JP2805926B2 - 四輪駆動車用シャーシダイナモメータ制御方式 - Google Patents
四輪駆動車用シャーシダイナモメータ制御方式Info
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、四輪駆動車用シャーシダイナモメータ制御
方式に関し、特に、新型車認証のため排出ガス及び燃費
試験に用いられる走行抵抗制御方法に関する。
方式に関し、特に、新型車認証のため排出ガス及び燃費
試験に用いられる走行抵抗制御方法に関する。
B.発明の概要 本発明は、新型車認証のため排出ガス及び燃費試験に
用いられる四輪駆動車用シャーシダイナモメータ制御方
式において、 等速機の2つの入力軸と前輪又は後輪のシャーシダイ
ナモメータの軸端部との間にそれぞれ1個ずつ配設され
た軸トルクメータと、それらの出力を所定の電気出力に
整合する軸トルクメータ出力変換器と、それら2つの変
換器の出力を合計する加算器とを備え、該加算器の出力
を負荷指令信号から減算することにより、 高価でスペースの大きな等速機は不要で、前輪駆動力
が後輪駆動力よりも大きいような場合でも等速機の損失
を否定し、精度の高い走行抵抗制御ができ、前後輪の発
生する駆動力をそれぞれ独立に測定できる技術を提供す
るものである。
用いられる四輪駆動車用シャーシダイナモメータ制御方
式において、 等速機の2つの入力軸と前輪又は後輪のシャーシダイ
ナモメータの軸端部との間にそれぞれ1個ずつ配設され
た軸トルクメータと、それらの出力を所定の電気出力に
整合する軸トルクメータ出力変換器と、それら2つの変
換器の出力を合計する加算器とを備え、該加算器の出力
を負荷指令信号から減算することにより、 高価でスペースの大きな等速機は不要で、前輪駆動力
が後輪駆動力よりも大きいような場合でも等速機の損失
を否定し、精度の高い走行抵抗制御ができ、前後輪の発
生する駆動力をそれぞれ独立に測定できる技術を提供す
るものである。
C.従来の技術 シャーシダイナモメータは、自動車をベルト状又はロ
ーラ状の可動路面に載置して走行試験を行う装置で、自
動車全体としての機能や性能を把握するために非常に重
要なものであり、一般的にはテストコース上での試験を
室内試験に置換えるのが主目的であるが。排出ガス試験
のようにシャーシダイナモメータ上でしか行えないもの
もあり、騒音試験や高低温試験等のようにテストコース
上では安定した試験条件が得られないものもある。最近
では、FF車や四輪駆動車(4WD車)など自動車の多様化
と安定性及び環境性に対する要求が高まり、試験の自動
化と省力化のため仕様要求も高度かつ複雑になってきて
いる。
ーラ状の可動路面に載置して走行試験を行う装置で、自
動車全体としての機能や性能を把握するために非常に重
要なものであり、一般的にはテストコース上での試験を
室内試験に置換えるのが主目的であるが。排出ガス試験
のようにシャーシダイナモメータ上でしか行えないもの
もあり、騒音試験や高低温試験等のようにテストコース
上では安定した試験条件が得られないものもある。最近
では、FF車や四輪駆動車(4WD車)など自動車の多様化
と安定性及び環境性に対する要求が高まり、試験の自動
化と省力化のため仕様要求も高度かつ複雑になってきて
いる。
四輪駆動車は、乗用車,ワゴン車,商用車等に多く採
用されつつあるが、その方式はきわめて多様であり、今
後も新方式が現れる可能性は充分にある。現在の分類と
しては下記の各種がある。
用されつつあるが、その方式はきわめて多様であり、今
後も新方式が現れる可能性は充分にある。現在の分類と
しては下記の各種がある。
(1)パートタイム(切換式) ジープやランドクルーザなどで従来より使用されてい
た方式で、良路は二輪で駆動し、悪路(不整地,急坂,
滑り易い走路等)では前後をクラッチで連結して四輪駆
動するものである。
た方式で、良路は二輪で駆動し、悪路(不整地,急坂,
滑り易い走路等)では前後をクラッチで連結して四輪駆
動するものである。
(2)フルタイム(常時式) センタデフ付; 基本的には前後の駆動力分担比が50:50のものであ
る。
る。
スリップエレメント付; 粘性継手等で前後軸を連結するもので、良路では主駆
動輪が駆動力の大部分を分担し、滑り易い走路では従動
側に伝達される力が自動的に増大する。
動輪が駆動力の大部分を分担し、滑り易い走路では従動
側に伝達される力が自動的に増大する。
トラクションコントロール(TRC); 自動車の駆動力を最大限に発揮するように、加速中の
加速度やタイヤスリップを検出して、前後輪の駆動力分
担を自動的に変える。
加速度やタイヤスリップを検出して、前後輪の駆動力分
担を自動的に変える。
上記各方式の車両にシャーシダイナモメータを適用す
る場合について検討する。
る場合について検討する。
パートタイム方式の車両には、前後軸分離形のシャー
シダイナモメータでも前後の動力計の制動力を50:50に
するだけで充分である。また、センタデフ付の車両につ
いても同様である。一方スリップエレメント付又はトラ
クションコントロールの四輪駆動車には、負荷シミュレ
ーションに基づくスリップ比の演算方式や可変負荷分担
制御による方法が用いられ、実開昭63−53108号公報に
記載の回転体の差回転制御方法を併用したりしている。
シダイナモメータでも前後の動力計の制動力を50:50に
するだけで充分である。また、センタデフ付の車両につ
いても同様である。一方スリップエレメント付又はトラ
クションコントロールの四輪駆動車には、負荷シミュレ
ーションに基づくスリップ比の演算方式や可変負荷分担
制御による方法が用いられ、実開昭63−53108号公報に
記載の回転体の差回転制御方法を併用したりしている。
四輪駆動車の多様化の中で、前記スリップエレメント
付やトラクションコントロール式の車種の試験を前後軸
分離形のシャーシダイナモメータ上で運転すると、従来
の制御では走行状態の変化時に前後輪で大きな速度差を
生じる。これに対する工夫としては、ディジタル同期制
御装置の差速検出を一定周期毎のサンプリング方式から
連続比較方式に変更することなどが考えられ、良好な結
果を得ている。
付やトラクションコントロール式の車種の試験を前後軸
分離形のシャーシダイナモメータ上で運転すると、従来
の制御では走行状態の変化時に前後輪で大きな速度差を
生じる。これに対する工夫としては、ディジタル同期制
御装置の差速検出を一定周期毎のサンプリング方式から
連続比較方式に変更することなどが考えられ、良好な結
果を得ている。
しかし、これらの工夫にも拘らず、上記従来の装置で
は前後の差速が僅かながら発生している。特に、発進時
においては、ローラの逆回転を絶対に防止しなければな
らない微速領域で動力計制動を自動遮断する回路を備え
ている関係上、かなり大きな前後差速度を発生する。ま
た前後の制動力分担回路の設定も多少複雑になるため制
御回路の精度保持が厄介になる。このような場合、第6
図(a)に示すような等速機付き前後分離形、又は第6
図(b)に示すような等速機付き前後・左右分離形のシ
ャーシダイナモメータを備える必要があるが、このよう
な形のシャーシダイナモメータで四輪駆動車を試験する
際は、第7図に示すように、2台の動力計に均等に走行
抵抗負荷及び電気慣性負荷を加えるのが普通である。
尚、図示されないが、各動力計は個別に速度制御されて
いて、2台連動で速度制御することも前輪又は後輪のみ
を単独で走行抵抗制御又は電気慣性制御することも可能
である。また、前後各軸に着脱式のフライホィールを対
称もしくは非対称に取付けることも可能である。
は前後の差速が僅かながら発生している。特に、発進時
においては、ローラの逆回転を絶対に防止しなければな
らない微速領域で動力計制動を自動遮断する回路を備え
ている関係上、かなり大きな前後差速度を発生する。ま
た前後の制動力分担回路の設定も多少複雑になるため制
御回路の精度保持が厄介になる。このような場合、第6
図(a)に示すような等速機付き前後分離形、又は第6
図(b)に示すような等速機付き前後・左右分離形のシ
ャーシダイナモメータを備える必要があるが、このよう
な形のシャーシダイナモメータで四輪駆動車を試験する
際は、第7図に示すように、2台の動力計に均等に走行
抵抗負荷及び電気慣性負荷を加えるのが普通である。
尚、図示されないが、各動力計は個別に速度制御されて
いて、2台連動で速度制御することも前輪又は後輪のみ
を単独で走行抵抗制御又は電気慣性制御することも可能
である。また、前後各軸に着脱式のフライホィールを対
称もしくは非対称に取付けることも可能である。
第7図において、70は負荷指令信号発生手段で、前輪
ローラに対する直流動力計からの検出値を微分手段71,
機械損失設定手段(ML)72及び走行抵抗設定手段(RL)
73へ入力される。微分手段71の出力は、機械慣性検出・
演算手段74及び慣性設定手段75の出力と乗算器76,77と
乗算されたのち、機械損失設定手段72の出力及び走行抵
抗設定手段73の出力と加算手段78で加減算される。
ローラに対する直流動力計からの検出値を微分手段71,
機械損失設定手段(ML)72及び走行抵抗設定手段(RL)
73へ入力される。微分手段71の出力は、機械慣性検出・
演算手段74及び慣性設定手段75の出力と乗算器76,77と
乗算されたのち、機械損失設定手段72の出力及び走行抵
抗設定手段73の出力と加算手段78で加減算される。
上記装置では、予め無負荷状態で動力計の機械損失を
測定して機械損失設定手段72に設定しておき、一方で車
速が平坦路を定速走行中に受ける走行抵抗を予め測定し
て走行抵抗設定手段73に設定しておき、それらの出力の
差を制動力指令として動力計に与えるものである。その
他に微分手段71は、ローラから車速検出手段(F/V)を
介して検出された車速信号を微分することにより、機械
的慣性によるシミュレート不可能な慣性抵抗成分を得る
ものであり、これに機械慣性量と設定慣性量との差を乗
じて電気慣性制御を行う。この電気慣性抵抗成分も、走
行抵抗成分と同様に前後の動力計A及びBに等分に分配
指令する。尚、前後輪速度の加算に必ずしも必要でな
く、前後いずれかの一方だけでも差支えないが、加算し
た方が安定性が良くなる。また動力計制御部79a及び79b
は、電流制御でなくトルク制御でもよいが、電流制御の
方が簡単な回路になる。トルク検出回路としては、特公
昭62−42478号公報に記載のトルク応答改善回路等を使
用することも考えられている。
測定して機械損失設定手段72に設定しておき、一方で車
速が平坦路を定速走行中に受ける走行抵抗を予め測定し
て走行抵抗設定手段73に設定しておき、それらの出力の
差を制動力指令として動力計に与えるものである。その
他に微分手段71は、ローラから車速検出手段(F/V)を
介して検出された車速信号を微分することにより、機械
的慣性によるシミュレート不可能な慣性抵抗成分を得る
ものであり、これに機械慣性量と設定慣性量との差を乗
じて電気慣性制御を行う。この電気慣性抵抗成分も、走
行抵抗成分と同様に前後の動力計A及びBに等分に分配
指令する。尚、前後輪速度の加算に必ずしも必要でな
く、前後いずれかの一方だけでも差支えないが、加算し
た方が安定性が良くなる。また動力計制御部79a及び79b
は、電流制御でなくトルク制御でもよいが、電流制御の
方が簡単な回路になる。トルク検出回路としては、特公
昭62−42478号公報に記載のトルク応答改善回路等を使
用することも考えられている。
同図において、機械損失設定手段(ML)72の出力を加
算手段78に送って制動力指令に対して減算するのでな
く、動力吸収装置であるフライホィール(FW)に接続さ
れた制動力検出手段即ち直流動力計(DCDY)を介して、
ロードセル(LC)から得られた前後動力計の制動力の合
計値に対してML出力を加算する方法もあり、制御的には
同じ効果が得られる。
算手段78に送って制動力指令に対して減算するのでな
く、動力吸収装置であるフライホィール(FW)に接続さ
れた制動力検出手段即ち直流動力計(DCDY)を介して、
ロードセル(LC)から得られた前後動力計の制動力の合
計値に対してML出力を加算する方法もあり、制御的には
同じ効果が得られる。
また、動力計周辺の回路について説明すると、パルス
ピックアップ(PG)によって検出されたローラ回転信号
は、周波数変換器(F/V)で電圧に変換され、所要の係
数処理によって前輪及び後輪の車速(ローラ周速)を得
たのち、これらを加算して平均車速を得、この信号を微
分することにより平均加速度信号を得ているが、前輪車
速と後輪車速とを独立に微分して、前輪加速度と後輪加
速度とをそれぞれ得たのち、これらを加算及び係数処理
して平均加速度信号を得ても構わない。
ピックアップ(PG)によって検出されたローラ回転信号
は、周波数変換器(F/V)で電圧に変換され、所要の係
数処理によって前輪及び後輪の車速(ローラ周速)を得
たのち、これらを加算して平均車速を得、この信号を微
分することにより平均加速度信号を得ているが、前輪車
速と後輪車速とを独立に微分して、前輪加速度と後輪加
速度とをそれぞれ得たのち、これらを加算及び係数処理
して平均加速度信号を得ても構わない。
D.発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の如き装置では、運転中に等速機
により生じる負荷伝達損失が課題になる。即ち、既に述
べたような新同期制御によって改善された特性を有する
車両を試験する場合、前輪駆動力が後輪駆動力よりも大
きいが、それに対する動力計測の際には等分の制動力が
与えられているので、前輪ローラに伝えられた車両駆動
力の剰余部分は等速機を経由して後輪ローラに伝えら
れ、そこで吸収されるか、作用−反作用の法則により釣
合うことになる。このとき等速機内に発生する損失は、
無負荷運転中に発生する損失よりも当然大きくなる。例
えば等速機にベベルギヤを使用すると、ベベルギヤの伝
達トルク比例分損失は通常伝達トルクの3〜5%になる
ので、2台のベベルギヤに発生する損失は6〜10%にも
達し、このような損失が生じると走行抵抗制御の制御精
度は著しく低下する。
により生じる負荷伝達損失が課題になる。即ち、既に述
べたような新同期制御によって改善された特性を有する
車両を試験する場合、前輪駆動力が後輪駆動力よりも大
きいが、それに対する動力計測の際には等分の制動力が
与えられているので、前輪ローラに伝えられた車両駆動
力の剰余部分は等速機を経由して後輪ローラに伝えら
れ、そこで吸収されるか、作用−反作用の法則により釣
合うことになる。このとき等速機内に発生する損失は、
無負荷運転中に発生する損失よりも当然大きくなる。例
えば等速機にベベルギヤを使用すると、ベベルギヤの伝
達トルク比例分損失は通常伝達トルクの3〜5%になる
ので、2台のベベルギヤに発生する損失は6〜10%にも
達し、このような損失が生じると走行抵抗制御の制御精
度は著しく低下する。
もう1つの課題は、上記従来の構成では、前後輪を等
速機で連結しているため、車両の発生する駆動力を前後
に分離できないことである。従って前後駆動力を分離す
るためには、供試自動車の駆動輪全部にいわゆるホィー
ルトルクメータを装着しなければならない。
速機で連結しているため、車両の発生する駆動力を前後
に分離できないことである。従って前後駆動力を分離す
るためには、供試自動車の駆動輪全部にいわゆるホィー
ルトルクメータを装着しなければならない。
本発明は、このような課題に鑑みて創案されたもの
で、高価かつスペースの大きな等速機は不要で、前輪駆
動力が後輪駆動力よりも大きいような場合でも等速機の
損失を否定し、精度の高い走行抵抗制御ができ、前後輪
の発生する駆動力をそれぞれ独立に測定可能な四輪駆動
車用シャーシダイナモメータ制御方式を提供することを
目的としている。
で、高価かつスペースの大きな等速機は不要で、前輪駆
動力が後輪駆動力よりも大きいような場合でも等速機の
損失を否定し、精度の高い走行抵抗制御ができ、前後輪
の発生する駆動力をそれぞれ独立に測定可能な四輪駆動
車用シャーシダイナモメータ制御方式を提供することを
目的としている。
E.課題を解決するための手段 本発明における上記課題を解決するための手段は、両
軸端を軸芯距離可変に連結する等速機と、前輪及び後輪
のローラと、ローラの回転速度又は周速を検出する車速
検出手段と、各ローラに結合された動力吸収装置と、動
力吸収装置のトルクを検出する制動力検出手段と、動力
吸収装置を独立に制御する動力計制御装置と、供試自動
車の定常走行抵抗を車速関数として設定する走行抵抗設
定手段と、固定機械機構の慣性設定手段とを備え、前輪
及び後輪の車速信号に基づく負荷指令信号を分配器によ
り前輪及び後輪の動力計制御装置へ指令する四輪駆動車
用シャーシダイナモメータ制御方式において、等速機の
2つの入力軸と前輪又は後輪のシャーシダイナモメータ
の軸端部との間にそれぞれ1個ずつ配設された軸トルク
メータと、それらの出力を所定の電気出力に整合する軸
トルクメータ出力変換器と、それら2つの変換器の出力
を合計する加算器とを備え、該加算器の出力を負荷指令
信号から減算することを特徴とするシャーシダイナモメ
ータ制御方式によるものとし、シャーシダイナモメータ
のローラ側から検出される平均加速度信号及び慣性設定
手段の出力の乗算値と前記平均加速度信号及び機械慣性
検出演算手段の出力の乗算値との差値を負荷指令信号か
ら減算することも可能とし、制御力検出手段の出力する
信号を分岐・入力してトルク制御を行う動力計制御装置
を分配器に接続し、該分配器に負荷指令信号を直接入力
することも可能とするものである。
軸端を軸芯距離可変に連結する等速機と、前輪及び後輪
のローラと、ローラの回転速度又は周速を検出する車速
検出手段と、各ローラに結合された動力吸収装置と、動
力吸収装置のトルクを検出する制動力検出手段と、動力
吸収装置を独立に制御する動力計制御装置と、供試自動
車の定常走行抵抗を車速関数として設定する走行抵抗設
定手段と、固定機械機構の慣性設定手段とを備え、前輪
及び後輪の車速信号に基づく負荷指令信号を分配器によ
り前輪及び後輪の動力計制御装置へ指令する四輪駆動車
用シャーシダイナモメータ制御方式において、等速機の
2つの入力軸と前輪又は後輪のシャーシダイナモメータ
の軸端部との間にそれぞれ1個ずつ配設された軸トルク
メータと、それらの出力を所定の電気出力に整合する軸
トルクメータ出力変換器と、それら2つの変換器の出力
を合計する加算器とを備え、該加算器の出力を負荷指令
信号から減算することを特徴とするシャーシダイナモメ
ータ制御方式によるものとし、シャーシダイナモメータ
のローラ側から検出される平均加速度信号及び慣性設定
手段の出力の乗算値と前記平均加速度信号及び機械慣性
検出演算手段の出力の乗算値との差値を負荷指令信号か
ら減算することも可能とし、制御力検出手段の出力する
信号を分岐・入力してトルク制御を行う動力計制御装置
を分配器に接続し、該分配器に負荷指令信号を直接入力
することも可能とするものである。
F.作用 本発明の対象となるシャーシダイナモメータは前輪及
び後輪のローラと、各ローラに結合された動力吸収装置
と、所要に応じて該動力吸収装置に同軸に結合された慣
性可変形のフライホィールとで構成され、それらのユニ
ットを移動させて軸の偏心を最小にする移動装置と、ク
ラッチを介して両軸端を軸芯距離可変に連結する等速機
と、各ローラの回転速度又は周速を検出する車速検出手
段と、動力吸収装置の吸収制動力(トルク)を検出する
検出手段と、動力吸収装置を独立に制御する動力計制御
装置と、供試自動車の定常走行抵抗を所望の車速関数と
して設定し、出力する走行抵抗設定手段と、前記可変フ
ライホィールを初めとする固定機械機構の慣性設定手段
とを備えている。
び後輪のローラと、各ローラに結合された動力吸収装置
と、所要に応じて該動力吸収装置に同軸に結合された慣
性可変形のフライホィールとで構成され、それらのユニ
ットを移動させて軸の偏心を最小にする移動装置と、ク
ラッチを介して両軸端を軸芯距離可変に連結する等速機
と、各ローラの回転速度又は周速を検出する車速検出手
段と、動力吸収装置の吸収制動力(トルク)を検出する
検出手段と、動力吸収装置を独立に制御する動力計制御
装置と、供試自動車の定常走行抵抗を所望の車速関数と
して設定し、出力する走行抵抗設定手段と、前記可変フ
ライホィールを初めとする固定機械機構の慣性設定手段
とを備えている。
前後2つのシャーシダイナモメータ及び等速機の慣性
の和と設定慣性量との差により電気慣性量を求め、手動
又は自動で電気慣性量を設定する。また、機械損失設定
手段で全機械の損失を車速関数として設定し、車速入力
に応じて機械損失信号を出力する。前後2つの車速信号
は平均化され、その平均車速信号を微分することによっ
て平均加速度信号が得られる。その平均加速度信号と前
記電気的慣性の設定量を乗算すると、電気慣性制動力指
令信号が出力され、その出力と走行抵抗設定手段からの
出力を加算し、更にこれから機械損失信号を減算する
と、負荷指令信号が出力される。一方、2台の動力計の
吸収制動力は加算されて、その出力を前記負荷指令信号
から減算することにより、制動力偏差信号が得られ、こ
の偏差信号をゼロとするようなPID演算をトルク制御サ
ーボアンプで行い、その結果を分配器で前後の動力計制
御部へ分配する。
の和と設定慣性量との差により電気慣性量を求め、手動
又は自動で電気慣性量を設定する。また、機械損失設定
手段で全機械の損失を車速関数として設定し、車速入力
に応じて機械損失信号を出力する。前後2つの車速信号
は平均化され、その平均車速信号を微分することによっ
て平均加速度信号が得られる。その平均加速度信号と前
記電気的慣性の設定量を乗算すると、電気慣性制動力指
令信号が出力され、その出力と走行抵抗設定手段からの
出力を加算し、更にこれから機械損失信号を減算する
と、負荷指令信号が出力される。一方、2台の動力計の
吸収制動力は加算されて、その出力を前記負荷指令信号
から減算することにより、制動力偏差信号が得られ、こ
の偏差信号をゼロとするようなPID演算をトルク制御サ
ーボアンプで行い、その結果を分配器で前後の動力計制
御部へ分配する。
このようなシャーシダイナモメータにおいて、本発明
では、等速機の2つの入力軸と、前輪及び後輪のシャー
シダイナモメータの軸端部との間にそれぞれ1個の軸ト
ルクメータを配設し、それらの出力を軸トルクメータ出
力変換器により所定の電気出力に整合する。2つの変換
器の出力は互いに加算されたのち負荷指令信号から減算
される。
では、等速機の2つの入力軸と、前輪及び後輪のシャー
シダイナモメータの軸端部との間にそれぞれ1個の軸ト
ルクメータを配設し、それらの出力を軸トルクメータ出
力変換器により所定の電気出力に整合する。2つの変換
器の出力は互いに加算されたのち負荷指令信号から減算
される。
本発明では、上記の装置における走行抵抗設定手段の
代わりに、平均加速度信号と慣性設定手段の出力とを乗
算し、一方で平均加速度信号と機械慣性検出演算手段の
出力とを乗算し、前者の乗算結果から後者の乗算結果を
減算することにより、電気慣性制動力指令信号を得ても
よい。
代わりに、平均加速度信号と慣性設定手段の出力とを乗
算し、一方で平均加速度信号と機械慣性検出演算手段の
出力とを乗算し、前者の乗算結果から後者の乗算結果を
減算することにより、電気慣性制動力指令信号を得ても
よい。
また、本発明では、上記の装置における動力計制御装
置が、制動力検出手段の信号を分岐・入力することによ
りトルク制御を行うようにし、負荷指令信号を前記分配
器へ直接入力するようにしてもよい。
置が、制動力検出手段の信号を分岐・入力することによ
りトルク制御を行うようにし、負荷指令信号を前記分配
器へ直接入力するようにしてもよい。
G.実施例 以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明
する。
する。
第1図は、本発明の一実施例の構成図である。図中、
1は等速機、2は前輪及び後輪のローラ、3は軸トルク
メータ、4はその出力変換器、10は負荷指令信号発生手
段である。同図において、第7図に示した構成と異なる
部分は、等速機1と前輪及び後輪のローラ2との間に軸
トルクメータ3が配設されていることで、その出力を軸
トルクメータ出力変換器4により増幅・出力レベル整合
(感度合せ又は係数処理)したのち、前輪側及び後輪側
の加算を行い、その出力Cを負荷指令信号発生手段10へ
入力する。
1は等速機、2は前輪及び後輪のローラ、3は軸トルク
メータ、4はその出力変換器、10は負荷指令信号発生手
段である。同図において、第7図に示した構成と異なる
部分は、等速機1と前輪及び後輪のローラ2との間に軸
トルクメータ3が配設されていることで、その出力を軸
トルクメータ出力変換器4により増幅・出力レベル整合
(感度合せ又は係数処理)したのち、前輪側及び後輪側
の加算を行い、その出力Cを負荷指令信号発生手段10へ
入力する。
負荷指令信号発生手段10は、微分手段11、機械損失設
定手段(ML)12、走行抵抗設定手段(RL)13、機械慣性
検出・演算手段14、慣性設定手段15、減算手段16、乗算
手段17及び加算手段18で構成されていて、第7図に示し
た構成と異なるのは、機械慣性検出・演算手段14の出力
と慣性設定手段15の出力が減算手段16で減算されたのち
乗算手段17へ入力され、微分手段11の出力に乗算される
ことである。前記軸トルクメータ側からの出力Cは加算
手段18へ入力され、まず走行抵抗設定手段13の出力に対
して負極性加算(減算)される。
定手段(ML)12、走行抵抗設定手段(RL)13、機械慣性
検出・演算手段14、慣性設定手段15、減算手段16、乗算
手段17及び加算手段18で構成されていて、第7図に示し
た構成と異なるのは、機械慣性検出・演算手段14の出力
と慣性設定手段15の出力が減算手段16で減算されたのち
乗算手段17へ入力され、微分手段11の出力に乗算される
ことである。前記軸トルクメータ側からの出力Cは加算
手段18へ入力され、まず走行抵抗設定手段13の出力に対
して負極性加算(減算)される。
軸トルクメータ3の出力は、前後輪のローラ2側から
等速機1へ動力が流れる方向を正とする。これは前後共
に同じで、このようにすると、機械損失設定手段12に設
定する機械損失は等速機1を切離した状態で測定すれば
よく、かつ等速機1に発生する機械損失を必ずしも安定
させなくてもよくなる。また、既にのべたように、供試
自動車の前後駆動力分担が変化し、それに伴って等速機
内部の損失が増加しても、2個の軸トルクメータの出力
の和が等速機の内部損失となるので、測定は自動的に補
正されることになる。
等速機1へ動力が流れる方向を正とする。これは前後共
に同じで、このようにすると、機械損失設定手段12に設
定する機械損失は等速機1を切離した状態で測定すれば
よく、かつ等速機1に発生する機械損失を必ずしも安定
させなくてもよくなる。また、既にのべたように、供試
自動車の前後駆動力分担が変化し、それに伴って等速機
内部の損失が増加しても、2個の軸トルクメータの出力
の和が等速機の内部損失となるので、測定は自動的に補
正されることになる。
尚、本実施例においても従来例と同様に、機械損失設
定手段(ML)12の出力を加算手段18に送るのでなく、図
中点線で示すように、ロードセル(LC)から得られた前
後動力計の制動力の合計値に対して加算する方法もあ
り、制御的には同じ効果が得られる。この場合、軸トル
クメータ側からの出力Cは加算手段18へ入力する代り
に、出力C′として示すように、制動力に対する加算結
果へ更に加算される。
定手段(ML)12の出力を加算手段18に送るのでなく、図
中点線で示すように、ロードセル(LC)から得られた前
後動力計の制動力の合計値に対して加算する方法もあ
り、制御的には同じ効果が得られる。この場合、軸トル
クメータ側からの出力Cは加算手段18へ入力する代り
に、出力C′として示すように、制動力に対する加算結
果へ更に加算される。
本実施例は下記の効果が明らかである。
(1)等速機を使用することにより機械的に前後輪ロー
ラの周速差が発生しないようにすると共に等速機の内部
損失が供試自動車の前後駆動力分担変化に関係なく完全
に補償されて、見掛け上ゼロになり、走行抵抗制御の精
度が向上する。従って、高精度の排出ガス試験や燃料消
費試験が可能になる。
ラの周速差が発生しないようにすると共に等速機の内部
損失が供試自動車の前後駆動力分担変化に関係なく完全
に補償されて、見掛け上ゼロになり、走行抵抗制御の精
度が向上する。従って、高精度の排出ガス試験や燃料消
費試験が可能になる。
(2)等速機は、一般には内部損失が大きく、潤滑油温
制御を行わないと損失が不安定で、必要な暖気時間も長
いが、本実施例では潤滑油温制御が不要で、等速機の暖
気時間は考慮しなくてもよく、操作調整が容易である。
潤滑油用の加熱ヒータも不要である。
制御を行わないと損失が不安定で、必要な暖気時間も長
いが、本実施例では潤滑油温制御が不要で、等速機の暖
気時間は考慮しなくてもよく、操作調整が容易である。
潤滑油用の加熱ヒータも不要である。
(3)等速機の有する慣性の見掛け上ゼロとなり、シス
テム構成の融通性が向上する。
テム構成の融通性が向上する。
第2図は、本発明の別の一実施例の構成図で、第1図
と同じ構成箇所については一部分省略して示している。
図中、20は負荷指令信号発生手段である。本実施例で
は、前輪と後輪のローラ周速の加速度を独立した微分手
段21,22で算出していて、それらの和を前記負荷指令信
号発生手段20へ入力する。本実施例のもう1つの相違点
は機械損失設定手段(ML)23及び24を前後輪別々に配設
したことで、その設定内容は等速機の損失を含まず、前
輪及び後輪のローラ及びフライホィールの機械損失の和
である(動力計の損失はロードセルに含まれて出力され
るので、機械損失設定手段に設定する必要はない)。こ
の機械損失設定手段23及び24の出力は、本実施例では、
前後輪動力計の発生する制動力を検出するロードセルの
出力に加算するものとし、負荷指令信号発生手段20への
入力は解除している。ロードセル(LC)の出力にはその
他の各軸トルクメータの出力も加算される。
と同じ構成箇所については一部分省略して示している。
図中、20は負荷指令信号発生手段である。本実施例で
は、前輪と後輪のローラ周速の加速度を独立した微分手
段21,22で算出していて、それらの和を前記負荷指令信
号発生手段20へ入力する。本実施例のもう1つの相違点
は機械損失設定手段(ML)23及び24を前後輪別々に配設
したことで、その設定内容は等速機の損失を含まず、前
輪及び後輪のローラ及びフライホィールの機械損失の和
である(動力計の損失はロードセルに含まれて出力され
るので、機械損失設定手段に設定する必要はない)。こ
の機械損失設定手段23及び24の出力は、本実施例では、
前後輪動力計の発生する制動力を検出するロードセルの
出力に加算するものとし、負荷指令信号発生手段20への
入力は解除している。ロードセル(LC)の出力にはその
他の各軸トルクメータの出力も加算される。
従って、第2図中にFCF及びFCRとして示した信号は、
前輪又は後輪それぞれの動力計制動力,ローラ及びフラ
イホィールの機械損失制動力及び等速機に流れ込む制動
力成分となる。故に、 FDF,FDR;前輪又は後輪側動力計制動力 FMF,FMR;前輪又は後輪側ローラ及びフライホィールの機
械損失制動力 FFF,FFR;前輪又は後輪側トルクメータ出力(いずれも単
位はkg・f)とすれば、 FCF=FDF+FMF+FEF ……(1) FCR=FDR+FMR+FER ……(2) となり、これらのFCF及びFCRが前記負荷指令信号発生手
段20から出力された走行抵抗指令成分及び電気的慣性制
御指令成分と釣合うように制御されるわけである。
前輪又は後輪それぞれの動力計制動力,ローラ及びフラ
イホィールの機械損失制動力及び等速機に流れ込む制動
力成分となる。故に、 FDF,FDR;前輪又は後輪側動力計制動力 FMF,FMR;前輪又は後輪側ローラ及びフライホィールの機
械損失制動力 FFF,FFR;前輪又は後輪側トルクメータ出力(いずれも単
位はkg・f)とすれば、 FCF=FDF+FMF+FEF ……(1) FCR=FDR+FMR+FER ……(2) となり、これらのFCF及びFCRが前記負荷指令信号発生手
段20から出力された走行抵抗指令成分及び電気的慣性制
御指令成分と釣合うように制御されるわけである。
このような装置において前後輪ローラが受ける供試自
動車の駆動力FVF,FVR(kg・f)は下記の如くになる。
動車の駆動力FVF,FVR(kg・f)は下記の如くになる。
FVF=FCF+IMF/g・(dVF/dt) ……(3) FVR=FCR+IMR/g・(dVR/dt) ……(4) 但し、 IMF,IMR;前輪又は後輪側の機械的等価格慣性質量(kg) VF,VR;前輪又は後輪側のローラ周速(m/s) g;重力の加速度(m/s2) である。従って、上記の(3)式及び(4)式の右辺第
2項を演算し、前記の(1)式及び(2)式の右辺に加
算すればよい。第2図中の乗算器25,26は、微分手段21
又は22から出力される加速度dVF/dt又はdVR/dtとそれぞ
れの機械慣性値とにより上式の各値を演算するもので、
その出力は前記FCF又はFCRに加算される。尚、この車両
のトータル発生駆動力の測定は、(FVF+FVR)を演算す
る手段(図示せず)を設けることで容易に可能である。
2項を演算し、前記の(1)式及び(2)式の右辺に加
算すればよい。第2図中の乗算器25,26は、微分手段21
又は22から出力される加速度dVF/dt又はdVR/dtとそれぞ
れの機械慣性値とにより上式の各値を演算するもので、
その出力は前記FCF又はFCRに加算される。尚、この車両
のトータル発生駆動力の測定は、(FVF+FVR)を演算す
る手段(図示せず)を設けることで容易に可能である。
本実施例は下記の効果が明らかである。
(1)供試自動車の前後輪駆動力の分担を該自動車の車
輪にホィールトルクメータを取付けることなく測定でき
るので、試験効率が向上し、容易に自動車の挙動解析を
行い得る。
輪にホィールトルクメータを取付けることなく測定でき
るので、試験効率が向上し、容易に自動車の挙動解析を
行い得る。
(2)自動車の合計駆動力の測定精度が向上する。これ
は従来も測定可能であったが、等速機内部の機械損失が
大きい欠点があり、等速機内慣性の挙動がクラッチ,ベ
ベルギヤ,連結装置等の各部のガタ(バックラッシュ)
により変動する欠点があったのを改善した。
は従来も測定可能であったが、等速機内部の機械損失が
大きい欠点があり、等速機内慣性の挙動がクラッチ,ベ
ベルギヤ,連結装置等の各部のガタ(バックラッシュ)
により変動する欠点があったのを改善した。
第3図は、本発明の更に別の一実施例の構成図であ
る。図中30は負荷指令信号発生手段、31は等速機、32は
前輪及び後輪のローラ、33は軸トルクメータである。同
図に示す本実施例は、基本的には第2の実施例と同様で
あるが、前後の軸トルクメータの出力差を算出する演算
手段34を備え、その出力Dを動力計電流の分配器35に入
力して、電流分配を変化させることが相違している。
る。図中30は負荷指令信号発生手段、31は等速機、32は
前輪及び後輪のローラ、33は軸トルクメータである。同
図に示す本実施例は、基本的には第2の実施例と同様で
あるが、前後の軸トルクメータの出力差を算出する演算
手段34を備え、その出力Dを動力計電流の分配器35に入
力して、電流分配を変化させることが相違している。
尚、本実施例においても第1図と同様に、機械損失設
定手段(ML)36の出力を加算手段37へ送る代りに、図中
点線で示す如く、ロードセル(LC)から得られた前後動
力計の制動力の合計値に対して加算する方法があり、制
動的には同じ効果が得られる。その場合は、軸トルクエ
ータ側からの出力Cは加算手段37へ入力されるのではな
く、制動力に対する加算結果へ出力C′として加算され
る。
定手段(ML)36の出力を加算手段37へ送る代りに、図中
点線で示す如く、ロードセル(LC)から得られた前後動
力計の制動力の合計値に対して加算する方法があり、制
動的には同じ効果が得られる。その場合は、軸トルクエ
ータ側からの出力Cは加算手段37へ入力されるのではな
く、制動力に対する加算結果へ出力C′として加算され
る。
本実施例は下記の効果が明らかである。
(1)等速機の容量を必要最低限の値にすることができ
る。
る。
(2)等速機の内部発熱量が平均的に減少するので自然
発熱のみで足りるようになり、潤滑油冷却装置は不要に
なる。
発熱のみで足りるようになり、潤滑油冷却装置は不要に
なる。
(3)等速機のガタ量を細かく規定する必要が無くな
る。
る。
(4)上記の諸理由により、等速機が安価になる。
ここで分配器について説明すると、普通の分配回路は
第4図(a)に示す如く(KF+KR)=1になるような半
固定係数回路であるが、供試自動車の前後軸駆動力分担
がほぼ固定している場合は、第4図(b)に示すよう
に、分担比設定器41を備えて任意可変とすることもでき
る。また前後輪の動力計容量が異なる場合は、第4図
(a)及び(b)のいずれも、動力計容量の相違を考慮
した係数処理を行うものとする。
第4図(a)に示す如く(KF+KR)=1になるような半
固定係数回路であるが、供試自動車の前後軸駆動力分担
がほぼ固定している場合は、第4図(b)に示すよう
に、分担比設定器41を備えて任意可変とすることもでき
る。また前後輪の動力計容量が異なる場合は、第4図
(a)及び(b)のいずれも、動力計容量の相違を考慮
した係数処理を行うものとする。
第3の実施例に使用される分配回路は、第4図(c)
に示すように、前輪の軸トルクメータ42と後輪の軸トル
クメータ43の出力差ΔFが正の場合は前輪動力計の制動
力指令を増加させ、負の場合は前輪動力計の制動力指令
を増加させるようにしている。このようにして、等速機
を通過する制動力を最小にし、等速機の容量を低下させ
る。但し、本発明が有効なのは、動力計の容量が充分に
大きく、片方の動力計のみで、前輪又は後輪に発生する
駆動力を吸収可能な場合に限定される。また、動力計に
充分な容量が無くても、分配回路の電流/制動力変換係
数KIを低く設定すれば、同様な効果を得られる。
に示すように、前輪の軸トルクメータ42と後輪の軸トル
クメータ43の出力差ΔFが正の場合は前輪動力計の制動
力指令を増加させ、負の場合は前輪動力計の制動力指令
を増加させるようにしている。このようにして、等速機
を通過する制動力を最小にし、等速機の容量を低下させ
る。但し、本発明が有効なのは、動力計の容量が充分に
大きく、片方の動力計のみで、前輪又は後輪に発生する
駆動力を吸収可能な場合に限定される。また、動力計に
充分な容量が無くても、分配回路の電流/制動力変換係
数KIを低く設定すれば、同様な効果を得られる。
尚、第2図の回路と第3図の回路は多少異なる部分も
あるが、相互に干渉することはなく、同時実行は可能で
ある。
あるが、相互に干渉することはなく、同時実行は可能で
ある。
第5図は新同期制御方式による運転試験状態のグラフ
である。供試自動車は粘性継手式4WD車で、本発明の前
後分離形シャーシダイナモメータ上で運転し、前後輪速
度差を準定常運転時0.1km/h以内、運転状態急変時1km/h
以内に制御することができ、極めて良好な結果が得ら
れ、しかも下記の効果が明らかであった。
である。供試自動車は粘性継手式4WD車で、本発明の前
後分離形シャーシダイナモメータ上で運転し、前後輪速
度差を準定常運転時0.1km/h以内、運転状態急変時1km/h
以内に制御することができ、極めて良好な結果が得ら
れ、しかも下記の効果が明らかであった。
(1)高価で大きなスペースを要する等速機が不要であ
る。
る。
(2)等速機に損失が発生しないので、精度の高い走行
抵抗制御が可能である。
抵抗制御が可能である。
(3)前後輪の発生する駆動力をそれぞれ独立して測定
することが可能である。
することが可能である。
H.発明の効果 以上、説明したとおり、本発明によれば、高価かつス
ペースの大きな等速機は要せず、等速機に損失が発生し
ないので精度の高い走行抵抗制御が可能になり、前後輪
の発生する駆動力をそれぞれ独立に測定可能な四輪駆動
車用シャーシダイナモメータ制御方式を提供することが
できる。
ペースの大きな等速機は要せず、等速機に損失が発生し
ないので精度の高い走行抵抗制御が可能になり、前後輪
の発生する駆動力をそれぞれ独立に測定可能な四輪駆動
車用シャーシダイナモメータ制御方式を提供することが
できる。
第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図は本発明の
別の一実施例の構成図、第3図は本発明の更に別の一実
施例の構成図、第4図は実施例の分配回路の説明図、第
5図は新同期制御方式による運転状態のグラフ、第6図
は4WD車試験用の構成図、第7図は従来例の構成図であ
る。 1……等速機、2……前輪及び後輪のローラ、3……軸
トルクメータ、4……軸トルクメータ出力変換器、10…
…負荷指令信号発生手段、11……微分手段、12……機械
損失設定手段、13……走行抵抗設定手段、14……機械慣
性検出・演算手段、15……慣性設定手段、16……減算手
段、17……乗算手段、18……加算手段。
別の一実施例の構成図、第3図は本発明の更に別の一実
施例の構成図、第4図は実施例の分配回路の説明図、第
5図は新同期制御方式による運転状態のグラフ、第6図
は4WD車試験用の構成図、第7図は従来例の構成図であ
る。 1……等速機、2……前輪及び後輪のローラ、3……軸
トルクメータ、4……軸トルクメータ出力変換器、10…
…負荷指令信号発生手段、11……微分手段、12……機械
損失設定手段、13……走行抵抗設定手段、14……機械慣
性検出・演算手段、15……慣性設定手段、16……減算手
段、17……乗算手段、18……加算手段。
Claims (3)
- 【請求項1】両軸端を軸芯距離可変に連結する等速機
と、前輪及び後輪のローラと、ローラの回転速度又は周
速を検出する車速検出手段と、各ローラに結合された動
力吸収装置と、動力吸収装置のトルクを検出する制動力
検出手段と、動力吸収装置を独立に制御する動力計制御
装置と、供試自動車の定常走行抵抗を車速関数として設
定する走行抵抗設定手段と、固定機械機構の慣性設定手
段とを備え、前輪及び後輪の車速信号に基づく負荷指令
信号を分配器により前輪及び後輪の動力計制御装置へ指
令するシャーシダイナモメータ制御方式において、 等速機の2つの入力軸と前輪又は後輪のシャーシダイナ
モメータの軸端部との間にそれぞれ1個ずつ配設された
軸トルクメータと、それらの出力を所定の電気出力に整
合する軸トルクメータ出力変換器と、それら2つの変換
器の出力を合計する加算器とを備え、該加算器の出力を
負荷指令信号から減算することを特徴とする四輪駆動車
用シャーシダイナモメータ制御方式。 - 【請求項2】シャーシダイナモメータのローラ側から検
出される平均加速度信号及び慣性設定手段の出力の乗算
値と前記平均加速度信号及び機械慣性検出演算手段の出
力の乗算値との差を負荷指令信号から減算することを特
徴とする請求項(1)に記載の四輪駆動車用シャーシダ
イナモメータ制御方式。 - 【請求項3】制御力検出手段の出力する信号を分岐・入
力してトルク制御を行う動力計制御装置を分配器に接続
し、該分配器に負荷指令信号を直接入力することを特徴
とする請求項(1)に記載の四輪駆動車用シャーシダイ
ナモメータ制御方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1328092A JP2805926B2 (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | 四輪駆動車用シャーシダイナモメータ制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1328092A JP2805926B2 (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | 四輪駆動車用シャーシダイナモメータ制御方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03188346A JPH03188346A (ja) | 1991-08-16 |
JP2805926B2 true JP2805926B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=18206421
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1328092A Expired - Lifetime JP2805926B2 (ja) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | 四輪駆動車用シャーシダイナモメータ制御方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2805926B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4781859B2 (ja) * | 2006-03-14 | 2011-09-28 | 株式会社小野測器 | 自動四輪車用のシャシーダイナモメータの制御装置 |
JP5217830B2 (ja) * | 2008-09-18 | 2013-06-19 | 株式会社明電舎 | 4wd車用シャシーダイナモメータおよび同期制御方法 |
JP5245679B2 (ja) * | 2008-09-25 | 2013-07-24 | 株式会社明電舎 | 4wd車用シャシーダイナモメータ |
-
1989
- 1989-12-18 JP JP1328092A patent/JP2805926B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03188346A (ja) | 1991-08-16 |
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