車輛用試驗系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供車輛用試驗系統(tǒng)。在該車輛用試驗系統(tǒng)中，位移量運算部(74)假設各第二運動基座包括假想機械阻抗，運算與由各六軸力傳感器(104～107)檢測的六個自由度各自的外力對應的各第二運動基座的六個自由度各自的位移量。MB用第二目標值生成部(73)基于各第二運動基座的位置/姿勢目標值和各第二運動基座的六個自由度各自的位移量來生成各第二運動基座的最終的位置/姿勢目標值。
【專利說明】車輛用試驗系統(tǒng)
[0001] 本申請主張于2013年4月26日提出的日本專利申請第2013-094083號的優(yōu)先權(quán)， 并在此引用包括說明書、附圖以及說明書摘要的全部內(nèi)容。

【技術領域】
[0002] 本發(fā)明涉及進行汽車部件、車輛的性能試驗的車輛用試驗系統(tǒng)。

【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(jié)的四個旋轉(zhuǎn)升降架臺；以及分 別設置于這四個旋轉(zhuǎn)升降架臺上并供車輛的四個車輪載置的四個旋轉(zhuǎn)帶。其他，參照日本 特開2006-138827號公報、日本特開2009-536736號公報、以及日本特表2000-512610號公 報。
[0004] 在實車加速時、減速時、轉(zhuǎn)彎時等，對車身作用有慣性力。在上述的現(xiàn)有裝置中，為 了對車身施加這種慣性力，需要通過驅(qū)動旋轉(zhuǎn)帶旋轉(zhuǎn)，來使車身相對于支承車輪的旋轉(zhuǎn)帶 而相對地行駛。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種車輛用試驗系統(tǒng)，其不使車身相對于支承車軸的 部件相對地行駛，便能夠?qū)⑴c實車加速時、減速時、轉(zhuǎn)彎時等作用于車身的慣性力相同的力 施加給車身。
[0006] 本發(fā)明的一個方式即車輛用試驗系統(tǒng)包括：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；四個電動馬達，它們分別與所述各車軸的外端部連結(jié)，用于對所述各車軸賦予旋轉(zhuǎn) 力；四個第二運動基座，它們經(jīng)由所述各電動馬達而支承所述各車軸，用于使所述各車軸 進行六個自由度的運動；四個外力檢測部，它們用于獨立地檢測從所述試驗品搭載用車身 經(jīng)由所述各車軸而施加于所述各第二運動基座的外力；第一目標值生成部，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；位移量運算部，假設所 述各第二運動基座包括用于相對于外力而產(chǎn)生柔軟性的假想機械阻抗，該位移量運算部運 算與由所述外力檢測部檢測的外力對應的所述各第二運動基座的位移量；第二目標值生成 部，其基于由所述第一目標值生成部生成的所述各第二運動基座的位置/姿勢目標值、和 由所述位移量運算部運算出的所述各第二運動基座的位移量，來生成針對所述各第二運動 基座的最終的位置/姿勢目標值；以及控制部，其利用由所述第一目標值生成部生成的所 述第一運動基座的位置/姿勢目標值來控制所述第一運動基座，并且利用由所述第二目標 值生成部生成的所述各第二運動基座的最終的位置/姿勢目標值來控制所述各第二運動 基座。
[0007] 根據(jù)上述方式的車輛用試驗系統(tǒng)，在由各第二運動基座支承各車軸的狀態(tài)下，能 夠通過第一運動基座而直接將力施加于試驗品搭載用車身。由此，不使車身相對于支承車 軸的部件相對地行駛，便能夠?qū)⑴c實車加速時、減速時、轉(zhuǎn)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] 另外，根據(jù)上述方式的車輛用試驗系統(tǒng)，能夠?qū)⑴c實車行駛時從路面狀況等的外 部施加于車軸的旋轉(zhuǎn)力相同的旋轉(zhuǎn)力施加給車軸。
[0009] 在上述方式的車輛用試驗系統(tǒng)中，通過一個第一運動基座和四個第二運動基座支 承試驗品搭載用車身以及各車軸使之運動，能夠再現(xiàn)各種車輛行駛狀態(tài)。因此，在再現(xiàn)各種 車輛行駛狀態(tài)時，所有的運動基座需要一邊保持它們固定于上述車輛（試驗品搭載用車身 或者電動馬達）的固定點之間的相對位置關系，一邊連動地運動。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 座正確地連動的擔憂。
[0010] 在上述方式的車輛用試驗系統(tǒng)中，基于由第一目標值生成部生成的各第二運動基 座的位置/姿勢目標值和由位移量運算部運算出的各第二運動基座的位移量來生成各第 二運動基座的最終的位置/姿勢目標值。然后，利用該最終的位置/姿勢目標值來控制各 第二運動基座的位置/姿勢。由此，能夠使各第二運動基座相對于施加于各第二運動基座 的外力而具有柔軟性。因此，即使所有的運動基座的連動動作都產(chǎn)生誤差，也能夠吸收該誤 差。由此，能夠防止本來沒有作用于試驗品搭載用車身的不合理的力的作用，并且不需要各 運動基座的控制裝置具有高的控制性能。
[0011] 在本發(fā)明的一個方式即車輛用試驗系統(tǒng)中，所述各外力檢測部構(gòu)成為對從所述試 驗品搭載用車身施加于對應的第二運動基座的六個自由度各自的外力進行檢測，所述各第 二運動基座所包括的假想機械阻抗由與所述六個自由度各自的外力分別對應的六個自由 度各自的假想機械阻抗構(gòu)成，所述位移量運算部構(gòu)成為對與由所述外力檢測部檢測的六個 自由度各自的外力對應的所述各第二運動基座的六個自由度各自的位移量進行運算。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 根據(jù)以下參照附圖對實施方式進行的詳細說明，本發(fā)明的上述以及其它特征和優(yōu) 點會變得更加清楚，其中對相同的構(gòu)件標注相同的附圖標記，其中，
[0013] 圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的車輛用檢測系統(tǒng)所包括的車輛用檢測裝置 的外觀的簡要立體圖。
[0014] 圖2是表示圖1的車輛用檢測裝置的主視圖。
[0015] 圖3是表示圖1的車輛用檢測裝置的側(cè)視圖。
[0016] 圖4是表示圖1的車輛用檢測裝置的俯視圖。
[0017] 圖5A以及圖5B是用于對模擬在平地上加速時的車輛行駛狀態(tài)的情況下的各運動 基座的控制例進行說明的示意圖，圖5A是表示車輛在平地上靜止的狀態(tài)的示意圖，圖5B是 表示在平地上加速時的車輛行駛狀態(tài)的示意圖。
[0018] 圖6A以及圖6B是用于對模擬在坡路上加速時的車輛行駛狀態(tài)的情況下的各運動 基座的控制例進行說明的示意圖，圖6A是表示車輛在坡路上靜止的狀態(tài)的示意圖，圖6B是 表示在坡路上加速時的車輛行駛狀態(tài)的示意圖。
[0019] 圖7A以及圖7B是用于對模擬轉(zhuǎn)彎時的車輛行駛狀態(tài)的情況下的各運動基座的控 制例進行說明的示意圖，圖7A是表示直線行駛的狀態(tài)的示意圖，圖7B是表示轉(zhuǎn)彎時的車輛 行駛狀態(tài)的示意圖。
[0020] 圖8是表示車輛用檢測系統(tǒng)的簡要的電結(jié)構(gòu)的框圖。
[0021] 圖9A以及圖9B是用于對向左前側(cè)的第二運動基座施加 X方向的外力時的阻抗控 制的觀點進行說明的說明圖。

【具體實施方式】
[0022] 以下，參照附圖對本發(fā)明的各實施方式進行說明。
[0023] 圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的車輛用檢測系統(tǒng)所包括的車輛用檢測裝置 的外觀的簡要立體圖。圖2是表示圖1的車輛用檢測裝置的主視圖。圖3是表示圖1的車 輛用檢測裝置的側(cè)視圖。圖4是表示圖1的車輛用檢測裝置的俯視圖。圖4中省略試驗品 搭載用車身。
[0024] 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。
[0025] 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。
[0026] 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(jié)有用于對車軸施加旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)力相同的旋轉(zhuǎn)力分別獨立地賦予 對應的車軸21S、22S、23S、24S的部件。從外部施加于各車軸的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)負載、在實車下坡的情況下經(jīng)由路面而施 加于各車軸的旋轉(zhuǎn)力等。
[0027] 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(zhuǎn)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(qū)動的后輪驅(qū)動模塊50作為試驗品而搭載于試驗品搭載用車身2。
[0028] 在本實施方式中，EPS40是轉(zhuǎn)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(zhuǎn)連動而使前輪轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機構(gòu)82、用于輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱 的轉(zhuǎn)向操縱輔助機構(gòu)83。但是，在本實施方式中，由于未安裝前輪，所以轉(zhuǎn)向機構(gòu)82沒有與 前輪連結(jié)。方向盤81與轉(zhuǎn)向機構(gòu)82經(jīng)由轉(zhuǎn)向軸而機械連結(jié)。
[0029] 轉(zhuǎn)向機構(gòu)82包括由設置于轉(zhuǎn)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(gòu)成的齒輪齒條機構(gòu)。轉(zhuǎn)向操縱輔助機構(gòu)83包括用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)向操縱輔助力的 電動馬達41(參照圖8。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(zhuǎn)向軸的減速機構(gòu)（省略圖示）。
[0030] EPS40包括用于控制輔助馬達的E⑶42(參照圖8。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）。
[0031] 后輪驅(qū)動用模塊50包括：用于驅(qū)動后輪用的車軸23S、24S旋轉(zhuǎn)的電動馬達51 (參 照圖8。以下，稱為后輪驅(qū)動馬達51。）、用于將后輪驅(qū)動馬達51的旋轉(zhuǎn)力傳遞至后輪用的 車軸23S、24S的傳遞機構(gòu)（省略圖示）、用于控制后輪驅(qū)動馬達51的ECU52(參照圖8。以 下，稱為后輪驅(qū)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(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)角傳感器（省略圖示）。傳遞機構(gòu)包括離合器以及減速機構(gòu)。傳遞機構(gòu)也可以 只包括離合器以及減速機構(gòu)中的任意一方。
[0032] 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(jié)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(zhuǎn)（yaw)的運動）的促動器13、 以及對促動器13進行驅(qū)動控制的運動控制器（省略圖示）。促動器13由六個電動缸構(gòu)成。
[0033] 在第一運動基座3的可動基座12上以載置試驗品搭載用車身2的中央部的狀態(tài) 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。
[0034] 在前方左側(cè)的第二運動基座4的可動基座12安裝有外力附加用馬達31。在前方 右側(cè)的第二運動基座5的可動基座12安裝有外力附加用馬達32。在后方左側(cè)的第二運動 基座6的可動基座12安裝有外力附加用馬達33。在后方右側(cè)的第二運動基座7的可動基 座12安裝有外力附加用馬達34。
[0035] 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(jīng)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。
[0036] 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(qū)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(qū)動控 制，能夠造出各種路面狀態(tài)。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(tài)。
[0037] 在該車輛用檢測裝置1中，能夠?qū)⑴c實車行駛時從外部施加于各車軸的旋轉(zhuǎn)力 (外力）相同的旋轉(zhuǎn)力獨立地賦予車軸215、225、235、245。由此，能夠再現(xiàn)與實際的駕駛狀 況對應的驅(qū)動負載、懸置動作。
[0038] 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(tài)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?qū)⑴c實車加速時、減速 時、轉(zhuǎn)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。
[0039] 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(zhuǎn)運動。由此，能夠模擬偏轉(zhuǎn)運動。
[0040] 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，Z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、Y軸以及Z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。）。
[0041] 圖5A以及圖5B是用于對模擬在平地上加速時的車輛行駛狀態(tài)的情況下的各運動 基座的控制例進行說明的示意圖。
[0042] 圖5A表示車輛在平地上靜止的狀態(tài)。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(diào)整為使由車身坐標系的X軸以及Y軸規(guī)定的XY平面與平臺10的上表面平行。
[0043] 在平地上加速時的車輛行駛狀態(tài)能夠如下地形成。即，參照圖5B，將第二運動基 座4、5、6、7全部固定為圖5A的靜止狀態(tài)，驅(qū)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Y軸的第一方向（箭頭所示的方向）旋轉(zhuǎn)。上述繞Y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。
[0044] 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(tài)下，驅(qū)動第一運動基座3的可動基座12向繞Y軸的第一方向旋轉(zhuǎn)。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(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)力。能夠?qū)?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(tài)。在該情況下，能夠進行俯仰動作評價、懸置動作評價等。
[0045] 在模擬減速時的車輛行駛狀態(tài)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Y軸的旋轉(zhuǎn)力的方向成為與模擬加速時的車輛行駛狀態(tài)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。
[0046] 圖6A以及圖6B是用于對模擬在坡路上加速時的車輛行駛狀態(tài)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。
[0047] 圖6A表示車輛在坡路上靜止的狀態(tài)。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(diào)整為由車身坐標系的X軸以及Y軸規(guī)定的XY平面與假定的坡路的表面平行。
[0048] 該靜止狀態(tài)能夠從平地上的靜止狀態(tài)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Y軸的第一方向旋轉(zhuǎn)規(guī)定量。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Y軸的第一方向旋轉(zhuǎn)規(guī)定 量并且向Z軸方向（上下方向）移動。上述繞Y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(cè)兩個第二運動基座4、5的可動基座12向上方移 動，后側(cè)兩個第二運動基座6、7的可動基座12向下方移動。
[0049] 在坡路上加速時的車輛行駛狀態(tài)能夠從圖6A的靜止狀態(tài)如下地形成。參照圖6B， 將第二運動基座4、5、6、7的可動基座12全部固定為圖6A的坡路上的靜止狀態(tài)，驅(qū)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Y軸的第一方向（箭頭所 示的方向）旋轉(zhuǎn)。
[0050] 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(tài)下， 驅(qū)動第一運動基座3的可動基座12向繞Y軸的第一方向旋轉(zhuǎn)。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(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)力。換句話說，能夠?qū)⑴c 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(tài)。在該情況下，能夠進行俯仰動作評價、懸 置以及驅(qū)動軸動作評價、輪轂軸承的評價等。
[0051] 在模擬在坡路上減速時的車輛行駛狀態(tài)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Y軸的旋轉(zhuǎn)力的方向成為與模擬在坡路上加速時的車輛行駛狀態(tài)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。
[0052] 圖7A以及圖7B是用于對模擬轉(zhuǎn)彎時的車輛行駛狀態(tài)的情況下的各運動基座的控 制例進行說明的示意圖。
[0053] 圖7A表示車輛直線行駛的狀態(tài)。如圖7B所示，對車輛從該狀態(tài)向左方轉(zhuǎn)彎的情 況進行說明。
[0054] 參照圖7B，為了使試驗品搭載用車身2向左方轉(zhuǎn)彎，使第一運動基座3的可動基 座12繞Z軸向俯視觀察為逆時針的方向旋轉(zhuǎn)。另外，使第二運動基座4、5、6、7的可動基座 12全部繞Z軸向俯視觀察為逆時針的方向旋轉(zhuǎn)，并且在由車身坐標系的X軸以及Y軸規(guī)定 的XY平面內(nèi)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(zhuǎn)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7B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(zhuǎn)彎時的車輛行駛狀態(tài)。在該情況下，能夠進行車軸 21S?24S的軸向負載的評價、轉(zhuǎn)向操縱扭矩的評價、齒條軸力的評價、輪轂軸承的評價等。
[0055] 以下，對使用了車輛用檢測裝置1的車輛用檢測系統(tǒng)進行說明。
[0056] 圖8是表示車輛用檢測系統(tǒng)100的簡要的電結(jié)構(gòu)的框圖。
[0057] 車輛用檢測系統(tǒng)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(qū)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(gòu)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。
[0058] 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）。如上述那樣，后輪驅(qū)動 用模塊50包括后輪驅(qū)動馬達51、用于控制后輪驅(qū)動馬達51的后輪驅(qū)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(zhuǎn)角進行檢測的旋轉(zhuǎn)角傳感器（省略圖 示）。
[0059] 在各第二運動基座4、5、6、7設置有六軸力傳感器104、105、106、107,上述六軸力 傳感器104、105、106、107用于對從試驗品搭載用車身2經(jīng)由各車軸21S?24S以及各外力 附加用馬達31、32、33、34而施加于各第二運動基座4、5、6、7的六個自由度各自的外力進行 檢測。六個自由度各自的外力由固定于各第二運動基座的xyz坐標系的X方向的外力、y方 向的外力、z方向的外力、繞X軸的外扭矩、繞y軸的外扭矩以及繞z軸的外扭矩構(gòu)成。
[0060] 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(zhuǎn)向操縱角信息（方向 盤轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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 息傳輸至搭載于車輛用檢測裝置的后輪驅(qū)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。
[0061] EPS用ECU42基于從駕駛模擬器60傳輸來的轉(zhuǎn)向操縱角信息來決定轉(zhuǎn)向操縱扭 矩，根據(jù)決定了的轉(zhuǎn)向操縱扭矩來對輔助馬達41進行驅(qū)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。
[0062] 后輪驅(qū)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(qū)動馬達51的扭矩指令值，并根據(jù)決定了的扭矩指令值而對后輪驅(qū)動馬達51進行驅(qū)動控 制。另外，后輪驅(qū)動馬達用ECU52基于旋轉(zhuǎn)角傳感器的輸出信號而測定后輪用的車軸23S、 24S的旋轉(zhuǎn)速度（以下，稱為車軸旋轉(zhuǎn)速度。），并將該速度傳輸至促動器控制器70。
[0063] 促動器控制器70包括車輛模型71、MB用第一目標值生成部72、MB用第二目標值 生成部73、位移量運算部74、以及馬達用目標值生成部75。將從駕駛模擬器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以及齒條軸位移速度以及從后輪驅(qū)動 馬達用E⑶52傳輸來的車軸旋轉(zhuǎn)速度輸入至車輛模型71。車輛模型71基于這些輸入信息 而生成與由駕駛模擬器60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。
[0064] 馬達用目標值生成部75基于由車輛模型71生成的施加于各車軸的外力而生成應 該使各外力附加用馬達31、32、33、34產(chǎn)生的馬達扭矩的目標值（扭矩目標值）。將由馬達 用目標值生成部75生成的分別針對各外力附加用馬達31、32、33、34的扭矩目標值施加給 所對應的馬達控制裝置35、36、37、38。各馬達控制裝置35、36、37、38基于從馬達用目標值 生成部75施加的扭矩目標值來控制所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(chǎn)生與扭矩目標值對應的馬達扭矩。
[0065] MB用第一目標值生成部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/姿勢而生成各運動基座3、4、5、6、7應該采取的位置/姿勢的目標值（位置/姿勢 目標值）。將由MB用第一目標值生成部72生成的第一運動基座3的位置/姿勢目標值給 予第一運動基座3的運動控制器3C。第一運動基座3的運動控制器3C基于從MB用第一目 標值生成部72給予的位置/姿勢目標值而控制對應的促動器13。由此，控制第一運動基座 3的可動基座12的位置/姿勢成為與該位置/姿勢目標值相應的位置/姿勢。
[0066] 位移量運算部74假設各第二運動基座4、5、6、7包括用于相對于外力而產(chǎn)生柔軟 性的假想機械阻抗，計算與由各六軸力傳感器104、105、106、107檢測的六個自由度各自的 外力對應的各第二運動基座4、5、6、7的六個自由度各自的位移量。六個自由度各自的位移 量由固定于各第二運動基座的xyz坐標系的X方向的位移量、y方向的位移量、z方向的位 移量、橫滾角的位移量、俯仰角的位移量以及偏轉(zhuǎn)角的位移量構(gòu)成。如后述的那樣，假想機 械阻抗包括假想彈簧和假想阻尼器。對位移量運算部74的動作的詳細情況進行后述。 [0067] 將由MB用第一目標值生成部72生成的各第二運動基座4、5、6、7的位置/姿勢目 標值給予MB用第二目標值生成部73。MB用第二目標值生成部73基于各第二運動基座4、 5、6、7的位置/姿勢目標值和由位移量運算部74運算出的各第二運動基座4、5、6、7的六個 自由度各自的位移量而生成各第二運動基座4、5、6、7的最終的位置/姿勢目標值。具體而 言，MB用第二目標值生成部73通過對各第二運動基座4、5、6、7的位置/姿勢目標值加上 對應的第二運動基座4、5、6、7的六個自由度各自的位移量，從而生成各第二運動基座4、5、 6、7的最終的位置/姿勢目標值。
[0068] 將由MB用第二目標值生成部73生成的各第二運動基座4、5、6、7的最終的位置/ 姿勢目標值給予對應的第二運動基座4、5、6、7的運動控制器4C、5C、6C、7C。各第二運動基 座4、5、6、7的運動控制器4C、5C、6C、7C基于從MB用第二目標值生成部73給予的最終的位 置/姿勢目標值而控制對應的促動器13。由此，控制各第二運動基座4、5、6、7的可動基座 12的位置/姿勢成為與對應的最終的位置/姿勢目標值相應的位置/姿勢。
[0069] 以下，對位移量運算部74的動作進行說明。六軸力傳感器104、105、106、107、位移 量運算部74以及MB用第二目標值生成部73構(gòu)成用于進行阻抗控制的阻抗控制部。
[0070] 阻抗控制是指使對象質(zhì)量的外力作用時的動作與由假想的彈簧、質(zhì)量以及阻尼器 構(gòu)成的假想機械阻抗模型中的動作一致的控制。具體而言，由設置在對象質(zhì)量上的力/扭 矩傳感器（六軸力傳感器）來檢測六個自由度各自的外力（外力以及外扭矩），并將該外力 向假想機械阻抗模型輸入。從該假想機械阻抗模型和輸入值能夠得到對象質(zhì)量的平移、旋 轉(zhuǎn)動作，若將這些對象質(zhì)量的平移、旋轉(zhuǎn)動作作為針對促動器的位置/姿勢指令值而給予， 則能夠?qū)崿F(xiàn)上述控制。
[0071] 圖9A以及圖9B是用于對向左前側(cè)的第二運動基座施加 X方向的外力時的阻抗控 制的觀點進行說明的說明圖。圖9A以及圖9B中的X軸、y軸以及z軸是固定于左前側(cè)的 第二運動基座的xyz坐標系。
[0072] 如圖9A所示，在左前側(cè)的第二運動基座4的可動基座12與假想的垂直壁之間配 置有假想機械阻抗200。假想機械阻抗200由在對可動基座12施加 X方向的外力時與該 外力對應地向X方向變形的假想彈簧201和用于使該外力衰減的假想阻尼器202構(gòu)成。另 夕卜，在第二運動基座4的可動基座12設置有用于對從試驗品搭載用車身2經(jīng)由車軸21S而 施加于可動基座12的六個自由度各自的外力（外力以及外扭矩）進行檢測的六軸力傳感 器104。此外，實際上六軸力傳感器104設置于不妨礙外力附加用馬達31的安裝的位置。
[0073] 如圖9B所示，若對第二運動基座4的可動基座12施加 X軸向的外力Fx，則通過假 想阻尼器202而使該外力衰減，并且使假想彈簧201變形。其結(jié)果，使可動基座12向X方 向移動Λ X。通過位移量運算部74來運算該位移量Λ X，并反映在針對第二運動基座4的 位置/姿勢目標值。
[0074] 位移量運算部74利用假想機械阻抗模型而運算與六個自由度各自的外力對應的 六個自由度各自的位移量。通過下式（1)?（4)來確立假想機械阻抗模型。此外，在下式 (1)?（4)中，位于符號的右肩上的撇符號是指在被稱為體坐標系的固定于對象質(zhì)量的坐 標系中的表達，波浪線符號是指斜對稱矩陣。

【權(quán)利要求】
1. 一種車輛用試驗系統(tǒng)，其特征在于，包括： 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； 四個電動馬達，它們分別與所述各車軸的外端部連結(jié)，用于對所述各車軸賦予旋轉(zhuǎn) 力； 四個第二運動基座，它們經(jīng)由所述各電動馬達而支承所述各車軸，用于使所述各車軸 進行六個自由度的運動； 四個外力檢測部，它們用于獨立地檢測從所述試驗品搭載用車身經(jīng)由所述各車軸而施 加于所述各第二運動基座的外力； 第一目標值生成部，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； 位移量運算部，假設所述各第二運動基座包括用于相對于外力而產(chǎn)生柔軟性的假想機 械阻抗，該位移量運算部運算與由所述外力檢測部檢測的外力對應的所述各第二運動基座 的位移量； 第二目標值生成部，其基于由所述第一目標值生成部生成的所述各第二運動基座的位 置/姿勢目標值、和由所述位移量運算部運算出的所述各第二運動基座的位移量，來生成 針對所述各第二運動基座的最終的位置/姿勢目標值；以及 控制部，其利用由所述第一目標值生成部生成的所述第一運動基座的位置/姿勢目標 值來控制所述第一運動基座，并且利用由所述第二目標值生成部生成的所述各第二運動基 座的最終的位置/姿勢目標值來控制所述各第二運動基座。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用試驗系統(tǒng)，其特征在于， 所述各外力檢測部構(gòu)成為對從所述試驗品搭載用車身施加于對應的第二運動基座的 六個自由度各自的外力進行檢測， 所述各第二運動基座所包括的假想機械阻抗由與所述六個自由度各自的外力分別對 應的六個自由度各自的假想機械阻抗構(gòu)成， 所述位移量運算部構(gòu)成為對與由所述外力檢測部檢測的六個自由度各自的外力對應 的所述各第二運動基座的六個自由度各自的位移量進行運算。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用試驗系統(tǒng)，其特征在于， 所述六個自由度各自的假想機械阻抗包括假想彈簧和假想阻尼器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛用試驗系統(tǒng)，其特征在于， 所述六個自由度各自的假想機械阻抗包括假想彈簧和假想阻尼器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的車輛用試驗系統(tǒng)，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(jié)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(tài)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安裝有對應的所述電動馬達。
【文檔編號】G01M17/007GK104122097SQ201410168715
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月26日
【發(fā)明者】田上將治 申請人:株式會社捷太格特