JP2818855B2 - 電気自動車用シャシーダイナモメータ - Google Patents
電気自動車用シャシーダイナモメータInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
- B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
- B60L7/18—Controlling the braking effect
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M17/00—Testing of vehicles
- G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
- G01M17/0072—Wheeled or endless-tracked vehicles the wheels of the vehicle co-operating with rotatable rolls
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は電気自動車の試験を行
うシャシーダイナモメータに関するものである。
うシャシーダイナモメータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車の試験において、シャシーダ
イナモメータは、動力性能の評価のみでなくエネルギー
消費率や一充電走行距離などの評価にも広く用いられて
いる。一般に、シャシーダイナモメータが内燃機関自動
車の排ガス試験用として広く普及した経緯から、電気自
動車の評価も内燃機関自動車用に用意されたシャシーダ
イナモメータ上で行われるのが一般的である。
イナモメータは、動力性能の評価のみでなくエネルギー
消費率や一充電走行距離などの評価にも広く用いられて
いる。一般に、シャシーダイナモメータが内燃機関自動
車の排ガス試験用として広く普及した経緯から、電気自
動車の評価も内燃機関自動車用に用意されたシャシーダ
イナモメータ上で行われるのが一般的である。
【０００３】しかるに電気自動車は一般に高効率である
ため、その評価を行う電気自動車用シャシーダイナモメ
ータは、慣性及び走行抵抗の模擬とも充分な精度が要求
される。また、汎用の内燃機関自動車の冷却はラジエー
ターによって行われるため、シャシーダイナモメータ上
での試験ではラジエーターを充分に冷却すればそのほか
の部位の冷却はあまり問題にならない。このため、ラジ
エーターの冷却のみを意識したスポット的な送風機を設
置した設備も少なくない。しかし、電気自動車はラジエ
ーターがないのが一般的であるうえ、モーター、コント
ローラー、バッテリーなど、冷却が必要な要素部品が散
在しているのが現状であるので、より実走行状態に近い
冷却が必要となる。また、電気自動車用シャシーダイナ
モメータは、回生制動の効果を含んだ車両の効率を評価
しなければならないため、回生制動の模擬が可能である
必要がある。
ため、その評価を行う電気自動車用シャシーダイナモメ
ータは、慣性及び走行抵抗の模擬とも充分な精度が要求
される。また、汎用の内燃機関自動車の冷却はラジエー
ターによって行われるため、シャシーダイナモメータ上
での試験ではラジエーターを充分に冷却すればそのほか
の部位の冷却はあまり問題にならない。このため、ラジ
エーターの冷却のみを意識したスポット的な送風機を設
置した設備も少なくない。しかし、電気自動車はラジエ
ーターがないのが一般的であるうえ、モーター、コント
ローラー、バッテリーなど、冷却が必要な要素部品が散
在しているのが現状であるので、より実走行状態に近い
冷却が必要となる。また、電気自動車用シャシーダイナ
モメータは、回生制動の効果を含んだ車両の効率を評価
しなければならないため、回生制動の模擬が可能である
必要がある。
【０００４】すなわち、電気自動車は、エネルギー効率
を高める目的で走行抵抗を低くおさえた設計がなされて
おり、これを評価するシャシーダイナモメータには走行
抵抗の模擬に対して高い精度と分解能が要求される（高
精度の負荷制御）。また、評価の中心が都市内走行時の
エネルギー効率にある点から、回転部分の等価慣性を含
んだ車両質量の模擬についても同様に高い精度と分解能
が要求される（高精度の慣性制御）。
を高める目的で走行抵抗を低くおさえた設計がなされて
おり、これを評価するシャシーダイナモメータには走行
抵抗の模擬に対して高い精度と分解能が要求される（高
精度の負荷制御）。また、評価の中心が都市内走行時の
エネルギー効率にある点から、回転部分の等価慣性を含
んだ車両質量の模擬についても同様に高い精度と分解能
が要求される（高精度の慣性制御）。
【０００５】一方、シャシーダイナモメータの慣性模擬
の分解能の向上とシステムの簡略化を目的に、最近のシ
ャシーダイナモメータでは電気的な慣性模擬を採用する
のが一般的になっている。
の分解能の向上とシステムの簡略化を目的に、最近のシ
ャシーダイナモメータでは電気的な慣性模擬を採用する
のが一般的になっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電気自動車は
バッテリーを搭載しているため、同レベルの内燃機関自
動車に比べて質量が約１．５倍と大きい。したがって、
重い電気自動車の試験をこの種のシャシーダイナモメー
タで行う場合、大きな車両質量を電気的に模擬するため
にダイナモメータの容量をより大きくセットする必要が
生じ、結果として走行抵抗の分解能が低下してしまう不
都合が生じる。
バッテリーを搭載しているため、同レベルの内燃機関自
動車に比べて質量が約１．５倍と大きい。したがって、
重い電気自動車の試験をこの種のシャシーダイナモメー
タで行う場合、大きな車両質量を電気的に模擬するため
にダイナモメータの容量をより大きくセットする必要が
生じ、結果として走行抵抗の分解能が低下してしまう不
都合が生じる。
【０００７】都市内走行を模擬したドライビングサイク
ルテストを汎用のシャシーダイナモメータ上で実施する
際の車両とダイナモメータの制御方法を図７に示す。汎
用のシャシーダイナモメータが排ガス試験用であるた
め、減速時の制御方法が実際の走行状態と大きく異なる
ことがわかる。すなわち、車両はアクセルを全閉にする
以外は何も制御されておらず、試験車両の速度はダイナ
モメータで制御されている。この方法で電気自動車の試
験を行った場合、減速時に車両のブレーキペダルが操作
されないので、車両の回生制動はエンジンブレーキ相当
の制動力を模擬する機能のある場合に限ってこのレベル
の回生制動が動作するだけで、それ以上の回生制動は動
作しない。供試車両がブレーキストロークやブレーキ踏
力の大きさによって回生制動が制御される機能を持って
いてもこの機能は動作しない。したがってこの様な機能
がある車両を試験する場合は、車両の速度はアクチュエ
ータによってブレーキペダルを操作して車両のブレーキ
で制御されなければならない。
ルテストを汎用のシャシーダイナモメータ上で実施する
際の車両とダイナモメータの制御方法を図７に示す。汎
用のシャシーダイナモメータが排ガス試験用であるた
め、減速時の制御方法が実際の走行状態と大きく異なる
ことがわかる。すなわち、車両はアクセルを全閉にする
以外は何も制御されておらず、試験車両の速度はダイナ
モメータで制御されている。この方法で電気自動車の試
験を行った場合、減速時に車両のブレーキペダルが操作
されないので、車両の回生制動はエンジンブレーキ相当
の制動力を模擬する機能のある場合に限ってこのレベル
の回生制動が動作するだけで、それ以上の回生制動は動
作しない。供試車両がブレーキストロークやブレーキ踏
力の大きさによって回生制動が制御される機能を持って
いてもこの機能は動作しない。したがってこの様な機能
がある車両を試験する場合は、車両の速度はアクチュエ
ータによってブレーキペダルを操作して車両のブレーキ
で制御されなければならない。
【０００８】減速時の速度を、ブレーキペダルを操作し
て車両のブレーキで制御した場合でも、別の問題点が生
じる。２輪駆動（２ＷＤ）車の試験には、一般に１ロー
ラー・１ダイナモメータ方式の一般的なシャシーダイナ
モメータが使用される。これらのシャシーダイナモメー
タを用いた試験では、駆動軸だけをシャシーダイナモメ
ータのローラー上にセットし、このダイナモメータは非
駆動軸の分まで含んだ車両全体の質量と走行抵抗を模擬
する。しかし、非駆動輪は回転しないので、非駆動輪の
ブレーキは動作せず、減速時には車両全体の運動エネル
ギーが駆動輪を介して駆動輪の機械ブレーキと回生制動
に吸収され、実走行状態で回収される以上のエネルギー
が電池に回収される可能性がある。
て車両のブレーキで制御した場合でも、別の問題点が生
じる。２輪駆動（２ＷＤ）車の試験には、一般に１ロー
ラー・１ダイナモメータ方式の一般的なシャシーダイナ
モメータが使用される。これらのシャシーダイナモメー
タを用いた試験では、駆動軸だけをシャシーダイナモメ
ータのローラー上にセットし、このダイナモメータは非
駆動軸の分まで含んだ車両全体の質量と走行抵抗を模擬
する。しかし、非駆動輪は回転しないので、非駆動輪の
ブレーキは動作せず、減速時には車両全体の運動エネル
ギーが駆動輪を介して駆動輪の機械ブレーキと回生制動
に吸収され、実走行状態で回収される以上のエネルギー
が電池に回収される可能性がある。
【０００９】ＳＡＥＪ１６３４では、この矛盾を解消す
るために、回生制動の効果や一充電走行距離の評価時に
は、各軸のブレーキの容量差に基づいて補正する方法が
規定されている。しかし、その方法も次の問題点を持っ
ている。すなわち、回生制動の効率は駆動用電池の充電
状態やモーターの回転速度に依存するので、回生制動の
効率は駆動用電池の充電状態やモーターの回転数によっ
て大きく変化する。従って電気自動車の評価試験には、
減速時の車両速度の制御はブレーキペダルを制御するこ
とによって車両のすべてのブレーキを動作させて行うこ
とが本質的である。
るために、回生制動の効果や一充電走行距離の評価時に
は、各軸のブレーキの容量差に基づいて補正する方法が
規定されている。しかし、その方法も次の問題点を持っ
ている。すなわち、回生制動の効率は駆動用電池の充電
状態やモーターの回転速度に依存するので、回生制動の
効率は駆動用電池の充電状態やモーターの回転数によっ
て大きく変化する。従って電気自動車の評価試験には、
減速時の車両速度の制御はブレーキペダルを制御するこ
とによって車両のすべてのブレーキを動作させて行うこ
とが本質的である。
【００１０】次に内燃機関自動車用に設計された汎用シ
ャシーダイナモメータで電気自動車の試験を行う際に問
題となる事柄の一つに冷却方法があげられる。汎用のシ
ャシーダイナモメータの冷却装置は、車両のラジエータ
ーを冷却することを前提にした設計である場合が多い
が、電気自動車にはコンポーネントが多く、それらの中
には車両の走行によって冷却されることを前提にしたも
のも多い。従って、冷却装置は実際の走行状態と等価な
冷却状態を実現する必要がある。
ャシーダイナモメータで電気自動車の試験を行う際に問
題となる事柄の一つに冷却方法があげられる。汎用のシ
ャシーダイナモメータの冷却装置は、車両のラジエータ
ーを冷却することを前提にした設計である場合が多い
が、電気自動車にはコンポーネントが多く、それらの中
には車両の走行によって冷却されることを前提にしたも
のも多い。従って、冷却装置は実際の走行状態と等価な
冷却状態を実現する必要がある。
【００１１】次に電気自動車の試験結果を不安定にする
ものの一つにバッテリーの状態があげられる。バッテリ
ーの状態に影響を与える要素は非常に多いため、バッテ
リーの状態を常に一定にした試験を行うことは非常に難
しい。特に、高い放電レートでの試験は、バッテリーの
状態に大きな影響を与えるので、速度−出力特性試験の
様に長時間を要する試験や、最高速度試験や登坂試験な
ど最高出力に近い状態で行う試験では、バッテリーの状
態を一定にした条件下で安定したデーターを得ることは
不可能に近い。従って、一定のバッテリー条件下での車
両そのものの特性を評価するには、バッテリーの状態を
固定した試験が可能なバッテリーシミュレータが不可欠
である。
ものの一つにバッテリーの状態があげられる。バッテリ
ーの状態に影響を与える要素は非常に多いため、バッテ
リーの状態を常に一定にした試験を行うことは非常に難
しい。特に、高い放電レートでの試験は、バッテリーの
状態に大きな影響を与えるので、速度−出力特性試験の
様に長時間を要する試験や、最高速度試験や登坂試験な
ど最高出力に近い状態で行う試験では、バッテリーの状
態を一定にした条件下で安定したデーターを得ることは
不可能に近い。従って、一定のバッテリー条件下での車
両そのものの特性を評価するには、バッテリーの状態を
固定した試験が可能なバッテリーシミュレータが不可欠
である。
【００１２】この発明は上記の如き事情に鑑みてなされ
たものであって、特に回生制動を忠実に模擬することが
できる電気自動車用シャシーダイナモメータを提供する
ことを目的とするものである。
たものであって、特に回生制動を忠実に模擬することが
できる電気自動車用シャシーダイナモメータを提供する
ことを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この目的に対応して、こ
の発明の電気自動車用シャシーダイナモメータは、４輪
駆動用シャシーダイナモメータを備え、減速モード時に
は４輪のブレーキダイナモメータとして回生制動を模擬
し、それ以外のモードでは駆動輪軸用一軸シャシーダイ
ナモとし動作するものであって、制動時以外は、車両の
全走行抵抗とイナーシャは駆動軸に対応するシャシーダ
イナモメータで模擬するとともに、非駆動軸に対応する
シャシーダイナモメータではトルク制御を行わず、この
ダイナモメータはドラムの速度が駆動軸側のローラー速
度に一致するように制御され、制動時には、走行抵抗及
びイナーシャは二つのダイナモメータに別々にセットさ
れ、各ダイナモメータは各軸の走行抵抗とイナーシャを
独立に模擬しかつ各々の速度は互いに等しくなる様に制
御されることを特徴としている。
の発明の電気自動車用シャシーダイナモメータは、４輪
駆動用シャシーダイナモメータを備え、減速モード時に
は４輪のブレーキダイナモメータとして回生制動を模擬
し、それ以外のモードでは駆動輪軸用一軸シャシーダイ
ナモとし動作するものであって、制動時以外は、車両の
全走行抵抗とイナーシャは駆動軸に対応するシャシーダ
イナモメータで模擬するとともに、非駆動軸に対応する
シャシーダイナモメータではトルク制御を行わず、この
ダイナモメータはドラムの速度が駆動軸側のローラー速
度に一致するように制御され、制動時には、走行抵抗及
びイナーシャは二つのダイナモメータに別々にセットさ
れ、各ダイナモメータは各軸の走行抵抗とイナーシャを
独立に模擬しかつ各々の速度は互いに等しくなる様に制
御されることを特徴としている。
【００１４】
【作用】４輪駆動車用シャシーダイナモメータをベース
に、電気自動車用のシャシーダイナモメータを構築す
る。このシャシーダイナモメータは減速モード時には４
輪のブレーキダイナモメータとして回生制動を忠実に模
擬し、それ以外のモードでは一般のシャシーダイナモメ
ータとして動作する。
に、電気自動車用のシャシーダイナモメータを構築す
る。このシャシーダイナモメータは減速モード時には４
輪のブレーキダイナモメータとして回生制動を忠実に模
擬し、それ以外のモードでは一般のシャシーダイナモメ
ータとして動作する。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面
について説明する。
について説明する。
【００１６】図１において１は電気自動車用シャシーダ
イナモメータである。電気自動車用シャシーダイナモメ
ータ１はシャシーダイナモメータ２、フライホイール
３、バッテリーシュミレータ４、温度調整装置５、制御
装置６を備えている。温度調整装置５は空気循環装置
７、空気調節装置８を備えている。シャシーダイナモメ
ータ２としては車両１１の前後両軸の機械ブレーキと、
駆動軸の電気的ブレーキで構成されるブレーキの全機能
を正確に評価するためには４輪駆動車（４ＷＤ）用シャ
シーダイナモメータが必要である。４輪駆動車用シャシ
ーダイナモメータとしてはローラーとダイナモメータの
構成によって３種類の形式がある。すなわち、一輪に一
つのローラーとダイナモメータの組を用いる４ローラー
・４ダイナモメータ方式、一軸毎にローラーとダイナモ
メータの組が用意された２ローラー・２ダイナモメータ
方式、二つのローラーと一つのダイナモメータを機械的
に結合した２ローラー・１ダイナモメータ方式の３種が
ある。
イナモメータである。電気自動車用シャシーダイナモメ
ータ１はシャシーダイナモメータ２、フライホイール
３、バッテリーシュミレータ４、温度調整装置５、制御
装置６を備えている。温度調整装置５は空気循環装置
７、空気調節装置８を備えている。シャシーダイナモメ
ータ２としては車両１１の前後両軸の機械ブレーキと、
駆動軸の電気的ブレーキで構成されるブレーキの全機能
を正確に評価するためには４輪駆動車（４ＷＤ）用シャ
シーダイナモメータが必要である。４輪駆動車用シャシ
ーダイナモメータとしてはローラーとダイナモメータの
構成によって３種類の形式がある。すなわち、一輪に一
つのローラーとダイナモメータの組を用いる４ローラー
・４ダイナモメータ方式、一軸毎にローラーとダイナモ
メータの組が用意された２ローラー・２ダイナモメータ
方式、二つのローラーと一つのダイナモメータを機械的
に結合した２ローラー・１ダイナモメータ方式の３種が
ある。
【００１７】２ローラー・１ダイナモメータ方式は制御
が簡単であるが、機械的にいくつかの問題がある。すな
わち、二つの軸間で循環する動力が発生するため、この
動力に起因する機械損失の変動が無視できず、精度上の
問題がある。また、この系では、各軸の駆動力や制動力
を分離して測定することが困難であるため、この循環す
る動力の把握も不可能である。機械損失の変動等が少な
いことと、各軸の制駆動力の制御と測定が独立におこな
えることから、ここでは２つのローラー１２，１３と２
つのダイナモメータ１４，１５とからなる２ローラー・
２ダイナモメータ方式のシャシーダイナモメータを採用
した。もちろん４ローラー・４ダイナモメータ方式の採
用も考えられる。
が簡単であるが、機械的にいくつかの問題がある。すな
わち、二つの軸間で循環する動力が発生するため、この
動力に起因する機械損失の変動が無視できず、精度上の
問題がある。また、この系では、各軸の駆動力や制動力
を分離して測定することが困難であるため、この循環す
る動力の把握も不可能である。機械損失の変動等が少な
いことと、各軸の制駆動力の制御と測定が独立におこな
えることから、ここでは２つのローラー１２，１３と２
つのダイナモメータ１４，１５とからなる２ローラー・
２ダイナモメータ方式のシャシーダイナモメータを採用
した。もちろん４ローラー・４ダイナモメータ方式の採
用も考えられる。
【００１８】以上の理由から２ローラー・２ダイナモメ
ータ方式の４ＷＤ用シャシーダイナモメータを採用す
る。システムの構成は図１に示すとおり、この４ＷＤ用
シャシーダイナモメータと、実走行状態と等価な温度条
件を作り出す温度調整装置５、繰り返し精度のよいバッ
テリー状態を実現するバッテリーシミュレータ４より構
成される。
ータ方式の４ＷＤ用シャシーダイナモメータを採用す
る。システムの構成は図１に示すとおり、この４ＷＤ用
シャシーダイナモメータと、実走行状態と等価な温度条
件を作り出す温度調整装置５、繰り返し精度のよいバッ
テリー状態を実現するバッテリーシミュレータ４より構
成される。
【００１９】前述のとおり、電気自動車用シャシーダイ
ナモメータは負荷制御の分解能を確保するために、より
大きな実イナーシャを実現してダイナモメータの容量を
必要充分な大きさに抑えるべきである。アウターロータ
ー形式のシャシーダイナモメータは、そのサイズと容量
に比してイナーシャが大きいので、スペース効率も加味
してこれを採用した。小型トラックはＦＲ車が一般的で
あるので、小型トラックに対応するために、後軸側には
０．８トン相当の着脱可能なフライホイール３を２台用
意した。このローラー付きのアウターローラー形式のダ
イナモメータは、ローラーダイナモメータと呼ばれるト
ランジスタインバータ制御の誘導機である。内側のステ
ータには一次巻線があり、外側の可動部分に２次巻線が
ほどこされている。ステータ軸は揺動機構によって摩擦
なしに回転し、ステータ軸に発生するトルクは、トルク
アームに取り付けられた高精度荷重計によって検出され
る。ローラーのトルク（駆動力／制動力相当）は荷重計
の出力が走行抵抗や慣性による加減速抵抗に等しくなる
ように、ダイナモメーターで制御される。
ナモメータは負荷制御の分解能を確保するために、より
大きな実イナーシャを実現してダイナモメータの容量を
必要充分な大きさに抑えるべきである。アウターロータ
ー形式のシャシーダイナモメータは、そのサイズと容量
に比してイナーシャが大きいので、スペース効率も加味
してこれを採用した。小型トラックはＦＲ車が一般的で
あるので、小型トラックに対応するために、後軸側には
０．８トン相当の着脱可能なフライホイール３を２台用
意した。このローラー付きのアウターローラー形式のダ
イナモメータは、ローラーダイナモメータと呼ばれるト
ランジスタインバータ制御の誘導機である。内側のステ
ータには一次巻線があり、外側の可動部分に２次巻線が
ほどこされている。ステータ軸は揺動機構によって摩擦
なしに回転し、ステータ軸に発生するトルクは、トルク
アームに取り付けられた高精度荷重計によって検出され
る。ローラーのトルク（駆動力／制動力相当）は荷重計
の出力が走行抵抗や慣性による加減速抵抗に等しくなる
ように、ダイナモメーターで制御される。
【００２０】走行抵抗はシャシーダイナモメータと車両
の機械損失を補償した値が負荷される。一方、慣性はロ
ーラーやフライホイール、車両の回転部分のイナーシャ
等の実イナーシャを補正した値で制御される。イナーシ
ャによる加減速時の吸収または駆動に供される力は、こ
の補正後のイナーシャと車両の加減速度の積として計算
される。シャシーダイナモメータ２の仕様の概要を表１
に示す。
の機械損失を補償した値が負荷される。一方、慣性はロ
ーラーやフライホイール、車両の回転部分のイナーシャ
等の実イナーシャを補正した値で制御される。イナーシ
ャによる加減速時の吸収または駆動に供される力は、こ
の補正後のイナーシャと車両の加減速度の積として計算
される。シャシーダイナモメータ２の仕様の概要を表１
に示す。
【００２１】
【表１】 次に実走行状態と等価な冷却状態を作り出すために、温
度調整装置５が用意されている。これは、モータ、コン
トローラやバッテリーが配置されている車両の下部に温
度制御された冷却風を送るもので、風速は車両の速度と
等価になっている。冷却風は車両を冷却したのち車両後
部に設置された排風機でピット内に導かれ、ダイナモメ
ータ本体の冷却も行ったのち、再び熱交換器で一定温度
に保たれ送風機から送風される。本装置は、排気ガスが
ない電気自動車用であるため、新鮮な空気を強制的に導
入することはしていない。また、風速の上限は電気自動
車の使用環境を考慮して８０km/hとした。温度制御可能
な温度は５℃から４０℃であるが、冷凍機の容量上の制
限から、全試験領域で試験を行う場合は、外部温度より
−５℃〜＋１０℃の範囲で前述の温度が保証される。こ
の冷却装置を単独運転することによって、供試車両のソ
ークも可能である。
度調整装置５が用意されている。これは、モータ、コン
トローラやバッテリーが配置されている車両の下部に温
度制御された冷却風を送るもので、風速は車両の速度と
等価になっている。冷却風は車両を冷却したのち車両後
部に設置された排風機でピット内に導かれ、ダイナモメ
ータ本体の冷却も行ったのち、再び熱交換器で一定温度
に保たれ送風機から送風される。本装置は、排気ガスが
ない電気自動車用であるため、新鮮な空気を強制的に導
入することはしていない。また、風速の上限は電気自動
車の使用環境を考慮して８０km/hとした。温度制御可能
な温度は５℃から４０℃であるが、冷凍機の容量上の制
限から、全試験領域で試験を行う場合は、外部温度より
−５℃〜＋１０℃の範囲で前述の温度が保証される。こ
の冷却装置を単独運転することによって、供試車両のソ
ークも可能である。
【００２２】また実バッテリーの不安定さに影響されな
い試験を実現するために、バッテリーシミュレータ４が
用意されている。このサブシステムは、二つのバッテリ
ー模擬装置から成り立っている。一つは、モーター・ジ
ェネレーター（ＭＧ）方式の直流電源装置をベースにし
たもので、他の一つは、静止型の大容量直流電源装置を
ベースにしたものである。両者とも放電抵抗を模擬する
ための実抵抗を持っており、起電力と内部抵抗を計算機
の指示で制御可能である。ＭＧタイプのものは、これに
加えて充電抵抗も独立して制御可能である。
い試験を実現するために、バッテリーシミュレータ４が
用意されている。このサブシステムは、二つのバッテリ
ー模擬装置から成り立っている。一つは、モーター・ジ
ェネレーター（ＭＧ）方式の直流電源装置をベースにし
たもので、他の一つは、静止型の大容量直流電源装置を
ベースにしたものである。両者とも放電抵抗を模擬する
ための実抵抗を持っており、起電力と内部抵抗を計算機
の指示で制御可能である。ＭＧタイプのものは、これに
加えて充電抵抗も独立して制御可能である。
【００２３】これらは各々独立して使用することができ
るほか、ＭＧタイプをパワーバッテリーの模擬に用い、
静止型をエネルギーバッテリーの模擬に用いることによ
ってハイブリッド電池としての動作も可能である。
るほか、ＭＧタイプをパワーバッテリーの模擬に用い、
静止型をエネルギーバッテリーの模擬に用いることによ
ってハイブリッド電池としての動作も可能である。
【００２４】次にこのような構成の電気自動車用シャシ
ーダイナモメータによる電気自動車の試験は次のように
して行われる。
ーダイナモメータによる電気自動車の試験は次のように
して行われる。
【００２５】二つのダイナモメータと車両の制御シーケ
ンスを図２に示す。制動時以外は、車両の全走行抵抗と
イナーシャ駆動軸に対応するシャシーダイナモメータで
模擬される。非駆動軸に対応するシャシーダイナモメー
タではトルク制御を行わず、このダイナモメータはドラ
ムの速度が駆動軸側のローラー速度に一致するように制
御される（速度追従制御）。
ンスを図２に示す。制動時以外は、車両の全走行抵抗と
イナーシャ駆動軸に対応するシャシーダイナモメータで
模擬される。非駆動軸に対応するシャシーダイナモメー
タではトルク制御を行わず、このダイナモメータはドラ
ムの速度が駆動軸側のローラー速度に一致するように制
御される（速度追従制御）。
【００２６】制動時には、走行抵抗及びイナーシャは二
つのダイナモメータに別々にセットされる。すなわち、
各ダイナモメータは各軸の走行抵抗とイナーシャを独立
に模擬する。また、各々の速度は互いに等しくなる様に
制御される。制動時のシャシーダイナモメータの制御を
この様に切り換えることにより、非駆動輪のブレーキも
実走行時と同等に動作するので、回生制動を含む車両の
ブレーキを忠実に模擬することができる。
つのダイナモメータに別々にセットされる。すなわち、
各ダイナモメータは各軸の走行抵抗とイナーシャを独立
に模擬する。また、各々の速度は互いに等しくなる様に
制御される。制動時のシャシーダイナモメータの制御を
この様に切り換えることにより、非駆動輪のブレーキも
実走行時と同等に動作するので、回生制動を含む車両の
ブレーキを忠実に模擬することができる。
【００２７】図３にＦＲ車を例に制御の概念を示す。
（Ｉ）、（ＩＩＩ）はここで述べたシステムで、（Ｉ）
がシャシーダイナモメータモードで制動時以外で使用さ
れるモードである。（ＩＩ）は四輪ブレーキダイナモメ
ータのモードで制動時に用いられる。これに対して、
（ＩＩＩ）は汎用の１ローラー・１ダイナモメータのシ
ャシーダイナモメータ上で車両のブレーキを使用する場
合を示す。（ＩＶ）は、同様のシャシーダイナモメータ
上で内燃機関自動車の排ガス試験と同様に車両のブレー
キを使用しない方法（ダイナモメータによる速度制御）
で試験する場合を示す。
（Ｉ）、（ＩＩＩ）はここで述べたシステムで、（Ｉ）
がシャシーダイナモメータモードで制動時以外で使用さ
れるモードである。（ＩＩ）は四輪ブレーキダイナモメ
ータのモードで制動時に用いられる。これに対して、
（ＩＩＩ）は汎用の１ローラー・１ダイナモメータのシ
ャシーダイナモメータ上で車両のブレーキを使用する場
合を示す。（ＩＶ）は、同様のシャシーダイナモメータ
上で内燃機関自動車の排ガス試験と同様に車両のブレー
キを使用しない方法（ダイナモメータによる速度制御）
で試験する場合を示す。
【００２８】（実験例）回生制動の模擬状態を解析する
ため、配送用電気トラックを用いてこれらの各制御方法
で一充電走行距離試験を実施した。走行モードは配送用
という使用形態を考慮して１０モードを採用し、環境温
度は２５℃一定とした。１０モード走行時の前輪、後輪
の制駆動力及び合計の制駆動力と電池の電圧、電流の変
化を図４から図６に示す。図４（ａ），（ｂ）が前述し
たブレーキの模擬を含んだここで提案するシステム（図
３の（（Ｉ）＋（ＩＩ）に相当）での結果で、図５
（ｃ），（ｄ）は汎用の１ローラー・１ダイナモメータ
式シャシーダイナモメータ上で車両のブレーキを使用し
た場合（図３の（ＩＩＩ）に相当）、図６（ｅ）は排ガ
ス試験に準じて車両のブレーキを使用しない場合（図３
の（ＩＶ）に相当）である。
ため、配送用電気トラックを用いてこれらの各制御方法
で一充電走行距離試験を実施した。走行モードは配送用
という使用形態を考慮して１０モードを採用し、環境温
度は２５℃一定とした。１０モード走行時の前輪、後輪
の制駆動力及び合計の制駆動力と電池の電圧、電流の変
化を図４から図６に示す。図４（ａ），（ｂ）が前述し
たブレーキの模擬を含んだここで提案するシステム（図
３の（（Ｉ）＋（ＩＩ）に相当）での結果で、図５
（ｃ），（ｄ）は汎用の１ローラー・１ダイナモメータ
式シャシーダイナモメータ上で車両のブレーキを使用し
た場合（図３の（ＩＩＩ）に相当）、図６（ｅ）は排ガ
ス試験に準じて車両のブレーキを使用しない場合（図３
の（ＩＶ）に相当）である。
【００２９】供試車両には回生制動の率を選択できる機
能があり、図４（ａ）と図５（ｃ）は回生制動の強さを
強く（Ｈｉｇｈポジション）した例で、図４（ｂ）と図
５（ｄ）がこれを弱く（Ｌｏｗポジション）した例であ
る。
能があり、図４（ａ）と図５（ｃ）は回生制動の強さを
強く（Ｈｉｇｈポジション）した例で、図４（ｂ）と図
５（ｄ）がこれを弱く（Ｌｏｗポジション）した例であ
る。
【００３０】ブレーキの模擬を完全に行った図４
（ａ），（ｂ）についてみると、図４（ｂ）の回生制動
が弱い場合は、前後輪のブレーキ力の比が、本来の車両
のブレーキの容量比に近い値になっており、制動力の模
擬が的確であることがわかる。回生制動が強い図４
（ａ）では高速域でのみ後輪（駆動軸）側が大きな値と
なっている。使用した車両の回生制動の動作アルゴリズ
ムが回生制動を優先にする様に設計されているため、回
生制動動作領域では、車両は回生制動のＯＮ／ＯＦＦ制
御で速度制御されている様子がわかる。
（ａ），（ｂ）についてみると、図４（ｂ）の回生制動
が弱い場合は、前後輪のブレーキ力の比が、本来の車両
のブレーキの容量比に近い値になっており、制動力の模
擬が的確であることがわかる。回生制動が強い図４
（ａ）では高速域でのみ後輪（駆動軸）側が大きな値と
なっている。使用した車両の回生制動の動作アルゴリズ
ムが回生制動を優先にする様に設計されているため、回
生制動動作領域では、車両は回生制動のＯＮ／ＯＦＦ制
御で速度制御されている様子がわかる。
【００３１】前輪の制動力は、回生制動による後輪の制
動力の変動に逆相で同期して変動している。これは回生
制動のＯＮ／ＯＦＦによって急激に変化する後輪ローラ
ーの速度変化に前輪ローラーが追従するために生じるも
ので、前輪ブレーキ力信号のこの変動はブレーキ力その
ものの変動を意味するものではない。
動力の変動に逆相で同期して変動している。これは回生
制動のＯＮ／ＯＦＦによって急激に変化する後輪ローラ
ーの速度変化に前輪ローラーが追従するために生じるも
ので、前輪ブレーキ力信号のこの変動はブレーキ力その
ものの変動を意味するものではない。
【００３２】図５（ｃ）、（ｄ）の２ＷＤ用の汎用シャ
シーダイナモメータで、ブレーキアクチュエーターを使
用した場合について検討する。前述したとおり、２ＷＤ
モードでは回生制動力の振幅が明らかに増加するべきで
あるが、図５（ｃ）の電池電流のデータは、回生制動時
の電流が図４（ａ）とほぼ同等であることを示してい
る。回生制動を優先したブレーキ制御アルゴリズムがこ
の結果を生んだものと推測できる。同様に図５（ｄ）の
回生制動のレベルは図４（ｂ）と同等である。この車両
では、回生制動の効果はイナーシャの大きさに左右され
ず、車両側で定まる一定値になっている。このように、
ある種のブレーキアルゴリズムの車両に対しては、２Ｗ
Ｄ用シャシーダイナモメータによる一般的な試験結果を
基に回生制動による影響を推測することは適当でないこ
とがわかる。
シーダイナモメータで、ブレーキアクチュエーターを使
用した場合について検討する。前述したとおり、２ＷＤ
モードでは回生制動力の振幅が明らかに増加するべきで
あるが、図５（ｃ）の電池電流のデータは、回生制動時
の電流が図４（ａ）とほぼ同等であることを示してい
る。回生制動を優先したブレーキ制御アルゴリズムがこ
の結果を生んだものと推測できる。同様に図５（ｄ）の
回生制動のレベルは図４（ｂ）と同等である。この車両
では、回生制動の効果はイナーシャの大きさに左右され
ず、車両側で定まる一定値になっている。このように、
ある種のブレーキアルゴリズムの車両に対しては、２Ｗ
Ｄ用シャシーダイナモメータによる一般的な試験結果を
基に回生制動による影響を推測することは適当でないこ
とがわかる。
【００３３】回生制動を含むブレーキシステムの効率化
と安全性を向上させる目的で回生制動を優先させるブレ
ーキ制御装置が提案されている（Y.Kabuyama, “Isuzu
“ELF ”-1.25 ton payload electric delivery vehicl
e,”Paper No. 13.11, presented at EVS11, Florence,
Italy(September 1992) 及び A.Giorgetti, L. Cave
stro, M. Rampazzo,“A Light weight braking system
for electric vehicles,”paper No.12.07, presented
at EVS11, Florence, Italy(september 1992)参照）。
このシステムでは、前・後輪の機械ブレーキと駆動軸の
回生制動に分配される制動力の比は車両の状態に応じて
動的に変化するので、これを評価するにはブレーキの全
機能を忠実に模擬することが不可欠となる。同様に機械
ブレーキにも制御系を介したブレーキシステムはインパ
クトでも採用されており、高効率化と安全性を考慮する
と、このようなスマートブレーキが不可欠であるのは自
明であると考える。
と安全性を向上させる目的で回生制動を優先させるブレ
ーキ制御装置が提案されている（Y.Kabuyama, “Isuzu
“ELF ”-1.25 ton payload electric delivery vehicl
e,”Paper No. 13.11, presented at EVS11, Florence,
Italy(September 1992) 及び A.Giorgetti, L. Cave
stro, M. Rampazzo,“A Light weight braking system
for electric vehicles,”paper No.12.07, presented
at EVS11, Florence, Italy(september 1992)参照）。
このシステムでは、前・後輪の機械ブレーキと駆動軸の
回生制動に分配される制動力の比は車両の状態に応じて
動的に変化するので、これを評価するにはブレーキの全
機能を忠実に模擬することが不可欠となる。同様に機械
ブレーキにも制御系を介したブレーキシステムはインパ
クトでも採用されており、高効率化と安全性を考慮する
と、このようなスマートブレーキが不可欠であるのは自
明であると考える。
【００３４】次に、減速時にダイナモメータ側で速度制
御を行う一般の内燃機関自動車用の制御を行った場合図
６（ｅ）を検討する。制動時にはダイナモメータの吸収
力がブレーキ力相当の大きさになっており、回生制動は
全く動作していない（回生制動率の選択スイッチの設定
がＨｉｇｈでもＬｏｗでも）。
御を行う一般の内燃機関自動車用の制御を行った場合図
６（ｅ）を検討する。制動時にはダイナモメータの吸収
力がブレーキ力相当の大きさになっており、回生制動は
全く動作していない（回生制動率の選択スイッチの設定
がＨｉｇｈでもＬｏｗでも）。
【００３５】各々の条件下での一充電走行距離試験の結
果を表２に示す。回生制動の制御のアルゴリズムが回生
制動優先であるため、回生制動の効果はブレーキのシミ
ュレーションに依存せず回生のレベルにのみ依存してい
る。従って汎用の１ローラー・１ダイナモメータ式のシ
ャシーダイナモメータの結果から回生による効果を推測
する方法は誤った結果を導く危険性があることがわか
る。
果を表２に示す。回生制動の制御のアルゴリズムが回生
制動優先であるため、回生制動の効果はブレーキのシミ
ュレーションに依存せず回生のレベルにのみ依存してい
る。従って汎用の１ローラー・１ダイナモメータ式のシ
ャシーダイナモメータの結果から回生による効果を推測
する方法は誤った結果を導く危険性があることがわか
る。
【００３６】
【表２】
【００３７】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、この発明
によれば、軽自動車から小型トラックまで対応できる広
い応用範囲をもち、回生制動機能の忠実な評価が可能で
ある電気自動車用シャシーダイナモメータを得ることが
できる。
によれば、軽自動車から小型トラックまで対応できる広
い応用範囲をもち、回生制動機能の忠実な評価が可能で
ある電気自動車用シャシーダイナモメータを得ることが
できる。
【図１】電気自動車用シャシーダイナモメータの構成を
示す斜視説明図。
示す斜視説明図。
【図２】電気自動車用シャシーダイナモメータ上での制
御シーケンスを示す説明図。
御シーケンスを示す説明図。
【図３】電気自動車用シャシーダイナモメータと車両の
各種制御を示す説明図。
各種制御を示す説明図。
【図４】電気自動車用シャシーダイナモメータ上でのモ
ード試験時の制駆動力を示すグラフ。
ード試験時の制駆動力を示すグラフ。
【図５】汎用シャシーダイナモメータ上でのモード試験
時の制駆動力を示すグラフ。
時の制駆動力を示すグラフ。
【図６】汎用シャシーダイナモメータ上でのモード試験
時の制駆動力を示すグラフ。
時の制駆動力を示すグラフ。
【図７】汎用シャシーダイナモメータ上でのモード試験
時の制御シーケンスを示す説明図。
時の制御シーケンスを示す説明図。
１ 電気自動車用シャシーダイナモメータ ２ シャシーダイナモメータ ３ フライホイール ４ バッテリーシミュレータ ５ 温度調整装置 ６ 制御装置 ７ 空気循環装置 ８ 空気調節装置 １１ 車両 １２ ローラー １３ ローラー １４ ダイナモメータ １５ ダイナモメータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−8535（ＪＰ，Ａ) 特公 昭52−45361（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01M 17/007
Claims (3)
- 【請求項１】４輪駆動用シャシーダイナモメータを備
え、減速モード時には４輪のブレーキダイナモメータと
して回生制動を模擬し、それ以外のモードでは駆動輪軸
用一軸シャシーダイナモとし動作するものであって、制
動時以外は、車両の全走行抵抗とイナーシャは駆動軸に
対応するシャシーダイナモメータで模擬するとともに、
非駆動軸に対応するシャシーダイナモメータではトルク
制御を行わず、このダイナモメータはドラムの速度が駆
動軸側のローラー速度に一致するように制御され、制動
時には、走行抵抗及びイナーシャは二つのダイナモメー
タに別々にセットされ、各ダイナモメータは各軸の走行
抵抗とイナーシャを独立に模擬しかつ各々の速度は互い
に等しくなる様に制御されることを特徴とする電気自動
車用シャシーダイナモメータ。 - 【請求項２】 実走行状態と等価な温度条件を作り出す
温度調整装置とを備えることを特徴とする請求項１記載
の電気自動車用シャシーダイナモメータ。 - 【請求項３】 バッテリシミュレータを備えることを特
徴とする請求項１または２記載の電気自動車用シャシー
ダイナモメータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7161429A JP2818855B2 (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | 電気自動車用シャシーダイナモメータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7161429A JP2818855B2 (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | 電気自動車用シャシーダイナモメータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08334439A JPH08334439A (ja) | 1996-12-17 |
| JP2818855B2 true JP2818855B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=15734947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7161429A Expired - Lifetime JP2818855B2 (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | 電気自動車用シャシーダイナモメータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2818855B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007139527A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Meidensha Corp | 電気自動車用ダイナモメータ |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4546752B2 (ja) * | 2004-03-24 | 2010-09-15 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 駆動モータを搭載した車両の走行状態模擬装置およびその方法 |
| JP2006170944A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Nippon Soken Inc | 駆動モータを搭載した車両の走行状態模擬装置および走行模擬試験システム |
| JP4446879B2 (ja) * | 2004-12-24 | 2010-04-07 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 走行模擬試験システム |
| DE102010060341A1 (de) | 2010-11-04 | 2012-05-10 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Ladevorrichtung |
| CN103487263B (zh) * | 2013-09-22 | 2015-11-18 | 江苏大学 | 一种电动汽车再生制动惯性试验台加载机构 |
| CN104155069B (zh) * | 2014-07-16 | 2017-03-08 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 一种多轴全时轮式车辆底盘功率测试方法 |
| CN105334065B (zh) * | 2014-08-07 | 2018-05-18 | 南京理工自动化研究院有限公司 | 一种电动汽车动力电子多功能测试系统 |
| CN108362502B (zh) * | 2018-01-03 | 2023-09-08 | 浙江大学 | 轮毂电机驱/制动性能测试及能量回收多功能试验台架及其方法 |
| CN108318259B (zh) * | 2018-05-17 | 2023-09-22 | 吉林大学 | 商乘两用车辆自动紧急制动系统性能测试试验台 |
| CN111323241B (zh) * | 2020-04-13 | 2021-08-17 | 合肥工业大学 | 汽车纵向动力学模拟与制动能量回收的综合实验测试方法 |
| CN114088418B (zh) * | 2021-11-25 | 2023-08-25 | 林武 | 多功能的汽车底盘智能检测和诊断一体化设备 |
| CN114509282B (zh) * | 2022-03-28 | 2023-05-16 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种基于整车工况的混合动力汽车制动能量回收系统能效评价方法和系统 |
| CN117030287B (zh) * | 2023-07-28 | 2024-03-08 | 中公高远(北京)汽车检测技术有限公司 | 一种车辆行驶阻力和惯量的测量方法及底盘测功机系统 |
-
1995
- 1995-06-05 JP JP7161429A patent/JP2818855B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007139527A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Meidensha Corp | 電気自動車用ダイナモメータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08334439A (ja) | 1996-12-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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