车辆用试验装置以及车辆用试验系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供车辆用试验装置以及车辆用试验系统。车辆用试验装置(1)包括：试验品搭载用车身(2)，其安装有与左前轮、右前轮、左后轮以及右后轮四个车轮对应的四个车轴(21S、22S、23S、24S)并供试验品搭载；第一运动基座(3)，其用于支承试验品搭载用车身(2)，并使试验品搭载用车身(2)进行六个自由度的运动；以及四个第二运动基座(4、5、6、7)，它们用于支承各车轴(21S、22S、23S、24S)，并使各车轴(21S、22S、23S、24S)进行六个自由度的运动。
【专利说明】车辆用试验装置以及车辆用试验系统
[0001] 本申请主张于2013年4月26日提出的日本专利申请第2013-094081号的优先权， 并在此引用包括说明书、附图及说明书摘要在内的全部内容。
【技术领域】
[0002] 本发明涉及进行汽车部件、车辆的性能试验的车辆用试验装置以及具备该车辆用 试验装置的车辆用试验系统。
【背景技术】
[0003] 日本特开2008-175778号公报记载有如下装置，作为车辆用试验装置而具备：能 够横向移动的前后一对横移动架台；在上述横移动架台上表面左右各设置一组的四组六个 自由度液压缸群；分别与这六个自由度液压缸群的上端连结的四个旋转升降架台；以及分 别设置于这四个旋转升降架台上并供车辆的四个车轮载置的四个旋转带。其他，参照日本 特开2006-138827号公报以及日本特开2009-536736号公报。
[0004] 在实车加速时、减速时、转弯时等，对车身作用有惯性力。在上述的现有装置中，为 了对车身施加这种惯性力，需要通过驱动旋转带旋转，来使车身相对于支承车轮的旋转带 而相对地行驶。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的之一在于提供不使车身相对于支承车轮的部件相对地行驶，便能够 将与实车加速时、减速时、转弯时等作用于车身的惯性力相同的力施加给车身的车辆用试 验装置以及具备该车辆用试验装置的车辆用试验系统。
[0006] 本发明的一实施方式的车辆用试验装置具备：试验品搭载用车身，其安装有与左 前轮、右前轮、左后轮以及右后轮四个车轮对应的四个车轴，并且供试验品搭载；第一运动 基座，其用于支承所述试验品搭载用车身，并且使所述试验品搭载用车身进行六个自由度 的运动；以及四个第二运动基座，它们用于支承所述各车轴，并且使所述各车轴进行六个自 由度的运动。
[0007] 在上述实施方式的车辆用试验装置中，在利用第二运动基座支承各车轴的状态 下，能够利用第一运动基座直接对试验品搭载用车身施加力。由此，能够不使车身相对于支 承车轮（车轴）的部件相对地行驶，便能够将与实车加速时、减速时、转弯时等作用于车身 的惯性力相同的力施加给试验品搭载用车身。
[0008] 上述实施方式的车辆用试验装置可以构成为，所述各运动基座包括：固定基座； 可动基座，其配置于所述固定基座的上方；以及促动器，其连结于所述固定基座与所述可动 基座之间，用于使所述可动基座进行六个自由度的运动，在所述第一运动基座的所述可动 基座上以载置所述试验品搭载用车身的状态固定所述试验品搭载用车身，在所述各第二运 动基座的所述可动基座上支承对应的车轴。
[0009] 上述实施方式的车辆用试验装置可以构成为，还具备四个电动马达，所述四个电 动马达分别与所述各车轴的外端部连结，用于对所述各车轴赋予旋转力，在所述各第二运 动基座的所述可动基座上，经由与对应的车轴连结的所述电动马达的马达主体而支承所述 对应的车轴。
[0010] 根据该构成，能够对车轴施加与实车行驶时从路面状况等外部施加给车轴的旋转 力相同的旋转力。
[0011] 上述实施方式的车辆用试验装置可以构成为，还具备车轮，该车轮以能够一体旋 转的方式与所述各车轴连结，在所述各第二运动基座的所述可动基座上，经由与对应的车 轴连结的所述车轮而支承所述对应的车轴。
[0012] 本发明的一实施方式的车辆用试验系统具备上述实施方式的车辆用试验装置和 对所述各运动基座进行控制的控制装置。
[0013] 根据上述实施方式的车辆用试验系统，不使车身相对于支承车轮（车轴）的部件 相对地行驶，便能够将与实车加速时、减速时、转弯时等作用于车身的惯性力相同的力施加 给试验品搭载用车身。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 通过以下参照附图对本发明的实施方式示例进行的详细描述，本发明的上述及其 他特征和优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的元件 ：
[0015] 图1是表示该发明的第一实施方式的车辆用试验装置的外观的简要立体图。
[0016] 图2是图解地表示图1的车辆用试验装置的主视图。
[0017] 图3是图解地表示图1的车辆用试验装置的侧视图。
[0018] 图4是图解地表示图1的车辆用试验装置的俯视图。
[0019] 图5是表示外力附加用马达向前方右侧的第二运动基座的可动基座安装的安装 构造的局部放大主视图。
[0020] 图6是图5的侧视图。
[0021] 图7是图5的俯视图。
[0022] 图8A以及图8B是用于对模拟在平地上加速时的车辆行驶状态的情况下的各运动 基座的控制例进行说明的示意图，图8A是表示车辆在平地上静止的状态的示意图，图8B是 表示在平地上加速时的车辆行驶状态的示意图。
[0023] 图9A以及图9B是用于对模拟在坡路上加速时的车辆行驶状态的情况下的各运动 基座的控制例进行说明的示意图，图9A是表示车辆在坡路上静止的状态的示意图，图9B是 表示在坡路上加速时的车辆行驶状态的示意图。
[0024] 图10A以及图10B是用于对模拟转弯时的车辆行驶状态的情况下的各运动基座的 控制例进行说明的示意图，图10A是表示直线行驶的状态的示意图，图10B是表示转弯时的 车辆行驶状态的示意图。
[0025] 图11是表示车辆用试验系统的简要的电构成的框图。
[0026] 图12是表不车辆用试验系统的又一例的简要的电构成的框图。
[0027] 图13是表示该发明的第二实施方式的车辆用试验装置的外观的简要立体图。
[0028] 图14是图解地表示图13的车辆用试验装置的主视图。
[0029] 图15是图解地表示图13的车辆用试验装置的侧视图。
[0030] 图16是图解地表示图13的车辆用试验装置的俯视图。
【具体实施方式】
[0031] 以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。
[0032] 车辆用检测装置1包括：试验品搭载用车身2,其安装有与左前轮、右前轮、左后轮 以及右后轮四个车轮对应的四个车轴21S、22S、23S、24S并且供试验品搭载；第一运动基座 3,其用于支承试验品搭载用车身2并且使试验品搭载用车身2进行六个自由度的运动；以 及四个第二运动基座4、5、6、7,它们用于支承各车轴21S、22S、23S、24S并且使各车轴21S、 22S、23S、24S进行六个自由度的运动。
[0033] 在图1?图4中，用附图标记2f表示试验品搭载用车身2的前端，用附图标记2r 表示试验品搭载用车身2的后端。
[0034] 在试验品搭载用车身2的四个车轴21S、22S、23S、24S未安装车轮。在试验品搭载 用车身2的四个车轴21S、22S、23S、24S的外端部连结有用于对车轴施加旋转力的四个电动 马达（以下，称为外力附加用马达。）31、32、33、34的输出轴。各外力附加用马达31、32、 33、34是用于将与实车行驶时从外部施加于各车轴的旋转力（外力）相同的旋转力分别独 立地赋予对应的车轴21S、22S、23S、24S的部件。外力例如包括：在实车行驶的情况下因路 面摩擦等而施加于各车轴的旋转负载、在实车下坡的情况下经由路面而施加于各车轴的旋 转力等。
[0035] 在试验品搭载用车身2搭载有各种汽车部件的试验品。在本实施方式中，将电动 动力转向装置（EPS)40、用于通过电动马达对左后轮用的车轴23S以及右后轮用的车轴24S 进行驱动的后轮驱动模块50作为试验品而搭载于试验品搭载用车身2。
[0036] 在本实施方式中，EPS40是转向柱辅助式EPS。如公知的那样，EPS40包括：方向盘 81、用于与方向盘81的旋转连动而使前轮转向的转向机构82、以及用于辅助驾驶员的转向 操纵的转向操纵辅助机构83。但是，在本实施方式中，由于未安装前轮，所以转向机构82没 有与前轮连结。方向盘81与转向机构82经由转向轴而机械连结。
[0037] 转向机构82包括由设置于转向轴的下端的小齿轮和设置有与小齿轮啮合的齿条 的齿条轴所构成的齿轮齿条机构。
[0038] 转向操纵辅助机构83包括用于产生转向操纵辅助力的电动马达41 (参照图11。 以下，称为辅助马达41。）、和用于将辅助马达41的输出扭矩传递至转向轴的减速机构（省 略图示）。
[0039] EPS40包括用于控制辅助马达的E⑶42 (参照图11。以下，称为EPS用E⑶42)、和 用于检测齿条轴的轴向的位移位置的直线位移传感器（省略图示）。
[0040] 后轮驱动用模块50包括：用于驱动后轮用的车轴23S、24S旋转的电动马达51 (参 照图11。以下，称为后轮驱动马达51。）、用于将后轮驱动马达51的旋转力传递至后轮用 的车轴23S、24S的传递机构（省略图示）、用于控制后轮驱动马达51的E⑶52 (参照图11。 以下，称为后轮驱动马达用ECU52。）、以及用于检测后轮用车轴23S、24S方或者任意一方的 旋转角的旋转角传感器（省略图示）。传递机构包括离合器以及减速机构。传递机构也可 以只包括离合器以及减速机构中的任意一方。
[0041] 各运动基座3、4、5、6、7固定于载置在地板上的平台10。如公知的那样，各运动基 座3、4、5、6、7包括：固定于平台10的固定基座11、配置在固定基座11的上方的可动基座 (移动基座）12、连结于固定基座11与可动基座12之间用于使可动基座12进行六个自由 度的运动（前后、左右、上下、横滚（roll)、俯仰（pitch)、偏转（yaw)的运动）的促动器13、 以及对促动器13进行驱动控制的运动控制器（省略图示）。促动器13由六个电动缸构成。
[0042] 在弟一运动基座3的可动基座12上以载直试验品彳合载用车身2的中央部的状态 固定试验品搭载用车身2。换句话说，在第一运动基座3的可动基座12的上表面安装试验 品搭载用车身2的下表面的中央部。
[0043] 在前方左侧的第二运动基座4的可动基座12,经由多个弹性体15以及马达安装 板16安装有外力附加用马达31。在前方右侧的第二运动基座5的可动基座12,经由多个 弹性体15以及马达安装板16安装有外力附加用马达32。在后方左侧的第二运动基座6的 可动基座12,经由多个弹性体15以及马达安装板16安装有外力附加用马达33。在后方右 侧的第二运动基座7的可动基座12,经由多个弹性体15以及马达安装板16安装有外力附 加用马达34。
[0044] 外力附加用马达31?34向各第二运动基座4?7的可动基座12安装的安装构 造完全相同。在此，参照图5?图7对外力附加用马达32向前方右侧的第二运动基座5的 可动基座12安装的安装构造详细地进行说明。马达安装板16俯视观察呈矩形。在马达安 装板16上固定有外力附加用马达32的马达主体。在马达安装板16的下表面的四个角部 分别安装有俯视观察呈圆形的弹性体15。换句话说，四个弹性体15的上表面通过粘合剂固 定于马达安装板16的下表面的四个角部。
[0045] 各弹性体15的下表面通过粘合剂固定于前方右侧的第二运动基座5的可动基座 12的上表面。通过上述安装构造，将外力附加用马达32经由四个弹性体15以及马达安装 板16而安装于前方右侧的第二运动基座5的可动基座12上。
[0046] 在该车辆用检测装置1中，通过第一运动基座3来支承试验品搭载用车身2。分别 通过第二运动基座4、5、6、7来支承外力附加用马达31、32、33、34。换言之，车轴21S、22S、 23S、24S的外端部分别经由外力附加用马达31、32、33、34而支承于第二运动基座4、5、6、7。
[0047] 因此，在该车辆用检测装置1中，通过对第一运动基座3的促动器13进行驱动控 制，能够造出各种车身姿势。通过独立地对第二运动基座4、5、6、7的促动器13进行驱动控 制，能够造出各种路面状态。因此，通过独立地控制各运动基座3、4、5、6、7的促动器13,能 够模拟各种车辆行驶状态。
[0048] 在该车辆用检测装置1中，能够将与实车行驶时从外部施加于各车轴的旋转力 (外力）相同的旋转力独立地赋予对应的车轴215、225、235、245。由此，能够再现与实际的 驾驶状况对应的驱动负载、悬置动作。
[0049] 在该车辆用检测装置1中，在通过第二运动基座4、5、6、7来支承各车轴21S?24S 的状态下，能够通过第一运动基座3而直接将力施加给试验品搭载用车身2。由此，不使试 验品搭载用车身2相对于支承车轴21S?24S而相对地行驶，便能够将与实车加速时、减速 时、转弯时等作用于车身的惯性力相同的力施加给试验品搭载用车身2。
[0050] 另外，在该车辆用检测装置1中，通过第一运动基座3,能够使试验品搭载用车身2 进行偏转运动。由此，能够模拟偏转运动。
[0051] 以下，更具体地进行说明。在以下的说明中，X轴是指通过试验品搭载用车身2的 重心且沿车身的前后方向延伸的轴。Y轴是指通过试验品搭载用车身2的重心且沿车身的 左右方向延伸的轴。另外，Ζ轴是指通过试验品搭载用车身2的重心且沿车身的上下方向 延伸的轴。换句话说，X轴、Υ轴以及Ζ轴为固定于试验品搭载用车身2的坐标系（以下，称 为车身坐标系。）。
[0052] 图8Α以及图8Β是用于对模拟在平地上加速时的车辆行驶状态的情况下的各运动 基座的控制例进行说明的示意图。
[0053] 图8Α表示车辆在平地上静止的状态。此时，各运动基座3、4、5、6、7的可动基座12 的上表面与平台10的上表面平行。而且，将各运动基座3、4、5、6、7的可动基座12的高度 调整为使由车身坐标系的X轴以及Υ轴规定的ΧΥ平面与平台10的上表面平行。
[0054] 在平地上加速时的车辆行驶状态能够如下地形成。即，参照图8Β，将第二运动基 座4、5、6、7全部固定为图5Α的静止状态，驱动第一运动基座3的促动器13以使第一运动 基座3的可动基座12向绕Υ轴的第一方向（箭头所示的方向）旋转。上述绕Υ轴的第一 方向是指将试验品搭载用车身2的前端向上方抬起的方向。
[0055] 换句话说，在各外力附加用马达31?34支承于所对应的第二运动基座4、5、6、7 的状态下，驱动第一运动基座3的可动基座12向绕Υ轴的第一方向旋转。由此，对试验品 搭载用车身2直接赋予使试验品搭载用车身2向绕Υ轴的第一方向旋转的旋转力。换句话 说，能够将与实车加速时作用于车身的惯性力相同的力直接赋予给试验品搭载用车身2。由 此，不使试验品搭载用车身2相对于支承车轴21S?24S的部件而相对地行驶，便能够模拟 在平地上加速时的车辆行驶状态。在该情况下，能够进行俯仰动作评价、悬置动作评价等。
[0056] 在模拟减速时的车辆行驶状态的情况下，只要使施加于第一运动基座3的可动基 座12的绕Υ轴的旋转力的方向成为与模拟加速时的车辆行驶状态的情况下的第一方向相 反的方向（将试验品搭载用车身2的后端向上方抬起的方向）即可。
[0057] 图9Α以及图9Β是用于对模拟在坡路上加速时的车辆行驶状态的情况下的各运动 基座的控制例进行说明的示意图。对坡路为上坡的情况进行说明。
[0058] 图9Α表示车辆在坡路上静止的状态。此时，各运动基座3、4、5、6、7的可动基座12 的上表面与假定的坡路的表面平行。而且，将各运动基座3、4、5、6、7的可动基座12的高度 调整为由车身坐标系的X轴以及Υ轴规定的ΧΥ平面与假定的坡路的表面平行。
[0059] 该静止状态能够从平地上的静止状态如下地形成。换句话说，与坡路的倾斜角对 应地使第一运动基座3的可动基座12向绕Υ轴的第一方向旋转规定量。另外，与此同时， 与坡路的倾斜角对应地使各第二运动基座4、5、6、7的可动基座12向绕Υ轴的第一方向旋 转规定量并且向Ζ轴方向（上下方向）移动。上述绕Υ轴的第一方向是指将试验品搭载用 车身2的前端向上抬起的方向。此外，此时，前侧两个第二运动基座4、5的可动基座12向 上方移动，后侧两个第二运动基座6、7的可动基座12向下方移动。
[0060] 在坡路上加速时的车辆行驶状态能够从图9Α的静止状态如下地形成。参照图9Β， 将第二运动基座4、5、6、7的可动基座12全部固定为图9Α的坡路上的静止状态，驱动第一 运动基座3的促动器13以使第一运动基座3的可动基座12向绕Υ轴的第一方向（箭头所 示的方向）旋转。
[0061] 在各外力附加用马达31?34支承于所对应的第二运动基座4、5、6、7的状态下， 驱动第一运动基座3的可动基座12向绕Υ轴的第一方向旋转。由此，对试验品搭载用车身 2直接赋予使试验品搭载用车身2向绕Y轴的第一方向旋转的旋转力。换句话说，能够将与 实车在坡路（该例中为上坡）上加速时作用于车身的惯性力相同的力直接赋予给试验品搭 载用车身2。由此，不使试验品搭载用车身2相对于支承车轴21S?24S的部件而相对地行 驶，便能够模拟在坡路上加速时的车辆行驶状态。在该情况下，能够进行俯仰动作评价、悬 置以及驱动轴动作评价、轮毂轴承的评价等。
[0062] 在模拟在坡路上减速时的车辆行驶状态的情况下，只要使施加于第一运动基座3 的可动基座12的绕Υ轴的旋转力的方向成为与模拟在坡路上加速时的车辆行驶状态的情 况下的第一方向相反的方向（将试验品搭载用车身2的后端向上方抬起的方向）即可。
[0063] 图10Α以及图10Β是用于对模拟转弯时的车辆行驶状态的情况下的各运动基座的 控制例进行说明的示意图。
[0064] 图10Α是表示车辆直线行驶的状态。如图10Β所示，对车辆从该状态向左方转弯 的情况进行说明。
[0065] 参照图10Β，为了使试验品搭载用车身2向左方转弯，使第一运动基座3的可动基 座12绕Ζ轴向俯视观察为逆时针的方向旋转。另外，使第二运动基座4、5、6、7的可动基座 12全部绕Ζ轴向俯视观察为逆时针的方向旋转，并且在由车身坐标系的X轴以及Υ轴规定 的ΧΥ平面内移动以使外力附加用马达31?34伴随着试验品搭载用车身2的转弯运动而 移动。由此，各第二运动基座4、5、6、7的可动基座12从图10Β的双点划线所示的位置移动 至实线所示的位置。由此，能够模拟转弯时的车辆行驶状态。在该情况下，能够进行车轴 21S?24S的轴向负载的评价、转向操纵扭矩的评价、齿条轴力的评价、轮毂轴承的评价等。
[0066] 在该车辆用检测装置1中，通过由五个运动基座3、4、5、6、7支承试验品搭载用车 身2以及车轴21S?24S使之运动，从而再现各种车辆行驶状态（车辆动作）。因此，在再现 各种车辆行驶状态时，所有的运动基座3、4、5、6、7需要一边保持它们固定于上述车辆（试 验品搭载用车身2或者外力附加用马达31?34)的固定点之间的相对位置关系，一边以连 动的方式运动。然而，由于机械要素的个体差异、控制性能等，存在无法以保持固定点之间 的相对位置关系的方式使所有的运动基座3、4、5、6、7正确地连动的担忧。
[0067] 在该第一实施方式中，连结有各车轴21S?24S的各外力附加用马达31?34经 由弹性体15而安装于对应的第二运动基座4、5、6、7。由此，即便在全部的运动基座3、4、5、 6、7的连动动作中产生误差，也能够利用弹性体15的变形吸收该误差。由此，能够防止本 来没有作用于试验品搭载用车身2的不合理的力的作用，并且不需要各运动基座3、4、5、6、 7的控制装置（例如，后述的促动器控制器70、运动控制器3C、4C?7C(参照图11))具有 高的控制性能。
[0068] 在上述的第一实施方式中，在连结有各车轴21S?24S的各外力附加用马达31? 34与第二运动基座4?7之间夹装有弹性体15,但也可以不在试验品搭载用车身2与第一 运动基座3之间夹装弹性体。另外，弹性体的形状并不局限于俯视观察呈圆形，也可以为任 意的形状。
[0069] 如图4虚线所示，也可以在各车轴21S、22S、23S、24S设置用于检测作用于各车轴 21S、22S、23S、24S 的扭矩的扭矩传感器 21T、22T、23T、24T。
[0070] 以下，对使用车辆用试验装置1的车辆用试验系统进行说明。
[0071] 图11是表示车辆用试验系统的简要的电构成的框图。
[0072] 车辆用检测系统100具备驾驶模拟器60、车辆用检测装置1、以及促动器控制器 70。驾驶模拟器60是假定模拟车辆的驾驶的机器，并由驾驶员操作。在车辆用检测装置1 搭载有用于控制EPS40、后轮驱动用模块50以及各外力附加用马达31、32、33、34的马达控 制装置35、36、37、38。促动器控制器70由计算机构成，并对车辆用检测装置1的各运动基 座3、4、5、6、7以及搭载于车辆用检测装置1的马达控制装置35、36、37、38进行控制。
[0073] 如上述那样，EPS40包括辅助马达41、用于控制辅助马达41的EPS用E⑶42、以及 用于检测齿条轴的轴向的位移位置的直线位移传感器（省略图示）。
[0074] 如上述那样，后轮驱动用模块50包括后轮驱动马达51、用于控制后轮驱动马达51 的后轮驱动马达用ECU52、以及用于对后轮用车轴23S、24S两方或者任意一方的旋转角进 行检测的旋转角传感器（省略图示）。
[0075] 从驾驶模拟器60输出与驾驶模拟器60的驾驶操作对应的转向操纵角信息（方向 盘转角信息）、油门开度信息、制动踩踏力信息等。将从驾驶模拟器60输出的转向操纵角信 息传输至搭载于车辆用检测装置1的EPS用ECU42。将从驾驶模拟器60输出的油门开度信 息传输至车辆用检测装置所搭载的后轮驱动马达用ECU52。将从驾驶模拟器60输出的制动 踩踏力信息传输至促动器控制器70。制动踩踏力信息也可以是制动踏下量信息。
[0076] EPS用ECU42基于从驾驶模拟器60传输来的转向操纵角信息来决定转向操纵扭 矩，根据决定了的转向操纵扭矩来对辅助马达41进行驱动控制。另外，EPS用ECU42基于 直线位移传感器的输出信号而测量EPS40所包括的齿条轴的轴向位移量（以下，称为齿条 轴位移量。）以及齿条轴的轴向位移速度（以下，称为齿条轴位移速度。），并将该速度传输 至促动器控制器70。
[0077] 后轮驱动马达用ECU52基于从驾驶模拟器60传输来的油门开度信息而决定后轮 驱动马达51的扭矩指令值，并根据决定了的扭矩指令值而对后轮驱动马达51进行驱动控 制。另外，后轮驱动马达用ECU52基于旋转角传感器的输出信号而测定后轮用的车轴23S、 24S的旋转速度（以下，称为车轴旋转速度。），并将该速度传输至促动器控制器70。
[0078] 促动器控制器70具备车辆模型71和指令值生成部72。
[0079] 对车辆模型71输入从驾驶模拟器60输出的制动踩踏力信息、从EPS用ECU42传 输来的齿条轴位移量及齿条轴位移速度、以及从后轮驱动马达用ECU52传输来的车轴旋转 速度。车辆模型71基于上述输入信息生成与由驾驶模拟器41模拟出的驾驶状况对应的车 身的位置/姿势、各车轮的位置/姿势以及施加于各车轴的外力。
[0080] 指令值生成部72基于由车辆模型71生成的车身的位置/姿势、各车轮的位置/姿 势来生成各运动基座3、4、5、6、7应该采取的位置/姿势的指令值（位置/姿势指令值（位 置/姿势目标值））。另外，指令值生成部72基于由车辆模型71生成的施加于各车轴的外 力来生成在各外力附加用马达31、32、33、34应该产生的马达扭矩的指令值（扭矩指令值）。
[0081] 由指令值生成部72生成的分别针对各运动基座3、4、5、6、7的位置/姿势指令值 给予对应的运动基座3、4、5、6、7的运动控制器3C、4C、5C、6C、7C。各运动控制器3C、4C、5C、 6C、7C基于从指令值生成部72给予的位置/姿势指令值来控制对应的促动器13。由此，控 制各运动基座3、4、5、6、7的可动基座12的位置/姿势成为与位置/姿势指令值对应的位 置/姿势。
[0082] 由指令值生成部72生成的分别针对各外力附加用马达31、32、33、34的扭矩指令 值给予对应的马达控制装置35、36、37、38。各马达控制装置35、36、37、38基于从指令值生 成部72给予的扭矩指令值来控制对应的外力附加用马达31、32、33、34。
[0083] 由此，从各外力附加用马达31、32、33、34产生与扭矩指令值对应的马达扭矩。
[0084] 此外，如图1虚线所示，优选将促动器控制器70搭载于试验品搭载用车身2。对该 理由进行说明。齿条轴位移量以及齿条轴位移速度作为模拟信号而被从EPS用ECU42发送 至促动器控制器70。另外，车轴旋转速度作为模拟信号而被从后轮驱动马达用E⑶52发送 至促动器控制器70。因此，EPS用ECU42与促动器控制器70由模拟信号用的配线连接，后 轮驱动马达用ECU52与促动器控制器70由模拟信号用的配线连接。若模拟信号用的配线 变长，则噪声变得易于混入模拟信号，模拟信号的误差可能会变大。如图1虚线所示，若将 促动器控制器70安装至试验品搭载用车身2,则能够缩短上述模拟信号用的配线的长度。
[0085] 图12表示使用车辆用试验装置的其它车辆用试验系统的又一例子。
[0086] 该车辆用试验系统100A具备驾驶模拟器60、车辆用试验装置1以及促动器控制器 90。驾驶模拟器60是假定模拟车辆的驾驶的机器，并由驾驶员操作。在车辆用试验装置1 搭载有用于控制EPS40、后轮驱动用模块50以及各外力附加用马达31、32、33、34的马达控 制装置35、36、37、38。促动器控制器90由计算机构成，并对车辆用检测装置1的各运动基 座3、4、5、6、7以及搭载于车辆用检测装置1的马达控制装置35、36、37、38进行控制。
[0087] EPS40包括辅助马达41、用于控制辅助马达41的EPS用E⑶42、以及用于检测齿条 轴的轴向的位移位置的直线位移传感器（省略图示）。后轮驱动用模块50包括后轮驱动 马达51、用于控制后轮驱动马达51的后轮驱动马达用E⑶52、以及用于对后轮用车轴23S、 24S两方或者任意一方的旋转角进行检测的旋转角传感器（省略图示）。
[0088] 在各运动基座3、4、5、6、7分别设置有六个力传感器，上述六个力传感器分别独立 地检测构成促动器13的六个电动缸产生的力。在图12中，将分别设置于各运动基座3、4、5、 6、7的六个力传感器作为力传感器组103、104、105、106、107而示出。力传感器例如是负载 传感器。另外，与各外力附加用马达31、32、33、34对应地设置有电流传感器131、132、133、 134,它们用于检测在外力附加用马达31、32、33、34流动的马达电流。
[0089] 从驾驶模拟器60输出与驾驶模拟器60的驾驶操作对应的转向操纵角信息（方向 盘转角信息）、油门开度信息、制动踩踏力信息等。将从驾驶模拟器60输出的转向操纵角 信息传输至EPS用E⑶42。将从驾驶模拟器60输出的油门开度信息传输至后轮驱动马达 用ECU52。将从驾驶模拟器60输出的制动踩踏力信息传输至促动器控制器90。制动踩踏 力信息也可以是制动踏下量信息。
[0090] EPS用ECU42基于从驾驶模拟器60传输来的转向操纵角信息来决定转向操纵扭 矩，根据决定了的转向操纵扭矩来对辅助马达41进行驱动控制。另外，EPS用ECU42基于 直线位移传感器的输出信号而测量EPS40所包括的齿条轴的轴向位移量（以下，称为齿条 轴位移量。）以及齿条轴的轴向位移速度（以下，称为齿条轴位移速度。），并将该速度传输 至促动器控制器90。
[0091] 后轮驱动马达用ECU52基于从驾驶模拟器60传输来的油门开度信息而决定后轮 驱动马达51的扭矩指令值，并根据决定了的扭矩指令值而对后轮驱动马达51进行驱动控 制。另外，后轮驱动马达用ECU52基于旋转角传感器的输出信号而测定后轮用的车轴23S、 24S的旋转速度（以下，称为车轴旋转速度。），并将该速度传输至促动器控制器90。
[0092] 促动器控制器90包括车辆模型91、六个自由度力运算部92、MB控制指令值生成 部93以及马达控制指令值生成部94。
[0093] 对车辆模型91输入从驾驶模拟器60输出的制动踩踏力信息、从EPS用ECU42输 送来的齿条轴位移量及齿条轴位移速度、以及从后轮驱动马达用E⑶52输送来的车轴旋转 速度。车辆模型91基于上述输入信息来生成与由驾驶模拟器41模拟出的驾驶状况对应的 控制目标值。由车辆模型91生成的控制目标值是在各运动基座3、4、5、6、7应该产生的六 个自由度各自的力的目标值（六个自由度各自的力目标值）和在各外力附加用马达31、32、 33、34应该产生的马达扭矩的目标值（扭矩目标值）。六个自由度各自的力由固定于各运 动基座3、4、5、6、7的xyz坐标系的X方向的力、y方向的力、z方向的力、绕X轴的扭矩、绕 y轴的扭矩以及绕z轴的扭矩构成。
[0094] 六个自由度力运算部92基于由各力传感器组103、104、105、106、107检测的六个 电动缸的产生力来运算对应的运动基座3、4、5、6、7所产生的六个自由度各自的力。各MB 控制指令值生成部93针对每个运动基座3、4、5、6、7而生成用于使由六个自由度力运算部 92运算出的六个自由度各自的力与由车辆模型91生成的六个自由度各自的力目标值之间 的偏差接近零的控制指令值（MB控制指令值），并给予对应的运动控制器3C、4C、5C、6C、7C。 MB控制指令值例如能够通过对上述偏差进行PI (比例积分）运算或PID (比例积分微分） 运算来生成。
[0095] 各运动控制器3C、4C、5C、6C、7C基于从MB控制指令值生成部93给予的MB控制指 令值来控制构成对应的促动器13的六个电动缸的产生力。由此，控制由各运动基座3、4、5、 6、7产生的六个自由度各自的力成为与由车辆模型91生成的六个自由度的力目标值相等。
[0096] 马达控制部94将由车辆模型91生成的各外力附加用马达31、32、33、34的扭矩目 标值转换为对应的外力附加用马达31、32、33、34的电流目标值。而且，马达控制部94针对 每个外力附加用马达31、32、33、34，来运算用于使由对应的电流传感器131、132、133、134 检测出的马达电流与对应的电流目标值之间的偏差接近零的控制指令值（马达控制指令 值），并给予对应的马达控制装置35、36、37、38。各马达控制装置35、36、37、38基于从马达 控制部94给予的马达控制指令值来控制对应的外力附加用马达31、32、33、34。由此，从各 外力附加用马达31、32、33、34产生与由车辆模型91生成的扭矩目标值对应的马达扭矩。
[0097] 此外，也可以代替各力传感器组103、104、105、106、107而使用5个用于对作用于 各运动基座3、4、5、6、7的可动基座12的六个自由度各自的力进行检测的六轴力传感器。在 这种情况下，不需要六个自由度力运算部92。换句话说，由各六轴力传感器检测出的六个自 由度各自的力给予MB控制指令值生成部93。
[0098] 上述图11的车辆用试验系统100是控制各运动基座3、4、5、6、7的促动器13以使 各运动基座3、4、5、6、7的位置/姿势与由促动器控制器70设定的位置/姿势目标值（位 置/姿势指令值）相等的位置/姿势控制系统。与此相对，图12的车辆用试验系统100A 是控制各运动基座3、4、5、6、7的促动器13以使由各运动基座3、4、5、6、7产生的六个自由 度各自的力与由促动器控制器90设定的六个自由度各自的力目标值相等的力控制系统。 [0099] 图13是表示该发明的第二实施方式的车辆用试验装置的外观的简要立体图。在 图13中，对与上述的图1示出的各部分对应的部分标注与图1的情况相同的附图标记。图 14是图解地表示图13的车辆用试验装置的主视图。图15是图解地表示图13的车辆用试 验装置的侧视图。图16是图解地表示图13的车辆用试验装置的俯视图。在图16中，省略 试验品搭载用车身。
[0100] 在第二实施方式的车辆用试验装置1A中，不是像第一实施方式的车辆用试验装 置1的那样在各车轴21S、22S、23S、24S连结有外力附加用马达31、32、33、34。在第二实施 方式的车辆用试验装置1A中，在各车轴21S、22S、23S以及24S分别安装有左前轮21、右前 轮22、左后轮23以及右后轮24。
[0101] 上述车轮21、22、23、24分别载置于第二运动基座4、5、6、7的可动基座12。换句话 说，车轮21、22、23、24分别被第二运动基座4、5、6、7支承。换言之，车轴21S、22S、23S、24S 的外端部分别经由车轮21、22、23、24而支承于第二运动基座4、5、6、7。
[0102] 在该第二实施方式中，也与第一实施方式相同，转向柱辅助式的EPS40、后轮用的 车轴23S、以及用于由电动马达驱动车轴24S的后轮驱动用模块50作为试验品（评价对象） 而安装于试验品搭载用车身2。
【权利要求】
1. 一种车辆用试验装置，其特征在于， 具备： 试验品搭载用车身，其安装有与左前轮、右前轮、左后轮以及右后轮四个车轮对应的四 个车轴，并且供试验品搭载； 第一运动基座，其用于支承所述试验品搭载用车身，并且使所述试验品搭载用车身进 行六个自由度的运动；以及 四个第二运动基座，它们用于支承所述各车轴，并且使所述各车轴进行六个自由度的 运动。
2. 根据权利要求1所述的车辆用试验装置，其特征在于， 所述各运动基座包括： 固定基座； 可动基座，其配置于所述固定基座的上方；以及 促动器，其连结于所述固定基座与所述可动基座之间，用于使所述可动基座进行六个 自由度的运动， 在所述第一运动基座的所述可动基座上以载置所述试验品搭载用车身的状态固定所 述试验品搭载用车身， 在所述各第二运动基座的所述可动基座上支承对应的车轴。
3. 根据权利要求2所述的车辆用试验装置，其特征在于， 还具备四个电动马达，所述四个电动马达分别与所述各车轴的外端部连结，用于对所 述各车轴赋予旋转力， 在所述各第二运动基座的所述可动基座上，经由与对应的车轴连结的所述电动马达的 马达主体而支承所述对应的车轴。
4. 根据权利要求2所述的车辆用试验装置，其特征在于， 还具备车轮，该车轮以能够一体旋转的方式与所述各车轴连结， 在所述各第二运动基座的所述可动基座上，经由与对应的车轴连结的所述车轮而支承 所述对应的车轴。
5. -种车辆用试验系统，其特征在于， 具备： 权利要求1?4中任一项所述的车辆用试验装置；以及 对所述各运动基座进行控制的控制装置。
6. 根据权利要求5所述的车辆用试验系统，其特征在于， 所述控制装置包括： 位置/姿势目标值生成部，其针对每个所述运动基座生成所述各运动基座应该采取的 位置/姿势的目标值；以及 控制部，其对所述各运动基座进行控制，以使所述各运动基座的位置/姿势与由所述 位置/姿势目标值生成部生成的位置/姿势目标值相等。
7. 根据权利要求5所述的车辆用试验系统，其特征在于， 所述控制装置包括： 检测部，其对所述各运动基座产生的六个自由度各自的力进行检测； 力目标值生成部，其针对每个所述运动基座生成所述各运动基座应该产生的六个自由 度各自的力的目标值；以及 控制部，其对所述各运动基座进行控制，以使由所述检测部检测出的所述各运动基座 的六个自由度各自的力与由所述力目标值生成部生成的力目标值相等。
【文档编号】G01M17/007GK104122096SQ201410168304
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月24日 优先权日:2013年4月26日
【发明者】田上将治, 嘉田友保, 叶山良平, 渡边健, 阿里斯·马罗尼安 申请人:株式会社捷太格特