車輛用試驗裝置以及車輛用試驗系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供車輛用試驗裝置以及車輛用試驗系統。車輛用試驗裝置(1)包括：試驗品搭載用車身(2)，其安裝有與左前輪、右前輪、左后輪以及右后輪四個車輪對應的四個車軸(21S、22S、23S、24S)并供試驗品搭載；第一運動基座(3)，其用于支承試驗品搭載用車身(2)，并使試驗品搭載用車身(2)進行六個自由度的運動；以及四個第二運動基座(4、5、6、7)，它們用于支承各車軸(21S、22S、23S、24S)，并使各車軸(21S、22S、23S、24S)進行六個自由度的運動。
【專利說明】車輛用試驗裝置以及車輛用試驗系統
[0001] 本申請主張于2013年4月26日提出的日本專利申請第2013-094081號的優先權， 并在此引用包括說明書、附圖及說明書摘要在內的全部內容。
【技術領域】
[0002] 本發明涉及進行汽車部件、車輛的性能試驗的車輛用試驗裝置以及具備該車輛用 試驗裝置的車輛用試驗系統。
【背景技術】
[0003] 日本特開2008-175778號公報記載有如下裝置，作為車輛用試驗裝置而具備：能 夠橫向移動的前后一對橫移動架臺；在上述橫移動架臺上表面左右各設置一組的四組六個 自由度液壓缸群；分別與這六個自由度液壓缸群的上端連結的四個旋轉升降架臺；以及分 別設置于這四個旋轉升降架臺上并供車輛的四個車輪載置的四個旋轉帶。其他，參照日本 特開2006-138827號公報以及日本特開2009-536736號公報。
[0004] 在實車加速時、減速時、轉彎時等，對車身作用有慣性力。在上述的現有裝置中，為 了對車身施加這種慣性力，需要通過驅動旋轉帶旋轉，來使車身相對于支承車輪的旋轉帶 而相對地行駛。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的之一在于提供不使車身相對于支承車輪的部件相對地行駛，便能夠 將與實車加速時、減速時、轉彎時等作用于車身的慣性力相同的力施加給車身的車輛用試 驗裝置以及具備該車輛用試驗裝置的車輛用試驗系統。
[0006] 本發明的一實施方式的車輛用試驗裝置具備：試驗品搭載用車身，其安裝有與左 前輪、右前輪、左后輪以及右后輪四個車輪對應的四個車軸，并且供試驗品搭載；第一運動 基座，其用于支承所述試驗品搭載用車身，并且使所述試驗品搭載用車身進行六個自由度 的運動；以及四個第二運動基座，它們用于支承所述各車軸，并且使所述各車軸進行六個自 由度的運動。
[0007] 在上述實施方式的車輛用試驗裝置中，在利用第二運動基座支承各車軸的狀態 下，能夠利用第一運動基座直接對試驗品搭載用車身施加力。由此，能夠不使車身相對于支 承車輪（車軸）的部件相對地行駛，便能夠將與實車加速時、減速時、轉彎時等作用于車身 的慣性力相同的力施加給試驗品搭載用車身。
[0008] 上述實施方式的車輛用試驗裝置可以構成為，所述各運動基座包括：固定基座； 可動基座，其配置于所述固定基座的上方；以及促動器，其連結于所述固定基座與所述可動 基座之間，用于使所述可動基座進行六個自由度的運動，在所述第一運動基座的所述可動 基座上以載置所述試驗品搭載用車身的狀態固定所述試驗品搭載用車身，在所述各第二運 動基座的所述可動基座上支承對應的車軸。
[0009] 上述實施方式的車輛用試驗裝置可以構成為，還具備四個電動馬達，所述四個電 動馬達分別與所述各車軸的外端部連結，用于對所述各車軸賦予旋轉力，在所述各第二運 動基座的所述可動基座上，經由與對應的車軸連結的所述電動馬達的馬達主體而支承所述 對應的車軸。
[0010] 根據該構成，能夠對車軸施加與實車行駛時從路面狀況等外部施加給車軸的旋轉 力相同的旋轉力。
[0011] 上述實施方式的車輛用試驗裝置可以構成為，還具備車輪，該車輪以能夠一體旋 轉的方式與所述各車軸連結，在所述各第二運動基座的所述可動基座上，經由與對應的車 軸連結的所述車輪而支承所述對應的車軸。
[0012] 本發明的一實施方式的車輛用試驗系統具備上述實施方式的車輛用試驗裝置和 對所述各運動基座進行控制的控制裝置。
[0013] 根據上述實施方式的車輛用試驗系統，不使車身相對于支承車輪（車軸）的部件 相對地行駛，便能夠將與實車加速時、減速時、轉彎時等作用于車身的慣性力相同的力施加 給試驗品搭載用車身。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 通過以下參照附圖對本發明的實施方式示例進行的詳細描述，本發明的上述及其 他特征和優點會變得更加清楚，其中，相同的附圖標記表示相同的元件 ：
[0015] 圖1是表示該發明的第一實施方式的車輛用試驗裝置的外觀的簡要立體圖。
[0016] 圖2是圖解地表示圖1的車輛用試驗裝置的主視圖。
[0017] 圖3是圖解地表示圖1的車輛用試驗裝置的側視圖。
[0018] 圖4是圖解地表示圖1的車輛用試驗裝置的俯視圖。
[0019] 圖5是表示外力附加用馬達向前方右側的第二運動基座的可動基座安裝的安裝 構造的局部放大主視圖。
[0020] 圖6是圖5的側視圖。
[0021] 圖7是圖5的俯視圖。
[0022] 圖8A以及圖8B是用于對模擬在平地上加速時的車輛行駛狀態的情況下的各運動 基座的控制例進行說明的示意圖，圖8A是表示車輛在平地上靜止的狀態的示意圖，圖8B是 表示在平地上加速時的車輛行駛狀態的示意圖。
[0023] 圖9A以及圖9B是用于對模擬在坡路上加速時的車輛行駛狀態的情況下的各運動 基座的控制例進行說明的示意圖，圖9A是表示車輛在坡路上靜止的狀態的示意圖，圖9B是 表示在坡路上加速時的車輛行駛狀態的示意圖。
[0024] 圖10A以及圖10B是用于對模擬轉彎時的車輛行駛狀態的情況下的各運動基座的 控制例進行說明的示意圖，圖10A是表示直線行駛的狀態的示意圖，圖10B是表示轉彎時的 車輛行駛狀態的示意圖。
[0025] 圖11是表示車輛用試驗系統的簡要的電構成的框圖。
[0026] 圖12是表不車輛用試驗系統的又一例的簡要的電構成的框圖。
[0027] 圖13是表示該發明的第二實施方式的車輛用試驗裝置的外觀的簡要立體圖。
[0028] 圖14是圖解地表示圖13的車輛用試驗裝置的主視圖。
[0029] 圖15是圖解地表示圖13的車輛用試驗裝置的側視圖。
[0030] 圖16是圖解地表示圖13的車輛用試驗裝置的俯視圖。
【具體實施方式】
[0031] 以下，參照附圖對本發明的各實施方式進行說明。
[0032] 車輛用檢測裝置1包括：試驗品搭載用車身2,其安裝有與左前輪、右前輪、左后輪 以及右后輪四個車輪對應的四個車軸21S、22S、23S、24S并且供試驗品搭載；第一運動基座 3,其用于支承試驗品搭載用車身2并且使試驗品搭載用車身2進行六個自由度的運動；以 及四個第二運動基座4、5、6、7,它們用于支承各車軸21S、22S、23S、24S并且使各車軸21S、 22S、23S、24S進行六個自由度的運動。
[0033] 在圖1?圖4中，用附圖標記2f表示試驗品搭載用車身2的前端，用附圖標記2r 表示試驗品搭載用車身2的后端。
[0034] 在試驗品搭載用車身2的四個車軸21S、22S、23S、24S未安裝車輪。在試驗品搭載 用車身2的四個車軸21S、22S、23S、24S的外端部連結有用于對車軸施加旋轉力的四個電動 馬達（以下，稱為外力附加用馬達。）31、32、33、34的輸出軸。各外力附加用馬達31、32、 33、34是用于將與實車行駛時從外部施加于各車軸的旋轉力（外力）相同的旋轉力分別獨 立地賦予對應的車軸21S、22S、23S、24S的部件。外力例如包括：在實車行駛的情況下因路 面摩擦等而施加于各車軸的旋轉負載、在實車下坡的情況下經由路面而施加于各車軸的旋 轉力等。
[0035] 在試驗品搭載用車身2搭載有各種汽車部件的試驗品。在本實施方式中，將電動 動力轉向裝置（EPS)40、用于通過電動馬達對左后輪用的車軸23S以及右后輪用的車軸24S 進行驅動的后輪驅動模塊50作為試驗品而搭載于試驗品搭載用車身2。
[0036] 在本實施方式中，EPS40是轉向柱輔助式EPS。如公知的那樣，EPS40包括：方向盤 81、用于與方向盤81的旋轉連動而使前輪轉向的轉向機構82、以及用于輔助駕駛員的轉向 操縱的轉向操縱輔助機構83。但是，在本實施方式中，由于未安裝前輪，所以轉向機構82沒 有與前輪連結。方向盤81與轉向機構82經由轉向軸而機械連結。
[0037] 轉向機構82包括由設置于轉向軸的下端的小齒輪和設置有與小齒輪嚙合的齒條 的齒條軸所構成的齒輪齒條機構。
[0038] 轉向操縱輔助機構83包括用于產生轉向操縱輔助力的電動馬達41 (參照圖11。 以下，稱為輔助馬達41。）、和用于將輔助馬達41的輸出扭矩傳遞至轉向軸的減速機構（省 略圖示）。
[0039] EPS40包括用于控制輔助馬達的E⑶42 (參照圖11。以下，稱為EPS用E⑶42)、和 用于檢測齒條軸的軸向的位移位置的直線位移傳感器（省略圖示）。
[0040] 后輪驅動用模塊50包括：用于驅動后輪用的車軸23S、24S旋轉的電動馬達51 (參 照圖11。以下，稱為后輪驅動馬達51。）、用于將后輪驅動馬達51的旋轉力傳遞至后輪用 的車軸23S、24S的傳遞機構（省略圖示）、用于控制后輪驅動馬達51的E⑶52 (參照圖11。 以下，稱為后輪驅動馬達用ECU52。）、以及用于檢測后輪用車軸23S、24S方或者任意一方的 旋轉角的旋轉角傳感器（省略圖示）。傳遞機構包括離合器以及減速機構。傳遞機構也可 以只包括離合器以及減速機構中的任意一方。
[0041] 各運動基座3、4、5、6、7固定于載置在地板上的平臺10。如公知的那樣，各運動基 座3、4、5、6、7包括：固定于平臺10的固定基座11、配置在固定基座11的上方的可動基座 (移動基座）12、連結于固定基座11與可動基座12之間用于使可動基座12進行六個自由 度的運動（前后、左右、上下、橫滾（roll)、俯仰（pitch)、偏轉（yaw)的運動）的促動器13、 以及對促動器13進行驅動控制的運動控制器（省略圖示）。促動器13由六個電動缸構成。
[0042] 在弟一運動基座3的可動基座12上以載直試驗品彳合載用車身2的中央部的狀態 固定試驗品搭載用車身2。換句話說，在第一運動基座3的可動基座12的上表面安裝試驗 品搭載用車身2的下表面的中央部。
[0043] 在前方左側的第二運動基座4的可動基座12,經由多個彈性體15以及馬達安裝 板16安裝有外力附加用馬達31。在前方右側的第二運動基座5的可動基座12,經由多個 彈性體15以及馬達安裝板16安裝有外力附加用馬達32。在后方左側的第二運動基座6的 可動基座12,經由多個彈性體15以及馬達安裝板16安裝有外力附加用馬達33。在后方右 側的第二運動基座7的可動基座12,經由多個彈性體15以及馬達安裝板16安裝有外力附 加用馬達34。
[0044] 外力附加用馬達31?34向各第二運動基座4?7的可動基座12安裝的安裝構 造完全相同。在此，參照圖5?圖7對外力附加用馬達32向前方右側的第二運動基座5的 可動基座12安裝的安裝構造詳細地進行說明。馬達安裝板16俯視觀察呈矩形。在馬達安 裝板16上固定有外力附加用馬達32的馬達主體。在馬達安裝板16的下表面的四個角部 分別安裝有俯視觀察呈圓形的彈性體15。換句話說，四個彈性體15的上表面通過粘合劑固 定于馬達安裝板16的下表面的四個角部。
[0045] 各彈性體15的下表面通過粘合劑固定于前方右側的第二運動基座5的可動基座 12的上表面。通過上述安裝構造，將外力附加用馬達32經由四個彈性體15以及馬達安裝 板16而安裝于前方右側的第二運動基座5的可動基座12上。
[0046] 在該車輛用檢測裝置1中，通過第一運動基座3來支承試驗品搭載用車身2。分別 通過第二運動基座4、5、6、7來支承外力附加用馬達31、32、33、34。換言之，車軸21S、22S、 23S、24S的外端部分別經由外力附加用馬達31、32、33、34而支承于第二運動基座4、5、6、7。
[0047] 因此，在該車輛用檢測裝置1中，通過對第一運動基座3的促動器13進行驅動控 制，能夠造出各種車身姿勢。通過獨立地對第二運動基座4、5、6、7的促動器13進行驅動控 制，能夠造出各種路面狀態。因此，通過獨立地控制各運動基座3、4、5、6、7的促動器13,能 夠模擬各種車輛行駛狀態。
[0048] 在該車輛用檢測裝置1中，能夠將與實車行駛時從外部施加于各車軸的旋轉力 (外力）相同的旋轉力獨立地賦予對應的車軸215、225、235、245。由此，能夠再現與實際的 駕駛狀況對應的驅動負載、懸置動作。
[0049] 在該車輛用檢測裝置1中，在通過第二運動基座4、5、6、7來支承各車軸21S?24S 的狀態下，能夠通過第一運動基座3而直接將力施加給試驗品搭載用車身2。由此，不使試 驗品搭載用車身2相對于支承車軸21S?24S而相對地行駛，便能夠將與實車加速時、減速 時、轉彎時等作用于車身的慣性力相同的力施加給試驗品搭載用車身2。
[0050] 另外，在該車輛用檢測裝置1中，通過第一運動基座3,能夠使試驗品搭載用車身2 進行偏轉運動。由此，能夠模擬偏轉運動。
[0051] 以下，更具體地進行說明。在以下的說明中，X軸是指通過試驗品搭載用車身2的 重心且沿車身的前后方向延伸的軸。Y軸是指通過試驗品搭載用車身2的重心且沿車身的 左右方向延伸的軸。另外，Ζ軸是指通過試驗品搭載用車身2的重心且沿車身的上下方向 延伸的軸。換句話說，X軸、Υ軸以及Ζ軸為固定于試驗品搭載用車身2的坐標系（以下，稱 為車身坐標系。）。
[0052] 圖8Α以及圖8Β是用于對模擬在平地上加速時的車輛行駛狀態的情況下的各運動 基座的控制例進行說明的示意圖。
[0053] 圖8Α表示車輛在平地上靜止的狀態。此時，各運動基座3、4、5、6、7的可動基座12 的上表面與平臺10的上表面平行。而且，將各運動基座3、4、5、6、7的可動基座12的高度 調整為使由車身坐標系的X軸以及Υ軸規定的ΧΥ平面與平臺10的上表面平行。
[0054] 在平地上加速時的車輛行駛狀態能夠如下地形成。即，參照圖8Β，將第二運動基 座4、5、6、7全部固定為圖5Α的靜止狀態，驅動第一運動基座3的促動器13以使第一運動 基座3的可動基座12向繞Υ軸的第一方向（箭頭所示的方向）旋轉。上述繞Υ軸的第一 方向是指將試驗品搭載用車身2的前端向上方抬起的方向。
[0055] 換句話說，在各外力附加用馬達31?34支承于所對應的第二運動基座4、5、6、7 的狀態下，驅動第一運動基座3的可動基座12向繞Υ軸的第一方向旋轉。由此，對試驗品 搭載用車身2直接賦予使試驗品搭載用車身2向繞Υ軸的第一方向旋轉的旋轉力。換句話 說，能夠將與實車加速時作用于車身的慣性力相同的力直接賦予給試驗品搭載用車身2。由 此，不使試驗品搭載用車身2相對于支承車軸21S?24S的部件而相對地行駛，便能夠模擬 在平地上加速時的車輛行駛狀態。在該情況下，能夠進行俯仰動作評價、懸置動作評價等。
[0056] 在模擬減速時的車輛行駛狀態的情況下，只要使施加于第一運動基座3的可動基 座12的繞Υ軸的旋轉力的方向成為與模擬加速時的車輛行駛狀態的情況下的第一方向相 反的方向（將試驗品搭載用車身2的后端向上方抬起的方向）即可。
[0057] 圖9Α以及圖9Β是用于對模擬在坡路上加速時的車輛行駛狀態的情況下的各運動 基座的控制例進行說明的示意圖。對坡路為上坡的情況進行說明。
[0058] 圖9Α表示車輛在坡路上靜止的狀態。此時，各運動基座3、4、5、6、7的可動基座12 的上表面與假定的坡路的表面平行。而且，將各運動基座3、4、5、6、7的可動基座12的高度 調整為由車身坐標系的X軸以及Υ軸規定的ΧΥ平面與假定的坡路的表面平行。
[0059] 該靜止狀態能夠從平地上的靜止狀態如下地形成。換句話說，與坡路的傾斜角對 應地使第一運動基座3的可動基座12向繞Υ軸的第一方向旋轉規定量。另外，與此同時， 與坡路的傾斜角對應地使各第二運動基座4、5、6、7的可動基座12向繞Υ軸的第一方向旋 轉規定量并且向Ζ軸方向（上下方向）移動。上述繞Υ軸的第一方向是指將試驗品搭載用 車身2的前端向上抬起的方向。此外，此時，前側兩個第二運動基座4、5的可動基座12向 上方移動，后側兩個第二運動基座6、7的可動基座12向下方移動。
[0060] 在坡路上加速時的車輛行駛狀態能夠從圖9Α的靜止狀態如下地形成。參照圖9Β， 將第二運動基座4、5、6、7的可動基座12全部固定為圖9Α的坡路上的靜止狀態，驅動第一 運動基座3的促動器13以使第一運動基座3的可動基座12向繞Υ軸的第一方向（箭頭所 示的方向）旋轉。
[0061] 在各外力附加用馬達31?34支承于所對應的第二運動基座4、5、6、7的狀態下， 驅動第一運動基座3的可動基座12向繞Υ軸的第一方向旋轉。由此，對試驗品搭載用車身 2直接賦予使試驗品搭載用車身2向繞Y軸的第一方向旋轉的旋轉力。換句話說，能夠將與 實車在坡路（該例中為上坡）上加速時作用于車身的慣性力相同的力直接賦予給試驗品搭 載用車身2。由此，不使試驗品搭載用車身2相對于支承車軸21S?24S的部件而相對地行 駛，便能夠模擬在坡路上加速時的車輛行駛狀態。在該情況下，能夠進行俯仰動作評價、懸 置以及驅動軸動作評價、輪轂軸承的評價等。
[0062] 在模擬在坡路上減速時的車輛行駛狀態的情況下，只要使施加于第一運動基座3 的可動基座12的繞Υ軸的旋轉力的方向成為與模擬在坡路上加速時的車輛行駛狀態的情 況下的第一方向相反的方向（將試驗品搭載用車身2的后端向上方抬起的方向）即可。
[0063] 圖10Α以及圖10Β是用于對模擬轉彎時的車輛行駛狀態的情況下的各運動基座的 控制例進行說明的示意圖。
[0064] 圖10Α是表示車輛直線行駛的狀態。如圖10Β所示，對車輛從該狀態向左方轉彎 的情況進行說明。
[0065] 參照圖10Β，為了使試驗品搭載用車身2向左方轉彎，使第一運動基座3的可動基 座12繞Ζ軸向俯視觀察為逆時針的方向旋轉。另外，使第二運動基座4、5、6、7的可動基座 12全部繞Ζ軸向俯視觀察為逆時針的方向旋轉，并且在由車身坐標系的X軸以及Υ軸規定 的ΧΥ平面內移動以使外力附加用馬達31?34伴隨著試驗品搭載用車身2的轉彎運動而 移動。由此，各第二運動基座4、5、6、7的可動基座12從圖10Β的雙點劃線所示的位置移動 至實線所示的位置。由此，能夠模擬轉彎時的車輛行駛狀態。在該情況下，能夠進行車軸 21S?24S的軸向負載的評價、轉向操縱扭矩的評價、齒條軸力的評價、輪轂軸承的評價等。
[0066] 在該車輛用檢測裝置1中，通過由五個運動基座3、4、5、6、7支承試驗品搭載用車 身2以及車軸21S?24S使之運動，從而再現各種車輛行駛狀態（車輛動作）。因此，在再現 各種車輛行駛狀態時，所有的運動基座3、4、5、6、7需要一邊保持它們固定于上述車輛（試 驗品搭載用車身2或者外力附加用馬達31?34)的固定點之間的相對位置關系，一邊以連 動的方式運動。然而，由于機械要素的個體差異、控制性能等，存在無法以保持固定點之間 的相對位置關系的方式使所有的運動基座3、4、5、6、7正確地連動的擔憂。
[0067] 在該第一實施方式中，連結有各車軸21S?24S的各外力附加用馬達31?34經 由彈性體15而安裝于對應的第二運動基座4、5、6、7。由此，即便在全部的運動基座3、4、5、 6、7的連動動作中產生誤差，也能夠利用彈性體15的變形吸收該誤差。由此，能夠防止本 來沒有作用于試驗品搭載用車身2的不合理的力的作用，并且不需要各運動基座3、4、5、6、 7的控制裝置（例如，后述的促動器控制器70、運動控制器3C、4C?7C(參照圖11))具有 高的控制性能。
[0068] 在上述的第一實施方式中，在連結有各車軸21S?24S的各外力附加用馬達31? 34與第二運動基座4?7之間夾裝有彈性體15,但也可以不在試驗品搭載用車身2與第一 運動基座3之間夾裝彈性體。另外，彈性體的形狀并不局限于俯視觀察呈圓形，也可以為任 意的形狀。
[0069] 如圖4虛線所示，也可以在各車軸21S、22S、23S、24S設置用于檢測作用于各車軸 21S、22S、23S、24S 的扭矩的扭矩傳感器 21T、22T、23T、24T。
[0070] 以下，對使用車輛用試驗裝置1的車輛用試驗系統進行說明。
[0071] 圖11是表示車輛用試驗系統的簡要的電構成的框圖。
[0072] 車輛用檢測系統100具備駕駛模擬器60、車輛用檢測裝置1、以及促動器控制器 70。駕駛模擬器60是假定模擬車輛的駕駛的機器，并由駕駛員操作。在車輛用檢測裝置1 搭載有用于控制EPS40、后輪驅動用模塊50以及各外力附加用馬達31、32、33、34的馬達控 制裝置35、36、37、38。促動器控制器70由計算機構成，并對車輛用檢測裝置1的各運動基 座3、4、5、6、7以及搭載于車輛用檢測裝置1的馬達控制裝置35、36、37、38進行控制。
[0073] 如上述那樣，EPS40包括輔助馬達41、用于控制輔助馬達41的EPS用E⑶42、以及 用于檢測齒條軸的軸向的位移位置的直線位移傳感器（省略圖示）。
[0074] 如上述那樣，后輪驅動用模塊50包括后輪驅動馬達51、用于控制后輪驅動馬達51 的后輪驅動馬達用ECU52、以及用于對后輪用車軸23S、24S兩方或者任意一方的旋轉角進 行檢測的旋轉角傳感器（省略圖示）。
[0075] 從駕駛模擬器60輸出與駕駛模擬器60的駕駛操作對應的轉向操縱角信息（方向 盤轉角信息）、油門開度信息、制動踩踏力信息等。將從駕駛模擬器60輸出的轉向操縱角信 息傳輸至搭載于車輛用檢測裝置1的EPS用ECU42。將從駕駛模擬器60輸出的油門開度信 息傳輸至車輛用檢測裝置所搭載的后輪驅動馬達用ECU52。將從駕駛模擬器60輸出的制動 踩踏力信息傳輸至促動器控制器70。制動踩踏力信息也可以是制動踏下量信息。
[0076] EPS用ECU42基于從駕駛模擬器60傳輸來的轉向操縱角信息來決定轉向操縱扭 矩，根據決定了的轉向操縱扭矩來對輔助馬達41進行驅動控制。另外，EPS用ECU42基于 直線位移傳感器的輸出信號而測量EPS40所包括的齒條軸的軸向位移量（以下，稱為齒條 軸位移量。）以及齒條軸的軸向位移速度（以下，稱為齒條軸位移速度。），并將該速度傳輸 至促動器控制器70。
[0077] 后輪驅動馬達用ECU52基于從駕駛模擬器60傳輸來的油門開度信息而決定后輪 驅動馬達51的扭矩指令值，并根據決定了的扭矩指令值而對后輪驅動馬達51進行驅動控 制。另外，后輪驅動馬達用ECU52基于旋轉角傳感器的輸出信號而測定后輪用的車軸23S、 24S的旋轉速度（以下，稱為車軸旋轉速度。），并將該速度傳輸至促動器控制器70。
[0078] 促動器控制器70具備車輛模型71和指令值生成部72。
[0079] 對車輛模型71輸入從駕駛模擬器60輸出的制動踩踏力信息、從EPS用ECU42傳 輸來的齒條軸位移量及齒條軸位移速度、以及從后輪驅動馬達用ECU52傳輸來的車軸旋轉 速度。車輛模型71基于上述輸入信息生成與由駕駛模擬器41模擬出的駕駛狀況對應的車 身的位置/姿勢、各車輪的位置/姿勢以及施加于各車軸的外力。
[0080] 指令值生成部72基于由車輛模型71生成的車身的位置/姿勢、各車輪的位置/姿 勢來生成各運動基座3、4、5、6、7應該采取的位置/姿勢的指令值（位置/姿勢指令值（位 置/姿勢目標值））。另外，指令值生成部72基于由車輛模型71生成的施加于各車軸的外 力來生成在各外力附加用馬達31、32、33、34應該產生的馬達扭矩的指令值（扭矩指令值）。
[0081] 由指令值生成部72生成的分別針對各運動基座3、4、5、6、7的位置/姿勢指令值 給予對應的運動基座3、4、5、6、7的運動控制器3C、4C、5C、6C、7C。各運動控制器3C、4C、5C、 6C、7C基于從指令值生成部72給予的位置/姿勢指令值來控制對應的促動器13。由此，控 制各運動基座3、4、5、6、7的可動基座12的位置/姿勢成為與位置/姿勢指令值對應的位 置/姿勢。
[0082] 由指令值生成部72生成的分別針對各外力附加用馬達31、32、33、34的扭矩指令 值給予對應的馬達控制裝置35、36、37、38。各馬達控制裝置35、36、37、38基于從指令值生 成部72給予的扭矩指令值來控制對應的外力附加用馬達31、32、33、34。
[0083] 由此，從各外力附加用馬達31、32、33、34產生與扭矩指令值對應的馬達扭矩。
[0084] 此外，如圖1虛線所示，優選將促動器控制器70搭載于試驗品搭載用車身2。對該 理由進行說明。齒條軸位移量以及齒條軸位移速度作為模擬信號而被從EPS用ECU42發送 至促動器控制器70。另外，車軸旋轉速度作為模擬信號而被從后輪驅動馬達用E⑶52發送 至促動器控制器70。因此，EPS用ECU42與促動器控制器70由模擬信號用的配線連接，后 輪驅動馬達用ECU52與促動器控制器70由模擬信號用的配線連接。若模擬信號用的配線 變長，則噪聲變得易于混入模擬信號，模擬信號的誤差可能會變大。如圖1虛線所示，若將 促動器控制器70安裝至試驗品搭載用車身2,則能夠縮短上述模擬信號用的配線的長度。
[0085] 圖12表示使用車輛用試驗裝置的其它車輛用試驗系統的又一例子。
[0086] 該車輛用試驗系統100A具備駕駛模擬器60、車輛用試驗裝置1以及促動器控制器 90。駕駛模擬器60是假定模擬車輛的駕駛的機器，并由駕駛員操作。在車輛用試驗裝置1 搭載有用于控制EPS40、后輪驅動用模塊50以及各外力附加用馬達31、32、33、34的馬達控 制裝置35、36、37、38。促動器控制器90由計算機構成，并對車輛用檢測裝置1的各運動基 座3、4、5、6、7以及搭載于車輛用檢測裝置1的馬達控制裝置35、36、37、38進行控制。
[0087] EPS40包括輔助馬達41、用于控制輔助馬達41的EPS用E⑶42、以及用于檢測齒條 軸的軸向的位移位置的直線位移傳感器（省略圖示）。后輪驅動用模塊50包括后輪驅動 馬達51、用于控制后輪驅動馬達51的后輪驅動馬達用E⑶52、以及用于對后輪用車軸23S、 24S兩方或者任意一方的旋轉角進行檢測的旋轉角傳感器（省略圖示）。
[0088] 在各運動基座3、4、5、6、7分別設置有六個力傳感器，上述六個力傳感器分別獨立 地檢測構成促動器13的六個電動缸產生的力。在圖12中，將分別設置于各運動基座3、4、5、 6、7的六個力傳感器作為力傳感器組103、104、105、106、107而示出。力傳感器例如是負載 傳感器。另外，與各外力附加用馬達31、32、33、34對應地設置有電流傳感器131、132、133、 134,它們用于檢測在外力附加用馬達31、32、33、34流動的馬達電流。
[0089] 從駕駛模擬器60輸出與駕駛模擬器60的駕駛操作對應的轉向操縱角信息（方向 盤轉角信息）、油門開度信息、制動踩踏力信息等。將從駕駛模擬器60輸出的轉向操縱角 信息傳輸至EPS用E⑶42。將從駕駛模擬器60輸出的油門開度信息傳輸至后輪驅動馬達 用ECU52。將從駕駛模擬器60輸出的制動踩踏力信息傳輸至促動器控制器90。制動踩踏 力信息也可以是制動踏下量信息。
[0090] EPS用ECU42基于從駕駛模擬器60傳輸來的轉向操縱角信息來決定轉向操縱扭 矩，根據決定了的轉向操縱扭矩來對輔助馬達41進行驅動控制。另外，EPS用ECU42基于 直線位移傳感器的輸出信號而測量EPS40所包括的齒條軸的軸向位移量（以下，稱為齒條 軸位移量。）以及齒條軸的軸向位移速度（以下，稱為齒條軸位移速度。），并將該速度傳輸 至促動器控制器90。
[0091] 后輪驅動馬達用ECU52基于從駕駛模擬器60傳輸來的油門開度信息而決定后輪 驅動馬達51的扭矩指令值，并根據決定了的扭矩指令值而對后輪驅動馬達51進行驅動控 制。另外，后輪驅動馬達用ECU52基于旋轉角傳感器的輸出信號而測定后輪用的車軸23S、 24S的旋轉速度（以下，稱為車軸旋轉速度。），并將該速度傳輸至促動器控制器90。
[0092] 促動器控制器90包括車輛模型91、六個自由度力運算部92、MB控制指令值生成 部93以及馬達控制指令值生成部94。
[0093] 對車輛模型91輸入從駕駛模擬器60輸出的制動踩踏力信息、從EPS用ECU42輸 送來的齒條軸位移量及齒條軸位移速度、以及從后輪驅動馬達用E⑶52輸送來的車軸旋轉 速度。車輛模型91基于上述輸入信息來生成與由駕駛模擬器41模擬出的駕駛狀況對應的 控制目標值。由車輛模型91生成的控制目標值是在各運動基座3、4、5、6、7應該產生的六 個自由度各自的力的目標值（六個自由度各自的力目標值）和在各外力附加用馬達31、32、 33、34應該產生的馬達扭矩的目標值（扭矩目標值）。六個自由度各自的力由固定于各運 動基座3、4、5、6、7的xyz坐標系的X方向的力、y方向的力、z方向的力、繞X軸的扭矩、繞 y軸的扭矩以及繞z軸的扭矩構成。
[0094] 六個自由度力運算部92基于由各力傳感器組103、104、105、106、107檢測的六個 電動缸的產生力來運算對應的運動基座3、4、5、6、7所產生的六個自由度各自的力。各MB 控制指令值生成部93針對每個運動基座3、4、5、6、7而生成用于使由六個自由度力運算部 92運算出的六個自由度各自的力與由車輛模型91生成的六個自由度各自的力目標值之間 的偏差接近零的控制指令值（MB控制指令值），并給予對應的運動控制器3C、4C、5C、6C、7C。 MB控制指令值例如能夠通過對上述偏差進行PI (比例積分）運算或PID (比例積分微分） 運算來生成。
[0095] 各運動控制器3C、4C、5C、6C、7C基于從MB控制指令值生成部93給予的MB控制指 令值來控制構成對應的促動器13的六個電動缸的產生力。由此，控制由各運動基座3、4、5、 6、7產生的六個自由度各自的力成為與由車輛模型91生成的六個自由度的力目標值相等。
[0096] 馬達控制部94將由車輛模型91生成的各外力附加用馬達31、32、33、34的扭矩目 標值轉換為對應的外力附加用馬達31、32、33、34的電流目標值。而且，馬達控制部94針對 每個外力附加用馬達31、32、33、34，來運算用于使由對應的電流傳感器131、132、133、134 檢測出的馬達電流與對應的電流目標值之間的偏差接近零的控制指令值（馬達控制指令 值），并給予對應的馬達控制裝置35、36、37、38。各馬達控制裝置35、36、37、38基于從馬達 控制部94給予的馬達控制指令值來控制對應的外力附加用馬達31、32、33、34。由此，從各 外力附加用馬達31、32、33、34產生與由車輛模型91生成的扭矩目標值對應的馬達扭矩。
[0097] 此外，也可以代替各力傳感器組103、104、105、106、107而使用5個用于對作用于 各運動基座3、4、5、6、7的可動基座12的六個自由度各自的力進行檢測的六軸力傳感器。在 這種情況下，不需要六個自由度力運算部92。換句話說，由各六軸力傳感器檢測出的六個自 由度各自的力給予MB控制指令值生成部93。
[0098] 上述圖11的車輛用試驗系統100是控制各運動基座3、4、5、6、7的促動器13以使 各運動基座3、4、5、6、7的位置/姿勢與由促動器控制器70設定的位置/姿勢目標值（位 置/姿勢指令值）相等的位置/姿勢控制系統。與此相對，圖12的車輛用試驗系統100A 是控制各運動基座3、4、5、6、7的促動器13以使由各運動基座3、4、5、6、7產生的六個自由 度各自的力與由促動器控制器90設定的六個自由度各自的力目標值相等的力控制系統。 [0099] 圖13是表示該發明的第二實施方式的車輛用試驗裝置的外觀的簡要立體圖。在 圖13中，對與上述的圖1示出的各部分對應的部分標注與圖1的情況相同的附圖標記。圖 14是圖解地表示圖13的車輛用試驗裝置的主視圖。圖15是圖解地表示圖13的車輛用試 驗裝置的側視圖。圖16是圖解地表示圖13的車輛用試驗裝置的俯視圖。在圖16中，省略 試驗品搭載用車身。
[0100] 在第二實施方式的車輛用試驗裝置1A中，不是像第一實施方式的車輛用試驗裝 置1的那樣在各車軸21S、22S、23S、24S連結有外力附加用馬達31、32、33、34。在第二實施 方式的車輛用試驗裝置1A中，在各車軸21S、22S、23S以及24S分別安裝有左前輪21、右前 輪22、左后輪23以及右后輪24。
[0101] 上述車輪21、22、23、24分別載置于第二運動基座4、5、6、7的可動基座12。換句話 說，車輪21、22、23、24分別被第二運動基座4、5、6、7支承。換言之，車軸21S、22S、23S、24S 的外端部分別經由車輪21、22、23、24而支承于第二運動基座4、5、6、7。
[0102] 在該第二實施方式中，也與第一實施方式相同，轉向柱輔助式的EPS40、后輪用的 車軸23S、以及用于由電動馬達驅動車軸24S的后輪驅動用模塊50作為試驗品（評價對象） 而安裝于試驗品搭載用車身2。
【權利要求】
1. 一種車輛用試驗裝置，其特征在于， 具備： 試驗品搭載用車身，其安裝有與左前輪、右前輪、左后輪以及右后輪四個車輪對應的四 個車軸，并且供試驗品搭載； 第一運動基座，其用于支承所述試驗品搭載用車身，并且使所述試驗品搭載用車身進 行六個自由度的運動；以及 四個第二運動基座，它們用于支承所述各車軸，并且使所述各車軸進行六個自由度的 運動。
2. 根據權利要求1所述的車輛用試驗裝置，其特征在于， 所述各運動基座包括： 固定基座； 可動基座，其配置于所述固定基座的上方；以及 促動器，其連結于所述固定基座與所述可動基座之間，用于使所述可動基座進行六個 自由度的運動， 在所述第一運動基座的所述可動基座上以載置所述試驗品搭載用車身的狀態固定所 述試驗品搭載用車身， 在所述各第二運動基座的所述可動基座上支承對應的車軸。
3. 根據權利要求2所述的車輛用試驗裝置，其特征在于， 還具備四個電動馬達，所述四個電動馬達分別與所述各車軸的外端部連結，用于對所 述各車軸賦予旋轉力， 在所述各第二運動基座的所述可動基座上，經由與對應的車軸連結的所述電動馬達的 馬達主體而支承所述對應的車軸。
4. 根據權利要求2所述的車輛用試驗裝置，其特征在于， 還具備車輪，該車輪以能夠一體旋轉的方式與所述各車軸連結， 在所述各第二運動基座的所述可動基座上，經由與對應的車軸連結的所述車輪而支承 所述對應的車軸。
5. -種車輛用試驗系統，其特征在于， 具備： 權利要求1?4中任一項所述的車輛用試驗裝置；以及 對所述各運動基座進行控制的控制裝置。
6. 根據權利要求5所述的車輛用試驗系統，其特征在于， 所述控制裝置包括： 位置/姿勢目標值生成部，其針對每個所述運動基座生成所述各運動基座應該采取的 位置/姿勢的目標值；以及 控制部，其對所述各運動基座進行控制，以使所述各運動基座的位置/姿勢與由所述 位置/姿勢目標值生成部生成的位置/姿勢目標值相等。
7. 根據權利要求5所述的車輛用試驗系統，其特征在于， 所述控制裝置包括： 檢測部，其對所述各運動基座產生的六個自由度各自的力進行檢測； 力目標值生成部，其針對每個所述運動基座生成所述各運動基座應該產生的六個自由 度各自的力的目標值；以及 控制部，其對所述各運動基座進行控制，以使由所述檢測部檢測出的所述各運動基座 的六個自由度各自的力與由所述力目標值生成部生成的力目標值相等。
【文檔編號】G01M17/007GK104122096SQ201410168304
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月24日 優先權日:2013年4月26日
【發明者】田上將治, 嘉田友保, 葉山良平, 渡邊健, 阿里斯·馬羅尼安 申請人:株式會社捷太格特
專業數控銑床產品供應商
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