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JP2008076225A - Air resistance measuring method and air resistance measuring device - Google Patents

Air resistance measuring method and air resistance measuring device Download PDF

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JP2008076225A
JP2008076225A JP2006255687A JP2006255687A JP2008076225A JP 2008076225 A JP2008076225 A JP 2008076225A JP 2006255687 A JP2006255687 A JP 2006255687A JP 2006255687 A JP2006255687 A JP 2006255687A JP 2008076225 A JP2008076225 A JP 2008076225A
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JP
Japan
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vehicle
air resistance
measured
measurement
tire
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006255687A
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Japanese (ja)
Inventor
Masumi Odagiri
真純 小田切
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

【課題】一定速度で走行を行っている姿勢での空気抵抗を求め、従来よりも誤差の少ない空気抵抗を求めることができる空気抵抗測定装置を提供すること。
【解決手段】走行路面RDに連続して配置され、被計測車両TMの全輪FW,RWが同時に接触可能な走行方向の長さおよびその直交方向の幅を有した計測板2と、この計測板2の上を車両が走行したときに、タイヤ外周表面が計測板2に伝達する力であるタイヤ表面力を計測する計測手段と、を備えた空気抵抗測定装置とした。
【選択図】図1
To provide an air resistance measuring device capable of obtaining an air resistance in a posture in which a vehicle is traveling at a constant speed and obtaining an air resistance with less error than conventional.
A measuring plate having a length in a traveling direction and a width in a direction orthogonal thereto, which is continuously arranged on a traveling road surface RD and is capable of simultaneously contacting all the wheels FW and RW of a vehicle to be measured TM. The air resistance measuring device includes a measuring unit that measures a tire surface force, which is a force transmitted from the outer peripheral surface of the tire to the measuring plate 2 when the vehicle travels on the plate 2.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、走行時に車両に作用する空気抵抗を測定する空気抵抗測定方法および空気抵抗測定装置に関する。   The present invention relates to an air resistance measuring method and an air resistance measuring device for measuring an air resistance acting on a vehicle during traveling.

従来、車両の空気抵抗を測定する方法として、風洞実験設備を用いて測定する方法が周知である。
また、この大がかりな風洞実験設備を用いない測定方法として、車両を、エンジン動力を遮断した惰性直進状態(コーストダウン走行)として、車両に作用する抵抗を測定する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, as a method for measuring the air resistance of a vehicle, a method using a wind tunnel experimental facility is well known.
In addition, as a measurement method that does not use this large-scale wind tunnel experimental equipment, a method is known in which the vehicle is placed in a coasting straight state (coast down running) with the engine power cut off, and the resistance acting on the vehicle is measured (for example, Patent Document 1).

この抵抗測定方法は、以下のように行う。
すなわち、車両を実路において一定速度で走行させた状態から、トランスミッションのギア位置をニュートラルなどにすることで、タイヤへ伝達されるエンジン駆動力を遮断し、車両を慣性で直進させるコーストダウン試験を実行する。そして、このときの時間変化(ΔT)に対する車両の走行速度変化(ΔV)を計測し、車両の質量および車両のタイヤなどの回転慣性質量(m)から、車両のトータルの走行抵抗を求める。
This resistance measurement method is performed as follows.
In other words, from a state where the vehicle is running at a constant speed on an actual road, by changing the transmission gear position to neutral or the like, the engine driving force transmitted to the tire is cut off, and a coast down test is performed in which the vehicle goes straight by inertia. Execute. Then, the vehicle travel speed change (ΔV) with respect to the time change (ΔT) at this time is measured, and the total travel resistance of the vehicle is obtained from the vehicle mass and the rotational inertia mass (m) of the vehicle tire or the like.

この走行抵抗は、タイヤを主とした転がり抵抗、駆動軸抵抗、空気抵抗が含まれる。そこで、駆動軸抵抗は、車両をジャッキアップなどによりタイヤを路面から浮かした状態でコーストダウン走行状態として求めることができる。   This running resistance includes rolling resistance, driving shaft resistance, and air resistance mainly for tires. Therefore, the drive shaft resistance can be obtained as a coast-down running state in a state where the tire is lifted from the road surface by jacking up the vehicle or the like.

また、転がり抵抗は、低車速走行時には、空気抵抗をほとんど無視できることから、低車速でコーストダウン走行を行い、このときの走行抵抗から駆動軸抵抗分を差し引くことで、転がり抵抗およびその抵抗式の常数および係数を求める。   In addition, since the rolling resistance is almost negligible when driving at low vehicle speeds, coasting is performed at low vehicle speeds, and the driving resistance is subtracted from the driving resistance at this time. Find constants and coefficients.

また、空気抵抗は、高速走行時の走行抵抗の大半を占めることから、高速でコーストダウン走行を行い、既に得られた空気抵抗以外の因子の抵抗式と、今回得られた走行抵抗データから、空気抵抗およびその常数や係数を求める。
特開平8−247903号公報
In addition, since air resistance accounts for most of the running resistance during high speed running, coast down running at high speed, from the resistance equation of factors other than the air resistance already obtained and the running resistance data obtained this time, Find the air resistance and its constants and coefficients.
JP-A-8-247903

上述のように、従来、走行抵抗を求める場合には、車両をコーストダウン走行させて求めるようにしている。
しかしながら、コーストダウン走行時には、減速状態となっているため、このときの車両姿勢は、定速走行状態の車両姿勢に対して前傾姿勢となっている。
As described above, conventionally, when the running resistance is obtained, the vehicle is coasted down and obtained.
However, since the vehicle is in a decelerating state during coast down running, the vehicle posture at this time is a forward leaning posture with respect to the vehicle posture in the constant speed running state.

これに対し、車両の空気抵抗として計測したいのは、エンジン駆動力をタイヤで伝達して一定速度で走行を行っている状態での空気抵抗であって、このときの車両姿勢が上述のコーストダウン走行時の前傾姿勢と異なる。
このため、上述のコーストダウン走行時に求めた空気抵抗が、実際の走行時の空気抵抗と異なるという問題があり、かつ、このコーストダウン走行時に求めた空気抵抗に基づいて得られたデータにも誤差が生じるという問題を招く。
On the other hand, what we want to measure as the air resistance of the vehicle is the air resistance when the engine driving force is transmitted by the tire and running at a constant speed, and the vehicle attitude at this time is the coast down described above. It differs from the forward leaning posture during driving.
For this reason, there is a problem that the air resistance obtained at the time of coasting down is different from the air resistance at the time of actual traveling, and the data obtained based on the air resistance obtained at the time of coasting down also has an error. Cause the problem that occurs.

本発明は、上述の問題点に着目してなされたもので、一定速度で走行を行っている姿勢での空気抵抗を求め、実際の走行時の空気抵抗との誤差の少ない空気抵抗を求めることができる、空気抵抗測定方法および空気抵抗測定装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and obtains air resistance in a posture where the vehicle is running at a constant speed, and obtains air resistance with little error from air resistance during actual running. An object of the present invention is to provide an air resistance measurement method and an air resistance measurement device that can perform the above-described process.

上述の目的を達成するために、本発明は、一定速度で走行する被計測車両のタイヤ表面力を測定し、このタイヤ表面力から、被計測車両の空気抵抗を求めることを特徴とする空気抵抗測定方法とした。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention measures the tire surface force of a vehicle to be measured traveling at a constant speed, and obtains the air resistance of the vehicle to be measured from the tire surface force. The measurement method was used.

本発明では、一定速走行時のタイヤ表面力を計測し、このタイヤ表面力から空気抵抗を求めるようにしたため、実際の走行状態で最も一般的なエンジン駆動力を路面に伝達している状態の走行姿勢での空気抵抗を得ることができる。
よって、従来のように、減速状態の走行姿勢で空気抵抗を求める場合と比較して、誤差を少なくすることができる。
In the present invention, the tire surface force during constant speed traveling is measured, and the air resistance is obtained from the tire surface force, so that the most common engine driving force is transmitted to the road surface in the actual traveling state. Air resistance in the running posture can be obtained.
Therefore, the error can be reduced as compared with the case where the air resistance is obtained in the traveling posture in the deceleration state as in the prior art.

ここで、タイヤ外周面力から空気抵抗を算出する方法を簡単に説明する。
実路を一定速度で走行する車両の走行抵抗は、下記の式(a)に示すように、タイヤ転がり抵抗とメカニカル抵抗と空気抵抗との合算値である
車両定速走行時の走行抵抗=タイヤ転がり抵抗+メカニカル抵抗+空気抵抗 …(a)
なお、タイヤ転がり抵抗は、タイヤトレッド面が路面と接する際に生じるタイヤ変形で損失される抵抗である。また、メカニカル抵抗は、車軸ベアリングフリクションによる抵抗や、ディスクブレーキパッドとロータとがブレーキ液圧が作用していなくとも自然にすれて生じる抵抗などの集合である。また、空気抵抗は、車体に作用する空気流動による抵抗である。
Here, a method for calculating the air resistance from the tire outer peripheral surface force will be briefly described.
As shown in the following equation (a), the running resistance of a vehicle running on a real road at a constant speed is a sum of tire rolling resistance, mechanical resistance, and air resistance. Rolling resistance + mechanical resistance + air resistance (a)
The tire rolling resistance is a resistance lost due to tire deformation that occurs when the tire tread surface is in contact with the road surface. The mechanical resistance is a set of resistance caused by axle bearing friction, resistance generated by the disc brake pad and the rotor being naturally struck even when no brake fluid pressure is applied. The air resistance is resistance due to air flow acting on the vehicle body.

さらに、タイヤ外周面が路面に伝達する力は、ドライブシャフトがタイヤに伝達した力から、「タイヤ転がり抵抗」および「メカニカル抵抗」を差し引いた力である。   Further, the force transmitted from the tire outer peripheral surface to the road surface is a force obtained by subtracting “tire rolling resistance” and “mechanical resistance” from the force transmitted from the drive shaft to the tire.

したがって、タイヤ外周面力は、下記の式(b)で表すことができる。
タイヤ外周面力=ドライブシャフトの力−タイヤ転がり抵抗−メカニカル抵抗…(b)
Therefore, the tire outer peripheral surface force can be expressed by the following formula (b).
Tire outer surface force = drive shaft force−tire rolling resistance−mechanical resistance (b)

上記の式(a)および式(b)から、タイヤ外周面が路面に伝達する力(これを、タイヤ表面力とする)は、「空気抵抗」と等価である。   From the above formulas (a) and (b), the force transmitted from the tire outer peripheral surface to the road surface (this is the tire surface force) is equivalent to “air resistance”.

このように、実路を一定速度で走る車両の進行方向のタイヤ表面力の合算値が、実路の空気抵抗と等価であるから、車両のタイヤ表面力を計測することで車両の空気抵抗を求めることができる。   In this way, since the total value of the tire surface force in the traveling direction of the vehicle running on the actual road at a constant speed is equivalent to the air resistance of the actual road, the vehicle air resistance is measured by measuring the tire surface force of the vehicle. Can be sought.

以上のように、本発明では、実路を一定速度で走行している状態の空気抵抗を求めることができるため、コーストダウン走行時の前傾姿勢で空気抵抗を求めるのと比較して、実際の走行時の空気抵抗との誤差を無くして、より精度の高い空気抵抗を求めることができる。   As described above, in the present invention, it is possible to obtain the air resistance when the vehicle is traveling at a constant speed on the actual road. Thus, it is possible to obtain a more accurate air resistance by eliminating an error from the air resistance during traveling.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この実施の形態の空気抵抗測定装置は、走行路面(RD)に連続して配置され、被計測車両(TM)の全輪(FW,RW)が同時に接触可能な走行方向の長さおよびその直交方向の幅を有した計測板(2)と、この計測板(2)の上を車両が走行したときに、タイヤ外周表面が前記計測板(2)に伝達する力であるタイヤ表面力を計測する計測手段と、を備えていることを特徴とする空気抵抗測定装置とした。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The air resistance measuring device of this embodiment is arranged continuously on the traveling road surface (RD), and the length of the traveling direction in which all the wheels (FW, RW) of the vehicle to be measured (TM) can simultaneously contact and the orthogonality thereof. A measurement plate (2) having a width in the direction and a tire surface force, which is a force transmitted from the outer peripheral surface of the tire to the measurement plate (2) when the vehicle travels on the measurement plate (2) And an air resistance measuring device characterized by comprising:

図1〜図8に基づいて本発明の最良の実施の形態の実施例1の空気抵抗測定装置Aおよびこの空気抵抗測定装置Aによる空気抵抗測定方法について説明する。   The air resistance measuring apparatus A according to the first embodiment of the present invention and the air resistance measuring method using the air resistance measuring apparatus A will be described with reference to FIGS.

まず、実施例1の空気抵抗測定装置Aの構成を説明する。
図1に示すように、実施例1の空気抵抗測定装置Aは、走行路面RDを切削して形成された設置凹部1に設置されており、計測板2を備えている。
First, the structure of the air resistance measuring apparatus A of Example 1 will be described.
As shown in FIG. 1, the air resistance measuring device A of Example 1 is installed in an installation recess 1 formed by cutting a traveling road surface RD, and includes a measurement plate 2.

この計測板2は、計測板本体20と、キャタピラ部材21,22とを備えている。
計測板本体20は、金属などで板状に形成されており、設置凹部1において走行路面RDとの間に高さ方向の段差が生じない高さで支持台(支持手段)4に支持されている。なお、計測板本体20は、矢印FRで示す被計測車両TMの走行方向に、被計測車両TMの前輪FWおよび後輪RWを同時に乗せることが可能な長さおよび幅に形成されており、本実施例1の場合、被計測車両TMを含む試験対象車両のホイールベースの2倍を目安に6m程度の長さに形成されている。
The measurement plate 2 includes a measurement plate main body 20 and caterpillar members 21 and 22.
The measurement plate body 20 is formed in a plate shape with metal or the like, and is supported by the support base (support means) 4 at a height that does not cause a step in the height direction between the installation recess 1 and the traveling road surface RD. Yes. The measurement plate main body 20 is formed to have a length and a width that allow the front wheel FW and the rear wheel RW of the measured vehicle TM to be simultaneously placed in the traveling direction of the measured vehicle TM indicated by the arrow FR. In the case of Example 1, it is formed in a length of about 6 m with reference to twice the wheel base of the test target vehicle including the vehicle to be measured TM.

キャタピラ部材21,22は、計測板本体20と略同幅の複数の板をいわゆるキャタピラ状に結合して形成されたもので、計測板本体20の前記走行方向の両端部に連結されており、設置凹部1に設置された大ローラ31,32に支持されている。   The caterpillar members 21 and 22 are formed by connecting a plurality of plates having substantially the same width as the measurement plate main body 20 in a so-called caterpillar shape, and are connected to both ends of the measurement plate main body 20 in the traveling direction. It is supported by large rollers 31 and 32 installed in the installation recess 1.

計測板本体20と支持台4との間には、小ローラ4aが複数介在されている。これらの小ローラ4aは、低フリクションで回動するもので、図2に示すように、支持台4の長手方向(走行方向)に所定の間隔を空けて複数並設されている。すなわち、計測板2の上を被計測車両TMが矢印FRで示す走行方向へ走行して計測板2にタイヤ表面力が作用したときに、計測板2が、タイヤ表面力の作用方向(走行方向の正逆方向)へ移動可能に支持台4に支持されている。   A plurality of small rollers 4 a are interposed between the measurement plate body 20 and the support 4. These small rollers 4 a rotate with low friction, and as shown in FIG. 2, a plurality of these small rollers 4 a are arranged in parallel at a predetermined interval in the longitudinal direction (traveling direction) of the support base 4. That is, when the vehicle to be measured TM travels on the measuring plate 2 in the traveling direction indicated by the arrow FR and the tire surface force acts on the measuring plate 2, the measuring plate 2 is applied with the tire surface force acting direction (traveling direction). (Forward and reverse directions) is supported by the support base 4 so as to be movable.

また、計測板本体20が走行方向に移動するのに伴い、キャタピラ部材21,22は、大ローラ31,32を回動させながら大ローラ31,32の外周に沿って移動し、計測板2と設置凹部1の縁部との干渉が防止される。   Further, as the measurement plate main body 20 moves in the traveling direction, the caterpillar members 21 and 22 move along the outer circumferences of the large rollers 31 and 32 while rotating the large rollers 31 and 32, Interference with the edge of the installation recess 1 is prevented.

大ローラ31,32は、それぞれ回動軸31c,32cを中心に回動可能に支持されており、図2に示すように、各回動軸31c,32cのそれぞれに一対設けられている。
なお、回動軸31c,32cは、それぞれ、計測板2の幅方向に延在され、設置凹部1の底面1aに設置された架台31a,32aに立設されたブラケット31b,32bに回動可能に支持されている。
The large rollers 31 and 32 are supported so as to be rotatable about the rotation shafts 31c and 32c, respectively, and as shown in FIG. 2, a pair of large rollers 31 and 32c is provided on each of the rotation shafts 31c and 32c.
The rotating shafts 31c and 32c extend in the width direction of the measuring plate 2, and can be rotated by brackets 31b and 32b installed upright on the bases 31a and 32a installed on the bottom surface 1a of the installation recess 1. It is supported by.

また、大ローラ31,32の外周には、図1に示すように、キャタピラ部材21,22に噛み合う複数の係合歯31d,32dが形成されている。さらに、大ローラ31,32の図中下部には、架台31a,32aに設けられたストッパ31e,32eと係合可能な係合突起31f,32fが外径方向に突出して形成されている。したがって、大ローラ31,32は、係合突起31f,32fとストッパ31e,32eとの間に設けられた隙間の範囲内で、走行方向およびその逆方向に回動可能となっている。   Further, as shown in FIG. 1, a plurality of engagement teeth 31 d and 32 d that mesh with the caterpillar members 21 and 22 are formed on the outer periphery of the large rollers 31 and 32. Furthermore, engaging projections 31f and 32f that can be engaged with stoppers 31e and 32e provided on the bases 31a and 32a are formed in the lower part of the large rollers 31 and 32 in the drawing so as to protrude in the outer diameter direction. Therefore, the large rollers 31 and 32 are rotatable in the traveling direction and in the opposite direction within the range of the gap provided between the engaging protrusions 31f and 32f and the stoppers 31e and 32e.

大ローラ31,32の一方の大ローラ31の回動軸31cには、図2に示すように、トルクメータ(荷重センサ)51が設けられている。このトルクメータ51は、被計測車両TMのタイヤ外表面力により計測板2が変位して、キャタピラ部材21,22が大ローラ31を回動させるときのトルクを計測する。すなわち、この計測されたトルクと大ローラ31の回転半径とにより、後述するように計測板2に作用するタイヤ表面力を求める。   As shown in FIG. 2, a torque meter (load sensor) 51 is provided on the rotation shaft 31 c of one of the large rollers 31 and 32. The torque meter 51 measures torque when the measurement plate 2 is displaced by the tire outer surface force of the vehicle TM to be measured and the caterpillar members 21 and 22 rotate the large roller 31. That is, the tire surface force acting on the measurement plate 2 is obtained from the measured torque and the rotation radius of the large roller 31 as described later.

なお、大ローラ31は、図1に示すウエイト(付勢手段)31gにより矢印FRの走行方向とは逆方向に初期荷重が与えられている。これにより、計測板2に作用する、小ローラ4aや大ローラ31,32のベアリングフリクションなどのフリクションをキャンセルさせて、トルクメータ51の計測精度が悪化することが防止されている。   The large roller 31 is given an initial load in a direction opposite to the traveling direction of the arrow FR by a weight (biasing means) 31g shown in FIG. As a result, the friction such as the bearing friction of the small roller 4a and the large rollers 31 and 32 acting on the measurement plate 2 is canceled, and the measurement accuracy of the torque meter 51 is prevented from deteriorating.

また、トルクメータ51の検出値は、図3に示す処理装置(演算手段)6に入力される。この処理装置6は、トルクメータ51に加えて、第1赤外線センサ52、第2赤外線センサ53、時間計測タイマ54、加速度計55、風向計56、風速計57、大気圧計58、大気温計59が接続されている。   Further, the detected value of the torque meter 51 is input to the processing device (calculation means) 6 shown in FIG. In addition to the torque meter 51, the processing device 6 includes a first infrared sensor 52, a second infrared sensor 53, a time measurement timer 54, an accelerometer 55, an anemometer 56, an anemometer 57, an atmospheric pressure gauge 58, an atmospheric temperature gauge 59. Is connected.

加速度計55および両赤外線センサ52,53は、図1に示すように、計測板本体20の中に設置されている。
加速度計55は、被計測車両TMが、計測板2に乗っている際に、タイヤ表面力が計測板2に作用した際に生じる加速度を計測するものである。
As shown in FIG. 1, the accelerometer 55 and the two infrared sensors 52 and 53 are installed in the measurement plate body 20.
The accelerometer 55 measures the acceleration generated when the tire surface force acts on the measurement plate 2 when the vehicle TM to be measured is riding on the measurement plate 2.

両赤外線センサ52,53は、被計測車両TMの前部に設置されている赤外線発信機61から発信される信号を関知するもので、計測板本体20の走行方向の両端部に設置されている。これらの赤外線センサ52,53は、あらかじめ設定された間隔で配置されており、この間隔と赤外線発信機61からの入力のタイミングとに基づいて、被計測車両TMの速度および計測板2上の位置を算出することができる。   Both infrared sensors 52 and 53 are for detecting signals transmitted from an infrared transmitter 61 installed at the front of the vehicle TM to be measured, and are installed at both ends of the measuring plate body 20 in the traveling direction. . These infrared sensors 52 and 53 are arranged at a predetermined interval, and based on this interval and the timing of input from the infrared transmitter 61, the speed of the vehicle TM to be measured and the position on the measurement plate 2 Can be calculated.

風向計56、風速計57、大気圧計58、大気温計59は、1つの計測ユニット(周辺環境計測手段))50にまとめて組み付けられており、計測板2の上の被計測車両TMの周囲の環境影響である、風向、風速、大気圧、大気温度を計測する。   The anemometer 56, the anemometer 57, the barometer 58, and the atmospheric temperature meter 59 are assembled together in one measuring unit (ambient environment measuring means) 50, and are around the vehicle TM to be measured on the measuring plate 2. Measure the wind direction, wind speed, atmospheric pressure, and atmospheric temperature, which are environmental impacts.

次に、実施例1の空気抵抗測定装置Aを用いて空気抵抗を計測する方法の概略を説明する。
車両の走行抵抗値は、車速に依存した、下記の式(1)に示す3項2次式で表すことができる。
(W/g)(1+f)(dV/dt)=D+D+Da …(1)
なお、Wは車両の重量(単位:kg)、gは重力加速度(m/sec)、Vは車両速度(m/sec)、Dは駆動軸損失、Dは転がり抵抗損失、Daは空気抵抗損失である。
Next, an outline of a method for measuring the air resistance using the air resistance measuring apparatus A of the first embodiment will be described.
The running resistance value of the vehicle can be expressed by a three-term quadratic equation shown in the following equation (1) depending on the vehicle speed.
(W / g) (1 + f) (dV / dt) = D T + D R + Da (1)
Note, W is the weight of the vehicle (Unit: kg), g is gravitational acceleration (m / sec 2), V is the vehicle speed (m / sec), D T is the drive shaft losses, D R is the rolling resistance loss, Da is Air resistance loss.

また、駆動軸損失D、転がり抵抗損失D、空気抵抗損失Daは、それぞれ、下記の式(2)(3)(4)で表すことができる。
=W(τ+bV) …(2)
=W(f+kV) …(3)
Da=Cd(1/2g)×VF …(4)
Further, the drive shaft loss D T , the rolling resistance loss D R , and the air resistance loss Da can be expressed by the following formulas (2), (3), and (4), respectively.
D T = W (τ 0 + bV) (2)
D R = W (f 0 + kV 2 ) (3)
Da = Cd (1/2 g) × V 2 F (4)

なお、上記式において、τは駆動軸損失の常数項の係数、bは駆動損失の速度比例項の係数、fは転がり抵抗損失の定数項の係数、kは転がり抵抗損失の速度の二乗比例項の係数、Fは車両の前面面積(m)である。 In the above equation, τ 0 is a coefficient of the constant term of the drive shaft loss, b is a coefficient of the speed proportional term of the drive loss, f 0 is a coefficient of a constant term of the rolling resistance loss, and k is a square of the speed of the rolling resistance loss. The coefficient of the proportional term, F, is the front area (m 2 ) of the vehicle.

そこで、実路を一定速度で走行する車両の走行抵抗は、下記の式(5)に示すように、タイヤトレッド面が路面と接する際に生じるタイヤ変形で損失される「タイヤ転がり抵抗」、車軸ベアリングフリクションによる抵抗や、ディスクブレーキパッドとロータとがブレーキ液圧が作用していなくとも自然にすれて生じる抵抗などの集合である「メカニカル抵抗」および車体に作用する空気流動による「空気抵抗」から構成されている。
車両定速走行時の走行抵抗=タイヤ転がり抵抗+メカニカル抵抗+空気抵抗 …(5)
なお、上記の式(5)のメカニカル抵抗は、下記の式(6)で表すことができる。
メカニカル抵抗=ハブベアリング抵抗+ブレーキ引きずり抵抗 …(6)
Therefore, the running resistance of a vehicle traveling on a real road at a constant speed is expressed by the following formula (5): “tire rolling resistance” lost due to tire deformation generated when the tire tread surface is in contact with the road surface, the axle From the "mechanical resistance" that is a set of resistance caused by bearing friction, the resistance that occurs when the disc brake pad and rotor do not act on the brake fluid pressure, and the "air resistance" caused by airflow acting on the vehicle body It is configured.
Driving resistance at constant vehicle speed = tire rolling resistance + mechanical resistance + air resistance (5)
The mechanical resistance of the above formula (5) can be expressed by the following formula (6).
Mechanical resistance = Hub bearing resistance + Brake drag resistance (6)

さらに、動力の伝達を路面と接するタイヤ外周面について考えると、タイヤ外周面が路面に伝達する力(これを、タイヤ表面力とする)は、ドライブシャフトがタイヤに伝達した力から、「タイヤ転がり抵抗」および「メカニカル抵抗」を差し引いた力である。   Furthermore, considering the tire outer peripheral surface that is in contact with the road surface, the force transmitted by the tire outer peripheral surface to the road surface (this is referred to as the tire surface force) is derived from the force transmitted by the drive shaft to the tire. It is the force obtained by subtracting “resistance” and “mechanical resistance”.

したがって、タイヤ表面力は、下記の式(7)で表すことができる。
タイヤ表面力=ドライブシャフトの力−タイヤ転がり抵抗−メカニカル抵抗…(7)
Therefore, the tire surface force can be expressed by the following formula (7).
Tire surface force = Drive shaft force-Tire rolling resistance-Mechanical resistance (7)

上記の式(5)および式(7)から、タイヤ外周面が路面に伝達する力であるタイヤ表面力は、「空気抵抗」と等価である。   From the above formulas (5) and (7), the tire surface force, which is the force transmitted from the tire outer peripheral surface to the road surface, is equivalent to “air resistance”.

そこで、実施例1の空気抵抗測定装置Aでは、実路を一定速で走る車両の進行方向のタイヤ表面力の合算値が、実路の空気抵抗と等価であることに着目して、空気抵抗測定装置Aの計測板2の走行時のタイヤ表面力を計測し、この計測値から空気抵抗を算出するようにしたものである。   Therefore, in the air resistance measurement apparatus A of Example 1, paying attention to the fact that the total value of the tire surface force in the traveling direction of the vehicle running at a constant speed on the real road is equivalent to the air resistance on the real road, The tire surface force during travel of the measuring plate 2 of the measuring device A is measured, and the air resistance is calculated from this measured value.

次に、実施例1の空気抵抗測定装置Aの処理装置6において、タイヤ表面力および空気抵抗を求める処理の流れを図4〜図5のフローチャートにより説明する。   Next, in the processing device 6 of the air resistance measuring device A of Example 1, the flow of processing for obtaining the tire surface force and the air resistance will be described with reference to the flowcharts of FIGS.

ステップS1〜S8は、データを蓄積する処理である。
まず、ステップS1では、被計測車両TMの情報を入力する。この入力情報は、少なくとも、被計測車両TMのホイールベースの長さと、前輪駆動、後輪駆動、四輪駆動の種別である。これらの入力は、手作業で行ってもよいし、被計測車両TMに与えられたタグ情報などを読みとるようにしてもよい。
Steps S1 to S8 are processes for accumulating data.
First, in step S1, information on the vehicle to be measured TM is input. This input information is at least the wheel base length of the vehicle TM to be measured and the types of front wheel drive, rear wheel drive, and four wheel drive. These inputs may be performed manually, or tag information given to the vehicle to be measured TM may be read.

次に、ステップS2では、第1赤外線センサ52に入力があるか否か判定し、第1赤外線センサ52へ入力があった場合、ステップS3に進み、この入力がない場合には、ステップS2を繰り返す。なお、この第1赤外線センサ52に入力があった場合、被計測車両TMが計測板2に乗り込む寸前の位置まで達したことを示している。   Next, in step S2, it is determined whether or not there is an input to the first infrared sensor 52. If there is an input to the first infrared sensor 52, the process proceeds to step S3. If there is no input, step S2 is performed. repeat. In addition, when there is an input to the first infrared sensor 52, it indicates that the vehicle to be measured TM has reached a position just before entering the measuring plate 2.

ステップS3では、計測の基準となる開始基準時間Tsを設定し、この開始基準時間Tsを0(これを以下、タイムZEROと称する)とする。
続くステップS4で、データ収集を開始するトリガ信号をONとするとともに、このトリガ信号ONの1秒前からのデータを蓄積する設定を行う。すなわち、被計測車両TMが、計測板2に乗り込む前の時点からのデータを蓄積する。
In step S3, a start reference time Ts serving as a measurement reference is set, and the start reference time Ts is set to 0 (hereinafter referred to as time ZERO).
In subsequent step S4, the trigger signal for starting data collection is turned ON, and the setting is made to accumulate data from one second before the trigger signal is turned ON. That is, the data from the time point before the vehicle to be measured TM gets into the measurement plate 2 is accumulated.

ステップS5では、トルクメータ51、両赤外線センサ52,53、時間計測タイマ54、加速度計55、風向計56、風速計57、大気圧計58、大気温計59からの信号の取り込みを開始する。   In step S5, signal acquisition from the torque meter 51, the two infrared sensors 52 and 53, the time measurement timer 54, the accelerometer 55, the anemometer 56, the anemometer 57, the atmospheric pressure gauge 58, and the atmospheric temperature gauge 59 is started.

次のステップS6では、第2赤外線センサ53から入力があるか否か判定し、入力があった場合には、続くステップS7において、前輪離脱寸前時間Teを設定する。この前輪離脱寸前時間Teは、計測板本体20から前輪FWが降板する直前の時間である。   In the next step S6, it is determined whether or not there is an input from the second infrared sensor 53. If there is an input, in the subsequent step S7, a front wheel separation just before time Te is set. The time Te immediately before the front wheel detachment is a time immediately before the front wheel FW descends from the measurement plate main body 20.

さらにステップS8では、データ収集を終了するトリガ信号をONとするとともに、このトリガ信号がONとなってから、1秒後までデータの蓄積を行った後、データの蓄積を終了する。   Further, in step S8, the trigger signal for ending data collection is turned ON, and after the trigger signal is turned ON, data is stored until one second later, and then the data storage is ended.

データの蓄積を終えると、ステップS9において、平均化処理を行う。すなわち、ステップS9では、蓄積データから、計測時間、平均車速Vm、平均大気温、平均大気圧、平均風速、平均風向を求める。   When the data accumulation is completed, an averaging process is performed in step S9. That is, in step S9, measurement time, average vehicle speed Vm, average atmospheric temperature, average atmospheric pressure, average wind speed, and average wind direction are obtained from the accumulated data.

続く、ステップS10〜S13では、抽出するデータの仕分けを行う。
ステップS10では、単位時間当たりの加速度計55の出力変化を算出する。
In subsequent steps S10 to S13, the data to be extracted is sorted.
In step S10, the output change of the accelerometer 55 per unit time is calculated.

ステップS11では、加速度計55の出力変化値の波形により、図6〜図8に示す各フェーズP1,P2,P3のいずれであるか、および各時間t1,t2,t3を求める。
なお、第1フェーズP1は、計測板2に、前輪FWのみが乗った状態、第2フェーズP2は、前輪FWおよび後輪RW、すなわち全輪が乗った状態、第3フェーズP3は、後輪RWのみが乗った状態をいう。
また、t1は、前輪FWが計測板本体20に乗り込んだ時点のタイムZEROからの経過時間であって前輪乗り込み時間と称し、t2は車両前後輪FW,RWが計測板本体20に乗り込んだ時点のタイムZEROからの経過時間であって全輪乗り込み時間と称し、t3は前輪FWが計測板本体20から降りた時点のタイムZEROからの経過時間であって前輪離脱時間と称する。
In step S11, based on the waveform of the output change value of the accelerometer 55, the phase P1, P2, P3 shown in FIGS. 6 to 8 and the times t1, t2, t3 are obtained.
The first phase P1 is a state in which only the front wheel FW is on the measurement plate 2, the second phase P2 is a state in which the front wheels FW and the rear wheels RW, that is, all wheels are on, and the third phase P3 is a rear wheel. A state where only RW is on board.
Further, t1 is an elapsed time from the time ZERO when the front wheel FW gets into the measurement plate main body 20 and is referred to as a front wheel getting-in time, and t2 is a time when the vehicle front and rear wheels FW and RW get into the measurement plate main body 20. The elapsed time from the time ZERO, which is referred to as the all-wheel boarding time, and t3 is the elapsed time from the time ZERO when the front wheel FW descends from the measuring plate body 20, and is referred to as the front wheel departure time.

ステップS12では、加速度計55により求めた全輪乗り込み時間t2とは別に、算出全輪乗り込み時間T2を計算により求める。この算出全輪乗り込み時間T2は、開始基準時間Ts(タイムZERO)から全輪が乗り込むのに要する時間を、平均車速Vmと被計測車両TMのホイールベース値とに基づいて算出するもので、下記式(8)により求める。
T2=ホイールベース/平均車速 …(8)
In step S12, a calculated all-wheel boarding time T2 is obtained by calculation separately from the all-wheel boarding time t2 obtained by the accelerometer 55. This calculated all-wheel boarding time T2 is calculated from the start reference time Ts (time ZERO) based on the average vehicle speed Vm and the wheel base value of the vehicle TM to be measured. It calculates | requires by Formula (8).
T2 = Wheelbase / Average vehicle speed (8)

ステップS13では、算出全輪乗り込み時間T2から前輪離脱寸前時間Teまでの加速度計55の出力およびトルクメータ51の出力を抽出する。なお、この算出全輪乗り込み時間T2から前輪離脱寸前時間Teまでの間の時間帯は、全輪FW,RWが確実に平坦な計測板本体20に乗っている時間帯である。   In step S13, the output of the accelerometer 55 and the output of the torque meter 51 from the calculated all-wheel boarding time T2 to the front wheel disengagement time Te are extracted. Note that the time zone between the calculated all-wheel boarding time T2 and the front wheel detaching time Te is a time zone in which all the wheels FW and RW are reliably on the flat measuring plate body 20.

次に、ステップS14では、全輪乗り込み時間T2から前輪離脱寸前時間Teまでのトルクメータ51の出力の、単位時間あたりの変化を算出する。   Next, in step S14, the change per unit time of the output of the torque meter 51 from the all-wheel boarding time T2 to the front wheel disengagement time Te is calculated.

さらに、ステップS15では、単位時間当たりのトルクメータ51の出力変化および加速度計55の出力変化が、ある条件以下であり、安定した状態と判定できる区間を決定する。   Further, in step S15, a section in which the output change of the torque meter 51 and the output change of the accelerometer 55 per unit time are below a certain condition and can be determined as a stable state is determined.

次のステップS16では、その区間のトルクメータ51の出力を平均化し、さらに、大ローラ31の半径に基づいて、タイヤ表面力を下記式(9)により算出し、これを空気抵抗とする。
タイヤ表面力=Nm/m …(9)
なお、Nmは、トルクメータ出力平均値、mは、大ローラ31の腕の長さ(半径)である。
In the next step S16, the output of the torque meter 51 in that section is averaged, and further, the tire surface force is calculated by the following equation (9) based on the radius of the large roller 31, and this is set as the air resistance.
Tire surface force = Nm / m (9)
Nm is an average value of the torque meter output, and m is the length (radius) of the arm of the large roller 31.

次の、ステップS17〜S19は、気象補正を行う。
すなわち、ステップS17において、風向風速計測値から、走行方向の風速成分を算出する。この風速成分と、被計測車両TMの平均車速とにより、被計測車両TMに作用した風速を算出し、ステップS16で得られた空気抵抗損失Daに補正を加える。
The next steps S17 to S19 perform weather correction.
That is, in step S17, the wind speed component in the traveling direction is calculated from the wind direction wind speed measurement value. The wind speed acting on the measured vehicle TM is calculated from the wind speed component and the average vehicle speed of the measured vehicle TM, and the air resistance loss Da obtained in step S16 is corrected.

ステップS18では、基準条件、例えば、大気温度20℃、大気圧101kPa、と実験時の条件とを比較し、空気抵抗にさらに空気密度の補正を行う。   In step S18, the reference conditions, for example, the atmospheric temperature of 20 ° C. and the atmospheric pressure of 101 kPa are compared with the experimental conditions, and the air density is further corrected for the air resistance.

ステップS19では、補正後の空気抵抗(=空気抵抗損失Da)および既知の車両前面面積Fから抵抗係数Cdを算出する。   In step S19, the resistance coefficient Cd is calculated from the corrected air resistance (= air resistance loss Da) and the known vehicle front area F.

すなわち、前述の式(4)において、空気抵抗損失Daと車両前面面積Fおよび速度Vが分かれば、抵抗係数Cdを求めることができる。
以上で、処理を終了する。
That is, if the air resistance loss Da, the vehicle front surface area F, and the speed V are known in the above equation (4), the resistance coefficient Cd can be obtained.
Thus, the process ends.

次に、被計測車両TMとして、後輪駆動車を用いた場合の計測例を説明する。
この計測時には、被計測車両TMを一定車速で走行させて、図1に示すように、計測板2の上を、矢印FRで示す方向に通過させる。
Next, a measurement example when a rear wheel drive vehicle is used as the vehicle to be measured TM will be described.
At the time of this measurement, the vehicle to be measured TM is caused to travel at a constant vehicle speed and is passed over the measurement plate 2 in the direction indicated by the arrow FR as shown in FIG.

このとき、図1に示すように、被計測車両TMが計測板2に接近して前輪FWが計測板2に乗り込む際に、第1赤外線センサ52において赤外線発信機61の赤外線が検出されると、フローチャートのステップS2以降の処理が開始され、その1秒前からのデータの蓄積が開始される(ステップS4)。また、被計測車両TMが第2赤外線センサ53の位置に達して、計測板2から前輪FWが降りる寸前になると、前輪離脱寸前時間Teが設定されて、その1秒後までのデータが蓄積される(ステップS7)。   At this time, as shown in FIG. 1, when the infrared of the infrared transmitter 61 is detected by the first infrared sensor 52 when the vehicle TM to be measured approaches the measurement plate 2 and the front wheel FW gets into the measurement plate 2. The process after step S2 in the flowchart is started, and the accumulation of data from one second before is started (step S4). Further, when the vehicle to be measured TM reaches the position of the second infrared sensor 53 and is about to get off the front wheel FW from the measuring plate 2, a front wheel disengagement time Te is set and data up to 1 second after that is accumulated. (Step S7).

このようにして蓄積された、トルクメータ51の出力は、図6に示すようになる。 ここで、トルクメータ51の出力波形は、計測板2が走行方向(図1の矢印FR方向)に押される力をマイナスとし、走行方向と逆方向に押される力をプラスとしている。なお、作動説明上、計測板2を支える小ローラ4aのフリクションおよび計測板2の重量は無視している。   The output of the torque meter 51 accumulated in this way is as shown in FIG. Here, in the output waveform of the torque meter 51, the force with which the measurement plate 2 is pushed in the traveling direction (the direction of the arrow FR in FIG. 1) is negative, and the force with which the measuring plate 2 is pushed in the direction opposite to the traveling direction is positive. For the explanation of the operation, the friction of the small roller 4a supporting the measurement plate 2 and the weight of the measurement plate 2 are ignored.

この図に示すように、被計測車両TMの非駆動輪である前輪FWが計測板2に乗り込んだ第1フェーズP1では、トルクメータ51の計測値は、図示のように、非駆動輪の転がり抵抗分だけマイナス出力となる。   As shown in this figure, in the first phase P1 in which the front wheel FW, which is a non-driven wheel of the vehicle to be measured TM, has entered the measuring plate 2, the measured value of the torque meter 51 is the rolling of the non-driven wheel as shown in the figure. Negative output for resistance.

その後、駆動輪である後輪RWが計測板2に乗り込んで、計測板2に全輪FW,RWが接触した第2フェーズP2では、トルクメータ51の出力は、タイヤ表面力の合計値が計測されて、プラスの出力となる。この状態のタイヤ外表面力が空気抵抗に相当する。   Thereafter, in the second phase P2 in which the rear wheel RW, which is a drive wheel, enters the measurement plate 2 and all the wheels FW and RW are in contact with the measurement plate 2, the output of the torque meter 51 is measured by the total value of the tire surface force. As a result, a positive output is obtained. The tire outer surface force in this state corresponds to air resistance.

そして、前輪FWが計測板2から降板して、駆動輪である後輪RWのみが計測板2に乗っている第3フェーズP3では、トルクメータ51の出力は、空気抵抗に前輪転がり抵抗を加えた値となる。   In the third phase P3 in which the front wheel FW descends from the measurement plate 2 and only the rear wheel RW, which is the driving wheel, rides on the measurement plate 2, the output of the torque meter 51 adds the front wheel rolling resistance to the air resistance. Value.

その後、後輪RWも計測板2から降りると、トルクメータ51の出力値は、図示のように「0」となる。このとき、正確には、ウエイト31gによるプリロードから装置の機械的フリクションを差し引いた出力となる。   Thereafter, when the rear wheel RW also descends from the measurement plate 2, the output value of the torque meter 51 becomes “0” as shown. At this time, exactly, the output is obtained by subtracting the mechanical friction of the apparatus from the preload by the weight 31g.

なお、図6では、各フェーズP1,P2,P3は、トルクメータ51の出力値で示しているが、各フェーズP1,P2,P3の変化タイミングである各時間t1,t2,t3は、ステップS11の処理に基づいて、加速度計55の出力に基づいて求めている。
このように、加速度計55の出力に基づいて前輪乗り込み時間t1、全輪乗り込み時間t2、前輪離脱時間t3を求めることにより、計測板2に対するトルク入力状態の変化タイミングを高い精度で検出するようにしている。
In FIG. 6, each phase P1, P2, P3 is indicated by the output value of the torque meter 51, but each time t1, t2, t3, which is the change timing of each phase P1, P2, P3, is shown in step S11. Based on the above process, it is obtained based on the output of the accelerometer 55.
As described above, the front wheel boarding time t1, the all wheel boarding time t2, and the front wheel leaving time t3 are obtained based on the output of the accelerometer 55, so that the change timing of the torque input state with respect to the measurement plate 2 is detected with high accuracy. ing.

また、空気抵抗を求めるのに用いるタイヤ表面力は、後輪駆動車の場合、第2フェーズP2の出力であり、このときのトルクメータ51の出力に基づいて、ステップS16においてタイヤ表面力を求める。   Further, the tire surface force used to determine the air resistance is the output of the second phase P2 in the case of a rear wheel drive vehicle, and the tire surface force is determined in step S16 based on the output of the torque meter 51 at this time. .

さらに、本実施例1では、この第2フェーズP2におけるトルクメータ51の出力として、算出全輪乗り込み時間T2から前輪離脱寸前時間Teとの間のデータを用いるようにしている(ステップS14〜S16)。これにより、全輪FW,RWが確実に平坦な計測板本体20に接触しているときのトルクメータ51の出力が用いられ、キャタピラ部材21,22に接触している出力を排除している。
なお、本実施例1では、トルクメータ51の出力には、プリロードからベアリングフリクションなどの機械的フリクションを差し引いた値が加算されているため、その加算分を差し引く補正を行って、タイヤ表面力を求めるようにしている。
Further, in the first embodiment, as the output of the torque meter 51 in the second phase P2, data between the calculated all-wheel entering time T2 and the front wheel disengagement time Te is used (steps S14 to S16). . Thereby, the output of the torque meter 51 when all the wheels FW and RW are reliably in contact with the flat measuring plate main body 20 is used, and the output in contact with the caterpillar members 21 and 22 is excluded.
In Example 1, since the value obtained by subtracting mechanical friction such as bearing friction from preload is added to the output of the torque meter 51, correction for subtracting the added amount is performed to obtain the tire surface force. I want to ask.

さらに、得られたタイヤ表面力および補正値に基づいて、空気抵抗損失Daを算出するとともに、抵抗係数Cdを算出する。   Further, the air resistance loss Da is calculated based on the obtained tire surface force and the correction value, and the resistance coefficient Cd is calculated.

次に、被計測車両TMとして、前輪駆動車を用いた場合について説明する。
図7は、被計測車両TMとして、前輪駆動車を用いた場合のトルクメータ51の出力波形を示している。
Next, the case where a front wheel drive vehicle is used as the vehicle to be measured TM will be described.
FIG. 7 shows an output waveform of the torque meter 51 when a front wheel drive vehicle is used as the vehicle to be measured TM.

前輪駆動車の場合、前輪FWのみが乗り込んだ第1フェーズP1では、前輪FWが駆動輪であることから、トルクメータ51の出力は、空気抵抗に非駆動輪(後輪RW)の転がり抵抗が加わった値となっている。   In the case of a front-wheel drive vehicle, in the first phase P1 in which only the front wheel FW has entered, the front wheel FW is a drive wheel, so the output of the torque meter 51 is the resistance of the non-drive wheel (rear wheel RW) to the air resistance. The added value.

一方、その後の全輪FW,RWが計測板2に乗り込んだ第2フェーズP2では、トルクメータ51の出力値は、非駆動輪である後輪RWの転がり抵抗であるマイナス値分が差し引かれた値となり、この値が、空気抵抗を示している。   On the other hand, in the second phase P2 in which all the wheels FW and RW thereafter have entered the measuring plate 2, the output value of the torque meter 51 is subtracted from the negative value that is the rolling resistance of the rear wheel RW that is a non-driven wheel. This value indicates air resistance.

そして、駆動輪である前輪FWが計測板2から降板した第3フェーズP3では、計測板2が、非駆動輪である後輪RWの転がり抵抗分だけ走行方向に押され、トルクメータ51の出力はマイナスとなる。   In the third phase P3 in which the front wheel FW as the driving wheel descends from the measuring plate 2, the measuring plate 2 is pushed in the traveling direction by the rolling resistance of the rear wheel RW as the non-driving wheel, and the output of the torque meter 51 Is negative.

したがって、前輪駆動車の場合も、第2フェーズP2の出力に基づいて、空気抵抗が算出される。   Therefore, also in the case of a front wheel drive vehicle, the air resistance is calculated based on the output of the second phase P2.

次に、被計測車両TMとして、四輪駆動車を用いた場合について説明する。
四輪駆動車の場合、前輪FWのみが計測板2に乗り込んだ第1フェーズP1では、トルクメータ51の出力は、図8に示すように、前輪FWが計測板2を押す力(F1)に相当するプラス出力となる。
Next, the case where a four-wheel drive vehicle is used as the vehicle to be measured TM will be described.
In the case of a four-wheel drive vehicle, in the first phase P1 in which only the front wheel FW gets into the measurement plate 2, the output of the torque meter 51 is the force (F1) that the front wheel FW pushes the measurement plate 2 as shown in FIG. Corresponding positive output.

その後、全輪FW,RWのタイヤ表面力が計測板2に作用するフェーズP2では、トルクメータ51の出力は、さらに大きな値となり、これが、空気抵抗に相当する。   Thereafter, in the phase P2 in which the tire surface forces of all the wheels FW and RW act on the measurement plate 2, the output of the torque meter 51 becomes a larger value, which corresponds to the air resistance.

その後、前輪FWが降板して後輪RWのみが計測板2に乗った第3フェーズP3となると、トルクメータ51の出力は、後輪RWが計測板2を押す力(F2)に相当するプラス出力となる。   Then, when the front wheel FW descends and the third phase P3 in which only the rear wheel RW rides on the measurement plate 2 is reached, the output of the torque meter 51 is a plus corresponding to the force (F2) that the rear wheel RW pushes the measurement plate 2 Output.

以上のように、実施例1では、実路を一定速度で走行している状態のタイヤ表面力を求め、これから空気抵抗を求めるため、コーストダウン走行時の前傾姿勢で空気抵抗を求めるのと比較して、実際の走行時の空気抵抗との誤差を無くして、より精度の高い空気抵抗を求めることができる。   As described above, in Example 1, the tire surface force in a state where the vehicle is traveling at a constant speed is obtained, and the air resistance is obtained from the tire surface force. In comparison, it is possible to obtain an air resistance with higher accuracy by eliminating an error from the air resistance during actual traveling.

また、実施例1では、計測板2に対する各車輪FW,RWの接触状態の異なる各フェーズP1,P2,P3の変化タイミングである各時間t1,t2,t3を、加速度計55の出力に基づいて求めるようにしている。この加速度計55の出力は、各車輪FW,RWが計測板2を押す力の変化に即座に対応するため、各時間t1,t2,t3を、トルクメータ51の出力に基づいて求めるのと比較して、高応答性かつ高精度で求めることができる。   Moreover, in Example 1, each time t1, t2, t3 which is a change timing of each phase P1, P2, P3 from which the contact state of each wheel FW, RW with respect to the measurement board 2 differs is based on the output of the accelerometer 55. I want to ask. Since the output of the accelerometer 55 immediately responds to changes in the force with which the wheels FW and RW press the measuring plate 2, the time t 1, t 2 and t 3 are compared with those obtained based on the output of the torque meter 51. Thus, it can be obtained with high responsiveness and high accuracy.

さらに、実施例1では、タイヤ表面力を算出する第2フェーズP2のデータとして、算出全輪乗り込み時間T2から前輪離脱寸前時間Teまでの時間帯のデータを用いるようにしている。これは、全輪FW,RWが、平坦な計測板本体20に接触しているときのトルクメータ51のデータであり、後輪RWがキャタピラ部材21,22に接触しているときのデータを排除することで、より正確なタイヤ表面力を求めることができる。よって、キャタピラ部材21,22に接触したデータを含む場合と比較して、実際の空気抵抗との誤差をより排除することができる。   Further, in the first embodiment, as data of the second phase P2 for calculating the tire surface force, data of a time zone from the calculated all-wheel boarding time T2 to the front wheel disengagement time Te is used. This is data of the torque meter 51 when all the wheels FW and RW are in contact with the flat measuring plate body 20, and excludes data when the rear wheel RW is in contact with the caterpillar members 21 and 22. By doing so, more accurate tire surface force can be obtained. Therefore, compared with the case where the data which contacted the caterpillar member 21 and 22 is included, the error with actual air resistance can be eliminated more.

加えて、実施例1では、ステップS15において、トルクメータ51および加速度計55の出力が安定した状態と判定できる区間のデータを用いるようにしている。よって、この判定を行わない場合に比べて、外乱影響(例えば、計測板2上のごみや小石や水などの影響)を排除して、より高精度に空気抵抗を求めることが可能となる。   In addition, in the first embodiment, in step S15, data of a section in which it can be determined that the outputs of the torque meter 51 and the accelerometer 55 are stable is used. Therefore, as compared with the case where this determination is not performed, it is possible to eliminate the influence of disturbance (for example, the influence of dust, pebbles, water, etc. on the measurement plate 2) and obtain the air resistance with higher accuracy.

さらに、実施例1では、計測板2を、その周辺の走行路面RDと略同一高さに配置し、両者に段差が生じないように配置しているため、被計測車両TMを一定速度で実施例装置Aの計測板2上を走行させる際に、段差が存在する場合と比較して、安定して走行させて、安定したデータを得ることができる。これにより、誤差の発生を抑えることができる。   Furthermore, in the first embodiment, the measuring plate 2 is arranged at substantially the same height as the surrounding traveling road surface RD, and is arranged so as not to cause a step between the two, so that the vehicle to be measured TM is implemented at a constant speed. When traveling on the measurement plate 2 of the example apparatus A, it is possible to travel stably and obtain stable data as compared with the case where there is a step. Thereby, generation | occurrence | production of an error can be suppressed.

また、実施例1では、計測板2を、平坦な計測板本体20と、その両端部のキャタピラ部材21,22と、で構成し、キャタピラ部材21,22を大ローラ31,32により巻き取り、計測板2が、設置凹部1の開口縁部と干渉しないようにした。したがって、トルクメータ51および加速度計55の出力が、このような干渉およびその反力の影響を受けるのを防止して、精度向上を図ることができるとともに、装置の耐久性の向上を図ることができる。   Further, in the first embodiment, the measuring plate 2 is constituted by the flat measuring plate main body 20 and the caterpillar members 21 and 22 at both ends thereof, and the caterpillar members 21 and 22 are wound up by the large rollers 31 and 32. The measurement plate 2 was prevented from interfering with the opening edge of the installation recess 1. Therefore, it is possible to prevent the outputs of the torque meter 51 and the accelerometer 55 from being affected by such interference and reaction force, thereby improving accuracy and improving durability of the apparatus. it can.

加えて、大ローラ31にウエイト31gを設けて、走行方向とは逆方向に初期荷重を与え、小ローラ4aや大ローラ31,32のベアリングフリクションなどのフリクションをキャンセルさせている。このため、ウエイト31gによる初期加重を与えない場合に比べて、トルクメータ51によるタイヤ表面力の検出精度向上を図ることができる。   In addition, a weight 31g is provided on the large roller 31 to apply an initial load in a direction opposite to the traveling direction, thereby canceling friction such as bearing friction of the small roller 4a and the large rollers 31 and 32. For this reason, the detection accuracy of the tire surface force by the torque meter 51 can be improved as compared with the case where the initial load by the weight 31g is not applied.

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施例1を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および実施例1に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。   As mentioned above, although Embodiment and Example 1 of this invention were explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this Embodiment and Example 1, and does not deviate from the summary of this invention. A degree of design change is included in the present invention.

すなわち、実施例1では、計測板2を平坦な計測板本体20とキャタピラ部材21,22とで形成した例を示したが、これに限定されず、例えば、図9に示す平坦な計測板200のみで構成してもよい。この計測板200は、スライド支持手段204を介して走行路面RDにスライド可能に支持されている。また、スライド支持手段204には、計測板200が所定量スライドしたところで、それ以上のスライドを規制するストッパや、スライド方向に作用する荷重を検出するトルクセンサが設けられているものとする。   That is, in Example 1, although the example which formed the measurement board 2 with the flat measurement board main body 20 and the caterpillar members 21 and 22 was shown, it is not limited to this, For example, the flat measurement board 200 shown in FIG. You may comprise only. The measuring plate 200 is slidably supported on the traveling road surface RD via the slide support means 204. Further, it is assumed that the slide support means 204 is provided with a stopper that restricts further sliding when the measuring plate 200 is slid by a predetermined amount and a torque sensor that detects a load acting in the sliding direction.

また、実施例1では、各フェーズP1,P2,P3の変化タイミングを加速度計55の出力で求めるようにした例を示したが、これをトルクメータ51の出力で検出するようにしてもよい。あるいは、タイヤ表面力の算出には、第2フェーズP2におけるトルクメータ51の出力がわかればよいため、加速度計55を廃止して、ステップS14〜S16の計算のみにより第2フェーズP2を求めるようにしてもよい。   Further, in the first embodiment, the example in which the change timing of each phase P1, P2, P3 is obtained from the output of the accelerometer 55 is shown, but this may be detected from the output of the torque meter 51. Alternatively, since the tire surface force may be calculated only by knowing the output of the torque meter 51 in the second phase P2, the accelerometer 55 is eliminated, and the second phase P2 is obtained only by the calculation in steps S14 to S16. May be.

また、本発明における計測板2に対してその移動方向に初期荷重を与える付勢手段は、実施例1で示したウエイト31gに限定されない。要するに付勢手段は、計測板に対して走行方向の正逆方向に作用するフリクションをキャンセルできるものであればよく、ウエイト31gの他にもスプリングなどの他の手段を用いることができ、また、設置位置も、計測板2に直接付勢力を入力するなど、他の位置としてもよい。   Further, the urging means for applying the initial load in the moving direction to the measuring plate 2 in the present invention is not limited to the weight 31g shown in the first embodiment. In short, the biasing means only needs to be able to cancel the friction acting on the measurement plate in the forward and reverse direction of the traveling direction, and other means such as a spring can be used in addition to the weight 31g. The installation position may also be another position such as inputting an urging force directly to the measurement plate 2.

また、実施例1では、乗り込み検出手段として、被計測車両TMに設けられた赤外線発信機61から発信される赤外線を検出する第1赤外線センサ52を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、タイヤに接触して乗り込みを検出する手段などの他の手段を用いてもよい。   Moreover, in Example 1, the 1st infrared sensor 52 which detects the infrared rays transmitted from the infrared transmitter 61 provided in the to-be-measured vehicle TM was shown as boarding detection means, However, It is not limited to this. For example, other means such as a means for detecting getting in contact with the tire may be used.

本発明の実施の形態の実施例1の空気抵抗測定装置Aの構成を示す全体図である。It is a general view which shows the structure of the air resistance measuring apparatus A of Example 1 of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の実施例1の空気抵抗測定装置Aの要部を示す平面図である。It is a top view which shows the principal part of the air resistance measuring apparatus A of Example 1 of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の実施例1の空気抵抗測定装置Aの演算手段に相当する処理装置6を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the processing apparatus 6 corresponded to the calculating means of the air resistance measuring apparatus A of Example 1 of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の実施例1の空気抵抗測定装置Aの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the air resistance measuring apparatus A of Example 1 of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の実施例1の空気抵抗測定装置Aの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the air resistance measuring apparatus A of Example 1 of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の実施例1の空気抵抗測定装置Aにおいて後輪駆動車の測定時のトルクメータ51の出力例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the output example of the torque meter 51 at the time of the measurement of a rear-wheel drive vehicle in the air resistance measuring apparatus A of Example 1 of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の実施例1の空気抵抗測定装置Aにおいて前輪駆動車の測定時のトルクメータ51の出力例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the output example of the torque meter 51 at the time of the measurement of the front-wheel drive vehicle in the air resistance measuring apparatus A of Example 1 of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の実施例1の空気抵抗測定装置Aにおいて四輪駆動車の測定時のトルクメータ51の出力例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the output example of the torque meter 51 at the time of the measurement of a four-wheel drive vehicle in the air resistance measuring apparatus A of Example 1 of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の他の例の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the other example of embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2 計測板
4 支持台(支持手段)
6 処理装置(演算手段)
31g ウエイト(付勢手段)
50 計測ユニット(周辺環境計測手段))
51 トルクメータ(荷重センサ)
52 第1赤外線センサ(乗り込み検出手段)
55 加速度計(加速度センサ)
FW 前輪
RW 後輪
RD 走行路面
TM 被計測車両
2 Measuring plate 4 Support stand (support means)
6. Processing device (calculation means)
31g Weight (biasing means)
50 Measuring unit (Ambient environment measuring means))
51 Torque meter (load sensor)
52 1st infrared sensor (boarding detection means)
55 Accelerometer (Acceleration sensor)
FW Front wheel RW Rear wheel RD Road surface TM Vehicle to be measured

Claims (9)

一定速度で走行する被計測車両の、タイヤ外周表面が路面に伝達する力であるタイヤ表面力を測定し、
この測定されたタイヤ表面力から、被計測車両の空気抵抗を求めることを特徴とする空気抵抗測定方法。
Measure the tire surface force, which is the force transmitted by the tire outer peripheral surface to the road surface of the vehicle to be measured traveling at a constant speed,
An air resistance measuring method, wherein the air resistance of a vehicle to be measured is obtained from the measured tire surface force.
前記タイヤ表面力は、全輪のタイヤ表面力を合計した値から求めることを特徴とする請求項1に記載の空気抵抗測定方法。   The air resistance measurement method according to claim 1, wherein the tire surface force is obtained from a sum of tire surface forces of all wheels. 走行路面に連続して配置され、被計測車両の全輪が同時に接触可能な走行方向の長さおよびその直交方向の幅を有した計測板と、
この計測板の上を車両が走行したときに、タイヤ外周表面が前記計測板に伝達する力であるタイヤ表面力を計測する計測手段と、
を備えていることを特徴とする空気抵抗測定装置。
A measurement plate that is continuously arranged on the traveling road surface and has a length in the traveling direction in which all wheels of the vehicle to be measured can simultaneously contact and a width in the orthogonal direction;
A measuring means for measuring a tire surface force, which is a force transmitted from the outer peripheral surface of the tire to the measuring plate when the vehicle travels on the measuring plate;
An air resistance measuring device comprising:
前記計測板が、前記走行方向の正逆方向に移動可能に支持手段に支持され、
前記計測手段が、前記計測板に対して前記走行方向の正逆方向に作用する荷重を測定する荷重センサと、この荷重センサの出力に基づき前記タイヤ表面力を求める演算手段と、を備えていることを特徴とする請求項3に記載の空気抵抗測定装置。
The measurement plate is supported by the support means so as to be movable in the forward and reverse directions of the traveling direction,
The measurement means includes a load sensor that measures a load acting in the forward and reverse directions of the traveling direction with respect to the measurement plate, and a calculation means that obtains the tire surface force based on an output of the load sensor. The air resistance measuring device according to claim 3.
前記演算手段が、被測定車両が前記計測板上を走行したときに全輪が同時に計測板に乗っているときの荷重センサの出力に基づいて前記タイヤ表面力を求めることを特徴とする請求項4に記載の空気抵抗測定装置。   2. The tire surface force is obtained based on an output of a load sensor when all the wheels are simultaneously on the measurement plate when the vehicle to be measured travels on the measurement plate. 4. The air resistance measuring device according to 4. 前記計測板に対してその移動方向に初期荷重を与える付勢手段が設けられていることを特徴とする請求項3〜請求項5のいずれか1項に記載の空気抵抗測定装置。   The air resistance measuring device according to any one of claims 3 to 5, further comprising an urging unit that applies an initial load to the measurement plate in a moving direction thereof. 前記計測板に対して前記走行方向の正逆方向に作用する加速度を検出する加速度センサが設けられ、
前記演算手段が、前記加速度センサの出力に基づいて、前記被計測車両の車輪の計測板接触状態を判定することを特徴とする請求項4〜請求項6のいずれか1項に記載の空気抵抗測定装置。
An acceleration sensor that detects acceleration acting in the forward and reverse directions of the traveling direction with respect to the measurement plate is provided;
The air resistance according to any one of claims 4 to 6, wherein the calculation means determines a measurement plate contact state of a wheel of the vehicle to be measured based on an output of the acceleration sensor. measuring device.
前記計測板に、被計測車両の乗り込みを検出する乗り込み検出手段が設けられ、
前記演算手段は、前記乗り込み検出手段が検出した被計測車両の乗り込みのタイミングと、あらかじめ入力された被計測車両のホイールベース長と、から、全輪が計測板に接触している時間を求め、この時間内の前記荷重センサの出力に基づいて、タイヤ表面力を求めることを特徴とする請求項5〜請求項7のいずれか1項に記載の空気抵抗測定装置。
The measurement board is provided with boarding detection means for detecting boarding of the vehicle to be measured,
The calculation means obtains the time during which all the wheels are in contact with the measurement plate from the boarding timing of the vehicle to be measured detected by the boarding detection means and the wheelbase length of the vehicle to be measured input in advance. The air resistance measuring device according to any one of claims 5 to 7, wherein a tire surface force is obtained based on an output of the load sensor within this time.
前記被計測車両が計測板上を走行しているときの、風速、風向、大気圧、大気温度の少なくとも1つを計測する周辺環境計測手段を備え、
前記演算手段が、前記周辺環境計測手段の計測値に基づいて、タイヤ表面力から得られた空気抵抗を補正することを特徴とする請求項3〜請求項8のいずれか1項に記載の空気抵抗測定装置。
Surrounding environment measuring means for measuring at least one of wind speed, wind direction, atmospheric pressure, and atmospheric temperature when the vehicle to be measured is running on a measurement board,
The air according to any one of claims 3 to 8, wherein the calculation means corrects an air resistance obtained from a tire surface force based on a measurement value of the surrounding environment measurement means. Resistance measuring device.
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