JP2013145230A - シャシーダイナモメータ - Google Patents

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Abstract

【課題】微分演算処理が不要であり、応答性に優れたシャシーダイナモメータを提供する。
【解決手段】試験車両のタイヤを載置する駆動ローラに連結したダイナモメータMの駆動を制御する制御部が、ダイナモメータMの検出トルクTD及び検出回転速度ωDからタイヤの推定トルクを演算する手段1と、タイヤの推定駆動力FTを求める手段2と、試験車両の加速力Fを求める手段3と、ダイナモメータMの加速度aを求める手段4と、駆動ローラの加速力mD・aを求める手段5と、駆動ローラの加速力mD・aとタイヤ推定駆動力FTの差に駆動ローラの半径RDを乗算して求めた走行抵抗トルク及び電気慣性トルクを含むトルク指令TLEを生成する手段6と、トルク指令TLEに基づいてダイナモメータMの電流Dを制御する手段7とを備えたシャシーダイナモメータXにした。
【選択図】図4

Description

本発明は、シャシーダイナモメータに関するものである。
従来より、試験車両の車輪をある速度で模擬的に走行させて種々の試験を行うシャシーダイナモメータが知られている。シャシーダイナモメータは、ローラに試験車両の車輪を載置し、ローラに連結されたダイナモメータを駆動することでローラ上の車輪を目標速度で模擬的に走行させて各種の試験を行うものであり、ダイナモメータの適切なトルク制御が要求される。
特許文献1には、シャシーダイナモメータの走行抵抗制御装置として、電気慣性トルク制御を採用し、検出車速と目標車速の偏差に応じて電気慣性トルクを補償し、検出車速と目標車速とを一致させる態様が開示されている。
特許第3508473号(特開平11−14505号公報)
ところで、特許文献1では、試験車両の検出車速を微分する微分演算部の出力値に基づいて電気慣性トルクを求めている。検出車速には、電気的なノイズや機械的な振動成分が含まれており、これらを微分してダイナモメータに指示すると、機械的に振動を増幅するデメリットがあるため、これを抑制するためのフィルタが必須となって、応答性を低下させる要因となることから、その対策として速度増幅部を設けて改善を図ろうとしているが、そこでもやはり微分演算処理を採用しているために、機械振動を改善するフィルタを設けざるを得ない構成となっており、やはり応答性を上げることは困難である。
本発明は、このような問題に着目してなされたものであって、主たる目的は、微分演算処理を必須とすることなく、即応性(応答性)に優れたシャシーダイナモメータを提供することにある。
すなわち本発明は、試験車両の前タイヤを載置する前ローラ又は試験車両の後タイヤを載置する後ローラの何れか一方と、前ローラ又は後ローラの何れか一方を駆動ローラとして連結したダイナモメータと、ダイナモメータの駆動を制御する制御部とを備えたシャシーダイナモメータに関するものである。このような本発明のシャシーダイナモメータは、前輪駆動車又は後輪駆動車の試験に適したものである。ここで、本発明のシャシーダイナモメータは、前ローラ又は後ローラの何れか一方のみを備えたもの、前ローラ及び後ローラの両方を備えたものの何れの態様も包含する。前ローラ及び後ローラの両方を備えたものである場合、何れか一方のローラを駆動ローラとして機能させればよい。また、試験車両は、四輪車に限らず、二輪車や、左右一対のタイヤを車両の進行方向に3組有する六輪車、あるいは左右一対のタイヤを車両の進行方向に4組有する八輪車などであってもよい。
そして、本発明のシャシーダイナモメータは、制御部として、ダイナモメータの検出トルク及び検出回転速度から駆動ローラに対応するタイヤの推定トルクであるタイヤ推定トルクを演算するタイヤ推定トルク演算手段と、そのタイヤ推定トルクを駆動ローラの半径で除算してタイヤの推定される駆動力であるタイヤ推定駆動力を求めるタイヤ推定駆動力演算手段と、車速に基づいて設定された走行抵抗とタイヤ推定駆動力とを加減算して試験車両の加速力を求める車両加速力演算手段と、その加速力を試験車両の慣性質量で除算してダイナモメータの加速度を求める加速度演算手段と、そのダイナモメータの加速度にダイナモメータの機械慣性質量を乗算して駆動ローラの加速力を求める駆動ローラ加速力演算手段と、その駆動ローラの加速力とタイヤ推定駆動力の差に駆動ローラの半径を乗算して求めた走行抵抗トルク及び電気慣性トルクを含むトルク指令を生成するトルク指令生成手段と、そのトルク指令に基づいてダイナモメータの電流を制御する電流制御手段とを備えているものを適用していることを特徴としている。
本発明のシャシーダイナモメータは、走行抵抗と電気慣性を電気制御によって模擬するという技術的思想に基づき、タイヤ推定トルク演算手段、タイヤ推定駆動力演算手段、車両加速力演算手段、及び加速度演算手段によって、試験車両の車輪(タイヤ)の駆動力、試験車両の加速力や加速度、駆動ローラの加速力を相互に関連付けて求め、これらの諸条件を適切に把握してトルク指令生成手段で生成するトルク指令に走行抵抗トルク及び電気慣性トルクが含まれるように構成し、このようなトルク指令に基づいて電流制御手段でダイナモメータの電流を制御することによって、ダイナモメータの適切なトルク制御を実現している。そして、本発明のシャシーダイナモメータは、微分演算処理が要求されないため、応答性に優れ、試験車両の目標速度を変更にも瞬時に応じることができ、適切な試験環境を実現することができる。
特に、本発明のシャシーダイナモメータでは、制御部として、さらに、加速度演算手段で求めたダイナモメータの加速度を積分して試験車両の車速を求める車速演算手段と、その試験車両の車速を駆動ローラの半径で除算して回転速度指令を求める回転速度指令演算手段と、その回転速度指令とダイナモメータの検出回転速度とに基づく比例積分演算により同期トルクを求める同期トルク演算手段とを備えたものと適用することができる。この場合、トルク指令生成手段は、走行抵抗トルク及び電気慣性トルクと同期トルク演算手段で求めた同期トルクとを含むトルク指令を生成するように構成すればよい。このような態様であれば、ダイナモメータの検出回転速度と試験車両の回転速度指令とを比較して得た同期トルクをトルク指令に反映させることができ、より一層高い応答精度を実現することができる。
さらに、本発明のシャシーダイナモメータでは、トルク指令生成手段を、トルク指令とダイナモメータの検出トルクとに基づく比例積分演算により最終トルク指令を生成するものとするとともに、電流制御手段を、最終トルク指令に基づいてダイナモメータの電流を制御するように構成することができる。このような構成とすれば、トルク指令にダイナモメータの検出トルクをフィードバックさせた最終トルク指令を得ることができ、この最終トルク指令に基づいてダイナモメータの電流を制御することによって、制御精度をより一層高めることができる。
また、本発明は、試験車両の前タイヤを載置する前ローラ及び試験車両の後タイヤを載置する後ローラと、前ローラを駆動ローラとして連結した前輪ダイナモメータと、後ローラを駆動ローラとして連結した後輪ダイナモメータと、これらのダイナモメータの駆動を制御する制御部とを備えたシャシーダイナモメータに関するものである。このように、前ローラ及び後ローラを駆動させる前輪ダイナモメータと後輪ダイナモメータの両方を備えた本発明のシャシーダイナモメータは、前後輪駆動型の試験車両に適したものである。また、試験車両は、四輪車に限らず、二輪車や、左右一対のタイヤを車両の進行方向に3組有する六輪車、あるいは左右一対のタイヤを車両の進行方向に4組有する八輪車などであってもよい。
そして、本発明のシャシーダイナモメータは、制御部として、前輪ダイナモメータの検出トルク及び検出回転速度から前タイヤの推定トルクである前タイヤ推定トルクを演算する前タイヤ推定トルク演算手段と、その前タイヤ推定トルクを前ローラの半径で除算して前タイヤの推定される駆動力である前タイヤ推定駆動力を求める前タイヤ推定駆動力演算手段と、後輪ダイナモメータの検出トルク及び検出回転速度から後タイヤの推定トルクである後タイヤ推定トルクを演算する後タイヤ推定トルク演算手段と、その後タイヤ推定トルクを後ローラの半径で除算して後タイヤの推定される駆動力である後タイヤ推定駆動力を求める後タイヤ推定駆動力演算手段と、車速に基づいて設定された走行抵抗と前タイヤ推定駆動力と後タイヤ推定駆動力とを加減算して試験車両の加速力を求める車両加速力演算手段と、その試験車両の加速力を試験車両の慣性質量で除算して前輪ダイナモメータ及び後輪ダイナモメータに共通の加速度を求める加速度演算手段と、前輪ダイナモメータ及び後輪ダイナモメータに共通の加速度に前輪ダイナモメータの機械慣性質量を乗算して前ローラの加速力を求める前ローラ加速力演算手段と、その前ローラの加速力と前タイヤ推定駆動力の差に前ローラの半径を乗算して求めた走行抵抗トルク及び電気慣性トルクを含むトルク指令を生成する前輪ダイナモメータトルク指令生成手段と、そのトルク指令に基づいて前輪ダイナモメータの電流を制御する前輪ダイナモメータ電流制御手段と、前輪ダイナモメータ及び後輪ダイナモメータに共通の加速度に後輪ダイナモメータの機械慣性質量を乗算して後ローラの加速力を求める後ローラ加速力演算手段と、その後ローラの加速力と後タイヤ推定駆動力の差に後ローラの半径を乗算して求めた走行抵抗トルク及び電気慣性トルクを含むトルク指令を生成する後輪ダイナモメータトルク指令生成手段と、そのトルク指令に基づいて後輪ダイナモメータの電流を制御する後輪ダイナモメータ電流制御手段とを備えたものを適用していることを特徴としている。
このようなシャシーダイナモメータは、走行抵抗と電気慣性を電気制御によって模擬するという技術的思想に基づき、各タイヤ推定トルク演算手段、各タイヤ推定駆動力演算手段、車両加速力演算手段、及び加速度演算手段によって、試験車両の前後輪の駆動力、試験車両の加速力や加速度、各駆動ローラの加速力を相互に関連付けて求め、これらの諸条件を適切に把握して各トルク指令生成手段で生成するトルク指令に走行抵抗トルク及び電気慣性トルクが含まれるように構成し、このようなトルク指令に基づいて各電流制御手段で前輪ダイナモメータ,後輪ダイナモメータの電流を制御することによって、各ダイナモメータの適切なトルク制御を実現している。そして、本発明のシャシーダイナモメータは、微分演算処理が要求されないため、応答性に優れ、前後輪の速度を瞬時に一致させることができ、試験車両の目標速度を変更にも瞬時に応じることができ、適切な試験環境を実現することができる。
また、前後輪駆動車では、前後それぞれのローラに接続したダイナモメータによって前輪及び後輪を同じ速度となるように制御することが要求されるが、このような制御を実現するために、例えば特開2010−78384号公報には、四輪駆動の実車による加速・定速・減速の試験走行により前後輪の駆動力を求めておき、その駆動力配分比を負荷配分デフォルト値として設定し、負荷配分デフォルト値のパターンに従ってシャシーダイナモメータを作動させて試験を行う技術が開示されている。しかしながら、このような態様は負荷配分デフォルト値の設定や、実車を用いた試験走行によるデータ取得が必要であり、さらに、試験走行とシャシーダイナモメータによる試験が、実車による現実の走行と合致していないと、試験の意味が減殺されてしまう。
一方、本発明のシャシーダイナモメータであれば、負荷配分デフォルト値の設定や、実車を用いた試験走行によるデータ取得を行う必要がなく、上述の構成により、前輪ダイナモメータ及び後輪ダイナモメータによって、前輪及び後輪を同一速度となるように制御することが可能である。
特に、本発明のシャシーダイナモメータでは、制御部として、さらに、加速度演算手段で求めた前輪ダイナモメータ及び後輪ダイナモメータに共通の加速度を積分して試験車両の車速を求める車速演算手段と、その試験車両の車速を前ローラの半径で除算して前輪ダイナモメータの回転速度指令を求める前輪ダイナモメータ回転速度指令演算手段と、その前輪ダイナモメータの回転速度指令と前輪ダイナモメータの検出回転速度とに基づく比例積分演算により前輪ダイナモメータの同期トルクを求める前輪ダイナモメータ同期トルク演算手段と、試験車両の車速を後ローラの半径で除算して後輪ダイナモメータの回転速度指令を求める後輪ダイナモメータ回転速度指令演算手段と、その後輪ダイナモメータの回転速度指令と後輪ダイナモメータの検出回転速度とに基づく比例積分演算により後輪ダイナモメータの同期トルクを求める後輪ダイナモメータ同期トルク演算手段とを備えたものを適用することができる。この場合、前輪ダイナモメータトルク指令生成手段では、走行抵抗トルク及び電気慣性トルクと前輪ダイナモメータ同期トルク演算手段で求めた前輪ダイナモメータの同期トルクとを含むトルク指令を生成するように構成するとともに、後輪ダイナモメータトルク指令生成手段では、走行抵抗トルク及び電気慣性トルクと後輪ダイナモメータ同期トルク演算手段で求めた後輪ダイナモメータの同期トルクとを含むトルク指令を生成するように構成すればよい。このような態様であれば、各ダイナモメータの検出回転速度と試験車両の回転速度指令とを比較して得た各ダイナモメータの同期トルクをそれぞれダイナモメータのトルク指令に反映させることができ、より一層高い応答精度を実現することができる。
さらに、本発明のシャシーダイナモメータでは、前輪ダイナモメータトルク指令生成手段を、前輪ダイナモメータトルク指令と前輪ダイナモメータの検出トルクとに基づく比例積分演算により前輪ダイナモメータ最終トルク指令を生成するものとするとともに、前輪ダイナモメータ電流制御手段を、前輪ダイナモメータ最終トルク指令に基づいて前輪ダイナモメータの電流を制御するものに構成することができる。同様に、後輪ダイナモメータトルク指令生成手段では、後輪ダイナモメータトルク指令と後輪ダイナモメータの検出トルクとに基づく比例積分演算により後輪ダイナモメータ最終トルク指令を生成するように構成するとともに、後輪ダイナモメータ電流制御手段では、後輪ダイナモメータ最終トルク指令に基づいて後輪ダイナモメータの電流を制御するように構成することができる。このような態様であれば、各ダイナモメータのトルク指令にそれぞれダイナモメータの検出トルクをフィードバックさせた最終トルク指令を得ることができ、この最終トルク指令に基づいてダイナモメータの電流を制御することによって、制御精度をより一層高めることができる。
また、本発明は、試験車両の各タイヤを載置する複数のローラと、これら各ローラのうち他のタイヤとは独立して駆動される複数の駆動タイヤをそれぞれ載置する複数のローラを個別の駆動ローラとして連結した個別のダイナモメータと、これら個別のダイナモメータの駆動を制御する制御部とを備えたシャシーダイナモメータに関するものである。このように、他のタイヤとは独立して駆動される複数の駆動タイヤをそれぞれ載置するローラを個別の駆動ローラとして連結した個別のダイナモメータを複数備えた本発明のシャシーダイナモメータは、複数のタイヤを有し且つ対をなす左右のタイヤが別々に駆動可能な試験車両や、前後輪をそれぞれ1つずつ有し且つ前後輪のタイヤが別々に駆動可能な試験車両に適したものである。すなわち、本発明における試験車両は、四輪車に限らず、二輪車や、左右一対のタイヤを車両の進行方向に3組有する六輪車、あるいは左右一対のタイヤを車両の進行方向に4組有する八輪車などであってもよい。
そして、本発明のシャシーダイナモメータは、制御部として、個別のダイナモメータの検出トルク及び検出回転速度からそれぞれのダイナモメータに対応する駆動タイヤの推定トルクである個別駆動タイヤ推定トルクを個別の駆動タイヤ毎に演算する個別駆動タイヤ推定トルク演算手段と、個別駆動タイヤ推定トルク演算手段で求めた個別駆動タイヤ推定トルクを駆動ローラの半径で除算して個別の駆動タイヤの推定される駆動力である個別駆動タイヤ推定駆動力を個別の駆動タイヤ毎に求める個別駆動タイヤ推定駆動力演算手段と、個別駆動タイヤ推定駆動力演算手段で求めた個別駆動タイヤ推定駆動力の合計値と車速に基づいて設定された走行抵抗とを加減算して試験車両の加速力を求める車両加速力演算手段と、車両加速力演算手段で求めた加速力を試験車両の慣性質量で除算して個別のダイナモメータに共通の加速度を求める加速度演算手段と、加速度演算手段で求めた個別のダイナモメータに共通の加速度に前記個別のダイナモメータ毎の機械慣性質量を乗算して個別の駆動ローラの加速力を個別の駆動ローラ毎に求める個別駆動ローラ加速力演算手段と、個別駆動ローラ加速力演算手段で求めた個別駆動ローラの加速力と個別駆動タイヤ推定駆動力の差に個別駆動ローラの半径を乗算して求めた個別のダイナモメータ毎の走行抵抗トルク及び電気慣性トルクを含むトルク指令を個別のダイナモメータ毎に生成する個別ダイナモメータトルク指令生成手段と、個別ダイナモメータトルク指令生成手段で生成したトルク指令に基づいて個別のダイナモメータ毎の電流を制御する個別ダイナモメータ電流制御手段とを備えていることを特徴としている。
このようなシャシーダイナモメータは、走行抵抗と電気慣性を電気制御によって模擬するという技術的思想に基づき、個別駆動タイヤ推定トルク演算手段、個別駆動タイヤ推定駆動力演算手段、車両加速力演算手段、加速度演算手段、及び個別駆動ローラ加速力演算手段で、個別の駆動タイヤの推定トルク(個別駆動タイヤ推定トルク)、個別の駆動タイヤの推定される駆動力(個別駆動タイヤ推定駆動力)、試験車両の加速力、加速度、個別のダイナモメータに共通の加速度、個別の駆動ローラの加速力(個別駆動ローラ加速力)を相互に関連付けて求め、これらの諸条件を適切に把握して個別ダイナモメータトルク指令生成手段で個別のダイナモメータ毎に生成するトルク指令に走行抵抗トルク及び電気慣性トルクが含まれるように構成し、このようなトルク指令に基づいて個別ダイナモメータ電流制御手段で各ダイナモメータの電流を個別に制御することによって、各ダイナモメータの適切なトルク制御を実現している。そして、本発明のシャシーダイナモメータは、微分演算処理が要求されないため、応答性に優れ、各駆動タイヤの速度を瞬時に一致させることができ、試験車両の目標速度を変更にも瞬時に応じることができ、適切な試験環境を実現することができる。
また、各駆動ローラにそれぞれ接続した個別のダイナモメータによって各駆動タイヤを同じ速度となるように制御することが要求される場合において、負荷配分デフォルト値の設定や、実車を用いた試験走行によるデータ取得を行う必要がなく、上述の構成により、個別のダイナモメータによって、対応する個別の駆動タイヤを同一速度となるように制御することが可能である。
特に、本発明のシャシーダイナモメータでは、制御部として、さらに、加速度演算手段で求めた個別のダイナモメータに共通の加速度を積分して試験車両の車速を求める車速演算手段と、車速演算手段で求めた試験車両の車速を駆動ローラの半径で除算して個別のダイナモメータの回転速度指令を個別のダイナモメータ毎に求める個別ダイナモメータ回転速度指令演算手段と、個別ダイナモメータ回転速度指令演算手段で求めた個別のダイナモメータの回転速度指令と個別のダイナモメータの検出回転速度とに基づく偏差増幅演算により個別のダイナモメータの同期トルクを個別のダイナモメータ毎に求める個別ダイナモメータ同期トルク演算手段とを備えたものを適用することができる。この場合、個別ダイナモメータトルク指令生成手段は、走行抵抗トルク及び電気慣性トルクと個別ダイナモメータ同期トルク演算手段で求めた同期トルクとを含むトルク指令を個別のダイナモメータ毎に生成するように構成すればよい。このような態様であれば、個別のダイナモメータの検出回転速度と試験車両の回転速度指令とを比較して得た個別のダイナモメータの同期トルクをそれぞれ個別のダイナモメータのトルク指令に反映させることができ、より一層高い応答精度を実現することができる。
さらに、本発明のシャシーダイナモメータでは、個別ダイナモメータトルク指令生成手段を、個別のダイナモメータのトルク指令と前記個別のダイナモメータの検出トルクとに基づく偏差増幅演算により前記個別のダイナモメータ毎に最終トルク指令を生成するものとするとともに、個別ダイナモメータ電流制御手段を、最終トルク指令に基づいて前記個別のダイナモメータ毎の電流を制御するものに構成することができる。このような態様であれば、個別のダイナモメータのトルク指令にそれぞれ個別のダイナモメータの検出トルクをフィードバックさせた最終トルク指令を得ることができ、この最終トルク指令に基づいて個別のダイナモメータの電流をそれぞれ制御することによって、制御精度をより一層高めることができる。
また、本発明は、試験車両の駆動タイヤを載置する駆動ローラと、駆動ローラに連結した単一のダイナモメータと、このダイナモメータの駆動を制御する制御部とを備えたシャシーダイナモメータに関するものである。すなわち、本発明のシャシーダイナモメータは、単一のダイナモメータを備えたものである点で、上述の各発明に係るシャシーダイナモメータとは異なる。
本発明における「駆動タイヤ」には、「他のタイヤとは独立して駆動されるタイヤ」、「他の車軸(シャフト)とは独立して駆動可能な車軸に取り付けられ且つ一体回転可能な複数のタイヤ(左右一対のタイヤであってもよいし、1本の車軸に3本以上取り付けられたタイヤであってもよい)」の何れもが包含される。つまり、本発明に係るシャシーダイナモメータの試験対象となる車両としては、他のタイヤとは独立して駆動される駆動タイヤを1本有する四輪車等の複数輪車に限らず、一輪車も含む。試験車両が一輪車であれば、単一のタイヤが駆動タイヤであり、この駆動タイヤを載置するローラを駆動ローラとし、この駆動ローラに連結した単一のダイナモメータを備えたシャシーダイナモメータになる。また、試験車両が、左右一対のタイヤを有する二輪車(例えば立ち乗り二輪車)である場合、左右一対のタイヤが共通の車軸(シャフト)の両端部に取り付けられ且つ一体回転可能な構成であれば、本発明のシャシーダイナモメータは、これら左右一対のタイヤを駆動タイヤとし、これら駆動タイヤを個別に載置する左右一対のローラを駆動ローラとし、これら駆動ローラ同士を連結する単一のダイナモメータを備えた構成になる。また、試験車両が、左右一対のタイヤを有する二輪車(例えば立ち乗り二輪車)である場合、左右一対のタイヤの少なくとも一方が他方とは独立して駆動可能(共通の車軸に連結されていない)な構成であれば、本発明のシャシーダイナモメータは、駆動可能な一方のタイヤを駆動タイヤとし、この駆動タイヤを載置するローラを駆動ローラとし、この駆動ローラに連結した単一のダイナモメータを備えた構成になる。
そして、本発明のシャシーダイナモメータは、制御部として、ダイナモメータの検出トルク及び検出回転速度から駆動タイヤの推定トルクである駆動タイヤ推定トルクを演算する駆動タイヤ推定トルク演算手段と、駆動タイヤ推定トルク演算手段で求めた駆動タイヤ推定トルクを駆動ローラの半径で除算して駆動タイヤの推定される駆動力である駆動タイヤ推定駆動力を求める駆動タイヤ推定駆動力演算手段と、車速に基づいて設定された走行抵抗と駆動タイヤ推定駆動力演算手段で求めた駆動タイヤ推定駆動力とを加減算して試験車両の加速力を求める車両加速力演算手段と、車両加速力演算手段で求めた加速力を試験車両の慣性質量で除算してダイナモメータの加速度を求める加速度演算手段と、加速度演算手段で求めたダイナモメータの加速度にダイナモメータの機械慣性質量を乗算して駆動ローラの加速力を求める駆動ローラ加速力演算手段と、駆動ローラ加速力演算手段で求めた駆動ローラの加速力と駆動タイヤ推定駆動力の差に前記駆動ローラの半径を乗算して求めた前記ダイナモメータの走行抵抗トルク及び電気慣性トルクを含むトルク指令を生成するダイナモメータトルク指令生成手段と、ダイナモメータトルク指令生成手段で生成したトルク指令に基づいてダイナモメータの電流を制御するダイナモメータ電流制御手段とを備えているものを適用していることを特徴としている。
本発明のシャシーダイナモメータは、走行抵抗と電気慣性を電気制御によって模擬するという技術的思想に基づき、駆動タイヤ推定トルク演算手段、駆動タイヤ推定駆動力演算手段、車両加速力演算手段、加速度演算手段、駆動ローラ加速力演算手段によって、試験車両の駆動タイヤの推定トルク(駆動タイヤ推定トルク)、駆動タイヤの推定される駆動力(駆動タイヤ推定駆動力)、試験車両の加速力や加速度、駆動ローラの加速力を相互に関連付けて求め、これらの諸条件を適切に把握してダイナモメータトルク指令生成手段で生成するトルク指令に走行抵抗トルク及び電気慣性トルクが含まれるように構成し、このようなトルク指令に基づいてダイナモメータ電流制御手段でダイナモメータの電流を制御することによって、ダイナモメータの適切なトルク制御を実現している。そして、本発明のシャシーダイナモメータは、微分演算処理が要求されないため、応答性に優れ、試験車両の目標速度を変更にも瞬時に応じることができ、適切な試験環境を実現することができる。
特に、本発明のシャシーダイナモメータでは、制御部として、さらに、加速度演算手段で求めたダイナモメータの加速度を積分して試験車両の車速を求める車速演算手段と、その試験車両の車速を駆動ローラの半径で除算して回転速度指令を求める回転速度指令演算手段と、その回転速度指令とダイナモメータの検出回転速度とに基づく偏差増幅演算により同期トルクを求める同期トルク演算手段とを備えたものと適用することができる。この場合、トルク指令生成手段は、走行抵抗トルク及び電気慣性トルクと同期トルク演算手段で求めた同期トルクとを含むトルク指令を生成するように構成すればよい。このような態様であれば、ダイナモメータの検出回転速度と試験車両の回転速度指令とを比較して得た同期トルクをトルク指令に反映させることができ、より一層高い応答精度を実現することができる。
さらに、本発明のシャシーダイナモメータでは、トルク指令生成手段を、トルク指令とダイナモメータの検出トルクとに基づく偏差増幅演算により最終トルク指令を生成するものとするとともに、電流制御手段を、最終トルク指令に基づいてダイナモメータの電流を制御するように構成することができる。このような構成とすれば、トルク指令にダイナモメータの検出トルクをフィードバックさせた最終トルク指令を得ることができ、この最終トルク指令に基づいてダイナモメータの電流を制御することによって、制御精度をより一層高めることができる。
本発明によれば、微分演算処理を必須とすることなく、即応性(応答性)に優れたシャシーダイナモメータを提供することができる。
本発明の第1実施形態に係るシャシーダイナモメータで試験車両を試験する状態を試験車両の側面側から見た模式図。 図1を試験車両の正面側から見た模式図。 同実施形態における制御部の各手段を示す図。 同実施形態に係るシャシーダイナモメータのブロック線図。 同実施形態に係るシャシーダイナモメータによるダイナモメータのトルク制御時のフローチャート。 同実施形態に係るシャシーダイナモメータにおけるタイヤトルク(駆動力)の推定原理を示すブロック線図。 同実施形態の一変形例(第1変形例)に係るシャシーダイナモメータの図4対応図。 同実施形態の他の変形例(第2変形例)に係るシャシーダイナモメータの図4対応図。 同実施形態のさらに異なる他の変形例に係るシャシーダイナモメータの図4対応図。 本発明の第2実施形態に係るシャシーダイナモメータで試験車両を試験する状態を試験車両の側面側から見た模式図。 同実施形態における制御部の各手段を示す図。 同実施形態に係るシャシーダイナモメータのブロック線図。 同実施形態に係るシャシーダイナモメータによるダイナモメータのトルク制御時のフローチャート。 同実施形態の一変形例(第1変形例)に係るシャシーダイナモメータの図12対応図。 同実施形態の他の変形例(第2変形例)に係るシャシーダイナモメータの図12対応図。 同実施形態のさらに異なる他の変形例に係るシャシーダイナモメータの図12対応図。 本発明の第3実施形態に係るシャシーダイナモメータで試験車両を試験する状態を試験車両の左側面側から見た模式図。 同実施形態に係るシャシーダイナモメータで試験車両を試験する状態を試験車両の右側面側から見た模式図。 図17を試験車両の正面(前面)側から見た模式図。 図17を試験車両の背面(後面)側から見た模式図。 同実施形態における制御部の各手段を示す図。 同実施形態に係るシャシーダイナモメータのブロック線図。 同実施形態に係るシャシーダイナモメータのブロック線図。 同実施形態に係るシャシーダイナモメータによるダイナモメータのトルク制御時のフローチャート。 同実施形態の一変形例(第1変形例)に係るシャシーダイナモメータの図22対応図。 同変形例に係るシャシーダイナモメータの図22対応図。 同実施形態の他の変形例(第2変形例)に係るシャシーダイナモメータの図22対応図。 同変形例に係るシャシーダイナモメータの図22対応図。 同実施形態のさらに異なる他の変形例に係るシャシーダイナモメータの図22対応図。 同変形例に係るシャシーダイナモメータの図22対応図。 本発明の第4実施形態に係るシャシーダイナモメータで試験車両を試験する状態を試験車両の側面側から見た模式図。 図31を試験車両の前面側から見た模式図。 同実施形態における制御部の各手段を示す図。 同実施形態に係るシャシーダイナモメータによるダイナモメータのトルク制御時のフローチャート。 本発明のシャシーダイナモメータにおけるタイヤトルク(駆動力)の推定原理の他の一例を示すブロック線図。 図35に示すタイヤトルクの推定原理を採用した場合におけるシャシーダイナモメータのブロック線図を図4に対応させて示す図。
以下、本発明のシャシーダイナモメータとして、試験車両である四輪自動車の前輪又は後輪の何れか一方のみをローラに載置し、そのローラを駆動ローラとしてダイナモメータに連結したシャシーダイナモメータの一実施形態を第1実施形態として説明し、前輪及び後輪をそれぞれ前ローラ,後ローラに載置し、各ローラを駆動ローラとして前輪ダイナモメータ,後輪ダイナモメータにそれぞれ連結したシャシーダイナモメータの一実施形態を第2実施形態として説明する。
第1実施形態に係るシャシーダイナモメータXは、図1及び図2に示すように、例えば前輪駆動車である試験車両Sの前輪S1を載置する前ローラX11と、前ローラX11を駆動ローラとして連結したダイナモメータMと、ダイナモメータMの駆動を制御する制御部Cとを備えたものである。ダイナモメータMの両端部を左右一対の前ローラX11にそれぞれ取り付け、ダイナモメータMの電流に応じて左右一対の前ローラX11を駆動可能に構成している。なお、ダイナモメータMは、図1に示すようにローラベースX2上に固定した揺動軸受X3に揺動可能に支持されている。また、試験車両Sの車両自体は適宜の固定手段X4によって固定されている。
本実施形態のシャシーダイナモメータXにおける制御部Cは、CPUなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、図示しない記憶部から適宜のプログラムを読み込んで実行することにより、各種ハードウェアとプログラムとを協働させて以下の各機能手段を実現する機能部である。具体的に、この制御部は、図3及び図4に示すように、タイヤ推定トルク演算手段1と、タイヤ推定駆動力演算手段2と、車両加速力演算手段3と、加速度演算手段4と、駆動ローラ加速力演算手段5と、トルク指令生成手段6と、電流制御手段7とを備えている。なお、図示していないが、制御部Cを構成する電子機器や回路などのハードウェハを適宜の操作計測盤(コントロール盤)やインバータ盤に実装・収容している。
タイヤ推定トルク演算手段1は、ダイナモメータMの検出トルクTD(検出揺動トルク)と検出回転速度ωDから駆動ローラに対応するタイヤ、すなわち本実施形態では前輪S1の推定トルクであるタイヤ推定トルクを演算するものである。ここで、ダイナモメータMの検出トルクTDは、適宜のトルク検出部によって検出したダイナモメータMのトルクであり、ダイナモメータMの検出回転速度ωDは、適宜の回転速度検出部によって検出したダイナモメータMの回転速度である。
このタイヤ推定トルク演算手段1によってタイヤ推定トルクを求める処理は、図4で示すブロック線図で表すことができる。同図からも把握できるように、タイヤ推定トルク演算手段1における演算処理は加減乗除演算処理であり、微分演算処理は一切行わない。
このようなタイヤトルク(駆動力)の推定原理を図6に示す。図6において、Tはダイナモトルク[Nm]であり、Tはタイヤトルク[Nm](ダイナモ軸換算)であり、TT0はタイヤ推定トルク[Nm](ダイナモ軸換算)であり、Jはダイナモ慣性モーメント[kgm](ローラの慣性含む)であり、JD0はダイナモ慣性モーメント[kgm](ローラの慣性含む)(オブザーバ設定値)であり、ωはダイナモ速度[rad/s]であり、ωD0はダイナモ推定速度[rad/s]であり、Gはオブザーバゲイン[Nm/(rad/s)]である。そして、以下の式(1)乃至式(3)で表す伝達関数に基づいて、式(1)に式(2)(3)を代入すると以下の式(4)となる。ここで、本実施形態では、ダイナモトルクTの極性とタイヤトルクTの極性を逆に定義している。
Figure 2013145230
そして、式(4)において、T=0とし、伝達関数の形、つまりTT0/Tに整理すると以下の式(5)となる。
Figure 2013145230
この式(5)はGが定数の場合、時定数τでJD0/Jに収束する一次遅れの特性となる。つまり、オブザーバのJD0に実機(シャシーダイナモメータX)の慣性モーメントJを設定することにより、タイヤトルクTを推定することが可能となる。ここで、図6は上述したように、ダイナモトルクTの極性とタイヤトルクTの極性を逆に定義した場合におけるタイヤトルクTの推定原理である。したがって、図4に示すように、本実施形態のタイヤ推定トルク演算手段1では、オブザーバのタイヤ推定トルクTT0に「−1」を乗算する処理を行うことで、ダイナモトルクダイナモトルクTの極性とタイヤトルクTの極性を合わせるようにしている。すなわち、オブザーバ出力のタイヤ推定トルク全体に対して「−1」を乗算し、極性対応を図っている。
タイヤ推定駆動力演算手段2は、タイヤ推定トルク演算手段1で求めたタイヤ推定トルクと駆動ローラである前ローラX11の半径RDに基づいて推定されるタイヤの駆動力(タイヤ推定駆動力FT)を演算するものである。具体的に、このタイヤ推定駆動力演算手段2は、タイヤ推定トルクを前ローラX11の半径RDで除算する演算処理によってタイヤ推定駆動力FTを求めるものである。
車両加速力演算手段3は、タイヤ推定駆動力演算手段2で求めたタイヤ推定駆動力FTと、車速に基づいて設定された走行抵抗FLとに基づいて試験車両Sの加速力Fを演算するものである。具体的に、この車両加速力演算手段3は、タイヤ推定駆動力FTから、走行抵抗FLを減算する演算処理によって車両加速力Fを求めるものである。なお、走行抵抗FLは、惰行法、ABC法、テーブル法等の既知の方法により既定値(推定値)として与えることができる。
加速度演算手段4は、車両加速力演算手段3で求めた試験車両Sの加速力Fと試験車両Sの慣性質量mとに基づいてダイナモメータMの加速度aを演算するものである。具体的に、この加速度演算手段4は、試験車両Sの加速力Fを試験車両Sの慣性質量mで除算する演算処理によってダイナモメータMの加速度aを求めるものである。
駆動ローラ加速力演算手段5は、加速度演算手段4で求めたダイナモメータMの加速度aとダイナモメータMの慣性質量mDとに基づいて駆動ローラの加速力mDaを演算するものである。具体的に、この駆動ローラ加速力演算手段5は、ダイナモメータMの加速度aにダイナモメータMの慣性質量mDを乗算する演算処理によって駆動ローラである前輪X11の加速力mDaを求めるものである。
トルク指令生成手段6は、駆動ローラ加速力演算手段5で求めた駆動ローラX11の加速力mDaとタイヤ推定駆動力演算手段2で求めたタイヤの推定駆動力(タイヤ推定駆動力FT)との差分値と、駆動ローラX11の半径RDとに基づく演算処理によって走行トルクと電気慣性トルクとを含むトルク指令TLEを生成するものである。具体的に、このトルク指令生成手段6は、駆動ローラX11の加速力mDaとタイヤ推定駆動力FTとの差分値に駆動ローラX11の半径RDを乗算する演算処理によって、走行抵抗トルクと電気慣性トルクとを含むトルク指令TLEを生成するものである。なお、シャシーダイナモメータX自体に機械損失(メカロス)があり、これによる減速を防止するため、本実施形態では、トルク指令生成手段6において、走行抵抗トルクと電気慣性トルクからなるトルク指令TLEに、メカロスに相当するトルクを加算したトルク指令TDを生成するように構成している。
電流制御手段7は、トルク指令生成手段6で生成したトルク指令TLEに基づいてダイナモメータMの電流IDを制御(交流電流制御:ACR)するものである。
ここで、試験車両Sの加速力Fは以下の運動方程式で表すことができる。
F=FT−FL=ma=(mD+mE)a
上記式において、FTはタイヤ駆動力であり、FLは試験車両Sの走行抵抗であり、mDはシャシーダイナモメータの慣性質量であり、mEは電気慣性である。タイヤ駆動力FTはシャシーダイナモメータXのローラ表面に作用し、シャシーダイナモメータXの慣性質量mDを駆動する力となる。試験車両Sの慣性質量mとの差分m−mD=mEをシャシーダイナモメータXが電気制御により模擬し、走行抵抗FLに相当する力をシャシーダイナモメータXが電気制御により吸収する。したがって、シャシーダイナモメータXの電気制御における指令は走行抵抗FLと電気慣性mEに相当する力mE・aになり、これらの合力FL+mE・aが下式で表すことができる。なお、「−」は合力FL+mE・aがタイヤ駆動力FTを吸収する吸収力となることを意味する。
FT−FL=(mD+mE)a
FT−mDa=FL+mEa
mDa−FT=−FL−mEa
このような式に着目し、本実施形態に係るシャシーダイナモメータXは、走行抵抗FLと電気慣性mEを電気制御により模擬するように構成したものである。したがって、ダイナモメータMのトルク指令TLEは以下の式で表すことができる。
TLE=(−FL−mEa)RD=(mDa−FT)RD
ここで、RDは駆動ローラX11の半径RDである。すなわち、トルク指令生成手段6では、駆動ローラ加速力演算手段5で求めた駆動ローラX11の加速力mDaとタイヤ推定駆動力演算手段2で求めたタイヤの推定駆動力(タイヤ推定駆動力)FTとの差分値である「mDa−FT」に、駆動ローラX11の半径RDを乗算することによってトルク(Nm)に換算した値「(mDa−FT)RD」をトルク指令TLEとして生成し、このトルク指令TLEに基づいてダイナモメータMの電流IDを制御することによって、ダイナモメータMのトルク制御を適切に行うことができる。
次に、図4及び図5を参照しながら、本実施形態に係るシャシーダイナモメータXによって試験車両Sを目標速度で走行させる際の処理手順について説明する。
先ず、試験車両Sの前輪S1を前ローラX11に載置し、試験車両Sを目標速度で走行させるべくダイナモメータMを駆動させる。この状態で、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、ダイナモメータMに関連付けて設けたトルク検出部(揺動トルク検出部)及び回転速度検出部によって検出したダイナモメータMの検出トルクTD及び検出回転速度ωDに基づいて、タイヤ推定トルク演算手段1によってタイヤ推定トルクを求める(タイヤ推定トルク演算ステップP1)。次いで、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、タイヤ推定駆動力演算手段2によって、タイヤ推定トルク演算ステップP1で求めたタイヤ推定トルクを駆動ローラである前ローラX11の半径RDで除算してタイヤ推定駆動力FTを求める(タイヤ推定駆動力演算ステップP2)。
引き続いて、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、車両加速力演算手段3によって、タイヤ推定駆動力演算ステップP2で求めたタイヤ推定駆動力FTから、車速に基づいて設定された走行抵抗FLを減算して試験車両Sの加速力Fを求める(車両加速力演算ステップP3)。次に、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、加速度演算手段4によって、車両加速力演算ステップP3で求めた試験車両Sの加速力Fを試験車両Sの慣性質量mで除算してダイナモメータMの加速度aを求める(加速度演算ステップP4)。
加速度演算ステップP4に続いて、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、駆動ローラ加速力演算手段5によって、加速度演算ステップP4で求めたダイナモメータMの加速度aにダイナモメータMの慣性質量mDを乗算して駆動ローラX11の加速力mDaを求める(駆動ローラ加速力演算ステップP5)。引き続いて、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、トルク指令生成手段6によって、先ず駆動ローラ加速力演算ステップP5で求めた駆動ローラX11の加速力mDaとタイヤ推定駆動力演算手段2で求めたタイヤ推定駆動力FTとの差分値を求め、この差分値に駆動ローラX11の半径RDを乗算して、走行抵抗トルクと電気慣性トルクとの合計値であるトルク指令TLEを生成する(トルク指令生成ステップP6)。本実施形態では、上述したようにシャシーダイナモメータX自体の機械損失(メカロス)による減速を防止するため、トルク指令生成ステップP6では、メカロスに相当するトルクをトルク指令TLEに加算したトルク指令TDを生成する。そして、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、電流制御手段7によって、トルク指令生成ステップP6で生成したトルク指令TDに基づいてダイナモメータMの電流IDを制御する(電流制御ステップP7)。なお、トルク指令TDの極性が「+」であれば駆動ローラX11を正転方向Aに加速(駆動)する一方、トルク指令TDの極性が「−」であれば駆動ローラX11を逆転方向Bに加速(吸収)する(図1参照)。
以上の演算処理を行うことによって、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、試験車両Sの加速力Fに相当する走行抵抗トルク及び電気慣性トルクを含むトルク指令TLEに基づいてダイナモメータMのトルク制御を適切に行うことができ、電気制御による適切な模擬試験状態を実現することができる。しかも、本実施形態に係るシャシーダイナモメータXは、応答性の低下を招来し得る微分演算を必要としていないため、即応性に優れたものである。
なお、上述したシャシーダイナモメータXの第1変形例として図7に示す態様を挙げることができる。
この第1変形例に係るシャシーダイナモメータXは、第1実施形態として例示したシャシーダイナモメータXと比較して、制御部Cが、上述の各手段に加えて、加速度演算手段4で求めたダイナモメータMの加速度aを積分して試験車両Sの車速Vを求める車速演算手段8と、車速演算手段8で求めた試験車両Sの車速Vを駆動ローラX11の半径RDで除算して回転速度指令ωDを求める回転速度指令演算手段9と、回転速度指令演算手段9で求めた回転速度指令ωDとダイナモメータMの検出回転速度ωDとに基づく比例積分演算により同期トルクTωを求める同期トルク演算手段10とを備えている点、及びトルク指令生成手段6が、走行抵抗トルク及び電気慣性トルクと同期トルク演算手段10で求めた同期トルクTωとを含むトルク指令TLEを生成するものである点で異なる。
通常、ダイナモメータMの機械慣性は車両慣性よりも小さいため、タイヤの駆動力が急激に変化すると実車両よりも速度変動が僅かに大きくなる。このような事象は、タイヤ推定駆動力手段2の応答が十分に高ければ特に問題とはならないが、第1変形例に係るシャシーダイナモメータXであれば、速度制御(ASR)を内在するものとなり、応答精度をより一層高めることができ、タイヤの駆動力が急激に変化した場合にも実車両と同等の速度変動を実現することができる。また、この第1変形例に係るシャシーダイナモメータXにおいても、微分処理は行わないため、応答性は良好である。
また、第1実施形態のシャシーダイナモメータXのさらに異なる変形例(第2変形例)として、図8に示す態様を挙げることができる。
この第2変形例に係るシャシーダイナモメータXは、上述したシャシーダイナモメータXと比較して、トルク指令生成手段6が、トルク指令TDとダイナモメータMの検出トルクTDとに基づく比例積分演算により最終トルク指令を生成するものであり、電流制御手段7が、最終トルク指令に基づいてダイナモメータMの電流IDを制御するものである点のみが異なる。
具体的には、トルク指令生成手段6は、上述した手順により走行抵抗トルクと電気慣性トルクとの和であるトルク指令TDと、ダイナモメータMの検出トルクTDとの差分値を比例積分演算した値を、トルク指令TDに含ませた(加えた)指令を最終トルク指令として生成し、電流制御手段7に出力するものである。そして、電流制御手段7が、このような最終トルク指令に基づいてダイナモメータMの電流IDを制御することにより、検出トルクTD(検出揺動トルク)をフィードバック制御可能なトルク制御(ATR)を備えた態様となり、制御精度が向上する。この第2変形例に係るシャシーダイナモメータXにおいても、微分処理は不要であるため、応答性は良好である。
また、図9に示すように、第1変形例と第2変形例とを組み合わせたシャシーダイナモメータXを実現することもできる。
また、上述した第1実施形態及びその変形例(第1変形例、第2変形例)では、前輪駆動車である試験車両Sの前輪S1を前ローラX11に載置し、前ローラX11のみを駆動ローラとしてダイナモメータMに連結した態様を例示したが、試験車両Sが後輪駆動車であれば、その試験車両Sの後輪S2を後ローラX12に載置し、後ローラX12のみを駆動ローラとしてダイナモメータMに連結したシャシーダイナモメータXを構成することができる。当該段落において、前輪駆動車とは、左右の前輪同士を接続する前車軸を駆動させる車両を意味し、後輪駆動車とは、左右の後輪同士を接続する後車軸を駆動させる車両を意味する。
次に第2実施形態に係るシャシーダイナモメータXについて図10乃至図12を参照して説明する。
第2実施形態に係るシャシーダイナモメータXは、図10に示すように、四輪駆動車(左右の前輪同士を接続する前車軸と、左右の後輪同士を接続する後車軸の両方向を駆動させる前後輪駆動車)である試験車両Sの前輪S1が載置可能な前ローラX11を駆動ローラとして連結した前輪ダイナモメータM1と、試験車両Sの後輪S2が載置可能な後ローラX12を駆動ローラとして連結した後輪ダイナモメータM2と、これら前輪ダイナモメータM1及び後輪ダイナモメータM2の駆動を制御する共通の制御部C(図11参照)とを備えたものである。なお、前輪ダイナモメータM1及び後輪ダイナモメータM2は、図10に示すように共通のベースX5上のローラベースX2に設けた揺動軸受3に揺動可能に支持されている。また、試験車両Sの車両自体は適宜の固定手段X4によって固定されている。
この制御部Cは、上述した第一実施形態のシャシーダイナモメータXにおける制御部Cと略同様の手段を備えたものであるが、前輪ダイナモメータM1及び後輪ダイナモメータM2のそれぞれに対応付けた手段と、前輪ダイナモメータM1及び後輪ダイナモメータM2に共通の手段とがある。具体的には、図11に示す様に、上述の第1実施形態で示した制御部Cの各手段のうち、タイヤ推定トルク演算手段1、タイヤ推定駆動力演算手段2、駆動ローラ加速力演算手段5、トルク指令生成手段6、及び電流制御手段7に相当する手段は、前輪ダイナモメータM1及び後輪ダイナモメータM2にそれぞれ対応付けて有する一方、車両加速力演算手段3及び加速度演算手段4に相当する手段は、前輪ダイナモメータM1及び後輪ダイナモメータM2に共通のものとして有している。以下に詳述する。
この第2実施形態に係るシャシーダイナモメータXの制御部Cは、図11及び図12に示すように、前タイヤ推定トルク演算手段11と、前タイヤ推定駆動力演算手段21と、後タイヤ推定トルク演算手段12と、後タイヤ推定駆動力演算手段22と、車両加速力演算手段3と、加速度演算手段4と、前ローラ加速力演算手段51と、前輪ダイナモメータトルク指令生成手段61と、前輪ダイナモメータ電流制御手段71と、後ローラ加速力演算手段52と、後輪ダイナモメータトルク指令生成手段62と、後輪ダイナモメータ電流制御手段72とを備えている。
前タイヤ推定トルク演算手段11は、前輪ダイナモメータM1の検出トルクTDF及び検出回転速度ωDFから、前タイヤS1の推定トルクである前タイヤ推定トルクを演算するものであり、後タイヤ推定トルク演算手段12は、後輪ダイナモメータM2の検出トルクTDR及び検出回転速度ωDRから、後タイヤS2の推定トルクである後タイヤ推定トルクを演算するものである。ここで、各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)の検出トルクTDF,TDRは、適宜のトルク検出部によって検出した各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)のトルクであり、各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)の検出回転速度ωDF,ωDRは、適宜の回転速度検出部によって検出した各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)の回転速度である。なお、符号の末尾に付した「F」はフロント(前)を意味し、「R」はリア(後)を意味している。
各タイヤ推定トルク演算手段(前タイヤ推定トルク演算手段11,後タイヤ推定トルク演算手段12)によって各タイヤ推定トルク(前タイヤ推定トルク,後タイヤ推定トルク)を求める処理及び推定する原理は、図12及び図6で示すブロック線図で表すことができる。同図からも把握できるように、各タイヤ推定トルク演算手段(前タイヤ推定トルク演算手段11,後タイヤ推定トルク演算手段12)における演算処理は加減乗除演算処理であり、微分演算処理は一切行わない。
前タイヤ推定駆動力演算手段21は、前タイヤ推定トルク演算手段11で求めた前タイヤ推定トルクと前ローラX11の半径RDFに基づいて推定される前タイヤS1の駆動力(前タイヤ推定駆動力FTF)を演算するものであり、後タイヤ推定駆動力演算手段22は、後タイヤ推定トルク演算手段12で求めた後タイヤ推定トルクと後ローラX12の半径RDRに基づいて推定される後タイヤS2の駆動力(後タイヤ推定駆動力FTR)を演算するものであ。具体的に、各タイヤ推定駆動力演算手段(前タイヤ推定駆動力演算手段21,後タイヤ推定駆動力演算手段22)は、各タイヤ推定トルク(前タイヤ推定トルク,後タイヤ推定トルク)を各ローラ(前ローラX11,後ローラX12)の半径RDF,RDRで除算する演算処理によって各タイヤ推定駆動力(前タイヤ推定駆動力FTF,後タイヤ推定駆動力FTR)を求めるものである。
車両加速力演算手段3は、各タイヤ推定駆動力演算手段(前タイヤ推定駆動力演算手段21,後タイヤ推定駆動力演算手段22)で求めた各タイヤ推定駆動力FT、つまり前タイヤ推定駆動力FTF及び後タイヤ推定駆動力FTRの合計と、車速に基づいて設定された走行抵抗FLとに基づいて試験車両Sの加速力Fを演算するものである。具体的に、この車両加速力演算手段3は、各タイヤ推定駆動力(前タイヤ推定駆動力FTF及び後タイヤ推定駆動力FTR)の合計値から走行抵抗FLを減算する演算処理によって試験車両Sの加速力Fを求めるものである。
加速度演算手段4は、車両加速力演算手段3で求めた試験車両Sの加速力Fと試験車両Sの慣性質量mとに基づいて各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)に共通の加速度aを演算するものである。具体的に、この加速度演算手段4は、試験車両Sの加速力Fを試験車両Sの慣性質量mで除算する演算処理によって各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)に共通の加速度aを求めるものである。
前ローラ加速力演算手段51は、加速度演算手段4で求めた前輪ダイナモメータM1の加速度aと前輪ダイナモメータM1の慣性質量mDとに基づいて前ローラX11の加速力Fを演算するものであり、後ローラ加速力演算手段52は、加速度演算手段4で求めた後輪ダイナモメータM2の加速度aと後輪ダイナモメータM2の慣性質量mDとに基づいて後ローラX12の加速力Fを演算するものである。具体的に、各ローラ加速力演算手段(前ローラ加速力演算手段51,後ローラ加速力演算手段52)は、各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)の加速度aに各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)の慣性質量mDF,mDRを乗算する演算処理によって各駆動ローラ(前ローラX11,後ローラX12)の加速力mDF・a,mDR・aを求めるものである。
前輪ダイナモメータトルク指令生成手段61は、前ローラ加速力演算手段51で求めた前ローラX11の加速力Fと前タイヤ推定駆動力演算手段21で求めた前タイヤ推定駆動力FTFとの差分値と、前ローラX11の半径RDFとに基づく演算処理によって走行トルクと電気慣性トルクとの合計値である前輪ダイナモメータトルク指令TLEFを生成するものであり、後輪ダイナモメータトルク指令生成手段62は、後ローラ加速力演算手段52で求めた後ローラX12の加速力Fと後タイヤ推定駆動力演算手段22で求めた後タイヤ推定駆動力FTRとの差分値と、後ローラX12の半径RDRとに基づく演算処理によって走行トルクと電気慣性トルクとの合計値である後輪ダイナモメータトルク指令TLERを生成するものである。具体的に、各トルク指令生成手段(前輪ダイナモメータトルク指令生成手段61,後輪ダイナモメータトルク指令生成手段62)は、各駆動ローラ(前ローラX11,後ローラX12)の加速力mDF・a,mDR・aと各タイヤ推定駆動力(前タイヤ推定駆動力FTF,後タイヤ推定駆動力FTR)との差分値に各駆動ローラ(前ローラX11,後ローラX12)の半径RDF,RDRをそれぞれ乗算する演算処理によって、走行抵抗トルクと電気慣性トルクとを含むトルク指令(前輪ダイナモメータトルク指令TLEF,後輪ダイナモメータトルク指令TLER)を生成するものである。なお、シャシーダイナモメータX自体に機械損失(メカロス)があり、これによる減速を防止するため、本実施形態では、各トルク指令生成手段(前輪ダイナモメータトルク指令生成手段61,後輪ダイナモメータトルク指令生成手段62)において、メカロスに相当するトルクをそれぞれのダイナモメータトルク指令(前輪ダイナモメータトルク指令TLEF,後輪ダイナモメータトルク指令TLER)に加算したトルク指令TDF,TDRを生成するように構成している。具体的に、前輪ダイナモメータトルク指令TLEFに加算するメカロストルクは、前輪ダイナモメータM1のメカロスに相当するトルクであり、後輪ダイナモメータトルク指令TLERに加算するメカロストルクは、後輪ダイナモメータM2のメカロスに相当するトルクである。
前輪ダイナモメータ電流制御手段71は、前輪ダイナモメータトルク指令生成手段61で生成した前輪ダイナモメータトルク指令TDFに基づいて前輪ダイナモメータM1の電流IDFを制御するものであり、後輪ダイナモメータ電流制御手段72は、後輪ダイナモメータトルク指令生成手段62で生成した後輪ダイナモメータトルク指令TDRに基づいて後輪ダイナモメータM2の電流IDRを制御するものである。
ここで、試験車両Sの加速力Fは、以下の運動方程式で表すことができる。
F=FT−FL=ma=(mD+mE)a
上記式において、FTはタイヤ駆動力であり、FLは試験車両Sの走行抵抗であり、mDはシャシーダイナモメータの慣性質量であり、mEは電気慣性である。タイヤ駆動力FTはシャシーダイナモメータXのローラ表面に作用し、シャシーダイナモメータXの慣性質量mDを駆動する力となる。試験車両Sの慣性質量mとの差分m−mD=mEをシャシーダイナモメータXが電気制御により模擬し、走行抵抗FLに相当する力をシャシーダイナモメータXが電気制御により吸収する。したがって、シャシーダイナモメータXの電気制御における指令は走行抵抗FLと電気慣性mEに相当する力mE・aになり、これらの合力FL+mE・aが下式で表すことができる。なお、「−」は合力FL+mE・aがタイヤ駆動力FTを吸収する吸収力となることを意味する。
FT−FL=(mD+mE)a
FT−mDa=FL+mEa
mDa−FT=−FL−mEa
ここで、本実施形態に係るシャシーダイナモメータXは、走行抵抗FLと電気慣性mEを電気制御により模擬するものである。したがって、各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)のトルク指令TLEは以下の式で表すことができる。
TLE=(−FL−mEa)RD=(mDa−FT)RD
ここで、RDは各駆動ローラ(前ローラX11,後ローラX12)の半径である。すなわち、各トルク指令生成手段(前輪ダイナモメータトルク指令生成手段61,後輪ダイナモメータトルク指令生成手段62)では、各駆動ローラ加速力演算手段(前ローラ加速力演算手段51,後ローラ加速力演算手段52)で求めた各駆動ローラ(前ローラX11,後ローラX12)の加速力mD・a(具体的には、mDF・a,mDR・a)と各タイヤ推定駆動力演算手段(前タイヤ推定駆動力演算手段21,後タイヤ推定駆動力演算手段22)で求めた各タイヤ推定駆動力FT(具体的には、前タイヤ推定駆動力FTF,後タイヤ推定駆動力FTR)との差分値である「mDa−FT」(具体的には、「mDF・a−FTF」,「mDR・a−FTR」)に、各駆動ローラ(前ローラX11,後ローラX12)の半径RDF,RDRを乗算することによってトルク(Nm)に換算した値「(mD・a−FT)RD」(具体的には、「(mDF・a−FTF)RDF」,「(mDR・a−FTR)RDR」)を各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)のトルク指令TLE(具体的には、前輪ダイナモメータM1のトルク指令TLEF,後輪ダイナモメータM2のTLER)として生成し、このトルク指令TLEに基づいて各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)の電流IDF,IDRを制御することによって、各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)のトルク制御を適切に行うことができる。
次に、本実施形態に係るシャシーダイナモメータXによって試験車両Sを目標速度で走行させる際の処理手順について図12及び図13を参照しながら説明する。
先ず、試験車両Sの前輪S1を前ローラX11に載置するとともに、後輪S2を後ローラX12に載置し、試験車両Sを目標速度で走行させるべく各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)を駆動させる。この状態で、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)に関連付けて設けたトルク検出部(揺動トルク検出部)及び回転速度検出部によって検出した各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)の検出トルクTDF,TDR及び検出回転速度ωDF,ωDRに基づいて、各タイヤ推定トルク演算手段(前タイヤ推定トルク演算手段11,後タイヤ推定トルク演算手段12)によって前タイヤS1の推定トルクと後タイヤS2の推定トルクを求める(タイヤ推定トルク演算ステップP11)。次いで、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、各タイヤ推定駆動力演算手段(前タイヤ推定駆動力演算手段21,後タイヤ推定駆動力演算手段22)によって、タイヤ推定トルク演算ステップP11で求めた各タイヤ(前タイヤS1,後タイヤS2)の推定トルクをそれぞれ対応する駆動ローラ(前ローラX11,後ローラX12)の半径RDF,RDRで除算して前タイヤ推定駆動力FTFと後タイヤ推定駆動力FTRをそれぞれ求める(タイヤ推定駆動力演算ステップP12)。
引き続いて、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、車両加速力演算手段3によって、タイヤ推定駆動力演算ステップP12で求めた前タイヤ推定駆動力FTFと後タイヤ推定駆動力FTRとの合計値から、車速に基づいて設定された走行抵抗FLを減算して試験車両Sの加速力Fを求める(車両加速力演算ステップP13)。次に、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、加速度演算手段4によって、車両加速力演算ステップP13で求めた試験車両Sの加速力Fを試験車両Sの慣性質量mで除算して各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)の加速度aを求める(加速度演算ステップP14)。
加速度演算ステップP14に続いて、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、各駆動ローラ加速力演算手段(前ローラ加速力演算手段51,後ローラ加速力演算手段52)によって、加速度演算ステップP14で求めた各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)の加速度aにそれぞれのダイナモメータM(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)の慣性質量mDF,mDRを乗算して各駆動ローラ(前ローラX11,後ローラX12)の加速力mDF・a,mDR・aを求める(駆動ローラ加速力演算ステップP15)。引き続いて、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、各トルク指令生成手段(前輪ダイナモメータトルク指令生成手段61,後輪ダイナモメータトルク指令生成手段62)によって、先ず駆動ローラ加速力演算ステップP15で求めた各駆動ローラ(前ローラX11,後ローラX12)の加速力mDF・a,mDR・aと各タイヤ推定駆動力演算手段(前タイヤ推定駆動力演算手段21,後タイヤ推定駆動力演算手段22)で求めた各タイヤ推定駆動力(前タイヤ推定駆動力FTF,後タイヤ推定駆動力FTR)との差分値を求め、各差分値に各駆動ローラ(前ローラX11,後ローラX12)の半径RDF,RDRを乗算して、走行抵抗トルクと電気慣性トルクとの和である各トルク指令(前輪ダイナモメータトルク指令TLEF,後輪ダイナモメータトルク指令TLER)を生成する(トルク指令生成ステップP16)。本実施形態では、上述したようにシャシーダイナモメータX自体の機械損失(メカロス)による減速を防止するため、トルク指令生成ステップP16では、メカロスに相当するトルクを各トルク指令TLEF,TLEFに加算したトルク指令TDF,TDRを生成する。具体的に、前輪ダイナモメータトルク指令TLEFに加算するメカロストルクは、前輪ダイナモメータM1のメカロスに相当するトルクであり、後輪ダイナモメータトルク指令TLERに加算するメカロストルクは、後輪ダイナモメータM2のメカロスに相当するトルクである。そして、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、各電流制御手段(前輪ダイナモメータ電流制御手段71,後輪ダイナモメータ電流制御手段72)によって、トルク指令生成ステップP16で生成した各トルク指令(前輪ダイナモメータトルク指令TDF,後輪ダイナモメータトルク指令TDR)に基づいて各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)の電流IDF,IDRを制御する(電流制御ステップP17)。なお、各トルク指令(前輪ダイナモメータトルク指令TDF,後輪ダイナモメータトルク指令TDR)の極性が「+」であれば各駆動ローラ(前ローラX11,後ローラX12)を正転方向Aに加速(駆動)する一方、トルク指令(前輪ダイナモメータトルク指令TDF,後輪ダイナモメータトルク指令TDR)の極性が「−」であれば各駆動ローラ(前ローラX11,後ローラX12)を逆転方向Bに加速(吸収)する(図10参照)。
以上の演算処理を行うことによって、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、試験車両として四輪駆動車を適用する場合においても、試験車両Sの加速力Fに相当する走行抵抗トルク及び電気慣性トルクを含む各トルク指令(前輪ダイナモメータトルク指令TDF,後輪ダイナモメータトルク指令TDR)に基づいて各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)のトルク制御を適切に行うことができ、前ローラX11に接続した前輪ダイナモメータM1と、後ローラX12に接続した後輪ダイナモメータM2とによって前後輪S1,S2の速度をすぐに一致させるように制御することができ、電気制御による適切な模擬試験状態を実現することができる。しかも、本実施形態に係るシャシーダイナモメータXは、応答性の低下を招来し得る微分演算を必要としていないため、即応性に優れたものである。特に、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、例えば、試験実施前に予め実車を加速・定速・低速で試験走行させて前タイヤと後タイヤの駆動力を求めておき、その駆動力配分比のパターンに基づいて前輪ダイナモメータ及び後輪ダイナモメータの負荷配分比をデフォルト値として設定するという作業が不要でありながらも、前タイヤS1と後タイヤS2の車速を一致させるように制御しながら試験車両Sを所定の目標速度で走行させることができる。
なお、上述した第2実施形態に係るシャシーダイナモメータXの第1変形例として図14に示す態様を挙げることができる。
この第1変形例に係るシャシーダイナモメータXは、第2実施形態として例示したシャシーダイナモメータXと比較して、制御部Cが、上述の各手段に加えて、加速度演算手段4で求めた前輪ダイナモメータM1及び後輪ダイナモメータM2に共通となる加速度aを積分して試験車両Sの車速Vを求める共通の車速演算手段8と、車速演算手段8で求めた試験車両Sの車速Vを各駆動ローラ(前ローラX11,後ローラX12)の半径RDF,RDRで除算して各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)の回転速度指令ωDF,ωDRを求める各回転速度指令演算手段(前輪ダイナモメータ回転速度指令演算手段91,後輪ダイナモメータ回転速度指令演算手段92)と、各回転速度指令演算手段(前輪ダイナモメータ回転速度指令演算手段91,後輪ダイナモメータ回転速度指令演算手段92)で求めた各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)の回転速度指令ωDF,ωDRと各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)の検出回転速度ωDF,ωDRとに基づく比例積分演算によりそれぞれ同期トルクTωF,TωRを求める各同期トルク演算手段(前輪ダイナモメータ同期トルク演算手段101,後輪ダイナモメータ同期トルク演算手段102)とを備えている点、及び各トルク指令生成手段(前輪ダイナモメータトルク指令生成手段61,後輪ダイナモメータトルク指令生成手段62)が、走行抵抗トルク及び電気慣性トルクと各同期トルク演算手段(前輪ダイナモメータ同期トルク演算手段101,後輪ダイナモメータ同期トルク演算手段102)で求めた同期トルクTωF,TωRとを含むトルク指令を生成するものである点で異なる。
通常、ダイナモメータMの機械慣性が車両慣性よりも小さいため、タイヤの駆動力が急激に変化すると実車両よりも速度変動が僅かに大きくなる。このような事象は、タイヤ推定駆動力手段21,22の応答が十分に高ければ特に問題とはならないが、第1変形例に係るシャシーダイナモメータXであれば、速度制御(ASR)を内在するものとなり、応答精度をより一層高めることができ、タイヤの駆動力が急激に変化した場合にも実車両と同等の速度変動を実現することができる。また、この第1変形例に係るシャシーダイナモメータXにおいても、微分処理は行わないため、応答性は良好である。
また、第2実施形態のシャシーダイナモメータXのさらに異なる変形例(第2変形例)として、図15に示す態様を挙げることができる。
この第2実施形態の第2変形例に係るシャシーダイナモメータXは、上述したシャシーダイナモメータXと比較して、各トルク指令生成手段(前輪ダイナモメータトルク指令生成手段61,後輪ダイナモメータトルク指令生成手段62)が、各トルク指令(前輪ダイナモメータトルク指令TDF,後輪ダイナモメータトルク指令TDR)と各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)の検出トルクTDF,TDRとに基づく比例積分演算によりそれぞれの最終トルク指令を生成するものであり、各電流制御手段(前輪ダイナモメータ電流制御手段71,後輪ダイナモメータ電流制御手段72)が、各最終トルク指令に基づいて各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)の電流IDF,IDRを制御するものである点のみが異なる。
具体的には、各トルク指令生成手段(前輪ダイナモメータトルク指令生成手段61,後輪ダイナモメータトルク指令生成手段62)は、上述した手順により走行抵抗トルクと電気慣性トルクを含む各トルク指令(前輪ダイナモメータトルク指令TDF,後輪ダイナモメータトルク指令TDR)と、各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)の検出トルクTDF,TDRとの差分値を比例積分演算した値を、各トルク指令(前輪ダイナモメータトルク指令TDF,後輪ダイナモメータトルク指令TDR)に含ませた(加えた)指令をそれぞれの最終トルク指令(前輪ダイナモメータ最終トルク指令,後輪ダイナモメータ最終トルク指令)として生成し、対応する各電流制御手段(前輪ダイナモメータ電流制御手段71,後輪ダイナモメータ電流制御手段72)に出力するものである。そして、各電流制御手段(前輪ダイナモメータ電流制御手段71,後輪ダイナモメータ電流制御手段72)が、このような最終トルク指令に基づいて各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)の電流IDF,IDRを制御することにより、各ダイナモメータ(前輪ダイナモメータM1,後輪ダイナモメータM2)の検出トルク(検出揺動トルク)TDF,TDRをフィードバック制御可能なトルク制御(ATR)を備えた態様となり、制御精度が向上する。この第2変形例に係るシャシーダイナモメータXにおいても、微分処理は不要であるため、応答性は良好である。
また、図16に示すように、第1変形例と第2変形例とを組み合わせたシャシーダイナモメータXを実現することもできる。なお、上述した第1実施形態及び第2実施形態の各変形例(第1変形例、第2変形例、第1変形例と第2変形例とを組み合わせた変形例)における同期トルク演算手段として、回転速度指令演算手段9で求めた回転速度指令ωDとダイナモメータMの検出回転速度ωDとに基づく比例演算、或いは一次遅れのゲインを高く設定した演算など、比例積分演算以外の偏差増幅演算により同期トルクTωを求める構成を採用することができる。これと同様に、各実施形態における第2変形例、及び第1変形例と第2変形例とを組み合わせた変形例におけるトルク指令生成手段が、トルク指令TDとダイナモメータMの検出トルクTDとに基づく比例演算、或いは一次遅れのゲインを高く設定した演算など、比例積分演算以外の偏差増幅演算により最終トルク指令を生成するものであってもよい。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、試験車両が二輪車であってもよい。この場合、駆動ローラは左右一対ではなくてもよい。
また、上述した各実施形態及び各変形例では、シャシーダイナモメータ自体の機械損失(メカロス)による減速を防止するため、トルク指令生成手段、前輪ダイナモメータトルク指令生成手段、後輪ダイナモメータトルク指令生成手段において、走行抵抗トルクと電気慣性トルクからなるトルク指令に、ダイナモメータのメカロスに相当するトルクを加算したトルク指令を生成するように構成した態様を例示したが、例えば、車両加速力演算手段において、車速に基づいて設定された走行抵抗とダイナモメータ自体のメカロスとの差分値を、タイヤ推定駆動力から減算することによって試験車両の加速力を求めるように構成することもできる。なお、シャシーダイナモメータ自体の機械損失(メカロス)が無視できる程度のものであれば、トルク指令生成手段、前輪ダイナモメータトルク指令生成手段、後輪ダイナモメータトルク指令生成手段、或いは車両加速度演算手段において、メカロスに基づく値を用いて演算処理する必要はない。
また、第1実施形態及びその変形例では、試験車両として前輪駆動車を適用し、試験車両の左右の前タイヤを載置する左右一対の前ローラに共通のダイナモメータを連結し、制御部がこのダイナモメータの駆動を制御する態様を例示し、また、第2実施形態及びその変形例では、試験車両として前後輪駆動車を適用し、試験車両の左右の前タイヤを載置する左右一対の前ローラに共通の前輪ダイナモメータを連結するとともに、試験車両の左右の後タイヤを載置する左右一対の後ローラに共通の後輪ダイナモメータを連結し、制御部が前輪ダイナモメータ及び後輪ダイナモメータの駆動を制御する態様を例示したが、試験車両が、左右の車輪をそれぞれ個別に駆動させる車両であれば、車輪毎に対応するローラと、そのローラを駆動ローラとして連結したダイナモメータとを備えたシャシーダイナモメータを構成すればよい。この場合、ローラとダイナモメータの数は相互に一致する。そして、ローラ及びダイナモメータの数が「1」である場合には、制御部による制御(制御部が有する各手段の構成)を、第1実施形態及びその変形例と同様または準じた制御にすることによって、第1実施形態及びその変形例と同様の作用効果を得ることができる。一方、ローラ及びダイナモメータの数が「2」である場合には、制御部による制御(制御部が有する各手段の構成)を、第2実施形態及びその変形例における「前タイヤ」、「後タイヤ」、「前輪ローラ」、「後輪ローラ」、「前輪ダイナモメータ」、「後輪ダイナモメータ」をそれぞれ「左タイヤ」、「右タイヤ」、「左ローラ」、「右ローラ」、「左ダイナモメータ」、「右ダイナモメータ」に代替する(読み替える)ことで、第2実施形態及びその変形例と同様または準じた制御を実現することができ、第2実施形態及びその変形例と同様の作用効果を得ることができる。
さらに、試験車両が、左右の前輪をそれぞれ個別に駆動させるとともに、左右の後輪をそれぞれ個別に駆動させるものである場合、左前輪、右前輪、左後輪、右後輪をそれぞれ載置する左前ローラ、右前ローラ、左後ローラ、右後ローラと、各ローラ(左前ローラ、右前ローラ、左後ローラ、右後ローラ)にそれぞれ連結した左前輪ダイナモメータ、右前輪ダイナモメータ、左後輪ダイナモメータ、右後輪ダイナモメータと、これら各ダイナモメータの駆動を制御する共通の制御部とを備えたシャシーダイナモメータを構成すればよい。この場合、制御部が有する各手段のうち、第1実施形態及びその変形例におけるタイヤ推定トルク演算手段1、タイヤ推定駆動力演算手段2、駆動ローラ加速力演算手段5、トルク指令生成手段6、電流制御手段7、回転速度指令演算手段9、同期トルク演算手段10に相当する手段は、左前輪ダイナモメータ、右前輪ダイナモメータ、左後輪ダイナモメータ及び右後輪ダイナモメータにそれぞれ対応付けて有する一方、車両加速力演算手段3、加速度演算手段4、車速演算手段8に相当する手段は、左前輪ダイナモメータ、右前輪ダイナモメータ、左後輪ダイナモメータ及び右後輪ダイナモメータに共通のものとして有するものとすればよい。すなわち、例えば図12、図14乃至図16では、ダイナモメータの数が「2」であるシャシーダイナモメータの制御部は、第1実施形態及びその変形例におけるタイヤ推定トルク演算手段1、タイヤ推定駆動力演算手段2、駆動ローラ加速力演算手段5、トルク指令生成手段6、電流制御手段7、回転速度指令演算手段9、同期トルク演算手段10に相当する手段をそれぞれ「2」備え、車両加速力演算手段3への入力系統、及び加速度演算手段4や車速演算手段8からの出力系統は2系統となる。これに対して、左前輪ダイナモメータ、右前輪ダイナモメータ、左後輪ダイナモメータ及び右後輪ダイナモメータを備えたシャシーダイナモメータにおける制御部は、第1実施形態及びその変形例における第1実施形態及びその変形例におけるタイヤ推定トルク演算手段1、タイヤ推定駆動力演算手段2、駆動ローラ加速力演算手段5、トルク指令生成手段6、電流制御手段7、回転速度指令演算手段9、同期トルク演算手段10に相当する手段をそれぞれ各ダイナモメータに関連付けて備えているため、これらタイヤ推定トルク演算手段1、タイヤ推定駆動力演算手段2、駆動ローラ加速力演算手段5、トルク指令生成手段6、電流制御手段7、回転速度指令演算手段9、同期トルク演算手段10に相当する手段をそれぞれ「4」つずつ備えたものとなり、車両加速力演算手段3への入力系統、及び加速度演算手段4や車速演算手段8からの出力系統は4系統となる。このように車輪ごとに個別駆動させる自動車を試験車両とする場合にも、車輪の数に応じてローラ及びダイナモメータの数を適宜変更することによって上記実施形態と同様または準じた効果を得ることができる。
さらに、左右一対の車輪を車両の進行方向に3組有する六輪車や4組有する八輪車を試験車両としてもよい。そして、左右の車輪を共通の車軸で接続した(連結された)試験車両である場合には、駆動させる車軸の数と同数のダイナモメータを備えたシャシーダイナモメータを構成すればよく、左右の車輪を共通の車軸で接続せずに個別に駆動させる試験車両である場合には、駆動させる車輪の数と同数のダイナモメータを備えたシャシーダイナモメータを構成すればよい。
ここで、試験車両が左右の車輪を共通の車軸で接続せずに個別に駆動させる車両である場合に好適に用いられるシャシーダイナモメータを本発明の第3実施形態として以下に詳述する。
第3実施形態に係るシャシーダイナモメータXは、試験車両として、例えば図17乃至図20に示すように、左右一対の前輪S1,S2及び左右一対の後輪S3,S4を備え、各タイヤS1,S2,S3,S4が他のタイヤとは独立して駆動される四輪車を適用し、各タイヤS1,S2,S3,S4をそれぞれ駆動タイヤとし、各駆動タイヤS1,S2,S3,S4を個別に載置した各ローラ(左前ローラX11,右前X12,左後X13,右後X14)を駆動ローラとしてそれぞれ個別に連結した複数のダイナモメータ(左前輪ダイナモメータM1,右前輪ダイナモメータM2,左後輪ダイナモメータM3,右後輪ダイナモメータM4の合計4つ)を備えた構成を有する。
具体的に、本実施形態に係るシャシーダイナモメータXは、左前タイヤS1,右前タイヤS2をそれぞれ載置する左前ローラX11,右前ローラX12に、それぞれ左前輪ダイナモメータM1,右前輪ダイナモメーアM2を個別に連結するとともに、左後タイヤS3,右後タイヤS4をそれぞれ載置する左後ローラX13,右後ローラX14に、それぞれ左後輪ダイナモメータM3,右後輪ダイナモメーアM4を個別に連結し、これら各ダイナモメータM1,M2,M3,M4の電流に応じて各駆動ローラX11,X12,X13,X14を駆動可能に構成している。なお、各ダイナモメータM1,M2,M3,M4は、ローラベースX2上に固定した揺動軸受X3にそれぞれ揺動可能に支持されている。また、試験車両Sの車両自体は適宜の固定手段X4によって固定されている。
本実施形態のシャシーダイナモメータXは、各ダイナモメータM1,M2,M3,M4の駆動を制御する制御部Cを備えている。制御部Cは、CPUなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、図示しない記憶部から適宜のプログラムを読み込んで実行することにより、各種ハードウェアとプログラムとを協働させて以下の各機能手段を実現する機能部である。
本実施形態における制御部Cは、上述した第2実施形態のシャシーダイナモメータXにおける制御部Cに準じた手段を備えたものであり、個別のダイナモメータM1,M2,M3,M4毎にそれぞれ対応付けた手段と、各ダイナモメータM1,M2,M3,M4に共通の手段とがある。具体的には、上述の第2実施形態で示した制御部Cの各手段のうち、タイヤ推定トルク演算手段1、タイヤ推定駆動力演算手段2、駆動ローラ加速力演算手段5、トルク指令生成手段6、及び電流制御手段7に相当する手段は、個別のダイナモメータM1,M2,M3,M4毎にそれぞれ対応付けて有する一方、車両加速力演算手段3及び加速度演算手段4に相当する手段は、各ダイナモメータM1,M2,M3,M4に共通のものとして有している。以下に詳述する。
すなわち、本実施形態に係るシャシーダイナモメータXの制御部Cは、図21乃至図23に示すように、個別駆動タイヤ推定トルク演算手段1と、個別駆動タイヤ推定駆動力演算手段2と、車両加速力演算手段3と、加速度演算手段4と、個別駆動ローラ加速力演算手段5と、個別ダイナモメータトルク指令生成手段6と、個別ダイナモメータ電流制御手段7とを備えている。なお、図示していないが、制御部Cを構成する電子機器や回路などのハードウェハを適宜の操作計測盤(コントロール盤)やインバータ盤に実装・収容している。
個別駆動タイヤ推定トルク演算手段1は、個別のダイナモメータM1,M2,M3,M4の検出トルク(検出左前輪揺動トルクTDFL,検出右前輪揺動トルクTDFR,検出左後輪揺動トルクTDRL,検出右後輪揺動トルクTDRR)及び検出回転速度(検出左前輪回転速度ωDFL,検出右前輪回転速度ωDFR,検出左後輪回転速度ωDRL,検出右後輪回転速度ωDRR)から、各駆動タイヤS1,S2,S3,S4の推定トルクである個別駆動タイヤ推定トルクを個別の駆動タイヤS1,S2,S3,S4毎に演算するものである。
ここで、各ダイナモメータ(左前輪ダイナモメータM1,右前輪ダイナモメータM2,左後輪ダイナモメータM3,右後輪ダイナモメータM4)の検出トルクTDFL,TDFR,TDRL,TDRRは、適宜のトルク検出部によって検出した各ダイナモメータM1,M2,M3,M4のトルクであり、各ダイナモメータM1,M2,M3,M4のそれぞれの検出回転速度ωDFL,ωDFR,ωDRL,ωDRRは、適宜の回転速度検出部によって検出した各ダイナモメータM1,M2,M3,M4の回転速度である。なお、符号の末尾に付した「FL」,「FR」は左フロント,右フロントを意味し、「RL」,「RR」は左リア,右リアをそれぞれ意味している。
個別駆動タイヤ推定トルク演算手段1は、左前駆動タイヤ推定トルク演算手段11,右前駆動タイヤ推定トルク演算手段12,左後駆動タイヤ推定トルク演算手段13,右後駆動タイヤ推定トルク演算手段14を備え、これら各駆動タイヤ推定トルク演算手段11,12,13,14によって個別の駆動タイヤS1,S2,S3,S4の推定トルク(個別駆動タイヤ推定トルク)を求めるものであり、その処理及び推定する原理は、図22、図23及び図6で示すブロック線図で表すことができる。これらの図からも把握できるように、個別駆動タイヤ推定トルク演算手段1における演算処理は加減乗除演算処理であり、微分演算処理は一切行わない。
個別駆動タイヤ推定駆動力演算手段2は、個別駆動タイヤ推定トルク演算手段1で求めた個別駆動タイヤ推定トルクと各ローラX11,X12,X13,X14のそれぞれの半径に基づいて推定される各駆動タイヤS1,S2,S3,S4の駆動力(個別駆動タイヤ推定駆動力(左前駆動タイヤ推定駆動力FTFL,右前駆動タイヤ推定駆動力FTFR,左後駆動タイヤ推定駆動力FTRL,右後駆動タイヤ推定駆動力FTRR))を駆動タイヤS1,S2,S3,S4毎に演算するものである。具体的に、個別駆動タイヤ推定駆動力演算手段2は、左前駆動タイヤ推定駆動力演算手段21,右前駆動タイヤ推定駆動力演算手段22,左後駆動タイヤ推定駆動力演算手段23,右後駆動タイヤ推定駆動力演算手段24を備え、これら各駆動タイヤ推定駆動力演算手段21,22,23,24が、各駆動タイヤS1,S2,S3,S4それぞれについて個別駆動タイヤ推定トルク演算手段1で求めた個別駆動タイヤ推定トルクを対応する各駆動ローラX11,X12,X13,X14の半径RDFL,RDFR,RDRL,RDRRで除算する演算処理によって各駆動タイヤS1,S2,S3,S4の推定駆動力(個別駆動タイヤ推定駆動力(左前駆動タイヤ推定駆動力FTFL,右前駆動タイヤ推定駆動力FTFR,左後駆動タイヤ推定駆動力FTRL,右後駆動タイヤ推定駆動力FTRR))を駆動タイヤS1,S2,S3,S4毎に求めるものである。
車両加速力演算手段3は、個別駆動タイヤ推定駆動力演算手段2で求めた個別の駆動タイヤ推定駆動力FTFL,FTFR,FTRL,FTRRの合計値と、車速に基づいて設定された走行抵抗FLとに基づいて試験車両Sの加速力Fを演算するものである。具体的に、この車両加速力演算手段3は、個別駆動タイヤ推定駆動力FTFL,FTFR,FTRL,FTRRの合計値から走行抵抗FLを減算する演算処理によって試験車両Sの加速力Fを求めるものである。
加速度演算手段4は、車両加速力演算手段3で求めた試験車両Sの加速力Fと試験車両Sの慣性質量mとに基づいて個別のダイナモメータM1,M2,M3,M4に共通の加速度aを演算するものである。具体的に、この加速度演算手段4は、試験車両Sの加速力Fを試験車両Sの慣性質量mで除算する演算処理によって各ダイナモメータM1,M2,M3,M4に共通の加速度aを求めるものである。
個別駆動ローラ加速力演算手段5は、加速度演算手段4で求めた各ダイナモメータM1,M2,M3,M4に共通の加速度aと各ダイナモメータM1,M2,M3,M4のそれぞれの慣性質量mDFL,mDFR,mDRL,mDRRとに基づいて各駆動ローラX11,X12,X13,X14の加速力を個別の駆動ローラX11,X12,X13,X14毎に演算するものである。具体的に、個別駆動ローラ加速力演算手段5は、左前駆動ローラ加速力演算手段51,右前駆動ローラ加速力演算手段52,左後駆動ローラ加速力演算手段53,右後駆動ローラ加速力演算手段54を備え、これら各駆動ローラ加速力演算手段51,52,53,54が、各ダイナモメータM1,M2,M3,M4に共通の加速度aに各ダイナモメータM1,M2,M3,M4の慣性質量mDFL,mDFR,mDRL,mDRRをそれぞれ乗算する演算処理によって各駆動ローラX11,X12,X13,X14の加速力(左前駆動ローラx11の加速力mDFL・a,右前駆動ローラx12の加速力mDFR・a,左後駆動ローラx13の加速力mDRL・a,右後駆動ローラx14の加速力mDRR・a)を個別の駆動ローラX11,X12,X13,X14毎に求めるものである。
個別ダイナモメータトルク指令生成手段6は、個別駆動ローラ加速力演算手段5で求めた個別の駆動ローラX11,X12,X13,X14の加速力mDFL・a,mDFR・a,mDRL・a,mDRR・aと個別駆動タイヤ推定駆動力演算手段2で求めた個別の駆動タイヤ推定駆動力FTFL,FTFR,FTRL,FTRRとの差分値と、各駆動ローラX11,X12,X13,X14のそれぞれ半径RDFL,RDFR,RDRL,RDRRとに基づく演算処理によって走行トルクと電気慣性トルクとの合計値である個別ダイナモメータトルク指令(左前輪ダイナモメータトルク指令TLEFL,右前輪ダイナモメータトルク指令TLEFR,左後輪ダイナモメータトルク指令TLERL,右後輪ダイナモメータトルク指令TLERR)を個別のダイナモメータM1,M2,M3,M4毎に生成するものである。具体的に、個別ダイナモメータトルク指令生成手段6は、左前輪ダイナモメータトルク指令生成手段61,右前輪ダイナモメータトルク指令生成手段62,左後輪ダイナモメータトルク指令生成手段63,右後輪ダイナモメータトルク指令生成手段64を備え、これら各ダイナモメータトルク指令生成手段61,62,63,64が、各駆動ローラX11,X12,X13,X14の加速力mDFL・a,mDFR・a,mDRL・a,mDRR・aと各駆動タイヤS1,S2,S3,S4の個別タイヤ推定駆動力(左前駆動タイヤ推定駆動力FTFL,右前駆動タイヤ推定駆動力FTFR,左後駆動タイヤ推定駆動力FTRL,右後駆動タイヤ推定駆動力FTRR)との差分値に各駆動ローラX11,X12,X13,X14の半径RDFL,RDFR,RDRL,RDRRをそれぞれ乗算する演算処理によって、走行抵抗トルクと電気慣性トルクとを含むトルク指令(左前輪ダイナモメータトルク指令TLEFL,右前輪ダイナモメータトルク指令TLEFR,左後輪ダイナモメータトルク指令TLERL,右後輪ダイナモメータトルク指令TLERR)を個別のダイナモメータM1,M2,M3,M4毎に生成するものである。
なお、シャシーダイナモメータX自体に機械損失(メカロス)があり、これによる減速を防止するため、本実施形態では、個別ダイナモメータトルク指令生成手段6において、メカロスに相当するトルクをそれぞれの個別ダイナモメータトルク指令TLEFL,TLEFR,TLERL,TLERRに加算したトルク指令TDFL,TDFR,TDRL,TDRRを生成するように構成している。具体的に、個別ダイナモメータトルク指令TLEFL,TLEFR,TLERL,TLERRに加算するメカロストルクは、対応する個々のダイナモメータM1,M2,M3,M4のメカロスに相当するトルクである。
個別ダイナモメータ電流制御手段7は、個別ダイナモメータトルク指令生成手段6で生成した個別ダイナモメータトルク指令TDFL,TDFR,TDRL,TDRRに基づいて個別のダイナモメータM1,M2,M3,M4毎の電流(左前輪ダイナモメータM1の電流IDFL,右前輪ダイナモメータM2の電流IDFR,左後輪ダイナモメータM3の電流IDRL,右後輪ダイナモメータM4の電流IDRR)を制御するものである。
ここで、試験車両Sの加速力Fは、以下の運動方程式で表すことができる。
F=FT−FL=ma=(mD+mE)a
上記式において、FTはタイヤ駆動力であり、FLは試験車両Sの走行抵抗であり、mDはシャシーダイナモメータの慣性質量であり、mEは電気慣性である。タイヤ駆動力FTはシャシーダイナモメータXのローラ表面に作用し、シャシーダイナモメータXの慣性質量mDを駆動する力となる。試験車両Sの慣性質量mとの差分m−mD=mEをシャシーダイナモメータXが電気制御により模擬し、走行抵抗FLに相当する力をシャシーダイナモメータXが電気制御により吸収する。したがって、シャシーダイナモメータXの電気制御における指令は走行抵抗FLと電気慣性mEに相当する力mE・aになり、これらの合力FL+mE・aが下式で表すことができる。なお、「−」は合力FL+mE・aがタイヤ駆動力FTを吸収する吸収力となることを意味する。
FT−FL=(mD+mE)a
FT−mDa=FL+mEa
mDa−FT=−FL−mEa
ここで、本実施形態に係るシャシーダイナモメータXは、走行抵抗FLと電気慣性mEを電気制御により模擬するものである。したがって、個別のダイナモメータ(左前輪ダイナモメータM1,右前輪ダイナモメータM2,左後輪ダイナモメータM3,右後輪ダイナモメータM4)毎のトルク指令TLE(具体的には左前輪ダイナモメータTLEFL,右前輪ダイナモメータTLEFR,左後輪ダイナモメータTLERL,右後輪ダイナモメータTLERR)は以下の式で表すことができる。
TLE=(−FL−mEa)RD=(mDa−FT)RD
ここで、RDは各駆動ローラX1(左前駆動ローラX11,右前駆動ローラX12,左後駆動ローラX13,右後駆動ローラX14)の半径(本実施形態では全て同じ半径の駆動ローラを適用)である。すなわち、各個別ダイナモメータトルク指令生成手段6では、個別駆動ローラ加速力演算手段5で求めた各駆動ローラX11,X12,X13,X14の加速力mD・a(具体的には、mDFL・a,mDFR・a,mDRL・a,mDRR・a)と個別駆動タイヤ推定駆動力演算手段2で求めた個別駆動タイヤ推定駆動力FT(具体的には、左前駆動タイヤ推定駆動力FTFL,右前駆動タイヤ推定駆動力FTFR,左後駆動タイヤ推定駆動力FTRL,右後駆動タイヤ推定駆動力FTRR)との差分値である「mDa−FT」(具体的には、「mDFL・a−FTFL」,「mDFR・a−FTFR」,「mDRL・a−FTRL」,「mDRR・a−FTRR」)に、各駆動ローラX11,X12,X13,X14の半径RDFL,RDFR,RDRL,RDRRを乗算することによってトルク(Nm)に換算した値「(mD・a−FT)RD」(具体的には、「(mDFL・a−FTFL)RDFL」,「(mDFR・a−FTFR)RDFR」,「(mDRL・a−FTRL)RDRL」,「(mDRR・a−FTRR)RDRR」を個別のダイナモメータM1,M2,M3,M4のそれぞれのトルク指令TLEFL,TLEFR,TLERL,TLERRとして生成し、これらのトルク指令TLEFL,TLEFR,TLERL,TLERRに基づいて各ダイナモメータM1,M2,M3,M4の電流ID(具体的には左前輪ダイナモメータM1の電流IDFL,右前輪ダイナモメータM2の電流IDFR,左後輪ダイナモメータM3の電流IDRL,右後輪ダイナモメータM4の電流IDRR)を制御することによって、各ダイナモメータM1,M2,M3,M4のトルク制御を適切に行うことができる。
次に、本実施形態に係るシャシーダイナモメータXによって試験車両Sを目標速度で走行させる際の処理手順について図22乃至図24を参照しながら説明する。
先ず、試験車両Sの左前輪S1,右前輪S2をそれぞれ左前駆動ローラX11,右前駆動ローラX12に載置するとともに、左後輪S3,右後輪S4を左後駆動ローラX13,右後駆動ローラX14にそれぞれ載置し、試験車両Sを目標速度で走行させるべく各ダイナモメータ(左前輪ダイナモメータM1,右前輪ダイナモメータM2,左後輪ダイナモメータM3,右後輪ダイナモメータM4)を駆動させる。この状態で、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、各ダイナモメータM1,M2,M3,M4に関連付けて設けたトルク検出部(揺動トルク検出部)及び回転速度検出部によって検出した各ダイナモメータM1,M2,M3,M4の検出トルクTDFL,TDFR,TDRL,TDRR及び検出回転速度ωDFL,ωDFR,ωDRL,ωDRRに基づいて、個別駆動タイヤ推定トルク演算手段1によって各駆動タイヤS1,S2,S3,S4の推定トルクの推定トルクを駆動タイヤS1,S2,S3,S4毎に求める(タイヤ推定トルク演算ステップP21)。
次いで、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、個別駆動タイヤ推定駆動力演算手段2によって、タイヤ推定トルク演算ステップP21で求めた各駆動タイヤS1,S2,S3,S4の推定トルクをそれぞれ対応する駆動ローラX11,X12,X13,X14)の半径RDFL,RDFR,RDRL,RDRRで除算して各駆動タイヤS1,S2,S3,S4の推定駆動力FTFL,FTFR,FTRL,FTRRをそれぞれ求める(個別タイヤ推定駆動力演算ステップP22)。
引き続いて、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、車両加速力演算手段3によって、個別タイヤ推定駆動力演算ステップP22で求めた各駆動タイヤS1,S2,S3,S4の推定駆動力FTFL,FTFR,FTRL,FTRRの合計値から、車速に基づいて設定された走行抵抗FLを減算して試験車両Sの加速力Fを求める(車両加速力演算ステップP23)。次に、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、加速度演算手段4によって、車両加速力演算ステップP23で求めた試験車両Sの加速力Fを試験車両Sの慣性質量mで除算して各ダイナモメータM1,M2,M3,M4に共通の加速度aを求める(加速度演算ステップP24)。
加速度演算ステップP24に続いて、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、個別駆動ローラ加速力演算手段5によって、加速度演算ステップP24で求めた各ダイナモメータM1,M2,M3,M4に共通の加速度aに各ダイナモメータM1,M2,M3,M4のそれぞれの慣性質量mDFL,mDFR,mDRL,mDRRを個別に乗算して各駆動ローラX11,X12,X13,X14の加速力mDFL・a,mDFR・a,mDRL・a,mDRR・aを駆動ローラ毎X11,X12,X13,X14に求める(個別駆動ローラ加速力演算ステップP25)。
引き続いて、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、個別トルク指令生成手段6によって、先ず個別駆動ローラ加速力演算ステップP25で求めた各駆動ローラX11,X12,X13,X14の加速力mDFL・a,mDFR・a,mDRL・a,mDRR・aと個別駆動タイヤ推定駆動力演算手段2で求めた各駆動タイヤS1,S2,S3,S4の推定駆動力FTFL,FTFR,FTRL,FTRRとの差分値を求め、各差分値に各駆動ローラX11,X12,X13,X14の半径RDFL,RDFR,RDRL,RDRRを乗算して、走行抵抗トルクと電気慣性トルクとの和である個別のダイナモメータトルク指令TLEFL,TLEFR,TLERL,TLERRをダイナモメータM1,M2,M3,M4毎に生成する(個別ダイナモメータトルク指令生成ステップP26)。
本実施形態では、上述したようにシャシーダイナモメータX自体の機械損失(メカロス)による減速を防止するため、個別ダイナモメータトルク指令生成ステップP26では、メカロスに相当するトルクを各トルク指令TLEFL,TLEFR,TLERL,TLERRに加算したトルク指令TDFL,TDFR,TDRL,TDRRを生成する。具体的に、左前輪ダイナモメータトルク指令TLEFLに加算するメカロストルクは、左前輪ダイナモメータM1のメカロスに相当するトルクであり、左後輪ダイナモメータトルク指令TLERLに加算するメカロストルクは、左後輪ダイナモメータM3のメカロスに相当するトルクである。同様に、右前輪ダイナモメータトルク指令TLEFR,右後輪ダイナモメータトルク指令TLERRにそれぞれ加算するメカロストルクは、右前輪ダイナモメータM2のメカロスに相当するトルク,右後輪ダイナモメータM4のメカロスに相当するトルクである。
そして、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、個別ダイナモメータ電流制御手段7によって、個別ダイナモメータトルク指令生成ステップP26で生成した各トルク指令TDFL,TDFR,TDRL,TDRRに基づいて各ダイナモメータM1,M2,M3,M4の電流IDFL,IDFR,IDRL,IDRRをダイナモメータM1,M2,M3,M4毎に個別に制御する(個別ダイナモメータ電流制御ステップP27)。なお、各トルク指令TDFL,TDFR,TDRL,TDRRの極性が「+」であれば各駆動ローラX11,X12,X13,X14を正転方向Aに加速(駆動)する一方、トルク指令TDFL,TDFR,TDRL,TDRRの極性が「−」であれば各駆動ローラX11,X12,X13,X14を逆転方向Bに加速(吸収)する(図17及び図18参照)。
以上の演算処理を行うことによって、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、試験車両として4本のタイヤS1,S2,S3,S4をそれぞれ個別に駆動させるタイプの車両を適用する場合においても、試験車両Sの加速力Fに相当する走行抵抗トルク及び電気慣性トルクを含む各トルク指令(左前輪ダイナモメータトルク指令TDFL,右前輪ダイナモメータトルク指令TDFR,左後輪ダイナモメータトルク指令TDRL,右後輪ダイナモメータトルク指令TDRR)に基づいて各ダイナモメータ(左前輪ダイナモメータM1,右前輪ダイナモメータM2,左後輪ダイナモメータM3,右後輪ダイナモメータM4)のトルク制御を適切に行うことができ、左前駆動ローラX11に接続した左前輪ダイナモメータM1と、右前駆動ローラX12に接続した右前輪ダイナモメータM2と、左後駆動ローラX13に接続した左後輪ダイナモメータM3と、右後駆動ローラX14に接続した右後輪ダイナモメータM4とによって全てのタイヤS1,S2,S3,S4の速度をすぐに一致させるように制御することができ、電気制御による適切な模擬試験状態を実現することができる。しかも、本実施形態に係るシャシーダイナモメータXは、応答性の低下を招来し得る微分演算を必要としていないため、即応性に優れたものである。特に、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、例えば、試験実施前に予め実車を加速・定速・低速で試験走行させて各駆動タイヤの駆動力を求めておき、その駆動力配分比のパターンに基づいて個別のダイナモメータの負荷配分比をデフォルト値として設定するという作業が不要でありながらも、各タイヤS1,S2,S3,S4の車速を一致させるように制御しながら試験車両Sを所定の目標速度で走行させることができる。
なお、上述した第3実施形態に係るシャシーダイナモメータXの第1変形例として図25及び図26に示す態様を挙げることができる。
この第1変形例に係るシャシーダイナモメータXは、第3実施形態として例示したシャシーダイナモメータXと比較して、制御部Cが、上述の各手段に加えて、加速度演算手段4で求めた各ダイナモメータM1,M2,M3,M4に共通となる加速度aを積分して試験車両Sの車速Vを求める共通の車速演算手段8と、車速演算手段8で求めた試験車両Sの車速Vを各駆動ローラ(左前駆動ローラX11,右前駆動ローラX12,左後駆動ローラX13,右後駆動ローラX14)のそれぞれの半径RDFL,RDFR,RDRL,RDRRで除算して各ダイナモメータM1,M2,M3,M4の回転速度指令ωDFL,ωDFR,ωDRL,ωDRRを個別のダイナモメータM1,M2,M3,M4毎に求める個別ダイナモメータ回転速度指令演算手段と、個別ダイナモメータ回転速度指令演算手段で求めた各ダイナモメータM1,M2,M3,M4の回転速度指令ωDFL,ωDFR,ωDRL,ωDRRと各ダイナモメータM1,M2,M3,M4の検出回転速度ωDFL,ωDFR,ωDRL,ωDRRとに基づく偏差増幅演算により同期トルクTωFL,TωFR,TωRL,TωRRを個別のダイナモメータM1,M2,M3,M4毎に求める個別ダイナモメータ同期トルク演算手段とを備えている点、及び個別ダイナモメータトルク指令生成手段6が、走行抵抗トルク及び電気慣性トルクと個別ダイナモメータ同期トルク演算手段で求めた同期トルクTωFL,TωFR,TωRL,TωRRとを含むトルク指令を個別のダイナモメータM1,M2,M3,M4毎に生成するものである点で異なる。
具体的に、個別ダイナモメータ回転速度指令演算手段は、左前輪ダイナモメータ回転速度指令演算手段91,右前輪ダイナモメータ回転速度指令演算手段92、左後輪ダイナモメータ回転速度指令演算手段93、及び右後輪ダイナモメータ回転速度指令演算手段94を備え、これら各ダイナモメータ回転速度指令演算手段91,92,93,94が、車速演算手段8で求めた試験車両Sの車速Vを各駆動ローラX11,X12,X13,X14のそれぞれの半径RDFL,RDFR,RDRL,RDRRで除算することで、各ダイナモメータM1,M2,M3,M4の回転速度指令ωDFL,ωDFR,ωDRL,ωDRRをダイナモメータM1,M2,M3,M4毎に求めるものである。
また、ダイナモメータ同期トルク演算手段は、左前輪ダイナモメータ同期トルク演算手段101,右前輪ダイナモメータ同期トルク演算手段102、左後輪ダイナモメータ同期トルク演算手段103,右後輪ダイナモメータ同期トルク演算手段104を備え、これら各ダイナモメータ同期トルク演算手段101,102,103,104が、個別ダイナモメータ回転速度指令演算手段で求めた各ダイナモメータM1,M2,M3,M4の回転速度指令ωDFL,ωDFR,ωDRL,ωDRRと、各ダイナモメータM1,M2,M3,M4の検出回転速度ωDFL,ωDFR,ωDRL,ωDRRとに基づく偏差増幅演算(例えば比例積分演算)によって、各ダイナモメータM1,M2,M3,M4の同期トルクTωFL,TωFR,TωRL,TωRRを個別のダイナモメータM1,M2,M3,M4毎に求めるものである。
通常、ダイナモメータMの機械慣性が車両慣性よりも小さいため、タイヤの駆動力が急激に変化すると実車両よりも速度変動が僅かに大きくなる。このような事象は、個別駆動タイヤ推定駆動力手段2の応答が十分に高ければ特に問題とはならないが、第1変形例に係るシャシーダイナモメータXであれば、速度制御(ASR)を内在するものとなり、応答精度をより一層高めることができ、駆動タイヤS1,S2,S3,S4の駆動力が急激に変化した場合にも実車両と同等の速度変動を実現することができる。また、この第1変形例に係るシャシーダイナモメータXにおいても、微分処理は行わないため、応答性は良好である。
また、第3実施形態のシャシーダイナモメータXのさらに異なる変形例(第2変形例)として、図27及び図28に示す態様を挙げることができる。
この第3実施形態の第2変形例に係るシャシーダイナモメータXは、上述したシャシーダイナモメータXと比較して、個別ダイナモメータトルク指令生成手段6(左前輪ダイナモメータトルク指令生成手段61,右前輪ダイナモメータトルク指令生成手段62,左後輪ダイナモメータトルク指令生成手段63,右後輪ダイナモメータトルク指令生成手段64)が、各トルク指令(左前輪ダイナモメータトルク指令TDFL,右前輪ダイナモメータトルク指令TDFR,左後輪ダイナモメータトルク指令TDRL,右後輪ダイナモメータトルク指令TDRR)と各ダイナモメータ(左前輪ダイナモメータM1,右前輪ダイナモメータM2,左後輪ダイナモメータM3,右後輪ダイナモメータM4)のそれぞれの検出トルクTDFL,TDFR,TDRL,TDRRとに基づく偏差増幅演算(例えば比例積分演算)により個別のダイナモメータ最終トルク指令をダイナモメータM1,M2,M3,M4毎に生成するものであり、個別ダイナモメータ電流制御手段7(左前輪ダイナモメータ電流制御手段71,右前輪ダイナモメータ電流制御手段72,左後輪ダイナモメータ電流制御手段73,右後輪ダイナモメータ電流制御手段74)が、個別のダイナモメータ最終トルク指令に基づいて各ダイナモメータM1,M2,M3,M4の電流IDFL,IDFR,IDRL,IDRRを個別に制御するものである点のみが異なる。
具体的には、個別ダイナモメータトルク指令生成手段6(左前輪ダイナモメータトルク指令生成手段61,右前輪ダイナモメータトルク指令生成手段62,左後輪ダイナモメータトルク指令生成手段63,右後輪ダイナモメータトルク指令生成手段64)は、上述した手順により走行抵抗トルクと電気慣性トルクを含む各トルク指令TDFL,TDFR,TDRL,TDRRと、各ダイナモメータM1,M2,M3,M4の検出トルクTDFL,TDFR,TDRL,TDRRとの差分値を偏差増幅演算(例えば比例積分演算)した値を、各ダイナモメータM1,M2,M3,M4のトルク指令TDFL,TDFR,TDRL,TDRRに含ませた(加えた)指令をそれぞれのダイナモメータM1,M2,M3,M4の最終トルク指令(左前輪ダイナモメータ最終トルク指令,右前輪ダイナモメータ最終トルク指令,左後輪ダイナモメータ最終トルク指令,右後輪ダイナモメータ最終トルク指令)として生成し、個別ダイナモメータ電流制御手段7(左前輪ダイナモメータ電流制御手段71,右前輪ダイナモメータ電流制御手段72,左後輪ダイナモメータ電流制御手段73,右後輪ダイナモメータ電流制御手段74)に出力するものである。そして、個別電流制御手段7(左前輪ダイナモメータ電流制御手段71,右前輪ダイナモメータ電流制御手段72,左後輪ダイナモメータ電流制御手段73,右後輪ダイナモメータ電流制御手段74)が、このような各最終トルク指令に基づいてそれぞれのダイナモメータM1,M2,M3,M4の電流IDFL,IDFR,IDRL,IDRRを個別に制御することにより、各ダイナモメータM1,M2,M3,M4の検出トルクTDFL,TDFR,TDRL,TDRRをフィードバック制御可能なトルク制御(ATR)を備えた態様となり、制御精度が向上する。この第2変形例に係るシャシーダイナモメータXにおいても、微分処理は不要であるため、応答性は良好である。
また、図29及び図30に示すように、第1変形例と第2変形例とを組み合わせたシャシーダイナモメータXを実現することもできる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、試験車両がタイヤを2本備え、それぞれのタイヤを個別に駆動可能な駆動タイヤに設定した二輪車であってもよい。この場合、2本のタイヤは、車両の前後にそれぞれ1本ずつ設けられたものであってもよいし、車両の左右に1本ずつ設けられたものであってもよい。そして、各タイヤをそれぞれ個別に載置するローラを駆動ローラとし、各駆動ローラにそれぞれダイナモメータを個別に連結したシャシーダイナモメータを構成することが可能である。
また、試験車両が、タイヤを3本以上備えたものであり、これら複数のタイヤのうち他のタイヤとは独立して駆動可能なタイヤである駆動タイヤを複数本備えた車両である場合、各駆動タイヤを個別に載置するローラを駆動ローラとし、各駆動ローラにそれぞれダイナモメータを個別に連結したシャシーダイナモメータを構成することもできる。
次に、本発明に係るシャシーダイナモメータの第4実施形態として、図31乃至図34、及び第1実施形態に係るシャシーダイナモメータXを説明する際に用いた図4を参照しながら説明する。第4実施形態に係るシャシーダイナモメータXは、試験車両として例えば前輪S1及び後輪S2をそれぞれ1本ずつ有する二輪車Sを適用し、前輪S1又は後輪S2の何れか一方のみ(図示例では後輪S1)を駆動タイヤとし、その駆動タイヤS2を載置したローラX12を単一の駆動ローラX12としてダイナモメータM1に連結した構成を有する。
第4実施形態に係るシャシーダイナモメータXは、単一のダイナモメータMの駆動を制御する制御部Cを備えたものである。ダイナモメータMの一端部を単一の駆動ローラX12に取り付け、ダイナモメータMの電流に応じて駆動ローラX12を駆動可能に構成している。なお、ダイナモメータMは、ローラベースX2上に固定した揺動軸受X3に揺動可能に支持されている。また、試験車両Sの車両自体は適宜の固定手段X4によって固定されている。なお、駆動タイヤではないタイヤ(本実施形態では前輪S1)は、適宜の台またはローラ(駆動ローラではないローラ)等に載置しておけばよい。
本実施形態のシャシーダイナモメータXにおける制御部Cは、CPUなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、図示しない記憶部から適宜のプログラムを読み込んで実行することにより、各種ハードウェアとプログラムとを協働させて以下の各機能手段を実現する機能部である。具体的に、この制御部は、図33及び図4に示すように、駆動タイヤ推定トルク演算手段1と、駆動タイヤ推定駆動力演算手段2と、車両加速力演算手段3と、加速度演算手段4と、駆動ローラ加速力演算手段5と、ダイナモメータトルク指令生成手段6と、ダイナモメータ電流制御手段7とを備えている。なお、図示していないが、制御部Cを構成する電子機器や回路などのハードウェハを適宜の操作計測盤(コントロール盤)やインバータ盤に実装・収容している。すなわち、本実施形態における制御部Cの構成及び制御は、以下に述べるように第1実施形態における制御部Cと同等または略同等である。
駆動タイヤ推定トルク演算手段1は、ダイナモメータMの検出トルクTD(検出揺動トルク)と検出回転速度ωDから駆動ローラX12に対応するタイヤ、すなわち本実施形態では後輪S2の推定トルクであるタイヤ推定トルクを演算するものである。ここで、ダイナモメータMの検出トルクTDは、適宜のトルク検出部によって検出したダイナモメータMのトルクであり、ダイナモメータMの検出回転速度ωDは、適宜の回転速度検出部によって検出したダイナモメータMの回転速度である。
この駆動タイヤ推定トルク演算手段1によってタイヤ推定トルクを求める処理は、図4で示すブロック線図で表すことができる。同図及びタイヤトルク(駆動力)の推定原理を示す図6からも把握できるように、駆動タイヤ推定トルク演算手段1における演算処理は加減乗除演算処理であり、微分演算処理は一切行わない。
駆動タイヤ推定駆動力演算手段2は、駆動タイヤ推定トルク演算手段1で求めたタイヤ推定トルクと駆動ローラである後ローラX12の半径RDに基づいて推定されるタイヤの駆動力(駆動タイヤ推定駆動力FT)を演算するものである。具体的に、この駆動タイヤ推定駆動力演算手段2は、タイヤ推定トルクを後ローラX12の半径RDで除算する演算処理によって駆動タイヤ推定駆動力FTを求めるものである。
車両加速力演算手段3は、駆動タイヤ推定駆動力演算手段2で求めた駆動タイヤ推定駆動力FTと、車速に基づいて設定された走行抵抗FLとに基づいて試験車両Sの加速力Fを演算するものである。具体的に、この車両加速力演算手段3は、駆動タイヤ推定駆動力FTから、走行抵抗FLを減算する演算処理によって車両加速力Fを求めるものである。なお、走行抵抗FLは、惰行法、ABC法、テーブル法等の既知の方法により既定値(推定値)として与えることができる。
加速度演算手段4は、車両加速力演算手段3で求めた試験車両Sの加速力Fと試験車両Sの慣性質量mとに基づいてダイナモメータMの加速度aを演算するものである。具体的に、この加速度演算手段4は、試験車両Sの加速力Fを試験車両Sの慣性質量mで除算する演算処理によってダイナモメータMの加速度aを求めるものである。
駆動ローラ加速力演算手段5は、加速度演算手段4で求めたダイナモメータMの加速度aとダイナモメータMの慣性質量mDとに基づいて駆動ローラX11の加速力mDaを演算するものである。具体的に、この駆動ローラ加速力演算手段5は、ダイナモメータMの加速度aにダイナモメータMの慣性質量mDを乗算する演算処理によって駆動ローラX12の加速力mDaを求めるものである。
ダイナモメータトルク指令生成手段6は、駆動ローラ加速力演算手段5で求めた駆動ローラX12の加速力mDaと駆動タイヤ推定駆動力演算手段2で求めたタイヤの推定駆動力(駆動タイヤ推定駆動力FT)との差分値と、駆動ローラX12の半径RDとに基づく演算処理によって走行トルクと電気慣性トルクとを含むトルク指令TLEを生成するものである。具体的に、このダイナモメータトルク指令生成手段6は、駆動ローラX12の加速力mDaと駆動タイヤ推定駆動力FTとの差分値に駆動ローラX12の半径RDを乗算する演算処理によって、走行抵抗トルクと電気慣性トルクとを含むトルク指令TLEを生成するものである。なお、シャシーダイナモメータX自体に機械損失(メカロス)があり、これによる減速を防止するため、本実施形態では、ダイナモメータトルク指令生成手段6において、走行抵抗トルクと電気慣性トルクからなるトルク指令TLEに、メカロスに相当するトルクを加算したトルク指令TDを生成するように構成している。
ダイナモメータ電流制御手段7は、ダイナモメータトルク指令生成手段6で生成したトルク指令TLEに基づいてダイナモメータMの電流IDを制御(交流電流制御:ACR)するものである。
ここで、試験車両Sの加速力Fは以下の運動方程式で表すことができる。
F=FT−FL=ma=(mD+mE)a
上記式において、FTはタイヤ駆動力であり、FLは試験車両Sの走行抵抗であり、mDはシャシーダイナモメータの慣性質量であり、mEは電気慣性である。タイヤ駆動力FTはシャシーダイナモメータXのローラ表面に作用し、シャシーダイナモメータXの慣性質量mDを駆動する力となる。試験車両Sの慣性質量mとの差分m−mD=mEをシャシーダイナモメータXが電気制御により模擬し、走行抵抗FLに相当する力をシャシーダイナモメータXが電気制御により吸収する。したがって、シャシーダイナモメータXの電気制御における指令は走行抵抗FLと電気慣性mEに相当する力mE・aになり、これらの合力FL+mE・aが下式で表すことができる。なお、「−」は合力FL+mE・aがタイヤ駆動力FTを吸収する吸収力となることを意味する。
FT−FL=(mD+mE)a
FT−mDa=FL+mEa
mDa−FT=−FL−mEa
このような式に着目し、本実施形態に係るシャシーダイナモメータXは、走行抵抗FLと電気慣性mEを電気制御により模擬するように構成したものである。したがって、ダイナモメータMのトルク指令TLEは以下の式で表すことができる。
TLE=(−FL−mEa)RD=(mDa−FT)RD
ここで、RDは駆動ローラX12の半径RDである。すなわち、ダイナモメータトルク指令生成手段6では、駆動ローラ加速力演算手段5で求めた駆動ローラX1の加速力mDaと駆動タイヤ推定駆動力演算手段2で求めたタイヤの推定駆動力(駆動タイヤ推定駆動力)FTとの差分値である「mDa−FT」に、駆動ローラX12の半径RDを乗算することによってトルク(Nm)に換算した値「(mDa−FT)RD」をトルク指令TLEとして生成し、このトルク指令TLEに基づいてダイナモメータMの電流IDを制御することによって、ダイナモメータMのトルク制御を適切に行うことができる。
次に、図4及び図34を参照しながら、本実施形態に係るシャシーダイナモメータXによって試験車両Sを目標速度で走行させる際の処理手順について説明する。
先ず、試験車両Sの後輪S2を後ローラX12に載置し、試験車両Sを目標速度で走行させるべくダイナモメータMを駆動させる。この状態で、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、ダイナモメータMに関連付けて設けたトルク検出部(揺動トルク検出部)及び回転速度検出部によって検出したダイナモメータMの検出トルクTD及び検出回転速度ωDに基づいて、駆動タイヤ推定トルク演算手段1によってタイヤ推定トルクを求める(駆動タイヤ推定トルク演算ステップP31)。次いで、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、駆動タイヤ推定駆動力演算手段2によって、駆動タイヤ推定トルク演算ステップP31で求めたタイヤ推定トルクを駆動ローラX12の半径RDで除算して駆動タイヤ推定駆動力FTを求める(駆動タイヤ推定駆動力演算ステップP32)。
引き続いて、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、車両加速力演算手段3によって、駆動タイヤ推定駆動力演算ステップP32で求めた駆動タイヤ推定駆動力FTから、車速に基づいて設定された走行抵抗FLを減算して試験車両Sの加速力Fを求める(車両加速力演算ステップP33)。次に、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、加速度演算手段4によって、車両加速力演算ステップP33で求めた試験車両Sの加速力Fを試験車両Sの慣性質量mで除算してダイナモメータMの加速度aを求める(加速度演算ステップP34)。
加速度演算ステップP34に続いて、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、駆動ローラ加速力演算手段5によって、加速度演算ステップP34で求めたダイナモメータMの加速度aにダイナモメータMの慣性質量mDを乗算して駆動ローラX12の加速力mDaを求める(駆動ローラ加速力演算ステップP35)。引き続いて、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、ダイナモメータトルク指令生成手段6によって、先ず駆動ローラ加速力演算ステップP35で求めた駆動ローラX11の加速力mDaと駆動タイヤ推定駆動力演算手段2で求めた駆動タイヤ推定駆動力FTとの差分値を求め、この差分値に駆動ローラX12の半径RDを乗算して、走行抵抗トルクと電気慣性トルクとの合計値であるトルク指令TLEを生成する(ダイナモメータトルク指令生成ステップP36)。本実施形態では、上述したようにシャシーダイナモメータX自体の機械損失(メカロス)による減速を防止するため、ダイナモメータトルク指令生成ステップP36では、メカロスに相当するトルクをトルク指令TLEに加算したトルク指令TDを生成する。そして、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、ダイナモメータ電流制御手段7によって、ダイナモメータトルク指令生成ステップP36で生成したトルク指令TDに基づいてダイナモメータMの電流IDを制御する(ダイナモメータ電流制御ステップP37)。なお、トルク指令TDの極性が「+」であれば駆動ローラX12を正転方向Aに加速(駆動)する一方、トルク指令TDの極性が「−」であれば駆動ローラX12を逆転方向Bに加速(吸収)する(図31参照)。
以上の演算処理を行うことによって、本実施形態のシャシーダイナモメータXは、試験車両Sの加速力Fに相当する走行抵抗トルク及び電気慣性トルクを含むトルク指令TLEに基づいてダイナモメータMのトルク制御を適切に行うことができ、電気制御による適切な模擬試験状態を実現することができる。しかも、本実施形態に係るシャシーダイナモメータXは、応答性の低下を招来し得る微分演算を必要としていないため、即応性に優れたものである。
なお、上述したシャシーダイナモメータXの第1変形例として図7に示す態様を挙げることができる。
この第1変形例に係るシャシーダイナモメータXは、第4実施形態として例示したシャシーダイナモメータXと比較して、制御部Cが、上述の各手段に加えて、加速度演算手段4で求めたダイナモメータMの加速度aを積分して試験車両Sの車速Vを求める車速演算手段8と、車速演算手段8で求めた試験車両Sの車速Vを駆動ローラX12の半径RDで除算して回転速度指令ωDを求める回転速度指令演算手段9と、回転速度指令演算手段9で求めた回転速度指令ωDとダイナモメータMの検出回転速度ωDとに基づく偏差増幅演算により同期トルクTωを求める同期トルク演算手段10とを備えている点、及びダイナモメータトルク指令生成手段6が、走行抵抗トルク及び電気慣性トルクと同期トルク演算手段10で求めた同期トルクTωとを含むトルク指令TLEを生成するものである点で異なる。
通常、ダイナモメータMの機械慣性は車両慣性よりも小さいため、タイヤの駆動力が急激に変化すると実車両よりも速度変動が僅かに大きくなる。このような事象は、駆動タイヤ推定駆動力手段2の応答が十分に高ければ特に問題とはならないが、第1変形例に係るシャシーダイナモメータXであれば、速度制御(ASR)を内在するものとなり、応答精度をより一層高めることができ、タイヤの駆動力が急激に変化した場合にも実車両と同等の速度変動を実現することができる。また、この第1変形例に係るシャシーダイナモメータXにおいても、微分処理は行わないため、応答性は良好である。
また、第4実施形態のシャシーダイナモメータXのさらに異なる変形例(第2変形例)として、図8に示す態様を挙げることができる。
この第2変形例に係るシャシーダイナモメータXは、上述したシャシーダイナモメータXと比較して、ダイナモメータトルク指令生成手段6が、トルク指令TDとダイナモメータMの検出トルクTDとに基づく偏差増幅演算(例えば比例積分演算)により最終トルク指令を生成するものであり、ダイナモメータ電流制御手段7が、最終トルク指令に基づいてダイナモメータMの電流IDを制御するものである点のみが異なる。
具体的には、ダイナモメータトルク指令生成手段6は、上述した手順により走行抵抗トルクと電気慣性トルクとの和であるトルク指令TDと、ダイナモメータMの検出トルクTDとの差分値を偏差増幅演算(例えば比例積分演算)した値を、トルク指令TDに含ませた(加えた)指令を最終トルク指令として生成し、ダイナモメータ電流制御手段7に出力するものである。そして、ダイナモメータ電流制御手段7が、このような最終トルク指令に基づいてダイナモメータMの電流IDを制御することにより、検出トルクTD(検出揺動トルク)をフィードバック制御可能なトルク制御(ATR)を備えた態様となり、制御精度が向上する。この第2変形例に係るシャシーダイナモメータXにおいても、微分処理は不要であるため、応答性は良好である。
また、図9に示すように、第1変形例と第2変形例とを組み合わせたシャシーダイナモメータXを実現することもできる。
また、上述した第4実施形態及びその変形例(第1変形例、第2変形例)では、試験車両Sの後輪S2を後ローラX12に載置し、後ローラX12のみを単一の駆動ローラとしてダイナモメータMに連結した態様を例示したが、試験車両Sの駆動タイヤが後輪S2ではなく、前輪S1であれば、前輪を載置する前ローラ(図示省略)を単一の駆動ローラとしてダイナモメータMに連結したシャシーダイナモメータXを構成してもよい。
また、左右一対のタイヤ2本のみを有する車両(例えば立ち乗り二輪車と称されるもの)が試験車両である場合に、左右一対のタイヤの少なくとも一方が他方とは独立して駆動可能(共通の車軸に連結されていない)な構成であれば、駆動可能な一方のタイヤを駆動タイヤとし、この駆動タイヤを載置するローラを単一の駆動ローラとし、この駆動ローラに連結した単一のダイナモメータを備えた本発明のシャシーダイナモメータを構成することができる。また、試験車両が、左右一対のタイヤを有する二輪車(例えば立ち乗り二輪車)である場合、左右一対のタイヤが共通の車軸(シャフト)の両端部に取り付けられ且つ一体回転可能な構成であれば、本発明のシャシーダイナモメータは、これら左右一対のタイヤを駆動タイヤとし、これら駆動タイヤを個別に載置する左右一対のローラを駆動ローラとし、これら駆動ローラ同士を連結する単一のダイナモメータを備えた構成にすることもできる。
また、タイヤを3本以上有し、そのうち1本のタイヤのみが他のタイヤから独立して駆動可能な駆動タイヤである車両を試験車両とした場合には、駆動タイヤを載置するローラを単一の駆動ローラとして単一のダイナモメータに連結したシャシーダイナモを構成してもよい。
また、試験車両が、タイヤを3本以上有し、そのうち共通の車軸に取り付けた複数本のタイヤを共通の車軸周りに一体回転可能に構成したものである場合、共通の車軸に取り付けた複数本のタイヤを駆動タイヤとし、これら各駆動タイヤを載置するそれぞれのローラを駆動ローラとして単一のダイナモメータに連結したシャシーダイナモを構成してもよい。そして、この場合の単一のダイナモメータの駆動制御は、第1実施形態または第4実施形態で示した何れの駆動制御によっても実現することができる。
或いは、1本のタイヤのみを備えた車両を試験車両とした場合には、その単一のタイヤを載置するローラを単一の駆動ローラとして単一のダイナモメータに連結したシャシーダイナモを構成することも可能である。
また、試験車両が、他のタイヤから独立して駆動可能なタイヤ(単独駆動タイヤ)と、共通の車軸周りに一体回転駆動可能に連結されたタイヤ(車軸連結駆動タイヤ)とを備えた車両である場合には、単独駆動タイヤを載置する駆動ローラに連結したダイナモメータと、車軸連結駆動タイヤを載置する一対の駆動ローラに連結したダイナモメータとを備えたシャシーダイナモメータを構成すればよく、これら各ダイナモメータの駆動制御は、上述の第2実施形態及び第3実施形態で示した構成及び制御に準じた構成及び制御によって行うことができる。
また、上述した各実施形態及び各変形例において、タイヤ推定トルク演算手段,個別駆動タイヤ推定トルク演算手段,駆動タイヤ推定トルク演算手段、これらタイヤ推定トルク演算手段は、図6に示すタイヤトルク(駆動力)の推定原理に基づいてタイヤ推定トルク(駆動タイヤ推定トルク)を演算するものである。ここで、図6ではダイナモトルクTの極性とタイヤトルクTの極性を逆に定義(タイヤトルクT及びタイヤ推定トルクTT0はダイナモトルクと逆極性に定義)している。
一方、本発明におけるタイヤ推定トルク演算手段(個別駆動タイヤ推定トルク演算手段,駆動タイヤ推定トルク演算手段も含む)として、図35に示すタイヤトルク(駆動力)の推定原理に基づいてタイヤ推定トルク(駆動タイヤ推定トルク)を演算するものを適用することができる。図35に示すタイヤトルクの推定原理図は、図6に示すタイヤトルクの推定原理図と比較して、タイヤトルクT及びタイヤ推定トルクTT0の極性をダイナモトルクTの極性と同じにしている(ダイナモトルクの極性「+」をタイヤトルクの正転(前進)加速方向に定義している)点で異なる。
図35において、Tはダイナモトルク[Nm]であり、Tはタイヤトルク[Nm](ダイナモ軸換算)であり、TT0はタイヤ推定トルク[Nm](ダイナモ軸換算)であり、Jはダイナモ慣性モーメント[kgm](ローラの慣性含む)であり、JD0はダイナモ慣性モーメント[kgm](ローラの慣性含む)(オブザーバ設定値)であり、ωはダイナモ速度[rad/s]であり、ωD0はダイナモ推定速度[rad/s]であり、Gはオブザーバゲイン[Nm/(rad/s)]である。そして、以下の式(11)乃至式(13)で表す伝達関数に基づいて、式(11)に式(12)(13)を代入すると以下の式(14)となる。
Figure 2013145230
そして、式(14)において、T=0とし、伝達関数の形、つまりTT0/Tに整理すると以下の式(15)となる。
Figure 2013145230
この式(15)はGが定数の場合、時定数τでJD0/Jに収束する一次遅れの特性となる。つまり、オブザーバのJD0に実機(シャシーダイナモメータX)の慣性モーメントJを設定することにより、タイヤトルクTを推定することが可能となる。また、上記式より、タイヤ推定トルクTT0の精度はオブザーバに設定したダイナモ慣性モーメントJD0精度に支配され、応答は時定数τ(換言するとオブザーバゲインG)に支配される。
そして、式(14)においてT=0とし、伝達関数の形、つまりTT0/Tに整理すると以下の式(16)となる。
Figure 2013145230
この式(16)は、タイヤトルクT=0(シャシーダイナモ単体)の場合、JD0=Jに調整できれば、ダイナモトルクTを発生させてもタイヤ推定トルクTT0はゼロとなることを意味する。
以上より、シャシーダイナモ単体でダイナモトルクTを発生させ、タイヤ推定トルクTToがゼロになるようにオブザーバのダイナモ慣性モーメントJD0を調整する。具体的には、ダイナモトルクTに正トルクを指示して、タイヤ推定トルクTT0に正トルクが現れる場合、JD0>JであるためJD0を小さくし、ダイナモトルクTに正トルクを指示して、タイヤ推定トルクTT0に負トルクが現れる場合、JD0<JであるためJD0を大きくする。また、ダイナモトルクTに負トルクを指示して、タイヤ推定トルクTT0に正トルクが現れる場合、JD0<JであるためJD0を大きくし、ダイナモトルクTに負トルクを指示して、タイヤ推定トルクTT0に負トルクが現れる場合、JD0>JであるためJD0を小さくする。以上の方法でダイナモ慣性モーメントJD0を調整することができる。
また、式(15)は、上述の式(5)と同じである。したがって、式(5)を利用したタイヤトルク(駆動力)の推定原理に基づいてタイヤ推定トルク(駆動タイヤ推定トルク)を演算する上述の各実施形態及び各変形例におけるタイヤ推定トルク演算手段,個別駆動タイヤ推定トルク演算手段,駆動タイヤ推定トルク演算手段、これらタイヤ推定トルク演算手段でも、式(16)を利用し、上述の方法でダイナモ慣性モーメントJD0を調整することができる。
図36は、図35に示すタイヤトルクの推定原理を用いてタイヤ推定トルクを演算するタイヤ推定トルク演算手段(個別駆動タイヤ推定トルク演算手段,駆動タイヤ推定トルク演算手段)を備えたシャシーダイナモメータのブロック線図の一例を図4(第1実施形態に係るシャシーダイナモメータのブロック線図)に対応させて示す図である。タイヤトルクの極性とダイナモトルクの極性とを同じにしたことにより、タイヤ推定トルク演算手段(オブザーバ)において、タイヤトルクの極性とダイナモトルクの極性が逆であれば必要な「オブザーバのタイヤ推定トルクTT0に「−1」を乗算する」処理が不要となる。なお、図4以外の各実施形態やそれらの変形例に係るシャシーダイナモメータのブロック線図(具体的には、図7乃至図9、図12、図14乃至図16、図22、図23、図25乃至図30)において符号1、11、12、13、14の何れかを付したタイヤ推定トルク演算手段(個別駆動タイヤ推定トルク演算手段,駆動タイヤ推定トルク演算手段)もまた、図35に示すタイヤトルク(駆動タイヤトルク)の推定原理を用いてタイヤ推定トルク(駆動タイヤ推定トルク)を演算するものであれば、「オブザーバのタイヤ推定トルクTT0に「−1」を乗算する」処理が不要になり、図36に準じたブロック線図で示すことができる(図示省略)。
また、上述した第3実施形態及び第4実施形態の各変形例(第1変形例、第2変形例、第1変形例と第2変形例とを組み合わせた変形例)における同期トルク演算手段として、回転速度指令演算手段9で求めた回転速度指令ωDとダイナモメータMの検出回転速度ωDとに基づく比例演算、或いは一次遅れのゲインを高く設定した演算など、比例積分演算以外の偏差増幅演算により同期トルクTωを求める構成を採用することができる。これと同様に、第3実施形態及び第4実施形態における第2変形例、及び第1変形例と第2変形例とを組み合わせた変形例におけるトルク指令生成手段が、トルク指令TDとダイナモメータMの検出トルクTDとに基づく比例演算、或いは一次遅れのゲインを高く設定した演算など、比例積分演算以外の偏差増幅演算により最終トルク指令を生成するものであってもよい。
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
1…タイヤ推定トルク演算手段,個別駆動タイヤ推定トルク演算手段,駆動タイヤ推定トルク演算手段
2…タイヤ推定駆動力演算手段,個別駆動タイヤ推定駆動力演算手段,駆動タイヤ推定駆動力演算手段
3…車両加速力演算手段
4…加速度演算手段
5…駆動ローラ加速力演算手段,個別駆動ローラ加速力演算手段,駆動ローラ加速力演算手段
6…トルク指令生成手段,個別ダイナモメータトルク指令生成手段,ダイナモメータトルク指令生成手段
7…電流制御手段,個別ダイナモメータ電流制御手段,ダイナモメータ電流制御手段
8…車速演算手段
9…回転速度指令演算手段,個別ダイナモメータ回転速度指令演算手段,ダイナモメータ回転速度指令演算手段
10…同期トルク演算手段,個別ダイナモメータ同期トルク演算手段,ダイナモメータ同期トルク演算手段
11…前タイヤ推定トルク演算手段
12…後タイヤ推定トルク演算手段
21…前タイヤ推定駆動力演算手段
22…後タイヤ推定駆動力演算手段
51…前ローラ加速力演算手段
52…後ローラ加速力演算手段
61…前輪ダイナモメータトルク指令生成手段
62…後輪ダイナモメータトルク指令生成手段
71…前輪ダイナモメータ電流制御手段
72…後輪ダイナモメータ電流制御手段
91…前輪ダイナモメータ回転速度指令演算手段
92…後輪ダイナモメータ回転速度指令演算手段
101…前輪ダイナモメータ同期トルク演算手段
102…後輪ダイナモメータ同期トルク演算手段
C…制御部
M…ダイナモメータ
M1…前輪ダイナモメータ
M2…後輪ダイナモメータ
S…試験車両
S1…前タイヤ
S2…後タイヤ
X…シャシーダイナモメータ
X11…前ローラ
X12…後ローラ

Claims (12)

  1. 試験車両の前タイヤを載置する前ローラ又は試験車両の後タイヤを載置する後ローラの何れか一方と、前記前ローラ又は前記後ローラの何れか一方を駆動ローラとして連結したダイナモメータと、前記ダイナモメータの駆動を制御する制御部とを備えたシャシーダイナモメータであって、
    前記制御部が、
    前記ダイナモメータの検出トルク及び検出回転速度から前記駆動ローラに対応する前記タイヤの推定トルクであるタイヤ推定トルクを演算するタイヤ推定トルク演算手段と、
    前記タイヤ推定トルク演算手段で求めたタイヤ推定トルクを前記駆動ローラの半径で除算して前記タイヤの推定される駆動力であるタイヤ推定駆動力を求めるタイヤ推定駆動力演算手段と、
    車速に基づいて設定された走行抵抗と前記タイヤ推定駆動力演算手段で求めたタイヤ推定駆動力とを加減算して前記試験車両の加速力を求める車両加速力演算手段と、
    前記車両加速力演算手段で求めた加速力を前記試験車両の慣性質量で除算して前記ダイナモメータの加速度を求める加速度演算手段と、
    前記加速度演算手段で求めた前記ダイナモメータの加速度に前記ダイナモメータの機械慣性質量を乗算して前記駆動ローラの加速力を求める駆動ローラ加速力演算手段と、
    前記駆動ローラ加速力演算手段で求めた前記駆動ローラの加速力と前記タイヤ推定駆動力の差に前記駆動ローラの半径を乗算して求めた走行抵抗トルク及び電気慣性トルクを含むトルク指令を生成するトルク指令生成手段と、
    前記トルク指令生成手段で生成したトルク指令に基づいて前記ダイナモメータの電流を制御する電流制御手段とを備えていることを特徴とするシャシーダイナモメータ。
  2. 前記制御部が、さらに、
    前記加速度演算手段で求めた前記ダイナモメータの加速度を積分して前記試験車両の車速を求める車速演算手段と、
    前記車速演算手段で求めた前記試験車両の車速を前記駆動ローラの半径で除算して回転速度指令を求める回転速度指令演算手段と、
    前記回転速度指令演算手段で求めた回転速度指令と前記ダイナモメータの検出回転速度とに基づく比例積分演算により同期トルクを求める同期トルク演算手段とを備え、
    前記トルク指令生成手段は、走行抵抗トルク及び電気慣性トルクと前記同期トルク演算手段で求めた同期トルクとを含むトルク指令を生成するものである請求項1に記載のシャシーダイナモメータ。
  3. 前記トルク指令生成手段は、前記トルク指令と前記ダイナモメータの検出トルクとに基づく比例積分演算により最終トルク指令を生成するものであり、
    前記電流制御手段は、前記最終トルク指令に基づいて前記ダイナモメータの電流を制御するものである請求項1又は2に記載のシャシーダイナモメータ。
  4. 試験車両の前タイヤを載置する前ローラ及び試験車両の後タイヤを載置する後ローラと、前記前ローラを駆動ローラとして連結した前輪ダイナモメータと、前記後ローラを駆動ローラとして連結した後輪ダイナモメータと、これらのダイナモメータの駆動を制御する制御部とを備えたシャシーダイナモメータであって、
    前記制御部が、
    前記前輪ダイナモメータの検出トルク及び検出回転速度から前タイヤの推定トルクである前タイヤ推定トルクを演算する前タイヤ推定トルク演算手段と、
    前記前タイヤ推定トルク演算手段で求めた前タイヤ推定トルクを前記前ローラの半径で除算して前記前タイヤの推定される駆動力である前タイヤ推定駆動力を求める前タイヤ推定駆動力演算手段と、
    前記後輪ダイナモメータの検出トルク及び検出回転速度から後タイヤの推定トルクである後タイヤ推定トルクを演算する後タイヤ推定トルク演算手段と、
    前記後タイヤ推定トルク演算手段で求めた後タイヤ推定トルクを前記後ローラの半径で除算して前記後タイヤの推定される駆動力である後タイヤ推定駆動力を求める後タイヤ推定駆動力演算手段と、
    車速に基づいて設定された走行抵抗と前記前タイヤ推定駆動力演算手段で求めた前タイヤ推定駆動力と前記後タイヤ推定駆動力演算手段で求めた後タイヤ推定駆動力とを加減算して前記試験車両の加速力を求める車両加速力演算手段と、
    前記車両加速力演算手段で求めた加速力を前記試験車両の慣性質量で除算して前記前輪ダイナモメータ及び前記後輪ダイナモメータに共通の加速度を求める加速度演算手段と、
    前記加速度演算手段で求めた前記前輪ダイナモメータ及び前記後輪ダイナモメータに共通の加速度に前記前輪ダイナモメータの機械慣性質量を乗算して前記前ローラの加速力を求める前ローラ加速力演算手段と、
    前記前ローラ加速力演算手段で求めた前記前ローラの加速力と前記前タイヤ推定駆動力の差に前記前ローラの半径を乗算して求めた走行抵抗トルク及び電気慣性トルクを含むトルク指令を生成する前輪ダイナモメータトルク指令生成手段と、
    前記前輪ダイナモメータトルク指令生成手段で生成したトルク指令に基づいて前記前輪ダイナモメータの電流を制御する前輪ダイナモメータ電流制御手段と、
    前記加速度演算手段で求めた前記前輪ダイナモメータ及び前記後輪ダイナモメータに共通の加速度に前記後輪ダイナモメータの機械慣性質量を乗算して前記後ローラの加速力を求める後ローラ加速力演算手段と、
    前記後ローラ加速力演算手段で求めた前記後ローラの加速力と前記後タイヤ推定駆動力の差に前記後ローラの半径を乗算して求めた走行抵抗トルク及び電気慣性トルクを含むトルク指令を生成する後輪ダイナモメータトルク指令生成手段と、
    前記後輪ダイナモメータトルク指令生成手段で生成したトルク指令に基づいて前記後輪ダイナモメータの電流を制御する後輪ダイナモメータ電流制御手段とを備えていることを特徴とするシャシーダイナモメータ。
  5. 前記制御部が、さらに、
    前記加速度演算手段で求めた前記前輪ダイナモメータ及び前記後輪ダイナモメータに共通の加速度を積分して前記試験車両の車速を求める車速演算手段と、
    前記車速演算手段で求めた前記試験車両の車速を前記前ローラの半径で除算して前記前輪ダイナモメータの回転速度指令を求める前輪ダイナモメータ回転速度指令演算手段と、
    前記前輪ダイナモメータ回転速度指令演算手段で求めた前輪ダイナモメータの回転速度指令と前記前輪ダイナモメータの検出回転速度とに基づく比例積分演算により前輪ダイナモメータの同期トルクを求める前輪ダイナモメータ同期トルク演算手段と、
    前記車速演算手段で求めた前記試験車両の車速を前記後ローラの半径で除算して前記後輪ダイナモメータの回転速度指令を求める後輪ダイナモメータ回転速度指令演算手段と、
    前記後輪ダイナモメータ回転速度指令演算手段で求めた後輪ダイナモメータの回転速度指令と前記後輪ダイナモメータの検出回転速度とに基づく比例積分演算により後輪ダイナモメータの同期トルクを求める後輪ダイナモメータ同期トルク演算手段と、を備え、
    前記前輪ダイナモメータトルク指令生成手段は、走行抵抗トルク及び電気慣性トルクと前記前輪ダイナモメータ同期トルク演算手段で求めた同期トルクとを含むトルク指令を生成するものであり、
    前記後輪ダイナモメータトルク指令生成手段は、走行抵抗トルク及び電気慣性トルクと前記後輪ダイナモメータ同期トルク演算手段で求めた同期トルクとを含むトルク指令を生成するものである請求項4に記載のシャシーダイナモメータ。
  6. 前記前輪ダイナモメータトルク指令生成手段は、前記前輪ダイナモメータトルク指令と前記前輪ダイナモメータの検出トルクとに基づく比例積分演算により前輪ダイナモメータ最終トルク指令を生成するものであり、
    前記前輪ダイナモメータ電流制御手段は、前記前輪ダイナモメータ最終トルク指令に基づいて前記前輪ダイナモメータの電流を制御するものであり、
    前記後輪ダイナモメータトルク指令生成手段は、前記後輪ダイナモメータトルク指令と前記後輪ダイナモメータの検出トルクとに基づく比例積分演算により後輪ダイナモメータ最終トルク指令を生成するものであり、
    前記後輪ダイナモメータ電流制御手段は、前記後輪ダイナモメータ最終トルク指令に基づいて前記後輪ダイナモメータの電流を制御するものである請求項4又は5に記載のシャシーダイナモメータ。
  7. 試験車両の各タイヤを載置する複数のローラと、これら各ローラのうち他のタイヤとは独立して駆動される複数の駆動タイヤをそれぞれ載置する複数の前記ローラを個別の駆動ローラとして連結した個別のダイナモメータと、これら個別のダイナモメータの駆動を制御する制御部とを備えたシャシーダイナモメータであって、
    前記制御部が、
    前記個別のダイナモメータの検出トルク及び検出回転速度からそれぞれのダイナモメータに対応する駆動タイヤの推定トルクである個別駆動タイヤ推定トルクを前記個別の駆動タイヤ毎に演算する個別駆動タイヤ推定トルク演算手段と、
    前記個別駆動タイヤ推定トルク演算手段で求めた個別駆動タイヤ推定トルクを前記駆動ローラの半径で除算して前記個別の駆動タイヤの推定される駆動力である個別駆動タイヤ推定駆動力を前記個別の駆動タイヤ毎に求める個別駆動タイヤ推定駆動力演算手段と、
    前記個別駆動タイヤ推定駆動力演算手段で求めた個別駆動タイヤ推定駆動力の合計値と車速に基づいて設定された走行抵抗とを加減算して前記試験車両の加速力を求める車両加速力演算手段と、
    前記車両加速力演算手段で求めた加速力を前記試験車両の慣性質量で除算して前記個別のダイナモメータに共通の加速度を求める加速度演算手段と、
    前記加速度演算手段で求めた前記個別のダイナモメータに共通の加速度に前記個別のダイナモメータ毎の機械慣性質量を乗算して前記個別の駆動ローラの加速力を前記個別の駆動ローラ毎に求める個別駆動ローラ加速力演算手段と、
    前記個別駆動ローラ加速力演算手段で求めた前記個別駆動ローラの加速力と前記個別駆動タイヤ推定駆動力の差に前記個別駆動ローラの半径を乗算して求めた前記個別のダイナモメータ毎の走行抵抗トルク及び電気慣性トルクを含むトルク指令を前記個別のダイナモメータ毎に生成する個別ダイナモメータトルク指令生成手段と、
    前記個別ダイナモメータトルク指令生成手段で生成したトルク指令に基づいて前記個別のダイナモメータ毎の電流を制御する個別ダイナモメータ電流制御手段とを備えていることを特徴とするシャシーダイナモメータ。
  8. 前記制御部が、さらに、
    前記加速度演算手段で求めた前記個別のダイナモメータに共通の加速度を積分して前記試験車両の車速を求める車速演算手段と、
    前記車速演算手段で求めた前記試験車両の車速を前記駆動ローラの半径で除算して前記個別のダイナモメータの回転速度指令を前記個別のダイナモメータ毎に求める個別ダイナモメータ回転速度指令演算手段と、
    前記個別ダイナモメータ回転速度指令演算手段で求めた個別のダイナモメータの回転速度指令と前記個別のダイナモメータの検出回転速度とに基づく偏差増幅演算により前記個別のダイナモメータの同期トルクを前記個別のダイナモメータ毎に求める個別ダイナモメータ同期トルク演算手段とを備え、
    前記個別ダイナモメータトルク指令生成手段は、走行抵抗トルク及び電気慣性トルクと前記個別ダイナモメータ同期トルク演算手段で求めた同期トルクとを含むトルク指令を前記個別のダイナモメータ毎に生成するものである請求項7に記載のシャシーダイナモメータ。
  9. 前記個別ダイナモメータトルク指令生成手段は、前記個別のダイナモメータのトルク指令と前記個別のダイナモメータの検出トルクとに基づく偏差増幅演算により前記個別のダイナモメータ毎に最終トルク指令を生成するものであり、
    前記個別ダイナモメータ電流制御手段は、前記最終トルク指令に基づいて前記個別のダイナモメータ毎の電流を制御するものである請求項7又は8に記載のシャシーダイナモメータ。
  10. 試験車両の駆動タイヤを載置する駆動ローラと、前記駆動ローラに連結した単一のダイナモメータと、前記ダイナモメータの駆動を制御する制御部とを備えたシャシーダイナモメータであって、
    前記制御部が、
    前記ダイナモメータの検出トルク及び検出回転速度から前記駆動タイヤの推定トルクである駆動タイヤ推定トルクを演算する駆動タイヤ推定トルク演算手段と、
    前記駆動タイヤ推定トルク演算手段で求めた前記駆動タイヤ推定トルクを前記駆動ローラの半径で除算して前記駆動タイヤの推定される駆動力である駆動タイヤ推定駆動力を求める駆動タイヤ推定駆動力演算手段と、
    車速に基づいて設定された走行抵抗と前記駆動タイヤ推定駆動力演算手段で求めた駆動タイヤ推定駆動力とを加減算して前記試験車両の加速力を求める車両加速力演算手段と、
    前記車両加速力演算手段で求めた加速力を前記試験車両の慣性質量で除算して前記ダイナモメータの加速度を求める加速度演算手段と、
    前記加速度演算手段で求めた前記ダイナモメータの加速度に前記ダイナモメータの機械慣性質量を乗算して前記駆動ローラの加速力を求める駆動ローラ加速力演算手段と、
    前記駆動ローラ加速力演算手段で求めた前記駆動ローラの加速力と前記駆動タイヤ推定駆動力の差に前記駆動ローラの半径を乗算して求めた前記ダイナモメータの走行抵抗トルク及び電気慣性トルクを含むトルク指令を生成するダイナモメータトルク指令生成手段と、
    前記ダイナモメータトルク指令生成手段で生成したトルク指令に基づいて前記ダイナモメータの電流を制御するダイナモメータ電流制御手段とを備えていることを特徴とするシャシーダイナモメータ。
  11. 前記制御部が、さらに、
    前記加速度演算手段で求めた前記ダイナモメータの加速度を積分して前記試験車両の車速を求める車速演算手段と、
    前記車速演算手段で求めた前記試験車両の車速を前記駆動ローラの半径で除算して前記ダイナモメータの回転速度指令を求めるダイナモメータ回転速度指令演算手段と、
    前記ダイナモメータ回転速度指令演算手段で求めたダイナモメータの回転速度指令と前記ダイナモメータの検出回転速度とに基づく偏差増幅演算により前記ダイナモメータの同期トルクを求めるダイナモメータ同期トルク演算手段とを備え、
    前記ダイナモメータトルク指令生成手段は、走行抵抗トルク及び電気慣性トルクと前記ダイナモメータ同期トルク演算手段で求めた同期トルクとを含むトルク指令を生成するものである請求項10に記載のシャシーダイナモメータ。
  12. 前記ダイナモメータトルク指令生成手段は、前記トルク指令と前記ダイナモメータの検出トルクとに基づく偏差増幅演算により最終トルク指令を生成するものであり、
    前記ダイナモメータ電流制御手段は、前記最終トルク指令に基づいて前記ダイナモメータの電流を制御するものである請求項10又は11に記載のシャシーダイナモメータ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104675540A (zh) * 2014-12-23 2015-06-03 上海景格科技股份有限公司 对汽车发动机转速进行精确控制的外部设备及其控制方法
JP2015200506A (ja) * 2014-04-04 2015-11-12 日産自動車株式会社 車両挙動測定装置
JP2018017623A (ja) * 2016-07-28 2018-02-01 富士電機株式会社 ダイナモメータシステム
CN113984409A (zh) * 2021-10-29 2022-01-28 石家庄华燕交通科技有限公司 车辆检测速度同步跟随方法、系统、控制装置及存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03163329A (ja) * 1989-11-22 1991-07-15 Hitachi Ltd 車輌試験機の走行抵抗制御装置
JP2001091410A (ja) * 1999-09-27 2001-04-06 Horiba Ltd 電気自動車の動力系の性能試験装置および電気自動車用燃料電池の性能試験装置
JP2005297872A (ja) * 2004-04-15 2005-10-27 Meidensha Corp 車両速度制御装置
JP2010223861A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Sinfonia Technology Co Ltd 動力系の試験装置及びその制御方法
JP4639046B2 (ja) * 2003-12-16 2011-02-23 シンフォニアテクノロジー株式会社 動力伝達系の試験装置とその制御方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03163329A (ja) * 1989-11-22 1991-07-15 Hitachi Ltd 車輌試験機の走行抵抗制御装置
JP2001091410A (ja) * 1999-09-27 2001-04-06 Horiba Ltd 電気自動車の動力系の性能試験装置および電気自動車用燃料電池の性能試験装置
JP4639046B2 (ja) * 2003-12-16 2011-02-23 シンフォニアテクノロジー株式会社 動力伝達系の試験装置とその制御方法
JP2005297872A (ja) * 2004-04-15 2005-10-27 Meidensha Corp 車両速度制御装置
JP2010223861A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Sinfonia Technology Co Ltd 動力系の試験装置及びその制御方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015200506A (ja) * 2014-04-04 2015-11-12 日産自動車株式会社 車両挙動測定装置
CN104675540A (zh) * 2014-12-23 2015-06-03 上海景格科技股份有限公司 对汽车发动机转速进行精确控制的外部设备及其控制方法
JP2018017623A (ja) * 2016-07-28 2018-02-01 富士電機株式会社 ダイナモメータシステム
CN113984409A (zh) * 2021-10-29 2022-01-28 石家庄华燕交通科技有限公司 车辆检测速度同步跟随方法、系统、控制装置及存储介质
CN113984409B (zh) * 2021-10-29 2024-04-30 石家庄华燕交通科技有限公司 车辆检测速度同步跟随方法、系统、控制装置及存储介质

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