JP2005265417A - ダイナモメータの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ツインローラ式シャシーダイナモメータを用いて車両試験を行うとき、減速時にタイヤがフリーローラー側に押し付けられてロードローラーが空転し、時間ー車速パターンに基づく距離に誤差が発生して排ガス、燃費計測に悪影響をあたえる。
【解決手段】 走行抵抗Ｆを加速時にはＡ＋ＢＶ²＋（１＋ｄＶ／ｄｔ）×Ｗｃｏｓθ₁＋Ｗｃｏｓθ₂とし、減速時にはＡ＋ＢＶ²＋Ｗｃｏｓθ₁＋（１＋ｄＶ／ｄｔ）×Ｗｃｏｓθ₂にて求めた値を切換えてあたえる。ただし、Ａ：転がり抵抗、Ｂ：風損、Ｖ：車速、ｃｏｓθ₁＝（√（Ｒ＋ｒ１）²−Ｌ１²）／（Ｒ＋ｒ１）、ｃｏｓθ₂＝（√（Ｒ＋ｒ２）²−Ｌ２²）／（Ｒ＋ｒ２）、Ｗ：車両質量である
【選択図】 図１

Description

本発明は、ダイナモメータの制御方法に係わり、特にツインローラー式シャシーダイナモメータの走行抵抗に関するものである。

シャシーダイナモメータにおけるローラー方式の一つとしてツインローラー式のものがある。このツインローラー式シャシーダイナモメータは、図３で示すように被試験車両のタイヤＴを載置するためのロードローラーＲｒとフリーローラーＲｒとのツインのローラーを有しており、ロードローラーＲｒには図示省略されているがフライホイールを介してダイナモメータが連結されている。また、そのダイナモメータはインバータ等の制御装置によって制御される。

なお、図３ではタイヤ１輪分のみを示したもので、ツインローラー式シャシーダイナモメータでは駆動輪もしくは全てのタイヤが図３のようにツインローラー上に載置されるよう構成されている。

また、ツインローラー式のシャシーダイナモメータでは、ロードローラーＲｒのみがダイナモメータに連結されて負荷設定される。この負荷設定としては、タイヤＴとロードローラーＲｒとの摩擦係数を適宜設定しながら路上走行状態と同一値の走行抵抗をロードローラー側に、ダイナモメータを吸収状態とすることで車両試験が行われる。そのときの走行抵抗Ｆは、Ｆ＝Ａ＋ＢＶ²＋ＷｄＶ／ｄｔで与えられる。
ここで、Ａは車両の転がり抵抗、Ｂは被試験車両の風損、Ｗは被試験車の質量、ｄＶ／ｄｔは加減速度である。

なお、ツインローラ式のシャシーダイナモメータとしては特許文献１のようなものが公知となっている。
特開２００２−１４８１４９号公報

図４はツインローラ式のシャシーダイナモメータでの加速時と減速時との態様を示したものである。同図（ａ）で示す加速時にはタイヤＴがロードローラＲｒ側に押し付けられるが、（ｂ）図で示す減速時では、タイヤＴは逆にフリーローラＲｆ側に押し付けられた状態となる。このためロードローラＲｒは、ある程度空転状態となる。

前述のようにロードローラＲｒは負荷設定されていることから、車両から規格の時間ー車速パターンに伴う信号を与えても、空転現象によって予め時間ー車速から計算した走行距離とはならずに距離誤差となる。すなわち、加速時には距離誤差は少ないが、減速時には大きくなるといった現象が生じ、この距離誤差に伴って排ガスや燃費測定に大きく影響する問題を有している。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、加速，減速時でも負荷設定値か追従する制御方法を提供することにある。

本発明の第１は、車両のタイヤをロードローラーとフリーローラーよりなるツインローラ上に載置し、ダイナモメータを動力吸収体として時間ー車速のパターン信号に基づいて車両試験を行うシャシーダイナモメータにおいて、
前記車両のタイヤ半径をＲ、ロードローラーとフリーローラーの半径をそれぞれｒ１，ｒ２とし、且つ、タイヤ中心点からロードローラーの中心点及びタイヤ中心点からフリーローラー中心点までの水平距離をそれぞれＬ１，Ｌ２としたとき、前記ロードローラーに与える負荷設定用の走行抵抗Ｆを、前記車両の加速時には
Ｆ＝Ａ＋ＢＶ²＋（１＋ｄＶ／ｄｔ）×Ｗｃｏｓθ₁＋Ｗｃｏｓθ₂で求めたものを与え、前記車両の減速時には
Ｆ＝Ａ＋ＢＶ²＋Ｗｃｏｓθ₁＋（１＋ｄＶ／ｄｔ）×Ｗｃｏｓθ₂で求めたものを与えることを特徴としたものである。
ただし、Ａ：車両の転がり抵抗、Ｂ：車両の風損、Ｖ：検出した車速、ｃｏｓθ₁＝（√（Ｒ＋ｒ１）²−Ｌ１²）／（Ｒ＋ｒ１）、ｃｏｓθ₂＝
（√（Ｒ＋ｒ２）²−Ｌ２²）／（Ｒ＋ｒ２）、Ｗ：車両質量、ｄＶ／ｄｔ：加減速度である。

本発明の第２は、前記加速時と減速時における走行抵抗の切換え判断は、検出された車速信号を微分した波形にて行うことを特徴としたものである。本発明は、に関する。

以上のとおり、本発明によれば、ツインローラ式シャシーダイナモメータによって車両の排ガスや燃費計測するとき、試験用の規格パターンの加速，減速に追従した負荷設定値としたことにより、予め時間ー車速から計算した距離に誤差が発生することがなく、高精度な計測値が得られるものである。

図２は、本発明の実施形態を示す説明図で、１輪分のみを代表として表示している。
タイヤＴの半径をＲ、ロードローラＲｒの半径をｒ１、フリーローラＲｆの半径をｒ２とし、また、タイヤの中心点からロードローラＲｒの中心点までの水平距離をＬ１、タイヤの中心点からフリーローラＲｆの中心点までの水平距離をＬ２とする。

本発明では、図２で示す設備状態において、加速中は１式に、減速中は２式に基づいて演算した走行抵抗Ｆに切換えるものである。
Ｆ＝Ａ＋ＢＶ²＋（１＋ｄＶ／ｄｔ）×Ｗｃｏｓθ₁＋Ｗｃｏｓθ₂…… １式
Ｆ＝Ａ＋ＢＶ²＋Ｗｃｏｓθ₁＋（１＋ｄＶ／ｄｔ）×Ｗｃｏｓθ₂…… ２式
ただし、ｃｏｓθ₁＝（√（Ｒ＋ｒ１）²−Ｌ１²）／（Ｒ＋ｒ１）、ｃｏｓθ₂＝
（√（Ｒ＋ｒ２）²−Ｌ２²）／（Ｒ＋ｒ２）、Ｗ：車両質量である。

図１は上記切換えを実現するための走行抵抗演算のための制御ブロック図で、この制御ブロック図では本発明に関連する部分のみを表示し、シャシーダイナモメータが本来有している電気慣性部等のトルク演算用の各種信号作成部分については省略している。

図１において、１はインバータ等よりなる制御装置、２はシャシーダイナモメータで、車両の各タイヤは図２で示すようにロードローラＲｒとフリーローラＲｆ上に載置されるよう構成され、且つ、ロードローラＲｒがダイナモメータに連結されて負荷設定されるツインローラ式となっている。３はパルスピックアップ等の車速検出手段で、検出した速度パルスを電圧信号に変換して速度信号Ｖとして出力する。

４は微分回路で入力された速度信号を微分して（１＋ｄＶ／ｄｔ）信号を乗算器５と９にそれぞれ出力する。乗算器５には、既知の車両質量Ｗとｃｏｓθ₁との乗算信号が設定値として印加されおり、この乗算器５によって（１＋ｄＶ／ｄｔ）×Ｗｃｏｓθ₁の演算が行われてその出力は加算部６に印加される。この加算部６においては、予め設定されたＷｃｏｓθ₂と（１＋ｄＶ／ｄｔ）×Ｗｃｏｓθ₁との加算が行われてその出力は加算部１１に印加される。

７は速度信号Ｖを二乗する二乗回路で、その出力Ｖ²は乗算器８に印加され被試験車両の風損設定信号Ｂとの乗算演算が行われる。乗算信号ＢＶ²は加算部１０において車両の転がり抵抗の設定値Ａとの加算が行われて加算部１１に出力される。加算部１１では、加算部６からの出力信号との加算が実行されＡ＋ＢＶ²＋（１＋ｄＶ／ｄｔ）×Ｗｃｏｓθ₁＋Ｗｃｏｓθ₂が求められる。すなわち、加算部１１からは１式による走行抵抗が出力される。

一方、乗算器９では設定されたＷｃｏｓθ₂と（１＋ｄＶ／ｄｔ）との演算が行われ、また、加算部１２ではＡ＋ＢＶ²とＷｃｏｓθ₁との加算が行われて加算部１３に出力される。加算部１３では、加算部１２からのＡ＋ＢＶ²＋Ｗｃｏｓθ₁と乗算器９からの（１＋ｄＶ／ｄｔ）×Ｗｃｏｓθ₂との和算が実行されて
Ａ＋ＢＶ²＋Ｗｃｏｓθ₁＋（１＋ｄＶ／ｄｔ）×Ｗｃｏｓθ₂が得られる。
すなわち、加算部１３からは２式による走行抵抗Ｆが出力される。

１４は加速，減速に応じて端子ａもしくはｂ側に切換えるための切換手段で、ここでは端子ａ側が加速、ｂ側が減速となっており、その切換指令は、例えば
車速信号を微分して得られた正負方向の極性に基づいて加速か減速かが判断される。１５はトルク制御部で、このトルク制御部には演算された走行抵抗の他に、トルク演算に必要とするする信号が入力されて制御信号が演算され、インバータの制御信号を生成する。

動力吸収体としてのシャシーダイナモメータ上に載置された被試験車両は、車速ー時間の予め決められたパターンに基づいた走行運転が行われ、その車速を速度検出手段３が検出する。微分回路４は入力された速度信号を微分して乗算器５，９にそれぞれ出力するが、判定手段１６は、その微分信号に基づいて加速中であるか減速中であるかを判定し、切換手段１４に切換指令として出力する。

したがって、被試験車両が加速中の場合には切換手段１４は端子ａ側に接続することになり、トルク制御部１５には１式に基づく走行抵抗値が入力されてトルク演算が行われ、ＰＷＭ信号に変換されたのちにインバータ１に出力される。インバータは、その出力によってシャシーダイナモメータ２を制御し、このダイナモメータはフライホイールを介し、若しくは直接に路上走行状態を模擬した負荷設定値としてロードローラＲｒに与える。この１式に基づく負荷設定値は、試験規格パターンの時間ー車速のうちの加速時に追従した負荷設定値となる。

次に、被試験車両が減速に変化した場合には、その変化を捕らえて切換手段１４に対して端子ｂ側に切り換へるよう切換指令が発せられ、トルク制御部１５には２式に基づく走行抵抗値が入力されて以下同様にして負荷設定値としてロードローラＲｒに与えられる。２式に基づく負荷設定値は、試験規格パターンの時間ー車速のうち、減速に追従した負荷設定値である。

すなわち、車両試験中の規格パターンに基づく加速及び減速にそれぞれ追従した負荷設定値となるため、規格パターンの時間ー車速から演算した論理距離と実際の試験距離とが一致する。したがって、計測される排ガスや燃費は高精度で計測することが可能となる。

本発明の実施形態を示す走行抵抗の制御ブロック図。 本発明の原理説明用のツインローラ部分図。 ツインローラの部分図。 試験中の説明図で、（ａ）加速時の状態図、（ｂ）は減速時の状態図。本発明の実施形態を示す

符号の説明

１…制御装置
２…ツインローラ式シャシーダイナモメータ
３…速度検出手段
４…微分回路
５，８，９…乗算器
７…二乗回路
６，１０，１１，１２，１３…加算部
１４…切換手段
１５…トルク制御部
１６…判定手段１…

Claims (2)

1. 車両のタイヤをロードローラーとフリーローラーよりなるツインローラ上に載置し、ダイナモメータを動力吸収体として時間ー車速のパターン信号に基づいて車両試験を行うシャシーダイナモメータにおいて、
   前記車両のタイヤ半径をＲ、ロードローラーとフリーローラーの半径をそれぞれｒ１，ｒ２とし、且つ、タイヤ中心点からロードローラーの中心点及びタイヤ中心点からフリーローラー中心点までの水平距離をそれぞれＬ１，Ｌ２としたとき、前記ロードローラーに与える負荷設定用の走行抵抗Ｆを、前記車両の加速時には
   Ｆ＝Ａ＋ＢＶ²＋（１＋ｄＶ／ｄｔ）×Ｗｃｏｓθ₁＋Ｗｃｏｓθ₂で求めたものを与え、前記車両の減速時には
   Ｆ＝Ａ＋ＢＶ²＋Ｗｃｏｓθ₁＋（１＋ｄＶ／ｄｔ）×Ｗｃｏｓθ₂で求めたものを与えることを特徴としたダイナモメータの制御方法。
   ただし、Ａ：車両の転がり抵抗、Ｂ：車両の風損、Ｖ：検出した車速、ｃｏｓθ₁＝（√（Ｒ＋ｒ１）²−Ｌ１²）／（Ｒ＋ｒ１）、ｃｏｓθ₂＝
   （√（Ｒ＋ｒ２）²−Ｌ２²）／（Ｒ＋ｒ２）、Ｗ：車両質量、ｄＶ／ｄｔ：加減速度である。
2. 前記加速時と減速時における走行抵抗の切換え判断は、検出された車速信号を微分した波形にて行うことを特徴とした請求項１記載のダイナモメータの制御方法。
   

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