轮胎T旋转时，使用在该驱动用电动机上产生的产生力矩Tn(Tn＝Tq)，求得从轮胎一侧作用在模拟路面用电动机一侧的作用力矩Tdm。力矩附加部35将与在作用力矩计算部34计算出的外力相当的作用力矩作为前馈成分，附加在该模拟路面驱动用电动机11的输出力矩上。
此外，轮胎为TB(卡车、大巴用轮胎)的情况与PC轮胎(乘用车用轮胎)或LT轮胎(小型卡车用轮胎)相比，作用在轮胎上的垂直载重大，有时在高载重条件下进行试验。在这样的情况下，即使用式(10)计算轮胎驱动用电动机18的输出力矩Tq，也有力矩变得稍稍不足的可能性。因此，根据轮胎的种类及负载载重(垂直载重)，在前后力试验中，也可以借助式(11)来修正轮胎驱动用电动机18的输出力矩Tq。
Tq′＝Tk×Tq＝Tk×(Fx±Fx0)×TH (11) 其中， Tq’修正后的轮胎驱动用电动机的输出力矩 Tk修正系数 式(11)所示的修正系数，能够借助实验求出消除力矩不足的值。
根据本发明，上面求出向轮胎驱动用电动机18作用制动力或驱动力而使轮胎旋转时对于模拟路面驱动用电动机11作为来自轮胎一侧的外力作用的作用力矩，将与该外力相当的力矩作为前馈成分附加在该模拟路面驱动用电动机11的输出力矩上，因此，即使轮胎驱动用电动机18的输出力矩变化，驱动滚筒10的转速(模拟路面移动速度)也能够基本不变化而成为一定的。换言之，在前后力试验中，即使随着改变轮胎驱动用电动机18的输出力矩，在驱动滚筒10的模拟路面2一侧作用来自轮胎一侧的外力，由于与其外力相当的作用力矩附加在模拟路面驱动用电动机11上，所以也能够抑制模拟路面移动速度的变动。
此外，应认为本次公开的实施方式全部的要点是示例而并非限制的内容。例如，在上述实施方式中，公开了旋转滚筒的表面本身是模拟路面的轮胎试验机，但本发明也可以适用于在旋转滚筒和从动滚筒上卷绕平带而将平带的表面作为模拟路面的轮胎试验机中。
本发明的范围并非是上述说明由权利要求书示出而并非有上述说明示出，包含与权利要求书同等的意思及范围内的全部的变更。
权利要求
1.一种轮胎试验机的驱动控制方法，该轮胎试验机具备轮胎驱动用电动机，经由轮胎轴而使轮胎旋转；模拟路面驱动用电动机，使模拟路面移动；以及控制器，向上述轮胎驱动用电动机提供旋转指令而变更上述轮胎的旋转速度，使得轮胎相对于上述模拟路面的移动的打滑率成为预先设定的值，
该轮胎试验机的驱动控制方法的特征在于，
根据提供上述旋转指令时的轮胎的打滑率，推定作用在轮胎上的前后力，基于推定的前后力推定值求出对于轮胎驱动用电动机的力矩限制值，并将上述力矩限制值应用于提供上述旋转指令而变更上述轮胎的旋转速度时的轮胎驱动用电动机的力矩限制。
2.如权利要求1所述的轮胎试验机的驱动控制方法，其特征在于，上述力矩限制值由式(1)求出，
(力矩限制值)＝(前后力推定值)×(轮胎滚动半径)(1)
其中，
(前后力推定值)＝(内部系数)×(负载载重)×(打滑率)
轮胎滚动半径从模拟路面到轮胎的轮心的距离
内部系数根据试验条件而不同的系数
负载载重轮胎对于模拟路面的垂直载重。
3.如权利要求1所述的轮胎试验机的驱动控制方法，其特征在于，求出提供上述旋转指令而对上述轮胎驱动用电动机施加制动力或驱动力而使上述轮胎旋转时作为来自该轮胎一侧的外力而作用在上述模拟路面驱动用电动机上的力矩，将与该外力相当的力矩附加在该模拟路面驱动用电动机的输出力矩上。
4.如权利要求3所述的轮胎试验机的驱动控制方法，其特征在于，上述模拟路面设置为通过由上述模拟路面驱动用电动机驱动的驱动滚筒而移动，附加在上述模拟路面驱动用电动机上的力矩由式(2)～式(4)求出，
FF＝α×Tdm (4)
其中，
Td由于轮胎驱动用电动机的制动力或驱动力而作为外力作用在驱动滚筒的旋转轴上的力矩
Tn轮胎驱动用电动机的产生力矩
TH轮胎的滚动半径
DR在驱动滚筒的旋转半径上加上模拟路面的厚度后得到的距离
Tdm由于轮胎驱动用电动机的制动力或驱动力而作为外力作用在模拟路面驱动用电动机的旋转轴上的力矩
Gr与模拟路面驱动用电动机连接的减速机的减速比
FF附加在模拟路面驱动用电动机上的力矩
α修正系数。
5.一种轮胎试验机，包括
轮胎驱动用电动机，使轮胎轴旋转；
模拟路面；
模拟路面驱动用电动机，使上述模拟路面移动；
控制器，向上述轮胎驱动用电动机提供旋转指令而变更上述轮胎的旋转速度，使得轮胎相对于上述模拟路面的移动的打滑率成为预先设定的目标值，
这里，上述控制器包括
旋转指令计算部，为了根据上述打滑率来改变轮胎的旋转速度，确定发送给所述轮胎驱动用电动机的旋转指令；
前后力推定部，推定提供上述旋转指令时的作用在轮胎上的前后力；
力矩限制值设定部，基于推定的上述前后力，设定对于上述轮胎驱动用电动机的力矩限制值；
力矩限制部，在提供上述旋转指令而变更上述轮胎用驱动电动机的转速时使用上述力矩限制值来对轮胎驱动用电动机进行力矩限制。
6.如权利要求5所述的轮胎试验机，其特征在于，上述控制器还具备
作用力矩计算部，求出在提供上述旋转指令而对上述轮胎驱动用电动机施加制动力或驱动力而使上述轮胎旋转时作为来自轮胎一侧的外力而作用在上述模拟路面驱动用电动机上的力矩；
力矩附加部，将与在该作用力矩计算部算出的上述外力相当的力矩附加在该模拟路面驱动用电动机的输出力矩上。
全文摘要
一种轮胎试验机的驱动控制方法，该轮胎试验机具备控制器(6)，该控制器(6)给轮胎驱动用电动机施加旋转指令而变更轮胎的旋转速度，使得轮胎对于模拟路面的移动的打滑率成为预先设定的值，根据提供旋转指令时的轮胎的打滑率而推定作用在轮胎上的前后力，基于推定的前后力推定值求出对于轮胎驱动用电动机的力矩限制值，对提供旋转指令而变更轮胎的旋转速度时的轮胎驱动用电动机的力矩限制使用力矩限制值。根据这样的结构，在变更打滑率而进行轮胎的试验时，能够不给轮胎驱动用电动机施加很大的过负载地进行试验。
文档编号G01M17/02GK101650267SQ20091016702
公开日2010年2月17日 申请日期2009年8月12日 优先权日2008年8月12日
发明者北侧光博, 堀口史郎 申请人:株式会社神户制钢所