JP6747143B2 - Dynamometer system - Google Patents
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Description
本発明は、電気的に慣性を作り出し、供試体に負荷を与えるダイナモメータシステムに関する。 The present invention relates to a dynamometer system that electrically creates inertia and applies a load to a test piece.
この種のダイナモメータシステムとして、例えば特許文献１に記載された４ＷＤ車用シャシーダイナモメータが提案されている。この４ＷＤ車用シャシーダイナモメータは、前左右輪を回転させる前輪側ローラと、後左右輪を回転させる後輪側ローラとを有する。また、シャシーダイナモメータは、前輪側ローラ及び後輪側ローラの回転速度を個別に検出し、検出した前後速度の平均値に基づいて走行抵抗によるトルク成分とメカロスによるトルク成分とを算出する。そして、算出した走行抵抗トルク成分からメカロストルク成分を減算して補償トルク成分を算出する。 As a dynamometer system of this type, for example, a chassis dynamometer for a 4WD vehicle described in Patent Document 1 has been proposed. This chassis dynamometer for a 4WD vehicle has a front wheel side roller that rotates the front left and right wheels and a rear wheel side roller that rotates the rear left and right wheels. Further, the chassis dynamometer individually detects the rotational speeds of the front wheel side roller and the rear wheel side roller, and calculates the torque component due to the running resistance and the torque component due to the mechanical loss based on the average value of the detected longitudinal speeds. Then, the mechanical loss torque component is subtracted from the calculated running resistance torque component to calculate the compensation torque component.
一方、シャシーダイナモメータは、前輪側ローラ及び後輪側ローラの回転速度に基づいて電気慣性制御によるトルク成分を算出し、算出した電気慣性トルク成分と補償トルク成分とを加算してトルク指令値を算出する。算出されたトルク指令値は、負荷配分比率設定部で設定した負荷配分比率で前輪側駆動部と、後輪側駆動部とに配分して、前輪側ローラ及び後輪側ローラを回転駆動するようにしている。 On the other hand, the chassis dynamometer calculates the torque component by electric inertia control based on the rotation speeds of the front wheel side roller and the rear wheel side roller, and adds the calculated electric inertia torque component and the compensation torque component to obtain a torque command value. calculate. The calculated torque command value is distributed to the front wheel side drive unit and the rear wheel side drive unit at the load distribution ratio set by the load distribution ratio setting unit so that the front wheel side roller and the rear wheel side roller are rotationally driven. I have to.
ところで、上記特許文献１に記載されている４ＷＤ車用シャシーダイナモメータは、車両の前左右輪に共通の前輪側ローラと、後左右輪に共通の後輪側ローラを使用して４ＷＤ車の走行運転による燃費・排ガス・性能評価、耐久性能等を試験するようにしている。
この上記特許文献１に記載されている従来例では、前後のローラの回転速度から電気慣性を生じさせる電気慣性駆動トルク成分すなわち駆動力を演算するとともに、走行抵抗やメカロスによる補償トルク成分すなわち駆動力を演算し、両者を加算して駆動力指令値としている。そして、算出した駆動力指令値を前後の回転駆動部に分配するが、その分配比率は予め設定しておくか、動的に得る必要がある。
By the way, the chassis dynamometer for a 4WD vehicle described in Patent Document 1 uses a front wheel side roller common to the front left and right wheels of the vehicle and a rear wheel side roller common to the rear left and right wheels of the 4WD vehicle. It tests fuel economy, exhaust gas, performance evaluation, durability performance, etc. by driving.
In the conventional example described in Patent Document 1, the electric inertia driving torque component, that is, the driving force that causes the electric inertia is calculated from the rotational speeds of the front and rear rollers, and the compensating torque component, that is, the driving force due to the running resistance and the mechanical loss. Is calculated and both are added to obtain a driving force command value. Then, the calculated driving force command value is distributed to the front and rear rotation driving units, but the distribution ratio needs to be set in advance or dynamically obtained.
しかしながら、実際の４ＷＤ車では分配比が動的に変化し、さらにその分配比率の情報はエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）内にはあるが、これを出力することは困難である。このため、設定した駆動力分配比が、実際の分配比と異なる場合、その差分によって、前後輪の速度差が生じるため、この速度差を解消するために回転駆動部内に設ける同期制御のための調節器をハイゲインにする必要がある。調節器をハイゲインにするためには、様々な制御応答を高速化する必要があり、不必要に高性能な制御装置となってしまう。 However, in an actual 4WD vehicle, the distribution ratio dynamically changes, and although the information on the distribution ratio exists in the engine control unit (ECU), it is difficult to output this. Therefore, when the set driving force distribution ratio is different from the actual distribution ratio, the difference causes a speed difference between the front and rear wheels. The controller needs to be in high gain. In order to increase the gain of the regulator, it is necessary to speed up various control responses, resulting in an unnecessarily high-performance control device.
また、上記従来例では、左右前後の４輪が独立動作できる場合には、これらを同期制御することはできない。
さらに、上記従来例では、シャシーダイナモのようにある程度機械慣性があるシステムにのみ適用可能であり、４輪独立ミッションダイナモや４輪独立ブレーキダイナモのように、機械慣性のないダイナモシステムには対応することができない。
そこで、本発明は、上記従来例の課題に着目してなされたものであり、駆動力指令値を分配するのではなく、速度指令値を分配するようにして、各駆動軸の回転を制御することができるダイナモメータシステムを提供することを目的としている。
Further, in the above-mentioned conventional example, when the left, right, front and rear four wheels can operate independently, they cannot be synchronously controlled.
Further, the above-mentioned conventional example can be applied only to a system having a mechanical inertia to some extent such as a chassis dynamo, and corresponds to a dynamo system having no mechanical inertia such as a four-wheel independent mission dynamo and a four-wheel independent braking dynamo. I can't.
Therefore, the present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problems of the conventional example, and controls the rotation of each drive shaft by distributing the speed command value instead of distributing the drive force command value. An object of the present invention is to provide a dynamometer system that can be used.
上記目的を達成するために、本発明に係るダイナモメータシステムの一態様は、複数の駆動軸の駆動力を個別に演算定する駆動力演算部と、各駆動力演算部で演算した各駆動力を加算した合計駆動力を演算する加算器と、合計駆動力を入力としてモデル速度を演算する慣性モデルと、モデル速度を各駆動軸に分配する速度分配部と、この速度分配部の各出力を速度指令として各駆動軸の速度制御を個別に行う速度制御部とを備えている。 In order to achieve the above object, one aspect of a dynamometer system according to the present invention is a driving force calculation unit that individually calculates and determines driving forces of a plurality of drive shafts, and each driving force calculated by each driving force calculation unit. Is added to calculate the total drive force, an inertial model that calculates the model speed with the total drive force as an input, a speed distribution unit that distributes the model speed to each drive shaft, and each output of this speed distribution unit. A speed control unit that individually controls the speed of each drive axis as a speed command is provided.
本発明の一態様によれば、複数の駆動軸にモデル速度を分配するので、複数軸の駆動力分配が不要であり、駆動力の分配比率が動的に変化しても、速度駆動部で速度指令に基づいて高応答性の制御が可能であり、駆動力の分配比率を考慮する必要がない。しかも、各駆動軸が独立に動作できる場合でも、各駆動軸の駆動力を合計した合計駆動力から慣性モデルを使用して速度を演算することができる。 According to one aspect of the present invention, since the model speed is distributed to the plurality of drive shafts, it is not necessary to distribute the driving force of the plurality of shafts, and even if the distribution ratio of the driving force dynamically changes, the speed drive unit can It is possible to control with high response based on the speed command, and it is not necessary to consider the distribution ratio of the driving force. Moreover, even when each drive shaft can operate independently, the speed can be calculated using the inertia model from the total drive force obtained by adding the drive forces of the drive shafts.
次に、図面を参照して、本発明の一実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
また、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar reference numerals are given to the same or similar parts.
Further, the embodiments described below exemplify a device and a method for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is the material, shape, structure, The layout is not limited to the following. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope defined by the claims described in the claims.
以下、本発明の一の実施の形態に係るダイナモシステムについて図面を参照して説明する。
ダイナモシステムの一例であるシャシーダイナモシステム１０は、図１に示すように、４輪独立形式に構成されている。すなわち、シャシーダイナモシステム１０は、車両１１の前左右の車輪１２ＦＬ及び１２ＦＲと、後左右の車輪１２ＲＬ及び１２ＲＲを個別に載置する大きな慣性力を有する前左右ローラ１３ＦＬ及び１３ＦＲと、後左右ローラ１３ＲＬ及び１３ＲＲを備えている。
Hereinafter, a dynamo system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
A chassis dynamo system 10, which is an example of a dynamo system, is configured as a four-wheel independent type as shown in FIG. That is, the chassis dynamo system 10 includes front left and right wheels 12FL and 12FR of the
各ローラ１３ＦＬ、１３ＦＲ、１３ＲＬ及び１３ＲＲには、駆動軸１４ＦＬ、１４ＦＲ、１４ＲＬ及び１４ＲＲを介してダイナモメータ１５ＦＬ、１５ＦＲ、１５ＲＬ及び１５ＲＲが連結されている。駆動軸１４ＦＬ、１４ＦＲ、１４ＲＬ及び１４ＲＲのローラ１３ＦＬ、１３ＦＲ、１３ＲＬ及び１３ＲＲとダイナモメータ１５ＦＬ、１５ＦＲ、１５ＲＬ及び１５ＲＲとの間には、トルク計１６ＦＬ、１６ＦＲ、１６ＲＬ及び１６ＲＲが配置されている。 The dynamometers 15FL, 15FR, 15RL and 15RR are connected to the rollers 13FL, 13FR, 13RL and 13RR via drive shafts 14FL, 14FR, 14RL and 14RR. Torque meters 16FL, 16FR, 16RL and 16RR are arranged between the rollers 13FL, 13FR, 13RL and 13RR of the drive shafts 14FL, 14FR, 14RL and 14RR and the dynamometers 15FL, 15FR, 15RL and 15RR.
そして、ダイナモメータ１５ＦＬ、１５ＦＲ、１５ＲＬ及び１５ＲＲが図２に示す電気慣性制御装置２０によって回転制御される。
この電気慣性制御装置２０は、駆動力演算部２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１ＲＬ及び２１ＲＲと、加算器２２と、合計駆動力補正部２３と、慣性モデル２４と、速度分配部２５と、速度制御部２６とを備えている。
Then, the dynamometers 15FL, 15FR, 15RL, and 15RR are rotationally controlled by the electric
The electric
駆動力演算部２１ＦＬ，２１ＦＲ，２１ＲＬ及び２１ＲＲは、各トルク計１６ＦＬＬ、１６ＦＲ、１６ＲＬ及び１６ＲＲから出力されるトルク検出値ＦｄＦＬ、ＦｄＦＲ、ＦｄＲＬ及びＦｄＲＲと、各ダイナモメータ１５ＦＬ、１５ＦＲ、１５ＲＬ及び１５ＲＲに設けられた速度検出器１７ＦＬ、１７ＦＲ、１７ＲＬ及び１７ＲＲから出力される回転速度検出値ＶｄＦＬ、ＶｄＦＲ、ＶｄＲＬ及びＶｄＲＲとから下記（１）式にしたがって駆動力Ｆｄｙｊ（ｊ＝ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）を算出する。
Ｆｄｙｊ＝Ｆｄｊ＋Ｍｄｙｊ×ｄＶｄｊ／ｄｔ ・・・（１）
ここで、Ｍｄｙｊはシャシーダイナモ機械慣性量、ｄＶｄｊ／ｄｔはダイナモメータ１５ｊの加速度である。
The driving force calculation units 21FL, 21FR, 21RL and 21RR include torque detection values Fd FL , Fd FR , Fd RL and Fd RR output from the torque meters 16FLL, 16FR, 16RL and 16RR, and dynamometers 15FL and 15FR, respectively. The driving force Fdy j (from the rotational speed detection values Vd FL , Vd FR , Vd RL and Vd RR output from the speed detectors 17FL, 17FR, 17RL and 17RR provided in 15RL and 15RR according to the following equation (1). j=FL, FR, RL, RR) is calculated.
Fdy j =Fd j +Mdy j ×dVd j /dt (1)
Here, Mdy j is the chassis dynamometer mechanical inertia amount, and dVd j /dt is the acceleration of the
加算器２２は、各駆動力演算部２１ＦＬ〜２１ＲＲから出力される駆動力ＦｄｙＦＬ，ＦｄｙＦＲ，ＦｄｙＲＬ及びＦｄｙＲＲを加算して合計駆動力Ｆｔを算出する。
合計駆動力補正部２３は、加算器２２から合計駆動力Ｆｔが入力されるとともに、負荷設定部２３ａから設定負荷Ｆｌが入力され、且つメカロス補償部２３ｂからメカロス補償値Ｆｍが入力されている。
The
The total driving
負荷設定部２３ａは、主に走行抵抗による負荷や勾配による重力負荷を含む負荷をローラの駆動力に換算した値として設定し、設定した設定負荷Ｆｌを合計駆動力補正部２３に出力する。ここで、走行抵抗をローラの駆動力に換算した値については予め測定した値を設定するようにしてもよいし、ダイナモメータ１５ＦＬ、１５ＦＲ、１５ＲＬ及び１５ＲＲの回転速度を速度検出器１７ＦＬ、１７ＦＲ、１７ＲＬ及び１７ＲＲで検出し、検出した回転速度ＶＤＦＬ、ＶＤＦＲ、ＶＤＲＬ及びＶＤＲＲの平均値を車速に変換し、車速と走行抵抗の駆動力換算値との関係を表す制御マップを参照して駆動力換算値を求めるようにしてもよい。
The
メカロス補償部２３ｂは、各駆動軸１４ＦＬ、１４ＦＲ、１４ＲＬ及び１４ＲＲについて、個別に車両の動力伝達ロス、ダイナモメータ１５ＦＬ〜１５ＲＲの機械損失等をローラの駆動力に換算したメカロス補償値Ｆｍの合計値Ｆｍｔを設定する。このメカロス補償値Ｆｍｔは、モード試験の前に測定しておく。
そして、合計駆動力補正部２３では、加算器２２から入力される合計駆動力Ｆｔに対して、設定負荷Ｆｌを加算し、メカロス補償値Ｆｍを減算して合計駆動力補正値Ｆｔａを算出し、算出した合計駆動力補正値Ｆｔａを慣性モデル２４に出力する。
The mechanical
Then, the total driving
慣性モデル２４は、車重相当の車両モデルを表すもので、車重に相当する電気慣性（モーメント）を設定する電気慣性設定部２４ａと、割算器２４ｂと、積分器２４ｃとを備えている。この慣性モデル２４では、割算器２４ｂで、合計駆動力補正値Ｆｔａを車重に相当する電気慣性設定値Ｊｅで割算して加速度α（＝Ｆｔａ／Ｊｅ）を算出し、算出した加速度αを積分器２４ｃで積分してモデル速度Ｖｍを算出し、算出したモデル速度Ｖｍを速度分配部２５に出力する。
The
速度分配部２５は、前後左右のダイナモメータ１５ＦＬ〜１５ＲＲに合計駆動力補正値Ｆｔａに対応するモデル速度を分配するもので、分配比率設定部２５ａで各輪の分配比率を任意に設定するようにしてもよく、タイヤ径設定部２５ｂで設定した各輪のタイヤ径を入力して各輪のタイヤ径に基づいて各輪分配比率を演算するようにしてもよい。
そして、設定した分配比率をモデル速度Ｖｍに乗算して各輪のダイナモメータ１５ＦＬ〜１５ＲＲに対する速度指令値ＶＦＬ ＊〜ＶＲＲ ＊を算出し、算出した速度指令値ＶＦＬ ＊〜ＶＲＲ ＊を速度制御部２６に出力する。
The
Then, to calculate the velocity command value V FL * ~V RR * by multiplying the distribution ratio set for the model speed Vm for dynamometer 15FL~15RR of each wheel, the calculated velocity command value V FL * ~V RR * It is output to the
速度制御部２６は、速度分配部２５から速度指令値ＶＦＬ ＊、ＶＦＲ ＊、ＶＲＬ ＊及びＶＲＲ ＊が個別に入力される前左速度制御回路２６ＦＬ、前右速度制御回路２６ＦＲ、後左速度制御回路２６ＲＬ及び後右速度制御回路２６ＲＲを備えている。これら各速度制御回路２６ＦＬ〜２６ＦＲの夫々は、図４に示すように、速度分配部２５から入力される速度指令値Ｖｊ ＊（ｊ＝ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）から速度検出値Ｖｄｊを減算器２６ａで減算して速度偏差ΔＶｊを算出する。
The
そして、算出した速度偏差ΔＶｊに対してＰＩ（比例・積分）制御演算部２６ｂでＰＩ制御演算を行って電流指令値Ｉｊ ＊を算出し、算出した電流指令値Ｉｊ ＊をインバータ回路２６ｃのゲート制御回路２６ｄに供給する。したがって、インバータ回路２６ｃからダイナモメータ１５ＦＬ〜１５ＲＲをその回転速度が速度指令値ＶＦＬ ＊〜ＶＲＲ ＊に一致するように制御する交流電流出力がダイナモメータ１５ｊに出力される。
Then, the PI (proportional/integral)
次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。
シャシーダイナモシステム１０を使用して４ＷＤ車両の排ガス試験や燃費試験を行なうには、各ローラ１３ＦＬ〜１３ＲＲの幅方向の略中心上に４ＷＤ車両の各車輪１２ＦＬ〜１２ＲＲの中心が位置するように４ＷＤ車両１１を載置する。この状態で４ＷＤ車両１１が移動しないように図示しない固定手段で車体を固定する。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
In order to perform an exhaust gas test and a fuel consumption test of a 4WD vehicle using the chassis dynamo system 10, the 4WD vehicle is placed so that the centers of the wheels 12FL to 12RR of the 4WD vehicle are located substantially on the centers of the rollers 13FL to 13RR in the width direction. The
そして、４ＷＤ車両１１が加減速を伴う所定の試験走行モードで路上を走行させた場合と同等のエンジン負荷となるようにダイナモメータ１５ＦＬ〜１５ＲＲを電気慣性制御装置２０で制御する。
この電気慣性制御装置２０では、駆動力演算部２１ＦＬ〜２１ＲＲで、トルク計１６ＦＬ〜１６ＲＲで検出した各車輪１２ＦＬ〜１２ＲＲのトルク検出値ＦｄＦＬ〜ＦｄＦＲと速度検出器１８ＦＬ〜１８ＲＲから入力される回転速度検出値ＶｄＦＬ〜ＶｄＲＲとから前述した（１）式にしたがって駆動力ＦｄｙＦＬ〜ＦｄｙＲＲを算出する。
Then, the dynamometers 15FL to 15RR are controlled by the electric
In the electric
そして、算出した駆動力ＦｄｙＦＬ〜ＦｄｙＲＲを加算器２２で加算して合計駆動力Ｆｔを算出し、算出した合計駆動力Ｆｔに対して合計駆動力補正部２３で走行抵抗等の負荷を加算し、メカロス補償値を減算して合計駆動力補正値Ｆｔａを算出する。
算出した合計駆動力補正値Ｆｔａを慣性モデル２４に供給して、モデル速度Ｖｍを得、このモデル速度Ｖｍを速度分配部２５で各ダイナモメータ１５ＦＬ〜１５ＲＲに分配する。このとき、各輪のタイヤ径が等しいとともに、前後配分比率も均等であるときには、モデル速度Ｖｍをそのまま各輪のダイナモメータ１５ＦＬ〜１５ＲＲに対する速度指令値ＶＦＬ ＊〜ＶＲＲ ＊として設定し、設定した速度指令値ＶＦＬ ＊〜ＶＲＲ ＊を速度制御部２６に出力する。
Then, the calculated driving forces Fdy FL to Fdy RR are added by the
The calculated total driving force correction value Fta is supplied to the
このため、速度制御部２６の各速度制御回路２６ｊで、速度指令値Ｖｊ ＊（ｊ＝ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）から速度検出値Ｖｄｊを減算器２６ａで減算して速度偏差ΔＶｊを算出し、算出した速度偏差ΔＶｊに対してＰＩ制御演算を行なって、インバータ回路２６ｃを制御する電流指令値Ｉｊ ＊をゲート制御回路２６ｄに供給する。したがって、インバータ回路２６ｃによって、ダイナモメータ１５ＦＬ〜１５ＲＲがその回転速度が速度指令値ＶＦＬ ＊〜ＶＲＲ ＊に一致するように制御される。
Therefore, in each
また、スポーツカーなどで前輪と後輪とで異なるタイヤ径のタイヤを装着した場合の測定時には、タイヤ径設定部２５ｂで各車輪１２ＦＬ〜１２ＲＲのタイヤ径を設定することにより、速度分配部２５でタイヤ径の差に応じた速度分配比率を算出することができる。すなわち、小径タイヤ側の速度分配比率をモデル速度Ｖｍと等しくなる例えば“１”に設定し、大径タイヤ側の速度分配比率をタイヤ径比に応じて“１”より小さい値（１−ｘ）とする。
Further, at the time of measurement when tires having different tire diameters are mounted on the front wheels and the rear wheels in a sports car or the like, by setting the tire diameters of the wheels 12FL to 12RR by the tire
この速度分配比率に応じた速度指令値ＶＦＬ ＊，ＶＦＲ ＊及びＶＲＬ ＊，ＶＲＲ ＊を算出し、これら速度指令値ＶＦＬ ＊，ＶＦＲ ＊及びＶＲＬ ＊，ＶＲＲ ＊を速度制御部２６に出力する。この速度制御部２６でダイナモメータ１５ＦＬ〜１５ＲＲを前後輪でタイヤ径が異なる場合に対応した速度制御を行い、４輪の車輪速がモデル車速Ｖｍと一致するように制御し、異なるタイヤ径のタイヤを装着した場合の排ガス試験や燃費試験を正確に行なうことができる。
Velocity command value V FL * in accordance with the velocity distribution ratio, V FR * and V RL *, calculates the V RR *, the speed of these speed command values V FL *, V FR * and V RL *, V RR * Output to the
一方、実際の走行路に合わせて旋回走行やコーナー走行、Ｓ字走行などを模擬したい場合には、分配比率設定部２５ａで４ＷＤ車両１１のステアリングホイールを操舵した状態の操舵角を設定し、この設定された操舵角に応じた内外輪の車輪速差に基づいて速度分配部２５で速度分配比率を変更することにより、内外輪の車輪速差による走行状態を模擬することができる。ここで、分配比率設定部２５ａで内外輪の車輪速差を設定してもよいし、分配比率設定部２５ａで操舵角を設定するようにしてもよい。
On the other hand, when it is desired to simulate turning traveling, corner traveling, S-shaped traveling, or the like in accordance with the actual traveling path, the distribution
速度分配部２５は、分配比率設定部２５ａで設定された内外輪の車輪速差または操舵角に基づいて各速度指令値の速度分配比率を変更し、速度分配比率に応じた速度指令値ＶＦＬ ＊，ＶＦＲ ＊及びＶＲＬ ＊，ＶＲＲ ＊を速度制御部２６に出力する。
このように、上記第１の実施形態によると、電気慣性制御装置２０で、各ダイナモメータ１５ＦＬ〜１５ＲＲの駆動力を加算した合計駆動力Ｆｔを算出し、算出した合計駆動力Ｆｔを走行抵抗やメカロス補償値で補正した合計駆動力補正値を慣性モデル２４に供給してモデル速度速Ｖｍを得るようにしている。そして、モデル速度Ｖｍを速度分配部２５で各ダイナモメータ１５ＦＬ〜１５ＲＲに分配し、速度制御部で各ダイナモメータ１５ＦＬ〜１５ＲＲを速度制御している。
The
As described above, according to the first embodiment, the electric
したがって、前述した従来例のように駆動力を配分する必要がないとともに、インバータを使用した同期速度制御を行なうことができ、応答性を高めることができる。このため、駆動力の分配比率が動的に変化しても、速度制御部で速度指令に基づいて高応答性の制御が可能となる。この結果、制御系に設ける調節器等をハイゲインにして電気慣性制御装置２０を高性能化することなく、正確にダイナモメータを制御することができる。
Therefore, unlike the above-described conventional example, it is not necessary to distribute the driving force, and synchronous speed control using an inverter can be performed, so that responsiveness can be improved. Therefore, even if the distribution ratio of the driving force dynamically changes, the speed control section can perform highly responsive control based on the speed command. As a result, the dynamometer can be accurately controlled without increasing the gain of the adjuster or the like provided in the control system to improve the performance of the electric
また、前後輪で異なるタイヤ径のタイヤを装着した場合についてもタイヤ径設定部で各車輪のタイヤ径を設定することにより、速度分配部２５でタイヤ径に応じた速度分配を行なって、異なるタイヤ径に応じた最適な速度制御を行なうことができる。
さらに、車両がステアリングホイールを中立位置から操舵した場合の内外輪の車輪速差を分配比率設定部２５ａで設定することにより、コーナーや旋回状態を模擬する車輪速制御を行なうことができる。
Further, even when tires having different tire diameters are mounted on the front and rear wheels, the tire diameters of the respective wheels are set by the tire diameter setting section, so that the
Further, by setting the wheel speed difference between the inner and outer wheels when the vehicle steers the steering wheel from the neutral position by the distribution
次に、本発明の第２の実施形態について図５を伴って説明する。
この第２の実施形態では、本発明を４輪独立シャシーダイナモシステムに適用する場合に代えて４輪独立ミッションダイナモシステムに適用するようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、図５に示すように、フルタイム４ＷＤ車の動力系を供試体として試験する４輪独立ミッションダイナモシステム３０を構成している。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, the present invention is applied to a four-wheel independent chassis dynamo system instead of the four-wheel independent chassis dynamo system.
That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 5, a four-wheel independent
フルタイム４ＷＤ車では、エンジン３１の回転出力がセンターデフ３２に伝達され、このセンターデフ３２で前輪側駆動力及び後輪側駆動力に分割され、前輪側駆動力及び後輪側駆動力が前輪側デフ３３及び後輪側デフ３４に伝達され、これら前輪側デフ３３及び後輪側デフ３４から左右輪に対して回転駆動力を出力している。
このため、４輪独立ミッションダイナモシステム３０では、図５に示すように、前輪側デフ３３の左右の駆動軸３５ＦＬ及び３５ＦＲに夫々トルク計３６ＦＬ及び３６ＦＲを介してダイナモメータとしての吸収モータ３７ＦＬ及び３７ＦＲが連結されている。
In a full-time 4WD vehicle, the rotational output of the
Therefore, in the four-wheel independent
同様に、後輪側デフ３４の左右の駆動軸３５ＲＬ及び３５ＲＲに夫々トルク計３６ＲＬ及び３６ＲＲを介してダイナモメータとしての吸収モータ３７ＲＬ及び３７ＲＲが連結されている。そして、吸収モータ３７ＦＬ〜３７ＲＲの回転速度が速度検出器３８ＦＬ〜３８ＲＲで検出される。
そして、各吸収モータ３７ＦＬ〜３７ＲＲが前述した第１の実施形態と同様の構成を有する電気慣性制御装置２０によって速度制御される。すなわち、電気慣性制御装置２０では、トルク計３６ＦＬ〜３５ＲＲで検出したトルク検出値と速度検出器３８ＦＬ〜３８ＲＲで検出した回転速度とに基づいて駆動力演算部２１ＦＬ〜２１ＲＲで各駆動軸３５ＦＬ〜３５ＲＲの駆動力を算出する。算出した各駆動軸３５ＦＬ〜３５ＲＲの駆動力の合計駆動力に対して合計駆動力補正部２３で、走行抵抗やメカロス補償値で補正し、その合計駆動力補正値に基づいて慣性モデル２４でモデル速度Ｖｍを算出する。そして、速度分配部２５でモデル速度Ｖｍを分配して速度指令値ＶＦＬ ＊〜ＶＲＲ ＊を算出し、算出した速度指令値速度指令値ＶＦＬ ＊〜ＶＲＲ ＊を速度制御部２６の速度制御回路２６ＦＬ〜２６ＲＲに出力して吸収モータ３７ＦＬ〜３７ＲＲを速度制御する。
Similarly, absorption motors 37RL and 37RR as dynamometers are connected to the left and right drive shafts 35RL and 35RR of the rear wheel side differential 34 via torque meters 36RL and 36RR, respectively. Then, the rotation speeds of the absorption motors 37FL to 37RR are detected by speed detectors 38FL to 38RR.
Then, the speed of each of the absorption motors 37FL to 37RR is controlled by the electric
この第２の実施形態でも、前輪側デフ３３及び後輪側デフ３４の左右の駆動軸３５ＦＬ，３５ＦＲ及び３５ＲＬ，３５ＲＲに夫々連結した吸収モータ３７ＦＬ，３７ＦＲ及び３７ＲＬ，３７ＲＲを電気慣性制御装置２０によって、合計駆動力からモデル速度を算出し、このモデル速度を速度分配して速度制御している。このため、前述した第１の実施形態において、ダイナモメータを吸収モータに置換しただけであるので、ミッションダイナモシステムにおいて、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
Also in the second embodiment, the absorption motors 37FL, 37FR and 37RL, 37RR connected to the left and right drive shafts 35FL, 35FR and 35RL, 35RR of the front
しかも、ミッションダイナモシステムでは、シャシーダイナモシステムのように車両の車輪を載置するローラが省略されているので、前輪側デフ３３に直接吸収モータ３７ＦＬ，３７ＦＲを連結しているので、車両の操舵状態を検出して、内外輪差に応じた速度制御を行なうことができる。
次に、本発明の第３の実施形態について図６を伴って説明する。
Moreover, in the mission dynamo system, since the rollers for mounting the wheels of the vehicle are omitted unlike the chassis dynamo system, the absorption motors 37FL and 37FR are directly connected to the front wheel side differential 33, so that the vehicle steering state is improved. Can be detected to perform speed control according to the difference between the inner and outer wheels.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
この第３の実施形態では、本発明によるダイナモシステムを４輪独立ブレーキダイナモシステムに適用したものである。
すなわち、第３の実施形態では、図６に示すように、４ＷＤ車の車輪を制動するブレーキを供試体として試験する４輪独立ブレーキダイナモシステム４０を構成している。
各車輪に連結された車軸４１ＦＬ〜４１ＲＲにブレーキユニット４２ＦＬ〜４２ＲＲが装着されている。このブレーキユニット４２ＦＬ〜４２ＲＲの夫々は例えば車軸４１ＦＬ〜４１ＲＲに連結されたブレーキロータ４３とこのブレーキロータ４３を挟み込むブレーキキャリパー４４とで構成されている。
In the third embodiment, the dynamo system according to the present invention is applied to a four-wheel independent brake dynamo system.
That is, in the third embodiment, as shown in FIG. 6, a four-wheel independent
Brake units 42FL to 42RR are mounted on axles 41FL to 41RR connected to the respective wheels. Each of the brake units 42FL to 42RR is composed of, for example, a
このため、４輪独立ブレーキダイナモシステム４０では、図６に示すように、ブレーキロータ４３が装着された車軸４１ＦＬ〜４１ＲＲに夫々トルク計４４ＦＬ〜４４ＲＲを介してダイナモメータとしての駆動モータ４５ＦＬ〜４５ＲＲが連結されている。そして、駆動モータ４５ＦＬ〜４５ＲＲの回転速度が速度検出器４６ＦＬ〜４６ＲＲで検出される。
Therefore, in the four-wheel independent
そして、各駆動モータ４５ＦＬ〜４５ＲＲが前述した第１の実施形態と同様の構成を有する電気慣性制御装置２０によって速度制御される。すなわち、電気慣性制御装置２０では、図７に示すように、トルク計４４ＦＬ〜４４ＲＲで検出したトルク検出値と速度検出器４６ＦＬ〜４６ＲＲで検出した回転速度とに基づいて制動力演算部５１ＦＬ〜５１ＲＲで各ブレーキユニット４２ＦＬ〜４２ＲＲの制動力ＦＢＦＬ〜ＦＢＲＲを算出し、これら制動力ＦＢＦＬ〜ＦＢＲＲを加算器５２で加算して合計制動力ＦＢｔを算出する。
Then, the speed of each of the drive motors 45FL to 45RR is controlled by the electric
そして、算出した合計制動力ＦＢｔを合計制動力補正部５３で、走行抵抗やメカロス補償値で補正し、その合計制動力補正値に基づいて慣性モデル５４でモデル速度Ｖｍを算出し、速度分配部５５でモデル速度Ｖｍを分配して速度指令値ＶＦＬ ＊〜ＶＲＲ ＊を算出し、算出した速度指令値ＶＦＬ ＊〜ＶＲＲ ＊を速度制御部５６の速度制御回路５６ＦＬ〜５６ＲＲに出力して駆動モータ４５ＦＬ〜４５ＲＲを速度制御する。この電気慣性制御装置２０の構成は、第１の実施形態における駆動力を制動力に置換しただけであり、その詳細説明はこれを省略する。なお、制動力演算部５１ＦＬ〜５１ＲＲでの制動力ＦＢｊ（ｊ＝ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ）は、下記（２）式にしたがって演算する。
Then, the calculated total braking force FBt is corrected by the running braking force and the mechanical loss compensation value by the total braking
ＦＢｊ＝ＦＢｄｊ＋Ｍｂｙ×ｄＶＢｄｊ／ｄｔ ・・・（２）
ここで、ＦＢｄｊはトルク計４４ｊで検出したトルク検出値、Ｍｂｙはブレーキ慣性、ｄＶＢｄｊ／ｄｔは速度検出器４６ｊで検出した回転速度ＶＢｄｊの微分値である減速度である。
この第３の実施形態でも、各車輪に連結された車軸４１ＦＬ〜４１ＲＲに夫々連結した駆動モータ４５ＦＬ〜４５ＲＲを、電気慣性制御装置２０によって、合計制動力からモデル速度を算出し、このモデル速度を速度分配して速度制御している。このため、前述した第１の実施形態において、ダイナモメータを駆動モータに置換しただけであるので、ブレーキダイナモメータにおいて前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
FB j =FBd j +Mby×dVBd j /dt (2)
Here, FBd j is the detected torque value detected by the torque meter 44j, Mby is the brake inertia, and dVBd j /dt is the deceleration that is the differential value of the rotational speed VBd j detected by the speed detector 46j.
Also in the third embodiment, the drive speeds of the drive motors 45FL to 45RR connected to the axles 41FL to 41RR connected to the respective wheels are calculated from the total braking force by the electric
１０…４輪独立シャシーダイナモシステム、１１…４ＷＤ車両、１２ＦＬ〜１２ＲＲ…車輪、１３ＦＬ〜１３ＲＲ…ロール、１４ＦＬ〜１４ＲＲ…駆動軸、１５ＦＬ〜１５ＲＲ…ダイナモメータ、１６ＦＬ〜１６ＲＲ…トルク計、１７ＦＬ〜１７ＲＲ…速度検出器、２０…電気慣性制御装置、２１ＦＬ〜２１ＲＲ…駆動力演算部、２２…加算器、２３…合計駆動力補正部、２３ａ…負荷設定部、２３ｂ…補償値演算部、２４…慣性モデル、２４ａ…電気慣性設定部、２４ｂ…割算器、２４ｃ…積分器、２５…速度分配部、２５ａ…分配比率設定部、２５ｂ…タイヤ径設定部、２５ｃ…操舵状態検出部、２６…速度制御部、２６ＦＬ〜２６ＲＲ…速度制御回路、３０…４輪独立ミッションダイナモシステム、３１…エンジン、３２…センターデフ、３３…前輪側デフ、３４…後輪側デフ、３５ＦＬ〜３５ＲＲ…出力軸、３６ＦＬ〜３６ＲＲ…トルク計、３７ＦＬ〜３７ＲＲ…吸収モータ、３８ＦＬ〜３８ＲＲ…速度検出器、４０…４輪独立ブレーキダイナモシステム、４１ＦＬ〜４１ＲＲ…車軸、４２ＦＬ〜４２ＲＲ…トルク計、４３…ブレーキロータ、４４…ブレーキキャリパー、４５ＦＬ〜４５ＲＲ…駆動モータ、４６ＦＬ〜４６ＲＲ…速度検出器、５１ＦＬ〜５１ＲＲ…制動力演算部、５２…加算器、５３…合計制動力補正部、５４…慣性モデル、５５…速度分配部、５６…速度制御部、５６ＦＬ〜５６ＲＲ…速度制御回路 10... 4-wheel independent chassis dynamometer system, 11... 4WD vehicle, 12FL-12RR... Wheels, 13FL-13RR... Roll, 14FL-14RR... Drive shaft, 15FL-15RR... Dynamometer, 16FL-16RR... Torque meter, 17FL-17RR ... Speed detector, 20... Electric inertial control device, 21FL to 21RR... Driving force calculation unit, 22... Adder, 23... Total driving force correction unit, 23a... Load setting unit, 23b... Compensation value calculation unit, 24... Inertia Model, 24a... Electric inertia setting section, 24b... Divider, 24c... Integrator, 25... Speed distribution section, 25a... Distribution ratio setting section, 25b... Tire diameter setting section, 25c... Steering state detecting section, 26... Speed Control unit, 26FL to 26RR... Speed control circuit, 30... Four-wheel independent mission dynamo system, 31... Engine, 32... Center differential, 33... Front wheel side differential, 34... Rear wheel side differential, 35FL-35RR... Output shaft, 36FL -36RR... Torque meter, 37FL-37RR... Absorption motor, 38FL-38RR... Speed detector, 40... Four-wheel independent brake dynamo system, 41FL-41RR... Axle, 42FL-42RR... Torque meter, 43... Brake rotor, 44... Brake caliper, 45FL to 45RR... Drive motor, 46FL to 46RR... Speed detector, 51FL to 51RR... Braking force calculation unit, 52... Adder, 53... Total braking force correction unit, 54... Inertia model, 55... Speed distribution unit , 56... Speed control unit, 56FL to 56RR... Speed control circuit
Claims (10)
各駆動力演算部で演算した各駆動力を加算した合計駆動力を演算する加算器と、
前記合計駆動力を入力としてモデル速度を演算する慣性モデルと、
前記モデル速度を前記各駆動軸に分配する速度分配部と、
該速度分配部の各出力を速度指令として各駆動軸の速度制御を個別に行う速度制御部とを備えていることを特徴とするダイナモメータシステム。 A driving force calculation unit for individually calculating and determining the driving forces of a plurality of driving shafts,
An adder that calculates the total driving force obtained by adding the respective driving forces calculated by the respective driving force calculation units,
An inertial model that calculates a model speed with the total driving force as an input;
A speed distributor that distributes the model speed to each of the drive shafts,
A dynamometer system comprising: a speed control unit that individually controls the speed of each drive shaft using each output of the speed distribution unit as a speed command.
前記駆動力補正部は、前記合計駆動力に前記負荷設定部で設定される負荷を加算した合計駆動力補正値を前記慣性モデルに入力することを特徴とする請求項１に記載のダイナモメータシステム。 A load setting unit that sets a load including running resistance; and a driving force correction unit that corrects the total driving force calculated by the adder,
The dynamometer system according to claim 1, wherein the driving force correction unit inputs a total driving force correction value obtained by adding a load set by the load setting unit to the total driving force to the inertial model. ..
前記駆動力補正部は、前記合計駆動力から前記補償値設定部で演算される補償値を減算した合計駆動力補正値を前記慣性モデルに入力することを特徴とする請求項１又は２に記載のダイナモメータシステム。 A compensation value setting unit that sets a compensation value for the mechanical loss of each drive shaft; and a driving force correction unit that corrects the total driving force calculated by the adder,
The driving force correction unit inputs a total driving force correction value obtained by subtracting a compensation value calculated by the compensation value setting unit from the total driving force to the inertial model. Dynamometer system.
各制動力演算部で演算した各制動力を加算した合計制動力を演算する加算器と、
前記合計制動力を入力としてモデル速度を演算する慣性モデルと、
前記モデル速度を前記各車軸に分配する速度分配部と、
該速度分配部の各出力を速度指令として各駆動軸の速度制御を個別に行う速度制御部とを備えていることを特徴とするダイナモメータシステム。 A braking force calculation unit that individually calculates the braking force of a plurality of axles,
An adder for calculating the total braking force obtained by adding the respective braking forces calculated by the respective braking force calculation units,
An inertial model that calculates a model speed with the total braking force as an input;
A speed distributor that distributes the model speed to each axle,
A dynamometer system comprising: a speed control unit that individually controls the speed of each drive shaft using each output of the speed distribution unit as a speed command.
前記制動力補正部は、前記合計制動力に前記負荷設定部で設定される負荷を加算した合計制動力補正値を前記慣性モデルに入力することを特徴とする請求項６に記載のダイナモメータシステム。 A load setting unit that sets a load including running resistance; and a braking force correction unit that corrects the total driving force calculated by the adder,
The dynamometer system according to claim 6, wherein the braking force correction unit inputs a total braking force correction value obtained by adding the load set by the load setting unit to the total braking force to the inertial model. ..
前記制動力補正部は、前記合計制動力から前記補償値設定部で演算される補償値を減算した合計制動力補正値を前記慣性モデルに入力することを特徴とする請求項６又は７に記載のダイナモメータシステム。 A compensation value setting unit that sets a compensation value for the mechanical loss of each drive shaft, and a braking force correction unit that corrects the total driving force calculated by the adder,
The said braking force correction|amendment part inputs the total braking force correction value which subtracted the compensation value calculated by the said compensation value setting part from the said total braking force into the said inertia model, It is characterized by the above-mentioned. Dynamometer system.
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