JP2004219185A

JP2004219185A - ダイナモメータの電気慣性評価装置とその方法

Info

Publication number: JP2004219185A
Application number: JP2003005296A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Suzuki; 雅彦鈴木
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-01-14
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】電気慣性部を有するシャシーダイナモメータシステムにおいて、電気慣性データを評価する場合、シャシーダイナモメータ単体での電気慣性性能のみの評価表示であって、車両搭載による性能評価は行われてない。
【解決手段】シャシーダイナモメータシステムかせ有するトルク制御部と電気慣性部より導入された信号に基づいて駆動力と目標駆動力を求める。その後に両信号の誤差を求め、この誤差信号を評価指数とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイナモメータの試験装置に係わり、特に試験装置に使用される電気慣性の性能試験方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シャシーダイナモメータシステムでは、完成車の駆動輪を対状態に配設されたローラ上に載置し、所定の運転指令にて車両を制御すると共に、ローラの回転軸に連結されたダイナモメータを動力吸収体として車両の性能試験や耐久試験を室内で可能としている。
ダイナモメータは、インバータ等よりなるコントローラによって制御され、また、このコントローラは、速度制御部、走行抵抗制御部、電気慣性部等を有する制御部よりの信号に対応した信号を出力してダイナモメータを制御する。
【０００３】
ここで、走行抵抗は、車両のタイヤ転がり抵抗と空気抵抗からなる平坦路定常走行抵抗に慣性抵抗と、更には登降坂抵抗を加えたものからなり、この走行抵抗は、ダイナモメータにおいては各抵抗成分の係数変換によってトルク単位で設定される。
また、走行抵抗のうち、慣性抵抗は実車と等価な慣性分に設定されるフライホイールを使用することがあるが、このフライホイールは設置スペースが大きくなることや、高価であることから、ダイナモメータの吸収トルク分として制御する電気慣性補償方法が採用され、その方法としては、特許文献１等が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３１５８４６１号公報（図１又は図５）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述したようなダイナモメータシステムを用いて車両試験を行う場合、モード運転指令値に基づいてドライバーがスロットル開度制御を行い、この開度信号によって車両速度制御が実施されるが、試験時における車両の速度制御はフィードバック制御によって実施される。
【０００６】
ところで、電気慣性補償方法を使用したダイナモメータシステムにおいては、その電気慣性の応答が正しく行われているか否かの評価が実施される。
この評価は仕事量として評価されるが、従来においては、前記したフィードバック制御による実試験時のデータと、検出ループを制御回路より切り離したオープンループ制御した両データを比較し、その差の大小によって評価していた。
すなわち、車両をローラに搭載しての車両試験中での電気慣性の応答評価方法は存在してなかった。
【０００７】
本発明が目的とするところは、車両をローラに搭載しての車両試験と同時に、電気慣性の応答評価を可能とした評価方法とその装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１は、被試験車両をローラ上に載置し、速度制御部、トルク制御部及び電気慣性部を有するシャシーダイナモメータシステムによって試験を行うものにおいて、
運転指令値に基づく前記車両駆動中のトルク制御部と電気慣性部よりの信号を導入し、この導入信号に基づき駆動力値と目標駆動力値とを演算して求め、且つ、この両信号の誤差を求め、この誤差信号を電気慣性評価のための評価指数とすることを特徴としたものである。
【０００９】
本発明の第２は、前記目標駆動力値は、車両重量と加速度信号との積値と、前記トルク制御部より得られた走行抵抗値との和算にて求め、前記駆動力値は、トルク制御部より得られたメカロス信号とトルク増幅信号との和算値と、シャシーダイナモメータの機械慣性値と加速度信号との積値との和算にて求めたことを特徴としたものである。
【００１０】
本発明の第３は、被試験車両をローラ上に載置し、速度制御部、トルク制御部及び電気慣性部を有するシャシーダイナモメータシステムによって試験を行うものにおいて、
前記電気慣性部の加速度信号と車両重量信号との積値を求める第１の乗算部と、この乗算部の出力信号と前記トルク制御部よりの走行抵抗値との和を求めて目標駆動力値とする加算部と、前記加速度信号とシャシーダイナモメータの機械慣性値との積値を求める第２の乗算部と、この乗算部の積値と前記トルク制御部よりのメカロス信号とトルク増幅信号との和算値との和を求めて駆動力値とする加算部と、この加算部によって求められた駆動力値と前記加算部によつて求められた目標駆動力とを導入して比較する比較部とを有する評価装置を備えたことを特徴としたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態を示すダイナモメータシステムの構成図で、１はモード運転指令部、２はドライバーで、このドライバーはロボット等が使用され、指令部１からの運転指令値Ｖｒｅｆに基づいてスロットル開度制御が行われる。３は被試験車両で、この車両の駆動輪はローラ上に載置され、開度指令値θに基づいて駆動力Ｆｖを出力する。
【００１２】
１０は速度制御部で、この速度制御部１０は第１の加算部１１において駆動力Ｆｖと後述のトルク信号Ｆｍとが加算され、その差信号が第２の加算部１２に出力される。１３はシャシーダイナモメータの機械慣性Ｗｃｈｄｙと被試験車両の駆動輪回転部の慣性Ｗ２に基づく一次遅れ要素部、１４は速度検出器が持つ一次遅れ要素部で、その出力信号は第２の加算部１２に印加されて加算部１１よりの信号と加算され、その偏差信号が一次遅れ要素１３に出力される。要素１３の出力信号は、図示省略されたコントローラとしてのインバータの制御指令とされると共に、ドライバー２にもフィードバックされて指令値Ｖｒｅｆとの偏差が求められ、その誤差信号が０となるよう開度指令値θが制御される。
また、要素１３よりの速度検出信号Ｖｄｅｔは、トルク制御部（走行抵抗制御部）２０と電気慣性部３０に出力される。
【００１３】
トルク制御部２０は、走行抵抗設定部２１と検出部の遅れ要素２２を有している。走行抵抗設定部２１は速度検出信号に対応した走行抵抗値Ｆｒｌを出力し、遅れ要素２２からはメカロス値Ｆｍｌを出力してそれぞれは第３の加算部２３に印加され、この加算部において両者の偏差分が求められる。偏差信号は、第４の加算部２４において電気慣性部よりの慣性補償信号と加算されてトルク演算部２５に出力される。トルク演算部２５は入力された信号に基づいてトルク値Ｆｍを演算し、その値を第１の加算部１１とストレインアンプ２６にそれぞれ出力する。ストレインアンプ２６はトルク値Ｆｍに基づく信号Ｆｄｙを出力し、トルク演算部２４と第５の加算部２７にそれぞれ印加する。加算部２７では、この信号Ｆｄｙと遅れ要素２２よりのメカロス値Ｆｍｌとの加算演算（Ｆｄｙ＋Ｆｍｌ）が行われ、その結果を第６の加算部２８に出力して電気慣性補償信号との減算を実行する。その偏差値が制動力Ｆｃとして表示される。
【００１４】
電気慣性部３０は、微分演算部３１を有しており、この演算部３１において検出された速度信号が微分されて加速度信号として乗算器３２に出力される。３３は慣性設定部で、この設定部においては、車両重量Ｗとシャシーダイナモメータの機械慣性Ｗｃｈｄｙとの差分の値が設定され、この差分の値と加速度信号とか乗算器３２において乗算されて慣性補償信号として加算部２４と２８に出力される。
【００１５】
上記までは、従来のシャシーダイナモメータシステムにおける構成で、したがって、トルク制御部２０や電気慣性部３０等の構成は種々考えられているが、ここでは、例として図１のものを表示した。
【００１６】
４０の部分が本発明に係わる評価装置で、４１は加算部、４２は第１の乗算部である。乗算部４２では、加速度信号ｄＶｍ／ｄｔと車両重量Ｗとの掛け算が行われ、その演算値は加算部４１に出力されて走行抵抗値Ｆｒｌと加算され、比較部４５の一方の入力端子に出力される。
加速度信号ｄＶｍ／ｄｔは第２の乗算部４３にも印加され、ここでシャシーダイナモメータの機械慣性値Ｗｃｈｄｙとの掛け算が実行された後、加算部４４に出力される。加算部４４には第５の加算部２７からの出力信号が印加されており、この信号と乗算結果との加算が行われて比較部４５の他方の入力端子に印加される。
【００１７】
以上のように構成された本発明において、その動作を説明する。
【００１８】
モード運転指令部１よりの運転指令値Ｖｒｅｆに基づいて、ドライバー２はスロットル開度制御を行って車両３を駆動する。車両３は、駆動輪の搭載されたローラをＦｖの駆動力で駆動すると共に、信号Ｆｖは加算部１１において検出されたトルク信号Ｆｍとの差信号が求められ、更に加算部１２において速度検出器が持つ一次遅れ要素部１４よりの信号との偏差信号が求められる。一次遅れ要素部１３では入力された偏差信号に基づいて演算を実行し、その演算値によって図示省略されたダイナモメータの速度を制御する。
【００１９】
検出器によって検出された速度信号は、ドライバー２にフィードバックされて指令値Ｆｒｅｆに対する補正信号とされる。
また、検出された速度信号Ｖｄｅｔは、トルク制御部２０と電気慣性部３０にも出力される。トルク制御部２０の走行抵抗設定部２１では、入力された速度検出信号に対応した走行抵抗値Ｆｒｌを出力し、加算部２３で遅れ要素２２からのメカロス値Ｆｍｌとの偏差分を求める。偏差信号は、第４の加算部２４において電気慣性部よりの慣性補償信号と加算されてトルク演算部２５に出力する。トルク演算部２５は入力された信号に基づいてトルク値Ｆｍを演算し、その値を第１の加算部１１とストレインアンプ２６にそれぞれ出力する。
【００２０】
電気慣性部３０では、微分演算部３１において検出された速度信号が微分された加速度信号に基づいて慣性補償信号が算出され、トルク制御部に慣性の補償信号として出力する。したがって、トルク演算部２５から出力されるトルク信号Ｆｍは慣性補償されたトルク信号となって、車両３の性能試験等が行われる。
【００２１】
上記のような通常の性能試験等が行われているとき、本発明では同時に電気慣性性能試験が実行できる。
すなわち、電気慣性の評価装置４０の加算部４１には、走行抵抗値Ｆｒｌと乗算部４２からの乗算信号（ｄＶｍ／ｄｔ×Ｗ）とが入力されて加算され、加算信号Ｆｖ＊（（＝Ｆｒｌ＋（ｄＶｍ／ｄｔ×Ｗ））が得られる。この信号Ｆｖ＊が目標駆動力となって比較部４５に入力される。
【００２２】
一方、加算部４４には、加算部２７よりの信号（Ｆｄｙ＋Ｆｍｌ）と乗算部４３からの信号（Ｗｃｈｄｙ×ｄＦｍ／ｄｔ）とが印加されて信号Ｆｖ（（＝（Ｆｄｙ＋Ｆｍｌ）＋（Ｗｃｈｄｙ×ｄＦｍ／ｄｔ））が得られる。この信号Ｆｖが駆動力となって比較部４５に入力される。
比較部４５では、入力された目標駆動力Ｆｖ＊と駆動力Ｆｖとを比較し、その差信号をもとにして電気慣性が適切であったか否かの性能評価を行なう。
【００２３】
図２，図３は電気慣性データ評価のために、目標駆動力及び目標仕事率を演算し、実測データとの誤差評価の実施例である。
目標仕事率Ｗ＊を、Ｗ＊＝Ｆｖ＊×Ｖｍ（ただし、Ｖｍは車速）とし、仕事率Ｗを、Ｗ＝Ｆｖ×Ｖｍとして計算し、図１によって検出された目標値Ｆｖ＊と実測値Ｆｖをプロットし、１次回帰を実施して誤差を求めたものである。
図２は、ＭＴ車の駆動力１次回帰データ、図３はＭＴ車の仕事率１次回帰データである。
【００２４】
また、従来においては被試験車がローラに搭載された形での電気慣性性能表示はなかったが、しかし、ＥＣＥ規格では車両が走行した状態での規格となっている。そこで、この規格に則り電気慣性の実験を行った結果が次の通りである。
【００２５】
まず、電気慣性応答性能の評価方法としては、図４で示すように実速度−目標速度の差速度を計算し、試験方法に記載の運転パターンにおいて、速度の変曲点の波形の変化時からその変化値の６３％までの時間を計測する。その値を電気慣性制御の６３％応答時間とする。
【００２６】
図５（ａ）は電気慣性設定時の応答確認データで、車重設定を２７００ｋｇ、機械慣性８００ｋｇ、電気慣性１９００ｋｇの場合を示す。
同図（ｂ）は、参考として車重設定を８０００ｋｇ、機械慣性８００ｋｇ、電気慣性７２００ｋｇの場合を示したもので、いずれの場合においてもシャシーダイナモメータ単体のデータとしては、正慣性側において０，１ｓｅｃ以下となり、差車速９０％到達応答時間０，１ｓｅｃの使用を満足していることが確認された。
【００２７】
図６は、或る車種ＡのＡＴ車をローラに搭載して得られたデータで、ＥＣＥ１５で規定された内容で確認したところ、この車種Ａの場合には全域でほぼ問題なく規定値内に収まっていることが計測できた。
なお、この評価時に使用した諸条件は、車種Ａの重量は１２９５ｋｇ、シャシーダイナモメータの機械固定慣性８００ｋｇ、電気慣性分４９５ｋｇで、運転モードはＴＲＩＡＳ１５ＭＯＤＥであった。
【００２８】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、電気慣性部を有するシャシーダイナモメータシステムにおいて、電気慣性性能を評価するために車両試験中の目標駆動力と駆動力を求め、両者の誤差信号をもとに評価するようにしたものである。
したがって、車両の性能試験等と同時進行のデータにて評価作業が実行できるので、試験時間が大幅に短縮されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す構成図。
【図２】駆動力１次回帰データ。
【図３】仕事率１次回帰データ。
【図４】電気慣性応答の性能評価方法の説明図。
【図５】電気慣性応答性能の採取結果図で、（ａ）は電気慣性設定時の応答確認データ、（ｂ）は参考電気慣性データ。
【図６】実車搭載時の各種データ。
【符号の説明】
１…モード運転指令部
２…ドライバー
３…車両
１０…速度制御部
２０…トルク制御部
３０…電気慣性部
４０…評価装置
４１，４４…加算部
４２，４３…乗算部
４５…比較部

Claims

被試験車両をローラ上に載置し、速度制御部、トルク制御部及び電気慣性部を有するシャシーダイナモメータシステムによって試験を行うものにおいて、
運転指令値に基づく前記車両駆動中のトルク制御部と電気慣性部よりの信号を導入し、この導入信号に基づき駆動力値と目標駆動力値とを演算して求め、且つ、この両信号の誤差を求め、この誤差信号を電気慣性評価のための評価指数とすることを特徴としたダイナモメータの電気慣性評価方法。
前記目標駆動力値は、車両重量と加速度信号との積値と、前記トルク制御部より得られた走行抵抗値との和算にて求め、前記駆動力値は、トルク制御部より得られたメカロス信号とトルク増幅信号との和算値と、シャシーダイナモメータの機械慣性値と加速度信号との積値との和算にて求めたことを特徴とした請求項１記載のダイナモメータの電気慣性評価方法。
被試験車両をローラ上に載置し、速度制御部、トルク制御部及び電気慣性部を有するシャシーダイナモメータシステムによって試験を行うものにおいて、
前記電気慣性部の加速度信号と車両重量信号との積値を求める第１の乗算部と、この乗算部の出力信号と前記トルク制御部よりの走行抵抗値との和を求めて目標駆動力値とする加算部と、前記加速度信号とシャシーダイナモメータの機械慣性値との積値を求める第２の乗算部と、この乗算部の積値と前記トルク制御部よりのメカロス信号とトルク増幅信号との和算値との和を求めて駆動力値とする加算部と、この加算部によって求められた駆動力値と前記加算部によつて求められた目標駆動力とを導入して比較する比較部とを有する評価装置を備えたことを特徴とするダイナモメータの電気慣性評価装置。