行驶试验装置的制作方法

专利名称：行驶试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在模拟路面上进行汽车的行驶试验的行驶试验装置。
背景技术：
代替在路面上进行汽车的行驶试验，如在日本专利申请公开公报JP6-207886A (以 下，称为专利文献1)中所记载的那样的，将汽车的车轮载置在辊、平带机构等的模拟路面 上，在无需使汽车移动的情况下，使其在模拟路面上行驶(即，使驱动轮在接触模拟路面的 状态下转动)，用于计测燃油消耗率、振动等的行驶试验装置得到使用。通过使用这样的行 驶试验装置，无需准备行驶路线，就能够进行在与行驶时同样状态下的汽车的各种计测。另 夕卜，通过将行驶试验装置设置在屋内，无论天气条件如何，均能够在稳定的条件下进行行驶 试验。

发明内容
此处，在将平带机构作为模拟路面使用的情况下，由于来自汽车轮胎的负载，平带 机构的环形带会相对于滑轮横向(传送带的宽度方向)偏移，因此存在环形带开始蛇行的 可能性。在专利文献1的行驶试验装置中，为了防止该环形带的蛇行，利用油压气缸机构使 滑轮的一个相对于另一个倾斜，以矫正环形带的蛇行。但是，在使汽车以高速行驶的情况下，环形带在宽度方向移动的速度也达到高速， 响应时间长达数百毫秒程度的油压缸机构难以在时速80km以上的高速下抑制蛇行。因此， 在专利文献1的行驶试验装置中，不能够在高速下进行行驶试验。本发明鉴于上述情况完成。即，本发明的目的在于提供即使在使汽车高速行驶的 情况下，仍能够抑制环形带的蛇行的行驶试验装置。提供具备载置汽车的车轮的平带机构和控制平带机构的控制器的行驶试验装置。 在本发明的实施方式的行驶试验装置中，平带机构具备在规定方向排列配置的一对滑轮； 架设在一对滑轮上并绕一对滑轮转动的环形带；一对轴承单元，该轴承单元在滑轮的轴向 两端支承一对滑轮中的一个，使其能够自由转动；矫正机构，该矫正机构通过用电动致动器 使一对轴承单元中的至少一个在规定方向上进退，使一个滑轮的轴绕垂直于所述平带机构 的模拟路面的轴线转动，由此对环形带的蛇行进行矫正；和检测环形带的蛇行的蛇行检测 机构。控制器根据蛇行检测机构的检测结果控制矫正机构，以矫正环形带的蛇行。具有这样结构的行驶试验装置在行驶试验中能够抑制平带的蛇行，能够获得更正 确的试验数据。另外，由于还能够抑制因蛇行而施加在平带上的较大的变形，因此能够延长 平带的寿命。进而，也不会存在因蛇行而对平带机构的驱动系统施加过大负载的情况，因此 能够降低电消耗量，另外还能够降低平带机构整体的故障率。另外，优选滑轮驱动机构使一对轴承单元中的双方分别在规定方向上进退。进一 步优选对矫正机构进行控制，以使一个滑轮的一端侧的轴承单元和另一端侧的轴承单元的 在相互相反的方向上以大致相同的速度移动。即，控制各个轴承单元的规定方向的位置，以使从不进行蛇行矫正时各个轴承单元配置的基准位置起的位移彼此方向相反、大小相同。这样，使支承滑轮的各个端部的轴承单元两者双方进退的结构与仅使一个进退的 结构相比，由于大幅度降低了各个轴承单元的移动量，因此能够实现高速蛇行矫正。另外， 由于还能够大幅度降低在蛇行矫正时在平带上产生的延伸变形，因此能够进一步延长平带 的寿命。另外，由于还能够降低滑轮驱动机构所必需的驱动力，因此也能够实现装置的小型 化，另外，还能够降低耗电量。 轴承单元优选支承一个滑轮，以使一个滑轮的轴能够绕铅直轴线(垂直于平带机 构的模拟路面的轴线)转动。进一步优选为，轴承单元的至少一个具备自动调心轴承，该自 动调心轴承被构成为，轴承单元的轴承的轴和一个滑轮的轴被自动地调心。更加优选自动 调心轴承为球面轴承。另外优选行驶试验装置还具备抵接在环形带的宽度方向两端而支承上述环形带， 并伴随环形带的转动而转动的至少一对导引辊。另外，优选还具备将至少一个轴承单元的移动方向仅限制在上述规定方向的导引 机构。另外，电动致动器优选为通过伺服电动机驱动的滚珠丝杠机构。根据本发明的行驶试验装置，通过由伺服电动机驱动的进给丝杠机构，在试验中 当环形带的蛇行发生时通过使一个滑轮倾斜而对环形带的蛇行进行矫正。能够通过所谓伺 服电动机和进给丝杠机构这样的具有高响应性的机构使滑轮倾斜，因此能够在检测出蛇行 之后立即对蛇行进行矫正，即使环形带的周速度达到200km左右的高速，仍能够抑制环形 带的蛇行。


图1为本发明的实施方式的行驶试验装置的概略侧面图。图2为本发明的实施方式的行驶试验装置的概略上视图。图3为从一侧观察本发明的实施方式的平带机构的概略侧面图。图4为从另一侧观察本发明的实施方式的平带机构的概略侧面图。图5为本发明的实施方式的蛇行检测机构的概略立体图。图6为本发明的实施方式的导引辊的概略立体图。图7为本发明的实施方式的前部滑轮的概略截面图。
具体实施例方式利用附图对本发明的实施方式进行说明。图1和图2分别为本实施方式的行驶试 验装置的侧面图以及上视图。如图2所示，本实施方式的行驶试验装置1具备4组平带机 构100。在进行汽车C的试验时，分别在这4组平带机构100上载置汽车C的各个车轮W。如图1所示，平带机构100具备前部滑轮111、后部滑轮112以及作为架设在前 部滑轮111和后部滑轮112上的环形带的钢带116。汽车C的车轮W配置在该钢带116上。 具体而言，以车轮W与钢带116的移动方向在车轮W与钢带116接触的接触面上一致的方 式，将汽车C配置在平带机构100上。通过这种配置，能够使车轮W的旋转与钢带116的转 动连动。另外，通过线212，将载置在平带机构100上的汽车C的车体B固定在设置于平带 机构100周围的4根支柱211。因此，能够在不使汽车C的车体B运动的情况下，根据平带机构100的驱动，仅使车轮W和悬架装置的运动状态发生改变。如图1所示，平带机构100具备用于对钢带116施加负载的动力吸收装置120。 动力吸收装置120为向正转或倒转方向驱动后部滑轮112的装置，其能够通过钢带116，将 与在汽车加速或减速时施加的惯性力相当的力、或与在坡道行驶时施加在汽车C的力相当 的力施加在汽车C上。另外，在汽车C为2轮驱动车时，能够通过动力吸收装置120，使载置 从动轮的平带机构100的钢带116转动，使从动轮旋转。 如图1和图2所示，本实施方式的行驶试验装置1具备配置在汽车正面的主送风 机310、配置在汽车C的宽度方向外侧的4组副送风机320。主送风机310从汽车C的前方 向后方供给吹送风。另外，副送风机320通过管道322在各个车轮W的前方向斜后方供给 吹送风。这样，本实施方式的行驶试验装置1能够通过动力吸收装置120施加与汽车C行 驶时从路面传递的负载相当的力，另外，能够通过主送风机310和副送风机320提供在行驶 时施加至汽车C的车体B和车轮W上的空气阻力。因此，本实施方式的行驶试验装置1无 需使汽车C的车体B运动，就能够在可看作与汽车C行驶时大致等价的条件下进行行驶试验。下面，对平带机构100的详细结构进行说明。图3为从汽车C左侧观察4个平带 机构100中载置有汽车C左侧的车轮W的平带机构的侧视图。另外，图4为从汽车C的右 侧观察图3所示的平带机构100的侧视图。平带机构100的前部滑轮111通过轴承单元170 (图3)和160 (图4)安装在平 带机构100的框架130的上部框架部132。同样，平带机构100的后部滑轮112通过轴承 181 (图3)和182 (图4)安装在平带机构100的框架130的上部框架132。另外，在平带机 构100，沿钢带116的上部(用于载置车轮W的平坦部)116a的内周面设置有多个辅助辊 115。如图3所示，对于多个辅助辊115，使其轴向平行于前部滑轮111和后部滑轮112的轴 向，在钢带的上部116a的移动方向上等间隔地设置。在将汽车C配置于平带机构100上的 状态下，车轮W通过钢带116被配置在辅助辊115之上，并由辅助轮115支承汽车C。由于 本实施方式的行驶试验装置1像这样不仅通过在架设于前部滑轮111和后部滑轮112上的 钢带116上起作用的张力，还通过辅助辊115支承汽车C，因此能够进行大重量汽车的行驶 试验。下面，对动力吸收装置120进行说明。如图3所示，动力吸收装置120具备固定 于上部框架部132的伺服电动机121，安装在伺服电动机121的输出轴的驱动滑轮122，与 后部滑轮112同轴设置的从动滑轮123以及架设在驱动滑轮122和从动滑轮123上的动力 吸收用环形带124。驱动伺服电动机121时，其输出轴的转矩通过驱动滑轮122、动力吸收 用环形带124以及从动滑轮123传递至后部滑轮112。由传递至后部滑轮112的转矩向钢 带116的上部116a施加前进或后退方向的力。该力从钢带116传递至车轮W。在车轮W为驱动轮的情况下，从动力吸收装置120提供的力成为施加至汽车C的 负载。即，在车轮W向使汽车C前进的方向(绕图3中的逆时针转动)旋转时，动力吸收装 置120将反方向负载提供至车轮W，从而能够向汽车C施加与车轮W在汽车C加速时从实际 路面承受的反作用力等价的力。另一方面，在车轮W向使汽车C前进的方向旋转时，动力吸 收装置120将同方向负载施加至车轮W，从而能够向汽车C提供与车轮W在汽车C减速时从实际路面承受的反作用力等价的力。另外，在车轮W为从动轮的情况下，能够通过动力吸收装置120使车轮W转动。另外，动力吸收装置120能够通过对车轮W施加如同使车轮W向与车轮W的旋转 方向相同或相反的方向旋转那样的负载，向汽车C提供与施加至行驶在下坡或上坡的汽车 上的负载同等的负载。本实施方式的平带机构100被构成为能够计测伴随汽车C的加速或减速从作为模 拟路面的钢带116施加至汽车C上的负载的大小。由于能够进行这样的计测，因此能够在 平带机构100的上部框架部132与下部框架部131之间，夹入多个3轴压电元件142。3轴 压电元件142将从汽车C施加至平带机构100上的载重作为正交3分量力进行计测。由于 从汽车C施加至平带机构100的载重为与从平带机构100施加至汽车C上的载重的反作用 力相等的载重，因此能够根据3轴压电元件142的载重计测结果，计测从路面施加至汽车C 的载重。在使用行驶试验装置1进行汽车C的行驶试验期间，有时通过方向盘操作等从车 轮W向钢带116施加横向(汽车C的宽度方向)的力。这样的横向力施加在钢带116时， 存在钢带116从前部和后部滑轮111、112向横向偏移而发生蛇行的可能性。本实施方式的 行驶试验装置1具备用于矫正钢带116的蛇行的带矫正机构150。在下面对本实施方式的 带矫正机构150的细节进行说明。如图3和图4所示，带矫正机构150具备一对伺服电动机151a和及151b，一对减 速机构155a和155b，一对进给丝杠152a和152b，以及一对进给螺母153a和153b。如图3所示，朝向汽车C的前进方向，在左侧轴承单元170，上下各固定2个滑块 (runner block) 154a，这些滑块分别与在汽车C行驶方向上延伸的上下一对导轨133a卡 合。因此，轴承单元170能够被导轨133a导引而在前后方向上移动。另外如图4所示，朝向 汽车C的前进方向，在右侧轴承单元160，上下各固定2个滑块154b，这些滑行块体分别与 在汽车C行驶方向上延伸的上下一对导轨133b卡合。因此，轴承单元160能够被导轨133b 导引而在前后方向上移动。如图3和图4所示，进给丝杠152a和152b在前后方向上延伸并且分别卡合有进 给螺母153a和153b。另外，进给丝杠152a和152b分别通过减速机构155a和155b，各自 与伺服电动机151a和151b连接。因此，驱动伺服电动机151a和151b时，进给丝杠152a 和152b转动，进给螺母153a和153b沿进给丝杠进退。由于进给螺母153a和153b分别固 定在轴承单元170和160中，因此随着进给螺母153a和153b的进退，轴承单元170和160 也沿进给丝杠进退。此处，朝向汽车C的前进方向，使左侧的轴承单元170前进，并且使右侧轴承单元 160仅后退相同的距离时，则从上观察时前部滑轮111以轴向中央为中心顺时针转动。在左 侧轴承单元170位于右侧轴承单元160前方的状态下，驱动车轮W或动力吸收装置120使 钢带的上部116a前进时，钢带116向右侧移动。另外，若朝向汽车C的前进方向，使左侧的轴承单元170后退，并且使右侧轴承单 元160仅前进相同的距离，则从上观察时前部滑轮111以轴向中央为中心逆时针转动。在 右侧轴承单元160位于左侧轴承单元170前方的状态下，驱动车轮W或动力吸收装置120 使钢带的上部116a前进时，钢带116向左侧移动。
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这样，在本实施方式中，通过用带矫正机构使前部滑轮111如上述那样转动，能够 使钢带116在宽度方向上移动，能够矫正钢带116的宽度方向的位置偏移。此外，在本实施 方式中，轴承单元170和160的移动速度被控制为相同，前部滑轮111如后所述，绕通过其 轴向的中心点的铅直轴线(即，与作为模拟路面的上部116a垂直的轴线)转动。本实施方式的平带机构100具备用于检测钢带116的蛇行的蛇行检测装置 190 (图3，图4)。对蛇行检测装置190的详细说明在后面叙述。行驶试验装置1的控制器 2(图3，4)根据蛇行检测装置190的检测结果，控制带矫正装置150，以矫正钢带116的蛇 行。控制器2能够在检测出蛇行后的1毫秒内向带矫正装置150发送控制信号。进而，在 本实施方式中，通过采用由伺服电动机和进给丝杠机构构成的应答速度较快的致动器，能 够以检测出蛇行后的5毫秒以内的极短的响应时间使前部滑轮111转动。因此，蛇行检测 装置190能够在检测出钢带116的蛇行之后立即对钢带116的蛇行进行矫正，即使以时速 100 数百km的高速进行行驶试验的情况下，仍能够矫正钢带116的蛇行。进而，由于在检 测出蛇行之后立即，即在由蛇行引起钢带116的局部延伸较小的状态下矫正蛇行，因此施 加在钢带116的负载较小，与现有技术中的行驶试验装置相比，能够延长钢带116的寿命。下面，对蛇行检测机构190的结构进行说明。图5为蛇行检测装置190的立体图。 如图5所示，在钢带116的端部116b附近形成狭缝116c。蛇行检测装置190具备以夹着该 狭缝116c的方式配置的发光部191和受光部192。在受光部192设置有在横方向排列配置 的第1受光面192a和第2受光面192b。受光部192能够分别独立计测向第1受光面192a 入射的光线的光量和向第2受光面192b入射的光线的光量。从发光部191发出并通过狭缝116c的光线向受光部192的第1受光面192a或第 2受光面192b入射。在本实施方式中，在钢带116没有发生蛇行的状态下(图中的实线表 示此时的钢带116的端部)，进行调整，以使由第1受光面192a检测出的光量和由第2受光 面192b检测出的光量大致相等。从在钢带116上没有发生蛇行的状态开始，钢带116开始发生蛇行并向第1受光 面192a侧、在宽度方向移动(图中的虚线表示此时的钢带116的端部)时，则在没有发生 蛇行时入射至第2受光面192b的光线的一部分被钢带116遮挡，不能够入射至第2受光面 192b。其结果是，由第2受光面192b检测出的光量小于由第1受光面192a检测出的光量。另一方面，若从在钢带116上没有发生蛇行的状态开始，钢带116发生蛇行并向第 2受光面192b侧、在横方向移动(图中的点划线表示此时的钢带116的端部)，则在没有发 生蛇行时入射至第1受光面192a的光线的一部分被钢带116遮挡，不能够入射至第1受光 面192a。其结果是，由第1受光面192a检测出的光量小于由第2受光面192b检测出的光 量。这样，在本实施方式中，通过比较由第1受光面192a检测出的光量和由第2受光 面192b检测出的光量，能够检测出钢带116向哪个方向移动的蛇行是否发生。如上所述，在本实施方式的行驶试验装置1中，带矫正机构150的蛇行被矫正。另 外，行驶试验装置1在上述带矫正机构150的基础上，还具备用于防止钢带116的蛇行的带 导引机构180。如图3和图4所示，带导引机构180具备被支承的4组导引辊181，该导引 辊181能够自由旋转。对于导引辊181，其旋转轴朝向铅直方向配置，并且，通过图中未表示 的弹簧，朝向钢带116的端部在横方向对该导引辊181施压。
在图6中表示导引辊181的立体图。如图6所示，在导引辊181的圆周面形成有 在圆周方向延伸的槽181a。该槽181a被以槽宽稍大于钢带116厚度的方式形成，以便钢带 116的端部116b嵌入槽181a中。这样，在本实施方式中，由于钢带116被从宽度方向的两端向导引辊181施压，因 此即使向钢带116施加宽度方向的力，钢带116的蛇行也难以发生。进而，如前所述，即使 钢带116稍微发生蛇行，该蛇行也能够通过带矫正机构150 (图3，图4)被迅速矫正。对轴111a进行支承的轴承单元170和160，以使轴111a在各个轴承单元170和 160的位置处绕铅直轴线自由转动的方式对轴111a进行支承，以便在通过本发明的实施方 式的带矫正机构150使前部滑轮111的轴111a绕铅直轴线转动时，不会向轴111a施加弯 曲负载。下面，对轴111a的支承结构进行说明。图7为以垂直于前后方向的面切断本实施方式的前部滑轮111的截面图。如图7 所示，前部滑轮111的轴111a通过2组的组合角面接触滚珠轴承(angular contact ball bearing) 11 lb安装于前部滑轮111的主体111c。因此，轴11 la不转动，主体111c绕轴11 la 转动。此外，组合角面接触滚珠轴承111b分别为背面组合型，以容许施加在轴111a的任意 方向的较大弯曲负载。支承前部滑轮111的轴111a的一侧(图中左侧)端部的轴承单元160具备2组 推力滚珠轴承161、在铅直方向延伸的轴(shaft) 162和壳体(housing) 163。壳体163固定 在进给螺母153b和滑块154b。另外，在轴111a的一侧端部设有在铅直方向延伸的贯通孔 llld。轴162被插入至该贯通孔llld内。另外，轴162通过图中未示出的螺栓(bolt)被 固定在壳体163上。推力滚珠轴承161的一个轨道盘161a被安装在轴承单元160，另一轨道盘161b被 安装在前部滑轮111的轴111a。因此，前部滑轮111的轴111a在推力滚珠轴承161的位置 处，以能够绕轴162自由转动的方式被支承。轴承单元170具备球面轴承171和壳体172。前部滑轮111的轴111a的另一侧 (图中的右侧)的端部被插入至球面轴承171的内圈171a。另外，球面轴承171的外圈171b 被固定在壳体172上。如图5所示，球面轴承171的内圈171a的外周面和外圈171b的内 周面都为球面，通过内圈171a的外周面相对于外圈171b的内周面的滑动，轴111a能够以 该球面的中心点为中心自由摇动。这样，前部滑轮的轴111a在其两端以能够绕铅直轴线自由转动的方式被轴承支 承在上部框架部132。因此，即使将进给丝杠152a或152b向彼此相反的方向驱动而使前部 滑轮111的轴111a在水平面内倾斜，轴111a的两端也能够相对于上部框架部132绕垂直 轴线自由转动，在轴111a上几乎不会产生弯曲应力。另外，球面轴承171以使轴111a不仅能够绕铅直轴线、而且能够绕前后方向的轴 线以及绕横向的轴线转动的方式支承轴111a。因此，即使轴111a因汽车C(图1)的重量弯 曲，球面轴承171的中心和轴111a的中心仍能够被自动地调心。以上为对本发明的一个举例所示的实施方式的说明。本发明的各种实施方式的具 体的方式不应局限于上面说明的方式，能够在由权利要求范围的记载所表现的技术思想的 范围内作出任意变更。例如，在上述实施方式中，虽然驱动一对轴承单元的双方而矫正蛇行，但是也可以
8采用仅驱动一方的结构。在这种情况下，能够采用向扩大滑轮间隔的方向驱动的结构、和向 使滑轮的间隔变窄的方向驱动的结构。考虑平带的寿命时，则优选向使滑轮的间隔变窄的 方向驱动轴承单元。另外，在上述实施方式中，虽然在环形带采用了由不锈钢等高强度钢带形成的钢 带，但是也可以使用其它材质的带。另外，环形带不局限于平带，也可以采用网状带。另外，在上述实施方式中，在矫正机构中采用了由伺服电动机和滚珠丝杠机构构 成的电动致动器，但是也可以采用其它方式的电动致动器。例如，取代伺服电动机，也可以 使用逆变器(inverter)驱动电动机等其它种类的转动电动机，另外，也可以采用线性电动 机。
权利要求
一种行驶试验装置，其无需使汽车移动就能够进行行驶试验，其特征在于，具备载置所述汽车的车轮的平带机构；和控制所述平带机构的控制器，其中，所述平带机构具备在规定方向上排列配置的一对滑轮；架设在所述一对滑轮上并绕该一对滑轮转动的环形带；一对轴承单元，该轴承单元在轴向两端支承所述一对滑轮中的一个，使其能够自由转动；矫正机构，该矫正机构通过用电动致动器使所述一对轴承单元中的至少一个在所述规定方向上进退，使所述一个滑轮的轴绕垂直于所述平带机构的模拟路面的轴线转动；和检测所述环形带的蛇行的蛇行检测机构，所述控制器根据所述蛇行检测机构的检测结果控制所述矫正机构，以矫正所述环形带的蛇行。
2.如权利要求1所述的行驶试验装置，其特征在于所述矫正机构使所述一对轴承单元中的双方分别在所述规定方向上进退。
3.如权利要求1所述的行驶试验装置，其特征在于所述控制器控制所述矫正机构，以使所述一个滑轮的一端侧的轴承单元和另一端侧的 轴承单元的从所述规定方向的基准位置起的位移为彼此方向相反、大小相同。
4.如权利要求1 3中任一项所述的行驶试验装置，其特征在于所述轴承单元支承所述一个滑轮的轴，使该轴能够绕垂直于所述模拟路面的轴线转动。
5.如权利要求4所述的行驶试验装置，其特征在于所述轴承单元中的至少一个具备对该轴承单元的轴和所述一个滑轮的轴自动地进行 调心的自动调心轴承。
6.如权利要求5所述的行驶试验装置，其特征在于 所述自动调心轴承为球面轴承。
7.如权利要求1 3中任一项所述的行驶试验装置，其特征在于所述平带机构还具备抵接在所述环形带的宽度方向两端而支承所述环形带，并伴随所 述环形带的转动而转动的至少一对导引辊。
8.如权利要求1 3中任一项所述的行驶试验装置，其特征在于所述矫正机构还具备将所述至少一个轴承单元的移动方向仅限制在所述规定方向的 导引机构。
9.如权利要求1 3中任一项所述的行驶试验装置，其特征在于 所述电动致动器为通过伺服电动机驱动的滚珠丝杠机构。
全文摘要
本发明提供一种行驶试验装置。平带机构具备在规定方向上排列配置的一对滑轮；架设在一对滑轮上并对应于汽车的车轮的转动而绕一对滑轮转动的环形带；一对轴承单元，该轴承单元在轴向两端支承一对滑轮中的一个，使其能够自由转动；矫正机构，该机构通过使用由伺服电动机驱动的进给丝杠机构，使一对轴承单元中的至少一个在规定方向上进退，能够使一个滑轮的轴相对于规定方向朝水平方向的任意一侧倾斜，以此矫正环形带的蛇行；检测环形带的蛇行的蛇行检测机构，根据蛇行检测机构的检测结果控制矫正机构，以矫正环形带的蛇行。
文档编号G01M17/007GK101839809SQ20101018079
公开日2010年9月22日 申请日期2010年3月19日 优先权日2009年3月19日
发明者宫下博至, 村内一宏, 松本繁, 长谷川正伸, 鸨田修一 申请人:国际计测器株式会社