JP4082101B2

JP4082101B2 - Chassis dynamo device and vehicle test method

Info

Publication number: JP4082101B2
Application number: JP2002176530A
Authority: JP
Inventors: 陽一舟橋; 達也鷺山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2022-06-18
Also published as: JP2004020401A

Description

【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、車両の性能試験を行うためのシャシダイナモ装置および車両試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のシャシダイナモ装置は、図１１に示すように、例えば回転可能に支持された接輪ローラ５３の回転軸に負荷モータ５２のロータ軸を固定し、接輪ローラ５３の上に車両１０の駆動輪（前輪駆動車の場合には前輪）１１を載置するものがある。そして車両１０を駆動し、この駆動力を接輪ローラ５３を介して負荷モータ５２により吸収することで、車両１０が道路上を実際に走行する場合の走行抵抗と同等の機械的負荷を擬似的に作り出し、燃費測定や排ガス測定など各種の試験を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この場合における車両１０の駆動系に対する機械的負荷は、負荷モータ５２の端子間に接続した電気的負荷としての可変インピーダンス素子のインピーダンス値によって定まる。したがって、そのインピーダンス値を調整することで、任意の機械的負荷を作り出すことを考えることができる。
【０００４】
ところで、駆動輪１１の接地面積、すなわち駆動輪１１と接輪ローラ５３との接触面積は走行抵抗に大きく影響するため、接輪ローラ５３の周面はできるだけ平坦にする必要があり、このため接輪ローラ５３としては、直径が例えば１１００ｍｍや１７００ｍｍといった大径のものが用いられている。
【０００５】
しかし、このように大径の接輪ローラ５３は、その回転により大きな慣性力を生じさせるため、電気的負荷を急速に変更した場合には接輪ローラ５３の回転の追従に遅れが生じてしまい、車両１０に対する機械的負荷を急速に変更できない。したがって従来のシャシダイナモ装置では、急速に変化する動的な走行条件を再現することはできず、車速一定・路面傾斜角一定、予め決められた負荷パターンでの走行などの準静的な走行条件での試験に主として利用されていた。
【０００６】
そこで本発明の目的は、急速に変化する走行条件の再現により、動的な走行条件での車両試験が可能な手段を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、車両の駆動輪に直結した負荷モータと、前記駆動輪に周面を接する接輪ローラと、接輪ローラに直結される補償モータと、補償モータの運動を制御する補償制御手段と、を備え、前記補償制御手段は、前記負荷モータから取得される駆動輪の運動を示す物理量に基づいて補償モータを駆動し接輪ローラの慣性力を減少させることを特徴とするシャシダイナモ装置である。
【０００８】
第１の本発明では、負荷モータが車両の駆動輪に直結されているので、従来のように負荷モータを接輪ローラに結合する場合に比して接輪ローラの慣性力の影響を格段に小さくすることができ、応答性の高い擬似的負荷を車両に与えることができる。また、第１の本発明では、接輪ローラを駆動する補償モータを、負荷モータから取得される駆動輪の運動を示す物理量に基づいて駆動するので、負荷モータによって車両に与えられる機械的負荷の変動と、接輪ローラの慣性力の変動とに同期などの関連を与えることができ、走行条件の急激な変化を忠実に再現できる。また、負荷モータのフィードバック出力を補償モータの同期運転に利用することも可能となる。なお、駆動輪の運動を示す物理量としては、駆動輪の速度、トルク、速度変化またはトルク変化などを用いるのが好適である。
【０００９】
第２の本発明は、第１の本発明のシャシダイナモ装置であって、負荷モータに電気的に接続される可変負荷手段と、可変負荷手段の電気負荷値を制御する負荷制御手段と、を更に備えたシャシダイナモ装置である。
【００１０】
第２の本発明では、負荷モータに電気的に接続される可変負荷手段の電気負荷値を、負荷制御手段が制御するので、第１の本発明による効果を簡易な構成で実現できる。
【００１５】
第３の本発明は、第１または第２の本発明のシャシダイナモ装置であって、前記駆動輪に周面を接するフリーローラを更に備えたシャシダイナモ装置である。
【００１６】
第３の本発明では、駆動輪に周面を接するフリーローラ、すなわち遊転自在に支持され負荷手段を設けられていないローラを更に備えたので、このフリーローラの小径化により装置を小型に設計できる。
【００１７】
第４の本発明は、第１ないし第３のいずれか１の本発明のシャシダイナモ装置であって、前記駆動輪の周面を浮上させる保持機構を更に備えたシャシダイナモ装置である。
【００１８】
第４の本発明では、保持機構により駆動輪の周面を浮上させることによって、駆動輪への接地面からの影響を排除できる。
【００１９】
第５の本発明は、第１ないし第４のいずれか１の本発明のシャシダイナモ装置であって、車両や路面に係る試験条件を示すパラメータを予め記憶させた記憶手段を更に備え、前記負荷制御手段が、記憶手段に記憶されている前記パラメータに応じて可変負荷手段の電気負荷値を制御することを特徴とするシャシダイナモ装置である。
【００２０】
第５の本発明では、負荷制御手段が、車両や路面に係る試験条件を示すパラメータに応じて、可変負荷手段の電気負荷値を制御することにより、試験条件に応じた車両への機械的負荷を実現できる。
【００２１】
第６の本発明は、第５の本発明のシャシダイナモ装置であって、前記負荷制御手段が、前記車両の運転中の状態の計測値をも考慮して前記電気負荷値を制御することを特徴とするシャシダイナモ装置である。
【００２２】
第６の本発明では、車両の状態に係る計測値を、車両への機械的負荷にリアルタイムに反映でき、更に忠実な試験を実現できる。
【００２３】
第５または第６の本発明における車両の条件は、第７の本発明のように路面の摩擦条件としたり、第８の本発明のように路面の勾配としたり、第９の本発明のように路面の曲率としたり、第１０の本発明のように路面の凹凸条件とするなど、路面の物性や地形、および外気温・湿度や気圧などの気象条件を表す各種の物理量をパラメータとして表現できる。また試験条件は、第１１の本発明のように動力伝達系のパラメータとするなど、車両自体の条件であってもよい。
【００２４】
また、試験条件は、第１２の本発明のように所定の走行経路における現実の走行試験によって取得してもよく、現実の走行における車両の条件を精度よく再現できる。
【００２５】
第１３の本発明は、第１の発明のシャシダイナモ装置を用いた車両試験方法であって、車両や路面に係る試験条件を示すパラメータを記憶するステップと、運転中の車両の状態を計測するステップと、記憶された前記パラメータと前記計測による計測値とに基づいて電気負荷値を算出するステップと、算出された電気負荷値に基づいて可変負荷手段の電気負荷値を制御するステップと、を含む車両試験方法である。
【００２６】
第１３の本発明では、試験条件を示すパラメータと、車両の計測による計測値とに基づいて可変負荷手段の電気負荷値が制御されるので、運転中の車両の状態をリアルタイムに反映した忠実な試験を実現できる。
【００２７】
第１４の本発明は、第１ないし第６のいずれか１の本発明のシャシダイナモ装置を用いた車両試験方法であって、負荷モータの駆動により駆動輪に振動を印加することを特徴とする試験方法である。
【００２８】
第１４の本発明では、負荷モータの駆動により駆動輪に振動を印加するので、本発明を駆動輪の近傍の振動の影響の測定に利用できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態につき図面を用いて詳細に説明する。図１において、本発明の第１実施形態のシャシダイナモ装置１は、車両１０の駆動輪１１にロータ軸を相対回転不能に結合される負荷モータ２と、図示しない機枠に回転自在に支持された接輪ローラ３と、接輪ローラ３の回転軸にロータ軸を相対回転不能に固定された補償モータ４と、を含んで構成されている。接輪ローラ３の直径は、例えば１１００ｍｍとする。負荷モータ２および補償モータ４は、いずれも低慣性な交流電動機（例えば、永久磁石式誘導電動機）であり、試験の際には、負荷モータ２は動力駆動または動力吸収として動作し、補償モータ４は動力駆動として動作する。
【００３０】
負荷モータ２のロータ軸の先端には、トルクメータ５を介して中間軸６が固定されており、図２に示すように、中間軸６の先端のフランジ部６ａは、試験の際にはボルト７によりスペーサ８を介して駆動輪１１のホイールハブ１１ａに固定される。トルクメータ５には回転数検出用の電磁ピックアップが付設される。
【００３１】
図３は制御系の構成例を示すブロック図である。図において制御系は、負荷モータ２に対する負荷指令・位置指令やトルク指令、および補償モータ４に対する位置指令・トルク指令などを算出する演算部２０を中心に構成されている。演算部２０の出力側には、負荷モータ２への負荷を正逆かつ無段階で与えられる負荷モータ制御部２２が接続されており、負荷モータ２への電流や周波数を可変することにより、可変な実負荷すなわち機械的負荷を与えることができる。補償モータ４へは同様に補償モータ制御部２４が接続されており、負荷モータ２と同様の制御を行うことが可能である。これら負荷モータ制御部２２および補償モータ制御部２４は、いずれも周知の三相ブリッジインバータ回路を含んで構成され、これによる制御は例えばＰＷＭ（パルス幅変調）方式により行われる。
【００３２】
負荷モータ２・補償モータ４に設けられた電磁ピックアップ２ａ，４ａからの位置出力は演算部２０に入力されており、補償モータ４は演算部２０の位置指令によって、負荷モータ２の回転角と同期して動作するように制御される。また演算部２０には、図示しない車両測定装置（例えば、車両１０の適宜箇所に設置されたロータリエンコーダ・レゾルバ・圧力センサ・加速度センサなど）によって検出される車速信号・前後荷重変化・トルク変化・重心移動量などの各値が、リアルタイムで入力される。
【００３３】
また演算部２０には記憶部２５が接続されており、記憶部２５には、制御系自体の動作プログラムのほか、後述する各種の関数マップ形式のデータまたはモデル構造とパラメータが予め格納されている。このようなパラメータには、例えばショックアブソーバの減衰力、ショックアブソーバのバネ定数、ディファレンシャルのギヤ比、などの車両の諸元に係るもの、および路面の勾配や摩擦係数μなどの路面の地形・物性に係るものがある。
【００３４】
本実施形態では、後述する各種の試験条件に応じて、車両１０や路面のモデルが演算部２０で演算され、その結果である負荷指令が制御値として負荷モータ制御部２２に出力されることにより、負荷モータ２の負荷トルクが制御される。負荷モータ２の負荷トルクは擬似的な走行抵抗として車両１０に作用するから、車両１０では実路を走行する場合と同様の条件で各種の物理量を測定することができる。
【００３５】
このとき、補償モータ４は、駆動輪１１に対する接輪ローラ３の影響を遮断して駆動輪１１を接輪ローラ３側に関して無負荷とするように制御される。この補償モータ４の制御は、速度制御とトルク制御の両者によって行われる。
【００３６】
このうち速度制御は、駆動輪１１と接輪ローラ３の接点における両者の速度が常に等しくなるように行われるものである。具体的には、駆動輪１１と接輪ローラ３との両者の径で決まる速度比を利用して、駆動輪１１と接輪ローラ３とが滑りを生じずに転がり接触するような負荷モータ２の速度と補償モータ４の速度との対応関係を示す速度マップが予め作成され、記憶部２５に格納されており、この速度マップが速度制御に利用される。または、モデル構造から算出された値が速度制御に利用される。
【００３７】
動作中には、負荷モータ２の速度値（電磁ピックアップ２ａから検出される負荷モータ２の実際の速度、または演算部２０が保持している負荷モータ２への速度指令値）から、この速度マップが参照され、対応する補償モータ４の速度値が取得される。そして、取得された速度値と一致するように補償モータ４に対する速度指令値が補償モータ制御部２４に出力され、これにより補償モータ４が負荷モータ２と回転同期制御され、駆動輪１１と接輪ローラ３の接点における両者の速度が等しくなる。
【００３８】
またトルク制御は、接輪ローラ３の慣性力と上記装置ロスとの合計（すなわち、接輪ローラ３から補償モータ４までの間の引き摺り損失）に大きさが等しく向きが逆のトルクが補償モータ４で生じるように実行され、これによって接輪ローラ３の慣性力が相殺（キャンセル）される。具体的には、上述の速度制御の結果として得られる補償モータ４の加速度（速度指令の微分値、または電磁ピックアップ４ａから検出される補償モータ４の実際の速度の微分値）から、所定の加速度−慣性力マップの参照により接輪ローラ３の慣性力が得られ、求められた慣性力と釣り合うようにトルク指令が生成されて、補償モータ４がトルク制御される。
【００３９】
例えば、図４において駆動輪１１がＡ方向に、接輪ローラ３がＣ方向に回転している定常走行状態から、駆動輪１１が加速されると、演算部２０の出力により接輪ローラ３への出力には正方向（Ｃ方向）のトルクが加えられる。また逆に、駆動輪１１が減速されると、演算部２０の出力により接輪ローラ３への出力には逆方向（Ｄ方向）のトルクが加えられる。したがって、接輪ローラ３が車重の多くの部分を支持している状態でありながら、接点Ｅを経由した駆動輪１１に対する接輪ローラ３の影響は遮断され、駆動輪１１は接輪ローラ３側の走行抵抗に関して、空転している場合と同様の無負荷の状態となる。
【００４０】
本実施形態では、車両１０から実際に取得（測定）される車速信号を利用して、予め作成され記憶部２５に記憶された車速−走行抵抗マップ（図５参照）の参照により、走行抵抗が算出される。そして、算出された走行抵抗に応じて負荷モータ制御部２２の負荷値が制動側に制御され、負荷モータ２の負荷トルクによって駆動輪１１に擬似的な走行抵抗が与えられる。
【００４１】
以上のとおり、本実施形態では、負荷モータ２が車両１０の駆動輪１１に直結されているので、外部の機械的負荷における慣性成分が負荷モータ２の回転子に係るものに限られ、従来のように負荷モータを接輪ローラに直結する場合に比して接輪ローラ３の慣性力の影響を排除でき、応答性の高い擬似的負荷を車両１０に与えることができる。
【００４２】
また本実施形態では、負荷モータ２に電気的に接続される可変負荷手段としての負荷モータ制御部２２の制御値（電流、周波数）を、演算部２０により制御することとしたので、本発明による効果を簡易な構成で実現できる。
【００４３】
また本実施形態では、駆動輪１１に周面を接する接輪ローラ３に、補償モータ４が結合されており、この補償モータ４の出力を補償モータ制御部２４が駆動輪１１の速度に基づいて制御して、接輪ローラ３の慣性力を減少させる。したがって本実施形態では、接輪ローラ３で車両１０の重量を支持しつつ、駆動輪１１に対する接輪ローラ３の慣性力の影響を減少させることができる。
【００４４】
また本実施形態では、接輪ローラ３を駆動する補償モータ４を、負荷モータ２から取得される駆動輪１１の速度に基づいて駆動するので、負荷モータ２によって車両１０に与えられる機械的負荷の変動と、接輪ローラ３の慣性力の変動を同期させることができ、機械的ロスである慣性力のキャンセルにより走行条件の急激な変化を忠実に再現できる。また、負荷モータ２のフィードバック出力である電磁ピックアップ２ａの出力を補償モータ４の同期運転に利用でき好適である。
【００４５】
次に、第２実施形態について説明する。上記第１実施形態においては、接輪ローラ３および補償モータ４を用いたため、大径の接輪ローラ３の利用により駆動輪１１などの車輪との接触面積を拡大し、接地条件に起因する走行抵抗などの負荷特性を実路に近いものにすることができるが、補償モータ４の設けられた接輪ローラ３の利用は本発明において必須ではなく、これを用いない第２実施形態のような構成とすることもできる。
【００４６】
すなわち、図６に示すように、駆動輪１１に周面を接するように、図示しない機枠に遊転自在に支持されるフリーローラ３１を配設する。フリーローラ３１の直径は、例えば１００ｍｍとする。フリーローラ３１には、上述した負荷モータ２やその他の負荷手段は設けないものとする。第２実施形態の残余の構成は第１実施形態のものと同様である。この第２実施形態では、このフリーローラ３１の小径化により装置を小型に設計できるという利点がある。
【００４７】
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態は、駆動輪１１の周面に当接してこれを支持するような部材を設けないこととしたものであり、図７に示すように、負荷モータ２を昇降させる保持機構としての油圧ジャッキ機構３３を備え、この油圧ジャッキ機構３３の動作により駆動輪１１の周面が接地しないように車両１０を浮上させることとしたものである。負荷モータ２が固定された昇降台３４には、図示しないベアリングを介して中間軸６の中間部を回転自在に支持する支持腕３５が設けられている。第３実施形態の残余の構成は上記第１実施形態と同様である。
【００４８】
この第３実施形態では、実走行時の場合や上記第１・第２実施形態の場合とは異なり車輪の所謂バネ下部分の動作の自由度は制約されるが、接地面からの駆動輪１１への影響を排除できる。なお、第３実施形態のように負荷モータ２を昇降させる構成に代えて、車両１０が載置される床部３６、特に駆動輪１１その他の車輪に対応する部分が図中下向きに沈み込むように、適宜の昇降機構（図示せず）を設けてもよい。また、中間軸６と負荷モータ２のロータ軸との間に自在継手を介装すると共に、車両１の車体の適宜箇所を保持して駆動輪１１を床部３６から浮上させる構成としてもよい。
【００４９】
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態は、走行抵抗の算出について他の各種の関数マップを利用し、駆動輪−路面間の摩擦係数μの仮想的変更を実現するものである。なお、以下の各実施形態における機械的構成は、上記第１ないし第３の各実施形態におけるものをそのまま適用できる。また、以下の各実施形態においては、予め記憶部２５に記憶されている各種の関数マップを利用することとしているが、関数マップを利用する構成に代えて、同様の特性を実験近似したモデル式を利用してもよい。
【００５０】
駆動輪と路面との間のスリップ率（すなわち、駆動輪の周面速度と路面速度との差が駆動輪の周面速度に対してなす割合）と、摩擦係数μとの間には、一般に図８のような関係が成立する。また、この関係は車速依存性があり、車速に応じて異なるスリップ率−摩擦係数特性（以下スリップ特性という）が成立する。この実施形態では、このようなスリップ特性を車速ごとに関数マップ化した三次元のスリップ特性マップを予め作成して、記憶部２５に記憶させておく。
【００５１】
試験の際には、車速をモニタすると共に、車速に応じたスリップ特性を演算（仮想的にμを可変）して、負荷モータ２の走行抵抗を制御することで、乾燥路、濡れ路面、氷雪路のスリップ特性をシミュレートする。
【００５２】
具体的には、車両測定装置から入力される車速を演算部２０に読み込み、加速・減速などの運転操作による加速度（車速の微分値により導出する）からスリップ率を連続的に算出し、このスリップ率を用いてその時の車速におけるスリップ特性マップを参照することにより、摩擦係数μを算出する。そして、上述した車速−走行抵抗マップにおける転がり抵抗の値に、算出された摩擦係数μを所定の関数で反映させることにより、負荷モータ２によって生じる走行抵抗が擬似的に変更され、路面の状態と運転操作状態とに応じたスリップ状態を再現することができる。
【００５３】
次に、第５実施形態について説明する。第５実施形態は、ステア角と路面勾配の実データの利用による実路の仮想的再現を実現するものである。
【００５４】
コーナリング時のスリップ角（すなわち、駆動輪１１の進行方向と駆動輪１１の縦断面とがなす角ｘ。図９（ａ）参照）に応じて、駆動輪１１の抗力係数および横力係数は図９（ｂ）のような特性（以下ステア特性という）を示す。この実施形態では、このステア特性を関数マップ化したステア特性マップを予め作成して、記憶部２５に記憶させておく。
【００５５】
また、試験の対象となる所定区間の実路（テストコースでも公道でもよい）の走行により、ステア角（操舵角）、左右それぞれの駆動輪１１の車輪速、エンジン回転数、変速段（または変速比）、および路面勾配の実データを検出し、これを時系列の実路ログとして記録し、記憶部２５に予め記憶させておく。
【００５６】
また、シャシダイナモ装置１にセットされた車両１０のアクセルペダルおよび変速レバーに電動アクチュエータを設置し、あるいは車両１０に既に設けられているスロットルアクチュエータや変速アクチュエータへの入力端子を外部のコントローラに接続することにより、実路ログのデータどおりに車両１０が加減速操作・変速操作されるように装置を準備する。
【００５７】
試験の際には、実路ログのデータどおりに車両１０を運転（加減速操作・変速操作）しながら、実路ログに記録されているステア角（操舵角）に応じて定まるスリップ角ｘ、および左右それぞれの駆動輪１１の車輪速のデータを演算部２０に読み込み、このスリップ角ｘと車輪速を用いて、上述したステア特性マップを参照することにより、駆動輪１１の抗力係数および横力係数を連続的に算出する。また、実路ログから路面勾配を逐次に演算部２０に読み込み、走行抵抗への路面勾配の影響度である勾配係数Ｗsinθ（Ｗは車重、θは路面勾配）を算出する。
【００５８】
そして、車両１０から入力される速度信号から積算された走行距離に応じて、上記のとおり算出された抗力係数および横力係数を、上述した車速−走行抵抗マップにおける転がり抵抗の値に所定の関数で反映させ、また勾配係数を走行抵抗に乗ずることにより、負荷モータ２によって生じる走行抵抗が擬似的に変更され、負荷モータ２に出力される。したがってこの実施形態によれば、実路ログに応じた道路状態および運転状態、とくに実路の勾配とコーナー半径とを自在に再現した試験（例えば、燃費評価試験）を実現することができる。
【００５９】
なお、エンジン回転数一定・変速比一定で走行する条件で試験を行う場合には、試験の際に車両１０のエンジン回転数や変速比を実路ログに従って変更する必要はない。また、この実施形態では実路ログを利用したが、実路ログに対応するデータメンバを持つ仮想経路ログを予め作成し、これを利用して試験を行ってもよい。
【００６０】
次に、第６実施形態について説明する。第６実施形態は、車両パラメータの仮想的変更による影響評価を実現するものである。
【００６１】
本実施形態では、動力伝達系の特性の変更など車両１０自体の特性の変更を、走行抵抗に換算して車両に与えることによって、車両１０自体のパラメータの変更を仮想的に実現し、その車両への影響を評価することができる。
【００６２】
すなわち、本実施形態では、実供試車両におけるエンジン、トランスミッション、プロペラシャフト、ディファレンシャル、ドライブシャフト、駆動輪、サスペンション、ボデー等のモデル式を予め作成し、記憶部２５に記憶させておく。例えば、部材ａ（例えばトランスミッション）、と部材ｂ（例えば車輪）とを直列に接続した２自由度系モデル式を考えた場合、モデル式は数１のとおりである。
【００６３】
【数１】
ｆ（Ｍａ，Ｋａ，Ｃａ，Ｊａ，θａ，Ｍｂ，Ｋｂ，Ｃｂ，Ｊｂ，θｂ）＝Ｔload
【００６４】
ここでＴは車両側トルク、θは軸のねじれ角、Ｍは質量、Ｋはバネ定数、Ｃは粘性係数、Ｊは慣性モーメント、添字ａは部材ａ、添字ｂは部材ｂ、Ｔloadは負荷モータ２による負荷トルクを示す。
【００６５】
このモデル式をもとに、モデル式中のパラメータの値を仮想的に可変したときの走行抵抗の値を演算して、負荷モータ２によって車両に負荷する。例えば部材ａを、それと各パラメータがＭａ'，Ｋａ'，Ｃａ'，Ｊａ'だけ異なる部材ａ'に交換することを仮定する場合、負荷モータ２によって負荷される負荷トルクＴload'は、次の数２で表される。
【００６６】
【数２】
ｆ（Ｍａ＋Ｍａ'，Ｋａ＋Ｋａ'，Ｃａ＋Ｃａ'，Ｊａ＋Ｊａ'，θａ＋θａ'，Ｍｂ，Ｋｂ，Ｃｂ，Ｊｂ，θｂ）＝Ｔload'
【００６７】
このようにして得られた負荷トルクＴload'の値を目標負荷トルクとして、演算部２０により負荷モータ制御部２２を制御し、負荷モータ２によって車両１０に負荷しながら、車両１０の特性の変化を測定する。
【００６８】
この実施形態では、パラメータの変更を負荷モータ２による擬似的な走行抵抗としての負荷トルクに換算し、仮想的なパラメータ変更として車両１０に作用させるので、動力伝達系を構成する各部材の各パラメータの個別かつ任意な変更が車両に与える影響ないし特性の変化、例えば個々の諸元パラメータが燃費に与える影響を評価することができる。
【００６９】
なお、この実施形態において変更できるパラメータは他の種類のものであってもよく、例えばトランスミッションやディファレンシャル等の内部の引き摺り損失や攪拌抵抗、伝達効率、さらにはエンジン水温や暖機状態をパラメータとして利用することができる。
【００７０】
また、この実施形態を、トランスミッションパラメータ変化が駆動力および燃費特性に与える影響の評価に利用することもできる。すなわち、トルクコンバータのマップ定数やトランスミッションの変速点等のトランスミッションパラメータをモデル式において仮想的に変化させたときと等価の走行抵抗を演算して、負荷モータ２で車両に負荷することによって、変化させたパラメータが駆動力や燃費に与える影響を評価することができる。
【００７１】
次に、第７実施形態について説明する。第７実施形態は、振動の仮想的再現による振動伝達特性の評価を実現するものである。
【００７２】
この実施形態では、負荷モータ制御部２２（図３）の制御切り換えにより、負荷モータ２を動力吸収としてではなく動力駆動として動作させるものであって、負荷モータ２から、振動強制力を模擬したトルク変動を駆動輪１１に入力し、車室内に設けた圧力センサで振動を検出することで、車両１０の振動伝達特性を評価する。なお、この実施形態の場合には、負荷モータ２に直結される車輪は駆動輪１１でなく従動輪でもよい。
【００７３】
模擬する対象となる振動強制力は、車輪およびその近傍から車室側に向けて生じる振動ないし衝撃、例えばタイヤのアンバランス、ノンユニフォミティロードノイズ（路面の凹凸に起因する振動）、ブレーキロータの振れやアンバランス等である。他方、車両１０における車室内の設備であるブレーキペダルおよびステアリングホイルには、それぞれ図示しない圧力センサを設置する。車室内における測定点は、運転時に乗員が直接接触しうる部材とするのが好適である。
【００７４】
例えば、ブレーキロータの振れに起因する振動伝達特性（すなわち、ブレーキロータの振れに起因する振動が車室内に伝達される度合い）を測定する場合、図１０（ａ）のようにブレーキロータの振れに相当する回転一次のトルク変動を、強制力一定の規格入力値として、演算部２０により負荷モータ２への脈動トルクとして与え、その際のブレーキペダルおよびステアリングホイルの振動を計測する。
【００７５】
この実施形態によれば、異なる複数種類の車両について同一の条件で試験を行うことにより、車種間の振動感度（振動伝達特性）を比較したり、模擬する振動強制力におけるアンバランス量に相当する強制振動力波形における振幅・位相・周波数などのパラメータを個別に変えることによって、強制力に対する振動伝達特性、とくに非線形性のものを評価することも可能となる。
【００７６】
なお、上記各実施形態では、駆動輪１１に負荷モータ２を直結することとしたが、負荷モータ２は駆動輪１１以外の車輪すなわち従動輪に直結してもよい。また、駆動輪１１と負荷モータ２との直結にはホイールハブ１１ａを利用したが、他の部分ないし部材を利用してもよい。
【００７７】
また、本発明においてパラメータとして用いられる試験条件は、上記各実施形態に挙げられた車両自体の機械的特性や路面の地形上・物性上の特性のほか、外気温・湿度や気圧などの気象条件を表す物理量をも広く選択することができる。また、上記第４ないし第７実施形態では各種の関数マップやモデル式を個別に利用する例について説明したが、本発明では複数種類の関数マップやモデル式を同時に使用してもよい。また本発明に係る装置および方法は、上記各実施形態に示された種類の試験に限らず、他の各種の車両試験に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の概略を示す正面図である。
【図２】第１実施形態における駆動輪を示す断面図である。
【図３】第１実施形態の制御系を示すブロック図である。
【図４】本発明における接輪ローラおよび補償モータの作用を示す説明図である。
【図５】走行抵抗マップを示すグラフである。
【図６】第２実施形態の要部を示す側面図である。
【図７】第３実施形態の概略を示す正面図である。
【図８】スリップ特性マップを示すグラフである。
【図９】（ａ）はスリップ角と横力の関係を示す説明図、（ｂ）はステア特性マップを示すグラフである。
【図１０】（ａ）は第７実施形態における入力トルク変動を示すグラフ、（ｂ）は異なる複数の車両における振幅の周波数分布を示すグラフである。
【図１１】本発明による改良前のシャシダイナモ装置を示す正面図である。
【符号の説明】
１シャシダイナモ装置、２負荷モータ、３接輪ローラ、４補償モータ、１０車両、１１駆動輪、２０演算部、２２負荷モータ制御部、２４補償モータ制御部、２５記憶部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a chassis dynamo device and a vehicle test method for performing a vehicle performance test.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 11, the conventional chassis dynamo device fixes the rotor shaft of the load motor 52 to the rotating shaft of the contact ring roller 53 that is rotatably supported, for example, and drives the vehicle 10 on the contact roller 53. Some wheels (front wheels in the case of front-wheel drive vehicles) 11 are placed. Then, the vehicle 10 is driven, and this driving force is absorbed by the load motor 52 via the contact roller 53, so that a mechanical load equivalent to the traveling resistance when the vehicle 10 actually travels on the road is simulated. Produced various types of tests such as fuel consumption measurement and exhaust gas measurement.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In this case, the mechanical load on the drive system of the vehicle 10 is determined by the impedance value of the variable impedance element as an electrical load connected between the terminals of the load motor 52. Therefore, it can be considered that an arbitrary mechanical load is created by adjusting the impedance value.
[0004]
By the way, since the contact area between the drive wheels 11, that is, the contact area between the drive wheels 11 and the contact roller 53 greatly affects the running resistance, it is necessary to make the peripheral surface of the contact wheel 53 as flat as possible. As the ring roller 53, a roller having a large diameter such as 1100 mm or 1700 mm is used.
[0005]
However, since the large-diameter contact roller 53 generates a large inertial force due to its rotation as described above, there is a delay in following the rotation of the contact roller 53 when the electrical load is rapidly changed. The mechanical load on the vehicle 10 cannot be changed rapidly. Therefore, with the conventional chassis dynamo device, it is not possible to reproduce rapidly changing dynamic driving conditions, and quasi-static driving conditions such as constant vehicle speed, constant road surface inclination angle, and driving with a predetermined load pattern. It was mainly used for testing in Japan.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide means capable of performing a vehicle test under dynamic driving conditions by reproducing rapidly changing driving conditions.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The first aspect of the present invention is a vehicle drive wheel.Directly connectedLoad motorAnd a contact roller that contacts the drive wheel with a peripheral surface, a compensation motor that is directly coupled to the contact wheel roller, and compensation control means that controls the motion of the compensation motor, the compensation control means comprising the load motor The inertial force of the contact roller is reduced by driving the compensation motor based on the physical quantity indicating the motion of the drive wheel obtained fromThis is a chassis dynamo device.
[0008]
  In the first aspect of the present invention, since the load motor is directly connected to the drive wheel of the vehicle, the influence of the inertial force of the contact roller is markedly greater than in the case where the load motor is coupled to the contact wheel roller as in the prior art. The vehicle can be made small, and a pseudo load with high responsiveness can be given to the vehicle.In the first aspect of the present invention, the compensation motor for driving the contact roller is driven based on a physical quantity indicating the motion of the drive wheel acquired from the load motor, so that the mechanical load applied to the vehicle by the load motor is reduced. Relations such as synchronization can be given to fluctuations and fluctuations of the inertial force of the contact roller, and a sudden change in traveling conditions can be faithfully reproduced. It is also possible to use the feedback output of the load motor for the synchronous operation of the compensation motor. It is preferable to use the speed, torque, speed change or torque change of the drive wheel as the physical quantity indicating the motion of the drive wheel.
[0009]
A second aspect of the present invention is a chassis dynamo device according to the first aspect of the present invention, comprising variable load means electrically connected to a load motor, and load control means for controlling an electric load value of the variable load means. A chassis dynamo device further provided.
[0010]
In the second aspect of the present invention, since the load control means controls the electric load value of the variable load means electrically connected to the load motor, the effect of the first aspect of the present invention can be realized with a simple configuration.
[0015]
  First3The present invention is the chassis dynamo apparatus according to the first or second aspect of the present invention, further comprising a free roller contacting a peripheral surface of the drive wheel.
[0016]
  First3According to the present invention, the apparatus further includes a free roller that is in contact with the drive wheel on its peripheral surface, that is, a roller that is supported so as to be freely rotatable and is not provided with a load means.
[0017]
  First4The present invention includes the first to the first3The chassis dynamo device according to any one of the present invention, further comprising a holding mechanism for levitating the peripheral surface of the drive wheel.
[0018]
  First4In the present invention, the influence of the driving wheel from the ground contact surface can be eliminated by floating the peripheral surface of the driving wheel by the holding mechanism.
[0019]
  First5The present invention includes the first to the first4The chassis dynamo device according to any one of the present invention,carStorage means for preliminarily storing parameters indicating test conditions relating to both and the road surface, wherein the load control means controls the electric load value of the variable load means in accordance with the parameters stored in the storage means A chassis dynamo device characterized by
[0020]
  First5In the present invention, the load control means controls the electric load value of the variable load means in accordance with the parameter indicating the test condition relating to the vehicle or the road surface, thereby realizing a mechanical load on the vehicle according to the test condition. it can.
[0021]
  First6The present invention is the first5The chassis dynamo device according to the present invention is characterized in that the load control means controls the electric load value in consideration of a measured value of a state during operation of the vehicle.
[0022]
  First6In the present invention, the measurement value relating to the state of the vehicle can be reflected in real time on the mechanical load on the vehicle, and a more faithful test can be realized.
[0023]
  First5Or second6The vehicle conditions in the present invention are as follows.7As in the present invention, the friction condition of the road surface8As in the present invention, the road surface slope or9It can be the curvature of the road surface as in the present invention.10Various physical quantities representing road surface properties, topography, and weather conditions such as outside air temperature / humidity and atmospheric pressure, such as road surface unevenness conditions as in the present invention, can be expressed as parameters. The test conditions are11It may be a condition of the vehicle itself such as a power transmission system parameter as in the present invention.
[0024]
  The test conditions are12As in the present invention, it may be acquired by an actual traveling test on a predetermined traveling route, and the vehicle conditions in the actual traveling can be accurately reproduced.
[0025]
  First13The present invention isOf the first inventionA vehicle testing method using a chassis dynamo device, the step of storing parameters indicating test conditions relating to the vehicle and the road surface, the step of measuring the state of the vehicle in operation, and the stored parameters and the measurement A vehicle test method including a step of calculating an electric load value based on a measured value and a step of controlling the electric load value of the variable load means based on the calculated electric load value.
[0026]
  First13In the present invention, since the electric load value of the variable load means is controlled based on the parameter indicating the test condition and the measured value by the measurement of the vehicle, a faithful test reflecting the state of the driving vehicle in real time is performed. realizable.
[0027]
  First14The present invention includes the first to the first6A vehicle test method using the chassis dynamo device according to any one of the present invention, wherein a vibration is applied to a drive wheel by driving a load motor.
[0028]
  First14In the present invention, since the vibration is applied to the driving wheel by driving the load motor, the present invention can be used to measure the influence of the vibration in the vicinity of the driving wheel.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, a chassis dynamo device 1 according to a first embodiment of the present invention is rotatably supported by a load motor 2 in which a rotor shaft is coupled to a drive wheel 11 of a vehicle 10 so as not to be relatively rotatable, and a machine frame (not shown). The contact ring roller 3 and the compensation motor 4 having a rotor shaft fixed to the rotation shaft of the contact ring roller 3 so as not to be relatively rotatable are configured. The diameter of the contact roller 3 is, for example, 1100 mm. The load motor 2 and the compensation motor 4 are both low inertia AC motors (for example, permanent magnet induction motors). During the test, the load motor 2 operates as power drive or power absorption, and the compensation motor 4 Operates as a power drive.
[0030]
An intermediate shaft 6 is fixed to the tip of the rotor shaft of the load motor 2 via a torque meter 5. As shown in FIG. 2, the flange 6a at the tip of the intermediate shaft 6 is bolted during the test. 7 is fixed to the wheel hub 11 a of the drive wheel 11 via the spacer 8. The torque meter 5 is provided with an electromagnetic pickup for detecting the rotational speed.
[0031]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the control system. In the figure, the control system is mainly configured by a calculation unit 20 that calculates a load command / position command and torque command for the load motor 2 and a position command / torque command for the compensation motor 4. Connected to the output side of the arithmetic unit 20 is a load motor control unit 22 that applies a load to the load motor 2 in a forward and reverse direction, and is variable by changing the current and frequency to the load motor 2. Real load, that is, mechanical load can be applied. Similarly, the compensation motor control unit 24 is connected to the compensation motor 4, and the same control as that of the load motor 2 can be performed. Each of the load motor control unit 22 and the compensation motor control unit 24 includes a known three-phase bridge inverter circuit, and control by this is performed by, for example, a PWM (pulse width modulation) system.
[0032]
The position outputs from the electromagnetic pickups 2a and 4a provided in the load motor 2 and the compensation motor 4 are input to the calculation unit 20, and the compensation motor 4 is synchronized with the rotation angle of the load motor 2 by the position command of the calculation unit 20. And controlled to operate. In addition, the calculation unit 20 includes a vehicle speed signal, a longitudinal load change, a torque change, Each value such as the amount of movement of the center of gravity is input in real time.
[0033]
In addition, a storage unit 25 is connected to the arithmetic unit 20, and in addition to the operation program for the control system itself, various function map format data or model structures and parameters described later are stored in advance. . Such parameters include, for example, shock absorber damping force, shock absorber spring constant, differential gear ratio, and other vehicle specifications, and road surface topography and physical properties such as road gradient and friction coefficient μ. There is something related to.
[0034]
In the present embodiment, the vehicle 10 and the road surface model are calculated by the calculation unit 20 according to various test conditions described later, and the resulting load command is output to the load motor control unit 22 as a control value. The load torque of the load motor 2 is controlled. Since the load torque of the load motor 2 acts on the vehicle 10 as pseudo running resistance, the vehicle 10 can measure various physical quantities under the same conditions as when running on an actual road.
[0035]
At this time, the compensation motor 4 is controlled so that the influence of the contact roller 3 on the drive wheel 11 is cut off and the drive wheel 11 is unloaded with respect to the contact roller 3 side. The compensation motor 4 is controlled by both speed control and torque control.
[0036]
Among these, the speed control is performed so that the speeds of the driving wheel 11 and the contact roller 3 are always equal. Specifically, a load motor 2 that uses the speed ratio determined by the diameters of both the driving wheel 11 and the contact roller 3 to make the rolling contact between the driving wheel 11 and the contact roller 3 without causing slippage. A speed map showing the correspondence between the speed of the motor and the speed of the compensation motor 4 is created in advance and stored in the storage unit 25, and this speed map is used for speed control. Alternatively, a value calculated from the model structure is used for speed control.
[0037]
During operation, this speed map is calculated from the speed value of the load motor 2 (the actual speed of the load motor 2 detected from the electromagnetic pickup 2a or the speed command value for the load motor 2 held by the calculation unit 20). And the speed value of the corresponding compensation motor 4 is acquired. Then, a speed command value for the compensation motor 4 is output to the compensation motor control unit 24 so as to coincide with the acquired speed value, whereby the compensation motor 4 is rotationally controlled synchronously with the load motor 2, and the drive wheel 11 and the contact wheel Both speeds at the contact point of the roller 3 become equal.
[0038]
In the torque control, torque that is equal in magnitude and reverse in direction to the sum of the inertia force of the contact roller 3 and the device loss (that is, drag loss between the contact roller 3 and the compensation motor 4) is compensated for by the motor. The inertial force of the contact roller 3 is canceled (cancelled). Specifically, from the acceleration of the compensation motor 4 obtained as a result of the speed control described above (the differential value of the speed command or the differential value of the actual speed of the compensation motor 4 detected from the electromagnetic pickup 4a), a predetermined acceleration is obtained. -The inertial force of the contact roller 3 is obtained by referring to the inertial force map, a torque command is generated so as to balance the calculated inertial force, and the compensation motor 4 is torque controlled.
[0039]
For example, when the driving wheel 11 is accelerated from a steady running state in which the driving wheel 11 rotates in the A direction and the contact wheel roller 3 rotates in the C direction in FIG. Is applied with torque in the positive direction (C direction). Conversely, when the drive wheel 11 is decelerated, torque in the reverse direction (D direction) is applied to the output to the contact roller 3 by the output of the calculation unit 20. Therefore, the influence of the contact roller 3 on the drive wheel 11 via the contact point E is blocked while the contact roller 3 is supporting a large part of the vehicle weight, and the drive wheel 11 is connected to the contact roller 3. With respect to the running resistance on the side, there is no load as in the case of idling.
[0040]
In the present embodiment, by using a vehicle speed signal that is actually acquired (measured) from the vehicle 10, the running resistance is determined by referring to a vehicle speed-running resistance map (see FIG. 5) that is created in advance and stored in the storage unit 25. Calculated. Then, the load value of the load motor control unit 22 is controlled to the braking side according to the calculated running resistance, and a pseudo running resistance is given to the drive wheels 11 by the load torque of the load motor 2.
[0041]
As described above, in the present embodiment, since the load motor 2 is directly connected to the drive wheels 11 of the vehicle 10, the inertial component in the external mechanical load is limited to that related to the rotor of the load motor 2. Thus, compared with the case where the load motor is directly connected to the contact roller, the influence of the inertial force of the contact roller 3 can be eliminated, and a pseudo load with high responsiveness can be given to the vehicle 10.
[0042]
In the present embodiment, since the control value (current, frequency) of the load motor control unit 22 as variable load means electrically connected to the load motor 2 is controlled by the calculation unit 20, the present invention is applied. The effect can be realized with a simple configuration.
[0043]
In this embodiment, the compensation motor 4 is coupled to the contact roller 3 that contacts the drive wheel 11 with its peripheral surface, and the compensation motor control unit 24 outputs the output of the compensation motor 4 based on the speed of the drive wheel 11. By controlling, the inertia force of the contact roller 3 is decreased. Therefore, in this embodiment, the influence of the inertial force of the contact roller 3 on the drive wheel 11 can be reduced while supporting the weight of the vehicle 10 by the contact roller 3.
[0044]
In this embodiment, the compensation motor 4 that drives the contact roller 3 is driven based on the speed of the drive wheel 11 acquired from the load motor 2, so that the mechanical load applied to the vehicle 10 by the load motor 2 is reduced. The fluctuation and the fluctuation of the inertial force of the contact roller 3 can be synchronized, and a sudden change in traveling conditions can be faithfully reproduced by canceling the inertial force, which is a mechanical loss. Further, the output of the electromagnetic pickup 2 a that is the feedback output of the load motor 2 can be used for the synchronous operation of the compensation motor 4, which is preferable.
[0045]
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, since the contact roller 3 and the compensation motor 4 are used, the contact area with the wheel such as the drive wheel 11 is expanded by using the large diameter contact roller 3 and traveling due to the ground contact condition is performed. Although the load characteristics such as resistance can be made close to the actual road, the use of the contact roller 3 provided with the compensation motor 4 is not essential in the present invention, as in the second embodiment not using this. It can also be configured.
[0046]
That is, as shown in FIG. 6, a free roller 31 that is supported by a machine frame (not shown) so as to freely rotate is disposed so that the peripheral surface of the drive wheel 11 is in contact with the drive wheel 11. The diameter of the free roller 31 is, for example, 100 mm. The free roller 31 is not provided with the load motor 2 or other load means described above. The remaining configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment. In the second embodiment, there is an advantage that the apparatus can be designed to be small by reducing the diameter of the free roller 31.
[0047]
Next, a third embodiment will be described. In the third embodiment, no member that contacts and supports the peripheral surface of the drive wheel 11 is provided. As shown in FIG. 7, the load motor 2 is moved up and down as a holding mechanism. The hydraulic jack mechanism 33 is provided, and the vehicle 10 is lifted by the operation of the hydraulic jack mechanism 33 so that the peripheral surface of the drive wheel 11 is not grounded. A lifting arm 34 to which the load motor 2 is fixed is provided with a support arm 35 that rotatably supports an intermediate portion of the intermediate shaft 6 via a bearing (not shown). The remaining configuration of the third embodiment is the same as that of the first embodiment.
[0048]
In the third embodiment, the degree of freedom of operation of the so-called unsprung portion of the wheel is limited unlike the case of actual traveling or the first and second embodiments, but the drive wheel 11 from the ground contact surface is restricted. The influence on can be eliminated. Instead of the configuration in which the load motor 2 is raised and lowered as in the third embodiment, the floor portion 36 on which the vehicle 10 is placed, particularly the portion corresponding to the drive wheels 11 and other wheels, sinks downward in the figure. Further, an appropriate lifting mechanism (not shown) may be provided. In addition, a universal joint may be interposed between the intermediate shaft 6 and the rotor shaft of the load motor 2, and an appropriate portion of the vehicle body of the vehicle 1 may be held to float the driving wheel 11 from the floor portion 36.
[0049]
Next, a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, other various function maps are used for calculating the running resistance, and a virtual change of the friction coefficient μ between the drive wheel and the road surface is realized. The mechanical configurations in the following embodiments can be applied as they are in the first to third embodiments. In each of the following embodiments, various function maps stored in advance in the storage unit 25 are used. However, instead of the configuration using the function map, a model equation that approximates the same characteristic by experiment is used. May be used.
[0050]
In general, the slip ratio between the drive wheel and the road surface (that is, the ratio of the difference between the peripheral speed of the drive wheel and the road surface speed to the peripheral speed of the drive wheel) and the friction coefficient μ are generally The relationship as shown in FIG. 8 is established. Further, this relationship is dependent on the vehicle speed, and different slip ratio-friction coefficient characteristics (hereinafter referred to as slip characteristics) are established depending on the vehicle speed. In this embodiment, a three-dimensional slip characteristic map in which such a slip characteristic is converted into a function map for each vehicle speed is created in advance and stored in the storage unit 25.
[0051]
During the test, the vehicle speed is monitored, the slip characteristic corresponding to the vehicle speed is calculated (μ is virtually variable), and the running resistance of the load motor 2 is controlled, so that the dry road, wet road surface, ice and snow are controlled. Simulate the slip characteristics of the road.
[0052]
Specifically, the vehicle speed input from the vehicle measuring device is read into the calculation unit 20, and the slip ratio is continuously calculated from the acceleration (derived from the differential value of the vehicle speed) due to the driving operation such as acceleration / deceleration. The friction coefficient μ is calculated by referring to the slip characteristic map at the vehicle speed at that time using the rate. Then, by reflecting the calculated friction coefficient μ with a predetermined function in the rolling resistance value in the vehicle speed-running resistance map described above, the running resistance generated by the load motor 2 is changed in a pseudo manner, and the road surface state The slip state according to the driving operation state can be reproduced.
[0053]
Next, a fifth embodiment will be described. The fifth embodiment realizes virtual reproduction of an actual road by using actual data of a steering angle and a road surface gradient.
[0054]
The drag coefficient and lateral force coefficient of the drive wheel 11 are shown in accordance with the slip angle during cornering (that is, the angle x formed by the traveling direction of the drive wheel 11 and the longitudinal section of the drive wheel 11; see FIG. 9A). The characteristic shown in FIG. 9 (b) (hereinafter referred to as “steer characteristic”) is shown. In this embodiment, a steer characteristic map obtained by converting the steer characteristic into a function map is created in advance and stored in the storage unit 25.
[0055]
Further, by running on a real road (which may be a test course or a public road) in a predetermined section to be tested, the steer angle (steering angle), the wheel speed of each of the left and right drive wheels 11, the engine speed, and the gear position (or speed change) Ratio) and road surface gradient actual data are detected, recorded as a time-series actual road log, and stored in the storage unit 25 in advance.
[0056]
In addition, an electric actuator is installed on the accelerator pedal and the shift lever of the vehicle 10 set in the chassis dynamo device 1, or an input terminal to a throttle actuator or a shift actuator already provided in the vehicle 10 is connected to an external controller. Thus, the device is prepared so that the vehicle 10 is accelerated / decelerated / shifted according to the data of the actual road log.
[0057]
During the test, while driving the vehicle 10 according to the data of the actual road log (acceleration / deceleration operation / shift operation), the slip angle x determined according to the steering angle (steering angle) recorded in the actual road log, Also, the wheel speed data of the left and right drive wheels 11 is read into the calculation unit 20, and the drag coefficient and lateral force of the drive wheels 11 are referred to by using the slip angle x and the wheel speed and referring to the steering characteristic map described above. The coefficient is calculated continuously. Further, the road surface gradient is sequentially read from the actual road log into the calculation unit 20, and a gradient coefficient Wsinθ (W is the vehicle weight and θ is the road surface gradient), which is the degree of influence of the road surface gradient on the running resistance, is calculated.
[0058]
Then, the drag coefficient and lateral force coefficient calculated as described above according to the travel distance accumulated from the speed signal input from the vehicle 10 are set to a predetermined function as the rolling resistance value in the vehicle speed-travel resistance map described above. And the running resistance generated by the load motor 2 is artificially changed and output to the load motor 2 by multiplying the running coefficient by the gradient coefficient. Therefore, according to this embodiment, it is possible to realize a test (for example, a fuel efficiency evaluation test) that freely reproduces the road state and the driving state according to the actual road log, particularly the actual road gradient and corner radius.
[0059]
When the test is performed under the condition of traveling at a constant engine speed and a constant gear ratio, it is not necessary to change the engine speed and the gear ratio of the vehicle 10 according to the actual road log during the test. In this embodiment, the real path log is used. However, a virtual path log having data members corresponding to the real path log may be created in advance, and the test may be performed using the virtual path log.
[0060]
Next, a sixth embodiment will be described. The sixth embodiment realizes an influence evaluation by virtual change of vehicle parameters.
[0061]
In the present embodiment, a change in the characteristics of the vehicle 10 itself, such as a change in the characteristics of the power transmission system, is converted into a running resistance and given to the vehicle, thereby virtually changing the parameters of the vehicle 10 itself. Can be assessed for impact.
[0062]
That is, in the present embodiment, model formulas such as an engine, a transmission, a propeller shaft, a differential, a drive shaft, a driving wheel, a suspension, and a body in an actual test vehicle are created in advance and stored in the storage unit 25. For example, when a two-degree-of-freedom model model in which a member a (for example, a transmission) and a member b (for example, a wheel) are connected in series is considered, the model formula is as follows.
[0063]
[Expression 1]
f (Ma, Ka, Ca, Ja, θa, Mb, Kb, Cb, Jb, θb) = Tload
[0064]
Where T is the vehicle side torque, θ is the shaft twist angle, M is the mass, K is the spring constant, C is the viscosity coefficient, J is the moment of inertia, subscript a is member a, subscript b is member b, and Tload is a load motor. The load torque by 2 is shown.
[0065]
Based on this model formula, the value of the running resistance when the value of the parameter in the model formula is virtually varied is calculated, and the vehicle is loaded by the load motor 2. For example, when it is assumed that the member a is replaced with a member a ′ whose parameters are different from each other by Ma ′, Ka ′, Ca ′, and Ja ′, the load torque Tload ′ loaded by the load motor 2 is the following number. It is represented by 2.
[0066]
[Expression 2]
f (Ma + Ma ′, Ka + Ka ′, Ca + Ca ′, Ja + Ja ′, θa + θa ′, Mb, Kb, Cb, Jb, θb) = Tload ′
[0067]
The load motor control unit 22 is controlled by the calculation unit 20 with the value of the load torque Tload ′ obtained in this way as the target load torque, and a change in the characteristics of the vehicle 10 is performed while loading the vehicle 10 by the load motor 2. taking measurement.
[0068]
In this embodiment, the parameter change is converted into a load torque as a pseudo running resistance by the load motor 2 and is applied to the vehicle 10 as a virtual parameter change. Therefore, each parameter of each member constituting the power transmission system is changed. It is possible to evaluate the influence of individual or arbitrary changes on the vehicle or changes in characteristics, for example, the influence of individual specification parameters on fuel consumption.
[0069]
The parameters that can be changed in this embodiment may be other types. For example, the internal drag loss, the stirring resistance, the transmission efficiency, and the engine water temperature and the warm-up state such as the transmission and the differential are used as parameters. can do.
[0070]
This embodiment can also be used for evaluating the influence of transmission parameter changes on driving force and fuel consumption characteristics. That is, a running resistance equivalent to when the transmission parameters such as a map constant of the torque converter and a transmission shift point are virtually changed in the model equation is calculated, and is changed by loading the vehicle with the load motor 2. It is possible to evaluate the influence of the parameters on driving power and fuel consumption.
[0071]
Next, a seventh embodiment will be described. The seventh embodiment realizes evaluation of vibration transfer characteristics by virtual reproduction of vibration.
[0072]
In this embodiment, the load motor 2 is operated not as power absorption but as power drive by control switching of the load motor control unit 22 (FIG. 3). The fluctuation is input to the drive wheel 11 and the vibration transmission characteristic of the vehicle 10 is evaluated by detecting the vibration with a pressure sensor provided in the vehicle interior. In this embodiment, the wheels directly connected to the load motor 2 may be driven wheels instead of the driving wheels 11.
[0073]
The vibration forcing force to be simulated is the vibration or impact generated from the wheel and its vicinity toward the passenger compartment, such as tire imbalance, non-uniform road noise (vibration caused by road surface irregularities), and brake rotor vibration. Or unbalance. On the other hand, pressure sensors (not shown) are respectively installed in the brake pedal and the steering wheel, which are equipment in the vehicle interior of the vehicle 10. The measurement point in the passenger compartment is preferably a member that can be directly contacted by an occupant during driving.
[0074]
For example, when measuring the vibration transmission characteristics due to the vibration of the brake rotor (that is, the degree to which the vibration due to the vibration of the brake rotor is transmitted to the vehicle interior), the vibration of the brake rotor is measured as shown in FIG. Corresponding rotation primary torque fluctuation is given as a pulsating torque to the load motor 2 by the calculation unit 20 as a standard input value with a constant forcing force, and vibrations of the brake pedal and the steering wheel at that time are measured.
[0075]
According to this embodiment, a plurality of different types of vehicles are tested under the same conditions, thereby comparing vibration sensitivities (vibration transfer characteristics) between vehicle types, or equivalent to an unbalance amount in a vibration forcing force to be simulated. By individually changing parameters such as amplitude, phase, and frequency in the forced vibration force waveform, it is also possible to evaluate vibration transfer characteristics with respect to the forced force, particularly non-linearity.
[0076]
In each of the above embodiments, the load motor 2 is directly connected to the drive wheel 11, but the load motor 2 may be directly connected to a wheel other than the drive wheel 11, that is, a driven wheel. Moreover, although the wheel hub 11a was used for the direct connection between the drive wheel 11 and the load motor 2, other parts or members may be used.
[0077]
In addition, the test conditions used as parameters in the present invention are not only the mechanical characteristics of the vehicle itself and the topographical / physical characteristics of the road surface mentioned in the above embodiments, but also the weather conditions such as the outside temperature / humidity and atmospheric pressure. The physical quantity representing can also be widely selected. In the fourth to seventh embodiments, examples of using various function maps and model expressions individually have been described. However, in the present invention, a plurality of types of function maps and model expressions may be used simultaneously. The apparatus and method according to the present invention are not limited to the types of tests shown in the above embodiments, and can be widely used for various other vehicle tests.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view schematically showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a driving wheel in the first embodiment.
FIG. 3 is a block diagram showing a control system of the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory view showing the operation of the contact roller and the compensation motor in the present invention.
FIG. 5 is a graph showing a running resistance map.
FIG. 6 is a side view showing a main part of the second embodiment.
FIG. 7 is a front view showing an outline of a third embodiment.
FIG. 8 is a graph showing a slip characteristic map.
9A is an explanatory diagram showing a relationship between a slip angle and a lateral force, and FIG. 9B is a graph showing a steering characteristic map.
FIG. 10A is a graph showing input torque fluctuations in the seventh embodiment, and FIG. 10B is a graph showing frequency distributions of amplitudes in different vehicles.
FIG. 11 is a front view showing a chassis dynamo device before improvement according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chassis dynamo device, 2 Load motor, 3 Contacting roller, 4 Compensation motor, 10 Vehicle, 11 Drive wheel, 20 Computation part, 22 Load motor control part, 24 Compensation motor control part, 25 Storage part.

Claims

A load motor directly connected to the drive wheels of the vehicle ;
A contact roller contacting a peripheral surface of the drive wheel;
A compensation motor directly connected to the contact roller,
Compensation control means for controlling the motion of the compensation motor;
With
The chassis dynamo apparatus characterized in that the compensation control means drives the compensation motor based on a physical quantity indicating the motion of the drive wheel acquired from the load motor to reduce the inertial force of the contact roller .

The chassis dynamo device according to claim 1,
Variable load means electrically connected to the load motor;
Load control means for controlling the electric load value of the variable load means;
A chassis dynamo device further comprising:

The chassis dynamo device according to claim 1 or 2,
A chassis dynamo device further comprising a free roller contacting a peripheral surface of the drive wheel.

The chassis dynamo device according to any one of claims 1 to 3,
A chassis dynamo device further comprising a holding mechanism for levitating the peripheral surface of the drive wheel.

The chassis dynamo device according to any one of claims 1 to 4,
Further comprising storage means for storing in advance parameters indicating test conditions relating to the vehicle and the road surface;
The chassis dynamo apparatus characterized in that the load control means controls the electric load value of the variable load means in accordance with the parameter stored in the storage means.

The chassis dynamo device according to claim 5,
The chassis dynamo device, wherein the load control means controls the electric load value in consideration of a measured value of a state during operation of the vehicle.

The chassis dynamo device according to claim 5 or 6,
The chassis dynamo device characterized in that the test condition is a road friction condition.

The chassis dynamo device according to claim 5 or 6,
The chassis dynamo device characterized in that the test condition is a road surface gradient.

The chassis dynamo device according to claim 5 or 6,
A chassis dynamo device characterized in that the test condition is a curvature of a road surface.

The chassis dynamo device according to claim 5 or 6,
A chassis dynamo device characterized in that the test condition is an uneven condition on a road surface.

The chassis dynamo device according to claim 5 or 6,
A chassis dynamo device characterized in that the condition of the vehicle is a parameter of a power transmission system.

The chassis dynamo device according to claim 5 or 6,
The chassis dynamo device characterized in that the test condition is acquired by an actual running test on a predetermined running route.

A vehicle test method using the chassis dynamo device according to claim 1,
Storing parameters indicating test conditions relating to the vehicle and road surface;
Measuring the state of the vehicle while driving;
Calculating an electrical load value based on the stored parameter and the measured value by the measurement;
Controlling the electric load value of the variable load means based on the calculated electric load value;
A vehicle test method including:

A vehicle test method using the chassis dynamo device according to any one of claims 1 to 6,
A vehicle test method, wherein vibration is applied to drive wheels by driving a load motor.